(57)【要約】【課題】解像度の高い優れた画質を実現できると共に、べたの濃度ムラ発生を防止することができき、微小な文字を印字することが可能となる画像形成方法及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像ローラ１０７と、感光体２０と、感光体１０７上に静電潜像を形成するスポット径が１０μｍ以上３０μｍ以下であるラインヘッド２３と、からなり、平均粒径が２．５以上３．２μｍ以下であって、３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数が５％以上１０％以下存在し、５．４９μｍ以上の個数が１％以下存在する非磁性一成分トナーで感光体２０上の静電潜像を現像ローラ１０７で現像する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポット径が１０μｍ以上３０μｍ以下である露光手段によって感光体上に形成された静電潜像を、平均粒径が２．５μｍ３．２μｍ以下であって、３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数が５％以上１０％以下存在し、５．４９μｍ以上の個数が１％以下存在する非磁性一成分トナーで現像することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
現像ローラと、感光体と、該感光体上に静電潜像を形成するスポット径が１０μｍ以上３０μｍ以下である露光手段と、からなり、平均粒径が２．５以上３．２μｍ以下であって、３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数が５％以上１０％以下存在し、５．４９μｍ以上の個数が１％以下存在する非磁性一成分トナーで該感光体上の静電潜像を該現像ローラで現像することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
該現像ローラ上に設けられるスペーサによって該現像ローラと該感光体との間に１０μｍ以上３０μｍ以下の間隙が形成されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
該スペーサは該現像ローラ上に設けられるテープであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
該露光手段の光源は、有機ＥＬ素子であり、被走査面に結像される光学系の倍率が１未満であることを特徴とする請求項２乃至請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置において、特に、像担持体と現像ローラとの間に所定の現像ギャップを有する非接触ジャンピング現像方式により非磁性一成分トナーを用いて像担持体の静電潜像を現像する画像形成方法及び画像形成装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザープリンターなどの電子写真方式の画像形成装置においては、オフセット印刷に比べると文字の視認性で劣るという欠点がある。これは画像形成装置の感光体上に潜像形成手段（露光装置）によって結像されるビームスポットのサイズが大きく、細い線がかけないこと、さらにトナーの飛び散りによって、文字がさらに太ることが原因であり、従来の電子写真方式の画像形成装置はオフセット印刷に比べ文字等の解像度が低い。その結果、電子写真方式の画像形成装置による印字では、小さい文字をたくさん使うカタログ印刷には不向きであった。
【０００３】
特許文献１（特開２００５−３００８１５号公報）には、ポリゴンミラーを用いた露光装置が記載されている。また、特許文献２（特開２００２−１８２１４７号公報）には、ガルバノミラーを用いた露光装置が記載されている。また、特許文献３（特開２０００−１５８７０５号公報）には、ＬＥＤを使ったラインヘッドが記載されている。また、特許文献４（特開平４−４４０５４号公報）には、体積平均粒径が４〜１０μｍのトナーを用いる画像形成装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−３００８１５号公報
【特許文献２】特開２００２−１８２１４７号公報
【特許文献３】特開２０００−１５８７０５号公報
【特許文献４】特開平４−４４０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１（特開２００５−３００８１５号公報）には、ポリゴンミラーを用いた露光装置が記載されているが、ポリゴンミラーを用いた装置でスポットを小さくすると、ミラー１面の長さが必要であり、装置が大型化する。さらにミラーの大型化はポリゴンミラーの高速回転によって、騒音などの問題が大きい。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００２−１８２１４７号公報）には、ガルバノミラーを用いた露光装置が記載されている。ところが、ガルバノミラーを用いてミラーを振動させる方式も提案されているがポリゴン同様の課題がある。
【０００６】
特許文献３（特開２０００−１５８７０５号公報）には、ＬＥＤを使ったラインヘッドも提案されているが、発光源の大きさに対し結像面のビーム径は１以上になるため、良好なビームは得られない。
【０００７】
また、特許文献４（特開平４−４４０５４号公報）には、５μｍサイズの粒径をもったトナーが提案されているが、飛び散りによる線の太りという課題は解決されてない。
【０００８】
