JPH10274868A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

画像形成装置及びプロセスカートリッジ

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JPH10274868A
JPH10274868A JP9098474A JP9847497A JPH10274868A JP H10274868 A JPH10274868 A JP H10274868A JP 9098474 A JP9098474 A JP 9098474A JP 9847497 A JP9847497 A JP 9847497A JP H10274868 A JPH10274868 A JP H10274868A
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latent image
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博 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の画像形成装置での画素密度の切り替え
を低コストにて可能とすること、高画素密度設定時の小
点画像の再現性を向上させること、静電潜像担持体の帯
電による削れ量を低減させること、を可能とする画像形
成装置及びプロセスカートリッジを提供する。 【解決手段】 画像形成装置において、感光ドラム３
（静電潜像担持体）は、ＮＥＳＡ感度が２０００（V・cm
2/μJ ）以上とし、露光強度変更手段は、露光ビームの
スポット径と画素密度から理論的に求められる１画素の
大きさとの比であるスポット比を、高い画素密度におい
ては２．５以上とすると共に、低い画素密度においては
前記スポット比を２．５以下とするようにスキャナユニ
ット１（露光手段）による露光ビームの露光強度を設定
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、たとえば電子写真
方式、あるいは静電記録方式を使用した複写機やレーザ
ープリンタなどの画像形成装置、及びプロセスカートリ
ッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、複写機、レーザービームプリン
タ、ＬＥＤプリンタ等の電子写真方式を利用した画像形
成装置が広く使用されている。特に最近のパーソナルコ
ンピュータの普及に伴い、パーソナルユースのページプ
リンタとして、安価でコンパクトな画像形成装置が望ま
れている。
【０００３】しかしながら、現在この種の画像形成装置
では、未だ画質的に充分満足できるとはいえず、更なる
高画質化が望まれている。このような要求を満たすため
の手段の一つとして解像度の向上、即ち６００，１２０
０ｄｐｉさらには２４００ｄｐｉ以上の高画素密度を備
える画像形成装置が望まれている。
【０００４】他方で、多様化するプリントに対応するた
め、プリント目的により最適の画像を得るために単一の
画像形成装置で画素密度の切り替えができる装置の要求
が高まっている。
【０００５】このような装置では露光ビームのスポット
径（露光ビームの出力が最大値の１／ｅ2 となる径）を
切り替えることにより画素密度を切り替える方法が知ら
れている。
【０００６】しかしながら高い解像度に合わせてスポッ
ト径を小さくする場合、適正スポット径はたとえば６０
０ｄｐｉでは約４０μｍ、１２００ｄｐｉでは約２０μ
ｍとなる。このような小さなスポット径を達成するには
高精度な絞り機構を必要とし、さらにスポット径が小さ
くなるに応じて露光ビームの焦点深度が浅くなるため、
潜像担持体上に結像させるために高精度な光学系が必要
となり、多大なるコストアップが避けられなかった。
【０００７】そこで、光学系のコストアップなしに画素
密度を切り替える方法として、スポット径を変えずに露
光ビームの光量を切り替える方法がある。この方法の場
合露光ビームの光量の切り替えは発光素子の駆動電流を
変えてやるだけでよく、特にコストアップすることなく
画素密度を切り替えることが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
感光ドラムを用いて光量を切り替えた場合、ライン幅が
適正となるように光量を調整すると、高解像度時すなわ
