JP2763321B2 - 画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、画像形成方法に関し、特に詳細にはレーザ
ビームを用いたデジタルフルカラープリンタ出力のハイ
ライト部における濃度を実質安定に形成出来るようにし
た画像形成方法に関する。

〔背景技術〕

高速かつ低騒音プリンタとして電子写真方式を採用し
たレーザビームプリンタがある。その代表的な用途は文
字，図形の如き画像の２値記録である。この点、文字，
図形の記録は中間調を必要としないので、プリンタ構造
も簡単にできる。このような２値記録方式であっても中
間調形成できるプリンタがある。かかるプリンタとして
はデイザ法，濃度パターン法の如き方法を採用したもの
が良く知られている。しかし、デイザ法，濃度パターン
法を採用したプリンタでは高解像度が得られにくい。

そこで、近年、２値記録方式を採用しつつも、レーザ
ビームを画像信号でパルス幅（PWM）変調することによ
り中間調形成をするプリンタが開発された。このPWM方
式によれば高解像度、かつ高階調性の画像を形成でき
る。高解像度及び高階調性はカラー像形成に必要であ
る。

しかし、PWM方式のレーザビームプリンタにおいては
新たな問題を生じる。例えば、PWM信号のパルス幅が極
めて短い時間であり、そのためレーザビームがかろうじ
て発光する様な場合、レーザビームの照射によって感光
ドラムに形成された潜像の電位と暗部電位との差が、充
分にレーザビームが照射された場合の差と比較して小さ
くなり、潜像が現像剤で現像されにくくなるという問題
である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記問題点を解決した画像形成方法
を提供することにある。

本発明の目的は、画像濃度の低い画像部での階調性に
優れた画像形成方法を提供することにある。

本発明の目的は、各色トナーが転写紙の如き転写材へ
多重転写されてもトナーの飛び散りの少ないカラー画像
形成方法を提供することにある。

本発明の目的は、高精細なフルカラートナー画像また
はマルチカラートナー画像を形成するカラー画像形成方
法を提供することにある。

〔発明の概要〕

具体的には、本発明は、 マゼンタトナ−，シアントナー，イエロートナー及び
ブラックトナーを使用してフルカラー画像を転写材上に
形成する画像方法であり、 画像信号を階調処理することによりパルス幅変調信号
を出力し、 パルス幅変調信号に基づいて発光時間を制御されたレ
ーザビームによってドット潜像を潜像担持体に形成し、
該ドット潜像をトナーと樹脂コート磁性キャリアとを有
する二成分系現像剤で反転現像することによって第１色
目の階調画像を再生し、 第１色目の該階調画像を転写材へ転写し、 順次第２色目乃至第４色目の該階調画像を転写材へ転
写し、 転写材上のマゼンタトナー階調画像，シアントナー階
調画像，イエロートナー階調画像及びブラックトナー階
調画像を定着してフルカラー画像を形成する方法であ
り、 各色トナーの体積平均粒径が５〜９μｍであり、樹脂
コート磁性キャリアの抵抗値が10⁷Ω・cm以上であり、 各色トナーの体積平均粒径をＭとし、トナー粒子の粒
径をγとした場合に、トナーの体積分布において、 の範囲にトナーの90体積％以上が含まれ、０＜γ＜2Mの
範囲に99体積％以上が含まれることを特徴とする画像形
成方法に関する。

〔発明の具体的説明〕

本発明の画像形成方法を添付図面を参照しながら説明
する。

第１図は本実施例装置に採用した電子写真方式のプリ
ンタ機構部を示す図である。このプリンタ機構部は、矢
印方向に回転する潜像担持体としての感光ドラム３と、
該感光ドラム３周囲のドラム回転方向に順次配設した帯
電器４、現像器1M,1C,1Y,1Bk、転写用放電器10、及びク
リーニング器12と、前記感光ドラム３の図面上方に配設
したレーザビームスキヤナ及びその他から成る。

このレーザビームスキヤナは半導体レーザ部、高速回
転するポリゴンミラーと、ｆ−θレンズと、遮光板等か
ら成っており、該半導体レーザ部は、不図示の画像読取
装置や電子計算器等によって演算出力される時系列のデ
ジタル画素信号の入力を受けて、その信号に対応してPW
M変調されたレーザビームを発振し、帯電器４と現像器1
M,1C,1Y,1Bkとの間を通過するドラム面を該ドラムの母
線方向（ドラムの軸方向）に走査してドラム面を露光す
る。

第７図は本実施例装置に採用したPWM回路の回路図、
第８図は本実施例装置に採用したレーザドライバ回路の
回路図、第９図はPWM回路の動作を示すタイミングチヤ
ートである。第７図において、401は８ビツトの画像信
号をラツチするTTLラツチ回路、402はTTL論理レベルを
高速ECL論理レベルに変換するレベル変換器、403はECLD
/Aコンバータ、404はPWM信号を発生するECLコンパレー
タ、405はECL論理レベルをTTL論理レベルに変換するレ
ベル変換器、406は画素クロツク信号ｆの２倍周波数の
クロツク信号2fを発生するクロツク発振器、407はクロ
ツク信号2fに同期して略理想的三角波信号を発生する三
角波発生器、408はクロツク信号2fを1/2分周する1/2分
周器である。回路を高速動作させるために、随所にECL
論理回路を配している。

