JP2002023469A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JP2002023469A
JP2002023469A JP2000205494A JP2000205494A JP2002023469A JP 2002023469 A JP2002023469 A JP 2002023469A JP 2000205494 A JP2000205494 A JP 2000205494A JP 2000205494 A JP2000205494 A JP 2000205494A JP 2002023469 A JP2002023469 A JP 2002023469A
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JP
Japan
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image
developing
image forming
forming apparatus
exposure
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Application number
JP2000205494A
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Japanese (ja)
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Hirokatsu Suzuki
宏克 鈴木
So Kai
創 甲斐
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make resolution compatible with gradation by using the proper diameter of a light beam spot in accordance with recording density. SOLUTION: When the diameter of the light beam spot on a photoreceptor drum in the case of exposure by an exposure device is Db and a pixel pitch decided according to the recording density of an image is Dp, it is controlled so that the relation of Db<3Dp is satisfied. Thus the high-definition image excellent in the gradation is obtained without impairing the density reproducibility of a highlight part even when the recording density of the image is increased.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法により
画像形成を行うプリンタ、ディジタル複写機、ファクシ
ミリ装置等の画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a digital copying machine, a facsimile apparatus, etc., which forms an image by an electrophotographic method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の電子写真方式を用いた画像形成装
置においては、解像度や階調性に対する要求がますます
高まっているが、画素密度が高くなると、露光装置のビ
ームスポット径に対して画素が相対的に小さくなるため
に、十分な階調性が得られなくなるという問題がある。
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus using an electrophotographic method in recent years, the demand for resolution and gradation is increasing more and more. Is relatively small, so that sufficient gradation cannot be obtained.

【0003】ここでビームスポット径Dbとは以下のよ
うに定義される。光ビームのスポット径は、図6に示す
ように、ピーク強度(A)の1/eに減少するまでの
部分(B)であらわされる。光の強度分布としては、ガ
ウス分布、ローレンツ分布等があるが、それぞれのピー
ク強度の1/eまでの部分abをスポット径Dbとす
る。
Here, the beam spot diameter Db is defined as follows. As shown in FIG. 6, the spot diameter of the light beam is represented by a portion (B) until it decreases to 1 / e 2 of the peak intensity (A). As the light intensity distribution, there are a Gaussian distribution, a Lorentz distribution, and the like, and a portion ab up to 1 / e 2 of each peak intensity is defined as a spot diameter Db.

【0004】光スポットは、一般的には図6に示すよう
に楕円形の形状を有するので、感光体(像担持体)の長
手方向のスポット径cdを主走査スポット径Dbh、感
光体の回転方向のスポット径efを副走査スポット径D
bv、と区別するが、本発明において方向をことわらな
い限り、ビームスポット径DbはこれらDbh,Dbv
のどちらをも含むものとして捉える。
Since the light spot generally has an elliptical shape as shown in FIG. 6, the spot diameter cd in the longitudinal direction of the photoconductor (image carrier) is set to the main scanning spot diameter Dbh, and the rotation of the photoconductor is performed. The spot diameter ef in the direction to the sub-scanning spot diameter D
bv, the beam spot diameter Db is Dbh, Dbv unless the direction is specified in the present invention.
Is considered to include both.

【0005】また、一般的に階調特性は、ビームスポッ
ト径により変化することが知られている。画素密度に対
してビームスポット径が大きい場合、画像中の低濃度部
(ハイライト部)の再現性が悪くなる。それは、孤立ド
ットを書きこんだ場合、露光エネルギー密度が小さいた
めにその潜像は浅くなるので、現像されるドットの再現
性が不安定になるからである。一方、画像中の高濃度部
においては、隣接画素は重なるようにして露光されるの
で、画像濃度が画像面積率に対し早く飽和してしまい、
いわゆるガンマが立つ現象がおこる。すなわち階調性が
悪化することになる。また、1ドット当りの書込みの露
光量を大きくすることで孤立ドットを再現することは出
来るが、形成されたドットは大きくなり、階調性はます
ます悪化する。
It is generally known that the gradation characteristic changes depending on the beam spot diameter. When the beam spot diameter is larger than the pixel density, the reproducibility of a low density portion (highlight portion) in an image deteriorates. This is because when writing an isolated dot, the latent image becomes shallow due to the low exposure energy density, and the reproducibility of the developed dot becomes unstable. On the other hand, in the high-density portion of the image, the adjacent pixels are exposed so as to overlap, so that the image density is quickly saturated with respect to the image area ratio,
A so-called gamma phenomenon occurs. That is, the gradation is deteriorated. In addition, by increasing the writing exposure amount per dot, it is possible to reproduce an isolated dot, but the formed dot becomes large and the gradation is further deteriorated.

【0006】そこで階調性を保持したまま解像度を向上
させるには、画素密度に応じてビームスポット径を小さ
くする必要がある。ビームスポット径を小さくするため
には、例えばレーザーなどの走査型光学系では、レーザ
ー光の波長を短波長化することや、fθレンズのNA
(開口率)を大きくすることなどの方法がある。一方、
LEDアレイなどの固体型光学系では、開口角の小さい
セルフォックレンズアレイ(SLA)を用いたり、発光
素子の形状を小さくする、などの方法がある。
In order to improve the resolution while maintaining the gradation, it is necessary to reduce the beam spot diameter according to the pixel density. In order to reduce the beam spot diameter, for example, in a scanning optical system such as a laser, the wavelength of a laser beam is reduced, or the NA of an fθ lens is reduced.
(Aperture ratio). on the other hand,
In a solid-state optical system such as an LED array, there are a method of using a selfoc lens array (SLA) having a small aperture angle and a method of reducing the shape of a light emitting element.

【0007】画像形成装置において従来は機械精度やコ
ストなどの問題により達成が難しかった、高解像度化や
高階調性も、技術的な進歩により現在多くの製品で実用
化されている。
In image forming apparatuses, high resolution and high gradation, which were conventionally difficult to achieve due to problems such as mechanical accuracy and cost, are now being put to practical use in many products due to technological progress.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画素と
同等の大きさのビームスポット径のビームを用いた露光
の場合でも、近年の高記録密度画像においては、その階
調性が充分に得られているとは言い難い。特にハイライ
ト部においての再現性が記録密度の上昇に応じて悪化す
る傾向にある。その理由として、孤立ドットの形成につ
いて、潜像形成においては小径ドットに対応した電荷分
布が得られているものの、現像においてはエッジ効果に
より目標のドット径より大きなドット像が形成されるこ
と、また、現像後のカウンターチャージを持った磁気ブ
ラシによるトナー像の摺擦により、画像部のトナーが現
像ローラー方向に戻されてしまうので、ドット面積のば
らつきが大きくなり、ハイライト部の画像濃度再現性が
悪くなることがあげられる。
However, even in the case of exposure using a beam having a beam spot diameter equal to the size of a pixel, sufficient gradation can be obtained in recent high recording density images. It is hard to say that there is. In particular, the reproducibility in a highlight portion tends to deteriorate as the recording density increases. The reason is that, in the formation of isolated dots, although a charge distribution corresponding to small-diameter dots is obtained in the formation of a latent image, a dot image larger than the target dot diameter is formed by the edge effect in development, and The toner in the image area is returned toward the developing roller by the rubbing of the toner image by the magnetic brush having the counter charge after development, so that the dot area becomes large and the image density reproducibility in the highlight area is increased. Is worse.

【0009】また、1200dpiという高記録密度画
像の形成においては、孤立ドットがより小径になるため
に、現像における孤立ドット像の形成が困難になり、ま
たハイライト部の画像濃度再現性が悪化する。
Further, in forming a high recording density image of 1200 dpi, since the diameter of the isolated dot becomes smaller, it becomes difficult to form an isolated dot image in development, and the image density reproducibility of a highlight portion deteriorates. .

【0010】そこで本発明は、画像が高記録密度になっ
た場合においても、解像力と階調性を両立できるような
良質な画像を得るために、記録密度に応じた適正な光ビ
ームスポット径を用いた画像形成装置を提供することを
課題とする。
Accordingly, the present invention provides an optical beam spot having an appropriate diameter corresponding to the recording density in order to obtain a high quality image which can achieve both resolution and gradation even when the image has a high recording density. It is an object to provide an image forming apparatus using the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、像担持体と、該像担持体を露光して静電潜像を形
成する露光装置と、前記像担持体上に形成された静電潜
像を現像する現像装置とを備えた画像形成装置におい
て、前記現像装置は、現像剤担持体に内包される磁石ロ
ーラが、像担持体に近接する主磁極に隣接して主磁極の
磁力と半値幅を調整するための補助磁極を有し、前記露
光装置によって露光する際の前記像担持体上における光
ビームスポット径をDb、画像の記録密度によって決ま
る画素ピッチをDpとしたとき、Db<3Dpなる関係
が成り立つことにより解決される。
According to the present invention, there is provided an image carrier, an exposure apparatus for exposing the image carrier to form an electrostatic latent image, and an image forming apparatus formed on the image carrier. And a developing device for developing the electrostatic latent image, wherein the developing device is configured such that a magnet roller included in a developer carrier has a main magnetic pole adjacent to a main magnetic pole close to the image carrier. When an auxiliary magnetic pole for adjusting the magnetic force and half-value width is provided, the light beam spot diameter on the image carrier at the time of exposure by the exposure device is Db, and the pixel pitch determined by the image recording density is Dp. , Db <3Dp.

【0012】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、Db>0.8Dpなる関係が成り立つことを提案す
る。また、前記の課題を解決するため、本発明は、像担
持体と、該像担持体を露光して静電潜像を形成する露光
装置と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像す
る現像装置とを備えた画像形成装置において、前記現像
装置は、現像剤担持体に内包される磁石ローラが、像担
持体に近接する主磁極に隣接して主磁極の磁力と半値幅
を調整するための補助磁極を有し、前記露光装置によっ
て露光する際の前記像担持体上における光ビームスポッ
ト径をDb、画像の記録密度によって決まる画素ピッチ
をDpとしたとき、Db>0.8Dpなる関係が成り立
つことを提案する。
Further, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention proposes that the relationship of Db> 0.8 Dp is established. According to another aspect of the present invention, there is provided an image carrier, an exposure apparatus configured to expose the image carrier to form an electrostatic latent image, and an electrostatic latent image formed on the image carrier. An image forming apparatus including a developing device for developing an image, wherein the developing device is configured such that a magnet roller included in a developer carrying member has a magnetic force of a main magnetic pole adjacent to the main magnetic pole close to the image carrying member. When an auxiliary magnetic pole for adjusting a value width is provided, a light beam spot diameter on the image carrier when exposing by the exposure device is Db, and a pixel pitch determined by an image recording density is Dp, Db> 0 It is proposed that the relationship 0.8Dp is established.

【0013】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記露光装置が、レーザ光を主走査方向に走査させ
ることにより前記像担持体上に静電潜像を形成するレー
ザ走査方式であることを提案する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a laser scanning system in which the exposure apparatus forms an electrostatic latent image on the image carrier by scanning a laser beam in a main scanning direction. Suggest that there is.

