JPH04147286A - 現像装置、及び画像形成装置 - 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〕 本発明は被記録画像信号に対応して制御された光束で、
電子写真感光体を走査して潜像を形成し、この潜像を現
像する画像形成装置に関する。

〔先行技術〕

画像形成装置の中で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ービームプリンタがある。

このプリンターでは、レーザービームを画像信号に対応
して発光、消光しつつ感光体を走査する所謂２値記録が
なされる。この２値記録方式のレーザービームプリンタ
で中間調を表現できるものとしてはデイザ法、濃度パタ
ーン法等を採用したものが良く知られている。しかし、
周知の如く、デイザ法、濃度パターン法を採用したプリ
ンタでは高解像が得られない。そこで、近年、記録密度
を低下させずに高解像を得つつ中間調画像を形成する方
式が提案されている。この方式は、画像信号によって、
レーザーを駆動するパルス信号の幅を変調することによ
り中間調画素形成を行う。

即ち、レーザーの１画素当り光束放出時間長が画像の濃
度に対応して制御され、従って感光体を走査するレーザ
ービームの１画素当り感光体照射時間長が画像濃度に対
応して制御される。

即ち、低濃度の画像部分に対しては上記パルス幅を短く
して上記照射時間長を短くし、高濃度の画像部分に対し
ては上記パルス幅を長くして上記照射時間長を長くする
。斯かるパルス幅変調方式（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、従って、高解像度
と高階調性を特徴とする特にカラー像形成装置にはこの
方式が欠かせないものとなっている。

すなわち、このＰＷＭ方式によると１画素毎にビームス
ポットにより形成されるドツトの面積階調を行うことが
でき、記録すべき画素密度（記録密度）を低下させるこ
とな（同時に中間調を表現できる。

ところが、このＰＷＭ方式においても、第６図（Ａ）。

（Ｂ）に示すように被走査面（感光体の而）上の露光分
布は、レーザーのスポット径の影響を受は図のように変
化することが見い出された。すなわち、記録画素密度４
ｏｏｄｐｉ（単位画素サイズ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／ｅ
２径）のときの１単位画素あたり１／４画素相当（２５
％）、１／２画素相当（５０％）の時間、レーザーを駆
動したときの被走査面上の露光分布を示す。通常被走査
面上でのレーザービームスポット径は各画素全面露光し
たときに、隣接画素の影響を考慮し、その露光分布が最
も均一となるように一般に単位画素サイズの１．１倍か
ら１．６倍が最適とされている（記録密度が４００ｄｐ
ｉではレーザービームスポット径約７０μ〜１００μｌ
　／　ｅ２）。

従って、単位画素サイズに対するレーザービームスポッ
トの比は１．１〜１．６となる。第６図（Ａ）。

（Ｂ）のレーザービームスポット径も、このような径が
使用されている。

ところで、上記のようなレーザービームスポット径を用
いて中間調画像を形成する場合には、たとえレーザービ
ームを最高濃度を得る為の単位画素当りパルス幅の５０
％のパルス幅でＯＮ／○ＦＦしたとしても感光体面上の
露光分布は第６図（Ｂ）のようにあまり変化せず。露光
量の最大、最小値間のコントラストも約３０％程度しか
得られないため、その後の現像プロセスにより得られる
各画素のドツ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。

また、上記の従来より使用されるレーザービームスポッ
ト径を用いると第６図（Ａ）、（Ｂ）に示すように被走
査面上の露光分布はレーザーの０Ｎ１０ＦＦによる振幅
が小さくかつコントラストが低く、被走査面上の平均露
光量が全体的に変化するような傾向を示す。そして、以
上のようなＰＷＭ方式により、中間調を表現しよとする
と上記の露光分布に従い、レーザーの駆動パルス幅に対
して感光ドラム上の表面電位が全体的に変化するような
傾向が強くなるため、得られる画像出力は、現像システ
ムのγ特性、即ちＶ−Ｄ特性（第１０図参照）の影響を
強く受け、レーザーの駆動パルス幅（ＰＷＭ信号）に対
して出力画像濃度が直線的に変化しないという問題が生
じていた（後述する第９図の（Ａ）の場合参照）。

以上のような方式により中間調をノ＼イライト部まで安
定して表現するためには、レーザービームスポットを小
さ（し、さらにトナー粒径を小さ（すれば良いことが数
多くの実験より分かった。しかしながら、いくらビーム
スポットやトナーの粒径を小さくしても、本方式を用い
て中間調を〕１イライト部まで十分に安定して得ようと
するには、従来の２成分現像では限界があることも判明
した。

このことは次の様に説明出来る。本方式を用いて中間調
をハイライト部まで十分に安定して得るには、微少なド
ツトの忠実な再現性が要求される。

例えば、微少面積の現像能力かい（らあってもトナーの
摩擦帯電電荷（以下トリポという）分布がブロードだっ
た場合、画像のハイライト部における微少なドツトの再
現性は充分に得られず、トリボ分布に応じて充分現像さ
れる部分と、ある程度しか現像されていない部分に分か
れる。ハイライト部の均一性は画像のガサツキに影響を
与え、ビクトリアルな画像を得る為には重要なポイント
となる。アナログ現像の場合は原理的に中間調が再現さ
れにくい為に現像剤中のトリボ分布がブロードであって
も、それ程画像形成に対して影響を与えることは無かっ
たが、ビクトリアルな画像を得る本方式に於いては、ト
リボの制御を２成分現像剤のスクリュー等による撹拌の
みによって行う従来の２成分現像方式では更なる高画質
化には限界があった。

〔発明の目的と概要〕

本発明の目的は、被記録画像信号に対応して光源の１画
素当り光束放出時間を制御して画像を形成する画像形成
装置で、高解像性を有しハイライト部の濃度よりも安定
により忠実に再現して良好な階調性を有する画像形成を
可能にすることを目的とする。

而して本発明では、被記録画像信号に対応して上記光源
の１画素当り光束放出時間長を制御する制御手段と、上
記光源からの光束を感光体上で主走査方向に走査し、か
つ感光体上での光束のスポット径を、主走査方向に関し
て、単位画素サイズの０．７倍以下とする光学系と、上
記光束の走査によって感光体に形成された静電潜像を現
像する現像手段であって、トナーとキャリア粒子を含む
２成分現像剤を担持して潜像現像部に搬送する現像剤担
持体、及びトナー層を担持し、現像剤担持体に担持搬送
される２成分現像剤層にこのトナー層を接触又は近接さ
せて搬送し、このトナー層から現像剤担持体側へトナー
を供給するバイアス電圧の印加されたトナー供給部材、
を有する現像手段と、を備えている。

