JP2017083673A - Image formation device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image formation device with which it is possible to suppress a reduction in image concentration even for a minute dot or a fine line.SOLUTION: A development roller 33 carrying a monolayer toner is brought into contact with a photosensitive drum 1, and the development roller 33 is held at an intermediate third potential between a white ground area first potential and a black ground area second potential while an electrostatic latent image of the photosensitive drum 1 is developed to a toner image. Where a potential difference between the potential of black dots enclosed in the white ground and the third potential is represented by V, and a potential difference between the potential of white dots enclosed in the black ground and the third potential is represented by V, the relationship |V| > |qm|×m((d/ε)+(d/2ε)) holds true for black dots of minimum diameter that are used in image formation, and the relationship |V| > (|qm|×m×d)/2εholds true for white dots of minimum diameter that are used in image formation.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, a facsimile machine, and a multifunction machine.

特許文献１には、トナーを単層担持した現像剤担持体を感光体に当接させて感光体と等しい周速度でウイズ方向に回転させ、現像剤担持体と感光体との間に電圧を印加して、感光体の静電潜像をトナー像に現像する画像形成装置が提案されている。ここでは、静電潜像におけるトナーを付着させない白地領域を第１電位とし、トナーを付着させる黒地領域を第２電位とするように感光体の帯電及び露光が行われる。そして、トナー像を現像する際の現像剤担持体の電位は、第１電位と第２電位の中間の第３電位に保持される。   In Patent Document 1, a developer carrying member carrying a single layer of toner is brought into contact with a photosensitive member and rotated in the width direction at a peripheral speed equal to that of the photosensitive member, and a voltage is applied between the developer carrying member and the photosensitive member. There has been proposed an image forming apparatus for applying an electrostatic latent image on a photosensitive member to develop a toner image. Here, the photosensitive member is charged and exposed so that the white background area where the toner is not adhered in the electrostatic latent image is the first potential, and the black area where the toner is adhered is the second potential. The potential of the developer carrying member when developing the toner image is held at a third potential that is intermediate between the first potential and the second potential.

単層のトナー層を担持した現像剤担持体を感光体に当接させてトナー像を現像する画像形成装置は、単層のトナー層を静電潜像に移転する／しないによって画像の濃度を二値的に制御する。   An image forming apparatus that develops a toner image by bringing a developer carrying member carrying a single toner layer into contact with a photosensitive member and adjusting the density of the image by transferring / not transferring the single toner layer to an electrostatic latent image. Control in binary.

このため、静電潜像の白地領域に形成された微小な黒ドットや細い黒ラインにおいても、大面積の黒地領域で設定した現像コントラストＶ_ｃｏｎｔによって、１００％トナーが移転して大面積の黒地領域と等しい濃度でトナーが付着することが期待された。静電潜像の黒地領域に形成された微小な白ドットや細い白ラインにおいても、大面積の白地領域で設定したかぶりとり電圧Ｖ_ｂａｃｋによって、１００％トナーの移転を反発して大面積の白地領域と同様にトナー付着が回避されることが期待された。なお、本願において、白地領域、白ドットは静電潜像におけるトナーを付着させない領域を、黒地領域、黒地ドットは静電潜像においてトナーを付着させる領域をそれぞれ意味している。したがって、黒以外の色のトナーで現像される場合でも、同様に黒地領域、黒ドットと呼ぶ。 For this reason, even in a minute black dot or a thin black line formed in the white area of the electrostatic latent image, 100% toner is transferred by the development contrast V _cont set in the large area black area, and the large area black background. The toner was expected to adhere at a density equal to the area. Even in the minute white dots and thin white lines formed in the black background region of the electrostatic latent image, the transfer of the 100% toner is repelled by the fog removal voltage V _back set in the large area white background region. As with the area, it was expected that toner adhesion would be avoided. In the present application, the white area and the white dot mean the area where the toner is not attached in the electrostatic latent image, and the black area and the black dot mean the area where the toner is attached in the electrostatic latent image. Therefore, even when developing with a toner of a color other than black, it is similarly referred to as a black background region or a black dot.

特開２０１４−１１５５１８号公報JP 2014-115518 A

単層のトナー層を担持した現像剤担持体を感光体に当接させてトナー像を現像する画像形成装置は、静電潜像の微小なドットや細いラインでは、大面積の黒地領域や白地領域のようにはトナーの移転を制御できないことが判明した。静電潜像の白地領域に形成された画像形成に用いる最小サイズの黒ドットでは大面積の黒地領域よりも画像濃度が低下していた。静電潜像の黒地領域に形成された画像形成に用いる最小サイズの白ドットでは大面積の白地領域よりも画像濃度が上昇していた。   An image forming apparatus that develops a toner image by bringing a developer carrying member carrying a single toner layer into contact with a photosensitive member, has a large area of black background or white background in the case of minute dots or thin lines of an electrostatic latent image. It turns out that toner transfer cannot be controlled as in the area. In the black dots of the minimum size used for image formation formed on the white background area of the electrostatic latent image, the image density is lower than that of the large area black background area. The minimum size white dots used for image formation formed in the black background area of the electrostatic latent image have an image density higher than that of the large area white background area.

本発明は、微小な黒ドットで画像濃度が低下し、微小な白ドットで画像濃度が上昇することを抑制できる画像形成装置を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can suppress an image density from being reduced by a minute black dot and an image density from being increased by a minute white dot.

本発明の画像形成装置は、感光層を有する感光体と、前記感光体を第１電位に帯電した後に露光して露光部を第２電位まで除電させることにより前記感光体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記感光体に当接して回転する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体に前記第１電位と前記第２電位との中間の第３電位の電圧を印加して前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、を備えるものである。そして、前記潜像形成手段により形成された画像の解像度は、１２００ｄｐｉ以上であり、前記静電潜像における白地領域に囲まれた黒ドットの電位と前記第３電位の電位差をＶ_{ｃｏｎｔ＿１}とし、前記静電潜像における黒地領域に囲まれた白ドットの電位と前記第３電位の電位差をＶ_{ｂａｃｋ＿１}とし、前記感光層の膜厚をｄ_１［ｍ］とし、前記感光層の誘電率をε_１［Ｆｍ］とし、前記トナー像の厚さをｄ_２［ｍ］とし、トナーの誘電率をε_２［Ｆｍ］とし、トナーの比電荷をｑｍ［Ｃ／ｋｇ］とし、単位面積当たりのトナー質量をｍ_０［ｋｇ／ｍ^２］としたとき、
｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿１}｜ ＞ ｜ｑｍ｜・ｍ_０（（ｄ_１／ε_１）＋（ｄ_２／２ε_２））
である第１の関係が画像形成で使用される最小直径の前記黒ドットにおいて成立し、かつ、
｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿１}｜ ＞ （｜ｑｍ｜・ｍ_０・ｄ_２）／２ε_２
である第２の関係が画像形成で使用される最小直径の前記白ドットにおいて成立している。 An image forming apparatus according to the present invention includes a photosensitive member having a photosensitive layer and an electrostatic latent image formed on the photosensitive member by exposing the photosensitive member to a first potential after exposing the photosensitive member to a first potential. An electrostatic latent image forming unit to be formed; and a developer carrier that rotates in contact with the photosensitive member, and the developer carrier has a third potential that is intermediate between the first potential and the second potential. Developing means for applying a voltage to develop the electrostatic latent image into a toner image. The resolution of the image formed by the latent image forming means is 1200 dpi or more, and the potential difference between the black dot surrounded by the white area in the electrostatic latent image and the third potential is V _{cont_1} , The potential difference between the white dot surrounded by the black area in the electrostatic latent image and the third potential is V _{back — 1,} the film thickness of the photosensitive layer is d ₁ [m], and the dielectric constant of the photosensitive layer is ε _1. [Fm], the thickness of the toner image is d ₂ [m], the dielectric constant of the toner is ε ₂ [Fm], the specific charge of the toner is qm [C / kg], and the toner mass per unit area Is m ₀ [kg / m ² ],
| V _cont — ₁ |> | qm | · m ₀ ((d ₁ / ε ₁ ) + (d ₂ / 2ε ₂ ))
The first relationship is established for the black dot of the smallest diameter used in image formation, and
| V _back — ₁ |> (| qm | · m ₀ · d ₂ ) / 2ε ₂
The second relationship is established for the white dots having the smallest diameter used in image formation.

本発明の画像形成装置では、画像形成で使用される最小直径の黒ドットにおいて第１の関係が成立しているので、微小なドットや細いラインで画像濃度が低下しにくい。また、画像形成で使用される最小直径の白ドットにおいて第２の関係が成立しているので、微小なドットや細いラインの白地で画像濃度が上昇しにくい。   In the image forming apparatus of the present invention, since the first relationship is established for the black dots having the smallest diameter used for image formation, the image density is unlikely to be lowered with fine dots or thin lines. Further, since the second relationship is established for the white dots having the minimum diameter used in image formation, the image density is unlikely to increase on a white background of minute dots or thin lines.

実施の形態１の画像形成装置の構成の説明図である。2 is an explanatory diagram of a configuration of an image forming apparatus according to Embodiment 1. FIG. 現像装置の構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of a developing device. 比較例１における現像コントラストとドットサイズの関係の説明図である。6 is an explanatory diagram of a relationship between development contrast and dot size in Comparative Example 1. FIG. 孤立ドットの電位計算に用いるモデルの説明図である。It is explanatory drawing of the model used for the electric potential calculation of an isolated dot. 比較例１における現像条件及びかぶり取り条件の説明図である。It is explanatory drawing of the development conditions and the fog removal conditions in the comparative example 1. 実施の形態１における現像条件及びかぶり取り条件の説明図である。5 is an explanatory diagram of development conditions and fog removal conditions in Embodiment 1. FIG. 実施の形態２における現像条件及びかぶり取り条件の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of development conditions and fog removal conditions in the second embodiment. 実施の形態３における現像装置の構成の説明図である。10 is an explanatory diagram of a configuration of a developing device according to Embodiment 3. FIG. 実施の形態３の制御のフローチャートである。10 is a flowchart of control according to the third embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

＜実施の形態１＞
（画像形成装置）
図１は実施の形態１の画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、制御部１１０に入力される画像デ−タに基づいて記録材に単色の画像を形成する。 <Embodiment 1>
(Image forming device)
FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 forms a monochromatic image on a recording material based on image data input to the control unit 110.

感光ドラム１は、ドラム形状の導電性基体上に光導電性の感光層を形成され、図中矢印方向に回転する。感光ドラム１の回転方向に沿って、コロナ帯電器２、露光装置７、現像装置３、転写帯電器４、ドラムクリーニング装置５、除電ランプ６が配置されている。   The photosensitive drum 1 has a photoconductive photosensitive layer formed on a drum-shaped conductive substrate and rotates in the direction of the arrow in the figure. A corona charger 2, an exposure device 7, a developing device 3, a transfer charger 4, a drum cleaning device 5, and a static elimination lamp 6 are arranged along the rotation direction of the photosensitive drum 1.