このように特に電子写真方式の画像形成装置において、微小な文字を印字しようとすると、静電潜像を形成するための露光装置の問題、小さい粒径のトナーを扱うための問題、などの種々の技術的な問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、そのために、請求項１に係る発明は、スポット径が１０μｍ以上３０μｍ以下である露光手段によって感光体上に形成された静電潜像を、平均粒径が２．５μｍ３．２μｍ以下であって、３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数が５％以上１０％以下存在し、５．４９μｍ以上の個数が１％以下存在する非磁性一成分トナーで現像することを特徴とする画像形成方法である。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、現像ローラと、感光体と、該感光体上に静電潜像を形成するスポット径が１０μｍ以上３０μｍ以下である露光手段と、からなり、平均粒径が２．５以上３．２μｍ以下であって、３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数が５％以上１０％以下存在し、５．４９μｍ以上の個数が１％以下存在する非磁性一成分トナーで該感光体上の静電潜像を該現像ローラで現像することを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の画像形成装置であって、該現像ローラ上に設けられるスペーサによって該現像ローラと該感光体との間に１０μｍ以上３０μｍ以下の間隙が形成されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に係る発明は、請求項３に記載の画像形成装置であって、該スペーサは該現像ローラ上に設けられるテープであることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に係る発明は、請求項２乃至請求項４に記載の画像形成装置であって、該露光手段の光源は、有機ＥＬ素子であり、被走査面に結像される光学系の倍率が１未満であることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、スポット径が小さな露光装置で形成された静電潜像を現像するためトナーを小粒径化するのに伴い発生するジャンピング現像におけるトナーの飛翔性の悪化を防止することができので、解像度の高い優れた画質を実現できると共に、べたの濃度ムラ発生を防止することができ、微小な文字を印字することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係るタンデム型の画像形成装置１の断面を示す図である。本実施形態の画像形成装置１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４とを有している。
【００１６】
前記第１の開閉部材３は、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された開閉蓋３'を備えている。ハウジング本体２内には、電源回路基板及び制御回路基板を内蔵する電装品ボックス５、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９、給紙ユニット１０が配設される。また、第１の開閉部材３内には、二次転写ユニット１１、定着ユニット１２、記録媒体搬送手段１３が設けられている。
【００１７】
転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設されており図示を省略した駆動源により回転駆動される駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４の斜め上方に配設される従動ローラ１５と、この２本のローラ１４、１５間に張架されて、前記駆動ローラ１４と従動ローラ１５により、矢視方向（図の例では一次転写部材２１の当接面が下方向）へ循環駆動される中間転写ベルト１６とを備えている。クリーニング手段１７は、中間転写ベルト１６の表面に離間、当接される。
【００１８】
画像形成ユニット６は、複数（本実施形態では４色）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イエロー用）、Ｍ（マゼンタ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋには、それぞれ、感光体ドラムからなる感光体２０、感光体２０の周囲に配設された、帯電手段２２、潜像形成手段（露光装置）であるラインヘッド２３及び現像装置１００を有している。各色に対応する画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの感光体２０に対向して、板バネ電極からなる一次転写部材２１がその弾性力で当接され、一次転写部材２１には転写バイアスが印加されている。駆動ローラ１４に近接した位置には、テストパターンセンサ１８が設置されている。
【００１９】
感光体２０は、矢視方向（時計回り方向）に回転駆動される。帯電手段２２は、高電圧発生源に接続された導電性ブラシローラで構成され、ブラシ外周が感光体２０に対して逆方向（反時計回り方向）で、かつ、感光体２０の２〜３倍の周速度で感光体２０に当接回転して、感光体２０の表面を一様に帯電させる。露光装置であるラインヘッド２３は、複数の有機ＥＬ発光素子を感光体２０の軸方向（主走査方向）にライン状に複数列、例えば２列配列した、有機ＥＬ発光素子ラインを用いている。有機ＥＬ発光素子ラインを用いたラインヘッド２３は、レーザ走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、しかも、感光体２０に対して近接配置が可能であるので、装置全体を小型化できるという利点を有する。また、レーザ走査光学系のように部品点数が多くないので、構成が簡略化される。本実施形態においては、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの感光体２０、帯電手段２２及びラインヘッド２３を１つの感光体ユニット２５としてユニット化している。