【0014】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記露光装置によって露光する際の前記像担持体上
の副走査方向の光ビームスポット径をDbv、画像の記
録密度で決まる副走査方向の画素ピッチをDpvとした
とき、Dbv>0.8Dpvなる関係が成り立つことを
提案する。
According to another aspect of the present invention, a light beam spot diameter in the sub-scanning direction on the image carrier at the time of exposure by the exposure device is determined by Dbv, and the sub-scanning direction is determined by an image recording density. It is proposed that, when the pixel pitch in the direction is Dpv, the relationship of Dbv> 0.8 Dpv holds.

【0015】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記露光装置が、多数のLED素子を主走査方向に
ライン上に配設した発光素子アレイと、該発光素子アレ
イによる光を感光体上に結像するレンズアレイからな
る、LEDアレイヘッド方式であり、該LEDアレイヘ
ッドを前記像担持体と対向して配置することを提案す
る。
According to another aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus, wherein the exposure apparatus comprises: a light emitting element array in which a plurality of LED elements are arranged on a line in a main scanning direction; It is an LED array head system including a lens array that forms an image on a body, and it is proposed that the LED array head be arranged to face the image carrier.

【0016】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、前記露光装置によって露光する際の前記像担持体上
の主走査方向の光ビームスポット径をDbh、画像の記
録密度で決まる主走査方向の画素ピッチをDphとした
とき、Dbh>0.8Dphなる関係が成り立つことを
提案する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a main scanning device which determines a light beam spot diameter in the main scanning direction on the image carrier in exposure in the main scanning direction by Dbh and an image recording density. It is proposed that when the pixel pitch in the direction is Dph, the relationship of Dbh> 0.8 Dph holds.

【0017】また、前記の課題を解決するため、本発明
は、当該画像形成装置がカラー画像形成装置であること
を提案する。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention proposes that the image forming apparatus is a color image forming apparatus.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明に係る画像形成装
置の一例における作像部の構成を示す断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming unit in an example of an image forming apparatus according to the present invention.

【0019】図1において、静電潜像担持体である感光
体ドラム1の周囲には、当該ドラム表面を一様に帯電さ
せるためのスコロトロンなどの帯電装置2、後述する露
光装置3よりの露光光によって形成されたドラム表面の
潜像に帯電トナーを付着することでトナー像を形成する
現像装置4、形成されたドラム上のトナー像を担持する
中間転写装置5、ドラム上の残留トナーを除去するため
のクリーニング装置6等が順に配設されている。
In FIG. 1, a charging device 2 such as a scorotron for uniformly charging the surface of a photosensitive drum 1, which is an electrostatic latent image carrier, and an exposure device 3 to be described later A developing device 4 for forming a toner image by attaching a charged toner to a latent image on the drum surface formed by light, an intermediate transfer device 5 for carrying the formed toner image on the drum, and removing residual toner on the drum Cleaning devices 6 and the like are arranged in order.

【0020】本実施形態では現像装置4は、シアン,マ
ゼンタ,イエロー,ブラックの各色トナーを収納した4
つの現像器が順次回転して現像位置に移動する、いわゆ
るリボルバ式現像装置である。
In the present embodiment, the developing device 4 stores cyan, magenta, yellow, and black toners.
This is a so-called revolver-type developing device in which two developing devices rotate sequentially and move to a developing position.

【0021】このような構成において、感光体1上に各
色のトナー像を形成し、順次中間転写装置5のベルト上
に転写してベルト上に色重ねしたトナー像を得る。これ
を不図示の給紙トレイから搬送された記録紙へ転写し、
定着器(図示せず)によって記録紙に定着させる。一
方、感光体ドラム1は除電ランプで初期化され、次回の
画像形成プロセスに供される。転写されずに感光体ドラ
ム1上に残留したトナーは、クリーニング装置6によっ
て回収される。
In such a configuration, a toner image of each color is formed on the photoreceptor 1 and sequentially transferred onto a belt of the intermediate transfer device 5 to obtain a toner image in which colors are superimposed on the belt. This is transferred to a recording paper conveyed from a paper tray (not shown),
The recording paper is fixed on the recording paper by a fixing device (not shown). On the other hand, the photosensitive drum 1 is initialized by the charge removing lamp, and is used for the next image forming process. The toner remaining on the photosensitive drum 1 without being transferred is collected by the cleaning device 6.

【0022】図2は、本実施形態における露光装置の構
成を示す斜視図である。この図に示すように、露光装置
3はレーザ発光素子31,コリメータレンズ32,アパ
ーチャ33,シリンドリカルレンズ34,ポリゴンミラ
ー35及びfθレンズ36等から構成される、いわゆる
レーザ光学系である。レーザ発光素子31から出射した
光ビームは、コリメータレンズ32により平行光束とな
り、シリンドリカルレンズ34に入射される。光ビーム
はシリンドリカルレンズ34により副走査方向に集光さ
れて、ポリゴンミラー35に入射される。光ビームはポ
リゴンミラー35により感光体ドラムの回転軸方向に平
行な主走査方向に走査される。主走査方向に走査された
光ビームは、fθレンズ36によって走査角と走査距離
とが比例するように調整され、かつ副走査方向への集光
を行なって感光体ドラム1上に結像する。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the exposure apparatus according to the present embodiment. As shown in this figure, the exposure device 3 is a so-called laser optical system including a laser light emitting element 31, a collimator lens 32, an aperture 33, a cylindrical lens 34, a polygon mirror 35, an fθ lens 36, and the like. The light beam emitted from the laser light emitting element 31 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 32 and is incident on the cylindrical lens 34. The light beam is condensed in the sub-scanning direction by the cylindrical lens 34 and is incident on the polygon mirror 35. The light beam is scanned by the polygon mirror 35 in the main scanning direction parallel to the rotation axis direction of the photosensitive drum. The light beam scanned in the main scanning direction is adjusted by the fθ lens 36 so that the scanning angle and the scanning distance are proportional to each other, and is converged in the sub-scanning direction to form an image on the photosensitive drum 1.

【0023】なお、レーザー光学系を用いた場合は、ポ
リゴンミラーの回転速度を変え、主走査方向のレーザー
照射のクロックを変えることで、容易に画像の記録密度
の変更をすることができる。また、ポリゴンミラーの回
転速度を変える代わりに、感光体の線速を変更すること
でも同様の記録密度変更が可能である。
When a laser optical system is used, the recording density of an image can be easily changed by changing the rotation speed of the polygon mirror and changing the clock of laser irradiation in the main scanning direction. Further, instead of changing the rotation speed of the polygon mirror, the recording density can be similarly changed by changing the linear speed of the photoconductor.

【0024】現像装置4は、図1に示すように、各色現
像器が一体となって現像ユニットを構成するリボルバー
現像方式である。リボルバー軸を中心にして現像ユニッ
トが矢印方向(図中反時計回り)に回転駆動可能であ
り、各色毎に現像器の現像ローラーが感光体に対向する
位置にくるように現像ユニットが回転し、K(ブラッ
ク)→Y→C→Mの順に現像を行なう。現像剤はトナー
とキャリアからなる二成分現像剤で、各色トナーの平均
粒径は6.8μm、キャリアの平均粒径は50μmであ
る。
As shown in FIG. 1, the developing device 4 is of a revolver developing system in which developing units for each color are integrated to constitute a developing unit. The developing unit can be driven to rotate around the revolver shaft in the direction of the arrow (counterclockwise in the figure), and the developing unit rotates so that the developing roller of the developing device comes to a position facing the photoconductor for each color. Development is performed in the order of K (black) → Y → C → M. The developer is a two-component developer composed of a toner and a carrier. The average particle size of each color toner is 6.8 μm, and the average particle size of the carrier is 50 μm.

【0025】現像装置4の構成と作用については後述す
るが、本実施形態においては、現像ローラに内包される
磁石ローラが、感光体に近接する主磁極に隣接して主磁
極の磁力と半値幅を調整するための補助磁極を有する構
成であり、横ライン画像の細りやハーフトーン画像にお
ける白抜け現象などが改善され、かつ現像能力を高く保
つことができる。また、その現像条件(現像ギャップが
小さい)からエッジ効果を低減でき、従来の画像形成装
置(通常の磁石ローラー)において再現しづらいような
画像中の低濃度部(ハイライト部)における再現性が向
上するので、階調性が良くなることがわかっている。
Although the structure and operation of the developing device 4 will be described later, in the present embodiment, the magnet roller included in the developing roller is arranged so that the magnetic force of the main magnetic pole and the half-value width are adjacent to the main magnetic pole close to the photosensitive member. , The thinning of the horizontal line image and the white spot phenomenon in the halftone image are improved, and the developing ability can be kept high. Further, the edge effect can be reduced due to the developing conditions (the developing gap is small), and the reproducibility in a low density portion (highlight portion) in an image which is difficult to be reproduced in a conventional image forming apparatus (normal magnet roller) is obtained. It has been found that the gradation is improved because of the improvement.

【0026】図3は、本実施形態の画像形成装置におい
て、以下に示すような条件で画像出力を行ない、階調再
現性について調べた結果である。ビームスポット径Db
は30,50,70,90,110,130[μm]6
種類、画像の記録密度は400,600,1200[d
pi]の3種類(Dpはそれぞれ63.5,42.3,
21.2[μm])で、2値誤差拡散による256段階
のパッチを出力した。ビームスポット径の変更は露光装
置3におけるアパーチャー33の開口部の大きさを変え
ることで、また、画素ピッチは、前述の記録密度の変更
をすることで、それぞれ行なった。図3の横軸は画素ピ
ッチに対するビームスポット径の比:Db/Dpを表
し、縦軸は階調性ランクとして、面積率ガンマの直線
性、ハイライト部の濃度再現性、最大濃度(黒べた部)
を総合的に評価したものであり、値が大きいほど良好で
あることを示す。
FIG. 3 shows the results of examining the tone reproducibility by performing image output under the following conditions in the image forming apparatus of this embodiment. Beam spot diameter Db
Is 30, 50, 70, 90, 110, 130 [μm] 6
The types and recording densities of images are 400, 600, 1200 [d
pi] (Dp is 63.5, 42.3, respectively)
21.2 [μm]), a 256-step patch by binary error diffusion was output. The beam spot diameter was changed by changing the size of the opening of the aperture 33 in the exposure apparatus 3, and the pixel pitch was changed by changing the recording density described above. The horizontal axis of FIG. 3 represents the ratio of the beam spot diameter to the pixel pitch: Db / Dp, and the vertical axis represents the linearity of the area ratio gamma, the density reproducibility of the highlight portion, and the maximum density (solid black) as the gradation rank. Part)
Are comprehensively evaluated, and the larger the value, the better.

【0027】階調性ランクは3.5以上が規定値を満た
しており、そのときのDb/Dpは0.8以上3以下で
あることがわかった。Db/Dpが3より大きい領域で
は、前述の面積率ガンマが立ち上り、かつハイライト部
の濃度再現性が悪い状態であった。この場合、表現可能
な階調数が少なくなるので、写真画像などにおいては滑
らかさが著しく欠如した画像になる。Db/Dpが0.
8より小さい領域においては、黒べた部の画像濃度が充
分に得られていなかった。これは画像面積率100%の
入力信号に対して、露光が全点灯しているにも関わら
ず、その潜像が完全に埋まっていないことが考えられ
る。
It has been found that the gradation rank satisfies the specified value when 3.5 or more, and Db / Dp at that time is 0.8 or more and 3 or less. In a region where Db / Dp is larger than 3, the area ratio gamma rises, and the density reproducibility of the highlight portion is poor. In this case, the number of gradations that can be expressed is reduced, so that a photographic image or the like is an image having a remarkably lack of smoothness. When Db / Dp is 0.
In the region smaller than 8, the image density of the solid black portion was not sufficiently obtained. This may be because the latent image is not completely buried for the input signal having the image area ratio of 100%, even though the exposure is fully lit.