コロナ帯電器２は、コロナ放電に伴う荷電粒子を照射して感光ドラム１の表面を一様な暗部電位ＶＤに帯電させる。   The corona charger 2 irradiates charged particles accompanying corona discharge to charge the surface of the photosensitive drum 1 to a uniform dark portion potential VD.

露光装置７は、画像を走査線に沿って展開した画像入力信号をＯＮ／ＯＦＦ変調した露光信号で半導体レーザーを作動させてレーザービームを発生させる。レーザービームは、回転ミラーで反射されて、副走査方向に回転する感光ドラム１の表面を主走査方向に走査する。感光ドラム１の表面の露光された部分は、電位が暗部電位ＶＤから明部電位ＶＬに低下して、感光ドラム１の表面に画像入力信号に基づいた静電潜像が形成される。   The exposure device 7 generates a laser beam by operating a semiconductor laser with an exposure signal obtained by ON / OFF modulating an image input signal obtained by developing an image along a scanning line. The laser beam is reflected by the rotating mirror and scans the surface of the photosensitive drum 1 rotating in the sub-scanning direction in the main scanning direction. In the exposed portion of the surface of the photosensitive drum 1, the potential decreases from the dark portion potential VD to the bright portion potential VL, and an electrostatic latent image based on the image input signal is formed on the surface of the photosensitive drum 1.

現像装置３は、トナーとキャリアを含む二成分現像剤を用いて感光ドラム１の静電潜像をトナー像に現像する。   The developing device 3 develops the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 into a toner image using a two-component developer containing toner and a carrier.

記録材Ｐは、記録材カセット１０から分離ローラ１１によって１枚ずつ取り出されてレジストローラ１２にて待機する。レジストローラ１２は、感光ドラム１のトナー像にタイミングを合わせて転写部Ｔへ記録材Ｐを給送する。転写帯電器４は、感光ドラム１上のトナー像に重ねて搬送される記録材Ｐの裏面にコロナ放電に伴う帯電粒子を照射して感光ドラム１から記録材Ｐへトナー像を静電気的に移転させる。トナー像が転写された記録材Ｐは、感光ドラム１から分離して定着装置１３へ搬送される。   The recording material P is taken out from the recording material cassette 10 one by one by the separation roller 11 and waits at the registration roller 12. The registration roller 12 feeds the recording material P to the transfer unit T in synchronization with the toner image on the photosensitive drum 1. The transfer charger 4 electrostatically transfers the toner image from the photosensitive drum 1 to the recording material P by irradiating the back surface of the recording material P conveyed over the toner image on the photosensitive drum 1 with charged particles accompanying corona discharge. Let The recording material P to which the toner image has been transferred is separated from the photosensitive drum 1 and conveyed to the fixing device 13.

定着装置１３は、トナー像が転写された記録材Ｐを加熱加圧して画像を記録材Ｐに定着させる。画像が定着された記録材Ｐは、画像形成装置１００の外部に排出される。ドラムクリーニング装置５は、感光ドラム１の表面にクリーニングブレードを摺擦させて、感光ドラム１の表面の転写残トナーを回収する。除電ランプ６は、ＬＥＤ光源の照射光で感光ドラム１の表面を一様に露光して感光ドラム１の表面に残留した静電潜像を解消させる。   The fixing device 13 heats and presses the recording material P on which the toner image is transferred to fix the image on the recording material P. The recording material P on which the image is fixed is discharged outside the image forming apparatus 100. The drum cleaning device 5 rubs a cleaning blade against the surface of the photosensitive drum 1 and collects transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum 1. The static elimination lamp 6 uniformly exposes the surface of the photosensitive drum 1 with the irradiation light of the LED light source, and eliminates the electrostatic latent image remaining on the surface of the photosensitive drum 1.

（現像装置）
図２は現像装置の構成の説明図である。図３は現像プロセスの説明図である。図２中、（ａ）は現像装置の構成、（ｂ）は現像プロセスである。 (Developer)
FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the developing device. FIG. 3 is an explanatory diagram of the development process. In FIG. 2, (a) shows the configuration of the developing device, and (b) shows the developing process.

図２の（ａ）に示すように、現像容器３１には、トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤が収容されている。トナー補給ユニット３７は、現像装置３が現像に使用した量に相当する量のトナーを現像装置３に補給する。現像剤は、攪拌羽根３８、３９によって攪拌されつつ現像容器３１内を循環してトナーが負極性、キャリアが正極性にそれぞれ帯電する。攪拌部の一例である現像容器３１は、トナーとキャリアを混合しつつ攪拌してトナーを帯電させる。攪拌羽根３８は、帯電したトナーとキャリアを現像ローラ３３に供給する。   As shown in FIG. 2A, the developing container 31 contains a two-component developer in which toner and a carrier are mixed. The toner replenishing unit 37 replenishes the developing device 3 with an amount of toner corresponding to the amount used by the developing device 3 for development. The developer circulates in the developing container 31 while being stirred by the stirring blades 38 and 39, and the toner is charged with negative polarity and the carrier is charged with positive polarity. The developing container 31, which is an example of a stirring unit, charges the toner by stirring the toner and the carrier while mixing them. The stirring blade 38 supplies the charged toner and carrier to the developing roller 33.

現像剤担持体の一例である現像ローラ３３は、トナーを担持して感光ドラム１に当接して回転する。現像ローラ３３は、ステンレスパイプの表面に厚さ２ｍｍの導電性ゴムの弾性層３３ａが配置されている。導電性ゴムは、カーボンを分散したウレタンゴム又はシリコンゴムである。   A developing roller 33, which is an example of a developer carrying member, carries toner and rotates in contact with the photosensitive drum 1. The developing roller 33 has a 2 mm-thick conductive rubber elastic layer 33 a disposed on the surface of a stainless steel pipe. The conductive rubber is urethane rubber or silicon rubber in which carbon is dispersed.

現像ローラ３３の内部には非回転のマグネットローラ４１が配置されている。マグネットローラ４１は、現像容器３１の内側空間に向かって、汲み上げ磁極４１ａ、４１ｂ、搬送磁極４１ｃ、４１ｄを配置している。   A non-rotating magnet roller 41 is disposed inside the developing roller 33. The magnet roller 41 has pumping magnetic poles 41 a and 41 b and conveying magnetic poles 41 c and 41 d arranged toward the inner space of the developing container 31.

現像ローラ３３の上方に回収ローラ３２が配置される。現像ローラ３３と回収ローラ３２とは図中の矢印方向に回転する。現像ローラ３３の周速度は、感光ドラム１の周速度と等しく設定されている。   A collection roller 32 is disposed above the developing roller 33. The developing roller 33 and the collection roller 32 rotate in the direction of the arrow in the figure. The peripheral speed of the developing roller 33 is set equal to the peripheral speed of the photosensitive drum 1.

回収ローラ３２は、ステンレスパイプで構成され、内部には非回転のマグネットローラ４２が配置されている。マグネットローラ４２は、現像容器３１の内側空間に向かって、回収磁極４２ａ、分離磁極４２ｂ、４２ｃを配置している。   The collection roller 32 is formed of a stainless steel pipe, and a non-rotating magnet roller 42 is disposed inside. The magnet roller 42 is provided with a recovery magnetic pole 42 a and separation magnetic poles 42 b and 42 c toward the inner space of the developing container 31.

現像容器３１内の二成分現像剤は、汲み上げ磁極４１ａ、４１ｂの磁力に引き寄せられて現像ローラ３３に担持され、搬送磁極４１ｃ、４１ｄによって、現像ローラ３３と回収ローラ３２の対向部へ搬送される。担持手段の一例であるマグネットローラ４１は、帯電させたトナーとキャリアを現像ローラ３３に磁気的に担持させる。   The two-component developer in the developing container 31 is attracted by the magnetic force of the pumping magnetic poles 41a and 41b and is carried on the developing roller 33, and is conveyed to the opposite portion of the developing roller 33 and the collection roller 32 by the conveying magnetic poles 41c and 41d. . The magnet roller 41, which is an example of a supporting unit, magnetically supports the charged toner and carrier on the developing roller 33.

現像ローラ３３と回収ローラ３２の対向部では、現像ローラ３３に担持されたキャリアが回収ローラ３２へ磁気的に移転することに伴って、現像ローラ３３の表面にトナー粒子一層分、単層のトナー層が形成される。除去手段の一例である回収ローラ３２は、現像ローラ３３からキャリアを磁気的に取り除いて現像容器３１に戻す。現像ローラ３３の表面に接触していたトナーは、現像ローラ３３の表面に発生した鏡像電荷によって現像ローラ３３に担持され、残余の二成分現像剤は回収ローラ３２に移転する。   At the opposite portion between the developing roller 33 and the collecting roller 32, a single layer of toner particles is formed on the surface of the developing roller 33 as the carrier carried on the developing roller 33 is magnetically transferred to the collecting roller 32. A layer is formed. The collection roller 32, which is an example of a removing unit, magnetically removes the carrier from the developing roller 33 and returns it to the developing container 31. The toner that has been in contact with the surface of the developing roller 33 is carried on the developing roller 33 by the mirror image charge generated on the surface of the developing roller 33, and the remaining two-component developer is transferred to the collecting roller 32.

回収ローラ３２に移転した二成分現像剤は、分離磁極４２ｂ、４２ｃの間に形成される磁界によって回収ローラ３２から分離されて現像容器３１内へ落下する。クリーニングブレード４０は、先端を回収ローラ３２に摺擦させて回収ローラ３２に付着したトナーを現像容器３１内へ回収する。このようにして、現像ローラ３３の表面には、トナー粒子一層分の均一な厚さの帯電したトナー層が形成される。   The two-component developer transferred to the collecting roller 32 is separated from the collecting roller 32 by the magnetic field formed between the separation magnetic poles 42 b and 42 c and falls into the developing container 31. The cleaning blade 40 slides the tip on the collection roller 32 to collect the toner adhering to the collection roller 32 into the developing container 31. In this way, a charged toner layer having a uniform thickness corresponding to one toner particle is formed on the surface of the developing roller 33.

図２の（ｂ）に示すように、現像装置３では、現像ローラ３３の表面にトナー粒子層を形成して感光ドラム１の表面に重ね合わせる。トナー粒子層を担持した現像ローラ３３は、静電潜像が形成された感光ドラム１に接触して静電潜像をトナー像に現像する。感光ドラム１の露光された領域は、現像ローラ３３の表面よりも相対的にプラス電位になるため、現像ローラ３３から選択的にトナー粒子が移転して静電潜像が現像される。   As shown in FIG. 2B, in the developing device 3, a toner particle layer is formed on the surface of the developing roller 33 and is superposed on the surface of the photosensitive drum 1. The developing roller 33 carrying the toner particle layer contacts the photosensitive drum 1 on which the electrostatic latent image is formed and develops the electrostatic latent image into a toner image. Since the exposed area of the photosensitive drum 1 has a positive potential relative to the surface of the developing roller 33, the toner particles are selectively transferred from the developing roller 33 and the electrostatic latent image is developed.

