(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能な支持体及びこの支持体に支持され且つ支持体の移動方向に沿った方向を副走査方向、これに直交する方向を主走査方向として縦横に配列された画素電極を有する像保持体と、
この像保持体の潜像書込位置にて画素電極夫々に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加し、この潜像電圧による潜像電位パターンからなる潜像を像保持体に書き込む像書込手段と、
前記像保持体の潜像書込位置より像保持体の移動方向下流側に位置する現像位置に対応して設けられ、前記像書込手段にて書き込まれた潜像をトナーにて可視像化する現像手段と、
前記像保持体の潜像書込位置にて画素電極に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加したときに、潜像書込位置から現像位置に至るまでの画素電極での潜像電圧による潜像電位の減衰変化傾向が予め規定された規定範囲内であるか否かを判別する潜像電位変化判別手段と、
前記像書込手段にて潜像を書き込み制御するに当たり、前記潜像電位変化判別手段が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲内と判別した場合には、予め決められた潜像書込位置に画像信号に基づいた潜像電圧を印加する一方、前記潜像電位変化判別手段が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲外と判別した場合には、潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲内である場合の潜像書込位置から現像位置に至るまでの潜像電位の減衰変化量と略等しい潜像電位の減衰変化量となるように潜像書込位置を変更し、かつ、変更された潜像書込位置に画像信号に基づいた潜像電圧を印加する潜像書込制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記潜像書込制御手段は、前記潜像電位変化判別手段にて潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲外にあると判別された場合には、変更された潜像書込位置にて更に潜像電圧を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記潜像書込制御手段は、画素電極に印加される最大潜像電圧が予め規定された値以上のときに限り前記潜像電位変化判別手段にて潜像電位の減衰傾向が規定範囲内であるか否かの判別を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の画像形成装置のうち像保持体が回転体である態様において、
前記潜像書込制御手段は、像保持体の回転方向と逆方向で且つ当該回転速度と等しい速度で画素電極を走査するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記像書込手段は、画素電極夫々に対し設けられ且つ画素電極を駆動する薄膜トランジスタを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
前記像保持体は、潜像書込位置から現像位置に至るまでの領域にある薄膜トランジスタへの光の照射を遮蔽する遮光手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記現像手段は、
前記像保持体に対向配置され且つ帯電された導電性トナーを保持搬送するトナー保持体と、
このトナー保持体と前記像保持体との間の現像位置に現像電界を形成する現像電界形成手段と、
前記トナー保持体の前記像保持体とは異なる側に対向配置される電荷注入部材を有し、この電荷注入部材と前記トナー保持体との間に電荷注入電界を作用させることで未帯電の導電性トナーに電荷注入を行う電荷注入手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
前記トナー保持体は、
前記像保持体に対向して回転可能に設けられ、前記現像位置まで導電性トナーを保持搬送すると共に現像位置に現像電界形成手段による現像電界を作用させることで像保持体上の潜像を導電性トナーにて現像する現像トナー保持体と、
この現像トナー保持体に対向して現像トナー保持体よりも速い回転速度で回転可能に設けられ、現像トナー保持体の現像位置から離れた部位に至るまで前記電荷注入手段にて電荷注入された導電性トナーを保持搬送する中間トナー保持体とを有し、
現像トナー保持体と中間トナー保持体との間に設けられた移動電界形成手段により、中間トナー保持体から現像トナー保持体に向かって導電性トナーを移動させる移動電界を作用させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の画像形成装置において、
前記電荷注入手段は、電荷注入電界を作用させながら導電性トナーを挟んで摺擦することで当該導電性トナーに電荷注入を行うようにしたものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載の画像形成装置において、
前記導電性トナーは、現像位置では当該導電性トナーの電荷保持性を保つように高抵抗に変化し、かつ、電荷注入電界が作用する領域では当該導電性トナーの電荷注入を容易にするように低抵抗に変化することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
移動可能な支持体及びこの支持体に支持され且つ支持体の移動方向に沿った方向を副走査方向、これに直交する方向を主走査方向として縦横に配列された画素電極を有する像保持体と、
この像保持体の潜像書込位置にて画素電極夫々に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加し、この潜像電圧による潜像電位パターンからなる潜像を像保持体に書き込む像書込手段と、
前記像保持体の潜像書込位置より像保持体の移動方向下流側に位置する現像位置に対応して設けられ、前記像書込手段にて書き込まれた潜像をトナーにて可視像化する現像手段と、
前記像保持体の潜像書込位置にて画素電極に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加したときに、潜像書込位置から現像位置に至るまでの画素電極での潜像電圧による潜像電位の減衰変化傾向が予め規定された規定範囲内であるか否かを判別する潜像電位変化判別手段と、
前記像書込手段にて潜像を書き込み制御するに当たり、前記潜像電位変化判別手段が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲内と判別した場合には、予め決められた潜像書込位置に画像信号に基づいた潜像電圧を印加する一方、前記潜像電位変化判別手段が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲外と判別した場合には、潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲内である場合の潜像書込位置から現像位置に至るまでの潜像電位の減衰変化量と略等しい潜像電位の減衰変化量となるように潜像書込位置を変更し、かつ、変更された潜像書込位置に画像信号に基づいた潜像電圧を印加する潜像書込制御手段と、
前記現像手段により像保持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写する転写手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像形成装置において、
前記転写手段は、前記像保持体に対向配置されると共に所定の転写電圧が印加され且つ像保持体との間に所定の転写電界を作用させる転写部材を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の画像形成装置において、
前記像書込手段は、前記潜像パターンを書き込むことに加え、画素電極毎に既に形成された各色トナー像に基づいた転写電圧を印加し、像保持体に前記転写電圧による画素電極毎の転写電位変化としての転写像パターンを書き込むものであり、
前記転写手段は、転写像パターンを書き込む前記像書込手段と、像保持体に対向配置され且つ画素電極夫々との間で像書込手段による転写像パターンに応じた転写電界を作用させる対向電極部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
移動可能な支持体及びこの支持体に支持され且つ支持体の移動方向に沿った方向を副走査方向、これに直交する方向を主走査方向として縦横に配列された画素電極を有する像保持体と、
この像保持体の潜像書込位置にて画素電極夫々に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加し、この潜像電圧による潜像電位パターンからなる潜像を像保持体に書き込む像書込手段と、
前記像保持体の潜像書込位置より像保持体の移動方向下流側に位置する現像位置に対応して設けられ、前記像書込手段にて書き込まれた潜像をトナーにて可視像化する現像手段と、
前記像保持体の潜像書込位置にて画素電極に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加したときに、潜像書込位置から現像位置に至るまでの画素電極での潜像電圧による潜像電位の減衰変化傾向が予め規定された規定範囲内であるか否かを判別する潜像電位変化判別手段と、
前記像書込手段にて潜像を書き込み制御するに当たり、前記潜像電位変化判別手段が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲内と判別した場合には、予め決められた潜像書込位置に画像信号に基づいた潜像電圧を印加する一方、前記潜像電位変化判別手段が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲外と判別した場合には、潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲内である場合の潜像書込位置から現像位置に至るまでの潜像電位の減衰変化量と略等しい潜像電位の減衰変化量となるように潜像電圧を変更し、かつ、変更された潜像電圧を潜像書込位置にて印加する潜像書込制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機やプリンタ等の画像形成装置で用いられる画像形成方式として電子写真方式が用いられている。これは、コロナ放電器や帯電ロール等の帯電器によって帯電された感光体に対して、レーザやＬＥＤアレイを用いて光イメージを照射することで静電潜像を形成し、この形成された静電潜像に対し帯電したトナーを用いて現像することで可視像化するようにしたものである。そして、このように電子写真方式を利用した画像形成装置は、オンデマンド性に優れ、普通紙への画像形成が可能なことから、オフィスを中心に広く普及している。
【０００３】
一方、電子写真方式での環境影響への配慮などから、マトリクス状に電極を配列し、帯電器を使用しない方式の画像形成装置が提案されている（特許文献１〜５参照）。特許文献１では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をマトリクス状に形成すると共に蓄積容量を夫々のＴＦＴに設け、蓄積容量での電荷蓄積効果により安定した現像を行うようにした方式の画像形成装置が提案されている。また、特許文献２では、スイッチング素子をマトリクス状に構成し、レーザ照射することで、画素毎に発生する表面電位を変化させるようにした方式の画像形成装置が提案されている。更に、特許文献３では、マトリクス状に配列したスイッチング素子毎に二層分割された蓄積容量を持たせ、画像部／非画像部の電位を調整した構成が提案されている。そして、特許文献４では、マトリクス状に配列したスイッチング素子を使って画素毎の潜像を形成する方式の画像形成装置が提案されている。また、特許文献５には、現像位置より上流側の副走査方向所定位置にて走査ラインの端部に設けたフォトダイオードに光を照射して導通させることで、走査ラインを選択し、選択された走査ラインに画像模様に応じた電気信号を送ることで潜像電圧を形成し、これを繰り返すことで潜像を形成するようにした構成の画像形成装置が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２３３４６３号公報（実施例、図４）
【特許文献２】特開２００２−３２６３８２号公報（実施の形態１、図１）
【特許文献３】特開２００３−３２４４０号公報（発明の実施の形態、図１）
