JPH09230646A

JPH09230646A - 画像形成装置および画像形成方法

Info

Publication number: JPH09230646A
Application number: JP32985696A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Oda; 康弘織田; Kazuhiko Arai; 和彦新井; Yuichi Fukuda; 雄一福田; Sanehiro Katsuta; 修弘勝田; Masanori Kobayashi; 政憲小林
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、粉体ないし粉体トナーによる可視画
像を形成しその可視画像を記録媒体上に転写するととも
に、その転写の際に、その可視画像を記録媒体上に定着
する転写定着同時方式を採用した画像形成装置および画
像形成方法に関し、低濃度部（ハイライト領域）から高
濃度（シャドー領域）までを通じて全体的に高品質な画
像を形成する。【解決手段】支持体上に、粉体トナーが島状に集合した
形（ｎ／ｍ＝（密着したトナーの個数）／（トナーの全
個数）が０．８以上）の、粉体トナーによる可視画像を
形成し、その可視画像を記録媒体上に転写定着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー像を形成し
そのトナー像を記録媒体上に転写するとともに、その転
写の際にそのトナー像を記録媒体上に定着する転写定着
同時方式を採用した画像形成装置および画像形成方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、文字や絵などを表わす画像情報を
担持した光ビームを感光体上に照射することにより感光
体上に静電潜像を形成するいわゆるディジタル電子写真
方式が、プリンタや複写機等に広く採用されている。こ
のようなディジタル電子写真方式において、二値画像を
形成するときのみならず、中間調を持った画像を形成す
る場合も、光ビームを高速でオン、オフし、いわゆる綱
点構造や万線構造の静電潜像を形成することにより中間
調を表現する方式が従来から知られており、この方式
は、アルゴリズムも比較的簡易であり、また低コストで
実現できるため、ディジタル電子写真方式のプリンタや
複写機に広く採用されてきている。

【０００３】上述の画像形成方式、すなわち、感光体上
に静電潜像を形成しそれを乾式トナーで現像してトナー
像を形成し、そのトナー像を静電的に記録媒体に転写し
て定着する方式の画像形成方式の問題点は、中間調画像
に濃度むらを生じたり、あるいは転写部においてトナー
飛散を生じ、解像力やドット再現性に劣るという点であ
る。

【０００４】この原因は主に、トナー画像を記録媒体に
静電的に転写するプロセスに起因するところが大きい。
すなわち、記録媒体として通常用いられる記録用紙の表
面の凹凸のために、その記録用紙と感光体が完全には密
着せず不均一なギャップが生じ、転写電界が乱れたり、
トナー同士がクーロン反発力を招き、このために、中間
調画像の品質が劣化するのである。

【０００５】この問題を解決する方法として、特公昭４
６−４１６７９号公報には、感光体に形成したトナー像
を中間転写体に粘着転写し、次いで、そのトナー像を中
間転写体から記録媒体に溶融熱転写する方法が開示され
ている。この方法は、記録媒体へのトナー像の転写を非
静電的に行うので、上記のような画像品質の劣化が生じ
にくくなっている。

【０００６】また、例えば、特開昭５１−９４９３９号
公報には、色の異なるトナー像を、静電的に、中間転写
体に重ね転写し、中間転写体上に重ね転写された多色の
トナー像を溶融し、その溶融したトナー像を記録媒体に
転写してカラー画像を得るようにした技術が開示されて
いる。この場合も、記憶媒体へのトナー像の転写は非静
電的に行われるので、前述したような、画像品質の劣化
が生じにくい。ここでは、これらの、転写と定着とを同
時に行う方式を、転写定着同時方式と呼ぶことにする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、画像をデ
ィジタル信号として扱い、網点構造や万線構造を用いた
面積変調法によって中間調画像を形成する画像形成装置
に、転写定着同時方式を適用し、中間調画像形成に関す
る検討を重ねた結果、転写定着同時方式を適用すること
によって、中高濃度部においては、上述したようなトナ
ー画像の乱れやトナー同士のクーロン反発力に起因する
と見られる中間調画像の品質の劣化は抑制できるもの
の、低濃度部（ハイライト領域）においては、転写定着
率が低いこと、すなわちトナーが記録媒体は十分には移
行しにくく、通常行われている静電転写方式と比較して
画像の劣化が改善されていないこと、もしくは、さらに
悪化していることが判明した。

【０００８】ハイライト領域の転写定着率および画質を
改善すべく、転写定着時に与えるエネルギーを増加させ
ると、ハイライト領域における転写定着率は良好となる
ことが判明したが、これと引き換えに、画像全体に‘カ
ブリ’と称される下地よごれが発生した。また、トナー
の量の多い高濃度部においては、トナーの過剰定着によ
り、定着むらや光沢むらが発生した。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑み、トナー像を記
録媒体に転写するとともに、その転写の際に、その記録
媒体上にそのトナー像を定着する転写定着同時方式を採
用し、低濃度部（ハイライト領域）から高濃度部までを
通して全体的に高品質が維持された画像を形成すること
のできる画像形成装置および画像形成方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、記録媒体上に、二次元的に配列さ
れた複数の画素それぞれの面積に対する各画素内の色素
の付着面積の比率に応じて濃度が調整された中間調画像
を形成する画像形成装置において、支持体上に、色素を
含有する粉体が島状に集合した形の、粉体による可視画
像を形成する粉体像形成手段と、支持体上に形成された
可視画像を記録媒体上に転写するとともに、その転写の
際に、その記録媒体上に可視画像を定着する転写定着手
段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】本発明の画像形成方法は、静電潜像を経由
して粉体トナーによる可視画像を形成するものである。
すなわち、本発明の画像形成方法は、所定の副走査方向
に移動する、静電潜像が形成される感光体を帯電する帯
電工程と、帯電された感光体上に、副走査方向と交わる
所定の主走査方向に並ぶ複数の画素について同時にもし
くは順次に、画像情報に応じて変調された光ビームを照
射することにより、感光体上に静電潜像を形成する露光
工程と、感光体上に形成された静電潜像を粉体トナーを
用いて現像することにより感光体上に可視画像を形成す
る現像工程と、感光体上に形成された可視画像を記録媒
体上に転写するとともに、その転写の際に、その記録媒
体上に可視画像を定着する転写定着工程を備え、上記露
光工程および上記現像工程が、感光体上に、粉体トナー
が島状に集合した形の可視画像を形成するように調整さ
れた工程であることを特徴とする。

【００１２】また、本発明の画像形成方法は、静電潜像
を経由して粉体トナーによる可視画像を形成するもので
あって、かつ、静電潜像が形成される感光体と可視画像
が転写定着される記録媒体との間に、中間転写ドラム、
中間転写ベルト等の中間転写体を備えたものであっても
よい。すなわち、そのように構成された本発明の画像形
成方法は、所定の副走査方向に移動する、静電潜像が形
成される感光体を帯電する帯電工程と、帯電された感光
体上に、副走査方向と交わる所定の主走査方向に並ぶ複
数の画素について同時にもしくは順次に、画像情報に応
じて変調された光ビームを照射することにより、感光体
上に静電潜像を形成する露光工程と、感光体上に形成さ
れた静電潜像を粉体トナーを用いて現像することにより
感光体上に可視画像を形成する現像工程と、感光体の移
動に伴って所定の一次転写位置で感光体上に形成された
可視画像の転写を受けてその可視画像を所定の二次転写
位置に運ぶ中間転写体に、感光体上に形成された可視画
像を、一次転写位置において転写する一次転写工程と、
中間転写体に転写された可視画像を二次転写位置におい
て記録媒体上に転写するとともに、その転写の際に、そ
の記録媒体上に可視画像を定着する転写定着工程とを備
え、上記露光工程および上記現像工程が、感光体上に、
粉体トナーが島状に集合した形の可視画像を形成するよ
うに調整された工程であることを特徴とする。

【００１３】ここで、上記一次転写工程が、上記中間転
写媒体として、少なくともベース層と表面層とから構成
され、ベース層の体積抵抗率が１０⁷ Ω・ｃｍ以上１０
¹⁵Ω・ｃｍ以下の範囲内にあるとともに、表面層の表面
抵抗率が１０⁸ Ω／□以上１０¹⁶Ω／□以下の範囲内に
ある中間転写媒体を用いた工程であることが好ましい。