ち光量が小さい設定の時に１〜数ドットで形成される小
点画像が再現されないという問題が発生した。
【０００９】図７に露光ビームの光量分布とドラムの感
度特性と感光ドラム上に形成される静電潜像の関係を表
すグラフを添付する。第１象限は露光ビームの光量分布
であり、横軸は位置を縦軸は光量を示している。第２象
限は一般的な感光ドラムの感度特性であり、縦軸は光量
を、横軸は感光ドラムの電位を示している。第３象限は
露光ビームの光量分布に感光ドラムの感度特性を加味し
て投影された静電潜像の電位分布であり、横軸に電位
を、縦軸に位置を示している。
【００１０】以下では、解像度の切り替えを例えば６０
０ｄｐｉと１２００ｄｐｉとで切り替える設定とし、１
２００ｄｐｉ時には露光ビームの光量を６００ｄｐｉ時
の約半分に設定した場合について説明する。
【００１１】現像されるべき静電潜像の大きさは、解像
度によって決まる画素の大きさに概略比例していなけれ
ばならず、現像バイアスをＶｄｅｖの電位に設定するこ
とでその条件を満たすことが出来る。しかしながらこの
設定では１２００ｄｐｉ時の現像コントラストが極めて
小さくほとんど現像されない。
【００１２】また、交流バイアスを印加して感光ドラム
の表面を帯電する帯電装置を用いた画像形成装置で横線
によるハーフトーンを印刷すると、バイアスの周波数が
ある程度低い場合、バイアスの周期と横線の周期が干渉
することによって画像上の帯状の濃淡（以下モアレと称
す）が発生する。
【００１３】従って１２００ｄｐｉ時などの高い画素密
度では、帯電バイアスの周波数を高く設定しておき、実
用上見えなくすることができるが、周波数を高くすると
ドラム表面への電気的ダメージが増大して削れ量が大き
くなってしまう。
【００１４】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、単一の
画像形成装置での画素密度の切り替えを低コストにて可
能とすること、高画素密度設定時の小点画像の再現性を
向上させること、静電潜像担持体の帯電による削れ量を
低減させること、を可能とする画像形成装置及びプロセ
スカートリッジを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、静電潜像担持体と、前記静電潜像
担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記静電潜像担持
体の表面を画像情報に基づいて露光して静電潜像を形成
する露光手段と、前記静電潜像を現像剤によって可視化
する現像手段と、前記静電潜像の画素密度を異なる設定
値に切り替える画素密度変更手段と、前記露光手段の露
光強度を画素密度の設定に応じて切り替える露光強度変
更手段と、を備えた画像形成装置において、前記静電潜
像担持体は、ＮＥＳＡ感度が２０００（V・cm2/μJ ）以
上であることを特徴とする。
【００１６】前記露光手段は、画像情報に基づいて露光
ビームを走査することによって前記静電潜像担持体の表
面に静電潜像を形成するものであり、前記露光強度変更
手段は、露光ビームのスポット径と画素密度から理論的
に求められる１画素の大きさとの比であるスポット比
を、高い画素密度においては２．５以上とすると共に、
低い画素密度においては前記スポット比を２．５以下と
するように前記露光手段の露光強度を設定することを特
徴とする。
【００１７】前記帯電手段は、前記静電潜像担持体の表
面を帯電させる帯電部材と、直流バイアスに交流バイア
スを重畳させた帯電バイアスを前記帯電部材に印加する
電源手段とを備え、記号f を帯電バイアスの周波数ｆ(H
z)、記号v をプロセススピード(mm/sec)、記号r を解像
度(dpi) 、各記号の後に付される(H) は高い画素密度の
時、(L) は低い画素密度の時として、前記帯電バイアス
の周波数ｆは、 f(H)＝α×((v(H)×r(H))/(v(L) ×r(L)))×f(L) 0.6 ≦α≦0.8 の関係を満足させることを特徴とする。
【００１８】静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体の
表面を帯電する帯電手段と、前記静電潜像担持体の表面
を画像情報に基づいて露光して静電潜像を形成する露光
手段と、前記静電潜像を現像剤によって可視化する現像
手段と、前記静電潜像の画素密度を異なる設定値に切り
