JP4378026B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

【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、ファクシミリ等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記録材に、像担持体である感光ドラム上に形成される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１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記録材に転写する。この転写工程を他の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、記録材上に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】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したようなカラー画像形成装置が例えばカラー複写機の場合、文字原稿等ではあまり発生しないが、写真原稿等の濃度の薄いハーフトーンのある原稿では、複写によって形成されるカラー画像に細やかな濃度ムラが生じ易い。一般にこの濃度ムラは「ガサツキ」と言われている。
【０００５】
上記濃度ムラは、視覚的にシアン、マゼンタ、イエローの各色のうち、シアン、マゼンタが特に目立ち易い。
【０００６】
この濃度ムラはインクジェットや印刷にはないものであり、特にこれ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輪郭をランダムに分布することで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。
【０００７】
図１２と図１３は、それぞれ実際の電子写真方式とインクジェット方式の出力画像である。図１２は、電子写真方式におけるディザドットを形成する微小トナーの様子（コピー紙上）を拡大図にして示している。一方、図１３は、インクジェット方式（エプソン社製のＰＭ７００）によって専用光沢紙上に同様なドットを出力した略同スケールの拡大図である。
【０００８】
図１２、図１３から明らかなように、ドットといっても電子写真方式の場合には、インクジェット方式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輪郭をランダムに分布することで形成されることが分かる。更に、ドットの出来上がりも同一ではなく、密度が小さいものや高いもの、ドット径の小さいものや大きいもの、形に至っては円形どころかいびつであり、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略ランダムであり、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の差である。特に、インクジェット方式と比較すると、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】
これらの現象の主原因は、ドットを形成させるのに電子写真方式では微小なトナー粒子を使用している点にある。更に、助長する原因としては、電子写真プロセスでの潜像プロセス、現像プロセス、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、更に、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剤担持体としての現像スリーブ間、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スリーブへの鏡映力）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ようとするとき、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、といったことが起こり、ドット形成にムラが発生してしまう。
【００１２】
一方、特開昭５８−３９４６８号公報に開示されているようなインクジェット方式における濃淡インクプロセスはインクジェットシステム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方式の問題は生じない。
【００１３】
このため、インクジェット方式などで用いられている濃淡インクの効果である粒状性の改善の点においては、電子写真方式では上述の「ドットを形成するトナー密度のゆらぎ」、「ドット形状のゆらぎ」に起因する目につく低周波ノイズに対して、淡色トナーは電子写真方式への効果はインクジェット方式以上に絶大であることが分かった。
【００１４】
また、それだけでなく、インクジェット方式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方式では高画質を狙う上での障害となっていた点にも、電子写真方式への淡色トナーの導入は革命的進歩をもたらすことが分かった。図１４に示すように、理想的複写に対して実際の複写線Ａでは、複写濃度（複写反射濃度）は低濃度領域で原稿濃度（原稿反射濃度）よりも濃度は低く、原稿濃度の中濃度辺りから急激に複写濃度が増加し、速やかに最大濃度に到達するという特徴を示す。これは、上述の現像プロセスにおける付着力が起因している。
【００１５】
ここで、上記最大濃度（最大反射濃度）について説明する。図１４に示す状態は図１５によって説明できる現象である。即ち、図１５において、スキャナー等で読み取った原稿濃度データ又はデジタル画像データを下方向の縦軸、複写濃度（複写反射濃度）を上方向の縦軸とし、その情報を光学書き込み用データに変換後、感光ドラムの帯電、露光などにより形成された潜像電位と現像バイアスに印加する電圧の差（現像コントラスト）を横軸とする。
