JP7032240B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、互いに色相が異なる２種類のトナーを用いる現像装置および画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置においては、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックといった色相が異なるカラートナーを複数重ねることで、様々な色味を表現していた。

ところで、製図などの分野においては、画像形成装置の主要な用途として、単一色による印刷が行われている。ここで用いられる単一色は、上述したカラートナーと色相が異なっていることから、２種類以上のカラートナーを混合して表現されることがあった。近年では、複数種類以上のトナーを混合した電子写真用カラートナーが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３－１４９８７０号公報

特許文献１に記載の電子写真用カラートナーは、２種類以上のトナーを混合したカラートナーであって、カラートナーの表面に表面改質剤を付着させている。上述した電子写真用カラートナーでは、混合して得たカラートナーについて、表面改質剤を付着させることで、帯電量の差を低減するようにしている。しかし、トナーの混合において、完全に均一にすることは困難であり、部分的に生じたムラによって、色相の偏りが生じる虞がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、２種類のトナーの現像濃度を調整して、所望する色味を得ることができる現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る現像装置は、互いに色相が異なる第１トナーおよび第２トナーを備えた現像装置であって、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段の電位を制御する電位制御手段とを備え、前記第１トナーおよび前記第２トナーにおいて、電位と現像濃度との相関関係を現像特性としたとき、前記第１トナーの現像特性と前記第２トナーの現像特性とは、互いに傾きが異なり、交差するように設定されていることを特徴とする。

本発明に係る現像装置では、前記第１トナーと前記第２トナーとは、同一のカートリッジに収容されている構成としてもよい。

本発明に係る現像装置では、前記電位制御手段は、前記第１トナーの現像濃度が前記第２トナーの現像濃度より高くなる第１電位と、前記第２トナーの現像濃度が前記第１トナーの現像濃度より高くなる第２電位とに制御する構成としてもよい。

本発明に係る現像装置では、前記第１電位で形成する第１画素と、前記第２電位で形成する第２画素とを配置する比率によって、色相を調整する色相調整手段を備える構成としてもよい。

本発明に係る現像装置では、前記第１トナーおよび前記第２トナーは、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、および樹脂微粒子のいずれかを含む外添剤の添加量を異ならせて、互いの現像特性に差を付けている構成としてもよい。

本発明に係る現像装置では、前記第１トナーおよび前記第２トナーは、高分子量ポリエステル樹脂と低分子量ポリエステル樹脂との配合比を異ならせて、互いの現像特性に差を付けている構成としてもよい。

本発明に係る現像装置では、前記第１トナーおよび前記第２トナーは、高分子量ポリエステル樹脂および／または低分子量ポリエステル樹脂の分子量を異ならせて、互いの現像特性に差を付けている構成としてもよい。

本発明に係る現像装置では、前記第１トナーおよび前記第２トナーは、結晶性ポリエステル樹脂の添加量を異ならせて、互いの現像特性に差を付けている構成としてもよい。

本発明に係る現像装置では、前記第１トナーおよび前記第２トナーは、ワックスの添加量を異ならせて、互いの現像特性に差を付けている構成としてもよい。

本発明に係る現像装置では、前記第１トナーおよび前記第２トナーは、ＣＣＡの添加量を異ならせて、互いの現像特性に差を付けている構成としてもよい。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る現像装置を備えることを特徴とする。

本発明によると、現像特性が異なる２種類のトナーに対し、電位を適宜制御することで、第１トナーおよび第２トナーの現像濃度を調整して、所望する色味を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略側面図である。 第１トナーと第２トナーとの現像特性を示す特性図である。 第１トナーと調整前の第２トナーとの現像特性を示す特性図である。 第２トナーの調整前後での現像特性を示す特性図である。 感光体ドラム上の電位とトナーの状態との関係を示す模式図である。 トナーの処方に関する特性図表である。 現像剤の構成を示す特性図表である。 出力画像の評価結果を示す特性図表である。 ディザリングパターンの一例を示す模式図である。 濃度パターン法での配列の一例を示す模式図表である。 本発明の第２実施形態に係る現像装置でのトナーの処方に関する特性図表である。 図１１に示すトナーの現像特性を示す特性図である。 本発明の第２実施形態に係る現像装置でのトナーの処方に関する特性図表である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置および現像装置について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略側面図である。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１は、露光装置１１、像形成部１２、感光体ドラム１３、クリーナ装置１４、帯電器１５、中間転写ベルト装置１６、定着装置１７、給紙トレイ１８、排紙トレイ１９、および用紙搬送経路Ｓを備える構成とされており、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙に対して多色および単色の画像を形成する。