そして、現像剤に於いては、上記トナーの重量平均粒径
をＭとし、トナー粒子の粒径をγとして、含まれ、０〈
γ＜２Ｍの範囲にトナーの９９重量％以上が含まれるソ
ヤーブな粒度分布を有するか、及び、又は上記Ｍが１２
μｍ以下である。

［実施例］ 第２図は、本発明が適用てきる電子写真方式のカラープ
リンタを示す。このプリンタは、矢印方向に回転する像
担持体としての電子写真感光ドラム３を備え、該感光ド
ラム３の周囲には、帯電器４、現像器ＩＭ、ＩＣ，ＩＹ
、ＩＢＫを備えた回転現像装置】、転写用放電器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ＬＳなどから成る画像形
成手段が配設される。各現像器はトナー粒子とキャリア
粒子を含有する２成分現像剤をドラム３に供給する。現
像器ＩＭの現像剤はマゼンタトナーを、現像器ｌＣの現
像剤はシアントナーを、現像器ＩＹの現像剤はイエロー
トナーを、現像器ＩＢＫの現像剤は黒トナーを含有する
。

被複写下校は不図示の原稿読取り装置で読み取られる。

この読取装置はＣＣＤ等の、原稿画像を電気信号に変換
する光電変換素子を有しており、原稿のマゼンタ画像情
報、ノアン画像情報、イエロー画像情報、白黒画像情報
に夫々対応した画像信号を出力する。プリンタに内蔵さ
れた半導体レーサーはこれらの画像信号に対応して制御
され、レーザービームＬを射出する。尚、電子計算機か
らの出力信号をプリントアウトすることもできる。

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。次に、
マゼンタ画像信号により変調されたレーザ光りにより走
査露光が行われ、感光ドラム３上に静電潜像が形成され
、この潜像は、予め現像位置に定置されたマゼンタ現像
器ＩＭによって反転現像される。

一方、カセットＣから取り出され、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紙等の
転写材は、転写ドラム９のグリッパ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で現像されたマゼンタ顕画像は、転写部において
転写帯電器ＩＯによって転写材に転写される。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）の画像の転写に備える。

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、次のシアン画像信号により変
調されたレーザービームＬにより前記のような露光を受
は静電潜像が形成される。この間に現像装置ｌ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
てノアンに対応する潜像の反転現像を行い、シアン顕画
像を形成する。

続いて、以上のような工程を、それぞれイエロー画像信
号及びブラック画像信号に対して行い、４色分顕画像（
トナー像）の転写が終了すると、転写材は各帯電器１３
．１４により除電され、前記グリッパ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
れる。定着器１７は転写材上に重なっている４色の顕画
像を定着する。こうして一連のフルカラープリントノー
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。

尚、露光手段は、第３図に示すように、半導体レーザ１
０２、矢印す方向に高速回転するポリゴンミラー１０４
、ｆ−θレンズ１００から成っており、該半導体レーザ
１０２は、画像読取装置、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に対応して変調され
たレーザビームＬを発振し、感光ドラム３面を露光する
。前記各現像器は帯電器４による帯電極性と同極性に帯
電したトナーを潜像の明部電位部分に付着させる反転現
像を行うので、レーザービームＬはドラム３のトナーが
付着されるべき領域を露光する。

更に詳しく説明すると、光源部である半導体レーザー素
子】０２は、レーザー光を発生するための発光信号（駆
動信号）をおくる発光信号発生器であるレーサードライ
バ１０１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。レーザー素子１０２から放射されたレ
ーザー光束りはコリメータレンズ系１０３にて略平行光
とされる。

ポリゴンミラー、即ち、回転多面鏡１０４は、コリメー
タレンズ系１０３から射出された平行光を矢印Ｃ方向に
走査する。回転多面鏡１０４の前方に設けたｆ−θレン
ズ群１００　（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）は、該
多面鏡１０４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上にスポット状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。

尚、多面鏡１０４によってビームＬがドラム３上を移動
する方向、即ち矢印Ｃ方向を主走査方向という。主走査
方向は露光部でのドラム３の移動方向と交叉する方向、
好ましくは略直角な方向である。

一方、露光部でのドラム３の移動方向を副走査方向と言
う。主走査、副走査によって感光ドラム３表面はレーザ
ービームによりラスター走査される。

以上の構成において、所望の画像を形成する場合、レー
ザードライバ１０１に画像信号Ｓを入力し、画像信号Ｓ
に対応してレーザー素子１０２を明滅させる。このよう
なレーザー光束りの走査により感光ドラム３表面には１
主走査分の露光分布が形成され、さらに各主走査ごとに
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する。

次に、第４図によりＰＷＭ回路を説明する。

第４図において、ＰＷＭ回路は、８ビツトの画像信号を
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ＴＴ
Ｌ論理レベルに変換するレベル変換器４０５、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Ｅ
ＣＬ論理回路を配している かかる構成の動作を信号波形を示す第５図をも参照して
説明する。

信号■はクロック信号２ｆ、信号■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
関係付けである。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＠を発
生させている。更に、この三角波信号◎はＥＣＬレベル
（０〜−ＩＶ）に変換されて三角波信号■になる。

一方、画素信号はＯＯＨ（白）〜ＦＦＨ（黒）まで２５
６階調レベルで変化する。記号Ｈはへキサ表示である。

そして画像信号■はそれらをＤ／Ａ変換したＥＣＬ電圧
レベルを示している。第５図では例えば第１画素は最高
濃度の黒画素レベルのＦＦＨ１第２画素は中間調レベル
の８０Ｈ１第３画素は第２画素より低濃度の中間調レベ
ルの４０Ｈ１第４画素は第３画素より低濃度の中間調レ
ベル２０Ｈの各電圧ヲ示している。コンパレータ４０４
は三角波信号■と画像信号■を比較することにより、形
成すべき画素濃度に応じたパルス幅を有する（第５図で
は一例としてＴ、ｔ２、ｔ３、ｔ４の幅を有する）ＰＷ
Ｍ信号を発生する。ここでＴ＞ｔ２〉ｔ３〉ｔ４である
。そしてこのＰＷＭ信号は０■又は５■のＴＴＬレベル
に変換されて、ＰＷＭ信号■（０を含む２５６種の幅を
有するレーザー駆動パルス信号）になり、レーザドライ
ブ回路５００に入力する。かくして半導体レーザー１０
２は、各単位画素毎に信号■の各パルス幅に対応した時
間発光し、感光体３を走査露光する。前記プリンタでは
反転現像が行われる為、高濃度の画素稈レーザーの発光
時間は長い。

