JP2899503B2

JP2899503B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2899503B2
Application number: JP5180052A
Authority: JP
Inventors: 裕二酒見; 幸司雨宮; 聡福島; 小出　　純; 達夫竹内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1993-06-25
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: JPH0777858A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光を用いた潜
像形成手段にて像担持体（感光媒体）に潜像を形成し、
この潜像を現像手段にて可視像（トナー像）とし、この
トナー像を中間転写媒体に転写し、その後、中間転写媒
体上のトナー像を最終的画像保持体である転写材に記録
する画像形成装置に関するものでり、複写機、プリンタ
などに適用される。

【０００２】

【従来の技術】図１には、中間転写媒体を使用した電子
写真式カラープリンタの一例を示す。本例によると、矢
印方向に回転する感光媒体としての電子写真感光ドラム
３を備え、感光ドラム３の周囲には、帯電器４、現像器
１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫを備えた回転現像装置１、中
間転写媒体としての中間転写ベルト１０、クリーニング
手段１２及び感光ドラム３の図面上方に配設したレーザ
ービームスキャナなどからなる画像形成手段が配設され
ている。

【０００３】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と、
先ず、感光ドラム３は帯電器４によって均等に帯電され
る。次ぎに、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ー光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、その後予め現像位
置に定置されたマゼンタ現像器１Ｍによって現像が行わ
れる。

【０００４】一方、中間転写ベルト１０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で現像された可視像、即ち、トナー像は、転写
部においてバイアス印加された転写ローラ９によって中
間転写ベルト１０上に転写される。中間転写ベルト１０
は、そのまま回転を継続し、次ぎの色（図１においては
シアン）の転写に備える。

【０００５】一方、感光ドラム３は、クリーニング手段
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、次ぎのシアン画像信号により前記のような露
光を受ける。

【０００６】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
ン現像を行なう。

【０００７】続いて、以上のような工程を、それぞれイ
エロー及びブラックに対して行ない、４色分の転写が終
了すると、中間転写ベルト上の４色のトナー像は、給紙
カセットより画像形成のタイミングに従って給紙された
転写材上に転写ローラ１１により一括して転写される。
転写ローラ１１は、給紙のタイミングに従って中間転写
ベルト１０に圧接し、バイアス印加により中間転写ベル
ト１０上の４色トナー像を転写材上に転写する。転写後
の転写材は、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。

【０００８】このような構成のカラープリンタでは、感
光ドラム３上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト
１０上に順次重ね合わせるように転写され、その後、中
間転写ベルト１０上のトナー像を転写材に一括して転写
させる構成とされるので、例えば転写ドラム上に転写材
を保持しそして感光ドラム上のトナー像を順次重ね合わ
せるように転写して画像を得る多重転写方式のプリンタ
の場合に発生する転写ドラムへの転写材の安定保持の問
題が解決され、転写材としてハガキ等の厚紙をも使用す
ることが可能となった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のカラープリンタでは、高画質の鮮明な画像を得る
ことが非常に困難であった。これは、中間転写ベルト１
０のような中間転写媒体を用いることに起因する。

【００１０】つまり、中間転写媒体を用いた転写は、感
光ドラム、即ち、感光体上に形成されたマゼンタ、シア
ン、イエロー、ブラックのトナー像を順次中間転写媒体
上に重ね合わせた後に一括して転写を行なう方式であ
り、そのために、感光体上のトナー像は、中間転写媒体
上への第１の転写、更に、中間転写媒体から転写材への
第２の転写を経ることが必須となり、画像が劣化する。

【００１１】これは、感光体３上の潜像を現像する際に
はトナーは潜像という拘束電界に作用して付着するが、
転写は、非拘束電界で行なわれるために、転写を繰り返
す毎にトナー像がボケるからである。

【００１２】この問題を解決するべく、このボケ量を想
定して感光体上の潜像形成の時から最適化する必要があ
った。

【００１３】更に、２回の転写を経ることから、１回の
転写で画像形成を行う、例えば、多重転写方式に比べ、
その分だけ余計に感光ドラム３上にトナーを多く付着さ
せる形でトナー像形成を行なうことが必要となる。

【００１４】従って、本発明の目的は、中間転写媒体を
用いて、ガサツキのない高品質の画像を得ることがで
き、又、フルカラー画像形成時においても、トナーの飛
び散りなどのない、高精細且つ色再現性の安定したカラ
ー画像を得ることができる画像形成装置を提供すること
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
レーザー光源を用い、１画素当たりのレーザー光の点灯
時間を被記録画像信号に応じて制御する制御手段を備え
た潜像形成手段にて感光媒体上に静電潜像を形成し、こ
の潜像を、トナーを含有する現像剤にて現像してトナー
像となし、次いで、前記感光媒体上に形成されたトナー
像を、中間転写媒体に転写し（第１転写）、その後、こ
の中間転写媒体上の画像を転写材に転写（第２転写）す
る画像形成装置において、前記レーザー光の走査方向ス
ポット径を、スポットサイズ（１／ｅ^２）＜画素サイズ
×０．７とし、前記トナーの体積平均粒径をＭとし、ト
ナー粒子の粒径をｒとした場合に、トナーの体積分布に
おいて、（１／２）Ｍ＜ｒ＜（３／２）Ｍの範囲にトナ
ーの９０体積％以上が含まれ、０＜ｒ＜２Ｍの範囲にト
ナーの９９体積％以上が含まれており、更に、前記レー
ザー光の主走査ビーム径は３０μｍ〜４５μｍであり、
前記トナーの体積平均粒径は３μｍ〜８μｍ、好ましく
は５μｍ〜６μｍであり、又、前記転写材上のトナー乗
り量をａ、第１転写及び第２転写の各転写効率をｔ_１、
ｔ_２とし、感光ドラム上のトナー乗り量をＡとすると、

