JP3734678B2 - 画像形成装置,画像形成方法 - Google Patents
画像形成装置,画像形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3734678B2 JP3734678B2 JP2000171247A JP2000171247A JP3734678B2 JP 3734678 B2 JP3734678 B2 JP 3734678B2 JP 2000171247 A JP2000171247 A JP 2000171247A JP 2000171247 A JP2000171247 A JP 2000171247A JP 3734678 B2 JP3734678 B2 JP 3734678B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- white
- dots
- image
- colored
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Color, Gradation (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
- Color Electrophotography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、2値画像にて階調を再現する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、画像の高画質化に伴い、滑らかな階調性を表現することが電子写真の分野で大きな課題となっている。この課題に対し、一般的には、書き込み光学系として用いられるレーザ光の光量やパルス幅などを変化させて、1ドット内で多階調制御を行う方法が用いられている。つまり、この方法では、1つの画素で階調を再現できる。これは、1 画素に対し、書き込み光学系の感光体への書き込み光量(レーザ光の光量)を調整したり、発光時間を調整して微小ドットを形成したりすることにより、階調再現性を向上させる方法である。
【0003】
しかし、上記の方法のように、1画素に対して濃度変調(多階調制御)する多値画像の場合、高解像度化(例えば1200dpi程度)に伴って、駆動回路の信号応答性を高速化することが必至となる。このため、装置の大型化、および高価格化が問題となる。さらに、現在の技術では、高解像度の場合に、パルス駆動の制御を安定して行うことが困難であるため、不安定性を多く含む制御回路になってしまうという問題も生じる。
【0004】
そこで、上記のような装置の高価格化や大型化の問題を解決する方法として、2値画像にて階調を再現する方法が挙げられる。この方法の場合、レーザーパワーを細かく変調させる等の制御が必要ないため、簡易な方法で、且つ、コスト高になることもなく、階調を再現することができる。
【0005】
しかし、上記のような2値画像にて画像の階調を再現する方法の場合、多値画像の方法と比較すると階調性が低いという問題がある。そこで、白色トナーを黒色トナーに加えてグレートナーを作製し、このグレートナーを用いてグレー画像を形成して、モノクロ画像におけるハーフトーン画像の再現性を向上させるような技術が、従来より用いられている。さらに、デジタル化に伴い、以下のような白色トナーを用いた技術も提案されている。
【0006】
特開平4−283756号公報には、ハーフトーン画像を形成する際に、黒色トナーからなる第1のトナー層を被覆するように、黒色トナー、白色トナー、および透明トナーがある組成比で混合された第2のトナー層を塗布することで、階調再現性を向上させる技術が開示されている。この、特開平4−283756号公報の技術を用いることにより、例えば、3×3画素内で最大100レベルの階調再現が可能となる。
【0007】
また、特開平3−4259号公報には、軟調モード(写真モード)と硬調モード(文字モード)とを有する電子写真方式の画像形成装置が開示されている。該画像形成装置では、硬調モードの場合は黒色トナーのみが現像スリーブ上に供給されて、黒色トナーによって画像が形成され、一方、軟調モードが指定された際には、現像スリーブ上に指定量の白トナーがさらに供給されて、黒色トナーと白色トナーとによって滑らかなハーフトーン画像が形成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平4−283756号公報に開示されている技術では、予め、黒色トナー、白色トナー、および透明トナーを、所定の組成比になるように正確に混合しておかなければならない。さらに、混合された第2のトナーを収容するホッパーやそのフィーダを別途設けなければならないので、コスト高となる。
【0009】
また、上記特開平3−4259号公報に開示されている画像形成装置においては、軟調モードによる画像形成後に硬調モードが指定された場合、微量とはいえ現像器内に白色トナーが残存するため、本来は黒色トナーのみで形成される文字画像に、白色トナーが混入してしまうという問題が生じる。この問題を解決するためには、軟調モードの画像形成終了後にバイアス現像を行って、感光体上に全面ベタ画像を形成して現像器内の残存トナーを積極的に消費させなければならず、トナーを無駄に消費することになる。
【0010】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、白色トナーを用いて2値画像の階調性を向上させることにより、より低価格で、且つ、多階調再現性がより向上された画像形成装置を提供することを課題としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該静電潜像担持体と現像手段との間に印加する現像バイアスによって上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写材に転写して2値画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、互いに同一状態の各有色ドット上に重ねられる上記白色ドットの形成位置を互いに異ならせるように上記白色ドットの形成位置を制御することによって、上記互いに同一状態の各有色ドットの階調を互いに異ならせることを特徴としている。
