JP2011107172A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of accurately express density gradations by using a black high-density magnetic toner and a black low-density nonmagnetic toner, and giving little difference in gloss from an image expressed by using a nonmagnetic toner. <P>SOLUTION: An image forming section PK where a toner image is formed by using a high-density black toner, which is a magnetic toner, is disposed in the downstream side along an intermediate transfer belt 12 from an image forming section PG where a toner image is formed by using a low-density black toner, which is a nonmagnetic toner. The black image in the image data is divided into an image for the high-density black toner and an image for the low-density black toner, and the toner images are respectively formed and superimposed by the intermediate transfer belt 12 on a recording material, with the high-density black toner in the lower side. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、二成分現像剤と一成分現像剤の両方を用いてブラックの階調表現を行う画像形成装置、詳しくは定着画像の階調表現における光沢度のばらつきを減らす現像装置の配置構成に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus that performs black gradation expression using both a two-component developer and a one-component developer, and more particularly to an arrangement configuration of a developing apparatus that reduces variation in glossiness in gradation expression of a fixed image. .

磁性トナーを含む一成分現像剤を用いて静電像を現像するモノクロ画像形成装置が広く用いられている。一成分現像剤は、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤よりも低コストである。そして、一成分現像剤を用いる現像装置は、二成分現像剤を用いる現像装置に比較して小型で済み、構造が単純で、制御が容易で、磁性キャリアの劣化に伴う性能低下とも無縁である。   A monochrome image forming apparatus that develops an electrostatic image using a one-component developer containing magnetic toner is widely used. A one-component developer is less expensive than a two-component developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier. A developing device using a one-component developer is smaller than a developing device using a two-component developer, has a simple structure, is easy to control, and is free from performance deterioration due to deterioration of a magnetic carrier. .

一方、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いて静電像を現像するフルカラー画像形成装置も広く用いられている。二成分現像剤は、いわゆる磁気ブラシ現像法を用いることで、一成分現像剤よりもトナー載り量を精密に制御して自然なハーフトーン画像を出力でき、精細な静電像でも正確に現像できる。   On the other hand, full-color image forming apparatuses that develop an electrostatic image using a two-component developer containing a nonmagnetic toner and a magnetic carrier are also widely used. The two-component developer uses a so-called magnetic brush development method, and can control the amount of toner applied more precisely than a one-component developer to output a natural halftone image, and even a fine electrostatic image can be accurately developed. .

しかし、フルカラー画像形成装置でも、モノクロで文字や線図を出力するブラック単色モードが実行される頻度は高く、ブラック単色モードであれば、一成分現像剤を用いる方が経済的である。このため、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いてフルカラー画像形成装置においても、ブラックのトナー像の現像に磁性トナーを用いる場合がある(特許文献1)。   However, even in a full-color image forming apparatus, the black single-color mode for outputting characters and diagrams in monochrome is frequently executed, and if it is the black single-color mode, it is more economical to use a one-component developer. For this reason, even in a full-color image forming apparatus using a two-component developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier, a magnetic toner may be used for developing a black toner image (Patent Document 1).

特許文献1には、中間転写ベルトに沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部を配置したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタが示される。ここでは、ブラックの画像形成部に磁性トナーを用いる現像装置が装備され、ブラックのトナー像は、記録材上で最下層となるように、中間転写ベルト上では他色のトナー像の最上層に重ねて形成される。   Patent Document 1 discloses a tandem type intermediate transfer type full-color printer in which yellow, magenta, cyan, and black image forming units are arranged along an intermediate transfer belt. Here, the black image forming unit is equipped with a developing device using magnetic toner, and the black toner image is on the uppermost layer of the other color toner images on the intermediate transfer belt so that it is the lowermost layer on the recording material. Overlaid.

しかし、特許文献2に記載されるように、磁性トナーは磁性粒子を含むため、定着画像の光沢度が低い、透明度が低いという問題がある。このため、特許文献2に記載される画像形成装置は、一成分現像剤を用いるブラックの現像装置と二成分現像剤を用いるブラックの現像装置とを併設している。そして、一成分現像剤を用いたブラック現像装置は、フルカラー画像のベタ黒部分及びブラック単色モードで使用される。   However, as described in Patent Document 2, since the magnetic toner contains magnetic particles, there is a problem that the glossiness of the fixed image is low and the transparency is low. For this reason, the image forming apparatus described in Patent Document 2 is provided with a black developing device using a one-component developer and a black developing device using a two-component developer. A black developing device using a one-component developer is used in a solid black portion of a full color image and a black single color mode.

特許文献3には、一成分現像剤を用いたブラック現像装置と二成分現像剤を用いたイエロー、マゼンタ、シアン現像装置とを用いてフルカラー画像を出力する画像形成装置が示される。磁性トナーは、単独では定着画像の光沢度が不足するため、記録材上でマゼンタ又はシアンのトナー像の上に重ねた状態で一体に定着することで、ブラックの定着画像の光沢度を高めている。   Patent Document 3 discloses an image forming apparatus that outputs a full color image using a black developing device using a one-component developer and a yellow, magenta, and cyan developing device using a two-component developer. Since magnetic toner alone does not have sufficient glossiness of a fixed image, it is possible to improve the glossiness of a black fixed image by fixing it integrally on a recording material in a state of being superimposed on a magenta or cyan toner image. Yes.

特許文献4には、トナー載り量当たりの定着濃度が異なる高濃度トナーと低濃度トナーとを用いて出力画像の濃度階調を表現する画像形成装置が示される。高濃度トナーのみではハーフトーン定着画像で粒状性が目立つため、所定階調以下の濃度範囲では、低濃度トナーのトナー載り量のみでシアン、マゼンタの階調を表現している。   Patent Document 4 discloses an image forming apparatus that expresses a density gradation of an output image by using a high density toner and a low density toner having different fixing densities per applied toner amount. Since the granularity is conspicuous in the halftone fixed image only with the high density toner, the gradation of cyan and magenta is expressed only by the amount of applied toner of the low density toner in the density range below the predetermined gradation.

特開2007−212595号公報JP 2007-212595 A 特開平9−15925号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-15925 特開2006−209001号公報JP 2006-209001 A 特開平5−35038号公報JP-A-5-35038

特許文献4に示されるシアン、マゼンタの場合と同様に、ブラックでも高濃度トナーと低濃度トナーを併用することで、グレーのハーフトーン画像の粒状性を低下させることが提案された。そして、ブラックの高濃度トナーに磁性トナーを割り当て、ブラックの低濃度トナーに非磁性トナーを割り当てることが提案された。これにより、ブラック単色モード等で高頻度に使用されるブラックのトナーコストを低下させることが期待されていた。   As in the case of cyan and magenta disclosed in Patent Document 4, it has been proposed to reduce the graininess of a gray halftone image by using a high density toner and a low density toner together in black. Then, it has been proposed to assign a magnetic toner to the black high density toner and assign a non-magnetic toner to the black low density toner. As a result, it has been expected to reduce the cost of black toner that is frequently used in the black monochrome mode or the like.

しかし、ブラックの高濃度・磁性トナーと低濃度・非磁性トナーとを重ねて、ブラックの階調を表現した場合、濃度ムラが目立ったり、階調を正確に表現できなかったりすることが判明した。   However, it was found that when black high-density / magnetic toner and low-density / non-magnetic toner are overlapped to express black gradation, uneven density is conspicuous and gradation cannot be expressed accurately. .

また、特許文献3に記載されるように、ブラックの高濃度・磁性トナーを用いて表現された画像部分と有彩色・非磁性トナーを用いて表現された画像部分との間で光沢度の差が目立つことが判明した。   Further, as described in Patent Document 3, there is a difference in gloss between an image portion expressed using black high-density / magnetic toner and an image portion expressed using chromatic / non-magnetic toner. Turned out to be conspicuous.

本発明は、ブラックの高濃度・磁性トナーと低濃度・非磁性トナーとを用いて濃度階調を正確に表現でき、非磁性トナーを用いて表現された画像部分との間の光沢度差が小さくて済む画像形成装置を提供することを目的としている。   The present invention can accurately express the density gradation using black high density magnetic toner and low density nonmagnetic toner, and there is no difference in glossiness from the image portion expressed using nonmagnetic toner. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can be small.

本発明の画像形成装置は、ブラックの磁性トナーを用いて第1のトナー像を形成する第1の画像形成部と、トナー載り量当たりのブラックの定着濃度が前記磁性トナーよりも低い非磁性トナーを用いて第2のトナー像を形成する第2の画像形成部と、前記第1の画像形成部と前記第2の画像形成部との両方を用いて記録材上に画像を形成するモードを実行する場合において、記録材上で前記第1のトナー像よりも上に前記第2のトナー像が形成されるように前記第1及び第2の画像形成部を制御する制御部とを有する。   An image forming apparatus according to the present invention includes a first image forming unit that forms a first toner image using black magnetic toner, and a non-magnetic toner having a black fixing density per toner amount lower than that of the magnetic toner. A mode in which an image is formed on a recording material using both the second image forming unit that forms a second toner image using the first image forming unit and the first image forming unit and the second image forming unit. And a control unit that controls the first and second image forming units so that the second toner image is formed on the recording material above the first toner image.

本発明の画像形成装置では、透明度の低い磁性トナーの定着画像の上に透明度の高い非磁性トナーの定着画像が位置する(図8参照)ため、磁性トナーの定着画像の不透明さが非磁性トナーの定着画像からの反射光を妨げない。従って、磁性トナーの定着画像が非磁性トナーの定着画像からの反射光を妨げることに起因する濃度ムラや階調表現の不正確さが発生しない。   In the image forming apparatus of the present invention, since the fixed image of the non-magnetic toner having high transparency is positioned on the fixed image of the magnetic toner having low transparency (see FIG. 8), the opacity of the fixed image of the magnetic toner is non-magnetic toner. The reflected light from the fixed image is not obstructed. Therefore, density unevenness and inaccurate gradation expression caused by the magnetic toner fixed image hindering the reflected light from the non-magnetic toner fixed image do not occur.

また、表面の起伏が大きくてざらつき感がある磁性トナーの定着画像の表面が平坦で滑らかな非磁性トナーの定着画像で被覆されるため、磁性トナーの定着画像むき出しの場合に比較して画像表面が平坦で滑らかなものに近付く。   In addition, the surface of the fixed image of the magnetic toner having a rough surface and a rough feeling is covered with a flat and smooth fixed image of the non-magnetic toner, so that the surface of the image is compared with the case where the fixed image of the magnetic toner is exposed. Approaches a flat and smooth object.

従って、ブラックの高濃度・磁性トナーと低濃度・非磁性トナーとを用いて濃度階調を正確に表現でき、非磁性トナーを用いて表現された画像部分との間の光沢度差が小さくて済む。   Therefore, it is possible to accurately express the density gradation using the black high density / magnetic toner and the low density / non-magnetic toner, and the difference in glossiness between the image portion expressed using the non-magnetic toner is small. That's it.

