(57)【要約】【課題】粒状性の低減を図り、全階調域、特に中間調域で滑らかな階調表現が可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】転写材上に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置であって、前記複数色のうち１色の画像データに基づいて淡色トナーと濃色トナーにより画像を形成する現像手段と、前記１色の画像データを前記淡色トナー用と前記濃色トナー用の画像データに変換するデータ変換手段と、を備え、前記濃色トナーが前記淡色トナーに混在する画像領域において、濃色トナーの記録率が１／１６のときに、前記濃色トナーのトナー画像の最小サイズＷｍｉｎｉが転写材上で５０μｍを超えるトナー画像がないようにする。【選択図】  図５
2004226885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材上に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置であって、
前記複数色のうち１色の画像データに基づいて淡色トナーと濃色トナーにより画像を形成する現像手段と、
前記１色の画像データを前記淡色トナー用と前記濃色トナー用の画像データに変換するデータ変換手段と、を備え、
前記濃色トナーが前記淡色トナーに混在する画像領域において、濃色トナーの記録率が１／１６のときに、前記濃色トナーのトナー画像の最小サイズＷｍｉｎｉが転写材上で５０μｍを超えるトナー画像がないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー画像がライン画像タイプである場合、前記最小サイズＷｍｉｎｉはその線幅であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー画像が（楕）円形ドット画像タイプである場合、前記最小サイズＷｍｉｎｉはその短軸長さであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
転写材上に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成方法であって、
前記複数色のうち１色の画像データに基づいて淡色トナーと濃色トナーを用い、
前記濃色トナーが前記淡色トナーに混在する画像領域において、濃色トナーの記録率が１／１６のときに、前記濃色トナーのトナー画像の最小サイズＷｍｉｎｉが転写材上で５０μｍを超えるトナー画像がないことを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
前記トナー画像がライン画像タイプである場合、前記最小サイズＷｍｉｎｉはその線幅であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成方法。
【請求項６】
前記トナー画像が（楕）円形ドット画像タイプである場合、前記最小サイズＷｍｉｎｉはその短軸長さであることを特徴とする請求項５に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用してカラー画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像を形成する画像形成装置としては、例えば転写ドラム（転写フィルム）上に保持された紙などの転写材に、像担持体である感光ドラム上に形成された各色のトナー像を順次重ね合わせて転写することによりカラー画像を形成する画像形成装置が実用化されている。
【０００３】
このような画像形成装置では、入力される画像信号に基づいて感光ドラム上に形成された静電潜像を第一色目のトナー（例えばシアン）によって現像してトナー像を形成し、このトナー像を転写ドラム（転写フィルム）上に保持された紙などの転写材に転写する。この転写行程を他の３色、即ちマゼンタ、イエロー、ブラックの各色のトナーについても同様に行い、転写材上に４色のトナー像を順次重ねて転写することによってカラー画像を得ることができる。
【０００４】
最近のデジタルな画像信号を使用している電子写真方式の画像形成装置では、潜像は一定電位のドットが潜像担持体、所謂感光体の表面に集まって形成されており、ベタ部、ハーフトーン部及びライン部はドット密度をかえることによって表現されている。
【０００５】
しかし、この方法では、ドットに忠実にトナー粒子が付着しにくく、ドットからトナー粒子がはみ出した状態となり、デジタル潜像の黒部と白部のドット密度の比に対応するトナー画像の階調性が得られないという問題が起こり易い。
【０００６】
さらに、画質を向上させるために、ドットサイズを小さくして解像度を向上させる場合には、微小なドットから形成される潜像の再現性がさらに困難になり、解像度及び特にハイライト部の階調性の悪い、シャープネスさに欠けた画像となる傾向がある。また、不規則なドットの乱れは粒状感として感じられ、ハイライト部の画質を低下させる要因となる。
