JP4438026B2

JP4438026B2 - カラー画像形成装置

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Publication number: JP4438026B2
Application number: JP17808199A
Authority: JP
Inventors: 隆生久米; 齋藤　　亨
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2019-06-24
Also published as: JP2001005242A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機、プリンタ、あるいはファックスなどとされる電子写真方式あるいは静電記録方式を用いたカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からカラー画像形成装置は知られており、カラー画像の形成方式には、種々の方法が用いられている。例えば、１色ごとにトナー像の転写プロセスを繰り返す方法、感光体ドラムを色の種類ごとに用意し、それぞれの感光体ドラムを記録材が通過する間に各色を記録材に転写してカラー画像を形成する方法、色の種類ごとのトナー像を１個の感光体ドラム上に積層形成せしめて、記録材にこれら多色像を一括転写する方法、中間転写体を用いて１個の感光体ドラム上に形成された色の種類ごとのトナー像を中間転写体へ１次転写工程を繰り返すことにより中間転写体に複数色のトナーからなるカラー画像を積層形成した後、その画像を記録材に一括して２次転写させる方法などが知られている。
【０００３】
これらの転写方式で画像を転写された記録材は、その記録材上のトナー像を永久固着させるために定着装置へ搬送され、未定着トナー画像が加熱と加圧の処理を受けてカラー画像形成物として排出される。この際、普通紙としての記録材は、通常の定着速度で定着されるが、厚紙やＯＨＴ（オーバーヘッドプロジェクター用透過紙）などの記録材は、定着性や透過性を確保するために通常の１／２〜１／４の定着速度で定着される。特にカラーＯＨＴは、投影したときにモノクロＯＨＴのような陰が映ればよいのとは異なり、カラー部分が透過しなければＯＨＴとしての役割を果たすことができず、通常の１／４の定着速度のように低定着速度にして高い透過性を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフルカラー画像形成装置においては、一般的にフルカラーユースとビジネスユースでの画像品質を重視しているので、カラートナーより使用頻度の多いブラックトナーではランニングコスト低減のため磁性トナーが用いられ、更にはカラー画像部と黒画像部との光沢差をなくすために分子量の小さいトナーが用いられていた。
【０００５】
ところで、カラートナーのＯＨＴの透過性や厚紙の定着性を確保するには、十分な熱量が必要となり、具体的な構成としては定着温度を高くするより、定着速度を遅くして大熱量を与える構成が効果的で、最も広く採用されている。
【０００６】
このような構成でフルカラー画像におけるカラートナーのＯＨＴ透過性は十分得られ、また厚紙定着性は適正化を図られているが、フルカラー画像部のブラック部分やテキスト文字部分（ブラック文字）がホットオフセットを起こすという問題があった。なお、ホットオフセットとは、過剰な熱量により記録材上のトナー表面が溶融し過ぎてトナー層途中で泣き別れが起こり下層は記録材へ上層は定着ローラへと分離してしまう現象のことである。
【０００７】
従って、本発明の目的は、低定着速度でも黒画像のホットオフセットの発生を防止でき、カラー画像の良好なＯＨＴの透過性やカラー画像の良好な厚紙の定着性を得ることのできるカラー画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係るカラー画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明によれば、ブラックトナーと複数のカラートナーを用いて記録材にトナー像を形成し、その後、定着器によってトナー像を記録材に定着するカラー画像形成装置において、