【００２０】
次に、現像装置１００の詳細について、画像形成ステーションＫを例として説明する。現像装置１００は、トナー（図のハッチング部）を貯留するハウジング１０３と、このハウジング１０３内に形成されたトナー収容部１０１と、トナー収容部１０１内に配設されたアジテータ１１９と、トナー収容部１０１の上部に区画形成されたトナーガイド部材１３３を有している。また、トナーガイド部材１３３の上方に配設された供給ローラ１０５と、トナーガイド部材１３３に設けられ供給ローラ１０５に当接される当接部１４３と、トナーガイド部材１３３及び像担持体２０に当接するように配設される現像ローラ１０７と、現像ローラ１０７に当接される規制ブレード１０９とが設けられている。
【００２１】
次に、記録媒体ＰＰの搬送経路に設けられている部材について説明する。給紙ユニット１０は、記録媒体ＰＰが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５から記録媒体ＰＰを一枚ずつ給送するピックアップローラ３６とからなる給紙部を備えている。第１の開閉部材３内には、二次転写部への記録媒体ＰＰの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、駆動ローラ１４及び中間転写ベルト１６に圧接される二次転写手段としての二次転写ユニット１１と、定着ユニット１２と、記録媒体搬送路１３と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。記録媒体に両面プリントする場合には、片面に画像データを転写、定着した記録媒体を排紙ローラ対３９の位置から逆送して両面プリント用搬送路４０を搬送し、レジストローラ対３７から再度記録媒体搬送路１３で搬送する。
【００２２】
定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６と、加圧ローラ４６に揺動可能に配設されたベルト張架部材４７と、加圧ローラ４５とベルト張架部材４７間に張架された耐熱ベルト４９を有している。記録媒体に二次転写されたカラー画像は、加熱ローラ４５と耐熱ベルト４９で形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態に係る現像装置１００の断面を示す図である。本発明の現像装置１００は、非磁性一成分トナーを用いてトナーのジャンピング現象による現像を行う現像装置である。
【００２４】
現像装置１００は、内部にほぼ円筒状のトナー収容部１０１が形成されたハウジング１０３を備え、ハウジング１０３に対して供給ローラ１０５および現像ローラ１０７が設けられている。現像装置１００が画像形成ステーションにセットされた状態（図２参照）では、現像ローラ１０７は感光体２０に対して僅かな間隔（例えば１００〜３００μｍ）を開けて隣接しており、感光体２０の回転方向（図中の矢印参照）と反対方向へ回転駆動しながら、現像ローラ１０７の周面に供給されたトナーで感光体２０上に形成された潜像を現像する機能を有する。このような現像作用は、現像ローラ１０７に現像バイアス電源（電圧印加手段。不図示。）から直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加させて、現像ローラと感光体との間に振動電圧を作用させ、感光体２０に形成された静電潜像部分に現像ローラ１０７からトナーが供給されることにより行われる。
【００２５】
供給ローラ１０５は、表面がウレタンスポンジで形成されており、供給ローラ１０５の周面が現像ローラ１０７に接触した状態で現像ローラ１０７と同方向（図１では反時計回り方向）に回転可能である。供給ローラ１０５にも現像ローラ１０７に印加される現像バイアス電圧と同等の電圧が印加されるようになっている。
【００２６】
現像ローラ１０７には、規制ブレード１０９が、板バネ部材１１１及びその下側に設けられる弾性部材１１２の作用により、常時現像ローラ１０７の周面の長手方向に亘って均一となるように圧接されており、現像ローラ１０７の周面に付着したトナーのうち余分な分を掻き落として、一定量のトナーが現像ローラ１０７の周面に担持されるようにしている。また規制ブレード１０９は、トナー１１３を適切に帯電させる機能をも有する。
【００２７】
掻き落とされたトナーは、自然落下してトナー収容部１０１内のトナー１１３に混入されるが、この点については後で詳述する。また現像ローラ１０７周面の上側には、ハウジング１０３に一端が固定されているシール部材１１５の他端側が圧接しており、これによりハウジング１０３内のトナー１１３が外部へ飛散することを防止している。
【００２８】
トナー収容部１０１内には、回転軸１１７を中心として図１において時計回り方向に回転するアジテータ１１９が設けられている。アジテータ１１９は、回転軸１１７を中心に互いに反対方向へ延びる２つのアーム部材１２１を備え、各アーム部材１２１はトナー収容部１０１の断面の円の直径よりも若干短い寸法に設定されている。各アーム部材１２１の先端からはアジテータ１１９の回転方向と反対方向へ撹拌フィン１２３が延びている。撹拌フィン１２３は、可撓性を有するシート部材から構成されており、その先端側は可撓性に起因する弾性力により円筒状のトナー収容部１０１の内周面に圧接している。このような構成によりアジテータ１１９が回転するとき、トナー収容部１０１の内周面と撹拌フィン１２３との間の領域１２５に存在するトナー１１３を撹拌フィン１２３で掻き上げるようにして、後述するトナーガイド部材上に搬送することができる。
【００２９】