【０００７】
このような乱れはインクジェットや印刷にはないものであり、特にその最大の問題点は、予測ができない画質の不安定要素であること、そして、多数の粒径５〜１０μｍの微小トナー粒子がドットの輪郭にランダムに分布しトナー像が形成されることによってマクロに生じる低周波ノイズである。
【０００８】
電子写真画像をルーペなどで拡大して観察してみると、ドットといっても電子写真の場合には、インクジェットのような滑らかな輪郭形状ではなく、多数の粒径５〜１０μｍの微小トナー粒子がドットの輪郭にランダムに分布することで形成されることがわかる。さらに、ドットの出来上がりも同一ではなく、ドットを形成するトナー密度が低いものや高いもの（ドットを形成するトナー密度のゆらぎ）、ドット面積の小さいものや大きいもの（ドット面積のゆらぎ）、ドット形状も円形だけでなくいびつなものもあり（ドット形状のゆらぎ）、どれ一つとして同じものはない。これらの因子のバラツキはほぼランダムであり、かなりの低周波成分を含んでいる。その結果、目で見えるノイズの原因となっている。
【０００９】
このノイズを目立たせるのがトナー濃度と紙の濃度との差である。特にインクジェットなどと比較すると無数の微小トナーの分布によりオプティカルドットゲインの影響を著しく受けてしまう。
【００１０】
以上の現象の主原因は、電子写真プロセスではドットを形成するのに微小なトナー粒子を使用している点にある。また、助長する他の原因としては、電子写真プロセスにおける潜像→現像→転写プロセスにおけるドットデータのアンシャープ化、そして、コピー紙の物性値（電気抵抗、表面粗さ）等に起因する不規則なトナー飛び散り、そして以下に説明する現像プロセスにおける付着力に起因する現象である。
【００１１】
１成分現像剤であればトナーと現像スリーブ間、２成分現像剤であればトナーとキャリア間の付着力（主としてトナーの現像剤担持体への鏡映力）が強力である一方でトナーの帯電量分布が不均一なため、現像バイアスでこれらを引き剥がし、感光ドラムへ飛翔させるとき、ある場所のトナーは飛翔しやすく、また、他の場所のトナーは飛翔しにくい、といった不安定な画像形成が起こり、ドット形成にムラが発生してしまう。
【００１２】
一方、特許文献１に開示されているインクジェットプロセスにおける濃淡インクプロセスは、インクジェットプロセスそのものが単純である上に、現在の高画質イメージを支えている専用紙の性能が優れているため、上記のような電子写真の問題点は生じない。
【００１３】
このため、粒状性の改善のためにインクジェットプリンタなどで用いられている濃淡インクの効果と比較しても、電子写真プロセスにおいて、前述の「ドットを形成するトナー密度のゆらぎ」、「ドット面積のゆらぎ」、「ドット形状のゆらぎ」に起因する目に付く低周波ノイズに対して、淡色トナーの使用の効果は、インクジェット以上に絶大であることがわかった。
【００１４】
それだけでなく、インクジェットプロセスでは問題でなかったオプティカルドットゲインが、無数の微小トナーを使用する電子写真プロセスでは高画質を狙う上での大きな障害となっていた点にも、電子写真プロセスへの淡色トナーの導入は大きな進歩をもたらすものであった。
【００１５】
したがって、上述の問題を改善する目的で、ハイライト部は薄い色のトナー（淡色トナー）、ベタ部は濃い色のトナー（濃色トナー）を用いて画像を形成する方法が提案されている。例えば、特許文献２、特許文献３には、それぞれ濃度の異なる複数のトナーを組み合わせて画像形成する画像形成方法が提案されている。特許文献４には、濃色トナーの最大反射濃度に対し、その半分以下の最大反射濃度を有する淡色トナーを組み合わせた画像形成装置が提案されている。特許文献５には、転写材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ２のときの画像濃度が１．０以上である濃色トナーと、１．０未満である淡色トナーとを組み合わせた画像形成装置が提案されている。特許文献６には、濃色トナーと淡色トナーとの記録濃度の傾き比が０．２〜０．５の間にあるトナーを組み合わせた画像形成装置が提案されている。
【００１６】
【特許文献１】
特開昭５８−３９４６８号公報
【特許文献２】
特開平１１−８４７６４号公報
【特許文献３】
特開２０００−３０５３３９号公報
【特許文献４】
特開２０００−３４７４７６号公報
【特許文献５】
特開２０００−２３１２７９号公報
【特許文献６】
特開２００１−２９０３１９号公報
【００１７】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１８】
すなわち、本発明者の検討によると、淡色トナーを用いることで、淡色トナーのみで構成される低濃度領域での階調性や粒状感は改善されるものの、濃色トナーと淡色トナーとが混在する中濃度領域の粒状感がかえって顕著になる問題が生じていた。
【００１９】