前記ブラックトナーは、トナーに用いられている結着樹脂の数平均分子量が前記複数のカラートナーいずれよりも小さく、記録材が普通紙の場合に設定されるモードであり前記定着器の定着速度を第１の速度に設定する第１のプリントモードと、記録材が厚紙またはオーバヘッドプロジェクタ用シートの場合に設定されるモードであり前記定着器の定着速度を前記第１の速度よりも遅い第２の速度に設定して前記定着器で一枚の記録材に与える熱量を前記第１のプリントモードよりも多くする第２のプリントモードを有しており、前記第１のプリントモードは前記黒画像データに対応する部分の画像形成を前記ブラックトナーのみを用いて実行し、前記第２のプリントモードは黒画像データに対応する部分の画像形成を前記複数のカラートナーの少なくとも一色と前記ブラックトナーとを用いて実行するモードを有することを特徴とするカラー画像形成装置が提供される。
【０００９】
第２の本発明によれば、ブラックトナーと複数のカラートナーを用いて記録材にトナー像を形成し、その後、定着器によってトナー像を記録材に定着するカラー画像形成装置において、
前記ブラックトナーは、トナーに用いられている結着樹脂の数平均分子量が前記複数のカラートナーいずれよりも小さく、記録材が普通紙の場合に設定されるモードであり前記定着器の定着速度を第１の速度に設定する第１のプリントモードと、記録材が厚紙またはオーバヘッドプロジェクタ用シートの場合に設定されるモードであり前記定着器の定着速度を前記第１の速度よりも遅い第２の速度に設定して前記定着器で一枚の記録材に与える熱量を前記第１のプリントモードよりも多くする第２のプリントモードを有しており、前記第１のプリントモードは前記黒画像データに対応する部分の画像形成を前記ブラックトナーのみを用いて実行し、前記第２のプリントモードは黒画像データに対応する部分の画像形成を前記ブラックトナーを用いずに前記複数のカラートナー全てを用いて実行するモードを有することを特徴とするカラー画像形成装置が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るカラー画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１１】
実施例１
本発明の第１実施例について図１〜図７により説明する。
【００１２】
図１には、本実施例の電子写真プロセスを利用した中間転写方式のカラー画像形成装置が示される。
【００１３】
同図において、カラー画像形成装置は、第１の画像担持体として繰り返して使用される回転ドラム型の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という）１を備えており、感光体ドラム１は、図中矢印に示すように反時計方向に所定の周速度（プロセス速度）で回転駆動される。
【００１４】
感光体ドラム１は回転過程で１次帯電ローラ２により所定の極性、電位に一様に帯電処理され、次いで不図示の画像露光手段（カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャナによる走査露光光学系）による画像露光３を受けることにより目的のカラー画像の第１の色成分（例えばイエロー成分像）に対応した静電潜像が形成される。
【００１５】
次いで、その静電潜像が第１現像器（イエロー現像器）４１により第１色であるイエロートナーにより現像される。イエロー（Ｙ）現像器４１、マゼンタ（Ｍ）現像器４２、シアン（Ｃ）現像器４３、ブラック（ＢＫ）現像器４４はそれぞれ回転駆動装置４５によって図中矢印方向に回転し、現像過程で感光体ドラム１と対向するように構成されている。
【００１６】
感光体ドラム１には第２の画像担持体としての中間転写体５が当接配置されており、中間転写体５は図中矢印にて示す時計方向に感光体ドラム１と同じ周速度で回転駆動される。
【００１７】
感光体ドラム１上に形成された上記第１色のイエロートナー画像は、感光体ドラム１と中間転写体５とのニップ部を通過する過程で、中間転写体５に印加される１次転写バイアス電源２９により形成される電界（１次転写バイアス）と圧力によって、中間転写体５の外周面に中間転写（１次転写）される。なお、１次転写バイアスは、トナーとは逆極性（＋）で１次転写バイアス電源２９から印加される。
【００１８】
以下、同様に第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次中間転写体５上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。
【００１９】
感光体ドラム１上の１次転写残トナーは、感光体ドラムクリーナ１３により除去される。
【００２０】
中間転写体５の下方には、転写ベルト６がバイアスローラ６２とテンションローラ６１とによって図中矢印にて示す反時計方向に回転可能に支持され、且つ中間転写体５の下面部に接離可能に配置されている。バイアスローラ６２には、２次転写バイアス電源２８によって所望の２次転写バイアスが印加される。なお、テンションローラ６１は接地されている。
【００２１】