【0028】本実施形態のように露光装置としてレーザ
ー光学系を用いている場合には、主走査方向(感光体の
長手方向)にレーザーが走査しながら照射される。黒べ
た画像の形成のためにレーザーが全点灯をした場合に
は、照射時間分だけ主走査方向にレーザーが走査されて
いるので、主走査方向の隣りの画素における潜像は重な
りを持っている。しかしながら、副走査方向(感光体の
回転方向)の画素における潜像の重なりは、レーザーの
副走査方向のビームスポット径Dbvによってのみ決ま
る。よって前記の黒べた部の画像濃度を充分得るために
は、レーザーの副走査方向のビームスポット径Dbvと
記録密度で決まる副走査方向の画素ピッチDpvの関係
が、Dbv>0.8Dpvである必要がある。これは露
光装置がレーザー光学系である場合に固有の条件とな
る。
In the case where a laser optical system is used as the exposure device as in this embodiment, the laser beam is irradiated while scanning in the main scanning direction (longitudinal direction of the photosensitive member). When the laser is fully turned on to form a solid black image, the laser is scanned in the main scanning direction for the irradiation time, so the latent images in adjacent pixels in the main scanning direction have overlap. . However, the overlap of the latent images in the pixels in the sub-scanning direction (the rotation direction of the photoconductor) is determined only by the beam spot diameter Dbv in the sub-scanning direction of the laser. Accordingly, in order to sufficiently obtain the image density of the solid black portion, the relationship between the beam spot diameter Dbv in the laser sub-scanning direction and the pixel pitch Dpv in the sub-scanning direction determined by the recording density needs to satisfy Dbv> 0.8 Dpv. There is. This is a unique condition when the exposure apparatus is a laser optical system.

【0029】このように、露光装置によって露光する際
の感光体ドラム1上における光ビームスポット径Db
と、画像記録密度によって決まる画素ピッチDpの関係
を、Db<3Dpに設定することで、画像の記録密度が
増加した場合でもハイライト部の濃度再現性を損なうこ
とがなく、高精彩で階調製に優れた画像を得ることがで
きる。
As described above, the light beam spot diameter Db on the photosensitive drum 1 at the time of exposure by the exposure device
And the pixel pitch Dp determined by the image recording density is set to Db <3Dp, so that even when the image recording density increases, the density reproducibility of the highlight portion is not impaired, and high-definition gradation production is achieved. An excellent image can be obtained.

【0030】また、Db>0.8Dpに設定することに
より、画像の記録密度によらず、階調表現の際の画像面
積率に対する画像濃度との関係を直線的に保ち、かつ、
充分な黒ベタの濃度を得ることができる。
By setting Db> 0.8 Dp, the relationship between the image area ratio and the image density at the time of gradation expression is maintained linearly regardless of the image recording density, and
A sufficient black solid density can be obtained.

【0031】そして、Db<3DpかつDb>0.8D
pに設定することにより、画像の記録密度が増加した場
合でもハイライト部の濃度再現性の良さを損なうことな
く、且つ充分な黒ベタの濃度が得られ、高精彩で階調製
に優れ、常に安定した画像濃度を持つ画像を得ることが
できる。
Then, Db <3Dp and Db> 0.8D
By setting it to p, even if the recording density of the image is increased, sufficient black solid density can be obtained without deteriorating the density reproducibility of the highlight portion, and high definition and excellent gradation can be obtained. An image having a stable image density can be obtained.

【0032】さらに、露光装置をレーザ方式とした場合
には、主走査方向で同一のビームを使って露光する(L
EDアレイの場合は、主走査方向に並んだ各発光素子ア
レイのビームによって露光される)ので、主走査方向の
場所(位置)によらずに安定した露光ビームスポット径
を得ることができる。
Further, when the exposure apparatus is of a laser type, exposure is performed using the same beam in the main scanning direction (L
In the case of the ED array, exposure is performed by the beams of the light emitting element arrays arranged in the main scanning direction), so that a stable exposure beam spot diameter can be obtained regardless of the position (position) in the main scanning direction.

【0033】レーザ方式の場合に、レーザーの副走査方
向のビームスポット径Dbvと副走査方向の画素ピッチ
Dpvの関係がDbv>0.8Dpvであることによ
り、レーザ方式の露光装置であっても黒ベタ部の画像濃
度を充分に得られるような、露光ビームスポット径の副
走査方向の条件を規定することができる。
In the case of the laser system, since the relationship between the beam spot diameter Dbv in the sub-scanning direction of the laser and the pixel pitch Dpv in the sub-scanning direction is Dbv> 0.8 Dpv, even if the laser type exposure apparatus is used, It is possible to define the conditions of the exposure beam spot diameter in the sub-scanning direction so that the solid image density can be sufficiently obtained.

【0034】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。図4に示す第2実施形態のカラー画像形成装置
においては、感光体ドラム1、帯電装置2、露光装置3
b、現像装置4b、クリーニング装置6等からなる作像
ユニットを4つ設けた、いわゆるタンデム方式である。
各作像ユニットは、シアン,マゼンタ,イエロー,ブラ
ックの各色に対応するものであり、各作像ユニットを直
列に配置している。各作像ユニットにおいて形成された
トナー像を、転写ベルト5bに保持した記録紙に順次重
ね合わせて転写し、定着装置7により定着させることで
カラー画像を得ている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the color image forming apparatus according to the second embodiment shown in FIG. 4, a photosensitive drum 1, a charging device 2, an exposure device 3
b, a developing device 4 b, a cleaning device 6, and four image forming units.
Each image forming unit corresponds to each color of cyan, magenta, yellow, and black, and the image forming units are arranged in series. The color image is obtained by superimposing and transferring the toner images formed in the respective image forming units on the recording paper held on the transfer belt 5b sequentially, and fixing them by the fixing device 7.

【0035】本実施形態における現像装置4bは、第1
の実施形態における現像装置4の各色現像器と同様の構
造であり、合わせて後述する。図5は、本実施形態にお
ける露光装置3bの構成を示す断面図である。
The developing device 4b according to the present embodiment includes a first
The structure is the same as that of each color developing unit of the developing device 4 in the embodiment, and will be described later. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the exposure apparatus 3b according to the present embodiment.

【0036】露光装置3bとしては、固体光書込み装置
であるLEDアレイヘッドを用いている。LEDアレイ
ヘッドは、多数のLED素子が主走査方向に配列された
もので、各LED素子を画像信号に基づき点灯制御する
ことにより感光体1に対する光書き込みが行われ、静電
潜像が形成される。
As the exposure device 3b, an LED array head which is a solid-state optical writing device is used. The LED array head has a large number of LED elements arranged in the main scanning direction. By controlling lighting of each LED element based on an image signal, optical writing is performed on the photoconductor 1 and an electrostatic latent image is formed. You.

【0037】図5には、感光体1の中心軸に垂直な平面
における、LEDアレイヘッド及び感光体の断面が示さ
れている。発光素子アレイ基板30は、感光ドラム1の
母線上に沿って発光素子を複数個直線状に並べて配置さ
れた発光素子アレイ31を搭載している。32は結像レ
ンズであって、発光素子アレイ基板30と感光ドラム1
との間に位置し、発光素子アレイ31から発せられた光
を通過させ、感光ドラムの表面上に結像させる。
FIG. 5 shows a cross section of the LED array head and the photoconductor on a plane perpendicular to the central axis of the photoconductor 1. The light emitting element array substrate 30 has a light emitting element array 31 in which a plurality of light emitting elements are arranged linearly along the generatrix of the photosensitive drum 1. Reference numeral 32 denotes an image forming lens, which includes the light emitting element array substrate 30 and the photosensitive drum 1
And passes the light emitted from the light emitting element array 31 to form an image on the surface of the photosensitive drum.

【0038】発光素子アレイ31と発光素子アレイ基板
30と結像レンズ32とは、露光装置としてのLEDア
レイユニット33を構成する主要部品である。結像レン
ズ32としては、集光性の良いセルフォックレンズアレ
イ(以後SLAという)が広く用いられている。本実施
形態においては、開口角が12度であるSLA12Dを
用いた。
The light emitting element array 31, the light emitting element array substrate 30, and the image forming lens 32 are main components constituting an LED array unit 33 as an exposure device. As the imaging lens 32, a selfoc lens array (hereinafter, referred to as SLA) having good light collecting properties is widely used. In this embodiment, SLA12D having an opening angle of 12 degrees is used.

【0039】このような構成による本実施形態の画像形
成装置により、前記実施形態で行なった階調再現性につ
いて同様な実験を行なったところ、露光装置にレーザー
光学系を用いた場合の図3と同じデータを再現すること
ができた。
A similar experiment was conducted on the tone reproducibility performed in the above embodiment using the image forming apparatus of the present embodiment having the above-described configuration. FIG. 3 shows a case where a laser optical system was used as the exposure apparatus. The same data could be reproduced.

【0040】なお、ビーム径の変更および記録密度で決
まる画素ピッチの変更の手段は、前者(ビーム径の変
更)は、LEDアレイと感光体間の距離を変更し、ビー
ムをデフォーカスさせることで行い、後者(画素ピッチ
の変更)はLEDアレイヘッドの発光素子アレイ31の
配列ピッチを変えたものを載せ替えて行なった。
The means for changing the beam diameter and changing the pixel pitch determined by the recording density is based on the former (change of the beam diameter) by changing the distance between the LED array and the photosensitive member and defocusing the beam. The latter (change of the pixel pitch) was performed by changing the arrangement pitch of the light emitting element array 31 of the LED array head.

【0041】本実施形態のように、露光装置としてLE
Dアレイヘッドを用いている場合には、主走査方向(感
光体の長手方向)に発光素子が配列されて固定されて点
灯駆動されるので、感光体の回転方向(副走査)に走査
することと同じである。黒べた画像の形成のために発光
素子が全点灯をした場合には、点灯時間分だけ副走査方
向に光走査されるので、副走査方向の隣りの画素におけ
る潜像は重なりを持っている。しかしながら、主走査方
向(感光体の長手方向)の画素における潜像の重なり
は、感光体上における主走査方向のビームスポット径D
bhによってのみ決まる。よって前記の黒べた部の画像
濃度を充分得るためには、主走査方向のビームスポット
径Dbhと記録密度で決まる主走査方向の画素ピッチD
phの関係が、Dbh>0.8Dphである必要があ
る。これは露光装置がLEDアレイヘッドである場合に
固有の条件となる。
As in this embodiment, the exposure apparatus is an LE
When the D array head is used, the light emitting elements are arranged in the main scanning direction (longitudinal direction of the photoconductor) and are fixed and driven to be lit, so that scanning is performed in the rotation direction of the photoconductor (sub scanning). Is the same as When the light-emitting elements are fully lit to form a solid black image, light scanning is performed in the sub-scanning direction for the lighting time, so that latent images in adjacent pixels in the sub-scanning direction overlap. However, the overlap of the latent images in the pixels in the main scanning direction (longitudinal direction of the photoconductor) is caused by the beam spot diameter D in the main scanning direction on the photoconductor.
It depends only on bh. Therefore, in order to sufficiently obtain the image density of the solid black portion, the pixel pitch D in the main scanning direction determined by the beam spot diameter Dbh in the main scanning direction and the recording density.
The relationship of ph needs to be Dbh> 0.8 Dph. This is a unique condition when the exposure device is an LED array head.

