JPH05333688A

JPH05333688A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05333688A
Application number: JP4162048A
Authority: JP
Inventors: Yuji Sakami; 裕二酒見; Takeshi Menjo; 健校條; Takao Ogata; 隆雄尾形
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-05-28
Filing date: 1992-05-28
Publication date: 1993-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】パルス幅変調方式の画像形成装置において、
高解像性を有し、画像濃度の低い画像部での階調性に優
れ、ガサツキのない高品位な画像を形成できるようにす
る。【構成】回転可能に支持された現像ローラ２３の外周
長よりもやや長めの周長を有する筒状の薄膜部材２２を
現像ローラ２３の外側に装着し、現像ローラの両端部に
弾性パッド６０を取り付けて薄膜部材２２を現像ローラ
の外周面に密着させる。この弾性パッド６０の感光体ド
ラム側は開放されており、現像器の内部で薄膜部材が弾
性パッドと接触する部分では現像ローラの外周に密接す
るが、それ以外の感光体ドラムに対向する部分では薄膜
部材の余長部分が外方に膨らみ、感光体ドラム３と均一
に接触する現像部２７を形成する。薄膜部材２２は現像
ローラとの摩擦力により矢印Ａ方向に従動し、その表面
に薄層状に均一に担持されたトナー３７を現像部２７に
搬送し、静電潜像をトナー像に現像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式、静電記録
方式等によって像担持体上に形成された静電潜像を現像
して可視画像を形成する複写機、プリンタ、記録画像表
示装置、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、
被記録情報の画像濃度に応じて光源からの光ビームの放
出時間長を制御するパルス幅変調方式の画像形成装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、現像剤担持体の表面に顕画剤とし
てのトナー粒子と磁性キャリアからなる乾式現像剤を担
持させて搬送させ、この現像剤を静電潜像を担持した像
担持体の表面近傍に搬送供給して現像剤担持体上に現像
剤の磁気ブラシを形成させ、像担持体と現像剤担持体の
間に交互（交番）電界を印加しながら静電潜像を現像し
て顕画像化する現像方法はよく知られている。この現像
方法は磁気ブラシ現像法と通称される場合が多い。

【０００３】なお、上記現像剤担持体は一般に現像装置
の現像スリーブとして用いられる場合が多いので、以下
の説明では現像スリーブと総称するものとし、また、像
担持体は一般に感光体ドラムとして用いられる場合が多
いので、以下の説明では同様に感光体ドラムと総称する
ものとする。

【０００４】上記現像方法として、従来より、例えば２
成分系組成（キャリア粒子とトナー粒子）からなる現像
剤（２成分現像剤）により、内部に磁石を配置した現像
スリーブの表面に磁気ブラシを形成させ、微小な現像間
隙を保持して対向させた感光体ドラムにこの磁気ブラシ
を摺擦又は近接させ、現像スリーブと感光体ドラム間に
連続的に交互電界を印加することで、トナー粒子の現像
スリーブ側から感光体ドラム側への転位及び逆方向への
逆転位を繰り返し行なわせて現像を行なう、いわゆる磁
気ブラシ現像法が知られている（例えば、特開昭５５−
３２０６０号公報、特開昭５９−１６５０８２号公報参
照）。また、簡易なカラー現像や多重現像を目的とした
２成分現像剤を用いた非接触方式の交互電界現像法も知
られている（例えば、特開昭５６−１４２６８号公報、
特開昭５８−６８０５１号公報、特開昭５６−１４４４
５２号公報、特開昭５９−１８１３６２号公報、特開昭
６０−１７６０６９号公報参照）。

【０００５】一方、上記現像方式を用いた画像形成装置
の中で高速かつ低騒音のプリンタとして、電子写真方式
を採用したレーザビームプリンタがある。このプリンタ
の代表的な用途は文字、図形のような画像の２値記録で
あり、記録すべき画像信号に対応してレーザビームを発
光、消光しつつ電子写真感光体を走査するいわゆる２値
記録が行なわれる。しかして、文字、図形の記録は中間
調を必要としないので、プリンタの構造も簡単なものと
なる。この２値記録方式のレーザビームプリンタで中間
調を表現できるものとしてはディザ法、濃度パターン法
等を採用したものがよく知られている。

【０００６】しかしながら、周知のように、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
れ難い。そこで、近年、記録密度を低下させずに高解像
度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
行なう。即ち、レーザの１画素当たりの光束放出時間長
が画像の濃度に対応して制御され、従って、感光体を走
査するレーザビームの１画素当たりの感光体照射時間長
が画像濃度に対応して制御される。

【０００７】具体的には、低濃度の画像部分に対しては
上記パルス信号のパルス幅を短くして上記感光体照射時
間長を短くし、高濃度の画像部分に対しては上記パルス
幅を長くして上記感光体照射時間長を長くする。このよ
うなパルス幅変調（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
調性を必要とする特にカラー画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。

【０００８】しかしながら、ＰＷＭ方式のレーザビーム
プリンタにおいては新たな種々の問題を生じる。それは
レーザビームをパルス幅変調することと関係がある。

【０００９】即ち、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ットの面積階調を
行なうことができ、記録すべき画素密度（記録密度）を
低下させることなく同時に中間調を表現できる。

【００１０】ところが、このＰＷＭ方式においても、図
６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、被走査面（感光体の
面）上の露光分布はレーザのスポット径の影響を受け、
図のように変化することが見出された。即ち、記録画素
密度４００ｄｐｉ（ドット／インチ、単位画素サイズ６
３．５μｍ）、レーザスポット径７０μｍ（主走査ガウ
ス分布スポット１／ｅ² 径）のときの、同図（Ａ）は１
単位画素当たり１／４画素相当（２５％）の時間、同図
（Ｂ）は１／２画素相当（５０％）の時間、レーザを駆
動したときの被走査面上の露光分布を示す。一般に、被
走査面上でのレーザビームスポット径は、各画素を全面
露光したときに、隣接画素の影響を考慮して、その露光
分布が最も均一となるように、通常単位画素サイズの
１．１倍から１．６倍が最適とされている（上述したよ
うに記録密度が４００ｄｐｉでは単位画素サイズが６
３．５μｍであるので、レーザビームスポット径は約７
０μｍ〜１００μｍ１／ｅ² となる）。従って、単位画
素サイズに対するレーザビームスポットの比は１．１〜
１．６となる。図６（Ａ）及び（Ｂ）のレーザビームス
ポット径もこのような径が使用されている。

【００１１】ところで、上記のようなレーザビームスポ
ット径を用いて中間調画像を形成する場合には、たとえ
レーザビームを最高濃度を得るための単位画素当たりパ
ルス幅の５０％のパルス幅でオン／オフしたとしても、
感光体面上の露光分布は図６（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ットの面積変化による階調再現が
安定して行なわれなくなってしまう。

【００１２】また、上記の従来より使用されているレー
ザビームスポット径を用いると、図６（Ａ）及び（Ｂ）
に示すように、被走査面上の露光分布はレーザのオン／
オフによる振幅が小さくかつコントラストが低いので、
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、上記のようなＰＷＭ方式により中間調
を表現しようとすると、上記の露光分布に従い、レーザ
の駆動パルス幅に対して感光体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、現像装置のγ特性、即ちＶ−Ｄ特性（図１０
参照）の影響を強く受け、レーザの駆動パルス幅（ＰＷ
Ｍ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（後述する図９の曲線Ａ参照）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなＰＷＭ方
式により中間調をハイライト部まで安定して表現するた
めには、レーザビームスポットを小さくし、さらにトナ
ー粒径を小さくすればよいことが数多くの実験により分
った。しかしながら、ビームスポットやトナーの粒径を
小さくしても、ＰＷＭ方式を用いて中間調をハイライト
部まで安定して得ようとするには、従来のトナーとキャ
リアを主成分とする２成分現像剤を用いる２成分現像方
式では限界があることも同時に判明した。

【００１４】このことは次のように説明できる。ＰＷＭ
方式を用いて中間調をハイライト部まで安定して得るに
は微妙なドットの忠実な再現性が要求される。ドットの
径は３０μｍ程度まで忠実に再現する必要がある。しか
しながら、従来の２成分現像方式ではキャリアの粒径を
小さくしたとしても３０μｍ程度が限界で、これ以上小
さくするとキャリア付着が生じてしまい実用的でない。
一方、３０μｍ以上のキャリアを用いた場合には、キャ
リアは現像部で磁力線に沿って穂立ちするから、この穂
の間隔は確実に３０μｍ以上に広がってしまう。従っ
て、現像部ではキャリアの穂が強く当たる部分と、そう
でない部分が３０μｍ以上の周期でランダムに形成され
てしまう。そのためにハイライト部で形成するドット径
が微小であればある程、ドット径の大きさにばらつきが
生じてしまう。このようなドットの不均一性は画像のガ
サツキに影響を与え、ピクトリアルな画像を得ることは
非常に困難となる。

【００１５】以上のように、キャリアの穂立ちを利用し
た２成分現像方式ではハイライト部まで安定した画像を
得ることは非常に困難であった。また、従来の非磁性１
成分現像方式を用いた場合には、キャリアの穂立ちの影
響はなくなるが、現像剤担持体である現像スリーブと感
光体ドラム間の電界により現像が行なわれるので、現像
スリーブ、感光体ドラムの位置精度を高くする必要があ
り、通常の精度で装置を形成すると、今度は現像スリー
ブと感光体ドラム間距離の変動によりピッチムラが生じ
てしまうという問題があった。さらに、従来の非磁性１
成分現像方式では、現像領域が狭いためにハイライト部
での現像が充分に行なわれず、２成分現像方式のように
キャリアの穂による画像の乱れは生じないが、根本的に
ハイライト部の忠実再現性が悪いという問題があった。

【００１６】一方、上記問題点を解決するために、上述
したように、現像システムのＶ−Ｄ特性を考慮し、画像
信号自身をこの特性に合わせて出力画像濃度が直線的に
変化するようにＰＷＭ信号を補正する補正参照テーブル
を画像処理部内に作成した画像形成装置も提案されてい
る。

【００１７】しかしながら、この補正テーブルによる補
正量が大きければ大きいほど、画像情報の欠落やそれに
伴なう補正誤差の増大等の問題があった。

【００１８】さらに、ハイライトの再現性を向上する手
段としてトナーの粒径を８μｍ以下の微粒子にする方法
が提案されているが、この場合にも、ハイライトの再現
性は向上するが、トナーの粒径が小さいとトリボが高く
なってしまうために背景部にトナーが付着するカブリが
生じたり、さらには最大濃度が出なくなる等の問題があ
った。

【００１９】このように、ＰＷＭ方式により画像を形成
する場合には、従来の現像方式では高画質化に限界があ
った。

【００２０】従って、本発明の主な目的は、上記問題点
を解決した画像形成装置を提供することである。

【００２１】本発明の他の目的は、画像濃度の低い画像
部での階調性に優れ、ガサツキのない高品位な画像を形
成することができる画像形成装置を提供することであ
る。

【００２２】本発明の他の目的は、各色トナーが転写紙
のような転写材へ多重転写されてもトナーの飛び散りの
少ない高品質のカラー画像を形成することができるカラ
ー画像形成装置を提供することである。