【００１４】上記本発明にいう、「粉体（ないし粉体ト
ナー）が島状に集合した形の可視画像」における「島状
に集合した形」は、以下の定義による。すなわち、支持
体ないし感光体上において、例えば網点構造ないし万線
構造等、粉体ないし粉体トナーを付着させる部分と付着
させない部分が所定のピッチの基本単位で繰り返すよう
に、基本単位の全体の面積に対し１０％の面積割合で粉
体ないし粉体トナーを付着させたときに、支持体ないし
感光体の基本単位に付着した粉体ないし粉体トナーの個
数をｍ、その支持体ないし感光体上の基本単位の粉体な
いし粉体トナーを付着させるべき部分（例えば感光体上
の光ビームが照射された部分）に密着している粉体ない
し粉体トナーの個数をｎとしたとき、０．８≦ｎ／ｍ≦１．０を満足する場合に、粉体ないし粉体トナーが「島状に集
合した形」の可視画像が形成されるものと定義する。た
だし、０．９≦ｎ／ｍ≦１．０を満足することが好まし
い。

【００１５】図１は、「粉体トナーが島状に集合した形
の可視画像」の説明図である。図１（ａ）に示すよう
な、画像の基本単位の全面積の１０％の面積の部分にト
ナーを付着させることを意図した入力画像信号１０％の
画素に対して、図１（ｂ）、（ｃ）に示すような、トナ
ー同士がほぼ密着（ｎ／ｍが０．８以上）して画素を形
成している場合、これをトナーが島状に集合していると
判定する。また、図１（ａ）に示すような、入力画像信
号１０％の画素に対して、図１（ｄ）に示すように、ト
ナー同士が密着せず（ｎ／ｍ＜０．８）、すき間をあけ
てまばらに画素を形成している場合、これをトナーが集
合していないと判定する。

【００１６】また、図１（ｅ）に示すような、トナーを
付着させる部分が２箇所に分かれた入力画像信号１０％
の画素に対して、図１（ｆ）に示すような、トナー同士
がほぼ密着（ｎ／ｍ≦０．８）して画素を形成している
場合もトナーが島状に集合していると判定する。図１
（ｅ）に示すような、入力画像信号１０％の画素に対し
て、図１（ｇ）に示すように、トナー同士が密着せず
（ｎ／ｍ＜０．８）、すき間を開けてまばらに画素を形
成している場合、これをトナーが集合していないと判定
する。

【００１７】以下、上記の定義における、トナーが島状
に集合した形にあることを、単に、‘トナーが集合して
いる’と称することがある。上記の、トナーが島状に集
合した形の可視画像を形成する画像形成装置は、例え
ば、以下のように構成される。すなわち、そのように構
成された本発明の画像形成装置は、所定の副走査方向に
移動する、静電潜像が形成される感光体と、感光体を帯
電する帯電手段と、帯電された感光体上を、副走査方向
と交わる所定の主走査方向に並ぶ複数の画素について同
時にもしくは順次に、画像情報に応じて変調された光ビ
ームを照射することにより、感光体上に静電潜像を形成
する露光手段と、感光体上に形成された静電潜像を粉体
トナーを用いて現像することにより感光体上に可視画像
を形成する現像手段とを備えた画像形成装置において、
感光体上に形成された可視画像を記録媒体上に転写する
とともに、その転写の際に、その記録媒体上に可視画像
を定着する転写定着手段を備え、上記露光手段が、光ビ
ームの、主走査方向のビーム径をＤ_bh、主走査方向の画
素ピッチをＤ_shとしたとき、Ｄ_bh／Ｄ_sh≦０．４の関係を満足するように、光ビームを感光体上に照射す
るものであることを特徴とする。

【００１８】ここで、主走査方向の画素ピッチとは、中
間調の静電潜像を形成したときの、主走査方向の電位の
一画素間の繰り返しのピッチをいう。また、ビーム径
は、ここでは、その光ビームのエネルギー強度の最大値
の１／ｅ² ＝１３．５％の点における直径をさす。ま
た、上記の、トナーが島状に集合した形の可視画像を形
成する画像形成装置は、例えば以下のように構成しても
よい。

【００１９】すなわち、そのように構成された画像形成
装置は、所定の副走査方向に移動する、静電潜像が形成
される感光体と、感光体を帯電する帯電手段と、帯電さ
れた感光体上に、副走査方向と交わる所定の主走査方向
に並ぶ複数の画素について同時にもしくは順次に、画像
情報に応じて変調された光ビームを照射することによ
り、感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、感光体
上に形成された静電潜像を粉体トナーを用いて現像する
ことにより、感光体上に可視画像を形成する現像手段と
を備えた画像形成装置において、上記感光体が、帯電さ
れた感光体を照射する光ビームのエネルギーの増加に対
する感光体の表面の電位の絶対値の低下が所定の光エネ
ルギーで変曲点を持つカーブを描く特性を有する感光体
であり、かつ上記露光手段が、光ビームの、主走査方向
のビーム径をＤ_bh、主走査方向の画素ピッチをＤ_shとし
たとき、Ｄ_bh／Ｄ_sh≦０．６の関係を満足するように、光ビームを上記感光体上に照
射するものであって、この画像形成装置が、上記感光体
上に形成された可視画像を記録媒体上に転写するととも
に、その転写の際に、その記録媒体上に可視画像を定着
する転写定着手段を備えたことを特徴とする。

【００２０】また、上記の、トナーが島状に集合した形
の可視画像を形成する画像形成装置は、以下のように構
成されたものであってもよい。すなわち、そのように構
成された本発明の画像形成装置は、所定の副走査方向に
移動する、静電潜像が形成される感光体と、感光体を帯
電する帯電手段と、帯電された感光体上に、副走査方向
と交わる所定の主走査方向に並ぶ複数の画素について同
時にもしくは順次に、画像情報に応じて変調された光ビ
ームを照射することにより、感光体上に静電潜像を形成
する露光手段と、感光体上に形成された静電潜像を粉体
トナーを用いて現像することにより感光体上に可視画像
を形成する現像手段とを備えた画像形成装置において、
上記露光手段が、光ビームの、主走査方向のビーム径を
Ｄ_bh、主走査方向の画素ピッチをＤ_shとしたとき、Ｄ_bh／Ｄ_sh≦０．４の関係を満足するように、光ビームを感光体上に照射す
るものであって、この画像形成装置が、感光体の移動に
伴って移動し所定一次転写位置で感光体上に形成された
可視画像の転写を受けてその可視画像を所定の二次転写
位置に運ぶ中間転写体と、感光体上に形成された可視画
像を一次転写位置において中間転写媒体に転写する一次
転写手段と、中間転写媒体に転写された可視画像を二次
転写位置において記録媒体上に転写するとともに、その
転写の際に、その記録媒体上に可視画像を定着する転写
定着手段とを備えたことを特徴とする。

【００２１】また、上記の、トナーが島状に集合した形
の可視画像を形成する画像形成装置は、以下のように構
成されたものであってもよい。すなわち、そのように構
成された本発明の画像形成装置は、所定の副走査方向に
移動する、静電潜像が形成される感光体と、感光体を帯
電する帯電手段と、帯電された感光体上に、副走査方向
と交わる所定の主走査方向に並ぶ複数の画素について同
時にもしくは順次に、画像情報に応じて変調された光ビ
ームを照射することにより、感光体上に静電潜像を形成
する露光手段と、感光体上に形成された静電潜像を粉体
トナーを用いて現像することにより感光体上に可視画像
を形成する現像手段とを備えた画像形成装置において、
上記感光体が、帯電された感光体を照射する光ビームの
エネルギーの増加に対する感光体の表面の電位の絶対値
の低下が所定の光エネルギーで変曲点を持つカーブを描
く特性を有する感光体であり、かつ上記露光手段が、光
ビームの、主走査方向のビーム径をＤ_bh、主走査方向の
画素ピッチをＤ_shとしたとき、Ｄ_bh／Ｄ_sh≦０．６の関係を満足するように、光ビームを感光体上に照射す
るものであって、この画像形成装置が、感光体の移動に
伴って移動し所定の一次転写位置で感光体上に形成され
た可視画像の転写を受けてその可視画像を所定の二次転
写位置に運ぶ中間転写体と、感光体上に形成された可視
画像を一次転写位置において中間転写媒体に転写する一
次転写手段と、中間転写媒体に転写された可視画像を二
次転写位置において記録媒体上に転写するとともに、そ
の転写の際に、その記録媒体上に可視画像を定着する転
写定着手段とを備えたことを特徴とする。

【００２２】ここで、導電性基体上に電荷発生層と電荷
輸送層とが形成された感光体であって、電荷輸送層が電
気的不活性マトリックス中に電荷輸送性ドメインが分散
されてなる不均一電荷輸送層と、電荷輸送性マトリック
スからなる均一電荷輸送層とを有する感光体の場合、上
述の帯電された感光体を走査する光ビームのエネルギー
の増加に対する感光体の表面の電位の絶対値の低下が所
定の光エネルギーで変曲点を持つカーブを描く特性を有
する。