かかる構成の動作を第９図と共に説明する。信号は
クロツク信号2f、信号はその２倍周期の画素クロツク
信号ｆを示しており、図示の如く画素番号と関係付けて
ある。三角波発生器407内部においても、三角波信号の
デユーテイ比を50％に保つため、クロツク信号2fを一旦
1/2分周してから三角波信号を発生させている。更
に、この三角波信号はECLレベル（０〜−1V）に変換
されて三角波信号になる。

一方、画像信号はOOH（白）〜FFH（黒）まで256階調
レベルで変化する。記号Ｈはヘキサ表示である。そして
画像信号は幾つかの画像信号値についてそれらをD/A
変換したECL電圧レベルを示している。例えば第１画素
は黒画素レベルのFFH、第２画素は中間調レベルの80H、
第３画素は中間調レベルの40H、第４画素は中間調レベ
ルの20Hの各電圧を示している。コンパレータ404は三角
波信号と画像信号を比較する事より、形成すべき画
素濃度に応じたパルス幅T,t₂，t₃，t₄の如きPWM信号を
発生する。そしてこのPWM信号はOV又は5VのTTLレベルに
変換されて、PWM信号になり、レーザドライバ回路500
に入力する。

第８図において、500は定電流型レーザドライバ回
路、501は半導体レーザ素子である。この半導体レーザ
素子501はスイツチングトランジスタ502がONしていると
きにレーザ光を発し、トランジスタ502がOFFしたときに
レーザ光を止める。そして、このスイツチングトランジ
スタ502はこれと対を成すトランジスタ504と共に電流ス
イツチ回路を形成しており、入力するPWM信号に応じ
て半導体レーザ素子501に通じるべき一定電流をON/OFF
（転流）制御する。そして、この一定電流は定電流源ト
ランジスタ505から供給され、該一定電流値は可変であ
り、入力した８ビツトのレーザパワー値をD/Aコンバー
タ503でアナログ電圧に変換し、基準電圧との比較に応
じた一定電流値を決定している。

しかし、このレーザビムの応答特性には次のような問
題がある。第９図において、１画素当りの最大発光時間
をＴ（sec）とすると、理想的にはPWM信号が０〜Ｔ（se
c）の間でパルス幅を変化するときには半導体レーザ素
子501のレーザビームも当該パルス幅の区間だけ発光す
べきである。しかし、実際には半導体レーザ素子501及
びそのドライバ回路500を介することにより、PWM信号
との間には波形に示すようなレーザビーム発光／停止
の応答遅れが生じる。例えばパルス幅Ｔ及びt₂の場合は
良いが、パルス幅t₃の場合はレーザビームが完全にはON
状態になれず、パルス幅t₄に至っては半導体レーザ素子
501が事実上動作していない。ビーム効果はレーザビ
ームの発光状態を２次元的に示している。第１画素は黒
なので、レーザビームは１画素の全期間中ONしている。
しかし、PWM信号のパルス幅が例えばt₃＝10nsのように
極めて短い時間となった場合のレーザビームは、かろう
じてビームが発光して潜像を形成し、該潜像を電子写真
法により現像してトナー画像を形成する上で、極めて不
安定な領域に入っており、安定な濃度形成を達成するこ
とが通常困難である。このように、PWM法による階調表
現ではPWM方式で濃度形成できる最小パルス幅には限界
がある。この限界を仮にt₃＝10nsとした場合には、この
値よりも狭いパルス幅（ハイライト部）の階調を再現す
ることは難しく、ハイライトの忠実再現が必要な高画質
の画像を得ることは困難であった。

数多くの実験の結果、現像剤に含まれるトナーの粒度
分布及びトナーの体積平均粒径を調整することによって
上記問題点を解消し得ることが判明した。

具体的には、本発明において、トナーの体積平均粒径
をＭとし、トナー粒子の粒径をγとした場合に、 の範囲）に90体積％以上のトナー粒子を含み、０＜γ＜
2Mの範囲（すなわち、Ｍ±Ｍの範囲）に99体積％以上の
トナー粒子を含むトナーが画像形成方法に使用される。

さらに、本発明においては、後述の実施例及び第４図
に示す如く、体積平均粒径５〜９μｍのトナーが好まし
く使用される。

本発明において、トナーの体積分布及び体積平均粒径
は、例えば、下記測定法で測定されたものを使用する。

測定装置としてはコールターカウンターTA−II型（コ
ールター社製）を用い、個数平均分布，体積平均分布を
出力するインターフエイス（日科機製）及びCX−ｉパー
ソナルコンピユータ（キヤノン製）を接続し電解液は１
級塩化ナトリウムを用いて１％NaCl水溶液を調製する。