感光ドラム１の露光されていない領域は、暗部電位ＶＤのままである。これに対して、感光ドラム１の露光された領域は、暗部電位ＶＤから明部電位ＶＬまで除電されて表面電位が低下している。現像ローラ３３には暗部電位ＶＤと明部電位ＶＬの中間に定めた直流電圧Ｖｄｃが印加される。   The unexposed area of the photosensitive drum 1 remains at the dark portion potential VD. On the other hand, the exposed area of the photosensitive drum 1 is discharged from the dark part potential VD to the bright part potential VL, and the surface potential is lowered. A DC voltage Vdc determined between the dark portion potential VD and the light portion potential VL is applied to the developing roller 33.

これにより、感光ドラム１の明部電位ＶＬの領域には、直流電圧Ｖｄｃと明部電位ＶＬの電位差である現像コントラストＶ_ｃｏｎｔが発生してマイナス帯電したトナー粒子が移転する。感光ドラム１の静電潜像の暗部電位ＶＤの領域には、直流電圧Ｖｄｃと暗部電位ＶＤの電位差であるかぶり取りコントラストＶ_ｂａｃｋが発生してマイナス帯電したトナー粒子が移転しない。 As a result, a development contrast V _cont that is a potential difference between the DC voltage Vdc and the light portion potential VL is generated and the negatively charged toner particles are transferred to the light portion potential VL region of the photosensitive drum 1. A fog removal contrast V _back, which is a potential difference between the DC voltage Vdc and the dark portion potential VD, is generated in the area of the dark portion potential VD of the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1, and the negatively charged toner particles are not transferred.

実施の形態１では、直流電圧Ｖｄｃと明部電位ＶＬの電位差である現像コントラストＶ_ｃｏｎｔを、現像ローラ３３から感光ドラム１の被露光部へ移転させるために必要な最低限の現像コントラストＶ_ｃｏｎｔの１．４倍に設定している。しかし、現像ローラ３３にはトナーが１層しか担持されていないので、現像コントラストＶ_ｃｏｎｔをどれだけ大きくしても、１層分以上のトナーが感光ドラム１へ移転することはなく、現像された画像濃度が一定に保たれる。 In the first embodiment, the minimum development contrast V _cont necessary for transferring the development contrast V _cont , which is the potential difference between the DC voltage Vdc and the bright portion potential VL, from the developing roller 33 to the exposed portion of the photosensitive drum 1. It is set to 1.4 times. However, since only one layer of toner is carried on the developing roller 33, no matter how much the development contrast V _cont is increased, the toner of one layer or more is not transferred to the photosensitive drum 1 and developed. Image density is kept constant.

実施の形態１では、現像ローラ３３に担持された全てのトナーが感光ドラム１へ移転しても、静電潜像の現像コントラストＶ_ｃｏｎｔを埋め切らない「非充電条件」で静電潜像が現像される。現像ローラ３３の印加電圧と静電潜像の着色領域電位との電位差である現像コントラストを大きくとることによって、現像ローラ上の全てのトナーを現像しても、潜像電位を全て埋めない状態で現像が終了している。 In the first embodiment, even when all the toner carried on the developing roller 33 is transferred to the photosensitive drum 1, the electrostatic latent image is _generated under “non-charging conditions” in which the development contrast V _cont of the electrostatic latent image is not filled. Developed. By increasing the development contrast, which is the potential difference between the voltage applied to the developing roller 33 and the colored region potential of the electrostatic latent image, even if all the toner on the developing roller is developed, the latent image potential is not completely filled. Development is complete.

非充電条件の現像では、環境変動やトナー劣化等の要因により、現像ローラ３３上のトナーのトナー比電荷ｑｍがある程度変化しても、トナーの現像量が変動しない。このため、環境変動やトナー劣化等の要因により、現像ローラ３３上のトナーのトナー比電荷ｑｍが変化しても、静電潜像に対するトナーの現像量が変動しにくい。したがって、充電条件で現像が完了する通常の二成分現像法に比べて、画像濃度が安定する。   In development under non-charging conditions, the toner development amount does not fluctuate even if the toner specific charge qm of the toner on the developing roller 33 changes to some extent due to factors such as environmental fluctuations and toner deterioration. For this reason, even if the toner specific charge qm of the toner on the developing roller 33 changes due to environmental fluctuations, toner deterioration, and the like, the amount of toner development with respect to the electrostatic latent image hardly changes. Therefore, the image density is stabilized as compared with a normal two-component development method in which development is completed under charging conditions.

実施の形態１では、感光ドラム１の周速度と現像ローラ３３の周速度とが等しい等速接触現像方式を採用しているため、原理上、静電潜像上でのトナーの掃き寄せ現象が発生しない。摺擦摩耗によって現像ローラ３３の寿命が短くなることもない。   In the first embodiment, the constant speed contact development method in which the peripheral speed of the photosensitive drum 1 and the peripheral speed of the developing roller 33 are equal is employed, so that, in principle, the toner sweeping phenomenon on the electrostatic latent image is caused. Does not occur. The life of the developing roller 33 is not shortened by rubbing wear.

以上のプロセスにより、等速接触現像の現像装置３において、静電潜像にトナーが現像されてトナー像として顕像化される。   Through the above process, the toner is developed on the electrostatic latent image in the developing device 3 for constant speed contact development to be visualized as a toner image.

（鏡像電荷の影響のコンピュータシミュレーション）
図３は孤立ドットの静電潜像のドット径と中心電位の関係の説明図である。図４は孤立ドットの静電潜像に発生する鏡像電荷の説明図である。図５は孤立ドットの静電潜像の現像条件の説明図である。 (Computer simulation of the effect of mirror image charge)
FIG. 3 is an explanatory diagram of the relationship between the dot diameter of the electrostatic latent image of isolated dots and the center potential. FIG. 4 is an explanatory diagram of mirror image charges generated in the electrostatic latent image of isolated dots. FIG. 5 is an explanatory diagram of the developing conditions for the electrostatic latent image of isolated dots.

図１に示すように、静電潜像形成手段の一例である帯電器２及び露光装置７は、静電潜像における白地領域に囲まれた黒ドットと、黒地領域に囲まれた白ドットと、を感光層の表面に形成可能である。電源８は、現像ローラ３３の電位を第１電位と第２電位の中間の第３電位の一例である直流電圧Ｖｄｃに保持して白地領域に対するトナー移転を抑制しつつ黒地領域にトナーを移転させる。   As shown in FIG. 1, the charger 2 and the exposure device 7 which are examples of the electrostatic latent image forming unit include a black dot surrounded by a white background area and a white dot surrounded by a black background area in the electrostatic latent image. Can be formed on the surface of the photosensitive layer. The power supply 8 holds the potential of the developing roller 33 at a DC voltage Vdc, which is an example of a third potential intermediate between the first potential and the second potential, and transfers toner to the black background area while suppressing toner transfer to the white background area. .

図３に示すように、コンピュータシミュレーションを行ったところ、黒地領域で囲まれた白点である白ドットの直径が小さくなると、白ドットの電位が低下して、灰色に現像されてしまうことが判明した。また、白地領域で囲まれた黒点である黒ドットの直径が小さくなると、黒ドットの電位が上昇して、灰色に現像されてしまうことが判明した。図３の結果は、図２の（ａ）に示す感光ドラム１と現像ローラ３３の当接部を、図４に示すように単純化した現像モデルに基づいて計算されている。   As shown in FIG. 3, as a result of computer simulation, it was found that when the diameter of a white dot, which is a white dot surrounded by a black background area, is reduced, the potential of the white dot is lowered and developed in gray. did. Further, it has been found that when the diameter of a black dot, which is a black dot surrounded by a white background area, is reduced, the potential of the black dot is increased and developed in gray. The result of FIG. 3 is calculated based on a development model in which the contact portion between the photosensitive drum 1 and the developing roller 33 shown in FIG. 2A is simplified as shown in FIG.

図４に示すように、感光体の一例である感光ドラム（１）は、導体の基層上に感光層を有する。基層に担持された膜厚ｄ_１の感光層の上に厚さｄ_２の単層のトナー層が均一に分布し、トナー層の上に導体の現像ローラ（３３）が存在する。絶縁体のトナー層と感光層とを挟んで導体の現像ローラ（３３）と感光ドラム（１）の基層が配置され、基層は接地されている。 As shown in FIG. 4, the photosensitive drum (1) as an example of the photosensitive member has a photosensitive layer on a base layer of a conductor. Toner layer is uniformly distributed in a single layer having a thickness of d ₂ on the photosensitive layer having a thickness d _1, which is carried on the base layer, the developing roller of the conductors on the toner layer (33) is present. A conductive developing roller (33) and a base layer of the photosensitive drum (1) are disposed between the insulating toner layer and the photosensitive layer, and the base layer is grounded.

孤立ドットのドット径に対応する円形領域Ａが感光層の表面に形成されている。感光層の表面が帯電及び露光を受けて、感光層表面に電荷σを有する円形領域Ａが形成される。   A circular area A corresponding to the dot diameter of the isolated dot is formed on the surface of the photosensitive layer. The surface of the photosensitive layer is charged and exposed to form a circular area A having a charge σ on the surface of the photosensitive layer.

円形領域Ａは、電荷σを有しているが、感光層を隔てた基層内とトナー層を隔てた現像ローラ内に鏡像電荷が誘起される結果、鏡像電荷の電荷量に応じて円形領域Ａの中央部の電位が決まる。   The circular area A has a charge σ. However, as a result of inducing a mirror image charge in the base layer separating the photosensitive layer and the developing roller separating the toner layer, the circular area A depends on the charge amount of the mirror image charge. The electric potential at the center of is determined.

このとき、トナー層と感光層の境界に形成された電荷σを有する円形領域Ａに対する一次の鏡像電荷として、感光層表面から距離−２ｄ_１離れた位置に電荷−σを有する円形領域Ｂと、感光層表面から距離＋２ｄ_２離れた位置に電荷−σを有する円形領域Ｃとが形成される。 At this time, as a primary mirror image charge for the circular area A having the charge σ formed at the boundary between the toner layer and the photosensitive layer, the circular area B having the charge −σ at a position away from the photosensitive layer surface by the distance −2d ₁ ; A circular area C having a charge −σ is formed at a position + 2d ₂ away from the surface of the photosensitive layer.

そして、円形領域Ｂ、Ｃに対してそれぞれ二次の鏡像電荷が形成される。電荷−σを有する円形領域Ｂから距離（２ｄ_１＋ｄ_２）×２離れた位置に電荷σを有する円形領域Ｄが形成され、電荷−σを有する円形領域Ｃから距離−（２ｄ_２＋ｄ_１）×２離れた位置に電荷σを有する円形領域Ｅが形成される。 Then, secondary mirror image charges are formed for the circular regions B and C, respectively. A circular region D having a charge σ is formed at a distance (2d ₁ + d ₂ ) × 2 from the circular region B having a charge −σ, and the distance − (2d ₂ + d ₁ ) from the circular region C having a charge −σ. A circular region E having a charge σ is formed at a position separated by × 2.