【００２３】尚、本発明の画像形成装置における露光手
段は、感光体上を、一本の光ビームにより主走査方向に
走査するものであってもよく、あるいは、例えば主走査
方向に配列された複数のＬＥＤからなるＬＥＤアレイを
備え、主走査方向について同時に複数本の光ビームを照
射するものであってもよい。転写定着同時方式の中間調
画像形成の問題の原因を追求すると、トナー像は、中高
濃度部においては比較的意図する画像構造を保ち、トナ
ーが集合して画素をつくっていたが、ハイライト領域に
おいては、意図する画像構造からかなり崩れた、散らば
ったトナー像となっており、トナーにより一つずつの画
素が形成されているとは言い難い状況であった。

【００２４】本発明者は、中間調画像を構成する網点や
万線のスクリーン線数を大幅に低減して、つまり、一つ
の画素単位を大きくして、転写定着同時方式を用いて網
点や万線のスクリーンで構成される中間調画像を作成し
た。その結果、ハイライト領域においても転写定着率が
良好であって、高品質なハイライト画像と高濃度画像を
両立して形成できることがわかった。また、このスクリ
ーン線数のときは高濃度部から、ハイライト領域まで意
図する画像構造を保ち、トナーが集合して画素をつくっ
ていることがわかった。

【００２５】つまり、転写定着同時方式を採用して、高
品質なハイライト画像を得るためには、ハイライト領域
においてもトナーが集合して画素をつくっていることが
重要である。トナーが集合していると、転写定着時にト
ナー同士が融着しやすく、これが転写定着率向上に重要
な作用をしているものと考えられる。本発明は、このよ
うな知見に基づいて完成されたものであり、本発明の画
像形成装置および画像形成方法は、支持体ないし感光体
上に粉体ないし粉体トナーが集合して画素を形成するも
の、すなわち意図する画像構造を保つものであるため、
転写定着率が向上し、転写定着同時方式を採用して、ハ
イライト領域から高濃度部まで、カブリや定着むらなど
を生じることなく、高画質の中間調画像を形成すること
ができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図２は、本発明の第１の実施形態を内蔵した
カラー複写機の概略構成図である。原稿読取り部１０の
上部に下向きに原稿がセットされ、その原稿に記録され
た画像が原稿読取り部１０により光電的に読み取られて
画像信号が生成される。

【００２７】光ビーム走査部２０は、光ビームパルス幅
変調回路３０で画像信号に基づいてオン、オフ変調され
た光ビームを生成し、原稿の画像情報を担持した光ビー
ム２５を、矢印方向に回転する感光体ドラム１上に、そ
の感光体ドラム１の回転方向（副走査方向）に垂直な主
走査方向、すなわちこの図２の紙面に垂直な方向に繰返
し走査する。

【００２８】感光体ドラム１は、静電潜像形成用帯電器
２により一様に帯電された後、光ビーム走査部２０から
の光ビーム２５により主走査方向に繰返し走査される。
その光ビーム２５は、光ビームパルス幅変調回路３０で
画像信号に応じてオン、オフ変調されたものであり、こ
の光ビーム２５により感光体１が露光され感光体１上に
静電潜像が形成される。感光体１上に形成された静電潜
像は、回転現像器３に対向した現像位置に移動する。回
転現像器３は、イエロー、シアン、マゼンタ、黒色のト
ナーをそれぞれ有する４台の現像器により構成されてい
る。各現像器は、２成分磁気ブラシ現像を用いた反転現
像方式を採っている。トナーの平均粒径は７μｍであ
る。この回転現像器３は各色に対応した静電潜像を現像
する度に回転し、その静電潜像色に対応した色のトナー
でその静電潜像が現像される。このとき、現像に用いら
れている現像ロール５１にはバイアス電圧が印加され、
静電潜像の背景部へのトナー付着が抑制される。

【００２９】感光体ドラム１の下方には、感光体ドラム
１上に形成された各色のトナー像が順次転写されるベル
ト状の中間転写体４が、転写帯電器５との間に挿通され
た状態で配設されている。この中間転写体４は、その中
間転写体４に一定の張力を付加するためのテンションロ
ール４ａ、中間転写体４を駆動するための駆動ロール４
ｂ、中間転写体４を挟んで対向配置された加熱ロール４
ｃおよび対向ロール９、および剥離ロール４ｄによっ
て、矢印方向に循環移動可能となっている。加熱ロール
４ｃと対向ロール９は、回転駆動可能に上下に対向配置
されており、これらの加熱ロール４ｃと対向ロール９
は、中間転写体４上に転写されたトナー像を中間転写体
４と対向ロール９の間に供給される記録用紙（図示せ
ず）上に転写定着するために、トナー像を保持した中間
転写体と記録用紙とを間に挟んで加熱するとともに加圧
する。

【００３０】感光体ドラム１上に形成された静電潜像を
現像することにより得られたトナー像は、感光体ドラム
１の回転により、中間転写体４に対向した一次転写位置
に到達し、転写帯電器５の作用により、中間転写体４上
に静電転写される。転写後の感光体ドラム１は、クリー
ナ６により残存するトナーの除去が行われ、前露光器７
により光が照射されて除電され、再び、静電潜像形成用
帯電器２により、次の静電潜像形成のための帯電が行わ
れる。

【００３１】一方、中間転写体４は、感光体ドラム１に
イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色のトナー像が順
次形成される間、それまでに転写されたトナー像を保持
したまま循環移動を続け、各色のトナー像が一次転写位
置に到達するのと同期して中間転写体４に既に転写され
たトナー像がその一次転写位置に搬送され、その中間転
写体４上に、各色のトナー像が順次重なるように転写さ
れる。

【００３２】中間転写体４上にトナー像が転写され中間
転写体４がその転写されたトナー像を保持したまま循環
移動を続けている間は、対向ロール９は、中間転写体４
上に保持されたトナー像を破壊しないよう、中間転写体
４から離間した状態に保持されており、以下に説明する
転写定着の際に中間転写体４に接触した状態に移動され
る。尚、中間転写体４の周長は、以下に説明する記録用
紙の長さよりも長く設定され、その中間転写体４上には
トナー像が転写されない部分が設けられており、中間転
写体４上に転写された未定着トナー像の破壊を防止する
ため、対向ロール９を中間転写体４上のトナー像が存在
しない領域に接触させるように対向ロール９の移動のタ
イミングが調整されている。

【００３３】中間転写体４上にイエロー、シアン、マゼ
ンタ、黒の４色のトナー像の転写が終了してそれら４色
のトナー像が加熱ロール４ｃと対向ロール９が対向した
二次転写位置に搬送されるのと同期して、その二次転写
位置に、用紙トレイ１１から所定の用紙搬送経路１２を
経由して記録用紙（図示せず）が搬送され、その二次転
写位置でトナー像と用紙とが重ねられて加熱加圧処理さ
れ、これにより、その記録用紙上にトナー像が転写され
るとともに定着される。トナー像の転写・定着によりカ
ラー画像が形成された用紙は、冷却後、剥離ロール４ｄ
の曲率により中間転写体４から剥離され、所定の用紙搬
送経路１３を経由して装置外部に搬送される。

【００３４】ここで、中間転写体４は、一次転写位置で
は静電転写、二次転写位置では溶融熱転写定着を行うた
め、両方の要求特性を満たす必要がある。すなわち、中
間転写体４は、一次転写位置においては、感光体ドラム
１に形成されたトナー像を、トナーが散らばることなく
中間転写体４上に転写させるために感光体ドラムとの間
で十分な接触面積と均一な圧力が得られるように適度な
弾性を有していることが望ましい。また、適切な表面抵
抗率および体積抵抗率を有することも重要である。

【００３５】また、二次転写位置においては、中間転写
体４上に静電転写されたトナー像を構成するトナーを、
余すことなく記録用紙上に溶融熱転写するために、十分
な耐熱性、熱伝導性、熱安定性を持ち、かつ、溶融熱転
写後のトナー像を中間転写体から剥離するために、十分
な離型性を有することが重要である。このような要求性
能を満たす中間転写体の構造について、後で説明する。

【００３６】図３は、光ビーム走査部の構成図である。
半導体レーザ２１からは、光ビームパルス幅変調回路３
０によりオン、オフ制御されたレーザビームが射出さ
れ、そのレーザビームはコリメータレンズ２２によりコ
リメートされ、矢印方向に回転するポリゴンミラー２３
により繰り返し反射偏向され、さらに、感光体ドラム１
上でのスポット径調整のためのｆθレンズ２４を経由
し、画像情報を担持した光ビーム２５として、感光体ド
ラム１上を、主走査方向（図２の上下方向）に繰り返し
走査する。光ビーム２５による各走査の開始時点は、走
査開始信号生成用光センサ２６によりセンスされ、各走
査の開始を表わすＳＯＳ（ＳｔａｒｔＯｆＳｃａ
ｎ）信号として内部に取り込まれ、感光体ドラム１やポ
リゴンミラー２３の回転同期用として使用される。