尚、第４図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と
が好ましい。このルックアップテーブルは画像データの
γ補正（階調補正）を行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ビツト
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。

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７曲線の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、斯か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。

尚、第２図のカラープリンタに於いては、第４図に図示
されるＰＷＭ回路はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラ
ックの画像信号がページ（原稿、コピー各々の１ベーン
）毎に順次入力され、各色毎に順次レーサー変調され、
ドラム３の４回転で１枚のカラーコピーが得られる。又
、後述される第】４図の装置においては、Ｐ　Ｗ　Ｍ回
路は色毎に設けられる。

更に又、本実施例においては、各色毎に設けられている
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が設けられており、後で詳しく説明
するが、小粒径トナー及び安定した小径のレーザースポ
ットとあいまって階調性、色再現性が安定したより高精
細、より高品位のカラー画像を形成することができる。

ところで、第３図に示すような光学系により、パルス幅
変調されたレーザービームを感光ドラム３上において、
微小なスポットに結像して中間調画像を形成する場合、
前述したように、ドラム面上の主走査方向に関するビー
ムスポット径を、従来用いられるような単位記録画素主
走査方向に関するサイズの１．１〜１．６倍とすると、
第６図に示すように、例え、レーザービームを単位画素
を最高濃度とする最大パルス幅の５０％パルス幅で０Ｎ
１０ＦＦしたとしても、感光ドラム面上の露光分布は、
第６図（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ツト
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。

さて、レーザー駆動パルス幅変調によるドツトの面積階
調表現を安定化させるためには、本件発明者による種々
の実験から、例えば、レーザービムを上記最大パルス幅
の５０％のパルス幅で０Ｎ１０ＦＦ　したときに像担持
体面上の露光分布におけるコントラストが約８０％以上
得られればよいことが発明者によって見い出された。

そこで本発明のように主走査方向に関する像担持体面上
のビームスポット径の、記録画素主走査方向に関するサ
イズに対する比（スポット径比）を０．７以下とした場
合と、従来のようｊこ０．７より大きくした場合との比
較を、第７図をもとに行う。

尚、レーザービームスポットの強度分布はガウス分布的
な分布である。そこで本明細書でビームスポットの径と
いうのは、強度分布に於いて、最大強度の１／ｅ２倍の
強度を有する点を連続させた輪郭線の径、即ち１／ｅ２
径の事を言う。

第７図（Ａ）〜（Ｃ）は記録密度を４００ｄｐｉ　（単
位画素サイズ６３．５μｍ）としたときに、レーザービ
ームスポット径をそれぞれ画素サイズの１．１倍の７０
μｍ（Ａ）、０．８倍の５０μｍ（Ｂ）、０．７倍の４
２μｍ　（Ｃ）としたときのドラム面上の露光分布を示
している。このときのコントラストを表−１に示す。

表−１ 表−１に示すように、単位画素に対して最大の駆動パル
ス幅の５０％のパルス幅でレーザービームを０Ｎ１０Ｆ
Ｆ　したときの露光分布のコントラストはそれぞれ約３
０％（Ａ）、約６０％（Ｂ）、約８０％（Ｃ）となり、
主走査方向レーザービームスポット径（１／　ｅ’径）
を主走査方向画素サイズの０．７倍以下とすることでコ
ントラスト８０％が可能となることがわかった。

そこで、次に、各スポット径において、レーザーの駆動
パルス幅を最大駆動パルス幅の１０％〜１００％まで変
化させて潜像を形成し、その後の現像プロセスにより得
られるドツト形状の変化を示したのが第８図（Ａ）、（
Ｂ）である。尚、このとき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副走
査方向画素サイズの１．１倍の７０μｍとした。

この第８図（Ａ）、（Ｂ）の結果を曲線グラフに表わし
たのが第９図である。第９図で、横軸はレーザ駆動パル
スの幅（単位画素用最大パルス幅に対する割合）、縦軸
は得られた現像画像の濃度（反射濃度）である。

第１０図に現像システムのＶ−Ｄ特性（階調特性）を示
す。第１０図で横軸は感光体表面電位、縦軸は得られた
現像画像の濃度（反射濃度）である。

一般に現像システムは、第１０図に示すように、感光体
の表面電位に対しである一定の電位から急激に現像され
るような、しきい値をもつような特性を有している。従
って第８図（Ａ）に示すような、１画素内の露光分布の
コントラストの低い方式では、感光ドラムの表面電位も
全体的に変化するようになるため、第９図（Ａ）に示す
ように感光ドラムの表面電位があるしきい値を越えたと
ころから急激に現像されるようになり、その結果第８図
（Ａ）に示すように現像されたドツト径もある階調数か
ら急激にドツト形状が大きく現像される傾向となる。

それに対し、本発明のように主走査方向レーザースポッ
ト径を単位画素サイズの０．７倍として１画素内での露
光分布のコントラストは少なくとも８０％以上とした例
では、感光ドラム上に形成される潜像もこの露光分布に
従い電位コントラストの高いパターンが形成されること
になる。従っであるしきい値特性をもつような現像シス
テムにより現像されたとしても駆動パルスの短い領域か
らすぐに露光分布のピークが高くなり、現像しきい値を
超えるため、ドツトとして安定して現像される（第８図
（Ｂ））。その結果、駆動パルスの０Ｎ１０ＦＦ比の小
さい領域から安定してドツト径の変化として再現でき、
安定した面積階調の再現が可能となる。第９図の（Ｂ）
の場合は、このような本発明のスポット径比を用いたと
き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、１画素内においても安定した面積階調が
可能となることが見い出された。従って、例え環境の温
度や湿度等の変動が生じ、現像システムのしきい値特性
が変化したとしても、本発明によればそのしきい値付近
のＶ−Ｄ特性の影響は受けにくいため、変動による影響
を最小限に抑えることが可能となり、さらに階調再現性
の安定化を可能としていることがわかる。

