JPS61199380A - 像形成方法及びその装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、像形成方法及びその装置に関し、更に詳述す
れば、画像データに基づいて像担持体に順次色の異なる
像を形成して多色像を得る、例えば静電記録又は電子写
真記録に好適な、改良された像形成方法及びその装置に
関する。

口、従来技術 従来、例えば電子写真法により多色像を形成するには、
成分色毎に帯電、露光、現像、転写の複写工程を繰返し
て、複写紙上に各色のトナー像を重ねて転写するように
している。例えば色分解フィルタを介して得られるブル
ー、グリーン、レッド等の分解光により前記工程別に静
電潜像を形成し、イエロー、マゼンタ、シアン及び必要
により更に黒のトナーで現像してトナー像を形成し、こ
のトナー像を記録紙上に積層して転写して多色像を形成
する。しかしながらかかる多色像形成方法にあっては、
■各色の現像が終了する毎に転写体に転写する必要があ
り、機械が大型化し、像形成のための時間が長くかかっ
たり、■反復動作による位置ずれ精度の保証が必要とな
るなど難点がある。

そこで同一の感光体１に複数のトナー像を重ね合わせて
現像し、転写工程を一度で済むようにして上記欠点を解
決する多色像形成方法があるが、この方法でも後段の現
像時において、前段の現像により得られたトナー像を乱
したり、後段の現像剤中に前段の現像剤中のトナーが混
合されて多色像のカラーバランスが乱れるなどの弊害が
生ずる。

かかる不都合を避けるため、２回目以降の現像の際に現
像装置に交流成分を重畳したバイアスを印加してこの感
光上に形成された静電潜像にトナーを飛翔される方式を
採用することにより、多色像を形成する方法が提案され
ている。この方法では現像剤層が、前段までに形成され
たトナー像を摺擦することがないので、像の乱れ等は起
こらない。

以下この像形成方法の原理を、第１２図のフローチャー
トにより説明する。この第１２図は感光体の表面電位の
変化を示したものであり、帯電極性が正である場合を例
に七っている。ＰＨは感光体の露光部、ＤＡは感光体の
非露光部、ＤＵＰは露光部ＰＨに第一の現像で正帯電ト
ナーが付着したため生じた電位の上昇分を示す。

感光体はスコロトロン帯電器により一様な帯電が施され
て、（ａ）に示すように一定の正の表面電位Ｅとなる。

次にレーザー、陰極線管、ＬＥＤなどを露光源とする第
一の像露光が与えられ、（ｂ）に示すように露光部ＰＨ
の電位はその光量に応じて低下する。このようにして形
、成された静電潜像を未露光部の表面電位Ｅにほぼ等し
い正のバイアスを印加された現像装置が現像する。その
結果、（Ｃ）に示すように正帯電トナーＴ１が相対的に
電位の低い露光部ＰＨに付着し、第一のトナー像Ｔ１が
形成される。このトナー像Ｔ１が形成された領域は、正
帯電トナーＴ１が付着したことにより電位がＤＵＰだけ
上昇するが、未露光部ＤＡと同電位にはならない。次に
第一のトナー像が形成された感光体表面は帯電器により
２回目の帯電が施され、その結果、トナーＴの有無にか
かわらず、均一な表面電位Ｅとなる。これを（ｄ）に示
す。

この感光体の表面に第二の像露光が施されて静電潜像が
形成され（（ｅ））、（ｃ）と同様にしてトナーＴＩと
は異なる色の正帯電トナー像Ｔ２の現像が行われ第二の
トナー像が得られる。これを（ｆ）に示す。以上のプロ
セスを繰返すことにより、感光体上に多色トナー像が得
られる。これを記録紙に転写し、更にこれを加熱又は加
圧して定着することにより多色記録像が得られる。この
場合には感光体は表面に残留するトナー及び電荷をクリ
ーニングされて次の多色像形成に用いられる。

一方、これとは別に感光体上にトナー像を定着する方法
もある。

第１２図に説明した方法において、少なくとも（ｆ）の
現像工程は現像剤層が感光体表面に接触させずに行うこ
とが望ましい。

なお前記多色像形成方法において、２回目以降の帯電を
省略することができる。かかる帯電を省略せず毎回帯電
を繰返す場合は、帯電前に除電工程を入れるようにして
よい。また、毎回の像露光に用いる露光源は各々同じも
のでも異なるものでもよい。

前記多色像形成方法において、イエロー、マゼンタ、シ
アン、黒の４色のトナーを用いる場合が多く、これは以
下の理由による。減色法の原理によれば、イエロー、マ
ゼンタ、シアンの３原色を腋を合わせることにより、黒
が得られるはずであるが、実用される３原色用のトナー
は理想の分光吸収特性を有するものではないので完全な
黒とはならず、カラー画像に於いても濃度が不足がちに
なる。また３原色のトナー像の位置ずれなどのため、こ
れら３原色トナーだけでは文字や線に要請されるような
高解像力での再現は困難である。これを解決するために
、前述のように３原色に黒を加えた４色で多色像を形成
するようにしている。

多色像形成のための潜像の形成方法としては、前記電子
写真法のほかに、多針電極などにより直接像形成体上に
電荷を注入して静電潜像を形成する方法や、磁気ヘッド
により磁気潜像を形成する方法などを用いることができ
る。