【００３７】図４は、光ビームパルス幅変調回路の回路
ブロック図である。三角波発振器３１は、図示のよう
な、相互に繰り返し周波数が異なる二種類の三角波を発
生し選択回路３３に入力する。選択回路３３では、中間
調画像と文字画像（二値画像）とを判別する判別信号に
基づいて、中間調画像の場合は繰り返し周波数の低い三
角波、文字画像の場合は繰返し周波数の高い三角波が選
択され、比較回路３２に伝達される。一方、原稿読取り
部１０における画像読取りにより得られた画像信号（デ
ィジタル信号）はＤ／Ａ変換器３４に入力されてアナロ
グ信号に変換され、比較回路３２に入力される。比較回
路３２では、アナログ画像信号のレベルと三角波のレベ
ルとを比較し、アナログ画像信号のレベルに応じたパル
ス幅の二値信号を出力する。この二値信号は、図３に示
す半導体レーザ２１に入力され、その半導体レーザ２１
から、その二値信号に応じてオン、オフを繰り返すレー
ザビームが射出される。

【００３８】図５は、図１に示す回転現像器３と構成す
る４台の現像器のうちの１台分の現像器の構成図であ
る。この現像器は、現像剤を収容するハウジング５２内
に、磁性粒子とトナーとが混合された現像剤を表面に担
持して回転することにより現像剤を搬送する円筒状の現
像ロール５１と、現像ロール５１の表面に付着する現像
剤の量を規制する現像剤規制部材５５と、回転すること
により現像剤の撹拌および搬送を行い現像ロール５１に
現像剤を供給するスクリューオーガ５３，５４とを備え
ている。

【００３９】現像ロール５１は、回転しないように固定
された磁石ロールを内蔵し、その周囲に回転可能に支持
されたスリーブ５７を備えている。このスリーブ５７
は、感光体ドラム１との間に０．５ｍｍの間隔をおいて
対向するように配置され、互いの表面が近接した部分で
現像が行なわれる。また、内部に配設された磁石ロール
は複数の磁極５６ａ，５６ｂ，…，５６ｅを有し、スリ
ーブ５７の表面に、隣接する磁極間で形成される磁界に
よって磁性粒子の磁気ブラシを形成する。スリーブ５７
は、回転により現像剤を搬送する。

【００４０】また現像ロール５１には、直流重畳交流電
圧電源５８から、直流に交流が重畳された現像バイアス
電圧が印加されており、感光体ドラム１と近接する現像
位置に形成される電界によって、電荷を有するトナーが
静電潜像に付着するようになっている。この印加電圧
は、その直流成分を感光体帯電電位と同極性とし、感光
体の全面露光部電位に対する現像電位コントラスト（現
像バイアス電圧の直流成分電圧と感光体の全面露光電圧
との差）が３００Ｖ程度となるように設定されている。

【００４１】尚、ここでは感光体ドラム１と現像ロール
５１が最も接近している位置での現像剤層の高さは、現
像ロール５１を感光体ドラム１から十分離間させた状態
で２．０ｍｍとなるように、現像剤規制部材５５と現像
ロール５１との間隔が設定されている。また現像バイア
ス電圧の交流成分は、振幅値がピークツーピーク値で
１．２ＫＶ、周波数が６ｋＨｚであり、波形は矩形波が
用いられている。

【００４２】なお、ここで使用した現像剤は平均粒径が
７μｍのトナーと平均粒径が５０μｍの磁性粒子（フェ
ライトキャリア）とを混合したものであり、トナーの濃
度を７％としている。図６は、図２に示す実施形態にお
いて使用される加熱ロールおよび対向ロールの例（ａ）
およびそれに代えて使用することのできる変形例
（ｂ），（ｃ）を示した図である。図２に示す実施形態
において使用される加熱ロール４ｃは、図６（ａ）に示
すよう、内部に加熱源８１を有する基質ロール８２と、
この基質ロール８２上に設けられた、金属含有充填剤が
分散された弾性体層８３から構成される。この構成にお
いて、基質ロール８２は、内部に設けられた加熱源８１
からの熱エネルギーを弾性体層８３へ伝熱可能な高伝熱
性と剛性を備えており、具体的にはステンレス合金、ア
ルミニウム等、金属材料でもって構成することができ
る。また、基質ロール８２上に設けられる弾性体層８３
については、中間転写体４上に形成されたトナー像が、
適度の押し圧力と接触幅をもって記録用紙に溶融熱転写
されるべく、適度な弾性と厚みとを有し、さらに加熱源
８１からの熱エネルギーを中間転写体４上に形成された
トナー像に対して伝熱可能な高伝熱性を備えており、具
体的には金属含有充填剤が分散されたエラストマー、例
えば、フルオロシリコーンエラストマー、シリコーンカ
ーボンエラストマー、種々の他の、シリコーンゴム、フ
ルオロエラストマー、及び、エチレン／プロピレンジエ
ンゴム等の種々の有機ゴム、種々の共重合体等でこれを
構成することができる。

【００４３】この加熱ロール４ｃは、転写定着に先立っ
てあらかじめ加熱準備されていてもよいが、望ましく
は、パルス状印加電力により発熱する低熱容量の発熱ユ
ニットなどを用いて、必要なときにのみ加熱を行うこと
が好ましい。また対向ロール９には、中間転写体４上の
未定着トナー像を記録用紙上に転写定着する際に、適切
な転写電圧を印加してもよい。

【００４４】加熱ロール４ｃは、図６（ｂ）に示すよう
な、パルス状印加電力により発熱する低熱容量の発熱ユ
ニットなどに置き換えてもよい。この発熱ユニットは、
複数の線状の発熱部を有する予備発熱部８４と、同様に
線状の発熱部を有する本発熱部８５を備え、さらにその
表面に摺動性を兼ね備えた表面保護層を設けた発熱ユニ
ットであり、熱容量が小さくパルス状に通電され、その
度瞬時に２５０〜３００℃程度まで昇温する。この発熱
ユニットは、例えばアルミナ基材に抵抗材料を塗工する
ことによって構成される。

【００４５】対向ロール９は加熱ロール４ｃとともに、
適度の押し圧力で接触幅を形成する必要があるため、加
熱ロール４ｃと同様に、外周に適度な弾性と厚みを有し
ていることが望ましい。また、図６（ｃ）に示すよう、
必要に応じて、対向ロール９の内部にも加熱源を設けて
もよい。図７は、図２に示す実施形態における中間転写
体の構造を示す断面図である。

【００４６】中間転写体は、図７に示すように、ベース
層１０１と表面層１０２から構成される。ベース層１０
１には、カーボンブラックを添加した厚さ７０μｍのポ
リイミドフィルムが用いられている。その体積抵抗率は
カーボンブラックの添加量を変化させることにより調整
される。ベース層１０１として、例えば厚さ１０〜１０
０μｍの耐熱性の高いシートを使用することも可能であ
り、具体的には、ポリエステル、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケト
ン、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリイミドアミド、
ポリアミドなどのポリマーシート等を用いることが可能
である。

【００４７】また、表面層１０２には、厚さ２０μｍ、
もしくは厚さ５０μｍのシリコン共重合体が用いられて
いる。シリコン共重合体は、その表面が常温でトナーに
対して粘着性を示し、さらに、記録用紙へトナーを効率
的に移行させるために必要な、溶融して流動化したトナ
ーを離しやすくする特性を有しているため、表面層１０
２には好適である。なお、表面層１０２には、例えば厚
さ１〜１００μｍの離型性の高い樹脂層を使用すること
も可能であり、例えば、テトラフルオロエチレン−フル
オロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリテトラフル
オロエチレン等を用いることが可能である。

【００４８】次に、図２に示す実施形態において用いら
れる感光体の構造、特性およびその感光体を露光する光
ビームのスポット径と感光体の特性との関係等について
説明する。図８は、空間周波数に対する人間の視覚の画
像認識の程度を表わす視覚関数（ＶＴＦ）を示した図で
ある。

【００４９】網点構造ないし万線構造等により中間調を
表現する場合、その網点構造や万線構造等が視覚に認識
されず一体となった中間調として認識されるためには、
図８から、少なくとも１５０Ｌｐｉ（Ｌｉｎｅｐｅｒ
ｉｎｃｈ）以上の細かさが必要とされることがわか
る。本実施形態では、１５０ｄｐｉ以上の細かさを確保
した上で、少なくとも５０階調以上の濃度階調を表現す
ることを目標に置く。