測定法としては前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤
として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルホ
ン酸塩）を0.1〜5ml加え、さらに測定試料0.5〜50mgを
加える。

試料を懸濁した電解液は超音波分散器で１〜３分間分
散処理を行い、前記コールターカウンターTA−II型によ
り、アパチヤーとして100μｍアパチヤーを用いて２〜4
0μｍの粒子の粒度分布を測定して体積分布を求める。

これら求めた体積分布より、サンプルの体積平均粒径
が得られる。

トナーが上記範囲を超えた分布を有すると、粒径を変
化させても、効果が充分に発揮出来ない。粒径が大きい
範囲の粒子が増加すると、いくら平均粒径を小さくして
も転写での飛び散りの原因である粒径の大きいトナー粒
子が存在するため、画像の濃度が薄い部分でのガサツキ
を軽減することは難しい。粒径が小さいトナー粒子が増
加すると磁性粒子に付着して離れない剤が増加し、磁性
キャリア（以下、「磁性粒子」と称する場合もある）が
効率よくトナーにトリボ電荷を付与出来なくなり、現像
器からの飛散やかぶりが増加する。さらに粒径の小さい
トナーは融着も起こし易く磁性粒子（キヤリア）のまわ
りに融着し、キヤリア劣化によるカブリ飛散も増加す
る。以上の点から、体積分布としては第３図の様なシヤ
ープな粒径のものを使用することが必要とされる。

第１図に示す画像形成装置において、レーザビームの
スポツト径を長径80μm,短径70μｍの楕円形のスポツト
を使用して、下記実施例と同様の書き込みを感光ドラム
に行い、次いで現像，転写及び熱圧ローラ定着をおこな
った場合のトナーの体積平均粒径と、定着後の画像の最
小再現のドツトの直径との関係を書いたグラフを第４図
に示す。ここで現像条件としてトナーの粒径ごとに、AC
バイアスとDCバイアスを重畳させたりDCバイアスのみに
したり、磁性粒子（キヤリア）の種類やスリーブ−ドラ
ム間や、スリーブ−ブレード間を変化させたりしたが、
最小再現ドツトの直径にはほとんど影響しなかった。

このことは次の様に説明される。潜像の書き込みをレ
ーザビームの発光時間を制御して行う方法では、前述し
た様に画像濃度の薄い部分では第９図のｈに示す様に光
強度変調を結果的に行っていることになりスポツト径が
小さくなると、スポツトの中心部での電位のピーク値も
低くなる。スポツト径が小さいと、表面での電荷が同一
であっても、見かけ上の電位は低下する。それに対し、
トナーは粒径が小さくなる程、表面積の影響が体積や重
さより大きくなるので同一材料であると電荷の影響が大
きくなってくる。そこで、見かけ上潜像の電位が小さく
なっていても、電荷の存在する部分では粒径が小さいト
ナーの方が現像されやすい。さらに粒径の小さいトナー
は転写後紙上で薄層であり、紙との吸着力も大きくなっ
ている。そのため複数回、転写電界にトナー画像がさら
されたとしても飛び散りは発生しにくい。

フルカラーの画像での画像濃度の薄い部分での再現性
は、特に画像の印象を著しく変化させる。フルカラーの
画像で階調性がある高画質の画像を得ようとすると50μ
ｍ前後のドツトが忠実に再現されているかいないかで、
画像の印象は著しく異なって来る。そこで好ましくは体
積平均粒径９μｍ以下、さらに好ましくは８μｍ以下の
トナーを用いることにより、前述したデータの様に50μ
ｍ前後のドツトも忠実に再現し、さらに転写での飛び散
りも極端に減少し、従来の方法では得られなかったフル
カラーで画像濃度の薄い部分の階調性も充分でガサツキ
やぼけの少ない高精細な画像が得られる。

上述の効果により特に８μｍ以下の体積平均粒径のト
ナーを使用する場合、50μｍ以下のドツトが忠実に再現
され、さらに転写電界に複数回さらされても画像が乱さ
れることが少ない。特にこの傾向は画像濃度が薄い部分
でのガサツキや再現性に良好な影響を与えている。

例えば、本発明で使用されるトナーが体積平均粒径６
μｍを有す場合、該トナーの体積分布において、トナー
は３μｍより大きく乃至９μｍ未満の範囲に90体積％以
上のトナー粒子を含有し、且つ零より大きく乃至12μｍ
未満の範囲に99体積％以上のトナー粒子を含有すること
が重要である。

本発明に係る粒度分布のシヤープなトナーを生成する
ためには、例えば、所定のトナー用材料を溶融混練し、
混練物を冷却後粉砕し、粉砕粉を精密に分級して所定の
粒度分布及び／または体積平均粒径を有するトナーを調
製する方法を挙げることができる。粉砕粉を精密に分級
する方法としては、固定壁型風力分級機の如き分級手段
で分級し、さらに得られた分級粉体をコアンダ効果を利
用した多分割分級装置（例えば、日鉄鉱業社製エルボジ
エツト分級機）の如く多分割分級手段で精密に微粉及び
粗粉を同時に除去して、所定の粒度分布及び／または体
積平均粒径を有するトナーを調製する方法を挙げること
ができる。