画像形成装置１において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、像形成部１２、感光体ドラム１３、帯電器１５、クリーナ装置１４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ（現像装置１０）が構成されている。

感光体ドラム１３（像担持体の一例）は、画像形成装置１の略中央に配置されている。帯電器１５（帯電手段の一例）は、感光体ドラム１３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。露光装置１１は、感光体ドラム１３の表面を露光して静電潜像を形成する。像形成部１２は、感光体ドラム１３の表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム１３の表面にトナー像を形成する。上述した一連の動作によって、各感光体ドラム１３の表面に各色のトナー像が形成される。クリーナ装置１４は、現像および画像転写の後に感光体ドラム１３の表面の残留トナーを除去および回収する。現像装置１０では、対応する色に応じたトナーがカートリッジから供給される。トナーについては、後述する図２等を参照して、詳細に説明する。

中間転写ベルト装置１６は、感光体ドラム１３の上側に配置され、中間転写ベルト２１、中間転写ベルト駆動ローラ２２、中間転写ベルト従動ローラ２３、中間転写ローラ２４、および中間転写ベルトクリーニング装置２５を備えている。なお、中間転写ローラ２４は、ＹＭＣＫ用の各色の画像ステーションに対応して４本設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ２２、中間転写ベルト従動ローラ２３、および中間転写ローラ２４は、中間転写ベルト２１を張架して、中間転写ベルト２１の表面を所定方向（図中矢符Ｃ方向）に移動させるように構成されている。

中間転写ベルト２１は、矢符Ｃの方向へ周回移動し、中間転写ベルトクリーニング装置２５によって残留トナーを除去および回収され、各感光体ドラム１３の表面に形成された各色のトナー像が順次転写して重ね合わされて、中間転写ベルト２１の表面にカラーのトナー像が形成される。

画像形成装置１は、転写ローラ２６ａを含む２次転写装置２６をさらに備えている。転写ローラ２６ａは、中間転写ベルト２１との間にニップ域が形成されており、用紙搬送経路Ｓを通じて搬送されて来た用紙をニップ域に挟み込んで搬送する。用紙は、ニップ域を通過する際に、中間転写ベルト２１の表面のトナー像が転写される。

給紙トレイ１８は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、露光装置１１の下側に設けられている。また、排紙トレイ１９は、画像形成装置１の上側に設けられており、画像形成済みの用紙を載置するためのトレイである。

用紙搬送経路Ｓは、Ｓ字状に設けられた主経路Ｓ１と、主経路Ｓ１の途中で分岐して再合流する反転経路Ｓ２とを備え、主経路Ｓ１に沿って、ピックアップローラ３１、レジスト前ローラ３３、レジストローラ３２、２次転写装置２６、定着装置１７、および排紙ローラ３４が配置されている。反転経路Ｓ２は、定着装置１７と排紙ローラ３４との間から分岐し、複数の搬送ローラ３５を経由してレジスト前ローラ３３とレジストローラ３２との間に再合流する。

ピックアップローラ３１は、給紙トレイ１８の端部近傍に備えられ、給紙トレイ１８から用紙を１枚ずつ用紙搬送経路Ｓに供給する呼び込みローラである。レジストローラ３２は、給紙トレイ１８から搬送されている用紙を一旦保持し、感光体ドラム１３上のトナー像の先端と用紙の先端とを合わせるタイミングで用紙を転写ローラ２６ａに搬送する。レジスト前ローラ３３は、用紙の搬送を促進補助するための小型のローラである。

定着装置１７は、ベルト定着方式とされており、定着ローラ４１および加熱ローラ４３に定着ベルト４４が巻き掛けられている。定着装置１７では、定着ベルト４４を介して定着ローラ４１に加圧ローラ４２が押圧されるようになっている。定着装置１７では、未定着のトナー像が形成された用紙を受け取り、用紙を定着ベルト４４と加圧ローラ４２との間に挟み込んで搬送する。定着後の用紙は、排紙ローラ３４によって排紙トレイ１９上に排出される。

また、用紙の表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、用紙を排紙ローラ３４から反転経路Ｓ２へと逆方向に搬送して、用紙の表裏を反転させ、用紙をレジストローラ３２へと再度導き、表面と同様にして裏面に画像形成を行い、用紙を排紙トレイ１９へと搬出する。