【００５０】図９は、感光体を露光する光ビームの露光
エネルギープロファイルを示した図である。図９
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、光ビームのスポット径Ｄ_bh
を一定とし、隣り合った画素間の距離（主走査方向の画
素ピッチ）Ｄ_shと光ビームスポット径Ｄ_bhとの比をＤと
した時（Ｄ＝Ｄ_bh／Ｄ_sh）、Ｄの値が、それぞれ１／
１、１／２、１／３のときの結果である。いずれの図に
も、画素間の距離Ｄ_shに対する点灯パルス幅（％）が５
０％、２０％、１０％のときの露光エネルギープロファ
イルが示されている。

【００５１】図２に示す実施形態では、感光体上の、ト
ナーが付着して欲しくない非画像部へのトナーの付着を
防止するために、現像時に、現像ロール５１（図２、図
５参照）に所定の現像バイアス電圧を印加するが、図９
には、そのバイアス電圧の（直流分）に相当する境界線
も示されている。また、図１０は、感光体の光電位減衰
特性の各例を示した図である。

【００５２】図９（ａ）において顕著なように、パルス
幅（％）を小さくするにつれて、露光エネルギープロフ
ァイルのコントラストは低下してアナログ的になり、バ
イアス電位に相当する境界線を越える量が減少し、ドッ
トや万線を再現しなくなる。図９からわかるように、Ｄ
の値を１／１、１／２、１／３と小さくしていく程コン
トラストの低下は抑制される。したがって、光ビームス
ポット径Ｄ_bhを一定とした時、線数Ｎを少なくしてＤの
値を小さくすることにより、低濃度部におけるドットや
万線が良好に形成される。Ｄの値を１／２程度とするこ
とにより、１０％のハイライト領域が表現できるように
なるが、感光体の光電位減衰特性が図１０（ｂ）に示す
ように直線的な場合、Ｄの値が１／２程度では１０％ハ
イライト領域における感光体の表面電位プロファイルは
アナログ的であり、現像されたトナーが散らばりやす
い。よって、ハイライト領域においても意図する画像構
造を保ち、トナーが集合して画素をつくるためには、Ｄ
の値を少なくとも１／２未満、好ましくは１／３程度に
することが重要である。

【００５３】また、感光体として、図１０（ａ）に示す
ように、弱い光入力に対しては電位減衰が生じにくく、
ある一定の光入力を越えると応答して、大きな電位減衰
が生じる光電位減衰特性を示す感光体を用いた場合は、
Ｄの値が１／２程度であれば、入力画像信号１０％のド
ットや万線が安定的に形成され始め、感光体の表面電位
プロファイルもよりディジタル的であり、その結果、現
像されたトナーの散らばりも少なく、トナーが集合して
画素をつくる。

【００５４】図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、それぞ
れ、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示す光電位減衰特性
を有する感光体に、ハイライト領域に相当する、図１１
（ａ），（ｂ）ともに同一の画像信号によって変調され
た光ビームを走査することにより各感光体上に形成され
る静電潜像の電位プロファイルをシミュレートした結果
を示す図である。ここでは、Ｄの値はともに１／２に設
定されている。図１１（ａ），（ｂ）より明らかなよう
に、図１１（ａ）に示すような光電位減衰特性を有する
感光体を用いることで、感光体の表面電位プロファイル
はよりディジタル的となり、その結果、現像されたトナ
ーの散らばりも少ない。

【００５５】こうして形成された感光体上のトナー像
は、直接、記録媒体上に押圧され、転写定着される。こ
の時、トナー像はハイライト領域も含め、全領域にわた
ってトナーが集合して画素をつくっているため、良好な
転写定着率で転写定着される。図１２は、感光体の構造
の各例を示す断面図である。以下、この図１２を参照し
て、図２に示す実施形態に用いた感光体の構成について
説明する。

【００５６】以下に説明する感光体Ａは、弱い光入力に
対しては電位減衰が生じにくく、ある一定の光入力を越
えると応答して、大きな電位減衰が生じる光電位減衰特
性を示す感光体であり、入力される露光エネルギーに対
する光電位減衰曲線が変曲点を有する、いわゆるＳ字型
の光電位減衰特性を示す。また、感光体Ｂは、一般的に
用いられている、入射光量におよそ比例する電位減衰を
示す有機半導体を使用した、電荷発生層および電荷輸送
層からなる機能分離型の感光体である。

【００５７】なお、本発明にいう不均一電荷輸送層と
は、電気的不活性マトリックス中に電荷輸送性ドメイン
が分散されてなるものであり、電気的不活性相と電荷輸
送性相の２相からなる不均一系であることを特徴とす
る。この不均一電荷輸送層の具体例としては、電荷輸送
能を有する材料を微結晶（電荷輸送性ドメイン）状態に
て絶縁性樹脂（電気的不活性マトリックス）中に分散さ
せたものが挙げられるが、それに限られるものではな
い。

【００５８】また、本発明にいう均一電荷輸送層とは、
電荷輸送性マトリックスからなるものであり、電荷輸送
性相１相からなる均一系であることを特徴とする。この
均一電荷輸送層の具体例としては、電荷輸送能を有する
材料を分子状態にて結着樹脂中に固溶させたもの、およ
び電荷輸送性ポリマーが挙げられるが、これに限られる
ものではない。

【００５９】（感光体Ａ）この感光体Ａは、図１２
（ａ）に示すように導電性支持体９１、電荷発生層９
２、不均一電荷輸送層９３、均一電荷輸送層９４より構
成される。導電性支持体９１としては、アルミニウムの
円筒状のパイプが用いられている。電荷発生層９２は、
光導電性顔料であるジクロロ錫フタロシアニン顔料とポ
リビニルブチラール樹脂から成り、各々を、顔料：２、
樹脂：１の比率で溶媒中に混合・分散し、アルミニウム
パイプ上に塗布することにより形成された０．５μｍの
層である。

【００６０】不均一電荷輸送層９３は、六方晶セレン微
粒子と塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂から成り、
各々溶媒中に混合・分散し、電荷発生層９２上に塗布す
ることにより形成された、２μｍの層である。この不均
一電荷輸送層９２中の六方晶セレン微粒子の体積比率は
およそ３０％である。また、六方晶セレン微粒子の平均
粒子径は０．０５μｍである。

【００６１】次に、高分子電荷輸送材料である分子量８
万の下記構造式（１）で示される繰り返し単位よりなる
化合物を溶剤に溶解した塗布液を、不均一電荷輸送層９
３上にディップコーティング法で塗布・乾燥することに
より膜厚２０μｍの均一電荷輸送層９４を形成する。こ
の感光体は図１０（ａ）に示す光電位減衰特性を示す。

【００６２】

【化１】

【００６３】（感光体Ｂ）感光体Ｂは、図１２（ｂ）に
示すように、導電性支持体９１、中間層９５、電荷発生
層９６、電荷輸送層９７から構成される。導電性支持体
９１としては、アルミニウムの円筒状のパイプが用いら
れている。また、中間層９５には厚さ０．２μｍのメト
キシメチロール化ナイロン樹脂が用いられている。電荷
発生層９６は、感光体Ａにおけるジクロロ錫フタロシア
ニン顔料に代えてヒドロキシガリウムフタロシアニン顔
料を用いた以外は感光体Ａと同等である。電荷輸送層９
７は、感光体Ａと同等である。この感光体は図１０
（ｂ）に示す光電位減衰特性を示す。

【００６４】図１３（ａ），（ｂ）は、それぞれ感光体
Ａ、感光体Ｂを用い、Ｄの値を変化させて、中間調画像
を形成した際の溶融転写率を示すグラフである。また、
表１（ａ），（ｂ）には、それぞれ図１３（ａ），
（ｂ）に対応する、Ｄの値に対するｎ／ｍ（図１参照）
の値を示す。

【００６５】

【表１】

【００６６】この実験にあたっては、二次転写位置にお
ける加熱ロール４ｃの熱量は、カブリや高濃度部での定
着むらが生じない程度とした。スクリーンはドットスク
リーンを用いた。光ビームの出力は、１０％のパルス幅
入力信号が再現できるように調整した。横軸は入力パル
ス幅信号（％）、縦軸は規格化された溶融熱転写率（入
力された画像信号に対して、１００％溶融熱転写された
場合を１とする）を示す。

【００６７】感光体Ａの場合、図１３（ａ）より明らか
なように、Ｄの値を小さくするに従い、ハイライト領域
の再現性が高まり、Ｄが０．６以下では、１０％のパル
ス幅入力信号に対応する中間調画像について、ほぼ１０
０％溶融熱転写された。この時の、入力画像信号１０％
の感光体上の中間調トナー像は、図１（ｂ）に示すよう
に、トナー同士が集合して画素を形成していた。