尚、感光体上に於けるレーザービームスポットの主走査
方向についての径は、主走査方向についての単位画素サ
イズの０．７倍以下と設定される。この径の下限は０に
近い値まで理論的には許容できるが、実用的には２０μ
ｍより小径にするのは困難である。しかし、副走査方向
についてのレーザースポット径は、従来と同様に副走査
方向についての単位画素サイズの１．１倍以上１．６倍
以下とすることが、副走査方向についての露光分布を均
一にする上で好ましい。従って、本発明に於いても、感
光体上でのレーザービームスポットの形状は、従来と同
様、短軸が実質的に主走査方向に存在し、長軸が実質的
に副走査方向に存在する楕円状の形状を有していること
が好ましい。

また、単位画素は、主走査方向についての記録密度と副
走査方向についての記録密度を同等にする為、主走査方
向についてのサイズと副走査方向についてのサイズが同
じであることが好ましい。

尚、感光体上に於けるレーザービームスポットのサイズ
を前述のように設定するには、出射光が適宜の発散角を
有する半導体レーザー、適宜のパワーを有するレンズ１
０３．１００を使用すればよく、これらの事は本発明内
に於いて当業者に理解できる事項である。

ところで、現像による良好な階調再現性が得られても転
写、定着でのトナー飛び散りによるハイライト部でのが
さつきが消えない場合がある。

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
って上記問題点に対し好結果を得ることが判明した。

具体的には、本発明によれば、トナーの重量平均粒径を
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の範囲に９０重量％以上のト
ナー粒子を含み、Ｏ＜　ｒ　＜　２　ｋｉの範囲に９９
重量％以上のトナー粒子を含むトナーが使用される。

更に、本発明によれば、重量平均粒径が１２μｍ以下、
好ましくは９μｍ以下、更に好まし２くは８μｍ以下４
μｍ以上のトナーが使用される。

トナーが上記範囲外の分布を有した場合には、平均粒径
を変化させても効果が充分に発揮できない。

又、分布に於いて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（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多く存在するため、
画像の濃度が薄い部分でのカサツキを軽減することは難
しい。一方、分布に於いて粒径が小さいトナー粒子が増
加すると、後記供給ローラやキャリア粒子に付着して離
れないトナーが相対的に増加し、後記弾性ブレードやキ
ャリア粒子が効率よくトナーに摩擦電荷を付与できな（
なり、現像器からのトナー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、重量分布としては第１１図のようなンヤ
ープな粒径のものを使用することが好ましい。

次に、第２図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７０μｍ、主
走査方向のビーム径４２μｍの楕円形のスポットを使用
して感光ドラムに潜像を形成し、次いで現像、転写及び
熱圧ローラ定着を行った場合のトナーの重量平均粒径と
、定着後の画像の最小再現のドツトの直径との関係を示
すグラフを第１２図に表す。

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・ドラ
ム間隙や、スリーブ・ブレード間隙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。

つまり、潜像の書き込みをレーザー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、ブロードなドツト径となるが、粒径の小
さいトナ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
くいと考えられる。

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
、得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くる。

そこで、記録密度を４００ｄｐｉとした時主走査方向の
レーザービームスポット径を４２μｍ以下とし、好まし
くは重量平均粒径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
が得られるようになった。

上述の効果により特に８μｍ以下の重量平均粒径のトナ
ーを使用した場合には、５０μｍ以下のドツトが忠実に
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。

例えば、本発明で使用されるトナーが重量平均粒径６μ
ｍを有する場合、該トナーの粒度分布において、トナー
は３μｍを越え、９μｍ未満の範囲に９０重量％以上の
トナー粒子を含有し、且つ０より大きく１２μｍ未満の
範囲に９９重量％以上のトナー粒子を含有することが好
ましい。

トナーの粒度分布及び重量平均粒径は、例えば下記測定
法で測定される。

測定装置としてはコールタ−カウンターＴＡ−ｎ型（コ
ールタ−社製）を用い、個数平均分布、重量平均分布を
出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ−１パ
ーソナルコンピユータ（キャノン製）を接続し、電解液
を１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣ１水溶液を調
製する。

測定法としては前記電解水溶液１００〜１５０ｍ１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０．１〜５ｍｆ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約１〜３分間処
理を行い。前記コールタ−カウンターＴＡＨ型により、
アパチャーとして１００μｍアパチャーを用いて２〜４
０μｍの粒子の粒度分布を測定して重量分布を求める。

これら求めた重量分布より、サンプルの重量平均粒径が
得られる。

前述の如く、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。

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、８
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。

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十ｙの平
均値は２〜１０である。）で代表されるビスフェノール
誘導体若しくはその置換体などのンオール成分と、２価
以上のカルボン酸或はその酸無水物、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。

着色剤としては下記の顔料又は染料が挙げられる。耐光
性の悪いＣ，ＬＤｉｓｐｅｒｓｅ　　ＹＩ６４．　Ｃ，
ｌ５ｏｌｖｅｎｔ　　Ｙ７７及びＣ，１，５ｏｌｖｅｎ
ｔ　　Ｙ９３の如き着色剤は推奨できない。

染料として、例えばＣ，１，ダイレクトレッド１、Ｃ１
■、ダイレクトレッド４、Ｃ，１，アシッドレッド１、
Ｃ０■、ベーシックレッド１、Ｃ，１，モーダンレッド
３０、Ｃ，１，ダイレクトブルー］、Ｃ，１，ダイレク
トブルー２、Ｃ，Ｌアンラドブルー９、Ｃ，Ｉ−アンラ
ドブルー１５、Ｃ，１，ベーシックブルー３、Ｃ，１，
ベーシックブルー５、Ｃ，ｉ、モーダンツブルーフがあ
る。

顔料としては、ナフトールイエロー８１ハンサイエロー
〇、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
１パーマネントレッド４Ｒ，ウオッチングカルシウム塩
、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−ＢＣがある。