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該静電潜像担持体と現像手段との間に印加する現像バイアスによって上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して2値画像を形成する、電子写真方式の画像形成装置において、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、上記有色ドットに対する上記白色ドットを重ねて形成する位置を制御することによって、当該白色ドットが隠蔽する有色ドットの面積を変化させることを特徴としている。
また、上記の課題を解決するために、本発明の画像形成方法は、帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該静電潜像担持体と現像手段との間に印加する現像バイアスによって上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して2値画像を形成する画像形成方法において、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、互いに同一状態の各有色ドット上に重ねられる上記白色ドットの形成位置を互いに異ならせるように上記白色ドットの形成位置を制御することによって、上記互いに同一状態の各有色ドットの階調を互いに異ならせることを特徴とする。
さらに、上記の課題を解決するために、本発明の画像形成方法は、帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該静電潜像担持体と現像手段との間に印加する現像バイアスによって上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して2値画像を形成する、電子写真方式の画像形成方法において、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、上記有色ドットに対する上記白色ドットを重ねて形成する位置を制御することによって、当該白色ドットが隠蔽する有色ドットの面積を変化させることを特徴とする。
【0012】
上記の構成によれば、有色トナー(白色トナーは含まれない)によって形成された2値画像の有色トナー画像に対し、表現する階調に応じて有色トナー画像の一部面積を隠蔽するように、白色トナー画像が形成される。すなわち、形成された有色トナー画像に対して、表現しようとする階調に応じた位置に白色トナー画像を形成する、つまり白色トナーを印字することによって、有色トナーのみで画像を形成する場合よりも、微細な多階調表現が可能となる。これは、2値画像の場合、1画素の階調はon/offのどちらかしかないため、1画素単位での階調表現しかできないが、有色トナー画像の一部を階調に応じて白色トナー画像で隠蔽することにより、1画素よりも小さい単位で階調表現を行うことができるからである。
【0013】
このように、白色トナーを印字するだけで、2値画像における多階調表現を実現することができるので、コストの増加も抑えることができる。また、白色トナーは必要な位置に必要な量のみ用いられるので、トナーを無駄に消費することもない。これにより、低コストにて、2値画像の階調性を向上させた高精細な画像を再現することができる。
【0014】
また、本発明における画像は2値画像であるので、例えば、レーザ光の光量やパルス幅を変化させて1画素を多階調制御する場合のように、レーザパワーを細かく変調させる必要もない。従って、複雑な制御回路なども必要ないため、高価格になることもない。
【0015】
尚、上記転写材には、転写紙はもちろん、中間転写体なども含まれる。
【0016】
さらに、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、上記白色トナーの粒径が、上記有色トナーの粒径よりも小さいことが好ましい。
【0017】
上記の構成のように、白色トナーの粒径を上記有色トナーの粒径よりも小さくすることで、有色トナーよりも白色トナーの方が、1トナー当たりの占める面積が小さくなる。上述したように、本発明は、少なくとも有色トナーの一部面積を隠蔽するように白色トナーを印字することで、多階調表現を行うものである。従って、隠蔽する側のトナーである白色トナーの粒径が小さい程、単位面積当たりを隠蔽するトナー数が増加するので、有色トナー画像を隠蔽する面積をより細かく制御することができる。
【0018】
これにより、より微細な多階調表現を、容易に実現することが可能となる。
【0019】
さらに、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、上記白色トナーの粒径をdwとし、上記有色トナーの粒径をdvとする場合、
dw<0.7×dv
の関係が満たされることが好ましい。
【0020】
上述したように、隠蔽する側のトナーである白色トナーの粒径を、隠蔽される側の有色トナーの粒径よりも小さくすることで、より微細な多階調表現が可能になる。そこで、1白色トナー当たりの占める面積を、1有色トナー当たりの占める面積の1/2以下とすることで、さらなる隠蔽効果の向上を実現できる。
【0021】
予め求められた、1トナー当たりの占める面積とトナー粒径との関係のデータから、トナー粒径を0.7倍にすると1トナー当たりの占める面積がほぼ1/2以下となることが分かっている。そこで、上記白色トナーの粒径dwおよび有色トナーの粒径dvが、上記の関係式を満たす場合、1白色トナー当たりが占める面積を、1有色トナー当たりが占める面積のほぼ1/2以下とすることができる。
【0022】
これにより、より微細な多階調表現を実現できるので、さらに高精細な画像であっても、再現することが可能となる。
【0023】
尚、1トナー当たりの占める面積とトナー粒径との関係のデータは、本願明細書の発明の実施の形態中に示す表1に記載されている。