上述した画像形成装置１は、複数のトナー像を重ねてカラー画像を形成しているが、これに限定されず、１つのトナー像によって単一色の画像を形成する構成としてもよい。この際、トナーは、複数のカートリッジから供給されてもよいし、１つのカートリッジから供給されてもよい。

例えば、製図などの用途では、青色の単色での印刷が主に利用されているが、この際、シアントナーとマゼンタトナーとを混合して、青色を表現している。ところで、シアントナーとマゼンタトナーとを単に混合しただけでは、低確率で同色トナーが偏在し、色味が変化することがあった。そこで、本発明では、２種類のトナーにおいて、それぞれの現像特性に処方で差を付け、より均一な色を表現している。次に、２種類のトナーにおける現像特性について、図２ないし図４を参照して説明する。

図２は、第１トナーと第２トナーとの現像特性を示す特性図である。

現像特性とは、電位と現像濃度との相関関係を示している。図２において、横軸は、現像バイアス電位（ＤＶＢ）を示し、右に向かうに従って、感光体ドラム１３上での電位が高くなることを表している。また、縦軸は、現像濃度（ＩＤ）を示しており、上に向かうに従って、色の濃度が高くなることを表している。

図２では、互いに色相が異なる第１トナーＴＲ１および第２トナーＴＲ２（後述する図５参照）について、それぞれの現像特性を示している。第１トナーＴＲ１は、例えば、シアントナーであって、第１現像特性ＧＴ１に対応している。第２トナーＴＲ２は、例えば、マゼンタトナーであって、第２現像特性ＧＴ２に対応している。第１現像特性ＧＴ１は、現像バイアス電位が高くなるのに従って、現像濃度が高くなっている。第２現像特性ＧＴ２は、第１現像特性ＧＴ１と同様に、現像バイアス電位に応じて現像濃度が高くなっているが、第１現像特性ＧＴ１よりもなだらかな傾きとなっている。具体的に、現像バイアス電位が低いとき、第２現像特性ＧＴ２は、第１現像特性ＧＴ１よりも現像濃度が高くなっている。そして、現像バイアス電位が高くなって、ある時点を超えると、第１現像特性ＧＴ１の現像濃度のほうが、第２現像特性ＧＴ２の現像濃度より高くなっており、第１現像特性ＧＴ１と第２現像特性ＧＴ２とが交差している。なお、現像装置１０では、第１トナーＴＲ１の現像濃度が第２トナーＴＲ２の現像濃度より高くなる電位のうち、所定の値を第１電位Ｖ１に設定し、第２トナーＴＲ２の現像濃度が第１トナーＴＲ１の現像濃度より高くなる電位のうち、所定の値を第２電位Ｖ２に設定している。

上述したように、トナーについては、処方によって、現像特性を調整することができる。本実施の形態では、第１トナーＴＲ１の処方を基準とし、第２トナーＴＲ２の処方を変化させている。次に、第１トナーＴＲ１および第２トナーＴＲ２について、調整前後での現像濃度の比較を説明する。

図３は、第１トナーと調整前の第２トナーとの現像特性を示す特性図であって、図４は、第２トナーの調整前後での現像特性を示す特性図である。

図３は、第１トナーＴＲ１と第２トナーＴＲ２とで同様の処方を用いた場合の現像特性を示しており、第１現像特性ＧＴ１は、図２に示すものと同じである。調整前現像特性ＤＧＴは、第１トナーＴＲ１と同じ処方とされた第２トナーＴＲ２の現像特性を示しており、第１現像特性ＧＴ１と略同様の傾きとなっている。なお、図３では、図面の見易さを考慮して、調整前現像特性ＤＧＴは、第１現像特性ＧＴ１と比べて、全体的に現像濃度が低くなっているが、これに限定されず、調整前現像特性ＤＧＴと第１現像特性ＧＴ１とが略一致するように設定してもよい。また、トナーに対する処方については、後述する図６ないし図８を参照して、詳細に説明する。

図４は、第２トナーＴＲ２について、第１トナーＴＲ１と異なる処方を用いた場合の現像特性を示しており、図２に示す第２現像特性ＧＴ２と同じになる。なお、本実施の形態では、第１トナーＴＲ１の処方を基準としたが、これに限定されず、第２トナーＴＲ２の処方を基準として、第１トナーＴＲ１の処方を変化させてもよい。また、以下では説明のため、調整前現像特性ＤＧＴに対応する第２トナーＴＲ２を調整前第２トナーと呼ぶことがある。

