JP2004070208A - Image forming device - Google Patents

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JP2004070208A
JP2004070208A JP2002232667A JP2002232667A JP2004070208A JP 2004070208 A JP2004070208 A JP 2004070208A JP 2002232667 A JP2002232667 A JP 2002232667A JP 2002232667 A JP2002232667 A JP 2002232667A JP 2004070208 A JP2004070208 A JP 2004070208A
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toner
image
light
image forming
dark
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JP2002232667A
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Japanese (ja)
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Tomohito Ishida
石田 知仁
Nobuyuki Ito
伊東 展之
Yasukazu Ayaki
綾木 保和
Takeshi Ikeda
池田 武志
Yukio Nagase
永瀬 幸雄
Isami Ito
伊藤 功已
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming device in which a wide color reproducing range is realized over the region from halftone gradation to the region having high brightness that is especially important when a natural image or the like is outputted and a high image quality image is formed. <P>SOLUTION: A color image forming is conducted by using six different kinds of toner, i.e., cyan, light cyan, magenta, light magenta, yellow and black. Density and hue are mutually made different for shade toner cyan, magenta, light toner light cyan and light magenta. The image forming in a high brightness region is conducted by using light toner only. In the halftone gradation region, the image forming is conducted using both shade and light toner. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機,プリンター,ファクシミリ,デジタルプルーフなどに用いる電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、高速・高画質な画像形成装置として、電子写真方式を採用した複写機やレーザービームプリンタが知られている。近年のデジタル技術の進歩によって、POD市場からオフィスや家庭のコンシューマ市場まで、電子写真画像形成装置の高画質化への要求は高まっており、印刷の様なスクリーン処理を施した画像はもとより、銀塩写真の様な高い諧調性,広い色再現範囲,良好な粒状性を有する画像特性への要求が更に高まっている。特にCG画像やデジタルカメラの急速な普及に伴い、銀塩写真に迫る広い色再現範囲の実現が望まれている。
【0003】
この種の電子写真画像形成装置は、像担持体にレーザービームなどにより光を照射し、そのとき光が照射された量により画像が記録されるもので、文字などの2値的な画像から、写真などの中間調を含んだ画像まであらゆる画像を形成することができる。このときの中間濃度を再現する際に、パルス幅変調方式(PWM方式)と、ディザ法や濃度パターン法などの画像処理手法を用いることで、様々なパターンを像担持体上に形成することができる。
【0004】
得られた像担持体上のパターンに対し、帯電したトナー粒子を付着させ、更に紙等のシート上へ転写、定着することで最終的な出力画像を得る。このときに用いるトナーとしては、シアン(Cyan),マゼンタ(Magenta),イエロー(Yellow),ブラック(Black)の4色が一般的に使用されている。トナーは、粒状性,諧調性,濃度,彩度,グロスなど、種々の画像特性向上のため、様々な改良が加えられている。
【0005】
また更なる高画質化を目的とし、特開平5−35038号公報,特開平8−171252号公報,特開2000−231279号公報,特開2000−305339号公報,特開2000−347476号公報,特開2001−290319号公報などの様に、濃度レベルの異なる複数のトナーを用い、ハイライトからハーフトーン領域にかけて、更なる粒状性の向上や諧調再現性の向上などを実現する技術が開示されている。
【0006】
この他にも、濃度レベルの異なる複数のトナーを予め混合させた現像剤を用い、帯電量や粒径の違いを利用し、ハイライトから高濃度領域にかけて、各諧調に適したトナー種で作像するシステムも技術開示されている。
【0007】
しかし、この方法は、
・“諧調に応じて濃度レベルの異なるトナーを正確に選別する”ことが出来ず、トナー種の違いによる機能分離を充分におこなえない、
・複数枚の画像を出力し、大量にトナーを消費した後、混合された複数のトナーの重量比率が初期と異なり、初期の画質と大きく異なってしまう、
・濃度レンジの異なる濃淡2種類以上のトナー種を用いた場合、高濃度領域では必ずしも淡トナーを使用する必要はなく、消費量を低減する意味では使用しない方が望ましいが、高濃度領域で淡トナーを使用しない様に制御をすることができない、
などの問題を抱えている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術にあっては、濃度レンジの異なる濃淡2種類以上のトナーを用いて作像することにより、“ハイライトからハーフトーン領域にかけての粒状性”と“諧調再現性”を向上させることができる。
【0009】
しかしながら、写真画質の画像形成を行う上で特に問題となる広い色再現範囲の実現には至っていない。それゆえ、画像形成時にいわゆる色域の圧縮を行わねばならず、複写機の場合には読み込んだ原稿の色調をそのまま再現することができないため、満足な出力品質を得ることができなかった。
【0010】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、特に自然画像等を出力する際に重要となる、中間調から明度の高い領域にかけて、広い色再現範囲を実現し、高品質な画像形成を可能とする画像形成装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、複数のトナーを用いてカラー画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置において、少なくとも一の色に関し、濃度および色相が互いに異なる濃トナーと淡トナーを用いて、高明度領域では前記淡トナーのみにより画像形成を行い、中間調領域では前記濃トナーと前記淡トナーを併せて画像形成を行うことを特徴とする。
【0012】
前記濃トナーと前記淡トナーの彩度が等しい点における明度が互いに異なることが好適である。
【0013】
より好ましくは、前記濃トナーと前記淡トナーの明度は、少なくともCIELAB空間における明度60以上の領域で、互いに異なるとよい。
【0014】
前記濃トナーと前記淡トナーの色相角の変位量が、CIELAB空間において、3度以上、より好ましくは5度以上であることが好適である。
【0015】
あるいは、CIELAB空間において、前記淡トナーの最低明度をLp、画像が形成されるシートの明度をLmとしたとき、
(Lm−Lp)×0.2+Lp
で求まる明度における前記濃トナーと前記淡トナーの色相角の変位量が、3度以上であることも好適である。
【0016】
前記濃トナーと前記淡トナーを併せて画像形成を行う領域が、当該色の全諧調の1/5以上であることが好適である。
【0017】
少なくともシアン,マゼンタおよびイエローの3色以上でカラー画像形成を行う画像形成装置において、シアンとマゼンタの2色に関し、前記濃トナーと前記淡トナーを用いることが好適である。
【0018】
前記濃トナーと前記淡トナーは、着色剤の異なるトナーであってもよいし、または、着色剤が同一であって、前記着色剤の含有量が異なるトナーであることも好適である。
【0019】
このとき、前記淡トナーの着色剤の含有量が、前記濃トナーの着色剤の含有量の1/5以下であることが好ましい。
【0020】
入力画像の色信号からダイレクトマッピングにより前記濃トナーと前記淡トナーそれぞれの色信号を生成することが好適である。
【0021】
あるいは、入力画像の色信号から画像形成用の色信号に変換し、該画像形成用の色信号を前記濃トナーと前記淡トナーそれぞれの色信号に分版することも好適である。
【0022】
前記濃トナーと前記淡トナーの色相角の変位量が、CIELAB空間において、30度以下、より好ましくは20度以下であることが好適である。
【0023】
形成される画像濃度が0.3以下の領域では淡トナーのみで画像形成を行うことが好適である。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。以下に述べる電子写真方式の画像形成装置は、レーザビームプリンタ・複写機・レーザファクシミリ・デジタルプルーフなどに用いられて好適なものである。
【0025】
まず、図1を参照して、電子写真方式の画像形成装置の基本構成について説明する。
【0026】
画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム11と、その周りに配置された帯電器12,画像露光器17,現像器19,転写帯電器14,定着器15,クリーニング部材16を有して構成される電子写真方式の画像形成装置である。
【0027】
感光ドラム11としては、導電性の支持基体を最下層として、電荷発生層,電荷輸送層のように2層構造よりなる機能分離タイプのものや、単層型のものが使用できる。
【0028】
帯電器12は、感光ドラム11を均一帯電する帯電手段である。帯電手段としては、ワイヤーと電界制御グリッドよりなるコロナ帯電器を用いたコロナ帯電方式、像担持体に接触させた帯電ローラーに直流あるいは直流と交流の重畳バイアスを印加して帯電するローラー帯電方式などが挙げられる。
【0029】
画像露光器17は、帯電後の感光ドラム11表面を像露光して静電潜像を形成する露光手段である。露光手段としては、半導体レーザーを使用したスキャナータイプのものや、LEDに集光装置であるセルフォックレンズを介して像露光をおこなうもの、また、EL素子やプラズマ発光素子などを用いたものなど、種々の光学系を好適に用いることができる。
【0030】
現像器19は、感光ドラム11上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像(顕画像)を形成する現像手段である。現像方式としては、磁性トナーを磁力により搬送し、現像ニップにて非接触で像担持体上に飛翔現像させる磁性1成分の非接触現像方式、あるいは現像ニップで像担持体に接触させて現像処理をおこなう磁性接触現像方式、さらに、非磁性トナーをブレードにより規制し帯電させ、現像スリーブに担時して搬送し現像ニップにおいて非接触でトナーを飛翔現像させる非磁性1成分の非接触現像方式、あるいは現像ニップで像担持体に接触させ現像処理をおこなう非磁性1成分の接触現像方式、同じく非磁性トナーを磁性粉体であるキャリアに混合させ同じく現像スリーブで現像ニップまで搬送し現像処理をおこなう2成分現像方式など様々な現像方式を使用することができる。
【0031】
転写帯電器14は、感光ドラム11上のトナー像を紙などのシート10に転写する転写手段である。転写方式としては、電気的な力、あるいは機械的な力を利用した転写方式を使用することができる。電気的な力を利用して転写をおこなう方法として、コロナワイヤーによりトナーの帯電極性と逆極性の直流バイアスを印加して転写をおこなうコロナ転写方式、ローラーを当接させ、トナーと逆極性のバイアスを印加するローラー転写方式などが挙げられる。
【0032】
図2および図3は、本実施形態に係る画像形成装置の一構成例を示す概略構成図である。同図に示すように、本実施形態では、複数の現像器19を備えた画像形成装置により、複数のトナーを用いてカラー画像形成を行う。
【0033】
図2の画像形成装置は、感光ドラム11,帯電器12,現像器19,転写帯電器14からなる画像形成ステーションSTを、シート搬送方向に沿って複数(図では6つ)並べた構成の装置である。各画像形成ステーションSTの現像器には異なる色または濃度のトナーが装填されている。この装置では、各画像形成ステーションSTで作像したトナー像を順次シート上に重ね合わせていくことで、カラー画像の形成を行う。
【0034】
また、図3の画像形成装置は、単一の感光ドラム11の周囲に複数の現像器19(図では6つ)を配置した構成の装置である。各現像器19には、異なる色または濃度のトナーが装填される。この装置では、現像器19を順次切り換えて作像した各色のトナー像を中間転写体18上で重ね合わせ、その重ね合わされたトナー像をシートに一括転写してカラー画像の形成を行う。
【0035】
画像形成装置としては、ここで示したものの他、2つ以上の現像器を有し、2種類以上のトナーを用いて画像形成を行うタイプのものであれば、いかなる構成のものでも好適に用いることができる。
【0036】
本実施形態では、上記構成の画像形成装置において、少なくとも一の色に関し、濃度レベルが互いに異なる濃トナーと淡トナーを用いる。高明度領域(ハイライト領域)で淡トナーを主に用いることによって、高明度領域の粒状性を向上することができるとともに、高い諧調再現性を実現することができる。
【0037】
各現像器で用いるトナーの組み合わせは様々な組み合わせが考えられる。代表的な組み合わせを以下に示す。以下の組み合わせにおいて、LightCyan,LightMagenta,Yellow,LightBlackのトナーは、それぞれCyan,Magenta,DarkYellow,Blackの濃トナーに比べて濃度レベルが低い淡トナーである。
【0038】
1.Cyan, LightCyan, Magenta, Yellow, Black(計5色)
2.Cyan, LightCyan, Magenta, LightMagenta, Yellow, Black(計6色)
3.Cyan, LightCyan, Magenta, LightMagenta, Yellow, DarkYellow, Black(計7色)
4.Cyan, LightCyan, Magenta, LightMagenta, Yellow, DarkYellow, Black, LightBlack(計8色)
5.LightBlue, Cyan, LightRed, Magenta, LightGreen, DarkYellow, Black(計7色)
6.LightCyan, Blue, LightMagenta, Red, Yellow, Green, Black(計7色)
7.Black, LightBlack(計2色)
etc.