トナー収容部１０１内に収容されるトナー１１３の上面１１４は、規制ブレード１０９が現像ローラ１０７の周面に当接している箇所１２７よりも低い位置となるように設定されている。これはトナー量が規制ブレード１０９を埋没させる程多いと、規制ブレード１０９によって掻き落とされたトナーが当該規制ブレードの近くに存在することになる結果、トナー収容部１０１内へ戻される循環経路が阻害され、また規制ブレード１０９が現像ローラ１０７から余分なトナーを掻き落として現像領域に搬送するトナー量を規制する機能およびトナーを適切に帯電させる機能が阻害されるからである。
【００３０】
トナー収容部１０１内に収容されるトナー１１３の上面１１４の位置は、より具体的には、規制ブレード１０９の下端より下方であって、板バネ部材１１１と弾性部材１１２との交点１２８の位置を上限として設定されている。トナー収容部１０１内のトナー１１３の上面１１４の位置が、前記交点１２８より上にまでくると板バネ部材１１１の動きを拘束する虞があり、これにより適正な規制圧が得られなくなる虞があり、その結果として、「一定量のトナーを現像ローラ１０７の周面に担持させる機能」や「トナーを適正に帯電させる機能」が阻害される虞がある。しかし、上記の如く、トナー１１３の上面１１４位置の上限を前記交点１２８の位置とすることにより、前記各機能が阻害される虞をなくすことができる。
【００３１】
規制ブレード１０９が現像ローラ１０７の周面に当接している箇所１２７と、トナー収容部１０１内に収容されるトナー１１３の上面１１４との間には、トナー１１３の安息角以上の傾斜角度でトナーの上面１１４側へ斜めに傾斜しているトナー案内面１２９がハウジング１０３の一部として形成されている。トナー案内面１２９は、規制ブレード１０９によって現像ローラ１０７の周面から掻き落とされたトナー１１３をトナー収容部１０１側へ案内する機能を有する。
【００３２】
規制ブレード１０９によって現像ローラ１０７の周面から掻き落とされたトナー１１３は、必ずしもトナー案内面１２９によってトナー収容部１０１に案内される必要はなく、掻き落とされたトナー１１３が直接、トナー収容部１０１に落下するような構成としてもよい。このように規制ブレード１０９が現像ローラ１０７の周面に当接している箇所１２７の下方には、規制ブレード１０９によって現像ローラ１０７の周面から掻き落とされたトナー１１３がトナー収容部１０１へ導かれるためのトナー案内空間部１３１が形成されている。
【００３３】
トナー収容部１０１の上方にはトナーガイド部材１３３が設けられている。トナーガイド部材１３３は、供給ローラ１０５から離れた側の端部１３４に設けられ、撹拌フィン１２３によって搬送されたトナー１１３を掻き取るための鋭角的に形成されたスクレーパ１３５と、該スクレーパ１３５よりも供給ローラ１０５側において上面側がトナー１１３の安息角以上の角度で傾斜し且つ平面的に形成された平坦搬送部１３７と、該平坦搬送部１３７の下流側に形成され、上面側が凹曲面を形成するように湾曲している湾曲部１４１と、該湾曲部１４１より下流側において供給ローラ１０５の周面に設定された適切な線圧で接触している当接部１４３とを備えて成る。前記平坦搬送部１３７、前記湾曲部１４１および前記当接部１４３を含むトナーガイド部材１３３の表面粗さは、トナー平均粒径未満に形成されている。
【００３４】
また、上記の当接部１４３の存在により、供給ローラ１０５の下面側に付着しているトナー１１３が重力により落下し、現像ローラへ供給できるトナーの量が減少することによる画像濃度低下を防止することができる。また湾曲部１４１と供給ローラ１０５の周面との間には、断面が楔形に狭まるようなトナーの一時貯留部１３９が形成されている。ここで断面が楔状とは、入口側が相対的に大きく、トナーの進行方向に向かって狭くなっていき、且つ楔の先端側においてトナーが自然滑落しない程度に十分狭くなっていることを意味する。
【００３５】
このような形状を有するトナーガイド部材１３３では、撹拌フィン１２３によって搬送されたトナー１１３をスクレーパ１３５で掻き取った後、トナー１１３は平坦搬送部１３７に沿って、その幅方向に亘って及びその傾斜方向の任意の地点において均一の速度で重力落下してゆき、一旦、トナーの一時貯留部１３９に貯留される。楔形に狭まるトナーの一時貯留部１３９では、トナー１１３が狭い領域に進行していくのに伴い、供給ローラ１０５の周面に対する圧接力が徐々に増加するため、供給ローラ１０５の周面にトナー１１３が押し付けられて、該周面にトナー１１３が担持され易くなる。尚、トナー１１３が当接部１４３を越えて押し出された場合には、トナー案内空間部１３１を落下して、直接にまたはトナー案内面１２９に案内されてトナー収容部１０１に戻される。
【００３６】
次に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の像書込手段であるラインヘッド２３について説明する。本発明の実施の形態に係る画像形成装置ラインヘッド２３は、スポット径が１０〜３０μｍのものである。これは、ラインヘッド２３に以下に説明するようなマイクロレンズを用いることなどにより実現することが可能となるものである。
【００３７】
なお、本明細書においては、ビーム測定方法は、測定機Ｐｈｏｔｏｎ，ｉｎｃ製  ＢｅａｍＳｃａｎ  Ｍｏｄｅｌ  ２１８０による。また、走査ユニット側の条件は、レーザパワーは１ｍＷ（連続点灯）、ビーム動作は静止させた状態で測定、ビーム測定位置は、走査ユニット単体の状態（画像形成装置から取り出した状態）で、像担持体表面と想定される位置のビーム径を測定、とした。また、ビーム径の定義は、ビームプロファイルでピーク値を１００％とした場合の１３．５％（１／ｅ２）のレベルでのビームの大きさ、としている。
【００３８】
以下、本発明のラインヘッド（光書き込みラインヘッド）の光学系に関連して、その原理から説明する。
【００３９】