次に、異なる現像特性とされたトナーを組み合わせた際に、感光体ドラム１３上の電位と、トナーの状態との関係について、図５を参照して説明する。

図５は、感光体ドラム上の電位とトナーの状態との関係を示す模式図である。なお、図５では、第１トナーＴＲ１と第２トナーＴＲ２とを区別するため、第１トナーＴＲ１をハッチングしている。

図５において、上部の水平な直線（ＧＶ＝０Ｖ）は、感光体ドラム上の電位が０Ｖであることを示しており、下方に向かうにつれて、電位差が大きくなっていく。図５では、０Ｖに対して電位差が最も大きい第１バイアス電位ＶＢ１と、第１バイアス電位ＶＢ１と比べて、中間程度の電位差とされた第２バイアス電位ＶＢ２とについて示している。

図５に示す第１バイアス電位ＶＢ１は、図２に示す第１電位Ｖ１に相当し、図５に示す第２バイアス電位ＶＢ２は、図２に示す第２電位Ｖ２に相当する。つまり、第１バイアス電位ＶＢ１から第２バイアス電位ＶＢ２の間（ベタ部）では、第１トナーＴＲ１の現像濃度が第２トナーＴＲ２の現像濃度より高く、感光体ドラム１３上には、第１トナーＴＲ１が多く付着し、シアンが濃い青の画素となる。また、第２バイアス電位ＶＢ２から０Ｖの間（ハーフトーン部）では、第２トナーＴＲ２の現像濃度が第１トナーＴＲ１の現像濃度より高く、感光体ドラム１３上には、第２トナーＴＲ２が多く付着し、マゼンタが濃い青の画素となる。

現像装置１０で設定する電位は、第１電位Ｖ１および第２電位Ｖ２だけに限らず、徐々に電位を推移させることで、色相が変化する諧調を表現することができる。

図６は、トナーの処方に関する特性図表である。

本実施の形態において、トナー粒子は、非結晶性ポリエステル樹脂中に結晶性ポリエステル樹脂を分散させて形成しており、シアンまたはマゼンタに対応した顔料を含んでいる。そして、トナー粒子に対し、シリカ（小粒径シリカ）や酸化チタン（チタニア）といった外添剤が添加されている。シリカ（アエロジル社製 ＲＸ２００）は、平均一次粒径が１２ｎｍとされている。また、酸化チタン（テイカ社製 ＪＭＴ－１５０ＦＩ）は、平均一次粒径が１５ｎｍとされている。

図６では、シアントナー、マゼンタトナーＡ、およびマゼンタトナーＢの３種類のトナーの処方を示している。シアントナーは、第１トナーＴＲ１であって、第１現像特性ＧＴ１に対応している。マゼンタトナーＡは、調整前第２トナーであって、調整前現像特性ＤＧＴに対応している。マゼンタトナーＢは、第２トナーＴＲ２であって、第２現像特性ＧＴ２に対応している。

シアントナーでは、添加したシリカの部数が、「１．００」とされ、添加した酸化チタンの部数が、「０．５０」とされている。マゼンタトナーＡでは、シアントナーと同様に、添加したシリカの部数が、「１．００」とされ、添加した酸化チタンの部数が、「０．５０」とされている。マゼンタトナーＢでは、添加したシリカの部数が、「１．０５」とされ、添加した酸化チタンの部数が、「１．００」とされている。このように、第１トナーＴＲ１および第２トナーＴＲ２では、小粒径シリカの添加量を異ならせて、互いの現像特性に差を付けており、トナーの外添処方によって、容易に現像特性を変化させることができる。

外添剤は、上述したものに限定されず、例えば、ヒュームドシリカ（アエロジル社製 ＶＰ ＲＸ４０Ｓ 一次粒子径８０～１１０ｎｍ）、コロイダルシリカ（アエロジル社製 ＶＰ ＳＸ１１０ 一次粒子径１１０ｎｍ）、アルミナ（酸化アルミニウム）（アエロジル社製 Ｃ８０５ 一次粒子径１３ｎｍ）、チタン酸ストロンチウム（チタン工業社製 ＳＷ－１００ 一次粒子径７０ｎｍ）、および樹脂微粒子（藤倉化成社製 ＦＮＮ－７６１１ 一次粒子径１００ｎｍ）を適用してもよい。