【００２３】本発明のさらに他の目的は、高精細なフル
カラートナー画像或はマルチカラートナー画像を安定に
形成することができるカラー画像形成装置を提供するこ
とである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置によって達成される。要約すれば、本発明
は、その一態様においては、像担持体と、光源からの光
ビームを該像担持体上にビームスポットとして形成する
光学系と、被記録情報の画像濃度値に対応して、前記光
源の１画素当たりの光ビーム放出時間長を制御する制御
手段と、前記光源からのビームスポットを前記像担持体
上で相対的に走査させて前記被記録情報に対応する静電
潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を可視画像
に現像する現像手段であって、回転駆動される円筒状の
回転体と、該回転体の周長よりも長い周長を有し、該回
転体を内側に含む円筒状の薄膜部材と、前記回転体の両
端側に前記薄膜部材を介して接触し、少なくとも前記回
転体と前記像担持体との最近接部において、前記回転体
と前記薄膜部材との間に空間部を形成すると共に、該空
間部を覆う前記薄膜部材の外周面を前記像担持体の外周
面に接触させるガイド部材と、前記回転体と接触して前
記回転体と共に回転する前記薄膜部材の外周面に荷電ト
ナーの薄層を担持させる手段とを有する現像装置とを具
備し、前記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、前記静電
潜像が前記薄膜部材に担持されたトナーを含有する現像
剤で現像され、該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、トナーの重量分布にお
いて、M/2 ＜ｒ＜3/2 Ｍの範囲にトナーの９０重量％以
上が含まれ、かつ０＜ｒ＜２Ｍの範囲にトナーの９９重
量％以上が含まれることを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００２５】また、第２の態様においては、本発明は、
像担持体と、光源からの光ビームを該像担持体上にビー
ムスポットとして形成する光学系と、被記録情報の画像
濃度値に対応して、前記光源の１画素当たりの光ビーム
放出時間長を制御する制御手段と、前記光源からのビー
ムスポットを前記像担持体上で相対的に走査させて前記
被記録情報に対応する静電潜像を形成する潜像形成手段
と、該静電潜像を可視画像に現像する現像手段であっ
て、回転駆動される円筒状の回転体と、該回転体の周長
よりも長い周長を有し、該回転体を内側に含む円筒状の
薄膜部材と、前記回転体の両端側に前記薄膜部材を介し
て接触し、少なくとも前記回転体と前記像担持体との最
近接部において、前記回転体と前記薄膜部材との間に空
間部を形成すると共に、該空間部を覆う前記薄膜部材の
外周面を前記像担持体の外周面に接触させるガイド部材
と、前記回転体と接触して前記回転体と共に回転する前
記薄膜部材の外周面に荷電トナーの薄層を担持させる手
段とを有する現像装置とを具備し、前記ビームスポット
の走査方向のビーム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、前記静電潜像が前記薄膜部材に
担持された重量平均粒径１２μｍ未満のトナーを含有す
る現像剤で現像されることを特徴とする画像形成装置で
ある。

【００２６】また、第３の態様においては、本発明は、
像担持体と、光源からの光ビームを該像担持体上にビー
ムスポットとして形成すると共に該像担持体上で主走査
方向に走査し、かつ該像担持体上でのビームスポット径
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、被記録情報の画像濃度値に対応して、前
記光源の１画素当たりの光ビーム放出時間長を制御する
制御手段と、前記光源からの光ビームの走査によって前
記像担持体上に形成された静電潜像を可視画像に現像す
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前記静電潜像を現像する現像部に搬
送する現像剤担持体を有する現像手段と、該現像剤担持
体に、トナーを前記像担持体から該現像剤担持体に引き
寄せる電圧と該現像剤担持体から前記像担持体にトナー
を飛翔させる電圧をＴ₁ 時間印加した後に、前記静電潜
像の画像部に対してはトナーを飛翔させ、非画像部に対
してはトナーを引き戻す方向の電圧を少なくとも前記時
間Ｔ₁ よりも長い時間印加する手段とを具備し、前記ト
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、トナーの重量分布において、M/2 ＜ｒ＜3/
2 Ｍの範囲にトナーの９０重量％以上が含まれ、かつ０
＜ｒ＜２Ｍの範囲にトナーの９９重量％以上が含まれる
ことを特徴とする画像形成装置である。

【００２７】また、第４の態様においては、本発明は、
像担持体と、光源からの光ビームを該像担持体上にビー
ムスポットとして形成すると共に該像担持体上で主走査
方向に走査し、かつ該像担持体上でのビームスポット径
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、被記録情報の画像濃度値に対応して、前
記光源の１画素当たりの光ビーム放出時間長を制御する
制御手段と、前記光源からの光ビームの走査によって前
記像担持体上に形成された静電潜像を可視画像に現像す
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前記静電潜像を現像する現像部に搬
送する現像剤担持体を有する現像手段と、該現像剤担持
体に、トナーを前記像担持体から該現像剤担持体に引き
寄せる電圧と該現像剤担持体から前記像担持体にトナー
を飛翔させる電圧をＴ₁ 時間印加した後に、前記静電潜
像の画像部に対してはトナーを飛翔させ、非画像部に対
してはトナーを引き戻す方向の電圧を少なくとも前記時
間Ｔ₁ よりも長い時間印加する手段とを具備し、前記ト
ナーの重量平均粒径は１２μｍ以下であることを特徴と
する画像形成装置である。

【００２８】また、第５の態様においては、本発明は、
像担持体と、光源からの光ビームを該像担持体上にビー
ムスポットとして形成すると共に該像担持体上で主走査
方向に走査し、かつ該像担持体上でのビームスポット径
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、被記録情報の画像濃度値に対応して、前
記光源の１画素当たりの光ビーム放出時間長を制御する
制御手段と、前記光源からの光ビームの走査によって前
記像担持体上に形成された静電潜像を可視画像に現像す
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前記静電潜像を現像する現像部に搬
送する現像剤担持体を有する現像手段と、該現像剤担持
体に、トナーを前記像担持体から該現像剤担持体に引き
寄せる電圧と該現像剤担持体から前記像担持体にトナー
を飛翔させる電圧をＴ₁ 時間印加した後に、前記静電潜
像の画像部に対してはトナーを飛翔させ、非画像部に対
してはトナーを引き戻す方向の電圧を少なくとも前記時
間Ｔ₁ よりも長い時間印加する手段とを具備し、前記ト
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、トナーの重量分布において、M/2 ＜ｒ＜3/
2 Ｍの範囲にトナーの９０重量％以上が含まれ、かつ０
＜ｒ＜２Ｍの範囲にトナーの９９重量％以上が含まれ、
さらに前記トナーより粒径が小さく、かつ帯電極性が前
記トナーと反対の粒子を前記トナーに外添したことを特
徴とする画像形成装置である。

【００２９】さらに、第６の態様においては、本発明
は、像担持体と、光源からの光ビームを該像担持体上に
ビームスポットとして形成すると共に該像担持体上で主
走査方向に走査し、かつ該像担持体上でのビームスポッ
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、被記録情報の画像濃度値に対応し
て、前記光源の１画素当たりの光ビーム放出時間長を制
御する制御手段と、前記光源からの光ビームの走査によ
って前記像担持体上に形成された静電潜像を可視画像に
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前記静電潜像を現像する現像
部に搬送する現像剤担持体を有する現像手段と、該現像
剤担持体に、トナーを前記像担持体から該現像剤担持体
に引き寄せる電圧と該現像剤担持体から前記像担持体に
トナーを飛翔させる電圧をＴ₁ 時間印加した後に、前記
静電潜像の画像部に対してはトナーを飛翔させ、非画像
部に対してはトナーを引き戻す方向の電圧を少なくとも
前記時間Ｔ₁ よりも長い時間印加する手段とを具備し、
前記トナーの重量平均粒径は１２μｍ以下であり、前記
トナーより粒径が小さく、かつ帯電極性が前記トナーと
反対の粒子を前記トナーに外添したことを特徴とする画
像形成装置である。

【００３０】

【作用】上記構成を有する本発明の第１及び第２の態様
においては、均一薄層に帯電したトナー層を外周面に形
成した薄膜部材が現像部で像担持体に密着することによ
り現像が行なわれるために、キャリアの穂により画像が
乱されることもなく、さらに、被走査面上に照射するス
ポットの大きさを記録すべき密度に対して十分に小さく
し、使用するトナーの粒度分布をシャープなものとし、
重量平均粒径を１２μｍ未満とすることにより、レーザ
駆動のパルス幅変調を行なった場合においても、画像濃
度の薄い部分まで均一忠実に再現でき、安定した各画素
における面積階調が可能となる。

【００３１】さらに、本発明の第３、第４、第５及び第
６の態様においては、画像部及び非画像部に対して現像
時間が非対称になるようなバイアスを印加することによ
り、画像の解像性が向上し、第１及び第２の態様と同様
の効果が得られ、キャリアを用いた場合でも、キャリア
の穂で画像が乱されることがなく、さらに上記と同様の
構成を取ることにより、安定した各画素における面積階
調が可能となる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して詳しく説明する。

【００３３】まず、図２を参照して本発明が適用できる
電子写真方式のカラープリンタの全体構成について説明
する。このプリンタは、図示矢印方向に回転する像担持
体としての電子写真感光体ドラム３を備え、該感光体ド
ラム３の周囲には、帯電器４、現像器１Ｍ、１Ｃ、１
Ｙ、１ＢＫを備えた回転式現像装置１、転写用放電器１
０、クリーニング手段１２及び感光体ドラム３の図にお
いて上方に配設されたレーザビームスキャナＬＳを含む
露光手段などからなる画像形成手段が配設されている。
各現像器はトナー粒子からなる現像剤を感光体ドラム３
に供給してこの感光体ドラム３上に形成された静電潜像
を可視画像に現像する。本例では現像器１Ｍはマゼンタ
トナーを、現像器１Ｃはシアントナーを、現像器１Ｙは
イエロートナーを、現像器１ＢＫは黒トナーを含有す
る。

【００３４】被複写原稿は図示しない原稿読取り装置で
読取られる。この読取り装置は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、シアン画像情報、イエロー画像情
報、白黒画像情報にそれぞれ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ザはこれらの画像
信号に対応して制御され、レーザビームＬを射出する。
なお、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。

【００３５】次に、上記構成のカラープリンタの全体の
動作シーケンスについて、フルカラーモードの場合を例
にとって簡単に説明すると、まず、感光体ドラム３は帯
電器４によって均等に帯電される。次に、原稿のマゼン
タ画像信号により変調されたレーザ光Ｌにより走査露光
が行なわれ、感光体ドラム３上に静電潜像が形成され
る。この潜像は、予め現像位置に定置されたマゼンタ現
像器１Ｍによって反転現像される。

【００３６】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、所定のタイミングに同期して転
写ドラム９（記録材担持体）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、感光体ド
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で現像されたマゼンタ顕画像は、転写部に
おいて転写帯電器１０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（図２にお
いてはシアン）の顕画像の転写に備える。

【００３７】感光体ドラム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によって均一に帯電され、次のシアン
画像信号により変調されたレーザビームＬにより前記の
ような露光を受け、静電潜像が形成される。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シアン画像情報に対応する潜像の反
転現像を行ない、シアン顕画像を形成する。