図３は、本発明の原理を説明するための図である。図３はラインヘッドにおいてライン状に配置された発光素子列の端部発光素子２ｘとその発光素子列を投影するマイクロレンズ５とその発光素子列が投影される感光体（像担持体）２０との関係を示す図であり、（ａ）は本発明の場合、（ｂ）は従来例の場合である。図３（ｂ）の従来例では、一般にマイクロレンズ２０５の開口はその外形で規定されるため、端部発光素子２ｘの感光体２０上での像である結像スポット８ｘは、端部発光素子２ｘとマイクロレンズ２０５の中心を通る直線上に結像されるため、感光体の振れ等に起因して像面である感光体２０の面がレンズ光軸Ｏ−Ｏ’方向に前後して図の２０’の位置に移動すると、感光体２０上での結像スポット８ｘの位置はその直線上の位置８ｘ’となり、結像スポットの位置ずれが生じ、その結像スポット８ｘが相対的に副走査方向に移動して描く走査線間のピッチにむらが発生してしまう（主走査方向の結像スポットのピッチむら）。
【００４０】
そこで、本発明においては、図３（ａ）に示すように、マイクロレンズ２０５の前側焦点Ｆの位置に開口絞り２１１を光軸Ｏ−Ｏ’と同軸に配置する。このような開口絞り２１１をマイクロレンズ２０５の前側焦点Ｆ位置に配置すると、端部発光素子２ｘからの主光線１２は開口絞り１１の中心と通り、マイクロレンズ５で屈折されて光軸Ｏ−Ｏ’と平行に進むことになり、感光体２０が光軸Ｏ−Ｏ’方向の４１’の位置に移動しても、感光体２０上での結像スポット８ｘの位置はマイクロレンズ５で屈折後の主光線２１２の位置８ｘ’となり、感光体２０の位置が前後に振れても結像スポット８ｘの位置ずれは生じない。そのため、従来のような主走査方向の結像スポット８ｘのピッチむらは起きず、結像スポット８ｘが副走査方向に移動して描く走査線間のピッチにむらが発生しない。
【００４１】
すなわち、本発明は、主走査方向に複数の発光素子が列状に配置され、その複数の発光素子に対応して１個の正レンズが配置され、その発光素子の列の像（結像スポットのアレイ）を投影面（感光体）上に投影することで画像を形成するラインヘッドにおいて、その投影光学系をいわゆる像側にテレセントリックな構成とすることで、投影面（感光体）の位置が光軸方向にずれても結像スポットの位置ずれが発生しないようにして、形成される画像の劣化を防止するものである。
【００４２】
そして、開口絞り２１１の機能としては、少なくとも軸外の結像スポットの位置ずれが問題になる方向（主走査方向）の開口径を制限する形状であればよいので、従来例（例えば、特開平２−４５４６号公報、特開平６−２７８３１４号公報）のように１個の正レンズに対して１列の発光素子のアレイを配置する場合は、主走査方向の開口径を制限するだけの形状でよい。また、本発明の実施形態のように副走査方向に極近接して２列のアレイを配置する場合でも、主走査方向の開口径を制限する形状でよいが、もちろん副走査方向の開口径も制限するような形状としてもよい。そのためには、円形、楕円形、矩形何れの開口形状でもよい。
【００４３】
次に、このような本発明の原理を適用した１実施形態の光書き込みラインヘッドを説明する。
【００４４】
図４はこの実施形態の光書き込みラインヘッドの構成を示す一部を破断した斜視図であり、図５はその副走査方向に沿ってとった断面図である。また、図６はこの場合の発光体アレイとマイクロレンズアレイの配置を示す平面図である。さらに、図７は１個のマイクロレンズとそれに対応する発光体ブロックとの対応関係を示す図である。
【００４５】
本実施形態では、図４、図７の場合と同様に、主走査方向に４個のこの例では有機ＥＬ素子からなる発光素子２０２を配列した発光素子列２０３を、副走査方向に２列形成して１個の発光体ブロック２０４とし、その発光体ブロック２０４を主走査方向及び副走査方向に複数設けて発光体アレイ２０１が形成されており、発光体ブロック２０４は副走査方向では主走査方向の先頭位置をずらして千鳥状に配列されている。図６の例では、発光体ブロック２０４が副走査方向に３列配置されている。このような発光体アレイ２０１は、ガラス基板２２０の裏面上に形成されており、同じガラス基板２２０の裏面上に形成された駆動回路により駆動される。なお、ガラス基板２２０の裏面の有機ＥＬ素子（発光素子２０２）は封止部材２２７で封止されている。
【００４６】
ガラス基板２２０は長尺のケース２２１に設けられた受け穴２２２中に嵌め込まれ、裏蓋２２３を被せて固定金具２２４により固定される。長尺のケース２２１の両端に設けた位置決めピン２２５を対向する画像形成装置本体の位置決め穴に嵌入させると共に、長尺のケース２２１の両端に設けたねじ挿入孔２２６を通して固定ねじを画像形成装置本体のねじ穴にねじ込んで固定することにより、光書き込みラインヘッド２２３が所定位置に固定されている。
【００４７】
そして、ケース２２１のガラス基板２２０の表面側には、発光体アレイ２０１の各発光体ブロック２０４と整列するように透孔２２９が穿たれたを所定の厚さの遮光部材２２８を介して、マイクロレンズアレイ２０６が固定されている。その際、図７から明らかなように、マイクロレンズアレイ２０６の各マイクロレンズ２０５の光軸が発光体ブロック２０４の中心に整列するようにマイクロレンズアレイ２０６が固定されている。
【００４８】
そして、本発明に基づき、ガラス基板２２０の表面位置をマイクロレンズ２０５の前側焦点Ｆ（図３（ａ））に一致するようにガラス基板２２０の厚さと遮光部材２２８の厚さが選択されており、そのガラス基板２２０の表面上に絞り板２３０が密着して配置されている。絞り板２３０の詳細は、図８、図９に示されている。図８は発光体アレイ２０１の発光体ブロック２０４に対応して配置された絞り板２３０の平面図であり、図９は１個の発光体ブロック２０４に対する絞り板２３０の開口２３１を示す図である。また、各発光体ブロック２０４を構成する発光素子２０２から、絞り板２３０の開口２３１、マイクロレンズアレイ２０６のマイクロレンズ２０５を通る光路を示す光路図を図１０に示してある。絞り板２３０には、マイクロレンズアレイ２０６の各マイクロレンズ２０５の中心（光軸）と発光体ブロック２０４の中心に整列して開口２３１が設けてあり、この実施形態では、各開口２３１の形状が主走査方向の開口径を副走査方向以上に制限する形状の略楕円形状に構成されているが、上記したように、円形、楕円形、矩形等の開口形状であってもよい。