【００１６】
原稿濃度データ、現像コントラストは場合によって補正を行うが補正なしの直線ｃとした場合、図１４における複写線Ａのカーブは現像システム、即ち、現像スリーブ上のトナーコート量、トナー電荷量、感光ドラムの静電容量、プロセススピードと現像スリーブの周速比、現像バイアス等に左右される。
【００１７】
このため、図１５のように、現像バイアスの直流成分を変化させて現像コントラストを大きくしていくと、電気容量或いは供給可能なトナーａの量が飽和するなどして、トナーａの濃度が複写濃度（複写反射濃度）に対して一定値になる。即ち、その一定値がトナーａの出せる紙（記録材）での最大濃度となる。
【００１８】
そこで本発明は、薄いハーフトーン画像等の場合でも濃度ムラの発生を抑えて高画質な画像形成を行うことができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【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は、記録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可能な画像形成装置において、像担持体上に形成された静電像を現像する現像手段を備え、前記現像手段は、第１シアントナーを用いて現像を行う第１現像器と、第１マゼンタトナーを用いて現像を行う第２現像器と、イエロートナーを用いて現像を行う第３現像器と、前記第１シアントナーよりも淡い第２シアントナーを用いて現像を行う第４現像器と、第１マゼンタトナーよりも淡い第２マゼンタトナーを用いて現像を行う第５現像器と、ブラックトナーを用いて現像を行う第６現像器と、を有し、前記第２シアントナーの最大反射濃度は、前記第１シアントナーの最大反射濃度の半分以下であり、前記第２マゼンタトナーの最大反射濃度は、前記第１マゼンタトナーの最大反射濃度の半分以下であり、通常の画像形成モードが選択されるときは、前記第１、第２、第３及び第６の現像器によって現像が行われ、前記通常の画像形成モードと異なる特殊な画像形成モードが選択されるときは、前記第１、第２、第３、第４、第５及び第６の現像器によって現像が行われ、且つ、シアン色用の１つの静電像に対しては前記第１現像器と前記第４現像器とで多重現像が行われ、マゼンタ色用の１つの静電像に対しては前記第２現像器と前記第５現像器とで多重現像が行われ、前記第１、第２、第３及び第６の現像器は第１の回転体に支持され、前記第４及び第５の現像器は第２の回転体に支持されることを特徴としている。
【００２０】
また、前記第２の回転体は、前記像担持体の回転方向に関し、前記静電像が形成される位置よりも下流側で、前記第１の回転体よりも上流側に位置することを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２６】
〈参考例１〉
図１は、本発明に関する参考例１に係る画像形成装置（本参考例では、転写ドラムを備えたフルカラーの複写機）を示す概略構成図である。
【００２７】
図１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。
【００２８】
画像読み取り部Ｂにおいて、２０は固定の原稿台ガラスであり、この原稿台ガラス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。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等を配置した画像読み取りユニットである。
【００２９】
この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の下側においてこの原稿台ガラス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される。
【００３０】
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上の載置セット原稿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。
【００３１】
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。
【００３２】
一方、プリンタ部Ａにおいて、像担持体としての感光ドラム１の周囲には、一次帯電器２、現像装置４、転写ドラム５、クリーニング装置６、前露光ランプ７等が設置されている。また、転写ドラム５の転写材搬送方向下流側には定着装置９が設置され、プリンタ部Ａの上部にはレーザビーム走査露光方式の露光装置（レーザ走査装置）３が設置されている。
【００３３】
感光ドラム１は、本参考例では負帯電の有機感光体で、アルミニウム等の導電性のドラム基体（不図示）上に光電層を有しており、所定のプロセススピードで矢印方向（反時計方向）に回転駆動され、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。
【００３４】
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ドラム１表面をレーザ走査露光Ｌして、静電潜像を形成する。
【００３５】
図２は、露光装置３を示す概略構成図である。この露光装置３により感光ドラム１表面をレーザ走査露光Ｌする場合には、先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、固体レーザ素子２５から放射された光信号であるレーザ光を、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、更に、矢印ｃ方向に高速回転する回転多面鏡２２により感光ドラム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）により感光ドラム１表面にレーザスポットが結像される。このようなレーザ走査により感光ドラム１表面には走査分の露光分布が形成され、更に、各走査毎に感光ドラム１表面に対して垂直に所定量だけスクロールさせれば、感光ドラム１表面に画像信号に応じた露光分布が得られる。