本発明において、トナーとは、着色樹脂粒子（結着樹
脂，着色剤，必要によりその他添加剤を含有）そのも
の、及び、疎水性コロイダルシリカ微粉末の如き外添剤
が外添されている着色樹脂粒子を包含している。

トナーに使用される結着樹脂としては、スチレン−ア
クリル酸エステル樹脂またはスチレン−メタクリル酸エ
ステル樹脂の如きスチレン系共重合体またはポリエステ
ル樹脂が例示される。特に、カラートナーの定着時にお
ける混色性を考慮した場合、次式 （式中Ｒはエチレンまたはプロピレン基であり、x,yは
それぞれ１以上の正の整数であり、かつｘ＋ｙの平均値
は２〜10である。）で代表されるビスフエノール誘導体
もしくはその置換体をジオール成分とし、２価以上のカ
ルボン酸又はその酸無水物又はその低級アルキルエステ
ルとからなるカルボン酸成分（例えばフマル酸，マレイ
ン酸，無水マレイン酸，フタル酸，テレフタル酸等）と
を少なくとも共縮重合したポリエステル樹脂がシヤープ
な溶融特性を有するのでより好ましい。

本発明の目的に適合する着色剤としては下記の顔料又
は染料が挙げられる。本発明において耐光性の悪いC.I.
Disperse Y164,C.I.Solvent Y77及びC.I.Solvent Y93の
如き着色剤は、推賞できないものである。

染料としては、例えばC.I.ダイレクトレツド1,C.I.ダ
イレクトレツド4,C.I.アツシドレツド1,C.I.ベーシツク
レツド1,C.I.モーダントレツド30,C.I.ダイレクトブル
ー1,C.I.ダイレクトブルー2,C.I.アツシドブルー9,C.I.
アツシドブルー15,C.I.ベーシツクブルー3,C.I.ベーシ
ツクブルー5,C.I.モーダントブルー７がある。

顔料としては、ナフトールイエローS,ハンザイエロー
G,パーマネントイエローNCG,パーマネントオレンジGTR,
ピラゾロンオレンジ，ベンジジンオレンジG,パーマネン
トレツド4R,ウオツチングレツドカルシウム塩，ブリリ
アントカーミン3B,フアストバイオレツトB,メチルバイ
オレツトレーキ，フタロシアニンブルー，フアーストス
カイブルー，インダンスレンブルーBCがある。

特に、顔料としてはジアスアゾイエロー，不溶性ア
ゾ，銅フタロシアニンが好ましく、染料としては塩基性
染料または油溶性染料が好ましい。

特に好ましくはC.I.ピグメントイエロー17,C.I.ピグ
メントイエロー15,C.I.ピグメントイエロー13,C.I.ピグ
メントイエロー14,C.I.ピグメントイエロー12,C.I.ピグ
メントレツド5,C.I.ピグメントレツド3,C.I.ピグメント
レツド2,C.I.ピグメントレツド6,C.I.ピグメントレツド
7,C.I.ピグメントブルー15,C.I.ピグメントブルー16又
はフタロシアニン骨格にカルボキシベンズアミドメチル
基を２〜３個置換したBa塩である銅フタロシアニン系顔
料である。

染料としてはC.I.ソルベントレツド49,C.I.ソルベン
トレツド52,C.I.ソルベントレツド109,C.I.ベイシツク
レツド12,C.I.ベイシツクレツド1,C.I.ベイシツクレツ
ド3bである。

着色剤の含有量としては、OHPフイルムの透過性に対
して敏感に反映するイエロートナーについては、結着樹
脂100重量部に対して12重量部以下であり、好ましくは
0.5〜７重量部が望ましい。12重量部より多いと、イエ
ローの混合色であるグリーン，レツド及び肌色の再現性
に劣る。

マゼンタトナー，シアントナーについては、結着樹脂
100重量部に対しては15重量部以下、より好ましくは0.1
〜９重量部以下が好ましい。

２色以上の着色剤を併用して用いる黒色トナーの場
合、20重量部以上の総着色剤量の添加はキヤリアへのス
ペント化を生じやすく、さらに、着色剤がトナー表面に
数多く露出することによるトナーのドラムへの融着が増
加し、定着性が不安化する。したがって、黒色トナーに
おいて、着色剤の量は結着樹脂100重量部に対して３〜1
5重量部が好ましい。

黒色トナーを形成するための好ましい着色剤の顔合わ
せとしては、ジスアゾ系イエロー顔料，モノアゾ系レツ
ド顔料及び銅フタロシアニン系ブルー顔料の組合わせが
ある。各顔料の配合割合はイエロー顔料，レツド顔料及
びブルー顔料の比が1:1.5〜2.5:0.5〜1.5が好ましい。