この原因は、微量の濃色トナーが淡色トナー中に存在する状態はプロセス条件上極めて不安定でありながらも、視覚的には非常に敏感な画像であるためである。
【００２０】
従来から存在する６色（濃淡）インクのインクジェットプリンタはインクの吐出量を細かくコントロールすることによって解決してきたが、電子写真装置においては、この不安定さにより濃淡システムを採用するに際し大きな障害となっていた。
【００２１】
したがって、この問題を解決するためには、まず濃色トナーの画像出力のきめ細かさ、あるいは、安定化を従来以上にシビアにコントロールしなければいけない。
【００２２】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、粒状性の低減を図り、全階調域、特に中間調域で滑らかな階調表現が可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
転写材上に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置であって、
前記複数色のうち１色の画像データに基づいて淡色トナーと濃色トナーにより画像を形成する現像手段と、
前記１色の画像データを前記淡色トナー用と前記濃色トナー用の画像データに変換するデータ変換手段と、を備え、
前記濃色トナーが前記淡色トナーに混在する画像領域において、濃色トナーの記録率が１／１６のときに、前記濃色トナーのトナー画像の最小サイズＷｍｉｎｉが転写材上で５０μｍを超えるトナー画像がないことを特徴とする。
【００２４】
また、上記目的を達成するための他の発明にあっては、
転写材上に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成方法であって、
前記複数色のうち１色の画像データに基づいて淡色トナーと濃色トナーを用い、
前記濃色トナーが初めて前記淡色トナーに混在する画像領域において、前記濃色トナーのトナー画像の最小ドットサイズＷｍｉｎｉを転写材上で５０μｍ以下にすることを特徴とする。
【００２５】
前記トナー画像がライン画像タイプである場合、前記最小サイズＷｍｉｎｉはその線幅であることが好ましい。
【００２６】
前記トナー画像が（楕）円形ドット画像タイプである場合、前記最小サイズＷｍｉｎｉはその短軸長さであることが好ましい。
【００２７】
ここで、現像手段としては、１つの感光体に対して複数の現像装置を備えた回転式の現像手段だけでなく、１つの感光体ごとに現像装置を備えたいわゆるインラインカラーと呼ばれる現像手段であってもよい。
【００２８】
また、トナー像の重ね合わせ方法も、転写材上で複数のトナー像を順次重ね合わせる方法だけでなく、例えば、中間転写体上にトナー像を順次重ね合わせた後に転写材上に一括転写する方法であってもよい。
【００２９】
また、複数色のトナー像とは、必ずしもＹＭＣＫの色に限られるものではない。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３１】
以下の実施の形態において、Ｌ＊とは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系として一般に用いられている値であり、色を数値化して表現するのに有用な手段である。図１はＬ＊ａ＊ｂ＊表色系を説明するための立体概念図を示したものである。図１において、横軸のａ＊及びｂ＊は、両者で色相を表す。色相とは、赤、黄、緑、青、紫等、色あいを尺度化したものである。縦軸のＬ＊は明度を表し、色相に関係なく比較できる色の明るさの度合いを示す。ａ＊及びｂ＊は、それぞれ色の方向を示しており、ａ＊は赤−緑方向、ｂ＊は黄−青方向を表している。
【００３２】
図２は、ある値の明度における色相と彩度、色相角度の平面概念図を示したものである。ここで、ｃ＊は彩度を意味し、下記（式１）により求められ、色の鮮やかさの度合いを示している。
【００３３】
【数１】
2004226885.tif 000003
【００３４】
また、色相角度Ｈ°は、例えばａ＊−ｂ＊座標において点イ（ａ＊，ｂ＊）に位置する色について、原点と点イ（ａ＊，ｂ＊）とを結ぶ半直線が、ａ＊軸の＋方向から反時計回りの方向において、ａ＊軸の＋方向となす角度を指す。色相角度は、明度とは無関係に特定の色相を容易に表すことができる。
【００３５】
シアントナーのａ＊、ｂ＊、ｃ＊、Ｌ＊は、例えば市販の普通紙フルカラー複写機（カラーレーザー複写機ＣＬＣ１１５０；キヤノン製）にトナーを導入し、受像体として普通紙（カラーレーザーコピア用紙ＴＫＣＬＡ４；キヤノン製）を用い、紙上のトナー量を変化させて２００線１６階調画像を形成する。ＳｐｅｃｔｒｏＳｃａｎ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ＧｒｅｔａｇＭａｃｂｅｔｈ社製）を用い、得られた画像のａ＊、ｂ＊、Ｌ＊を測定する。
【００３６】