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。

特に好ましくはｃ、ｉ、ピグメントイエロー１７、Ｃ０
■、ピグメントイエロー１５、Ｃ，１，ピグメントイエ
ロー１３、Ｃ，１，ピグメントイエロー１４、Ｃ，１，
ピグメントイエロー１２、Ｃ１，ピグメントレッド５、
Ｃ，１，ピグメントレッド３、Ｃ，Ｉ　　ピグメントレ
ッド２、Ｃ８■、ピグメントレッド６、ｃ、ｒ、ピグメ
ントレッド７、Ｃ，１，ピグメントブルー１５、Ｃ，１
，ピグメントブルー１６又はフタロンアニン骨格にカル
ボキノ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Ｃ１，ソルベントレッド４９、ＣＩ。

ソルベントレッド５２、Ｃ，１，ソルベントレッド１０
９、Ｃ１，ベーンツタレッド１２、Ｃ，１，ベーシック
レッドｌ、Ｃ，Ｉ　ベイシックレッド３ｂである。

着色剤の含有量としては、ＯＨＰフィルムの透過性に対
して敏感に繁栄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。

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、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。

黒色トナーを形成するための好ましい着色剤の組合せと
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］：１．５〜２．５・０．５〜１．５が好
ましい。

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−ターツヤ
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■部添加する
のが良い。

使用される２成分現像剤の、トナーと混合されるキャリ
ア粒子は磁性粒子が好ましい。磁性粒子は、平均粒径が
３０〜１００μｍ、好ましくは４０〜８０　　μｍで、
電気的抵抗値が１０’Ωｃｍ以上、好ましくは１０＠Ω
以上、更に好ましくは］０’〜１０１２Ωｃｍとなるよ
うに、フェライト粒子（ｉ大磁化６０ｅ　ｍ　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。

磁性粒子、例えば、フェライト粒子または磁性コートさ
れたフェライト粒子の抵抗値の測定は、測定電極面積４
ｃｒｒｒ＋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。

尚、キャリアの粒度分布の測定法は、以下の通りである
。

１、試料量１．　ＯＯｇをＯ，１ｇの桁まで計りとる。

２、篩は、１００メツシユから４００メツシユの標準篩
（以下篩という）を用い、上から１００．１４５．２０
０．２５０．３５０．４００の大きさの順に積み重ね底
には受は皿を置き、試料は一番上の篩に入れてふたをす
る。

３、これを振動機によって水平旋回数毎分２８５±６回
、衝動回数毎分１５０±】０回で】５分間ふるう。

４、ふるった後、各面及び受は皿内のキャリア粉を０．
１ｇの桁まで計り取る。

５、重量百分率で少数第２位まで算出し、ＪＩＳ−２８
４０１によって少数第１位まで丸める。

ただし、篩の枠の寸法は篩面から上の内径が２００　ｍ
　ｍ　。

上面から篩面までの深さが４５　ｍ　ｍであること。

各部分のキャリア粉の重量の総和は、始め取った試料の
質量の９９％以下であってはならないこと。

又、平均粒径は上述の粒度分布測定値より、下式に従っ
て求める。

＋（１４５メツシユ篩の残量）　Ｘ１２２＋　（２００
メツシユ篩の残量）×９０＋　（２５０メツシユ篩の残
量）×６８キャリアの５００メツシユ以下の量は５０ｇ
より試料量を５００メツンユ標準篩上に乗せ下から吸引
して重量減少から算出する。

ところで、前記のようにすると、中間調の画像の再現性
は著しく向上するが、ハイライト部の均一性に関しては
まだ不充分である。この原因としては、トナーのトリボ
の均一性が不足しており、局所的にトリボの高い部分と
低い部分が存在するために、ハイライト部の様に極端に
面積が小さ（電位コントラストも小さい部分では、現像
剤のトリボ分布が画像に反映し、現像後の不均一性が目
立つと考えられる。

そこで本発明は従来の様にスクリュー等による現像剤の
撹拌だけでトナーにトリボを付与する構成をとらず、第
１図に示す様に一度トナー補給ローラー６０上にブレー
ド６０１で均一薄層化されトリボ付与されたトナーによ
って、スリーブ４ｏ上の現像剤をあたかも現像するよう
にローラー６ｏにバイアス電位を印加し、ローラー６０
上のトリボの付与されたトナーをスリーブ４０上の現像
剤層に効率よく供給することにより、従来の撹拌だけで
トナーにトリボを付与するタイプの現像方式に比較し、
格段に現像剤中のトナーのトリボの不均一性が無くなり
、ハイライト部分の均一再現性が得られる様になった。

以下現像器につき説明する。

第１図は、第２図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ｌの一つの現像器の断面図であ
り、各現像器は同様な構造を有している。第１図の現像
器は感光ドラム３に対向した現像作動位置に配置されて
いる。

現像器は、感光ドラムに現像剤を供給する現像部に於い
て感光ドラムに近接対向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、５ＵＳ３１６の如きステンレス鋼等の非磁性材料で
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開口に、右略半周面を
非磁性トナーと磁性キャリアを混合した２成分現像剤を
収容し容器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あり、矢印Ｂ方向に回
転駆動される。スリーブ２２は、２成分現像剤を担持し
て現像部へ搬送し、ドラム３に供給する。現像部でスリ
ーブ２２に担持されて、現像剤の磁気ブラシはドラム３
に軽く接触する。

現像スリーブ２２内には、図示の位置姿勢に固定の永久
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２３
ｃＸＳ極の磁極２３ｄ、　Ｎ極の磁極２３ｅの５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。

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、先端側はスリーブに対向
させて開口長手に沿って、現像部へ搬送される現像剤層
厚を規制する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５ＵＳ３１６を横断面
がｒＬＪ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の近くに現像剤案内面２６１を
有する磁性粒子限定部材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。

非磁性ブレード２４の先端部と現像スリーブ２２面との
距離は５０〜９００μｍ１好ましくは１５０〜８００μ
ｍ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ｌこ現像剤の循環、現像剤限
定部材２６による現像剤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。

図中の角度θ１は一５°〜３５°、好ましくは００〜２
５°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。

スリーブ２２には電源６０５により、交流電圧に直流電
圧を重畳した振動バイアス電圧が印加され、これによっ
て現像部のドラム３とスリーブ２２との間には、向きが
短い周期で交互に変化する振動電界が形成される。この
振動電界でトナーは振動運動し、キャリア粒子表面やス
リーブ表面に対する拘束力から離脱しやすくなり、高い
現像効率で静電潜像を現像する。尚、潜像の明部電位、
暗部電位は、振動バイアス電圧の上、下のピーク値間に
位置している。直流電圧を重畳する場合、この電圧値は
上記明部電位と暗部電位の開に位置することが好ましい
。