【００３８】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ない、
４色分の顕画像（トナー像）の転写が終了すると、転写
材は一対の対向する除電帯電器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を作動
させることによって、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。

【００３９】なお、上記露光手段は、図３示すように、
半導体レーザ１０２、矢印ｂ方向に高速回転するポリゴ
ンミラー１０４、ｆ−θレンズ群１０５等から構成され
ており、該半導体レーザ１０２は、画像読取り装置、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、
感光体ドラム３の表面を走査、露光する。また、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な
うので、レーザビームＬは感光体ドラム３のトナーが付
着されるべき領域を露光する。

【００４０】さらに詳しく説明すると、光源部である半
導体レーザ１０２は、レーザ光を発生させるための発光
信号（駆動信号）を供給する発光信号発生器であるレー
ザドライバ回路１０１に接続され、該レーザドライバ回
路１０１からの発光信号に応じて明滅する。半導体レー
ザ１０２から放射されたレーザ光束はコリメータレンズ
系１０３にてほぼ平行光とされる。

【００４１】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１０５（１０５ａ、１０５ｂ、１０５
ｃ）は、この回転多面鏡１０４により偏向されたレーザ
ビームＬを被走査面、即ち感光体ドラム３上にスポット
状に結像すると共にその走査速度を被走査面上において
等速とする。

【００４２】なお、回転多面鏡１０４によってレーザビ
ームＬが感光体ドラム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感光
体ドラム３の移動方向（回転方向）と交差する方向、好
ましくはほぼ直角な方向である。また、露光部での感光
体ドラム３の移動方向（回転方向）を副走査方向とい
う。この主走査、副走査によって感光体ドラム３表面は
レーザビームによりラスター走査される。

【００４３】以上の構成において、所望の画像を形成す
る場合、レーザドライバ回路１０１にパルス幅変調され
た画像信号Ｓを入力し、この画像信号Ｓに対応した駆動
信号をレーザドライバ回路１０１より発生させて半導体
レーザ１０２を明滅させる。このようなレーザビームＬ
の走査により感光体ドラム３表面には１主走査分の露光
分布が形成され、続く各主走査毎に感光体ドラム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。

【００４４】次に、図４を参照して本実施例で使用され
たパルス幅変調（ＰＷＭ）回路の一例について説明す
る。

【００４５】図４において、図示しない原稿読取り装置
からの色分解画像データである８ビットのディジタル画
像信号はＴＴＬラツチ回路４０１に入力され、ラッチさ
れる。このラッチ回路４０１にはクロック信号２ｆを発
生するクロック信号発振器４０６から１／２分周器４０
８を通じて画素クロック信号ｆが供給されており、この
画素クロック信号ｆに同期してラッチ回路４０１からＴ
ＴＬ論理レベル信号が第１のレベル変換器４０２に供給
される。この第１のレベル変換器４０２はＴＴＬ論理レ
ベル信号を高速のＥＣＬ論理レベル信号に変換してディ
ジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）４０３に供給
し、ＥＣＬ論理レベル信号をアナログ信号に変換する。
変換されたアナログ信号はＥＣＬコンパレータ４０４の
一方の入力に供給され、このコンパレータ４０４の他方
の入力に供給される三角波発生器４０７からのＥＣＬ三
角波信号ｄとによりＥＣＬ論理レベルのパルス幅変調
（ＰＷＭ）信号を発生する。コンパレータ４０４からの
ＰＷＭ信号は第２のレベル変換器４０５によりＴＴＬ論
理レベルのＰＷＭ信号に変換されてレーザドライバ回路
１０１に供給される。なお、上記三角波発生器４０７は
クロック信号２ｆに同期してほぼ理想的な三角波信号を
発生する。また、１／２分周器４０８はクロック信号２
ｆを１／２分周して画素クロック信号ｆを生成してい
る。従って、クロック信号２ｆは画素クロック信号ｆの
２倍の周期を有している。なお、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。

【００４６】上記構成のＰＷＭ回路の動作を図５に示す
タイミングチャートを参照して説明する。

【００４７】クロック信号２ｆとその倍の周期の画素ク
ロック信号ｆは図示するように画素番号と関係付けられ
ている。また、三角波発生器４０７は、発生される三角
波信号のデューテイ比を５０％に保つため、その内部に
おいてクロック信号２ｆをいったん１／２分周してから
三角波信号ｃを発生し、さらにこの三角波信号ｃをＥＣ
Ｌレベル（０〜−１Ｖ）に変換してＥＣＬ三角波信号ｄ
を発生する。

【００４８】一方、画素信号は００Ｈ（白）〜ＦＦＨ
（黒）まで２５６階調レベルで変化する。なお、記号
「Ｈ」は１６進数表示を示している。図５では画像信号
ｅはいくつかの画素信号値についてそれらをＤ／Ａ変換
したＥＣＬ電圧レベルで示されている。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ＥＣＬ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等を有するＰＷＭ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０Ｖ又は５ＶのＴＴＬレベル信号に変換
されてＰＷＭ信号ｆ（０を含む２５６種の幅を有するレ
ーザ駆動パルス信号）になり、レーザドライバ回路１０
１に入力される。

【００４９】このレーザドライバ回路１０１は定電流型
レーザドライバ回路であり、発光源として半導体レーザ
素子１０２を用いている。この半導体レーザ素子１０２
は例えばスイッチングトランジスタのようなスイッチン
グ素子（図示せず）がオンしているときにレーザ光を発
し、このスイッチング素子がオフしたときにレーザ光の
発生を停止する。このスイッチング素子は入力するＴＴ
ＬのＰＷＭ信号ｆに応じて半導体レーザ素子１０２に流
れるべき電流をオン／オフ（転流）制御する。かくし
て、半導体レーザ素子１０２は、各単位画素毎に信号ｆ
の各パルス幅に対応した時間発光し、感光体ドラム３を
走査露光する。前記プリンタでは反転現像が行なわれる
ため、高濃度の画素ほどレーザの発光時間は長い。

【００５０】なお、図４の回路においてラッチ回路４０
１の前段部に図示しない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
を出力させる。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画面中で切り換え使用することができる。
つまり、レーザ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て階調を補正することができ
る構成となっている。

【００５１】また、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、いわゆる立ったγ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、かかるル
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。

【００５２】なお、図２のカラープリンタにおいては、
図４に示されるＰＷＭ回路にイエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックの各画像信号がページ（原稿、コピー各々
の１ページ）毎に順次入力され、各色毎に順次レーザ変
調され、感光体ドラム３の４回転で１枚のカラーコピー
が得られる。また、後述する図１３の装置においては、
ＰＷＭ回路は各色毎に設けられる。

【００５３】さらに、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。

【００５４】ところで、図３に示すような光学系によ
り、パルス幅変調されたレーザビームを感光体ドラム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、感光体ドラム面上の主走
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、図６に示すように、たとえレーザビ
ームを単位画素を最高濃度とする最大パルス幅の５０％
パルス幅でオン／オフしたとしても、感光体ドラム面上
の露光分布は図６（Ｂ）に図示するようになり、露光量
の最大値、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な
われなくなってしまう。

【００５５】さて、レーザ駆動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、本発明者達
による種々の実験から、例えば、レーザビームを上記最
大パルス幅の５０％のパルス幅でオン／オフしたときに
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本発明者達によって見い出
された。

【００５６】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、従来のように０．７より大きくした
場合との比較を、図７に基づいて行なう。

【００５７】なお、レーザ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。そこで本明細書においてビ
ームスポットの径というのは、強度分布において、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 径のことをいう。

【００５８】図７（Ａ）〜（Ｃ）は記録密度を４００ｄ
ｐｉ（単位画素サイズ６３．５μｍ）としたときに、レ
ーザビームスポット径をそれぞれ画素サイズの１．１倍
の７０μｍ（同図（Ａ））、０．８倍の５０μｍ（同図
（Ｂ））、０．７倍の４２μｍ（同図（Ｃ））としたと
きの感光体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次の表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】上記表１に示すように、単位画素に対して
最大の駆動パルス幅である５０％のパルス幅でレーザビ
ームをオン／オフしたときの露光分布のコントラストは
それぞれ約３０％、約６０％、約８０％となり、主走査
方向レーザビームスポット径（１／ｅ² 径）を主走査方
向画素サイズの０．７倍以下とすることによりコントラ
スト８０％が可能になることが分かった。

【００６１】そこで、次に、７０μｍと４２μｍの各ス
ポット径において、レーザ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たドット形状の
変化を示したのが図８であり、同図（Ａ）が７０μｍの
場合、同図（Ｂ）が４２μｍの場合である。なお、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
を均一とするために従来通りの副走査方向画素サイズの
１．１倍である７０μｍとした。

【００６２】この図８（Ａ）及び（Ｂ）の結果を曲線グ
ラフに表わしたのが図９である。図９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。

【００６３】図１０に現像システムのＶ−Ｄ特性（階調
特性）を示す。図１０で横軸は感光体の表面電位、縦軸
は得られた現像画像の濃度（反射濃度）である。

【００６４】一般に、現像システムは、図１０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ような特性を有し
ている。従って、図８（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、感光体ドラム
の表面電位も全体的に変化するようになるため、図９
（Ａ）に示すように、感光体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、図８（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。

【００６５】これに対し、本発明のように主走査方向レ
ーザ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が少なくとも８０％以
上とした方式では、感光体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。従って、あ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、現像しきい値を越えるため、ドットとして安定して
現像される（図８（Ｂ））。その結果、駆動パルスのオ
ン／オフ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再現が可能となる。
図９の特性曲線（Ｂ）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、たと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押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
分かる。

【００６６】なお、感光体ドラム上におけるレーザビー
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倍以下に設定される。
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２０μｍ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、本発明においても、感光体ドラム上でのレーザビー
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。

【００６７】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
ため、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。

【００６８】なお、感光体ドラム上におけるレーザビー
ムスポットのサイズを前述のように設定するには、射出
光が適宜の発散角を有する半導体レーザ１０２、適宜の
パワーを有するレンズ１０３、１０５を使用すればよ
く、これらのことは本発明の属する技術分野における当
業者には容易に理解できる事項である。

【００６９】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
イト部でのガサツキが消えない場合がある。

【００７０】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／又はトナーの重量平均粒径を調整
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。

【００７１】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、０＜ｒ＜２Ｍ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。

【００７２】さらに、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、さらに好ましく
は８μｍ以下でかつ４μｍ以上のトナーが使用される。

【００７３】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。

【００７４】また、分布にお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多く
存在するため、画像の濃度が薄い部分（ハイライト部
分）でのガサツキを軽減することは難しい。一方、分布
において粒径が小さいトナー粒子が増加すると、効率よ
くトナーに摩擦電荷を付与できなくなり、現像器からの
トナー飛散やかぶりが増加する。

【００７５】以上の点から、重量分布としては図１１の
ようなシャープな粒径のものを使用することが好まし
い。

【００７６】次に、図２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副走査方向のビーム径７０
μｍ、主走査方向のビーム径４２μｍの楕円形のスポッ
トを使用して感光体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な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ットの直
径との関係を示すグラフを図１２に示す。

