JP2005055463A

JP2005055463A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005055463A
Application number: JP2003205388A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Mochizuki; 望月　　淳
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2005-03-03
Also published as: US20050036798A1; US7130550B2

Abstract

【課題】低湿環境下などの、転写部近傍での放電現象による画像劣化が発生しやすい特定の作像条件において画像形成する場合にも、画像、特に、中間調の画像の劣化を防止することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】同一色相で濃度の異なるトナーを組み合わせて画像形成可能で、像担持体１ａ〜４ａ上に形成された可視像を転写材Ｐに転写する画像形成装置１００は、更に環境検知手段１５を有し、該環境検知手段１５の検知結果に基づき、同一色相で濃度の異なるトナーの使用比率を変更する構成とする。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタなどの電子写真方式、静電記録方式の画像形成装置に関するものであり、より詳細には、同一色相で濃度の異なるトナーの組み合わせを用いる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーを用いる現像装置を具備したフルカラー画像形成装置が一般的に使用されている。
【０００３】
一方、例えば特許文献１に開示されるように、同一色相で濃度の異なるトナーの組み合わせを用いる画像形成装置が提案されている。斯かる方式の画像形成装置は、これに限定されるものではないが、特に画像の低濃度部において顕著となる粒状感を低減し得るという利点を有する。図１は、斯かる方式の画像形成装置の断面模式図を示す。
【０００４】
簡単に説明すると、図１に示すように、この画像形成装置１００には、４つの画像形成ステーション１、２、３、４が並置されており、各画像形成ステーションにおいて電子写真方式を用いて像担持体である感光ドラム１ａ、２ａ、３ａ、４ａ上に形成したトナー像（可視像）を転写材Ｐに転写して画像を出力する。この時、各画像形成部には、第１現像装置（第１現像手段）１ｃ１、２ｃ１、３ｃ１、４ｃ１、第２現像装置（第２現像手段）１ｃ２、２ｃ２、３ｃ２、４ｃ２が設けられており、第１現像装置１ｃ１〜４ｃ１には、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色について、同一色相で濃度の相対的に低いトナー（以下「淡色トナー」という。）が装填され、第２現像装置１ｃ２〜４ｃ２には通常のトナー、即ち、淡色トナーに対して同一色相で濃度の相対的に高いトナー（以下「濃色トナー」という。）が装填されている。
【０００５】
斯かる構成により、感光ドラム１ａ〜４ａ上に作成された静電像に、淡色トナー用である第１現像装置１ｃ１〜４ｃ１によりトナー像を形成し、このトナー像を１次転写部Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４にて中間転写ベルト１２に１次転写する。更に、感光ドラム１ａ〜４ａ上に作成された静電像に、濃色トナー用である第２現像装置１ｃ２〜４ｃ２によりトナー像を形成する。そして、このトナー像を、上記の淡色トナーによるトナー像が形成されている中間転写ベルト１２上に再び１次転写転写し、濃・淡色トナーによるトナー像を形成した後、このトナー像を２次転写部Ｔ’にて２次転写装置（２次転写ローラ）１１によって転写材Ｐに２次転写する。トナー像が２次転写された転写材Ｐは、定着装置９に搬送され、ここでトナー像が加熱手段を備えた定着部材９ａ、加圧部材９ｂにより転写材Ｐ上に加熱、加圧された後、機外に排出される。
【０００６】
ここで、例えば、リーダー部（原稿読み取り装置）２０によって原稿Ｇをスキャンして、デジタル信号化して得た画像情報信号は、第１現像装置１ｃ１〜４ｃ１による淡色トナー画像形成と、第２現像装置１ｃ２〜４ｃ２による濃色トナー画像形成のために、それぞれ淡色トナー用ルックアップテーブル（以下「ＬＵＴ」という。）、濃色トナー用ＬＵＴを用いて入力画像信号値（通常、０〜２５５の２５６レベル）から出力画像信号値（通常、０〜２５５の２５６レベル）への変換処理を行い、更に２値化したデータに基づいて露光装置１ｂ〜４ｂを駆動する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２３１２７９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、低湿環境下で中間調の画像（ハーフトーン画像）を形成した場合、転写部（転写装置）近傍での放電現象による画像劣化が発生することが多い。これらの画像劣化の発生は、転写材上のトナー載り量に影響され、転写材上のトナー量が多いほど、転写部近傍での放電現象が発生した際にトナー像が乱れにくいことが、本発明者の検討により明らかとなった。
【０００９】