【0042】このように、LEDアレイヘッドを用いて
いる本実施形態においても、光ビームスポット径Dbと
画素ピッチDpの関係をDb<3Dpに設定すること
で、画像の記録密度が増加した場合でもハイライト部の
濃度再現性を損なうことがなく、高精彩で階調製に優れ
た画像を得ることができる。
As described above, also in the present embodiment using the LED array head, by setting the relationship between the light beam spot diameter Db and the pixel pitch Dp to Db <3Dp, even when the image recording density increases. It is possible to obtain an image with high definition and excellent gradation production without impairing the density reproducibility of the highlight portion.

【0043】また、Db>0.8Dpに設定することに
より、画像の記録密度によらず、階調表現の際の画像面
積率に対する画像濃度との関係を直線的に保ち、かつ、
充分な黒ベタの濃度を得ることができる。
By setting Db> 0.8 Dp, the relationship between the image area ratio and the image density at the time of gradation expression is maintained linearly regardless of the image recording density, and
A sufficient black solid density can be obtained.

【0044】そして、Db<3DpかつDb>0.8D
pに設定することにより、画像の記録密度が増加した場
合でもハイライト部の濃度再現性の良さを損なうことな
く、且つ充分な黒ベタの濃度が得られ、高精彩で階調製
に優れ、常に安定した画像濃度を持つ画像を得ることが
できる。
Then, Db <3Dp and Db> 0.8D
By setting it to p, even if the recording density of the image is increased, sufficient black solid density can be obtained without deteriorating the density reproducibility of the highlight portion, and high definition and excellent gradation can be obtained. An image having a stable image density can be obtained.

【0045】さらに、露光装置をLEDアレイヘッドす
ることにより、装置を大型化することなく画像記録密度
の増加を図ることができ、その場合でもハイライト部の
濃度再現性の良さを損なうことなく、且つ充分な黒ベタ
の濃度が得られ、高精彩で階調製に優れ、常に安定した
画像濃度を持つ画像を得ることができる。
Further, by using an LED array head as the exposure device, it is possible to increase the image recording density without increasing the size of the device, and even in such a case, without deteriorating the reproducibility of the density of the highlight portion. In addition, a sufficient black solid density can be obtained, and an image having high definition, excellent gradation, and always having a stable image density can be obtained.

【0046】また、LEDアレイヘッド方式の場合に主
走査方向のビームスポット径Dbhと記録密度で決まる
主走査方向の画素ピッチDphの関係をDbh>0.8
Dphとすることにより、LEDアレイヘッド方式の露
光装置であっても黒ベタ部の画像濃度を充分に得られる
ような、露光ビームスポット径の主走査方向の条件を規
定することができる。
In the case of the LED array head system, the relationship between the beam spot diameter Dbh in the main scanning direction and the pixel pitch Dph in the main scanning direction determined by the recording density is Dbh> 0.8.
By setting Dph, it is possible to define the condition of the exposure beam spot diameter in the main scanning direction such that a sufficient image density of a solid black portion can be obtained even in an LED array head type exposure apparatus.

【0047】ところで、前記第1実施形態及び第2実施
形態のようなカラー画像形成装置においては、カラー写
真画像等の階調再現性が厳しく要求されるわけである
が、そのような場合でも本発明により、画像の記録密度
が増加した場合のハイライト部の濃度再現性を損なわず
に充分な黒ベタ画像を得られるような、露光ビームスポ
ット径の条件を規定することができ、高精彩で階調製に
優れ、常に安定した画像濃度を持つ画像を得ることがで
きる。
In the color image forming apparatuses such as the first and second embodiments, the tone reproduction of a color photographic image or the like is strictly required. According to the present invention, the condition of the exposure beam spot diameter can be defined so that a sufficient black solid image can be obtained without impairing the density reproducibility of the highlight portion when the recording density of the image is increased. It is possible to obtain an image which is excellent in gradation and always has a stable image density.

【0048】以下に、前記第1実施形態及び第2実施形
態の画像形成装置において用いる現像装置について説明
する。図7は、前記第1実施形態の現像装置4における
各色毎の現像器、あるいは前記第2実施形態における現
像装置4bの一例の構成を示す断面図である。図7で
は、まとめて現像装置4として表す。
Hereinafter, the developing device used in the image forming apparatuses of the first and second embodiments will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a configuration of a developing device for each color in the developing device 4 of the first embodiment or a developing device 4b in the second embodiment. In FIG. 7, they are collectively represented as a developing device 4.

【0049】図7に示すように、現像装置4内には、現
像剤担持体である現像ローラ41が感光体ドラム1に近
接するように配置されていて、双方の対向部分には、感
光体ドラムと磁気ブラシが接触する現像領域が形成され
ている。現像ローラ41は、アルミニウム、真鍮、ステ
ンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成して
なる現像スリーブ43が不図示の回転駆動機構によって
図中時計回りに回転されるようになっている。一例とし
て感光体ドラム1のドラム径が60mmで、ドラム線速
が240mm/秒に設定され、現像スリーブ43のスリ
ーブ径が20mmで、スリーブ線速が600mm/秒に
設定されている。したがって、ドラム線速に対するスリ
ーブ線速の比は2.5である。また感光体ドラム1と現
像スリーブ43との間隔である現像ギャップは0.4m
mに設定されている。
As shown in FIG. 7, in the developing device 4, a developing roller 41, which is a developer carrying member, is disposed so as to be close to the photosensitive drum 1. A development area where the drum and the magnetic brush are in contact is formed. The developing roller 41 is configured such that a developing sleeve 43 formed of a non-magnetic material such as aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin in a cylindrical shape is rotated clockwise in the figure by a rotation driving mechanism (not shown). I have. As an example, the drum diameter of the photosensitive drum 1 is set to 60 mm, the linear velocity of the drum is set to 240 mm / sec, the sleeve diameter of the developing sleeve 43 is set to 20 mm, and the linear velocity of the sleeve is set to 600 mm / sec. Therefore, the ratio of the sleeve linear speed to the drum linear speed is 2.5. The developing gap, which is the distance between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 43, is 0.4 m.
m.

【0050】図7において、現像剤の搬送方向(図で見
て時計回り方向)における現像領域の上流側部分には、
現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ上の現
像剤量を規制するドクタブレード45が設置されてい
る。このドクタブレード45と現像スリーブ43との間
隔であるドクタギャップは0.4mmに設定されてい
る。更に現像ローラの感光体ドラムとは反対側領域に
は、現像装置ケーシング内の現像剤を攪拌しながら現像
ローラ41へ汲み上げるためのスクリュー47が設置さ
れている。
In FIG. 7, an upstream portion of the developing area in the developer conveying direction (clockwise direction in the figure) includes:
A doctor blade 45 that regulates the height of the developer chain, that is, the amount of the developer on the developing sleeve, is provided. The doctor gap, which is the distance between the doctor blade 45 and the developing sleeve 43, is set to 0.4 mm. Further, a screw 47 for pumping the developer in the developing device casing to the developing roller 41 while stirring the developer in the developing device casing is provided in a region of the developing roller opposite to the photosensitive drum.

【0051】現像ローラのスリーブ43内には、当該現
像スリーブ43の周表面に現像剤の穂立ちを生じるよう
に磁界を形成する磁石ローラ体(磁石ローラ)44が固
定状態で備えられる。この磁石ローラ体から発せられる
法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアが現像
スリーブ43上にチェーン状に穂立ちされ、このチェー
ン状に穂立ちされたキャリアに帯電トナーが付着され
て、磁気ブラシが構成される。当該磁気ブラシは現像ス
リーブ43の回転によって現像スリーブ43と同方向
(図で見て時計回り方向)に移送されることとなる。上
記磁石ローラ体44は、複数の磁極(磁石)を備えてい
る。具体的には、現像領域部分に現像剤を穂立ちさせる
現像主磁石P1b、現像主磁極磁力の形成を補助する主
磁極磁力形成補助磁石P1a,P1c、現像スリーブ4
3上に現像剤を汲み上げるための磁石P4、汲み上げら
れた現像剤を現像領域まで搬送する磁石P5,P6、現
像後の領域で現像剤を搬送する磁極P2,P3を備えて
いる。これら各磁石P1b,P1a,P1c,P4,P
5,P2及びP3は、現像スリーブ43の半径方向に向
けて配置されている。本例では、磁石ローラ体44を8
極の磁石によって構成しているが、汲み上げ性、黒ベタ
画像追従性を向上させるためにP3極からドクタブレー
ド45の間に磁石(磁極)を更に増やして10極や12
極で構成してもよい。
In the sleeve 43 of the developing roller, a magnet roller body (magnet roller) 44 for forming a magnetic field so as to cause the developer to spike on the peripheral surface of the developing sleeve 43 is fixedly provided. Along with the normal magnetic field lines emitted from the magnet roller body, a carrier of the developer is spiked in a chain on the developing sleeve 43, and the charged toner is attached to the carrier sprung in the chain, A magnetic brush is configured. The magnetic brush is transferred in the same direction as the developing sleeve 43 (clockwise as viewed in the figure) by the rotation of the developing sleeve 43. The magnet roller body 44 has a plurality of magnetic poles (magnets). More specifically, the developing main magnet P1b for causing the developer to spike in the developing area, the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnets P1a and P1c for assisting the formation of the developing main magnetic pole magnetic force, and the developing sleeve 4
A magnet P4 for pumping up the developer, magnets P5 and P6 for transporting the pumped developer to the development area, and magnetic poles P2 and P3 for transporting the developer in the area after development are provided on the surface 3. These magnets P1b, P1a, P1c, P4, P
5, P2 and P3 are arranged radially of the developing sleeve 43. In this example, the magnet roller body 44 is
Although it is constituted by pole magnets, the number of magnets (magnetic poles) is further increased between the P3 pole and the doctor blade 45 in order to improve the pumping property and the black solid image followability, thereby increasing the number of poles to 10 poles or 12 poles.
It may be composed of poles.