さらに、同様にして、円形領域Ｄ、Ｅに対してそれぞれ三次の鏡像電荷が形成され、円形領域Ｄ、Ｅの三次の鏡像電荷に対してそれぞれ四次の鏡像電荷が形成される。このように、鏡像電荷が鏡像電荷を形成するプロセスが無限に続き、電荷σを有する円形領域Ａの電位にすべての鏡像電荷による電位が重なって、円形領域Ａの実際の電位が決定される。   Further, similarly, tertiary mirror image charges are formed for the circular regions D and E, respectively, and quaternary mirror image charges are formed for the tertiary mirror image charges of the circular regions D and E, respectively. In this way, the process in which the mirror image charge forms the mirror image charge continues infinitely, and the potential of all the mirror image charges overlaps the potential of the circular region A having the charge σ, and the actual potential of the circular region A is determined.

鏡像電荷の円形領域Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、・・・の電荷が円形領域Ａの中央に作る電位Ｖは次式となる。次式中、円形領域Ａの半径をＲとし、それぞれの円形領域Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、・・・と感光層表面の距離をｚとする。   The electric potential V generated by the charges in the circular regions B, C, D, E,. In the following equation, the radius of the circular area A is R, and the distance between each circular area B, C, D, E,.

式（１）を用いて、円形領域Ａの電荷に鏡像電荷の円形領域Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、・・・の電荷の寄与を重ね合わせることにより、円形領域Ａの中央の電位を求めた。その結果が図４である。図３は、式（１）を用いて１００００次までの鏡像電荷の寄与を計算したものである。   Using the formula (1), the electric potential at the center of the circular area A was obtained by superimposing the charge contributions of the circular areas B, C, D, E,. . The result is shown in FIG. FIG. 3 shows the calculation of the contribution of the mirror image charge up to the 10,000th order using the equation (1).

図３に示すように、１２００ｄｐｉの高解像度の画像形成条件でも、明部電位ＶＬの面積がまとまっていれば、上述した非充電条件が満たされて、現像ローラ３３上の画像領域のトナーが１００％感光ドラム１へ移転する。しかし、明部電位ＶＬの孤立ドットでは、直径が小さいほど電界が弱められて、現像コントラストＶ_ｃｏｎｔが小さくなって、現像ローラ３３から感光ドラム１へトナーが移転する確率が低くなる。同様に、暗部電位ＶＤの孤立ドットでは、直径が小さいほど電界が弱められて、かぶり取りコントラストＶ_ｂａｃｋが小さくなって、現像ローラ３３から感光ドラム１へトナーが移転することを阻止できる確率が低くなる。 As shown in FIG. 3, even when the high-resolution image forming condition of 1200 dpi is used, if the area of the bright portion potential VL is uniform, the above-described non-charging condition is satisfied, and the toner in the image area on the developing roller 33 is 100%. % Photosensitive drum 1. However, in the isolated dots having the bright portion potential VL, the smaller the diameter, the weaker the electric field, the smaller the development contrast V _cont , and the lower the probability that toner is transferred from the developing roller 33 to the photosensitive drum 1. Similarly, in the isolated dot having the dark portion potential VD, the electric field is weakened as the diameter is reduced, and the fog removal contrast V _back is reduced, so that the probability that the transfer of the toner from the developing roller 33 to the photosensitive drum 1 can be prevented is low. Become.

図３の計算結果において用いたパラメータは、以下である。
トナー比電荷 ｑｍ＝３０ ［Ｃ／ｋｇ］
暗部電位 ＶＤ＝−６００ ［Ｖ］
明部電位 ＶＬ＝−２００ ［Ｖ］
現像ローラ電位 Ｖｄｃ＝−４６８ ［Ｖ］
感光層膜厚 ｄ_１＝２０ ［μｍ］
トナー層厚 ｄ_２＝８．６ ［μｍ］
感光層の誘電率 ε_１＝３ε_０
トナー誘電率 ε_２＝３ε_０ The parameters used in the calculation results of FIG. 3 are as follows.
Toner specific charge qm = 30 [C / kg]
Dark part potential VD = -600 [V]
Bright part potential VL = −200 [V]
Developing roller potential Vdc = −468 [V]
Photosensitive layer thickness d ₁ = 20 [μm]
Toner layer thickness d ₂ = 8.6 [μm]
Dielectric constant of photosensitive layer ε ₁ = 3ε ₀
Toner dielectric constant ε ₂ = 3ε ₀

次に、図４のモデルを元に、感光ドラム１の画像部でトナーが１００％現像され、非画像部ではトナーが現像されない条件を求める。図４のトナー層中における電界を表す式は次式となる。   Next, based on the model of FIG. 4, a condition is obtained in which the toner is 100% developed in the image portion of the photosensitive drum 1 and the toner is not developed in the non-image portion. The equation representing the electric field in the toner layer in FIG.

式（２）においてＥ＝０となるｘ＝ｘ_０が存在する。静電潜像の現像時において、ｘ_０よりも感光ドラム１側に位置するトナーは現像され、ｘ_０よりも現像ローラ３３側に位置するトナーは現像ローラ３３上に残って静電潜像の現像が完了する。 In Equation (2), there is x = x ₀ where E = 0. During development of an electrostatic latent image, the toner located on the photosensitive drum 1 side from x ₀ is developed, the toner than x ₀ located on the side the developing roller 33 of the electrostatic latent image remaining on the developing roller 33 Development is complete.

現像ローラ３３上のトナーが１００％現像されるためには、ｘ_０＞ｄ_２であればよく、また、現像スリーブ上のトナーが１００％現像されないためには、ｘ_０＜０であればよい。 In order for the toner on the developing roller 33 to be 100% developed, x ₀ > d ₂ may be satisfied, and in order for the toner on the developing sleeve not to be 100% developed, x ₀ <0 may be satisfied. .

したがって１００％現像するための現像コントラストＶ_ｃｏｎｔは、式（２）にｘ_０＞ｄ_２を代入して変形することにより、次式となる。 Accordingly, the development contrast V _cont for 100% development is obtained by substituting x ₀ > d ₂ into the formula (2) and deforming into the following formula.

また、現像ローラ３３上のトナーが１００％感光ドラム１に現像されないためのかぶり取りコントラストＶ_ｂａｃｋは、式（２）にｘ_０＜０を代入して変形することにより、次式となる。 Further, the fog removal contrast V _back for preventing the toner on the developing roller 33 from being developed on the 100% photosensitive drum 1 is obtained by substituting x ₀ <0 into the equation (2), and becomes the following equation.

ここで、ｑｍ［Ｃ／ｋｇ］はトナー比電荷であり、ｍ_０［ｋｇ／ｍ^２］は単位面積当たりのトナー載り量である。式（３）と式（４）とを計算して、図３の電位曲線に重ねたものが図５のグラフである。 Here, qm [C / kg] is the toner specific charge, and m ₀ [kg / m ² ] is the toner applied amount per unit area. FIG. 5 is a graph in which Equation (3) and Equation (4) are calculated and superimposed on the potential curve of FIG.

図５に示すように、６００ｄｐｉの解像度において、必要な現像コントラストＶ_ｃｏｎｔと必要なＶ_ｂａｃｋとを同時に確保できるように、現像ローラ３３の電位Ｖｄｃを、Ｖｄｃ＝−４６８Ｖに設定した場合を考える。ここで、黒ドット部に印加された現像コントラストの絶対値｜Ｖ_ｃｏｎｔ｜を｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿１}｜とし、白ドットに印加されたかぶり取りコントラストの絶対値｜Ｖ_ｂａｃｋ｜を｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿１}｜と定義する。そして、黒ドット部にトナーが１００％移転する最小の現像コントラストの絶対値を｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿ｍｉｎ}｜とし、白ドット部においてトナーの移転を１００％阻止できる最小のかぶり取りコントラストの絶対値を｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿ｍｉｎ}｜と定義する。 As shown in FIG. 5, a case is considered in which the potential Vdc of the developing roller 33 is set to Vdc = −468 V so that a necessary development contrast V _cont and a necessary V _back can be simultaneously secured at a resolution of 600 dpi. Here, the absolute value of the applied development contrast to the black dot portions _{| V cont} | a _{| V Cont_1} | and then, the absolute value of the applied fog removing contrast white dots _| defined as | _{V back} | a _{| V back_1.} Then, the absolute value of the minimum development contrast at which the toner is transferred 100% to the black dot portion is | V _cont — _min |, and the absolute value of the minimum fog removal contrast that can prevent the toner transfer 100% at the white dot portion is | V _back — _min Define as |.

６００ｄｐｉの解像度では、最小ドット径は直径４２μｍである。図５に示すように、６００ｄｐｉにおいては、Ｖｄｃ＝−４６８Ｖに設定したとき、｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿ｍｉｎ}｜、｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿ｍｉｎ}｜について、次の２つの式が同時に満たされている。
｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿１}｜ ＞ ｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿ｍｉｎ}｜ ・・・式（５）
｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿１}｜ ＞ ｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿ｍｉｎ}｜ ・・・式（６） At a resolution of 600 dpi, the minimum dot diameter is 42 μm in diameter. As shown in FIG. 5, at 600 dpi, when Vdc = −468V, the following two expressions are simultaneously satisfied for | V _{cont_min} | and | V _{back_min} |.
| V _cont — ₁ |> | V _cont — _min | (5)
| V _back — ₁ |> | V _back — _min | Expression (6)

したがって、６００ｄｐｉの解像度で画像形成を行う場合、最も現像が困難な直径４２μｍの黒ドット部でも、すべてのトナーが現像される。そして、最も不必要なトナーが付着し易い直径４２μｍの白ドット部でも、トナーが１００％現像されないという１００％現像条件が成立する。このため、６００ｄｐｉの解像度であれば、小さなドットも細いラインでも１００％現像条件が成立している。   Therefore, when an image is formed with a resolution of 600 dpi, all toner is developed even in a black dot portion having a diameter of 42 μm, which is the most difficult to develop. The 100% development condition that the toner is not developed 100% is satisfied even in the white dot portion having a diameter of 42 μm where the most unnecessary toner is likely to adhere. Therefore, if the resolution is 600 dpi, the 100% development condition is satisfied for both small dots and thin lines.

しかし、１２００ｄｐｉの解像度では、最小ドット径は直径２１μｍである。図５に示すように、直流電圧Ｖｄｃ＝−４６８Ｖに設定したとき、直径２１μｍの黒ドットでは、｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿ｍｉｎ}｜を確保できないので、必要な量のトナーを感光ドラムへ移動させることができない。直径２１μｍの白ドットでは、｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿ｍｉｎ}｜を確保できないので、トナーが感光ドラムへ相当量移転して白地を形成できない。直流電圧Ｖｄｃを−４６８Ｖから上下に変化させても、上記の式（５）、式（６）を同時に満たすことができない。 However, at a resolution of 1200 dpi, the minimum dot diameter is 21 μm in diameter. As shown in FIG. 5, when the DC voltage Vdc is set to ₋₄₆₈ V, | V _cont — _min | cannot be secured with a black dot having a diameter of 21 μm, and therefore a necessary amount of toner cannot be moved to the photosensitive drum. For white dots with a diameter of 21 μm, | V _back — _min | cannot be ensured, so that a considerable amount of toner is transferred to the photosensitive drum and a white background cannot be formed. Even if the DC voltage Vdc is changed from −468 V up and down, the above equations (5) and (6) cannot be satisfied at the same time.