【特許文献４】特開２００４−２１９６３５号公報（実施の形態１、図１）
【特許文献５】特許第３８２６０１３号公報（実施の形態１、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の技術的課題は、画素単位で縦横に配列された画素電極を有する像保持体を用いて画像形成を行うに当たり、画像信号に沿ったトナー付着を安定して行わせることにより、濃度むら、かぶり等のない、より高濃度の高画質画像を安定して得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、移動可能な支持体及びこの支持体に支持され且つ支持体の移動方向に沿った方向を副走査方向、これに直交する方向を主走査方向として縦横に配列された画素電極を有する像保持体と、この像保持体の潜像書込位置にて画素電極夫々に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加し、この潜像電圧による潜像電位パターンからなる潜像を像保持体に書き込む像書込手段と、前記像保持体の潜像書込位置より像保持体の移動方向下流側に位置する現像位置に対応して設けられ、前記像書込手段にて書き込まれた潜像をトナーにて可視像化する現像手段と、前記像保持体の潜像書込位置にて画素電極に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加したときに、潜像書込位置から現像位置に至るまでの画素電極での潜像電圧による潜像電位の減衰変化傾向が予め規定された規定範囲内であるか否かを判別する潜像電位変化判別手段と、前記像書込手段にて潜像を書き込み制御するに当たり、前記潜像電位変化判別手段が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲内と判別した場合には、予め決められた潜像書込位置に画像信号に基づいた潜像電圧を印加する一方、前記潜像電位変化判別手段が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲外と判別した場合には、潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲内である場合の潜像書込位置から現像位置に至るまでの潜像電位の減衰変化量と略等しい潜像電位の減衰変化量となるように潜像書込位置を変更し、かつ、変更された潜像書込位置に画像信号に基づいた潜像電圧を印加する潜像書込制御手段とを備える画像形成装置である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る画像形成装置において、前記潜像書込制御手段は、前記潜像電位変化判別手段にて潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲外にあると判別された場合には、変更された潜像書込位置にて更に潜像電圧を変更するようにした画像形成装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１に係る画像形成装置において、前記潜像書込制御手段は、画素電極に印加される最大潜像電圧が予め規定された値以上のときに限り前記潜像電位変化判別手段にて潜像電位の減衰傾向が規定範囲内であるか否かの判別を行う画像形成装置である。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に係る画像形成装置のうち像保持体が回転体である態様において、前記潜像書込制御手段は、像保持体の回転方向と逆方向で且つ当該回転速度と等しい速度で画素電極を走査するようにした画像形成装置である。
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項１又は２に係る画像形成装置において、前記像書込手段は、画素電極夫々に対し設けられ且つ画素電極を駆動する薄膜トランジスタを備える画像形成装置である。
請求項６に係る発明は、請求項５に係る画像形成装置において、前記像保持体は、潜像書込位置から現像位置に至るまでの領域にある薄膜トランジスタへの光の照射を遮蔽する遮光手段を備える画像形成装置である。
【００１０】
請求項７に係る発明は、請求項１又は２に係る画像形成装置において、前記現像手段は、前記像保持体に対向配置され且つ帯電された導電性トナーを保持搬送するトナー保持体と、このトナー保持体と前記像保持体との間の現像位置に現像電界を形成する現像電界形成手段と、前記トナー保持体の前記像保持体とは異なる側に対向配置される電荷注入部材を有し、この電荷注入部材と前記トナー保持体との間に電荷注入電界を作用させることで未帯電の導電性トナーに電荷注入を行う電荷注入手段とを備える画像形成装置である。
【００１１】
請求項８に係る発明は、請求項７に係る画像形成装置において、前記トナー保持体は、前記像保持体に対向して回転可能に設けられ、前記現像位置まで導電性トナーを保持搬送すると共に現像位置に現像電界形成手段による現像電界を作用させることで像保持体上の潜像を導電性トナーにて現像する現像トナー保持体と、この現像トナー保持体に対向して現像トナー保持体よりも速い回転速度で回転可能に設けられ、現像トナー保持体の現像位置から離れた部位に至るまで前記電荷注入手段にて電荷注入された導電性トナーを保持搬送する中間トナー保持体とを有し、現像トナー保持体と中間トナー保持体との間に設けられた移動電界形成手段により、中間トナー保持体から現像トナー保持体に向かって導電性トナーを移動させる移動電界を作用させるようにした画像形成装置である。
【００１２】
請求項９に係る発明は、請求項７又は８に係る画像形成装置において、前記電荷注入手段は、電荷注入電界を作用させながら導電性トナーを挟んで摺擦することで当該導電性トナーに電荷注入を行うようにした画像形成装置である。
請求項１０に係る発明は、請求項７又は８に係る画像形成装置において、前記導電性トナーは、現像位置では当該導電性トナーの電荷保持性を保つように高抵抗に変化し、かつ、電荷注入電界が作用する領域では当該導電性トナーの電荷注入を容易にするように低抵抗に変化する画像形成装置である。
【００１３】
請求項１１に係る発明は、移動可能な支持体及びこの支持体に支持され且つ支持体の移動方向に沿った方向を副走査方向、これに直交する方向を主走査方向として縦横に配列された画素電極を有する像保持体と、この像保持体の潜像書込位置にて画素電極夫々に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加し、この潜像電圧による潜像電位パターンからなる潜像を像保持体に書き込む像書込手段と、前記像保持体の潜像書込位置より像保持体の移動方向下流側に位置する現像位置に対応して設けられ、前記像書込手段にて書き込まれた潜像をトナーにて可視像化する現像手段と、前記像保持体の潜像書込位置にて画素電極に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加したときに、潜像書込位置から現像位置に至るまでの画素電極での潜像電圧による潜像電位の減衰変化傾向が予め規定された規定範囲内であるか否かを判別する潜像電位変化判別手段と、前記像書込手段にて潜像を書き込み制御するに当たり、前記潜像電位変化判別手段が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲内と判別した場合には、予め決められた潜像書込位置に画像信号に基づいた潜像電圧を印加する一方、前記潜像電位変化判別手段が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲外と判別した場合には、潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲内である場合の潜像書込位置から現像位置に至るまでの潜像電位の減衰変化量と略等しい潜像電位の減衰変化量となるように潜像書込位置を変更し、かつ、変更された潜像書込位置に画像信号に基づいた潜像電圧を印加する潜像書込制御手段と、前記現像手段により像保持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写する転写手段とを備える画像形成装置である。
【００１４】
請求項１２に係る発明は、請求項１１に係る画像形成装置において、前記転写手段は、前記像保持体に対向配置されると共に所定の転写電圧が印加され且つ像保持体との間に所定の転写電界を作用させる転写部材を有する画像形成装置である。
請求項１３に係る発明は、請求項１１に係る画像形成装置において、前記像書込手段は、前記潜像パターンを書き込むことに加え、画素電極毎に既に形成された各色トナー像に基づいた転写電圧を印加し、像保持体に前記転写電圧による画素電極毎の転写電位変化としての転写像パターンを書き込むものであり、前記転写手段は、転写像パターンを書き込む前記像書込手段と、像保持体に対向配置され且つ画素電極夫々との間で像書込手段による転写像パターンに応じた転写電界を作用させる対向電極部材とを有する画像形成装置である。
【００１５】
請求項１４に係る発明は、移動可能な支持体及びこの支持体に支持され且つ支持体の移動方向に沿った方向を副走査方向、これに直交する方向を主走査方向として縦横に配列された画素電極を有する像保持体と、この像保持体の潜像書込位置にて画素電極夫々に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加し、この潜像電圧による潜像電位パターンからなる潜像を像保持体に書き込む像書込手段と、前記像保持体の潜像書込位置より像保持体の移動方向下流側に位置する現像位置に対応して設けられ、前記像書込手段にて書き込まれた潜像をトナーにて可視像化する現像手段と、前記像保持体の潜像書込位置にて画素電極に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加したときに、潜像書込位置から現像位置に至るまでの画素電極での潜像電圧による潜像電位の減衰変化傾向が予め規定された規定範囲内であるか否かを判別する潜像電位変化判別手段と、前記像書込手段にて潜像を書き込み制御するに当たり、前記潜像電位変化判別手段が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲内と判別した場合には、予め決められた潜像書込位置に画像信号に基づいた潜像電圧を印加する一方、前記潜像電位変化判別手段が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲外と判別した場合には、潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲内である場合の潜像書込位置から現像位置に至るまでの潜像電位の減衰変化量と略等しい潜像電位の減衰変化量となるように潜像電圧を変更し、かつ、変更された潜像電圧を潜像書込位置にて印加する潜像書込制御手段とを備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、画素単位で縦横に配列された画素電極を有する像保持体を用いて画像形成を行うに当たり、像保持体に対し画像信号に沿ったトナー付着を安定して行わせることができるようになり、濃度むら、かぶり等のないより高濃度の高画質画像を安定して得ることができる。
請求項２に係る発明によれば、本構成を有しないものに比べ、より一層安定した画像が得られるようになる。
請求項３に係る発明によれば、本構成を有しないものに比べ、画素電極に特に高電圧を印加する際に有効となり、高濃度の高画質画像が得られるようになると共に、高電圧を使用しない場合には制御が簡単になる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、本構成を有しないものに比べ、連続した画像形成が容易に実現できる。
請求項５に係る発明によれば、アクティブマトリクス方式を採用することで、画素電極の駆動が高速且つ安定してなされるようになる。
請求項６に係る発明によれば、本構成を有しないものに比べ、薄膜トランジスタへの光の照射を防ぐことで薄膜トランジスタの特性変化を小さく抑えることができ、安定した潜像電位を保つことが可能になる結果、画素電極への付着トナー量を一層安定化させることができるようになる。
【００１８】
請求項７に係る発明によれば、本構成を有しないものに比べ、現像時に電荷注入型の導電性トナーを使用することができ、低電界で安定した現像が可能になり、十分高い画像濃度を確保することができるようになる。
請求項８に係る発明によれば、本構成を有しないものに比べ、像保持体へ供給する導電性トナーの量を増加させることができ、より高い画像濃度を確保することができるようになる。