【００４９】
このように、この実施形態においては、絞り板２３０をガラス基板２２０の表面上に密着して配置するように構成したので、その位置合わせ、保持等が簡単になる。さらに、絞り板２３０としては、別体の絞り板２３０を用いてもよいが、ガラス基板２２０の表面上に蒸着や印刷等の手段で一体に設けるようにしてもよい。
【００５０】
図１１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の現像ローラ１０７近傍を抜き出して示した図である。また、図１２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１に用いる現像ローラ１０７と感光体２０を側面からみた図である。
【００５１】
現像ローラ１０７ には、応力収縮や熱収縮の極めて小さい例えば鉄等の金属ローラが用いられているとともに、この金属ローラ上に固定されるスペーサ１４４には弾性を有するものが用いられている。スペーサ１４４に用いられる弾性体としては、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミド、エポキシ、アセテート、シリコーン、アクリル、ゴム等のようなプラスチックテープやゴムテープを用いることができ、その場合絶縁体であることが好ましい。そして、このような弾性体からなるスペーサ１４４としては、シームレスの熱収縮チューブを用いることが好ましい。
【００５２】
現像ローラ１０７と感光体２０とは、このスペーサ１４４によって僅かな間隔ｇが設けられ、図示矢印で示すように互いに逆方向に回転駆動され、現像ローラ１０７と感光体２０とが対向する現像領域において、それぞれの周面が下方から上方へ同方向に移動し、現像ローラ１０７に現像バイアス電源から直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加させて現像ローラ１０７と感光体２０との間に振動電界を作用させ、感光体に形成された静電潜像部分に現像ローラ１０７からトナー１１３を供給して現像（ジャンピング現像）するように構成されている。間隔ｇは１０μｍ以上３０μｍ以下に設定される。なお、スペーサ１４４と接触する感光体２０表面には、有機薄膜又は無機薄膜などの保護層（不図示）を設けておくと、スペーサ１４４との接触によって引き起こされる感光体２０の機械的な摩耗を低減することができる。
【００５３】
非磁性一成分トナーを用いた現像装置においては、このようなジャンピング現像を発生させるために、トナー１１３を適正に帯電しなくてはならない。このために、板バネ部材１１１の作用により弾性的に規制ブレード１０９を現像ローラ１０７に圧接するようにして、現像ローラ１０７の周面に付着したトナー１１３を帯電するようにしている。
【００５４】
高解像度化のため、トナーを小粒径化すると、すなわち、トナー粒子の平均粒径をおよそ２．５〜３．２μｍ程度と小さくすると、現像装置においては、トナー粒子の飛翔性が悪くなり、画像形成時べたの濃度ムラが発生しやすい。
【００５５】
ここで、現像ローラ上の全てのトナーが飛翔しないのではなく、現像ローラ上のトナーには、帯電量の高いものから低いものまであり、このうち帯電量の高いトナーほど鏡像力によって強く現像ローラに付着することとなり飛びにくくなる。
【００５６】
現像ローラ上の全てのトナーが同じように飛びやすければ、画像形成時の濃度ムラは発生しないが、トナーに帯電分布が存在すると、ジャンピング現像時に飛びやすいトナーと飛びにくいトナーがあることとなり、濃度ムラになってしまう。
【００５７】
上記のような問題を解決するために、本発明においては、トナー粒子の粒径分布を調整する。すなわち、基本的には、解像度を向上させるために、トナーを小粒径化するが、粒径がある程度大きいトナーもこの中に混在するように設定する。さらに、現像装置における現像バイアス条件も最適に調整することで、高解像度とべたの濃度ムラ発生防止の両立が図れる。図１３は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１に用いる現像ローラ１０７上のトナーを模式的に示す図である。
【００５８】
粒径がある程度大きいトナーは、現像ローラ１０７に対しては鏡像力による付着力やファンデルワールス力による付着力がそれほど強くないために、ジャンピング現像時において飛翔性については問題とならない。このような粒径がある程度大きいトナーが、現像ローラ１０７と感光体２０の間をトナーに往復するときに、現像ローラ１０７上の粒径が小さく飛翔しにくいトナーにインパクトを与えることで、粒径が小さく飛翔しにくいトナーを強制的に飛翔させる効果を期待することができる。図１４は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１におけるトナーの運動を模式的に示す図である。
【００５９】
このとき、トナーの粒子が大きいと、飛んでいるときのトナーが有する運動量も大きくなり、粒径が小さく飛びにくいトナーに衝突する際の衝撃は大きい。その結果、粒径が小さく飛びにくいトナーを飛翔させることができる。ただし、粒径がある程度大きいトナーが多くなると、高解像度の効果が薄くなる。
【００６０】
さらに、トナーが、現像ローラ１０７と感光体２０との間を往復する回数を増やすことで、粒径が小さく飛びにくいトナーの飛翔性をさらに高かめることができる。現像ローラ１０７と感光体２０との間に印加する交流バイアスの周波数を４〜６ｋＨｚ程度として、トナーを往復させるとよい。現像ローラ１０７と感光体２０との間に印加する交流バイアスの周波数が低過ぎると、上記のようなプロセスによるトナーの飛翔性が得られにくくなり、逆に高過ぎると、現像ローラ１０７と感光体２０を往復する時間が得られない。
【００６１】