本発明に係るトナーが負荷電性の場合には、負荷電特
性を安定化するために、荷電制御剤を配合することも好
ましい。その際トナーの色調に影響をあたえない無色ま
たは淡色の負荷電性制御剤が好ましい。負荷電制御剤と
しては例えばアルキル置換サリチル酸の金属錯体（例え
ば、ジーターシヤリーブチルサリチル酸のクロム錯体ま
たは亜鉛錯体）の如き有機金属錯体が挙げられる。負荷
電制御剤をトナーに配合する場合には、結着樹脂100重
量部に対して0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜８重量部
添加するのが良い。

本発明において、使用される現像剤が二成分系現像剤
である場合、キヤリアは磁性粒子が好ましい。磁性粒子
は、粒径が30〜100μｍ、好ましくは40〜80μｍで、電
気的抵抗値が10⁷Ωcm以上、好ましくは10⁸Ωcm以上、さ
らに好ましくは10⁹〜10¹⁴Ωcmとなる様に、フエライト
粒子（最大磁化60emu/g）へ樹脂コーテイングした樹脂
コート磁性キャリアが好ましく用いられ得る。

磁性粒子（例えば、樹脂コートされたフエライト粒
子）の抵抗値の測定は測定電極面積４cm²，電極間間隙
0.4cmのサンドイツチタイプのセルを用い、片方の電極
に1Kg重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（V/cm）
を印加して、回路に流れた電流から磁性粒子の抵抗値を
測定した値である。

以下に本発明を実施例図面に基づいて説明する。第１
図に、本発明による現像装置を搭載した画像形成装置の
一例としての電子写真式カラープリンタの全体構成説明
図を示す。１は回転式現像装置で、回転体中にはそれぞ
れ、イエロー現像器1Y,マゼンタ現像器1M,シアン現像器
1Cおよびブラツク現像器1Bkを搭載している。

このカラープリンタ全体のシーケンスについて、フル
カラーモードの場合を例として簡単に説明する。３は図
示矢印方向に回転する感光体ドラムで、ドラム上の感光
体は帯電器４によって均等に帯電される。つぎに、原稿
（図示せず）のマゼンタ画像信号により変調されたレー
ザ光Ｅにより画像露光が行われ、感光ドラム３上に静電
潜像が形成され、そののち、あらかじめ現像位置に定着
されたマゼンタ現像器1Mによって現像が行われる。

一方、給紙ガイド5a、給紙ローラ６、給紙ガイド5bを
経由して進行した転写用紙は、所定タイミングに同期し
てグリツパ７により保持され、当接用ローラ８とその対
向極によって静電的に転写ドラム９に巻き付けられる。
転写ドラム９は、感光ドラム３と同期して図示矢印方向
に回転しており、マゼンタ現像器1Mで現像された顕像
は、転写部において転写帯電器10によって転写される。
転写ドラム９はそのまま回転を継続し、次の色（第１図
においてはシアン）の転写に備える。

一方、感光ドラム３は、帯電器11により除電され、ク
リーニング部材12によってクリーニングされ、再び帯電
器４によって帯電され、次のシアン画像信号により前記
のような露光を受ける。この間に現像装置１は回転し
て、シアン現像器1Cが所定の現像位置に定置されていて
所定のシアン現像を行う。続いて、以上のような工程
を、それぞれイエローおよびブラツクに対して行い、４
色分の転写が終了すると、転写紙上の４色顕像は各帯電
器13,14により除電され、前記グリツパ７を解除すると
共に、分離爪15によって転写ドラム９より分離され、搬
送ベルト16で定着器（熱圧ローラ定着器）17に送られ、
一連のフルカラープリントシーケンスが終了し、所要の
フルカラープリント画像が形成される。

第２図は本発明の実施例の第１図で示した現像装置付
近の拡大断面図である。潜像担持体３（以下、感光体と
称す）は図示しない駆動装置によって矢印ａ方向に回転
される。22は潜像担持体３に近接されている現像スリー
ブである。例えばアルミニウム,SUS316の如き非磁性材
料で現像スリーブは構成されている。現像スリーブ22は
現像容器36の左下方壁に容器長手方向に形成した横長開
口に右略半周面を容器36内へ突入させ、左略半周面を容
器外へ露出させて回転自在に軸受けさせて横設してあ
り、矢印ｂ方向に回転駆動される。

23は現像スリーブ22内に挿入し図示の位置姿勢に位置
決め保持した固定磁界発生手段としての固定の永久磁石
（マグネツト）であり、現像スリーブ22が回転駆動され
てもこの磁石23は図示の位置・姿勢にそのまま固定保持
される。この磁石23はＮ極の磁極23a,S極の磁極23b,N極
の磁極23c,S極の磁極23dの４磁極を有する。磁石23は永
久磁石に代えて電磁石を配設してもよい。

24は現像スリーブ22を配設した現像剤供給器開口の上
縁側に、基部を容器側壁に固定し、先端側は開口上縁位
置よりも容器36の内側へ突出させて開口上縁長手に沿っ
て配設した現像剤規制部材としての非磁性ブレードであ
る。例えば、SUS316を横断面路くの字形に曲げ加工した
ものである。