替える画素密度変更手段と、前記露光手段の露光強度を
画素密度の設定に応じて切り替える露光強度変更手段
と、を備えた画像形成装置において、前記現像手段は、
現像剤と、前記静電潜像担持体に対向して配置される現
像剤担持体と、この現像剤担持体に当接し該現像剤担持
体の表面に形成される現像剤層の厚さを規制する現像剤
規制部材とを備え、前記現像剤は、重量平均粒径が３．
５（μｍ）以上７．０（μｍ）以下であり、前記現像剤
担持体の表面に形成される現像剤層の現像剤担持体表面
１ｃｍ2 あたりの現像剤重量Ｗ（ｍｇ）を、０．６≦Ｗ
≦１．５の範囲とすることを特徴とする。
【００１９】上記記載の画像形成装置に備えられた静電
潜像担持体あるいは現像装置のいずれかを備え、装填さ
れる画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されるこ
と特徴とするプロセスカートリッジ。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）以下、本発明の第１実施の形態の詳細
を添付図面に基づいて説明する。図３は本実施の形態で
用いた画像形成装置の概略構成図であり、レーザー、ポ
リゴンミラー、レンズ系を含む露光手段としてのスキャ
ナユニット１からは画像信号に応じて変調されたレーザ
ー光がスキャン出力され、このレーザー光は折り返しミ
ラー２で反射して静電潜像担持体である感光ドラム３上
に照射される。
【００２１】そして、感光ドラム３は帯電手段としての
帯電ローラからなる一次帯電器４によって均一に帯電さ
れ、その表面上にはレーザー光の照射によって静電潜像
が形成される。この静電潜像は現像手段としての現像装
置５内のトナー２４によってトナー像として現像され顕
像化される。
【００２２】一方、カセット７１内に収納された記録材
７は、給紙ローラ７２によって感光ドラム３での潜像の
形成と同期してレジストローラ７３まで供給される。そ
して、この記録材７は、レジストローラ７３によって感
光ドラム３上に形成された潜像の先端と同期して、転写
ローラからなる転写帯電器６に搬送され、転写帯電器６
によって前記トナー像が該記録材７に転写される。
【００２３】トナー像を転写された記録材７は定着器８
によってトナー像を永久定着された後、最後に装置外部
に排出される。なお、感光ドラム３上に残留したトナー
は弾性ブレードからなるクリーニング装置９によって除
去される。
【００２４】次に画素密度の変更について説明する。画
素密度の変更はホストコンピュータから送られる制御コ
マンドによって図示されない画素密度変更手段により行
われる。制御コマンドは画像形成装置本体内のＣＰＵで
判断され、プリント待機状態となるのを待って切り替え
を行う。切り替え信号は本体の駆動装置、露光装置１に
送られ、プロセススピード変更手段によるプロセススピ
ード、露光強度変更手段による露光強度としてのレーザ
ー光量が切り替えられ、次回プリント時には画素密度の
切り替えが有効となる。
【００２５】画素密度変更手段は、画素密度を変化させ
ることのできる手段であれば特に制限を受けるものでは
ない。露光手段がポリゴンミラーを回転させてレーザー
光を走査させる方法の場合には、ポリゴンミラーの回転
数を変化させて画素密度を変更する方法、或いはプロセ
ススピードを変化させて画素密度を変更する方法などが
ある。
【００２６】画素密度変更の手順としては、画像形成装
置の本体にスイッチ等を設ける方法もあるが、操作の簡
便性や、誤操作防止のために、ホストコンピュータのソ
フトコマンドで変更する方法が望ましい。
【００２７】露光強度変更手段は、露光強度を変化させ
ることのできる手段であれば特に制限を受けるものでは
ない。露光光源がレーザーの場合には、レーザー発光時
に印加する駆動電流を変化させる方法、レーザーの点灯
パルス幅を変化させる方法、レーザー光源と感光ドラム
との間にフィルターを挿入する方法、また、レーザーが
色素レーザーのように波長が可変できるものであれば、
発光波長を変化させることによって露光強度を変化させ
る方法などがある。
【００２８】これらの露光強度変更手段は画素密度変更
手段と連動して動作し、各画素密度が選択された時点
で、各画素密度に対応する予め設定しておいた露光強度
に変更されることが望ましい。
【００２９】本発明の特徴とするところは、露光強度を