仮に現像ローラ３３の電位Ｖｄｃを５２０Ｖに変更すれば、｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿１}｜＞｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿ｍｉｎ}｜という条件は満たされる。しかし、｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿１}｜＜｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿ｍｉｎ}｜となって、黒ドット部ではすべてのトナーが現像されるが、白ドット部でもトナーが現像されて（かぶって）しまう。 If the potential Vdc of the developing roller 33 is changed to 520 V, the condition of | V _cont — ₁ |> | V _cont — _min | is satisfied. However, | V _back — ₁ | <| V _back — _min |, all the toner is developed in the black dot portion, but the toner is also developed ( _covered ) in the white dot portion.

逆に、現像ローラ３３の電位Ｖｄｃを３９０Ｖに変更すれば、｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿１}｜＞｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿ｍｉｎ}｜の条件は満たされる。しかし、｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿１}｜＜｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿ｍｉｎ}｜となって、白ドット部ではトナーが現像されないが、黒ドット部ですべてのトナーを現像することができない。 Conversely, if the potential Vdc of the developing roller 33 is changed to 390 V, the condition of | V _back — ₁ |> | V _back — _min | is satisfied. However, | V _cont — ₁ | <| V _cont — _min |, the toner is not developed in the white dot portion, but all the toner cannot be developed in the black dot portion.

そこで、実施の形態１では、トナー帯電量（トナー比電荷ｑｍ）を低下させて、比較例１よりも｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿ｍｉｎ}｜、｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿ｍｉｎ}｜を小さくした。これにより、１２００ｄｐｉの解像度でも、上記式（５）、式（６）の関係が成立するようにした。 Therefore, in the first exemplary embodiment, the toner charge amount (toner specific charge qm) is decreased to make | V _{cont_min} | and | V _{back_min} | smaller than those in the first comparative example. As a result, the relationship of the above formulas (5) and (6) is established even at a resolution of 1200 dpi.

（実施の形態１における設定）
図６は実施の形態１における現像条件及びかぶり取り条件の説明図である。実施の形態１では、トナー帯電量（トナー比電荷ｑｍ）と感光層の膜厚ｄ_１とを変更して、１２００ｄｐｉの解像度の孤立した黒ドット部においてすべてのトナーが現像され、かつ、白ドット部ではトナーが１００％現像されない１００％現像条件を成立させた。
トナー比電荷 ｑｍ＝３５→２０ ［μＣ／ｇ］
暗部電位 ＶＤ＝−６００ ［Ｖ］
明部電位 ＶＬ＝−２００ ［Ｖ］
現像ローラ電位 Ｖｄｃ＝−４６８→−４４７［Ｖ］
感光層の膜厚 ｄ_１＝２０→１０ ［μｍ］
トナー層の厚さ ｄ_２＝８．６ ［μｍ］
感光層の誘電率 ε_１＝３ε_０
トナーの誘電率 ε_２＝３ε_０ (Setting in Embodiment 1)
FIG. 6 is an explanatory diagram of development conditions and fog removal conditions in the first embodiment. In the first embodiment, the toner charge amount by changing the film thickness d ₁ of the (toner specific charge qm) and the photosensitive layer, all the toner is developed in isolated black dots of resolution 1200 dpi, and white dots The 100% development condition in which the toner is not 100% developed was established in the part.
Toner specific charge qm = 35 → 20 [μC / g]
Dark part potential VD = -600 [V]
Bright part potential VL = −200 [V]
Developing roller potential Vdc = −468 → −447 [V]
Film thickness of photosensitive layer d ₁ = 20 → 10 [μm]
Toner layer thickness d ₂ = 8.6 [μm]
Dielectric constant of photosensitive layer ε ₁ = 3ε ₀
Dielectric constant of toner ε ₂ = 3ε ₀

図６に示すように、感光ドラム１の感光層の膜厚を２０μｍから１０μｍへ薄くすると、孤立した白ドット部及び黒ドット部の直径が小さくなっても、ドット部の中央の電位の減衰が小さくなる。このため、１２００ｄｐｉの解像度の最小ドット径２１μｍにおいても、｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿１}｜＋｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿１}｜の値が大きくなって、１００％現像条件が成立し易くなる。 As shown in FIG. 6, when the film thickness of the photosensitive layer of the photosensitive drum 1 is reduced from 20 μm to 10 μm, the potential at the center of the dot portion is attenuated even if the diameter of the isolated white dot portion and black dot portion is reduced. Get smaller. For this reason, even at a minimum dot diameter of 21 μm with a resolution of 1200 dpi, the value of | V _cont — 1 | + | V _back — 1 | becomes large and the 100% development condition is easily established.

また、上述した式（３）と式（４）から、トナー帯電量（トナー比電荷ｑｍ）が小さいほど、｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿ｍｉｎ}｜と｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿ｍｉｎ}｜は小さくなる。このため、実施の形態１では、現像装置３内部のトナーとキャリアの質量比を変更して、Ｑ／Ｍ＝−３５［μＣ／ｇ］だったものをＱ／Ｍ＝−２０［μＣ／ｇ］に調整した。この設定で上述した式（３）と式（４）を計算すると、｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿ｍｉｎ}｜＝１２１Ｖ、｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿ｍｉｎ}｜＝３１Ｖとなる。 Also, from the above-described equations (3) and (4), | V _{cont_min} | and | V _{back_min} | become smaller as the toner charge amount (toner specific charge qm) becomes smaller. Therefore, in the first embodiment, the toner / carrier mass ratio in the developing device 3 is changed so that Q / M = −35 [μC / g] is changed to Q / M = −20 [μC / g]. ] Adjusted. When the above formulas (3) and (4) are calculated with this setting, | V _{cont_min} | = 121V and | V _{back_min} | = 31V.

この結果を図６のドットの電位のグラフに重ね合わせると、１２００ｄｐｉの最小ドット径である２１μｍにおいて、｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿１}｜＋｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿１}｜の値が｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿ｍｉｎ}｜＋｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿ｍｉｎ}｜の値よりも大きくなる。そこで、現像ローラ電位Ｖｄｃを−４６８Ｖから−４４７へ調整して、上記式（５）、式（６）の関係を成立させた。 Overlaying this results in a graph of the dot of the potential of FIG. 6, in 21μm is the minimum dot diameter of _{1200dpi, | V cont_1 | + |} V back_1 | value _| V _{cont_min | + |} than value _{| V} back_min Also grows. Therefore, the developing roller potential Vdc was adjusted from −468 V to −447 to establish the relationship of the above formulas (5) and (6).

このとき、第２電位と第３電位の電位差をＶ_{ｃｏｎｔ＿１}とし、第１電位と第３電位の電位差をＶｂａｃｋ＿１とする。 At this time, the potential difference between the second potential and the third potential is V _{cont —} 1 and the potential difference between the first potential and the third potential is V _{back —} 1.

以上説明したように、実施の形態１では、感光層の膜厚をｄ_１［ｍ］とし、感光層の誘電率をε_１［Ｆｍ］とし、トナー層の厚さをｄ_２［ｍ］とし、トナーの誘電率をε_２［Ｆｍ］とし、トナーの比電荷をｑｍ［Ｃ／ｋｇ］とし、単位面積当たりのトナー質量をｍ_０［ｋｇ／ｍ^２］とする。 As described above, in Embodiment 1, the film thickness of the photosensitive layer is d ₁ [m], the dielectric constant of the photosensitive layer is ε ₁ [Fm], and the thickness of the toner layer is d ₂ [m]. The dielectric constant of the toner is ε ₂ [Fm], the specific charge of the toner is qm [C / kg], and the toner mass per unit area is m ₀ [kg / m ² ].

このとき、第１の関係は、｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿１}｜ ＞ ｜ｑｍ｜・ｍ_０（（ｄ_１／ε_１）＋（ｄ_２／２ε_２））である。第２の関係は、｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿１}｜ ＞ （｜ｑｍ｜・ｍ_０・ｄ_２）／２ε_２である。そして、画像形成装置１００においては、第１の関係が画像形成で使用される最小直径の黒ドットにおいて成立し、かつ、第２の関係が画像形成で使用される最小直径の白ドットにおいて成立している。 At this time, the first relationship is | V _cont — 1 |> | qm | · m ₀ ((d ₁ / ε ₁ ) + (d ₂ / 2ε ₂ )). The second relationship is | V _back — ₁ |> (| qm | · m ₀ · d ₂ ) / 2ε ₂ . In the image forming apparatus 100, the first relationship is established for the black dot having the minimum diameter used for image formation, and the second relationship is established for the white dot having the minimum diameter used for image formation. ing.

（実施の形態１の効果）
実施の形態１では、解像度が１２００ｄｐｉであっても、黒ドット部におけるＶ_{ｃｏｎｔ＿１}はＶ_{ｃｏｎｔ＿ｍｉｎ}より大きいため、現像されたトナー像はトナー密度が十分である。白ドット部におけるＶ_{ｂａｃｋ＿１}がＶ_{ｂａｃｋ＿ｍｉｎ}より大きいため、不必要なトナーが付着しない白地を形成できる。したがって、１２００ｄｐｉの解像度で形成されたドットやラインであっても大面積の黒領域及び白地領域と等しい画像濃度を再現できる。 (Effect of Embodiment 1)
In the first embodiment, even in the resolution is 1200 dpi, _{V Cont_1} in the black dot portions for greater than _{V Cont_min,} the developed toner image is a toner density is sufficient. Since V _{back — 1 at the} white dot portion is larger than V back — _min , a white background on which unnecessary toner does not adhere can be formed. Therefore, even with dots and lines formed with a resolution of 1200 dpi, it is possible to reproduce an image density equal to that of a large area black area and white area.

＜実施の形態２＞
図７は実施の形態２における現像条件及びかぶり取り条件の説明図である。実施の形態２では、図５の状態から、感光層の膜厚ｄ_１と暗部電位ＶＤと明部電位ＶＬとを変更して、１２００ｄｐｉの孤立した黒ドット部及び白ドット部において、実施の形態１と同様に１００％現像条件を成立させた。 <Embodiment 2>
FIG. 7 is an explanatory diagram of development conditions and fog removal conditions in the second embodiment. In the second embodiment, the thickness d _{1 of the} photosensitive layer, the dark portion potential VD, and the bright portion potential VL are changed from the state shown in FIG. 5, and the isolated black dot portion and white dot portion of 1200 dpi are used. Similar to 1, 100% development conditions were established.