【００６８】一方、感光体Ｂの場合、図１３（ｂ）より
明らかなように、Ｄの値を小さくするに従い、ハイライ
ト領域の再現性が高まり、Ｄが０．４以下では、１０％
のパルス幅入力信号に対応した中間調画像についてほぼ
１００％溶融熱転写された。この時の、入力画像信号１
０％の感光体上の中間調トナー像は、図１（ｂ）に示す
ように、トナー同士が集合して画素を形成していた。ま
た、Ｄの値が１のとき、入力画像信号１０％の感光体上
の中間調トナー像は、図１（ｄ）に示すように、トナー
同士が集合せず、まばらな形で画素を形成していた。

【００６９】表２に、中間転写体を構成する表面層の、
カーボンブラックの添加量を０〜１５ｗｔ％の範囲で変
化させたことにより、カーボンブラックを分散したシリ
コン共重合体の表面抵抗率を変化させた場合における、
静電一次転写像（感光体から中間転写体に転写されたト
ナー像）の評価結果を示す。Ｄの値は０．４とした。ま
た、画質は、入力画像信号３０％の中間調トナー像にて
評価した。

【００７０】

【表２】

【００７１】表２から明らかなように、表面抵抗率が１
０⁸ Ω／□未満では、感光体から中間転写体に静電転写
される際、中間転写体の電荷が横に逃げてしまい、トナ
ー像が広がり、トナーが集合した画素としてうまく転写
されないことがわかる。表３に、カーボンブラックの添
加量を３〜２５ｗｔ％の範囲で変化させたことにより、
中間転写体を構成するベース層の体積抵抗率を変化させ
た場合における、静電一次転写像の評価結果を示す。こ
こは、感光体Ａを用い、Ｄの値は、０．４とした。ま
た、画質は入力画像信号３０％の中間調トナー像にて評
価した。

【００７２】

【表３】

【００７３】表３から明らかなように体積抵抗率が１０
⁷ Ω・ｃｍ未満では、感光体から中間転写体に静電転写
される際、中間転写体上の電荷が逃げてしまい、トナー
像を中間転写側へ誘引する力が働かなくなり、うまく転
写されないことがわかる。表４に、表２、表３に示す中
間転写体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ
を用いて、静電一次転写に続いて、溶融熱転写を行なっ
た場合の中間調画像の評価結果を示す。静電一次転写像
を作像する条件は、表２、表３と同等とした。また、画
質は入力画像信号３０％の中間調トナー像にて評価し
た。また、加熱ロール４ｃの熱量は、カブリや高濃度部
での溶融むらが生じない程度とした。

【００７４】

【表４】

【００７５】表４から明らかなように、中間転写体を構
成する表面層の表面抵抗率が１０¹⁶Ω／□を越えると、
また、中間転写体を構成するベース層の体積抵抗率が１
０¹⁵Ω・ｃｍを越えると、感光体から中間転写体への転
写は可能であるが、転写帯電器により付与された電荷が
逃げないため、二次転写位置近傍にて放電を起こしやす
く、溶融熱転写をする前にトナー像がみだれてしまうこ
とがわかる。

【００７６】これら表２〜表４の結果から、中間転写体
の表面層の表面抵抗率は１０⁸ Ω／□〜１０¹⁶Ω／□、
ベース層の体積抵抗率は１０⁷ Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃ
ｍの範囲内にあることが好ましい。また、上記第１の実
施形態の変形例として、上記第１の実施形態における光
ビーム走査部２０を、配列されたＬＥＤにより露光を行
なうＬＥＤアレイ露光装置に代えた以外は上記第１の実
施形態と同様に、感光体Ａを用い、Ｄの値を適宜変化さ
せ、入力画像信号に対する溶融転写率を評価した。その
結果、ｎ／ｍが０．８３のとき、１０％の入力画像信号
に対応したトナー像は、ほぼ１００％の溶融転写率であ
った。また、ｎ／ｍが０．６８のとき、１０％の入力画
像信号に対応したトナー像は、７０％程度しか溶融転写
されなかった。

【００７７】図１４は、本発明の第２の実施形態の構成
を示す図である。本実施形態では、アモルファスシリコ
ン感光体ドラム１４１の周囲に、静電潜像形成用帯電器
１４２、光ビーム走査部１４４、乾式現像器１４３、圧
力転写ロール１４８、クリーナ部１４６、イレーズラン
プ１４７が配置されている。また、圧力転写ロール１４
８には、クリーニングのためのクリーニングブレード１
４９が取り付けられている。

【００７８】感光体ドラム１４１は図示しない駆動装置
により図中矢印の方向に回転する。感光体ドラム１４１
は、まず静電潜像形成用帯電器１４２によって表面が一
様に帯電される。帯電された感光体ドラム１４１は、デ
ィジタル処理された画像データに基づいて、光ビーム走
査部１４４から射出された光ビーム１４５によって露光
され、静電潜像の形成が行われる。

【００７９】静電潜像が形成された感光体ドラム１４１
は、乾式現像器１４３により、現像剤にて現像され、ト
ナー像が形成される。尚、この実施形態では静電潜像担
持体としてアモルファスシリコン感光体ドラム１４１を
用いているが、これに限られるものではなく、圧力転写
に対して耐性のある任意の感光体ドラムあるいはベルト
等を用いることができる。

【００８０】トナーは、高抵抗であって帯電が可能であ
るか、あるいは電界による静電電荷により静電現像が可
能であればよく、大きさ、形状、材料、構成に特に制限
はないが、省エネルギー化が可能なカプセルトナーがよ
り好ましい。本実施形態において使用したカプセルトナ
ーは、コア材と外殻材とからなるものである。コア材と
しては、バインダー樹脂、それを溶解する高沸点溶剤お
よび着色材からなるものが用いられているが、主に軟質
の固体物質と着色材からなるもので構成すればよい。ま
た、磁性粉を含有してもよい。外殻材としては、ポリウ
レア樹脂が用いられているが、ポリウレタン樹脂、ポリ
アミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキ
シウレア樹脂、エポキシウレタン樹脂であっても良い。

【００８１】乾式現像器１４３は、一般的な乾式電子写
真に用いられる各種現像方法を採用した現像器が使用可
能であるが、本実施形態では、磁気ロールにトナーを保
持させた磁性一成分の現像方式が採用されている。感光
体ドラム１４１上に形成されたトナー像は、感光体ドラ
ム１４１と圧力転写ロール１４８で構成される転写定着
位置にて、記録用紙に転写定着される。転写定着にあた
っては、圧力転写ロール１４８と感光体ドラム１４１と
の間には２００ｋｇ重／ｃｍ² の圧力が加えられる。

【００８２】Ｄの値を変化させて、転写定着率（入力さ
れた画像信号に対して、１００％圧力転写された場合を
１とする）を評価した結果、Ｄの値を小さくするに従
い、ハイライト領域のが良好に表現され、Ｄが０．４以
下の時、１０％のパルス幅入力信号に対応したトナー像
のトナーがほぼ１００％圧力転写された。この時のｎ／
ｍは０．８５であった。また、入力画像信号１０％の感
光体上の中間調トナー像は、図１（ｂ）に示すように、
トナー同士が集合して画素を形成していた。

【００８３】また、Ｄが１の時、１０％のパルス幅入力
信号に対応したトナー像は３０％程度しか圧力転写され
なかった。この時のｎ／ｍは０．６５であった。また、
入力画像信号１０％の感光体上の中間調トナー像は、図
１（ｄ）に示すように、トナー同士がばらけて画素を形
成していた。図１５は、本発明の第３の実施形態の構成
を示す図である。

【００８４】この実施形態には、導電性の基体表面に誘
電体層を形成した誘電体ドラム１５１が備えられてい
る。誘電体ドラム１５１の表面には、イオノヘッド１５
２で静電潜像が形成される。イオノヘッド１５２は、例
えばコロナ放電ないし沿面放電を利用した電荷発生手段
とスリット状の電界制御手段を備えており、誘電体ドラ
ム１５１の基体には、接地電位あるいは適切なバイアス
電位が与えられている。イオノヘッド１５２の電荷発生
手段で発生した電荷は、電界制御手段と誘電体ドラム１
５１との間に形成される、画像情報に応じた電界によっ
て、誘電体ドラム１５１の表面に注入され、その誘電体
ドラム１５１の表面に静電潜像が形成される。

【００８５】誘電体ドラム１５１は矢印方向に回転し、
乾式現像器１５３により、その表面に形成された静電潜
像に現像剤が供給されて、そこにトナー像が形成され
る。このトナー像は、第２の実施形態と同様に、記録用
紙を介して圧力転写ロール１５８により適切な圧力で誘
電体ドラム１５１に押し付けられ、これにより、誘電体
ドラム上のトナー像が記録用紙に圧力転写定着される。
本実施形態における、現像器、現像剤および圧力転写ロ
ールについては第２の実施形態と同様である。