【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バイアスを重量させたり、ＤＣ
バイアスのみにしたりしたが、最小再現ドットの直径に
は殆ど影響しなかった。このことは次のように説明でき
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なう方法において、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
数回の転写を行ない、一括して定着する工程を経ると、
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。これは、粒径の小さいトナーは転
写後転写材（紙）上で薄層となっており、転写材との吸
着力も大きくなっているので、複数回の転写電界にトナ
ー画像がさらされたとしても飛び散りは発生しにくいた
めと考えられる。

【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くる。

【００８０】そこで、記録密度を４００ｄｐｉとしたと
き、主走査方向のレーザ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、さらに好
ましくは８μｍ以下のトナーを用いることにより、上述
した説明及びデータにて示すように、５０μｍ前後のド
ットも忠実に再現され、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での階調性も充分で、かつガサツキ
やぼけの少ない高精細な画像が得られるようになった。

【００８１】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。

【００８２】例えば、本発明で使用されるトナーが重量
平均粒径６μｍ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、かつ０より大きく１
２μｍ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。

【００８３】トナーの粒度分布及び重量平均粒径は、例
えば次の測定法で測定できる。

【００８４】まず、測定装置としてはコールターカウン
タＴＡ−II型（コールター社製）を用い、個数平均分
布、重量平均分布を出力するインタフェース（日科機
製）及びＣＸ−ｉパーソナルコンピュータ（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
％ＮａＣｌ水溶液を調整する。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。

【００８５】試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約
１〜３分間処理を行ない、前記コールターカウンタＴＡ
−II型により、アパーチャとして１００μｍアパーチャ
を用いて２〜４０μｍ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により、サンプル
の重量平均粒径が得られる。

【００８６】前述のごとく、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、この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／又は重量平均粒径を有
するトナーを調整する方法を挙げることができる。

【００８７】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ような分級手段で分級し、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ェット分級機のよ
うな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／又は重量平均粒径を有する
トナーを調整する方法を挙げることができる。

【００８８】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ような外添剤が外
添えされている着色樹脂粒子を包含している。

【００８９】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又はスチレン−メタク
リル酸エステル樹脂のようなスチレン系重合体又はポリ
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

【００９０】

【化１】

【００９１】（上記式中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
フェ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。

【００９２】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．Ｉ．ＤｉｓｐｅｒｓｅＹ１
６４、Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＹ７７及びＣ．Ｉ．Ｓ
ｏｌｖｅｎｔＹ９３のような着色剤は推奨できない。

【００９３】染料として、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．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．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。

【００９４】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、ベンジンオ
レンジＧ、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
ルーＢＣがある。

【００９５】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
塩基性染料又は油溶性染料が好ましい。

【００９６】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。

【００９７】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．ベーシックレッド１２、Ｃ．
Ｉ．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド３
ｂがある。

【００９８】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
量部以上であると、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。

【００９９】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。

【０１００】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感光体ド
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は、着色剤の量は結着樹脂１０
０重量部に対して３〜１５重量部が好ましい。

【０１０１】黒色トナーを形成するための好ましい着色
剤の組み合わせとしては、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
の組み合わせがある。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。

【０１０２】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又は淡
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又は亜鉛
錯体のような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。

【０１０３】ところで、前述のようにすると、中間調や
ハイライト部で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、２成分現像剤を使用しているために穂立ち
の影響が画像に出ていることが考えられる。キャリアの
粒径は通常５０μｍ〜１００μｍ程度であるので、ちょ
うど４００ｄｐｉの１画素（６３．５μｍ）分の大きさ
のキャリアが摺擦しながら現像することになり、ハイラ
イト部のように極端に画像面積が小さく、電位コントラ
ストの小さい部分ではキャリアの穂の当たりかたが画像
に反映し、現像後の不均一性が目立つと考えられる。

【０１０４】そこで、本発明の第１の実施例では、従来
のようにキャリアを用いて現像する構成を取らず、均一
薄層に帯電したトナー層を外周面に形成した薄膜部材が
現像部で感光媒体に密着することにより現像が行なわれ
る構成にしたために、キャリアの穂により画像が乱され
ることがなくなり、ハイライト部分の均一再現性が得ら
れるようになった。

【０１０５】以下、本実施例に使用された現像器につい
て図１を参照して説明する。

【０１０６】図１は図２に示したレーザビームプリンタ
に使用される回転式現像装置１の１つの現像器の概略断
面図である。各現像器は同様な構造を有しているので、
感光体ドラム３と対向した現像位置に配置されている図
示する現像器を例に取って説明する。

【０１０７】この現像器は、感光体ドラム３に現像剤を
付与する現像部２７において感光体ドラム３に接触して
いる薄膜部材２２を備えている。薄膜部材２２は内側に
現像ローラ（円筒状の回転体）２３を有している。現像
ローラ２３は例えばアルミニウム、ステンレス等の導電
性部材を円筒状に形成したもの、又は、金属ローラの外
周部に導電性の弾性材（ニトリルゴム、シリコンゴム、
スチレンゴム、ブタジエンゴム等）を設けたものが使用
され、現像バイアス電源６０５から所定の現像バイアス
が印加されている。

【０１０８】薄膜部材２２は現像ローラ２３の外周長よ
りもやや長めの周長を有する筒状のもので、部材として
は、例えばポリカーボネート、ナイロン、フッ素系樹脂
等の樹脂からなる軟質の樹脂シート、前記樹脂にカーボ
ン又は金属微粉末等を添加したシート、ニッケル、ステ
ンレス、又はアルミニウム等の金属薄膜、前記樹脂シー
トと金属薄膜とを積層したシートのいずれかが使用され
る。

【０１０９】薄膜部材２２を装着された現像ローラ２３
は、支軸２３ａが図示しない軸受けにより回転可能に支
持されるとともに、図示しない駆動源に駆動連結されて
いる。

【０１１０】また、現像ローラ２３の両端部には、両端
ガイド弾性パッド６０が薄膜部材２２を現像ローラ２３
の外周面に密着させるように取り付けてある。この弾性
パッド６０としては例えば、ポリアセタールフェノー
ル、ポリエチレン、ナイロン、フッ素系の樹脂からなる
もの、又は薄膜部材２２との接触面にポリエチレン、ナ
イロン、テフロンフィルムを設けたもの、若しくは発泡
材の表面に前記フィルムを設けたものが使用される。

【０１１１】さらに、弾性パッド６０の感光体ドラム３
側は開放されており、この部分には弾性パッド６０は存
在しない。このため現像器の内部で薄膜部材２２が弾性
パッド６０と接触する部分では、薄膜部材２２は現像ロ
ーラ２３の外周に密接するが、それ以外の感光体ドラム
３に対向する部分では、現像ローラ２３の周長よりもや
や長めに形成されている薄膜部材２２の余長部分が外方
に膨らみ、感光体ドラム３と均一に接触する現像部２７
を形成する。

【０１１２】現像ローラ２３の上部にはブレード２４が
設けられている。ブレード２４は現像ローラ２３の上部
に薄膜部材２２を介して圧接している。なお、ブレード
２４としては、ＳＫ鋼、ステンレス、リン青銅からなる
バネ性の金属薄板、又はシリコンゴム、ウレタンゴム等
の弾性板、若しくはフッ素系樹脂板、ナイロン板、又は
それらの複合板を使用してもよい。

【０１１３】また、現像ローラ２３の下部には、例えば
発泡ウレタンからなる弾性層にシリコンゴムシートを取
り付けたトナーならしパッド６１が取り付けてあり、こ
のトナーならしパッド６１は薄膜部材２２を介して現像
ローラ２３の外周面に接触している。さらに、トナー収
容容器３６内には撹拌棒６０７が設けられており、容器
３６内のトナー３７がケーキングを起こさないように回
転している。

【０１１４】次に、上記構成の現像器の動作について説
明する。

【０１１５】図示しない駆動源により現像ローラ２３は
矢印Ａ方向に回転する。薄膜部材２２は現像ローラ２３
との摩擦力により矢印Ａ方向に従動し、薄膜部材２２と
接するトナー３７も矢印Ａ方向への搬送力を受ける。ト
ナー３７は薄膜部材２２とブレード２４が圧接する部分
まで搬送され、そこで負極性に帯電されると同時に、薄
膜部材２２の表面に薄層状に均一に塗布される。

【０１１６】薄膜部材２２上に担持されたトナー３７
は、薄膜部材２２上を現像部２７まで搬送され、感光体
ドラム３上に形成されている静電潜像上に付着してトナ
ー像を形成する。

【０１１７】ここで、感光体ドラム３と接する薄膜部材
２２は空間部を介して現像ローラ２３と非接触状態にあ
るため、薄膜部材２２は感光体ドラム３にソフトに、し
かも適当なニップ幅をもってむらなく接触し、感光体ド
ラム３の静電潜像に均一に付着し、均一なトナー像を形
成する。

【０１１８】現像部２７を通過したトナー３７は引き続
き薄膜部材２２と共に矢印Ａ方向に搬送され、トナーな
らしパッド６１との間を通過する際に、すぐ直前の現像
領域で消費されたトナーの画像パターンが消去され、表
面トナー層の均一化が図られる。さらに搬送されること
により、再びブレード２４との圧接部において薄膜部材
２２の表面に均一な帯電トナーの薄層が形成され、上述
した動作が繰り返される。

【０１１９】以上の現像装置の構成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６
μｍを有するトナーを用いて画像形成を行なった。この
際、感光体ドラム３の感光体として積層型の有機光導電
体（ＯＰＣ）を使用し、潜像はトナーを付着させる明部
電位が−１５０Ｖ、背景部となる暗部電位が−６００Ｖ
とした。さらに、現像バイアス電源６０５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
た。

【０１２０】上記画像の形成は感光体ドラム３にマゼン
タ、シアン、イエロー、ブラックの順に各色の画像を形
成することによって行なわれた。この際、半導体レーザ
を光源として、レーザビームの感光体ドラム３上でのス
ポット径を主走査方向を４２μｍ、副走査方向を７０μ
ｍ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／インチで２５６階調の画像の書き込みを行なって潜
像を形成し、上記順序で現像、転写を繰り返し、最後に
一括定着して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され、ガサツキのない
高精細で高画質の画像が得られた。

【０１２１】これに対し、レーザビームスポット径を主
走査方向７０μｍとし、重量平均粒径１２μｍのトナー
で同一条件でフルカラー画像を形成したところ、重量平
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。

【０１２２】以下、トナーを中心にして本発明の具体例
について説明する。

【０１２３】具体例１プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を縮合して得られたポリエステル樹脂（重量平均分子量１５０００、数平均分子量３３００）・・・１００重量部ローダミン系顔料・・・３重量部負荷電性制御剤（ジアルキル置換サリチル酸の金属錯体）・・・４重量部上記材料を溶融混練し、この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、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より大きく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。

【０１２４】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重量部とを混合して
シリカ外添えマゼンタトナーを調製した。

【０１２５】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現像剤、イエロートナー画
像形成用現像剤、及びブラックトナー画像形成用現像剤
を調製した。

【０１２６】

【表２】

【０１２７】上記現像剤を図１に示す現像装置のそれぞ
れの現像器で使用した。上述したように、感光体ドラム
３は積層型の有機光導電体（ＯＰＣ）を感光体として用
い、明部電位−１５０Ｖ、暗部電位−６００Ｖの潜像電
位とした。また、現像バイアス電源６０５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
て現像を行なった。