測定条件は、観測光源：Ｄ５０、観測視野：２°、濃度：ＤＩＮ  ＮＢ、白色基準：Ｐａｐ、フィルター：「ＮＯ」とした。得られたａ＊の値を横軸、ｂ＊の値を縦軸をプロットしたａ＊−ｂ＊座標図を作成し、図より、ｂ＊が−２０、及び、−３０のときのａ＊の値を求める。図３は本実施の形態に係るトナーの色相曲線の代表的な測定結果の一例を示す図である。
【００３７】
さらに、前記数１によりｃ＊の値を求め、横軸にｃ＊、縦軸にＬ＊の値をプロットしたＬ＊−ｃ＊座標図を作成し、図より、ｃ＊が３０のときのＬ＊の値を求める。図４は本実施の形態に係るトナーの彩度、明度曲線の代表的な測定結果の一例を示す図である。
【００３８】
特願２００２−１４４２５０号によると、ｂ＊が−２０のときのａ＊の値（ａ−１）が−１９乃至−３０の範囲にあり、且つ、ｂ＊が−３０のときのａ＊の値（ａ−２）が−２９乃至−４５の範囲にある淡色シアントナーａと、ｂ＊が−２０のときのａ＊の値（ａ−３）が−７乃至−１８の範囲にあり、且つ、ｂ＊が−３０のときのａ＊の値（ａ−４）が−１０乃至−２８の範囲にある濃色シアントナーｂとを用いることで、前述の課題を解決し、低濃度部から高濃度領域まで、粒状感のない階調性に優れ、色再現範囲の広い良好な画像を得ることができる。
【００３９】
そこで、今回の４色＋２色のカラー出力の試験のために、前述のカラーレーザー複写機ＣＬＣ１１５０；キヤノン製をベースに、本発明に好適な淡色シアントナー、濃色シアントナー、淡色マゼンタトナー、濃色マゼンタトナー、イエロートナー、及び、ブラックトナーを有しているフルカラー画像形成装置としてのレーザービーム複写機（プリンターとしても使用可）を作製した。図６は本願発明に好適に用いることができる画像形成装置の縦断面図である。図６において、Ａはプリンタ部、Ｂはこのプリンタ部Ａの上に搭載した画像読み取り部（イメージスキャナ）である。
【００４０】
画像読み取り部Ｂにおいて、固定の原稿台ガラス２０の上面に、原稿Ｇを複写すべき面を下側にして載置し、その上に不図示の原稿板を被せてセットする。画像読み取りユニット２１は、原稿照射用ランプ２１ａ、短焦点レンズアレイ２１ｂ、ＣＣＤセンサー２１ｃ等が位置されている。
【００４１】
画像読み取りユニット２１は、不図示のコピーボタンが押されることで、原稿台ガラス２０の下側において、図に示す原稿台ガラス２０の左辺側のホームポジションから右辺側に、ガラス下面に沿って往動駆動され、所定の往復終点に達すると復動駆動されて始めのホームポジションに戻る。
【００４２】
画像読み取りユニット２１の往動駆動過程において、原稿台ガラス２０上に載置された原稿Ｇの下向き画像面が、原稿照射用ランプ２１ａにより左辺側から右辺側にかけて順次照明走査され、その照明走査光の原稿面反射光が短焦点レンズアレイ２１ｂによってＣＣＤセンサー２１ｃに結像入射する。
【００４３】
ＣＣＤセンサー２１ｃは、不図示の受光部、転送部、出力部より構成されており、受光部において光信号が電荷信号に変えられて、転送部でクロックパルスに同期して順次出力部へ転送され、出力部において電荷信号を電圧信号に変換し、増幅、低インピーダンス化して出力する。このようにして得られたアナログ信号を周知の画像処理によりデジタル信号に変換してプリンタ部Ａに出力する。即ち、画像読み取り部Ｂにより原稿Ｇの画像情報が時系列電気デジタル画素信号（画像信号）として光電読み取りされる。
【００４４】
次に、画像処理を時系列的に説明する。図８は本実施の形態に係る画像形成装置における画像処理のブロック図を示したものである。同図において、フルカラーのＣＣＤセンサー２１ｃから出力された画像信号は、アナログ信号処理部５１に入力されてゲインやオフセットが調整された後、Ａ／Ｄ変換部５２で各色成分ごとに、例えば、８ビット（０〜２５５レベル：２５６階調）のＲＧＢデジタル信号に変換される。
【００４５】
シェーディング補正部５３は、各色ごとに基準白色板（不図示）を読み取った信号を用いて一列に並んだＣＣＤのセンサセル群一つ一つの感度バラツキを無くすために、一つ一つのＣＣＤセンサセルに対応させてゲインを最適化してかける公知のシェーディング補正を施す。
【００４６】
ラインディレイ部５４は、シェーディング補正部５３から出力された画像信号に含まれている空間的ずれを補正する。この空間的ずれは、フルカラーのＣＣＤセンサー２１ｃの各ラインセンサが、副走査方向に、互いに所定の距離を隔てて配置されていることにより生じたものである。具体的には、Ｂ（ブルー）色成分信号を基準として、Ｒ（レッド）及びＧ（グリーン）の各色成分信号を副走査方向にライン遅延し、３つの色成分信号の位相を同期させる。
【００４７】
入力マスキング部５５は、ラインディレイ部５４から出力された画像信号の色空間を、式（２）に示すマトリクス演算により、ＮＴＳＣの標準色空間に変換する。つまり、フルカラーのＣＣＤセンサー２１ｃから出力された各色成分信号の色空間は、各色成分のフィルターの分光特性で決まっているが、これをＮＴＳＣの標準色空間に変換するものである。
【００４８】
【数２】
2004226885.tif 000004
【００４９】