画像形成装置の構成の説明図である。1 is an explanatory diagram of a configuration of an image forming apparatus. 二成分現像剤を用いる現像装置の構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of the image development apparatus using a two-component developer. 一成分現像剤を用いる現像装置の構成の説明図である。It is explanatory drawing of the structure of the image development apparatus using a one-component developer. 定着画像の反射濃度とトナー載り量の関係の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a relationship between a reflection density of a fixed image and a toner application amount. 実施例1における分版制御の説明図である。It is explanatory drawing of the color separation control in Example 1. FIG. 画像データの階調と定着画像の反射濃度の関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between the gradation of image data, and the reflection density of a fixed image. 実施例3における分版制御の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of color separation control in the third embodiment. 定着画像の光沢度の説明図である。It is explanatory drawing of the glossiness of a fixed image.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、高濃度・磁性トナーと低濃度・非磁性トナーとを用いてブラックの階調を表現する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present invention, as long as black gradation is expressed using high density / magnetic toner and low density / non-magnetic toner, a part or all of the configuration of the embodiment is replaced with the alternative configuration. This embodiment can also be implemented.

従って、フルカラー/モノクロ、タンデム型/1ドラム型、中間転写方式/記録材搬送方式の区別無く実施できる。本実施形態では、トナー像の形成/転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機等、種々の用途で実施できる。   Therefore, it can be carried out without distinction between full color / monochrome, tandem type / 1 drum type, intermediate transfer system / recording material conveyance system. In the present embodiment, only main parts related to toner image formation / transfer will be described. However, the present invention includes a printer, various printing machines, a copier, a fax machine, a composite machine, in addition to necessary equipment, equipment, and a housing structure. It can be implemented in various applications such as a machine.

なお、特許文献1〜4に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。   In addition, about the general matter of the image forming apparatus shown by patent documents 1-4, illustration is abbreviate | omitted and the overlapping description is abbreviate | omitted.

<画像形成装置>
図1は画像形成装置の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置100は、中間転写ベルト12に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、グレー、ブラックの画像形成部PY、PM、PC、PG、PKを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the image forming apparatus. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 includes a tandem type intermediate transfer system in which yellow, magenta, cyan, gray, and black image forming portions PY, PM, PC, PG, and PK are arranged along an intermediate transfer belt 12. This is a full color printer.

画像形成部PYでは、感光ドラム1Yにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト12に一次転写される。画像形成部PMでは、感光ドラム1Mにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト12のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部PC、PG、PKでは、それぞれ感光ドラム1C、1G、1Kにシアントナー像、低濃度ブラックトナー像、高濃度ブラックトナー像が形成されて、同様に中間転写ベルト12に順次重ねて一次転写される。   In the image forming unit PY, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 1Y and is primarily transferred to the intermediate transfer belt 12. In the image forming unit PM, a magenta toner image is formed on the photosensitive drum 1M, and is primarily transferred onto the yellow toner image on the intermediate transfer belt 12. In the image forming units PC, PG, and PK, a cyan toner image, a low density black toner image, and a high density black toner image are formed on the photosensitive drums 1C, 1G, and 1K, respectively. Transcribed.

中間転写体の一例である中間転写ベルト12に一次転写された五色のトナー像は、二次転写部T2へ搬送されて記録材Pへ一括二次転写される。五色のトナー像を二次転写された記録材Pは、定着装置17で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、機体外部へ排出される。   The five-color toner images primarily transferred to the intermediate transfer belt 12, which is an example of an intermediate transfer body, are conveyed to the secondary transfer portion T2 and collectively transferred to the recording material P. The recording material P on which the five-color toner images are secondarily transferred is heated and pressed by the fixing device 17 to fix the toner images on the surface, and then discharged to the outside of the machine body.

中間転写体の一例である中間転写ベルト12は、テンションローラ10、駆動ローラ9、及び対向ローラ13に掛け渡して支持され、駆動ローラ9に駆動されて所定のプロセススピードで矢印R2方向に回転する。   The intermediate transfer belt 12, which is an example of an intermediate transfer body, is supported around a tension roller 10, a drive roller 9, and a counter roller 13, and is driven by the drive roller 9 to rotate in a direction indicated by an arrow R 2 at a predetermined process speed. .

中間転写ベルト12の一次転写面を形成するローラのうち、中間転写ベルト12の回転方向の下流側にある不図示の従動ローラの対向には、感光ドラム1Y、1M、1C、1G、1Kから転写されたレジ合わせ画像を検出する不図示の光学式センサが配置される。光学式センサによるレジ合わせ画像の位置ズレ検出結果に基いて、随時、画像形成部PY、PM、PC、PG、PKにおける画像書き込みタイミング及び画像書き込み開始位置に対して補正をする制御を行っている。また、光学式センサによるパッチ画像の濃度検出結果に基いて画像形成部PY、PM、PC、PG、PKにおける画像濃度及びトナー補給量に対して補正をする制御を行っている。   Of the rollers forming the primary transfer surface of the intermediate transfer belt 12, transfer from the photosensitive drums 1 Y, 1 M, 1 C, 1 G, and 1 K is performed on the opposite side of a driven roller (not shown) on the downstream side in the rotation direction of the intermediate transfer belt 12. An optical sensor (not shown) for detecting the registered registration image is arranged. Based on the detection result of the registration misalignment image by the optical sensor, control is performed to correct the image writing timing and the image writing start position in the image forming units PY, PM, PC, PG, and PK as needed. . Further, control is performed to correct the image density and the toner replenishment amount in the image forming units PY, PM, PC, PG, and PK based on the density detection result of the patch image by the optical sensor.

記録材カセット14から引き出された記録材Pは、分離ローラ15で1枚ずつに分離して、レジストローラ16へ送り出される。レジストローラ16は、停止状態で記録材Pを受け入れて待機させ、中間転写ベルト12のトナー像にタイミングを合わせて記録材Pを二次転写部T2へ送り込む。   The recording material P drawn from the recording material cassette 14 is separated one by one by the separation roller 15 and sent to the registration roller 16. The registration roller 16 receives and waits for the recording material P in the stopped state, and sends the recording material P to the secondary transfer portion T2 in synchronization with the toner image on the intermediate transfer belt 12.

ベルトクリーニング装置18は、中間転写ベルト12にクリーニングブレードを摺擦させて、記録材Pへの転写を逃れて二次転写部T2を通過して中間転写ベルト12に残った転写残トナーを回収する。   The belt cleaning device 18 rubs the intermediate transfer belt 12 with a cleaning blade, escapes the transfer to the recording material P, passes through the secondary transfer portion T2, and collects the transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 12. .

二次転写ローラ11は、対向ローラ13によって内側面を支持された中間転写ベルト12に当接して二次転写部T2を形成する。電源D2は、正極性の転写電圧を二次転写ローラ11に印加することで、負極性に帯電して中間転写ベルト12に担持されたトナー像を記録材Pへ転写させる。   The secondary transfer roller 11 abuts on the intermediate transfer belt 12 whose inner surface is supported by the opposing roller 13 to form a secondary transfer portion T2. The power source D <b> 2 applies a positive transfer voltage to the secondary transfer roller 11, thereby transferring the toner image carried on the intermediate transfer belt 12 to the recording material P by being charged negatively.

画像形成部PY、PM、PC、PGは、現像装置4Y、4M、4C、4Gで用いるトナーの色が有彩色のイエロー、マゼンタ、シアン、無彩色の低濃度ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。画像形成部PKは、個別に付設された現像装置4Kが無彩色の高濃度ブラックの磁性トナーを用いる一成分現像剤の現像装置である以外は、画像形成部PY、PM、PC、PGと同様に構成される。   The image forming units PY, PM, PC, and PG are substantially the same except that the color of toner used in the developing devices 4Y, 4M, 4C, and 4G is different from chromatic yellow, magenta, cyan, and achromatic low density black. Configured identically. The image forming unit PK is the same as the image forming units PY, PM, PC, and PG except that the separately provided developing device 4K is a one-component developer developing device that uses an achromatic high density black magnetic toner. Configured.

そして、本実施形態においては、感光ドラム1K、1Gは、それぞれ第1の感光体、第2の感光体に対応し、現像装置4K、4Gは、それぞれ第1の現像装置、第2の現像装置に対応している。また、現像装置4Kと感光ドラム1Kの対向部が第1の画像形成部に対応し、現像装置4Gと感光ドラム1Gの対向部が第2の画像形成部に対応している。   In this embodiment, the photosensitive drums 1K and 1G correspond to the first photosensitive member and the second photosensitive member, respectively, and the developing devices 4K and 4G respectively correspond to the first developing device and the second developing device. It corresponds to. Further, a facing portion between the developing device 4K and the photosensitive drum 1K corresponds to the first image forming portion, and a facing portion between the developing device 4G and the photosensitive drum 1G corresponds to the second image forming portion.

以下では、無彩色の画像形成部PG及び現像装置4Kについて詳細に説明し、他の有彩色の画像形成部PY、PM、PCについては、説明中の構成部材に付した符号の末尾のGをY、M、Cに読み替えて説明されるものとする。   In the following, the achromatic image forming part PG and the developing device 4K will be described in detail. For the other chromatic image forming parts PY, PM, and PC, G at the end of the reference numerals attached to the constituent members being described is used. It shall be explained by replacing with Y, M, and C.

画像形成部PGは、感光体の一例である感光ドラム1Gの周囲に、コロナ帯電器2G、露光装置3G、現像装置4G、一次転写ローラ5G、クリーニング装置6Gを個別に付設している。感光ドラム1Gは、アルミニウムシリンダの基層の表面に有機半導体の感光層を有して基層が接地電位に接続され、感光層の表面の帯電極性が負極性である。   In the image forming unit PG, a corona charger 2G, an exposure device 3G, a developing device 4G, a primary transfer roller 5G, and a cleaning device 6G are individually attached around a photosensitive drum 1G that is an example of a photoconductor. The photosensitive drum 1G has an organic semiconductor photosensitive layer on the surface of the base layer of the aluminum cylinder, the base layer is connected to the ground potential, and the charging polarity of the surface of the photosensitive layer is negative.

コロナ帯電器2Gは、コロナ放電に伴う荷電粒子を感光ドラム1Gの表面に照射して、感光ドラム1Gの表面を負極性の暗部電位VDに一様に帯電させる。露光装置3Gは、低濃度ブラックの分解色画像を展開した走査線画像データをON−OFF変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、感光ドラム1Gの表面に画像の静電像を書き込む。暗部電位VDに帯電した感光ドラム1Gの表面電位が露光を受けて明部電位VLに電位を低下させることで、トナーが露光部へ静電気的に付着するようになる。現像装置4Gは、低濃度ブラックの非磁性トナーを含む二成分現像剤を用いて、感光ドラム1Gの静電像をトナー像に現像する。   The corona charger 2G irradiates the surface of the photosensitive drum 1G with charged particles accompanying corona discharge, and uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1G to the negative dark potential VD. The exposure device 3G scans the scanning line image data obtained by developing the separation color image of low density black with a rotating mirror, and writes an electrostatic image of the image on the surface of the photosensitive drum 1G. The surface potential of the photosensitive drum 1G charged to the dark portion potential VD is exposed to light and the potential is lowered to the light portion potential VL, so that the toner is electrostatically attached to the exposed portion. The developing device 4G develops the electrostatic image on the photosensitive drum 1G into a toner image by using a two-component developer containing a low-density black nonmagnetic toner.