【００８６】本実施形態においては、基本画素の大きさ
とイオノヘッドから発生される電荷量を制御し、誘電体
ドラム上に静電潜像を形成することによって、第１、第
２の実施形態のＤの値に相当する条件を変化させ、転写
定着率（入力された画像信号に対して、１００％圧力転
写された場合を１とする）を評価した。その結果、ｎ／
ｍが０．８３の時、１０％の入力画像信号に対応したト
ナー像がほぼ１００％圧力転写された。また、ｎ／ｍが
０．７１の時、１０％の入力画像信号に対応したトナー
像は７５％程度しか圧力転写されなかった。

【００８７】図１６は、本発明の第４の実施形態の構成
を示す図である。この実施形態には、磁気写真方式（マ
グネットグラフィー方式）に基づく実施形態である。こ
の実施形態には、表面に磁性体層を備えた磁気ドラム１
６１が備えられている。磁性体層は、一般の磁気テープ
の磁性体層と同様であり、例えば、マグネタイト、フェ
ライトなどの強磁性体粉末をバインダに分散してドラム
の基体表面に塗布したり、蒸着、スパッタリング、メッ
キ等によって基体表面に金属膜を形成したものが使用可
能である。

【００８８】この磁気ドラム１６１の表面の磁性体層に
は、磁気ヘッド１６２により、入力画像信号に応じた磁
気潜像が書き込まれる。磁気ヘッド１６２としては、例
えばコイルに電流を流し、強い磁束を磁気ドラム１６１
の磁性体層に与える方式のものや、発熱素子やレーザを
用いて、もともと磁化された磁性体層の磁化を消去もし
くは反転させる方式のものが使用可能である。ここで
は、消磁されている磁性体層を磁化する方式のものが採
用されている。

【００８９】磁気ドラム１６１は矢印方向に回転し、磁
気現像器１６３により磁性のトナーが供給されてその磁
気潜像が現像され、トナー像が形成される。磁気現像器
１６３としては、例えば、回転するマグネットスリーブ
上に磁性トナーを磁気的にブラシ状に保持し、その保持
した磁性トナーを磁気ドラム１６１と接触させ、あるい
は近接対向させる方式のものを採用することができる。

【００９０】このようにして磁気ドラム１６１上に形成
されたトナー像は、磁力により磁気ドラム１６１の表面
に付着される。このトナー像は、第２の実施形態と同様
に、記録用紙を介して圧力転写ロール１６８により適切
な圧力で磁気ドラム１６１に押し付けられ、これによ
り、磁気ドラム上のトナー像が記録用紙に圧力転写定着
される。

【００９１】転写定着後に残存するトナーはクリーニン
グ装置１６６で除去され、磁気ドラム１６１は消磁装置
７１で消磁され、次の画像形成に備えられる。尚、クリ
ーニングの際に既に消磁されている必要があれば、クリ
ーニング装置１６６と消磁装置１６７は図１６に示す配
置順序とは逆の順序に配置される。本実施形態において
は、基本画素の大きさと磁気ヘッドから発生される磁化
量を制御し、磁気ドラム上に静電潜像を形成することに
よって、第１、第２の実施形態のＤの値に相当する条件
を変化させ、転写定着率（入力された画像信号に対し
て、１００％圧力転写された場合を１とする）を評価し
た。その結果、ｎ／ｍが０．８４の時、１０％の入力画
像信号に対応したトナー像がほぼ１００％圧力転写され
た。また、ｎ／ｍが０．６６の時、１０％の入力画像信
号に対応したトナー像は７０％程度しか圧力転写されな
かった。

【００９２】図１７は、本発明の第５の実施形態の構成
を示す図である。この実施形態は、トナー直接飛翔方式
に基づく実施形態である。矢印方向に回転する回転ドラ
ム１７１上に、トナー像形成装置１７２により、画像情
報に応じてトナー粒子が飛翔され、回転ドラム１７１上
にトナー像が形成される。

【００９３】図１７（ｂ）は、トナー像形成装置の概略
構成図である。ここには、帯電トナー粒子供給ロール１
７２１が備えられており、帯電したトナー粒子が、この
帯電トナー粒子供給ロール１７２１により、回転ドラム
１７１と対向した位置に搬送される。帯電トナー粒子供
給ロール１７２１と回転ドラム１７１との間の位置には
制御電極１７２２が配置されており、この制御電極１７
２２には入力画像信号に応じた制御電圧が印加される。
一方、回転ドラム１７１の基体には接地電位あるいは適
切なバイアス電位が与えられており、帯電トナー粒子供
給ロール１７２１により搬送されてきた帯電トナー粒子
は、制御電極１７２２に印加された制御電圧に応じて回
転ドラム１７１に向かって飛翔し、これにより、回転ド
ラム１７１上にトナー粒子によるトナー像が形成され
る。

【００９４】この回転ドラム１７１上に形成されたトナ
ー像は、第２の実施形態と同様に、記録用紙を介して圧
力転写ロール１７８により適切な圧力で回転ドラム１７
１に押し付けられ、これにより、回転ドラム上のトナー
像が記録用紙に圧力転写定着される。本実施形態におけ
る、圧力転写ロールは、第２の実施形態におけるものと
同様である。

【００９５】本実施形態においては、基本画素の大きさ
と制御電極に印加する制御電圧を制御し、回転ドラム上
に静電潜像を形成することによって、第１、第２の実施
形態のＤの値に相当する条件を変化させ、転写定着率
（入力された画像信号に対して、１００％圧力転写され
た場合を１とする）を評価した。その結果、ｎ／ｍが
０．８８の時、１０％の入力画像信号に対応したトナー
像がほぼ１００％圧力転写された。また、ｎ／ｍが０．
６２の時、１０％の入力画像信号に対応したトナー像は
４５％程度しか圧力転写されなかった。

【００９６】これら各種の実施形態に示すように、本発
明は、電子写真方式を利用した画像形成装置ないし画像
形成方法に限られるものではなく、本発明は、種々の方
式を採用した種々の構成の画像形成装置および画像形成
方法を包含するものである。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転写電界の乱れや、トナー同士のクーロン反発力に起因
すると見られる中間調画像品質の劣化を生じることな
く、ハイライト領域においてもトナーのばらけがなく、
転写率が良好であって、しかもかつ視覚に認識されない
線数のスクリーン構造を持ち、カブリの発生しない、高
品質なハイライト画像が高濃度画像まで高品質な画像を
形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】「粉体トナーが島状に集合した形の可視画像」
の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施形態を内蔵したカラー複写
機の概略構成図である。