【0052】特に図7に示されるように、上記現像主極
群P1は、P1a,P1b,P1cの順で上流側から並
ぶ横断面の小さな磁石から構成されている。横断面の小
さいこれら磁石は希土類金属合金により作製されている
が、サマリウム合金磁石、特にサマリウムコバルト合金
磁石などを用いることもできる。希土類金属合金磁石の
うち代表的な鉄ネオジウムボロン合金磁石では最大エネ
ルギー積が358kJ/m3であり、鉄ネオジウムボロ
ン合金ボンド磁石では最大エネルギー積が80kJ/m
3前後である。このような磁石によって従来の磁石と異
なり、相当に小サイズ化しても必要な現像ローラ表面磁
力を確保できる。従来の通常フェライト磁石やフェライ
トボンド磁石などでは最大エネルギー積が36kJ/m
3前後、20kJ/m3前後である。スリーブ径を大き
くすることが許容される場合には、フェライト磁石やフ
ェライトボンド磁石を用いて形状を大きくとり、あるい
はスリーブ側に向いた磁石先端を細く形成することで半
値幅を狭くすることが可能である。
As shown in FIG. 7 in particular, the main developing pole group P1 is composed of magnets having small cross sections arranged in order from the upstream side in the order of P1a, P1b and P1c. These magnets having a small cross section are made of a rare earth metal alloy, but a samarium alloy magnet, particularly a samarium cobalt alloy magnet, can also be used. Among the rare earth metal alloy magnets, a typical iron neodymium boron alloy magnet has a maximum energy product of 358 kJ / m3, and a iron neodymium boron alloy bonded magnet has a maximum energy product of 80 kJ / m3.
It is around 3. With such a magnet, unlike the conventional magnet, the required magnetic force on the surface of the developing roller can be secured even if the size is considerably reduced. The maximum energy product of conventional ordinary ferrite magnets and ferrite bonded magnets is 36 kJ / m
3 and 20 kJ / m3. If it is permissible to increase the sleeve diameter, the half-width can be reduced by using ferrite magnets or ferrite bonded magnets to make the shape larger, or by forming the magnet end facing the sleeve narrower. It is.

【0053】本例では、現像主磁石P1bと、現像スリ
ーブ43上に現像剤を汲み上げるための磁石P4と、汲
み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁石P6
と、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極P2,P3が
N極をなし、現像主磁極磁力の形成を補助する主磁極磁
力形成補助磁石P1a,P1cと、汲み上げられた現像
剤を搬送する磁石P5がS極をなしている。磁力詳細を
示す図8で理解できるように、主磁石P1bとして、現
像ローラ上で85mT以上の法線方向磁力を有する磁石
が用いられた。当該主磁石P1bより回転下流側の主磁
極磁力形成補助磁石と共に例えば60mT以上の磁力を
有すれば、キャリア付着などの異常画像の発生が無いこ
とが確認されている。これよりも小さい磁力の場合には
キャリア付着が発生した。キャリア付着に関係する磁力
は接線磁力であり、この接線磁力を大きくするためには
P1b,P1cの磁力を大きくする必要があるが、どち
らかを十分に大きくすることでキャリア付着の発生を抑
えることができる。磁石P1a,P1b,P1cの磁石
幅は2mmであった。この時のP1bの半値幅は16°
であった。この場合、主磁極磁力形成補助磁石P1a,
P1cを有して現像主極群P1を形成しても(図8の構
成)、主磁石P1bの下流側のみに主磁極磁力形成補助
磁石P1cを配置しても(図9の構成)、主磁石P1b
での半値幅は変わりなく、主磁極(P1b部分)の磁力
が数%低下するだけである。上流側に主磁極磁力形成補
助磁石(P1a)が無いためにP1a部分の磁力は低下
し、30mT程度になったことが確認されたが、この箇
所は入口シールによって覆われるべき部分であり、作像
部に露出しないので、画像に影響せず、主磁極に現像剤
を提供することが可能である。更に磁石の幅を狭くする
ことで、半値幅は更に細くなることが確認された。1.
6mm幅を用いた際の主磁極の半値幅は12°であっ
た。図8のグラフ値から、P1bの最高法線磁力は90
mTと読み取ることができる。この時の半値幅は45m
Tで、その角度幅は25°である。この主磁極の半値幅
25°を境に、それより大きくすると異常画像の発生が
あることが確認された。対照のため、図10に従来の磁
石ローラでの磁力詳細を概略的に示す。
In this embodiment, the developing main magnet P1b, the magnet P4 for pumping the developer onto the developing sleeve 43, and the magnet P6 for transporting the pumped developer to the developing area.
And magnetic poles P2 and P3 for transporting the developer in the region after development form N poles, and main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnets P1a and P1c for assisting the formation of the developing main magnetic pole magnetic force, and transport the pumped developer. The magnet P5 forms the south pole. As can be understood from FIG. 8 showing the details of the magnetic force, a magnet having a normal direction magnetic force of 85 mT or more on the developing roller was used as the main magnet P1b. It has been confirmed that, if the auxiliary magnet having the magnetic pole forming magnetic force on the downstream side of the main magnet P1b has a magnetic force of, for example, 60 mT or more, no abnormal image such as carrier adhesion occurs. When the magnetic force was smaller than this, carrier adhesion occurred. The magnetic force related to carrier adhesion is a tangential magnetic force. To increase this tangential magnetic force, it is necessary to increase the magnetic force of P1b or P1c. Can be. The magnet width of the magnets P1a, P1b, P1c was 2 mm. At this time, the half width of P1b is 16 °.
Met. In this case, the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnets P1a,
Even if the developing main pole group P1 is formed with P1c (the configuration in FIG. 8), the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnet P1c is arranged only on the downstream side of the main magnet P1b (the configuration in FIG. 9). Magnet P1b
The width at half maximum at the same time does not change, and the magnetic force of the main magnetic pole (P1b portion) is reduced only by a few percent. Since there was no main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnet (P1a) on the upstream side, it was confirmed that the magnetic force of the P1a portion was reduced to about 30 mT. However, this portion was a portion to be covered by the inlet seal. Since it is not exposed to the image portion, it is possible to provide the developer to the main magnetic pole without affecting the image. Further, it was confirmed that the half width was further reduced by reducing the width of the magnet. 1.
The half width of the main pole when using a 6 mm width was 12 °. From the graph values in FIG. 8, the maximum normal magnetic force of P1b is 90
It can be read as mT. The half width at this time is 45m
At T, its angular width is 25 °. It was confirmed that an abnormal image was generated when the half width of the main magnetic pole was set to be larger than 25 °. For comparison, FIG. 10 schematically shows details of the magnetic force of the conventional magnet roller.

【0054】主磁極磁力形成補助磁石P1a,P1cの
半値幅は35°以下に形成する。この部分での半値幅は
外側に位置するP2やP6の半値幅が大きいために主磁
極でのように半値幅を相対的に狭く設定することができ
ない。
The half value width of the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnets P1a and P1c is set to 35 ° or less. The half width at this portion cannot be set relatively small as at the main pole because the half width of P2 and P6 located outside is large.

【0055】また主磁石P1bと主磁極磁力形成補助磁
石P1a,P1cの位置関係を図11に示す。主磁石P
1bの両側にある主磁極磁力形成補助磁石P1a,P1
cによる挟角を30°以下に形成する。上記の例では、
主磁極での半値幅を16°に設定するために当該挟角は
25°とした。更に主磁極磁力形成補助磁石P1a,P
1cと当該補助磁石の外側にある磁石P2,P6とによ
る変極点(0mT:磁力がN極からS極、S極からN極
に変わる点)の挟角を120°以下にする。
FIG. 11 shows the positional relationship between the main magnet P1b and the auxiliary magnets P1a and P1c for forming the main magnetic pole magnetic force. Main magnet P
1b, P1a, P1 on both sides of main pole 1b
The included angle by c is set to 30 ° or less. In the example above,
The included angle was set to 25 ° in order to set the half width at the main pole to 16 °. Further, the main magnetic pole magnetic force forming auxiliary magnets P1a, P1
The included angle of the inflection point (0 mT: the point at which the magnetic force changes from N pole to S pole and from S pole to N pole) by 1c and the magnets P2 and P6 outside the auxiliary magnet is set to 120 ° or less.

【0056】以上の条件を満たすことにより、主磁極で
の磁気ブラシが感光体に接触して現像するやり方では、
現像ニップが現像剤粒径以上で2mm以下となり、後端
白抜けがなく、横細線や1ドットのように小さい画像で
あっても十分に形成することができる。そのイメージを
図12に示し、図13の従来例と比較する。
By satisfying the above conditions, the method in which the magnetic brush at the main magnetic pole contacts the photoreceptor and develops it is as follows.
The developing nip is 2 mm or less when the developer particle size is larger than the developer particle diameter, and there is no trailing edge white spot, and a small image such as a horizontal thin line or 1 dot can be sufficiently formed. The image is shown in FIG. 12 and compared with the conventional example of FIG.

【0057】主磁石P1bの磁力によって形成されるス
リーブ表面の磁気ブラシは、穂立ちし始める部分(根元
部分の幅)を2mm以下にすることによって、感光体と
磁気ブラシが接触する部分の現像ニップ幅を2mm以下
に形成することが可能である。
The magnetic brush on the sleeve surface formed by the magnetic force of the main magnet P1b has a developing nip at a portion where the photoreceptor comes into contact with the magnetic brush by setting the portion where the brush starts to stand (width of the root portion) to 2 mm or less. The width can be formed to 2 mm or less.

【0058】画像濃度の低い感光体上のトナー像(付着
量の少ないトナー像)を現像する際に、本実施例の磁気
ブラシを使用した場合には、現像ニップ幅が小さいた
め、感光体上を摺擦する磁気ブラシの接触量(時間)が
少なくなり、磁気ブラシ先端部に発生するカウンターチ
ャージの発生量が低下する。結果として、カウンターチ
ャージをもったキャリアがトナー像を引き付けることに
よる画像後端部が白く抜ける現象を抑えることが可能と
なる。したがって、画像濃度の低い感光体上のトナー像
(付着量の少ないトナー像)の再現性を向上することが
可能となった。また画像濃度が高くなる理由として、図
7の磁石ローラを使用することにより、P1bの磁気ブ
ラシの長さが小さくなり、現像ニップ幅を小さくするこ
とが可能となり、したがって、現像スリーブが回転移動
し、P1bを通過する際の短くなった磁気ブラシが立ち
始め現像ニップ間を通過する時間が早くなり(対感光体
線速比がこの部分だけ早くなる現象が起こっている)、
感光体に摺擦する現像剤の量が増加するために画像濃度
が高くなる。更に現像ニップ幅が小さいので現像ニップ
領域前の現像剤滞留部の現像剤量が少なく、カウンター
チャージの発生を抑えることが可能となったために画像
濃度の低下を抑えることができ、結果として、後端白抜
けの無い画像能力の向上した現像装置とすることができ
る。
When the magnetic brush of this embodiment is used for developing a toner image (a toner image having a small amount of adhesion) on a photoreceptor having a low image density, the developing nip width is small. The contact amount (time) of the magnetic brush that rubs the magnetic brush decreases, and the amount of counter charge generated at the tip of the magnetic brush decreases. As a result, it is possible to suppress the phenomenon that the trailing edge of the image becomes white due to the carrier having the counter charge attracting the toner image. Therefore, it has become possible to improve the reproducibility of a toner image (a toner image having a small amount of adhesion) on a photoconductor having a low image density. The reason why the image density is increased is that by using the magnet roller of FIG. 7, the length of the magnetic brush of P1b can be reduced, and the developing nip width can be reduced. , P1b, the shortened magnetic brush starts to rise, and the time required to pass between the development nips is shortened (the phenomenon that the linear velocity ratio with respect to the photoconductor is shortened by this portion occurs).
The image density increases because the amount of developer rubbing against the photoreceptor increases. Further, since the developing nip width is small, the amount of the developer in the developer stagnation portion in front of the developing nip area is small, and it is possible to suppress the occurrence of the counter charge. It is possible to provide a developing device having improved image ability without edge blanking.