一方、前述の各潜像形成法は、いずれも光強度により階
調表現が可能な方法であるが、高速での安定した記録に
適さない。またかかる方法による階調表現は、所謂多段
階調であるため多大の画像データの容量が必要とされる
。そこで、高速で安定な記録を行うとともに画像データ
の容量が少なくてすむようにするために、各画素信号を
二値化して擬似的に階調表現できる方法が提案されてい
る。例えば第１３図の濃度パターン法や第１４図のディ
ザ法などが知られている。

第１３図に示される濃度パターン法は、階調をもつ１画
素を複数の二値階調をもつ画素に変換する方法である。

１ａは入力画像であり、２ａは前記入力画像１ａの一つ
の画素５ａを取り出し、これを処理するためにＭＸＮマ
［・リクスに分割した標本であり、３ａはこの標本を二
値化するＭ　Ｘ　Ｎの基準濃度マトリクスであり、４ａ
は前記標本２ａの各画素が基４！！濃度マトリクス３ａ
の対応する画素と比較されて二値化されたパターンであ
る。この手続きを入力画像１ａの全画面について行い、
画像データを形成する。

第１４図に示されるディザ法は、入力画像の階調をもつ
１画素を二値階調をもつ１画素に変換する方法である。

１ｂは入力画像であり、２ｂは前記入力画像１ｂ中の或
るＭＸＮ画素マトリクスの例であって、二値化処理する
ための標本であり、３ｂはこの標本を二値化するＭ　Ｘ
　Ｎの基！＄濃度マトリクスであり、４ｂは前記標本２
ｂの各要素が基準濃度マＩ・リクス３ｂの対応する要素
と比較されて二値化されたパターンである。この手続き
を入力画像１ｂの全画面について行い、画像データを得
る。

以上のようにして従来の多色像形成装置においては、入
力されたカラー画像情報を色分解した形式のデータを、
メモリから読み出された基準信号と比較して二値化して
得られたデータに基づき記録をおこなっている。

以上のような方法で様々な色を表現する場合、次の二つ
の方法がある。

■、色の異なるトナー同志を直接重ねない方式。

■、色の異なるトナー同志を重ねる方式。

■は第１５図（Ａ）のようにトナーＴ１、Ｔ２を像形成
体上に重ねずに分布させることにより、擬似的に記録紙
上で色再現を行うものである。■は、或る色のトナー像
の上に異なる色のトナーを重ねて現像して色再現するも
のである。

ところが、例えば電子写真法の場合、■においては、先
に現像したトナーＴ１に吸収されて像形成体の感光層ま
で充分届かず、潜像が完全に形成されないので、第１６
図または第１７図のように後に現像したトナーＴ２の付
着量が少なくなる傾向がある。また■においては、各色
トナー像が同位置で重ならないように＠露光の位置合わ
せを厳密に行う必要があり、第１５図（Ｂ）のように像
露光の位置が不正確であれば、前段のトナー像Ｔ１が一
部像露光をさえぎってしまい、後段で現像されるトナー
像Ｔ２の付着量が第１５図（Ｃ）のように少なくなると
いう傾向がある。

即ち、従来は像形成体の分光感度、像露光する光源の分
光特性、トナーの透過率特性や現像する色の順序によっ
て記録特性が異なっているので、色再現性が狂いがちで
、その調整が困難であった。

第１６図又は第１７図に於いて、特に先に現像した色成
分（トナーＴ１による現像の色成分）と後に現像した色
成分（トナーＴ２による色成分）の両者共に濃度が高い
場合、トナーＴ２の付着量が不充分になって、色再現性
の狂いの度合が大きくなる。

ハ、発明の目的 本発明は、上記のような従来の多色像形成装置の有する
問題点を解消し、色成分による作像１刊などに影響され
ることなく、常に良好な色再現性を示す多色像形成方法
及びその装置を提供することを目的としている。

二、発明の構成 即ち、本発明の第一の発明は、色成分毎に記録データに
基づいて像担持体上に像を形成する像形成方法に於いて
、異なる前記色成分に対応する色情報の像の要素の重な
り部分を小さくするように設定された基準信号を参照し
て、前記記録データを形成することを特徴とする像形成
方法に係る。

本発明の第二の発明は、濃度値群に対応した基準信号を
発生する基準信号発生手段と：画像データの色成分毎の
データを各々前記基準信号発生手段より発生ずる基準信
号と比較し、画素毎に対応する画素信号群に変換する変
換手段とを有し、前記画素信号が所定のレベルのとき、
像担持体上の当該位置を、色素を付着させる位置とせず
、前記画素信号が前記所定のレベル以外のとき、前記像
担持体上の当該位置を、色素を付着させるべき位置とす
る像形成装置に於いて、 或る色成分の前記画素信号の前記所定のレベル以外の画
素信号によって色素を付着させるべき位置と；他の色成
分の前記画素信号の前記所定のレベル以外の画素信号に
よって色素を付着させるべき位置とのうち、互いに重な
る位置の数が小さくなるように設定された前記濃度値群
に対応して、前記基準信号が構成されていることを特徴
とする像形成装置に係る。