次に、小粒径化したトナー粒子をベースとして、この中に粒径がある程度大きいトナーも混在したようなトナーを製造するための方法について説明する。なお、本明細書においては、トナーの粒径、粒径分布、円形度の測定方法は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（シスメックス株式会社）にて測定している。測定モードはＨＰＦ単独測定である。また、トナーの粒径分布は粒子径頻度データテーブルを使って解析している。
（トナー母粒子の製造１：トナー１）
・重縮合ポリエステル樹脂｛三洋化成工業（株）製、ハイマーＥＳ−８０１、非架橋成分と架橋成分の質量比（４５／５５）｝・・・１１０質量部
・カルナバワックス・・・５５質量部
・シアン顔料（フタロシアニンα型）・・・５５質量部
を加圧ニーダーで溶融混練する。溶融混練物を冷却後、１〜２ｍｍ角のサイズに粗粉砕し、（株）日本精機製作所製のコロイドミルを用い、溶融混練粉砕物２１０質量部と、前述の重縮合ポリエステル樹脂８０質量部及びメチルエチルケトン２４５質量部を混合攪拌する。
【００６２】
次に、１規定のアンモニア水を加えて十分に攪拌した後、イオン交換水１６０質量部を加え、更に３０℃で１時間攪拌する。そして、１５０質量部のイオン交換水を滴下して転相乳化により微粒子分散物を調製する。次に、イオン交換水４００質量部を加えた後、メチルエチルケトンの沸点以上の温度に加熱し、脱溶剤を行い、最終的に固形分含有量を約３４％に調整する。
【００６３】
そして、得られた微粒子分散物２３５質量部をイオン交換水で希釈し、固形分含有量を約２０％に調整した後、２０％の食塩水６０質量部を加え、温度を６８℃に昇温し、６０分間攪拌し、その後、ノニオン型乳化剤ＮＬ−２５０（第一工業製薬（株）製）０．６質量部を添加し、７０℃、４５分攪拌し、造粒を完結させた。
【００６４】
得られたスラリーを遠心分離機で分離し、洗浄し、次いで、中央化工機（株）製の振動流動層装置を使用して、トナー母粒子中の水分量が質量比で０．５％以下となるまで乾燥し、シアントナー母粒子を得た。
（トナー母粒子の製造２：トナー２）
・重縮合ポリエステル樹脂｛三洋化成工業（株）製、ハイマーＥＳ−８０１、非架橋成分と架橋成分の質量比（４５／５５）｝・・・１１０質量部
・カルナバワックス・・・５５質量部
・シアン顔料（フタロシアニンα型）・・・５５質量部
を加圧ニーダーで溶融混練した。溶融混練物を冷却後、１〜２ｍｍ角のサイズに粗粉砕し、（株）日本精機製作所製のコロイドミルを用い、溶融混練粉砕物２１０質量部と、前述の重縮合ポリエステル樹脂８０質量部及びメチルエチルケトン２４５質量部を混合攪拌する。
【００６５】
次に、１規定のアンモニア水を加えて十分に攪拌した後、イオン交換水１６０質量部を加え、更に３０℃で１時間攪拌した。そして、１５０質量部のイオン交換水を滴下して転相乳化により微粒子分散物を調製した。次に、イオン交換水４００質量部を加えた後、メチルエチルケトンの沸点以上の温度に加熱し、脱溶剤を行い、最終的に固形分含有量を約３４％に調整する。
【００６６】
そして、得られた微粒子分散物２３５質量部をイオン交換水で希釈し、固形分含有量を約２０％に調整した後、２０％の食塩水６０質量部を加え、温度を６８℃に昇温し、６０分間攪拌し、その後、ノニオン型乳化剤ＮＬ−２５０（第一工業製薬（株）製）０．６質量部を添加し、７０℃、５０分攪拌し、造粒を完結させた。
【００６７】
得られたスラリーを遠心分離機で分離し、洗浄し、次いで、中央化工機（株）製の振動流動層装置を使用して、トナー母粒子中の水分量が質量比で０．５％以下となるまで乾燥し、シアントナー母粒子を得た。
（トナー母粒子の製造３：トナー３）
「（トナー母粒子の製造１）」において、着色剤をＰ．Ｙ．１５５に代えた以外は同様にしてイエロートナー母粒子を作製した。
・重縮合ポリエステル樹脂｛三洋化成工業（株）製、ハイマーＥＳ−８０１、非架橋成分と架橋成分の質量比（４５／５５）｝・・・１１０質量部
・カルナバワックス・・・５５質量部
・シアン顔料（フタロシアニンα型）・・・５５質量部
を加圧ニーダーで溶融混練した。溶融混練物を冷却後、１〜２ｍｍ角のサイズに粗粉砕し、（株）日本精機製作所製のコロイドミルを用い、溶融混練粉砕物２１０質量部と、前述の重縮合ポリエステル樹脂８０質量部及びメチルエチルケトン２４５質量部を混合攪拌する。
【００６８】
次に、１規定のアンモニア水を加えて十分に攪拌した後、イオン交換水１６０質量部を加え、更に３０℃で１時間攪拌する。そして、１５０質量部のイオン交換水を滴下して転相乳化により微粒子分散物を調製する。次に、イオン交換水４００質量部を加えた後、メチルエチルケトンの沸点以上の温度に加熱し、脱溶剤を行い、最終的に固形分含有量を約３４％に調整する。
【００６９】
そして、得られた微粒子分散物２３５質量部をイオン交換水で希釈し、固形分含有量を約２０％に調整した後、２０％の食塩水６０質量部を加え、温度を６８℃に昇温し、６０分間攪拌し、その後、ノニオン型乳化剤ＮＬ−２５０（第一工業製薬（株）製）０．６質量部を添加し、７０℃、６０分攪拌し、造粒を完結させた。
【００７０】
得られたスラリーを遠心分離機で分離し、洗浄し、次いで、中央化工機（株）製の振動流動層装置を使用して、トナー母粒子中の水分量が質量比で０．５％以下となるまで乾燥し、シアントナー母粒子を得た。
【００７１】
上記のようにして製造した３つのトナーの平均粒径、「３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数頻度」、「５．４９μｍ以上の個数頻度」を測定した結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
2008145688.tif 000003