転写ベルト６が中間転写体５に当接されるとともに、不図示の給紙カセットからレジストローラ１１、および転写前ガイド１０を通過して当接ニップに所定のタイミングで記録材Ｐが給送され、同時に２次転写ベルト６のバイアスローラ６２に２次転写バイアス電源２８から２次転写バイアスが印加される。この２次転写バイアスにより中間転写体５から記録材Ｐへ合成カラートナー画像が転写される。以後、この工程を２次転写という。
【００２２】
トナー画像転写を受けた記録材Ｐは定着手段としての定着器１５へと搬送され、加熱と加圧によってトナーが溶着し定着した後、不図示の排紙ローラなどを介して装置外部に排出される。
【００２３】
中間転写体５の回転方向において、転写ベルト６と中間転写体５とのニップ部下流には、中間転写体クリーニングローラ８が中間転写体５に当接され、中間転写体５上の２次転写残トナーが除去される。
【００２４】
中間転写体５のクリーニングについて更に説明すると、２次転写後の中間転写体５上には、部分的には中和され電荷を持たないトナーや、負極性を維持しているトナーが残留しており、これらのトナーは、中間転写体クリーニングローラ８にクリーニングバイアス電源３０からクリーニングバイアスが印加されることによって逆極性に帯電され、感光体ドラム１から中間転写体５への１次転写と同時に、すべてを感光体ドラム１に転写させ戻させる。感光体ドラム１に戻された２次転写残トナーは感光体ドラムクリーナ１３によりクリーニングされる。
【００２５】
また、この時、中間転写体５上で逆帯電された２次転写残トナーと、感光体ドラム１上の１次転写される正規トナーとは、感光体ドラム１と中間転写体５とのニップ部で、電気的にほとんど中和することなく、逆帯電されたトナーは感光体ドラム１へ、正規帯電しているトナーは中間転写体５へ、おのおの転写される。
【００２６】
なお本実施例では、上記のように、中間転写体上の２次転写残トナー帯電手段として、接触型の帯電手段、具体的には複数層からなる弾性ローラを中間転写体クリーニングローラとして用いている。
【００２７】
定着器の機械的構成としては、第３の画像担持体としての記録材上のトナー層が直接接触する側のローラ（以下、「定着ローラ」という）として弾性ローラを使用することが好ましい。すなわち、弾性を有する定着ローラは、未定着のトナー像表面の凹凸に対して定着ローラ表面自信が変形して押圧するために、トナー像の均一な加熱、加圧が可能となり、光沢性の均一化に効果的である。
【００２８】
図２には、本実施例の定着器が示される。同図において、定着器１５は、定着ローラ１６を有し、定着ローラ１６には加圧ローラ１７が圧接して定着ローラ１６との間にニップ部を形成しつつ従動回転を行うようにされている。定着ローラ１６は中空筒体の形態をなし、中空空間にはハロゲンヒータ１８が内蔵され、定着に必要な熱供給がなされる。また、加圧ローラ１７にもハロゲンヒータ１８が内蔵され、定着に必要な熱供給がなされる。また、各ローラ１６、１７の温度制御は定着ローラ１６の非通紙領域に温度検知素子としてのサーミスタ１９をもしくは加圧ローラ１７にサーミスタ１９を接触配置し、その検知温度に伴う抵抗値変化により各ローラ１６、１７の表面温度を検知し、制御装置（図示せず）によりローラ表面温度が所定温度となるようにハロゲンヒータ１８の電流制御を行っている。
【００２９】
上記のような定着器１５において、記録材Ｐはガイド２０により案内されて図中左方からニップ部に進入し、定着ローラ１６の表面から加圧および加熱を受け、トナーＴが定着された後、排紙される。定着ローラ１６と加圧ローラ１７とのニップ部の下流には分離爪２１が配置され、各ローラ１６、１７から記録材Ｐを分離する。
【００３０】
定着ローラ１６は、カラー画像の単色〜４色の多重トナーの厚み（数μｍ〜数十μｍ）に追従するために、アルミニウムなどの芯軸２２に弾性層２３を数十μｍ以上設けることが必要である。弾性が小さいとトナー凹部の未定着やトナーのつぶれによる解像低下をもたらす。
【００３１】
弾性層２３の材質はメチル系、メチルビニル系の液体シリコーンゴムＲＴＶ、ＬＴＶタイプのものが弾性を備えているので好適である。表層２４には上記のＲＴＶ、ＬＴＶを用いて、その下層に熱に強いＨＴＶの層を設け、表面裏面の熱劣化や剥がれを防いだ多層構成としてもよい。
【００３２】
本実施例の定着ローラ１６としては、アルミニウム芯金２２上にジメチルシリコーンゴムのＬＴＶタイプの弾性層２３を２．５ｍｍ設け、その上に表層としてＰＦＡチューブ層２４を５０μｍ設けたものを直径４６ｍｍに成形して用いた。なお、他にメチルフェニル系シリコーンゴムを用いることもできる。
【００３３】