請求項９に係る発明によれば、本構成を有しないものに比べ、導電性トナーに対する均一で安定した電荷注入がなされるようになる。
請求項１０に係る発明によれば、現像位置では電荷保持性が良好に保たれる一方、電荷注入電界作用域では電荷注入が効率的になされるようになる。
【００１９】
請求項１１に係る発明によれば、画素単位で縦横に配列された画素電極を有する像保持体を用いて画像形成を行うに当たり、像保持体に対し画像信号に沿ったトナー付着を安定して行わせることができるようになり、濃度むら、かぶり等のないより高濃度の高画質画像を転写媒体上に安定して得ることができる。
請求項１２に係る発明によれば、転写部材により転写媒体への具体的な転写がなされるようになる。
請求項１３に係る発明によれば、本構成を有しないものに比べ、転写時の転写電界の広がりを抑えることができ、画質が向上するようになる。
請求項１４に係る発明によれば、画素単位で縦横に配列された画素電極を有する像保持体を用いて画像形成を行うに当たり、像保持体に対し画像信号に沿ったトナー付着を安定して行わせることができるようになり、濃度むら、かぶり等のないより高濃度の高画質画像を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
先ず、本発明が適用される実施の形態モデルの概要を説明する。
◎実施の形態モデルの概要
図１（ａ）（ｂ）は本発明を具現化する実施の形態モデルに係る第一の態様の画像形成装置の概要を示すものである。同図において、画像形成装置の代表的モデルの一つは、移動可能な支持体１ａ及びこの支持体１ａに支持され且つ支持体１ａの移動方向に沿った方向を副走査方向、これに直交する方向を主走査方向として縦横に配列された画素電極１ｂを有する像保持体１と、この像保持体１の潜像書込位置Ｐｓにて画素電極１ｂ夫々に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加し、この潜像電圧による潜像電位パターンからなる潜像を像保持体１に書き込む像書込手段２と、像保持体１の潜像書込位置Ｐｓより像保持体１の移動方向下流側に位置する現像位置Ｐｄに対応して設けられ、像書込手段２にて書き込まれた潜像をトナーにて可視像化する現像手段３と、像保持体１の潜像書込位置Ｐｓにて画素電極１ｂに対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加したときに、潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄに至るまでの画素電極１ｂでの潜像電圧による潜像電位の減衰変化傾向が予め規定された規定範囲内であるか否かを判別する潜像電位変化判別手段４と、像書込手段２にて潜像を書き込み制御するに当たり、潜像電位変化判別手段４が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲内と判別した場合には、予め決められた潜像書込位置Ｐｓに画像信号に基づいた潜像電圧を印加する一方、潜像電位変化判別手段４が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲外と判別した場合には、潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲内である場合の潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄに至るまでの潜像電位の減衰変化量と略等しい潜像電位の減衰変化量となるように潜像書込位置Ｐｓを変更し、かつ、変更された潜像書込位置Ｐｓに画像信号に基づいた潜像電圧を印加する潜像書込制御手段５とを備えている。
【００２１】
ここで、支持体１ａは、画素電極１ｂ等を支持できる移動可能なものであればその形状は特に限定されないが、装置を小型化する観点からすれば、回転可能な態様が好適である。また、画素電極１ｂは画素単位で縦横に配列されていればよく、画素電極１ｂの数量は特に限定されないが、通常の画像が形成できる解像度を実現できる程度になっていることが好ましい。更に、像書込手段２は、像保持体１の画素電極１ｂ夫々に対し、画像信号に基づいた潜像電圧（信号電圧）を印加できるものであればよい。
【００２２】
また、潜像電位変化判別手段４は、潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄに至るまでの潜像電位の減衰傾向を直接的あるいは間接的に判別できるものであればよいが、容易に判別するには間接的に行う方がよく、具体的には、製造ロット、環境、累積使用時間等の要因から判別するようにすればよい。一例としては、製造ロットや累積使用時間に関連する情報として、画素電極１ｂ上のトナー濃度を検出する検出器を設置したり、画素電極１ｂの表面電位を測定する検出器を設置したりして、具体的に像保持体１上の変化から現像位置Ｐｄまでの潜像電位の減衰変化傾向を予測するようにしてもよいし、周囲環境を測定する検出器を設置して、減衰変化傾向を予測するようにしてもよい。
【００２３】
そして、第二の態様の画像形成装置としては、第一の態様の画像形成装置において、潜像書込制御手段５は、潜像電位変化判別手段４にて潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲外にあると判別された場合には、変更された潜像書込位置Ｐｓにて更に潜像電圧を変更するようにしたものである。
【００２４】
ここで、本実施の形態モデルでの画像形成方式の理解を深める上で、比較モデルとして電子写真方式において通常用いられる方式について説明する。
図２３に示すように、この比較モデルでは、帯電装置２０１を用いて帯電された感光体２００を露光装置２０２からのレーザ照射等によって露光して静電潜像を形成した後、この静電潜像に対し現像装置２０３を用いてトナーで現像することで可視像化するようにしたものであり、可視像化された感光体２００上のトナー像は、転写装置２０４によって転写媒体（例えば中間転写体や記録材）２０５に転写される。更に、感光体２００の周囲には、転写を終えた感光体２００上の残留トナーを清掃するために、清掃部材２０６ａを備えた清掃装置２０６が設けられている。このような方式では、感光体２００が回転したり、感光体２００を帯電装置２０１によって帯電することから、感光体２００上の潜像電位や画素位置がばらつき易く、このようなばらつきがあると、濃度むら、色むら、すじ等の視認される画質劣化が生じ易くなる。また、このようなばらつきによって、現像時のトナーの飛び散りやかぶりも生じ易くなる。
【００２５】
そして、このような方式での経時的な変化に目を転じると、帯電装置２０１がトナーによって汚染され、所望の帯電がなされなかったり、帯電装置２０１の放電（帯電装置２０１自体の放電や、感光体２００との間隙による放電）による放電生成物の発生が感光体２００表面を変質させたり、更には感光体２００上の清掃性能を低下させるようにもなる。このような事態に対し感光体２００上の清掃性能低下を抑えるため、清掃部材２０６ａを感光体２００に強く接触させるようにすると、却って感光体２００や清掃部材２０６ａの劣化を早める虞もある。
【００２６】
このような比較モデルに対し、本実施の形態モデルでは、図１（ａ）（ｂ）に示すように、像保持体１に縦横に配列された画素電極１ｂを備え、画素電極１ｂ夫々に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加することで像保持体１に潜像を書き込むようにしたので、帯電装置を必要としない分、帯電装置によって生じる各種の問題を考慮する必要がない。
【００２７】
そして、このような方式にて現像時の濃度コントラストを高める必要がない場合に制御を簡略化する観点からすれば、潜像書込制御手段５は、画素電極１ｂに印加される最大潜像電圧が予め規定された値以上のときに限り潜像電位変化判別手段４にて潜像電位の減衰傾向が規定範囲内であるか否かの判別を行うようにすることが好ましい。
【００２８】
また、像保持体１が回転体である態様において、連続した画像形成を容易に実現する観点から、潜像書込制御手段５は、像保持体１の回転方向と逆方向で且つ当該回転速度と等しい速度で画素電極１ｂを副走査することが好ましい。これによれば、潜像書込位置Ｐｓと現像位置Ｐｄとの関係を常に一定にすることができるようになる。
【００２９】
更に、画素電極１ｂの潜像電位は、画素電極１ｂに潜像電圧を印加した直後に大きく減衰することから、この大きな変化を軽減し、現像位置Ｐｄでの潜像電位をより安定させる観点から、潜像書込制御手段５は、像書込手段２により潜像書込位置Ｐｓにて潜像電圧が印加された画素電極１ｂが、当該画素電極１ｂの潜像電位に対し潜像電圧印加直後の急減衰が収まるまでの予め規定された減衰時間を経過した後に現像位置Ｐｄに達するように潜像書込位置Ｐｓを設定することが好ましい。
【００３０】
また、本実施の形態モデルでは、画素電極１ｂに対する電圧印加を安定して行う観点から、像書込手段２は、画素電極１ｂ夫々に対し画素電極１ｂを駆動する薄膜トランジスタを備えることが好ましく、このように薄膜トランジスタをスイッチング素子として用いることで、通常の薄膜技術を用いて容易に多数のスイッチング素子を形成できるようになると共に、安定したスイッチング性能も確保することができるようになる。
更に、このように薄膜トランジスタを用いる場合、その特性変化を小さく抑える観点からすれば、像保持体１は、潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄに至るまでの領域にある薄膜トランジスタへの光の照射を遮蔽する遮光手段を備えることが好ましい。このとき、遮光手段としては、像保持体１全面に亘って設けるようにしてもよいし、該当する部位に像保持体１へ光の照射を防ぐ遮光部材を備えるようにしてもよい。具体的には、像保持体１を遮光ケース内に収容する態様や、像保持体１の表面側に例えば黒色物質を添加したポリイミド樹脂層等の遮光膜を被覆する態様が挙げられる。
【００３１】
更にまた、現像性能を向上させる観点から、現像手段３は、像保持体１に対向配置され且つ帯電された導電性トナーを保持搬送するトナー保持体と、このトナー保持体と像保持体１との間の現像位置Ｐｄに現像電界を形成する現像電界形成手段と、トナー保持体の像保持体１とは異なる側に対向配置される電荷注入部材を有し、この電荷注入部材とトナー保持体との間に電荷注入電界を作用させることで未帯電の導電性トナーに電荷注入を行う電荷注入手段とを備えることが好ましい。
【００３２】
そして、このような現像手段３でのトナー濃度を向上させる観点からすれば、トナー保持体は、像保持体１に対向して回転可能に設けられ、現像位置Ｐｄまで導電性トナーを保持搬送すると共に現像位置Ｐｄに現像電界形成手段による現像電界を作用させることで像保持体１上の潜像を導電性トナーにて現像する現像トナー保持体と、この現像トナー保持体に対向して現像トナー保持体よりも速い回転速度で回転可能に設けられ、現像トナー保持体の現像位置Ｐｄから離れた部位に至るまで電荷注入手段にて電荷注入された導電性トナーを保持搬送する中間トナー保持体とを有し、現像トナー保持体と中間トナー保持体との間に設けられた移動電界形成手段により、中間トナー保持体から現像トナー保持体に向かって導電性トナーを移動させる移動電界を作用させるようにすることが好ましい。
【００３３】
また、トナーとして導電性トナーを使用する際、均一で安定した電荷注入を行う観点から、電荷注入手段は、電荷注入電界を作用させながら導電性トナーを挟んで摺擦することで当該導電性トナーに電荷注入を行うようにすることが好ましい。そして、導電性トナーは、現像位置Ｐｄでは当該導電性トナーの電荷保持性を保つように高抵抗に変化し、かつ、電荷注入電界が作用する領域では当該導電性トナーの電荷注入を容易にするように低抵抗に変化することが好ましく、導電性トナーがこのように振る舞うことで、導電性トナーへの電荷注入時及び現像時の安定化を図ることができるようになる。
【００３４】