【００３６】
即ち、感光ドラム１の一様帯電面に画像信号に対応してＯＮ／ＯＦＦ発光される固体レーザ素子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、感光ドラム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。本参考例では、シアン、シアンａ、マゼンタ、マゼンタａ、イエロー、ブラックの６色である。なお、前記シアンａは最大反射濃度が前記シアンより小さい、即ちシアンより淡い淡色シアンであり、前記マゼンタａは最大反射濃度が前記マゼンタより小さい、即ちマゼンタより淡い淡色マゼンタである。
【００３７】
現像装置４は、図３に示すように、シアントナーを収納したシアン現像器４Ｃａ、前記シアンａトナーを収納したシアン現像器４Ｃｂ、マゼンタトナーを収納したマゼンタ現像器４Ｍａ、前記マゼンタａトナーを収納したマゼンタ現像器４Ｍｂ、イエロートナーを収納したイエロー現像器４Ｙ、ブラックトナーを収納したブラック現像器４Ｋが回転自在な回転体４Ａに支持されており、感光ドラム１上に形成される静電潜像を反転現像方式で現像して可視像化（顕像化）する。本参考例では、シアン現像器４Ｃａ、シアン現像器４Ｃｂ、マゼンタ現像器４Ｍａ、マゼンタ現像器４Ｍｂ、イエロー現像器４Ｙ、ブラック現像器４Ｋの６つの現像器によって、シアン、シアンａ、マゼンタ、マゼンタａ、イエロー、ブラックの順で現像される。
【００３８】
前記シアン現像器４Ｃａ、シアン現像器４Ｃｂ、マゼンタ現像器４Ｍａ、マゼンタ現像器４Ｍｂ、イエロー現像器４Ｙ、ブラック現像器４Ｋとして、本参考例では、図４に示すような２成分現像器を用いた。
【００３９】
それぞれの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。
【００４０】
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）Ｒｌ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Ｒｌ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。
【００４１】
一方、現像室Ｒｌ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。
【００４２】
トナーｔとしては、バインダー樹脂に着色剤や帯電制御剤等を添加した公知の物が使用でき、トナーｔの体積平均粒径は６μｍである。
【００４３】
トナーｔの体積平均粒径は、例えば下記の測定法で測定することができる。
【００４４】
測定装置としては、例えばコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数平均分布、体積平均分布を出力するインターフェイス（日科機社製）及びＣＸ−ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン社製）を接続し、電解液は一級塩化ナトリウムを用いて、１％ＮａＣｌ水溶液を調整する。
【００４５】
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、更に測定試料０．５〜５０ｍｇを加える。この試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、測定装置（コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型）によりアパチャーとして、１００μｍアパチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定し、体積分布を求める。これら求めた体積分布により、サンプルの体積平均粒径が得られる。
【００４６】
一方、磁性キャリアとしては磁性体粒子の表面に極めて薄い樹脂コーティングを施したもの等が好適に使用され、平均粒径は５〜７０μｍが好ましい。キャリアの平均粒径は、水平方向最大弦長で示し、測定法は顕微鏡法によりキャリア３００個以上をランダムに選び、その径を実測して算術平均をとることによって本参考例のキャリア粒径とした。
【００４７】
また、現像室Ｒｌ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。
【００４８】
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３６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。
【００４９】
アルミニウムや非磁性ステンレス銅等の非磁性材からなる現像スリーブ３０は、現像剤容器３２の感光ドラム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）に回転する感光ドラム１に接触し、静電潜像はこの現像部Ｃで現像される。
【００５０】
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ドラム１表面の明部に付着する。
【００５１】
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、また、周波数は１〜１０ｋＨｚが好ましい。また、振動バイアス電圧の波形は、矩形波、サイン波、三角波等が使用できる。
【００５２】