加圧ローラ１７は、定着ローラ１６に比べ弾性が小さくてもよいので単純化が可能でアルミニウム芯軸にＨＴＶ、フッ素ゴムなどの層を設けるのみでもよい。もちろん、定着ローラと略同一構成のものを用いてもよい。
【００３４】
本実施例の加圧ローラ１７としては、アルミニウム芯金２２上にジメチルシリコーンゴムのＬＴＶタイプの弾性層２３を１．５ｍｍ設け、その上に表層としてＰＦＡチューブ層２４を５０μｍ設けたものを直径４６ｍｍに成形して用いた。
【００３５】
なお、定着ローラ、加圧ローラのゴムとしては、他にメチル系シリコーンゴムを用いてもよい。定着温度は１８０℃でリップル±３℃以内とし、またローラ周速は通常では１２０ｍｍ／ｓｅｃの範囲とし、厚紙やＯＨＴといった、定着性または透過性を確保するために大熱量を必要とする記録材に対しては、定着温度固定のまま、通常のローラ周速の１／３速である４０ｍｍ／ｓｅｃとしてそれぞれモードを設けて対応した。
【００３６】
つぎに、本発明の特徴部分について説明する。本実施例においては、例えば定着速度を低下させて通紙する記録材Ｐ、特にＯＨＴや厚紙などの場合における黒画像に対して複数色のトナーを用いることにより、黒画像のホットオフセットを抑制し、他方、例えば定着速度を低下させないで通紙する記録材の場合における黒画像には従来のブラックトナー（黒トナー）のみを用いる制御を行い、従来通りの良好な画質を得るものである。
【００３７】
ホットオフセットは、記録材上に形成されたトナー像の定着状態の発現であるため、トナーの粘弾性特性と定着プロセスの機械的な構成、定着条件などによって変化しうる。
【００３８】
上記によって本発明が達成しうる限り、トナーの粘弾性特性や定着プロセスの機械的構成に関してはなんら制約するものではないが、画像のホットオフセットを抑制するための更に好ましい実施態様について以下に述べる。
【００３９】
本実施例にて使用するトナーとしては、シャープメルトトナーの中に予め離型剤として溶融粘度と分子量がトナー母体樹脂より小さいワックス若しくはパラフィンまたはポリオレフィン類などの離型剤を内添した重合法によるトナーを使用した。これにより、高い混色性を達成し、かつ定着時にはトナーから熱によりワックスがしみ出し、熱ローラ定着装置の離型効果を高めた構成のオイルレス化を達成している。
【００４０】
上記重合トナーの概略構成を図３に示す。同図に示すように、重合トナー９はその製造法上球形となる。本実施例ではコア９３にエステル系ワックスを内包し、樹脂層９２にスチレン−ブチルアクリレート、表層９１にスチレン−ポリエステルという構成の重合トナー９を用いた。その比重は約１．０５である。重合トナー９が３層構成となっている理由は、コア９３にワックスを内包させることで、定着工程でのオフセット防止効果を得るため、また樹脂層９２に表層９１を設けることによって帯電効率のアップを図るためであり、なお、実際の使用時には、トリボ安定化のためにシリカを外添している。
【００４１】
本実施例においては、比較的容易に粒度分布がシャープで４〜８μｍ粒径の微粒子トナーが得られる常圧下での、または加圧下での懸濁重合方法を用い、モノマーとしてスチレンとｎ−ブチルアクリレート、荷電制御剤としてサリチル酸金属化合物、極性レジンとして飽和ポリエステル、更に着色剤を加え、重量平均粒径７μｍの着色懸濁粒子を製造した。
【００４２】
トナー粒度分布制御や粒径の制御は、難水溶性の無機塩や保護コロイド作用を有する分散剤の種類や添加量を変える方法や、機械的装置条件、例えばローラーの周速、パス回数、撹拌羽根形状などの撹拌条件や容器形状、または、水溶液中での固形分濃度などに依存し、これらを制御することにより所定の本実施例のトナーを得ることができる。
【００４３】
トナーに用いられる結着樹脂としては、一般的に用いられるスチレン−（メタ）アクリル共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体を利用することができる。重合法による直接トナーを得る方法においては、それらの単量体が好ましく用いられる。
【００４４】
これらは、単独または一般的には、出版物のポリマーハンドブック第２版III−Ｐ１３９〜１９２（ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社製）に記載されている理論ガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０〜７５℃を示すように単量体を適宜混合し用いられる。理論ガラス転移温度が４０℃未満の場合には、トナーの保存安定性や現像剤の耐久安定性の面から問題が生じ、一方７５℃を超える場合は定着温度の上昇をもたらし、特にフルカラートナーの場合においては各色トナーの混色が不十分となり、色再現性が乏しく、更にＯＨＴ画像の透明性を著しく低下させ、高画質の面から好ましくない。