26は非磁性ブレード24の下面側に上面を接触させ前端
面を現像剤案内面261とした磁性粒子限定部材である。
非磁性ブレード24及び磁性粒子限定部材26等によって構
成される部分が規制部である。

27は磁性粒子を示し、37は非磁性トナーを示す。40は
現像容器36下部部分に溜るトナーを封止するシール部材
で弾性を有しスリーブ22の回転方向に向って曲がってお
り、スリーブ22表面側を弾性的に押圧している。このシ
ール部材40は、現像剤の容器内部側への進入を許可する
ように、スリーブとの接触域でスリーブ回転方向下流側
に端部を有している。

30は現像工程で発生した浮遊トナーをトナーと同極性
の電圧を印加して感光体側に付着させ飛散を防止する飛
散防止電極板である。

60はトナー濃度検出センサー（不図示）によって得ら
れる出力に応じて作動するトナー補給ローラーである。
センサとしては、たとえば現像剤の体積検知方式、圧電
素子、インダクタンス変化検知素子、交番バイアスを利
用したアンテナ方式、光学濃度を検知する方式を利用す
ることができる。該ローラーの回転停止によって非磁性
トナー37の補給を行う。トナー37が補給されたフレツシ
ユ現像剤はスクリユー61によって搬送されながら混合・
攪拌される。従ってこの搬送中において補給されたトナ
ーにトリボ付与が行われる。63はしきり板で現像器の長
手方向両端部において切り欠かれており、この部分でス
クリユー61によって搬送されたフレツシユ現像剤がスク
リユー62へ受け渡される。

Ｓ磁極23dは搬送極である。現像後の回収現像剤を容
器内に回収し、さらに容器内の現像剤を規制部まで搬送
する。

23d付近では、スリーブに近接して設けたスクリユー6
2によって搬送されてきたフレツシユ現像剤と現像後の
回収現像剤とを交換する。

64は搬送スクリユーで現像スリーブ軸方向の現像剤の
量を均一化する。スリーブの回転に従ってスリーブ上を
搬送されてきた現像剤はスクリユー64によってスリーブ
軸方向に搬送され、スリーブ上で軸方向に“凸”が生じ
ていた現像剤層は一部第２図のＭ空間を介してスリーブ
上の現像剤の搬送方向とは、逆方向に反転して押し戻さ
れる。スクリユー64はスクリユー62と逆方向に現像剤を
搬送する。

この構成は現像剤容器内に磁性粒子と、非磁性あるい
は弱磁性のトナーが混在している場合にも有効である。

非磁性ブレード24の端部と現像スリーブ22面との距離
d₂は50〜900μｍ、好ましくは150〜800μｍである。こ
の距離が50μｍより小さいと磁性粒子がこの間に詰まり
現像剤層にムラを生じやすいと共に、良好な現像を行う
のに必要な現像剤を塗布することが出来ず濃度の薄いム
ラの多い現像画像しか得られない傾向がある。d₂は現像
剤中に混在しているトナーの凝集体やゴミの如き不用粒
子によるブレードづまりを防止するためには400μｍ以
上が好ましい。900μｍより大きいと現像スリーブ22上
へ塗布される現像剤量が増加し所定の現像剤層厚の規制
が行えず、潜像担持体への磁性粒子付着が多くなると共
に現像剤の循環、現像剤限定部材26による現像規制が弱
まりトナーのトリボが不足しカブリやすくなる傾向があ
る。

角度θ１は−５°〜35°、好ましくは０°〜25°であ
る。θ１＜−５°の場合、現像剤に働く磁気力、鏡映力
及び／または凝集力により形成される現像剤薄層がまば
らでムラの多いものとなりやすく、θ＞35°を超えると
非磁性ブレードでは現像剤塗布量が増加し、所定の現像
剤量を得ることが難しくなる。

この磁性粒子層は、スリーブ22が矢印ｂ方向に回転駆
動されても磁気力、重力に基づく拘束力とスリーブ22の
移動方向への搬送力との釣合によってスリーブ表面から
離れるに従って動きが遅くなる。もちろん重力の影響に
より落下するものもある。

従って磁極23a,23dの配設位置と磁性粒子27の流動性
及び磁気特性を適宜選択する事により磁気粒子層はスリ
ーブに近い程度磁極23a方向に搬送し移動層を形成す
る。この磁性粒子の移動によりスリーブ22の回転に伴な
って現像領域へ磁性粒子及びトナーは搬送され現像に供
される。

第５図に他の実施例を示す。添付図から分かる様に本
実施例では色ごとに専用の感光体3Y（イエロー）、3M
（マゼンタ）、3C（シアン）3Bk（ブラツク）を具備
し、その周りにそれぞれ専用のレーザビームスキヤナー
80Y,80M,80C,80Bk;現像器1Y,1M,1C,1Bk;転写用放電器10
Y,10M,10C,10Bk;クリーニング器12Y,12M,12C,12Bkを配
置してある。転写紙は給紙ガイド5aを通り、給紙ローラ
ー６、給紙ガイド5bと順に搬送され吸着用帯電器からコ
ロナ放電を受け、搬送ベルト9aへ確実に吸着する。その
後、各感光体に形成された画像を転写用放電器10Y,10M,
10C,10Bkにより転写し、除電器82により搬送ベルト9aか
ら除電分離され、定着器17により定着されて、フルカラ
ーの画像が得られる。