本明細書で像の要素の重なりとは、第１０図（ａ）のよ
うに像の要素、例えばトナー粒子、画素が同じ位置で重
なっている場合、同図（ｂ）のように上記像の要素が部
分的に重なっている場合を詣す。同図（ｃ）のような場
合は像の要素が重なり合わないものとする。同図（ｄ）
及び（ｅ）は像の複数の要素、例えばトナ一群Ｕ及びＸ
によって網点が形成される例であり、同図（ｄ）は微視
的に像の要素は重なっておらず、この場合は像の要素は
重なり合わないものとする。同図（ｅ）は網点形成個所
が一致する部分で像の要素が微視′　的に重なっている
（略々型なっている場合も含む。）ので、像の要素が重
なるものとする。なお、同図のＸば先に形成された像の
要素、Ｕは後に形成された像の要素である。

ホ、実施例 以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。

第６図は本発明に基づく多色像形成装置システムの基本
的ブロック図である。像読取り部ＬＥに於いて、原稿の
光学情報を色別の時系列信号に変換し、得られたデータ
を画像データ処理部ＴＲで記録に適したデータに変換す
る。これに基づいて記録部Ｒεで記録物を形成する。記
録部ＲＥは電子写真方式を採用したものである。

上記のほか、読取り部ＬＥで得られた上記データ又は画
像データ処理部ＴＲで変換されたデータを画像メモリＭ
Ｅに記憶させ、必要に応じて画像メモリＭＥから画像デ
ータ処理部ＴＲを経由して記録部ＲＥを制御、作動させ
ることもできる。

第７図（ａ）は第６図の多色像形成装置の構成を示し、
以下のようにして多色像が形成される。

原稿台上に置かれた原稿１８はＸ方向に移動しながら照
明光源１３からの光を受け、その反射光はミラー１４、
レンズ１５及び色分解フィルタ１６を介してＣＣＤ撮像
素子１７に結像される。ＣＣＤ撮像素子１７では光情報
を時系列の電気信号に変え画像データ処理部ＴＲへ送る
（以上像読取り部ＬＥ）。画像データ処理部ＴＲでは予
めプログラミングした手続きにより記録画像データを形
成する。レーザー光学系１０では記録画像データに基づ
いてレーザー光が発せられる。一方、像担持体１はスコ
ロトロン帯電極２により表面が均一に帯電される。続い
て同図（ｂ）に示すレーザー光学系１０からの像露光り
が像担持体１上に照射される。このようにして静電潜像
が形成される。この静電潜像は、以下に述べるように、
色素によって着色されたトナーによって可視（象（トナ
ー像）に現像される。この静電潜像はイエロートナーが
収納されている現像装置Ａにより現像される。トナー像
を形成された像担持体１は、再びスコロトロン帯電極２
により均一に帯電され、像露光りを受げる。形成された
静電潜像はマゼンタトナーが収納されている現像装置日
により現像される。この結果、像担持体１上にイエロー
トナーとマゼンタ１−ナーによる２色トナー像が形成さ
れる。以下同様にしてシアントナー、黒トナーが重ねて
現像され、像担持体１上に４色トナー像が形成される。

４色トナー像は転写前帯電極９により電荷を与えられて
転写極４で記録紙Ｐに転写される。記録紙Ｐは分離極５
により像担持体１がら分離され、定着器６で定着される
。一方、像担持体１は除電極７とクリーニング装置８に
より清掃される。

クリーニング装置８はクリーニングブレード８１とファ
ーブラシ８２とを有する。これらは像形成中ば像担持体
１とは非接触に保たれていて、像担持体１に多色像が形
成されると像担持体１と接触し、転写残トナーを掻き取
る。その後、クリーニングブレード８１が像担持体１が
ら離れ、少し遅れてファーブラシ８２が像担持体１がら
離れる。

ファーブラシ８２はクリーニングブレード８１が像担持
体１から離れる際、像担持体１上に残るトナーを除去す
る働きをする。

この多色像形成装置では、像担持体１が一回転する度に
一色ずつ現像されるが、各像露光は像担持体１の同じ位
置から開始する必要がある。また像形成中は使用されな
い現像装置、帯電極２以外の各電極、給紙、紙搬送、ク
リーニング装置８はいずれも像担持体１に対し作用しな
い。

レーザー光学系１ｏを第７図（ｂ）に示す。図中、１２
は半導体レーザー発振器、３５は回転多面鏡、３６は［
−θレンズである。

各現像器は例えば現像器への場合第８図に示すような構
成を有している。Ｂ、Ｃ，Ｄも基本的構成は同じである
。現像剤［）ｅは磁気ロール２２が矢印Ｆ方向、スリー
ブ２１が矢印Ｇ方向に回転することにより矢印方向に搬
送される。現像剤［）ｅは、搬送途中で穂立規制ブレー
ド２３によりその厚さが規制される。現像剤溜り２９内
には、現像剤Ｄｅの攪拌が充分に行われるよう攪拌スク
リュー２４が設けられており、現像剤溜り２９内の現像
剤Ｄｅが消費されたときには、トナー供給ローラ２５が
回転することにより、トナーホンバー・２６からトナー
Ｔが補給される。そして、スリーブ２１に現像バイアス
を印加する直流電源２７と交流電源２８、及び保護抵抗
Ｒが直列に接続されている。