【数２】の関係を有することを特徴とする画像形成装置である。

【００１６】

【００１７】好ましくは、使用するトナーの平均帯電量
が１０μＣ／ｇ以上、３０μＣ／ｇ以下であり、感光ド
ラム上の１回のトナー像形成時のトナーの乗り量は最大
１．５ｍｇ／ｃｍ² とされる。

【００１８】又、本発明によると、イエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックのトナーを使用し、感光媒体上に
形成されたトナー像は、前記中間転写媒体上に保持さ
れ、前記転写材に一括転写することでフルカラー画像を
得ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則
して更に詳しく説明する。次に説明する実施例にて、本
発明は、図１に関連して説明した中間転写媒体を使用し
た電子写真式カラープリンタに適用されるものとする
が、これに限定されるものではない。

【００２０】本実施例にて、本発明の画像形成装置は、
矢印方向に回転する感光媒体としての電子写真感光ドラ
ム３を備え、感光ドラム３の周囲には、帯電器４、現像
器１Ｍ、１Ｃ、１Ｙ、１ＢＫを備えた回転現像装置１、
中間転写媒体としての中間転写ベルト１０、クリーニン
グ手段１２及び感光ドラム３の図面上方に配設した露光
手段としてのレーザービームスキャナなどからなる画像
形成手段が配設されている。

【００２１】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と、
先ず、感光ドラム３は帯電器４によって均等に帯電され
る。次ぎに、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ー光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、その後予め現像位
置に定置されたマゼンタ現像器１Ｍによって現像が行わ
れる。

【００２２】一方、中間転写ベルト１０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で現像された可視像、即ち、トナー像は、転写
部においてバイアス印加された転写ローラ９によって中
間転写ベルト１０上に転写される。中間転写ベルト１０
は、そのまま回転を継続し、次ぎの色（図１においては
シアン）の転写に備える。

【００２３】一方、感光ドラム３は、クリーニング手段
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、次ぎのシアン画像信号により前記のような露
光を受ける。

【００２４】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
ン現像を行なう。

【００２５】続いて、以上のような工程を、それぞれイ
エロー及びブラックに対して行ない、４色分の転写が終
了すると、中間転写ベルト上の４色のトナー像は、給紙
カセットより画像形成のタイミングに従って給紙された
転写材上に転写ローラ１１により一括して転写される。
転写ローラ１１は、給紙のタイミングに従って中間転写
ベルト１０に圧接し、バイアス印加により中間転写ベル
ト１０上の４色トナー像を転写材上に転写する。転写後
の転写材は、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。

【００２６】尚、本実施例にて、露光手段を形成する上
記レーザービームスキャナは、図２に示すように、半導
体レーザー部１０２、高速回転するポリゴンミラー１０
５、ｆ−θレンズ１０６からなっており、半導体レーザ
ー部１０２は、画像読取装置の電子計算機等によって演
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ＰＷＭ変調されたレーザビーム
を発振し、感光ドラム３面を露光する。

【００２７】更に詳しく説明すると、図２を参照して、
光源部であるレーザー光源としての固体レーザー素子１
０２は、レーザー光を発生するための発光信号をおくる
発光信号発生器であるレーザードライバ５００に接続さ
れ、該レーザードライバの発光信号に応じて明滅する。
固体レーザー素子１０２から放射されたレーザー光束は
コリメータレンズ系１０３にて略平行光とされる。該コ
リメータレンズ系１０３は、後述する焦点調整手段１０
４によりレーザー光の光軸方向である矢印Ａ方向に所定
量だけ移動可能となっている。

【００２８】ポリゴンミラー、即ち、回転多面鏡１０５
は、矢印Ｂ方向に一定速度で回転することにより、コリ
メータレンズ系１０３から射出された平行光を反射して
所定方向の矢印Ｃ方向に走査する。回転多面鏡１０５の
前方に設けたｆ−θレンズ群１０６（１０６ａ、１０６
ｂ、１０６ｃ）は、該多面鏡１０５により偏向されたレ
ーザー光束を被走査面、即ち感光ドラム３上の所定位置
に結像するとともにその走査速度を被走査面上において
等速とする。

【００２９】レーザー光束Ｌは反射鏡１０７を介して検
出手段としてのＣＣＤ（固体撮像素子）１０８上に導か
れ、かつ被走査面としての感光ドラム３上に走査され
る。ＣＣＤ１０８は矢印Ｃ方向に多数個の光検出器を感
光ドラム３面と光源部に対して光学的にほぼ等価な位置
に配列して構成されている。又、ＣＣＤ１０８はレーザ
ードライバ５００及び焦点調整手段１０４を制御する制
御部１００に接続してある。

【００３０】又、画像処理部１１１が、前記レーザード
ライバ５００及び制御部１００に接続されている。

【００３１】以上の構成において、所望の画像を形成す
る場合、先ず画像処理部１１１から制御部１００に画像
出力信号Ｐを入力すると共に、レーザードライバ５００
に画像信号Ｓを入力し、所定のタイミングで固体レーザ
ー素子１０２を明減させる。

【００３２】固体レーザー素子１０２から放射されたレ
ーザー光はコリメータレンズ系１０３により略平行光に
変換され、更に、矢印Ｂ方向に回転する回転多面鏡１０
５により矢印Ｃ方向に走査されると共にｆ−θレンズ群
１０６により感光ドラム３上にスポット状に結像され
る。そして、このようなレーザー光束Ｌの走査により感
光ドラム３表面には画像一走査分の露光分布が形成さ
れ、さらに各走査ごとに感光ドラム３を所定量回転して
該ドラム３上に画像信号Ｓに応じた露光分布を有する潜
像を形成し、周知の電子写真プロセスにより転写材上に
顕画像として記録する。