【００４５】
結着樹脂の分子量は、ＧＰＣ（ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー）により測定される。具体的なＧＰＣの測定方法としては、予めトナーを、ソックレー抽出器を用いトルエン溶剤で２０時間抽出を行った後、ロータリーエバポレーターでトルエンを留去せしめ、更にエステル系ワックスは溶解するが結着樹脂は溶解し得ない有機溶剤、例えばクロロホルムなどを加え、十分に洗浄を行った後、ＴＨＦ（テトラヒドロンフラン）に可溶した溶液をボア径が０．３μｍの耐溶剤性メンブランフィルターで濾過したサンプルをウォーターズ社製１５０Ｃを用い、カラム構成は昭和電工製Ａ−８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７を連結し、標準ポリスチレン樹脂の検量線を用い分子量分布を測定して得る。得られた樹脂成分の数平均分子量（Ｍｎ）は、５０００〜１，０００，０００であり、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、２〜１００を示す結着樹脂が本実施例には好ましい。本実施例に用いたトナーの数平均分子量（Ｍｎ）は、上記の範囲でブラックトナー≪イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーとなっている。ワックスの分子量は、結着樹脂の分子量より少なく、数平均分子量（Ｍｎ）で数千〜数万とする。
【００４６】
トリボ安定化のためのシリカは、各色に１．０〜２．０％の割合で外添されている。またブラックトナーよりもイエロー、マゼンタ、シアンのカラートナーの方が多く外添されている。
【００４７】
トナーに用いられる着色剤は、黒色着色剤としてカーボンブラック、磁性体、以下に示すイエロー／マゼンタ／シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。
【００４８】
黒色結着剤として磁性体を用いた場合には、他の着色剤と異なり、樹脂１００重量部に対し４０〜１５０重量部添加して用いられる。
【００４９】
本実施例では、上記のカラー画像形成装置、定着装置、およびトナーを使用し、定着速度を低下させて通紙する記録材、特にＯＨＴや厚紙などの場合における黒画像に対して複数色のトナーを用いることにより、黒画像に用いられるトナーの平均分子量を大きくし、黒画像のホットオフセットを抑制するものである。
【００５０】
また、本実施例では、定着速度を低下させるＯＨＴモードや厚紙モードの時には黒画像データに対して予めブラックトナーと他の１色のトナーを使用するようにコントローラの方で制御し、黒画像に用いられるトナーの平均分子量を大きくする。
【００５１】
その黒画像部分の定着前後の様子を図４に示す。図４（１）に示すように、従来は、黒画像に対してはコントローラからの黒画像データ量と同量のブラックトナーが使用されていたが、それに対して本実施例では、図４（２）に示すように、黒画像に使用される黒画像データ量の１／２（５０％）を他の１色に置き換える制御を行う。従って、黒画像データ量が１００％のときには、記録材上にブラックトナーを５０％使用し、その上にはイエロートナー、またはマゼンタトナー、またはシアントナーを５０％積載するものである。
【００５２】
ハーフトーンなどのグラデーション画像であって黒画像データ量が５０％以下では、記録材上のトナー載り量が少量であるため、トナーに十分熱量を与えられるため、記録材へのトナー付着力が確保できる。従って、ホットオフセットは発生しないので、図５に示すようなフローチャートで制御を行うことができる。
【００５３】
まず、記録材がＯＨＴもしくは厚紙かを公知の適宜手段によって判断し（Ｓ１１）、ＯＨＴまたは厚紙でない普通紙の場合には定着速度を通常の定着速度すなわち１／１速にて（Ｓ１２）、黒画像データ量＝ブラックトナーとして（Ｓ１３）、プリントを行なう（Ｓ１４）。
【００５４】
記録材がＯＨＴまたは厚紙の場合には、定着速度を通常の定着速度の１／３速または１／４速として（Ｓ１５）、つぎに、黒画像データ量≧５０％かどうかを判断し（Ｓ１６）、黒画像データ量≧５０％の場合には、黒画像データ量／２＝ブラックトナー、黒画像データ量／２＝カラートナーにて（Ｓ１７）、プリントを行なう（Ｓ１４）。ステップＳ１６において、黒画像データ量＜５０％の場合には前述のように、黒画像データ量＝ブラックトナーにて（Ｓ１３）、プリントを行なう（Ｓ１４）。
【００５５】