しかしながら、従来の技術においては、雰囲気環境の温湿度などの作像条件によらず、同一のＬＵＴにしたがって画像形成するため、特に低湿環境下における転写部近傍での放電によって、中間調の画像（ハーフトーン部）で画像劣化が発生してしまうことがある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、低湿環境下などの、転写部近傍での放電現象による画像劣化が発生しやすい特定の作像条件において画像形成する場合にも、画像、特に、中間調の画像の劣化を防止することのできる画像形成装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、上記目的を達成しつつ、しかも低濃度部の粒状感を低減させることのできる画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、静電像が形成される１個以上の像担持体と、前記像担持体の静電像を可視像とするためのトナーを含む現像剤が装填された複数の現像装置と、を備え、前記複数の現像装置は、一つの現像装置に装填されたトナーと同一色相で濃度の異なるトナーが装填された現像装置を含み、前記同一色相で濃度の異なるトナーを組み合わせて画像形成可能で、前記像担持体上に形成された可視像を転写材に転写する画像形成装置において、更に環境検知手段を有し、該環境検知手段の検知結果に基づき、同一色相で濃度の異なるトナーの使用比率を変更することを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
本発明の一実施態様によると、前記環境検知手段は、雰囲気環境の温湿度若しくは湿度を検知するセンサ又は転写材の含水量を検知するセンサである。一実施態様では、雰囲気環境の水分量又は転写材の含水量が所定値より低い場合に、同一色相で濃度の異なるトナーの使用比率を高くする。又、他の実施態様では、雰囲気環境の水分量又は転写材の含水量が所定値より低い場合に、同一色相で濃度の相対的に高いトナーを使用する入力画像信号値の領域を減少させる。更に、他の実施態様では、雰囲気環境の水分量又は転写材の含水量が所定値より低い場合に、転写材上のトナーの最大載り量を増加させる。
【００１４】
本発明の一実施態様によると、同一色相で濃度の異なる複数のトナーの組み合わせが２種類以上ある。備えられる複数の現像装置のうち４つの現像装置に装填されるトナーの分光特性がそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを表現するものであってよく、又、少なくとも２個の現像装置に装填されるトナーは、その中に含まれる顔料の分光特性が等しくその量が異なるものであってよい。同一色相で濃度の異なる複数のトナーの組み合わせにおける濃度の相対的に低いトナーは、転写材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２につき光学濃度が１．０未満であるように顔料が調整されたものであってよく、濃度の相対的に高いトナーは、転写材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２につき光学濃度が１．０以上であるように顔料が調整されたものであってよい。
【００１５】
本発明の他の態様によると、静電像が形成される１個以上の像担持体と、前記像担持体の静電像を可視像とするためのトナーを含む現像剤が装填された複数の現像装置と、を備え、前記複数の現像装置は、一つの現像装置に装填されたトナーと同一色相で濃度の異なるトナーが装填された現像装置を含み、前記同一色相で濃度の異なるトナーを組み合わせて画像形成可能で、前記像担持体上に形成された可視像を転写材に転写する画像形成装置において、転写材の厚さが所定値より厚い場合に、同一色相で濃度の相対的に低いトナーの使用比率を高くすることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１６】
本発明の他の態様によると、静電像が形成される１個以上の像担持体と、前記像担持体の静電像を可視像とするためのトナーを含む現像剤が装填された複数の現像装置と、を備え、前記複数の現像装置は、一つの現像装置に装填されたトナーと同一色相で濃度の異なるトナーが装填された現像装置を含み、前記同一色相で濃度の異なるトナーを組み合わせて画像形成可能で、前記像担持体上に形成された可視像を転写材に転写する画像形成装置において、可視像の転写材への転写部に印加される転写バイアスが所定値より高い作像条件下で画像形成する場合に、同一色相で濃度の相対的に低いトナーの使用比率を高くすることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１７】
本発明の他の態様によると、静電像が形成される１個以上の像担持体と、前記像担持体の静電像を可視像とするためのトナーを含む現像剤が装填された複数の現像装置と、を備え、前記複数の現像装置は、一つの現像装置に装填されたトナーと同一色相で濃度の異なるトナーが装填された現像装置を含み、前記同一色相で濃度の異なるトナーを組み合わせて画像形成可能で、前記像担持体上に形成された可視像を転写材に転写する画像形成装置において、転写材の両面に画像形成する際の２面目に画像形成する場合に、同一色相で濃度の相対的に低いトナーの使用比率を高くすることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１９】
実施例１
本実施例では、本発明は、図１に示す基本構成を有する画像形成装置１００において具現化される。画像形成装置１００は、リーダー部２０或いは装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器からの画像情報信号に応じて、プリンタ部１０で転写材Ｐ、例えば、紙、ＯＨＰシートなどにフルカラーの画像を形成することができる。
【００２０】
本実施例の画像形成装置１００には、図１に示すように、複数の像形成手段として４つの画像形成ステーション１、２、３、４が紙送り方向に直列に並置されており、各画像形成ステーション１〜４は、それぞれ像担持体である円筒状の電子写真感光体（感光ドラム）１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、像書き込み手段である露光装置（レーザ走査露光装置）１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、現像手段である第１現像装置（第１現像手段）１ｃ１、２ｃ１、３ｃ１、４ｃ１、第２現像装置（第２現像手段）１ｃ２、２ｃ２、３ｃ２、４ｃ２、クリーニング手段であるクリーニング装置１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ、帯電手段であるコロナ帯電器１ｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆ、及び１次転写手段である１次転写装置１ｅ、２ｅ、３ｅ、４ｅを備えている。
【００２１】
又、各画像形成ステーション１〜４の感光ドラム１ａ〜４ａと１次転写装置１ｅ〜４ｅとの間を通るように、中間転写体である中間転写ベルト１２が図中矢印方向に移動可能に配置されている。
【００２２】
本実施例では、第１現像装置１ｃ１〜４ｃ１には、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色について、転写材上のトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２のときに定着後の光学濃度が０．８になるように設計されている淡色トナーを含む現像剤が装填され、第２現像装置１ｃ２〜４ｃ２には、転写材上のトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２のときに定着後の光学濃度が１．６になるように設計されている濃色トナーを含む現像剤が装填されている。本実施例では、各現像装置１ｃ１〜４ｃ１、１ｃ２〜４ｃ２には、現像剤として、主にトナーとキャリアとを混合して成る２成分現像剤が装填されている。
【００２３】
尚、同一色相で濃度の異なるトナーとは、通常樹脂と顔料とを基体とするトナーの中に含まれる発色成分（顔料）の分光特性が等しく、その量が異なるトナーをいう。そして、淡色トナーは、同一色相で濃度の異なるトナーの組み合わせのうち、濃度が相対的に低い方のものをいう。通常、淡色トナーは、転写材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２につき光学濃度が１．０未満であるように顔料を調整しているトナーとし、濃色トナーは、転写材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２につき光学濃度が１．０以上であるように顔料を調整しているトナーとする。又、ここで同一色相とは、発色成分（顔料）の分光特性が同一であるものをいうが、厳密に同一でなくても、一般的にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックなどのように、通常の色概念上同一色と呼べる範囲とする。
【００２４】
本実施例では、感光ドラム１ａ〜４ａの図中矢印にて示す回転方向に関して、第１現像装置１ｃ１〜４ｃ１が第２現像装置１ｃ２〜４ｃ２の上流側にそれぞれ配設されている。
【００２５】
本実施例の画像形成装置１００における動作の基本的なフローチャートを図３に示す。画像形成装置１００は、画質優先モードと速度優先モードの２つの画像形成モードを備えている。基本的には、速度優先モードに設定されており、オペレータの操作により画質優先モードに変更することができる。
【００２６】
画像形成がスタートすると（Ｓ１）、画像形成モードが上記何れのモードかを判断し（Ｓ２）、速度優先モードのときには（Ｓ３）、第２現像装置１ｃ２〜４ｃ２により濃色トナーによる画像形成を行い（Ｓ４）、画像を出力する（Ｓ５）。
【００２７】
一方、Ｓ２にて画質優先モードが選択されたときには（Ｓ６）、詳しくは後述するように、特定の作像条件として雰囲気環境の温湿度（ここでは通常の温湿度環境と、低湿環境との２段階）に対応するＬＵＴ（濃・淡色トナー用ＬＵＴの組み合わせ）を選択した後（Ｓ７）、第１現像装置１ｃ１〜４ｃ１による淡色トナー画像形成（Ｓ８（１），Ｓ８（２））と、第２現像装置１ｃ２〜４ｃ２による濃色トナー画像形成を行い（Ｓ９（１），Ｓ９（２））、画像を出力する（Ｓ５）。
【００２８】
尚、本実施例では、通常の温度湿度環境とは、絶対水分量５〜１５ｇ／ｋｇの環境を言うものとする。一方、低湿度環境とは、絶対水分量０〜５ｇ／ｋｇの環境を言うものとする。但し、これに限定されるものではなく、温湿度環境の境界は、転写部近傍での放電現象による画像劣化の発生し易さなどに鑑み、当業者が任意に設定し得るものである。又より細かく区分し、それぞれに対して濃・淡色トナー用ＬＵＴの組み合わせを設定してもよい。
【００２９】
ここで、図２を参照して、本実施例の画像形成装置１００の制御態様について説明する。本実施例では、装置本体に設けられた制御部（ＣＰＵ）１０１が画像形成装置の基本制御を行う。制御部１０１には制御プログラムが書き込まれた記憶部１０２が接続されている。プリンタ部１０には、上記画像形成ステーション１〜４などの装置各部を動作させるためのモータ、クラッチ、センサなどの各負荷が接続されている。制御部１０１は制御プログラムの内容に従って、これら各負荷を制御し、画像形成動作を実行させる。記憶部１０２はまた、画像データ、画像形成装置の動作モード設定などを記憶する。又、制御部１０１には操作部１０３が接続されており、この操作部１０３で各種設定の入力、装置状態の表示などを行う。更に、制御部１０１には、原稿画像をデジタルデータに変換するリーダー部２０と、デジタルデータに対して画像処理を行う画像処理部（画像処理ブロック）１０４が接続されている。ネットワークを介して接続されたホストＰＣなどの外部機器とのデータ入出力を行うインターフェースが更に設けられていても良い。
【００３０】
本実施例では、プリンタ部１０に、作像条件を検知して制御部１０１に作像条件に応じた信号を入力するための検知手段として、雰囲気環境の温湿度を検知する温湿度センサ１５が設けられている。温湿度センサ１５は環境温湿度に応じた信号を制御部１０１に入力する。これにより、本実施例では、画像形成装置１００は、環境検知手段たる温湿度センサ１５の検知結果に基づき、同一色相で濃度の異なるトナーの使用比率を変更することが可能となっている。
【００３１】
リーダー部２０は、原稿画像情報を光電変換し、ＲＧＢ（赤、緑、青）に色分解された画像信号をリーダー部２０内のＡ／Ｄ変換装置でデジタル値に変換し、制御部１０１に画像データとして転送する。制御部１０１は、操作部１０３或いは装置本体に接続された外部機器の入力手段（以下「操作部」と総称する。）からの入力に応じて速度優先モードか画質優先モードかを決定し、又温湿度センサ１５の出力に対応して通常環境モードか低湿環境モードかを決定する。そして、制御部１０１は、画像処理部１０４に画像データを転送すると共に、決定した画像形成モードに応じてＬＵＴの選択信号を画像処理部１０４に対して出力する。画像処理部１０４は、画像形成モードに応じてＬＵＴを選択的に使用し、詳しくは後述するように転送されてきた画像データを変換処理し、画像データを記憶部１０２に一旦記憶させる。制御部１０１は、記憶部１０２に記憶された画像データをプリンタ部１０に送信し、画像形成を実行させる。
【００３２】
制御部１０１は、操作部１０３からのオペレータの指示に従って、速度優先モードか画質優先モードかの何れかを選択し、又、温湿度センサ１５の出力に従って通常環境モードと低湿環境モードとを選択する画像形成モード選択手段として機能する。更に、制御部１０１は、画像処理部１０４或いは記憶部１０２に記憶された複数の濃・淡色トナー用ＬＵＴの組み合わせを選択するＬＵＴ選択手段として機能する。
【００３３】
１）速度優先モード
ここで、オペレータが、速度優先モードを選択した場合についての動作を更に説明する。
【００３４】
先ず、リーダー部２０の原稿台ガラス２０ａ上に載置された原稿Ｇをスキャンし、原稿情報をＣＣＤ１３により電気的信号に変換し、Ａ／Ｄ変換装置（図示せず。）によりデジタル信号化する。
【００３５】
デジタル信号化されたデータを画像処理ブロックで加工し、ＲＧＢ信号をＣＭＹＫ信号に色変換した後、ガンマ補正を行い、濃色トナー用ＬＵＴ変換を行った後、最後に２値化を行う。その２値化された画像データを、露光装置１ｂ〜４ｂのレーザドライバに転送し、レーザを駆動させ画像形成を行う。
【００３６】
本実施例の画像形成装置１００は、画像メモリを４色分具備しており、１回のリーダースキャンで４色分の２値化後の画像データをストアできる。
【００３７】
予めコロナ帯電器１ｆ〜４ｆで表面が帯電された感光ドラム１ａ〜４ａ上に、レーザ露光により形成された静電像を、濃色トナー用である第２現像装置１ｃ２〜４ｃ２によりトナー像として現像する。このトナー像を、１次転写部Ｔ１〜Ｔ４にて転写電圧が印加される１次転写装置１ｅ〜４ｅにより中間転写ベルト１２に静電的に１次転写する。更に、このトナー像を、給紙カセット１３から搬送されてきた転写材Ｐ上に、２次転写部Ｔ’にて転写電圧が印加される２次転写装置１１によって静電的に２次転写する。その後、この転写材Ｐを定着装置９に搬送し、ここで定着部材９ａ、加圧部材９ｂにより加熱、加圧することにより定着し機外に排紙する。尚、１次転写工程後に、感光ドラム１ａ〜４ａの表面に残留したトナー（転写残トナー）は、クリーニング１ｄ〜４ｄにより除去される。
【００３８】
本実施例の画像形成装置１００では、速度優先モード時には３０ｃｍｐ（１分間当たりＡ４サイズ用紙を３０枚画像出力）を達成している。しかし、低濃度部における１ドットの粒状感はやや大きくなっている。
【００３９】
２）画質優先モード
次に、画質優先モードを選択したときの動作について説明する。上述のように、本実施例では、雰囲気環境の温湿度によって選択するＬＵＴが異なるが、全体としてのフローは同じである。図４にその画像信号の流れを示す。
【００４０】
２−１）通常環境モード（第１の画像形成モード）
通常の温湿度環境で画像形成する場合の画像信号の流れを説明する。
【００４１】
先ず、リーダー部２０の原稿台ガラス２０ａ上に載置された原稿Ｇをスキャンし（Ｓ１１）、原稿情報をＣＣＤ１３により電気的信号に変換し（Ｓ１２）、Ａ／Ｄ変換装置（図示せず。）によりデジタル信号化する（Ｓ１３）。デジタル信号化されたデータを画像処理ブロックで加工し（Ｓ１４）、ＲＧＢ信号をＣＭＹＫ信号に色変換した後（Ｓ１５）、ガンマ補正（Ｓ１６）、淡色トナー用ＬＵＴ変換処理を行う（Ｓ１７）。
【００４２】
図５に通常の温湿度環境での淡色トナー用ＬＵＴを示す。通常の温湿度環境での画像形成では、淡色トナーは、出力画像信号値が最大でも約１２０程度のＬＵＴの設定となっている。これは、淡色トナーの消費量を、後述する濃色トナーの消費量とそろえるために、淡色トナーの消費量を抑えるような設定されているものである。本実施例では、通常の温湿度環境で画像形成する場合に用いる淡色トナー用ＬＵＴは、後述する濃色トナーの出力画像信号が発生しはじめる入力画像信号値（約７０）まで入力画像信号値に応じて出力画像信号値が上昇し、そこから減少するように設定する。
【００４３】
最後に２値化を行い（Ｓ１８）、その２値化された画像データを画像メモリとして（Ｓ１９）、Ｄ／Ａ変換し（Ｓ２０）、レーザドライバに転送し（Ｓ２１）、レーザを駆動させ画像形成を行う。
【００４４】
レーザ露光により感光ドラム１ａ〜４ａ上に形成された静電像を、淡色トナー用である第１現像装置１ｃ１〜４ｃ１によりトナー像として現像する。こうして形成されたトナー像を、１次転写装置１ｅ〜４ｅにより中間転写ベルト１２に１次転写する。
【００４５】
このように、淡色トナー用ＬＵＴ変換処理を行うことにより、読み取り画像信号の低濃度部においては、淡色トナーが積極的に用いられることになり、低濃度部においては、１ドットの濃度が低くなり、２値画像の欠点であった１ドットの粒状度を低減することが可能となる。
【００４６】
次に、２回目の原稿スキャンを行う（Ｓ２２）。本実施例の画像形成装置１００においては、２回目の画像形成時には、メモリの都合上、再度リーダースキャンを行う必要がある。２回目のスキャン時の画像信号は、１回目とガンマ補正までは同様に処理される（Ｓ２３〜Ｓ２７）。その次に、濃色トナー用ＬＵＴ変換処理を行い（Ｓ２８）、２値化する（Ｓ２９）。その２値化された画像データを画像メモリとして（Ｓ３０）、Ｄ／Ａ変換し（Ｓ３１）、レーザドライバに転送し（Ｓ３２）、レーザを駆動させ画像形成を行う。
【００４７】
図６に通常の温湿度環境での濃色トナー用ＬＵＴを示す。先に述べたように、この通常の温湿度環境での画像形成では、淡色トナーの消費量を抑えるようなＬＵＴの設定となっており、濃色トナー用ＬＵＴは、比較的低濃度域である入力画像信号値が約７０程度から出力画像信号が発生しはじめる設定となっている。
【００４８】
レーザ露光により感光ドラム１ａ〜４ａ上に作成された静電像に、濃色トナー用である第２現像装置１ｃ２〜４ｃ２によりトナー像として現像する。こうして形成されたトナー像を１次転写装置１ｅ〜４ｅにより、淡色トナーによるトナー像が形成されている中間転写ベルト１２上に再び１次転写し、濃・淡色トナーによるトナー像を形成した後、給紙カセット１３から給紙されてきた転写材Ｐに２次転写装置１１によって２次転写し、定着装置９により定着し、排紙する。
【００４９】
上記のようにして、濃・淡色トナーによる画像形成が可能となる。上記淡色トナー用ＬＵＴ、濃色トナー用ＬＵＴを用いることにより、濃淡２種類のトナーを混合させて、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの階調を再現する。通常の温湿度環境での作像時のトナー載り量は、図７に示すようになる。
【００５０】
２−２）低湿環境モード（第２の画像形成モード）
次に、低湿環境で画像形成する場合の画像信号の流れを説明する。
【００５１】
先に述べたように、低湿環境下では、転写部、ここでは２次転写部Ｔ’近傍における放電現象により、画像劣化が発生しやすい状態にある。具体的には、２次転写装置１１より、転写材Ｐの搬送方向上流において中間転写ベルト１２と転写材Ｐの間で発生する放電により、縦横２ｍｍ程度の花ビラの形状に転写不良となる現象（「白花」などと呼ばれる。）や、転写材Ｐが２次転写装置１１から排出される際の放電により、鳥の足跡状に画像が乱れる現象（「鳥足」などと呼ばれる。）、転写材Ｐを２次転写装置１１から定着装置９に案内する転写後ガイド１４と転写材Ｐとの間の放電により、直径２〜２０ｍｍ程度の円状にトナーが乱れる現象（「水玉」などと呼ばれる。）などが発生する。
【００５２】
これらの現象は全て、放電により転写材Ｐ上のトナーが乱される現象である。そして、本発明者の検討により、転写材Ｐ上のトナーの載り量が多いほど、この放電の影響を受けにくいことが明らかとなった。
【００５３】
一方、これらの現象は、ハーフトーン画像において白く抜ける現象であるため、光学濃度約０．３以下のハイライト部では濃度のコントラストが小さいことから目立ちにくく、光学濃度約０．３以上において目立ちやすい。
【００５４】
これらのことから、低湿環境下での放電による画像劣化に関しては、主に中間調の濃度領域における上記各種の現象を回避することが重要となる。
【００５５】
従って、低湿環境で画像形成する場合、中間調領域での転写材Ｐ上のトナー載り量を増やすことで、上述の放電現象による画像劣化の影響を回避することができる。
【００５６】
以下に画像信号の流れを説明する。基本的な画像信号の流れは上記通常の温湿度環境における画像形成時と同じであるが、図４中のＳ１７及びＳ２８の処理を行う時に用いるＬＵＴが異なる。
【００５７】
Ｓ１７で用いる低湿環境での淡色トナー用ＬＵＴを図８に、Ｓ２８で用いる低湿環境での濃色トナー用ＬＵＴを図９に示す。
【００５８】
図８に示すように、本実施例では、通常の温湿度環境における画像形成時に比べて、低湿環境における画像形成時には、淡色トナーの出力信号値を高くする。又、図９に示すように、通常の温湿度環境における画像形成時に比べて、低湿環境における画像形成時には、濃色トナーの出力画像信号が発生する入力信号値の領域を狭くして、入力画像信号値が約１２８程度から出力画像信号が発生しはじめる設定とする。
【００５９】
つまり、本実施例では、低湿環境で用いる淡色トナー用ＬＵＴは、濃色トナーの出力画像信号が発生しはじめる、通常の温湿度環境下より高い入力画像信号値（約１２８）まで入力画像信号値に応じて出力画像信号値が上昇し、より高い出力画像信号値から減少しはじめるように設定する。
【００６０】
これにより、淡色トナーの使用比率を高めて、より多くのトナーを転写材Ｐに載せることができる。即ち、図１０に示すように、低湿環境での作像時のトナー載り量は、図７に示す通常の温湿度環境での作像時のトナー載り量と比較して中間調領域である入力信号値が約７０以上の領域において多くなる。従って、中間調の画像における、転写部近傍での放電による画像劣化の発生を回避することができる。
【００６１】
以上まとめると、淡色トナーと濃色トナーとの両方を用いて画像を形成する画質優先モードにおいては、濃色トナーのみを用いる画像形成（本実施例における速度優先モード、或いは従来のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーのみを用いる画像形成装置による画像形成）と異なり、画像濃度を変えることなく、中間濃度域のトナー載り量を制御できる。
【００６２】
このことから、中間濃度域のトナー載り量を多くする、即ち、淡トナーの比率を高めることにより、特に中間濃度域で問題となる低湿環境での転写部近傍での放電現象による画像劣化を回避することができる。しかも、本実施例の構成によれば、同一色相で濃度の異なるトナーの組み合わせを用いることによる特に顕著な利点である、低濃度部の粒状感を低減させることをも同時に達成することができる。
【００６３】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置１００の基本的な構成や動作の基本的なフローは実施例１にて図１〜４を参照して説明したものに準ずる。従って、実施例１の画像形成装置１００と同一若しくは相当する構成、作用を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００６４】
本実施例では、特定の作像条件において、淡色トナー及び濃色トナーの載り量を増加させることにより、トナーの最大載り量を、通常の作像条件よりも増加させる。
【００６５】
実施例１で述べたように、低湿環境下においては、転写部近傍での画像劣化を抑えるために、トナーの載り量を増やすことが好ましい。
【００６６】
又、一般に、定着装置９におけるトナー画像と定着部材との粘着力などによる転写材Ｐの巻き付きなどを防止するために、トナー載り量の上限はある一定値としているが、低湿環境においては、高湿環境に比べて定着装置９における転写材Ｐの巻き付きが発生しにくいことなどから、転写材Ｐ上に形成する画像のトナー載り量の上限を上げることが可能である。
【００６７】
従って、本実施例では、中間調以上の濃度領域におけるトナー載り量を増やすことで、低湿環境下での転写部近傍での、特に高濃度域の画像劣化を回避するようにする。
【００６８】
以下に、本実施例にて最も特徴的な、画質優先モードにおける、低湿環境で用いるＬＵＴについて説明する。図１１に低湿環境下での淡色トナー用ＬＵＴを、図１２に低湿環境下での濃色トナー用ＬＵＴを示す。
【００６９】
図１１、図１２に示すように、実施例１と同様に、本実施例では低湿環境下では、濃色トナーの出力画像信号が発生する入力画像信号値の領域を狭くして、入力画像信号値が約１２８程度から出力画像信号が発生しはじめる設定とする。
【００７０】
そして、本実施例では更に、実施例１の低湿環境下での淡色トナー用ＬＵＴ（図８）、濃色トナー用ＬＵＴ（図９）に比べて、入力画像信号値が１２８を超えた領域での出力画像信号値をともに高めに設定する。これにより、図１３に示すように、低湿環境下でのトナー載り量は、高濃度領域側で通常の温湿度環境下よりも多めの設定である、最大のトナー載り量は１．２５ｍｇ／ｃｍ^２となる。
【００７１】
これによって、本実施例では、最大画像濃度は高くなるが、高濃度領域における、転写部近傍での画像劣化を最小限にすることができる。しかも、同一色相で濃度の異なるトナーの組み合わせを用いることによる特に顕著な利点である、低濃度部の粒状感を低減させることをも達成することができる。
【００７２】
実施例３
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。上記実施例１、２においては、転写部近傍での放電現象による画像劣化が発生しやすい条件、即ち、特定の作像条件として、低湿環境を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７３】
例えば、特定の作像条件としては、転写材の含水率が低い場合が挙げられる。雰囲気環境の温湿度と同様に、転写材の含水率が低いと、転写部近傍にて放電が生じやすいからである。この場合、作像条件の検知手段として、例えば、転写材の電気抵抗を測定することで転写材の含水率を検知する手段や、転写材の赤外線の吸収率から転写材の含水率を検知する手段などを設けて、自動的に転写材の含水率を判別し、制御部１０１が、その出力に対応して通常環境モードか、上記低湿環境モードと同様の低含水率モードかを決定するようにできる。
【００７４】
又、特定の作像条件としては、転写材Ｐが両面モードにおける２面目である場合が挙げられる。つまり、当業者には周知のように、例えば、転写材反転機構を備え、記録材Ｐの両面に記録画像を形成する両面モードを備えた画像形成装置がある。例えば、図１に示すように、転写材Ｐの１面目、２面目の両面に画像を形成する場合には、１面目に画像が形成された転写材Ｐが定着装置９を通過した後すぐに搬送パスガイド４０を駆動し、転写材Ｐを搬送パス４１を経て反転パス４２に一旦導いた後、反転ローラ４３の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出させ、転写材Ｐを両面搬送パス４５へと送る。その後、転写材Ｐを、両面搬送ローラ４４などによって所望のタイミングにて転写部（２次転写部Ｔ’）へと搬送し、記録材Ｐの２面目に画像を転写する。斯かる画像形成装置の両面モードにおける２面目の画像形成時には、転写材Ｐが定着装置９を一度通過していることにより、含水率が著しく低下しているため、転写部近傍での放電などによって、画像劣化が生じやすくなる。この場合、制御部１０１は、画質優先モードが選択されている場合に転写材の２面目に画像を形成する際には、上記低湿環境モードと同様の２面目モードを選択する。
【００７５】
更に、特定の作像条件としては、転写材Ｐとして厚紙を用いる場合が挙げられる。転写装置（図１の画像形成装置１００では２次転写装置１１）での印加バイアスが高めに設定されるためである。ここで、厚紙とは、通常、秤量１１０〜３００ｇ／ｍ^２のものを言うが、これに限定されず、普通紙などの通常用いられる転写材Ｐを用いる場合と比較して転写バイアスが高めに設定される任意の転写材種について同様のことが言える。この場合、転写材Ｐの種類は、操作部１０３からオペレータが入力するようにしてもよいし、或いは作像条件の検知手段として転写材の収容部若しくは搬送経路に転写材種類検知手段たる、例えば転写材Ｐの厚みセンサを設けて、自動的に転写材Ｐの種類を判別するようにしてもよい。そして、制御部１０１が、操作部１０３からの入力若しくは転写材種センサ１５の出力に対応して通常環境モードか、上記低湿環境モードと同様の薄紙モードかを決定するようにできる。
【００７６】
本発明者の検討によれば、これらの各条件下においても、トナーの載り量を増すことにより、転写部近傍での放電現象に起因する画像劣化を防止することが可能である。尚、上記雰囲気環境の温湿度、転写材の含水率、２面目画像形成、厚紙への画像形成など、転写部近傍で放電による画像劣化が発生し易い条件が２つ以上重なった場合に、通常環境モードのものとは異なる上記低湿環境モードと同様の濃・淡色トナー用ＬＵＴの組み合わせを用いて作像することとしてもよい。
【００７７】
つまり、特定の作像条件とは、トナーの載り量を増すことで転写部近傍での放電現象による画像劣化を防止することのできる、該画像劣化の任意の原因（条件）を包含する。
【００７８】
以上、本発明をいくつかの具体例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の精神から逸脱することなく、種々の変更が可能であることを理解されたい。
【００７９】
例えば、上記各実施例においては、画像形成装置１００は、１つの感光ドラム１ａ〜４ｂに対して、濃淡それぞれのトナーを用いて現像を行う構成であるが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、濃色トナーだけを用いて作像する感光ドラムと淡色トナーだけを用いて作像する感光ドラムを備える画像形成装置においても、本発明を等しく適用することができる。
【００８０】
又、上記各実施例では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について淡色トナーと濃色トナーとを用いるものとして説明したが、例えば、マゼンタ及びシアンについてのみ淡色トナーと濃色トナーを用いる構成としてもよい。マゼンタとシアンに対して濃色トナーと淡色トナーとを用いた場合には、一般に粒状性の低減を達成し得ることが知られている。
【００８１】
又、現像剤は、主にトナーとキャリアとを混合させて用いる２成分現像剤を用いても、実質的にトナーのみの１成分現像剤を用いてもよい。
【００８２】
更に、転写部の構成についても、感光ドラム１ａ〜４ａ上の画像を中間転写ベルト１２を介して転写材Ｐに転写する構成だけでなく、感光ドラム１ａ〜４ａから直接転写材Ｐに転写する構成の画像形成装置においても、本発明は等しく適用可能である。
【００８３】
本発明を適用し得る画像形成装置の他のいくつかの例を以下に挙げる。
【００８４】
図１４に示すタンデム型の画像形成装置は、６つの像担持体１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａに、それぞれ異なる分光特性の現像剤を装填した現像装置３１、３２、３３、３４、３５、３６を対応させ、それらを直列に配置し、露光装置１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂで画像書き込みを行うものである。この方式であれば、４色の画像形成装置をベースに考えた場合においても、画像の出力速度は同じにすることが可能なため、生産性重視のタイプと言える。
【００８５】
一方で、図１５に示す１つの像担持体１ａに対して６個の現像装置３１、３２、３３、３４、３５、３６（淡色マゼンタ、淡色シアン、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）を対応させた画像形成装置では、現像装置３１〜３６は、これら現像装置を担持したロータリ部（回転体）３０を回転することにより、現像装置を切り替えながら現像を行う。従って、像担持体１ａに形成された各色毎の画像を中間転写体１２に１次転写し、中間転写体１２上で多重転写を行い、６色すべて転写し終わった段階で、給紙装置１３などから送給される転写材に２次転写装置１１の作用の下に２次転写する構成をとっている。このように構成することで、スペースを最小限にしながら６色画像を出力することが可能になっている。
【００８６】
図１に示すタイプの画像形成装置は、上記図１４、図１５で示すタイプの折衷案の形である。つまり、このタイプの画像形成装置は、直列に配列された複数の像担持体に対してそれぞれ２個の現像装置を対応させた構成とされ、両者の特徴をバランスよく組み合わせた画像形成装置であり、小型、安価、高速のニーズを満たすものである。
【００８７】
更に、図１６に示すタイプの画像形成装置は、２つの像担持体１ａ、２ａに対してそれぞれ、３個の現像装置３１、３２、３３（マゼンタ、淡色マゼンタ、イエロー）；３４、３５、３６（シアン、淡色シアン、ブラック）を備えたロータリ（回転体）３０Ａ、３０Ｂを配置し、回転体３０Ａ、３０Ｂを回転することにより、現像装置を切り替えながら現像を行う。そして、像担持体１ａ、２ａに形成された各色の画像を中間転写体１２に一次転写し、中間転写体１２上で多重転写を行い、６色すべて転写し終わった段階で、給紙装置１３などから送給される転写材に２次転写装置１１の作用の下に２次転写する構成とされる。このタイプの画像形成装置は、図１に示すタイプの画像形成装置の構成にて、更に、露光−現像間の距離を一定にすることで更なる高画質化を図っている。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、低湿環境下などの、転写部近傍での放電現象による画像劣化が発生しやすい特定の作像条件において画像形成する場合にも、画像の劣化、特に、中間調の画像の劣化を防止することができる。又、本発明によれば、上記作用効果を奏しつつ、低濃度画像部における粒状感を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用し得る画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に従う画像形成動作の概略制御ブロック図である。
【図３】本発明の一実施例における画像形成動作の流れを示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施例における画質優先モードでの画像信号の流れを示すフロー図である。
【図５】本発明の一実施例における通常の温湿度環境での淡色トナー用ＬＵＴを模式的に示すグラフ図である。
【図６】本発明の一実施例における通常の温湿度環境での濃色トナー用ＬＵＴを模式的に示すグラフ図である。
【図７】本発明の一実施例における通常の温湿度環境での入力信号と転写材上トナー載り量の関係を模式的に示すグラフ図である。
【図８】本発明の一実施例における低湿環境での淡色トナー用ＬＵＴを模式的に示すグラフ図である。
【図９】本発明の一実施例における低湿環境での濃色トナー用ＬＵＴを模式的に示すグラフ図である。
【図１０】本発明の一実施例における低湿環境での入力信号と転写材上トナー載り量の関係を模式的に示すグラフ図である。
【図１１】本発明の他の実施例における低湿環境での淡色トナー用ＬＵＴを模式的に示すグラフ図である。
【図１２】本発明他の実施例における低湿環境での濃色トナー用ＬＵＴを模式的に示すグラフ図である。
【図１３】本発明の他の実施例における低湿環境での入力信号とトナー載り量の関係を模式的に示すグラフ図である。
【図１４】本発明を適用し得る画像形成装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１５】本発明を適用し得る画像形成装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１６】本発明を適用し得る画像形成装置の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ感光ドラム（像担持体）
１ｃ１，２ｃ１，３ｃ１，４ｃ１現像装置（第１現像装置）
１ｃ２，２ｃ２，３ｃ２，４ｃ２現像装置（第２現像装置）
１２中間転写ベルト（中間転写体）
１００画像形成装置
Ｐ転写材

Claims

静電像が形成される１個以上の像担持体と、前記像担持体の静電像を可視像とするためのトナーを含む現像剤が装填された複数の現像装置と、を備え、前記複数の現像装置は、一つの現像装置に装填されたトナーと同一色相で濃度の異なるトナーが装填された現像装置を含み、前記同一色相で濃度の異なるトナーを組み合わせて画像形成可能で、前記像担持体上に形成された可視像を転写材に転写する画像形成装置において、
更に環境検知手段を有し、該環境検知手段の検知結果に基づき、同一色相で濃度の異なるトナーの使用比率を変更することを特徴とする画像形成装置。
前記環境検知手段は、雰囲気環境の温湿度若しくは湿度を検知するセンサ又は転写材の含水量を検知するセンサであることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
雰囲気環境の水分量又は転写材の含水量が所定値より低い場合に、同一色相で濃度の異なるトナーの使用比率を高くすることを特徴とする請求項２の画像形成装置。
雰囲気環境の水分量又は転写材の含水量が所定値より低い場合に、同一色相で濃度の相対的に高いトナーを使用する入力画像信号値の領域を減少させることを特徴とする請求項２の画像形成装置。
雰囲気環境の水分量又は転写材の含水量が所定値より低い場合に、転写材上のトナーの最大載り量を増加させることを特徴とする請求項２の画像形成装置。
同一色相で濃度の異なる複数のトナーの組み合わせが２種類以上あることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
備えられる複数の現像装置のうち４つの現像装置に装填されるトナーの分光特性がそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを表現するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
少なくとも２個の現像装置に装填されるトナーは、その中に含まれる顔料の分光特性が等しくその量が異なるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
同一色相で濃度の異なる複数のトナーの組み合わせにおける濃度の相対的に低いトナーは、転写材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２につき光学濃度が１．０未満であるように顔料が調整され、濃度の相対的に高いトナーは、転写材上でのトナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２につき光学濃度が１．０以上であるように顔料が調整されることを特徴とする請求項８の画像形成装置。
静電像が形成される１個以上の像担持体と、前記像担持体の静電像を可視像とするためのトナーを含む現像剤が装填された複数の現像装置と、を備え、前記複数の現像装置は、一つの現像装置に装填されたトナーと同一色相で濃度の異なるトナーが装填された現像装置を含み、前記同一色相で濃度の異なるトナーを組み合わせて画像形成可能で、前記像担持体上に形成された可視像を転写材に転写する画像形成装置において、
転写材の厚さが所定値より厚い場合に、同一色相で濃度の相対的に低いトナーの使用比率を高くすることを特徴とする画像形成装置。
静電像が形成される１個以上の像担持体と、前記像担持体の静電像を可視像とするためのトナーを含む現像剤が装填された複数の現像装置と、を備え、前記複数の現像装置は、一つの現像装置に装填されたトナーと同一色相で濃度の異なるトナーが装填された現像装置を含み、前記同一色相で濃度の異なるトナーを組み合わせて画像形成可能で、前記像担持体上に形成された可視像を転写材に転写する画像形成装置において、
可視像の転写材への転写部に印加される転写バイアスが所定値より高い作像条件下で画像形成する場合に、同一色相で濃度の相対的に低いトナーの使用比率を高くすることを特徴とする画像形成装置。
静電像が形成される１個以上の像担持体と、前記像担持体の静電像を可視像とするためのトナーを含む現像剤が装填された複数の現像装置と、を備え、前記複数の現像装置は、一つの現像装置に装填されたトナーと同一色相で濃度の異なるトナーが装填された現像装置を含み、前記同一色相で濃度の異なるトナーを組み合わせて画像形成可能で、前記像担持体上に形成された可視像を転写材に転写する画像形成装置において、
転写材の両面に画像形成する際の２面目に画像形成する場合に、同一色相で濃度の相対的に低いトナーの使用比率を高くすることを特徴とする画像形成装置。