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のもの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。また、現像スリーブ３０と感光ドラム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。
【００５３】
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Ｓｌ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、感光ドラム１を取り去った状態で、現像スリーブ３０と感光ドラム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。
【００５４】
マグネットローラ３１の現像磁極Ｓｌは、現像部Ｃと対向する位置に配置されており、現像磁極Ｓｌ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ドラム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。
【００５５】
現像磁極Ｓｌ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には、上記現像磁極Ｓｌの他に、Ｎｌ、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２極を有している。
【００５６】
ここで、感光ドラム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。
【００５７】
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Ｎｌ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Ｓｌの磁界中で穂立ちした現像剤Ｔが感光ドラム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Ｒｌ内へ落下する。現像室Ｒｌ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。
【００５８】
転写ドラム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、感光ドラム１に対して当接、離間自在に設置されている。転写ドラム５は矢印方向（時計方向）に回転駆動される。転写ドラム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。
【００５９】
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。
【００６０】
感光ドラム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、本参考例では負極性の一様な帯電処理を受ける。
【００６１】
そして、感光ドラム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光による走査露光Ｌによって、感光ドラム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。感光ドラム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、先ずシアン現像器４Ｃａにより反転現像されてトナー像（第１色目のシアントナー像）として可視像化される。
【００６２】
一方、感光ドラム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ドラム５に給紙され、吸着ローラ１４によって転写材Ｐが転写ドラム５上に静電吸着される。転写ドラム５上に静電吸着された転写材Ｐは、転写ドラム５の矢印方向（時計方向）の回転によって感光ドラム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、表面側に感光ドラム１上のトナー像（シアントナー像）が転写される。
【００６３】
この転写後、感光ドラム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、次の色のトナー像の形成に供される。
【００６４】
以下、同様にしてシアンａ、マゼンタ、マゼンタａ、イエロー、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納したシアン現像器４Ｃｂ、マゼンタ現像器４Ｍａ、マゼンタ現像器４Ｍｂ、イエロー現像器４Ｙ、ブラック現像器４Ｋにより感光ドラム１上の静電潜像が現像されて、感光ドラム１上に順次形成されたシアンａトナー像、マゼンタトナー像、マゼンタａトナー像、イエロートナー像、ブラックトナー像が、転写帯電器５ａにより転写ドラム５（転写シート）上の転写材Ｐに順次重ねて転写され、フルカラー画像が形成される。
【００６５】
なお、上記画像形成時において、シアンとシアンａの各トナーで同一の静電潜像を現像し、マゼンタとマゼンタａの各トナーで同一の静電潜像を現像した。
【００６６】
そして、転写材Ｐを分離帯電器５ｂによって転写ドラム５（転写シート）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、定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂ間で加熱、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。
【００６７】