切り替えることにより単一の画像形成装置で画素密度の
切り替えができる画像形成装置において、ＮＥＳＡ感度
が２０００（Ｖ・ｃｍ2 ／μＪ）以上の静電潜像担持体
を用いることである。
【００３０】ここで、ＮＥＳＡ感度の測定は、ＮＥＳＡ
ガラス上に形成した感光層を−７００（Ｖ）に帯電した
後、２３℃環境下で波長７００（ｎｍ）の光を照射して
−２００（Ｖ）になるときの光量（Δ５００）から求め
たものである。
【００３１】前記静電潜像担持体を用いることにより、
光量が小さい場合であっても十分深い潜像を形成するこ
とが可能となるため、単一の画像形成装置で画素密度を
切り替えるために光量を小さくしても、小点画像の再現
性を維持することが可能となる。
【００３２】以下、図１に基づいて説明する。図１は露
光ビームの光量分布とドラムの感度特性と感光ドラム上
に形成される静電潜像の関係を表したグラフである。第
１象限は露光ビームの光量分布であり、横軸は位置ｘを
縦軸は光量Ｅを示している。第２象限は一般的な感光ド
ラムの感度特性であり、縦軸は光量Ｅを、横軸は感光ド
ラムの電位Ｖを示している。第３象限は露光ビームの光
量分布に感光ドラムの感度特性を加味して投影された静
電潜像の電位分布であり、横軸に電位Ｖを、縦軸に位置
ｘを示している。
【００３３】以下では、解像度の切り替えを例えば６０
０ｄｐｉと１２００ｄｐｉとで切り替える設定とし、感
光ドラム上に形成される静電潜像の大きさが１２００ｄ
ｐｉの時に６００ｄｐｉのほぼ半分となるように１２０
０ｄｐｉ時の露光ビームの光量ａを６００ｄｐｉ時の光
量ｂの約半分に設定した場合について説明する。
【００３４】ここでの潜像の大きさとは現像に寄与する
領域のことであり、現像バイアスＶｄｅｖでの大きさで
ある。比較のために従来の感光ドラムの感度特性、及び
潜像の様子を点線で示した。なお本発明のドラムと従来
ドラムとでは感度が異なるため、ライン幅がほぼ同じと
なるよう、従来ドラムでは１２００ｄｐｉ時の光量を
ｂ、６００ｄｐｉ時の光量をｃとした。
【００３５】第２象限によれば、本発明によるところの
感光ドラムは感度が十分高いため、従来の感光ドラムに
比べて小さな光量で表面電位を十分落とすことが可能で
ある。そして、感光ドラムによって決まる一定値以上の
光量を露光した場合には、表面電位は感光ドラムの残留
電位にほぼ等しく一定の値となる。
【００３６】次に第３象限によれば、従来ドラムを使用
したときの潜像は、大きな光量の場合には露光中央の電
位がＶＬ（ｌｏｗ）となり、現像コントラストΔ（Ｖｄ
ｅｖ−ＶＬ（ｌｏｗ））は現像剤の現像に十分な大きさ
を有する。一方、小さな光量の場合には露光中央の電位
がＶＬ（ｈｉｇｈ）となり、現像コントラストΔ（Ｖｄ
ｅｖ−ＶＬ（ｈｉｇｈ））は非常に小さく、現像剤の現
像を十分に行うことが出来ない。
【００３７】これに対して、本実施の形態によるところ
の感光ドラム３を用いた場合には、大きな光量、小さい
光量によらず電位はＶＬ（ｌｏｗ）近傍となり、現像コ
ントラストを十分な大きさとすることができる。
【００３８】上記の効果は、露光ビームのスポット径Ｄ
（μｍ）（Ｄ：露光ビームの出力が最大値の１／ｅ2 と
なる径）が設定し得る最大画素密度から計算によって求
められる理論上の１画素の大きさに対して２〜８倍、特
に３〜５倍の時に顕著に現れる。
【００３９】すなわち６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉと
に切り替え可能な場合、１２００ｄｐｉ時の理論上の１
画素の大きさは２０μｍであり、露光ビームのスポット
径が４０〜１６０μｍの時に大きな効果が得られる。
【００４０】次に、本実施の形態によるところの感光ド
ラム３の詳細を図２に基づいて説明する。ドラムは導電
性基板３ａの上に電荷発生層３ｂ、電荷輸送層３ｃを順
次積層して形成されている。
【００４１】導電性基板３ａは、アルミニウム、クロ
ム、ニッケル、銅、ステンレスなどの金属をドラムまた
はシート状に成形した物、または金属箔をプラスチック
フィルム上にラミネートしたものなどである。
【００４２】電荷発生層３ｂは、チタニルフタロシアニ
ン顔料などの電荷発生材料を、ポリビニルブチラール、
ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、エチル
セルロースなどの結着性樹脂に分散させて、この分散液