クリーニング装置6Gは、感光ドラム1Gにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト12への転写を逃れて感光ドラム1Gに残った転写残トナーを回収する。一次転写ローラ5Gは、中間転写ベルト12の内側面を押圧して感光ドラム1Gに当接させて一次転写部TGを形成する。電源DGは、一次転写ローラ5Gに正極性の転写電圧を印加することで、負極性に帯電して感光ドラム1Gに担持されたトナー像を中間転写ベルト12へ一次転写させる。   The cleaning device 6G slides a cleaning blade on the photosensitive drum 1G to collect the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1G by escaping from the transfer to the intermediate transfer belt 12. The primary transfer roller 5G presses the inner surface of the intermediate transfer belt 12 to contact the photosensitive drum 1G to form the primary transfer portion TG. The power source DG applies a positive transfer voltage to the primary transfer roller 5G, thereby causing the toner image carried negatively and carried on the photosensitive drum 1G to be primarily transferred to the intermediate transfer belt 12.

<二成分現像装置>
図2は二成分現像剤を用いる現像装置の構成の説明図である。図2に示すように、現像装置4Gは、低濃度ブラックの非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤を攪拌して、非磁性トナーを負極性に、磁性キャリアを正極性にそれぞれ帯電させる。帯電した二成分現像剤は、固定のマグネット29の周囲で回転する現像スリーブ25に磁気ブラシ状態で担持されて感光ドラム1Gを摺擦する。
<Two-component developing device>
FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of a developing device using a two-component developer. As shown in FIG. 2, the developing device 4G stirs a two-component developer obtained by mixing a low-density black non-magnetic toner and a magnetic carrier so that the non-magnetic toner becomes negative and the magnetic carrier becomes positive. Charge. The charged two-component developer is carried in the state of a magnetic brush on the developing sleeve 25 rotating around the fixed magnet 29 and rubs against the photosensitive drum 1G.

現像容器22の内部は、隔壁19によって現像室C1と攪拌室C2とに区画され、攪拌室C2の上方には、補給用トナー(非磁性トナー)を収容したトナー貯蔵室C3が配置される。トナー貯蔵室C3には補給口21が設けられ、現像で消費されたトナーに見合った量の補給用トナーが補給口21を経て攪拌室C2内に落下補給される。   The interior of the developing container 22 is divided into a developing chamber C1 and a stirring chamber C2 by a partition wall 19, and a toner storage chamber C3 that stores replenishing toner (nonmagnetic toner) is disposed above the stirring chamber C2. A replenishing port 21 is provided in the toner storage chamber C3, and an amount of replenishing toner commensurate with the toner consumed by development is dropped and replenished into the stirring chamber C2 through the replenishing port 21.

現像室C1及び攪拌室C2内には、トナー粒子(非磁性)とキャリア粒子(磁性)が混合された二成分現像剤が収容されている。現像室C1には、搬送スクリュー23が配置され、搬送スクリュー23の回転駆動によって、現像室C1内の二成分現像剤は、現像スリーブ25の長手方向に向けて搬送される。攪拌室C2には、搬送スクリュー24が収容され、搬送スクリュー24の回転駆動によって、攪拌室C2内の二成分現像剤は、現像室C1内の二成分現像剤とは反対方向に搬送される。   In the developing chamber C1 and the stirring chamber C2, a two-component developer in which toner particles (nonmagnetic) and carrier particles (magnetic) are mixed is accommodated. In the developing chamber C <b> 1, a conveying screw 23 is disposed, and the two-component developer in the developing chamber C <b> 1 is conveyed in the longitudinal direction of the developing sleeve 25 by the rotational driving of the conveying screw 23. The agitating chamber C2 accommodates a conveying screw 24, and the two-component developer in the agitating chamber C2 is conveyed in the opposite direction to the two-component developer in the developing chamber C1 by the rotational driving of the conveying screw 24.

隔壁19には、現像スリーブ25の長手方向における手前側と奥側に、現像室C1と攪拌室Cとを相互に連通させる開口が設けられている。搬送スクリュー23で搬送された二成分現像剤が一方の開口を通じて搬送スクリュー24に受け渡され、搬送スクリュー24で搬送された二成分現像剤が他方の開口を通じて搬送スクリュー23に受け渡される。このようにして、二成分現像剤は、混合と攪拌を受けつつ現像室C1と攪拌室C2とを循環し、攪拌を通じてトナーとキャリアが摩擦し合う。トナーはキャリアとの摩擦を通じて潜像を現像するための負極性に帯電し、磁性キャリアは現像スリーブ25上でトナーを吸着するための正極性に帯電する。   The partition wall 19 is provided with openings that allow the developing chamber C <b> 1 and the stirring chamber C to communicate with each other on the near side and the far side in the longitudinal direction of the developing sleeve 25. The two-component developer conveyed by the conveying screw 23 is transferred to the conveying screw 24 through one opening, and the two-component developer conveyed by the conveying screw 24 is transferred to the conveying screw 23 through the other opening. In this way, the two-component developer circulates between the developing chamber C1 and the stirring chamber C2 while being mixed and stirred, and the toner and the carrier rub against each other through the stirring. The toner is charged to the negative polarity for developing the latent image through friction with the carrier, and the magnetic carrier is charged to the positive polarity for adsorbing the toner on the developing sleeve 25.

現像容器22の感光ドラム1Gに近接する部位には開口部が設けられ、開口部に、アルミニウムや非磁性ステンレス鋼等の非磁性体で形成された現像スリーブ25が回転自在に配置されている。現像スリーブ25は、矢印R4方向に回転して二成分現像剤を現像部26へ担持搬送する。   An opening is provided in a portion of the developing container 22 near the photosensitive drum 1G, and a developing sleeve 25 formed of a nonmagnetic material such as aluminum or nonmagnetic stainless steel is rotatably disposed in the opening. The developing sleeve 25 rotates in the direction of the arrow R4 to carry and convey the two-component developer to the developing unit 26.

現像スリーブ25内には、ローラ状のマグネット29が固定配置され、マグネット29は、現像部26に対向する現像磁極S1を有している。マグネット29は、現像磁極S1
の他に、N1、N2、N3、S2極を有している。
A roller-shaped magnet 29 is fixedly disposed in the developing sleeve 25, and the magnet 29 has a developing magnetic pole S <b> 1 facing the developing unit 26. The magnet 29 is a developing magnetic pole S1.
In addition, it has N1, N2, N3, and S2 poles.

現像スリーブ25の回転によってN2極でくみ上げられた二成分現像剤は、S2極からN1極へと搬送される途中で層厚規制ブレード28によって層厚を規制されて現像剤薄層を形成する。層厚規制ブレード28は、現像スリーブ25が現像部26に担持搬送する二成分現像剤の層厚を規制する。   The two-component developer picked up at the N2 pole by the rotation of the developing sleeve 25 is regulated in layer thickness by the layer thickness regulating blade 28 while being conveyed from the S2 pole to the N1 pole to form a developer thin layer. The layer thickness regulating blade 28 regulates the layer thickness of the two-component developer carried and conveyed by the developing sleeve 25 to the developing unit 26.

そして、現像磁極S1の磁界中で穂立ちした二成分現像剤が磁気ブラシを形成して感光ドラム1Gの静電像を現像する。その後、N3極、N2極間の反発磁界により現像スリーブ25上の二成分現像剤は攪拌室C1内へ落下する。攪拌室C1内に落下した二成分現像剤は、搬送スクリュー23、24により攪拌搬送される。   Then, the two-component developer spiked in the magnetic field of the developing magnetic pole S1 forms a magnetic brush and develops the electrostatic image on the photosensitive drum 1G. Thereafter, the two-component developer on the developing sleeve 25 falls into the stirring chamber C1 due to the repulsive magnetic field between the N3 pole and the N2 pole. The two-component developer that has fallen into the stirring chamber C1 is stirred and conveyed by the conveying screws 23 and 24.

マグネット29の現像磁極S1が現像部26に形成する現像磁界によって現像前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に接触して静電像を現像する。現像スリーブ25に担持された二成分現像剤の磁気ブラシは、現像部26で矢印R1方向に回転する感光ドラム1Gに接触し、感光ドラム1Gの静電像は現像部26で反転現像される。その際、磁性キャリアの穂(磁気ブラシ)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、静電像の明部電位(露光部電位)VLの領域に転移して現像に関与する。   A developing magnetic field formed by the developing magnetic pole S1 of the magnet 29 in the developing unit 26 forms a magnetic brush before development, and the magnetic brush contacts the photosensitive drum 1 to develop the electrostatic image. The magnetic brush of the two-component developer carried on the developing sleeve 25 comes into contact with the photosensitive drum 1G that rotates in the direction of arrow R1 at the developing unit 26, and the electrostatic image on the photosensitive drum 1G is reversely developed at the developing unit 26. At that time, the toner adhering to the ear (magnetic brush) of the magnetic carrier and the toner adhering to the sleeve surface instead of the ear transfer to the region of the bright portion potential (exposure portion potential) VL of the electrostatic image. Involved in development.

電源D4は、直流電圧Vdcに交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ25に印加する。静電像の暗部電位(非露光部電位)VDと明部電位(露光部電位)VLは、振動電圧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26には、向きが交互に変化する交番電界が形成され、この交番電界中でトナーとキャリアは激しく振動する。そして、トナーがキャリアに対する静電的拘束力を振り切って感光ドラム1Gの明部電位(露光部電位)VLの領域に付着する。   The power source D4 applies an oscillating voltage obtained by superimposing an AC voltage on the DC voltage Vdc to the developing sleeve 25. The dark part potential (non-exposed part potential) VD and the bright part potential (exposed part potential) VL of the electrostatic image are located between the maximum value and the minimum value of the oscillating voltage. As a result, an alternating electric field whose direction changes alternately is formed in the developing unit 26, and the toner and the carrier vibrate vigorously in the alternating electric field. The toner adheres to the region of the bright portion potential (exposure portion potential) VL of the photosensitive drum 1G by shaking off the electrostatic binding force on the carrier.

振動電圧の最大値と最小値の差(ピーク間電圧Vpp)は、1〜5kVが好ましく、また周波数は1〜10KHzが好ましい。振動電圧の波形は矩形波、サイン波、三角波等が使用できる。振動電圧の直流電圧Vdcは、静電像の暗部電位VDと明部電位VLの間の値に設定されるが、暗部電位VDよりも明部電位VLの方により近い値であることが、暗部電位VD領域へのカブリトナーの付着を防止する上で好ましい。   The difference between the maximum value and the minimum value of the oscillating voltage (peak-to-peak voltage Vpp) is preferably 1 to 5 kV, and the frequency is preferably 1 to 10 KHz. As the waveform of the oscillating voltage, a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, or the like can be used. The DC voltage Vdc of the oscillating voltage is set to a value between the dark part potential VD and the bright part potential VL of the electrostatic image, but the dark part potential is closer to the bright part potential VL than the dark part potential VD. This is preferable in preventing fog toner from adhering to the potential VD region.