また、感光ドラム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、更に感光ドラム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。
【００６８】
上述したように本参考例では、シアン、シアンａ、マゼンタ、マゼンタａ、イエロー、ブラックの６色のトナーによって現像する構成であるが、特にシアントナーについて、原稿濃度に対して複写濃度を見てみると、図５に示すように、シアン現像器４Ｃａには最大反射濃度が、１．６程度になるようなシアントナーを使用し、シアン現像器４Ｃｂには最大反射濃度が、０．４、０．６、０．８、１．０、１．２、１．４になるシアンａトナーを使用し、上述した課題であるハーフトーン画像の濃度ムラ（ガサツキ）について、その効果を評価したところ、図６に示すような結果が得られた。なお、図５、図６において、トナーａはシアントナー、トナーｂはシアンａトナーである。なお、シアントナー、シアンａトナーは共に、トナーの平均粒径は６μｍとした。
【００６９】
図６におけるガサツキ解消の程度判断は主観評価である。即ち、観察者はサンプルから３０ｃｍ程度離れて観察し、なにも変化が見られない場合を「×」、粒状感が良い方向に変化した場合を「○」、「○」の中でも特に良いと判断できた場合を「◎」とした。
【００７０】
この評価結果から明らかなように、シアンａトナーの最大反射濃度が、シアントナーの最大反射濃度の半分である０．８以下である小さい場合に、ハーフトーン画像の濃度ムラ（ガサツキ）がなくなることが分かった。本参考例では、シアンａトナーの最大反射濃度が０．６の場合に最も効果が大きかった。
【００７１】
また、マゼンタトナーとマゼンタａトナーとの関係も同様であり、マゼンタａトナーの最大反射濃度が、マゼンタトナーの最大反射濃度の半分である０．８以下である場合に、ハーフトーン画像の濃度ムラ（ガサツキ）がなくなった。なお、マゼンタトナー、マゼンタａトナーは共に、トナーの平均粒径は６μｍとした。
【００７２】
このように本参考例では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のトナーによって、前記各色のトナー像を感光ドラム１上に現像し、更に、シアントナーの最大反射濃度の半分以下の最大反射濃度を備えるシアン色のシアンａトナーと、マゼンタトナーの最大反射濃度の半分以下の最大反射濃度を備えるマゼンタ色のマゼンタａトナーとによって、シアンａトナーとマゼンタａトナーの各色のトナー像を感光ドラム１上に現像することによって、ハーフトーン画像の場合でも濃度ムラ（ガサツキ）をなくして、高画質な画像を得ることができた。
【００７３】
〈参考例２〉
本発明者の検討によれば、感光ドラム上の現像直後のハーフトーン領域のドットトナー像を観察したところ、初期的には平均トナー粒径（６μｍ）よりも１〜２μｍ小さいトナーが集まって、そのドットトナー像を形成していることが判明した。
【００７４】
即ち、低濃度領域のトナー粒径は、全体を形成するトナーの平均粒径よりも小さめだということである。これは、小さいトナーは単位重量当たりの電荷量（トリボ）が大きく、運動性能が良いため、現像時に、微小なドットが形成する静電潜像と現像バイアスで発生する電界に十分追従できるからである。
【００７５】
また、濃い濃度を必要とする部分には、単位重量当たりの電荷量が低く（現像するトナーのトリボが低ければ低い程、同じ静電潜像なら多くのトナーが現像される）、大きめのトナー（より多くの色素を含むトナー）が付着するのがよい。
【００７６】
そこで、本参考例では、シアンａトナー、マゼンタａトナーで静電潜像の低濃度部となるべき部分（第２部分）の現像を行い、シアントナー、マゼンタトナーで静電潜像の高濃度部となるべき部分（第１部分）の現像を行うようにする。ここで、高濃度部となるべき部分と低濃度部となるべき部分とは、レーザの画像信号が異なり、潜像が異なる。例えば、原稿の画像を読み取って、原稿濃度が所定値以下の部分は低濃度部、所定値より大きい部分は高濃度部とすればよい。
【００７７】
また、本参考例では、シアントナー、マゼンタトナー、及びシアンａトナー、マゼンタａトナーの体積平均粒径を変化させて、上述した課題であるハーフトーン画像の濃度ムラ（ガサツキ）、最大反射濃度、文字画像の品質について、その効果を評価したところ、図７に示すような結果が得られた。なお、図７において、トナーａはシアントナー、マゼンタトナー、トナーｂはシアンａトナー、マゼンタａトナーである。なお、シアントナーとマゼンタトナーの最大反射濃度は１．６であり、シアンａトナーとマゼンタａトナーの最大反射濃度は０．８である。
【００７８】
この評価結果から明らかなように、シアンａトナーの体積平均粒径が、シアントナーの体積平均粒径よりも２μｍ以上小さく、マゼンタａトナーの体積平均粒径がマゼンタトナーの体積平均粒径よりも２μｍ以上小さく、シアントナー、マゼンタトナーの体積平均粒径が適当に小さい（本参考例では、６μｍ以下、より好ましくは４μｍ）方が、ハーフトーン画像の濃度ムラ（ガサツキ）をなくすことができた。
【００７９】
また、シアントナー、マゼンタトナーの体積平均粒径が適当に大きい（本参考例では、１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ）方が、最大反射濃度を高くでき、あらゆる画像で高画質な画像を得ることができた。更に、シアントナー、マゼンタトナーの体積平均粒径が適当に小さい（本参考例では、１０μｍ以下、より好ましくは６μｍ）方が、文字画像においては高画質な画像を得ることができた。
【００８０】
〈実施の形態１〉
図８は本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【００８１】
本実施の形態では、感光ドラム１の周囲に通常の４色回転型の現像装置４ａに高画質モード用の２色回転型の現像装置４ｂを備えた構成である。他の構成は図１に示した参考例１の画像形成装置と同様であり、重複する説明は省略する。