この様な転写の方式を用いた場合でも、第２図に示す
現像器を用いて、前述した現像条件で５〜９μｍの体積
平均粒径のトナーを用いることにより、画像濃度が薄い
部分でも階調性の優れた飛び散りの少ない高精細なフル
カラーの画像が得られた。

後述の実施例に記載してある如く、本発明において
は、樹脂コート磁性フェライトキャリア粒子を用いたAC
バイアスプラスDCバイアス現像方式を用いるのが良い。

現像器としても第６図に示すものを用いてスリーブの
回転方向を感光体とカウンターとしても平均粒径８μｍ
以下のトナーで同様の効果が得られた。

本発明の条件を満足する粒度分布及び粒径（例えば、
体積平均粒径６μｍ）を有するトナーを用い、非磁性ブ
レード24の端部と現像スリーブ22面との距離d₂を600μ
ｍとし、現像スリーブ22面と感光ドラム３の間隔を450
μｍとした。感光ドラムは積層型の有機光導電性（OP
C）ドラムを用い、−600Vの帯電潜像電位とした。バイ
アス電源４として周波数1700Hz、ピーク対ピーク値1500
Vの矩形波交互電圧に−300Vの直流電圧を重畳させたも
のを用いて現像を行った。潜像の書き込みは原稿画像を
色分解し、感光ドラムにマゼンタ，シアン，イエロー，
ブラツクの順に半導体レーザを光源として、レーザビー
ムのスポツト径を主走査方向1/e²70μｍ、副走査方向1/
e²を80μｍにして、前述したPWMの制御により発光時間
を制御し、200線/inchで256階調の画像の書き込みを行
い、順に現像，転写を繰返し、最後に定着しフルカラー
の画像を得たところ、画像濃度の薄い部分も忠実に再現
し、ガサツキのない高精細で高画質の画像が得られた。

これに対し、体積平均粒径12μｍのトナーで同一条件
で画像出しを行ったところ、体積平均粒径６μｍのトナ
ーの場合と比較して、画像濃度の薄い部分での再現性が
乏しく、全体にガサツキも目立つ画像しか得られなかっ
た。

以上説明したように、原稿画像を色分解し、感光体ド
ラムに各色ごとに、レーザの如き光ビームを光源として
潜像を形成し、さらにトナーを用いた現像によって可視
可された各色トナー画像を転写部材に逐次重ねで転写
し、多色画像を得る多色電子写真装置に於て前記現像剤
として、特に粒度分布のシープな体積平均粒径８μｍ以
下の粒径のトナーを使用し中間調形成方法として光ビー
ムを画像信号でパルス幅変調する方式を用いたことによ
り、（１）画像濃度の低い部分での階調性が充分に得ら
れ、（２）画像濃度の低い部分を含む画像全体のガサツ
キが大幅に軽減され、高画質なフルカラーの画像が得ら
れる効果がある。

〔実施例１〕 ・プロポキシ化ビスフエノールと 100重量部 フマル酸を縮合して得られた ポリエステル樹脂 （重量平均分子量15000,数平均分子量3300） ・ローダミン系顔料 ３重量部 ・負荷電性制御剤 ４重量部 （ジアルキル置換サリチル酸の金属錯体） 上記材料を溶融混練し、溶融混練物を冷却し、冷却物
を粉砕し、固定壁風力分級機で分級し、さらに、コアン
ダ効果を利用した多分割分級装置で分級して、体積平均
粒径６μｍの負帯電性のマゼンタトナーを調製した。得
られたマゼンタトナーは、３μｍより大きく乃至９μｍ
未満の範囲により95体積％、０μｍより大きく乃至12μ
ｍ未満の範囲に実質的に100体積％のシヤープな粒度分
布を有していた。

該マゼンタトナー100重量部と負摩擦帯電性疎水性コ
ロイダルシリカ0.4重量部を混合してシリカ外添マゼン
タトナーを調製した。次に、スチレン−アクリル酸エス
テル系共重合体でコートされた重量平均粒径50μｍ（電
気抵抗値10¹⁰Ω・cm）のフエライト磁性粒子94重量部と
該シリカ外添マゼンタトナー６重量部とを混合してマゼ
ンタトナー画像形成二成分系現像剤を調製した。

同様にして、下記着色剤を使用して、シアントナー画
像形成用二成分系現像剤、イエロートナー画像形成用二
成分系現像剤及びブラツクトナー画像形成用二成分系現
像剤を調製した。

各々の二成分系現像剤を100ml（容積のポリエチレン
容器に入れ、手で約30回激しくshakeした後に、トナー
の摩擦帯電量を測定したところ、各色トナーは約−30μ
c/gの値を示した。