【図３】光ビーム走査部の構成図である。

【図４】光ビームパルス幅変調回路の回路ブロック図で
ある。

【図５】図２に示す回転現像器を構成する４台の現像器
のうちの１台分の現像器の構成図である。

【図６】加熱ロールの各例を示した図である。

【図７】図２に示す実施形態における中間転写体の構造
を示す断面図である。

【図８】空間周波数に対する人間の視覚の画像認識の程
度を表わす視覚関数（ＶＴＦ）を示した図である。

【図９】感光体を露光する光ビームの露光エネルギープ
ロファイルを示した図である。

【図１０】感光体の光減衰特性の各例を示した図であ
る。

【図１１】感光体上に形成される静電潜像の電位プロフ
ァイルをシミュレートした結果を示す図である。

【図１２】感光体の構造の各例を示す断面図である。

【図１３】溶融熱転写率を示すグラフである。

【図１４】本発明の第２の実施形態の構成を示す図であ
る。

【図１５】本発明の第３の実施形態の構成を示す図であ
る。

【図１６】本発明の第４の実施形態の構成を示す図であ
る。

【図１７】本発明の第５の実施形態の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１感光体ドラム２静電潜像形成用帯電器３回転現像器４中間転写体４ａテンションロール４ｂ駆動ロール４ｃ加熱ロール４ｄ剥離ロール５転写帯電器６クリーナ７前露光器８電位センサ９対向ロール１０原稿読み取り部２０光ビーム走査部２１半導体レーザ２２コリメータレンズ２３ポリゴンミラー２４ｆθレンズ２５光ビーム２６走査開始信号生成用センサ３０パルス幅変調装置３１三角波発振器３２比較器３３波形選択回路３４Ｄ／Ａ変換器５１現像ロール１４１アモルファスシリコン感光体ドラム１４８圧力転写ロール１５１誘電体ドラム１５２イオノヘッド１５８圧力転写ロール１６１磁気ドラム１６２磁気ヘッド１６３磁気現像器１７１回転ドラム１７２トナー像形成装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者勝田修弘神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者小林政憲神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体上に、二次元的に配列された複
数の画素それぞれの面積に対する各画素内の色素の付着
面積の比率に応じて濃度が調整された中間調画像を形成
する画像形成装置において、支持体上に、色素を含有する粉体が島状に集合した形
の、該粉体による可視画像を形成する粉体像形成手段
と、前記支持体上に形成された可視画像を記録媒体上に転写
するとともに、該転写の際に、該記録媒体上に該可視画
像を定着する転写定着手段とを備えたことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】粉体が島状に集合した形は、支持体上に
おいて、粉体を付着させる部分と粉体を付着させない部
分が所定のピッチの基本単位で繰り返すように、該支持
体の基本単位の面積に対し１０％の面積割合で粉体を付
着させたときに、該支持体の基本単位に付着した粉体の
個数をｍ、該支持体上の基本単位の粉体を付着させるべ
き部分に密着している粉体の個数をｎとしたとき、０．８≦ｎ／ｍ≦１．０を満足することを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。
【請求項３】所定の副走査方向に移動する、静電潜像
が形成される感光体と、該感光体を帯電する帯電手段
と、帯電された感光体上に、前記副走査方向と交わる所
定の主走査方向に並ぶ複数の画素について同時にもしく
は順次に、画像情報に応じて変調された光ビームを照射
することにより、該感光体上に静電潜像を形成する露光
手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を粉体トナ
ーを用いて現像することにより該感光体上に可視画像を
形成する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記感光体上に形成された可視画像を記録媒体上に転写
するとともに、該転写の際に、該記録媒体上に該可視画
像を定着する転写定着手段を備え、前記露光手段が、前記光ビームの、前記主走査方向のビ
ーム径をＤ_bh、前記主走査方向の画素ピッチをＤ_shとし
たとき、Ｄ_bh／Ｄ_sh≦０．４の関係を満足するように、前記光ビームを前記感光体上
に照射するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】所定の副走査方向に移動する、静電潜像
が形成される感光体と、該感光体を帯電する帯電手段
と、帯電された感光体上に、前記副走査方向と交わる所
定の主走査方向に並ぶ複数の画素について同時にもしく
は順次に、画像情報に応じて変調された光ビームを照射
することにより、該感光体上に静電潜像を形成する露光
手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を粉体トナ
ーを用いて現像することにより該感光体上に可視画像を
形成する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記感光体が、帯電された感光体を照射する前記光ビー
ムのエネルギーの増加に対する該感光体の表面の電位の
絶対値の低下が所定の光エネルギーで変曲点を持つカー
ブを描く特性を有する感光体であり、かつ前記露光手段
が、前記光ビームの、前記主走査方向のビーム径を
Ｄ_bh、前記主走査方向の画素ピッチをＤ_shとしたとき、Ｄ_bh／Ｄ_sh≦０．６の関係を満足するように、前記光ビームを前記感光体上
に照射するものであって、この画像形成装置が、前記感光体上に形成された可視画
像を記録媒体上に転写するとともに、該転写の際に、該
記録媒体上に該可視画像を定着する転写定着手段を備え
たことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】所定の副走査方向に移動する、静電潜像
が形成される感光体と、該感光体を帯電する帯電手段
と、帯電された感光体上に、前記副走査方向と交わる所
定の主走査方向に並ぶ複数の画素について同時にもしく
は順次に、画像情報に応じて変調された光ビームを照射
することにより、該感光体上に静電潜像を形成する露光
手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を粉体トナ
ーを用いて現像することにより該感光体上に可視画像を
形成する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記露光手段が、前記光ビームの、前記主走査方向のビ
ーム径をＤ_bh、前記主走査方向の画素ピッチをＤ_shとし
たとき、Ｄ_bh／Ｄ_sh≦０．４の関係を満足するように、前記光ビームを前記感光体上
に照射するものであって、この画像形成装置が、前記感光体の移動に伴って移動し
所定の一次転写位置で前記感光体上に形成された可視画
像の転写を受けて該可視画像を所定の二次転写位置に運
ぶ中間転写体と、前記感光体上に形成された可視画像を前記一次転写位置
において前記中間転写媒体に転写する一次転写手段と、前記中間転写媒体に転写された可視画像を前記二次転写
位置において記録媒体上に転写するとともに、該転写の
際に、該記録媒体上に該可視画像を定着する転写定着手
段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】所定の副走査方向に移動する、静電潜像
が形成される感光体と、該感光体を帯電する帯電手段
と、帯電された感光体上に、前記副走査方向と交わる所
定の主走査方向に並ぶ複数の画素について同時にもしく
は順次に、画像情報に応じて変調された光ビームを照射
することにより、該感光体上に静電潜像を形成する露光
手段と、前記感光体上に形成された静電潜像を粉体トナ
ーを用いて現像することにより該感光体上に可視画像を
形成する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記感光体が、帯電された感光体を照射する前記光ビー
ムのエネルギーの増加に対する該感光体の表面の電位の
絶対値の低下が所定の光エネルギーで変曲点を持つカー
ブを描く特性を有する感光体であり、かつ前記露光手段
が、前記光ビームの、前記主走査方向のビーム径を
Ｄ_bh、前記主走査方向の画素ピッチをＤ_shとしたとき、Ｄ_bh／Ｄ_sh≦０．６の関係を満足するように、前記光ビームを前記感光体上
に照射するものであって、この画像形成装置が、前記感光体の移動に伴って移動し
所定の一次転写位置で前記感光体上に形成された可視画
像の転写を受けて該可視画像を所定の二次転写位置に運
ぶ中間転写体と、前記感光体上に形成された可視画像を前記一次転写位置
において前記中間転写媒体に転写する一次転写手段と、前記中間転写媒体に転写された可視画像を前記二次転写
位置において記録媒体上に転写するとともに、該転写の
際に、該記録媒体上に該可視画像を定着する転写定着手
段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】前記感光体が、導電性基体上に電荷発生
層と電荷輸送層とが形成されたものであって、該電荷輸
送層が電気的不活性マトリックス中に電荷輸送性ドメイ
ンが分散されてなる不均一電荷輸送層と、電荷輸送性マ
トリックスからなる均一電荷輸送層とを有することを特
徴とする請求項４又は６記載の画像形成装置。
【請求項８】所定の副走査方向に移動する、静電潜像
が形成される感光体を帯電する帯電工程と、帯電された
感光体上に、前記副走査方向と交わる所定の主走査方向
に並ぶ複数の画素について同時にもしくは順次に、画像
情報に応じて変調された光ビームを照射することによ
り、該感光体上に静電潜像を形成する露光工程と、前記
感光体上に形成された静電潜像を粉体トナーを用いて現
像することにより該感光体上に可視画像を形成する現像
工程と、前記感光体上に形成された可視画像を記録媒体
上に転写するとともに、該転写の際に、該記録媒体上に
該可視画像を定着する転写定着工程とを備え、前記露光工程および前記現像工程が、前記感光体上に、
粉体トナーが島状に集合した形の可視画像を形成するよ
うに調整された工程であることを特徴とする画像形成方
法。
【請求項９】所定の副走査方向に移動する、静電潜像
が形成される感光体を帯電する帯電工程と、帯電された
感光体上に、前記副走査方向と交わる所定の主走査方向
に並ぶ複数の画素について同時にもしくは順次に、画像
情報に応じて変調された光ビームを照射することによ
り、該感光体上に静電潜像を形成する露光工程と、前記
感光体上に形成された静電潜像を粉体トナーを用いて現
像することにより該感光体上に可視画像を形成する現像
工程と、前記感光体の移動に伴って移動し所定の一次転
写位置で前記感光体上に形成された可視画像の転写を受
けて該可視画像を所定の二次転写位置に運ぶ中間転写体
に、前記感光体上に形成された可視画像を、前記一次転
写位置において転写する一次転写工程と、前記中間転写
体に転写された可視画像を前記二次転写位置において記
録媒体上に転写するとともに、該転写の際に、該記録媒
体上に該可視画像を定着する転写定着工程とを備え、前記露光工程および前記現像工程が、前記感光体上に、
粉体トナーが島状に集合した形の可視画像を形成するよ
うに調整された工程であることを特徴とする画像形成方
法。
【請求項１０】前記一次転写工程が、前記中間転写体
として、少なくともベース層と表面層とから構成され、
前記ベース層の体積抵抗率が１０⁷ Ω・ｃｍ以上１０¹⁵
Ω・ｃｍ以下の範囲内にあるとともに、前記表面層の表
面抵抗率が１０⁸ Ω／□以上１０¹⁶Ω／□以下の範囲内
にある中間転写媒体を用いた工程であることを特徴とす
る請求項９記載の画像形成方法。