そして、本実施の形態モデルによる像保持体１上のトナー像を記録材等に転写する具体的な画像形成装置に適用するモデルとしては、次のものが挙げられる。すなわち、図１（ａ）（ｂ）に示すように、移動可能な支持体１ａ及びこの支持体１ａに支持され且つ支持体１ａの移動方向に沿った方向を副走査方向、これに直交する方向を主走査方向として縦横に配列された画素電極１ｂを有する像保持体１と、この像保持体１の潜像書込位置Ｐｓにて画素電極１ｂ夫々に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加し、この潜像電圧による潜像電位パターンからなる潜像を像保持体１に書き込む像書込手段２と、像保持体１の潜像書込位置Ｐｓより像保持体１の移動方向下流側に位置する現像位置Ｐｄに対応して設けられ、像書込手段２にて書き込まれた潜像をトナーにて可視像化する現像手段３と、像保持体１の潜像書込位置Ｐｓにて画素電極１ｂに対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加したときに、潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄに至るまでの画素電極１ｂでの潜像電圧による潜像電位の減衰変化傾向が予め規定された規定範囲内であるか否かを判別する潜像電位変化判別手段４と、像書込手段２にて潜像を書き込み制御するに当たり、潜像電位変化判別手段４が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲内と判別した場合には、予め決められた潜像書込位置Ｐｓに画像信号に基づいた潜像電圧を印加する一方、潜像電位変化判別手段４が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲外と判別した場合には、潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲内である場合の潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄに至るまでの潜像電位の減衰変化量と略等しい潜像電位の減衰変化量となるように潜像書込位置Ｐｓを変更し、かつ、変更された潜像書込位置Ｐｓに画像信号に基づいた潜像電圧を印加する潜像書込制御手段５と、現像手段３により像保持体１上に形成されたトナー像を転写媒体７に転写する転写手段６とを備えている。
【００３５】
ここで、転写手段６によって像保持体１上のトナー像が転写される転写媒体７としては中間転写体の態様であってもよいし、記録材の態様であっても差し支えない。また、転写手段６の転写方式は、コロトロン等の転写媒体７に非接触なタイプであってもよいし、転写ロール等の転写媒体７に接触するタイプであってもよく、具体的な態様としては、転写手段６は、像保持体１に対向配置されると共に所定の転写電圧が印加され且つ像保持体１との間に所定の転写電界を作用させる転写部材を有するものが挙げられる。これにより、転写時の転写電界を有効に作用させることができるようになる。
【００３６】
更に、転写時に画素電極１ｂを用いる観点からすれば、像書込手段２は、潜像パターンを書き込むことに加え、画素電極１ｂ毎に既に形成された各色トナー像に基づいた転写電圧を印加し、像保持体１に転写電圧による画素電極１ｂ毎の転写電位変化としての転写像パターンを書き込むものであり、転写手段６は、転写像パターンを書き込む像書込手段２と、像保持体１に対向配置され且つ画素電極１ｂ夫々との間で像書込手段２による転写像パターンに応じた転写電界を作用させる対向電極部材とを有することが好ましい。そして、画素電極１ｂ上のトナー像を有効に転写する観点から、更に、像書込手段２によって転写像パターンを書き込むに当たり、現像手段３により画素電極１ｂ毎に既に形成された各色トナー像を考慮した転写電圧を決定した上で像書込手段２を制御する転写像書込制御手段８を有することが好ましい。
【００３７】
そして、本実施の形態モデルに係る第三の態様の画像形成装置としては、次のものが挙げられる。移動可能な支持体１ａ及びこの支持体１ａに支持され且つ支持体１ａの移動方向に沿った方向を副走査方向、これに直交する方向を主走査方向として縦横に配列された画素電極１ｂを有する像保持体１と、この像保持体１の潜像書込位置Ｐｓにて画素電極１ｂ夫々に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加し、この潜像電圧による潜像電位パターンからなる潜像を像保持体１に書き込む像書込手段２と、像保持体１の潜像書込位置Ｐｓより像保持体１の移動方向下流側に位置する現像位置Ｐｄに対応して設けられ、像書込手段２にて書き込まれた潜像をトナーにて可視像化する現像手段３と、像保持体１の潜像書込位置Ｐｓにて画素電極１ｂに対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加したときに、潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄに至るまでの画素電極１ｂでの潜像電圧による潜像電位の減衰変化傾向が予め規定された規定範囲内であるか否かを判別する潜像電位変化判別手段４と、像書込手段２にて潜像を書き込み制御するに当たり、潜像電位変化判別手段４が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲内と判別した場合には、予め決められた潜像書込位置Ｐｓに画像信号に基づいた潜像電圧を印加する一方、潜像電位変化判別手段４が潜像電位の減衰変化傾向を規定範囲外と判別した場合には、潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲内である場合の潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄに至るまでの潜像電位の減衰変化量と略等しい潜像電位の減衰変化量となるように潜像電圧を変更し、かつ、変更された潜像電圧を潜像書込位置Ｐｓにて印加する潜像書込制御手段５とを備えている。
【００３８】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は、上述の実施の形態モデルが適用された画像形成装置の実施の形態１を示す。同図において、本実施の形態の画像形成装置は、所謂タンデム型のカラー画像形成装置であり、装置筐体１５内に例えば電子写真方式にて各色成分（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））の各色トナー像が形成される像保持体２０（２０ａ〜２０ｄ）を略垂直方向に並列配置すると共に、これらの像保持体２０に対向して循環回転する転写媒体としての中間転写ベルト６０を略垂直方向に架け渡し、この中間転写ベルト６０上で像保持体２０上の各色トナー像を多重化するようにしたものである。
【００３９】
像保持体２０の周囲には、像保持体２０上に形成された静電潜像をトナーにて現像して可視像化する現像器４０や、像保持体２０上の残留トナーを清掃する清掃部材２６が設けられ、また、像保持体２０と中間転写ベルト６０を挟んで対向する位置には、現像された像保持体２０上のトナー像を中間転写ベルト６０に転写する転写器２７が設けられ、この転写器２７と像保持体２０との間には、所定の一次転写バイアスが印加されるようになっている。そして、本実施の形態では、像保持体２０の近傍に像保持体２０の温度条件を検出する温度センサ２８（２８ａ〜２８ｄ）が夫々設けられている。尚、符号４１は現像器４０内に設けられて像保持体２０に直接トナーを供給する現像ロールとなっており、像保持体２０との間に所定の現像電界が作用するようになっている。
【００４０】
一方、中間転写ベルト６０は、複数の張架ロール６１〜６３（本例では三個）に張架され、例えば張架ロール６１を駆動ロールとして循環回転するようになっており、また、中間転写ベルト６０の表面側には、張架ロール６３と中間転写ベルト６０を挟んで対向する位置に二次転写器６４を設け、中間転写ベルト６０上で多重化された多重トナー像を後述する記録材供給部７０から供給された記録材に一括転写するようになっている。尚、このとき、二次転写器６４は張架ロール６３をバックアップロールとして、両者の間に所定の二次転写バイアスが印加されるようになっている。
【００４１】
そして、装置筐体１５内の下方部位には、記録材を供給する記録材供給部７０が設けられ、例えば供給容器７１内に収容された記録材が、供給ロール７２及び捌き機構７３にて１枚毎下流側の記録材搬送路７４に向かって供給されるようになっている。
また、本実施の形態における記録材搬送系は次のようになっている。すなわち、記録材供給部７０から記録材搬送路７４に供給された記録材は、記録材搬送路７４に設けられたレジストロール７５にて一旦位置決めされた後、所定のタイミングで下流側の二次転写器６４側に搬送される。その後、二次転写器６４と張架ロール６３との対向部位である二次転写部位にて中間転写ベルト６０上の多重トナー像が記録材に一括転写され、この多重トナー像が一括転写された記録材は定着器７６にて定着された後、排出ロール７７から装置筐体１５の頂部の一部に構成される記録材排出部１６に排出されるようになる。尚、記録材搬送路７４には、記録材を搬送するための搬送部材（例えば搬送ロール等）が適宜設けられていることは云うまでもない。
【００４２】
次に、本実施の形態の像保持体２０について詳述する。
図３に示すように、本実施の形態における像保持体２０は、回転可能な支持体である剛体ドラム２１上に、フィルム上に多数の画素が所謂マトリクス状に形成されたマトリクスパネル３０を巻き付けて固定支持したものとなっている。マトリクスパネル３０は、例えば耐熱性ＰＥＴ（ポリエステル樹脂）フィルムに対し、所謂ＩＣ製造プロセス等で用いられる薄膜技術を利用して作製したもので、画素が縦横にマトリクス状に配列されたものとなっている。そして、このようにマトリクス状に配列された画素は、例えば剛体ドラム２１の回転方向に沿った方向を走査ライン（副走査方向）とし、回転軸方向に沿った方向をデータライン（主走査方向）としている。そのため、マトリクスパネル３０のデータライン及び走査ラインには、各画素に接続されるデータ用ドライバ３１及び走査用ドライバ３２が適宜数設けられ、これらのドライバ３１，３２への入力線は更にまとめられて本数を少なくした段階でマトリクスパネル３０から、剛体ドラム２１の内面側にまで配線されるようになっている。
そして、本実施の形態では、マトリクスパネル３０の表面側には、例えばカーボンブラックが適度に分散されて黒色化処理されたポリイミド層からなる遮光膜３６が形成され、外部からの光がマトリクスパネル３０の内部に影響しないようになっている。尚、遮光膜３６が所定の絶縁性を有していることは云うまでもない。
【００４３】
剛体ドラム２１は、その外周面の一部に回転軸方向に沿った溝２１ａが設けられる一方、剛体ドラム２１の軸中心部には、マトリクスパネル３０と外部配線との電気的接続を行うための所謂スリップリング２４が設けられ、剛体ドラム２１は固定されたスリップリング２４の周りを回転するようになっている。
そして、剛体ドラム２１の内周面側には、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、適宜数の端子２２が剛体ドラム２１の略回転軸方向に沿って設けられ、これらの端子２２は夫々マトリクスパネル３０のデータ用ドライバ３１及び走査用ドライバ３２へと接続されている。更に、これらの端子２２には、回転軸中心方向に向かい且つ夫々の端部が互いに離間する方向に延びるスライダ２３が接続されて設けられ、このスライダ２３の凹部にスリップリング２４の集電環２４ａが装着されるようになっている。尚、スリップリング２４の集電環２４ａ部位は、両側の絶縁環２４ｂより径が小さくなっており、剛体ドラム２１の回転によってもスライダ２３がその対向する集電環２４ａに常時接触した状態を保つようになっている。尚、剛体ドラム２１の溝２１ａは、例えばシールテープにて塞がれ、像保持体２０が回転する際の気流の抵抗が低減されると共に、現像時のトナーの影響も防ぐようになっている。
【００４４】
そのため、マトリクスパネル３０と外部配線との信号の伝達は、スリップリング２４の集電環２４ａに対応してスリップリング２４内に配線されたリード線２５から、集電環２４ａ及びスライダ２３を介して行われるようになり、剛体ドラム２１が回転しても、マトリクスパネル３０と外部配線との信号の伝達が適切に行えるようになっている。尚、剛体ドラム２１の回転方法は、特に限定されず、例えば剛体ドラム２１の外周面端部側を回転ロールに圧接させて回転させるようにしてもよいし、スリップリング２４の挿入側とは異なる側で剛体ドラム２１自体を回転させる回転軸を備えるようにしても差し支えない。
【００４５】
次に、マトリクスパネル３０の画素について説明する。
本実施の形態のマトリクスパネル３０は、図５（ａ）に示すように、縦横に画素が配列されており、各画素は、図５（ｂ）に示すように、画素電極３４と、画素電極３４に印加される電圧を個々に切り替えるスイッチング素子等で構成された所謂アクティブマトリクス方式が採用されている。本実施の形態の像書込手段の一要素であるスイッチング素子としては例えばアモルファスシリコン等から形成されるＴＦＴ（Thin Film Transistor）３３を用い、その他、画素電極３４の電位を維持する蓄積容量３５及び各種配線（ソース線、ゲート線等）が夫々形成されている。各画素及び画素間の結線は、データライン毎にＴＦＴ３３のソースが結線されるソース線、走査ライン毎にＴＦＴ３３のゲートが結線されるゲート線としてまとめられている。また、ＴＦＴ３３のドレインには画素電極３４と蓄積容量３５が並列に接続され、蓄積容量３５の一方は走査ライン毎にまとめられ（図示せず）、図５（ｃ）のような等価回路を呈するように構成されている。