ここで他の１色に置き換える割合をＸとすると、０％≦Ｘ≦４０％ではホットオフセットが発生して効果がなく、６０％≦Ｘ≦１００％では色味変化や画像飛び散りなどが発生してしまい望ましくない。従って１色に置き換える割合Ｘの適正範囲としては、４０％＜Ｘ＜６０％となる。
【００５６】
またＯＨＴでは、黒画像は投影して黒影ができればよいので、図６に示すように、（ａ）ブラックトナー（５０％）の上にイエロートナー（２５％）＋マゼンタトナー（２５％）、または（ｂ）イエロートナー（２５％）＋シアントナー（２５％）、または（ｃ）マゼンタトナー（２５％）＋シアントナー（２５％）と２色重ねすることも可能である。
【００５７】
この場合も図７のフローチャートに示すように、黒画像データ量が５０％以上のときには、黒画像データ量の１／２はブラックトナーを使用し、残りの黒画像データ量１／２の１／２をそれぞれ２色のカラートナーに置き換える制御を行う。
【００５８】
図７により詳しく説明すると、まず、紙種を公知の適宜手段によって判断し（Ｓ２１）、普通紙の場合には、通常の定着速度すなわち１／１速として（Ｓ２２）、黒画像データ量＝ブラックトナーにて（Ｓ２３）、プリントを行なう（Ｓ２４）。
【００５９】
一方、特殊紙の場合には、定着速度を１／３速または１／４速として（Ｓ２５）、つぎに、黒画像データ量≧５０％かどうかを判断し（Ｓ２６）、黒画像データ量≧５０％の場合には、更に、ＯＨＴか厚紙かを判断する（Ｓ２７）。ＯＨＴの場合には、図６（ａ）、図６（ｂ）、または図６（ｃ）にて示したトナー構成にて（Ｓ２８）、プリントを行なう（Ｓ２４）。
【００６０】
厚紙の場合には、黒画像データ量／２＝ブラックトナーおよび黒画像データ量／２＝カラートナーにて（Ｓ２９）、プリントを行なう（Ｓ２４）。
【００６１】
また、以上述べてきた黒画像に使用されるトナーは、複数色用いることで総合的に平均分子量を大きくしているため、トナーの重ね順は、必ずしも記録材上の直ぐ上にブラックトナーが配置される必要はなく、ブラックトナーは紙上トナー層の最上層、または色トナー間に挟まれた中間層に配置されてもよい。従って、最適条件を固定しておくことにより、常に好ましいカラー画像が得られるようになる。
【００６２】
上記のように、本実施例においては、定着速度を低下させる時には、黒画像に対して複数色のトナーを用い、かつ、そのうち少なくとも１色はホットオフセットに対してマージンのあるトナーを用いることで、黒画像に用いるトナーの分子量を総合的に大きくすることができ、黒画像のホットオフセットを改善することができる。
【００６３】
これにより、ブラックトナーにランニングコスト低減のための磁性トナーを用いた場合でも、カラートナーとの違和感のない光沢度を得られるまで分子量を小さくすることができ、ＯＨＴの透過性と画質の両立、また、厚紙の定着性と画質の両立を実現することができる。
【００６４】
従って、定着速度を低下させても黒画像におけるホットオフセットが発生することなく、カラー画像の良好なＯＨＴ透過性やカラー画像の良好な厚紙定着性を得ることができる。
【００６５】
実施例２
つぎに、本発明の第２実施例について図８と図９により説明する。
【００６６】
本実施例の第１実施例との相違点は定着速度を低下させるＯＨＴモードや厚紙モードの時には黒画像データに対して予めイエロー、マゼンタ、シアントナーからなるプロセスブラックを使用するようにコントローラの方で制御することである。
【００６７】
その黒画像部分の定着前後の様子を図８に示す。黒画像に使用される黒画像データ量の１／３ずつをイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーに置き換える制御を行う。その制御は図９のフローチャートに示すように行う。
【００６８】
まず、記録材がＯＨＴもしくは厚紙かを公知の適宜手段によって判断し（Ｓ３１）、ＯＨＴまたは厚紙でない普通紙の場合には定着速度を通常の定着速度すなわち１／１速として（Ｓ３２）、黒画像データ量＝ブラックトナーによって（Ｓ３３）、プリントを行なう（Ｓ３４）。
【００６９】
記録材がＯＨＴまたは厚紙の場合には、定着速度を１／３速または１／４速として（Ｓ３５）、つぎに、黒画像データ量≧５０％かどうかを判断し（Ｓ３６）、黒画像データ量≧５０％の場合には、黒画像データ量／３＝イエロートナー、黒画像データ量／３＝マゼンタトナー、黒画像データ量／３＝シアントナーにて（Ｓ３７）、プリントを行なう（Ｓ３４）。ステップＳ３６において、黒画像データ量＜５０％の場合には前述のように、黒画像データ量＝ブラックトナーにて（Ｓ３３）、プリントを行なう（Ｓ３４）。
【００７０】
従って、黒画像に使用されるトナーを平均的に消費することができる。