前記プリンタは反転現像を行うので、トナーは潜像暗部
電位と銅極性に帯電している。

尚、スリーブ上に形成された現像剤の磁気ブラシは、磁
極２３ｂによる磁界の作用により、現像部でドラム３に
接触している。しかし、スリーブ上の現像剤層の厚みを
現像部でスリーブとドラムの最小間隙より小の厚みとす
る。即ち所謂非接触現像を行ってもよい。尚、スリーブ
２２とドラム３の現像部での最小間隙はｌ　ｍ　ｍ以下
、好ましくは２００〜８００μｍである。スリーブ２２
に担持され現像部に搬送される現像剤層は磁性キャリア
粒子２７と非磁性トナー３７を含有する。そして現像部
でトナーが消費されてトナー濃度が低下すると、トナー
３７の収容容器３６′　　からトナーがスリーブ２２上
の現像剤層に補給される。

即ち、６０２は容器３６からの現像剤の出口近傍に配置
されたトナー濃度センサーであり、６０は容器３６′　
　の下部開口に配置され、矢印Ｃ方向に回転するトナー
供給ローラーである。ローラー６０はセンサー６０２の
出力に対応して回転し、容器３６′　　からトナー３７
を持ち出し、スリーブ２２上の現像剤層に供給する。

センサ６０２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。

トナー補給ローラ６０は、ゴム、プラスチック、金属等
で作られ、バイアス電圧を印加するために、導電性であ
ることが必要である。さらに側面がローラー６０１に弾
性的に圧接したブレード６０１によりトナー補給ローラ
６０上にトナーを均一薄層にする構成を取るので、ブレ
ード６０１として、つんせい銅やステンレス鋼等の薄板
金属、ウレタンやシリコン等のゴム、フッ素樹脂などの
樹脂等、適当な弾性を有するものが使用される。

トナーはブレード６０１とローラ６０との圧接部、即ち
ニップ部を通過する際、ブレード６０１との接触摩擦、
ローラ６０との接触！Ｉｇ擦により、潜像を現像できる
極性に摩擦帯電する。ローラ６０は矢印Ｃと逆方向に回
転してもよい。

ブレード６０１により均一薄層にされたトナーはスリー
ブ２２とローラ６０が対向する位置６０３に於いて、ス
リーブ上の現像剤の磁気ブランと接している。位置６０
３は磁石の磁極２３ｄの磁界により上記の磁気プランが
形成されている。

トナー補給時には、補給ローラ６０はＣ方向に回転し、
ブレード６０１により均一に帯電付与されたトナー３７
を現像剤の穂と接する位置６０３へ搬送する。位置６０
３ではバイアス電源６０４によりローラ６０に印加され
たバイアス電圧によりトナー３７はスリーブ２２上の現
像剤に現像する形で取り込まれる。

ここでバイアス電源６０４によりローラ２２に印加する
電圧は、スリーブ２２に印加されている電圧に対し、ト
ナーがマイナス帯電の場合は、マイナス側になる様にし
、トナーがプラス帯電の場合には、プラス側になる様に
選択する。またスリーブ２２に電源６０５よりＡＣバイ
アス電圧が印加されている場合には、スリーブ２２、ロ
ーラ６０間に振動電界が形成されない様に電源６０５の
ＡＣバイアス電圧と同位相のＡＣバイアス電圧をローラ
ー６０に印加しても良いし、ローラ６０にはＤＣバイア
ス電圧のみを印加しても良い。いずれにせよ、ローラ６
０にはローラ６０上のトナーをスリーブ２２側に移動促
進するバイアス電圧が印加される。但し、スリーブ２２
上の現像剤磁気ブラノがローラ６０上のトナー層に接触
するものでは、この磁気ブラシの機械的摺擦力によりト
ナーをローラ６０からブラシ間に取り込む作用も併存し
ている。しかし、ローラ６０上のトナー層厚とスリーブ
２２上の現像剤層厚とが、位置６０３でのローラ６０、
スリーブ２２の最小間隙よりも小、即ち、ローラ６０上
のトナー層をスリーブ２２上の磁気ブラシと非接触とし
て、トナーを飛翔させて磁気プラノに供給してもよい。

位置６０３を通過したトナーはソール部材６０６を経て
、トナーホッパー内へと回収される。シール部材６０６
はトナーホッパ内のトナー３７が現像容器内に侵入する
のを防ぐと共に、補給ローラー６０上のトナーが通過す
るのを妨げないように、構成されている。このソール部
材６０６はプラスチック板、金属薄板等の弾性板で構成
されている。６０７は撹拌棒で、トナーホッパー３６′
　内のトナーがケーキングを起こさない様に回転してい
る。

センサー６０２が現像剤のトナー濃度が所要値であるこ
とを検知してトナー補給が行われない場合には、補給ロ
ーラ６０の回転は停止し、電源６０４は、電源６０５に
対し同バイアスか、トナーの極性がマイナスならばプラ
ス側、プラスならばマイナス側になる様にローラ６０に
バイアス電圧を印加する。

即ち、ローラ６０からスリーブ２２側にトナーが移行し
ないバイアス電圧をローラ６０に印加する。

磁極２３ｄは、６０３近傍に配置され、現像剤の穂を形
成させ、トナー補給が円滑に行える様にしている。

また磁極２３ｅ、　　２３ａは同極性で両者間に反発磁
界を形成しており、２３ｅ、　２３ａの中間部でスリー
ブ上から現像剤が一度離れる様にしてスリーブ上での現
像剤の撹拌が効果的に行われる様にしである。磁極２３
ｅ、　　２３ａに対向する位置に搬送スクリュー６３６
２が設けである。スクリュー６１とスクリュー６２は逆
方向に現像剤を搬送し、現像スリーブ軸方向の現像剤を
均一化する。尚、磁極２３ｅ１スクリユー６１．６２を
設けることにより、トナーはキャリアとの混合運動によ
り、更に均一に潜像を現像する極性に摩擦帯電する。し
かし、磁極２３ｅ。

スクリュー６１，６２は廃止してもよい。この場合でも
、現像剤のスリーブでの搬送過程でトナーはキャリアと
の摩擦により幾分は帯電される。

図ではブレード６１はローラー６０の回転方向に関して
順方向となっているが、これと逆の方向、即ちローラー
６０の回転方向に対してカウンターの方向に設けてもよ
い。

いずれにせよ、ローラー６０により、既に相当程度摩擦
帯電したトナーをスリーブ２２に供給するので、２成分
現像剤中のトナーは均一、十分に摩擦帯電した状態で潜
像に供給され、ハイライト部も十分安定して現像できる
。

以上の現像装置で、前記の本発明の条件を満足する粒度
分布及び粒径、例えば、重量平均粒径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６００μｍとし、現像スリーブ２
２面と感光ドラム３の間隔を４５０μｍとした。

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）を用い、潜像はトナーを付着させる明部
電位が一１５０Ｖ、背景部となる暗部電位が一６００■
とした。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一３００Ｖ
の直流電圧を重畳させたものを用いて現像を行った。

感光ドラムにマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの
順に画像を形成した。半導体レーザを光源として、レー
ザービームのドラム上でのスポット径を主走査方向を４
２μｍ、副走査方向を７０μｍにして、色分解された原
稿画像情報に基づいて前述した駆動パルス幅の制御によ
り発光時間を制御し、２００線／　ｉ　ｎ　ｃ　ｈで２
５６階調の画像の書き込みを行い潜像を形成して、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安定して再
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、レーザービームスポット径を主走査方向７
０μｍとし、重量平均粒径１２μｍのトナーで同一条件
で画像出しを行ったところ、重量平均粒径６μｍのトチ
−の場合と比較して、画像濃度の薄い部分での再環性が
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。

以下、トナーを中心に本発明の具体的実施例について説
明する。

犬差主」 プロポキシ化ビスフェノール　・・・・・・・・・・・
・１００重量部とフマル酸を縮合して得られ たポリエステル樹脂（重量平 均分重量１５０００、数平均分 重量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・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・４重量部置換サリチル酸の金属錯体
） 上記材料を溶融混練し、溶融混線物を冷却し、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、重量平均粒径
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重量％、０μｍより太きく１２μｍ未満の範囲に実
質的に１００重量％、であるシャ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
ロイダルノリ力０．４重量部とを混合してンリカ外添マ
ゼンタトカーを調製した。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５０μ
ｍ（電気抵抗値１ｏ１６Ω・ｃｍ）のフェライト磁性粒
子９４重量部と、上記ノリ力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。

同様にして、下記表２の着色剤を使用して、シアントナ
ー画像形成用２成分系現像剤、イエロ−トナ画像形成用
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。

表 各々の２成分系現像剤を１００ｍ　ｌ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−３
０μｃ　／　ｇの値を示した。

上記２成分系現像剤を、第１図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２２面と感光
ドラム３との間隔ｄ、を４５０μｍとした。

感光ドラム３は積層型の有機光導電性（ｏｐｃ）体を用
い、明部電位−１５０Ｖ、暗部電位−６００■の潜像電
位とした。

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一３００Ｖの直流電
圧を重畳させたものを用いて現像を行った。

一方、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径を４２μｍ１副走査方
向１　／　ｅ２径を７０μｍにして、前述した駆動パル
ス幅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
に反転現象、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）も忠実に安定して再現し、ガ
サツキのない高精細で高画質の画像が得られた。

又、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、重量平均粒径５μｍ、６゜８μ
ｍ及び８μｍの、表３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。

表 比較例 実施例１と同様にして、重量平均粒径１２μｍの、表４
に示す各色トナーを得た。

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
。

又、」−２２成分系現像剤を１．ＯＯｍｆ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、
トナーの閲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ツトは約９０Ｉ１ｍであった。

それ以下のドツトは飛び散りが激しかった。

表−４ 実施例５ 実施例１と同様にして、重量平均粒径９μｍの、表５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。

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）も忠実に安定して再現し、ガサツキの少ない高
精細で高画質の画像が得られた。

フルカラー画像を観察したところ、６０μｍ前のドツト
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。

表 現像器としても第１３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８　Ｉ
ｔ　ｍ以下のトナーで同様の効果が得られた。

ここでは撹拌棒６０７の代わりに、ローラ６０に圧接し
て矢印り方向又は逆方向に回転する塗布ローラ６０８を
用いている。トナー塗布ローラ６０８は、金属の芯金に
、発泡ポリウレタンにカーボンを分散するなどして、導
電処理を施したものを巻回した材料を用いると良い。こ
のローラ６０８によるローラ６０へのトナー塗り付けに
よっても、トナーはロラ６０．６０８との間にて、潜像
を現像する極性に摩擦帯電する。

いずれにしても、本発明で重要なことは、トナの補給及
びトリボ付与をスクリューの撹拌のみに頼らず、ブレー
ド等によりローラ上に均一薄層にしてトリボ付与された
トナーを、バイアス電圧により現像剤に供給する方法を
用いることである。この様な現像構成を用いることによ
り、現像剤中のトナーのトリボが均一になり、デノタル
信号で変調されたビーム露光Ｉこよる潜像のハイライト
部の均一な安定した現象が可能となったのである。

第１４図に、本発明を実施することのできる画像形成装
置の他の実施例を示す。

本実施例にて、画像形成装置はフルカラーのレーサービ
ームプリンタとされるが、前の実施例と異なり、色ごと
に専用の像担持体、即ち、本実施例では電子写真感光ド
ラム３Ｙ（イエロー画像形成用）、３Ｍ（マゼンタ画像
形成用）、３Ｃ（シアン画像形成用）、３ＢＫ　（ブラ
ック画像形成用）を具備し、その周りにそれぞれ専用の
レーザービームスキャナー８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ，８
０ＢＫ、現像器ＩＹ、ＩＭ、Ｉｃ。

ＩＢＫ、転写用放電器１０Ｙ、ＩＯＭ、ＩＯＣ，ｌ０Ｂ
Ｋ。

クリーニング器１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ，１２８Ｋが配
置されている。

転写材は給紙ガイド５ａを通り、給紙ローラ６、給紙ガ
イド５ｂと順に搬送され、吸着用帯電器８１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、各感光ドラムに形成された画像を転写用放電器
１０Ｙ、ＩＯＭ、ＩＯｃ、ｌ０ＢＫにより転写材に重ね
て転写し、除電器８２により搬送ベル）９ａから除電さ
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。

このような転写の方式を用いた場合でも記録密度を４０
０ｄｐｉとした時、走査方向のレーザービームスポット
形を４２μｍ以下とし、第１３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、更に好ましくは８μ以下の４μｍ以上の体積平均
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。

前記各実施例では、キャリアとしてフェライト粒子を用
いた２成分現像剤を使用し、ＡＣバイアスにＤＣバイア
スを重畳した振動バイアス電圧をスリブに印加する現像
方式を用いているが、キャリアとして通常の鉄粉を用い
た２成分現像剤を使用し、或はＤＣバイアスをスリーブ
に印加する現像でも良い。

また、本発明は現像部で現像剤を感光体に接触させる所
謂接触型の現像装置ばかりでなく、現像部でスリーブに
担持された現像剤層の厚みが感光体とスリーブ間の間隙
よりも薄い所謂非接触型の現像装置も採用できる。

〔効　果〕

本発明によれば、画像濃度に対応する時間長を持って変
調された光束により形成された潜像を現像して、階調性
に優れ、ハイライト部の再現性もより忠実に安定して得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の主要部である現像装置の説明
図である。 第２図は本発明の一実施例の構成図である。 第３図は第２図の装置に使用される光学装置の斜視図で
ある。 第４図及び第５図は第２図の装置に使用されるＰＷＭ回
路及びその信号波形図である。 第６図（Ａ）、（Ｂ）は従来例による感光媒体上の露光
分布図である。 第７図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は感光媒体上の露光分布
図である。 第８図（Ａ）、（Ｂ）はドツトの面積変化による階調表
現と説明図である。 第９図は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。 第１０図は周知の現像システムのＶ−Ｄ特性の代表例を
示すグラフである。 第１１図は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。 第１２図はトナーの平均粒径と最小再現ドツト直径との
関係を示すグラフである。 第１３図は現像装置の他の実施例の概略的断面図である
。 第１４図は本発明の他の実施例の構成図である。 ３は電子写真感光体ドラム、２２はスリーブ、６０はト
ナー供給ローラ、１０１はレーザドライバ、１０４はポ
リゴンミラーである。 （ハ） ２５’１０　ＯＮ 走査−５鋤虱素 （Ｂ） り１九〇Ｎ 餡日向亘系 図 竿 四 水シ光ａ＆ＩｉＤ　９−　（Ｖ　） トナー＃省Ｅ−（，４／ハ） トナー平均舷径（ＡＩｒｎ）

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子写真感光体と、 光源と、 被記録画像信号に対応して上記光源の１画素当り光束放
   出時間長を制御する制御手段と、上記光源からの光束を
   感光体上で主走査方向に走査し、かつ感光体上での光束
   のスポット径を、主走査方向に関して、単位画素サイズ
   の０．７倍以下とする光学系と、 上記光束の走査によって感光体に形成された静電潜像を
   現像する現像手段であって、トナーとキャリア粒子を含
   む２成分現像剤を担持して潜像現像部に搬送する現像剤
   担持体、及びトナー層を担持し、現像剤担持体に担持搬
   送される２成分現像剤層にこのトナー層を接触又は近接
   させて搬送し、このトナー層から現像剤担持体側へトナ
   ーを供給するバイアス電圧の印加されたトナー供給部材
   、を有する現像手段と、を備え、上記トナーの重量平均
   粒径をＭとし、トナー粒子の粒径をγとして、Ｍ／２＜
   γ＜３／２Ｍの範囲にトナーの９０重量％以上が含まれ
   、０＜γ＜２Ｍの範囲にトナーの９９重量％以上が含ま
   れる画像形成装置。
2. （２）トナー供給部材に弾性的に圧接してトナー層を形
   成する塗布部材を有する請求項（１）に記載の画像形成
   装置。
3. （３）感光体に形成されたトナー像を転写材に転写する
   転写手段を有する請求項（１）又は（２）に記載の画像
   形成装置。
4. （４）現像剤担持体に振動バイアス電圧を印加する現像
   バイアス電圧印加手段を有している請求項（１）乃至（
   ３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. （５）電子写真感光体と、 光源と、 被記録画像信号に対応して上記光源の１画素当り光束放
   出時間長を制御する制御手段と、上記光源からの光束を
   感光体上で主走査方向に走査し、かつ感光体上での光束
   のスポット径を、主走査方向に関して、単位画素サイズ
   の０．７倍以下とする光学系と、 上記光束の走査によって感光体に形成された静電潜像を
   現像する現像手段であって、トナーとキャリア粒子を含
   む２成分現像剤を担持して潜像現像部に搬送する現像剤
   担持体、及びトナー層を担持し、現像剤担持体に担持搬
   送される２成分現像剤層にこのトナー層を接触又は近接
   させて搬送し、このトナー層から現像剤担持体側へトナ
   ーを供給するバイアス電圧の印加されたトナー供給部材
   、を有する現像手段と、を備え、前記トナーの重量平均
   粒径は１２μｍ以下である画像形成装置。
6. （６）トナーの重量平均粒径は９μｍ以下である請求項
   （５）に記載の画像形成装置。
7. （７）トナーの重量平均粒径は８μｍ以下である請求項
   （６）に記載の画像形成装置。
8. （８）トナーは、トナーの重量平均粒径をＭとし、トナ
   ー粒子の粒径をγとして、Ｍ／２＜γ＜３／２Ｍの範囲
   にトナーの９０重量％以上が含まれ、０＜γ＜２Ｍの範
   囲にトナーの９９重量％以上が含まれる請求項（５）乃
   至（７）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
9. （９）トナー供給部材に弾性的に圧接してトナー層を形
   成する塗布部材を有する請求項（５）乃至（８）のいず
   れか１つに記載の画像形成装置。
10. （１０）感光体に形成されたトナー像を転写材に転写す
    る転写手段を有する請求項（５）乃至（９）のいずれか
    １つに記載の画像形成装置。
11. （１１）現像剤担持体に振動バイアス電圧を印加する現
    像バイアス電圧印加手段を有している請求項（５）乃至
    （１０）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
12. （１２）前記光束の感光体上でのスポット径は、副走査
    方向に関して、単位画素サイズの１．１倍以上である請
    求項（５）乃至（１１）のいずれか１つに記載の画像形
    成装置。