【0039】
なお、トナーの組み合わせとしては、この他にも任意の組み合わせを採用することができる。たとえば、濃度レベルの異なる3種類以上のトナーを用いたり、オレンジ色,金色,銀色,白色といった特色トナーを用いて色表現の幅を広げたり、着色剤を含有しない無色トナー等を用いて光沢性を向上させるなどの手法ももちろん可能である。
【0040】
さらに本実施形態では、濃トナーの色相と淡トナーの色相を、色相角が互いに異なるように設定する。このように濃度レベルの異なる複数種類のトナーの色相を互いに異ならせることによって、濃トナーと淡トナーを切り換えるポイント付近の明度領域で、彩度方向に色再現範囲を広げることが可能となる。
【0041】
すなわち、濃度および色相が互いに異なる濃トナーと淡トナーを用い、高明度領域と低明度領域に対して用いるトナーの機能分離を行うことで、高明度領域(ハイライト領域)の粒状性を向上させるとともに、高い諧調再現性を実現させ、且つ、濃トナーと淡トナーの色相角に変位量をもたせることで、広い色再現範囲をも実現することができるのである。
【0042】
このときの色再現範囲について、図4〜図6を用いて説明する。図4〜図6は、CIELAB空間上での、濃トナーと淡トナーを用いた画像形成装置の色再現範囲を模式的に表した図である。図4は、濃トナーと淡トナーの色相が等しい場合である。図5は、濃トナーと淡トナーの色相が互いに異なる場合である。また、図6は、濃トナーと淡トナーの色相が互いに異なり、且つ、中間調領域での濃トナーと淡トナーの重なる領域が広い場合である。
【0043】
図5および図6のように濃トナーと淡トナーの色相を互いに異ならせることにより、濃トナーと淡トナーの色相が等しい場合(図4)に比べて、色再現範囲が広くなっていることがわかる。特に、濃トナーと淡トナーの色相は異なるが中間調領域での重なりが少ない図5の場合に比べ、図6のように中間調領域で濃トナーと淡トナーの色域が重なる領域を広くとることで、色再現範囲が大幅に広くなる様子が理解できる。
【0044】
濃トナーと淡トナーの色相角の変位量は、a*−b*平面上で、30度以下、より好ましくは20度以下がよい。色相が大きく異なりすぎると、淡トナーのみの部分、淡トナーと濃トナーを併用する部分、濃トナーのみの部分のそれぞれの間で、色調の不連続が目立ち出力画像の品位に問題が生ずる場合があるからである。
【0045】
また、濃トナーと淡トナーの色相角の変位量は、a*−b*平面上で、3度以上、より好ましくは5度以上がよい。色相角の変位量が小さすぎると、色再現範囲の拡大の効果が得られないからである。
【0046】
さらにいえば、濃淡各トナーのガンマが重なる部分を設け、中間明度領域で濃トナーと淡トナーを併せて使用した場合において、淡トナーの最低明度をLp、画像が形成されるシートの紙白の明度をLmとしたときに、
(Lm−Lp)×0.2+Lp
で求まる明度における色相角の変位量を3度以上とすることも好適である。
【0047】
上記明度での、一次色の色相角を示すラインは図7のようになる。同図において、実線はCyan,Magenta,Yellowそれぞれの一次色のラインを示し、点線はLightCyan,LightMagentaそれぞれの一次色のラインを示す。上記のように濃淡トナーの色相角を設定することにより、濃トナーと淡トナーを併用する部分での色相角を適切にすることができ、図中の濃トナーと淡トナーのそれぞれのラインの終点同士を結んで得られる中間明度領域(円で結んだ部分)での彩度方向への色再現範囲を広くとることが可能となる。
【0048】
濃トナーと淡トナーを使用する割合は、CIELAB空間上の高明度領域では、淡トナーのみを使用し、中間調領域では濃トナーと淡トナーを併せて使用し、低明度領域では濃トナーと淡トナーを併せて使用、あるいは濃トナーのみを使用することにより画像形成を行うことが好適である。
【0049】
濃トナーと淡トナーの諧調カーブの一例を図8に示す。横軸は濃トナーと淡トナーに分版する前の画像の諧調値で、縦軸は濃トナーおよび淡トナーに分版した際の各々の諧調値である。なお、分版とは、ある色(版またはチャンネルともいう。)の画像データを、濃トナー用と淡トナー用の2つの画像データに分割することをいう。
【0050】
図8の例では、諧調値の小さい高明度領域(ハイライト領域)では、淡トナーのみにより画像形成を行う。そして、諧調値128までは、淡トナーの諧調を増加させていき、諧調値128を超えたところで淡トナーの諧調を減少させていく。一方、濃トナーについては、諧調値128を超えたところから濃トナーの諧調を増加させていく。つまり、中間調領域では、淡トナーと濃トナーを併せて画像形成を行うのである。
【0051】
このようにして得られた画像の濃度カーブを図9のグラフに示す。横軸は、図8と同じく画像の諧調値であり、縦軸は、画像の濃度である。高明度領域で淡トナーのみを使用し、かつ、中間調領域で濃トナーと淡トナーを併せて使用することにより、良好な諧調再現性が得られていることがわかる。
【0052】
濃トナーと淡トナーの諧調カーブは、図8に示したもの以外にも、種々のものを採用できる。このとき、濃トナーと淡トナーを併せて画像形成を行う領域が、当該色の全諧調の1/5以上であることが、良好な諧調性および広い色再現域を実現するうえで好ましい。
【0053】
ただし、図10に示すように、ハイライト領域から濃トナーと淡トナーを併せて使用することは、ハイライト領域の粒状性が低下する(トナーの粒状感が表れる)ため好ましくない。したがって、形成される画像濃度が0.3以下の諧調では、淡トナーのみを用い、濃トナーの使用率を0%にするとよい。
【0054】
なお、上述した技術は、主に、実際の自然画像を出力する際に重要となる中間調から明度の高い領域にかけて広い色再現範囲を実現するものであり、トナー濃度を高くしたり、トナーの載り量を多くすることによって、明度の低い領域に色再現範囲を広げる技術とは異なる。
【0055】
上述したように、本実施形態では、濃トナーと淡トナーの色相を互いに異ならせることにより色再現範囲を拡大しているが、これに加えて、濃トナーと淡トナーの明度を互いに異ならせることにより、さらに色再現範囲を拡大することができることが、本発明者らの検討により明らかとなった。
【0056】
具体的には、濃トナーと淡トナーそれぞれのCIELAB空間上の彩度が等しい点(√(a*+b*)の値が等しい点)での明度(L*)の値が、互いに異なるように設定する。より好ましくは、高明度領域(明度にして60以上の領域)で、濃トナーと淡トナーの明度が異なるように設定することが好ましい。図11に、その一例を示す。横軸は、彩度(√(a*+b*))を表し、縦軸は、明度(L*)を表している。同図に示すように、淡トナーの明度が同一彩度の濃トナーの明度よりも高明度領域で相対的に高くなるように設定してある。
【0057】
このように、濃トナーと淡トナーの明度を互いに異ならせることにより、高明度領域において彩度方向の色再現範囲をさらに拡大することが可能となった。そして、高明度領域での鮮やかな発色により、空や海などの透き通った写真調の画像の質感を大幅に向上させることが可能となるばかりでなく、会社や商品のロゴマークなどに多用される鮮やかな色の発色も実現することができる。
【0058】
なお、本明細書では、明度値・濃度値は、X−Rite社製の分光濃度計MODEL:528を使用して測定した値を用いている。また、L*a*b*の値は、X−Rite社製の分光濃度計MODEL:528を使用して、観測光源D50,観測視野2°の測定条件下で測定した値を用いている。
【0059】
次に、上記の濃トナーおよび淡トナーを作製するための方法について詳しく説明する。
【0060】
淡色シアントナー、及び、濃色シアントナーに用いることのできるシアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アンスラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1,7,15,15:1,15:2,15:3,15:4,60,62,66が特に好適に利用できる。これら着色剤と、後述のイエロー着色剤やマゼンタ着色剤等とを混合し、好ましい好適なa*,b*,L*の値を有するシアントナーとしても良い。これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。
【0061】
トナーに含有される樹脂成分としては、テトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の分子量分布において、分子量600〜50000の範囲にピークを有することが好ましい。
【0062】
トナーに用いられる結着樹脂としてはゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)の分子量分布において、低分子量のピークが3000〜15000の範囲にあることが、粉砕法で生成したトナーの形状を熱と機械的衝撃力でコントロールする上で好ましい。
【0063】
低分子量のピークが15000を超えると、形状係数SF−1及びSF−2を好ましい範囲に制御しにくく、転写効率の向上が十分ではない。分子量3000未満では、トナー粒子の表面処理時に融着を生じやすい。
【0064】
なお、形状係数SF−1,SF−2は、日立製作所製FE−SEM(S−800)を用い倍率500倍に拡大したトナー像を100個無作為にサンプリングし、その画像情報をインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置(Luzex3)に導入し解析を行い、下式より算出し得られた値によって定義されるパラメータである。
【0065】
【数1】

Figure 2004070208
【0066】
トナーの形状係数SF−1はトナー粒子の丸さの度合を示し、球形から徐々に不定形となる。SF−2はトナー粒子の凹凸度合を示し、トナー表面の凹凸が顕著となる。
【0067】
分子量は、GPC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スレー抽出器を用いテトラヒドロフラン(THF)で20時間抽出を行ったサンプルを用い、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得る。
【0068】
重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比率(Mw/Mn)は、2〜100を示す樹脂が好ましい。
【0069】
トナーのガラス転移点(Tg)は定着性、保存性の点から50℃〜75℃(さらに好ましくは、52℃〜70℃)が好ましい。
【0070】
トナーのガラス転移点の測定にはたとえば、パーキンエルマー社製のDSC−7のような高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定を行う。測定方法は、ASTM D3418−82に準じて行う。本実施形態においては、試料を1回昇温させ前履歴をとった後、急冷し、再度温度速度10℃/min、温度0〜200℃の範囲で昇温させたときに測定されるDSC曲線を用いる。
【0071】