【００４６】
そして、本実施の形態では、遮光膜３６（図３参照）により、マトリクスパネル３０の表面側からＴＦＴ３３に入る光が阻止されるようになっている。尚、遮光膜３６は、ここではマトリクスパネル３０全面に設けるようにしたが、これに限られず、ＴＦＴ３３の性能低下を防ぐように設けられればよく、例えばＴＦＴ３３上に蒸着等による反射膜を形成するようにしても差し支えない。
【００４７】
仮に、遮光膜３６がない場合には、特に、ＴＦＴ３３としてアモルファスシリコン等の光電特性を有するものを適用した場合、光の照射による光電効果により、ＴＦＴ３３のオフ抵抗が低下しＴＦＴ３３の放電時定数が小さくなる。そのため、現像時の像保持体２０上の電位コントラストが小さくなり、画像むら等の画質劣化が生じるようになる。このような点を避けるように遮光膜３６を形成する必要があるが、遮光膜３６を用いずに、像保持体２０を含む作像部を遮光ケース内に入れたり、外部の光が像保持体２０に到達しないようにレイアウトするようにしてもよい。更には、画素電極３４での潜像電位への光の影響を排除するために、画素電極３４に潜像電圧が印加され、現像されるまでの像保持体２０の領域を覆うようにしても差し支えない。
【００４８】
マトリクスパネル３０は、このように各画素を多数並べた構成のため、そのドライブ方式は次のように行われる。マトリクスパネル３０は、図６に示すように、データライン及び走査ライン毎に所定数の画素がまとめられ、ＴＦＴ３３のソース側がデータライン毎に夫々データ用ドライバ３１へ接続される一方、ＴＦＴ３３のゲート側が走査ライン毎に夫々走査用ドライバ３２に接続されており、データ用ドライバ３１及び走査用ドライバ３２は、画像形成装置内に設けられた像書込制御装置１００によって駆動制御されるようになっている。そのため、これらのデータ用ドライバ３１及び走査用ドライバ３２を駆動制御することで、所定の画素に所定の電圧が印加できるようになる。データ用ドライバ３１としては、例えばサンプルホールド付きのシフトレジスタ、ラッチ、バッファ等で構成され、走査用ドライバ３２としては、例えばカウンタ、ラッチ、バッファ等で構成される。尚、図７では、画素電極３４は省略しているが、ＴＦＴ３３と蓄積容量３５との間に接続された画素電極３４が設けられていることは云うまでもない。
【００４９】
本実施の形態の像書込制御装置１００は、図７に示すように、画素電極３４に印加する潜像電圧を制御する潜像電圧制御部１０１と、温度センサ２８（図２参照）からの検出情報に基づいて、潜像書込位置にて画素電極３４に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加したときに、潜像書込位置から現像位置に至るまでの画素電極３４での潜像電圧による潜像電位の減衰変化傾向が予め規定された規定範囲内であるか否かを判別する潜像電位変化判別部１０６と、この潜像電位変化判別部１０６での判別結果に基づいて像保持体２０の潜像書込位置を設定する走査タイミング設定部１０７とで構成されている。更に、本実施の形態では、像保持体２０の回転速度と画素電極３４の走査速度とは、互いに逆方向且つ等速度に設定されているため、像書込制御装置１００では、画像信号や制御信号や温度センサ２８からの検出情報に基づいて、所定の潜像電圧を所定のタイミングでデータ用ドライバ３１及び走査用ドライバ３２に送出することで、像保持体２０上の現像位置から所定距離だけ上流側にある潜像書込位置に対し所定の潜像電圧を印加するようになっている。
【００５０】
そして、潜像電圧制御部１０１は、画像信号からの画像データを記憶するメモリ部１０２、メモリ部１０２からの画像データを階調変換する階調変換部１０３、階調変換されたデータから画素電極３４毎の潜像電圧を設定する潜像電圧設定部１０４、潜像電圧設定部１０４に具体的な各種潜像電圧を供給する潜像電圧用電源部１０５等で構成されている。
【００５１】
そのため、本実施の形態の潜像電位変化判別部１０６は、像保持体２０の潜像書込位置にて画素電極３４に対し画像信号に基づいた潜像電圧を印加したときに、潜像書込位置から現像位置に至るまでの画素電極３４での潜像電圧による潜像電位の減衰変化傾向が予め規定された規定範囲内であるか否かを判別するものである。また、走査タイミング設定部１０７は、潜像電位変化判別部１０６にて潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲内であると判別された場合には、予め決められた潜像書込位置にて潜像書き込みを行い、一方、規定範囲外と判別された場合には、潜像電位の減衰変化傾向が規定範囲内である場合の潜像書込位置から現像位置に至るまでの潜像電位の減衰変化量と略等しい潜像電位の減衰変化量となるように潜像書込位置を変更するようになっている。
【００５２】
更に、本実施の形態では、画素電極３４に印加される潜像電圧を画像信号から階調変換部１０３を介して行うようになっているため、潜像電圧を単なる二値化した値ではなく、それ以上の多値化に設定することが可能になり、画像濃度に合わせた潜像電圧を画素電極３４に印加することができるようになる。このことを、図８を用いて説明する。今、画像信号（画像データ）の各色濃度に対し、例えば三段階の閾値（図中、Ａ，Ｂ，Ｃで示す）を設け、Ｃ以下であれば電圧を０とし、Ｃを超えＢ以下であればＶ／３、Ｂを超えＡ以下であれば２Ｖ／３、Ａを超えればＶとするようにすれば、四階調の潜像が形成されるようになる。
【００５３】
次に、このように、四段階に分類された画像データを画素電極３４に印加するための方式について図９を用いて説明する。今、階調変換された信号が、図９（ａ）のような信号であり、データラインに沿って「…ａ，ｂ，ｃ，ｄ…」、次のデータラインに「…ｂ，ａ，ｄ，ｃ…」の画像が得られたものとすると、潜像電圧設定部１０４（図７参照）では、例えば図９（ｂ）に示すように、ａ，ｂ，ｃ，ｄに合わせて二値化されたデータを先ず生成する。つまり、「…00011011……01001110…」のようなデータ信号が生成される。そして、この生成信号から、「00」〜「11」までに対応する電圧を潜像電圧用電源部１０５から夫々選択することで、四段階の潜像電圧用波形が設定される。このように設定された潜像電圧用波形をデータ用ドライバ３１に伝達し、走査用ドライバ３２に走査タイミング設定部１０７（図７参照）からの制御信号を伝達することで、図９（ｃ）に示すように、画素電極３４毎に濃度の異なる各色の画像が形成されることとなる。
【００５４】
このように、画素電極３４に印加される潜像電圧（信号電圧）を階調変換したものとすることで、現像により画素電極３４上に付着するトナー量を変化させることができ、より画質のよい画像が形成できるようになる。
ここで、階調数については特に限定されず、実用上問題ない範囲であればよく、また、階調を行わずに単に二値化された潜像電圧とするようにしてもよいことは云うまでもない。更に、ここでは、画像信号に基づく潜像電圧を印加する方法としてアクティブマトリクス方式で用いられる階調方式、すなわち、電圧振幅を所定の階調数とした電圧階調方式を示したが、例えばフレームレートで階調表示を行うフレームレート階調方式を用いるようにしてもよいことは云うまでもない。
【００５５】
次に、本実施の形態における画素電極３４夫々の駆動方式について図５（ｃ）を用いて説明する。ＴＦＴ３３の走査ライン側に接続されたゲートにＯＮ電圧を印加すると、ＴＦＴ３３のソース−ドレイン間が導通状態となり、データライン側に印加されるソース電圧と等価になるまで蓄積容量３５が充電される。この充電された電荷によって静電潜像を形成する潜像電位がもたらされる。また、その状態でゲートにＯＦＦ電圧が印加され、ソース−ドレイン間が遮断されても蓄積容量３５の容量成分によって充電された電荷はそのまま保持されるため、以降にソース電圧が変化してもゲートにＯＮ電圧が印加されない限り潜像電位はそのまま保持されるようになる。
【００５６】
そのため、各画素のＴＦＴ３３のソース側へ像濃度に相当する信号電圧を印加すると共に、ゲート側へＯＮ電圧を印加することにより、データライン１ライン分の静電潜像が形成されるようになる。つまり、本実施の形態では、ＯＮ電圧を印加するゲート位置が潜像書込位置となる。また、本実施の形態では、画素電極３４の走査速度が像保持体２０の回転方向と逆方向であり、かつ、等速度であることから、像保持体２０上の相対位置を変化させることなく、画素電極３４を順次走査するようになり、この走査に合わせてデータラインに新たな信号電圧を印加することにより、像保持体２０上には二次元の潜像が形成されるようになる。
【００５７】
次に、本件の特徴点である潜像書込位置について説明する。
図１０（ａ）は回転速度がｖ1の像保持体２０に対し、所定の潜像書込位置Ｐｓにて画像信号に基づく所定の潜像電圧が画素電極３４に印加された後、現像位置Ｐｄで現像がなされる場合の模式図を示すものである。尚、ｖ２は画素電極３４の走査速度を示している。
ここで、潜像書込位置Ｐｓにて画素電極３４にＶ0の潜像電位が形成される潜像電圧が印加されたとすると、この潜像電位は図１０（ｂ）に示すような曲線に沿って時間的に減衰変化する減衰変化傾向を示すようになる。この減衰変化傾向は、潜像書込位置Ｐｓで潜像電圧が印加された直後に非常に大きな減衰を示す電位不安定領域と、この電位不安定領域の後に続く緩やかな減衰状態を示す緩減衰領域とに分けられる。この初期の電位不安定領域は、蓄積容量３５やＴＦＴ３３自体の各種浮遊容量があることに起因しているものと想定され、その後の緩減衰領域は蓄積容量３５からの放電によって時定数τで減衰していくようになる。尚、図中電位不安定領域での減衰曲線は分かり易くするために電位軸及び時間軸とも拡大して示している。
【００５８】
一般に、ＴＦＴ３３の特性にもよるが、画素電極３４上の潜像電位は図１１（ａ）に示すように、約２００ｍｓの時定数τで減衰することが知られている。このような状況で、例えば液晶画面でのフリッカ防止の走査と同様の走査を行うように仮に６０サイクルで１画面を走査すると想定すると、図１１（ｂ）に示すように、その走査周期は約１７ｍｓとなる。そのため、潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄまでに至る時間が不定の場合には潜像電位はＶ0〜約０．９Ｖ0の間で変化し、最大で約１０％の電位むらが発生するようになる。その結果、同一潜像電圧であっても画像濃度が不均一になる。
しかしながら、オフセット印刷と同様の画像濃度の均一性を得るには、このような電位むらを約２％以下に抑える必要がある。この対策のために時定数τを大きくしたり、走査周期を短くすることが考えられるが、ＴＦＴ３３を高密度に配列したもので時定数τを大きくしたり、走査周期を短くしたりすることは難しい。
【００５９】
更に、画素電極３４上の潜像電位は、例えば温度条件によってもその減衰変化傾向が異なるようになる。温度が高温の場合には、ＴＦＴ３３内の易動度の上昇等のため減衰変化量が大きくなる。そのため、所定の潜像書込位置Ｐｓで画素電極３４に同じ潜像電圧を印加しても、現像位置Ｐｄでの潜像電位は温度によって異なるようになり、高温時には低温時に比べ潜像電位が小さくなる。その結果、高温時には現像された濃度が低温時に比べ薄い方向へ移行するようになり、温度条件によって出力される濃度が異なるようになる。
【００６０】
一方、このような潜像電位の変化は、印加する電圧の大小によってもその割合が変化する。一般的なＴＦＴ３３を用いた場合には、画素電極３４に印加する信号電圧（潜像電圧）を高電圧にすると電位の保持性が低下し、信号電圧を上げても電極電位（潜像電位）が上がらなくなる。また、潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄまでの経過時間が長くなると、信号電圧の高い高電圧領域の方が信号電圧の低い低電圧領域に比べ、減衰変化量が大きくなる。通常、このような高電圧領域では電気特性が不安定なために使用を避けるようになるが、電位コントラストが大きく、かぶりのない、しかも現像濃度の高い画像を得るには画素電極３４の潜像電位が安定した高い潜像電位になるような高電圧領域のものを用いることが望まれる。
【００６１】
この点に関し、本実施の形態では図１２に示す制御フローに従って潜像書込位置Ｐｓの調整を行うようになっている。つまり、画素電極３４の潜像電位の減衰変化傾向を把握するために、先ず、温度センサ２８によって像保持体２０の温度を測定する（ステップＳ１）。次に、測定された温度が所定の温度を超えるか否かを判別し（ステップＳ２）、所定の温度を超えると判別された場合には、減衰変化傾向が規定外であると判断し（ステップＳ３）、潜像書込位置Ｐｓを規定の位置から変更する（ステップＳ４）。このとき、変更する位置は、事前に実験等によって求めた適正位置データを記憶しておき、このデータに基づいて潜像書込位置Ｐｓを変更するようにしている。