ＬＯＧ変換部５６は、例えば、ＲＯＭなどからなるルックアップテーブル（ＬＵＴ）で構成され、入力マスキング部５５から出力されたＲＧＢ明度信号をＣＭＹ濃度信号に変換する。ライン遅延メモリ５７は、黒文字判定部（不図示）が入力マスキング部５５の出力から制御信号ＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲ、ＳＥＮなどを生成する期間（ライン遅延）分、ＬＯＧ変換部５６から出力された画像信号を遅延する。
【００５０】
マスキング・ＵＣＲ部５８は、ライン遅延メモリ５７から出力された画像信号から黒成分信号Ｋを抽出し、さらに、プリンタ部の記録色材の色濁りを補正するマトリクス演算を、ＹＭＣＫが信号に施して、リーダ部の各読み取り動作ごとにＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋ順に、例えば８ビットの色成分画像信号を出力する。なお、マトリクス演算に使用するマトリクス計数は、ＣＰＵ（不図示）によって設定されるものである。
【００５１】
次に、得られたシアン成分とマゼンタ成分データ８ビットの色成分画像信号Ｄａｔａに基づき、濃ドットと淡ドットの記録率Ｒｎ，Ｒｔを、図１２にあるような淡色トナーと濃色トナーとによる記録率と階調データとの関係を示すグラフを参照して決定する処理を行う。例えば、入力した階調データＤａｔａが１００／２５５であれば、淡ドットの記録率Ｒｔは２５５／２５５、濃ドットの記録率Ｒｎは４０／２５５として決定される。なお、記録率は１００パーセントを２５５とする絶対値で示してある。
【００５２】
γ補正部５９は、画像信号をプリンタ部の理想的な階調特性に合わせるために、マスキング・ＵＣＲ部５８から出力された画像信号に濃度補正を施す。出力フィルター（空間フィルター処理部）６０は、ＣＰＵからの制御信号に従って、γ補正部５９から出力された画像信号にエッジ強調又はスムージング処理を施す。
【００５３】
ＬＵＴ６１は、原画像の濃度と出力画像の濃度とを一致させるためのもので、例えばＲＡＭなどで構成され、その変換テーブルは、ＣＰＵによって設定されるものである。パルス幅変調器（ＰＷＭ）６２は、入力された画像信号のレベルに対応するパルス幅のパルス信号を出力し、そのパルス信号は半導体レーザ（レーザ光源）を駆動するレーザドライバ４１に入力される。
【００５４】
なお、この画像形成装置にはパターンジェネレーター（不図示）がのせてあり、階調パターンが登録されていて、パルス幅変調器６２に直接信号を渡すことができるようになっている。
【００５５】
露光装置３は、画像読み取りユニット２１から入力される画像信号に基づいて感光体１表面をレーザー光Ｌにより走査露光して、静電潜像を形成する。
【００５６】
図１０は本実施の形態に係るレーザー露光光学系の概略構成図である。露光装置３により感光体１表面をレーザー光Ｌにより走査露光する場合には、まず画像読み取りユニット２１から入力された画像信号に基づき発光信号発生器２４により、固体レーザー素子２５を所定タイミングで明減（ＯＮ／ＯＦＦ）させる。そして、固体レーザー素子２５から放射された光信号であるレーザー光を、コリメーターレンズ系２６によりほぼ平行な光束に変換し、さらに、矢印ｃ方向に高速回転する回転多面鏡２２により感光体１を矢印ｄ方向（長手方向）に走査することによって、ｆθレンズ群２３、反射ミラー（図１参照）により感光体１表面にレーザスポットが結像される。このようなレーザー走査により感光体１表面には走査分の露光分布が形成され、さらに、各走査毎に感光体１表面に対して垂直に所定量だけスクロールさせれば、感光体１表面に画像信号に応じた露光分布が得られる。
【００５７】
即ち、感光体１の一様帯電面（今回は−７００Ｖに帯電）に画像信号に対応してＯＮ／ＯＦＦ発光される固体レーザー素子２５の光を高速で回転する回転多面鏡２２によって走査することにより、感光体１表面には走査露光パターンに対応した各色の静電潜像が順次形成されていく。
【００５８】
次に、現像装置４の構成について説明する。図１１は本実施の形態に係る現像装置の概略断面図である。図１１に示すように、現像器４１１ａ、４１１ｂ、４１２ａ、４１２ｂ、４１３、４１４に、それぞれシアントナーａを有する現像剤、シアントナーｂを有する現像剤、マゼンタトナーａを有する現像剤、マゼンタトナーｂを有する現像剤、イエロートナーを有する現像剤、及び、ブラックトナーを有する現像剤が導入され、磁気ブラシ現像方式によって、静電潜像担持体としての感光体１に形成された静電潜像を現像し、各色トナー像が感光体１に形成される。これらの現像器としては、図７に示すような２成分現像器を好適に用いることができる。
【００５９】
図７において、２成分現像器は矢印ｅ方向に回転駆動される現像スリーブ３０を備えており、現像スリーブ３０内にはマグネットローラ３１が固定配置されている。現像剤容器３２には、現像剤Ｔを現像スリーブ３０表面に薄層形成するための規制ブレード３３が設置されている。
【００６０】