【０１２８】一方、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／ｅ² 径を４２μ
ｍ、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なって発光時間を制御し、２０
０線／インチで２５６階調の画像の書き込みを行ない、
順に反転現象、静電転写を繰り返し、最後に熱圧ローラ
定着機により一括定着しフルカラーの画像を得た。その
結果、画像濃度の薄い部分（ハイライト部）も忠実に安
定して再現され、かつガサツキのない高精細で高画質の
画像が得られた。

【０１２９】また、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。

【０１３０】具体例２〜４上記具体例１と同様にして、重量平均粒径５μｍ、６．
８μｍ及び８μｍの、下記の表３に示すトナーを調製
し、具体例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。

【０１３１】

【表３】

【０１３２】比較例上記具体例１と同様にして、重量平均粒径１２μｍの、
下記の表４に示す各色トナーを得た。そして、具体例１
と同様にして各色の現像剤を調製し、具体例１と同様に
してカラー画像を形成したところ、具体例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。

【０１３３】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。

【０１３４】

【表４】

【０１３５】具体例５上記具体例１と同様にして、重量平均粒径９μｍの、下
記の表５に示す各色トナーを調製し、具体例１と同様に
して各色の現像剤を調製した。そして、具体例１と同様
にしてカラー画像を形成したところ、具体例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
に安定して再現され、かつガサツキの少ない高精細で高
画質の画像が得られた。

【０１３６】フルカラー画像を観察したところ、６０μ
ｍ前後のドットが潜像に対応して忠実に再現され、５０
μｍ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。

【０１３７】

【表５】

【０１３８】上記第１の実施例では本発明を図２に示す
回転式現像装置１を備えた電子写真方式のカラープリン
タに適用したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、種々の構成の電子写真方式、静電記録方式等の画像
形成装置に等しく適用できるものである。

【０１３９】例えば、図１３に示すようなカラー画像形
成装置にも本発明は適用できる。このカラー画像形成装
置も電子写真方式のフルカラーのレーザビームプリンタ
であるが、図２のプリンタとは異なり、各色毎に専用の
像担持体、即ち、本例では電子写真感光体ドラム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
ビームスキャナ８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０ＢＫ、現
像器１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ、転写用放電器１０Ｙ、
１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ、クリーニング手段１２Ｙ、
１２Ｍ、１２Ｃ、１２ＢＫが配置されている。

【０１４０】一方、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て、搬送ベルト９ａに確
実に吸着される。

【０１４１】その後、転写材の移動に伴ない各感光体ド
ラムに形成された画像を転写用放電器１０Ｙ、１０Ｍ、
１０Ｃ、１０ＢＫにより順次に転写材に重ねて転写し、
除電器８２により除電して搬送ベルト９ａから分離し、
定着器１７に送給して一括定着することにより、フルカ
ラーの画像が得られる。

【０１４２】このような転写方式を用いた画像形成装置
の場合でも記録密度を４００ｄｐｉとしたとき、走査方
向のレーザビームスポット径を４２μｍ以下とし、図１
に示す本実施例の現像器を用いて、前述した現像条件で
１２μｍ未満、好ましくは９μｍ以下、さらに好ましく
は８μ以下で４μｍ以上の重量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、かつ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。

【０１４３】上記実施例では、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現像ローラ（円筒状
回転体）に印加する現像方式を用いているが、ＤＣバイ
アスのみを現像ローラに印加する現像方式の場合でも本
発明は適用でき、同様の作用効果が得られる。

【０１４４】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。

【０１４５】上記第１の実施例では均一薄層に帯電した
トナー層を外周面に形成した薄膜部材が現像部で感光媒
体に密着することにより現像が行なわれるように現像装
置を構成したが、本実施例では従来のようにトナー粒子
とキャリア粒子とを混合した２成分現像剤を現像装置に
使用する。従って、本実施例で使用される現像装置では
通常のように内部に磁石を内包する現像スリーブが現像
剤担持体として用いられ、図１に示された上記第１の実
施例の現像器のように外周面にトナーの薄層を担持させ
た薄膜部材２２は使用されない。本実施例も図２或は図
１３に示したカラー画像形成装置に適用した場合につい
て説明するが、他の種々の構成の画像形成装置にも適用
できることは言うまでもない。

【０１４６】なお、本実施例でも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、０＜ｒ＜２Ｍ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、また、重量平均
粒径が１２μｍ以下、好ましくは９μｍ以下、さらに好
ましくは８μｍ以下でかつ４μｍ以上のトナーが使用さ
れる。

【０１４７】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。

【０１４８】また、分布にお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多く
存在するため、画像の濃度が薄い部分（ハイライト部
分）でのガサツキを軽減することは難しい。一方、分布
において粒径が小さいトナー粒子が増加すると、現像剤
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、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くなり、現像器からの
トナー飛散やカブリが増加する。さらに、粒径の小さい
トナーは融着も起こし易く、キャリアのまわりに融着し
てキャリア劣化によるカブリ、飛散も増加する。

【０１４９】以上の点から、重量分布としては本実施例
でも図１１のようなシャープな粒径のものを使用するこ
とが好ましい。

【０１５０】なお、トナーの粒度分布及び重量平均粒径
の測定法や、トナーに使用される結着樹脂、着色剤、染
料、顔料等は上記第１の実施例と同じであり、前述され
ているのでそれらの説明は省略する。

【０１５１】前述したように、図２に示す画像形成装置
において、副走査方向のビームスポット径７０μｍ、主
走査方向のビームスポット径４２μｍの楕円形のレーザ
ビームスポットを使用して感光体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なった場
合のトナーの重量平均粒径と、定着後の画像の最小再現
のドットの直径との関係は図１２に示す通りとなる。

【０１５２】ここで現像条件としてトナーの粒径毎に、
現像スリーブに印加するバイアス電圧をＤＣバイアスの
みにしたり、ＤＣバイアスと通常の矩形波や正弦波のＡ
Ｃバイアスを重量させたり、磁性粒子（キャリア）の種
類や現像スリーブ・感光体ドラム間の距離や現像スリー
ブ・ブレード間の距離を変化させたりしたが、最小再現
ドットの直径には殆ど影響しなかった。

【０１５３】しかしながら、本実施例の特徴である、潜
像に対して時間的非対称性を持たせたＡＣバイアスをＤ
Ｃバイアスに重畳させた現像バイアスを現像スリーブに
印加した場合には、最小再現ドットの直径がさらに小さ
くでき、ハイライト再現性を含めた画質が一段と向上す
ることが確認された。このことは次のように説明でき
る。

【０１５４】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なう方法において、スポット径を
小さくしていくと、現像の濃度階調性はある程度得られ
るようになる。しかしながら、潜像のスポット径が小さ
くなるに従って表面での電位が十分に下がり切らないた
めに、現像コントラストがベタ部に比較して十分に得ら
れない。このような場合にＤＣバイアスや従来の通常の
矩形波や正弦波のＡＣバイアスを用いたとしても、潜像
に対する忠実再現性という点で限界がある。これに対し
て、トナーの粒径を小さくすることにより転写や定着の
工程で発生する飛び散りを極端に減らすことは可能であ
る。これは現像後の感光体ドラム上の画像が粒径を小さ
くすることにより薄層となるからである。ただし、この
ようにトナーを小粒径化した場合でもハイライト部の均
一再現性という点ではまだ十分でない。そこで、本実施
例の特徴である潜像に対して時間的非対称性を持たせた
ＡＣバイアスを印加することにより、ハイライト部の再
現性は著しく向上する。ここで、時間的非対称性を持た
せたバイアスとは、例えば図１４に示すようにトナーに
対して引き戻しと飛翔の電圧を現像スリーブにＴ₁ 時間
印加した後に、画像部（図中一点鎖線で示す）に対して
はトナーを飛翔させ、非画像部（図中破線で示す）に対
してはトナーを引き戻す方向の電圧を少なくとも引き戻
しと飛翔の電圧を印加した時間Ｔ₁ よりも長いＴ₂ 時間
印加するようなバイアスのことである。ここで、Ｔ₂ は
Ｔ₁ ＜Ｔ₂ ＜５Ｔ₁ の範囲にあることが好ましい。

【０１５５】このような時間的に非対称なバイアス電圧
を現像スリーブに印加することにより、画像部では現像
する方向に強くバイアスが印加された後もさらに現像す
る方向にバイアスが印加されているので、画像濃度が出
ると共に、現像時間が十分に長く取れるので濃度が十分
に得られる。さらに、結果として感光体ドラム側でトナ
ーが振動することになるため、潜像に対してトナー像が
再配置を行なうことになり、トナー像が潜像に対して忠
実になると共に、トナーの充填率が高まるので特に潜像
が微小なドット形状である場合には、現像後の画像の再
現性も向上し、転写時に発生する飛び散りも極端に減少
する。また、非画像部の場合にはトナーを飛翔させるバ
イアスが印加された後でトナーを引き戻す方向に長い間
バイアスが印加されるために、画像濃度が十分に得られ
ると同時に、カブリの少ない画像となる。

【０１５６】以上説明したように、本実施例では、画像
部及び非画像部に対して現像時間の非対称性を持ったバ
イアスを印加することにより、解像性の向上を計る方式
になっているため、この現像バイアスは特にディジタル
の２値潜像に対して有効であり、従って、特にＰＷＭ方
式を用いた微小ドットの再現時に効果を十分に発揮す
る。さらに、上述したようにこのバイアスを使用すると
画像部は十分濃度が出るようになり、従来矩形波や正弦
波等のＡＣバイアスを印加しても最大濃度がＤＣバイア
スのみに対して増加しなかったのに対し、同一濃度を得
るために必要な電位差が１００Ｖ程度低くできる。図１
５に一例として電位差と濃度の関係を示す。図１５にお
いて曲線Ｂが従来の矩形波であり、曲線Ａが本実施例の
バイアスである。本実施例のバイアスにより低コントラ
ストでも濃度が十分に得られるために、従来のように粒
径の小さいトナーを使用したことによる、濃度が十分に
得られなくなるという問題もなくなった。

【０１５７】そこで、記録密度を４００ｄｐｉとしたと
き、主走査方向のレーザ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、さらに好
ましくは８μｍ以下のトナーを用い、上述した本実施例
の現像バイアスを用いて現像することにより、上述した
説明及びデータにて示すように、５０μｍ前後のドット
も忠実に再現され、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
濃度の薄い部分での階調性も充分で、ガサツキやぼけの
少ない、かつ画像濃度の十分出ている高精細な画像が得
られるようになった。

【０１５８】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。

【０１５９】例えば、本発明で使用されるトナーが重量
平均粒径６μｍ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、かつ０より大きく１
２μｍ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。

【０１６０】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２５〜１００μｍ、好ましくは３０〜８
０μｍで、電気的抵抗値が１０⁷ Ω・ｃｍ以上、好まし
くは１０⁸ Ω・ｃｍ以上、さらに好ましくは１０⁹ 〜１
０¹²Ω・ｃｍとなるように、フェライト粒子（最大磁化
６０ｅｍｕ／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。