また、スリーブ２１と像担持体１とは間隙ｄを隔てて対
向配列され、現像領域Ｅでトナーが像担持体１に対し非
接触状態に保持されている。

好ましい画像をを得るためには、この非接触状態である
ことは、特に２回目以降の現像にあっては不可欠である
。

上記非接触状態とは、スリーブ２１と像担持体１との間
に電位差が存在しない伏ｇ（現像バイアスが印加されて
いない状態）では両者が間隙ｄを隔てて対向配列され、
現像剤の層厚が前記間隙ｄより小さく設定されている状
態を意味する。このようにすることにより、２回目以降
の現像時に像担持体１上に既に形成されているトナー像
の損傷が避けられ、また、既に像担持体１上に付着して
いるトナーがスリーブ２１に逆戻りして前段のトナーと
異なる色のトナーを収納している後段の現像器中に混入
することによる色濁りの発生が避けられる。

一方、このような画像形成装置の現像器に使用される現
像剤としては、トナーとキャリアから構成される二成分
現像剤と、トナーのみからなる一成分現像剤とがある。

二成分現像剤はキャリアに対するトナーの量の管理を必
要とするが、トナー粒子の摩１５帯電制御が容易に行え
るという晶析がある。また、特に磁性キャリアと非磁性
トナーで構成される二成分現像剤では、黒色の磁性体を
トナー粒子に大量に含有させる必要がないため、磁性体
により色濁りのないカラートナーを使用することができ
、鮮明なカラー画（象を形成できる。

このような二成分現像剤においてトナーの組成は次の（
１）〜（６）からなっていることが好ましい。

（１）熱可塑性樹脂（結着剤）８０〜９０ｗ　ｔ％例：
ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、ポリエス
テル、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体
、或いはこれらの混合物。

（２）顔料（着色料） （夕１１：　、ｌ：Ｑ　：カーボンフ゛ラノクノアン：
を同フタロシアニン、スルホンアミド誘電染料 イエロー：ヘンジジン誘導体 マセ゛ンタ・ポリタングストリン酸、ローダミンＢレー
キ、カーミン６ Ｙ３など。

（７（）イ奇電；ｇｌ　ｉ’ｙｎｌ剤 ｉＥ、　４％性１ナー：ニグロシン系の電子供与性染料
、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキンル
化アミンアルキルアミド、キレ−１・、顔料、フッ素処
理界面活性剤、四級ア／′七ニウム塩。

負極性１・づ″−：電子受容性の有機錯体、塩素化パラ
フィン、塩素化ポリエステル、酸基過ａｌｌのポリエス
テル、銅フタロシアニンのスルボニルアミンなど。

ｊ４）　　流リノ化剤 例・コロイダルシリカ、疎水性シリカ、シリコンフェス
、金属石ケン、非イオン界面活性剤など。

（５）　　クリーニング剤 （感光体に於けるトナーのフィルミングを防止するもの
。） 例：脂肪酸金属塩、表面に有機基をもつ酸化ケイ素酸、
フッ素系界面活性剤など。

（６）充虜剤 （画像の表面光沢の改良、原材料費の低減を目的とする
もの。） 例：炭酸カルシウム、クレー、タルク、顔料など。

これらの材料のほかに、かぶりやトナー飛散を防ぐため
に磁性体を含有させてもよい。

磁性粉としては、０．１〜１μｍの四三酸化鉄、γ−酸
化第二鉄、二酸化クロム、ニッケルフェライト、鉄合金
粉末などが提案されているが、現在の所、四三酸化鉄が
多く使用され、トナーに対して５〜９０−ｔ％金含有れ
る。磁性粉の種類や量によっこ１−ナーの抵抗はかなり
変化するが、充分な抵抗と力う一トナーとしての鮮明な
色を保持させる７ｔめには、磁性体量を３０ｗ　ｔ％以
下にすることが望まじい。

その他圧力定着用トナーに適する樹脂としては、約２０
　ｋｇ　／　ｔ２ｍ程度の力で塑性変形して紙に接着す
るようＱこ、ワックス、ポリオレフィン類、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ゴムなどの粘杵性
１月脂などが選ばれる。カプセルトナーも用いることが
できる。

１：）、ｊ−の材料を用いて、従来公知の製造方法によ
勾トナーを作ることができる。

本発明に於いて、更に好ましい画像を得るために、［・
ナー粒径は、解像力との関係から平均粒径が５０ｐｍ程
度以下であることが望ましい。本発明では、Ｉ−ナー粒
径に対して原理的な制限はないが、解像力、ｌ・ナー飛
散や搬送の関係から通常１〜３０μｍｆｊｚ度が好まし
く用いられる。

また、繊細な点や線を可視化或いは階調性を上げろため
に、磁性キャリア粒子は磁性体粒子と樹脂とからなる粒
子（例えば磁性粉と樹脂との樹脂分散系や樹脂コーティ
ングされた磁性粒子）であって、更に好ましくは球形化
されている、重量平均粒径が好ましくは５０μｍ以下、
特に好まし７くは３０μｍ以下、５μｍ以上の粒子が好
適である。

また、良好な画像形成の妨げになるキャリア粒子に電荷
が住人されて像担持体にキャリアが付着し易くなったり
、バイアス電圧が現像装置の中や像担持体面で漏れてス
リーブ己こ対して充分に印加されなくなり、画像濃度が
低く或るという現象を防止するためる。二キャリアの抵
抗率は、１０８ΩｃＩ１１以上、好ま（７くは１０＋３
ΩＣｌ１１以上、更に好ましくは］＋ １０　０ｃｍ以上の絶縁性のものがよく、更にこれらの
抵抗率で、粒径が上述したものがよい。