本実施形態に使用される結着樹脂は、ポリスチレン;ポリ−p−クロルスチレン,ポリビニルトルエンの如きスチレン置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体,スチレン−ビニルトルエン共重合体,スチレン−ビニルナフタリン共重合体,スチレン−アクリル酸エステル共重合体,スチレン−メタクリル酸エステル共重合体,スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体,スチレン−アクリロニトリル共重合体,スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体,スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体,スチレン−ビニルメチルケトン共重合体,スチレン−ブタジエン共重合体,スチレン−イソプレン共重合体,スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体の如きスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル,フェノール樹脂,天然変性フェノール樹脂,天然樹脂変性マレイン酸樹脂,アクリル樹脂,メタクリル樹脂,ポリ酢酸ビニール,シリコーン樹脂,ポリエステル樹脂,ポリウレタン,ポリアミド樹脂,フラン樹脂,エポキシ樹脂,キシレン樹脂,ポリビニルブチラール,テルペン樹脂,クマロンインデン樹脂,石油系樹脂等が使用できる。架橋されたスチレン系樹脂も好ましい結着樹脂である。
【0072】
スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノマーとしては、アクリル酸,アクリル酸メチル,アクリル酸エチル,アクリル酸ブチル,アクリル酸ドデシル,アクリル酸オクチル,アクリル酸−2−エチルヘキシル,アクリル酸フェニル,メタクリル酸,メタクリル酸メチル,メタクリル酸エチル,メタクリル酸ブチル,メタクリル酸オクチル,アクリロニトリル,メタクリロニトリル,アクリルアミドのような二重結合を有するモノカルボン酸もしくはその置換体;マレイン酸,マレイン酸ブチル,マレイン酸メチル,マレイン酸ジメチルのような二重結合を有するジカルボン酸及びその置換体;塩化ビニル,酢酸ビニル,安息香酸ビニルのようなビニルエステル類;エチレン,プロピレン,ブチレンのようなエチレン系オレフィン類;ビニルメチルケトン,ビニルヘキシルケトンのようなビニルケトン類;ビニルメチルエーテル,ビニルエチルエーテル,ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル類;等のビニル単量体が挙げられる。これらは、単独もしくは組み合わせて用いられる。
【0073】
架橋剤としては、2個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられる。例えば、ジビニルベンゼン,ジビニルナフタレンのような芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジアクリレート,エチレングリコールジメタクリレート,1,3−ブタンジオールジメタクリレートのような二重結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニリン,ジビニルエーテル,ジビニルスルフィド,ジビニルスルホンの如きジビニル化合物;3個以上のビニル基を有する化合物;が挙げられる。これらは単独もしくは混合して使用される。
【0074】
定着時の定着部材からの離型性の向上、定着性の向上の点から次のようなワックス類をトナー粒子中に含有させることも好ましい。パラフィンワックス及びその誘導体,マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体,フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体,ポリオレフィンワックス及びその誘導体,カルナバワックス及びその誘導体である。誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合体,グラフト変性物が挙げられる。
【0075】
その他、長鎖アルコール,長鎖脂肪酸,酸アミド,エステルワックス,ケトン,硬化ヒマシ油及びその誘導体,植物系ワックス,動物系ワックス,鉱物系ワックス,ペトロラクタム等も場合により使用しても良い。
【0076】
トナーを作製するには、結着樹脂,ワックス,着色剤としての顔料,染料,又は磁性体,必要に応じて荷電制御剤の如き添加剤をヘンシェルミキサー,ボールミルの如き混合器により十分混合してから加熱ロール,ニーダー,エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練して樹脂を溶融せしめた中に顔料,染料又は磁性体を分散又は溶解せしめ、冷却固化後、粉砕,分級を行なってトナーを得ることが出来る。分級工程においては生産効率上、多分割分級機を用いることが好ましい。
【0077】
さらに、特公昭56−13945号公報等に記載のディスク又は多流体ノズルを用い溶融混合物を空気中に霧化し球状トナーを得る方法や、特公昭36−10231号公報,特開昭59−53856号公報,特開昭59−61842号公報に述べられている懸濁重合方法を用いて直接トナーを生成する方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナーを生成する分散重合方法又は水溶性極性重合開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソープフリー重合方法に代表される乳化重合方法を用いてトナー粒子を製造しても良い。
【0078】
さらに、Cyan,Magenta,Yellow,Blackの各トナーの着色剤について説明する。
【0079】
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挙げられる。
【0080】
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物,イソインドリノン化合物,アンスラキノン化合物,アゾ金属錯体,メチン化合物,アリルアミド化合物に代表される化合物が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12,13,14,15,17,62,74,83,93,94,95,97,109,110,111,120,127,128,129,147,168,174,176,180,181,191が好適に用いられる。
【0081】
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物,ジケトピロロピロール化合物,アンスラキノン,キナクリドン化合物,塩基染料レーキ化合物,ナフトール化合物,ベンズイミダゾロン化合物,チオインジゴ化合物,ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2,3,5,6,7,23,48;2,48;3,48;4,57;1,81;1,144,146,166,169,177,184,185,202,206,220,221,254が特に好ましい。
【0082】
シアン着色剤としては、上述したように、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体,アンスラキノン化合物,塩基染料レーキ化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1,7,15,15:1,15:2,15:3,15:4,60,62,66が特に好適に利用できる。
【0083】
磁性体としては、鉄,コバルト,ニッケル,銅,マグネシウム,マンガン,アルミニウム,珪素などの元素を含む金属酸化物がある。中でも四三酸化鉄,γ−酸化鉄の如き酸化鉄を主成分とするものが好ましい。トナーの帯電性コントロールの点から硅素元素またはアルミニウム元素の如き金属元素を含有していてもよい。これら磁性粒子は、窒素吸着法によるBET比表面積が好ましく2〜30m/g、特に3〜28m/gが好ましく、モース硬度が5〜7の磁性体が好ましい。
【0084】
上述した濃トナーと淡トナーは、それぞれ着色剤を異ならせることによって、濃度レベルおよび色相角を適宜異ならせたものである。または、同一の着色剤を用い、かつ、その含有量を異ならせることによっても、濃度レベルおよび色相角を適宜異ならせることもできる。この場合、淡トナーの着色剤の含有量を、濃トナーの着色剤の含有量の1/5以下にすることで、好ましい濃度レベルに設定することができる。
【0085】
次に、上記した画像形成装置の画像形成動作について説明する。
【0086】
ここでは、Red(R),Green(G),Blue(B)の3色からなる入力画像を、Cyan(DC),LightCyan(LC),Magenta(DM),LightMagenta(LM),Yellow(Y),Black(K)の6種類のトナーを用いて画像形成を行う場合について述べる。すなわち、シアンをLCとDCの2種類のトナーを用いて出力し、マゼンタをLMとDMの2種類のトナーを用いて出力する。
【0087】
画像形成装置は、原稿読取装置(スキャナ部)によって原稿上のカラー画像を読み取り、CCDでRGBに色分解された入力画像信号を得る。あるいは、画像形成装置がプリンタ機能を有する場合には、コンピュータからRGBのプリントデータ(入力画像信号)を得る場合もある。なお、ここではRGBの入力画像を用いているが、これは単に原稿読取装置やコンピュータのプリンタドライバの仕様に基づくものにすぎない。入力画像としては、RGB画像の他にも、CMYK画像,CMYK+LC+LM画像,L*a*b*画像や、特色用のチャンネルを含む画像なども入力可能である。
【0088】
画像形成を行う際には、入力されたRGBの色信号を、画像形成用の(出力デバイスで出力可能な)CMYK+LC+LMの色信号に変換しなければならない。
【0089】
図12に、色変換方式の一手法を示す。
【0090】
図12では、入力画像のRGB信号をCMYKの4色に色分解した後、特定色(CとM)について濃淡2つの版データに分版し、最終的に、Y,K,LC,DC,LM,DMの6色の色信号を得る。そして、6色の色信号に対して、所定のγ補正を施した後、ハーフトーン処理を行って、PWM回路に入力する。
【0091】
かかる色変換方式の場合、RGBの色信号をCやMの一次色に変換した後、LC+DC,LM+DMのように濃淡それぞれの色信号に分解しているので、濃淡2種類のトナーの色相が大きく異なると、単色のグラデーションやハイライト部分などにおいて色相が不均一となり、見た目に違和感を生ずるおそれがある。しかしながら、本実施形態では2種類のトナーの色相の変位量を30度以下、より好適には20度以下にしているので、そのような出力画像の品位低下を抑制しつつ、良好な諧調性・粒状性と広い色再現を実現することが可能となる。
【0092】
なお、濃淡2つの版データへの変換方法については、トナーの濃度レベル等により様々な組み合わせが考えられる。図8に基本となる直線的な諧調変換方法を示す。
【0093】
図示したとおり、ハイライトで先に淡トナーが立ち上がり、中間調付近から濃トナーが入り始め、しばらく濃淡の組み合わせで諧調を再現しながら、高濃度部では淡トナーの使用が制限されていく。このときの濃淡の諧調の組み合わせは、粒状性や諧調性、色域などの画像品質と、トナー消費量の関係より決定される。またここでは簡単のため、直線的な諧調を図示したが、実際にはトーンジャンプを防止する観点から、濃淡各トナーの濃度の入り始めは緩やかなカーブを描くことが好適である。