を塗工するか、前記顔料を真空蒸着することによって形
成する。電荷発生層３ｂの膜厚は、５μｍ以下、好まし
くは０．０５〜３μｍである。
【００４３】電荷輸送層３ｃは主鎖または側鎖にビフェ
ニレン、アントラセン、ピレン、フェナントレンなどの
構造を有する多環芳香族化合物、インドール、カルバゾ
ール、オキサギアゾール、ピラゾリンなどの含窒素環化
合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物などの電荷輸
送物質を成膜性を有する樹脂に溶解させた塗工液を用い
て形成される。このような樹脂としては、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、ポリスチレンポリメタクリル酸
エステルなどが挙げられる。
【００４４】電荷輸送層３ｃの厚さは５〜４０μｍ、好
ましくは１０〜３０μｍと設定するのがよい。電荷輸送
材料は単独で使用しても良く、また他の電荷輸送材料と
混合して用いても良い。
【００４５】しかしながら、本発明に用いられる感光ド
ラム３はＮＥＳＡ感度が２０００（Ｖ・ｃｍ2 ／μＪ）
以上であれば、特に上記構成の限定を受けるものではな
く、例えば表面保護層の有無などは自由である。
【００４６】以下具体例を説明する。本実施の形態で用
いた感光ドラム３は、３０φ×２６０ｍｍのアルミニウ
ムシリンダーを基体とし、共重合ナイロン４部をメタノ
ール５０部、ｎ−ブタノール５０部に溶解し、上記支持
体上に浸漬塗布して、０．６μｍの下引き層を形成し
た。次に、チタニルフタロシアニン顔料１０部とポリビ
ニルブチラール樹脂１０部をシクロヘキサノン１２０部
とともにサンドミル装置で１０時間分散した、分散液に
メチルエチルケトン３０部を加えて上記下引き層に塗布
して、厚さ０．１５μｍの電荷発生層を形成した。
【００４７】次に、重量平均分子量１２万のポリカーボ
ネート樹脂１０部をヒドラゾン化合物１０部とともにモ
ノクロルベンゼン８０部に溶解し、上記電荷発生層上に
塗布して１０μｍ厚の電荷輸送層を形成した。こうして
得られた感光ドラムのＮＥＳＡ感度は２５００（Ｖ・ｃ
ｍ2 ／μＪ）であった。
【００４８】比較用の従来の感光ドラムとしては、電荷
発生層にアゾ顔料を用いたものを使用した。この感光ド
ラムのＮＥＳＡは感度は５００（Ｖ・ｃｍ2 ／μＪ）で
あった。
【００４９】これらの感光ドラムにレーザー光を照射し
たときの露光部の表面電位、ライン幅、１ドット再現性
の結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】 なお、いずれの場合にも露光ビームのスポット径Ｄ（μ
ｍ）（Ｄ：露光ビームの出力が最大値の１／ｅ2 となる
径）は８０（μｍ）、露光暗部の表面電位は−７００
（Ｖ）、現像バイアスは−５００（Ｖ）とした。
【００５１】以上説明したように、本実施の形態による
ところの感光ドラム３を用いることにより、光量が小さ
い場合であっても十分深い潜像を形成することが可能と
なるため、単一の画像形成装置で画素密度を切り替える
ために光量を小さくしても小点画像の再現性を維持する
ことが可能となる。
【００５２】（実施の形態２）次に、本発明の第２の実
施の形態を説明する。本実施の形態の特徴とするところ
は、現像剤は重量平均粒径が３．５μｍ以上７．０μｍ
以下であり、現像剤担持体上に層形成される現像剤量Ｗ
（Ｗ：現像剤担持体表面１（ｃｍ2 ）当たりの現像剤重
量（ｍｇ））が、０．６≦Ｗ≦１．５である現像装置を
用いることである。
【００５３】重量平均粒径が３．５〜７．０μｍの微粒
径現像剤を用いることにより、高画素密度の孤立した１
画素についても現像剤の粒径の方がさらに十分小さいの
で、十分な解像力を有する。
【００５４】また、現像剤担持体上に層形成される現像
剤量Ｗ（Ｗ：現像剤担持体表面１（ｃｍ2 ）当たりの現
像剤重量（ｍｇ））を０．６≦Ｗ≦１．５とすることに
より、個々の現像剤の現像能力を高めることができるの
で、微小領域の潜像に対しても十分な現像を行うことが
でき、かつ均一で安定した現像剤層を現像剤担持体上に
形成することができる。
【００５５】現像剤としては重量平均粒径が３．５μｍ
以上７．０μｍ以下であればその他特に制限を受けるも
のではない。磁性、非磁性、一成分、二成分を問わず、
また荷電制御剤、その他種々の添加剤等を添加しても良
い。
【００５６】現像剤担持体の構成も特に制限を受けるも
