JP5994727B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１には、複数の色の異なる色材を使用してカラー画像を形成する方法において、前記複数の色材のうちの一色を白色材とし、用紙の所要の領域にその色調に応じて前記白色材を塗布したのち、他の異なる色材によってカラー画像を形成する方法が開示されている。

特許文献２には、透明フィルム上にマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックのうち少なくとも１色以上のトナーを用いて画像を形成し、次いで前記透明フィルム上に前記画像上から一様な白色層を形成する画像形成方法が開示されている。

特開平０２−００１３５１号公報 特開平０６−１８６７８７号公報

本発明は、媒体に定着される白トナーの層に重ねた有色トナーの画像の色再現性が向上されることを目的とする。

本発明の請求項１の画像形成装置は、白トナー及び有色トナーを用いる画像部と、該画像部で形成された画像を媒体に熱で定着させる定着部と、を備え、前記媒体が紙の場合、紙に形成された前記有色トナーを前記白トナーに重ねた画像における前記白トナーの単位面積当たりのトナー質量θ（ｇ／ｍ^２）は、0.03＋1.31×Rｗ−0.47×Rc＋0.02×Gw−0.07×Gc≦θ≦0.05＋1.06×Rｗ＋0.42×Rc−0.02×Gw＋0.05×Gc（Rw：白トナーの平均粒径（μm）、Rc：有色トナーの平均粒径（μm）、Gc：120℃での白トナーの貯蔵弾性率（kPa)、Gw：120℃における有色トナーの貯蔵弾性率（kPa)）を満たす。

本発明の請求項２の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、さらに、前記媒体がフィルムの場合、フィルムに形成された前記有色トナーを前記白トナーに重ねた画像における前記白トナーの単位面積当たりのトナー質量θ（ｇ／ｍ^２）は、0.04＋1.09×Rｗ−0.40×Rc＋0.01×Gw−0.05×Gc≦θ≦0.05＋0.96×Rw＋0.38×Rc−0.02×Gw＋0.04×Gcを満たす。

本発明の請求項３の画像形成装置は、白トナー及び有色トナーを用いる画像部と、該画像部で形成された画像を媒体に熱で定着させる定着部と、を備え、前記媒体がフィルムの場合、フィルムに形成された前記有色トナーを前記白トナーに重ねた画像における前記白トナーの単位面積当たりのトナー質量θ（ｇ／ｍ^２）は、0.04＋1.09×Rｗ−0.40×Rc＋0.01×Gw−0.05×Gc≦θ≦0.05＋0.96×Rw＋0.38×Rc−0.02×Gw＋0.04×Gc（Rw：白トナーの平均粒径（μm）、Rc：有色トナーの平均粒径（μm）、Gc：120℃での白トナーの貯蔵弾性率（kPa)、Gw：120℃における有色トナーの貯蔵弾性率（kPa)）を満たす。

本発明の請求項１の画像形成装置によれば、0.03＋1.31×Rｗ−0.47×Rc＋0.02×Gw−0.07×Gc≦θ≦0.05＋1.06×Rｗ＋0.42×Rc−0.02×Gw＋0.05×Gcを満たさない場合に比べて、紙に定着される白トナーの層に重ねた有色トナーの画像の色再現性が向上される。

本発明の請求項２の画像形成装置によれば、0.04＋1.09×Rw−0.40×Rc＋0.01×Gw−0.05×Gc≦θ≦0.05＋0.96×Rw＋0.38×Rc−0.02×Gw＋0.04×Gcを満たさない場合に比べて、フィルムに定着される白トナーの層に重ねた有色トナーの画像の色再現性が向上される。

本発明の請求項３の画像形成装置によれば、0.04＋1.09×Rｗ−0.40×Rc＋0.01×Gw−0.05×Gc≦θ≦0.05＋0.96×Rw＋0.38×Rc−0.02×Gw＋0.04×Gcを満たさない場合に比べて、フィルムに定着される白トナーの層に重ねた有色トナーの画像の色再現性が向上される。

第１の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 第１の実施の形態に係るトナー画像形成部及びその周辺部の構成を示す概略図である。 実験１〜１６で使用した白トナー及び有色トナーの貯蔵弾性率をまとめた表である。 第１の実施の形態に係る実験（実験１）（有色紙に対するＴＭＡの下限）の結果を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る実験（実験２）（有色紙に対するＴＭＡの下限）の結果を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る実験（実験３）（有色紙に対するＴＭＡの下限）の結果を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る実験（実験４）（有色紙に対するＴＭＡの下限）の結果を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る実験（実験５）（有色紙に対するＴＭＡの上限）の結果を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る実験（実験６）（有色紙に対するＴＭＡの上限）の結果を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る実験（実験７）（有色紙に対するＴＭＡの上限）の結果を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る実験（実験８）（有色紙に対するＴＭＡの上限）の結果を示すグラフである。 第２の実施の形態に係る実験（実験９）（フィルムに対するＴＭＡの下限）の結果を示すグラフである。 第２の実施の形態に係る実験（実験１０）（フィルムに対するＴＭＡの下限）の結果を示すグラフである。 第２の実施の形態に係る実験（実験１１）（フィルムに対するＴＭＡの下限）の結果を示すグラフである。 第２の実施の形態に係る実験（実験１２）（フィルムに対するＴＭＡの下限）の結果を示すグラフである。 第２の実施の形態に係る実験（実験１３）（フィルムに対するＴＭＡの上限）の結果を示すグラフである。 第２の実施の形態に係る実験（実験１４）（フィルムに対するＴＭＡの上限）の結果を示すグラフである。 第２の実施の形態に係る実験（実験１５）（フィルムに対するＴＭＡの上限）の結果を示すグラフである。 第２の実施の形態に係る実験（実験１６）（フィルムに対するＴＭＡの上限）の結果を示すグラフである。 比較例を示す図であって、白トナーの層のＴＭＡが下限よりも少ない場合における、白トナーの層と有色トナーのトナー層とが、媒体に定着している状態を示す概念図（断面図）である。 比較例を示す図であって、白トナーの層のＴＭＡが上限よりも多い場合における、白トナーの層と有色トナーのトナー層とが、媒体に定着している状態を示す概念図（断面図）である。 本実施の形態に係る画像形成装置で形成した画像を示す図であって、白トナーの層と有色トナーのトナー層とが、媒体に定着している状態を示す概念図（断面図）である。 比較例を示す図であって、白トナーの層のＴＭＡが下限よりも少ない場合における、白トナーの層と有色トナーのトナー層とが定着した有色紙を示す概念図（断面図）である。

本発明の実施の形態の一例を、図面に基づき説明する。まず、画像形成装置の構成を説明し、次いで、画像形成装置の通常の動作及び特別な動作について説明することとする。なお、以下の説明では、図１に矢印Ｙで示す方向を装置高さ方向、図１に矢印Ｘで示す方向の装置幅方向とする。また、装置高さ方向及び装置幅方向のそれぞれに直交する方向（適宜矢印Ｚで示す）を装置奥行き方向とする。

＜第１の実施の形態＞
《画像形成装置の構成》
図１は、第１の実施の形態に係る画像形成装置１０を正面側から見た全体構成を示す概略図である。この図に示される如く、画像形成装置１０は、電子写真方式により媒体Ｐに画像を形成する画像形成部２０と、媒体Ｐを搬送する媒体搬送部４０と、読取原稿（図示省略）を読み取る原稿読取部５０と、を含んで構成されている。さらに、画像形成装置１０は、媒体Ｐを収容する複数の媒体収容部３０と、上記各部の制御を行う制御部１００と、を含んで構成されている。

〔画像形成部〕
画像形成部２０は、図１に示されるように、各色のトナーごとに設けられたトナー画像形成部６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ、６０Ｓ、６０Ｗと、中間転写装置８０と、定着装置９０と、を備えている。

ここで、トナー画像形成部６０は、画像部の一例である。中間転写装置８０は、転写手段の一例である。定着装置９０は、定着部の一例である。

また、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、特別色（Ｓ）、ホワイト（Ｗ）は、トナー色の一例である。ここで、ホワイト（Ｗ）のトナーは、白トナーの一例である。イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナーは、有色トナーの一例である。

また、特別色（Ｓ）はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）及びホワイト（Ｗ）以外の色とされている。例えば、金（Ｇ）、銀（Ｓ）、透明（ＣＬ）、コーポレート色（Ｃ／Ｃ）等とされている。コーポレート色とは、他の色に比して頻繁に使用されるユーザ特有の色である。

〈トナー画像形成部〉
トナー画像形成部６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ、６０Ｓ、６０Ｗでは、用いられるトナー以外はほぼ同様の構成である。そこで、図１では、トナー画像形成部６０Ｗを構成する各部について符号を付し、トナー画像形成部６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ、６０Ｓを構成する各部の符号について省略している。以下、トナー画像形成部６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ、６０Ｓ、６０Ｗ及びこれらを構成する各部材について、トナー色毎の区別が不要な場合は添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、Ｓ、Ｗを省略して説明する。

図２は、トナー画像形成部６０及びその周辺部を、正面側から見た構成を示す概略図である。この図に示される如く、トナー画像形成部６０は、感光体ドラム６２と、帯電装置６４と、露光装置６６と、現像装置６８と、除去装置７０と、除電装置７２と、を含んで備えている。

ここで、感光体ドラム６２は、像保持体の一例である。帯電装置６４は、帯電手段の一例である。露光装置６６は、潜像形成手段の一例である。現像装置６８は、現像手段の一例である。

各トナー画像形成部６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ、６０Ｓ、６０Ｗでは、各感光体ドラム６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ、６２Ｓ、６２Ｗの外周面にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、特別色（Ｓ）、ホワイト（Ｗ）の各色のトナー画像を形成するようになっている。また、各トナー画像形成部６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ、６０Ｓ、６０Ｗは、図１に示されるように、全体として、装置幅方向に対して水平に並んだ状態で配置されている。

（感光体ドラム）
感光体ドラム６２は、図１又は図２に示されるように、円筒状に形成され、駆動手段（図示省略）によって自軸周り（矢印Ａ方向（図１又は図２参照））に回転駆動されるようになっている。感光体ドラム６２は、アルミ製の基材と、この基材上に、下引き層、電荷発生層及び電荷輸送層の順で形成された感光層（図示省略）と、を有している。なお、前述した電荷輸送層の外周面に、更にオーバーコート層を形成して、該オーバーコート層の外周面に静電潜像が形成される構成としてもよい。

（帯電装置）
帯電装置６４は、図１又は図２に示されるように、感光体ドラム６２の自軸方向（装置奥行き方向）に沿って配置されている。帯電装置６４は、感光体ドラム６２の外周面を負極性に帯電させるようになっている。この実施の形態では、帯電装置６４は、コロナ放電方式（非接触帯電方式）のスコロトロン帯電装置とされている。

（露光装置）
露光装置６６は、図１又は図２に示されるように、帯電装置６４により帯電された感光体ドラム６２の外周面に、静電潜像を形成するようになっている。露光装置６６は、制御部１００を構成する画像信号処理部（図示省略）から受け取った画像データに応じて、発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）（図示省略）から露光光Ｌが出射されるようになっている。そして、この露光光Ｌは帯電装置６４により帯電された感光体ドラム６２の外周面を照射し、当該外周面には静電潜像が形成されるようになっている。

（現像装置）
現像装置６８は、図１又は図２に示されるように、感光体ドラム６２の自軸方向に沿って配置されている。現像装置６８は、感光体ドラム６２の外周面へトナーを供給する複数のトナー供給体６８Ａと、複数のトナー供給体６８Ａへトナーを搬送する複数の搬送部材６８Ｂと、を有している（図２参照）。現像装置６８は、帯電装置６４により帯電されて、露光装置６６により静電潜像が形成された感光体ドラム６２の外周面に、トナー画像を形成するようになっている。

（除去装置）
除去装置７０は、図１又は図２に示されるように、感光体ドラム６２の自軸方向に沿って配置されている。除去装置７０は、感光体ドラム６２の外周面に接触する、ブラシロール７０Ａ及びブレード７０Ｂを有している。ブラシロール７０Ａ及びブレード７０Ｂは、後述する中間転写ベルト８２に１次転写されずに、感光体ドラム６２の外周面に残留したトナー（１次転写残りトナー）、紙粉、埃等を、感光体ドラム６２の外周面から除去するようになっている。

（除電装置）
除電装置７２は、図２に示されるように、感光体ドラム６２の自軸方向に沿って配置されている。除電装置７２は、除去装置７０により残留したトナー（１次転写残りトナー）、紙粉、埃等が除去された感光体ドラム６２の外周面に、光を照射するようになっている。そして、この光が照射されることにより、感光体ドラム６２の外周面の帯電電位がより平坦化され、次の作像動作が可能な状態になる。

〈中間転写装置〉
中間転写装置８０は、図１に示されるように、中間転写ベルト８２と、複数（６つ）の１次転写ロール８４と、２次転写ロール８６と、複数のロール８８と、を有している。中間転写装置８０は、各色のトナーごとに設けられた感光体ドラム６２に形成されるトナー画像を中間転写ベルト８２に重畳して１次転写し、該重畳されたトナー画像を媒体Ｐに２次転写するようになっている。

中間転写ベルト８２は、無端状のベルトをなし、複数（６つ）の１次転写ロール８４及び複数のロール８８に巻き付けられて、その姿勢が決められている。この実施の形態では、中間転写ベルト８２は、図１に示されるように、画像形成装置１０を正面側から見て、装置幅方向に長い逆鈍角三角形状の姿勢とされている。

複数のロール８８のうち、図１に示すロール８８Ａは、モータ（図示省略）の動力により中間転写ベルト８２を矢印Ｂの方向に周回させる駆動ロールとして機能する。また、複数のロール８８のうち、図１に示すロール８８Ｂは、中間転写ベルト８２に張力を付与する張力付与ロールとして機能する。さらに、複数のロール８８のうち、図１に示すロール８８Ｃは、後述する２次転写ロール８６の対向ロールとして機能する。

中間転写ベルト８２は、図１に示されるように、上記の姿勢で装置幅方向に延びる上辺部において、各感光体ドラム６２に装置高さ方向下側から転写ニップＴ１を形成して接触するようになっている。そして、各感光体ドラム６２に形成されたトナー画像は、１次転写ロール８４からの１次転写バイアス電圧の印加を受けて、転写ニップＴ１を周回移動する中間転写ベルト８２の外周面に転写されるようになっている。

また、中間転写ベルト８２は、図１に示されるように、鈍角をなす下端側の頂部において２次転写ロール８６が接触されて転写ニップＴ２を形成するようになっている。そして、中間転写ベルト８２の外周面に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト８２の外周面に保持されて周回移動した後、２次転写ロール８６からの２次転写バイアス電圧の印加を受けて、転写ニップＴ２を通過する媒体Ｐに転写されるようになっている。

〈定着装置〉
定着装置９０は、定着ベルト９０Ａと、加圧ロール９０Ｂと、を有している。定着装置９０は、図１に示されるように、転写ニップＴ２に対し、媒体Ｐの搬送方向下流側に配置されている。定着装置９０は、媒体Ｐに２次転写されたトナー画像を、媒体Ｐに定着させるようになっている。定着ベルト９０Ａは、媒体Ｐにおけるトナー画像が転写された側に配置され、その内周面側に定着ベルト９０Ａを加熱する熱源（図示省略）が配置されている。加圧ロール９０Ｂは、定着ベルト９０Ａとの対向位置（図１参照）を搬送される媒体Ｐを、定着ベルト９０Ａに向けて加圧するようになっている。

〔媒体搬送部〕
媒体搬送部４０は、画像形成部２０に媒体Ｐを供給する媒体供給部４２と、画像が形成された媒体Ｐを排出する媒体排出部４４とを含んで構成されている。

媒体供給部４２は、画像形成部２０における転写ニップＴ２に対し、転写タイミングに合わせて媒体Ｐを１枚ずつ供給するようになっている。媒体排出部４４は、定着装置９０にてトナー画像が定着された媒体Ｐを装置外に排出するようになっている。

また、媒体搬送部４０には、一度表面側にトナー画像が定着された媒体Ｐを、再度画像形成部２０に供給する再搬送部４８が設けられている。そして、媒体搬送部４０は、再搬送部４８、後述する搬送ロール４４Ａ及び搬送方向切換手段４６を用いることにより、一度表面側にトナー画像が定着された媒体Ｐの表面側又は裏面側に、再度画像形成させることが可能となっている。

媒体Ｐの両面に画像形成を行う場合、媒体搬送部４０は、媒体Ｐの先端側の部位を画像形成装置１０本体の外部へ排出させる。その後、媒体搬送部４０は、搬送ロール４４Ａを逆回転駆動させることで、媒体Ｐを画像形成装置１０本体の内部へスイッチバックさせて搬送させるようになっている。その際、媒体搬送部４０は、定着装置９０と排出ロール４４Ａの間に設けられた搬送方向切換手段４６を切り替えることにより、媒体Ｐを再搬送部４８に搬送させるようになっている。これにより、再搬送部４８は、媒体Ｐの裏面側が中間転写ベルト８２の外周面に対向する状態で、媒体Ｐを画像形成部２０に供給するようになっている。

また、媒体Ｐの片面（表面側）に再度画像形成を行う場合、媒体搬送部４０は、媒体Ｐが定着装置９０から排出された後、搬送方向切換手段４６を切り替えることにより、媒体Ｐを再搬送部４８に搬送させるようになっている。そして、再搬送部４８は、媒体Ｐの表面側が中間転写ベルト８２の外周面に対向する状態で、再度媒体Ｐを画像形成部２０に供給するようになっている。

〔原稿読取部〕
原稿読取部５０は、原稿の画像情報を読み取ることができるようになっている。また、読み取った画像情報を、制御部１００に送信するようになっている。

〔制御部〕
制御部１００は、原稿読取部５０又はコンピュータ等の外部装置（図示省略）から送信される画像情報に基いて、画像形成装置１０の各部の制御するようになっている。

そして、制御部１００は、画像処理した画像信号を前記４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の各画像信号にそれぞれ変換した後、露光装置６６Ｙ、６６Ｍ、６６Ｃ、６６Ｋに送信するようになっている。また、制御部１００は、特別色（Ｓ）及びホワイト（Ｗ）のための画像信号も生成し、露光装置６６Ｓ、６６Ｗに送信するようになっている。

《画像形成装置の通常の動作》
次に、第１の実施の形態に係る画像形成装置１０の通常の動作について、図１又は図２を参照しつつ説明する。この通常の動作では、上記の特別色（Ｓ）及びホワイト（Ｗ）のトナーを用いずに、上記のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナーのうち少なくとも１色以上のトナーを用いて、媒体Ｐに画像形成を行う。

制御部１００は、画像情報を受信すると、画像形成装置１０を作動させる。制御部１００は、この画像情報を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像データに変換する。そして、これらの各色の画像データは、露光装置６６Ｙ、６６Ｍ、６６Ｃ、６６Ｋに出力される。

続いて、各露光装置６６から各色の画像データに応じて出射された露光光Ｌは、各帯電装置６４により帯電された各感光体ドラム６２の外周面に入射される。そして、各感光体ドラム６２の外周面には、各色の画像データに対応した静電潜像が形成される。

さらに、各感光体ドラム６２の外周面に形成された静電潜像は、各現像装置６８によって、各色のトナー画像として現像される。

そして、各感光体ドラム６２の外周面の各色のトナー画像は、これらの外周面が対向する各色ごとに設けられた１次転写ロール８４によって、中間転写ベルト８２の外周面に１次転写される。

一方、媒体Ｐは、任意の媒体収容部３０から媒体供給部４２に送り出されて、中間転写ベルト８２におけるトナー画像が１次転写された部位が転写ニップＴ２に到達するタイミングに合わせるように搬送される。そして、転写ニップＴ２に搬送されて通過する媒体Ｐには、中間転写ベルト８２の外周面に１次転写されたトナー画像が２次転写される。

続いて、トナー画像が転写された媒体Ｐは、定着装置９０に向けて搬送される。定着装置９０では、トナー画像が、定着ベルト９０Ａ及び加圧ロール９０Ｂによって加熱、加圧されて、媒体Ｐに定着される。

トナー画像が定着された媒体Ｐは、媒体排出部４４から画像形成装置１０本体の外側に排出され、画像形成動作が終了する。

なお、媒体Ｐの両面に画像を形成する場合は、以下のように動作する。具体的には、図１に示されるように、媒体Ｐは、その表面側に形成されたトナー画像が定着装置９０により定着された後、媒体搬送部４０を搬送されて、その先端側の部位が画像形成装置１０本体の外部へ排出される。

次いで、媒体Ｐは、搬送ロール４４Ａが逆回転駆動されることにより、画像形成装置１０本体の内部へスイッチバックされて搬送される。その際、媒体Ｐは、搬送方向切換手段４６を切り替えることにより、再搬送部４８に搬送され、その裏面側が中間転写ベルト８２の外周面に対向する状態で、再度、画像形成部２０に供給される。

その後、媒体Ｐは、転写ニップＴ２において裏面側にトナー画像が２次転写され、更に定着装置９０で２次転写されたトナー画像が定着される。最後に、両面にトナー画像が定着された媒体Ｐは、媒体排出部４４から画像形成装置１０本体の外側に排出され、画像形成動作が終了する。

《画像形成装置のホワイト（Ｗ）のトナーを用いる場合の動作》
次に、第１の実施の形態に係る画像形成装置１０のホワイト（Ｗ）のトナーを用いる場合の動作について、図１又は図２を参照しつつ説明する。この動作では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナーのうち少なくとも１色以上のトナー（以下、有色トナーという場合もある。）とともに、ホワイト（Ｗ）のトナー（以下、白トナーという。）も用いて、媒体Ｐに画像形成を行う。この場合、有色トナーによって形成される画像は、媒体Ｐ上の白トナーの層に重なるようになっている。すなわち、白トナー層は、有色トナーによって形成される画像の下地として用いられる。

また、この動作で用いられる媒体Ｐは、通常用いられる普通紙（ＰＰＣ用紙）ではなく、黒、青、赤等その他の白以外の色の付された有色紙とされている。ここで、この有色紙は、媒体Ｐの一例である。

制御部１００は、画像情報を受信すると、画像形成装置１０を作動させる。この画像情報には、有色紙上に画像形成を行うことの情報も含まれている。

制御部１００は、この画像情報を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像データに変換する。また、制御部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各色の画像データに基いて、ホワイト（Ｗ）の層データを生成する。そして、これらの各色の画像データ及びホワイト（Ｗ）の層データは、露光装置６６Ｙ、６６Ｍ、６６Ｃ、６６Ｋ、６６Ｗに出力される。なお、ホワイト（Ｗ）の層データは、有色トナーによって形成される画像の下地となる層を形成するためのデータである。

続いて、露光装置６６Ｙ、６６Ｍ、６６Ｃ、６６Ｋから各色の画像データに応じて出射された露光光Ｌは、帯電装置６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋにより帯電された感光体ドラム６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋの外周面に入射される。そして、感光体ドラム６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋの外周面には、各色の画像データに対応した静電潜像が形成される。

これに同期して、露光装置６６Ｗからホワイト（Ｗ）の層データに応じて出射された露光光Ｌは、帯電装置６４Ｗにより帯電された感光体ドラム６２Ｗの外周面に入射される。そして、感光体ドラム６２Ｗの外周面には、ホワイト（Ｗ）の層データに対応した静電潜像が形成される。

さらに、感光体ドラム６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ、６２Ｗの外周面に形成された静電潜像は、現像装置６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ、６８Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー画像として現像される。また、感光体ドラム６２Ｗの外周面に形成された静電潜像は、現像装置６８Ｗによって、白トナーの層として現像される。

感光体ドラム６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋの外周面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー画像は、その外周面に対向する各色毎の１次転写ロール８４により、中間転写ベルト８２の外周面に１次転写される。また、感光体ドラム６２Ｗの外周面の白トナーの層は、この外周面が対向する１次転写ロール８４によって、中間転写ベルト８２の外周面に１次転写される。

この場合、白トナーの層は、先に１次転写された有色トナーのトナー画像に重なるように、中間転写ベルト８２の外周面に１次転写される。

一方、有色紙は、媒体収容部３０から媒体供給部４２に送り出され、中間転写ベルト８２の外周面に１次転写された有色トナーのトナー画像及びこの有色トナーのトナー画像上の白トナーの層が、転写ニップＴ２に到達するタイミングに合わせるように搬送される。そして、転写ニップＴ２に搬送されて転写ニップＴ２を通過する有色紙には、中間転写ベルト８２の外周面に１次転写されたトナー画像及び白トナーの層が２次転写される。

続いて、転写ニップＴ２を通過した有色紙は、定着装置９０に向けて搬送される。定着装置９０では、トナー画像像及び白トナーの層が、定着ベルト９０Ａ及び加圧ロール９０Ｂによって加熱、加圧されて、有色紙に定着される。この実施の形態では、定着ベルト９０Ａの外周面の温度は１６０℃とされている。この場合、有色紙にトナー画像像及び白トナーの層を定着させるための温度（以下、定着温度という。）は、１６０℃である。

続いて、有色紙は、媒体排出部４４から画像形成装置１０本体の外側に排出され、画像形成動作が終了する。

なお、有色紙の両面に画像を形成する場合は、有色紙の表面側にトナー画像を定着した後、前述した画像形成装置の通常の動作と同じように、有色紙を画像形成装置１０本体の内部へスイッチバックさせ、再搬送部４８に搬送させる。そして、有色紙は、その裏面側が中間転写ベルト８２の外周面に対向する状態で画像形成部２０に供給され、表面側と同様に、白トナーの層に重ねた有色トナーのトナー画像が形成される。

〔有色紙に対する白トナーのＴＭＡ〕
第１の実施の形態に係る画像形成装置１０では、有色紙上に２次転写される白トナーの単位面積当たりのトナー質量θ（ｇ／ｍ２）は、下記の式１を満たすものとされている。下記の式１は、白トナーの平均粒径Ｒｗ（μｍ）及び有色トナーの平均粒径Ｒｃ（μｍ）並びに白トナーの貯蔵弾性率Ｇｗ（ｋＰａ）及び有色トナーの貯蔵弾性率Ｇｃ（ｋＰａ）によって定められている。以下、単位面積当たりのトナー質量θ（ｇ／ｍ２）については、ＴＭＡと表記する。

〈式１〉
式１は、以下のとおりである。
0.03＋1.31×Rｗ−0.47×Rc＋0.02×Gw−0.07×Gc≦θ≦0.05＋1.06×Rｗ＋0.42×Rc−0.02×Gw＋0.05×Gc

また、第１の実施の形態における白トナー及び有色トナーの平均粒径とは、体積平均粒径を示している。

ここで、白トナー及び有色トナーの体積平均粒径は、例えば、マルチサイザーＩＩ（ベックマン−コールター社製）を用い、電解液にはＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（ベックマン−コールター社製）を用いて測定される。この測定では、分散剤として界面活性剤、望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの５％水溶液２（ｍｌ）中に測定試料を０．５（ｍｇ）以上５０（ｍｇ）以下加え、これを電解液１００（ｍｌ）以上１５０（ｍｌ）以下中に添加する。

試料を懸濁した電解液には超音波分散器で１分間分散処理がなされ、マルチサイザーＩＩ型により、アパーチャー径として１００（μｍ）アパーチャーを用いて、粒径が２．０（μｍ）から６０（μｍ）の範囲の粒子の粒度分布が測定される。なお、サンプリングする粒子数は５００００個としている。

なお、第１の実施の形態では、白トナーの貯蔵弾性率は、有色トナーの貯蔵弾性率以上とされている。これは、白トナーの貯蔵弾性率が有色トナーの貯蔵弾性率よりも小さい場合、有色トナー定着後の色再現性が許容範囲となる定着温度においては、白トナーの一部が有色紙に滲み込んでしまい、白トナーによる有色紙の隠ぺい性が低下するためである。

ここで、トナーの貯蔵弾性率Ｇ’は、測定温度Ｔ℃におけるせん断複素弾性率Ｇ＊の実数部分を示している。具体的には、ＪＩＳ Ｋ ７２４４−６「プラスチック−動的機械特性の試験方法−第６部：せん断振動−非共振法」に規定の方法に準じて、粘弾性測定装置により測定される値である。

式１に示されるように、ＴＭＡの上限及び下限は、Ｒｗ及びＲｃ並びにＧｗ及びＧｃをパラメータとして特定したものである。以下、実験結果に基づいて、ＴＭＡの上限及び下限について説明する。先ず、ＴＭＡの下限について説明し、次いで、ＴＭＡの上限について説明する。

〈有色紙に対する白トナーのＴＭＡの下限を求める実験〉
図４〜７（実験１〜４）は、白トナーの平均粒径及び有色トナーの平均粒径をパラメータとして、有色紙に対する白トナーのＴＭＡの下限を求めた実験の結果を表す。各実験では、図３に示されるように、白トナーの貯蔵弾性率及び有色トナーの貯蔵弾性率が異なる組み合わせとなっている。

〈有色紙に対する白トナーのＴＭＡの上限を求める実験〉
また、図８〜１１（実験５〜８）は、白トナーの平均粒径及び有色トナーの平均粒径をパラメータとして、有色紙に対する白トナーのＴＭＡの上限を求めた実験の結果を表す。各実験では、図３に示されるように、白トナーの貯蔵弾性率及び有色トナーの貯蔵弾性率が異なる組み合わせとなっている。

（実験方法）
図４〜１１（実験１〜８）におけるＴＭＡの上限及び下限は、次のようにして求められる。画像形成装置１０により、有色トナーのトナー画像及びこの有色トナーのトナー画像上の白トナーの層を、有色紙に転写させて、定着させる。その後、有色紙に画像形成されたトナー画像の色再現性を評価する。トナー画像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）のトナーから形成されるトナー画像を用いている。この場合、白トナーの層のＴＭＡを増減させて、有色紙に画像形成されたトナー画像を評価している。

有色紙に画像形成されたトナー画像の色再現性の評価は、以下のように行われる。先ず、前述した画像形成装置の通常の動作により、普通紙に画像形成を行って、色再現性を満足する基準となる画像サンプルを作製する。この基準となる画像サンプルの定められた部位を光度計を用いて、光度特性を測定する。次に、有色紙を媒体として、上記通常の動作と同じ画像データに基いて形成されたトナー画像に対し、白トナーの層のＴＭＡを増減させた画像サンプルを作製する。この画像サンプルの定められた部位を光度計を用いて測定する。そして、この画像サンプルの測定結果と、基準となる画像サンプルの測定結果とを比較し、定められた基準の範囲内か否かの判断（官能評価）がされる。

図４〜７（実験１〜４）は、上記官能評価に基づいて、ＴＭＡを減らしたときの有色紙に対する色再現性の許容範囲の限界値を示している。すなわち、図４〜７は、各実験（実験１〜４）におけるＴＭＡの下限値を示している。一方、図８〜１１（実験５〜８）は、上記官能評価に基づいて、ＴＭＡを増やしたときの有色紙に対する色再現性の許容範囲の限界値を示している。すなわち、図８〜１１は、各実験（実験５〜８）におけるＴＭＡの上限値を示している。

そして、式１は、ＴＭＡの下限値を求めた図４〜７（実験１〜４）及びＴＭＡの上限値を求めた図８〜１１（実験５〜８）の値に対し、回帰分析を行った結果、導かれたものである。

（ＴＭＡの測定方法）
前述のとおり、有色トナーによって形成される画像は、媒体Ｐ上の白トナーの層に重なるようになっている。そこで、白トナーのＴＭＡを測定する場合、有色トナーが各感光体ドラム６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋの外周面に現像されないようにして、白トナーのみを中間転写ベルト８２の外周面に１次転写させる。その後、有色紙に白トナーを２次転写させ、有色紙が定着装置９０を通過する前に、画像形成装置１０を停止させる。さらに、白トナーのみが２次転写された定着前の状態の有色紙を、画像形成装置１０から取り出す。そして、有色紙に転写された白トナーの質量を測定し、白トナーの付着した面積で除することで、ＴＭＡを求める。

ここで、有色トナーが各感光体ドラム６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋの外周面に現像されないようにするには、制御部１００により、露光装置６６Ｙ、６６Ｍ、６６Ｃ、６６Ｋからの露光光を遮断し、感光体ドラム６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋの外周面に静電潜像が形成されないようにすればよい。また、有色紙に転写された白トナーの質量を測定するには、吸引装置（図示省略）の吸引部分にフィルタ（白トナーは通過できないが空気は吸引できるようなフィルタ）で白トナーを吸引し、吸引前のフィルタとの質量差から吸引された白トナーの質量を求める。そして、この白トナーの質量を吸引した有色紙の部位の面積で除すればよい。

〈第１の実施の形態の作用〉
白トナーのＴＭＡが式１の下限よりも小さい場合、図２０の概念図に示されるように、有色紙上では、白トナーが溶融する前に、白トナーの層に重ねて形成された有色トナーが溶融し、白トナーの隙間に入り込んだ状態で定着されてしまう。この場合、トナー画像の一部には、白トナーの下地が形成されない。また、有色紙（紙）はその表面にトナー粒径と同等以上の凹凸を有するため、有色紙にトナー画像が定着された後、白トナーが定着後表面にむき出しになる場合もある（図２３参照）。この場合、本来有色トナーの下地として機能すべき白トナーの一部が、画像の一部に白い斑点として露出してしまう。

これに対して、式１を満たすことにより、式１を満たさない場合と比べて、トナー画像の一部に白トナーの下地が形成されないことが抑制されるため、トナー画像の色再現性が向上される。また、式１を満たすことにより、画像の一部に白い斑点として露出されることが抑制される。

白トナーのＴＭＡが式１の上限よりも大きい場合、図２１に示されるように、有色紙上のトナー画像では、白トナーによる有色紙の隠ぺい性の低下は改善させる。ところが、白トナーと有色トナーとが混色を起こし、有色トナーにより本来発色すべき色が白トナーとの混色により薄くなってしまう。

これに対して、式１を満たすことにより、白トナーと有色トナーとの混色が抑制されるため、有色トナーにより本来発色すべき色が薄くなることも抑制される。

したがって、上記の画像形成装置１０によれば、白トナーのＴＭＡが式１を満たさない場合に比べて、有色紙に定着される白トナーの層に重ねた有色トナーの画像の色再現性が向上される（図２２参照）。

なお、画像形成装置１０では、白トナーのＴＭＡが式１を満たすように、露光装置６６Ｗから出射される露光光量が設定されている。また、画像形成装置１０の内部に設けられた温湿度センサ（図示省略）から制御部１００に送られる温度、湿度の情報に基づいて、露光装置６６Ｗから出射される露光光量が調整される。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について、図１２〜２２を参照しつつ、第１の実施の形態と異なる部分を中心に、説明する。この実施の形態では、媒体Ｐが有色紙ではなく、フィルムである点で異なる。この実施の形態で用いられるフィルム（媒体Ｐ）は、透明なフィルムを用いている。フィルムは、媒体Ｐの一例である。

〔フィルムに対する白トナーのＴＭＡ〕
第２の実施の形態では、有色紙上に２次転写される白トナーのＴＭＡは、下記の式２を満たすものとされている。下記の式２は、白トナーの平均粒径Ｒｗ（μｍ）及び有色トナーの平均粒径Ｒｃ（μｍ）並びに１２０℃における白トナーの貯蔵弾性率Ｇｗ（ｋＰａ）及び１２０℃における有色トナーの貯蔵弾性率Ｇｃ（ｋＰａ）によって定められている。なお、下記の式２では、ＴＭＡはθとされている。

〈式２〉
0.04＋1.09×Rｗ−0.40×Rc＋0.01×Gw−0.05×Gc≦θ≦0.05＋0.96×Rw＋0.38×Rc−0.02×Gw＋0.04×Gc

〈フィルムに対する白トナーのＴＭＡの下限を求める実験〉
図１２〜１５（実験９〜１２）は、白トナーの平均粒径及び有色トナーの平均粒径をパラメータとして、フィルムに対する白トナーのＴＭＡの下限を求めた実験の結果を表す。各実験では、図３に示されるように、白トナーの貯蔵弾性率及び有色トナーの貯蔵弾性率が異なる組み合わせとなっている。

〈フィルムに対する白トナーのＴＭＡの上限を求める実験〉
また、図１６〜１９（実験１３〜１６）は、白トナーの平均粒径及び有色トナーの平均粒径をパラメータとして、フィルムに対する白トナーのＴＭＡの上限を求めた実験の結果を表す。各実験では、図３に示されるように、白トナーの貯蔵弾性率及び有色トナーの貯蔵弾性率が異なる組み合わせとなっている。

〈第２の実施の形態の作用〉
白トナーのＴＭＡが式２の下限よりも小さい場合、図２０に示されるように、フィルム上のトナー画像では、白トナーが溶融する前に、白トナーの層に重ねて形成された有色トナーが溶融し、白トナーの隙間に入り込んだ状態で定着されてしまう。この場合、白トナーの層は、有色紙と有色トナーによるトナー画像との間全体を覆う層になっていないため、有色紙を隠ぺいする効果が弱まってしまう。

これに対して、式２を満たすことにより、白トナーは有色紙を隠ぺいし、白トナーの層に重ねた有色トナーのトナー画像の色再現性が向上される。

また、白トナーのＴＭＡが式２の上限よりも大きい場合、図２１に示されるように、フィルム上のトナー画像では、白トナーによる有色紙の隠ぺい性の低下は改善させる。ところが、白トナーと有色トナーとが混色を起こし、有色トナーにより本来発色すべき色が白トナーの混色により薄くなってしまう。

これに対して、式２を満たすことにより、白トナーと有色トナーとの混色が抑制されるため、有色トナーにより本来発色すべき色が薄くなることも抑制される。

したがって、第２の実施の形態によれば、白トナーのＴＭＡが式２を満たさない場合に比べて、フィルムに定着される白トナーの層に重ねた有色トナーの画像の色再現性が向上される（図２２参照）。

《変形例》
次に、第２の実施の形態の変形例について、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と異なる部分を中心に、説明する。この変形例では、前述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態の機能を併せ持つ。つまり、この変形例では、普通紙に通常の画像形成動作を行うモード、有色紙に白トナーを下地として用いて画像形成を行うモード、及び、フィルムに白トナーを下地として用いて画像形成を行うモードを有している。そして、制御部１００が受信する媒体の情報に基づいて、上記いずれかのモードを選択して、画像形成動作が行われる。

なお、有色紙の表面にはトナー粒径と同等以上の凹凸があるのに対し、フィルムの表面にはこのような凹凸がない。そして、最適なＴＭＡについては、有色紙の場合よりもフィルムの場合の方が少ない関係にある（図４〜１９参照のこと）。

〈変形例の作用〉
この変形例によれば、前述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態の機能を併せ持っていない場合に比べて、選択された媒体Ｐに定着される白トナーの層に重ねた有色トナーの画像の色再現性が向上される。

以上のとおり、本発明を特定の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施の形態が可能である。

例えば、白トナーの色は、式１又は式２を満たした場合に、白トナーに重ねた有色トナーのトナー画像の色再現性を許容範囲内とするものであればよい。

また、白トナーを用いた画像形成動作が多くなされる場合には、トナー画像形成部６０Ｓを、トナー画像形成部６０Ｗと同じ白トナー用として動作可能としてもよい。また、トナー画像形成部６０Ｓとトナー画像形成部６０Ｗとに、それぞれ発色性の異なる白トナー用としてもよい。

また、フィルムは、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）、ポリ塩化ビニル等の樹脂製の透明フィルムだけではなく、これらとともに色素が分散されて色彩が付されたフィルムであってもよい。

また、白トナーは、有色トナーの下地として機能するものとして説明したが、画像形成装置は、白トナーにより、文字、模様その他画像を形成する白トナーを用いて画像形成を行うモードを有してもよい。

また、ブラック（Ｋ）のトナーは、層（下地）としての白トナーの上に形成されるとして説明したが、白トナーを下地として使用せずに、ブラック（Ｋ）トナーを直接有色紙又はフィルムに形成してもよい。

また、露光装置６６Ｗから出射される露光光量は、式１（又は式２）を満たすように設定されているとして説明したが、現像装置６８Ｗのトナー供給体６８Ａの印加電圧、トナー供給体６８Ａ上と規制部材の間隔、複数のトナー供給体６８Ａの周速等を、式１（又は式２）を満たすように、設定してもよい。また、式１（又は式２）を満たすように、帯電装置６４Ｗの帯電電位、感光体ドラム６２Ｗに対向する１次転写ロール８４に印加される１次転写バイアス等を設定してもよい。

また、有色トナーによるトナー画像及びの白トナーの層は、２次転写により一括的に媒体Ｐに転写されるとして説明したが、単色のみのトナー画像又は層がそれぞれの像保持体上に形成された後、媒体Ｐに対して順次転写される方式により転写されてもよい。

１０ 画像形成装置
６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ、６０Ｓ、６０Ｗ トナー画像形成部（画像部の一例）
９０ 定着装置（定着部の一例）
Ｐ 普通紙、有色紙、フィルム（媒体の一例）

Claims (3)

1. 白トナー及び有色トナーを用いる画像部と、
   該画像部で形成された画像を媒体に熱で定着させる定着部と、を備え、
   前記媒体が紙の場合、紙に形成された前記有色トナーを前記白トナーに重ねた画像における前記白トナーの単位面積当たりのトナー質量θ（ｇ／ｍ^２）は、0.03＋1.31×Rｗ−0.47×Rc＋0.02×Gw−0.07×Gc≦θ≦0.05＋1.06×Rｗ＋0.42×Rc−0.02×Gw＋0.05×Gcを満たす、
   画像形成装置。
   Rw：白トナーの平均粒径（μm）
   Rc：有色トナーの平均粒径（μm）
   Gc：120℃での白トナーの貯蔵弾性率（kPa)
   Gw：120℃における有色トナーの貯蔵弾性率（kPa)
2. さらに、
   前記媒体がフィルムの場合、フィルムに形成された前記有色トナーを前記白トナーに重ねた画像における前記白トナーの単位面積当たりのトナー質量θ（ｇ／ｍ^２）は、0.04＋1.09×Rｗ−0.40×Rc＋0.01×Gw−0.05×Gc≦θ≦0.05＋0.96×Rw＋0.38×Rc−0.02×Gw＋0.04×Gcを満たす、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 白トナー及び有色トナーを用いる画像部と、
   該画像部で形成された画像を媒体に熱で定着させる定着部と、を備え、
   前記媒体がフィルムの場合、フィルムに形成された前記有色トナーを前記白トナーに重ねた画像における前記白トナーの単位面積当たりのトナー質量θ（ｇ／ｍ^２）は、0.04＋1.09×Rｗ−0.40×Rc＋0.01×Gw−0.05×Gc≦θ≦0.05＋0.96×Rw＋0.38×Rc−0.02×Gw＋0.04×Gcを満たす、
   画像形成装置。
   Rw：白トナーの平均粒径（μm）
   Rc：有色トナーの平均粒径（μm）
   Gc：120℃での白トナーの貯蔵弾性率（kPa)
   Gw：120℃における有色トナーの貯蔵弾性率（kPa)