【0094】
図13は、色変換方式の別の手法を示したものである。
【0095】
ここでは、ダイレクトマッピングにより、入力画像のRGB信号から直接Y,K,LC,DC,LM,DMの6色の信号に色分解している。
【0096】
ダイレクトマッピングとは、ルックアップテーブル(LUT)を参照して、入力信号(入力画像の色情報)から出力デバイスの出力信号(画像形成用の色情報)へダイレクトに変換する色変換方式をいう。たとえば、色空間内のL*a*b*やRGBなどの3つの入力信号を与えることにより、その色を再現するために必要な出力色空間内の信号値を、CMYKの4色あるいはCMYK+LC+LMの6色などのかたちで出力する。
【0097】
この色変換方式はマトリクス演算を必要とせず、非線形な変換が可能となることから、UCRの設定など色変換の自由度が大幅に向上し、トナーの載り量をコントロールしながら、所望の色再現を可能にすることができる。
【0098】
また、ダイレクトマッピングによれば、入力画像のRGB信号から直接濃トナーと淡トナーそれぞれの色信号を発生させるので、図12の方法で懸念されるような濃淡トナーの色相の違いによる出力品位の低下を招くこともない。
【0099】
以上述べたように、本実施形態の画像形成装置によれば、濃度および色相が互いに異なる濃トナーと淡トナーを用いて、高明度領域では淡トナーのみにより画像形成を行い、中間調領域では淡トナーと濃トナーを併せて画像形成を行うので、良好な諧調性・粒状性を実現できるとともに、特に自然画像等を出力する際に重要となる、中間調から明度の高い領域にかけて、広い色再現範囲を実現し、高品質な画像形成を行うことが可能となる。
【0100】
【実施例】
(実施例1)
CMKYの各色のうち、シアンとマゼンタの2色について、濃度レベルの異なる2種類のトナーを用い、Cyan,LightCyan,Magenta,LightMagenta,Yellow,Blackの6種類のトナーでカラー画像形成を行う画像形成装置を構成した。
【0101】
ここで、濃トナーには顔料系の着色剤、淡トナーには染料系の着色剤というように、互いに異なる着色剤を用いることとし、濃トナーと淡トナーの濃度レベルおよび色相角を互いに異ならせた。具体的には、下記の原材料を用いて各トナーを作製した。
【0102】
<Cyan>
ポリエステル樹脂(100重量部) / フタロシアニン顔料 (3重量部)
<LightCyan>
ポリエステル樹脂(100重量部) / アントラキノン染料 (0.6重量部)
<Magenta>
ポリエステル樹脂(100重量部) / キナクリドン顔料 (3重量部)
<LightMagenta>
ポリエステル樹脂(100重量部) / アントラキノン染料 (0.6重量部)
【0103】
上記原料をヘンシェルミキサーにより予備混合を行い、二軸押し出し式混練機により溶融混連し、冷却後ハンマーミルを用いて1〜2mm程度に粗粉砕した。次いで、エアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。得られた微粉砕物を分級し、シリカを外添して、重量平均粒子5.6μmのCyan,LightCyan,Magenta,LightMagentaの各粒子を得た。
【0104】
このとき、濃トナーと淡トナーの色相角の変位量は、CIELAB空間で淡トナーの最低明度をLp,画像形成を行うシートの明度をLmとしたとき、
(Lm−Lp)×0.2+Lp
で求まる明度において、3度であった。
【0105】
以上の様な構成のトナーを用いて画像形成を行ったところ、表1に示すとおり、比較例に比べて色再現域を約30%増加させることが可能となり、写真画質に迫る広い色再現範囲を実現することができた。
【0106】
なお、比較例1は、Cyan,Magenta,Yellow,Blackの4色のトナーを用いた、キヤノン株式会社製CLC1100複写機の結果である。また、比較例2はシアンとマゼンタに濃淡トナーを使用し、そのときの濃淡トナーの色相角の変位量がない場合の結果である。また、比較例3はシアンとマゼンタに濃淡トナーを使用し、そのときの濃淡トナーの色相角の変位量が、上記の
(Lm−Lp)×0.2+Lp
で求まる明度において、1度〜2度の場合の結果である。
【0107】
色再現域の広さの比較は、比較例1の色再現域の体積を100としたときの相対値で評価した。
【0108】
【表1】
Figure 2004070208
【0109】
(実施例2)
CMKYの各色のうち、シアンとマゼンタの2色について、濃度レベルの異なる2種類のトナーを用い、Cyan,LightCyan,Magenta,LightMagenta,Yellow,Blackの6種類のトナーでカラー画像形成を行う画像形成装置を構成した。
【0110】
ここで、濃トナーと淡トナーにはともに顔料系の同一の着色剤を用いることとし、着色剤の含有量を変化させることで、濃トナーと淡トナーの濃度レベルおよび色相角を互いに異ならせた。具体的には、下記の原材料を用いて各トナーを作製した。
【0111】
<Cyan>
ポリエステル樹脂(100重量部) / フタロシアニン顔料 (4重量部)
<LightCyan>
ポリエステル樹脂(100重量部) / フタロシアニン顔料 (0.7重量部)
<Magenta>
ポリエステル樹脂(100重量部) / キナクリドン顔料 (5重量部)
<LightMagenta>
ポリエステル樹脂(100重量部) / キナクリドン顔料 (1重量部)
【0112】
上記原料をヘンシェルミキサーにより予備混合を行い、二軸押し出し式混練機により溶融混連し、冷却後ハンマーミルを用いて1〜2mm程度に粗粉砕した。次いで、エアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。得られた微粉砕物を分級し、シリカを外添して、重量平均粒子5.6μmのCyan,LightCyan,Magenta,LightMagentaの各粒子を得た。
【0113】
得られたトナーの特性を図14のa*−b*平面図に示す。図からCyanとLightCyan、MagentaとLightMagentaの各々の色相角が、CIELAB空間上で5度以上であることが理解できる。このとき、濃トナーと淡トナーの色相角の変位量は、CIELAB空間で淡トナーの最低明度をLp,画像形成を行うシートの明度をLmとしたとき、
(Lm−Lp)×0.2+Lp
で求まる明度において、3度以上であった。
【0114】
また各々の諧調性を図15に示す。図示した淡トナーを用いて高明度領域を、濃トナーを用いて低明度領域を作像することが可能となる。
【0115】
以上の様な構成のトナーを用いて画像形成を行ったところ、表2に示すとおり、比較例に比べて色再現域を約20%増加させることが可能となり、写真画質に迫る広い色再現範囲を実現することができた。なお、比較例1,比較例2,比較例3については、上記実施例1のものと同様である。
【0116】
【表2】
Figure 2004070208
【0117】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、濃度および色相が互いに異なる濃トナーと淡トナーを用いて、高明度領域では淡トナーのみにより画像形成を行い、中間調領域では淡トナーと濃トナーを併せて画像形成を行うので、良好な諧調性・粒状性を実現できるとともに、特に自然画像等を出力する際に重要となる、中間調から明度の高い領域にかけて、広い色再現範囲を実現し、写真画質にも迫る高品質な画像形成を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子写真方式の画像形成装置の基本構成を説明するための説明図である。
【図2】本発明の実施形態に係る画像形成装置の一構成例を示す概略構成図である。
【図3】本発明の実施形態に係る画像形成装置の他の構成例を示す概略構成図である。
【図4】濃トナーと淡トナーの色相が等しい場合の色再現範囲を示す模式図である。
【図5】濃トナーと淡トナーの色相が互いに異なる場合の色再現範囲を示す模式図である。
【図6】濃トナーと淡トナーの色相が互いに異なり、且つ、中間調領域での濃トナーと淡トナーの重なる領域が広い場合の色再現範囲を示す模式図である。
【図7】所定の明度での一次色の色相角を示す模式図である。
【図8】濃トナーと淡トナーの諧調カーブの一例を示す図である。
【図9】図8の諧調カーブにより得られた画像の濃度カーブを示す図である。
【図10】図8とは異なる諧調カーブにより得られた画像の濃度カーブを示す図である。
【図11】高明度領域における濃トナーと淡トナーの明度の相違を示す図である。
【図12】色変換方式の一手法を説明する図である。
【図13】色変換方式の他の手法(ダイレクトマッピング)を説明する図である。
【図14】実施例2に係るトナーの特性を示すa*−b*平面図である。
【図15】実施例2に係るトナーの諧調性を示す図である。
【符号の説明】
10 シート
11 感光ドラム
12 帯電器
14 転写帯電器
15 定着器
16 クリーニング部材
17 画像露光器
18 中間転写体
19 現像器
ST 画像形成ステーション[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus used for, for example, a copying machine, a printer, a facsimile, a digital proof, and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a high-speed and high-quality image forming apparatus, a copying machine and a laser beam printer employing an electrophotographic system have been known. Recent advances in digital technology have increased the demand for higher image quality of electrophotographic image forming apparatuses from the POD market to the office and home consumer markets. In addition to images that have undergone screen processing such as printing, silver Demands for image characteristics having high gradation, a wide color reproduction range, and good granularity as in salt photography have been further increased. Particularly, with the rapid spread of CG images and digital cameras, realization of a wide color reproduction range approaching silver halide photography is desired.