図７は、現像剤の構成を示す特性図表である。

現像装置１０では、図６に示すトナーとキャリアとを混合して現像剤を作成しており、ここに示す現像剤がカートリッジに収容されている。本実施の形態では、評価のため、シアントナー、マゼンタトナーＡ、およびマゼンタトナーＢの組み合わせによって、現像剤１ないし現像剤５の５種類を作成した。なお、現像剤１ないし現像剤５において、キャリアの分量は、いずれも１８５．０ｇとされている。

現像剤１では、シアントナーの分量が１５．０ｇとされており、他のトナーは含まれていない。なお、以下の現像剤においては、含有するトナーの分量のみを示し、含有していないトナーの分量については言及しない。現像剤２では、マゼンタトナーＡの分量が１５．０ｇとされている。現像剤３では、マゼンタトナーＢの分量が１５．０ｇとされている。現像剤４では、シアントナーの分量が７．５ｇとされており、マゼンタトナーＡの分量が７．５ｇとされている。現像剤５では、シアントナーの分量が７．５ｇとされており、マゼンタトナーＢの分量が７．５ｇとされている。

本実施の形態において、キャリアの作成方法は、フェライト原料として、酸化鉄（ＫＤＫ社製）５０ｍｏｌ％、酸化マンガン（ＫＤＫ社製）３５ｍｏｌ％、酸化マグネシウム（ＫＤＫ社製）１４．５ｍｏｌ％、および酸化ストロンチウム（ＫＤＫ社製）０．５ｍｏｌ％をボールミルで４時間粉砕し、それによって得られたスラリーをスプレードライヤーで乾燥する。そして、得られた真球状の粒子をロータリーキルンによって９３０℃で２時間仮焼して仮焼粉を得る。次に、仮焼粉は、湿式粉砕機（粉砕媒体としてスチールボールを使用）によって、平均粒子径１μｍ以下にまで微粉砕されて、スラリーが得られる。このスラリーには、ＰＶＡが２重量％添加され、スプレードライヤーによって造粒乾燥された後、電気炉によって、温度が１１００℃で酸素濃度が０体積％の条件で、４時間本焼成が行われる。その後、解砕および分級を行うことによって、体積平均粒子径が４４μｍで、体積抵抗率が１×１０９Ω・ｃｍとされたフェライト成分からなるコア粒子を得る。

次に、コア粒子を被覆する第１被覆層を形成するための被覆用塗液として、シリコーン樹脂（数平均分子量：約１５０００）１００重量部と、導電材としてカーボンブラック（１次粒径２５ｎｍ、吸油量１５０ｍｌ／１００ｇ）３重量部と、硬化剤としてオクチル酸５重量部とを、トルエンに溶解および分散し、被覆用塗液を調整した。そして、コア粒子は、スプレー被覆装置を用いて、被覆用塗液に被覆される。さらに、トルエンを完全に蒸発除去してキャリアを作成する。ここでのキャリアは、体積平均粒子径が４５μｍで、シリコーン樹脂の被覆率が１００％で、体積抵抗率が２×１０１１Ω・ｃｍで、飽和磁化が６５ｅｍｕ／ｇである。

図８は、出力画像の評価結果を示す特性図表である。

本実施の形態では、現像剤４および現像剤５を用いた出力画像について、粒状性の評価を行った。つまり、２種類以上のトナーを混合した現像剤について、色味の偏りなどが改善されるかどうかを確認した。また、出力画像に対し、ディザリング（ディザ）処理の有無での改善効果を確認した。なお、ディザリング処理については、後述する図９と併せて、詳細に説明する。

評価においては、粒状性評価の判定値に基づいてＲｃ値を定義した。つまり、粒状性が低いことは、均一性に優れていることを示し、Ｒｃ値が小さくなる。Ｒｃ値は、ＩＳＯ／ＩＥＣ ＴＳ ２４７９０に準拠した測定法で測定した値であるＧｒａｉｎｉｎｅｓｓ（Ｇｒ値）およびＭｏｔｔｌｅ（Ｍｏ値）を用いた「Ｒｃ＝ＳＱＲＴ（（Ｇｒ²＋Ｍｏ²）／２）」という式で表される。上述した式において、Ｒｃは、Ｒｃ値を示し、Ｇｒは、Ｇｒ値を示し、Ｍｏは、Ｍｏ値を示している。なお、ＳＱＲＴ（）は括弧内の平方根を求める関数である。