実施の形態２における各種パラメータの変更内容は以下のとおりである。
トナー比電荷 ｑｍ＝３５ ［μＣ／ｇ］
暗部電位 ＶＤ＝−６００→−７００ ［Ｖ］
明部電位 ＶＬ＝−２００→−１００ ［Ｖ］
現像ローラ電位 Ｖｄｃ＝−４６８ ［Ｖ］
感光層の膜厚 ｄ_１＝２０→１０ ［μｍ］
トナー層の厚さ ｄ_２＝８．６ ［μｍ］
感光層の誘電率 ε_１＝３ε_０
トナーの誘電率 ε_２＝３ε_０ The changes of various parameters in the second embodiment are as follows.
Toner specific charge qm = 35 [μC / g]
Dark part potential VD = −600 → −700 [V]
Bright part potential VL = −200 → −100 [V]
Developing roller potential Vdc = −468 [V]
Film thickness of photosensitive layer d ₁ = 20 → 10 [μm]
Toner layer thickness d ₂ = 8.6 [μm]
Dielectric constant of photosensitive layer ε ₁ = 3ε ₀
Dielectric constant of toner ε ₂ = 3ε ₀

図１に示すように、帯電手段の一例である帯電器２は、感光ドラム１を帯電電位に帯電させる。露光手段の一例である露光装置７は、帯電電位に帯電された感光ドラム１を露光して露光電位に変化させる。電位調整手段の一例である制御部１１０は、帯電器２を制御して帯電電位の一例である暗部電位ＶＤを調整し、露光装置７を制御して露光電位の一例である明部電位ＶＬを調整する。   As shown in FIG. 1, a charger 2 as an example of a charging unit charges the photosensitive drum 1 to a charging potential. An exposure apparatus 7 as an example of an exposure unit exposes the photosensitive drum 1 charged to a charged potential to change the exposure potential. The control unit 110, which is an example of a potential adjusting unit, controls the charger 2 to adjust a dark part potential VD, which is an example of a charging potential, and controls the exposure device 7 to obtain a bright part potential VL, which is an example of an exposure potential. adjust.

図７に示すように、実施の形態２では、暗部電位ＶＤ＝−７００Ｖ、明部電位ＶＬ＝−１００Ｖに設定し、感光層の膜厚ｄ_１＝１０μｍに設定した。これにより、孤立した１ドット着色画像において画像濃度が１００％濃度画像面（ベタ画像）と同じ濃度になり、かつ、孤立した１ドット非着色画像においてトナーが現像されなくなった。比較例１よりも感光層の膜厚を薄く、暗部電位ｍｐ絶対値｜ＶＤ｜を大きく、明部電位の絶対値｜ＶＬ｜を小さくすることで、２１μｍの孤立ドットにおいても｜ＶＤ｜と｜ＶＬ｜とが大きくなって非充電条件を成立させることができた。 As shown in FIG. 7, in the second embodiment, the dark portion potential VD = −700 V, the bright portion potential VL = −100 V, and the photosensitive layer thickness d ₁ = 10 μm. As a result, the isolated 1-dot colored image has the same image density as the 100% density image surface (solid image), and the toner is not developed in the isolated 1-dot non-colored image. By making the photosensitive layer thinner than Comparative Example 1, increasing the dark portion potential mp absolute value | VD | and decreasing the bright portion potential absolute value | VL |, | VD | and | VL | became large and the non-charging condition could be established.

＜実施の形態３＞
図８は実施の形態３における現像装置の構成の説明図である。図９は実施の形態３の制御のフローチャートである。図８に示すように、実施の形態３における現像装置３は、トナー補給ユニット３７及び表面電位計３４が付加された以外は実施の形態１の現像装置と同一である。したがって、図８中、実施の形態１と共通する構成には図２と共通の符号を付して重複する説明を省略する。 <Embodiment 3>
FIG. 8 is an explanatory diagram of a configuration of the developing device according to the third embodiment. FIG. 9 is a flowchart of control according to the third embodiment. As shown in FIG. 8, the developing device 3 in the third embodiment is the same as the developing device in the first embodiment except that a toner replenishing unit 37 and a surface potential meter 34 are added. Therefore, in FIG. 8, the same reference numerals as those in FIG.

図８に示すように、表面電位計３４は、回収ローラ３２下流側かつ現像領域上流側で現像ローラ３３に対向配置される。電荷検知手段の一例である表面電位計３４は、現像ローラ３３に担持されたトナーの比電荷を検知可能である。   As shown in FIG. 8, the surface potential meter 34 is disposed to face the developing roller 33 on the downstream side of the collection roller 32 and on the upstream side of the developing region. A surface potential meter 34, which is an example of charge detection means, can detect the specific charge of the toner carried on the developing roller 33.

図８を参照して図９に示すように、表面電位計３４は、現像ローラ３３に担持されたトナーのトナー帯電量（トナー比電荷ｑｍ）に応じた情報を出力する（Ｓ１１）。トナー帯電量評価ユニット３５は、表面電位計３４の出力に基づいて現像ローラ３３に担持されたトナーのトナー比電荷ｑｍを算出する（Ｓ１２）。   As shown in FIG. 9 with reference to FIG. 8, the surface potential meter 34 outputs information corresponding to the toner charge amount (toner specific charge qm) of the toner carried on the developing roller 33 (S11). The toner charge amount evaluation unit 35 calculates the toner specific charge qm of the toner carried on the developing roller 33 based on the output of the surface potential meter 34 (S12).

非充電評価ユニット３６は、算出したトナー比電荷ｑｍが上述した式（４）、式（５）の非充電条件を満たしているかを判定する（Ｓ１３）。非充電評価ユニット３６は、非充電条件を満たしていない場合（Ｓ１３のｎｏ）、トナー補給ユニット３７によって現像容器３１にトナーを補給する（Ｓ１４）。   The non-charge evaluation unit 36 determines whether or not the calculated toner specific charge qm satisfies the non-charge conditions of the above formulas (4) and (5) (S13). If the non-charging condition is not satisfied (no in S13), the non-charging evaluation unit 36 replenishes the developing container 31 with toner by the toner replenishing unit 37 (S14).

トナー補給ユニット３７は、現像容器３１に補給されるトナー量を調整する。トナー補給ユニット３７が現像容器３１にトナーを補給すると、現像装置３内の現像剤のトナー重量比率（Ｔ／Ｄ比）が高まって、トナー比電荷ｑｍが減少する。制御部１１０は、以上のプロセスを、非充電条件を満たすまで（Ｓ１３のｙｅｓ）繰り返して、トナー比電荷ｑｍを変更可能である。   The toner supply unit 37 adjusts the amount of toner supplied to the developing container 31. When the toner supply unit 37 supplies toner to the developing container 31, the toner weight ratio (T / D ratio) of the developer in the developing device 3 increases and the toner specific charge qm decreases. The controller 110 can change the toner specific charge qm by repeating the above process until the non-charge condition is satisfied (Yes in S13).

トナー帯電量評価ユニット３５が表面電位計３４の出力情報に基づいてトナー比電荷ｑｍを算出する方法について説明する。現像ローラ３３上に一様にトナーが載っている場合、現像ローラ３３を導体とみなせば、表面電位Ｖは次式となる。   A method in which the toner charge amount evaluation unit 35 calculates the toner specific charge qm based on the output information of the surface potential meter 34 will be described. When the toner is uniformly placed on the developing roller 33, the surface potential V is expressed by the following equation if the developing roller 33 is regarded as a conductor.

ｍ_０：現像ローラ３３上の単位面積当たりトナー量
ε_２：トナー誘電率
ｄ_２：トナー層の層厚

m ₀ : toner amount per unit area on the developing roller 33 ε ₂ : toner dielectric constant d ₂ : layer thickness of the toner layer

現像装置３では、トナー比電荷ｑｍによらずに同一の単位面積当たりトナー量を現像ローラ３３上にコートできる方式であるため、ｍ_０とｄ_２は常に一定となる。したがって、表面電位計３４によって表面電位Ｖを測定すれば、上記式（６）よりトナー比電荷ｑｍを算出できる。 In the developing device 3, because it is a method that can be coated on the developing roller 33 by the same per unit area toner weight regardless of the toner specific charge qm, m ₀ and d ₂ is always constant. Therefore, if the surface potential V is measured by the surface potential meter 34, the toner specific charge qm can be calculated from the above equation (6).

実施の形態３では、上記の計算によりトナー比電荷ｑｍを見積もっているが、ＶとＱ／Ｍの対応関係を、あらかじめルックアップテーブルとして、トナー帯電量評価ユニット３５内部のメモリに保持してもよい。表面電位の測定結果をルックアップテーブルと参照してトナー比電荷ｑｍを求めても良い。ルックアップテーブルに入力するデ−タは、上式のような計算結果でも良いし、あるいはあらかじめ実験した結果でも良い。   In the third embodiment, the toner specific charge qm is estimated by the above calculation. However, even if the correspondence relationship between V and Q / M is stored in advance in the memory inside the toner charge amount evaluation unit 35 as a lookup table. Good. The toner specific charge qm may be obtained by referring to the measurement result of the surface potential as a lookup table. The data to be input to the lookup table may be a calculation result as shown in the above equation or may be a result of an experiment performed in advance.

以上説明したように、実施の形態３では、電荷調整手段の一例であるトナー補給ユニット３７は、現像ローラ３３に担持されたトナーの比電荷を調整可能である。電位調整手段の一例である帯電器２、露光装置７、電源８は、第１電位と第２電位と第３電位とを調整可能である。   As described above, in the third embodiment, the toner replenishment unit 37 that is an example of the charge adjusting unit can adjust the specific charge of the toner carried on the developing roller 33. The charger 2, the exposure device 7, and the power source 8 which are examples of the potential adjusting means can adjust the first potential, the second potential, and the third potential.

制御手段の一例である制御部１１０は、表面電位計３４の出力に基づいて、第１の関係が最小直径の黒ドットにおいて維持されるように、帯電器２、露光装置７、電源８、トナー補給ユニット３７のうち少なくとも１つを制御する。制御部１１０は、第２の関係が最小直径の白ドットにおいて維持されるように、帯電器２、露光装置７、電源８、トナー補給ユニット３７のうち少なくとも１つを制御する。   Based on the output of the surface potentiometer 34, the control unit 110, which is an example of a control unit, charges the charger 2, the exposure device 7, the power supply 8, and the toner so that the first relationship is maintained in the black dots having the minimum diameter. At least one of the supply units 37 is controlled. The control unit 110 controls at least one of the charger 2, the exposure device 7, the power supply 8, and the toner replenishment unit 37 so that the second relationship is maintained for the white dots having the minimum diameter.

＜実施の形態４＞
実施の形態４では、同一の画像形成装置において、６００ｄｐｉ（最小ドット径４２［μｍ］）の通常の解像度の画像形成条件と、１２００ｄｐｉ（最小ドット径２１［μｍ］）の高解像度の画像形成条件とを切り替えて実行可能である。 <Embodiment 4>
In the fourth embodiment, in the same image forming apparatus, a normal resolution image forming condition of 600 dpi (minimum dot diameter 42 [μm]) and a high resolution image forming condition of 1200 dpi (minimum dot diameter 21 [μm]) are used. Can be executed by switching between

図１に示すように、画像形成装置１００は、操作パネル１１１に設定画面を表示して６００ｄｐｉの画像形成モードと１２００ｄｐｉ（１／１２００インチ）の画像形成モードとを切り替え設定可能である。オペレータは、操作パネル１１１に解像度の設定画面を呼び出して６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉとを切り替え設定する。   As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 can display a setting screen on the operation panel 111 to switch between a 600 dpi image forming mode and a 1200 dpi (1/1200 inch) image forming mode. The operator calls a resolution setting screen on the operation panel 111 to switch between 600 dpi and 1200 dpi.