このような微粒子化されたキャリアは、トナーについて
用い得る」二連の磁性体と熱可塑性樹脂を用いて、磁性
体の表面を樹脂で被覆するか或いは磁性体１１＆粒子を
分散含有させた樹脂で粒子を作るかして、得られた粒子
を従来公知の平均粒径ｉｆｆ別手段で粒径選別すること
によって得られる。そして、トナーとキャリアの攪拌性
及び現像剤の搬送性を向上させ、また、トナーの荷電制
御性を向上させてトナー粒子同志やトナー粒子とキャリ
ア粒子との凝集を起こりにくくするために、キャリアを
球形化することが望ましい。球形の磁性キャリア粒子を
製造するには、樹脂被覆キャリア粒子では、磁性体粒子
にできるだけ球形のものを選んでそれに樹脂の被覆処理
を施すこと；磁性体微粒子分散系のキャリアでは、でき
るだけ磁性体の微粒子を用いて分散樹脂粒子形成後に熱
風や熱水による球形化処理を施すこと；或いはスプレー
ドライ法によって直接球形の分散樹脂粒子を形成するこ
と等の方法が採用される。

本発明の画像形成方法に於いては、−成分現像剤を用い
た米国特許第３８９３４１９号、特開昭５５−１８６５
６〜１８６５９号、特開昭５６−１２５７５３号各公報
や１二成分現像剤を用いた特願昭５８−５７４４６号、
特願昭５８−９７９７３号、特願昭５９−４５６３号、
特願昭５９−１．０６９９号、特願昭５８−２３８２９
５号、特願昭５８−２３８２９６号、特願昭５９−１０
７００号等に示された現像方式を採用してよい。

特に、特願昭５８−２３８２９６号による二成分現像剤
を用いた現像方法によれば、上述の多色画像形成時に各
現像工程で、現像バイアスの交流成分の振幅をＶＡＣ（
■）、周波数をｆ　（）ｌｙ、）　、像形成体と現像剤
を搬送する現像剤搬送体との間隙をｄ（ｍｍ）とすると
き、 ０．２　≦ＶＡｃ／（ｄ−ｆ） （（ＶＡＣ／　ｄ）　−１５００）　／　ｊ≦１．０を
満たすようにすることが望ましい。

前述した好ましい粒径５０μｍ以下（特に好ましくは５
〜３０μｍ）を有するトナー及び好ましい抵抗率１０日
Ωｃｍ以上（特に好ましくは１０′４ΩｃＩｌ１以上）
を有するキャリアを組合せ、上記の式で示される条件下
で現像すると、極めて優れた現像性が得られる。

このように、交流バイアス、及び周波数等の現像条件を
選ぶことによって、画像の乱れや混色を起すことなく、
高画質の画像を得ることができる。

以下、その理由を本発明者が行った実験の結果に基づき
説明する。設定した実験条件は以下の通りである。

現像剤として磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成
分現像剤を用いる。磁性キャリアは、平均粒径３０μｍ
（なお、本明細書に記載した平均粒径は重量平均粒径で
オムニコアルファ　（ボシュロム社製）や、コールカウ
ンタ（コールタ社製）等で測定）４．磁化５０ｅｍｕ／
ｇ　、抵抗率１０１！Ωｃｍ以上の、樹脂中にフェライ
ト微粒子を分散した球状キャリアである。なお、本明細
書の抵抗率は、粒子を０．５０ｃ♂の断面積を有する容
器に入れてタッピングした後、詰められた粒子にｌ　ｋ
ｇ　／　ｃｎｔの荷重を掛け、このときのキャリア粒子
は１１曹位の厚さであるようにして、荷重と底面電極と
の間に１０００　Ｖ　／　ｃｍの電界が生ずる電圧を印
加したときの電流値を読み取ることで得られる値である
。上記トナーは熱可塑性樹脂９０−ｔ％、顔料１０４％
に荷電制御剤を少量添加し混練粉砕し、平均粒径１０μ
ｍとしたものを用いた。現像剤として上記キャリア８０
ｗ　ｔ％、上記トナーを２０ｗ　ｔ％の割合で混合し、
現像剤とした。

なお、トナーはキャリアとの摩擦により正に帯電する。

像担持体には予めトナー像を形成しておき、像担持体と
スリーブとの間隙ｄを１．Ｑｍｍ、現像剤層厚を０．５
　ｍｍ、、像担持体の帯電電位を６００Ｖ、現像バイア
スの直流成分を５００Ｖ、交流成分の周波数を１　ｋ　
Ｈｚに設定する。

以上の条件の下で交流成分の振幅と像担持体上の露光部
（電位はＯＶ）に反転現像によって形成されるトナー像
の画像濃度との関係を測定した。

その結果、以下に示す現像が見らｊｌた。

トナーの平均帯電量が夫々３０μＣ／ｇ、２０μｃ／ｇ
、１５μｃ／ｇに荷電制御されたものを用いた場合にい
ずれも、電界の交流成分の振幅が２００　Ｖ　／　ａｍ
以上で交流成分の効果が現れ１．２５００　Ｖ　／　＊
曹以北にすると感光体上に予め形成してあろｌ・ナー像
が一部破壊されているのが観測された。また、現像バイ
アスの交流成分の周波数を２．５ｋｌｌｚとし、上記の
実験時と同一の条件により、交流の電界強度ＥＡＣを変
化させたときの画像濃度の変化を測定したところ、前記
交流電界強度の振幅ＥＡＣが５００　Ｖ　／　ａｓを越
えると画像濃度が大きく、４　ｋ　Ｖ　／　ｎ＋以上に
なると、感光体上に予め形成されたトナー像の一部が破
壊された。