現像スリーブ25の直径は20mm、長さは340mm、厚みは1mm、周速度は200mm/secである。現像部26内にある現像スリーブ25と感光ドラム1Gの最小間隙は、0.2〜1mmであることが好適である。そして、層厚規制ブレード28で規制される現像剤量は、現像磁極S1の磁界によって形成される磁気ブラシの現像スリーブ25表面上での自由高さが、現像スリーブ25と感光ドラム1Gの最小間隙の1.2〜2倍となるような現像剤量であることが好ましい。   The developing sleeve 25 has a diameter of 20 mm, a length of 340 mm, a thickness of 1 mm, and a peripheral speed of 200 mm / sec. The minimum gap between the developing sleeve 25 in the developing unit 26 and the photosensitive drum 1G is preferably 0.2 to 1 mm. The developer amount regulated by the layer thickness regulating blade 28 is such that the free height on the surface of the developing sleeve 25 of the magnetic brush formed by the magnetic field of the developing magnetic pole S1 is the minimum gap between the developing sleeve 25 and the photosensitive drum 1G. The amount of the developer is preferably 1.2 to 2 times that of the developer.

現像磁極S1による現像磁界の現像スリーブ25表面上での強さ(スリーブ表面に垂直な方向の磁束密度)は、100mTになるような磁極を用いている。   The magnetic pole is used such that the strength of the developing magnetic field by the developing magnetic pole S1 on the surface of the developing sleeve 25 (the magnetic flux density in the direction perpendicular to the sleeve surface) is 100 mT.

<二成分現像剤>
二成分現像剤のトナーは、定着後の混色性を考慮して高透過性である非磁性トナーを用いている。非磁性トナーは、バインダー樹脂に着色材や帯電制御材等を添加した公知のものが使用でき、体積平均粒子が5〜15μmのものが好適に使用できる。なお、実施例では、グレー、イエロー、シアン、マゼンタともに平均粒子径6μmのトナーを用いている。また、二成分現像剤におけるトナーの混合比(重量比)は、全色ともに5〜12重量%であることが好ましい。
<Two-component developer>
As the toner of the two-component developer, a non-magnetic toner having high permeability is used in consideration of color mixing after fixing. As the non-magnetic toner, a known toner obtained by adding a colorant or a charge control material to a binder resin can be used, and a toner having a volume average particle size of 5 to 15 μm can be preferably used. In this embodiment, toners having an average particle diameter of 6 μm are used for gray, yellow, cyan, and magenta. The mixing ratio (weight ratio) of the toner in the two-component developer is preferably 5 to 12% by weight for all colors.

磁性キャリアには、従来公知の各種のものを用いることができる。樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散し、導電化及び抵抗調整のためにカーボンブラック等の導電性物質を分散して形成した樹脂キャリアを利用できる。フェライト等のマグネタイト単体表面を酸化、還元処理して抵抗調整したもの、あるいはフェライト等のマグネタイト単体表面を樹脂でコーティングして抵抗調整したもの等も利用できる。   Various types of conventionally known magnetic carriers can be used. A resin carrier formed by dispersing magnetite as a magnetic material in a resin and dispersing a conductive substance such as carbon black for conductivity and resistance adjustment can be used. It is also possible to use a material in which the resistance is adjusted by oxidizing and reducing the surface of a magnetite simple substance such as ferrite, or a resistance adjusted by coating the surface of a magnetite simple substance such as ferrite with a resin.

以上のように、グレー、イエロー、マゼンタ、シアンの二成分現像剤は、フルカラー画像形成装置で一般的に用いられる現像剤構成であって、かかる構成を用いることで特にハイライト部に粒状感のない高精細な画質が得られる。   As described above, the two-component developer of gray, yellow, magenta, and cyan is a developer configuration that is generally used in a full-color image forming apparatus. High definition image quality is obtained.

二成分現像剤は、一成分現像剤に比較して高精細な画像の再現性に優れている。その理由は以下のとおりである。そもそも、感光ドラム1G上の高精細に描かれた静電像をトナー像で忠実に再現できれば、いわゆるがさつき感は生じない。静電像に対してトナー像が若干乱れることによって、本来は均一濃度である部分に微小な濃度ムラが発生してがさつき感が生じている。   The two-component developer is excellent in reproducibility of high-definition images as compared with the one-component developer. The reason is as follows. In the first place, if a high-definition electrostatic image on the photosensitive drum 1G can be faithfully reproduced with a toner image, a so-called rough feeling does not occur. When the toner image is slightly disturbed with respect to the electrostatic image, minute density unevenness is generated in a portion where the density is originally uniform, and a rough feeling is generated.

二成分現像方式では、二成分現像剤の磁気ブラシが感光ドラム1Gに接触して現像するため、静電像に非常に近いトナーが現像に寄与している、この結果、静電像による電界が強くトナーに働くため、静電像すなわち電界に忠実に現像することが可能になっている。   In the two-component development method, since the magnetic brush of the two-component developer contacts and develops the photosensitive drum 1G, toner very close to the electrostatic image contributes to the development. As a result, the electric field due to the electrostatic image is generated. Since the toner strongly acts on the toner, it is possible to develop it faithfully to an electrostatic image, that is, an electric field.

現像装置4Gで用いるトナー(非磁性)は、低〜中濃度のブラックハーフトーン画像の粒状性を減らすために使用されるため、現像装置4Kで用いるトナー(磁性)よりもトナー載り量当たりの定着画像のブラック濃度が低い。すなわち、低濃度ブラックトナー(グレートナー)は、トナー載り量当たりのブラックの定着濃度が高濃度ブラックトナー(ブラックの磁性トナー)よりも低い非磁性トナーである。具体的には、図4に示すように、低濃度ブラックトナーは、トナー載り量0.5mg/cm当たりのブラックの定着濃度が0.7であるのに対して、高濃度ブラックトナーは1.4である。 Since the toner (non-magnetic) used in the developing device 4G is used to reduce the granularity of the low-to-medium density black halftone image, the fixing per toner load is higher than the toner (magnetic) used in the developing device 4K. The black density of the image is low. That is, the low density black toner (gray toner) is a non-magnetic toner in which the fixing density of black per toner load is lower than that of the high density black toner (black magnetic toner). Specifically, as shown in FIG. 4, the low density black toner has a black fixing density of 0.7 per toner applied amount of 0.5 mg / cm 2 , whereas the high density black toner has 1 .4.

このように、現像装置4Gで用いるトナー(非磁性)は、記録材上でトナー載り量0.5mg/cmにつき反射濃度が1.0未満であるように顔料の含有量が調整されている。これに対して、現像装置4Kで用いるトナー(磁性)は、記録材上でトナー載り量0.5mg/cmにつき反射濃度が1.0以上であるように顔料の含有量が調整されている。 As described above, the toner (nonmagnetic) used in the developing device 4G has the pigment content adjusted so that the reflection density is less than 1.0 per 0.5 mg / cm 2 of toner applied on the recording material. . In contrast, the toner (magnetism) used in the developing device 4K is adjusted in pigment content so that the reflection density is 1.0 or more per 0.5 mg / cm 2 of toner applied on the recording material. .

<一成分現像装置>
図3は一成分現像剤を用いる現像装置の構成の説明図である。図1に示すように、高濃度ブラックのトナー像を形成する画像形成部PKには、高濃度ブラックの磁性トナーを用いて感光ドラム1Kの静電像を現像する現像装置4Kが装備されている。現像装置4Kは、いわゆる公知の磁性一成分現像構成を採用している。
<Single component development device>
FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of a developing device using a one-component developer. As shown in FIG. 1, the image forming unit PK that forms a high-density black toner image is equipped with a developing device 4K that develops an electrostatic image on the photosensitive drum 1K using high-density black magnetic toner. . The developing device 4K employs a so-called known magnetic one-component developing configuration.

図3に示すように、現像容器53には、一成分現像剤としての磁性トナーが充填され、撹拌翼60は、現像容器53中で磁性トナーを撹拌する。現像スリーブ58は矢印R4方向に回転し、感光ドラム1Kは矢印R1方向に回転する。磁性ブレード52は、磁性トナーを現像スリーブ58上に極めて薄く塗布して担持させる。現像スリーブ58は、回転に伴って、担持した磁性トナーを感光ドラム1Kと現像スリーブ58とで形成される現像部26へ搬送する。   As shown in FIG. 3, the developing container 53 is filled with magnetic toner as a one-component developer, and the stirring blade 60 stirs the magnetic toner in the developing container 53. The developing sleeve 58 rotates in the direction of arrow R4, and the photosensitive drum 1K rotates in the direction of arrow R1. The magnetic blade 52 carries the magnetic toner on the developing sleeve 58 by applying it very thinly. The developing sleeve 58 conveys the carried magnetic toner to the developing unit 26 formed by the photosensitive drum 1K and the developing sleeve 58 as it rotates.

磁性トナー粒子相互間の摩擦、現像スリーブ58と磁性トナー粒子の間の摩擦、及び磁性ブレード52と磁性トナー粒子の間の摩擦により、磁性トナー粒子は負極性に帯電する。現像スリーブ58に印加される振動電圧の直流電圧Vdcに対して感光ドラム1Kに形成された静電像の電荷と逆極性の電荷が磁性トナー粒子に与えられる。   The magnetic toner particles are negatively charged by friction between the magnetic toner particles, friction between the developing sleeve 58 and the magnetic toner particles, and friction between the magnetic blade 52 and the magnetic toner particles. A charge having a polarity opposite to that of the electrostatic image formed on the photosensitive drum 1K with respect to the DC voltage Vdc of the oscillating voltage applied to the developing sleeve 58 is given to the magnetic toner particles.

電源D4は、現像時に現像スリーブ58に振動電圧を印加する現像バイアス手段である。現像部26において、現像スリーブ58内に固着されている磁石55による磁界と振動電圧の交流電圧との作用で、現像スリーブ58に担持されている磁性トナーを飛翔させて、感光ドラム1K上の静電像を反転現像する。   The power source D4 is a developing bias unit that applies a vibration voltage to the developing sleeve 58 during development. In the developing unit 26, the magnetic toner carried on the developing sleeve 58 is caused to fly by the action of the magnetic field by the magnet 55 fixed in the developing sleeve 58 and the alternating voltage of the oscillating voltage, and the static on the photosensitive drum 1 </ b> K. Reverse development of the image.

現像スリーブ58の直径は20mm、長さは340mm、厚みは1mm、周速度は200mm/secである。現像部26内にある現像スリーブ58と感光ドラム1Kの最小間隙は、0.2mmである。現像磁極S1による現像磁界は、現像スリーブ58上での磁束密度が100mTである。   The developing sleeve 58 has a diameter of 20 mm, a length of 340 mm, a thickness of 1 mm, and a peripheral speed of 200 mm / sec. The minimum gap between the developing sleeve 58 in the developing unit 26 and the photosensitive drum 1K is 0.2 mm. The developing magnetic field generated by the developing magnetic pole S1 has a magnetic flux density of 100 mT on the developing sleeve 58.

振動電圧の交流電圧の振幅(ピーク間電圧Vpp)は、1.0kV、周波数は3KHz、波形は矩形波である。振動電圧の直流電圧Vdcは、暗部電位VD=−500Vと明部電位VL=−200の間に設定され、−400Vである。ただし、これらの数値はいずれも代表値であって、これらには限定されない。   The amplitude of the alternating voltage of the oscillating voltage (peak-to-peak voltage Vpp) is 1.0 kV, the frequency is 3 KHz, and the waveform is a rectangular wave. The DC voltage Vdc of the oscillating voltage is set between the dark part potential VD = −500V and the bright part potential VL = −200, and is −400V. However, these numerical values are all representative values and are not limited thereto.