画像形成装置１を用いて、トナー３によって４ポイントの文字を印字した結果を表２に示す。ここで、現像ローラ１０７と感光体２０との間に印加する交流バイアスのバイアス条件としては、Ｖｄｃ＝−２００［Ｖ］、Ｖｐｐ＝８００［Ｖ］、周波数６ｋＨｚの矩形波とした。また、表３には、マイクロレンズの光学系緒言、表４にはマイクロレンズのレンズデータを示す。
【００７３】
【表２】
2008145688.tif 000004
【００７４】
【表３】
2008145688.tif 000005
【００７５】
【表４】
2008145688.tif 000006
表２からもわかるように、有機ＥＬ素子で形成された発光面をに対し、縮小光学系にするラインヘッド２３を用いることで、感光体２０に細い線を書くことができる。これを平均粒径が２．５以上３．２μｍのトナーで現像することで、４ポイントの文字をくっきりと印字することが可能になった。
【００７６】
また、さらに感光体２０と現像ローラ１０７との間の間隙を縮めることで抜き側の文字が綺麗に抜けるようになる。これは間隙が小さくなったことで、現像時の電界のコントラストがはっきりしたためと考えられる。
【００７７】
従来の画像形成装置の４ポイントの文字に比べ、本発明の露光装置とトナーで文字の太りを改善することができた。さらに、本発明においては、間隙ｇをテープを使って形成することで、抜き側の文字がしっかりと出るようになった。
【００７８】
以上、本発明によれば、スポット径が小さな露光装置で形成された静電潜像を現像するためトナーを小粒径化するのに伴い発生するジャンピング現像におけるトナーの飛翔性の悪化を防止することができので、解像度の高い優れた画質を実現できると共に、べたの濃度ムラ発生を防止することができ、微小な文字を印字することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態に係るタンデム型の画像形成装置１の断面を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る現像装置１００の断面を示す図である。
【図３】本発明のラインヘッドに用いられるマイクロレンズに係る原理を説明するための図である。
【図４】本発明の１実施形態の光書き込みラインヘッドの構成を示す一部を破断した斜視図である。
【図５】図４の副走査方向に沿ってとった断面図である。
【図６】図４の場合の発光体アレイとマイクロレンズアレイの配置を示す平面図である。
【図７】１個のマイクロレンズとそれに対応する発光体ブロックとの対応関係を示す図である。
【図８】発光体アレイの発光体ブロックに対応して配置された絞り板の平面図である。
【図９】１個の発光体ブロックに対する絞り板の開口を示す図である。
【図１０】各発光体ブロックを構成する発光素子から、絞り板の開口、マイクロレンズアレイのマイクロレンズを通る光路を示す光路図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の現像ローラ１０７近傍を抜き出して示した図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１に用いる現像ローラ１０７と感光体２０を側面からみた図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１に用いる現像ローラ１０７上のトナーを模式的に示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る画像形成装置１におけるトナーの運動を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・画像形成装置、２・・・・・・ハウジング本体、３第１の開閉部材、３'・・・開閉蓋、４・・・第２の開閉部材、５・・・電装品ボックス、６・・・画像形成ユニット、７・・・送風ファン、９・・・転写ベルトユニット、１０・・・給紙ユニット、１１・・・二次転写ユニット、１２・・・定着ユニット、１３・・・記録媒体搬送手段、１４・・・駆動ローラ、１５・・・従動ローラ、１６・・・中間転写ベルト、１７・・・クリーニング手段、１８・・・テストパターンセンサ、２０・・・感光体（像担持体）、２１・・・一次転写部材、２２・・・帯電手段、２３・・・ラインヘッド、３５・・・給紙カセット、３６・・・ピックアップローラ、３７・・・レジストローラ対、３９・・・排紙ローラ対、４０・・・両面プリント用搬送路、４５・・・加熱ローラ、４６・・・加圧ローラ、４７・・・ベルト張架部材、４９・・・耐熱ベルト、１００・・・現像装置、１０１・・・トナー収容部、１０３・・・ハウジング、１０５・・・供給ローラ、１０７・・・現像ローラ、１０９・・・規制ブレード、１１１・・・板バネ部材、１１２・・・弾性部材、１１３・・・トナー、１１７・・・回転軸、１１９・・・アジテータ、１２１・・・アーム部材、１２３・・・撹拌フィン、１２９・・・トナー案内面、１３１・・・トナー案内空間部、１３３・・・トナーガイド部材、１３５・・・スクレーパ、１３７・・・平坦搬送部、１３９・・・一時貯留部、１４１・・・湾曲部、１４３・・・当接部、１４４・・・スペーサ
【図１】
2008145688.tif 000007
【図２】
2008145688.tif 000008
【図３】
2008145688.tif 000009
【図４】
2008145688.tif 000010
【図５】
2008145688.tif 000011
【図６】
2008145688.tif 000012
【図７】
2008145688.tif 000013
【図８】
2008145688.tif 000014
【図９】
2008145688.tif 000015
【図１０】
2008145688.tif 000016
【図１１】
2008145688.tif 000017
【図１２】
2008145688.tif 000018
【図１３】
2008145688.tif 000019
【図１４】
2008145688.tif 000020