[0003]
This type of electrophotographic image forming apparatus irradiates an image carrier with light by a laser beam or the like, and at that time, an image is recorded according to an amount of the irradiated light. From a binary image such as a character, Any image can be formed up to an image including a halftone such as a photograph. In reproducing the intermediate density at this time, various patterns can be formed on the image carrier by using a pulse width modulation method (PWM method) and an image processing method such as a dither method or a density pattern method. it can.
[0004]
Charged toner particles are made to adhere to the obtained pattern on the image carrier, and further transferred and fixed on a sheet such as paper to obtain a final output image. As the toner used at this time, four colors of cyan (Cyan), magenta (Magenta), yellow (Yellow), and black (Black) are generally used. Toner has been subjected to various improvements to improve various image characteristics such as granularity, gradation, density, saturation, and gloss.
[0005]
For the purpose of further improving image quality, JP-A-5-35038, JP-A-8-171252, JP-A-2000-231279, JP-A-2000-305339, JP-A-2000-347476, As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-290319, there is disclosed a technique for using a plurality of toners having different density levels to realize further improvement in graininess and gradation reproducibility from highlight to halftone region. ing.
[0006]
In addition, using a developer in which a plurality of toners with different density levels are mixed in advance, and using the difference in the amount of charge and the particle size, from the highlight to the high density region, it is made with the toner type suitable for each gradation. Imaging systems are also disclosed in the art.
[0007]
However, this method
-It is not possible to "select toners having different density levels accurately according to gradation", and it is not possible to sufficiently separate functions due to differences in toner types.
-After outputting a plurality of images and consuming a large amount of toner, the weight ratio of the mixed plurality of toners is different from the initial one and greatly different from the initial image quality.
When two or more types of light and shade toners having different density ranges are used, it is not necessary to use light toner in the high density area, and it is preferable not to use it in the sense of reducing consumption. It cannot be controlled not to use toner.
Have such problems.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-mentioned conventional technology, it is possible to improve “granularity from highlight to halftone region” and “gradation reproducibility” by forming an image using two or more types of toner having different density ranges. it can.
[0009]
However, a wide color reproduction range, which is particularly problematic in forming a photographic image, has not yet been realized. Therefore, a so-called color gamut must be compressed at the time of image formation, and in the case of a copying machine, the color tone of the read document cannot be reproduced as it is, so that satisfactory output quality cannot be obtained.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and aims to realize a wide color reproduction range from a halftone to a high brightness region, which is particularly important when outputting a natural image or the like. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of forming a high quality image.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, in an electrophotographic image forming apparatus that forms a color image using a plurality of toners, at least one color has a dark toner and a light hue different in density and hue from each other. An image is formed using only the light toner in a high brightness area using toner, and an image is formed by combining the dark toner and the light toner in a halftone area.
[0012]
It is preferable that the lightness at the point where the saturation of the dark toner and the light toner is equal is different from each other.
[0013]
More preferably, the brightness of the dark toner and the brightness of the light toner are different from each other at least in a region having a brightness of 60 or more in the CIELAB space.
[0014]
The displacement of the hue angle between the dark toner and the light toner is preferably 3 degrees or more, more preferably 5 degrees or more in the CIELAB space.
[0015]
Alternatively, in the CIELAB space, when the minimum lightness of the light toner is Lp and the lightness of a sheet on which an image is formed is Lm,
(Lm-Lp) × 0.2 + Lp
It is also preferable that the displacement amount of the hue angle between the dark toner and the light toner at the brightness obtained by the above is 3 degrees or more.
[0016]
It is preferable that an area where image formation is performed by combining the dark toner and the light toner is equal to or more than 5 of all gradations of the color.
[0017]
In an image forming apparatus that forms a color image with at least three colors of cyan, magenta and yellow, it is preferable to use the dark toner and the light toner for two colors of cyan and magenta.
[0018]
The dark toner and the light toner may be toners having different colorants, or may be toners having the same colorant and different contents of the colorant.
[0019]
At this time, it is preferable that the content of the colorant in the light toner is 1/5 or less of the content of the colorant in the dark toner.
[0020]
It is preferable that color signals of the dark toner and the light toner are generated by direct mapping from color signals of an input image.
[0021]
Alternatively, it is also preferable that the color signal of the input image is converted into a color signal for image formation, and the color signal for image formation is separated into color signals of the dark toner and the light toner.
[0022]
The displacement of the hue angle between the dark toner and the light toner is preferably 30 degrees or less, more preferably 20 degrees or less in the CIELAB space.
[0023]
In the region where the image density to be formed is 0.3 or less, it is preferable to form an image only with the light toner.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. The electrophotographic image forming apparatus described below is suitable for use in laser beam printers, copiers, laser facsimile machines, digital proofs, and the like.
[0025]
First, a basic configuration of an electrophotographic image forming apparatus will be described with reference to FIG.
[0026]
The image forming apparatus includes a photosensitive drum 11 as an image carrier, and a charger 12, an image exposing unit 17, a developing unit 19, a transfer charger 14, a fixing unit 15, and a cleaning member 16 disposed therearound. An electrophotographic image forming apparatus is configured.
[0027]
The photosensitive drum 11 may be of a function separation type having a two-layer structure such as a charge generation layer and a charge transport layer, or a single layer type, with a conductive support base as the lowermost layer.
[0028]
The charger 12 is a charging unit that uniformly charges the photosensitive drum 11. As the charging means, a corona charging method using a corona charger consisting of a wire and an electric field control grid, a roller charging method of applying a direct current or a superimposed bias of direct current and alternating current to a charging roller in contact with an image carrier, and the like Is mentioned.
[0029]
The image exposing unit 17 is an exposing unit that forms an electrostatic latent image by exposing the charged surface of the photosensitive drum 11 to an image. As the exposure means, a scanner type using a semiconductor laser, an LED that performs image exposure through a selfoc lens that is a light condensing device, a device using an EL element, a plasma light emitting element, or the like, Various optical systems can be suitably used.
[0030]
The developing device 19 is a developing unit that forms a toner image (visible image) by attaching toner to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11. As a developing method, a magnetic one-component non-contact developing method in which a magnetic toner is conveyed by a magnetic force and fly-developed on an image carrier in a non-contact manner at a developing nip, or a developing process is performed by contacting the image carrier with a developing nip. A non-magnetic one-component non-contact development method in which non-magnetic toner is regulated and charged by a blade, carried on a developing sleeve, transported, and the toner is developed in a non-contact manner in a developing nip. Alternatively, a non-magnetic one-component contact developing method in which a developing process is performed by contacting an image carrier with a developing nip, and a non-magnetic toner is mixed with a carrier that is a magnetic powder, and is similarly transported to a developing nip by a developing sleeve to perform a developing process. Various developing methods such as a two-component developing method can be used.
[0031]
The transfer charger 14 is a transfer unit that transfers the toner image on the photosensitive drum 11 to the sheet 10 such as paper. As a transfer method, a transfer method using an electric force or a mechanical force can be used. As a method of performing transfer using electric force, a corona transfer method in which a DC bias of the opposite polarity to the charged polarity of the toner is applied by a corona wire to perform the transfer, a roller is brought into contact, and a bias of the opposite polarity to the toner is applied. And a roller transfer method for applying the pressure.
[0032]
2 and 3 are schematic configuration diagrams illustrating a configuration example of the image forming apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, in the present embodiment, a color image is formed using a plurality of toners by an image forming apparatus having a plurality of developing units 19.
[0033]
The image forming apparatus of FIG. 2 has a configuration in which a plurality of (six in FIG. 2) image forming stations ST each including a photosensitive drum 11, a charger 12, a developing unit 19, and a transfer charger 14 are arranged in the sheet conveying direction. It is. The developing units of each image forming station ST are loaded with toners of different colors or densities. In this apparatus, a color image is formed by sequentially superimposing toner images formed in each image forming station ST on a sheet.
[0034]
The image forming apparatus shown in FIG. 3 is an apparatus having a configuration in which a plurality of developing devices 19 (six in the figure) are arranged around a single photosensitive drum 11. Each developing device 19 is loaded with a toner of a different color or density. In this apparatus, the developing unit 19 is sequentially switched to superimpose toner images of respective colors formed on the intermediate transfer body 18, and the superimposed toner images are collectively transferred to a sheet to form a color image.
[0035]
As the image forming apparatus, in addition to those shown here, any configuration may be suitably used as long as it has two or more developing units and performs image formation using two or more types of toner. be able to.
[0036]
In the present embodiment, in the image forming apparatus having the above configuration, dark toner and light toner having different density levels are used for at least one color. By mainly using the light toner in the high-brightness region (highlight region), it is possible to improve the granularity of the high-brightness region and realize high gradation reproducibility.
[0037]
Various combinations can be considered for the combination of toners used in each developing device. Representative combinations are shown below. In the following combinations, LightCyan, LightMagenta, Yellow, and LightBlack toners are light toners whose density levels are lower than dark toners of Cyan, Magenta, DarkYellow, and Black, respectively.
[0038]
1. Cyan, LightCyan, Magenta, Yellow, Black (5 colors in total)
2. Cyan, LightCyan, Magenta, LightMagenta, Yellow, Black (6 colors in total)
3. Cyan, LightCyan, Magenta, LightMagenta, Yellow, DarkYellow, Black (7 colors in total)
4. Cyan, LightCyan, Magenta, LightMagenta, Yellow, DarkYellow, Black, LightBlack (8 colors in total)
5. LightBlue, Cyan, LightRed, Magenta, LightGreen, DarkYellow, Black (7 colors in total)
6. LightCyan, Blue, LightMagenta, Red, Yellow, Green, Black (7 colors in total)
7. Black, LightBlack (2 colors in total)
etc.
[0039]
Note that any other combination can be adopted as the combination of the toner. For example, three or more types of toners having different density levels are used, the range of color expression is widened using special color toners such as orange, gold, silver, and white, and glossiness is obtained using a colorless toner containing no colorant. It is of course possible to improve the method.
[0040]
Further, in the present embodiment, the hue of the dark toner and the hue of the light toner are set so that the hue angles are different from each other. By making the hues of a plurality of types of toner having different density levels different from each other in this manner, it is possible to expand the color reproduction range in the saturation direction in a lightness region near a point where dark toner and light toner are switched.