【００７１】
上記のような構成とすることにより、黒画像に使用されるトナーの平均分子量を総合的に大きくでき、黒画像のホットオフセットを抑制できる。従って、ブラックトナーにカラートナーと違和感のない光沢度の磁性トナーを用いることができ、ランニングコスト低減の構成、普通紙とＯＨＴや厚紙といった記録材の画質の両立を図ることができる。
【００７２】
実施例３
つぎに、本発明の第３実施例について図１０により説明する。
【００７３】
本実施例の第１、第２実施例との相違点は、定着速度を低下させるＯＨＴモードや厚紙モードの時には、黒画像データに対して予め複数色の全トナーを使用するようにコントローラの方で制御することである。
【００７４】
その黒画像部分の定着前後の様子を、図１０に示す。ブラックトナー上にイエロートナー、マゼンタトナー、およびシアントナーからなるプロセスブラックが積載されていて、黒画像に使用される黒画像データ量の１／２をブラックトナー、残りの黒画像データ１／２の１／６ずつをイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーに置き換える制御を行う。その制御は図１１のフローチャートのように行う。
【００７５】
まず、記録材がＯＨＴもしくは厚紙かを公知の適宜手段によって判断し（Ｓ４１）、ＯＨＴまたは厚紙でない普通紙の場合には定着速度を通常の定着速度すなわち１／１速として（Ｓ４２）、黒画像データ量＝ブラックトナーによって（Ｓ４３）、プリントを行なう（Ｓ４４）。
【００７６】
記録材がＯＨＴまたは厚紙の場合には、定着速度を１／３速または１／４速として（Ｓ４５）、つぎに、黒画像データ量≧５０％かどうかを判断し（Ｓ４６）、黒画像データ量≧５０％の場合には、黒画像データ量／２＝ブラックトナー、黒画像データ量／６＝イエロートナー、黒画像データ量／６＝マゼンタトナー、黒画像データ量／６＝シアントナーにて（Ｓ４７）、プリントを行なう（Ｓ４４）。ステップＳ４６において、黒画像データ量＜５０％の場合には前述のように、黒画像データ量＝ブラックトナーにて（Ｓ４３）、プリントを行なう（Ｓ４４）。
【００７７】
従って、第２実施例と同様に黒画像に使用されるトナーを平均的に消費することができ、且つ黒画像に使用されるトナーの平均分子量も総合的に大きくすることができる。
【００７８】
上記のような構成とすることにより、ブラックトナーにカラートナーと違和感のない光沢度の磁性トナーを用いることができ、ランニングコスト低減の構成で、普通紙とＯＨＴや厚紙といった記録材の画質の両立を図ることができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のカラー画像形成装置によれば、ブラックトナーと複数のカラートナーを用いて記録材にトナー像を形成し、その後、定着器によってトナー像を記録材に定着するカラー画像形成装置において、ブラックトナーは、トナーに用いられている結着樹脂の数平均分子量が複数のカラートナーいずれよりも小さく、記録材が普通紙の場合に設定されるモードであり定着器の定着速度を第１の速度に設定する第１のプリントモードと、記録材が厚紙またはオーバヘッドプロジェクタ用シートの場合に設定されるモードであり定着器の定着速度を第１の速度よりも遅い第２の速度に設定して定着器で一枚の記録材に与える熱量を前記第１のプリントモードよりも多くする第２のプリントモードを有しており、第１のプリントモードは前記黒画像データに対応する部分の画像形成を前記ブラックトナーのみを用いて実行し、
（Ａ）第２のプリントモードは黒画像データに対応する部分の画像形成を複数のカラートナーの少なくとも一色と前記ブラックトナーとを用いて実行するモードを有するか、又は、
（Ｂ）第２のプリントモードは黒画像データに対応する部分の画像形成を前記ブラックトナーを用いずに前記複数のカラートナー全てを用いて実行するモードを有する、
構成とされるので、低定着速度でも黒画像のホットオフセットの発生を防止でき、カラー画像の良好なＯＨＴの透過性やカラー画像の良好な厚紙の定着性を得ることができる。また、ブラックトナーにカラートナーと違和感のない光沢度の磁性トナーを用いることができ、ランニングコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１〜第３実施例に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１〜第３実施例に係る定着装置を示す概略構成図である。
【図３】第１〜第３実施例に係る重合トナーを示す断面図である。
【図４】第１実施例における黒画像のトナー積層の構成を示す説明図である。