これらの結果からもわかるように画像濃度がある振幅を
境にして大きく変化するが、このある振幅の値はトナー
の平均帯電量にあまり依存していなかった。

さて、上記と同様な実験を条件を変えながら行ったとこ
ろ、交流電界強度の振幅ＥＡＣと、周波数ｊの関係につ
いて整理でき、第９図に示すような結果を得た。第９図
において、■で示した領域は現像ムラが起こりやすい領
域、■で示した領域は交流成分の効果が現れない領域、
■で示した領域はトナーの逆戻りが起こりやすい領域、
０、［Ｆ］は交流成分の効果が現れトナーの逆戻りが起
こらない領域で［Ｆ］は特に好ましい領域である。

この結果は、像担持体上に前段で形成されたトナ・−像
を破壊することなく、次の（後段の）トナー像を通切な
濃度で現像するには、交流電界強度の振幅、及びその周
波数につき、適正領域があることを示しでいる。

以北の実験結果に基づき、各現像工程で、現像バイアス
の交流成分の振幅をＶＡＣ（Ｖ）周波数をｊ　（Ｈｚ）
　、像担持体とスリーブの間隙をｄ（ａｍ）とするとき
、 ０．２≦ＶＡＣ／（ｄＪ） （（ＶＡｃ／ｄ）　　１５００））／ｆ≦１．０を満た
す条件により現像を行えば、既に像担持体上に形成され
たトナー像を乱すことなく、後の現像を適切な濃度で行
うことができるとの結論を得たのである。充分な画像濃
度が得られ、かつ前段までに形成したトナー像を乱さな
いためには、上記の条件の中でも、 ０．５≦ＶＡＣ／　（ｄ　Ｊ　） （（ＶＡＣ／　ｄ）　−１５００）　）　／　ｊ　≦１
．０を満たすことがより好ましい。更にこの中でも特に
、 ０．５　≦ＶＡｃ／（ｄ　−ｆ） （（ＶＡＣ／　ｄ　）　−１５００）　）　／　ｊ≦０
．８を満たすと、より鮮明に色濁りのない多色画像が得
られ、多数回動作させても現像装置への異色のトナーの
混入を防くことができる。

また、交流成分による現像ムラを防止するため、交流成
分の周波数は２００Ｈｚ以上とし、現像剤を感光体ドラ
ムに供給する手段として、回転する磁気ロールを用いる
場合には、交流成分と磁気ロールの回転により生じるう
なりの影響をなくすため、交流成分の周波数は５００Ｈ
ｚ以上にすることが、更に望ましい。

」二記実験例では、現像剤が像担持体に非接触で眼送さ
れるため、交流バイアスによりトナーを潜像面へ飛翔さ
せなければならない。ところが、交流の位相により像担
持体と現像器の間のトナー粒子に対して、現像装置から
像担持体へ向かう電気力とその逆方向の電気力とが作用
する。このうち後者は、像担持体上のトナーを現像装置
へ移動させて、現像装置中へ異なる色のトナーを混入さ
せる一因となる。この事態を防止し、像担持体に形成さ
れたトナー像を破壊することな（、後のトナー像を一定
の濃度で順次像担持体上に現像するには、現像を繰返す
に従って、 （１）順次帯電量の大きいトナーを使用する。

（２）現像バイアスの交流成分の振幅を順次小さくする
。

（３）現像バイアスの交流成分の周波数を順次高くする
。

という方性を夫々単独にか又は任意に組み合わせて採用
することが、更に好ましい。

即ち、帯電量の大きなトナー粒子程、電界の影響を受は
易い。したがって、初期の現像で帯電量の大きなトナー
粒子が像担持体に付着すると、後段の現像の際、このト
ナー粒子がスリーブに戻る場合がある。そのため前記し
た（１）は、帯電量の小さいトナー粒子を初期の現像に
使用することにより、後段の現像の際に前記トナー粒子
がスリーブに戻るのを防くというものである。（２）は
、現像が繰り返されるに従って（Ｉ！ＩＩち、後段の現
像になるほど）順次電界強度を小さくすることにより、
像担持体に既に付着されているトナー粒子の戻りを防ぐ
という方法である。電界強度を小さくする具体的な方法
としては、交流成分の電圧を順次低くする方法と、像担
持体とスリーブとの間隙ｄを後段の現像になるほど広く
していく方法がある。また、前記（３）は、現像が繰り
返されるに従って順次交流成分の周波数を高くすること
により、像担持体に既に付着しているトナー粒子の戻り
を防ぐという方法である。これら（１）、（２）、（３
）は単独で用いても効果があるが、例えば、現像を繰り
返すにつれてトナー帯電量を順次大きくするとともに交
流バイアスを順次小さくする、などのように組み合わせ
て用いると更に効果がある。また、以上の三方式を採用
する場合は、直流バイアスを夫々調整することにより、
適切な画像濃度或いは色バランスを保持することができ
る。