[0041]
That is, by using dark toner and light toner having different densities and hues, and separating the functions of the toner used for the high brightness area and the low brightness area, the granularity of the high brightness area (highlight area) is improved. At the same time, a wide color reproduction range can be realized by realizing high gradation reproducibility and giving a displacement amount to the hue angle between the dark toner and the light toner.
[0042]
The color reproduction range at this time will be described with reference to FIGS. FIGS. 4 to 6 are diagrams schematically illustrating the color reproduction range of the image forming apparatus using the dark toner and the light toner in the CIELAB space. FIG. 4 shows a case where the hues of the dark toner and the light toner are equal. FIG. 5 shows a case where the hues of the dark toner and the light toner are different from each other. FIG. 6 shows a case where the hues of the dark toner and the light toner are different from each other, and the area where the dark toner and the light toner overlap in the halftone area is wide.
[0043]
By making the hues of the dark toner and the light toner different from each other as shown in FIG. 5 and FIG. 6, the color reproduction range is wider than in the case where the hues of the dark toner and the light toner are equal (FIG. 4). Understand. In particular, as shown in FIG. 6, a region where the color gamuts of the dark toner and the light toner overlap in the halftone region is widened as compared with the case of FIG. 5 in which the hues of the dark toner and the light toner are different but the overlap in the halftone region is small. Thus, it can be understood that the color reproduction range is significantly widened.
[0044]
The displacement of the hue angle between the dark toner and the light toner is preferably 30 degrees or less, more preferably 20 degrees or less on the a * -b * plane. If the hue is too different, the discontinuity of the color tone becomes noticeable between the portion using only the light toner, the portion using both the light toner and the dark toner, and the portion using only the dark toner, which may cause a problem in the quality of the output image. Because there is.
[0045]
Further, the displacement of the hue angle between the dark toner and the light toner is preferably 3 degrees or more, more preferably 5 degrees or more on the a * -b * plane. If the displacement of the hue angle is too small, the effect of expanding the color reproduction range cannot be obtained.
[0046]
Furthermore, when a portion where the gamma of each of the dark and light toners overlaps is provided and the dark and light toners are used together in the intermediate lightness region, the minimum lightness of the light toner is Lp, and the whiteness of the sheet on which an image is formed When the brightness is Lm,
(Lm-Lp) × 0.2 + Lp
It is also preferable that the displacement amount of the hue angle at the brightness obtained by the above is set to 3 degrees or more.
[0047]
The line indicating the hue angle of the primary color at the above lightness is as shown in FIG. In the figure, solid lines indicate primary color lines of Cyan, Magenta, and Yellow, respectively, and dotted lines indicate primary color lines of LightCyan, LightMagenta. By setting the hue angle of the dark and light toners as described above, the hue angle in the portion where both the dark and light toners are used can be made appropriate, and the end point of each line of the dark and light toners in the figure It is possible to widen the color reproduction range in the saturation direction in an intermediate lightness region (a portion connected by a circle) obtained by connecting the two.
[0048]
The ratio of using the dark toner and the light toner is that only the light toner is used in the high brightness area in the CIELAB space, the dark toner and the light toner are used together in the halftone area, and the dark toner and the light toner are used in the low brightness area. It is preferable to form an image by using the toner together or using only the dark toner.
[0049]
FIG. 8 shows an example of the gradation curve of the dark toner and the light toner. The horizontal axis represents the tone value of the image before the separation into the dark toner and the light toner, and the vertical axis represents the tone value when the image is separated into the dark toner and the light toner. Separation refers to dividing image data of a certain color (also referred to as a plate or a channel) into two image data for dark toner and light toner.
[0050]
In the example of FIG. 8, in a high brightness area (highlight area) having a small gradation value, an image is formed using only light toner. Then, up to the gradation value 128, the gradation of the light toner is increased, and when the gradation value exceeds 128, the gradation of the light toner is reduced. On the other hand, with respect to the dark toner, the tone of the dark toner is increased from the point where the tone value exceeds 128. That is, in the halftone area, image formation is performed by combining the light toner and the dark toner.
[0051]
The density curve of the image thus obtained is shown in the graph of FIG. The horizontal axis is the gradation value of the image as in FIG. 8, and the vertical axis is the density of the image. It can be seen that good gradation reproducibility is obtained by using only the light toner in the high brightness region and using the dark toner and the light toner together in the halftone region.
[0052]
Various gradation curves other than those shown in FIG. 8 can be used for the gradation curves of the dark toner and the light toner. At this time, it is preferable that the area where the image formation is performed by combining the dark toner and the light toner is at least 1/5 of the full gradation of the color in order to realize good gradation and a wide color reproduction range.
[0053]
However, as shown in FIG. 10, it is not preferable to use the dark toner and the light toner together from the highlight region because the graininess of the highlight region is reduced (the toner graininess appears). Therefore, in a gradation where the image density to be formed is 0.3 or less, it is preferable to use only the light toner and set the usage rate of the dark toner to 0%.
[0054]
Note that the above-described technology mainly realizes a wide color reproduction range from halftone to high brightness, which is important when outputting an actual natural image. The technique is different from the technique in which the color reproduction range is extended to an area with low brightness by increasing the amount of the applied image.
[0055]
As described above, in the present embodiment, the color reproduction range is expanded by making the hues of the dark toner and the light toner different from each other. In addition, the lightness of the dark toner and the light toner are made different from each other. It has been clarified by the present inventors that the color reproduction range can be further expanded.
[0056]
Specifically, a point (√ (a *) where the saturation of the dark toner and that of the light toner in the CIELAB space are equal. 2 + B * 2 ) Are set so that the values of the lightness (L *) at the points ()) are different from each other. More preferably, it is preferable that the dark toner and the light toner have different lightness in a high lightness region (a lightness region of 60 or more). FIG. 11 shows an example. The horizontal axis is the saturation (√ (a * 2 + B * 2 )), And the vertical axis represents lightness (L *). As shown in the figure, the lightness of the light toner is set to be relatively higher in the high lightness region than the lightness of the dark toner having the same saturation.
[0057]
By making the lightness of the dark toner and the lightness of the light toner different from each other, it is possible to further expand the color reproduction range in the saturation direction in the high lightness region. The vivid coloration in the high-brightness area not only makes it possible to significantly improve the texture of transparent photographic images such as the sky and the sea, but is also frequently used for company and product logos. Vivid coloration can also be achieved.
[0058]
In the present specification, the lightness value / density value is a value measured using a spectral densitometer MODEL: 528 manufactured by X-Rite. The values of L * a * b * are measured using a spectrodensitometer MODEL: 528 manufactured by X-Rite under the measurement conditions of an observation light source D50 and an observation field of 2 °.
[0059]
Next, a method for producing the dark toner and the light toner will be described in detail.
[0060]
Examples of the cyan colorant that can be used in the light cyan toner and the dark cyan toner include a copper phthalocyanine compound and its derivative, an anthraquinone compound, and a basic dye lake compound. Specifically, C.I. I. Pigment Blue 1,7,15,15: 1,15: 2,15: 3,15: 4,60,62,66 can be particularly preferably used. These colorants may be mixed with a yellow colorant, a magenta colorant, and the like, which will be described later, to obtain a cyan toner having preferable preferable a *, b *, and L * values. These colorants can be used alone or as a mixture or in the form of a solid solution.
[0061]
The resin component contained in the toner preferably has a peak in a molecular weight range of 600 to 50,000 in a molecular weight distribution of gel permeation chromatography (GPC) of a tetrahydrofuran (THF) -soluble component.
[0062]
In the molecular weight distribution of gel permeation chromatography (GPC), the binder resin used in the toner has a low molecular weight peak in the range of 3,000 to 15,000, which indicates that the shape of the toner produced by the pulverization method is affected by heat and mechanical shock. It is preferable for controlling by force.
[0063]
When the peak of the low molecular weight exceeds 15,000, it is difficult to control the shape factors SF-1 and SF-2 within a preferable range, and the transfer efficiency is not sufficiently improved. If the molecular weight is less than 3000, fusing is likely to occur during the surface treatment of the toner particles.
[0064]
The shape factors SF-1 and SF-2 were randomly sampled by using a FE-SEM (S-800) manufactured by Hitachi, Ltd., and 100 toner images enlarged at a magnification of 500 times. The parameter is defined by a value obtained by performing the analysis by introducing it into an image analysis device (Luzex3) manufactured by Nicolet and performing calculation according to the following equation.
[0065]
(Equation 1)
Figure 2004070208
[0066]
The shape factor SF-1 of the toner indicates the degree of roundness of the toner particles, and gradually changes from spherical to irregular. SF-2 indicates the degree of unevenness of the toner particles, and the unevenness of the toner surface becomes remarkable.
[0067]
Molecular weight is measured by GPC. As a specific GPC measurement method, a sample obtained by previously extracting the toner with tetrahydrofuran (THF) using a Soxhlet extractor for 20 hours is used, and the column configuration is A-801, 802, 803, 804, 805 manufactured by Showa Denko. , 806 and 807, and the molecular weight distribution can be measured using a standard polystyrene resin calibration curve.
[0068]
A resin having a ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) of 2 to 100 is preferable.
[0069]
The glass transition point (Tg) of the toner is preferably from 50 ° C. to 75 ° C. (more preferably, from 52 ° C. to 70 ° C.) from the viewpoint of fixability and storage stability.
[0070]
The glass transition point of the toner is measured by, for example, a differential scanning calorimeter of a high precision internal heating type input compensation type such as DSC-7 manufactured by PerkinElmer. The measurement method is performed according to ASTM D3418-82. In this embodiment, the DSC curve measured when the sample is heated once to obtain a pre-history, rapidly cooled, and then heated again at a temperature rate of 10 ° C./min and a temperature range of 0 to 200 ° C. Used.
[0071]
The binder resin used in this embodiment is polystyrene; a polystyrene-substituted homopolymer such as poly-p-chlorostyrene and polyvinyltoluene; a styrene-p-chlorostyrene copolymer, and a styrene-vinyltoluene copolymer. Styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-acrylate copolymer, styrene-methacrylate copolymer, styrene-α-methyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl Styrene-based copolymers such as ether copolymers, styrene-vinyl ethyl ether copolymers, styrene-vinyl methyl ketone copolymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene copolymers, styrene-acrylonitrile-indene copolymers Polymer; polyvinyl chloride, phenol Resin, natural modified phenolic resin, natural resin modified maleic resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate, silicone resin, polyester resin, polyurethane, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, polyvinyl butyral, terpene resin, Coumarone indene resin, petroleum resin and the like can be used. Crosslinked styrenic resins are also preferred binder resins.