また、現像剤容器３２の内部は、隔壁３６によって現像室（第１室）Ｒ１と攪拌室（第２室）Ｒ２とに区画され、攪拌室Ｒ２の上方には、トナーホッパー３４が配置されている。現像室Ｒ１と攪拌室Ｒ２には、それぞれ搬送スクリュー３７、３８が設置されている。なお、トナーホッパー３４には補給口３５が設けられており、トナー補給時、トナーｔが該補給口３５を経て攪拌室Ｒ２内に落下補給される。
【００６１】
一方、現像室Ｒ１及び攪拌室Ｒ２内には、上記トナー粒子と磁性キャリア粒子が混合された現像剤Ｔが収容されている。
【００６２】
また、現像室Ｒ１内の現像剤Ｔは、搬送スクリュー３７の回転駆動によって現像スリーブ３０の長手方向に向けて搬送される。攪拌室Ｒ２内の現像剤Ｔは、搬送スクリュー３８の回転駆動によって現像スリーブ３０の長手方向に向けて搬送される。搬送スクリュー３８による現像剤搬送方向は、搬送スクリュー３７によるそれとは反対方向である。
【００６３】
隔壁３６には、紙面と垂直方向である手前側と奥側に開口部（不図示）がそれぞれ設けられており、搬送スクリュー３７で搬送された現像剤Ｔがこの開口部の１つから搬送スクリュー３８に受渡され、搬送スクリュー３８で搬送された現像剤Ｔが上記開口部の他の１つから搬送スクリュー３７に受渡される。トナーは磁性粒子との摩擦で、潜像を現像するための極性に帯電する。
【００６４】
アルミニウムや非磁性ステンレス鋼等の非磁性材からなる現像スリーブ３０は、現像剤容器３２の感光体１に近接する部位に設けた開口部に設けられており、矢印ｅ方向（反時計方向）に回転してトナー及びキャリアの混合された現像剤Ｔを現像部Ｃに担持搬送する。現像スリーブ３０に担持された現像剤Ｔの磁気ブラシは現像部Ｃで矢印ａ方向（時計方向）に回転する感光体１に接触し、静電潜像はこの現像部Ｃで現像される。
【００６５】
現像スリーブ３０には、電源（不図示）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る。潜像の暗部電位（非露光部電位）と明部電位（露光部電位）は、上記振動バイアス電位の最大値と最小値の間に位置している。これによって、現像部Ｃに、向きが交互に変化する交番電界が形成される。この交番電界中で、トナーとキャリアは激しく振動し、トナーが現像スリーブ３０及びキャリアへの静電的拘束を振り切って潜像に対応して感光体１表面の明部に付着する。
【００６６】
振動バイアス電圧の最大値と最小値の差（ピーク間電圧）は１〜５ｋＶが好ましく、本実施の形態では２ｋＶの矩形波、また、周波数は１〜１０ｋＨｚが好ましいが、本実施の形態では２ｋＨｚとした。また、振動バイアス電圧の波形は、矩形波に限らず、サイン波、三角波等が使用できる。
【００６７】
そして、上記直流電圧成分は、静電潜像の暗部電位と明部電位の間の値であるが、絶対値で最小の明部電位よりも暗部電位の方により近い値であることが、暗部電位領域へのカブリトナーの付着を防止するうえで好ましい。本実施の形態では暗部電位−７００Ｖに対して、明部電位−２００Ｖ、現像バイアスの直流成分を−５００Ｖとした。また、現像スリーブ３０と感光体１の最小間隙（この最小間隙位置は現像部Ｃ内にある）は０．２〜１ｍｍであることが好適であるが、本実施の形態では０．５ｍｍとした。
【００６８】
また、規制ブレード３３で規制されて現像部Ｃに搬送される現像剤Ｔの量は、マグネットローラ３１の現像磁極Ｓ１による現像部Ｃでの磁界により形成される現像剤Ｔの磁気ブラシの現像スリーブ３０表面上での高さが、感光体１を取り去った状態で、現像スリーブ３０と感光体１間の最小間隙値の１．２〜３倍となるような量であることが好ましい。本実施の形態では７００μｍとした。
【００６９】
マグネットローラ３１の現像磁極Ｓ１は、現像部Ｃと対向する位置に配置されており、現像磁極Ｓ１が現像部Ｃに形成する現像磁界により現像剤Ｔの磁気ブラシが形成され、この磁気ブラシが感光体１に接触してドット分布静電潜像を現像する。その際、磁性キャリアの穂（ブラシ）に付着しているトナーも、この穂ではなくスリーブ表面に付着しているトナーも、静電潜像の露光部に転移してこれを現像する。
【００７０】
現像磁極Ｓ１による現像磁界の現像スリーブ３０表面上での強さ（現像スリーブ３０表面に垂直な方向の磁束密度）は、そのピーク値が５×１０−２（Ｔ）〜２×１０−１（Ｔ）であることが好適である。また、マグネットローラ３１は、上記現像磁極Ｓ１の他に、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２極を有している。
【００７１】
ここで、感光体１表面の静電潜像を、現像装置４を用いて２成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤Ｔの循環系について説明する。
【００７２】
現像スリーブ３０の回転によりＮ２極で汲み上げられた現像剤ＴはＳ２極からＮ１極と搬送され、その途中で規制ブレード３３で層厚が規制され、現像剤薄層を形成する。そして、現像磁極Ｓ１の磁界中で穂立ちした現像剤Ｔが感光体１上の静電潜像を現像する。その後、Ｎ３極、Ｎ２極間の反発磁界により現像スリーブ３０上の現像剤Ｔは現像室Ｒ１内へ落下する。現像室Ｒ１内に落下した現像剤Ｔは、搬送スクリュー３７により攪拌搬送される。