【0059】図14は、前記第1実施形態の現像装置4
における各色毎の現像器、あるいは前記第2実施形態に
おける現像装置4bの別例の構成を示す断面図である。
図14では、まとめて現像装置4として表す。
FIG. 14 shows the developing device 4 of the first embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of another example of a developing device for each color in FIG. 7 or a developing device 4b in the second embodiment.
In FIG. 14, they are collectively represented as a developing device 4.

【0060】図14において、現像装置4内には、現像
剤担持体である現像ローラ41が感光体ドラム1に近接
するように配置されていて、双方の対向部分に現像領域
が形成されている。現像ローラ41では、アルミニウ
ム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円
筒形に形成してなる現像スリーブ43が不図示の回転駆
動機構によって時計回り方向に回転されるようになって
いる。一例として、感光体ドラム1のドラム径が60m
mで、ドラム線速が240mm/秒に設定され、現像ス
リーブ43のスリーブ径が20mmで、スリーブ線速が
600mm/秒に設定されている。したがって、ドラム
線速に対するスリーブ線速の比は2.5である。また感
光体ドラム1と現像スリーブ43との間隔である現像ギ
ャップは0.4mmに設定されている。
In FIG. 14, a developing roller 41, which is a developer carrier, is arranged in the developing device 4 so as to be close to the photosensitive drum 1, and a developing region is formed at both opposing portions. . In the developing roller 41, a developing sleeve 43 formed of a non-magnetic material such as aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin in a cylindrical shape is rotated clockwise by a rotation drive mechanism (not shown). . As an example, the drum diameter of the photosensitive drum 1 is 60 m
m, the drum linear velocity is set to 240 mm / sec, the sleeve diameter of the developing sleeve 43 is set to 20 mm, and the sleeve linear velocity is set to 600 mm / sec. Therefore, the ratio of the sleeve linear speed to the drum linear speed is 2.5. The developing gap, which is the distance between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 43, is set to 0.4 mm.

【0061】現像剤の搬送方向(図で見て時計回り方
向)における現像領域の上流側部分には、現像剤チェー
ン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ上の現像剤量を規制
するドクタブレード45が設置されている。このドクタ
ブレード45と現像スリーブ43との間隔であるドクタ
ギャップは0.4mmに設定されている。更に現像ロー
ラの感光体ドラムとは反対側領域には、現像ケーシング
46内の現像剤を攪拌しながら現像ローラ41へ汲み上
げるためのスクリュ47が設置されている。
A doctor blade 45 for regulating the height of the developer chain, ie, the amount of the developer on the developing sleeve, is provided on the upstream side of the developing area in the developer conveying direction (clockwise direction in the drawing). Is installed. The doctor gap, which is the distance between the doctor blade 45 and the developing sleeve 43, is set to 0.4 mm. Further, a screw 47 for pumping the developer in the developing casing 46 to the developing roller 41 while agitating the developer in the developing casing 46 is provided in a region of the developing roller opposite to the photosensitive drum.

【0062】上記現像スリーブ43内には、当該現像ス
リーブ43の周表面に現像剤を穂立ちさせるように磁界
を形成する磁石ローラ体44が固定状態で備えられてい
る。この磁石ローラ体から発せられる法線方向磁力線に
沿うように、現像剤のキャリアが現像スリーブ43上に
チェーン状に穂立ちされ、このチェーン状に穂立ちされ
たキャリアに帯電トナーが付着されて、磁気ブラシが構
成される。当該磁気ブラシは現像スリーブ43の回転に
よって現像スリーブ43と同方向(図で見て時計回り方
向)に移送されることとなる。上記磁石ローラ体44
は、複数の磁極(磁石)を備えている。具体的には、現
像領域部分に現像剤を穂立ちさせる現像主磁石P1、現
像スリーブ43上に現像剤を汲み上げるための磁石P
4、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁石
P5,P6、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極P
2,P3を備えている。これら各磁石P1,P4,P
5,P2及びP3は、現像スリーブ43の半径方向に向
けて配置されている。本例では、磁石ローラ体44を6
極の磁石によって構成しているが、汲み上げ性、黒ベタ
画像追従性を向上させるためにP3極からドクタブレー
ド45の間に磁石(磁極)を更に増やして8極以上で構
成してもよい。
In the developing sleeve 43, there is fixedly provided a magnet roller body 44 for forming a magnetic field so as to make the developer stand on the peripheral surface of the developing sleeve 43. Along with the normal magnetic field lines emitted from the magnet roller body, a carrier of the developer is spiked in a chain on the developing sleeve 43, and the charged toner is attached to the carrier sprung in the chain, A magnetic brush is configured. The magnetic brush is transferred in the same direction as the developing sleeve 43 (clockwise as viewed in the figure) by the rotation of the developing sleeve 43. The magnet roller body 44
Has a plurality of magnetic poles (magnets). More specifically, a developing main magnet P1 for raising the developer in the developing area portion, and a magnet P for pumping the developer onto the developing sleeve 43
4. Magnets P5 and P6 for transporting the pumped developer to the development area, and magnetic poles P for transporting the developer in the area after development
2, P3. These magnets P1, P4, P
5, P2 and P3 are arranged radially of the developing sleeve 43. In this example, the magnet roller body 44 is
Although the magnets are formed by pole magnets, the magnets (magnetic poles) may be further increased from P3 pole to the doctor blade 45 to increase the number of poles to 8 or more in order to improve the pumping property and the solid black image followability.

【0063】特に図14に示されるように、上記現像主
極を形成する主磁石P1は、横断面の小さな磁石から構
成されている。横断面の小さい磁石は希土類金属合金に
より作製されているが、サマリウム合金磁石、特にサマ
リウムコバルト合金磁石などを用いることもできる。希
土類金属合金磁石のうち代表的な鉄ネオジウムボロン合
金磁石では最大エネルギー積が358kJ/m3であ
り、鉄ネオジウムボロン合金ボンド磁石では最大エネル
ギー積が80kJ/m3前後である。このような磁石に
よって従来の磁石と異なり、相当に小サイズ化しても必
要な現像ローラ表面磁力を確保できる。従来の通常フェ
ライト磁石やフェライトボンド磁石などでは最大エネル
ギー積が36kJ/m3前後、20kJ/m3前後であ
る。スリーブ径を大きくすることが許容される場合に
は、フェライト磁石やフェライトボンド磁石を用いて形
状を大きくとり、あるいはスリーブ側に向いた磁石先端
を細く形成することで半値幅を狭くすることが可能であ
る。
In particular, as shown in FIG. 14, the main magnet P1 forming the developing main pole is formed of a magnet having a small cross section. Although the magnet having a small cross section is made of a rare earth metal alloy, a samarium alloy magnet, in particular, a samarium cobalt alloy magnet can be used. Among the rare earth metal alloy magnets, a typical iron neodymium boron alloy magnet has a maximum energy product of 358 kJ / m3, and a iron neodymium boron alloy bonded magnet has a maximum energy product of about 80 kJ / m3. With such a magnet, unlike the conventional magnet, the required magnetic force on the surface of the developing roller can be secured even if the size is considerably reduced. The maximum energy products of conventional ordinary ferrite magnets and ferrite bonded magnets are around 36 kJ / m3 and around 20 kJ / m3. If it is permissible to increase the sleeve diameter, the half-width can be reduced by using ferrite magnets or ferrite bonded magnets to make the shape larger, or by forming the magnet end facing the sleeve narrower. It is.

【0064】本例では、現像スリーブ43上に現像剤を
汲み上げるための磁石P4と、汲み上げられた現像剤を
現像領域まで搬送する磁石P6と、現像後の領域で現像
剤を搬送する磁石P2,P3がN極をなし、現像主磁石
P1と、汲み上げられた現像剤を搬送する磁石P5がS
極をなしている。磁力詳細を示す図15で理解できるよ
うに、主磁石P1として、現像ローラ上で85mT以上
の法線方向磁力を有する磁石が用いられた。例えば60
mT以上の磁力を有すれば、キャリア付着などの異常画
像の発生が無いことが確認されている。現像剤搬送磁極
をなす下流側の磁石P2は主磁極磁力形成を補助する働
きもあるようで、これを60mT以上あることでキャリ
ア付着の発生が起こらず、これよりも小さい磁力の場合
にはキャリア付着が発生することも確認した。磁石P1
の磁石幅は2mmであった。この時のP1の半値幅は2
2°であった。更に磁石の幅を狭くすることで、半値幅
は更に細くなることが確認された。1.6mm幅を用い
た際の主磁極の半値幅は16°で形成された。主磁極
(P1)の半値幅25°を境に、それより大きくすると
異常画像の発生があることが確認された。対照のため、
図10に従来の磁石ローラでの磁力詳細を概略的に示
す。
In this embodiment, a magnet P4 for pumping the developer onto the developing sleeve 43, a magnet P6 for transporting the pumped developer to the development area, and a magnet P2 for transporting the developer in the area after development. P3 forms the N pole, and the developing main magnet P1 and the magnet P5 for transporting the pumped developer are S
It is pole. As can be understood from FIG. 15 showing the details of the magnetic force, a magnet having a normal magnetic force of 85 mT or more on the developing roller was used as the main magnet P1. For example, 60
It has been confirmed that if the magnetic force is at least mT, no abnormal image such as carrier adhesion will occur. The downstream magnet P2, which forms the developer carrying magnetic pole, seems to have a function of assisting the formation of the main magnetic pole. When the magnet P2 is at least 60 mT, carrier adhesion does not occur. It was also confirmed that adhesion occurred. Magnet P1
Was 2 mm in width. At this time, the half width of P1 is 2
2 °. Further, it was confirmed that the half width was further reduced by reducing the width of the magnet. When the 1.6 mm width was used, the half width of the main pole was formed at 16 °. It was confirmed that an abnormal image was generated when the half-width of the main pole (P1) was larger than 25 °. For control,
FIG. 10 schematically shows the details of the magnetic force of the conventional magnet roller.

【0065】更に図16に示すように、主磁石P1と当
該磁石の外側にある磁石P2,P6とによる変極点(0
mT:磁力がN極からS極、S極からN極に変わる点)
の挟角を60°以下にすることもできる。
Further, as shown in FIG. 16, the inflection point (0) caused by the main magnet P1 and the magnets P2 and P6 outside the main magnet P1.
mT: Magnetic force changes from N pole to S pole and S pole to N pole)
May be 60 ° or less.

【0066】以上の条件を満たすことにより、主磁極で
の磁気ブラシが感光体に接触して現像するやり方では、
現像ニップが現像剤粒径以上で2mm以下となり、後端
白抜けがなく、横細線や1ドットのように小さい画像で
あっても十分に形成することができる。そのイメージを
図17に示し、図13の従来の場合と比較する。
By satisfying the above conditions, the method in which the magnetic brush at the main magnetic pole contacts the photoreceptor and develops it is as follows.
The developing nip is 2 mm or less when the developer particle size is larger than the developer particle diameter, and there is no trailing edge white spot, and a small image such as a horizontal thin line or 1 dot can be sufficiently formed. The image is shown in FIG. 17 and compared with the conventional case of FIG.