評価について、評価例１、評価例２、比較例１、および比較例２の４つに対して行った。評価例１は、現像剤５を用いており、画像処理は「なし」とされている。評価例２は、現像剤５を用いており、ディザ処理を行っている。比較例１は、現像剤４を用いており、画像処理は「なし」とされている。比較例２は、現像剤４を用いており、ディザ処理を行っている。また、評価における出力画像は、青色中間調の塗りつぶし画像とされている。

評価例１において、Ｇｒａｉｎｉｎｅｓｓ値は約１．３５であり、Ｍｏｔｔｌｅ値は約０．５３であって、Ｒｃ値は約１．０２となった。評価例２において、Ｇｒａｉｎｉｎｅｓｓ値は約１．１６であり、Ｍｏｔｔｌｅ値は約０．４０であって、Ｒｃ値は約０．８７となった。比較例１において、Ｇｒａｉｎｉｎｅｓｓ値は約１．６７であり、Ｍｏｔｔｌｅ値は約０．４７であって、Ｒｃ値は約１．２３となった。比較例２において、Ｇｒａｉｎｉｎｅｓｓ値は約１．７２であり、Ｍｏｔｔｌｅ値は約０．５７であって、Ｒｃ値は約１．２８となった。

上述したように、評価例１および評価例２では、比較例１および比較例２よりも、Ｒｃ値が小さくなっており、現像剤５を用いることで、均一な色が得られると判断できる。また、比較例１と比較例２とでは、略同様のＲｃ値となっており、ディザ処理による改善効果が確認できないが、評価例２では、評価例１よりＲｃ値が小さくなっており、ディザ処理による改善効果が確認できる。

本実施の形態において、第１トナーの第１現像特性ＧＴ１と第２トナーの第２現像特性ＧＴ２とは、互いに傾きが異なり、交差するように設定されている。従って、現像特性が異なる２種類のトナーに対し、現像装置１０に設けられた電位制御手段で電位を適宜制御することで、第１トナーおよび第２トナーの現像濃度を調整して、所望する色味を得ることができる。電位制御手段は、画像形成装置１または現像装置１０に設けられたＣＰＵに予め組み込まれたプログラムとして記憶され、記憶したプログラムを実行する。

上述したように、第１トナーと第２トナーとは、同一のカートリッジに収容されていてもよい。この場合、２色のトナーを混合して、単色仕様にすることができる。また、２色を混合したトナーであっても、電位によって現像濃度に差を付けて、色味を調整することができる。

また、第１電位Ｖ１と第２電位Ｖ２とを使い分けることで、いずれのトナーの現像濃度を高くするか、適宜選択できる。

図９は、ディザリングパターンの一例を示す模式図である。なお、図９では、第１画素ＧＳ１と第２画素ＧＳ２とを区別するため、第１画素ＧＳ１をハッチングしている。

画像形成装置１では、第１電位Ｖ１で形成する第１画素ＧＳ１と、第２電位Ｖ２で形成する第２画素ＧＳ２とを配置する比率によって、色相を調整する色相調整手段（図示しない）を備えており、色相調整手段によって、出力画像に対してディザ処理を施す場合がある。ディザ処理では、色相が異なる画素を複数ばらつかせて配置しており、ユーザの見た目には、色の拡散配置を色の混合として認識される。色相調整手段は、画像形成装置１または現像装置１０に設けられたＣＰＵに予め組み込まれたプログラムとして記憶され、記憶したプログラムを実行する。

図９には、ディザ処理におけるディザリングパターンの一例を示しており、４画素の組み合わせを１単位としている。ディザリングパターンにおいて、４画素は、２行２列で配置されており、右上および左下には、シアンが濃い青の第１画素ＧＳ１が配置され、左上および右下には、マゼンタが濃い青の第２画素ＧＳ２が配置されている。つまり、ディザリングパターンでは、市松模様のように、第１画素ＧＳ１と第２画素ＧＳ２とが互い違いに配列されている。ユーザには、第１画素ＧＳ１と第２画素ＧＳ２とを混合した青色に見える。このように、電位の設定によって、疑似的に設けた２色の画素を打ち分けることで、多様な色相を表現することができる。