【0024】
さらに、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、上記白色トナーが、白色材と、定着用樹脂である母材とを含んでおり、該母材が、ポリエステル系樹脂からなることが好ましい。
【0025】
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、上記母材が、ポリメチルメタクリレート系樹脂からなる構成とすることもできる。
【0026】
上記の構成のように、白色トナーには、母材および白色材が含まれている。本発明における白色トナーは、この白色材にて有色トナー画像を隠蔽する必要があるため、白色材以外の領域においては、下地(ここでは有色トナー)の色の透過を妨げず、有色トナーによる色再現に影響を及ぼさないという特性が要求される。そこで、白色トナーの母材として、上記のように透明性の高い樹脂であるポリエステル系樹脂やポリメチルメタクリレート系樹脂を用いることで、上記した特性を備えた白色トナーが得られる。
【0027】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について、図1ないし図7に基づいて説明すれば、次のとおりである。
【0028】
本実施の形態に係る画像形成装置は、従来の電子写真方式に対して白色トナーの印字を追加した印字方式を採用している。以下に、本実施の形態に係る画像形成装置の印字方式について、図2および図3を用いて説明する。
【0029】
図2(a),(b)には、従来より用いられているモノクロ画像形成方法の電子写真プロセスに対して白色トナーの印字(白色トナー画像の形成)が追加された、本実施の形態に係る画像形成装置に採用可能な電子写真プロセスの代表的な例が示されている。
【0030】
まず、図2(a)に示されている電子写真プロセスについて説明する。この電子写真プロセスにおいては、まず、接触型やチャージャー型の帯電器2aを用いて、R方向に回転する感光体(静電潜像担持体)1を帯電する。次に、図示しない光源(光書き込み手段)から出射された書き込み光3aを用いて、上記感光体1の白色トナー印字領域に静電潜像を書き込む。該静電潜像は、現像器4aから供給される白色トナーTwにより顕像化される。上記書き込み光3aとしては、レーザ光やLED(Light Emitting Diode)光等が用いられる。
【0031】
以上のように、感光体1上の静電潜像を白色トナーTwにて顕像化した後、さらに、接触型やチャージャー型の帯電器2bを用いて感光体1を再度帯電させる。さらに、図示しない光源(光書き込み手段)から出射された書き込み光3bを用いて、黒色トナー印字部に黒色トナー用の静電潜像を書き込む。該静電潜像は、現像器4bから供給される黒色トナーTにて顕像化される。尚、上記書き込み光3bとしては、レーザ光やLED光等が用いられる。
【0032】
このように、黒色トナーTおよび白色トナーTwそれぞれで顕像化された画像(トナー画像)を、転写器5を用いて、転写紙Pに転写する。この転写器5としては、非接触チャージャー転写器や、ローラ転写方式等の接触型転写器が用いられる。転写後、感光体1上に残った黒色トナーTおよび白色トナーTwが、クリーナ(クリーニング手段)7によって回収される。さらに、転写紙P上のトナーは、定着器6を通過することによって、転写紙P上に定着する。尚、定着器6としては、非接触定着方式のものであっても、接触定着方式のものであっても、どちらでも構わない。
【0033】
以上のようにして、転写材である転写紙P上に、有色トナー画像(ここでは、黒色トナー画像)と、該有色トナー画像上に、表現する階調に応じて一部面積が重なるように配置される白色トナー画像とが形成される。
【0034】
一方、図2(b)には、タンデムタイプのモノクロ画像形成方法が示されている。
【0035】
タンデムタイプのモノクロ画像形成方法においては、まず、接触型やチャージャー型の帯電器12aを用いて感光体(静電潜像担持体)11aを帯電し、図示しない光源(光書き込み手段)から出射された書き込み光13aを用いて静電潜像を書き込む。この感光体11a上の静電潜像を、現像器14aにより供給される黒色トナーTにて顕像化する。ここで得られた黒色トナー画像を、転写器15aを用いて転写紙Pに転写する。尚、転写器15aとしては、非接触チャージャー転写器や、ローラ転写方式等の接触型転写器が用いられる。その後、感光体11a上に残った黒色トナーTは、クリーナ(クリーニング手段)17aによって回収される。
【0036】
一方、感光体11bは、接触型やチャージャー型の帯電器12bにより帯電されて、図示しない光源(光書き込み手段)から出射された書き込み光13bにより、白色トナー印字部に静電潜像が書き込まれる。該感光体11b上の静電潜像を、現像器14bから供給される白色トナーTwにて顕像化する。ここで得られた白色トナー画像を、転写器15bを用いて、黒色トナー画像が転写されている転写紙P上に転写する。その後、感光体11b上に残った白色トナーTは、クリーナ(クリーニング手段)17bによって回収される。
【0037】
このように、黒色トナーTおよび白色トナーTwによって転写紙P上に形成されたトナー画像は、定着器16を通過することによって、転写紙P上に定着される。尚、定着器16は、非接触定着方式もしくは接触定着方式のどちらであってもよい。
【0038】
以上、2種類のモノクロ画像形成方法を提案したが、これら以外の印字方法を採用することも可能である。
【0039】
図3には、従来より用いられているカラー画像形成方法の電子写真プロセスに対して白色トナーの画像形成が追加された、本実施の形態に係る画像形成装置が採用可能な電子写真プロセスの代表的な例が示されている。
【0040】