一方、ステップＳ２にて温度が所定の温度を超えないと判別された場合には、減衰変化傾向が規定内であると判断し（ステップＳ５）、潜像書込位置Ｐｓは規定位置とするようにしている（ステップＳ６）。
【００６２】
このように潜像書込位置Ｐｓを調整することで、潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄに達するまでに一つの画素電極３４が移動する時間を調整することができ、更に、この同じ潜像書込位置Ｐｓで潜像電圧の印加を行うことができるため、減衰変化傾向が規定範囲内である場合の潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄに至るまでの潜像電位の減衰変化量と略等しい減衰変化量とすることができ、画素電極３４に印加する潜像電圧を大きくした状態でも現像位置Ｐｄでの安定した潜像電位を保つことが可能になる。尚、潜像書込位置Ｐｓの変更は、像保持体２０に基準位置を設け、この基準位置と現像位置Ｐｄとの関係を検出することで潜像書込位置Ｐｓにある画素電極３４を把握し、この画素電極３４に対する走査ライン及びデータラインに夫々の信号を送出するようにすればよい。
【００６３】
更に、現像位置Ｐｄで現像される画素電極３４上のトナー濃度を均一に保つには、潜像書込位置Ｐｓにて印加された潜像電圧による潜像電位が現像位置Ｐｄに至ったときに均一な潜像電位になっている必要がある。つまり、図１０（ｂ）のような電位不安定領域や温度条件を考慮した上で、現像位置Ｐｄでの潜像電位を均一にするための好適な潜像書込位置Ｐｓにて潜像電圧を印加する必要がある。
本実施の形態では、このような点を踏まえて潜像書込位置Ｐｓを温度に合わせた好適位置に変更し、この変更された潜像書込位置Ｐｓが一定となるように、走査速度ｖ2を像保持体２０の回転速度ｖ1と同じ速度にしたので、現像位置Ｐｄでの均一な潜像電位を確保することができ、現像による濃度の均一性が達成されるようになる。つまり、潜像電圧を画素電極３４に印加する潜像書込位置Ｐｓを温度によっては異なる位置に変更されても、現像位置Ｐｄでの潜像電位を均一に保つことができるようになり、所定の画像濃度を得ることができるようになる。例えば、温度条件が高温と判別されれば、予め決められた潜像書込位置Ｐｓより下流側に新たな潜像書込位置Ｐｓを設け、この潜像書込位置Ｐｓにて画像信号に基づいた潜像電圧を画素電極３４に印加するようになる。
【００６４】
このような潜像書込位置Ｐｓの変更を可能にすることで、画素電極３４に印加する潜像電圧を大きいものにすることも容易になされるようになり、高電圧領域の使用も容易にできるようになる。そのため、画像濃度を高めることができ、濃度むら、画像かぶりの発生を防ぎ、更に、電位コントラストを高める（現像コントラストが高まる）こともできるようになる。
【００６５】
本実施の形態では、減衰変化傾向の要因として温度条件を用いる態様を示したが、像保持体２０上のトナー像の濃度を検出する濃度センサを設け、この濃度センサによって検出される濃度が予め規定された濃度になるように潜像書込位置Ｐｓを変更するようにしてもよい。また、像保持体２０上の潜像電位を検出する電位センサを設け、この電位センサによって検出された電位が予め規定された電位になるように潜像書込位置Ｐｓを変更するようにしてもよい。そして、このような濃度センサや電位センサを用いる場合には、像保持体２０での画像形成を行う前に、一旦像保持体２０上の画素電極３４を複数用いて例えばベタ画像領域を作成し、このベタ画像領域での電位を検出したり、現像後の濃度を検出するようにして、潜像書込位置Ｐｓを決定するようにすればよい。このように、実際の像保持体２０上の特性から潜像書込位置Ｐｓを変更するようにすれば、像保持体２０自体が経時変化等にて特性変化を生じるようになっても、画質の安定性を維持することができるようになる。あるいは、像保持体２０を交換した場合にも画質の安定性を維持することができるようになる。
【００６６】
そして、本実施の形態では、潜像電圧の大小に係わらず、潜像書込位置Ｐｓを変更する方式を示したが、印加する潜像電圧として、その最大値が予め規定された値以上の場合に限り、潜像書込位置Ｐｓを変更するようにしてもよい。つまり、潜像電圧が大きい場合には、電位コントラストが不安定になり易いが、潜像電圧が小さい場合には電位コントラストが安定し易い。したがって、潜像電圧として大きい電圧を印加するような場合に潜像書込位置Ｐｓを選択的に変更することで、潜像電圧の大小に依らず問題のない電位コントラストを得ることができるようになる。
【００６７】
図１３は、このように使用する潜像電圧の大小によって潜像書込位置Ｐｓを変更するか否かの判断を加えたフローを示すもので、先ず、使用する最大潜像電圧が所定値を超えるか否かの判別がなされ（ステップＳ１１）、所定値を超えると判別された場合には、温度センサ２８によって測定された温度が所定の温度を超えるか否かを判別し（ステップＳ１２）、所定の温度を超えると判別された場合には、減衰変化傾向が規定外であると判断し（ステップＳ１３）、潜像書込位置Ｐｓを規定の位置から変更する（ステップＳ１４）。
また、温度が所定の温度を超えないと判別された場合には、減衰変化傾向が規定内であると判断し（ステップＳ１５）、潜像書込位置Ｐｓは規定位置のままとするようにしている（ステップＳ１６）。
一方、ステップＳ１１で最大潜像電圧が所定値を超えないと判別された場合には、減衰変化傾向が規定内であると判断し（ステップＳ１５）、潜像書込位置Ｐｓは規定位置とする（ステップＳ１６）。
このように使用する潜像電圧によって制御を変えることができ、制御自体の簡略化がなされるようにもなる。
【００６８】
本実施の形態では潜像書込位置Ｐｓを変更する態様を示したが、潜像書込位置Ｐｓの変更と共に、印加する潜像電圧自体を調整するようにしてもよい。例えば同じ潜像書込位置Ｐｓにて同じ潜像電圧を印加しても、温度条件が高いときには低い温度のときより現像位置Ｐｄでの潜像電位が小さくなることから、これを補正するように潜像書込位置Ｐｓの変更に合わせて潜像電圧自体を調整することで、調整幅が広くなり、潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄに至るまでの潜像電位の減衰変化量を小さくすることができるようになる。
また、本実施の形態では、温度センサ２８を夫々の像保持体２０に個々に備える態様を示したが、例えば温度センサ２８を一つとして、環境温度を測定し、この結果で全ての像保持体２０の潜像書込位置Ｐｓを調整するようにしても差し支えない。
更に、潜像書込位置Ｐｓを固定した状態で、画素電極３４に印加する潜像電圧を変化させるようにしても差し支えない。例えば、高温時にはその温度分を補正するために、潜像電圧をその分高くするようにすれば、現像位置Ｐｄでの潜像電位を低い温度のときと均一にすることができるようになる。
【００６９】
本実施の形態では、像保持体２０の数量を四個としたフルカラーの対応を示したが、像保持体２０の数量はこれに限られず、例えば特色トナーや、透明トナーを適用するものを追加するようにしても差し支えない。更には、本実施の形態ではカラー対応の画像形成装置を説明したが、モノクロ対応の画像形成装置であってもよいことは云うまでもない。特に、本実施の形態では像保持体２０を回転させる方式としたが、像保持体２０を平板状に設け、像保持体２０、あるいは現像器４０と転写器２７のいずれか一方を移動させるようにしてもよく、像保持体２０が回転体の場合に比較して画像形成を繰り返す速度は低減される可能性があるものの、回転体と同様の画像を形成することができるようになる。
【００７０】
◎実施の形態２
図１４は、実施の形態２に係る画像形成装置に用いられる現像器４０を示したもので、特にトナーとして導電性トナーを用いるように工夫したものとなっている。
本実施の形態における現像器４０は、導電性トナー（以降適宜トナーと略す）が収容される現像ハウジング４０ａを有し、この現像ハウジング４０ａには像保持体２０に対向して現像用開口４０ｂを開設すると共に、この現像用開口４０ｂに面して像保持体２０と離間配置し且つ対向部位で同方向（With）に回転する現像ロール（現像トナー保持体に相当する）４１を配設し、像保持体２０と現像ロール４１とが対向する現像位置Ｐｄにて像保持体２０と現像ロール４１との間に印加されたバイアス電源５１及び画素電極３４の潜像電位による電界作用により、現像ロール４１上のトナーが像保持体２０側に移動するようになる。尚、本実施の形態の現像ロール４１は像保持体２０の周速の１〜２倍で回転するように設定されている。
【００７１】
また、現像ロール４１の像保持体２０と異なる側には、現像ロール４１に対向して、帯電された導電性トナーを保持して搬送する中間トナー保持体としての中間ロール４２が設けられている。本実施の形態における中間ロール４２は、現像ロール４１との対向部位にて互いに異なる方向（Against）に回転すると共に、その周速が現像ロール４１の周速の１．２〜２倍の大きさになるように設定されている。また、中間ロール４２と現像ロール４１との間にはバイアス電源４９によって所定の移動バイアスを印加することで、中間ロール４２と現像ロール４１とが対向する移動領域に移動電界を作用させ、中間ロール４２上のトナーを現像ロール４１に移動し易くしている。
【００７２】
更に、中間ロール４２の略上方に対向する位置には、未帯電のトナーに電荷を注入可能な電荷注入部材としての電荷注入ロール４３が設けられている。本実施の形態の電荷注入ロール４３は、例えばアルミニウム又はステンレス等の金属製のロール部材にて構成され、中間ロール４２との間にバイアス電源５０によって所定の電荷注入バイアスを印加することで、電荷注入ロール４３と中間ロール４２とが対向する電荷注入領域に電荷注入電界を作用させるようになっている。また、電荷注入ロール４３は、中間ロール４２との対向部位で互いに同方向（With）に回転するようになっており、その周速は中間ロール４２の周速の１．５〜２．５倍となっている。
【００７３】
また、本実施の形態の現像器４０には、中間ロール４２にトナーを供給するために、例えばポリウレタン樹脂等からなる導電性フォームロール構成のトナー供給ロール４４が、電荷注入ロール４３より中間ロール４２の回転方向上流側位置にて中間ロール４２に対向配置され、中間ロール４２との対向部位で互いに異なる方向（Against）に回転するように設けられている。また、トナー供給ロール４４は中間ロール４２の周速の０．３〜１．０倍の周速で回転するように設定されている。そして、本実施の形態では、このトナー供給ロール４４と中間ロール４２とは電気的に短絡されている。そのため、電荷注入ロール４３と中間ロール４２との間で、中間ロール４２表面が帯電されても、トナー供給ロール４４と中間ロール４２の電位を均一にする作用が働き、中間ロール４２表面の帯電を抑える効果、すなわち、除電効果が作用するようになると共に、中間ロール４２上に付着したトナーを清掃することができ、トナー供給ロール４４が中間ロール４２のリフレッシュ機能を果たすようになっている。
【００７４】
そして、中間ロール４２に対し、トナー供給ロール４４と電荷注入ロール４３の夫々の対向部位との間には、中間ロール４２へトナー供給ロール４４から供給されたトナーを規制して層状にする層形成ブレード４５が設けられている。この層形成ブレード４５は例えば０．０５〜０．２ｍｍ厚のステンレスやりん青銅等の板状ばね部材からなるもので、現像ハウジング４０ａにその一端側が固定された支持部材４５ａの自由端側に固定支持されるようになっている。そして、特に、層形成ブレード４５は自由端側の面が中間ロール４２側に所定の押圧力で圧接するように設けられており、中間ロール４２上のトナーを余分に掻き落とすことなく、層状に並べる効果がより一層発揮できるようになっている。尚、層形成ブレード４５としては、トナーを層状にできるものであれば特に限定されず、板状ばね部材表面に弾性体を設けるようにしても差し支えない。
【００７５】
一方、現像ロール４１の現像位置Ｐｄより下流側で中間ロール４２に至るまでの間には、現像ロール４１に接触するように例えばアルミニウム製の金属ロールからなるリフレッシュロール４６が設けられている。そして、このリフレッシュロール４６を接地することで、現像ロール４１上の残留トナーを静電的に除去すると共に、現像ロール４１表面の除電機能を果たすようになっている。また、このリフレッシュロール４６には図示外の金属製ブレードが設けられ、リフレッシュロール４６に付着したトナーを回収するようになっている。尚、リフレッシュロール４６としては金属ロールに限られず、例えば導電性繊維を用いたブラシを用いるようにしてもよい。尚、図中符号４８は、現像ハウジング４０ａ内のトナーを撹拌しながらトナー供給ロール４４にトナーを供給するアジテータである。