のではない。金属、金属表面に導電性粒子を含有する樹
脂層を設けたもの、導電性樹脂などを円筒状、或いはフ
ィルムに成型したもの、または導電性ゴムなどをロール
状に成型したものなどを用いることができる。
【００５７】現像剤規制部材としては現像剤担持体上に
層形成される現像剤量Ｗ（Ｗ：現像剤担持体表面１（ｃ
ｍ2 ）当たりの現像剤重量（ｍｇ））を０．６≦Ｗ≦
１．５に規制できるものであれば特に制限を受けるもの
ではない。たとえば、ゴム、金属薄板、或いは金属薄板
状にゴム層を設けたものなどからなる弾性ブレードを、
トナーを介して現像剤担持体に当接させる方法を用いる
ことができる。
【００５８】以下、図４に基づいて具体例を説明する。
現像剤としてのトナー２４は重量平均粒径５μｍの負帯
電性磁性一成分トナーを用いた。
【００５９】現像剤担持体としての現像スリーブ２５は
非磁性のアルミスリーブで、表面を導電性粒子を含有す
る樹脂層でコートし、表面粗さＲａ＝１．０μｍとした
ものを用いた。
【００６０】現像剤規制部材としてのブレード２６はゴ
ム硬度４０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムからなる
ブレード部材を現像スリーブ２５に対して当接力Ｐ（現
像スリーブ２５の長手方向についての１ｃｍ当たりの当
接荷重ｇｆ／ｃｍ）を４０（ｇｆ／ｃｍ）で当接するよ
うに配設した。
【００６１】また、現像スリーブ２５とブレード２６の
当接幅（ニップ）は１．０（ｍｍ）、当接最上流位置
（スリーブ回転方向の上流）からブレード自由端までの
距離を２．０（ｍｍ）としている。
【００６２】現像スリーブ２５はマグネットロール２７
を備えている。現像容器内２８にはトナー２４があり、
攪拌で現像スリーブ２５付近に送られた後、マグネット
ロール２７の形成する磁界作用で現像スリーブ２５に供
給され、現像スリーブ２５の回転とともに搬送される。
【００６３】その後、ブレード２６との当接部でトリボ
付与と層厚規制を受けて現像領域へ搬送される。本実施
の形態では、現像スリーブ２５上のトナー量Ｗ＝１．２
（Ｗ：スリーブ表面１（ｃｍ2 ）当たりのトナー重量
（ｍｇ））になった。
【００６４】現像スリーブ２５には直流に交流を重畳し
た振動電圧を不図示の電源より印加して感光ドラムとの
間に現像電界を形成し、その電界に従って静電潜像の現
像を行う。現像スリーブには、直流電圧：Ｖｄｃ＝−５
００（Ｖ）、交流電圧：矩形波、Ｖｐｐ＝１６００
（Ｖ）、ｆ＝１８００（Ｈｚ）を重畳した現像バイアス
を印加する。
【００６５】現像スリーブ２５と感光ドラム３は最近接
位置で３００（μｍ）のギャップを保って対向してい
る。感光ドラム３は帯電電位Ｖｄ＝−７００（Ｖ）に均
一に帯電され、画像信号に従いレーザーで露光されてそ
の部分が概略ＶＬ＝−１５０（Ｖ）になる。ＶＬ部を負
帯電性トナーで反転現像する。
【００６６】本実施の形態を用いた時のドット再現性の
結果を表２に示す。比較のため、従来の現像器として
は、重量平均粒径８μｍのトナーを用い、現像剤規制部
材の当接圧を調整することによりスリーブ上のトナー量
ｗ＝２．０（ｍｇ／ｃｍ2 ）としたものを用いた。
【００６７】
【表２】 以上説明したように、本実施の形態によるところの現像
手段を用いることにより、微小領域の潜像に対しても十
分な現像を行うことができるため、単一の画像形成装置
で画素密度を切り替えるために光量を小さくしても小点
画像の再現性を維持することが可能となる。
【００６８】（実施の形態３）次に、本発明の第３の実
施の形態を説明する。本実施の形態の特徴とするところ
は、単一の画像形成装置で複数の画素密度に切り替える
ことができる画像形成装置で、画像密度の切り替えによ
らず同一径の露光ビームを用いる画像形成装置におい
て、露光ビームのスポット径と画素密度から計算によっ
て求められる理論上の１画素の大きさとの比（以下スポ
ット比と称す）が、画素密度によって２．５を境に上下
にある場合、帯電バイアスの周波数ｆ（Ｈｚ）を以下の
関係とすることである。
【００６９】 f(H)＝α×((v(H)×r(H))/(v(L) ×r(L)))×f(L) 0.6 ≦α≦0.8 ここで、v ：プロセススピード（ｍｍ／ｓｅｃ） r ：解像度（ｄｐｉ） いずれも (H) ：スポット比２．５以上の時（高い画素