現像装置4Kは、磁性一成分現像器であって、二成分現像方式のようなキャリアとトナーの攪拌や、現像剤中のトナー比率(トナー濃度)管理等を必要としないため、構成が単純で制御も簡易である。現像装置4Kは、キャリアを用いないため、キャリア劣化による現像剤交換なども発生せず、ランニングコストにも優れた現像器構成になっている。しかし、現像装置4Kは、非接触現像方式のため、上述したような高精細な静電像に対しての忠実再現性においては二成分現像方式に比べて劣る面がある。   The developing device 4K is a magnetic one-component developing device, and does not require the stirring of the carrier and the toner and the management of the toner ratio (toner concentration) in the developer as in the two-component developing method, so that the configuration is simple. Control is also simple. Since the developing device 4K does not use a carrier, the developer is not changed due to carrier deterioration, and the developing device has an excellent running cost. However, since the developing device 4K is a non-contact developing method, there is an aspect inferior to the two-component developing method in faithful reproducibility with respect to a high-definition electrostatic image as described above.

<一成分現像剤>
近年、画像形成装置の用途の拡大に伴って要求される画像品質のレベルが高くなり、従来の3原色+ブラックの4色混色型に対して色数を増やす画像形成装置が実用化されている。従来の一般的なシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のトナー像に加えて、低濃度(淡)シアン、低濃度(淡)マゼンタの2色のトナー像を加えることで、低〜中濃度のハーフトーン画像の粒状感を低減させている。
<Single component developer>
In recent years, the level of image quality required with the expansion of applications of image forming apparatuses has increased, and image forming apparatuses that increase the number of colors compared to the conventional four-color mixed type of three primary colors + black have been put into practical use. . Low to medium density by adding two color toner images of low density (light) cyan and low density (light) magenta in addition to the conventional four color toner images of cyan, magenta, yellow and black. This reduces the graininess of halftone images.

ところで、電子写真方式の画像形成におけるトナー現像方式として、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いる二成分現像方式と、磁性トナーを含む一成分現像剤を用いる磁性一成分現像方式とがある。そして、複数色のトナー像を重ねてフルカラー画像を再現する画像形成装置では、通常、二成分現像方式が採用されている。   By the way, as a toner developing method in electrophotographic image formation, a two-component developing method using a two-component developer containing a non-magnetic toner and a magnetic carrier, and a magnetic one-component developing method using a one-component developer containing a magnetic toner, There is. In an image forming apparatus that reproduces a full-color image by superimposing a plurality of color toner images, a two-component development method is usually employed.

トナー像の重ね合わせによる混色によって色再現を行うために定着画像に高透過性が要求され、この点で、磁性トナーはマグネタイト粒子を含んで光の透過率が低いからである。また、高濃度トナー像と低濃度トナー像とを重ね合わせて濃度階調を表現する画像品質重視の画像形成装置においては、高精細、トナー載り量安定性の観点からも、二成分現像方式が用いられている。   This is because, in order to perform color reproduction by mixing colors by superimposing toner images, the fixed image is required to have high transparency, and in this respect, the magnetic toner contains magnetite particles and has low light transmittance. Also, in an image quality-oriented image forming apparatus that expresses density gradation by superimposing a high-density toner image and a low-density toner image, the two-component development method is also used from the viewpoint of high definition and toner loading stability. It is used.

しかし、二成分現像方式では、トナーとキャリアの二成分現像剤を用いるため、キャリアとトナーの攪拌構成や、現像剤中のトナー比率(トナー濃度)管理のための構成及び制御を必要とする。このため、磁性一成分現像方式に比較すると、現像装置の複雑化、キャリア劣化交換によるランニングコストアップ等の問題がある。   However, in the two-component development method, since a two-component developer of toner and carrier is used, a configuration for stirring the carrier and toner and a configuration and control for managing the toner ratio (toner concentration) in the developer are required. For this reason, compared with the magnetic one-component development system, there are problems such as complication of the developing device and an increase in running cost due to replacement of carrier deterioration.

一方、モノクロ画像専用の画像形成装置では、磁性一成分現像方式が採用される場合が多い。その理由は、キャリア交換の必要がないことによるメンテナンスレス及びランニングコストダウンである。モノクロ画像専用の画像形成装置では、トナー像の重ね合わせによる混色性を考慮する必要が無いため、光の透過率が低い磁性トナーを用いることが可能である。   On the other hand, an image forming apparatus dedicated to monochrome images often employs a magnetic one-component development method. The reason for this is maintenance-free and running cost reduction because there is no need for carrier replacement. In an image forming apparatus dedicated to monochrome images, it is not necessary to consider color mixing due to superposition of toner images, so magnetic toner having low light transmittance can be used.

また、フルカラー出力の画像形成装置であっても、一般的なユーザーで調べたフルカラー/モノクロのプリント枚数比率は、オフィス用途であれば、フルカラー1〜3に対してモノクロ9〜7程度で圧倒的にモノクロ比率が高い。このため、画像形成装置の維持管理のトータルコストを削減するために、磁性一成分現像方式を採用して、モノクロプリントでのランニングコストの低減とメンテナンス間隔の延長がされている場合がある。   Even in the case of an image forming apparatus for full color output, the ratio of the number of full color / monochrome prints investigated by general users is overwhelmingly about 9 to 7 for monochrome for full color 1 to 3 for office use. The monochrome ratio is high. For this reason, in order to reduce the total cost of maintenance of the image forming apparatus, there is a case where a magnetic one-component development method is adopted to reduce the running cost and extend the maintenance interval in monochrome printing.

すなわち、従来は、画像品質重視の二成分現像方式、メンテナンス回数及びランニングコスト削減重視の磁性一成分方式という具合に棲み分けがされ、ユーザーの重要視する点に応じて選択可能になっている。   In other words, conventionally, the two-component development method emphasizing image quality and the magnetic one-component method emphasizing the reduction in maintenance frequency and running cost are classified, and can be selected according to the point that the user places importance on.

しかし、近年、フルカラー画像の画像品質とともに白黒画像の画像品質も重要視されている。そして、グレーのハーフトーン画像の粒状感を低減させるために、高濃度ブラックトナーと低濃度ブラックトナーとを使い分けたり、重ね合わせたりして、ブラックの濃度階調を表現する画像形成装置も提案されている。例えば、低〜中濃度領域を主に低濃度ブラックトナーで表現し、中〜高濃度領域を高濃度ブラックトナーで表現する。これにより、高濃度のブラックの再現性を高めることと、ハイライト領域で粒状性の少ない高画質を達成することを両立させている。   However, in recent years, the image quality of black-and-white images as well as the image quality of full-color images has been regarded as important. In order to reduce the graininess of the gray halftone image, an image forming apparatus that expresses the density gradation of black by using high-density black toner and low-density black toner separately or by superimposing them is also proposed. ing. For example, the low to medium density region is mainly expressed by low density black toner, and the medium to high density region is expressed by high density black toner. As a result, both high reproducibility of high density black and high image quality with less graininess are achieved in the highlight region.

この場合、磁性一成分現像方式を採用してメンテナンス回数及びランニングコスト削減に傾倒した設計をすることが難しくなっている。しかし、高精細再現可能で透過性が高い二成分現像方式を採用して画像品質重視の設計を行うと、ブラック単色モード等で頻繁に実行されるモノクロプリントのコストが押し上げられ、画像形成装置の維持にかかるトータルコストが問題になる。   In this case, it is difficult to adopt a magnetic one-component development method and to design with a focus on reducing the number of maintenance and running costs. However, adopting a two-component development method capable of high-definition reproducibility and high transparency to design with an emphasis on image quality pushes up the cost of monochrome printing that is frequently executed in the black monochrome mode, etc. The total cost of maintenance becomes a problem.

そこで、画像形成装置100では、上記のような磁性トナーと非磁性トナーを使い分けて、モノクロプリントの画像品質向上を達成しつつ、ランニングコストアップを軽減している。フルカラー画像形成装置における高画質化と、メンテナンス性及びランニングコストダウンを両立させている。   Therefore, in the image forming apparatus 100, the magnetic toner and the non-magnetic toner as described above are properly used to improve the image quality of the monochrome print and reduce the running cost. It achieves both high image quality in a full-color image forming apparatus, maintainability, and reduced running costs.

画像形成装置100では、現像装置4Kで用いるブラックの一成分現像剤としては公知の磁性トナーを用いている。磁性トナーは、平均粒径が5〜8μmであって、磁性体にはマグネタイトを用いており、トナーの磁性体含有量を約30〜60wt%とした。   In the image forming apparatus 100, a known magnetic toner is used as a black one-component developer used in the developing device 4K. The magnetic toner has an average particle diameter of 5 to 8 μm, magnetite is used as the magnetic material, and the magnetic material content of the toner is about 30 to 60 wt%.

トナー層を重ね合わせる混色によって濃度再現を行う画像形成装置100においては、トナー単体の透過性を高めておく必要があり、通常は磁性トナーのような内部にマグネタイトが入って透過性の低いトナーを用いることは好ましくない。   In the image forming apparatus 100 that reproduces the density by mixing the colors of the toner layers, it is necessary to increase the transparency of the toner alone. Usually, magnetite is contained inside the toner, such as magnetic toner, and the toner having low permeability is used. It is not preferable to use it.

しかし、画像形成装置100では、記録材P上に各色トナーが重なって載った際、記録材P上に磁性トナーである高濃度ブラックトナー像が一番下に載るような画像形成工程を行っている(図8参照)。このため、ブラックトナーに磁性トナーを用いながらも、良好な混色性を確保することが可能になっている。   However, in the image forming apparatus 100, an image forming process is performed such that when each color toner is superimposed on the recording material P, a high-density black toner image, which is a magnetic toner, is placed on the recording material P at the bottom. (See FIG. 8). For this reason, it is possible to ensure good color mixing while using magnetic toner as black toner.

<実施例1>
図4は定着画像の反射濃度とトナー載り量の関係の説明図である。図5は実施例1における分版制御の説明図である。図6は画像データの階調と定着画像の反射濃度の関係の説明図である。図5中(a)は低濃度ブラックトナー、(b)は高濃度ブラックトナーである。
<Example 1>
FIG. 4 is an explanatory diagram of the relationship between the reflection density of the fixed image and the applied toner amount. FIG. 5 is an explanatory diagram of the color separation control in the first embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram of the relationship between the gradation of the image data and the reflection density of the fixed image. In FIG. 5, (a) is a low density black toner, and (b) is a high density black toner.

図1に示すように、画像形成装置100は、タンデム型中間転写方式を用いており、中間転写ベルト12の回転方向における最も下流位置に高濃度ブラックの画像形成部PKを配置している。最も下流位置に配置された画像形成部PKにおいて、高濃度ブラックトナー像は、中間転写ベルト12上の他色のトナー像の最上面に重ねて転写される。しかし、その後、二次転写部T2で記録材P上に一括二次転写されると、記録材P上では一番下側になる。   As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 uses a tandem-type intermediate transfer system, and a high-density black image forming unit PK is disposed at the most downstream position in the rotation direction of the intermediate transfer belt 12. In the image forming unit PK arranged at the most downstream position, the high-density black toner image is transferred to the uppermost surface of the other color toner image on the intermediate transfer belt 12. However, after that, when secondary transfer is performed on the recording material P at the secondary transfer portion T2, the lowermost position is reached on the recording material P.