【００３３】上記画像出力信号Ｐは、画像信号Ｓより先
だって画像処理部１１１より出力され、画像信号Ｓの出
力が終了した後に出力が終了する。又、制御部１００は
画像処理部１１１から画像出力信号Ｐが入力されている
間動作を停止している。そのため、画像形成動作中は画
素の大きさ、コントラストを一定に保つことができる。

【００３４】次に、レーザー光束Ｌの焦点位置調整手段
１０４の動作について説明する。

【００３５】前記画像出力信号Ｐの消勢時に、制御部１
００より作動信号をレーザードライバ５００に入力し、
該レーザードライバ５００から、図１６（ａ）に示すよ
うな一定間隔でＯＮ、ＯＦＦする矩形波を所定期間発生
させ、レーザー素子１０２をこの試験信号に応じて明滅
させる。試験信号によって変調されたレーザー光は、反
射鏡１０７により反射され、感光ドラム３と光学的に等
価な位置に配設したＣＣＤ１０８上に投影、走査され
る。

【００３６】制御部１００は、ＣＣＤ１０８上をレーザ
ー光束Ｌが走査する前にＣＣＤ１０８各光電変換素子の
蓄積電荷をリセットし、試験信号によって変調されたビ
ームによる１ラインの走査によりＣＣＤ１０８の各光電
変換素子に電荷が蓄積された後にこの電荷を電気信号と
して読み出す。

【００３７】ＣＣＤ１０８面上の露光分布は、図１７に
示したように、レーザー光束Ｌのスポット径に応じた強
弱の分布形状を示す。従って、ＣＣＤ１０８の各画素の
出力は図１６（ｂ）に示すような分布になり、その信号
を制御部１００に送出する。制御部１００においては、
ＣＣＤ１０８の出力の最大値をθｍａｘ、最小値をθｍ
ｉｎとして、コントラストＶを、

【００３８】

【数３】の式により算出、測定する。

【００３９】この場合、走査方向のスポット径が小さく
なる程コントラストＶは大きくなるので、予め設定した
値Ｖｏと（１）式により算出したＶとを比較してＶが所
定値Ｖｏと等しくない場合には、制御部１００から焦点
調整手段１０４へ駆動信号を送出してコリメータレンズ
系１０３を矢印Ａ方向へ所定量移動させる。そして、該
コリメータレンズ系１０３を移動させた位置でそれぞれ
上記コントラストＶを測定し、この値とＶｏが等しくな
る位置でコリメータレンズ系１０３を固定すれば、光学
系の焦点ズレを補正してレーザー光束Ｌの走査スポット
径を最小にすることができる。

【００４０】図３はＰＷＭ回路の回路図、図４はＰＷＭ
回路の動作を示すタイミングチャートである。

【００４１】図３において、ＰＷＭ回路は、８ビットの
画像信号をラッチするＴＴＬラッチ回路４０１、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４０２、ＥＣＬＤ／Ａコンバータ４０３、ＰＷＭ信
号を発生するＥＣＬコンパレータ４０４、ＥＣＬ論理レ
ベルをＴＴＬ論理レベルに変換するレベル変換器４０
５、画素クロック信号ｆの２倍周波数のクロック信号２
ｆを発生するクロック発振器４０６、クロック信号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
４０７、及びクロック信号２ｆを１／２分周する１／２
分周器４０８を有する。又、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。

【００４２】かかる構成の動作を図４をも参照して説明
する。

【００４３】信号(a) はクロック信号２ｆ、信号(b) は
その２倍周期の画素クロック信号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、三角波信号のデューティ比を５０％に
保つため、クロック信号２ｆを一旦１／２分周してから
三角波信号(c) を発生させている。更に、この三角波信
号(c) はＥＣＬレベル（０〜−１Ｖ）に変換されて三角
波信号(d) になる。

【００４４】一方、画素信号は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(e) 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２０Ｈの各電圧
を示している。コンパレータ４０４は三角波信号(d) と
画像信号(e) を比較することにより、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０Ｖ又は５Ｖ
のＴＴＬレベルに変換されて、ＰＷＭ信号(e) になり、
レーザドライブ回路５００に入力する。

【００４５】尚、図３の回路においてラッチ回路４０１
の前段部には不図示のルックアップテーブルが設けられ
ている。このルックアップテーブルは画像データのγ補
正を行なうためのものであり、γ補正した結果のデータ
が格納されたメモリで、１画素８ビットの画像信号をア
ドレスデータとしてメモリをアクセスし、所望のγ補正
されたデータの画像信号を出力せしめる。通常は１画面
中特定の１つのγ補正テーブルを使用しているが、必要
に応じて複数種類のγ補正テーブルを１画面中で切換使
用することができる。つまり、ビームによるライン走査
毎に例えば３種類のテーブルを順次繰り返し使用し、副
走査方向のγ補正をライン毎に変化させ階調補正するこ
とができる構成となっている。

【００４６】又、ルックアップテーブルは、各色、例え
ばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナ
ー固有の濃度に影響されないように、トナーの濃度が低
い場合には、所謂、立ったγテーブルが設定され、濃度
が高い場合にはその逆の特性のγテーブルが設定され
て、各形成色毎に設けられているが、斯るルックアップ
テーブルの前段には各色トナーの色のにごりを補正する
ために非線形色マスキング回路、例えば２次色マスキン
グ回路を設けることができる。

【００４７】上述のＰＷＭ方式によると、１画素毎にド
ットの面積階調を行ない、記録すべき画素密度を低下さ
せることなく同時に中間調を表現できることに特徴があ
る。

【００４８】ところが、このＰＷＭ方式においても、図
５に示すように、被走査面３上の露光分布はレーザーの
スポット径の影響を受け、図示するように変化すること
が分かった。

【００４９】これは、記録画素密度４００ｄｐｉ（画素
サイズ６３．５μｍ）、レーザースポット径７０μｍ
（主走査ガウス分布スポット１／ｅ² ）の時の１画素あ
たり１／４画素相当、１／２画素相当の時間、レーザー
の駆動時間をパルス幅変調した時の被走査面上の露光分
布を示す。