【００７６】
また、本実施の形態で用いられる導電性トナーは、例えば図１５（ａ）に示すように、導電性を有する材料からなる導電性トナー基体（導電性コア）８１を有し、この導電性コア８１の周囲を絶縁性被覆層（例えば絶縁性樹脂層）８２で被覆すると共に、導電性コア８１の一部が露出するように絶縁性被覆層８２に適宜数の凹部８３を設けたものが用いられる。導電性トナーは、重合法や各種公知のカプセル化技術で作製することができる。この時、導電性コア８１は、ポリエステル系樹脂やスチレンアクリル系樹脂等に導電性カーボンやＩＴＯ等の透明導電粉などの導電剤を分散させたり、ポリエステル系樹脂やスチレンアクリル系樹脂等からなる粒子表面を前記導電剤により被覆することによって、作製される。
【００７７】
このような態様の導電性トナーに対し高電界を印加すると低抵抗化する傾向を示す。そして、低抵抗化する電界の大きさについては、トナーの主として凹部８３の占有割合、あるいは、絶縁性被覆層８２の厚さなどに依存する。このメカニズムについては、導電性コア８１が絶縁性被覆層８２にて被覆されているため、導電性コア８１自体がコア同士接触することや直接電極部材等に接触することがなく、絶縁性被覆層８２を介して一定の微小間隙を保つことになり、この結果、例えば高電界が印加された時、トンネル効果等により導通することになるものと推測される。
【００７８】
また、導電性トナーの他の態様としては、例えば図１５（ｂ）に示すように、導電性コア８１を絶縁性若しくは半導電性の被覆層８４にて被覆し、被覆層８４の厚さｈを適宜調整することにより、トナーの抵抗を調整可能としたものが挙げられる。このとき、半導電性の被覆層８４については、それ自体半導電性の材料を用いるようにしてもよいし、例えば絶縁性樹脂に、酸化チタンや酸化すず等の金属酸化物や導電性カーボンを微量含有させた半導電性樹脂を用いるようにしてもよい。そして、導電性コア８１としては、例えば通常の絶縁性トナーからなる絶縁性トナー基体（絶縁性コア）の外表面近傍に導電性微粒子を付着させる態様や、絶縁性コアの内部に導電性微粒子を混入させるものなど適宜選定して差し支えない。
【００７９】
このような導電性トナーを使用する際の現像器４０での作動について概略を説明する。アジテータ４８により撹拌されたトナーが、トナー供給ロール４４側に供給された後、トナー供給ロール４４の回転によって中間ロール４２との対向部位に運ばれ、Against回転の中間ロール４２側に供給される。中間ロール４２上に供給されたトナーは層形成ブレード４５によってその層厚が規制され、略均一なトナー層が形成される。この均一に形成された中間ロール４２上のトナー層は、中間ロール４２と電荷注入ロール４３との対向部位にて、両者間に挟持され摺擦されながら、バイアス電源５０によりもたらされる電荷注入電界によって電荷注入される。
【００８０】
このような状態において、両者間に挟持されたトナーは単層以下に揃えられることから、トナーと電荷注入ロール４３との接触確率が高められ、しかも、トナーの接触抵抗を小さくすることが可能になり、その分、トナーの見かけ上の抵抗が小さくなり、トナーは低抵抗な状態で電荷注入されるようになる。そのため、電荷注入電界としては、比較的低電界であっても、トナーには効率的に電荷注入が行われるようになる。特に、本実施の形態では、電荷注入ロール４３がトナーへの電荷注入機能を専用に行うことができるため、電荷注入作用を安定して行うことができるという特長がある。
【００８１】
このように、単層以下にしたトナーに対して電荷注入を行うことで、トナーに対する電荷注入が効果的になされ、ＷＳＴ（Wrong Sign Toner）の発生を抑えることができるようになる。そして、電荷注入ロール４３との対向部位を経た中間ロール４２上には、均一な電荷注入がなされた単層以下のトナー層となって、中間ロール４２に保持されて搬送されるようになる。このとき、電荷注入ロール４３と中間ロール４２との間にトナーを挟持し、特に、摺擦しながら電荷注入するようにしているため、トナーの電荷注入ロール４３への接触確率が更に高まり、かつ、接触抵抗を更に低減することが可能であるため、低い電荷注入電界にてトナーを単層状態で効率的に電荷注入することが可能になる。また、トナー層間にせん断力が与えられるため、トナーが分極状態で重なることを防止でき、電荷注入電界が仮に高電界の場合であってもＷＳＴの発生を防止できるようになる。
【００８２】
次に、電荷注入によって帯電されたトナーは中間ロール４２と現像ロール４１との対向部位に搬送される。ここでは、中間ロール４２と現像ロール４１とを互いにAgainst回転させ、バイアス電源４９により移動電界を作用させるようにしているので、トナーは中間ロール４２と現像ロール４１とのニップを通過することなく、静電的に現像ロール４１側へ移動するようになり、トナー帯電量を変化させることがない。更に、現像ロール４１の周速に対し中間ロール４２の周速を１．２〜２倍に増加させているため、中間ロール４２から現像ロール４１へ移動するトナー量を多くすることができ、結果的に現像ロール４１上のトナー量密度を中間ロール４２上のトナー量密度の略１．２〜２倍にすることができるようになる。尚、このとき、中間ロール４２と現像ロール４１とは、必ずしもAgainst回転する必要はなく、With回転させるようにしてもよい。このことは、移動電界が電荷注入電界に比べ小さく設定されているため、この移動時にトナーの帯電状態を変化させる虞が少ないことによる。尚、図中符号４７は、中間ロール４２に設けられたリフレッシュロールである。
【００８３】
そして、現像ロール４１上に移動したトナーは、そのまま現像ロール４１上を搬送されて現像ロール４１と像保持体２０との対向部位にある現像位置Ｐｄに進む。ここで、バイアス電源５１及び像保持体２０上の画素電極３４の潜像電位による電界作用により、現像ロール４１上のトナーが潜像を現像して可視像化するようになる。このとき、現像ロール４１上のトナー量密度が高くなっていることから、潜像に合わせた画像濃度を実現できるようになる。また、このことにより、現像ロール４１の周速を徒に速める必要もないことから、現像ロール４１の回転によって像保持体２０上のトナーを掻き取ることもなく、細線再現性や粒状性等の画質劣化もなく、十分な画像濃度を得ることができるようになる。
【００８４】
また、図１６は、上述した現像器４０（図１４参照）の変形の形態の現像器４０’を示したものであり、このような現像器４０’を使用するようにしてもよい。ここに示す現像器４０’は、上述した現像器４０と略同様に構成されるが、電荷注入ロール４３が独立して設けられるものではなく、中間ロール４２とトナー供給ロール４４との間に設けられる一方、層形成ブレード４５が電荷注入ロール４３上のトナーを規制するように設けられている点が大きく異なる。そのため、トナーは、トナー供給ロール４４から電荷注入ロール４３に搬送され、電荷注入ロール４３から中間ロール４２を経て現像ロール４１に搬送されるようになる。
【００８５】
このような構成の現像器４０’での作動について説明する。現像器４０’は、現像ハウジング４０ａ内において導電性トナーがアジテータ４８により撹拌され、撹拌されたトナーはトナー供給ロール４４側に供給される。トナー供給ロール４４と電荷注入ロール４３とは互いにAgainst回転しているため、トナー供給ロール４４に供給されたトナーは、電荷注入ロール４３との対向部位で電荷注入ロール４３側へと移動する。電荷注入ロール４３上に移動したトナーは、層形成ブレード４５によって層厚規制され、電荷注入ロール４３で搬送されるトナーは所定のトナー層を形成する。
【００８６】
層形成ブレード４５によって形成されたトナー層は、電荷注入ロール４３と中間ロール４２との対向部位にて、この間に作用する電荷注入電界により電荷が注入されて帯電される。このとき、トナーは電荷注入ロール４３と中間ロール４２との間に挟持され、かつ、両者間の周速差によって摺擦されながら単層以下の層になって電荷注入されることになり、トナーと電荷注入ロール４３との接触確率が高められ、しかも、トナーの接触抵抗を小さくすることが可能になり、その分、トナーの見かけ上の抵抗が小さくなり、トナーが低抵抗な状態になった際に電荷注入がなされるようになる。
【００８７】
電荷が注入され帯電されたトナーは、中間ロール４２上に単層以下のトナー層として保持されてそのまま搬送されるようになり、中間ロール４２と現像ロール４１との対向部位に達する。ここでは、両者間にトナーの移動を容易にする方向の移動電界を作用させると共に、更に、互いにAgainst回転を行い、中間ロール４２の周速が現像ロール４１の周速より速くなっているため、現像ロール４１上には中間ロール４２上のトナー量密度より高いトナー量密度のトナー層が形成され、現像ロール４１上に保持されて搬送される。現像ロール４１によって搬送されたトナーは、現像位置Ｐｄにて像保持体２０側の潜像電位及びバイアス電源５１の現像バイアスの電界作用によって現像ロール４１側からのトナーの飛翔により現像されて可視像化される。
【００８８】
以上のように、このような現像器４０’にあっても、現像ロール４１上のトナー量密度を中間ロール４２上のトナー量密度より大きくすることができ、その分、画像濃度を高くすることができるようになる。また、現像領域での低電荷トナーや逆極性トナーが生成されることは少なく、かぶりやトナークラウドを有効に防止できるようになる。
【００８９】
上述したように、本実施の形態では、現像器４０，４０’を用いる態様を示したが、現像器４０としては、像保持体２０上に形成された潜像を可視像化できるものであればよく、上述の現像器４０，４０’において、現像ロール４１と中間ロール４２とを一体化したような態様のものであってもよい。また、像保持体２０に対する低電界作用での現像を可能とする観点からは、トナーとして導電性トナーを用いる方が好ましいが、通常用いられる絶縁性トナーを使用するようにしてもよいことは云うまでもない。
【００９０】
◎実施の形態３
図１７は、実施の形態３に係る画像形成装置に用いられる像書込制御装置１００’を示すもので、実施の形態１の像書込制御装置１００（図７参照）とは異なるものとなっている。つまり、実施の形態１の像書込制御装置１００は、画素電極３４に対して潜像電圧を印加するものであったが、本実施の形態の像書込制御装置１００’は、画素電極３４に対して潜像電圧及び転写電圧を印加するようになっている。
【００９１】
本実施の形態の像書込制御装置１００’は、画素電極３４に印加する潜像電圧を制御する潜像電圧制御部１０１と、画素電極３４に転写電圧を印加する転写書込位置Ｐｔにおいて画素電極３４に印加する転写電圧を制御する転写電圧制御部１０８と、温度センサ２８（図２参照）からの検出情報に基づいて、実施の形態１（図７参照）と同様に潜像書込位置を変更するための判別を行う潜像電位変化判別部１０６と、この潜像電位変化判別部１０６での判別結果に基づいて像保持体２０の潜像書込位置Ｐｓ及び転写書込位置Ｐｔを設定する走査タイミング設定部１０７’と、潜像電圧制御部１０１及び転写電圧制御部１０８のいずれかからの信号をデータ用ドライバ３１に伝達するように切り替える切替部１１１等で構成されている。
【００９２】
また、潜像電圧制御部１０１は、画像信号からの画像データを記憶するメモリ部１０２、メモリ部１０２からの画像データを階調変換する階調変換部１０３、階調変換されたデータから画素電極３４毎の潜像電圧を設定する潜像電圧設定部１０４、潜像電圧設定部１０４に具体的な各種潜像電圧を供給する潜像電圧用電源部１０５等で構成されている。一方、転写電圧制御部１０８は、潜像電圧制御部１０１内のメモリ部１０２からの画像データに基づいて転写電圧を設定する転写電圧設定部１０９、転写電圧設定部１０９に具体的な転写電圧を供給する転写電圧用電源部１１０等で構成されている。
【００９３】
そして、本実施の形態では、潜像電圧制御部１０１で設定された潜像電圧と、転写電圧制御部１０８で設定された転写電圧のうち、いずれかが切替部１１１を介してデータ用ドライバ３１に導かれ、一方、走査用ドライバ３２には、潜像電位変化判別部１０６の判別結果に基づいて走査タイミング設定部１０７’にて走査タイミングが設定され、それに合わせた信号が伝達されるようになる。そして、このとき、走査用ドライバ３２には、例えば二系統のカウンタを備え、その夫々に選択的に像書込制御装置１００’からの信号を伝達することで、一系統のカウンタを選択的に動作させ、現像前の潜像書込位置Ｐｓや転写前の転写書込位置Ｐｔのいずれかを選択することができるようになっている。
【００９４】
図１８は、本実施の形態での一つの像保持体２０の走査方式を示す概略図である。尚、画像形成装置は実施の形態１と略同様の構成のため、ここでは省略する。