図3に示されている電子写真プロセスは、中間転写体29を用いるカラー画像形成方法である。感光体(静電潜像担持体)21は、まず帯電器22によって帯電され、図示しない光源(光書き込み手段)から出射される書き込み光23によって、各色に対する静電潜像が書き込まれる。この書き込み光23としては、レーザ光やLED光などが使用される。次に、この感光体21上の静電潜像を、現像器24から供給されるC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、Bk(黒)のトナーを用いて顕像化して、カラー画像を形成する。最後に、W(白色)トナーを用いて、感光体21上の白色トナー印字部に白色トナーを印字する。その後、転写器25aによって、感光体21上に形成された各色のトナー画像が中間転写体29に転写される。
【0041】
この段階では、中間転写体29上に、C,M,Y,Bk,Wの5色のトナー画像が転写されており、転写器25bを用いてこれらのカラー画像が一度に転写紙に転写される。その後、該カラー画像を、定着器26を用いて転写紙に定着させる。尚、前記転写器25a,25bには、非接触チャージャー転写器や、ローラ転写方式等の接触型転写器が用いられる。尚、27はクリーナ(クリーニング手段)である。
【0042】
以上、本実施の形態に係る画像形成装置に対して採用可能なカラー画像形成方法を提案したが、これら以外のカラー画像形成方法を採用することも当然可能である。
【0043】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置における白色トナーの印字方法(印字位置制御)について説明する。本実施の形態に係る画像形成装置は、白色トナーを、従来から行われているようにテキスト画像エッジ部に印字してエッジを強調させるだけでなく、黒色トナー画像や有彩色トナー画像の一部に重ねて印字する。このように、黒色トナー画像や有彩色トナー画像に重ねて印字される白色トナーは、所望の階調が表現される位置、すなわち、所望の濃度が再現できるように黒色トナー画像や有彩色トナー画像の印字面積の一部を隠蔽する位置に印字される。このように、本実施の形態に係る画像形成装置は、白色トナーを、黒色トナーや有彩色トナーの一部と重ねて印字することで、白色トナーを階調性向上のためにも利用している。
【0044】
図1(a)ないし(c)には、白色トナーを用いて2値画像を形成した場合の、階調表現の例が示されている。また、図4(a),(b)には、比較のために、白色トナーを用いずに2値画像を形成した場合の、階調表現の例が示されている。
【0045】
例えば、白色トナーが用いられていない2値画像の場合、3/4階調を表現するためには、図4(a)に示すように、4画素のうち、3画素分の領域に対して、露光および現像により黒色トナーや有彩色トナー(以下、有色トナーと称する)を印字し、階調表現を行っている。
【0046】
このように白色トナーを用いない場合、3/4階調前後の階調とは、図4(b)に示す2/4階調、および図示しない4/4階調である。この2/4階調は、図4(b)に示すように、4画素のうち、2画素分に対して露光および現像を行って有色トナーをオンすることで表現されている。ただし、有色トナーをオンする画素の位置は、図4(b)に示す以外でもよい。また、4/4階調は、4画素全面に対して露光および現像を行って有色トナーをオンすることで表現されている。これらが、白色トナーを用いない2値画像でできる最大限の階調表現である。以上のように、白色トナーを用いない場合は、1画素単位での階調表現しかできない。
【0047】
これに対し、本実施の形態に係る画像形成装置による、白色トナーを用いた2値画像の階調表現の場合、図1(a)ないし(c)に示すように、図4(a)に示した3/4階調より低い濃度で、かつ、図4(b)に示した2/4階調よりも濃い濃度を再現することが可能である。以下に、具体的に説明する。
【0048】
図1(a)に示すように、図4(a)に示した3/4階調において、有色トナーがオンされていない画素領域に白色トナーをオンすると、有色トナーの一部が白色トナーに隠蔽される。よって、3/4階調の場合よりも有色トナーの占める領域が若干小さくなるため、3/4階調の場合より濃度がやや低くなる。
【0049】
また、図1(b)に示すように、図4(a)に示した3/4階調において、4画素の中央部分に白色トナーをオンすると、この白色トナーによって隠蔽される有色トナーの面積が、図1(a)に示す場合よりも大きくなる。それゆえ、図1(a)に示された階調表現の場合と比較して、濃度が若干低くなる。このように図1(b)に示すような位置に白色トナーを印字することにより、図1(a)に示される状態よりも低い濃度で、かつ、図4(b)に示した2/4階調よりも高い濃度を再現することができる。
【0050】
また、図1(c)に示すように、図4(a)に示した3/4階調において、図1(b)の場合よりも、有色トナーの広い面積を隠蔽するような位置、つまり、有色トナーに重畳する面積がより大きくなるように、白色トナーをオンする場合、その濃度は図1(b)の場合よりもさらに低くなる。
【0051】
以上のように、図1(a)ないし(c)に示すように白色トナーを印字すれば、3/4階調より低い濃度で、かつ、2/4階調より濃い濃度の画像を、段階的に再現することができる。これらの各階調表現における濃度関係は、
3/4階調>図1(a)>図1(b)>図1(c)>2/4階調
となる。
【0052】
このように、白色トナーを用いない場合は、3/4階調より低い階調として2/4階調しか表現できなかったが、本実施の形態に係る画像形成装置のように白色トナーを有色トナーの一部に重ねて印字することにより、2値画像において、1画素単位よりも微細な多階調表現が可能となる。
【0053】
尚、図1(a)ないし(c)に示した白色トナー印字例は1例に過ぎず、他の印字方法(印字位置制御)により、他の階調を表現できることはいうまでもない。また、本実施の形態においては、3/4階調と2/4階調との間の3階調を表現する印字位置制御について述べたが、白色トナーの印字位置を制御することでより多くの階調を表現できることはいうまでもない。
【0054】
次に、白色トナーおよび有色トナーの印字順序について説明する。図5(a)は、有色トナーおよび白色トナーの印字順序を模式的に表した平面図であり、図5(b)は、(a)のA−A矢視断面図である。図5(a),(b)に示すように、白色トナーは有色トナーを隠蔽するために使用されるので、転写紙P上に有色トナーを印字した後で印字される。このような順に印字すれば、白色トナーで有色トナーを隠蔽できるので、2値画像において上述したような多値の階調再現が可能となる。従って、白色トナーは、全ての有色トナーの印字後に印字するのが最適である。