【００５０】例えば、レーザービームを５０％パルス幅
でＯＮ／ＯＦＦしたとしても、感光ドラム面上の露光分
布は、図５（Ｂ）に図示するようになり、露光量の最
大、最小値におけるコントラストも約３０％程度しか得
られず、その後の現像プロセスにより得られる各画素の
ドットの面積変化による階調再現が安定して行われなく
なってしまう。

【００５１】パルス幅変調によるドットの面積階調表現
を安定化させるためには、本発明者らによる種々の実験
から、例えば、レーザービームを５０％のパルス幅でＯ
Ｎ／ＯＦＦした時に、ドラム面上の露光分布におけるコ
ントラストの約８０％以上得られれば、可能であること
が分かった。

【００５２】そこで、ドラム面上のスポット径を記録画
素サイズに対して、スポット径（ガウス分布スポット１
／ｅ² ）＜画素サイズ×０．７とした。

【００５３】図６は、記録密度を４００ｄｐｉ（画素サ
イズ６３．５μｍ）とした時に、レーザービームスポッ
ト径をそれぞれ画素サイズの０．８倍の５０μｍ
（Ａ）、０．７倍の４２μｍ（Ｂ）、０．５５倍の３５
μｍ（Ｃ）とした時のドラム面上の露光分布を示してい
る。

【００５４】図６より、５０％のパルス幅でＯＮ／ＯＦ
Ｆした時の露光分布のコントラストは、それぞれ約６０
％（Ａ）、約８０％（Ｂ）、約９０％（Ｃ）となり、レ
ーザービームスポット径（１／ｅ² ）を画素サイズの
０．７倍以下とすることで可能となった。

【００５５】そこで、各スポット径において、レーザー
の駆動パルス幅を１０％〜１００％まで変化させた時
に、その後の現像プロセスにより得られるドット形状の
変化を示したのが、図７（Ａ）、（Ｂ）である。この時
の副走査方向のスポット径は、副走査方向の露光分布を
均一とするため、従来通りの画素サイズの１．１倍の７
０μｍとした。

【００５６】一般に、８μｍ程度の粉体を用いた周知の
現像システムは、図８に示すように、感光体の表面電位
に対してある一定の電位から急激に現像されるような、
しきい値をもつ特性を有している。

【００５７】従って、図６（Ａ）に示すような、レーザ
ーの１画素内でのＯＮ／ＯＦＦ時の露光分布のコントラ
ストの低い方式では、感光ドラムの表面電位も図６
（Ａ）の露光分布に従い、レーザーの駆動パルス幅に対
して、表面電位が全体的に変化するようになるため、図
８の現像システムのＶ−Ｄ特性に従って、感光ドラムの
表面電位が或るしきい値をこえた所から、急激に現像さ
れるようになり、その結果、図７（Ａ）に示すように現
像されたドット径も、ある階調数から急激にドット形状
が大きく現像される傾向となる。この時の１画素内の駆
動パルス幅と、その時得られる現像後の画像濃度の変化
を示したのが図９のグラフ（Ａ）である。現像システム
のＶ−Ｄ特性の影響を強く受けていることがわかる。

【００５８】それに対し、本発明による、レーザースポ
ット径を画素サイズの０．５５倍として１画素内でのレ
ーザーのＯＮ／ＯＦＦ時の露光分布のコントラストを少
なくとも８０％以上と高くした例では、感光ドラム上に
形成される潜像もこの露光分布に従って電位コントラス
トの高いＯＮ／ＯＦＦのパターンが形成されることにな
る。従って、或るしきい値特性を持つような現像システ
ムにより、現像されたとしても、駆動パルスの短領域か
らすぐに露光分布のピークが高くなり、現像しきい値を
こえるためドットとして安定して現像される（図７
（Ｂ））。その結果、駆動パルスのＯＮ／ＯＦＦ比の小
さい領域から安定してドット径の変化として再現でき、
安定した面積階調の現像上の再現が可能となる。

【００５９】図９のグラフ（Ｂ）は、本発明によるスポ
ットサイズを用いた時のレーザー駆動パルスに対する画
像濃度の関係を示したもので、図より明らかなように、
現像システムの影響をあまり受けず、パルス幅に対して
安定した面積階調が可能となることが分る。

【００６０】ここで、本発明に用いる中間転写媒体の第
１転写、第２転写を経る際の画像劣化について述べる。

【００６１】図１０は、感光体上に形成されたライン状
のトナー像（Ａ）を第１転写後の中間転写媒体上
（Ｂ）、第２転写後の転写材上（Ｃ）のトナー像を模式
的に表したものである。

【００６２】感光体上のライン幅をａとすると、第１転
写後のライン幅ｂは、ｂ＝ｋ・ａｋ＝１．１〜１．３同様に、第２転写後のライン幅ｃは、ｃ＝ｋ・ｂ＝ｋ² ・ａｋ＝１．１〜１．３であることが分かった。

【００６３】このことから、中間転写媒体を用いない装
置と同等のライン幅を得る場合、レーザービーム径のみ
で行なおうとすると、従来ビーム径に対して１／ｋだけ
小さくしたビーム径を用いるのが良い。

【００６４】しかしながら、現像による濃度再現性が得
られても転写、定着後の飛び散りによるハイライト部で
のがさつきが現像剤によって消えない場合がある。

【００６５】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／又は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。

【００６６】具体的には、本発明によれば、トナーの体
積平均粒径をＭとし、トナー粒子の粒径をｒとした場合
に、（１／２）Ｍ＜ｒ＜（３／２）Ｍの範囲（即ち、Ｍ
±（１／２）Ｍの範囲）に９０体積％以上のトナー粒子
を含み、０＜ｒ＜２Ｍの範囲（即ち、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。

【００６７】更に、本発明によれば、体積平均粒径が１
２μｍ未満、好ましくは９μｍ以下、更に好ましくは８
μｍ以下のトナーが画像形成方法に使用される。

【００６８】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。

【００６９】測定装置としてはコールターカウンターＴ
Ａ−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ェイス（日科機製）
及びＣＸ−ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を
接続し、電解液を１級塩化ナトリウムを用いて１％Ｎａ
Ｃｌ水溶液を調製する。

【００７０】測定法としては前記電解水溶液１００〜１
５０ｍｌ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。

【００７１】試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約
１〜３分間処理を行い。前記コールターカウンターＴＡ
−ＩＩ型により、アパチャーとして１００μｍアパチャ
ーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体
積分布を求める。

【００７２】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。

【００７３】トナーが上記範囲を越えた体積分布を有し
た場合には、粒径を変化させても効果が充分に発揮でき
ない。

【００７４】又、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か
しい。一方、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トナーが増加し、磁性粒子が
効率よくトナーにトリボ電荷を付与できなくなり、現像
器からの飛散やかぶりが増加する。更に粒径の小さいト
ナーは融着も起こし易く磁性粒子（キャリア）のまわり
に融着し、キャリア劣化によるカブリ、飛散も増加す
る。

【００７５】以上の点から、体積分布としては図１１の
ようなシャープな粒径のものを使用することが必要であ
る。

【００７６】図１に示す画像形成装置において、レーザ
ービームのスポット径を副走査方向のビーム径７０μ
ｍ、走査方向のビーム径４２μｍの楕円形のスポットを
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行なった
場合のトナーの体積平均粒径と、定着後の画像の最小再
現のドットの直径との関係を示すグラフを図１２に表
す。

【００７７】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（キャリア）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、最小再現ドッ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。

【００７８】つまり、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において、スポット径を小
さくしていくと、現像の濃度階調性は得られるようにな
る。しかしながら、フルカラーの画像を得るために複数
回転写をし、定着を行う工程を経ると、粒径の大きいト
ナーは飛び散りのために、ブロードなドット径となる
が、粒径の小さいトナーは飛び散りがなく画像の乱れが
少ない。それは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。そのため中
間転写ベルトに複数回、転写材に１回転写する転写電界
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
くいと考えられる。

【００７９】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２５μｍ前後のドッ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くる。

【００８０】前述した中間転写媒体を用いる場合の２回
の転写でのトナー像の太りを考慮すると感光体上では、
約１６μｍ幅のトナー像が形成されていなければならな
い。

【００８１】２５μｍ／ｋ₁ ｋ₂ 、太りが最大の場合、
ｋ₁ ＝１．３、ｋ₂ ＝１．３として、図１２よりトナー
の体積平均粒径は、上記内容を満足するのは６μｍ以下
であるが、５μｍ以下は、再現ドット径に対しては効果
が少なく、５μｍ〜６μｍの範囲が実用的範囲と言える
ためである。

【００８２】更に、詳細は述べないが、粉砕法によるト
ナー製法上の問題から、４μｍ以下のトナーは実用に供
するものが量産できないのが現状である。

【００８３】他の製法、例えば重合法などによれば、更
に１μｍ近傍まで、更にはそれ以下の粒径のトナーも製
造可能である。従って、これらが実用化されれば、これ
を用いての画像形成も又、本発明の範囲を外れるもので
はない。

【００８４】又、本発明のレーザービームの主走査径に
ついては、３０μｍ〜４５μｍにおいて適用されるが、
好ましくは、３５μｍ以下であることが好ましい。

【００８５】つまり、トナー体積平均粒径５μｍ〜６μ
ｍ、レーザービームの主走査径３０〜３５μｍの場合、
実用的構成として、本発明の効果が最も大きい範囲であ
ると言える。

【００８６】そこで、記録密度を４００ｄｐｉとした時
走査方向のレーザービームスポット径を４２μｍ以下と
し、好ましくは体積平均粒径９μｍ以下、更に好ましく
は８μｍ以下のトナーを用いることにより、前述した説
明及びデータにて示すように５０μｍ前後のドットも忠
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ようになった。

【００８７】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した場合には、５０μｍ以下のド
ットが忠実に再現され、更に転写電界に複数回さらされ
ても画像が乱れることが少ない。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。

【００８８】例えば、本発明で使用されるトナーが体積
平均粒径６μｍを有する場合、該トナーの体積分布にお
いて、トナーは３μｍを越え、９μｍ未満の範囲に９０
体積％以上のトナー粒子を含有し、且つ０より大きく１
２μｍ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。

【００８９】本発明に係る粒度分布のシャープなトナー
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／又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。

【００９０】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、更に、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ェット分級機の如く
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／又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、疏水
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。

【００９１】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

【００９２】

【化１】（式中Ｒはエチレン又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
体若しくはその置換体などのジオール成分と、２価以上
のカルボン酸或いはその酸無水物、又はその低級アルキ
ルエステルなどのカルボン酸成分（例えばフマル酸、マ
レイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸な
ど）とを少なくとも共縮重合したポリエステル樹脂がシ
ャープな溶融特性を有するのでより好ましい。

【００９３】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.So
lvent Y93 の如き着色剤は推奨できない。

【００９４】染料としては、例えばＣ．Ｉ．ダイレクト
レッド１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド４、Ｃ．Ｉ．アシ
ッドレッド１、Ｃ．Ｉ．ベ−シックレッド１、Ｃ．Ｉ．
モ−ダントレッド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．アシッドブルー
９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．ベーシック
ブルー３、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５、Ｃ．Ｉ．モー
ダントブルー７がある。

【００９５】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、パーマネントレッド４Ｒ、ウオッチング
レッドカルシウム塩、ブリリアントカーミン３Ｂ、ファ
ーストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、フ
タロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、インダ
ンスレンブルーＢＣがある。

【００９６】特に、顔料としてはジスアゾイエロー、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。

【００９７】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１
４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．
ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド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。

【００９８】染料としてはＣ．Ｉ．ソルベントレッド４
９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ソルベン
トレッド１０９、Ｃ．Ｉ．ベイシックレッド１２、Ｃ．
Ｉ．ベイシックレッド１、Ｃ．Ｉ．ベイシックレッド３
ｂである。

【００９９】着色剤の含有量としては、ＯＨＰフィルム
の透過性に対し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
部以下であると、イエローの混合色であるグリーン、レ
ッド及び肌色の再現性に劣る。

【０１００】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。

【０１０１】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
ャリアへのスペント化を生じやすく、更に、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感光ドラ
ムへの融着が増加し、定着性が不安定化する。従って、
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３〜１５重量部が好ましい。

【０１０２】黒色トナーを形成するための好ましい着色
剤の組合わせとしては、ジスアゾ系イエロー顔料、モノ
アゾ系レッ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
ッ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。

【０１０３】本発明に使用され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、電荷制御剤を
配合することも好ましい。その際トナーの色調に影響を
与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、ジーターシャ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帰属錯体が挙げ
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。

【０１０４】本発明において、使用される現像剤が２成
分現像剤である場合、キャ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１０⁷ Ωｃｍ以上、好ま
しくは１０⁸ Ω以上、更に好ましくは１０⁹ 〜１０¹²Ω
ｃｍとなるように、フェライト粒子（最大磁化６０ｅｍ
ｕ／ｇ）へ樹脂コーティングしたものが好ましく用いら
れ得る。

【０１０５】磁性粒子、例えば、フェライト粒子または
樹脂コートされたフェ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サンドイッ
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。

【０１０６】以下に本発明を実施例に即して更に説明す
る。

【０１０７】図１３は、図１で示したレーザービームプ
リンタに使用される回転式現像装置１の一つの現像器付
近の拡大断面図であり、現像器は感光ドラム３に対向し
た現像位置に配置されている。

【０１０８】現像器は、感光ドラム３に近接されている
現像スリーブ２２を備えている。該現像スリーブ２２
は、例えばアルミニウム、ＳＵＳ３１６の如き非磁性材
料で構成されている。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。

【０１０９】現像スリーブ２２内には、図示の位置姿勢
に位置決めされた固定磁界発生手段としての固定の永久
磁石（マグネット）２３が配置される。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
石に代えて電磁石であってもよい。

【０１１０】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、現像剤規制部材としての非磁性ブレード
２４が配設される。該ブレード２４は、例えばＳＵＳ３
１６を横断面が「く」の字形になるように曲げ加工した
ものである。又、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２６が設けられる。非磁性ブレード２４及び磁性
粒子限定部材２６などによって構成される部分が規制部
である。

【０１１１】現像剤は磁性粒子２７と非磁性トナー３７
を含有する。現像容器３６の下部部分に溜るトナーを封
止するためにシール部材４０が設けられる。該シール部
材４０は弾性を有しており、スリーブ２２の回転方向に
向って曲げられ、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。

【０１１２】現像容器内には、更に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ドラ
ム側に付着させ飛散を防止するために飛散防止電極板３
０、及び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６０が
配置される。センサとしては、例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６０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
補給されたフレッシュ現像剤はスクリュー６１によって
搬送されながら混合・撹拌される。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。しき
り板６３は、現像器の長手方向両端部において切り欠か
れており、この部分でスクリュー６１によって搬送され
たフレッシュ現像剤がスクリュー６２へ受け渡される。

【０１１３】Ｓ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。該Ｓ極２３ｄ付近では、スリーブに近
接して設けたスクリュー６２によって搬送されてきたフ
レッシュ現像剤と現像後の回収現像剤とを交換する。

【０１１４】搬送スクリュー６４は現像スリーブ軸方向
の現像剤の量を均一化するためのものであって、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
スクリュー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、図１３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。スクリュー
６４はスクリュー６２と逆方向に現像剤を搬送する。

【０１１５】斯る現像器の構成は現像剤容器内に磁性粒
子と、非磁性或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。

【０１１６】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１
５０〜８００μｍ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
することができ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。上記距離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
ードつ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厚の規制が行え
ず、感光ドラム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。

【０１１７】図中の角度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／又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°を越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。

【０１１８】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。

【０１１９】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こと
により磁気粒子層はスリーブに近い程磁極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。

【０１２０】本実施例では、フェライト粒子を用いたＡ
ＣバイアスプラスＤＣバイアス現像方式を用いてい
るが、通常の鉄粉を用いたＤＣバイアス現像でも良い。

【０１２１】現像器として図１３の構成のものを用い
て、現像スリーブの回転方向を感光ドラムとカウンター
として現像を行なっても平均粒径８μｍ以下のトナーで
同様の効果が得られた。

【０１２２】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ｄ ₂ 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。

【０１２３】上記実施例において、感光ドラム３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。バイアス電源として周波数１７
００Ｈｚ、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。

【０１２４】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、ブラックの順
に半導体レーザを光源として、レーザービームのスポッ
ト径を主走査方向１／ｅ² を４２μｍ、副走査方向１／
ｅ² を７０μｍ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、転写を繰り返し、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。

【０１２５】これに対し、レーザービームスポット径を
主走査方向７０μｍとし、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。

【０１２６】以上説明したように、原稿画像を色分解
し、感光ドラムに各色ごとに、レーザーの光ビームを光
源として潜像を形成し、さらにトナーを用いた現像によ
って可視化された各色トナー画像を転写部材に逐次重ね
て転写し、多色画像を得る多色電子写真装置において、
ビームスポットの走査方向のスポットサイズが走査方向
の記録画素サイズに対し、スポットサイズ（１／ｅ² ）
＜画素サイズ×０．７であり、現像剤として特に粒度分
布のシャ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。

【０１２７】ここで、中間転写媒体を用いる場合につい
て転写材上のトナーの乗り量ａ、第１転写、第２転写の
各転写効率ｔ₁ 、ｔ₂ 、トナー粒径とトナーの被覆率と
の関係について述べる。

【０１２８】種々の実験によると、後述するトナー及び
現像を用いて転写材上の画像濃度を１．５必要な時のト
ナー乗り量は、粒径８μｍのトナーの場合、約０．８ｍ
ｇ／ｃｍ² であった。又、フルカラー画像の場合、最大
濃度は約２．０程度必要である。この時のトナー乗り量
は、約１．１ｍｇ／ｃｍ² であった。

【０１２９】第１転写、第２転写の各転写効率は、本発
明者らの測定で８５〜９５％であった。

【０１３０】このことから、感光ドラム上のトナー像の
最大トナー乗り量Ａは、転写効率の最悪値を用いて、

【０１３１】

【数４】となり、約１．５ｍｇ／ｃｍ² 必要であることが分かっ
た。

【０１３２】更に、同一濃度を再現するトナー量とトナ
ー粒径との関係を調べたところ、同一処方のトナーに対
し、同一濃度再現に必要なトナー量は、その体積平均粒
径に比例することが分かった。

【０１３３】一例を示すと、前述したＭ₀ ＝８μｍのト
ナーの場合に対し、体積平均粒径Ｍ＝６μｍのトナーを
用いると、同一濃度再現に用いるトナー使用量は、Ｍ／
Ｍ₀に比例していた。

【０１３４】従って、前述の感光ドラム上のトナー量を
示す前式（２）は

【０１３５】

【数５】とすることができる。６μｍトナーの場合は、約１．１
ｍｇ／ｃｍ² である。

【０１３６】更に、体積平均粒径６μｍと８μｍのトナ
ーについてそのトリボ量と転写効率の関係について調べ
た。図１５は、この関係を示すものである。いずれも感
光ドラム上のトナー乗り量を（３）式に従って前述した
最大乗り量にし、この時のトナーのトリボと転写性、画
像性トナーについて調べたものである。

【０１３７】これによると、中間転写媒体、転写材への
各々の転写のいずれかで不良を発生したのが３０μＣ／
ｇ以上のトリボであり、これはトナー粒径にほとんど依
存することはなかった。

【０１３８】この理由については十分には分かっていな
いが、最大濃度再現に必要なトナー量を変えてさらにト
リボ値を変えているためであると考えられる。

【０１３９】確認のためにトナー乗り量を同一にしてト
ナートリボを変化させた場合には粒径が小さくなる程転
写は苦しくなった。

【０１４０】一方、低トリボ例では粒径の大きなもの
程、転写によるトナー像の飛散劣化が激しく８μｍの場
合１２μＣ／ｇ、６μｍの場合１０μＣ／ｇ以下だと実
用上不向きと判断された。

【０１４１】更に、図中には前述したトナー粒径と画像
再現での限界、さらに、現状では実験的にもトナーの試
作が困難な領域を示してある。総合的には粒径の如何に
関わらず、２０μＣ／ｇ程度のトナーを用いるのが装置
構成上安定なトリボと判断された。

【０１４２】以下、本発明の具体的実施例について説明
する。

【０１４３】実施例１プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸・・１００重量部を縮合して得られ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（ジアルキル置換サリチ・・・・４重量部ル酸の金属錯体）

【０１４４】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、固定壁型風力分級機で分級し、更
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を越え９μｍ
未満の範囲に９５体積％、０μｍより大きく１２μｍ未
満の範囲に実質的に１００体積％、であるシャープな粒
度分布を有していた。

【０１４５】該マゼンタトナー１００重量部と負摩擦帯
電性疏水性コロイダルシリカ０．４重量部とを混合して
シリカ外添マゼンタトナーを調製した。次に、スチレン
ー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１０¹⁰Ωｃｍ）のフェライ
ト磁性粒子９４重量部と、上記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用２成
分系現像剤を調製した。

【０１４６】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２成分系現像剤、イエロートナー画
像形成用２成分系現像剤、及びブラックトナー画像形成
用２成分系現像剤を調製した。

【０１４７】

【表１】

【０１４８】各々の２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回激しく撹拌した
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−３０μｃ／ｇの値を示した。

【０１４９】上記２成分系現像剤を、図１に示すカラー
画像形成装置の現像装置に導入した。本実施例で、現像
器において、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２
２面と感光ドラム３との間隔ｄ₁ を４５０μｍとした。

【０１５０】感光ドラム３は積層型の有機光導電性（Ｏ
ＰＣ）ドラムを用い、−６００Ｖの帯電潜像電位とし
た。

【０１５１】バイアス電源として周波数１７００Ｈｚ、
ピーク対ピーク値１５００Ｖの矩形波交互電圧に−３０
０Ｖの直流電圧を重畳させたものを用いて現像を行っ
た。

【０１５２】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、ブラックの順
に半導体レーザを光源として、レーザービームのスポッ
ト径を主走査方向１／ｅ² を４２μｍ、副走査方向１／
ｅ² を７０μｍにして、前述したＰＷＭの制御を行なっ
て発光時間を制御し、２００線／ｉｎｃｈで２５６階調
の画像の書き込みを行い、順に反転現像、静電転写を繰
り返し、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。画像濃度の薄い部分（ハイライト部)
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。

【０１５３】又、フルカラー画像を観察したところ５０
μｍ前後のドットが潜像に対応して忠実に再現されてい
た。

【０１５４】実施例２〜４実施例１と同様にして、体積平均粒径５μｍ、６．８μ
ｍ及び８μｍの、表２に示すトナーを調製し、実施例１
と同様にフルカラー画像を形成したところ、良好な結果
が得られた。