６００ｄｐｉの画像形成モードにおいて、露光装置７は、感光ドラム１の表面を直径５０μｍのビームスポットで走査して最小ドット径４２μｍの画像を形成する。１２００ｄｐｉの画像形成モードにおいては、露光装置７は、感光ドラム１の表面を直径３０μｍのビームスポットで走査して最小ドット径２１μｍの画像を形成する。   In the 600 dpi image forming mode, the exposure device 7 scans the surface of the photosensitive drum 1 with a beam spot having a diameter of 50 μm to form an image having a minimum dot diameter of 42 μm. In the 1200 dpi image forming mode, the exposure device 7 scans the surface of the photosensitive drum 1 with a beam spot having a diameter of 30 μm to form an image having a minimum dot diameter of 21 μm.

実施の形態４では、実行部の一例である制御部１１０は、画像の最小ドット径が４２μｍ以上の第一長さである第一モードと画像の最小ドット径が４２μｍ未満２１μｍ以上の第二長さである第二モードとを切り替えて実行可能である。制御部１１０は、第二モードの画像形成では、第一モードの画像形成よりも第一電位と第二電位の電位差の絶対値が大きくなるようにコロナ帯電器２と露光装置７との少なくとも一方を制御する。制御部１１０は、第二モードの画像形成では、第一モードの画像形成よりも現像ローラ３３に担持されるトナーのトナー帯電量が小さくなるようにトナー補給ユニット３７を制御する。   In the fourth embodiment, the control unit 110, which is an example of the execution unit, includes a first mode in which the minimum dot diameter of the image is 42 μm or more and a second length in which the minimum dot diameter of the image is less than 42 μm and 21 μm or more. The second mode can be switched and executed. In the second mode image formation, the controller 110 controls at least one of the corona charger 2 and the exposure device 7 so that the absolute value of the potential difference between the first potential and the second potential is larger than in the first mode image formation. To control. The controller 110 controls the toner supply unit 37 in the second mode image formation so that the toner charge amount of the toner carried on the developing roller 33 is smaller than in the first mode image formation.

＜比較例２＞
一般的な二成分現像法では、現像スリーブは感光ドラムの表面から２００〜３００μｍの間隔を隔てて配置され、現像スリーブの内側の感光ドラム対向位置には磁極が配置されている。二成分現像剤を攪拌して、非磁性トナーと磁性キャリアとを摩擦帯電させた後に二成分現像剤を現像スリーブに磁気的に担持させている。現像スリーブの内側の磁極によって、現像スリーブと感光ドラムの対向間隔に、トナーが静電気的に付着したキャリアの磁気ブラシが形成されて感光ドラムを摺擦する。この状態で現像スリーブに交流電圧と直流電圧とを印加することで、三次元的なトナーの移動を伴って静電潜像がトナー像に現像される。 <Comparative example 2>
In a general two-component development method, the developing sleeve is disposed at a distance of 200 to 300 μm from the surface of the photosensitive drum, and a magnetic pole is disposed at a position facing the photosensitive drum inside the developing sleeve. The two-component developer is stirred and the non-magnetic toner and the magnetic carrier are frictionally charged, and then the two-component developer is magnetically supported on the developing sleeve. A magnetic brush of a carrier to which toner is electrostatically attached is formed at the opposing interval between the developing sleeve and the photosensitive drum by the magnetic pole inside the developing sleeve, and rubs the photosensitive drum. By applying an AC voltage and a DC voltage to the developing sleeve in this state, the electrostatic latent image is developed into a toner image with three-dimensional toner movement.

二成分現像法では、現像は、静電潜像の現像コントラストがトナー電荷により充電される充電条件を満たした段階で終了する。二成分現像法の特徴は、比較的均一な画像が得られることが挙げられる。   In the two-component development method, development ends when the development contrast of the electrostatic latent image satisfies a charging condition for charging with toner charge. A characteristic of the two-component development method is that a relatively uniform image can be obtained.

＜比較例３＞
一般的な一成分現像法でも、現像スリーブは感光ドラムの表面から２００〜３００μｍの間隔を隔てて配置され、現像スリーブの内側の感光ドラム対向位置には磁極が配置されている。一成分現像法では、現像スリーブに搬送されたトナーは、現像スリーブに摺擦する摩擦帯電ブレードとの接触によって帯電される。現像スリーブ表面に薄層状にコートされたトナーは、現像スリーブの回転に伴って感光ドラムに対向する現像領域まで搬送される。 <Comparative Example 3>
Even in a general one-component development method, the developing sleeve is disposed at a distance of 200 to 300 μm from the surface of the photosensitive drum, and a magnetic pole is disposed at a position facing the photosensitive drum inside the developing sleeve. In the one-component developing method, the toner conveyed to the developing sleeve is charged by contact with a frictional charging blade that rubs against the developing sleeve. The toner coated on the surface of the developing sleeve in a thin layer is conveyed to a developing area facing the photosensitive drum as the developing sleeve rotates.

現像領域では、現像スリーブに交流電圧と直流電圧が印加され、現像スリーブと感光ドラムの対向間隔で交流電圧によってトナーを三次元的にジャンピング移動させて静電潜像を現像する。従来の一成分現像法では、現像は、静電潜像の現像コントラストがトナー電荷により所定割合だけ充電される充電条件を満たした段階で終了する。   In the developing area, an AC voltage and a DC voltage are applied to the developing sleeve, and the electrostatic latent image is developed by three-dimensionally jumping and moving the toner by the AC voltage at the opposed distance between the developing sleeve and the photosensitive drum. In the conventional one-component development method, the development ends when the development contrast of the electrostatic latent image satisfies a charging condition in which the toner charge is charged by a predetermined ratio.

＜実施の形態５＞
実施の形態５では、図２に示す現像装置３において、二成分現像剤に代えて磁性トナーの一成分現像剤を用いる。現像装置３は、現像ローラ３３に摺擦する摩擦帯電プレートを配置して現像ローラ３３上で磁性トナーを帯電可能とすることで、磁性キャリアを含まない一成分現像剤で使用することも可能である。現像ローラ３３に磁気的に担持させた磁性トナーを摩擦帯電ブレードに摺擦して帯電させる。その後、現像ローラ３３に非接触で鏡像電荷を生じない磁性トナーは、回収ローラ３２によって磁気的に剥ぎ取られて、現像ローラ３３には、実施の形態１と同様に、一層の磁性トナーが隙間なく担持されてトナー粒子の膜が形成される。 <Embodiment 5>
In the fifth embodiment, the developing device 3 shown in FIG. 2 uses a one-component developer of magnetic toner instead of the two-component developer. The developing device 3 can be used with a one-component developer that does not include a magnetic carrier by disposing a frictional charging plate that slides on the developing roller 33 so that the magnetic toner can be charged on the developing roller 33. is there. The magnetic toner magnetically carried on the developing roller 33 is rubbed with the friction charging blade and charged. Thereafter, the magnetic toner that does not contact the developing roller 33 and does not generate a mirror image charge is magnetically peeled off by the collecting roller 32, and a single layer of magnetic toner is left in the developing roller 33 as in the first embodiment. A film of toner particles is formed without being supported.

実施の形態４では、実施の形態１と同様に、現像領域のトナーには磁力が作用しない。現像ローラ３３に膜状に担持されたトナーと感光ドラムの静電潜像との間で直流電圧に駆動された一次元的なトナー粒子の移動が発生して静電潜像が現像される。   In the fourth embodiment, as in the first embodiment, no magnetic force acts on the toner in the development area. The electrostatic latent image is developed by the movement of one-dimensional toner particles driven by a DC voltage between the toner carried on the developing roller 33 in the form of a film and the electrostatic latent image on the photosensitive drum.

＜その他の実施の形態＞
本発明は、トナーを静電気的に担持させた現像ローラを像担持体に当接させて静電潜像を現像する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。 <Other embodiments>
In the present invention, as long as a developing roller that electrostatically carries toner is brought into contact with the image carrier to develop an electrostatic latent image, a part or all of the configuration of the embodiment is replaced with the alternative configuration. Other alternative embodiments can also be implemented.

したがって、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が無い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。像担持体と現像ローラとの間に交流電圧が印加される場合でも、交流電圧の振幅が十分に小さければ本発明を実施可能である。   Therefore, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. . Even when an AC voltage is applied between the image carrier and the developing roller, the present invention can be implemented if the amplitude of the AC voltage is sufficiently small.

画像形成装置は、１ドラム型／タンデム型の区別なく実施できる。感光体の数、帯電方式、静電潜像の形成方式、転写方式、定着方式等の区別無く実施できる。ここでは、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明しているが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。   The image forming apparatus can be implemented without distinction between a single drum type and a tandem type. It can be carried out without distinction between the number of photoconductors, charging method, electrostatic latent image forming method, transfer method, fixing method, and the like. Here, only the main part relating to toner image formation / transfer is described, but the present invention adds printers, various printing machines, copiers, fax machines, composites, in addition to necessary equipment, equipment, and housing structure. The image forming apparatus can be used for various purposes such as a printer.

１ 感光ドラム、２ コロナ帯電器、３ 現像装置
４ 転写帯電器、５ ドラムクリーニング装置
６ 除電ランプ、７ 露光装置、８ 電源、１０ 記録材カセット
１１ 分離ローラ、１２ レジストローラ、１３ 定着装置
１００ 画像形成装置、１１０ 制御部、３１ 現像容器
３２ 回収ローラ、３３ 現像ローラ、３４ 表面電位計
３５ トナー帯電量評価ユニット、３６ 非充電評価ユニット
３７ トナー補給ユニット、３８、３９ 攪拌羽根
４０ クリーニングブレード、４１、４２ マグネットローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum, 2 Corona charger, 3 Developing apparatus 4 Transfer charger, 5 Drum cleaning apparatus 6 Static elimination lamp, 7 Exposure apparatus, 8 Power supply, 10 Recording material cassette 11 Separation roller, 12 Registration roller, 13 Fixing apparatus 100 Image formation Device, 110 Control unit, 31 Developer container 32 Collection roller, 33 Developer roller, 34 Surface potential meter 35 Toner charge amount evaluation unit, 36 Non-charge evaluation unit 37 Toner replenishment unit, 38, 39 Agitation blade 40 Cleaning blade, 41, 42 Magnet roller

Claims (5)