【図５】第１実施例における制御のフローチャートである。
【図６】第１実施例における黒画像のトナー積層に関る他の構成を示す説明図である。
【図７】第１実施例における他の制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施例に係る黒画像のトナー積層の構成を示す説明図である。
【図９】第２実施例における制御のフローチャートである。
【図１０】本発明の第３実施例に係る黒画像のトナー積層の構成を示す説明図である
【図１１】第３実施例における制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１５定着装置
Ｐ記録材
Ｔトナー

Claims

ブラックトナーと複数のカラートナーを用いて記録材にトナー像を形成し、その後、定着器によってトナー像を記録材に定着するカラー画像形成装置において、
前記ブラックトナーは、トナーに用いられている結着樹脂の数平均分子量が前記複数のカラートナーいずれよりも小さく、記録材が普通紙の場合に設定されるモードであり前記定着器の定着速度を第１の速度に設定する第１のプリントモードと、記録材が厚紙またはオーバヘッドプロジェクタ用シートの場合に設定されるモードであり前記定着器の定着速度を前記第１の速度よりも遅い第２の速度に設定して前記定着器で一枚の記録材に与える熱量を前記第１のプリントモードよりも多くする第２のプリントモードを有しており、前記第１のプリントモードは前記黒画像データに対応する部分の画像形成を前記ブラックトナーのみを用いて実行し、前記第２のプリントモードは黒画像データに対応する部分の画像形成を前記複数のカラートナーの少なくとも一色と前記ブラックトナーとを用いて実行するモードを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
前記黒画像データに対応する部分の画像形成を前記複数のカラートナーの少なくとも一色と前記ブラックトナーとを用いて実行する場合、前記黒画像データの一部を前記カラートナー用に置き換えることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
前記黒画像データのうち前記カラートナー用に置き換える割合をＸとすると、４０％＜Ｘ＜６０％に設定されていることを特徴とする請求項２に記載のカラー画像形成装置。
前記第２のプリントモードの場合に前記黒画像データの量が所定値より小さい時には前記黒画像データに対応する部分の画像形成は前記ブラックトナーのみを用いて実行され、前記第２のプリントモードの場合に前記黒画像データの量が所定値以上の時には黒画像データに対応する部分の画像形成を前記複数のカラートナーの少なくとも一色と前記ブラックトナーとを用いて実行することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
前記第２のプリントモードの場合に前記黒画像データの量が所定値以上の時には、黒画像データに対応する部分の画像形成に用いるトナーの種類が記録材の種類に応じて異なることを特徴とする請求項４に記載のカラー画像形成装置。
ブラックトナーと複数のカラートナーを用いて記録材にトナー像を形成し、その後、定着器によってトナー像を記録材に定着するカラー画像形成装置において、
前記ブラックトナーは、トナーに用いられている結着樹脂の数平均分子量が前記複数のカラートナーいずれよりも小さく、記録材が普通紙の場合に設定されるモードであり前記定着器の定着速度を第１の速度に設定する第１のプリントモードと、記録材が厚紙またはオーバヘッドプロジェクタ用シートの場合に設定されるモードであり前記定着器の定着速度を前記第１の速度よりも遅い第２の速度に設定して前記定着器で一枚の記録材に与える熱量を前記第１のプリントモードよりも多くする第２のプリントモードを有しており、前記第１のプリントモードは前記黒画像データに対応する部分の画像形成を前記ブラックトナーのみを用いて実行し、前記第２のプリントモードは黒画像データに対応する部分の画像形成を前記ブラックトナーを用いずに前記複数のカラートナー全てを用いて実行するモードを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
前記第２のプリントモードの場合に前記黒画像データの量が所定値より小さい時には前記黒画像データに対応する部分の画像形成は前記ブラックトナーのみを用いて実行され、前記第２のプリントモードの場合に前記黒画像データの量が所定値以上の時には黒画像データに対応する部分の画像形成を前記複数のカラートナーを用いて実行することを特徴とする請求項６に記載のカラー画像形成装置。