【０１６１】磁性粒子、例えば、フェライト粒子又は磁
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４ｃｍ² 、電極間間隙０．４ｃｍのサンドイッ
チタイプのセルを用い、片方の電極に１Ｋｇ重量の加圧
下で、両電極間に印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加するこ
とによって行なわれ、その結果回路に流れた電流から磁
性粒子の抵抗値を測定した。

【０１６２】なお、キャリアの粒度分布の測定法は以下
の通りである。

【０１６３】１）試料約１００ｇを０．１ｇの桁まで計
り取る。

【０１６４】２）篩は１００メッシュから４００メッシ
ュの標準篩（以下単に篩という）を用い、上から１０
０、１４５、２００、２５０、３５０、４００の大きさ
の順に積み重ね、底には受け皿を置き、試料は一番上の
篩に入れて蓋をする。

【０１６５】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±１０回で１５分間
ふるう。

【０１６６】４）ふるった後、各篩及び受け皿内のキャ
リア粉を０．１ｇの桁まで計り取る。

【０１６７】５）重量百分率で小数第２位まで算出し、
ＪＩＳ−Ｚ８４０１によって小数第１位まで丸める。

【０１６８】ただし、篩の枠の寸法は篩面から上の内径
が２００ｍｍ、上面から篩面までの深さが４５ｍｍであ
り、各部分のキャリア粉の重量の総和は初め取った試料
の質量の９９％以下であってはならない。

【０１６９】また、平均粒径は上述の粒度分布測定値よ
り次の式に従って求める。

【０１７０】平均粒径（μ）＝ 1/100｛（１００メッシ
ュ篩の残量）×１４０＋（１４５メッシュ篩の残量）×
１２２＋（２００メッシュ篩の残量）×９０＋（２５０
メッシュ篩の残量）×６８＋（３５０メッシュ篩の残
量）×５２＋（４００メッシュ篩の残量）×３８＋（全
篩通過量）×１７｝

【０１７１】キャリアの５００メッシュ以下の量は５０
ｇより試料量を５００メッシュ標準篩上に載せ、下から
吸引して重量減少から算出する。

【０１７２】以下、トナー及び現像バイアスを中心にし
て本発明の第２の実施例の具体例について説明する。

【０１７３】具体例１プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を縮合して得られたポリエステル樹脂（重量平均分子量１５０００、数平均分子量３３００）・・・１００重量部ローダミン系顔料・・・３重量部負荷電性制御剤（ジアルキル置換サリチル酸の金属錯体）・・・４重量部上記材料を溶融混練し、この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、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より大きく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。

【０１７４】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重量部とを混合して
シリカ外添え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。

【０１７５】同様にして、下記表６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。

【０１７６】

【表６】

【０１７７】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。

【０１７８】上記２成分系現像剤を図２に示すカラー画
像形成装置の現像装置１のそれぞれの現像器で使用し
た。本実施例では各現像器において、非磁性ブレードの
端部と現像スリーブ面との距離ｄ₂ を６００μｍとし、
現像スリーブ面と感光体ドラム３との間隔ｄ₁ を４５０
μｍとした。

【０１７９】前述の本発明の第１の実施例と同様に、感
光体ドラム３は積層型の有機光導電体（ＯＰＣ）を感光
体として用い、明部電位−１５０Ｖ、暗部電位−６００
Ｖの潜像電位とした。また、現像バイアス電源として、
周波数２６６６Ｈｚ、Ｔ₁ の時間１２５ｎｓ、Ｔ₂ の時
間２５０ｎｓ、ピーク対ピーク値１５００Ｖの図１４に
示す矩形波交互電圧をＡＣバイアスとし、これに−４５
０Ｖの直流電圧を重畳させたものを用いて反転現像を行
なった。

【０１８０】一方、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／ｅ² 径を４２μ
ｍ、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なって発光時間を制御し、２０
０線／インチで２５６階調の画像の書き込みを行ない、
順に反転現象、静電転写を繰り返し、最後に熱圧ローラ
定着機により一括定着しフルカラーの画像を得た。その
結果、画像濃度の薄い部分（ハイライト部）も忠実に安
定して再現され、かつガサツキのない高精細で高画質の
画像が得られた。

【０１８１】また、フルカラー画像を観察したところ、
３０μｍ前後のドットが潜像に対応して忠実に再現され
ていた。

【０１８２】具体例２〜４上記具体例１と同様にして、重量平均粒径５μｍ、６．
８μｍ及び８μｍの、下記の表７に示すトナーを調製
し、具体例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。

【０１８３】

【表７】

【０１８４】比較例上記具体例１と同様にして、重量平均粒径１２μｍの、
下記の表８に示す各色トナーを得た。そして、具体例１
と同様にして各色の２成分系現像剤を調製し、具体例１
と同様にしてカラー画像を形成したところ、具体例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。

【０１８５】また、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、上記具
体例１の場合と比較して低かった。

【０１８６】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。

【０１８７】

【表８】

【０１８８】具体例５上記具体例１と同様にして、重量平均粒径９μｍの、下
記の表９に示す各色トナーを調製し、具体例１と同様に
して各色の２成分系現像剤を調製した。そして、具体例
１と同様にしてカラー画像を形成したところ、具体例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され、かつガサツキの少ない
高精細で高画質の画像が得られた。

【０１８９】フルカラー画像を観察したところ、６０μ
ｍ前後のドットが潜像に対応して忠実に再現され、５０
μｍ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。

【０１９０】

【表９】

【０１９１】次に、現像バイアスとして、図１６に示す
ように、トナーに対して引き戻しと飛翔の電圧（引き戻
し・飛翔電圧）を現像スリーブにＴ₁ 時間印加した後
に、画像部（図中一点鎖線で示す）に対してはトナーを
飛翔させ、非画像部（図中破線で示す）に対してはトナ
ーを引き戻す方向の電圧を少なくとも引き戻し・飛翔電
圧を印加した時間Ｔ₁ よりも長いＴ₂ 時間印加した後、
トナーの付着量を調整する目的で、前記トナーの引き戻
し・飛翔電圧より低い電圧でトナーの飛翔・引き戻し電
圧をＴ₃ 時間印加し、さらに画像部に対してはトナーを
飛翔させ、非画像部に対してはトナーを引き戻す方向の
電圧をＴ₄ 時間印加させるバイアスを、潜像に対して時
間的非対称性を持たせたＡＣバイアスとし、図２に示す
構成のカラー画像形成装置において粒径８μｍ以下のト
ナーを用いて上述したと同様にしてカラー画像を形成し
たところ、同様の効果が得られた。

【０１９２】本例では時間Ｔ₁ を１６７ｎｓ、時間Ｔ₂
を２５０ｎｓ、時間Ｔ₃ を１６７ｎｓ、時間Ｔ₄ を８３
ｎｓとし、トナーの引き戻し・飛翔電圧のピーク値を１
５００Ｖ、トナーの飛翔・引き戻し電圧のピーク値を７
５０Ｖとした。

【０１９３】いずれにしても、本発明の第２の実施例で
重要なことは、トナーを積極的に飛翔させる電圧を印加
した後に、画像部に対してはトナーを飛翔させ、非画像
部に対してはトナーを引き戻す電圧を少なくとも引き戻
しと飛翔の電圧を印加した時間より長い時間印加するこ
とである。

【０１９４】このようなＡＣバイアスを用いることによ
り、現像後のトナーの画像再現が非常に忠実になり、デ
ィジタル信号で変調されたビーム露光による潜像のハイ
ライト部の均一な安定した現像が可能となったのであ
る。

【０１９５】以上は本実施例の現像バイアスを図２に示
す構成のカラー画像形成装置に適用した場合について説
明したが、例えば、図１３に示す構成のカラー画像形成
装置にも適用できることは言うまでもない。なお、図１
３のカラー画像形成装置の構成については前述したの
で、ここでは説明しない。

【０１９６】図１３に示す構成のカラー画像形成装置の
場合でも記録密度を４００ｄｐｉとしたとき、走査方向
のレーザビームスポット径を４２μｍ以下とし、図１４
又は図１６に示す本実施例のＡＣバイアスを用い、前述
した現像条件で１２μｍ未満、好ましくは９μｍ以下、
さらに好ましくは８μ以下で４μｍ以上の重量平均粒径
のトナーを用いることにより、高解像性を有し、画像濃
度が薄い部分でも階調性の優れた、かつ飛び散りの少な
い高精細なフルカラーの画像が得られた。

【０１９７】なお、本実施例の現像バイアスは図２及び
図１３に示す電子写真方式のカラー画像形成装置に限ら
ず、種々の構成の電子写真方式、静電記録方式等の画像
形成装置に等しく適用でき、同様の作用効果が得られる
ものである。

【０１９８】また、本実施例の現像バイアスは現像部で
現像剤担持体に担持された現像剤を像担持体に接触させ
る、いわゆる接触型の現像装置だけでなく、現像部で現
像剤担持体に担持された現像剤層の厚みが像担持体と現
像剤担持体間の間隙よりも薄い、いわゆる非接触型の現
像装置にも同様に適用できるものである。

【０１９９】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。

【０２００】本実施例でも上記第２の実施例と同様に、
トナー粒子とキャリア粒子とを混合した２成分現像剤を
使用し、従って、本実施例で使用される現像装置には通
常のように内部に磁石を内包する現像スリーブが現像剤
担持体として用いられる。本実施例の特徴とするところ
は、トナーに対してトナーと逆極性のサブミクロンの粒
子を外添したことにある。即ち、この点が上記第２の実
施例と相違するだけで、他の点は上記第２の実施例と同
じである。それ故、以下の説明ではこの相違点を主とし
て説明する。

【０２０１】なお、本実施例でも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、０＜ｒ＜２Ｍ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、また、重量平均
粒径が１２μｍ以下、好ましくは９μｍ以下、さらに好
ましくは８μｍ以下でかつ４μｍ以上のトナーが使用さ
れる。勿論、本実施例でも図１１に示すような重量分布
に関してシャープな粒径のトナーを使用することが好ま
しい。

【０２０２】また、本実施例でも、潜像に対して時間的
非対称性を持たせた図１４或は図１６に示すようなＡＣ
バイアスをＤＣバイアスに重畳させた現像バイアスが使
用される。これらＡＣバイアスについては上記第２の実
施例で詳述したのでここでは説明しない。

【０２０３】前述したように、画像部及び非画像部に対
して現像時間の非対称性を持ったバイアスを印加する
と、解像性が向上するため、この現像バイアスは特にデ
ィジタルの２値潜像に対して有効であり、特にＰＷＭ方
式を用いた微小ドットの再現時に効果を十分に発揮す
る。また、このバイアスを使用すると画像部は十分濃度
が出るようになり、低コントラストでも濃度が十分に得
られるため、粒径の小さいトナーを使用することができ
る。

【０２０４】特に、ＰＷＭ方式のようなディジタル潜像
では小粒径のトナーを用いて微小なドットを再現するこ
とはハイライト部のガサツキをなくす上で非常に重要な
ことである。従来のアナログ潜像の場合にはトナーの粒
径を小さくした場合でも単に画像の解像性が向上するだ
けで、画質が極端に向上することはなかった。

【０２０５】しかしながら、本発明のようなＰＷＭ方式
を用いて画像を形成するディジタル潜像の場合には、ト
ナーの粒径と画質は密接な関係にあり、粒径が小さけれ
ば小さいほど画質は向上する。しかし、粒径が小さいと
トナーの帯電量が極端に上がり、カブリが発生したり、
濃度が出なくなるという問題があった。これは前述した
本発明の第２の実施例の現像バイアスを用いても限界が
あった。