【0055】
次に、本実施の形態において用いられる、白色トナーの粒径と有色トナーの粒径との関係について、図6(a),(b)を用いて説明する。
【0056】
白色トナーの粒径と有色トナーの粒径とが同程度である場合、白色トナーによる有色トナーの隠蔽の様子は、図6(a)に示すようになる。また、白色トナーの粒径の方が有色トナーの粒径よりも小さい場合、白色トナーによる有色トナーの隠蔽の様子は、図6(b)に示すようになる。この2つの図を比較すると、白色トナーの粒径が小さい場合の方が、有色トナーを効果的に隠蔽できる(隠蔽率が向上する)ことがわかる。これは、白色トナーの粒径が小さい程、単位面積当たりを隠蔽するトナー数が増加するためである。
【0057】
表1には、1ドット(1画素)を構成するのに必要なトナーの個数が、トナー粒径別および解像度別に示されている。表1より、解像度が300dpi〜2400dpiの場合、1ドットあたりの面積は5630μm2 〜88μm2 であり、解像度が上がるにつれて1画素あたりの面積が減っていることがわかる。
【0058】
【表1】
【0059】
図7は、表1の1ドットを構成するのに必要なトナーの個数と解像度との関係を、トナー粒径別(A〜Iの直線が、トナー粒径2〜10μmの場合をそれぞれ示している)にグラフ化したものである。このグラフから、解像度とトナー粒径との関係を見ると、同じ解像度(1ドット当たりの面積が同じ)であっても、トナーの粒径が小さい方が1ドット(1画素)を多くのトナーで構成できるため、トナー粒径が小さい程、階調表現が行いやすくなることがわかる。
【0060】
そこで、1白色トナー当たりの占める面積を、少なくとも1有色トナー当たりの占める面積の1/2として、白色トナーが1画素あたりに占める個数を有色トナーの個数の2倍以上とする。これにより、白色トナーによる有色トナーの隠蔽効果を向上させることができ、より微細な階調表現が可能となる。
【0061】
ここで、表1を用い、1トナー当たりの面積を1/2とする場合のトナーの粒径の変化を確認したところ、次式(1)を満たすことがわかった。ここで、dwは白色トナーの粒径、dvは有色トナーの粒径を表している。
dw<0.7×dv ……(1)
また、現状において、有色トナーの粒径は7μm 程度が主流である。よって、上記の式(1)を用いて算出すると、効果的な多階調表現を実現するために使用する白色トナーの粒径としては、5μm 以下が適当であることがわかる。このような粒径の白色トナーを用いることにより、現在一般的に広く用いられている有色トナーを変更することなく、効果的に隠蔽することができるので、コストの増加を抑えることができる。なお、一般的に、5μm以下の小粒径トナーは現像時の取り扱いが困難であると言われているが、これは、複数、例えば4色(C,M,Y,Bk)の有色トナーを一度に扱う場合である。本実施の形態において、5μm以下の小粒径トナーは白色トナー一色のみであり、かつ、白色トナーの消費量は少ないので、一般的なカラートナーの扱い時よりは遥かに負担が少ない。また、小粒径化するのは白色トナーのみであるため、コスト的にも大幅なアップはない。
【0062】
次に、上記のような小粒径の白色トナーを製造する方法について説明する。トナーの製造方法には大きく分けて、粉砕法と重合法とがある。
【0063】
粉砕法は、カーボン、樹脂バインダー、その他添加剤を熱混練し、冷却した後、粗砕、微粗砕、分級して、トナーを作製する方法である。この方法の場合、微粉化の方法が粉砕であるため小粒径化には向いておらず、現状では粒径6μm程度が限界である。
【0064】
一方、重合法は、着色剤や添加剤とモノマとを水媒体中で分散させながら重合して、トナーを製造する方法であり、現在は、懸濁重合が広く用いられている。懸濁重合とは、単量体と、それを僅かしか溶解しない媒体(主に水)とを強くかきまぜて分解させながら、単量体に可溶性の開始剤を加えてラジカル重合を行う方法であり、重合反応が各油滴の中で独立して進行し、重合体は球状の粒子として得られる。この懸濁重合の方法を用いると、球形で粒径がそろっており、かつ小粒径化されたトナーを製造することが可能となる。つまり、重合法を用いることにより、粒径が5μm以下の小粒径トナーを、粒径を揃えて、かつ容易に製造することが可能となる。
【0065】
以上のような理由により、本実施の形態において用いられる白色トナーは、重合法によって作製される。
【0066】
また、トナーのベース材料(定着用樹脂としての母材)としては、スチレンアクリル系、ポリエステル系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系など、様々なものがある。一般的にポリエステル系は樹脂の透明度が高いため、カラー画像等の色再現性の高い画質を目指す場合に用いられる。一方、スチレンアクリル系は、乳白色であるため透過性が低下するが、マット調(光沢感がやや少ない)カラー画像用の有彩色トナーや黒色トナーなどには使用される。本発明における白色トナーは、白色材の部分で黒色トナーおよび有彩色トナーの隠蔽を行うことが目的であるが、白色材部分以外の領域においては下地色の透過を妨げず、かつ、有彩色トナーや黒色トナーの色再現に影響を与えないという効果を有するものが最適である。つまり、母材としては無色透明が適していると考えられる。よって白色トナーの母材としては、透明性の高い樹脂であるポリエステル系やポリメチルメタクリレート等のアクリル系が適していると考えられる。
【0067】
また、白色トナーにおける白色材の含有率としては、10重量%以上30重量%未満が適している。白色材の含有率を10重量%以上とすることにより、下層の有色トナーに対する十分な隠蔽力が得られるので、所望の隠蔽度合いを達成するために多量の白色トナーを必要としなくてすむ。特に、カラー画像においては、各色のトナーが積層された状態(3層ないし4層)で定着を行うため、あまり多量のトナーを用いると、定着不良の原因となり、さらに定着負荷も増大するため、装置の大型化や省エネの観点からも望ましくない。白色材の含有率を10重量%以上とすることで、これらの定着不良の問題や、装置の大型化や省エネの問題を解決できる。