【００７３】
次に、本実施の形態に係る転写手段について説明する。本発明において、中間転写体及び転写手段としては、一般的な材料を用いることが可能である。
【００７４】
転写体５は、表面に例えばポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムからなる転写シート５ｃが張設されており、感光体１に対して当接、離間自在に設置されている。転写体５は矢印方向（時計方向）に回転駆動される。転写体５内には、転写帯電器５ａ、分離帯電器５ｂ等が設置されている。
【００７５】
次に、上記した画像形成装置の画像形成動作について説明する。
【００７６】
感光体１は、中心支軸を中心に所定の周速度（プロセススピード）で矢印ａ方向（反時計方向）に回転駆動され、その回転過程において一次帯電器２により、本実施の形態では負極性の一様な帯電処理を受ける。
【００７７】
そして、感光体１の一様帯電面に対して露光装置（レーザ走査装置）３から出力される、画像読み取り部Ｂからプリンタ部Ａ側に出力される画像信号に対応して変調されたレーザー光Ｌによる走査露光によって、感光体１上に画像読み取り部Ｂにより光電読み取りされた原稿Ｇの画像情報に対応した各色の静電潜像が順次形成される。感光体１上に形成された静電潜像は現像装置４により、上述した２成分磁気ブラシ法によって、まず現像器４１１ａにより反転現像されて第１色目のトナー像として可視像化される。
【００７８】
一方、感光体１上への上記トナー像の形成に同期して、給紙カセット１０内に収納された紙などの転写材Ｐが給紙ローラ１１又は１２により１枚づつ給送され、レジストローラ１３により所定のタイミングで転写体５に給紙され、吸着ローラ１４によって転写材Ｐが転写体５上に静電吸着される。転写体５上に静電吸着された転写材Ｐは、転写体５の矢印方向（時計方向）の回転によって感光体１と対向した位置に移動し、転写帯電器５ａによって転写材Ｐの裏側に前記トナーと逆極性の電荷が付与されて、表面側に感光体１上のトナー像が転写される。
【００７９】
この転写後、感光体１上に残留している転写残トナーはクリーニング装置６によって除去され、次のトナー像の形成に供される。
【００８０】
以下、同様にして感光体１上の静電潜像が現像されて、感光体１上に形成されたシアントナーａ像、シアントナーｂ像、マゼンタトナー像ａ、マゼンタトナー像ｂ、イエロートナー像、ブラックトナー像が転写帯電器５ａにより転写体５上の転写材Ｐに重ねて転写され、フルカラー画像が形成される。
【００８１】
そして、転写材Ｐを分離帯電器５ｂによって転写体５上から分離し、分離された転写材Ｐは搬送ベルト８を通して定着装置９に搬送される。定着装置９に搬送された転写材Ｐは約２００ｍｍ／ｓで進入、定着ローラ９ａ（シリコーンゴム：肉厚２．４ｍｍ、φ６０ｍｍ、硬度７９（ＡＳＫ−Ｃ１ｋｇ荷重））と加圧ローラ９ｂ（シリコーンゴム：肉厚１．８ｍｍ、φ６０ｍｍ、硬度８１（ＡＳＫ−Ｃ１ｋｇ荷重））間で約１６０℃で加熱、７０ｋｇで加圧されて表面にフルカラー画像が定着された後、排紙ローラ１５によりトレイ１６上に排紙される。
【００８２】
また、感光体１表面は、クリーニング装置６によって転写残トナーが除去され、さらに感光体１表面は、前露光ランプ７で除電され、次の画像形成に備える。
【００８３】
【実施例】
次に、本発明の特徴的な部分についてさらに詳述する。本発明の効果を確かめるために、パッチ出力をシアン色について図５（ａ）のように行う。まず、入力Ｄａｔａ値１００に対して、淡色トナーの記録率１００％（２５５／２５５）と濃色トナーの記録率１５％（４０／２５５）潜像書き込みし、通常行う予定の現像バイアスの直流成分にて現像プロセスを行い、転写材上にトナー画像Ｔ１を形成させる。
【００８４】
このとき、レーザースポット径をコリメーター部への絞り挿入によって振り、紙上の淡色トナー中の濃色トナーの最小ドットサイズＷｍｉｎｉを２０μｍから７０μｍまで変えて、Ｔ１画像の粒状性を主観評価することによって、淡色トナーから濃色トナーへの階調性に問題がないかをみた。濃色トナーの記録率としては１／１６に設定した。
【００８５】
なお、図５（ａ）は濃淡色トナーが混在した画像パッチの模式図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は濃色トナーの最小ドットサイズＷｍｉｎｉの定義の一例を示したものである。
【００８６】
また、前述の粒状性評価は、淡色トナーと濃色トナーの濃度差によっても変わるので、淡色トナーの記録率１００％（２５５／２５５）時の明度Ｌ＊値を振ることも同時に行った。
【００８７】