[0072]
Comonomers for the styrene monomer of the styrene copolymer include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, phenyl acrylate, methacrylic acid, Monocarboxylic acid having a double bond such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, octyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide or a substituted product thereof; maleic acid, butyl maleate, methyl maleate, Dicarboxylic acids having a double bond such as dimethyl maleate and substituted products thereof; vinyl esters such as vinyl chloride, vinyl acetate and vinyl benzoate; ethylene-based olefins such as ethylene, propylene and butylene S; vinyl methyl ketone, vinyl ketones such as vinyl hexyl ketone, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl ethers such as vinyl isobutyl ether; vinyl monomers can be mentioned. These are used alone or in combination.
[0073]
As the crosslinking agent, a compound having two or more polymerizable double bonds is used. For example, aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene and divinylnaphthalene; carboxylic esters having two double bonds such as ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, and 1,3-butanediol dimethacrylate; divinylaniline; Divinyl compounds such as divinyl ether, divinyl sulfide and divinyl sulfone; and compounds having three or more vinyl groups. These may be used alone or as a mixture.
[0074]
From the viewpoint of improving the releasability from the fixing member at the time of fixing and improving the fixing property, it is also preferable to include the following waxes in the toner particles. Paraffin wax and its derivatives, microcrystalline wax and its derivatives, Fischer-Tropsch wax and its derivatives, polyolefin wax and its derivatives, carnauba wax and its derivatives. Derivatives include oxides, block copolymers with vinyl monomers, and graft-modified products.
[0075]
In addition, long-chain alcohols, long-chain fatty acids, acid amides, ester waxes, ketones, hydrogenated castor oil and derivatives thereof, plant-based waxes, animal-based waxes, mineral-based waxes, petrolactam, and the like may be optionally used.
[0076]
To prepare a toner, a binder resin, wax, a pigment as a colorant, a dye, or a magnetic substance, and if necessary, additives such as a charge control agent are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer or a ball mill. The pigment, dye or magnetic material is dispersed or dissolved in a resin by melting and kneading using a hot kneader such as a heating roll, kneader, extruder, etc., and after cooling and solidifying, pulverizing and classifying the toner Can be obtained. In the classifying step, it is preferable to use a multi-segment classifier in terms of production efficiency.
[0077]
Further, a method described in JP-B-56-13945, etc., in which a molten mixture is atomized into air using a disk or a multi-fluid nozzle to obtain a spherical toner, and JP-B-36-10231, JP-A-59-53856. JP-A-59-61842, JP-A-59-61842, a method of directly forming a toner using a suspension polymerization method, and a method using a water-soluble organic solvent in which a monomer is soluble and a polymer obtained is insoluble. The toner particles may be produced by an emulsion polymerization method typified by a dispersion polymerization method for directly producing a toner or a soap-free polymerization method for producing a toner by directly polymerizing in the presence of a water-soluble polar polymerization initiator.
[0078]
Further, the colorant of each of the cyan, magenta, yellow, and black toners will be described.
[0079]
Examples of the black colorant include carbon black, a magnetic material, and a black color tone using a yellow / magenta / cyan colorant shown below.
[0080]
Examples of the yellow colorant include compounds represented by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds. Specifically, C.I. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 110, 111, 120, 127, 128, 129, 147, 168, 174, 176, 180, 181 and 191 are preferably used.
[0081]
Examples of the magenta colorant include condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds. Specifically, C.I. I. Pigment Red 2,3,5,6,7,23,48; 2,48; 3,48; 4,57; 1,81; 1,144,146,166,169,177,184,185,202, 206, 220, 221, 254 are particularly preferred.
[0082]
As described above, the cyan colorant includes a copper phthalocyanine compound and its derivative, an anthraquinone compound, a basic dye lake compound and the like. Specifically, C.I. I. Pigment Blue 1,7,15,15: 1,15: 2,15: 3,15: 4,60,62,66 can be particularly preferably used.
[0083]
Examples of the magnetic material include metal oxides containing elements such as iron, cobalt, nickel, copper, magnesium, manganese, aluminum, and silicon. Among them, those containing iron oxide as a main component, such as ferric oxide and γ-iron oxide, are preferred. It may contain a metal element such as a silicon element or an aluminum element from the viewpoint of controlling the chargeability of the toner. These magnetic particles preferably have a BET specific surface area of 2 to 30 m by a nitrogen adsorption method. 2 / G, especially 3 to 28 m 2 / G is preferred, and a magnetic material having a Mohs hardness of 5 to 7 is preferred.
[0084]
The dark toner and the light toner described above have different density levels and hue angles as appropriate by using different colorants. Alternatively, the density level and the hue angle can be appropriately changed by using the same colorant and changing the content thereof. In this case, by setting the content of the colorant of the light toner to 1/5 or less of the content of the colorant of the dark toner, a preferable density level can be set.
[0085]
Next, an image forming operation of the above-described image forming apparatus will be described.
[0086]
Here, an input image composed of three colors of Red (R), Green (G), and Blue (B) is converted into cyan (DC), light cyan (LC), magenta (DM), light magenta (LM), and yellow (Y). , Black (K) is used to form an image. That is, cyan is output using two types of toners, LC and DC, and magenta is output using two types of toners, LM and DM.
[0087]
The image forming apparatus reads a color image on a document by a document reading device (scanner unit) and obtains an input image signal which is separated into RGB by a CCD. Alternatively, when the image forming apparatus has a printer function, RGB print data (input image signal) may be obtained from a computer. Although the RGB input image is used here, it is merely based on the specifications of the document reading device and the printer driver of the computer. As an input image, in addition to the RGB image, a CMYK image, a CMYK + LC + LM image, an L * a * b * image, an image including a channel for a special color, and the like can be input.
[0088]
When an image is formed, the input RGB color signals must be converted into CMYK + LC + LM color signals for image formation (which can be output by an output device).
[0089]
FIG. 12 shows one method of the color conversion method.
[0090]
In FIG. 12, after the RGB signals of the input image are separated into four colors of CMYK, specific colors (C and M) are separated into two density data, and finally Y, K, LC, DC, Six color signals of LM and DM are obtained. Then, after performing a predetermined γ correction on the six color signals, halftone processing is performed, and the halftone processing is input to the PWM circuit.
[0091]
In the case of such a color conversion method, the RGB color signals are converted into primary colors of C and M and then separated into color signals of dark and light, such as LC + DC and LM + DM. If they are different, the hue becomes non-uniform in a gradation or a highlight portion of a single color, which may cause a sense of discomfort to the eye. However, in the present embodiment, the hue displacement of the two types of toner is set to 30 degrees or less, more preferably 20 degrees or less. It is possible to realize granularity and wide color reproduction.
[0092]
Note that various combinations can be considered for the method of converting the data into two versions of light and shade depending on the toner density level and the like. FIG. 8 shows a basic linear gradation conversion method.
[0093]
As shown in the drawing, the light toner first rises at the highlight, the dark toner starts to enter near the halftone, and while the gradation is reproduced for a while by the combination of the light and shade, the use of the light toner is restricted in the high density part. The combination of shades of light and shade at this time is determined based on the relationship between image quality such as graininess, tone, color gamut, and toner consumption. Although a linear gradation is shown here for simplicity, it is preferable to draw a gradual curve at the beginning of the density of each density toner from the viewpoint of actually preventing a tone jump.
[0094]
FIG. 13 shows another method of the color conversion method.
[0095]
Here, color separation is directly performed on the RGB signals of the input image into signals of six colors of Y, K, LC, DC, LM, and DM by direct mapping.
[0096]
The direct mapping refers to a color conversion method for directly converting an input signal (color information of an input image) to an output signal of an output device (color information for image formation) with reference to a lookup table (LUT). For example, by giving three input signals such as L * a * b * and RGB in the color space, the signal values in the output color space required to reproduce the color can be converted into four colors of CMYK or CMYK + LC + LM. Output in the form of six colors.
[0097]
This color conversion method does not require a matrix operation and allows non-linear conversion, greatly improving the degree of freedom in color conversion such as UCR settings, and controlling the amount of toner applied to achieve the desired color reproduction. Can be made possible.
[0098]
In addition, according to the direct mapping, the color signals of the dark toner and the light toner are directly generated from the RGB signals of the input image. Also does not invite.
[0099]
As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, an image is formed using only the light toner in the high brightness area using the dark toner and the light toner having different densities and hues, and the light is formed in the halftone area. Since the image is formed using both toner and dark toner, good gradation and graininess can be achieved, and wide color reproduction from mid-tones to high brightness areas, which is especially important when outputting natural images, etc. The range can be realized, and high-quality image formation can be performed.
[0100]
【Example】
(Example 1)
Among two colors of CMKY, an image forming apparatus for forming a color image with six kinds of toners of Cyan, LightCyan, Magenta, LightMagenta, Yellow and Black using two kinds of toners having different density levels for two colors of cyan and magenta. Was configured.
[0101]
Here, different colorants are used, such as a pigment-based colorant for the dark toner and a dye-based colorant for the light toner, and the dark toner and the light toner have different density levels and hue angles. Was. Specifically, each toner was prepared using the following raw materials.
[0102]
<Cyan>
Polyester resin (100 parts by weight) / phthalocyanine pigment (3 parts by weight)
<LightCyan>
Polyester resin (100 parts by weight) / Anthraquinone dye (0.6 parts by weight)
<Magenta>
Polyester resin (100 parts by weight) / quinacridone pigment (3 parts by weight)
<LightMagenta>
Polyester resin (100 parts by weight) / Anthraquinone dye (0.6 parts by weight)
[0103]
The raw materials were premixed by a Henschel mixer, melt-blended by a twin-screw extruder, cooled, and coarsely ground to about 1 to 2 mm using a hammer mill. Next, it was pulverized by a pulverizer using an air jet method. The obtained finely pulverized product was classified and silica was externally added to obtain particles of Cyan, LightCyan, Magenta, and LightMagenta having a weight average particle size of 5.6 μm.
[0104]
At this time, the displacement amount of the hue angle between the dark toner and the light toner is as follows, where the minimum lightness of the light toner in the CIELAB space is Lp, and the lightness of the sheet on which an image is formed is Lm.
(Lm-Lp) × 0.2 + Lp
In the brightness obtained by the above, it was 3 degrees.
[0105]
When an image was formed using the toner having the above configuration, as shown in Table 1, the color gamut could be increased by about 30% as compared with the comparative example, and a wide color gamut close to the image quality of a photograph was obtained. Was realized.
[0106]
Comparative Example 1 is a result of a CLC1100 copying machine manufactured by Canon Inc. using four color toners of Cyan, Magenta, Yellow, and Black. Comparative Example 2 is a result in the case where dark and light toners are used for cyan and magenta, and there is no displacement amount of the hue angle of the dark and light toners at that time. In Comparative Example 3, the density toner was used for cyan and magenta, and the displacement amount of the hue angle of the density toner at that time was the above-mentioned amount.
(Lm-Lp) × 0.2 + Lp
This is the result in the case of 1 to 2 degrees in the brightness obtained by:
[0107]
The comparison of the width of the color gamut was evaluated by a relative value when the volume of the color gamut of Comparative Example 1 was set to 100.
[0108]
[Table 1]
Figure 2004070208
[0109]
(Example 2)
Among two colors of CMKY, an image forming apparatus for forming a color image with six kinds of toners of Cyan, LightCyan, Magenta, LightMagenta, Yellow and Black using two kinds of toners having different density levels for two colors of cyan and magenta. Was configured.
[0110]
Here, the same pigment-based colorant was used for both the dark toner and the light toner, and the density level and the hue angle of the dark toner and the light toner were made different from each other by changing the content of the colorant. . Specifically, each toner was prepared using the following raw materials.
[0111]
<Cyan>
Polyester resin (100 parts by weight) / phthalocyanine pigment (4 parts by weight)
<LightCyan>
Polyester resin (100 parts by weight) / phthalocyanine pigment (0.7 parts by weight)
<Magenta>
Polyester resin (100 parts by weight) / quinacridone pigment (5 parts by weight)
<LightMagenta>
Polyester resin (100 parts by weight) / quinacridone pigment (1 part by weight)
[0112]
The raw materials were premixed by a Henschel mixer, melt-blended by a twin-screw extruder, cooled, and coarsely ground to about 1 to 2 mm using a hammer mill. Next, it was pulverized by a pulverizer using an air jet method. The obtained finely pulverized product was classified and silica was externally added to obtain particles of Cyan, LightCyan, Magenta, and LightMagenta having a weight average particle size of 5.6 μm.
[0113]
The characteristics of the obtained toner are shown in the a * -b * plan view of FIG. From the figure, it can be understood that each hue angle of Cyan and LightCyan, and Magenta and LightMagenta is 5 degrees or more in CIELAB space. At this time, the displacement amount of the hue angle between the dark toner and the light toner is as follows, where the minimum lightness of the light toner in the CIELAB space is Lp, and the lightness of the sheet on which an image is formed is Lm.
(Lm-Lp) × 0.2 + Lp
Was 3 degrees or more.
[0114]
FIG. 15 shows each gradation. It is possible to form a high brightness area using the illustrated light toner and a low brightness area using the dark toner.
[0115]
When an image was formed using the toner having the above configuration, as shown in Table 2, the color gamut could be increased by about 20% as compared with the comparative example, and a wide color gamut close to the image quality of a photograph was obtained. Was realized. Note that Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3 are the same as those in Example 1 described above.
[0116]
[Table 2]
Figure 2004070208
[0117]
【The invention's effect】
As described above, the present invention uses dark toner and light toner having different densities and hues to form an image using only light toner in a high brightness region, and combines light toner and dark toner in a halftone region. Since image formation is performed, good gradation and graininess can be achieved, and a wide color reproduction range is realized from midtones to high brightness areas, which is especially important when outputting natural images, etc. It is possible to perform high quality image formation approaching.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a basic configuration of an electrophotographic image forming apparatus.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another configuration example of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a color reproduction range when the hues of a dark toner and a light toner are equal.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a color reproduction range when the hues of the dark toner and the light toner are different from each other.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a color reproduction range when the hues of the dark toner and the light toner are different from each other and the overlapping area of the dark toner and the light toner in the halftone area is wide.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a hue angle of a primary color at a predetermined brightness.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a gradation curve of a dark toner and a light toner.
9 is a diagram showing a density curve of an image obtained by the gradation curve of FIG. 8;
FIG. 10 is a diagram showing a density curve of an image obtained by a gradation curve different from that in FIG. 8;
FIG. 11 is a diagram illustrating a difference in lightness between a dark toner and a light toner in a high lightness region.
FIG. 12 is a diagram illustrating one method of a color conversion method.
FIG. 13 is a diagram illustrating another method (direct mapping) of the color conversion method.
FIG. 14 is an a * -b * plan view showing characteristics of a toner according to Example 2.
FIG. 15 is a diagram illustrating the gradation of a toner according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
10 sheets
11 Photosensitive drum
12 Charger
14 Transfer charger
15 Fixing device
16 Cleaning member
17 Image exposure unit
18 Intermediate transfer member
19 Developing device
ST Image forming station

Claims (16)

複数のトナーを用いてカラー画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置において、
少なくとも一の色に関し、
濃度および色相が互いに異なる濃トナーと淡トナーを用いて、
高明度領域では前記淡トナーのみにより画像形成を行い、
中間調領域では前記濃トナーと前記淡トナーを併せて画像形成を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
In an electrophotographic image forming apparatus that forms a color image using a plurality of toners,
For at least one color,
Using dark toner and light toner whose density and hue are different from each other,
In the high brightness region, an image is formed only with the light toner,
An image forming apparatus, wherein an image is formed by combining the dark toner and the light toner in a halftone area.
前記濃トナーと前記淡トナーの彩度が等しい点における明度が互いに異なることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the lightness at the point where the saturation of the dark toner and the light toner is equal is different. 前記濃トナーと前記淡トナーの明度は、少なくともCIELAB空間における明度60以上の領域で、互いに異なることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 2, wherein the lightness of the dark toner and the lightness of the light toner are different from each other at least in a region having a lightness of 60 or more in the CIELAB space. 前記濃トナーと前記淡トナーの色相角の変位量が、CIELAB空間において、3度以上であることを特徴とする請求項1,2または3に記載の画像形成装置。4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a displacement amount of a hue angle between the dark toner and the light toner is 3 degrees or more in a CIELAB space. 前記濃トナーと前記淡トナーの色相角の変位量が、CIELAB空間において、5度以上であることを特徴とする請求項1,2または3に記載の画像形成装置。4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a displacement amount of a hue angle between the dark toner and the light toner is 5 degrees or more in a CIELAB space. CIELAB空間において、
前記淡トナーの最低明度をLp、
画像が形成されるシートの明度をLmとしたとき、
(Lm−Lp)×0.2+Lp
で求まる明度における前記濃トナーと前記淡トナーの色相角の変位量が、3度以上であることを特徴とする請求項1,2または3に記載の画像形成装置。
In CIELAB space,
The minimum lightness of the light toner is Lp,
When the brightness of a sheet on which an image is formed is Lm,
(Lm-Lp) × 0.2 + Lp
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the amount of displacement of the hue angle between the dark toner and the light toner at the lightness determined by (3) is 3 degrees or more.
前記濃トナーと前記淡トナーを併せて画像形成を行う領域が、当該色の全諧調の1/5以上であることを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか1項に記載の画像形成装置。7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an area where image formation is performed by combining the dark toner and the light toner is 1 / or more of all tones of the color. 8. apparatus. 少なくともシアン,マゼンタおよびイエローの3色以上でカラー画像形成を行う画像形成装置において、
シアンとマゼンタの2色に関し、前記濃トナーと前記淡トナーを用いることを特徴とする請求項1〜7のうちいずれか1項に記載の画像形成装置。
In an image forming apparatus which forms a color image with at least three colors of cyan, magenta and yellow,
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the dark toner and the light toner are used for two colors of cyan and magenta.
前記濃トナーと前記淡トナーは、着色剤の異なるトナーであることを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか1項に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the dark toner and the light toner are toners having different colorants. 前記濃トナーと前記淡トナーは、着色剤が同一であって、前記着色剤の含有量が異なるトナーであることを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか1項に記載の画像形成装置。9. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the dark toner and the light toner have the same colorant and have different contents of the colorant. 9. . 前記淡トナーの着色剤の含有量が、前記濃トナーの着色剤の含有量の1/5以下であることを特徴とする請求項9または10に記載の画像形成装置。11. The image forming apparatus according to claim 9, wherein the content of the colorant in the light toner is 1/5 or less of the content of the colorant in the dark toner. 入力画像の色信号からダイレクトマッピングにより前記濃トナーと前記淡トナーそれぞれの色信号を生成することを特徴とする請求項1〜11のうちいずれか1項に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein color signals of the dark toner and the light toner are generated by direct mapping from color signals of an input image. 入力画像の色信号から画像形成用の色信号に変換し、該画像形成用の色信号を前記濃トナーと前記淡トナーそれぞれの色信号に分版することを特徴とする請求項1〜11のうちいずれか1項に記載の画像形成装置。12. The color signal of an input image is converted into a color signal for image formation, and the color signal for image formation is separated into color signals of the dark toner and the light toner, respectively. An image forming apparatus according to any one of the preceding claims. 前記濃トナーと前記淡トナーの色相角の変位量が、CIELAB空間において、30度以下であることを特徴とする請求項1〜13のうちいずれか1項に記載の画像形成装置。14. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a displacement amount of a hue angle between the dark toner and the light toner is equal to or less than 30 degrees in a CIELAB space. 前記濃トナーと前記淡トナーの色相角の変位量が、CIELAB空間において、20度以下であることを特徴とする請求項1〜13のうちいずれか1項に記載の画像形成装置。14. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a displacement amount of a hue angle between the dark toner and the light toner is equal to or less than 20 degrees in a CIELAB space. 形成される画像濃度が0.3以下の領域では淡トナーのみで画像形成を行うことを特徴とする請求項1〜15のうちいずれか1項に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 15, wherein an image is formed using only light toner in an area where the formed image density is 0.3 or less.
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