また、上記した（１）〜（３）以外にも次の（４）〜（
８）の方法も採用することができる。

（４）使用しない現像基を像担持体から遠ざける。

（５）トナー供給量を順次大きくする。

（６）潜像ポテンシャルコントラストを順次大きくする
。

（７）像担持体と現像剤層との間隙を順次大きくする。

（８）使用しない現像装置に対しトナーが混入しないよ
うなバイアスを印加する。

また、上記実験例のほか、特願昭５８−２３８２９５号
に示されている条件で一成分現像剤により現像しでもよ
い。

第１図〜第４図は本発明に使用する基準信号の例を示し
１．第１図及び第２図はディザ法による単位マトリック
スを、第３図及び第４図は濃度パターン法による単位マ
トリックスを示す。いずれも（Ｙ）、（Ｍ）、（Ｃ）、
（Ｋ）は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒に対するパ
ターンである。

図に於いて、数字は闇値で、大きい値程高い濃度を表し
、これらと画像データとを比較し、その結果、画像デー
タの方が大きいときＯＮ（着色部）とし、小さいときＯ
ＦＦ　（白部）とする。これが記録データである。図に
於いて、数字の付されていない空欄は、常にＯＦＦとな
る（第１３図及び第１４図で○印となる）画素であり、
数字の上では最大値をとる。

単位パターン中の基準となる画素、例えば数字０の付さ
れた画素（他の数字を基準としても良い。）は、（Ｙ）
、（Ｍ）、（Ｃ）、（Ｋ）毎に位置を異にして配置され
ている。

第１図及び第２図の単位マトリックスは、（Ｙ）、（Ｍ
）、（Ｃ）、（Ｋ）のいずれも同じパターンが六方に隣
接して広がって基準信号を構成している。その状態は（
Ｙ）を例に挙げて第５図に示す通りである。同図中、斜
線を付した範囲は、第１図又は第２図の数字が付されて
いる画素の部分である。

これら単位マトリックスは８×８の画素からなっている
ので、同じ数字の付されている画素は、上下、左右、対
角線方向には９画素目に現れ、同じ周期を以て（空間周
波数を同じくして）配置されている。この点は、第３図
及び第４図の単位マトリックスにあっても同様である。

第１図のマトリックスは、（Ｙ）、（Ｍ）、（Ｃ）（Ｋ
）共ドツト集中型であり、階調再現性に優れる。第２図
のマトリックスは、（Ｍ）、（Ｃ）はドツト集中型であ
るが、（Ｙ）、（Ｋ）はドツト分散型であり、解像力が
改善されている。

第１図、第２図のマトリックス共、色毎の数字が付され
た画素は全く重ならないように配置されている。（各色
の画像濃度が最も濃い、即ち総てのマトリックスの闇値
レベルよりも高い場合（以下、フルレベルと言う。）で
も重なることはない、）従って、得られるトナー像゛に
は異なる色のトナーが重なり合うことはない。

第３図及び第４図のマトリックスは、数字の小さい画素
同志は互いに重なり合わないように設計されている。即
ち、第３図のマトリックスでは、０〜３６の数字が配さ
れていて、数字８以下の画素と重なる他色の画素は数字
２５以上の画素である。

また、第４図のマトリックスでは、θ〜２４の数字が色
によって異なるパターンに配されていて、数字７以下の
画素と重なる他色の画素は数字２１以上、の画素である
。

従って、得られるトナー像としては、画像が高濃度であ
るときに２種以上のトナーが一部重なることはあっても
、低濃度のときは２種以上のトナーが重なることはない
。

上記のような配慮がなされていない従来のマトリックス
にあっては、原稿の２種以上の原色からなる色彩の部分
では、これらの原色がいずれも高濃度である場合には、
第１６図又は第１７図に示した後から現像されたトナー
は前述したように付着量が不充分になるので、原稿の色
彩を忠実に再現することができなくなる。これに対して
、第１図及び第２図の例では異なる色のトナーが全く重
ならず、第３図及び第４図の例では画像濃度が高いとき
以外は、重なり合うことがないので、どちらの場合も後
から現像されるトナーの量が不足して色彩の再現性を悪
くする事態は実質的に回避される。

なお、各色のトナーが重なる割合の上限は、マトリック
スの闇値の分布によって変わるが、フルレベルの場合、
第１１図に示すように、或る色のトナーの面積すの内で
他の色のトナーと重なる部分の面積ａ１、ａ２がｂに対
して （ａＬ＋ａ２）／ｂ≦１／２であることが好マシく　、 （ａｔ＋ａ２）／ｂ≦１／３であれば更に好ましく　、 （ａ　１　＋ａ　２）　／ｂ≦１／４であれば更に一層
好ましい。

尤も、面積すのトナーが黒色トナーである場合は、（ａ
ｔ＋ａｚ）／ｂの値は小さい方が望ましいことは有彩色
トナーの場合と同様であるものの、有彩色トナーの場合
に較べると重なり部分の記録画像に及ぼす影響はかなり
小さいので、（ａ　ｔ　＋ａ　ｚ）　／ｂの値は必ずし
も１／２以下でなくても良い。

第１図〜第４図に示した単位マトリックスの基準信号を
使用し、第６図及び第７図に示した多色像形成装置によ
り、下記表に示す条件に従って多色像を記録した。その
結果、いずれの基準信号に於いても色再現性の良い記録
画像が得られた。また、転写率（現像トナー量に対する
転写トナー量の割合）を測定したところ、常に良好な値
が得られた。