【0068】
また、白色材の含有率が30重量%以上となると、トナーとしての特性が維持できず、帯電不良を起こしたり、定着時に樹脂が少ないため定着不良を起こしたり、画質や現像特性が大幅に低下する。
【0069】
以上のことから、最適な白色材の含有率は、トナー重量に対して、10重量%以上30重量%未満が適当であると考えられる。また、白色材としては、白色度の高い酸化チタンが適していると考えられるが、これ以外にも、酸化亜鉛や酸化マグネシウム等も使用可能である。
【0070】
以上のように製造された小粒径の白色トナーを、所望の階調に応じた印字位置制御により有色トナー画像に重ねて印字して、有色トナーの一部を隠蔽することにより、電子写真プロセスにて2値画像を形成する場合であっても、多階調表現が可能となる。従って、本発明の構成を用いれば、1画素を多階調制御する方法のようにレーザパワーを細かく変調させる等の困難な制御が不要となる。よって、低コストで、かつ、確実に、高精細な画像を再現することができる。
【0071】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る画像形成装置は、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、互いに同一状態の各有色ドット上に重ねられる上記白色ドットの形成位置を互いに異ならせるように上記白色ドットの形成位置を制御することによって、上記互いに同一状態の各有色ドットの階調を互いに異ならせる構成である。
また、本発明の画像形成装置は、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、上記有色ドットに対する上記白色ドットを重ねて形成する位置を制御することによって、当該白色ドットが隠蔽する有色ドットの面積を変化させる構成である。
さらに、本発明の画像形成方法は、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、互いに同一状態の各有色ドット上に重ねられる上記白色ドットの形成位置を互いに異ならせるように上記白色ドットの形成位置を制御することによって、上記互いに同一状態の各有色ドットの階調を互いに異ならせる手順である。
また、本発明の画像形成方法は、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、上記有色ドットに対する上記白色ドットを重ねて形成する位置を制御することによって、当該白色ドットが隠蔽する有色ドットの面積を変化させる手順である。
【0072】
それゆえ、有色トナーのみで画像を形成する場合よりも、微細な多階調表現が可能となる。これは、2値画像の場合、1画素の階調はon/offのどちらかしかないため、1画素単位での階調表現しかできないが、有色トナー画像の一部を階調に応じて白色トナー画像で隠蔽することにより、1画素よりも小さい単位で階調表現を行うことができるからである。このように、白色トナーを印字するだけで、2値画像における多階調表現を実現することができるので、コストの増加も抑えることができる。また、白色トナーは必要な位置に必要な量だけ用いられるので、トナーを無駄に消費することもない。これにより、低コストにて、2値画像の階調性を向上させて高精細な画像を再現することができるという効果を奏する。
【0073】
また、本発明における画像は2値画像であるので、例えば、光量やパルス幅を変化させて1画素を多階調制御する場合のように、レーザーパワーを細かく変調させる必要もない。従って、複雑な制御回路による高価格化を抑制できるという効果も併せて奏する。
【0074】
さらに、本発明に係る画像形成装置は、上記白色トナーの粒径が、上記有色トナーの粒径よりも小さいことが好ましい。
【0075】
それゆえ、白色トナーの単位面積当たりを隠蔽するトナー数が増加するので、有色トナー隠蔽の面積をより細かく制御することができる。これにより、より微細な多階調表現を、容易に実現することができるという効果を奏する。
【0076】
さらに、本発明に係る画像形成装置は、上記白色トナーの粒径をdwとし、上記有色トナーの粒径をdvとする場合、
dw<0.7×dv
の関係が満たされることが好ましい。
【0077】
これにより、より微細な多階調表現を実現できるので、さらに高精細な画像であっても再現することが可能となる。
さらに、本発明に係る画像形成装置は、上記白色トナーが、白色材と、定着用樹脂である母材とを含んでおり、該母材が、ポリエステル系樹脂からなることが好ましい。
【0078】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記母材が、ポリメチルメタクリレート系樹脂からなる構成とすることもできる。
【0079】
これにより、白色材以外の領域においては、下地(ここでは有色トナー)の色の透過を妨げずに、有色トナーによる色再現に影響を及ぼさない白色トナーを得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)ないし(c)は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、白色トナーを用いて形成される2値画像の階調表現の例を示す説明図である。
【図2】(a)および(b)は、上記画像形成装置に採用可能な、モノクロ画像形成方法の電子写真プロセスを示す説明図である。
【図3】上記画像形成装置に採用可能な、カラー画像形成方法の電子写真プロセスを示す説明図である。
【図4】(a)および(b)は、比較例として、白色トナーを用いないで形成される2値画像の階調表現の例を示す説明図である
【図5】(a)は、有色トナーおよび白色トナーの印字順序を模式的に表した平面図であり、(b)は、(a)のA−A矢視断面図である。