このような構成を用いて、光の透過性が低い(濁った)磁性トナー像を記録材P上で一番下に置くので、高濃度ブラックトナー像の下側に他色のトナー像が敷かれることがない。高濃度ブラックトナーの透過性が低くても他色のトナー像の光を遮ることが無いため、混色性能としては問題にならない。   Using such a configuration, a magnetic toner image with low light transmission (turbidity) is placed on the bottom of the recording material P, so that other color toner images are laid under the high-density black toner image. There will be no damage. Even if the permeability of the high-density black toner is low, it does not block the light of the other color toner image, so that there is no problem in the color mixing performance.

また、高濃度ブラックトナー像の上側に低濃度ブラックトナー像を重ねて所定の濃度階調の黒を表現する際には、低濃度ブラックトナー自体は、高透過性な非磁性トナーを用いているために、下層の高濃度ブラックトナー像との混色が可能である。すなわち、記録材上で第1のトナー像の上に第2のトナー像などを重ねた状態で定着することで良好な混色性が得られる。同様に、他のイエロー、マゼンタ、シアンのトナー像についても、非磁性トナーであるため、高濃度ブラックトナー像の上側での重ね合わせであれば、混色性について問題を生じない。   In addition, when a low density black toner image is superimposed on the upper side of the high density black toner image to express black of a predetermined density gradation, the low density black toner itself uses a highly transmissive nonmagnetic toner. Therefore, it is possible to mix colors with the high density black toner image in the lower layer. That is, a good color mixing property can be obtained by fixing the second toner image or the like on the first toner image on the recording material. Similarly, other yellow, magenta, and cyan toner images are also non-magnetic toners, and therefore, there is no problem with color mixing if they are superimposed on the high density black toner image.

図4に示すように、定着画像の反射濃度を測定して評価した低濃度ブラックトナー(破線)とブラックトナー(実線)のそれぞれのカバリングパワー(濃度表現力)が示される。低濃度ブラックトナーは、記録材P上のトナー載り量が増えるほど定着画像の反射濃度が高くなり、トナー載り量が0.5mg/cmのとき定着画像の反射濃度が0.7となる。高濃度ブラックトナーも記録材P上のトナー載り量が増えるほど定着画像の反射濃度が高くなり、トナー載り量が0.5mg/cmのとき定着画像の反射濃度が1.4となる。 As shown in FIG. 4, the covering powers (density expression power) of the low density black toner (broken line) and the black toner (solid line) evaluated by measuring the reflection density of the fixed image are shown. The low density black toner increases the reflection density of the fixed image as the toner amount on the recording material P increases. When the toner amount is 0.5 mg / cm 2 , the reflection density of the fixed image becomes 0.7. The reflection density of the fixed image increases as the toner amount on the recording material P increases, and the reflection density of the fixed image becomes 1.4 when the toner amount is 0.5 mg / cm 2 .

図1に示すように、制御部110は、各色の画像データを受信すると、各色の画像データに応じた画像露光信号を形成して、露光装置3Y、3M、3C、3G、3Kを制御する。制御部110は、第1の現像装置(4K)により現像されたトナー載り量と第2の現像装置(4G)により現像されたトナー載り量とを重ねて出力画像のブラックの階調を表現するように露光手段(3K、3G)を制御する。   As shown in FIG. 1, when the image data of each color is received, the control unit 110 forms an image exposure signal corresponding to the image data of each color and controls the exposure devices 3Y, 3M, 3C, 3G, and 3K. The control unit 110 expresses the black gradation of the output image by superimposing the applied toner amount developed by the first developing device (4K) and the applied toner amount developed by the second developing device (4G). Thus, the exposure means (3K, 3G) is controlled.

制御部110は、図5の(a)、(b)に示すルックアップテーブルを用いて、ブラックの画像データの各画素の濃度階調を2つの露光画像に分配し、露光装置3Gで用いる画像露光信号と露光装置3Kで用いる画像露光信号とを生成する。このようにして、図5の(a)に示す低濃度ブラックトナー像用ルックアップテーブル(LUT)に基づいて露光装置3Gが制御され、図5の(b)に示す高濃度ブラックトナー像用ルックアップテーブル(LUT)に基づいて露光装置3Kが制御される。   The control unit 110 distributes the density gradation of each pixel of the black image data to the two exposure images using the look-up table shown in FIGS. 5A and 5B, and uses the image in the exposure apparatus 3G. An exposure signal and an image exposure signal used in the exposure apparatus 3K are generated. In this way, the exposure device 3G is controlled based on the low density black toner image look-up table (LUT) shown in FIG. 5A, and the high density black toner image look shown in FIG. 5B. The exposure apparatus 3K is controlled based on the up table (LUT).

図5中、横軸は、高濃度ブラックトナー像(第1のトナー像)と低濃度ブラックトナー像(第2のトナー像)とに分版する前の画像データにおけるブラックの階調値(0〜255レベル)である。縦軸は、高濃度ブラックトナー像及び低濃度ブラックトナー像とに分版した際に両者に割り当てた階調値(0〜255レベル)である。ここで、分版とは、ある色(版又はチャンネルともいう)の画像データを、高濃度(濃色)トナー像用と低濃度(淡色)トナー像用との2つの画像データに分割することをいう。   In FIG. 5, the horizontal axis represents the black tone value (0) in the image data before color separation into a high-density black toner image (first toner image) and a low-density black toner image (second toner image). ~ 255 levels). The vertical axis represents the gradation values (0 to 255 levels) assigned to both when high-density black toner image and low-density black toner image are separated. Here, separation means that image data of a certain color (also referred to as a plate or a channel) is divided into two image data for a high density (dark color) toner image and a low density (light color) toner image. Say.

図5の(a)、(b)に示すように、画像の濃度階調に対して高濃度ブラックトナーのトナー載り量(露光階調)と低濃度ブラックトナーのトナー載り量(露光階調)が配分される。制御部110は、高濃度ブラックトナー像と低濃度ブラックトナー像とを重ね合わせて、両者の濃度を加算した画像形成を行う。画像形成部PGと画像形成部PKとで、並列に、静電像形成及び現像が行われて分割された各階調のトナー像が形成され、中間転写ベルト12上に一次転写して一体に重ね合わせられる。   As shown in FIGS. 5A and 5B, the toner application amount (exposure gradation) of the high density black toner and the toner application amount (exposure gradation) of the low density black toner with respect to the density gradation of the image. Is allocated. The control unit 110 superimposes the high density black toner image and the low density black toner image and forms an image by adding the densities of both. In the image forming unit PG and the image forming unit PK, electrostatic image formation and development are performed in parallel to form divided toner images of respective gradations, which are primary-transferred onto the intermediate transfer belt 12 and superimposed integrally. Adapted.

実施例1の制御によれば、通常の高濃度ブラックトナー像単体での画像形成と異なり、画像信号の低濃度部から中濃度部において低濃度ブラックトナーを積極的に使うことにより、単位ドットあたりの濃度が低くなる。このため、単位ドットの静電像に対して多少現像が乱れても、トナー像の粒状感が目立ちにくくなっている。   According to the control of the first embodiment, unlike image formation with a normal high density black toner image alone, the low density black toner is actively used in the low density part to the middle density part of the image signal, so that per unit dot The concentration of becomes lower. For this reason, even if the development is somewhat disturbed with respect to the electrostatic image of the unit dots, the granularity of the toner image is less noticeable.

また、低濃度ブラックトナーの現像には二成分現像方式を用いるため、高精細な潜像への忠実トナー像再現が可能である。このため、粒状感が特に目立つブラックの低濃度階調領域において、従来の白黒画像形成装置に比べて圧倒的に粒状感の低減が可能になっている。   In addition, since the two-component development method is used for developing the low-density black toner, it is possible to reproduce the toner image faithfully to a high-definition latent image. For this reason, in the low density gradation region of black where the graininess is particularly conspicuous, the graininess can be overwhelmingly reduced as compared with the conventional black and white image forming apparatus.

一方、ブラック画像の高濃度部では、そもそも粒状感が目立ちにくいため、高精細な再現性にやや劣る磁性一成分現像方式を重点的に用いても問題にならない。また、濃度階調再現性においても、非磁性で透過性の高い低濃度ブラックトナー像が記録材上で高濃度ブラックトナー像の上側に重ね合わせることで必要な混色性が確保されている。   On the other hand, since the graininess is hardly noticeable in the high density portion of the black image, there is no problem even if the magnetic one-component development method, which is slightly inferior in high-definition reproducibility, is used intensively. Further, in terms of density gradation reproducibility, a necessary color mixing property is ensured by superimposing a non-magnetic and highly transmissive low density black toner image on the recording material above the high density black toner image.

このため、図6に示すように、画像データのすべての階調段階に対して、忠実なブラック濃度の階調再現を行うことができる。そして、ハイライト部の粒状感の低減と正確な濃度階調の再現とが達成される。   Therefore, as shown in FIG. 6, faithful black density gradation reproduction can be performed for all gradation stages of image data. In addition, reduction in graininess in the highlight portion and accurate reproduction of density gradation are achieved.

また、図8に示すように、高濃度ブラックトナーである磁性トナーは非磁性トナーに比べて、トナー顔料として磁性体粒子を含むために、定着工程で溶融後も平滑化しにくく、定着画像が低光沢になり易い。これに対して、低濃度ブラックトナーは、非磁性トナーのため、定着工程で溶融後、加圧によって容易に平滑化して高光沢が画像仕上がりとなる。このため、高濃度ブラックトナー単独でブラック画像を形成した場合、周囲の非磁性トナーの画像との間で歴然とした光沢度差が形成されてしまう。しかし、実施例1では、画像データの最大濃度を除くすべての階調段階に対して、磁性トナーによる粗い定着画像の上に非磁性トナーによる平滑な定着画像が重ね合わせられるため、定着画像全体の光沢度ムラが少なくて済む。   Further, as shown in FIG. 8, the magnetic toner, which is a high-density black toner, contains magnetic particles as a toner pigment as compared with the non-magnetic toner. It tends to be glossy. On the other hand, since the low density black toner is a non-magnetic toner, it is easily smoothed by pressurization after being melted in the fixing process, resulting in a high gloss image finish. For this reason, when a black image is formed with the high-density black toner alone, an apparent difference in glossiness is formed with the surrounding non-magnetic toner image. However, in Example 1, a smooth fixed image made of non-magnetic toner is superimposed on a rough fixed image made of magnetic toner for all gradation levels except the maximum density of the image data. Less gloss unevenness.

また、一般にオフィスでよく用いられるモノクロ画像は、テキスト文書が圧倒的に多く、二値のベタ黒文字比率が高いため、専ら磁性一成分現像方式を用いて高濃度ブラックトナー主体で画像形成される。この結果、モノクロ画像専用の画像形成装置で欠かせないメンテナンス性及びランニングコストを著しく損なうこともない。   In general, a monochrome image often used in an office has an overwhelmingly large number of text documents and a high ratio of binary solid black characters. Therefore, an image is formed mainly by high-density black toner using a magnetic one-component developing method. As a result, maintenance performance and running cost, which are indispensable for an image forming apparatus dedicated to monochrome images, are not significantly impaired.