図１０は、濃度パターン法での配列の一例を示す模式図表である。

色相調整手段では、濃度パターン法を使用して、諧調を表現してもよい。図１０に示す濃度パターン法での配列では、４行４列での画素の配列を１単位としており、「０」から「１６」まで設定されている。「０」では、１６画素の全てが第２画素ＧＳ２とされており、「１」では、１６画素のうち、１画素が第１画素ＧＳ１とされ、残りの１５画素が第２画素ＧＳ２とされている。つまり、「０」から「１６」に向かうに従って、１６画素のうち、第１画素ＧＳ１が占める割合が増えていき、「１６」では、１６画素の全てが第１画素ＧＳ１とされている。上述したように、第１画素ＧＳ１と第２画素ＧＳ２との比率を変更することで、ユーザに認識させる色相を調整でき、諧調を表現できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置および現像装置について、図面を参照して説明する。

第２実施形態では、第１実施形態に対し、トナーの処方が異なる構成とされている。なお、第２実施形態は、図１ないし図１０に示す第１実施形態と略同様の構成とされているので、図面を省略する。

図１１は、本発明の第２実施形態に係る現像装置でのトナーの処方に関する特性図表であって、図１２は、図１１に示すトナーの現像特性を示す特性図である。

第２実施形態において、トナー粒子は、高分子量ポリエステル樹脂、低分子量ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、およびエステルワックスを主成分としている。そして、第２実施形態では、トナー粒子について、高分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）を異ならせたトナーＡおよびトナーＢを用いている。

具体的に、トナーＡは、重量平均分子量が５００００～８００００とされ、抵抗値が４．５×１０⁷Ω・ｃｍ³となり、帯電量が２７．１μＣ／ｇとなっている。一方、トナーＢは、重量平均分子量が４００００～７００００とされ、抵抗値が５．１×１０⁷Ω・ｃｍ³となり、帯電量が３２．７μＣ／ｇとなっている。

上述したように、トナーＡとトナーＢとでは、高分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量を変化させたことで、抵抗値に差が付き、異なる帯電量となっている。トナーＡとトナーＢとは、帯電量の違いによって、感光体ドラム１３への付着量に差が付いている。

図１２は、トナーＡに対応した第３現像特性ＧＴ３と、トナーＢに対応した第４現像特性ＧＴ４とを示している。第３現像特性ＧＴ３と第４現像特性ＧＴ４とでは、現像濃度の推移が異なっている。このように、高分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量を変化させることで、トナーの現像特性を調整することができる。現像装置１０では、現像特性が適切な組み合わせとなるように、２種類のトナーを選択すればよい。高分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量を変化させる際には、重量平均分子量を２００００～２０００００の範囲から選択すればよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置および現像装置について、図面を参照して説明する。

第３実施形態では、第１実施形態に対し、トナーの処方が異なる構成とされている。なお、第３実施形態は、図１ないし図１０に示す第１実施形態と略同様の構成とされているので、図面を省略する。

図１３は、本発明の第２実施形態に係る現像装置でのトナーの処方に関する特性図表である。

第２実施形態では、トナー粒子について、高分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量を異ならせていたが、これに限らず、他の要素を変更して、現像特性を調整してもよい。第３実施形態では、第２実施形態とは異なる処方１ないし処方４の４つを適用している。

処方１では、低分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量を増加させており、比較元に対して、変更後では、重量平均分子量を２００増加させている。その結果、比較元の抵抗値が４．３×１０⁷Ω・ｃｍ³であるのに対し、変更後の抵抗値は、４．５×１０⁷Ω・ｃｍ³となっている。低分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量を変化させる際には、重量平均分子量を５０００～２００００の範囲から選択すればよい。

処方２では、比較元に対して、エステルワックス量を１％減量している。その結果、比較元の抵抗値が４．５×１０⁷Ω・ｃｍ³であるのに対し、変更後の抵抗値は、４．９×１０⁷Ω・ｃｍ³となっている。ワックスは、トナーの重量に対する添加量の比率が２～５％とされている。

処方３では、比較元に対して、結晶性ポリエステル樹脂量を６％減量している。その結果、比較元の抵抗値が４．５×１０⁷Ω・ｃｍ³であるのに対し、変更後の抵抗値は、５．６×１０⁷Ω・ｃｍ³となっている。結晶性ポリエステル樹脂は、重量平均分子量が２００００～５００００とされており、トナーの重量に対する添加量の比率が０～１０％とされている。