【図6】(a)および(b)は、有色トナーを白色トナーで隠蔽する様子を示す平面図である。
【図7】各トナー粒径それぞれにおいて、解像度と1ドットを形成するトナー個数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 感光体(静電潜像担持体)
4a 現像器(現像手段)
4b 現像器(現像手段)
11a 感光体(静電潜像担持体)
11b 感光体(静電潜像担持体)
14a 現像器(現像手段)
14b 現像器(現像手段)
21 感光体(静電潜像担持体)
24 現像器(現像手段)
29 中間転写体(転写材)
Claims (8)
- 帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該静電潜像担持体と現像手段との間に印加する現像バイアスによって上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して2値画像を形成する、電子写真方式の画像形成装置において、
白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、互いに同一状態の各有色ドット上に重ねられる上記白色ドットの形成位置を互いに異ならせるように上記白色ドットの形成位置を制御することによって、上記互いに同一状態の各有色ドットの階調を互いに異ならせることを特徴とする画像形成装置。 - 帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該静電潜像担持体と現像手段との間に印加する現像バイアスによって上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して2値画像を形成する、電子写真方式の画像形成装置において、
白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、上記有色ドットに対する上記白色ドットの形成位置を制御することによって、当該白色ドットが隠蔽する有色ドットの面積を変化させることを特徴とする画像形成装置。 - 上記白色トナーの粒径は、上記有色トナーの粒径よりも小さいことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 上記白色トナーの粒径をdwとし、上記有色トナーの粒径をdvとする場合、
dw<0.7×dv
の関係が満たされることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 上記白色トナーは、白色材と、定着用樹脂である母材とを含んでおり、
該母材が、ポリエステル系樹脂からなることを特徴とする請求項1ないし4の何れか1つに記載の画像形成装置。 - 上記白色トナーは、白色材と、定着用樹脂である母材とを含んでおり、
該母材が、ポリメチルメタクリレート系樹脂からなることを特徴とする請求項1ないし4の何れか1つに記載の画像形成装置。 - 帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該静電潜像担持体と現像手段との間に印加する現像バイアスによって上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して2値画像を形成する、電子写真方式の画像形成方法において、
白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、互いに同一状態の各有色ドット上に重ねられる上記白色ドットの形成位置を互いに異ならせるように上記白色ドットの形成位置を制御することによって、上記互いに同一状態の各有色ドットの階調を互いに異ならせることを特徴とする画像形成方法。 - 帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を 形成し、該静電潜像担持体と現像手段との間に印加する現像バイアスによって上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して2値画像を形成する、電子写真方式の画像形成方法において、
白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、上記有色ドットに対する上記白色ドットを重ねて形成する位置を制御することによって、当該白色ドットが隠蔽する有色ドットの面積を変化させることを特徴とする画像形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000171247A JP3734678B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 画像形成装置,画像形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000171247A JP3734678B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 画像形成装置,画像形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001350310A JP2001350310A (ja) | 2001-12-21 |
JP3734678B2 true JP3734678B2 (ja) | 2006-01-11 |
Family
ID=18673829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000171247A Expired - Fee Related JP3734678B2 (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 画像形成装置,画像形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3734678B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4525506B2 (ja) * | 2005-07-25 | 2010-08-18 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤、及び画像形成方法 |