その結果を図９に示す。これより、特に、転写材上の濃色トナーのドット径が５０μｍを超えないことによって、淡色トナーのベタ部に濃色トナーが混入した場合、特に淡色トナーにより形成された画像に濃色トナーが初めて混入した時の粒状性悪化が防げることがわかった。勿論、淡色トナーの濃さにもよるが、そもそもの淡色トナー導入の目的である、ハイライトのガサツキ低下達成のためには、本実施の形態では、淡色トナーの記録率１００％の時の明度値が６０程度を上回れば良いことがわかっている。即ち、ハイライトのガサツキに効果のある条件下では、紙上の濃色トナーのドット径が５０μｍを超えなければ、ハイライトにおけるガサツキの低減と、淡色トナーにより形成された画像に濃色トナーが初めて混入した時の粒状性の低減を両立することができる。
【００８８】
実際には記録率が１／１６のときに５０μｍを超えるトナー画像のくっきりとした形が画像に違和感を与えるのであり、転写紙上でトナーが飛び散ってしまっていて、ボヤけている場合には問題とはならない。つまり、「５０μｍを超えるトナー画像」は存在しないのである。
【００８９】
ドット径を調節する方法としては、本実施の形態のようにレーザースポット径を変える手法に限らず、前述説明の１画素内のＰＷＭの走査時間を変えることなどによっても可能である。
【００９０】
すなわち、転写材上の淡色トナー中の濃色トナーの最小ドットサイズＷｍｉｎｉが５０μｍを超えないことが好ましい。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、電子写真装置において濃淡色トナーを使用し、転写材上の淡色トナー中の濃色トナーの最小ドットサイズＷｍｉｎが５０μｍを超えないようにする手段を有することによって、淡色トナーと濃色トナーの混在する画像域での粒状性低減が図れ、全階調域で滑らかな階調表現が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系を説明するための立体概念図を示したものである。
【図２】ある値の明度における色相と彩度、色相角度の平面概念図を示したものである。
【図３】本実施の形態に係るトナーの色相曲線の代表的な測定結果の一例を示す図である。
【図４】本実施の形態に係るトナーの彩度、明度曲線の代表的な測定結果の一例を示す図である。
【図５】（ａ）は濃淡色トナーが混在した画像パッチの模式図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は濃色トナーの最小ドットサイズＷｍｉｎｉの定義の一例を示したものである。
【図６】本願発明に好適に用いることができる画像形成装置の縦断面図である。
【図７】本実施の形態に係る二成分現像器の構成を示す縦断面図である。
【図８】本実施の形態に係る画像形成装置における画像処理のブロック図を示したものである。
【図９】淡色トナーに濃色トナーが混在したときの粒状性の主観評価をまとめた表である。
【図１０】本実施の形態に係るレーザー露光光学系の概略構成図である。
【図１１】本実施の形態に係る現像装置の概略断面図である。
【図１２】本実施の形態に係る淡色トナーと濃色トナーとによる記録率と階調データとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  感光体
２  一次帯電器
３  露光装置
４  現像装置
５  転写体
６  クリーニング装置
７  前露光ランプ
８  搬送ベルト
９  定着装置
１０  給紙カセット
１１  給紙ローラ
１３  レジストローラ
１４  吸着ローラ
１５  排紙ローラ
１６  トレイ
２０  原稿台ガラス
２１  画像読み取りユニット
２２  回転多面鏡
２３  レンズ群
２４  発光信号発生器
２５  固体レーザー素子
２６  コリメーターレンズ系
３０  現像スリーブ
３１  マグネットローラ
３２  現像剤容器
３３  規制ブレード
３４  トナーホッパー
３５  補給口
３６  隔壁
３７、３８  搬送スクリュー
４１  レーザドライバ
５１  アナログ信号処理部
５２  Ａ／Ｄ変換部
５３  シェーディング補正部
５４  ラインディレイ部
５５  入力マスキング部
５６  ＬＯＧ変換部
５７  ライン遅延メモリ
５８  マスキング・ＵＣＲ部
５９  γ補正部
６２  パルス幅変調器
Ａ  プリンタ部
Ｂ  画像読み取り部
Ｃ  現像部
Ｇ  原稿
Ｌ  レーザー光
Ｐ  転写材
Ｗｍｉｎｉ  最小（ドット）サイズ
【図１】
2004226885.tif 000005
【図２】
2004226885.tif 000006
【図３】
2004226885.tif 000007
【図４】
2004226885.tif 000008
【図５】
2004226885.tif 000009
【図６】
2004226885.tif 000010
【図７】
2004226885.tif 000011
【図８】
2004226885.tif 000012
【図９】
2004226885.tif 000013
【図１０】
2004226885.tif 000014
【図１１】
2004226885.tif 000015
【図１２】
2004226885.tif 000016