【０２０６】そこで、本実施例ではトナーと逆極性の粒
子、例えばトナーがネガトナーの場合にはポジのサブミ
クロンのＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）粒子等
をトナーに外添し、帯電量を低く抑えることにより、８
μｍ以下の小粒径のトナーを十分に使いこなせるように
したもので、これによって高解像性を有し、画像濃度の
十分出ている高精細な画像が得られるようになった。

【０２０７】例えば、記録密度を４００ｄｐｉとしたと
き、主走査方向のレーザ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、さらに好
ましくは８μｍ以下のトナーと逆極性のサブミクロンの
粒子を外添したトナーを用い、前述した第２の実施例の
現像バイアスを用いて現像することにより、５０μｍ以
下のドットも忠実に再現され、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
ラーで高解像性を有し、画像濃度の薄い部分での階調性
も充分で、ガサツキやぼけの少ない、かつ画像濃度の十
分出ている高精細な画像が得られるようになった。

【０２０８】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。

【０２０９】例えば、本実施例で使用されるトナーが重
量平均粒径６μｍ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９
０重量％以上のトナー粒子を含有し、かつ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。

【０２１０】なお、トナーの粒度分布及び重量平均粒径
の測定法、トナーに使用される結着樹脂、着色剤、染
料、顔料等は前記第１の実施例と同じであり、また、キ
ャリアの粒度分布の測定法、キャリア粒子の材料、組成
等は前記第２の実施例と同じであるので、それらの説明
は省略するが、本実施例でトナーとは、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、この着色樹脂粒子とは逆極性に帯電す
るサブミクロンの粒子であるＰＭＭＡのような外添剤が
外添されている着色樹脂粒子を包含している。

【０２１１】以下、トナー及び現像バイアスを中心にし
て本発明の第３の実施例の具体例について説明する。

【０２１２】具体例１プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を縮合して得られたポリエステル樹脂（重量平均分子量１５０００、数平均分子量３３００）・・・１００重量部ローダミン系顔料・・・３重量部負荷電性制御剤（ジアルキル置換サリチル酸の金属錯体）・・・４重量部上記材料を溶融混練し、この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、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より大きく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。

【０２１３】該マゼンタトナー１００重量部と正摩擦帯
電性ポリメチルメタクリレート０．３重量部とを混合し
てＰＭＭＡ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
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。

【０２１４】同様にして、下記表１０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。

【０２１５】

【表１０】

【０２１６】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−２０μｃ／ｇの値を示した。

【０２１７】上記２成分系現像剤を図２に示すカラー画
像形成装置の現像装置１のそれぞれの現像器で使用し
た。本実施例では各現像器において、非磁性ブレードの
端部と現像スリーブ面との距離ｄ₂ を６００μｍとし、
現像スリーブ面と感光体ドラム３との間隔ｄ₁ を４５０
μｍとした。

【０２１８】前述の本発明の第１の実施例と同様に、感
光体ドラム３は積層型の有機光導電体（ＯＰＣ）を感光
体として用い、明部電位−１５０Ｖ、暗部電位−６００
Ｖの潜像電位とした。また、現像バイアス電源として、
周波数２６６６Ｈｚ、Ｔ₁ の時間１２５ｎｓ、Ｔ₂ の時
間２５０ｎｓ、ピーク対ピーク値１５００Ｖの図１４に
示す矩形波交互電圧をＡＣバイアスとし、これに−４５
０Ｖの直流電圧を重畳させたものを用いて反転現像を行
なった。

【０２１９】一方、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／ｅ² 径を４２μ
ｍ、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なって発光時間を制御し、２０
０線／インチで２５６階調の画像の書き込みを行ない、
順に反転現象、静電転写を繰り返し、最後に熱圧ローラ
定着機により一括定着しフルカラーの画像を得た。その
結果、画像濃度の薄い部分（ハイライト部）も忠実に安
定して再現され、かつガサツキのない高精細で高画質の
画像が得られた。

【０２２０】また、フルカラー画像を観察したところ、
３０μｍ前後のドットが潜像に対応して忠実に再現され
ていた。

【０２２１】具体例２〜４上記具体例１と同様にして、重量平均粒径５μｍ、６．
８μｍ及び８μｍの、下記の表１１に示すトナーを調製
し、具体例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。

【０２２２】

【表１１】

【０２２３】比較例上記具体例１と同様にして、重量平均粒径１２μｍの、
下記の表１２に示す各色トナーを得た。そして、具体例
１と同様にして各色の２成分系現像剤を調製し、具体例
１と同様にしてカラー画像を形成したところ、具体例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。

【０２２４】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。

【０２２５】

【表１２】

【０２２６】具体例５上記具体例１と同様にして、重量平均粒径９μｍの、下
記の表１３に示す各色トナーを調製し、具体例１と同様
にして各色の２成分系現像剤を調製した。そして、具体
例１と同様にしてカラー画像を形成したところ、具体例
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され、かつガサツキの少ない
高精細で高画質の画像が得られた。

【０２２７】フルカラー画像を観察したところ、６０μ
ｍ前後のドットが潜像に対応して忠実に再現され、５０
μｍ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。

【０２２８】

【表１３】

【０２２９】次に、現像バイアスとして、図１６に示す
ように、トナーに対して引き戻しと飛翔の電圧（引き戻
し・飛翔電圧）を現像スリーブにＴ₁ 時間印加した後
に、画像部（図中一点鎖線で示す）に対してはトナーを
飛翔させ、非画像部（図中破線で示す）に対してはトナ
ーを引き戻す方向の電圧を少なくとも引き戻し・飛翔電
圧を印加した時間Ｔ₁ よりも長いＴ₂ 時間印加した後、
トナーの付着量を調整する目的で、前記トナーの引き戻
し・飛翔電圧より低い電圧でトナーの飛翔・引き戻し電
圧をＴ₃ 時間印加し、さらに画像部に対してはトナーを
飛翔させ、非画像部に対してはトナーを引き戻す方向の
電圧をＴ₄ 時間印加させるバイアスを、潜像に対して時
間的非対称性を持たせたＡＣバイアスとして用いても、
同様の効果が得られた。

【０２３０】本例では時間Ｔ₁ を１６７ｎｓ、時間Ｔ₂
を２５０ｎｓ、時間Ｔ₃ を１６７ｎｓ、時間Ｔ₄ を８３
ｎｓとし、トナーの引き戻し・飛翔電圧のピーク値を１
５００Ｖ、トナーの飛翔・引き戻し電圧のピーク値を７
５０Ｖとした。

【０２３１】いずれにしても、本発明の第３の実施例で
重要なことは、トナーにトナーと逆極性のサブミクロン
の粒子を外添し、小粒径のトナーの帯電量を低く抑える
ことと、トナーを積極的に飛翔させる電圧を印加した後
に、画像部に対してはトナーを飛翔させ、非画像部に対
してはトナーを引き戻す電圧を少なくとも引き戻しと飛
翔の電圧を印加した時間より長い時間印加することであ
る。

【０２３２】このようなトナー及びＡＣバイアスを用い
ることにより、現像後のトナーの画像再現が非常に忠実
になり、ディジタル信号で変調されたビーム露光による
潜像のハイライト部の均一な安定した現像が可能となっ
たのである。

【０２３３】以上は本実施例のトナー及び現像バイアス
を図２に示す構成のカラー画像形成装置に適用した場合
について説明したが、例えば、図１３に示す構成のカラ
ー画像形成装置にも適用できることは言うまでもない。
なお、図１３のカラー画像形成装置の構成については前
述したので、ここでは説明しない。

【０２３４】図１３に示す構成のカラー画像形成装置の
場合でも記録密度を４００ｄｐｉとしたとき、走査方向
のレーザビームスポット径を４２μｍ以下とし、図１４
又は図１６に示す前記第２の実施例のＡＣバイアスを用
い、前述した現像条件で１２μｍ未満、好ましくは９μ
ｍ以下、さらに好ましくは８μ以下で４μｍ以上の重量
平均粒径の上述した本実施例のトナーを用いることによ
り、高解像性を有し、画像濃度が薄い部分でも階調性の
優れた、かつ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。

【０２３５】なお、本実施例は図２及び図１３に示す電
子写真方式のカラー画像形成装置に限らず、種々の構成
の電子写真方式、静電記録方式等の画像形成装置に等し
く適用でき、同様の作用効果が得られるものである。

【０２３６】また、本実施例は現像部で現像剤担持体に
担持された現像剤を像担持体に接触させる、いわゆる接
触型の現像装置だけでなく、現像部で現像剤担持体に担
持された現像剤層の厚みが像担持体と現像剤担持体間の
間隙よりも薄い、いわゆる非接触型の現像装置にも同様
に適用できるものである。

【０２３７】

【発明の効果】以上説明したように、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、０＜ｒ＜２Ｍの
範囲に９９重量％以上のトナー粒子を含むトナーを使用
することにより、画像濃度に対応する時間長を持って変
調された光ビームにより形成された潜像を現像したとき
に、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、かつ飛び散りの少ない高精細な画像が
得られるという顕著な効果がある。

【０２３８】また、トナーを積極的に飛翔させる電圧を
印加した後に、画像部に対してはトナーを飛翔させ、非
画像部に対してはトナーを引き戻す電圧を少なくとも引
き戻しと飛翔の電圧を印加した時間より長い時間印加す
ることにより、微小ドットの再現時の解像性が向上し、
かつ画像部は十分濃度が出るようになり、低コントラス
トでも濃度が十分に得られるため、粒径の小さいトナー
の使用が可能となり、従って、高解像性を有し、ハイラ
イト部の濃度をより安定により忠実に再現して良好な階
調性を有する画像の形成ができるという顕著な効果があ
る。

【０２３９】さらに、トナーにトナーと逆極性のサブミ
クロンの粒子を外添し、かつトナーを積極的に飛翔させ
る電圧を印加した後に、画像部に対してはトナーを飛翔
させ、非画像部に対してはトナーを引き戻す電圧を少な
くとも引き戻しと飛翔の電圧を印加した時間より長い時
間印加することにより、微小ドットの再現時の解像性が
さらに向上し、より一層小粒径のトナーが使用できるよ
うになり、従って、高解像性を有し、ハイライト部の濃
度をより安定により忠実に再現して良好な階調性を有す
る画像の形成ができるという顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の第１の実施例の主
要部である現像装置を示す概略構成図である。

【図２】本発明が適用できるカラー画像形成装置の一例
を示す概略構成図である。

【図３】図２の装置に使用される光学装置の一例を示す
概略構成図である。

【図４】図２の装置に使用されるパルス幅変調回路の一
例を示すブロック図である。

【図５】図４のパルス幅変調回路の各部の信号波形図で
ある。

【図６】従来の画像形成装置における感光媒体上の露光
分布図である。

【図７】ビームスポット径を変えた場合の感光媒体上の
露光分布図である。

【図８】ドットの面積変化による階調表現を説明する図
である。

【図９】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】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。

【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】本発明が適用できるカラー画像形成装置の他
の例を示す概略構成図である。

