JP2002328501A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原稿の写真および文字の各画像を転写材上に
それぞれ見易く鮮明なカラー画像として形成する。 【解決手段】 カラーの原稿画像を写真画像と文字画像
の各領域に区分し、一方転写材を不透明度、白色度なら
びに光沢度について予め測定し、その測定結果にもとづ
いて原稿画像の写真画像さらに必要あれば文字画像にも
対応する転写材の各領域にそれぞれの白色トナー像を必
要の層厚に形成し、その上にカラートナー像を形成する
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
り転写材上にトナー像を形成する画像形成装置に係わ
り、特に有色トナーの他に白色トナーをも併せ用いる画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】転写材上に記録されるカラー画像は、そ
の色合いとか見映え等の画質が転写材そのものの光沢や
白色度等の程度によって影響されるのを無視することは
出来ない。

【０００３】かかる理由から転写材上に予め透明トナー
層や白色トナー層を施して転写面の性状を改善する方法
が研究され、それ等の技術が特開平１−１０９３６６号
〜同１−１０９３６８号、同３−１４２４８５号また特
開平６−２１７１１７号の各公報において提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】転写材の両面に画像を
形成する場合、特にカラー画像を転写材の両面に形成す
る場合、高画質を追求するためには、「透き通しによる
裏抜け」がないことが重要である。

【０００５】一方、電子写真方式の画像形成装置は種々
の転写材を使用可能であることが特徴の一つである。

【０００６】従って紙厚の薄い用紙（必然的に不透明度
が低くなる）も当然のことながら使われることになる。

【０００７】薄紙を用いて両面画像（特にカラー画像）
を形成した場合、上述のように「透き通しによる裏抜
け」の問題が発生してしまい、所望の画質を得ることが
出来ない。

【０００８】また着色した転写材にカラー画像を形成し
ようとする場合、転写材の色の影響を除去するための技
術として、転写材上に白色トナー像を形成してこの上に
色トナー像を重ね合わせる技術が知られている（特開平
１−１０９３６６号〜同１−１０９３６８号、同３−１
４２４８５号、同３−１７１１５４号）。

【０００９】しかしながらこれらを含め従来技術におい
ては、透き通しによる裏抜けのことは全く考えられてい
なかった。

【００１０】そこで本発明は、種々の転写材を用いて画
像を形成した場合でも「透き通しによる裏抜け」の問題
が発生せず、また転写材の色味や光沢度の影響も受け
ず、所望の画質を得ることができる画像形成装置の提供
を目的としたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、転写材上に
白色トナー像と有色トナー像とをこの順に重ね合わせて
画像を形成する画像形成装置において、前記有色トナー
により形成される画像の領域を少なくとも写真領域と文
字領域とに分離する画像領域分離手段を設け、少なくと
も前記写真領域に前記白色トナー像を選択的に形成する
ことを特徴とする画像形成装置によって達成される。

【００１２】即ち、本発明は、有色トナー像により形成
される画像の領域を写真領域と文字領域とに分離し、少
なくとも写真領域に白色トナー像を形成することを要件
とし、「透き通しによる裏抜け」が特に問題となる写真
領域に白色トナー像を形成して下地を改善し、種々の用
紙において(薄紙を使用した場合でも)所望の画質を得る
ことができるようにした。

【００１３】また、不透明度の低い用紙を使用したとき
の色味の問題を改善するために白色トナー像を形成する
際、文字領域には写真領域ほど白色トナーを付着させる
必要がないので、文字領域に白色トナー量を写真領域の
白色トナー量よりも少なくする。これにより白色トナー
の消費量を最小限に抑えることができるとともに、文字
領域でのトナー散りも少なくなる。すなわち転写材上に
白色トナー／有色トナーの順で画像を形成するために
は、像形成体上では有色トナー／白色トナーの順にトナ
ーを重ね合わせることになる。即ち白色トナーが上層に
あり、トナー層全体の層厚が厚くなるので、一括転写の
ときに有色トナーの転写が悪くなって散りやすくなって
しまう。文字領域では写真領域よりもトナー散りが目立
ちやすいので、トナー散りを減らすようにすることが重
要であり、そのためには文字領域では重畳する白色トナ
ーの量を少なくする方がよい(場合によっては白色トナ
ーを重畳しなくてもよい)。

【００１４】さらに白色トナー量を転写材の不透明度、
白色度、光沢度等に応じて変えることにより、多様な紙
質の転写材に対しても高品質の写真画像を記録すること
が出来る。

【００１５】

【発明の実施の形態】各発明の実施例の説明に先立っ
て、転写材に白色のトナー層を形成する機能を備えるカ
ラー画像形成装置の構成例について説明する。

【００１６】図１は像形成体の一回転中にその周面上に
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒
（Ｋ）さらに白（Ｗ）の各トナー像を重ね合わせてカラ
ートナー像とし、これを一括して転写材上に転写する形
式のカラー画像形成装置（Ｉ）の断面構成図を示してい
る。

【００１７】ドラム状の像形成体である感光体ドラム１
０（１）は、その回転方向上流側より帯電器１１（１）
Ｙによる帯電と露光光学系１２（１）Ｙの露光とにより
イエロー（Ｙ）の画像に対応する潜像が形成され、この
潜像がイエロートナーを収容する現像器１３（１）Ｙに
より現像されて感光体ドラム１０（１）上にはイエロー
（Ｙ）のトナー像として形成される。

【００１８】次いでそれぞれの帯電器１１（１）、露光
光学系１２（１）及び現像器１３（１）による同様のプ
ロセスにより前記のイエロー（Ｙ）のトナー像の上にマ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の各トナー像
が重ね合わされてカラートナー像が形成され、さらにこ
のカラートナー像の上に感光体ドラム１０（１）の回転
方向最下流位置にある帯電器１１（１）Ｗ、露光光学系
１２（１）Ｗと白のトナーを収容する現像器１３（１）
Ｗの現像作用により白色のトナー像が重ね合わせて形成
される。

【００１９】前記の白色トナー像とその下層のカラート
ナー像は、給紙カセット１５よりタイミングローラ１６
を経て給紙され搬送ベルト１４を介して搬送される記録
紙Ｐの表面に転写器１７のトナーとは反対極性をもった
放電作用により一括して転写され、記録紙Ｐ上には最下
層を白色トナー像とし、上層にカラートナー像を有し
て、定着装置１８においてトナーを溶着したのち水平方
向に直進して装置外部のトレイ１９に排出される。転写
を終えた感光体ドラム１０（１）はクリーニング装置２
０（１）において残留トナーを除去、清掃される。

【００２０】一方図２は複数の像形成体の周面上にそれ
ぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、
黒（Ｋ）、及び白（Ｗ）の各トナー像を形成し、これを
中間転写体上に重ね合わせて転写（１次転写）したのち
転写材に再転写（２次転写）する形式のカラー画像形成
装置（II）の断面構成図である。

【００２１】ベルト状の中間転写体である転写ベルト１
４ａは、感光体ドラムの１０（２）、帯電器１１
（２）、露光光学系１２（２）及び現像器１３（２）と
クリーニング装置２０（２）とから構成されるイエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）およ
び白（Ｗ）の各画像形成ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０
Ｃ、５０Ｋ及び５０Ｗを転写ベルト１４ａの回転方向上
流側より配置していて、各画像形成ユニット５０におい
て形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）及び黒（Ｋ）の各トナー像が転写ベルト１４ａの
背面に設けられた転写ローラによって転写ベルト１４ａ
の周面上に順次重ね合わせて転写（１次転写）されてカ
ラートナー像とされ、さらにその最上層には画像形成ユ
ニット５０Ｗにより白のトナー像が重ね合わせて形成さ
れる。

【００２２】前記の白色トナー像とその下層のカラート
ナー像は給紙カセット１５よりタイミングローラ１６を
介して給紙される記録紙Ｐの表面に転写器１７のトナー
とは反対極性をもった放電作用により一括して転写（２
次転写）され、記録紙Ｐ上には白色トナー像を最下層と
し、上層にカラートナー像を保持した状態で定着装置１
８においてトナーを溶着したのち水平方向に転じて装置
上部のトレイ１９に排出される。転写を終えた転写ベル
ト１４ａはクリーニング装置２１において残留トナーを
除去、清掃される。

【００２３】前記の各カラー画像形成装置（Ｉ）及び
（II）は何れも、記録紙Ｐ上に白色トナー像を有し、上
層にカラートナー像を形成するカラー画像形成装置で、
記録紙Ｐの転写材としての適性を判断するために、その
給紙経路に紙面の不透明度測定手段ＴＳ、白色度測定手
段ＷＳ、光沢度測定手段ＫＳのうちの少なくとも１つの
測定手段が設けられる。

【００２４】前記の不透明度測定手段ＴＳは、図３
（ａ）に示す如く発光部ＴＳ１から発光される所定輝度
の白色光を記録紙Ｐを透過した位置で受光素子ＴＳ２に
より受光し、その光量Ｌ（ＴＳ）を演算回路において記
録紙Ｐの存在しない場合の光量Ｌ ₀（ＴＳ）との比較に
より不透過光量比が算出されて画像の制御部に入力され
る。この際記録紙Ｐの不透明度測定は、記録紙Ｐの給紙
経路を通過中に複数回測定が行われ、その平均値として
求められる。

【００２５】また前記の白色度測定手段ＷＳは、図３
（ｂ）に示す如く発光部ＷＳ１より発光される所定輝度
の白色光を記録紙Ｐの表面を反射した位置でＢ，Ｇ，Ｒ
各色の受光素子ＷＳ２Ｂ，ＷＳ２Ｇ，ＷＳ２Ｒにより受
光し、それぞれの光量Ｌ（ＷＳ）Ｂ、Ｌ（ＷＳ）Ｇ、Ｌ
（ＷＳ）Ｒを演算回路においてメモリされた基準とする
白色試料を測定した場合の各光量Ｌ₀（ＷＳ）Ｂ、Ｌ
₀（ＷＳ）Ｇ、Ｌ₀（ＷＳ）Ｒとの比較により記録紙Ｐの
白色度が算出されて画像の制御部に入力される。この際
記録紙Ｐの白色度測定は、記録紙Ｐの給紙経路を通過中
に複数回測定が行われ、その平均値として求められる。

【００２６】さらに前記の光沢度測定手段ＫＳは、図３
（ｃ）に示す如く発光部ＫＳ１より発光される所定輝度
の平行光を例えばθ＝５０°の正反射角度位置に置かれ
た受光素子ＫＳ２により受光し、その光量Ｌ（ＫＳ）を
演算回路において予め測定してメモリされた基準となる
完全光沢面の場合の光量Ｌ₀（ＫＳ）との比較により記
録紙Ｐの光沢度が算出されて画像の制御部に入力され
る。この際も光沢度測定は複数回行われその平均値とし
て求められる。

【００２７】前記の各測定手段による記録紙Ｐの測定
は、記録紙Ｐの通過中にそれぞれ複数回反復され、その
平均値が演算されてその値に基づいて白色トナー像の形
成時に例えば露光光学系１２（１）Ｗ又は１２（２）Ｗ
の露光光量を調整してトナーの付着量が制御される。

【００２８】（実施の形態）前記の白色トナー像並びに
カラートナー像は、図４のブロック図に示す画像処理シ
ステムに従って形成される。

【００２９】ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた画像読み
取り手段によって原稿像の読み取りが行われる。ＣＣＤ
からの出力増幅したＢ，Ｇ，Ｒのアナログ画像情報は１
画素毎に８〜１０ビットのデジタル信号にＡ／Ｄ変換さ
れ（Ｆ１）、シェーディング補正と、シェーディング補
正後の輝度情報は２５６レベルの濃度情報に変換される
（Ｆ２）。

【００３０】続いて画像処理（２）ではマスキング、Ｕ
ＣＲ、色補正等の色処理が行われる（Ｆ３）。マスキン
グとしては一般に線形マスキング、或いは高度の色補正
を行う際には非線形マスキングやルックアップテーブル
を用いたマスキングが用いられる。またＵＣＲではＹ，
Ｍ，Ｃの３色成分からグレー成分を取り除き黒（Ｋ）に
置き換える操作を行い、シャドー部や文字部の再現性が
向上する処理が行われる。

【００３１】続いて得られた画像データは各トナーに対
してのγ補正を行い（Ｆ４）、多値化処理が行われた
（Ｆ５）のち、露光光学系１２に出力されてプリンタで
の画像形成が行われる（Ｆ６）。

【００３２】画像処理（１）で得られた前記の画像デー
タは、一方では画像が文字画像であるかあるいは写真画
像であるかの判別がＦ１１において行われる。

【００３３】文字画像領域であるか写真画像領域である
かの判別は、大局的な判別法或いは局所的な判別法によ
って、リアルタイムに行われる。大局的判別法として
は、（ａ）文字や線画、図形等の２値画像領域の文字領
域と連続階調性を有する写真領域とでは、空間周波数特
性が異なるので、これを直交変換を用いて領域を判別す
る直交変換法を始め、（ｂ）自己相関法、（ｃ）濃度分
布法、（ｄ）階層的判別法等の識別性能の高い手法が用
いられる。

【００３４】また、局所的判別法としては、（ａ）画像
の濃度勾配が文字領域では大であり、写真領域では小で
あることに着目して領域判別をする濃度勾配法、（ｂ）
領域によって構造パターンが異なることに着目して領域
判別を行うパターン判別法、あるいは、（ｃ）画像デー
タを複数のブロックに分割しブロック内の性質を表す少
なくとも２種以上の値から領域判別をする組み合わせ
法、等の手法が用いられる（Ｆ１１）。

【００３５】本発明においては、少なくとも領域判別手
段によって判別された写真画像領域に対しては、白色ト
ナー像を選択的に形成することが行われる（Ｆ１２）。
写真画像領域だけではなく、文字画像領域にも白色トナ
ー像を形成する場合には、文字画像領域に形成する白色
トナー像の単位面積当たりの付着量は画像写真領域に形
成する白色トナー像の単位面積当たりの付着量よりも少
なくなるよう制御がなされる。

【００３６】文字画像領域であるか写真画像領域である
かの判別の結果形成すべき白色画像の形成範囲が設定さ
れ、一方では前記の各測定手段の測定により形成される
白色画像のトナー層厚設定（１３）及び露光条件が設定
される（Ｆ１４）。

【００３７】即ち、予め設定された写真画像領域を形成
する白色トナー像のトナー層厚（露光量）に対して、不
透明度測定手段ＴＳによって不透明度が高いと測定され
たときは前記の白色トナー像の層厚（露光量）を減らす
方向への変更を行う演算処理を行い、白色度測定手段Ｗ
Ｓによって白色度が高いと測定されたときは前記の白色
トナー像の層厚（露光量）を減らす方向への変更を行う
演算処理を行い、また光沢度測定手段ＫＳによって光沢
度が高いと測定されたときは前記の白色トナー像の層厚
（露光量）を減らす方向への変更を行う演算処理を行
う。それ等のデータが多値化処理（Ｆ５）を経てプリン
タに入力されて（Ｆ６）記録紙Ｐ上に白色トナー像とさ
らにカラートナー像が重ね合わせて転写される。

【００３８】また前記の装置（Ｉ）及び（II）は、正規
の給紙経路の他にいわゆる両面画像形成のために記録紙
Ｐの表裏を反転する反転搬送経路１００（１）、１００
（２）と記録紙Ｐを転写領域に再給紙するための循環搬
送経路２００（１）、２００（２）が設けられ、両面モ
ード或いは再給紙モードの指定により各搬送経路内に配
設された各ガイド板Ｇや搬送ローラＲの作動により記録
紙Ｐの搬送方向が切り替えられるようになっている。

【００３９】前記の各測定手段は給紙経路の入り口近く
に設置されていて記録紙Ｐは給紙カセット１５からの搬
送中各測定手段を通過中に複数回にわたり光量が測定さ
れ、そのデータに基づいて白色トナー像形成の要否が判
断されると共に単位面積当たりの白色トナーの付着量す
なわち層厚が決定され、それによって白色画像の露光条
件も自動的に設定されることとなる。なお測定に替えて
記録紙Ｐを段階的に区分して置き、その区分に応じた信
号に基づいて白色トナー像の要否の判定や白色トナーの
付着量を変化させることも出来る。

【００４０】両面画像形成に当たっては両面モードの指
定により前記の各反転搬送経路１００に通じる各ガイド
板Ｇ１が破線にて示すそれぞれの位置に一旦移動し、そ
の一方の面に白色トナー像とカラートナー像を定着した
記録紙Ｐはそれぞれの反転搬送経路１００に搬送され
る。

【００４１】記録紙Ｐはその後端を検出したフォトセン
サＰＳの信号によりローラＲが逆回転に転ずると共に各
ガイド板Ｇ２が破線にて示すそれぞれの位置に移動する
ことにより後退を開始して表裏を反転した上でそれぞれ
前記の循環搬送経路２００に搬送される。

【００４２】その結果記録紙Ｐは再度画像の転写領域に
給紙されて未だ画像を記録しない他方の面即ち裏面にカ
ラートナー像を重ね合わせた所定の白色トナー像が転写
され、再び定着されたあと各ガイド板Ｇ１の実線にて示
す位置への復帰により前記のトレイ１９へと排出され
る。

【００４３】また転写材の同一面への多重転写のモード
が指定されると、感光体ドラム１０（１）或いは転写ベ
ルト１４ａは１周目にはカラーの各トナー像の形成プロ
セスが中止され白色トナー像のみが決定した範囲及びト
ナー厚に形成されて記録紙Ｐ上に白色トナー像が転写さ
れる。

【００４４】白色トナー像を転写した記録紙Ｐは、定着
装置１８においてトナーを溶着したあとモードの指定に
より破線にて示す位置に移動した装置（Ｉ）のガイド板
Ｇ４、装置（II）のガイド板Ｇ１とＧ４の各案内により
前記の循環搬送経路２００に搬送されて再度画像の転写
領域に給紙される。

【００４５】これに並行して感光体ドラム１０（１）或
いは転写ベルト１４ａには白色トナー像の形成プロセス
が中止されて各色のトナー像が形成され重ね合わせによ
りカラートナー像が形成される。

【００４６】このカラートナー像は再度給紙される記録
紙Ｐの同一転写面即ち前記の白色トナー像の上に重ね合
わせて転写され再度同一の定着装置１８においてカラー
トナーを溶着される。

【００４７】その結果カラーの各トナーは既に定着を終
えて固化した白色トナー像の上に転写されるので、色の
混合等によるカラー画質の低下が防止されることとな
る。なお白色トナーとカラートナーとの間に大きな溶融
温度の差がある場合には定着装置１８における記録紙Ｐ
の搬送速度を切り替えてその熱量を適正化する等の措置
がとられる。

【００４８】なお、本実施例のカラー画像形成装置で、
例えばＡ４サイズ等の小型サイズのカラー画像の連続コ
ピーを行う際は、１枚目の白色トナー像形成に続いて２
枚目の白色トナー像が形成され、１枚目と２枚目の白色
トナー像を担持した記録紙Ｐが続けて定着がなされたの
ち、循環搬送経路２００に搬送され、再度画像の転写領
域へと給紙される。併行して感光体ドラム１０（１）或
いは転写ベルト１４ａ上には１枚目のカラートナー像と
２枚目のカラートナー像が形成され、１枚目の白色トナ
ー像上には１枚目のカラートナー像が、２枚目の白色ト
ナー像には２枚目のカラートナー像がそれぞれ重ねて転
写され、再度定着装置１８によってカラートナー像の定
着がなされたのち、機外に排出される。

【００４９】さらに記録紙Ｐの不透明度、白色度等が著
しく不足していて文字画像領域に対しても白色画像の形
成を必要とされる場合には、写真画像ほどの不透明度、
白色度等を必要としないことから、文字画像領域に対し
ては写真画像領域に対するよりも若干白色トナー量の少
ない白色画像の形成が行われる。その結果白色トナーの
消費量が節約されまた文字画像領域におけるトナー散り
も制御される。

【００５０】

【発明の効果】本発明の請求項１および２により、原稿
画像の写真ならびに文字の各領域はそれぞれの画像に対
応して紙面を改善した転写材に転写されることとなり、
さらに請求項３ないし５によりその紙面の改善は必要に
してかつ充分なだけ適確に行われることとなって、その
結果、徒らに白色トナーの無駄な消費を行うことなく、
高品質の写真、文字を含むカラー画像の形成を可能とす
るカラー画像形成装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】ドラム状の像形成体を用いるカラー画像形成装
置（Ｉ）の断面構成図。

【図２】ベルト状の中間転写体を用いるカラー画像形成
装置（II）の断面構成図。

【図３】不透明度、白色度、光沢度の各測定手段の構成
を示す説明図。

【図４】画像処理のシステムを示すブロック図。

【符号の説明】

１０ 感光体ドラム １１ 帯電器 １２ 露光光学系 １３ 現像器 １４ 搬送ベルト １４ａ 転写ベルト １５ 給紙カセット １６ タイミングローラ １７ 転写器 １８ 定着装置 １９ トレイ ２０ クリーニング装置 ５０ 画像形成ユニット １００ 反転搬送経路 ２００ 循環搬送経路 Ｐ 記録紙 Ｇ１〜Ｇ４ ガイド板 Ｒ （搬送）ローラ ＴＳ 不透明度測定手段 ＷＳ 白色度測定手段 ＫＳ 光沢度測定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽根田 哲 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 Ｆターム(参考） 2H005 AA21 2H030 AA00 AB02 AD01 AD12 AD14 AD16 BB13

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写材上に白色トナー像と有色トナー像
   とをこの順に重ね合わせて画像を形成する画像形成装置
   において、 前記有色トナーにより形成される画像の領域を少なくと
   も写真領域と文字領域とに分離する画像領域分離手段を
   設け、少なくとも前記写真領域に前記白色トナー像を選
   択的に形成することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記文字領域にも前記白色トナー像を形
   成する場合、前記文字領域に形成する前記白色トナー像
   の単位面積当たりの付着量を、前記写真領域に形成する
   前記白色トナー像の単位面積当たりの付着量よりも少な
   くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記写真領域に形成する前記白色トナー
   像の単位面積当たりの付着量を、前記転写材の不透明度
   に応じて変更する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。
4. 【請求項４】 前記写真領域に形成する前記白色トナー
   像の単位面積当たりの付着量を、前記転写材の色味に応
   じて変更することを特徴とする請求項１〜３の何れか１
   項に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記写真領域に形成する前記白色トナー
   像の単位面積当たりの付着量を、前記転写材の光沢度に
   応じて変更することを特徴とする請求項１〜４の何れか
   １項に記載の画像形成装置。