【0067】主磁石P1bの磁力によって形成されるス
リーブ表面の磁気ブラシは、穂立ちし始める部分(根元
部分の幅)を2mm以下にすることによって、感光体と
磁気ブラシが接触する部分の現像ニップ幅を2mm以下
に形成することが可能である。
The magnetic brush on the sleeve surface formed by the magnetic force of the main magnet P1b has a developing nip at a portion where the photoreceptor comes into contact with the magnetic brush by setting the portion where the ears start to stand (width of the root portion) to 2 mm or less. The width can be formed to 2 mm or less.

【0068】画像濃度の低い感光体上のトナー像(付着
量の少ないトナー像)を、現像する際に、本例の磁気ブ
ラシを使用した場合には、現像ニップ幅が小さいため、
感光体上を摺擦する磁気ブラシの接触量(時間)が少な
くなり、磁気ブラシ先端部に発生するカウンターチャー
ジの発生量が低下する。結果として、カウンターチャー
ジをもったキャリアがトナー像を引き付けることによる
画像後端部が白く抜ける現象を抑えることが可能とな
る。したがって、画像濃度の低い感光体上のトナー像
(付着量の少ないトナー像)の再現性を向上することが
可能となった。また画像濃度が高くなる理由として、図
14の磁石ローラを使用することにより、P1の磁気ブ
ラシの長さが小さくなり、現像ニップ幅を小さくするこ
とが可能となり、したがって、現像スリーブが回転移動
し、P1を通過する際の短くなった磁気ブラシが立ち始
め現像ニップ間を通過する時間が早くなり(対感光体線
速比がこの部分だけ早くなる現象が起こっている)、感
光体に摺擦する現像剤の量が増加するために画像濃度が
高くなる。更に現像ニップ幅が小さいので現像ニップ領
域前の現像剤滞留部の現像剤量が少なく、カウンターチ
ャージの発生を抑えることが可能となったために画像濃
度の低下を抑えることができ、結果として、後端白抜け
の無い画像能力の向上した現像装置を提供することがで
きる。
When the magnetic brush of the present embodiment is used to develop a toner image (a toner image with a small amount of adhesion) on a photoreceptor having a low image density, the developing nip width is small.
The contact amount (time) of the magnetic brush rubbing the photoreceptor decreases, and the amount of counter charge generated at the tip of the magnetic brush decreases. As a result, it is possible to suppress the phenomenon that the trailing edge of the image becomes white due to the carrier having the counter charge attracting the toner image. Therefore, it has become possible to improve the reproducibility of a toner image (a toner image having a small amount of adhesion) on a photoconductor having a low image density. The reason why the image density is increased is that by using the magnet roller of FIG. 14, the length of the magnetic brush P1 is reduced, and the width of the developing nip can be reduced. , P1, the shortened magnetic brush starts to rise, and the time required to pass between the developing nips is shortened (the phenomenon that the linear velocity ratio to the photosensitive member is increased by this portion occurs), and the photosensitive member is rubbed. The image density increases because the amount of the developing agent increases. Further, since the developing nip width is small, the amount of the developer in the developer stagnation portion in front of the developing nip area is small, and it is possible to suppress the occurrence of the counter charge. It is possible to provide a developing device having an improved image ability without edge blanking.

【0069】最後に、本発明を適用した画像形成装置で
ある電子写真式カラー複写装置(以下、カラー複写機と
いう)の全体について説明する。図18を用いて本カラ
ー複写機の概略構成及び動作について説明する。このカ
ラー複写機は、カラー画像読取装置(以下、カラースキ
ャナという)11、カラー画像記録装置(以下、カラー
プリンタという)12、給紙バンク13等で構成されて
いる。
Finally, an entire electrophotographic color copying machine (hereinafter referred to as a color copying machine) which is an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described. The schematic configuration and operation of the color copying machine will be described with reference to FIG. The color copying machine includes a color image reading device (hereinafter, referred to as a color scanner) 11, a color image recording device (hereinafter, referred to as a color printer) 12, a paper feed bank 13, and the like.

【0070】カラープリンタ12における感光体ドラム
20は図1の感光体1に相当するものである。また、レ
ーザ方式の書き込み光学ユニット22は図2の露光装置
3に相当するものである。そして、リボルバ現像ユニッ
ト23は図1の現像装置4に対応するものである。さら
に、中間転写装置26は図1の中間転写装置5に相当す
るものである。
The photosensitive drum 20 in the color printer 12 corresponds to the photosensitive drum 1 shown in FIG. The writing optical unit 22 of the laser system corresponds to the exposure device 3 in FIG. The revolver developing unit 23 corresponds to the developing device 4 in FIG. Further, the intermediate transfer device 26 corresponds to the intermediate transfer device 5 in FIG.

【0071】上記中間転写装置26は、中間転写ベルト
261、ベルトクリーニング装置262、紙転写コロナ
放電器(以下、紙転写器という)263などで構成され
ている。中間転写ベルト261は駆動ローラ264a、
転写対向ローラ264b、クリーニング対向ローラ26
4c及び従動ローラ群に張架されており、不図示の駆動
モータにより、駆動制御される。またベルトクリーニン
グ装置262は、入口シール、ゴムブレード、排出コイ
ル、入口シール及びゴムブレードの接離機構等で構成さ
れており、1色目のBk画像を中間転写ベルト261に
転写した後の2、3、4色目の画像をベルト転写してい
る間は接離機構によって中間転写ベルト261の表面か
ら入口シール、ブレードを離間させておく。また紙転写
器263は、コロナ放電方式にてAC電圧+DC電圧、
又はDC電圧を印加して、中間転写ベルト261上の重
ねトナー像を記録紙に一括転写する。
The intermediate transfer device 26 includes an intermediate transfer belt 261, a belt cleaning device 262, a paper transfer corona discharger (hereinafter, referred to as a paper transfer device) 263, and the like. The intermediate transfer belt 261 includes a driving roller 264a,
Transfer opposed roller 264b, cleaning opposed roller 26
4c and a group of driven rollers, and is driven and controlled by a drive motor (not shown). The belt cleaning device 262 includes an entrance seal, a rubber blade, a discharge coil, an entrance seal, a mechanism for contacting and releasing the rubber blade, and the like. During the belt transfer of the fourth color image, the entrance seal and the blade are separated from the surface of the intermediate transfer belt 261 by the contact / separation mechanism. The paper transfer unit 263 is an AC voltage + DC voltage using a corona discharge method.
Alternatively, a DC voltage is applied to collectively transfer the superimposed toner image on the intermediate transfer belt 261 to recording paper.

【0072】また、カラープリンタ12内の記録紙カセ
ット207及び給紙バンク13内の記録紙カセット30
a,30b,30cには、各種サイズの記録紙が収納さ
れており、指定されたサイズの記録紙のカセットから、
給紙コロ28,31a,31b,31cによってレジス
トローラ対29方向に給紙、搬送される。また、プリン
タ12の図で見て右側面には、OHP用紙や厚紙などの
手差し給紙用の手差しトレイ21が設けられている。
The recording paper cassette 207 in the color printer 12 and the recording paper cassette 30 in the paper supply bank 13 are also provided.
Recording papers of various sizes are stored in a, 30b, and 30c.
Paper is fed and conveyed in the direction of the registration roller pair 29 by the paper feed rollers 28, 31a, 31b, 31c. Further, a manual tray 21 for manually feeding OHP paper or thick paper is provided on the right side of the printer 12 in the drawing.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、露光装置によって露光する際の像担持体
上における光ビームスポット径をDb、画像の記録密度
によって決まる画素ピッチをDpとしたとき、Db<3
Dpなる関係が成り立つことを特徴とするので、画像の
記録密度が増加した場合でもハイライト部の濃度再現性
を損なうことがなく、高精彩で階調製に優れた画像を得
ることができる。
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the light beam spot diameter on the image carrier upon exposure by the exposure device is Db, and the pixel pitch determined by the recording density of the image is Dp. , Db <3
Since the relationship of Dp is established, even when the recording density of the image is increased, it is possible to obtain an image with high definition and excellent in gradation production without impairing the density reproducibility of the highlight portion.

【0074】請求項2の構成により、Db<3Dpかつ
Db>0.8Dpなる関係が成り立つことにより、画像
の記録密度が増加した場合でもハイライト部の濃度再現
性の良さを損なうことなく、且つ充分な黒ベタの濃度が
得られ、高精彩で階調製に優れ、常に安定した画像濃度
を持つ画像を得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, since the relationship of Db <3Dp and Db> 0.8Dp is satisfied, even if the recording density of the image is increased, the good reproducibility of the density of the highlight portion is not impaired. A sufficient black solid density can be obtained, and an image having high definition, excellent in gradation, and always having a stable image density can be obtained.

【0075】請求項3の構成により、Db>0.8Dp
なる関係が成り立つことにより、画像の記録密度によら
ず、階調表現の際の画像面積率に対する画像濃度との関
係を直線的に保ち、かつ、充分な黒ベタの濃度を得るこ
とができる。
According to the third aspect of the present invention, Db> 0.8 Dp
By satisfying the following relationship, the relationship between the image area ratio and the image density at the time of gradation expression can be kept linear regardless of the image recording density, and a sufficient solid black density can be obtained.

【0076】請求項4の構成により、露光装置が、レー
ザ光を主走査方向に走査させることにより像担持体上に
静電潜像を形成するレーザ走査方式であることにより、
主走査方向で同一のビームを使って露光するので、主走
査方向の場所(位置)によらずに安定した露光ビームス
ポット径を得ることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the exposure apparatus is a laser scanning system that forms an electrostatic latent image on an image carrier by scanning a laser beam in the main scanning direction.
Since exposure is performed using the same beam in the main scanning direction, a stable exposure beam spot diameter can be obtained regardless of the location (position) in the main scanning direction.

【0077】請求項5の構成により、露光装置によって
露光する際の像担持体上の副走査方向の光ビームスポッ
ト径をDbv、画像の記録密度で決まる副走査方向の画
素ピッチをDpvとしたとき、Dbv>0.8Dpvな
る関係が成り立つことを特徴とするので、レーザ方式の
露光装置であっても黒ベタ部の画像濃度を充分に得られ
るような、露光ビームスポット径の副走査方向の条件を
規定することができる。そのため、ハイライト部の濃度
再現性の良さを損なうことなく、且つ充分な黒ベタの濃
度が得られ、高精彩で階調製に優れ、常に安定した画像
濃度を持つ画像を得ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, when the light beam spot diameter in the sub-scanning direction on the image carrier when exposing by the exposure device is Dbv, and the pixel pitch in the sub-scanning direction determined by the recording density of the image is Dpv. , Dbv> 0.8 Dpv, the exposure beam spot diameter condition in the sub-scanning direction is sufficient to obtain sufficient image density of the solid black portion even with a laser type exposure apparatus. Can be defined. Therefore, a sufficient black solid density can be obtained without deteriorating the density reproducibility of the highlight portion, and an image having high definition, excellent gradation, and always having a stable image density can be obtained.