【０１５５】

【表２】

【０１５６】

【表３】

【０１５７】比較例実施例１と同様にして、体積平均粒径１２μｍの、表３
に示す各色トナーを得た。

【０１５８】実施例１と同様にして２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形成したとこ
ろ、実施例１の場合と比較して、画像濃度の薄い部分で
の再現性はあるが、全体にガサツキの目立つ画像しか得
られなかった。

【０１５９】又、上記２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回激しく撹拌し
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。

【０１６０】得られたフルカラー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ットは約９０μ
ｍであった。それ以下のドットは飛び散りが激しかっ
た。

【０１６１】実施例５実施例１と同様にして体積平均粒径９μｍの、表４に示
す各色トナーを調製し、実施例１と同様にして２成分系
現像剤を調製した。

【０１６２】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（ハイライト部）も忠実に再現し、ガサツキの少
ない高精細で高画質の画像が得られた。

【０１６３】フルカラー画像を観察したところ、６０μ
ｍ前のドットが潜像に対応して忠実に再現され、５０μ
ｍ前後のドットも潜像に対応して比較的忠実に再現され
ていた。

【０１６４】

【表４】

【０１６５】

【発明の効果】以上の如くに構成される本発明に係る画
像形成装置は、レーザー光の主走査ビーム径が３０μｍ
〜４５μｍであり、又、使用するトナーの体積平均粒径
が３μｍ〜８μｍであり、更に、転写材上のトナー乗り
量をａ、第１、第２の各転写効率をｔ₁ 、ｔ₂ 、感光ド
ラム上のトナー乗り量をＡ、使用するトナーの体積平均
粒径をＭとすると、

【０１６６】

【数６】の関係を有する構成とされるので、中間転写媒体を用い
ても、ガサツキのない高品質の画像を得ることができ、
又、フルカラー画像形成時においても、トナーの飛び散
りなどのない、高精細且つ色再現性の安定したカラー画
像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の構成図
である。

【図２】図１の装置に使用される走査光学装置の斜視図
である。

【図３】図１の装置に使用されるＰＷＭ回路及びその動
作を示すタイミングチャートである。

【図４】図１の装置に使用されるＰＷＭ回路及びその動
作を示すタイミングチャートである。

【図５】従来例による感光媒体上の露光分布図である。

【図６】本発明による感光媒体上の露光分布図と従来例
との比較図である。

【図７】本発明によるドットの面積変化による階調表現
と従来例との比較図である。

【図８】周知の現像システムのＶーＤ特性の代表例を示
すグラフである。

【図９】本発明によるパルス幅変調法と画像濃度との関
係を示すグラフである。

【図１０】本発明に係る画像形成装置での転写と画像劣
化を説明する図である。

【図１１】本発明に使用したトナーの粒度分布図を示す
グラフである。

【図１２】トナーの平均粒径と最小再現ドット直径との
関係を示すグラフである。

【図１３】現像装置の一実施例の概略的断面図である。

【図１４】現像装置の他の実施例の概略的断面図であ
る。

【図１５】本発明に使用するトナーの適応範囲を示す説
明図である。

【図１６】レーザー光源のＯＮ／ＯＦＦ状態及びＣＣＤ
の各画素の出力分布図である。

【図１７】レーザースポット径の分布状態図である。

【符号の説明】

３像担持体（感光ドラム）１０中間転写媒体（中間転写ベ
ルト）１（Ｍ、Ｃ、Ｙ、ＢＫ）現像器１０１レーザードライブ回路１０２レーザー光源１０４ポリゴンミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小出純東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者竹内達夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平４−50975（ＪＰ，Ａ) 特開平３−4266（ＪＰ，Ａ) 特開平３−4244（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−85581（ＪＰ，Ａ) 特開平５−134561（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 502 G03G 21/02 - 21/04 G03G 21/14 G03G 15/14 - 15/16 103

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザー光源を用い、１画素当たりのレ
ーザー光の点灯時間を被記録画像信号に応じて制御する
制御手段を備えた潜像形成手段にて感光媒体上に静電潜
像を形成し、この潜像を、トナーを含有する現像剤にて
現像してトナー像となし、次いで、前記感光媒体上に形
成されたトナー像を、中間転写媒体に転写し（第１転
写）、その後、この中間転写媒体上の画像を転写材に転
写（第２転写）する画像形成装置において、前記レーザー光の走査方向スポット径を、スポットサイ
ズ（１／ｅ^２）＜画素サイズ×０．７とし、前記トナーの体積平均粒径をＭとし、トナー粒子の粒径
をｒとした場合に、トナーの体積分布において、（１／
２）Ｍ＜ｒ＜（３／２）Ｍの範囲にトナーの９０体積％
以上が含まれ、０＜ｒ＜２Ｍの範囲にトナーの９９体積
％以上が含まれており、更に、前記レーザー光の主走査ビーム径は３０μｍ〜４５μｍ
であり、前記トナーの体積平均粒径は３μｍ〜８μｍであり、
又、前記転写材上のトナー乗り量をａ、第１転写及び第２転
写の各転写効率をｔ_１、ｔ_２とし、感光ドラム上のトナ
ー乗り量をＡとすると、【数１】の関係を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】使用するトナーの平均帯電量が１０μＣ
／ｇ以上、３０μＣ／ｇ以下であり、感光ドラム上の１
回のトナー像形成時のトナーの乗り量を最大１．５ｍｇ
／ｃｍ^２とすることを特徴とする請求項１の画像形成装
置。
【請求項３】使用するトナーは、イエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックであり、感光媒体上に形成された
トナー像は、前記中間転写媒体上に保持され、前記転写
材に一括転写することでフルカラー画像を得ることを特
徴とする請求項１の画像形成装置。