以上説明したような構成及び制御を用いることで、従来のモノクロ画像専用の画像形成装置に比べてハイライト部の粒状感のない高画質が得られる。同時に、不透明な磁性トナーの定着画像と透明な非磁性トナーの定着画像との重ね順を考慮したことにより、忠実な濃度階調再現が可能になっている。さらに、そもそも粒状感の目立ちにくい高濃度部の現像に磁性一成分現像方式を採用することで、メンテナンス性と低ランニングコストを維持することが可能になっている。   By using the configuration and control as described above, it is possible to obtain a high image quality without the graininess of the highlight portion as compared with the conventional image forming apparatus dedicated to monochrome images. At the same time, faithful gradation reproduction is possible by considering the order in which the fixed image of opaque magnetic toner and the fixed image of transparent nonmagnetic toner are superimposed. Further, by adopting a magnetic one-component development method for developing a high density portion where the graininess is hardly noticeable, it is possible to maintain maintainability and low running cost.

図5の(a)、(b)に示すように、制御手段(110)は、所定階調以下の濃度範囲では、第2の現像装置(4G)により現像されたトナー載り量のみでブラックの階調を表現する。高明度〜中間調領域では、専ら低濃度ブラックトナーのみで濃度階調を表現する。等しいブラックの濃度階調を表現する場合、低濃度ブラックトナーのトナー像であれば、単位面積当たりのトナー像の面積又は個数を高濃度ブラックトナーのトナー像よりも増すことができる。静電像の面積又は個数を高濃度ブラックトナーのトナー像を用いる場合よりも増すことができる。このため、低い濃度階調のハーフトーン画像を構成するドットごとのトナー載り量を、高濃度ブラックトナーのトナー像を用いる場合よりも精密に制御して場所ごとのばらつきを減らすことができる。この原理は、特許文献4に示されるように、シアン、マゼンタについて高濃度と低濃度のトナーを用いる場合と同じである。   As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the control means (110) allows the black toner to be developed using only the toner applied amount developed by the second developing device (4G) in the density range of a predetermined gradation or less. Express gradation. In the high brightness to halftone region, the density gradation is expressed exclusively by the low density black toner. When expressing the same black density gradation, the toner image of the low density black toner can increase the area or the number of toner images per unit area as compared with the toner image of the high density black toner. The area or number of electrostatic images can be increased as compared with the case of using a high-density black toner image. For this reason, the amount of applied toner for each dot constituting a halftone image with a low density gradation can be controlled more precisely than when a toner image with a high density black toner is used, thereby reducing variation from place to place. This principle is the same as in the case where high density and low density toners are used for cyan and magenta, as shown in Patent Document 4.

また、中間調領域〜高濃度領域では、高濃度ブラックトナーを組み合わせることで、低濃度ブラックトナーと合わせた合計のトナー載り量を削減して、トナー載り量が多いことに起因する二次転写効率の低下を抑制している。   Also, in the halftone area to the high density area, combining the high density black toner reduces the total amount of applied toner combined with the low density black toner, and the secondary transfer efficiency due to the large amount of applied toner. Is suppressed.

実施例1の構成及び制御によれば、従来のモノクロ専用の画像形成装置に比べてハイライト部で粒状感のない高画質が得られる。そして、磁性トナーを記録材上で再下層に敷いて画像形成することで混色性も確保され、ブラックの忠実な濃度階調再現が可能になっている。さらには、そもそも粒状感の目立ちにくい高濃度部の現像に磁性一成分現像方式を採用することで、画像性を損なうことなく、磁性一成分現像方式のそもそものメリットであるメンテナンス性及びランニングコストダウンを実現できる。   According to the configuration and control of the first embodiment, high image quality without graininess can be obtained in the highlight portion as compared with the conventional monochrome image forming apparatus. Further, by forming an image by placing a magnetic toner on the recording material on the lower layer again, color mixing is ensured, and faithful density gradation reproduction of black is possible. Furthermore, by adopting a magnetic one-component development system for developing high-density areas where graininess is not noticeable in the first place, maintenance performance and running costs that are the merits of the magnetic one-component development system are reduced without sacrificing image quality. Can be realized.

実施例1の構成及び制御によれば、磁性トナーの上に非磁性トナーを重ねた状態で定着を行うことで、磁性トナーと非磁性トナーとを重ね合わせる際に両者の透明度、定着後の平坦度の違いに起因して発生する問題が解決する。すなわち、磁性トナーと非磁性トナーとを重ね合わせてブラックの画像を形成する構成において特有の課題が解決される。   According to the configuration and control of the first embodiment, fixing is performed in a state where the non-magnetic toner is superposed on the magnetic toner, so that when the magnetic toner and the non-magnetic toner are superposed, the transparency and the flatness after the fixation are fixed. The problem that occurs due to the difference in degree is solved. That is, a problem specific to a configuration in which a black image is formed by superimposing magnetic toner and non-magnetic toner is solved.

<実施例2>
実施例1では、高濃度ブラックトナー、低濃度ブラックトナーに加えて、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーを組み合わせた5色フルカラー画像形成装置を説明した。これに対して、実施例2は、高濃度ブラックトナーと低濃度ブラックトナーとを用いたモノクロ画像専用の画像形成装置である。すなわち、図1において、画像形成部PY、PM、PC、PKが取り外され、中間転写ベルト12に沿って画像形成部PG、PKのみが配置される構成である。このような高濃度ブラックトナーと低濃度ブラックトナーとを併用するモノクロ二色画像形成装置においても実施例1で説明した分版制御が適用可能である。
<Example 2>
In the first embodiment, a five-color full-color image forming apparatus in which yellow, magenta, and cyan toners are combined in addition to high-density black toner and low-density black toner has been described. On the other hand, the second embodiment is an image forming apparatus dedicated to monochrome images using high density black toner and low density black toner. That is, in FIG. 1, the image forming portions PY, PM, PC, and PK are removed, and only the image forming portions PG and PK are disposed along the intermediate transfer belt 12. The color separation control described in the first embodiment can also be applied to such a monochrome two-color image forming apparatus using both high density black toner and low density black toner.

また、実施例1では、タンデム型中間転写方式の画像形成装置を説明したが、実施例1の分版制御の適用はこの方式に限定されない。例えば、記録材を吸着搬送する記録材搬送ベルトに沿って図1に示す画像形成部PY、PM、PC、PG、PKを配置して構成されるタンデム型直接転写方式の画像形成装置においても、同様の制御を適用して同様の効果が得られる。ただし、この場合、記録材上の一番下に磁性トナーのトナー像を転写するために、高濃度ブラックの画像形成部PKは、記録材搬送ベルトの最も上流側に配置され、低濃度ブラックの画像形成部PGは、画像形成部PKの下流側に配置する必要がある。   In the first embodiment, the image forming apparatus of the tandem type intermediate transfer method has been described. However, the application of the color separation control in the first embodiment is not limited to this method. For example, even in a tandem direct transfer type image forming apparatus configured by arranging the image forming units PY, PM, PC, PG, and PK shown in FIG. Similar effects can be obtained by applying similar control. However, in this case, in order to transfer the toner image of the magnetic toner to the bottom on the recording material, the high density black image forming portion PK is disposed on the most upstream side of the recording material conveyance belt, The image forming unit PG needs to be arranged on the downstream side of the image forming unit PK.

<実施例3>
図7は実施例3における分版制御の説明図である。図8は定着画像の光沢度の説明図である。
<Example 3>
FIG. 7 is an explanatory diagram of color separation control in the third embodiment. FIG. 8 is an explanatory diagram of the glossiness of a fixed image.

実施例1ではブラックの最大濃度を磁性トナーのみで表現したが、実施例2ではブラックの最大濃度においても磁性トナー像の上に非磁性トナー像を重ねて光沢度を高める。   In Example 1, the maximum density of black is expressed by only the magnetic toner. However, in Example 2, the glossiness is increased by superimposing a nonmagnetic toner image on the magnetic toner image even at the maximum density of black.

実施例1では、図5の(a)、(b)に示すように分版して高濃度ブラックトナーと低濃度ブラックトナーの画像形成を行ったが、実施例3では、図7の(a)、(b)に示すような分版パターンにして画像形成する。すなわち、実施例3では、図5の(a)、(b)に示される分版制御が図7の(a)、(b)に示される分版制御に置き換えられる。それ以外の制御及び画像形成装置100の構成は実施例1と同様であるため、図1〜3を参照して実施例3を説明し、実施例1と重複する説明は省略する。   In Example 1, as shown in FIGS. 5A and 5B, color separation was performed to form an image of a high-density black toner and a low-density black toner. In Example 3, FIG. ) And (b) to form an image with a color separation pattern as shown in FIG. That is, in the third embodiment, the color separation control shown in FIGS. 5A and 5B is replaced with the color separation control shown in FIGS. 7A and 7B. Since the other control and the configuration of the image forming apparatus 100 are the same as those of the first embodiment, the third embodiment will be described with reference to FIGS.

画像形成装置100では、高濃度ブラックトナーとして磁性トナーを用いているが、磁性トナーは非磁性トナーに比べて、トナー顔料として磁性体を用いているために、一般に定着工程で溶融後も平滑化しにくい。すなわち定着画像が低光沢になり易い傾向にある。これに対して、低濃度ブラックトナーは、非磁性トナーのため、定着工程で溶融後、加圧によって平滑化して高光沢になり易い傾向にある。このような定着画像の平滑性の違いによって、磁性トナー単独の画像部分があると、周囲の非磁性トナー単独の画像部分との光沢度の違いが目立ってしまう。モノクロプリントの出力においても、高濃度ブラックトナーで現像された部分と低濃度ブラックトナーで現像された部分とが混在する画像では、不自然な光沢不均一が発生して見かけの画像品質が低下してしまう。   In the image forming apparatus 100, a magnetic toner is used as the high-density black toner. However, since the magnetic toner uses a magnetic material as a toner pigment as compared with a non-magnetic toner, the toner is generally smoothed even after melting in the fixing process. Hateful. That is, the fixed image tends to be low gloss. On the other hand, the low-density black toner is a non-magnetic toner, and thus tends to become high gloss by being smoothed by pressurization after being melted in the fixing process. Due to the difference in smoothness of the fixed image, if there is an image portion made of only magnetic toner, the difference in glossiness from the surrounding image portion made of only non-magnetic toner becomes conspicuous. Even in monochrome print output, unnatural glossy non-uniformity occurs and the apparent image quality deteriorates in an image in which a portion developed with high-density black toner and a portion developed with low-density black toner coexist. End up.

そこで、実施例3では、図7の(a)に示すように、黒の画像入力信号が最高値であっても、低濃度ブラックトナーを一定量以上、高濃度ブラックトナー上に載せるような分版パターンとしている。制御手段(110)は、最高階調を含むブラックの全階調で第2の現像装置(4G)により現像されたトナー載り量を所定量以上確保させる。同時にブラックの階調が高いほど第1の現像装置(4K)により現像されたトナー載り量を増す。   Therefore, in the third embodiment, as shown in FIG. 7A, even when the black image input signal has the maximum value, the amount of low density black toner that is placed on the high density black toner by a certain amount or more is set. It is a plate pattern. The control means (110) secures a predetermined amount or more of the amount of toner developed by the second developing device (4G) in all black gradations including the highest gradation. At the same time, the higher the black gradation, the larger the applied amount of toner developed by the first developing device (4K).