【００８２】
この画像形成装置は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、第１回転体４Ａにシアントナーを収納したシアン現像器４Ｃａ、マゼンタトナーを収納したマゼンタ現像器４Ｍａ、イエロートナーを収納したイエロー現像器４Ｙ、ブラックトナーを収納したブラック現像器４Ｋを有する現像装置４ａと、第２回転体４Ｂに前記シアンａトナーを収納したシアン現像器４Ｃｂ、前記マゼンタａトナーを収納したマゼンタ現像器４Ｍｂを有する現像装置４ｂを備えている。現像動作は、参考例１の現像装置４と同様である。
【００８３】
通常モードでは、第１回転体４Ａに支持された４色の現像器（シアン現像器４Ｃａ、マゼンタ現像器４Ｍａ、イエロー現像器４Ｙ、現像装置４ａ）を用い、高画質モードでは、前記第１回転体４Ａに支持された４色の現像器（シアン現像器４Ｃａ、マゼンタ現像器４Ｍａ、イエロー現像器４Ｙ、現像装置４ａ）に加え、第２回転体４Ｂに支持された２色の現像器（シアン現像器４Ｃｂ、マゼンタ現像器４Ｍｂ）を用いる。この高画質モードでは、シアン色用の１つの潜像に対してシアントナー（シアン現像器４Ｃａ）とシアンａトナー（シアン現像器４Ｃｂ）とで多重現像を行い、マゼンタ色用の１つの潜像に対してマゼンタトナー（マゼンタ現像器４Ｍａ）とマゼンタａトナー（マゼンタ現像器４Ｍｂ）とで多重現像を行なう。
【００８４】
このように本実施の形態においても、参考例１と同様にハーフトーン画像の濃度ムラ（ガサツキ）をなくすことができ、更に、通常の４色回転型の現像装置４ａに高画質モード用の２色回転型の現像装置４ｂを追加した構成により、通常モードの画像形成と高画質モードの画像形成を任意に切り替えて行うことができ、かつメンテナンス上も有利である。
【００８５】
また、前述の参考例は、図１０に示すタンデム方式のフルカラーの画像形成装置や、図１１に示す多重現像方式のフルカラーの画像形成装置にも適用可能である。
【００８６】
図１０に示したタンデム方式の画像形成装置の構成について簡単に説明する。
【００８７】
この画像形成装置は、４つの画像形成ユニットを備えており、各画像形成ユニットには、それぞれ感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと、一次帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ等を備えている。現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各トナーがそれぞれ収納されている。
【００８８】
そして、画像形成時には、先ず各一次帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄで帯電された各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に、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光による走査露光がなされることで、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に、画像読み取りユニット２１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マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色に対応した静電潜像がそれぞれ形成される。
【００８９】
各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に形成された静電潜像は、各現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによって、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナーにより現像されてトナー像として可視像化される。
【００９０】
そして、各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上への各色のトナー像の形成に同期して、転写ベルト５上に静電吸着されて搬送される紙Ｐに各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上の各色（マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック）のトナー像が順次多重転写され、フルカラー画像が形成される。
【００９１】
フルカラー画像が形成された紙Ｐは、定着装置９で加熱、加圧されて定着された後、外部に排紙される。
【００９２】
そして、このタンデム方式の画像形成装置に、上記シアンａトナーを収納した現像器、感光ドラム、一次帯電器等を備えた画像形成ユニットと、上記マゼンタａトナーを収納した現像器、感光ドラム、一次帯電器等を備えた画像形成ユニットを設置することもできる。
【００９３】
次に、図１１に示した多重現像方式の画像形成装置の構成について簡単に説明する。
【００９４】
この画像形成装置は、４つの現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを備えており、各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各トナーがそれぞれ収納されている。
【００９５】
そして、画像形成時には、先ず各一次帯電器２で帯電された感光ドラム１上に、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光による走査露光がなされることで、感光ドラム１上に、画像読み取りユニット２１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マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色に対応した静電潜像がそれぞれ形成される。