密度） (L) ：スポット比２．５以下の時（低い画素密度） 交流バイアスを印加して感光ドラムの表面を帯電する帯
電装置を用いた画像形成装置で横線によるハーフトーン
を印刷すると、バイアスの周波数がある程度低い場合、
バイアスの周期と横線の周期が干渉することによって画
像上の帯状の濃淡（以下モアレと称す）が発生する。
【００７０】図５（ａ）に基づいてさらに説明すると、
交流バイアスを用いて帯電された感光ドラムの表面電位
は線Ａに示す様に交流バイアスの周期で微小に変動して
いる。この表面に線Ｂに示す潜像を形成しようとする
と、バイアスの周期と潜像の周期が干渉し、結果として
得られる静電潜像は線Ｃに示した様にうねりが生じ、現
像に寄与するライン幅が変動する。この静電潜像を現像
するとライン幅の変動に応じた濃淡となって現れるので
ある。
【００７１】このモアレは帯電バイアスの周波数を高く
することで実用上見えなくすることができるが、周波数
を高くするとドラム表面への電気的ダメージが増大して
削れ量が大きくなってしまう。
【００７２】そこで、本発明の第１の実施の形態による
ところの感光ドラム３を用いることにより、スポット比
が２．５以上の場合（高い画素密度）にあっても矩形波
に近い形の深い潜像を形成することが可能となり、図５
（ｂ）の線Ｃ′に示すようにライン幅の変動を問題ない
レベルにすることが可能となる。
【００７３】実際にスポット径６０μｍの画像形成装置
を用いて画出ししたところ、解像度６００ｄｐｉ、プロ
セススピード１００ｍｍ／ｓｅｃの時に帯電バイアスの
周波数を１０００Ｈｚ、１２００ｄｐｉ、５０ｍｍ／ｓ
ｅｃの時に７００Ｈｚとしたが、モアレは発生しなかっ
た。
【００７４】１２００ｄｐｉ時の１０００枚プリント当
たりのドラム削れ量は１．２μｍで、６００ｄｐｉ時の
１．１μｍとほぼ同等であった。これに対して１２００
ｄｐｉ設定時に帯電バイアスの周波数を１０００Ｈｚと
した場合には１．８μｍとなり、本発明により削れ量は
３０％以上小さくすることができた。
【００７５】式の係数αは０．６ではモアレが発生し、
０．８以上では削れ量を小さくする効果が薄くなる。
【００７６】（実施の形態４）次に、図１に基づいて本
発明の第４の実施の形態のプロセスカートリッジの概略
構成を説明する。プロセスカートリッジ１０は前記の感
光ドラム３、帯電ローラ４、現像装置５、クリーニング
装置９を一括してユニット化している。
【００７７】これらの構成要素はプロセスカートリッジ
１０内で所定の相互配置関係を持って組み付けられてお
り、プロセスカートリッジ１０は画像形成装置本体内の
所定部に対して所定の要領で挿入装着され、また反対に
装置本体から抜き外しできるようになっている。
【００７８】画像形成装置を長時間使用していると、感
光ドラム、帯電装置、現像装置、クリーニング装置など
の各種要素が消耗して印字品質を低下させてしまうが、
その場合にはユーザーが適宜プロセスカートリッジを交
換すればよく、ユーザーのメンテナンスフリーが実現可
能である。
【００７９】
【発明の効果】以上説明したように、単一の画像形成装
置で画素密度を切り替えて高い画素密度の潜像を静電潜
像担持体に形成するために露光手段の光量を小さくして
も、小点画像の再現性を良好に維持することが可能とな
る。
【００８０】本発明を適用した静電潜像担持体による
と、現像コントラストを露光手段の露光強度にかかわら
ず高品位な現像を可能とするのに十分な値とすることが
可能となる。
【００８１】また、本発明を適用した現像手段による
と、微小領域の潜像に対しても良好な現像を行うことが
できる。
【００８２】帯電バイアス周波数を低くすることによ
り、静電潜像担持体への電気的ダメージを低減すること
が可能となり、静電潜像担持体の寿命を長くすると共
に、高品位な画像形成を長期間維持することができる。
【００８３】また、本発明を適用した静電潜像担持体ま
たは現像手段のいずれかを備えたプロセスカートリッジ
により、安定した画像形成を行うことができ、メンテナ
ンス性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１の実施の形態に係るメカニズムを説
明する図。
【図２】図２は第１の実施の形態に係る感光ドラムの概
略断面図。
【図３】図３は第１の実施の形態に係る画像形成装置本
体の概略断面図。
【図４】図４は第２の実施の形態に係る画像形成装置の
要部の概略断面図。
【図５】図５は第３の実施の形態に係るメカニズムを説