上記二成分系現像剤を、第１図に示すカラー画像形成
装置の所定の位置に導入し、非磁性ブレード24の端部と
現像スリーブ22面との距離d₂を600μｍとし、現像スリ
ーブ22面と感光ドラム３の間隔を450μｍとした。感光
ドラムは積層型の有機光導電性（OPC）ドラムを用い、
−600Vの帯電潜像電位とした。バイアス電源４として周
波数1700Hz、ピーク対ピーク値1500Vの矩形波交互電圧
に−300Vの直流電圧を重畳させたものを用いて現像を行
った。潜像の書き込みは原稿画像を色分解し、感光ドラ
ムにマゼンタ，シアン，イエロー，ブラツクの順に半導
体レーザを光源として、レーザビームのスポツト径を主
走査方向1/e²70μｍ、副走査方向1/e²を80μｍにして、
前述したPWMの制御を行って発光時間を制御し、200線/i
nchで256階調の画像の書き込みを行い、順に反転現像，
静電転写を繰返し、最後に熱圧ローラ定着器により定着
しフルカラーの画像を得たところ、画像濃度の薄い部分
（high−light部）も忠実に再現し、ガサツキのない高
精細で高画質の画像が得られた。

フルカラー画像を観察したところ50μｍ前後のドツト
が潜像に対応して忠実に再現されていた。

実施例２〜４ 実施例１と同様にして、添付図面の第４図に示す体積
平均粒径５μm,6.8μｍ及び８μｍの下記トナーを調製
し実施例１と同様にフルカラー画像を生成したところ、
良好な結果が得られた。

比較例 実施例１と同様にして、体積平均粒径12μｍの下記各
色トナーを得た。

実施例１と同様にして二成分系現像剤を調製し、実施
例１と同様にしてカラー画像を生成したところ、実施例
１の場合と比較して画像濃度の薄い部分での再現性が乏
しく、全体にガサツキも目立つ画像しか得られなかっ
た。

上記二成分系現像剤を100ml容積のポリエチレン容器
に入れ、手で約30回激しくシエイクした後に、トナーの
摩擦帯電量を測定したところ、各色トナーは、−16〜−
18μc/gの値を示し、実施例１の場合と比較して低かっ
た。

得られたフルカラ−画像を観察したところ、潜像を忠
実に再現している最小のドツトは約90μｍであった。

実施例５ 実施例１と同様にして体積平均粒径９μｍの下記各色
トナーを調製し、実施例１と同様にして二成分系現像剤
を調製した。

実施例１と同様にしてカラー画像を形成したところ、
実施例１よりは若干劣るものの画像濃度の薄い部分（hi
gh−light部）も忠実に再現し、ガサツキのない高精細
で高画質の画像が得られた。

フルカーラ画像を観察したところ、第４図に示す如く
60μｍ前後のドツトが潜像に対応して忠実に再現され、
50μｍ前後のドツトも潜像に対応して比較的忠実に再現
されていた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第５図は本発明を実施したカラー画像形成装
置の概略的断面図を示し、第２図及び第６図は現像装置
の概略的断面図を示し、第３図は本発明に使用したトナ
ーの粒度分布図を示し、第４図はトナーの平均粒径と最
小再現ドツト直径との関係を示すグラフを示し、第７図
は本実施例装置に採用したPWM回路の回路図を示し、第
８図は本実施例装置に採用したレーザドライバ回路の回
路図を示し、第９図はPWM回路の動作を示すタイミング
チヤートを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７ Ｇ０３Ｇ 9/08 (56)参考文献 特開 昭58−116557（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−179052（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−33459（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−18665（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−237475（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−117255（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−52567（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−170660（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 9/08 G03G 15/01 G03G 15/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マゼンタトナー，シアントナー，イエロー
   トナー及びブラックトナーを使用してフルカラー画像を
   転写材上に形成する画像方法であり、 画像信号を階調処理することによりパルス幅変調信号を
   出力し、 パルス幅変調信号に基づいて発光時間を制御されたレー
   ザビームによってドット潜像を潜像担持体に形成し、該
   ドット潜像をトナーと樹脂コート磁性キャリアとを有す
   る二成分系現像剤で反転現像することによって第１色目
   の階調画像を再生し、 第１色目の該階調画像を転写材へ転写し、 順次第２色目乃至第４色目の該階調画像を転写材へ転写
   し、 転写材上のマゼンタトナー階調画像，シアントナー階調
   画像，イエロートナー階調画像及びブラックトナー階調
   画像を定着してフルカラー画像を形成する方法であり、 各色トナーの体積平均粒径が５〜９μｍであり、 樹脂コート磁性キャリアの抵抗値が10⁷Ω・cm以上であ
   り、 各色トナーの体積平均粒径をＭとし、トナー粒子の粒径
   をγとした場合に、トナーの体積分布において、 の範囲にトナーの90体積％以上が含まれ、０＜γ＜2Mの
   範囲に99体積％以上が含まれることを特徴とする画像形
   成方法。
2. 【請求項２】各色トナーには疎水性コロイダルシリカが
   外添されている請求項１の画像形成方法。