【００９６】
感光ドラム１上に形成された静電潜像は、各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによって、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナーにより各色トナー像を順次重ねて現像され、可視像化される。
【００９７】
そして、感光ドラム１上への各色のトナー像の形成に同期して、転写器５と感光ドラム１間に搬送される紙Ｐに感光ドラム１上に順次重ねて現像された各色（マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック）のトナー像が一括して転写され、フルカラー画像が形成される。
【００９８】
フルカラー画像が形成された紙Ｐは、定着装置９で加熱、加圧されて定着された後、外部に排紙される。
【００９９】
そして、この多重現像方式の画像形成装置に、上記シアンａトナーを収納した現像器と、上記マゼンタａトナーを収納した現像器を更に追加して設置することもできる。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第１シアントナー、第１マゼンタトナー、イエロートナー、第１シアントナーより淡い第２シアントナー、第１マゼンタトナーより淡い第２マゼンタトナーによって現像を行うことにより、ハーフトーン画像の場合でも濃度ムラ（ガサツキ）をなくして、高画質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に関する参考例１に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図２】 本発明に関する参考例１に係る画像形成装置の露光装置（レーザビームスキャナ）を示す概略構成図。
【図３】 本発明に関する参考例１に係る画像形成装置の現像装置を示す概略構成図。
【図４】２成分現像器の構成を示す概略断面図。
【図５】 参考例１における原稿反射濃度と複写反射濃度との関係を示す図。
【図６】 参考例１における評価結果を示す図。
【図７】 参考例２における評価結果を示す図。
【図８】 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図。
【図９】 （ａ）、（ｂ）は、実施の形態１における画像形成装置の現像装置を示す概略構成図。
【図１０】タンデム方式の画像形成装置を示す概略構成図。
【図１１】多重現像方式の画像形成装置を示す概略構成図。
【図１２】電子写真方式で紙上にディザドットを出力した拡大図。
【図１３】インクジェット方式で紙上にディザドットを出力した拡大図。
【図１４】従来例における原稿反射濃度と複写反射濃度との関係を示す図。
【図１５】現像コントラスト電圧に対する原稿反射濃度及び複写反射濃度の関係を示す図。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（像担持体）
２ 一次帯電器
３ 露光装置
４ 現像装置
４ａ 現像装置（現像器）
４ｂ 現像装置（現像器）
４Ａ 第１回転体
４Ｂ 第２回転体
４Ｃａ シアン現像器（第１現像器）
４Ｃｂ シアンａ現像器（第４現像器）
４Ｍａ マゼンタ現像器（第２現像器）
４Ｍｂ マゼンタａ現像器（第５現像器）
４Ｙ イエロー現像器（第３現像器）
４Ｋ ブラック現像器（第６現像器）
５ 転写ドラム
５ａ 転写帯電器
５ｂ 分離帯電器
５ｃ 転写シート
９ 定着装置
３０ 現像ドラム

Claims (2)

1. 記録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可能な画像形成装置において、
   像担持体上に形成された静電像を現像する現像手段を備え、前記現像手段は、第１シアントナーを用いて現像を行う第１現像器と、第１マゼンタトナーを用いて現像を行う第２現像器と、イエロートナーを用いて現像を行う第３現像器と、前記第１シアントナーよりも淡い第２シアントナーを用いて現像を行う第４現像器と、第１マゼンタトナーよりも淡い第２マゼンタトナーを用いて現像を行う第５現像器と、ブラックトナーを用いて現像を行う第６現像器と、を有し、
   前記第２シアントナーの最大反射濃度は、前記第１シアントナーの最大反射濃度の半分以下であり、前記第２マゼンタトナーの最大反射濃度は、前記第１マゼンタトナーの最大反射濃度の半分以下であり、
   通常の画像形成モードが選択されるときは、前記第１、第２、第３及び第６の現像器によって現像が行われ、
   前記通常の画像形成モードと異なる特殊な画像形成モードが選択されるときは、前記第１、第２、第３、第４、第５及び第６の現像器によって現像が行われ、且つ、シアン色用の１つの静電像に対しては前記第１現像器と前記第４現像器とで多重現像が行われ、マゼンタ色用の１つの静電像に対しては前記第２現像器と前記第５現像器とで多重現像が行われ、
   前記第１、第２、第３及び第６の現像器は第１の回転体に支持され、前記第４及び第５の現像器は第２の回転体に支持される、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の回転体は、前記像担持体の回転方向に関し、前記静電像が形成される位置よりも下流側で、前記第１の回転体よりも上流側に位置する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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