明する図。
【図６】図６は第４の実施の形態に係るプロセスカート
リッジの概略断面図。
【図７】図７は本発明の従来例に係るメカニズムを説明
する図。
【符号の説明】
１ スキャナユニット（露光手段） ２ 折り返しミラー ３ 感光ドラム（静電潜像担持体） ４ 一次帯電器（帯電手段） ５ 現像装置（現像手段） ６ 転写帯電器 ７ 記録材 ８ 定着器 ９ クリーニング装置 １０ プロセスカートリッジ ２４ トナー（現像剤） ２５ 現像スリーブ（現像剤担持体） ２６ ブレード（現像剤規制部材） ２７ マグネットロール ２８ 現像容器 ７２ 給紙ローラ ７３ レジストローラ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 静電潜像担持体と、 前記静電潜像担持体の表面を帯電する帯電手段と、 前記静電潜像担持体の表面を画像情報に基づいて露光し
    て静電潜像を形成する露光手段と、 前記静電潜像を現像剤によって可視化する現像手段と、 前記静電潜像の画素密度を異なる設定値に切り替える画
    素密度変更手段と、 前記露光手段の露光強度を画素密度の設定に応じて切り
    替える露光強度変更手段と、 を備えた画像形成装置において、 前記静電潜像担持体は、ＮＥＳＡ感度が２０００（V・cm
    2/μJ ）以上であることを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項２】 前記露光手段は、画像情報に基づいて露
    光ビームを走査することによって前記静電潜像担持体の
    表面に静電潜像を形成するものであり、 前記露光強度変更手段は、露光ビームのスポット径と画
    素密度から理論的に求められる１画素の大きさとの比で
    あるスポット比を、高い画素密度においては２．５以上
    とすると共に、低い画素密度においては前記スポット比
    を２．５以下とするように前記露光手段の露光強度を設
    定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
    置。
  3. 【請求項３】 前記帯電手段は、前記静電潜像担持体の
    表面を帯電させる帯電部材と、直流バイアスに交流バイ
    アスを重畳させた帯電バイアスを前記帯電部材に印加す
    る電源手段とを備え、 記号f を帯電バイアスの周波数ｆ(Hz)、記号v をプロセ
    ススピード(mm/sec)、記号r を解像度(dpi) 、各記号の
    後に付される(H) は高い画素密度の時、(L) は低い画素
    密度の時として、 前記帯電バイアスの周波数ｆは、 f(H)＝α×((v(H)×r(H))/(v(L) ×r(L)))×f(L) 0.6 ≦α≦0.8 の関係を満足させることを特徴とする請求項１または２
    のいずれかに記載の画像形成装置。
  4. 【請求項４】 静電潜像担持体と、 前記静電潜像担持体の表面を帯電する帯電手段と、 前記静電潜像担持体の表面を画像情報に基づいて露光し
    て静電潜像を形成する露光手段と、 前記静電潜像を現像剤によって可視化する現像手段と、 前記静電潜像の画素密度を異なる設定値に切り替える画
    素密度変更手段と、 前記露光手段の露光強度を画素密度の設定に応じて切り
    替える露光強度変更手段と、 を備えた画像形成装置において、 前記現像手段は、現像剤と、前記静電潜像担持体に対向
    して配置される現像剤担持体と、この現像剤担持体に当
    接し該現像剤担持体の表面に形成される現像剤層の厚さ
    を規制する現像剤規制部材とを備え、 前記現像剤は、重量平均粒径が３．５（μｍ）以上７．
    ０（μｍ）以下であり、 前記現像剤担持体の表面に形成される現像剤層の現像剤
    担持体表面１ｃｍ2 あたりの現像剤重量Ｗ（ｍｇ）を、
    ０．６≦Ｗ≦１．５の範囲とすることを特徴とする画像
    形成装置。
  5. 【請求項５】 前記請求項１乃至４のいずれかに記載の
    画像形成装置に備えられた静電潜像担持体あるいは現像
    装置のいずれかを備え、装填される画像形成装置本体に
    対して着脱自在に構成されること特徴とするプロセスカ
    ートリッジ。
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