本実施の形態では、潜像書込位置Ｐｓと、更に、像保持体２０と転写器２７との対向部位である転写位置に基づく転写書込位置Ｐｔにて、画素電極３４に夫々潜像電圧及び転写電圧を印加するようになっている。
今、ある時間のタイミングで図１８（ａ）のように、潜像書込位置Ｐｓから像保持体２０の回転方向上流側に向かって画素電極３４がｘ，ｙ，ｚ，…と並んでおり、一方、転写書込位置Ｐｔより上流側では画素電極３４がＸ，Ｙ，Ｚ，…と並んでいるものとする。
【００９５】
ここで、本実施の形態では、潜像書込位置Ｐｓと転写書込位置Ｐｔとを交互に選択するようにして、像保持体２０の画素電極３４に対し潜像の形成、並びに、転写像パターンの形成を行うようにしている。つまり、図１８（ｂ）に示すように、潜像書込位置Ｐｓにある画素電極３４（具体的にはｘ）の走査を行った（ＯＮ）直後に、転写書込位置Ｐｔにある画素電極３４（具体的にはＸ）の走査を行う（ＯＮ）ようにする。次に、潜像書込位置Ｐｓにある画素電極３４（具体的にはｙ）の走査を行う（ＯＮ）。このような動作を繰り返すことで、潜像書込位置Ｐｓと転写書込位置Ｐｔとが交互に選択され、画素電極３４に対し潜像書込位置Ｐｓでは潜像電圧が印加され、転写書込位置Ｐｔでは転写電圧が印加される。更に、このとき、潜像書込位置Ｐｓ及び転写書込位置Ｐｔでの見かけ上の走査速度ｖ２’が、いずれも像保持体２０の回転速度と等しくなるように設定することで、潜像書込位置Ｐｓから現像位置Ｐｄまでの画素電極３４の到達時間を一定にすることができるようになる。
【００９６】
ここで、潜像を形成するための潜像書込位置Ｐｓでの画素電極３４のＯＮ時間と、転写像パターンを形成するための転写書込位置Ｐｔでの画素電極３４のＯＮ時間とは等しくする必要はなく、適宜設定すればよい。また、転写書込位置Ｐｔは、転写位置での画素電極３４上に付着したトナー量に合わせて、転写器２７と画素電極３４との間で画素電極３４上に形成されたトナーを転写器２７側へ飛翔させる方向の電界が発生するように、転写電圧を印加する位置であり、転写位置あるいはその近傍で画素電極３４に例えば潜像電圧と極性の異なる電界方向の転写電圧を印加するようにしている。尚、本例では転写器２７を接地している。
【００９７】
そして、本実施の形態では潜像書込位置Ｐｓを減衰変化量によって適宜変更するようにしているため、現像位置Ｐｄでの画素電極３４上の潜像電位を安定させることができるようになる。ここで、転写書込位置Ｐｔについても減衰変化量に合わせて位置を変更するようにしても差し支えないが、転写電圧としては画素電極３４上に形成されたトナー量を転写できる転写電界が形成されるものであればよいことから、現像時とは異なり、余裕を持った電圧設定を行うことが可能であり、減衰変化量に応じて転写書込位置Ｐｔ自体を変更することは特に必要ではない。また、転写時に画素電極３４から転写媒体（本例では中間転写ベルト６０）にトナーを移動させる方向の電界が形成される必要から、画素電極３４にはトナーの極性とは反対方向の電界が作用する電位にする必要があり、転写時にこのようになっていればよい。そのため、転写位置若しくはその上流側近傍を転写書込位置Ｐｔとすればよいため、常に、固定された位置を転写書込位置Ｐｔとすることができる。
【００９８】
本実施の形態では、実施の形態１に加え、転写時にも画素電極３４を用いるようにしたので、転写時の転写電界の広がりを抑えることができ、転写後の画像に対しよりシャープな画像を形成することができるようにもなる。
【００９９】
以上のように、上述した実施の形態１〜３の画像形成装置によれば、像保持体２０表面側にマトリックス状に画素電極３４を設け、各画素電極３４へ画像信号に基づく電圧を印加し、潜像形成を行うようにしたので、画素の位置及び形状はそのまま画素電極３４の位置及び形状になり、また、潜像電位は画素電極３４への印加電圧（潜像電圧）で決まるため、画素の位置、形状及び電位が一義的に決定され、濃度むら、色むら、すじ等の画像欠陥の発生が抑えられた高画質画像が得られるようになる。
また、このような方式では、帯電器を使用しないことから、帯電器自身がトナーに汚染され帯電不良を起こしたり、帯電器から発生する放電生成物が像保持体２０表面を変質させたり、また、放電生成物により清掃性能を低下させたりすることがない。
【０１００】
◎実施の形態４
図１９は、実施の形態４に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。本実施の形態では、実施の形態１とは異なり、像保持体１５０の周囲に四個の現像器１５１（１５１ａ〜１５１ｄ）を像保持体１５０の回転方向に沿って順次配置し、カラー画像の形成が可能な構成のものとなっている。また、像保持体１５０の回転方向最下流の現像器１５０ｄの下流側には、像保持体１５０上で形成されたカラー画像を記録材１５３へ転写する転写器１５２が配置されている。尚、記録材１５３上に転写されたカラートナー像は、図示外の定着器にて定着されるようになっていることは云うまでもない。
【０１０１】
このような画像形成装置では、図示外の像書込制御装置によって、潜像書込位置Ｐｓが制御されており、夫々の現像器１５１の上流側に夫々の潜像書込位置Ｐｓ（ａ）〜Ｐｓ（ｄ）が設定されている。そして、像保持体１５０の画素電極の走査は、例えばＰｓ（ａ）の次にＰｓ（ｂ）、その次にＰｓ（ｃ）、次にＰｓ（ｄ）と順次繰り返すようになっており、このことで、各現像器１５１に合った潜像を像保持体１５０上に形成するようになっている。つまり、画素電極の走査に対しては、時分割を行うことで、夫々の潜像書込位置Ｐｓでの見かけ上の走査速度をｖ２’を一定にすることができ、このとき、像保持体１５０の回転速度ｖ１と等速になるようになっている。
【０１０２】
更に、本実施の形態では、図示外の温度センサからの検出情報によって、夫々の潜像書込位置Ｐｓ（ａ）〜Ｐｓ（ｄ）が調整されるようになっている。これは、実施の形態１と同様に行われ、夫々の現像位置Ｐｄ（図示せず）での潜像電位の安定化が行われる。尚、温度のみならず、実施の形態１と同様に、像保持体１５０の累積使用時間や製造ロット等の要因から潜像書込位置Ｐｓを変更することが可能である。
このような構成をなすには、例えば、走査用ドライバ３２（図６等参照）に、四系統のカウンタを備え、このカウンタを切替選択することで夫々の潜像書込位置Ｐｓ（ａ）〜Ｐｓ（ｄ）を順次選択するようにすればよい。また、潜像書込位置Ｐｓの変更は、例えばカウンタのセットアドレスを調整するようにすればよい。
特に、カラー画像においては、像保持体１５０の回転速度ｖ１を単色の場合に比べ遅くすることが可能であり、潜像書込位置Ｐｓを時分割するに際しても、夫々の潜像電圧印加時間を長めに設定することができるため、必要な潜像電圧を十分印加することができるようになる。そのため、カラーの画像形成装置でも実施の形態１と同様の作用を行わせることができるようになる。
【実施例】
【０１０３】
本実施例は、画素電極に印加する信号電圧（潜像電圧に相当）と、これにより発生する画素電極上の出力電位（潜像電位に相当）の変化傾向との関係を確認評価したものである。
第一に、画素電極に信号電圧（潜像電圧に相当）を印加した後、画素電極上の出力電位（潜像電位）が時間的にどう変化するかを確認した。このとき、信号電圧としては１０〜５０Ｖを１０Ｖステップで行い、時間は５ｍｓ後と２０ｍｓ後とした。
結果は、図２０に示すように、信号電圧を上げて行くと初めは直線的に出力電位も上昇するが、信号電圧が４０Ｖ以降では飽和傾向が見られた。また、特に高電圧領域では、経過時間によって出力電位が大きく乖離するようになった。
このことは、信号電圧を高電圧化すると、画素電極での電位の保持性が低下し、信号電圧をそれ以上上げても電位が上がらなくなることを示し、また、潜像書込位置から現像位置までの時間を長くとると、出力電位が大きく変化するようになることを示している。
【０１０４】
次に、温度変化によって画素電極上の出力電位（電極電位）がどう変化するかを確認した。温度は、画像形成装置が使用される低温環境を想定した５℃と高温環境を想定した２８℃とで行った。尚、出力電位は５ｍｓ後の値を用いた。
結果は、図２１に示すように、信号電圧と出力電位の関係は実施例１と同様であり、また、高電圧領域では、温度を高くすると出力電位が低下することが判明した。つまり、高電圧領域では、温度によって出力電位が大きく変化することが判明した。
【０１０５】
更に、画素電極の製造ロット（具体的にはＴＦＴの製造ロット）によって、出力電位がどう変化するかを確認した。尚、出力電位は、信号電圧を印加した５ｍｓ後とした。
結果は、図２２に示すように、信号電圧が低電圧領域では、製造ロットによる差は殆どないものの、信号電圧が高い高電圧領域では、製造ロット間で出力電位に２Ｖ程度の差が発生することが確認された。
【０１０６】
以上のことから、ＴＦＴを用いる場合、例えば信号電圧が約３０Ｖ以下（出力電位が約２０Ｖ以下）の低電圧領域で使用することが好ましいが、現像コントラスト電位を大きくし、十分な現像濃度を確保しながら、かぶりのない画像を得るには、高電圧領域での使用が望まれる。
しかしながら、高電圧領域で使用する際には注意が必要であり、温度等の環境変化や、製造ロット間での変化を考慮する必要がある。
【０１０７】
本実施例では、画素電極に信号電圧を印加した後、現像位置に達するまでの時間を調整するようにしたので、高電圧領域での出力電位を安定化させることができるようになる。このことは、図２０で示したように、高電圧領域では経過時間によって出力電位が変化することから、例えば温度によって出力電位が変化しようとしても、この経過時間を調整することで出力電位を安定化させることができるようになることから理解される。つまり、画素電極に対する潜像書込位置を調整することで、高電圧領域での使用も可能にできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明を具現化する第一の実施の形態モデルに係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態１に係る画像形成装置を示す説明図である。
【図３】実施の形態１の像保持体を示す斜視図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は実施の形態１の像保持体の内部構造を示す説明図である。
【図５】実施の形態１の画素構造を示す説明図であり、（ａ）は画素群、（ｂ）は一つの画素、（ｃ）は画素間の接続の様子を示す。
【図６】実施の形態１の像保持体のマトリクスパネルの構成を示す説明図である。
【図７】実施の形態１の像書込制御装置を示す説明図である。
【図８】実施の形態１における階調方式を示す説明図である。
【図９】実施の形態１の具体例として潜像電圧の作用を示す説明図であり、（ａ）は画像信号が階調変換された信号、（ｂ）は潜像電圧設定のための生成信号として潜像制御信号生成部にて生成された制御信号、（ｃ）は設定された潜像電圧が画素電極に割り当てられた様子を示す。
【図１０】（ａ）は潜像書込位置を示す説明図であり、（ｂ）は潜像電位の時間的変化を示す説明図である。
【図１１】（ａ）潜像電位の減衰曲線を示し、（ｂ）はその拡大図である。
【図１２】実施の形態１の温度による制御フローを示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態１の変形形態としての制御フローを示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態２に係る画像形成装置に用いられる現像器を示す説明図である。
【図１５】（ａ）（ｂ）は導電性トナーを示す説明図である。
【図１６】実施の形態２の現像器の変形の形態を示す説明図である。
【図１７】実施の形態３に係る画像形成装置の像書込制御装置を示す説明図である。
【図１８】（ａ）（ｂ）は実施の形態３の走査方式を示す説明図である。
【図１９】実施の形態４に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２０】実施例の時間変化による出力電位の変化を示すグラフである。
【図２１】実施例の温度変化による出力電位の変化を示すグラフである。
【図２２】実施例の製造ロットによる出力電位の変化を示すグラフである。
【図２３】比較モデルとしての通常の画像形成装置の概要を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１…像保持体，１ａ…支持体，１ｂ…画素電極，２…像書込手段，３…現像手段，４…潜像電位変化判別手段，５…潜像書込制御手段，６…転写手段，７…転写媒体，８…転写像書込制御手段，Ｐｄ…現像位置，Ｐｓ…潜像書込位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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