【図１４】本発明の第２の実施例において使用されたＡ
Ｃバイアスの一例を説明するための波形図である。

【図１５】ＡＣバイアスの電位差と濃度の関係を示すグ
ラフである。

【図１６】本発明の第２の実施例において使用されたＡ
Ｃバイアスの他の例を説明するための波形図である。

【符号の説明】

１回転式現像装置３感光体ドラム９転写ドラムＬＳレーザビームスキャナ２２薄膜部材２３現像ローラ（円筒状回転体）２４ブレード３７トナー６０弾性パッド６１ならしパッド１０１レーザドライバ回路１０２半導体レーザ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/29 Ｚ 9186−5Ｃ // Ｂ４１Ｊ 3/54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、光源からの光ビームを該像
担持体上にビームスポットとして形成する光学系と、被
記録情報の画像濃度値に対応して、前記光源の１画素当
たりの光ビーム放出時間長を制御する制御手段と、前記
光源からのビームスポットを前記像担持体上で相対的に
走査させて前記被記録情報に対応する静電潜像を形成す
る潜像形成手段と、該静電潜像を可視画像に現像する現
像手段であって、回転駆動される円筒状の回転体と、該
回転体の周長よりも長い周長を有し、該回転体を内側に
含む円筒状の薄膜部材と、前記回転体の両端側に前記薄
膜部材を介して接触し、少なくとも前記回転体と前記像
担持体との最近接部において、前記回転体と前記薄膜部
材との間に空間部を形成すると共に、該空間部を覆う前
記薄膜部材の外周面を前記像担持体の外周面に接触させ
るガイド部材と、前記回転体と接触して前記回転体と共
に回転する前記薄膜部材の外周面に荷電トナーの薄層を
担持させる手段とを有する現像装置とを具備し、前記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／ｅ
² ）＜画素サイズ×０．７］であり、前記静電潜像が前
記薄膜部材に担持されたトナーを含有する現像剤で現像
され、該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、トナーの重量分布において、M/
2 ＜ｒ＜3/2 Ｍの範囲にトナーの９０重量％以上が含ま
れ、かつ０＜ｒ＜２Ｍの範囲にトナーの９９重量％以上
が含まれることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記静電潜像が反転現像法によってトナ
ーを含有する現像剤で現像されることを特徴とする請求
項１の画像形成装置。
【請求項３】像担持体と、光源からの光ビームを該像
担持体上にビームスポットとして形成する光学系と、被
記録情報の画像濃度値に対応して、前記光源の１画素当
たりの光ビーム放出時間長を制御する制御手段と、前記
光源からのビームスポットを前記像担持体上で相対的に
走査させて前記被記録情報に対応する静電潜像を形成す
る潜像形成手段と、該静電潜像を可視画像に現像する現
像手段であって、回転駆動される円筒状の回転体と、該
回転体の周長よりも長い周長を有し、該回転体を内側に
含む円筒状の薄膜部材と、前記回転体の両端側に前記薄
膜部材を介して接触し、少なくとも前記回転体と前記像
担持体との最近接部において、前記回転体と前記薄膜部
材との間に空間部を形成すると共に、該空間部を覆う前
記薄膜部材の外周面を前記像担持体の外周面に接触させ
るガイド部材と、前記回転体と接触して前記回転体と共
に回転する前記薄膜部材の外周面に荷電トナーの薄層を
担持させる手段とを有する現像装置とを具備し、前記ビームスポットの走査方向のビームスポットサイズ
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、前記静電
潜像が前記薄膜部材に担持された重量平均粒径１２μｍ
未満のトナーを含有する現像剤で現像されることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項４】前記トナーの重量平均粒径は９μｍ以下
であることを特徴とする請求項３の画像形成装置。
【請求項５】前記トナーの重量平均粒径は８μｍ以下
であることを特徴とする請求項３の画像形成装置。
【請求項６】前記トナーは、トナーの重量平均粒径を
Ｍとし、トナー粒子の粒径をｒとした場合に、トナーの
重量分布において、M/2 ＜ｒ＜3/2 Ｍの範囲にトナーの
９０重量％以上が含まれ、かつ０＜ｒ＜２Ｍの範囲にト
ナーの９９重量％以上が含まれることを特徴とする請求
項３〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】前記静電潜像が反転現像法によってトナ
ーを含有する現像剤で現像されることを特徴とする請求
項３〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】像担持体と、光源からの光ビームを該像
担持体上にビームスポットとして形成すると共に該像担
持体上で主走査方向に走査し、かつ該像担持体上でのビ
ーム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、被記録情報の画像濃度値
に対応して、前記光源の１画素当たりの光ビーム放出時
間長を制御する制御手段と、前記光源からの光ビームの
走査によって前記像担持体上に形成された静電潜像を可
視画像に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前記静電潜像を現像
する現像部に搬送する現像剤担持体を有する現像手段
と、該現像剤担持体に、トナーを前記像担持体から該現
像剤担持体に引き寄せる電圧と該現像剤担持体から前記
像担持体にトナーを飛翔させる電圧をＴ₁ 時間印加した
後に、前記静電潜像の画像部に対してはトナーを飛翔さ
せ、非画像部に対してはトナーを引き戻す方向の電圧を
少なくとも前記時間Ｔ₁ よりも長い時間印加する手段と
を具備し、前記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、トナーの重量分布において、M/2 ＜
ｒ＜3/2 Ｍの範囲にトナーの９０重量％以上が含まれ、
かつ０＜ｒ＜２Ｍの範囲にトナーの９９重量％以上が含
まれることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】前記現像手段によって前記像担持体上に
形成された可視画像を記録材に転写する転写手段をさら
に含むことを特徴とする請求項８の画像形成装置。
【請求項１０】像担持体と、光源からの光ビームを該
像担持体上にビームスポットとして形成すると共に該像
担持体上で主走査方向に走査し、かつ該像担持体上での
ビーム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、被記録情報の画像濃度
値に対応して、前記光源の１画素当たりの光ビーム放出
時間長を制御する制御手段と、前記光源からの光ビーム
の走査によって前記像担持体上に形成された静電潜像を
可視画像に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前記静電潜像を現
像する現像部に搬送する現像剤担持体を有する現像手段
と、該現像剤担持体に、トナーを前記像担持体から該現
像剤担持体に引き寄せる電圧と該現像剤担持体から前記
像担持体にトナーを飛翔させる電圧をＴ₁ 時間印加した
後に、前記静電潜像の画像部に対してはトナーを飛翔さ
せ、非画像部に対してはトナーを引き戻す方向の電圧を
少なくとも前記時間Ｔ₁ よりも長い時間印加する手段と
を具備し、前記トナーの重量平均粒径は１２μｍ以下であることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】前記トナーの重量平均粒径は９μｍ以
下であることを特徴とする請求項１０の画像形成装置。
【請求項１２】前記トナーの重量平均粒径は８μｍ以
下であることを特徴とする請求項１０の画像形成装置。
【請求項１３】前記トナーは、トナーの重量平均粒径
をＭとし、トナー粒子の粒径をｒとした場合に、トナー
の重量分布において、M/2 ＜ｒ＜3/2 Ｍの範囲にトナー
の９０重量％以上が含まれ、かつ０＜ｒ＜２Ｍの範囲に
トナーの９９重量％以上が含まれることを特徴とする請
求項１０〜１２のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記現像手段によって前記像担持体上
に形成された可視画像を記録材に転写する転写手段をさ
らに含むことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか
１つに記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記光ビームの前記像担持体上でのス
ポット径は、副走査方向に関して、単位画素サイズの
１．１倍以上であることを特徴とする請求項１０〜１４
のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１６】像担持体と、光源からの光ビームを該
像担持体上にビームスポットとして形成すると共に該像
担持体上で主走査方向に走査し、かつ該像担持体上での
ビーム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、被記録情報の画像濃度
値に対応して、前記光源の１画素当たりの光ビーム放出
時間長を制御する制御手段と、前記光源からの光ビーム
の走査によって前記像担持体上に形成された静電潜像を
可視画像に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前記静電潜像を現
像する現像部に搬送する現像剤担持体を有する現像手段
と、該現像剤担持体に、トナーを前記像担持体から該現
像剤担持体に引き寄せる電圧と該現像剤担持体から前記
像担持体にトナーを飛翔させる電圧をＴ₁ 時間印加した
後に、前記静電潜像の画像部に対してはトナーを飛翔さ
せ、非画像部に対してはトナーを引き戻す方向の電圧を
少なくとも前記時間Ｔ₁ よりも長い時間印加する手段と
を具備し、前記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、トナーの重量分布において、M/2 ＜
ｒ＜3/2 Ｍの範囲にトナーの９０重量％以上が含まれ、
かつ０＜ｒ＜２Ｍの範囲にトナーの９９重量％以上が含
まれ、さらに前記トナーより粒径が小さく、かつ帯電極
性が前記トナーと反対の粒子を前記トナーに外添したこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】前記現像手段によって前記像担持体上
に形成された可視画像を記録材に転写する転写手段をさ
らに含むことを特徴とする請求項１６の画像形成装置。
【請求項１８】像担持体と、光源からの光ビームを該
像担持体上にビームスポットとして形成すると共に該像
担持体上で主走査方向に走査し、かつ該像担持体上での
ビーム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、被記録情報の画像濃度
値に対応して、前記光源の１画素当たりの光ビーム放出
時間長を制御する制御手段と、前記光源からの光ビーム
の走査によって前記像担持体上に形成された静電潜像を
可視画像に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前記静電潜像を現
像する現像部に搬送する現像剤担持体を有する現像手段
と、該現像剤担持体に、トナーを前記像担持体から該現
像剤担持体に引き寄せる電圧と該現像剤担持体から前記
像担持体にトナーを飛翔させる電圧をＴ₁ 時間印加した
後に、前記静電潜像の画像部に対してはトナーを飛翔さ
せ、非画像部に対してはトナーを引き戻す方向の電圧を
少なくとも前記時間Ｔ₁ よりも長い時間印加する手段と
を具備し、前記トナーの重量平均粒径は１２μｍ以下であり、前記
トナーより粒径が小さく、かつ帯電極性が前記トナーと
反対の粒子を前記トナーに外添したことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項１９】前記トナーの重量平均粒径は９μｍ以
下であることを特徴とする請求項１８の画像形成装置。
【請求項２０】前記トナーの重量平均粒径は８μｍ以
下であることを特徴とする請求項１８の画像形成装置。
【請求項２１】前記トナーは、トナーの重量平均粒径
をＭとし、トナー粒子の粒径をｒとした場合に、トナー
の重量分布において、M/2 ＜ｒ＜3/2 Ｍの範囲にトナー
の９０重量％以上が含まれ、かつ０＜ｒ＜２Ｍの範囲に
トナーの９９重量％以上が含まれることを特徴とする請
求項１８〜２０のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項２２】前記現像手段によって前記像担持体上
に形成された可視画像を記録材に転写する転写手段をさ
らに含むことを特徴とする請求項１８〜２１のいずれか
１つに記載の画像形成装置。
【請求項２３】前記光ビームの前記像担持体上でのス
ポット径は、副走査方向に関して、単位画素サイズの
１．１倍以上であることを特徴とする請求項１８〜２２
のいずれか１つに記載の画像形成装置。