（以下余白、次頁に続く） ＊エリ（電性のノノ 以上の例は、−色成分毎に同一信号の画素が同し周期を
以て、即ち空間周波数を同じくして、かつ、基準となる
信号の画素が互いに位置を異にして配置されたことによ
り、前記の基準信号が構成されている例である。

また、以上の例は、原稿（オリジナル画像）を読み取っ
てその画像を記録する例であるが、そのほかに、予めオ
リジナル画像を画像メモリに記憶させておき、必要に応
じてその記憶された画像データを画（象メモリから呼出
して多色（象を形成することもできる。画像メモリには
上記のほかに、例えば、テレビカメラからスチール画像
を記憶させる、或いは電話回線などを使用して他の機器
から送信されてきた画像データを記憶させることもでき
る。これらの場合には、画像読取り部はなくても良い。

画像メモリとしては、例えばフロッピーディスク、磁気
テープが使用できる。

また、上記の例は、色素で着色されたトナー等によって
静電潜像を可視像に現像する例であるが、本発明はその
ほかに、レーザー光学系からの像露光を光磁気ドラムの
ような磁気記録媒体に照射して磁気潜像を形成する方式
、或いは磁気ヘッドを用いて磁気テープのような磁気記
録媒体に磁気潜像を形成する方式に適用することも可能
である。

これらの方式による場合は、画像データ処理部は、画像
読取り部で読取られた色情報を夫々の潜像形成方式に適
した信号に変換する。また、可視像はブラウン管のよう
な表示装置に表示されて良い。

へ、発明の詳細 な説明したように、本発明に基づく多色像形成方法及び
装置は、夫々前述した構成としているので、２種以上の
トナーが重なり合わないか、重なり合ったとしても高濃
度でなければ２種以上の色成分が重なり合うことがなく
、後に現像された現像剤の量が先に現像されたトナーの
影響によって不充分になることが回避される。従って、
得られる記録像は、オリジナル画像に対する忠実度が高
く、色再現性に優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１１図は本発明の実施例を示すものであって
、 第１図及び第２図はディザ法による基準信号単位マトリ
ックス、 第３図及び第４図は濃度パターン法による基準信号単位
マトリックス、 第５図は第１図又は第２図の基準信号単位マトリックス
によって構成される基準信号マトリックス、 第６図は多色像形成装置のブロック図、第７図（ａ）は
多色像形成装置の構造を示す概要図、 第７図（ｂ）はレーザービームスキャナの要部を示す概
要図、 第８図は現像装置の断面図、 第９図は電界強度と周波数とを変化させたときの濃度特
性を示すグラフ、 第１０図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は
像の要素の重なる、又は重ならない状態を模式的に示す
断面図で、（ａ）、（ｂ）及び（ｅ）は像の要素が重な
る場合、（Ｃ）及び（ｄ）は像の要素が重ならない場合
を示し、第１１図は異なる色のトナーの重なり合う限界
を説明するための模式図 である。 第１２図は一般的な多色像形成過程のフローチャートで
ある。 第１３図〜第１７図は従来例を示すものであって、 第１３図は濃度パターン法によるデータ変換の概要を示
す模式図、 第１４図はディザ法によるデータ変換の概要を示す模式
図、 第１５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、呵坤；第１６図及び
第１７図は多色像形成時のトナーの付着状況を示す断面
図 である。 なお、図面に示された符号に於いて、 （Ｙ）　　・・・・・・・・・イエロー（Ｍ）・・・・
・・・・・マゼンタ （Ｃ）・・・・・・・・・シアン （Ｋ）・・・・・・・・・黒 ＬＥ・・・・・・・・・画像読取り部 ＴＲ・・・・・・・・・画像データ処理部ＲＥ・・・・
・・・・・記録部 ＭＥ・・・・・・・・・画像メモリ ド・・・・・・・・像形成体 １０・・・・・・・・・レーザービーム光学系１７・・
・・・・・・・ＣＣＤ Ａ、日、Ｃ，Ｄ・・・・・・・・・現像装置１１．２１
・・・・・・・・・現像剤搬送担体（スリーブ）１２．
２２・・・・・・・・・磁石体 Ｏｅ・・・・・・・・・現像剤 Ｕ、Ｘ・・・・・・・・・像の要素 Ｔ、Ｔｔ、Ｔ２・・・・・・・・・トナーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　色成分毎に記録データに基づいて像担持体上に像を
   形成する像形成方法に於いて、異なる前記色成分に対応
   する色情報の像の要素の重なり部分を小さくするように
   設定された基準信号を参照して、前記記録データを形成
   することを特徴とする像形成方法。 ２　濃度値群に対応した基準信号を発生する基準信号発
   生手段と；画像データの色成分毎のデータを各々前記基
   準信号発生手段より発生する基準信号と比較し、画素毎
   に対応する画素信号群に変換する変換手段とを有し、前
   記画素信号が所定のレベルのとき、像担持体上の当該位
   置を、色素を付着させるべき位置とせず、前記画素信号
   が前記所定のレベル以外のとき、前記像担持体上の当該
   位置を、色素を付着させるべき位置とする像形成装置に
   おいて、 或る色成分の前記画素信号の前記所定のレベル以外の画
   素信号によって色素を付着させるべき位置と；他の色成
   分の前記画素信号の前記所定のレベル以外の画素信号に
   よって色素を付着させるべき位置とのうち、互に重なる
   位置の数が小さくなるように設定された前記濃度値群に
   対応して、前記基準信号が構成されていることを特徴と
   する像形成装置。