処方４では、比較元に対して、低分子量ポリエステル樹脂を２０％増量している。その結果、比較元の抵抗値が４．０×１０⁷Ω・ｃｍ³であるのに対し、変更後の抵抗値は、４．５×１０⁷Ω・ｃｍ³となっている。

処方４において、高分子量ポリエステル樹脂と低分子量ポリエステル樹脂とを併せた分量は、一定とされており、例えば、低分子量ポリエステル樹脂を増量させると、高分子量ポリエステル樹脂が減量される。つまり、処方４では、トナーにおける高分子量ポリエステル樹脂と低分子量ポリエステル樹脂との配合比を変化させている。トナーにおける高分子量ポリエステル樹脂と低分子量ポリエステル樹脂との配合比（高分子量ポリエステル樹脂：低分子量ポリエステル樹脂）については、「３８：６２」～「９４：６」となるように設定されていればよい。

また、現像特性を調整する方法は、これに限らず、例えば、ＣＣＡ（帯電制御剤）の添加量を異ならせるようにしてもよい。ＣＣＡは、トナーの重量に対する添加量の比率が０～１０％とされている。

現像装置１０では、例えば、いずれかの処方において、比較元のトナーを第１トナーとし、変更後のトナーを第２トナーとするなど、現像特性が異なる２種類のトナーを用いるようにすればよい。

なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

１ 画像形成装置
１０ 現像装置
１３ 感光体ドラム（像担持体の一例）
１５ 帯電器（帯電手段の一例）
ＧＳ１ 第１画素
ＧＳ２ 第２画素
ＧＴ１ 第１現像特性
ＧＴ２ 第２現像特性
ＴＲ１ 第１トナー
ＴＲ２ 第２トナー
Ｖ１ 第１電位
Ｖ２ 第２電位

Claims (11)

1. 互いに色相が異なる第１トナーおよび第２トナーを備えた現像装置であって、
   像担持体と、
   前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段の電位を制御する電位制御手段とを備え、
   前記第１トナーおよび前記第２トナーにおいて、電位と現像濃度との相関関係を現像特性としたとき、
   前記第１トナーの現像特性と前記第２トナーの現像特性とは、互いに傾きが異なり、交差するように設定されていること
   を特徴とする現像装置。
2. 請求項１に記載の現像装置であって、
   前記第１トナーと前記第２トナーとは、同一のカートリッジに収容されていること
   を特徴とする現像装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の現像装置であって、
   前記電位制御手段は、前記第１トナーの現像濃度が前記第２トナーの現像濃度より高くなる第１電位と、前記第２トナーの現像濃度が前記第１トナーの現像濃度より高くなる第２電位とに制御すること
   を特徴とする現像装置。
4. 請求項３に記載の現像装置であって、
   前記第１電位で形成する第１画素と、前記第２電位で形成する第２画素とを配置する比率によって、色相を調整する色相調整手段を備えること
   を特徴とする現像装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の現像装置であって、
   前記第１トナーおよび前記第２トナーは、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、および樹脂微粒子のいずれかを含む外添剤の添加量を異ならせて、互いの現像特性に差を付けていること
   を特徴とする現像装置。
6. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の現像装置であって、
   前記第１トナーおよび前記第２トナーは、高分子量ポリエステル樹脂と低分子量ポリエステル樹脂との配合比を異ならせて、互いの現像特性に差を付けていること
   を特徴とする現像装置。
7. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の現像装置であって、
   前記第１トナーおよび前記第２トナーは、高分子量ポリエステル樹脂および／または低分子量ポリエステル樹脂の分子量を異ならせて、互いの現像特性に差を付けていること
   を特徴とする現像装置。
8. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の現像装置であって、
   前記第１トナーおよび前記第２トナーは、結晶性ポリエステル樹脂の添加量を異ならせて、互いの現像特性に差を付けていること
   を特徴とする現像装置。
9. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の現像装置であって、
   前記第１トナーおよび前記第２トナーは、ワックスの添加量を異ならせて、互いの現像特性に差を付けていること
   を特徴とする現像装置。
10. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の現像装置であって、
    前記第１トナーおよび前記第２トナーは、ＣＣＡの添加量を異ならせて、互いの現像特性に差を付けていること
    を特徴とする現像装置。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか１つに記載の現像装置を備えた画像形成装置。

Images