【0078】請求項6の構成により、露光装置が、多数
のLED素子を主走査方向にライン上に配設した発光素
子アレイと、該発光素子アレイによる光を感光体上に結
像するレンズアレイからなる、LEDアレイヘッド方式
であり、該LEDアレイヘッドを像担持体と対向して配
置することを特徴とするので、装置を大型化することな
く画像記録密度の増加を図ることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a light emitting element array in which a plurality of LED elements are arranged on a line in a main scanning direction, and a lens array for forming an image of light from the light emitting element array on a photosensitive member. And the LED array head is disposed so as to face the image carrier, so that the image recording density can be increased without increasing the size of the apparatus.

【0079】請求項7の構成により、露光装置によって
露光する際の前記像担持体上の主走査方向の光ビームス
ポット径をDbh、画像の記録密度で決まる主走査方向
の画素ピッチをDphとしたとき、Dbh>0.8Dp
hなる関係が成り立つことを特徴とするので、LEDア
レイヘッド方式の露光装置であっても黒ベタ部の画像濃
度を充分に得られるような、露光ビームスポット径の主
走査方向の条件を規定することができる。そのため、ハ
イライト部の濃度再現性の良さを損なうことなく、且つ
充分な黒ベタの濃度が得られ、高精彩で階調製に優れ、
常に安定した画像濃度を持つ画像を得ることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, the light beam spot diameter in the main scanning direction on the image carrier when exposing by the exposure device is Dbh, and the pixel pitch in the main scanning direction determined by the recording density of the image is Dph. When Dbh> 0.8Dp
Since the relationship h is established, the condition of the exposure beam spot diameter in the main scanning direction is specified so that the image density of the solid black portion can be sufficiently obtained even with an LED array head type exposure apparatus. be able to. Therefore, a sufficient black solid density can be obtained without deteriorating the high density reproducibility of the highlight portion, and high definition and excellent gradation can be obtained.
An image having a stable image density can always be obtained.

【0080】請求項8の構成により、カラー写真画像等
の階調再現性が厳しく要求されカラー画像形成装置にお
いても、画像の記録密度が増加した場合のハイライト部
の濃度再現性を損なわずに充分な黒ベタ画像を得られる
ような、露光ビームスポット径の条件を規定することが
でき、高精彩で階調製に優れ、常に安定した画像濃度を
持つ画像を得ることができる。
According to the structure of the eighth aspect, the tone reproducibility of a color photographic image or the like is strictly required and even in a color image forming apparatus, the density reproducibility of a highlight portion when the recording density of an image is increased is not impaired. The conditions of the exposure beam spot diameter can be defined so that a sufficient black solid image can be obtained, and an image having high definition, excellent gradation, and always having a stable image density can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る画像形成装置の一例における作像
部の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming unit in an example of an image forming apparatus according to the present invention.

【図2】その画像形成装置における露光装置の構成を示
す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of an exposure device in the image forming apparatus.

【図3】本実施形態の画像形成装置における階調再現性
の実験結果を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing experimental results of gradation reproducibility in the image forming apparatus according to the embodiment.

【図4】本発明の第2の実施形態のカラー画像形成装置
における作像部の構成を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view illustrating a configuration of an image forming unit in a color image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】その画像形成装置における露光装置の構成を示
す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an exposure device in the image forming apparatus.

【図6】露光ビームのスポット径について説明する模式
図である。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a spot diameter of an exposure beam.

【図7】現像装置の詳細構成図である。FIG. 7 is a detailed configuration diagram of a developing device.

【図8】現像ローラの磁力分布とその大きさ程度を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a magnetic force distribution of a developing roller and its magnitude.

【図9】補助磁石P1aがない場合の磁力分布を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing a magnetic force distribution when there is no auxiliary magnet P1a.

【図10】比較のための従来公知の現像ローラの磁力分
布を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a magnetic force distribution of a conventionally known developing roller for comparison.

【図11】主磁石と補助磁石の位置関係を表す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram illustrating a positional relationship between a main magnet and an auxiliary magnet.

【図12】現像領域での現像ギャップやニップの大きさ
を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating the size of a development gap and a nip in a development region.

【図13】比較のための従来公知の現像ギャップやニッ
プの大きさを示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the size of a conventionally known developing gap and nip for comparison.

【図14】現像主極を1極磁石で構成した現像装置の詳
細構成図である。
FIG. 14 is a detailed configuration diagram of a developing device in which a main developing pole is configured by a single-pole magnet.

【図15】その現像装置における、現像ローラの磁力分
布とその大きさ程度を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a magnetic force distribution of a developing roller and its magnitude in the developing device.

【図16】主磁石と両隣の磁石との位置関係を表す図で
ある。
FIG. 16 is a diagram showing a positional relationship between a main magnet and magnets on both sides.

【図17】現像領域での現像ギャップやニップの大きさ
を示す模式図である。
FIG. 17 is a schematic diagram illustrating the size of a development gap and a nip in a development area.

【図18】本発明に係る画像形成装置の全体を示す断面
構成図である。
FIG. 18 is a cross-sectional configuration diagram illustrating the entire image forming apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光体ドラム(像担持体) 2 帯電装置 4,4b 現像装置 5 中間転写装置 5b 転写ベルト 41 現像ローラ 43 現像スリーブ(現像剤担持体) 44 磁石ローラ体 Db 光ビームスポット径 Dp 画素ピッチ Reference Signs List 1 photosensitive drum (image carrier) 2 charging device 4, 4b developing device 5 intermediate transfer device 5b transfer belt 41 developing roller 43 developing sleeve (developer carrier) 44 magnet roller body Db light beam spot diameter Dp pixel pitch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C162 AE02 AE12 AE13 AE21 AE28 AE47 AE74 AF43 AF49 AF69 FA17 FA57 2C362 AA22 AA28 AA29 BA52 CA08 CA14 CB03 CB80 2H031 AC19 DA03 DA07 FA01 2H076 AB05 AB09 AB12 AB16 AB42 EA01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2C162 AE02 AE12 AE13 AE21 AE28 AE47 AE74 AF43 AF49 AF69 FA17 FA57 2C362 AA22 AA28 AA29 BA52 CA08 CA14 CB03 CB80 2H031 AC19 DA03 DA07 FA01 2H076 AB05 AB09 AB12 AB16 AB42 EA

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 像担持体と、該像担持体を露光して静電
潜像を形成する露光装置と、前記像担持体上に形成され
た静電潜像を現像する現像装置とを備えた画像形成装置
において、 前記現像装置は、現像剤担持体に内包される磁石ローラ
が、像担持体に近接する主磁極に隣接して主磁極の磁力
と半値幅を調整するための補助磁極を有し、 前記露光装置によって露光する際の前記像担持体上にお
ける光ビームスポット径をDb、画像の記録密度によっ
て決まる画素ピッチをDpとしたとき、 Db<3Dp なる関係が成り立つことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier, an exposure device for exposing the image carrier to form an electrostatic latent image, and a developing device for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier. In the image forming apparatus, the developing device includes a magnet roller included in the developer carrier, and an auxiliary magnetic pole for adjusting a magnetic force and a half-value width of the main magnetic pole adjacent to the main magnetic pole close to the image carrier. When the light beam spot diameter on the image carrier at the time of exposure by the exposure device is Db, and the pixel pitch determined by the recording density of the image is Dp, a relationship of Db <3Dp is established. Image forming device.
【請求項2】 Db>0.8Dpなる関係が成り立つこ
とを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a relationship of Db> 0.8 Dp is satisfied.
【請求項3】 像担持体と、該像担持体を露光して静電
潜像を形成する露光装置と、前記像担持体上に形成され
た静電潜像を現像する現像装置とを備えた画像形成装置
において、 前記現像装置は、現像剤担持体に内包される磁石ローラ
が、像担持体に近接する主磁極に隣接して主磁極の磁力
と半値幅を調整するための補助磁極を有し、 前記露光装置によって露光する際の前記像担持体上にお
ける光ビームスポット径をDb、画像の記録密度によっ
て決まる画素ピッチをDpとしたとき、 Db>0.8Dp なる関係が成り立つことを特徴とする画像形成装置。
3. An image carrier, comprising: an exposure device that exposes the image carrier to form an electrostatic latent image; and a developing device that develops the electrostatic latent image formed on the image carrier. In the image forming apparatus, the developing device includes a magnet roller included in the developer carrier, and an auxiliary magnetic pole for adjusting a magnetic force and a half-value width of the main magnetic pole adjacent to the main magnetic pole close to the image carrier. When the light beam spot diameter on the image carrier at the time of exposure by the exposure device is Db, and the pixel pitch determined by the recording density of the image is Dp, the relationship of Db> 0.8Dp is established. Image forming apparatus.
【請求項4】 前記露光装置が、レーザ光を主走査方向
に走査させることにより前記像担持体上に静電潜像を形
成するレーザ走査方式であることを特徴とする、請求項
1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein said exposure device is of a laser scanning type for forming an electrostatic latent image on said image carrier by scanning a laser beam in a main scanning direction. The image forming apparatus according to claim 1.
【請求項5】 前記露光装置によって露光する際の前記
像担持体上の副走査方向の光ビームスポット径をDb
v、画像の記録密度で決まる副走査方向の画素ピッチを
Dpvとしたとき、 Dbv>0.8Dpv なる関係が成り立つことを特徴とする、請求項4に記載
の画像形成装置。
5. The light beam spot diameter in the sub-scanning direction on the image carrier when exposing by the exposure device is Db.
5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the relationship of Dbv> 0.8 Dpv is satisfied, where Dpv is a pixel pitch in the sub-scanning direction determined by v and the recording density of the image.
【請求項6】 前記露光装置が、多数のLED素子を主
走査方向にライン上に配設した発光素子アレイと、該発
光素子アレイによる光を感光体上に結像するレンズアレ
イからなる、LEDアレイヘッド方式であり、該LED
アレイヘッドを前記像担持体と対向して配置することを
特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像
形成装置。
6. An LED comprising: a light emitting element array in which a large number of LED elements are arranged on a line in a main scanning direction; and a lens array for imaging light from the light emitting element array on a photosensitive member. An array head type LED
The image forming apparatus according to claim 1, wherein an array head is disposed to face the image carrier.
【請求項7】 前記露光装置によって露光する際の前記
像担持体上の主走査方向の光ビームスポット径をDb
h、画像の記録密度で決まる主走査方向の画素ピッチを
Dphとしたとき、 Dbh>0.8Dph なる関係が成り立つことを特徴とする、請求項6に記載
の画像形成装置。
7. A light beam spot diameter in the main scanning direction on the image carrier at the time of exposure by the exposure device is set to Db.
7. The image forming apparatus according to claim 6, wherein the relationship of Dbh> 0.8Dph is satisfied, where Dph is a pixel pitch in the main scanning direction determined by h, the recording density of the image.
【請求項8】 当該画像形成装置がカラー画像形成装置
であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項
に記載の画像形成装置。
8. The image forming apparatus according to claim 1, wherein said image forming apparatus is a color image forming apparatus.
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