感光層を有する感光体と、
前記感光体を第１電位に帯電した後に露光して露光部を第２電位まで除電させることにより前記感光体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記感光体に当接して回転する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体に前記第１電位と前記第２電位との中間の第３電位の電圧を印加して前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、を備え、
前記潜像形成手段により形成された画像の解像度は、１２００ｄｐｉ以上であり、
前記静電潜像における白地領域に囲まれた黒ドットの電位と前記第３電位の電位差をＶ_{ｃｏｎｔ＿１}とし、前記静電潜像における黒地領域に囲まれた白ドットの電位と前記第３電位の電位差をＶ_{ｂａｃｋ＿１}とし、前記感光層の膜厚をｄ_１［ｍ］とし、前記感光層の誘電率をε_１［Ｆｍ］とし、前記トナー像の厚さをｄ_２［ｍ］とし、トナーの誘電率をε_２［Ｆｍ］とし、トナーの比電荷をｑｍ［Ｃ／ｋｇ］とし、単位面積当たりのトナー質量をｍ_０［ｋｇ／ｍ^２］としたとき、
｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿１}｜ ＞ ｜ｑｍ｜・ｍ_０（（ｄ_１／ε_１）＋（ｄ_２／２ε_２））
である第１の関係が画像形成で使用される最小直径の前記黒ドットにおいて成立し、かつ、
｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿１}｜ ＞ （｜ｑｍ｜・ｍ_０・ｄ_２）／２ε_２
である第２の関係が画像形成で使用される最小直径の前記白ドットにおいて成立していることを特徴とする画像形成装置。 A photoreceptor having a photosensitive layer;
An electrostatic latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the photosensitive member by exposing the photosensitive member to a first potential after exposure to charge and discharging the exposed portion to a second potential;
A developer carrying member rotating in contact with the photosensitive member, and applying the third potential voltage between the first potential and the second potential to the developer carrying member to apply the electrostatic latent image; Developing means for developing the toner image into a toner image,
The resolution of the image formed by the latent image forming unit is 1200 dpi or more,
A potential difference between a black dot potential surrounded by a white background area in the electrostatic latent image and the third potential is V _{cont — 1,} and a white dot potential surrounded by the black background area in the electrostatic latent image is _equal to the third potential. The potential difference is V _{back — 1} , the thickness of the photosensitive layer is d ₁ [m], the dielectric constant of the photosensitive layer is ε ₁ [Fm], the thickness of the toner image is d ₂ [m], When the dielectric constant is ε ₂ [Fm], the specific charge of the toner is qm [C / kg], and the toner mass per unit area is m ₀ [kg / m ² ],
| V _cont — ₁ |> | qm | · m ₀ ((d ₁ / ε ₁ ) + (d ₂ / 2ε ₂ ))
The first relationship is established for the black dot of the smallest diameter used in image formation, and
| V _back — ₁ |> (| qm | · m ₀ · d ₂ ) / 2ε ₂
An image forming apparatus characterized in that the second relationship is established for the white dots having the smallest diameter used in image formation. 感光層を有する感光体と、
前記感光体を第１電位に帯電した後に露光して露光部を第２電位まで除電させることにより前記感光体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
単層のトナーを担持して前記感光体に当接して回転する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体に前記第１電位と前記第２電位との中間の第３電位の電圧を印加して前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、
前記現像剤担持体に担持されたトナーの比電荷を調整可能な電荷調整手段と、
前記第１電位と前記第２電位と前記第３電位とのうち少なくとも１つを調整可能な電位調整手段と、を備え、
前記潜像形成手段により形成された画像の解像度は、１２００ｄｐｉ以上であり、
前記静電潜像における白地領域に囲まれた黒ドットの電位と前記第３電位の電位差をＶ_{ｃｏｎｔ＿１}とし、前記静電潜像における黒地領域に囲まれた白ドットの電位と前記第３電位の電位差をＶ_{ｂａｃｋ＿１}とし、前記感光層の膜厚をｄ_１［ｍ］とし、前記感光層の誘電率をε_１［Ｆｍ］とし、前記トナー像の厚さをｄ_２［ｍ］とし、トナーの誘電率をε_２［Ｆｍ］とし、トナーの比電荷をｑｍ［Ｃ／ｋｇ］とし、単位面積当たりのトナー質量をｍ_０［ｋｇ／ｍ^２］としたとき、
｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿１}｜ ＞ ｜ｑｍ｜・ｍ_０（（ｄ_１／ε_１）＋（ｄ_２／２ε_２））
である第１の関係が画像形成で使用される最小直径の前記黒ドットにおいて維持され、かつ、
｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿１}｜ ＞ （｜ｑｍ｜・ｍ_０・ｄ_２）／２ε_２
である第２の関係が画像形成で使用される最小直径の前記白ドットにおいて維持されるように、前記電荷調整手段と前記電位調整手段とのうちの少なくとも１つを制御する制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 A photoreceptor having a photosensitive layer;
An electrostatic latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the photosensitive member by exposing the photosensitive member to a first potential after exposure to charge and discharging the exposed portion to a second potential;
A developer carrying member that carries a single layer of toner and rotates in contact with the photosensitive member, and has a third potential voltage between the first potential and the second potential applied to the developer carrying member. Developing means for applying and developing the electrostatic latent image into a toner image;
Charge adjusting means capable of adjusting the specific charge of the toner carried on the developer carrying member;
A potential adjusting means capable of adjusting at least one of the first potential, the second potential, and the third potential;
The resolution of the image formed by the latent image forming unit is 1200 dpi or more,
A potential difference between a black dot potential surrounded by a white background area in the electrostatic latent image and the third potential is V _{cont — 1,} and a white dot potential surrounded by the black background area in the electrostatic latent image is _equal to the third potential. The potential difference is V _{back — 1} , the thickness of the photosensitive layer is d ₁ [m], the dielectric constant of the photosensitive layer is ε ₁ [Fm], the thickness of the toner image is d ₂ [m], When the dielectric constant is ε ₂ [Fm], the specific charge of the toner is qm [C / kg], and the toner mass per unit area is m ₀ [kg / m ² ],
| V _cont — ₁ |> | qm | · m ₀ ((d ₁ / ε ₁ ) + (d ₂ / 2ε ₂ ))
Is maintained in the black dot of the smallest diameter used in imaging, and
| V _back — ₁ |> (| qm | · m ₀ · d ₂ ) / 2ε ₂
A control unit that controls at least one of the charge adjustment unit and the potential adjustment unit so that the second relationship is maintained in the white dot having the minimum diameter used in image formation. An image forming apparatus comprising the image forming apparatus. 前記現像剤担持体に担持されたトナーの比電荷を検知可能な電荷検知手段を備え、
前記制御部は、前記電荷検知手段の出力に基づいて、前記第１の関係が前記黒ドットにおいて維持され、かつ、前記第２の関係が前記白ドットにおいて維持されるように、前記電荷調整手段と前記電位調整手段とのうちの少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。 Charge detecting means capable of detecting the specific charge of the toner carried on the developer carrying member;
The controller adjusts the charge adjustment means based on the output of the charge detection means so that the first relationship is maintained in the black dots and the second relationship is maintained in the white dots. The image forming apparatus according to claim 2, wherein at least one of the control unit and the potential adjusting unit is controlled. トナーとキャリアを混合しつつ攪拌してトナーを帯電させる攪拌部と、
前記攪拌部で帯電させたトナーとキャリアを前記現像剤担持体に磁気的に担持させる担持手段と、
前記現像剤担持体からキャリアを磁気的に取り除いて前記攪拌部に戻す除去手段と、を備え、
前記電荷調整手段は、前記攪拌部に補給されるトナー量を調整する手段であることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。 An agitation unit for agitating the toner and the carrier while mixing the toner to charge the toner;
Carrying means for magnetically carrying the toner and carrier charged in the stirring unit on the developer carrying member;
Removing means for magnetically removing the carrier from the developer carrying member and returning it to the stirring unit,
The image forming apparatus according to claim 2, wherein the charge adjusting unit is a unit that adjusts an amount of toner supplied to the stirring unit. 感光層を有する感光体と、
前記感光体を第１電位に帯電した後に露光して露光部を第２電位まで除電させることにより前記感光体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
単層のトナーを担持して前記感光体に当接して回転する現像剤担持体を有し、前記現像剤担持体に前記第１電位と前記第２電位との中間の第３電位の電圧を印加して前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、
前記現像剤担持体に担持されたトナーの比電荷を検知可能な電荷検知手段と、
前記現像剤担持体に担持されたトナーの比電荷を調整可能な電荷調整手段と、
前記第１電位と前記第２電位と前記第３電位とのうち少なくとも１つを調整可能な電位調整手段と、を備え、
前記潜像形成手段により形成された画像の解像度は、１２００ｄｐｉ以上であり、
前記静電潜像における白地領域に囲まれた黒ドットの電位と前記第３電位の電位差をＶ_{ｃｏｎｔ＿１}とし、前記静電潜像における黒地領域に囲まれた白ドットの電位と前記第３電位の電位差をＶ_{ｂａｃｋ＿１}とし、前記感光層の膜厚をｄ_１［ｍ］とし、前記感光層の誘電率をε_１［Ｆｍ］とし、前記トナー像の厚さをｄ_２［ｍ］とし、トナーの誘電率をε_２［Ｆｍ］とし、トナーの比電荷をｑｍ［Ｃ／ｋｇ］とし、単位面積当たりのトナー質量をｍ_０［ｋｇ／ｍ^２］としたとき、
｜Ｖ_{ｃｏｎｔ＿１}｜ ＞ ｜ｑｍ｜・ｍ_０（（ｄ_１／ε_１）＋（ｄ_２／２ε_２））
である第１の関係が画像形成で使用される最小直径の前記黒ドットにおいて維持され、かつ、
｜Ｖ_{ｂａｃｋ＿１}｜ ＞ （｜ｑｍ｜・ｍ_０・ｄ_２）／２ε_２
である第２の関係が画像形成で使用される最小直径の前記白ドットにおいて維持されるように前記電位調整手段を制御する制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 A photoreceptor having a photosensitive layer;
An electrostatic latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the photosensitive member by exposing the photosensitive member to a first potential after exposure to charge and discharging the exposed portion to a second potential;
A developer carrying member that carries a single layer of toner and rotates in contact with the photosensitive member, and has a third potential voltage between the first potential and the second potential applied to the developer carrying member. Developing means for applying and developing the electrostatic latent image into a toner image;
Charge detection means capable of detecting the specific charge of the toner carried on the developer carrying member;
Charge adjusting means capable of adjusting the specific charge of the toner carried on the developer carrying member;
A potential adjusting means capable of adjusting at least one of the first potential, the second potential, and the third potential;
The resolution of the image formed by the latent image forming unit is 1200 dpi or more,
A potential difference between a black dot potential surrounded by a white background area in the electrostatic latent image and the third potential is V _{cont — 1,} and a white dot potential surrounded by the black background area in the electrostatic latent image is _equal to the third potential. The potential difference is V _{back — 1} , the thickness of the photosensitive layer is d ₁ [m], the dielectric constant of the photosensitive layer is ε ₁ [Fm], the thickness of the toner image is d ₂ [m], When the dielectric constant is ε ₂ [Fm], the specific charge of the toner is qm [C / kg], and the toner mass per unit area is m ₀ [kg / m ² ],
| V _cont — ₁ |> | qm | · m ₀ ((d ₁ / ε ₁ ) + (d ₂ / 2ε ₂ ))
Is maintained in the black dot of the smallest diameter used in imaging, and
| V _back — ₁ |> (| qm | · m ₀ · d ₂ ) / 2ε ₂
An image forming apparatus comprising: a control unit that controls the potential adjusting unit so that the second relationship is maintained in the white dots having the minimum diameter used in image formation.

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