この結果、図7の(b)に示すように、高濃度ブラックトナーのみで最大濃度を表現する場合に比較して非磁性トナー(二成分現像剤)の消費量は少し増えてしまう。しかし、画像全体の光沢度は一様に高まり、ブラック濃度差による光沢度差もほぼ解消されて一様な光沢度の定着画像が得られる。すなわち、従来は、画像全体の光沢度を一様にするためには、透明トナー像を全体に重ねることがされていたが、透明トナー像に頼らなくても一様な光沢度の定着画像が得られる。   As a result, as shown in FIG. 7B, the consumption of the non-magnetic toner (two-component developer) is slightly increased as compared with the case where the maximum density is expressed only by the high density black toner. However, the glossiness of the entire image increases uniformly, and the glossiness difference due to the black density difference is almost eliminated, and a fixed image having a uniform glossiness can be obtained. That is, in the past, in order to make the glossiness of the entire image uniform, the transparent toner image was overlaid on the entire surface. However, a fixed image having a uniform glossiness can be obtained without depending on the transparent toner image. can get.

図8の(a)に示すように磁性トナー層の上に非磁性トナー層が重ねられる。図8の(b)に示すように、磁性トナー層は、定着後の画像表面粗さが大きいため、非磁性トナー層に比較して光沢度が低くなる。しかし、非磁性トナー層を上に重ねて定着することにより、表面粗さの凹所が非磁性トナーで埋められて定着面が平滑になるので、非磁性トナー層のみの場合に匹敵する光沢度が得られる。   As shown in FIG. 8A, a nonmagnetic toner layer is overlaid on the magnetic toner layer. As shown in FIG. 8B, since the magnetic toner layer has a large image surface roughness after fixing, the glossiness is lower than that of the nonmagnetic toner layer. However, by fixing the non-magnetic toner layer on top, the concave portion of the surface roughness is filled with the non-magnetic toner and the fixing surface becomes smooth, so that the glossiness comparable to that of the non-magnetic toner layer alone is achieved. Is obtained.

実施例3の分版制御によれば、磁性トナー単独での画像形成がなくなり、どの濃度階調においても磁性トナー像の上に非磁性トナー像を重ねて定着する。このため、磁性トナーの定着画像面が露出することによる画像面内での著しい光沢変化が抑制される。   According to the color separation control of the third embodiment, image formation with only magnetic toner is eliminated, and a non-magnetic toner image is superimposed and fixed on the magnetic toner image at any density gradation. For this reason, the remarkable gloss change in the image surface due to the exposure of the fixed image surface of the magnetic toner is suppressed.

実施例3の分版制御によれば、実施例1と同様の効果が得られるのはもちろんのこと、画像面内の均一な光沢性も実現できる。   According to the color separation control of the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and uniform glossiness in the image plane can also be realized.

本発明は、単一の感光体に対して第1の現像装置(濃)と第2の現像装置(淡)とを付設する(ロータリ型を含む)構成にも適用可能である。この場合、第1の画像形成部は、第1の現像装置を用いて静電像を現像する状態であり、第2の画像形成部は、第2の現像装置を用いて静電像を現像する状態である。   The present invention can also be applied to a configuration in which a first developing device (dark) and a second developing device (light) are attached to a single photoconductor (including a rotary type). In this case, the first image forming unit is in a state of developing an electrostatic image using the first developing device, and the second image forming unit is developing the electrostatic image using the second developing device. It is a state to do.

実施例1〜3では、ブラック画像を形成する場合は、高濃度ブラックトナーと低濃度ブラックトナーの両方を用いて画像形成を行う制御を採用している。しかし、操作パネルを通じたユーザー設定によって、高濃度ブラックトナーのみを用いて画像形成を行うモードを選択できるようにしてもよい。光沢を要求されない画像や、線画像、文字画像の場合には、高濃度ブラックトナーのみを用いることでランニングコストを大幅に低減できるからである。   In the first to third embodiments, when a black image is formed, control is performed in which image formation is performed using both high density black toner and low density black toner. However, a mode in which image formation is performed using only high-density black toner may be selected by user settings through the operation panel. This is because, in the case of an image that does not require gloss, a line image, or a character image, the running cost can be significantly reduced by using only high-density black toner.

また、同様に、低濃度ブラックトナーのみを用いて画像形成を行うモードを備えていてもよい。シアン、マゼンタ、イエローを低濃度トナーに重ね合わせることでも、高濃度ブラックトナーで実現される階調のかなりの部分をカバーできるからである。   Similarly, a mode may be provided in which image formation is performed using only low-density black toner. This is because even if the cyan, magenta, and yellow are superimposed on the low density toner, a considerable part of the gradation realized by the high density black toner can be covered.

これらのモードの設定は、本体内で切り替え可能にしてもよく、外部端末から送信される画像形成ジョブの指定データに応じてユーザーが切り替え可能にしてもよい。   The setting of these modes may be switchable within the main body, or may be switchable by the user according to the designation data of the image forming job transmitted from the external terminal.

1Y、1M、1C 感光ドラム
1K 感光ドラム(第1の感光体)、1G 感光ドラム(第2の感光体)
2Y、2M、2C、2K コロナ帯電器
3Y、3M、3C、3K 露光装置
4Y、4M、4C 現像装置
4K 現像装置(第1の現像装置)、4G 現像装置(第2の現像装置)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ローラ
25、58 現像スリーブ、29、55 マグネット
11 二次転写ローラ、12 中間転写ベルト(中間転写体)
13 対向ローラ、14 記録材カセット
16 レジストローラ、17 定着装置、110 制御部
PY、PM、PC 画像形成部
PK 画像形成部(第1の画像形成部)、PG 画像形成部(第2の画像形成部)
1Y, 1M, 1C Photosensitive drum 1K Photosensitive drum (first photoconductor) 1G Photosensitive drum (second photoconductor)
2Y, 2M, 2C, 2K Corona charger 3Y, 3M, 3C, 3K Exposure device 4Y, 4M, 4C Development device 4K Development device (first development device) 4G Development device (second development device)
5Y, 5M, 5C, 5K Primary transfer rollers 25, 58 Development sleeve, 29, 55 Magnet 11 Secondary transfer roller, 12 Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
13 counter roller, 14 recording material cassette 16 registration roller, 17 fixing device, 110 control unit PY, PM, PC image forming unit PK image forming unit (first image forming unit), PG image forming unit (second image forming unit) Part)

Claims (7)

ブラックの磁性トナーを用いて第1のトナー像を形成する第1の画像形成部と、
トナー載り量当たりのブラックの定着濃度が前記磁性トナーよりも低い非磁性トナーを用いて第2のトナー像を形成する第2の画像形成部と、
前記第1の画像形成部と前記第2の画像形成部との両方を用いて記録材上に画像を形成するモードを実行する場合において、記録材上で前記第1のトナー像よりも上に前記第2のトナー像が形成されるように前記第1及び第2の画像形成部を制御する制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
A first image forming unit that forms a first toner image using black magnetic toner;
A second image forming unit for forming a second toner image using a non-magnetic toner having a black fixing density per toner applied amount lower than that of the magnetic toner;
In a case where a mode for forming an image on a recording material using both the first image forming unit and the second image forming unit is executed, the image is above the first toner image on the recording material. An image forming apparatus comprising: a control unit that controls the first and second image forming units so that the second toner image is formed.
前記第1のトナー像を現像する第1の現像装置が付設された第1の感光体と、
前記第2のトナー像を現像する第2の現像装置が付設された第2の感光体と、
前記第1のトナー像と前記第2のトナー像とを重ねて前記定着画像におけるブラックの階調を表現するように、前記第1の感光体と前記第2の感光体を露光してそれぞれの静電像を形成する露光手段と、
前記第1の感光体と前記第2の感光体からトナー像を転写される中間転写体と、を備え、
前記中間転写体の回転方向における前記第1の感光体の上流側に前記第2の感光体が配置されていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
A first photosensitive member provided with a first developing device for developing the first toner image;
A second photosensitive member provided with a second developing device for developing the second toner image;
The first photoconductor and the second photoconductor are exposed so that the first toner image and the second toner image are overlapped to express the black gradation in the fixed image. Exposure means for forming an electrostatic image;
An intermediate transfer member to which a toner image is transferred from the first photosensitive member and the second photosensitive member;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second photosensitive member is disposed upstream of the first photosensitive member in the rotation direction of the intermediate transfer member.
前記中間転写体の回転方向における前記第2の感光体の上流側に、それぞれ異なる有彩色の非磁性トナーを用いる現像装置を個別に付設した複数の感光体が配置されていることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。   A plurality of photoconductors individually provided with developing devices using different chromatic color non-magnetic toners are arranged upstream of the second photoconductor in the rotation direction of the intermediate transfer body. The image forming apparatus according to claim 2. 最高階調を含むブラックの全階調で前記第2の現像装置により現像されたトナー載り量を所定量以上確保させつつ、ブラックの階調が高いほど前記第1の現像装置により現像されたトナー載り量を増すように前記露光手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の画像形成装置。   The toner developed by the first developing device is increased as the black gradation is higher, while the toner applied amount developed by the second developing device is maintained at a predetermined amount or more in all the gradations of black including the highest gradation. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a control unit configured to control the exposure unit so as to increase a loading amount. 前記制御手段は、所定階調以下の濃度範囲では、第2の現像装置により現像されたトナー載り量のみでブラックの階調を表現することを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the control unit expresses a black gradation only by a toner applied amount developed by the second developing device in a density range of a predetermined gradation or less. 前記非磁性トナーは、トナー載り量が0.5mg/cmにつき定着画像の反射濃度が1.0未満であって、前記磁性トナーは、トナー載り量が0.5mg/cmにつき定着画像の反射濃度が1.0以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の画像形成装置。 The non-magnetic toner is less than the reflection density of the fixed images amount of applied toner per 0.5 mg / cm 2 is 1.0, the magnetic toner, the amount of applied toner of the fixed image per 0.5 mg / cm 2 6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the reflection density is 1.0 or more. トナー像が転写された記録材を加熱加圧して定着画像を形成する画像形成方法において、
ブラックの磁性トナーを用いて現像された第1のトナー像と、トナー載り量当たりのブラックの定着濃度が前記磁性トナーよりも低い非磁性トナーを用いて現像された第2のトナー像とを形成する第1の工程と、
記録材上で前記第1のトナー像の上に前記第2のトナー像が位置するように、前記第1のトナー像と前記第2のトナー像を記録材に転写する第2の工程と、を有し、
前記第1のトナー像と前記第2のトナー像とを重ね合わせて前記定着画像におけるブラックの階調が表現されていることを特徴とする画像形成方法。
In an image forming method for forming a fixed image by heating and pressing a recording material onto which a toner image has been transferred,
A first toner image developed using a black magnetic toner and a second toner image developed using a non-magnetic toner having a black fixing density per toner amount lower than that of the magnetic toner are formed. A first step of:
A second step of transferring the first toner image and the second toner image to the recording material such that the second toner image is positioned on the first toner image on the recording material; Have
An image forming method, wherein the first toner image and the second toner image are superimposed to express a black gradation in the fixed image.
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