JP5113461B2 (ja) * | 2007-09-11 | 2013-01-09 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置、画像形成方法、プログラム及び記憶媒体 |
JP6273934B2 (ja) * | 2014-03-14 | 2018-02-07 | 株式会社リコー | 制御装置、画像形成システム、プログラムおよびキャリブレーションシート |
-
2000
- 2000-06-07 JP JP2000171247A patent/JP3734678B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001350310A (ja) | 2001-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4679575B2 (ja) | 単色画像データを表す複合画像データを生成する装置 | |
US5751434A (en) | Area dependent draft printing system | |
JP5137451B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US6013403A (en) | Digital image forming method and apparatus | |
JP2003533387A (ja) | 階調を印刷するための装置および方法 | |
JPH04283756A (ja) | 静電印刷方法 | |
CN100570500C (zh) | 图像处理装置、图像处理方法和图像形成装置 | |
JP3734678B2 (ja) | 画像形成装置,画像形成方法 | |
JP2013114003A (ja) | 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム | |
US7130084B2 (en) | Electrophotographic apparatus and image processing program | |
JP3616276B2 (ja) | 画像形成装置および画像形成方法 | |
JPH01196347A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4991377B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP4023095B2 (ja) | 電子写真装置及び画像処理プログラム | |
US7382994B2 (en) | Background energy density control in an electrophotographic device | |
JPH1158817A (ja) | 画像形成装置 | |
JP3684467B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US8233022B2 (en) | Image forming apparatus and control method thereof | |
JP3968217B2 (ja) | 電子写真装置及び画像処理プログラム | |
JPH05500930A (ja) | プリンター用グレースケールおよびカラーの印刷品質を改善する方法及び装置 | |
JP3345448B2 (ja) | カラー画像形成装置 | |
JPS62201478A (ja) | レ−ザ電子写真記録装置 | |
JPH02132459A (ja) | 画像形成方法 | |
JP2005043450A (ja) | 電子写真画像記録装置 | |
EP2018040A1 (en) | Contouring reduction in halftoning |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050307 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050329 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050530 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050530 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051018 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051019 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3734678 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081028 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091028 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091028 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101028 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111028 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121028 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131028 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |