JPH02132459A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、ディザ法．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。

木発明の目的は、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、画像信号を＠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
づいて潜像を形成し、該潜像を現像剤で現像することに
よって階調画像を再生する画像形成方法において、該潜
像がトナーを含有する現像剤で現像され、該トナーの体
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、Ｍ トナーの体積分布において、丁＜γ〈−Ｓ−Ｍの範囲に
トナーの９０体積％以上が含まれ、０〈γ〈２Ｍの範囲
にトナーの９０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。

さらに、本発明は、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
て潜像を形成し、該潜像を体積平均粒径１２μｍ未満の
トナーを含有する現像剤で現像することによって階調画
像を再生することを特徴とする画像形成方法に関する。

さらに、本発明は、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
て潜像を形成し、該潜像を現像剤で現像することによっ
て階調画像を再生し、該階調画像を転写材へ転写し、転
写された該階調画像を転写材に定着し、定着された階調
画像は、約５０μｍ以下のドットが再現されていること
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ＩＭ，ＩＣ，　ＩＹ，　ＩＢｋ　，転写用
放電器工０、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ャナ及びそ
の他から成る。

このレーザビームスキャ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
タル画素信号の人力を受けて、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
ＩＭ，ＩＣ，ＩＹ，ＩＢｋ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
ャートである。第７図において、４０１は８ビットの画
像信号をラッチする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Ｅ　Ｃ　Ｌ　Ｄ／Ａコンバータ、４０４
はｐｗＭ信号を発生するＥＣＬコンバレータ、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は画素クロック信号ｆの２倍周波数のク
ロック信号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はクロック信号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論埋回路を配している。

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
のデューテイ比を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〜−Ｉ
Ｖ）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はへキサ表示てあ
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８０Ｈ１第３画素は中間調レベルの４０Ｈ
１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■と画偉信号■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侶号は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５０
０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はスイッ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Ｏ
ＦＦＬ／たときにレーザ光を止める。そして、このスイ
ッ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と共に電流スイッ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
ットのレーザパヮー値を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　（ｓｅｅ）とすると、理想的にはＰＷＭ信号がＯＮ
Ｔ（ＳｅＣ）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ＯＮＬ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／また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。

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とした場の範囲）に９０
体積％以上のトナー粒子を含み、Ｏくγ＜２Ｍの範囲（
すなわち、Ｍ±Ｍの範囲）にトナーの９０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、体積平均粒径が１２μｍ未満
（好ましくは、９μｍ以下、さらに好ましくは８μｍ以
下）のトナーが画像形成方法に使用される。

木発明において、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−ＴＩ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
ーソナルコンピュータ（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％ＮａＣλ水溶液を調製
する。

測定法としては前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌＬ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０．１〜５ｍｊＪ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Ｔ　Ａ　−　Ｉ
Ｉ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。

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、磁性粒子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。

ざ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。以上の点から、体積分布としては
第３図の様なシャ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
ポット径を長径８０μｍ．短径７０μｍ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
の最小再現のドッ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（キャリア）の種類やスリ
ーブードラム間や、スリーブー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．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ット径が小
さくなると、スポットの中心部での電位のピーク値も低
くなる。

スポット径が小さいと、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。ざ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５０μｍ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。

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以下のドットが忠実に再現
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μｍ乃至
１２μｍ未満の範囲に９９休積％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／または体積平均粒径な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休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／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、スチレンーアク
リル酸エステル樹脂またはスチレンーメタクリル酸エス
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はエチレンまたはブロビレン基であり、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ェノール誘
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）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。

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．Ｓｏｌｖｅ
ｎｔ　　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．ダイレクトレッド１，Ｃ
．Ｉ．ダイレクトレツド４，Ｃ．Ｉ．アツシドレツド１
，Ｃ．Ｉ．ベーシックレツド１，ｃ．ｒ．モーダントレ
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．アツシドブルー９，Ｃ．Ｉ．
アツシドブルー１５，Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３．Ｃ
６Ｉ．ベーシックブルー５，Ｃ．Ｉ．モーダントブル−
７がある。

顔料としては、ナフトールイエローＳ，バンザイエロー
Ｇ，パーマネントイエローＮＣＧ，パーマネントオレン
ジＧＴＲ，ビラゾロンオレンジ．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Ｂ
Ｃ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，
銅フタ口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．ビグメントイエロー１５，ＣＩ．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１２Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５，Ｃ
．Ｉ．ピグメントレッド３，Ｃ．Ｉ．ビグメントレッド
２，Ｃ．Ｉ．ビグメントレッド６，Ｃ．Ｉ．ピグメント
レッドフ，Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５，Ｃ．Ｉ．ビ
グメントブルー１６又はフタ口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
る銅フタ口シアニン系顔料である。

染料としてはｃ．ｒ．ソルベントレッド４９Ｃ．Ｉ．ソ
ルベントレッド５２，Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１０９
，Ｃ．Ｉ．ペイシックレツド１２，Ｃ．Ｉ．ペイシック
レツド１，Ｃ．Ｉ．ペイシックレツド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重量金色であるグリーン，
レッ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１
００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ャリアへのスペ
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〜
１５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
顔料及び銅フタ口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。

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
、ジーターシャリープ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、キャリアは磁性粒子が好ましい。磁性粒子は
、粒径が３０〜１００μｍ１好ましくは４０〜８０μｍ
で、電気的抵抗値が１０７Ωｃｍ以上、好ましくは１０
８Ωｃｍ以上、さらに好ましくは１０９〜１０１４Ωｃ
ｍとなる様に、フエライト粒子（最大磁化ｓｏｅｍｕ／
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。

磁性粒子（例えば、フエライト粒子または樹脂コートさ
れたフエライト粒子）の抵抗値の測定は測定電極面積４
ｃｍ’，電極間間１１！０．４ｃｍのサンドイツチタイ
ブのセルを用い、片方の電極にＩＫｇ重量の加圧下で、
両電極間の印加電圧Ｅ（　Ｖ　／　ｃ　ｍ　）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ＩＹ，マゼンタ現像器ＩＭ，シアン現
像器１ｃおよびブラック現像器ＩＢｋ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によク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ＩＭ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ＩＭ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ＩＣ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
びブラックに対して行い、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（マグネット）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
沿フ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
端面な現像剤案内面２６１とした磁性粒子限定部材であ
る。非磁性ブレード２４及び磁性舛 粒子限定部材２６Ａ　　　　　　　　　　　　　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。４
０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
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・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。

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。

６４は搬送スクリュ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。スクリュー６４はスクリュー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
ｌｌＩｄ２は５０〜９００μｍ１好ましくは１５０〜８
００μｍ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く−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）、３８ｋ（ブラック）を
具備し、その周りにそれぞれ専用のレーザビームスキャ
ナー８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０８ｋ．現像器ＩＹ，
ＩＭ，ＩＣ，ＩＢｋ；転写用放電器１０Ｙ，ＩＯＭ１０
Ｃ，１０８ｋ；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１０
Ｙ，ＩＯＭ，ＩＯＣ，１０Ｂｋにより転写し、除電器８
２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１２μｍ未満、好ま
しくは９μｍ以下、特に好ましくは８μｍ以下の体積平
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。

本発明はフエライト粒子を用いたＡＣバイアスプラスＤ
Ｃ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。

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６
００μｍ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−３０
０■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，ブラッ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ット径を主走査方
向１／ｅ２７０μｍ１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／　ｉ　ｎ　ｃ　ｈ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、ガサッ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ブな体積平均粒径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） ・プロボキシ化ビスフェノールと　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） ・口−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の負帯電性のマゼ体積％のシャープな粒度分布
を有していた。

該マゼンタトナ−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１０１０Ω・ａｍ）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−６重量部とを
混合してマゼンタトナ一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ックトナ−画像形成用二成分系現像
剤を調製した。

Ｉ８１表 各々の二成分系現像剤をｘｏｏｍｘ（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−３０μｃ／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＊　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
１　５００Ｖ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，ブラッ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ット径を主走査方向１／ｅ２７
０μｍ、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　ｎ　ｃ　ｈ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前後のドット
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、全体にガサッ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１００ｍ℃容積のポリエチレン容
器に入れ、手で約３０回激しくシェイクした後に、トナ
ーの摩擦帯電量を測定したところ、各色トナーは、−１
６〜−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（ｈ　
ｉ　ｇｈ−１　ｉ　ｇｈｔ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６
０μｍ前後のドットが潜像に対応して忠実に再現され、
５０μｍ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。

【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
小再現ドッ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
ングチャートを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）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潜像を形成し、該潜像を現
   像剤で現像することによって階調画像を再生する画像形
   成方法において、該潜像がトナーを含有する現像剤で現
   像され、 該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、Ｍ／２＜
   γ＜（３／２）Ｍ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）潜像が、潜像担持体に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形成され
   る特許請求の範囲第１項の画像形成方法。 （３）潜像が反転現像法によって現像剤で現像される特
   許請求の範囲第１項または第２項の画像形成方法。 （４）現像剤は、トナー及び磁性粒子を含有する特許請
   求の範囲第１項乃至第３項のいずれかの画像形成方法。 （５）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潜像を形成し、該潜像を体
   積平均粒径１２μｍ未満のトナーを含有する現像剤で現
   像することによって階調画像を再生することを特徴とす
   る画像形成方法。 （６）トナーが体積平均粒径９μｍ以下を有する特許請
   求の範囲第５項の画像形成方法。（７）トナーが体積平
   均粒径８μｍ以下を有する特許請求の範囲第５項の画像
   形成方法。（８）トナーは、トナーの体積平均粒径をＭ
   とし、トナー粒子の粒径をγとし場合に、トナーの体積
   分布において、Ｍ／２＜γ＜（３／２）Ｍの範囲にトナ
   ーの９０体積％以上が含まれ、０＜γ＜２Ｍの範囲に９
   ９体積％以上が含まれる特許請求の範囲第５項乃至第７
   項のいずれかの画像形成方法。 （９）潜像が、潜像担持体に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形成され
   る特許請求の範囲第５項乃至第８項のいずれかの画像形
   成方法。 （１０）潜像が反転現像法によって現像剤で現像される
   特許請求の範囲第５項乃至第９項のいずれかの画像形成
   方法。 （１１）現像剤は、トナー及び磁性粒子を含有する特許
   請求の範囲第５項乃至第１０項のいずれかの画像形成方
   法。 （１２）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潜像を形成し、該潜像を現
   像剤で現像することによって階調画像を再生し、 該階調画像を転写材へ転写し、 転写された該階調画像を転写材に定着し、定着された階
   調画像は、約５０μｍ以下のドットが再現されているこ
   とを特徴とする画像形成方法。 （１３）現像剤は、体積平均粒径１２μｍ未満のトナー
   を含有する特許請求の範囲第１２項の画像形成方法。 （１４）トナーは、体積平均粒径９μｍ以下を有する特
   許請求の範囲第１２項の画像形成方法。 （１５）トナーは、体積平均粒径８μｍ以下を有する特
   許請求の範囲第１２項の画像形成方法。 （１６）トナーは、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、Ｍ／２＜γ＜（３／２）Ｍの範囲にトナーの９
   ０体積％以上が含まれ、０＜γ＜２Ｍの範囲に９９体積
   ％以上が含まれる特許請求の範囲第１２項乃至第１５項
   のいずれかの画像形成方法。 （１７）潜像が、潜像担持体に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形成さ
   れる特許請求の範囲第１２項乃至第１６項のいずれかの
   画像形成方法。 （１８）潜像が反転現像法によって現像剤で現像される
   特許請求の範囲第１２項乃至第１７項のいずれかの画像
   形成方法。 （１９）現像剤は、トナー及び磁性粒子を含有する特許
   請求の範囲第１２項乃至第１８項のいずれかの画像形成
   方法。