JP2007114499A - 画像記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 均一光沢でトナー段差も目立たないな高品位な画像を提供するとともに、色ズレによる画像不良が目立たない画像形成装置を提供する。
【解決手段】 クリアトナーが、色トナーと比べて、飛散るようにする。
飛び散る様にするため、透明トナーの乗り量を増やす。更に、透明トナーを色トナーよりも丸くする。
【選択図】 図1
【解決手段】 クリアトナーが、色トナーと比べて、飛散るようにする。
飛び散る様にするため、透明トナーの乗り量を増やす。更に、透明トナーを色トナーよりも丸くする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、記録用紙等の被記録材表面に光沢性を有するトナー等の記録材によって印刷、或は電子写真等の画像形成記録を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像記録装置に関するものである。
従来、シアン,マゼンタ,イエロー,黒色のCMYK4色トナーを用いた電子写真等による画像記録装置では、作成された記録画像中の白色の部分にはトナーは使用されておらず、被記録材である紙の光学的性質が直接、記録画像の色、光沢性等の視覚特性を決めている。一方、黒又は濃度の高い茶色等のCMYK色トナーが多量に重ね記録された部分において記録画像の視覚特性を決めているのは、その殆どがトナーの光学的性質である。
上記の様な画像記録装置においてその出力された記録画像の光沢性に関しては、例えば前記の白と黒の例では一般に黒色の方が高い光沢性を持つ。これは前記の様にトナーの光沢性が一般に紙の光沢性よりも高いためである。
その結果、出力画像中の画素による光沢性の違いによって画質が著しく損われるといった問題が生じていた。
さらに、濃度が大きい部分のトナーの高さは約5〜10μmになるため、トナーの凹凸が見えてしまい画像品位を下げるといった問題があった。
このような光沢性やトナーの凹凸を考慮した記録装置としては、特開平7−266614号公報に記載の様に、カラー画像のデータの無い部分に透明トナーを用いて光沢性を出し表面の凹凸をなくして光沢画像を得ようとする方法などが提案されている。
特開平07−266614号公報
しかしながら、前記の透明トナーによって表面を平滑化する方法は有色トナーに対して正しい位置で透明トナーを乗せた場合は良いが透明トナーが色ズレした場合には有色トナーとの間に隙間ができて、余計に凹凸が目立ったり、光沢ムラが目立ったりしてしまう問題が発生した。
したがって、本発明は、上記従来技術の問題点を解消するために成されたもので、画像に対応した部分に透明トナーを追加して、透明トナーに色ズレが発生してもトナーの凹凸と光沢ムラを防止できる画像記録装置を提供することを目的とするものである。
上記、目的を達成するために、本発明に係る画像記録装置は、
記録材上にトナーによってカラー画像を形成し、定着手段によって定着して画像を得るとともに、原稿の画像データに応じて単位面積当たりのトナー付着量を換算し、このトナー付着量総和が一定値以上になるように透明トナーを追加する画像形成装置において、
定着前の記録材上において、透明トナーの乗り量が0.7mg/cm2であるとき、ブラー(ISO13660)が200〜400μmであることを特徴とする。また、前記、透明トナーのブラーが有色トナーのブラーよりも大きいことを特徴とする。また、 透明トナーの円形度が有色トナーの円形度よりも大きいことを特徴とする。また、透明トナーが粉砕トナーで有色トナーの円形度よりも大きいことを特徴とする。
記録材上にトナーによってカラー画像を形成し、定着手段によって定着して画像を得るとともに、原稿の画像データに応じて単位面積当たりのトナー付着量を換算し、このトナー付着量総和が一定値以上になるように透明トナーを追加する画像形成装置において、
定着前の記録材上において、透明トナーの乗り量が0.7mg/cm2であるとき、ブラー(ISO13660)が200〜400μmであることを特徴とする。また、前記、透明トナーのブラーが有色トナーのブラーよりも大きいことを特徴とする。また、 透明トナーの円形度が有色トナーの円形度よりも大きいことを特徴とする。また、透明トナーが粉砕トナーで有色トナーの円形度よりも大きいことを特徴とする。
(作用)
上記構成により、透明トナーは色ズレが発生した場合でも有色トナーとの間にできる隙間にトナーが飛散ることによって隙間の段差を目立たなくすることができる。
上記構成により、透明トナーは色ズレが発生した場合でも有色トナーとの間にできる隙間にトナーが飛散ることによって隙間の段差を目立たなくすることができる。
以上説明したように本発明は、透明トナーの乗り量を変更、トナーの円形度の変更によって、透明トナーのブラーを100〜400μmにすることで、透明トナーに色ズレが発生してもトナーの凹凸と光沢ムラを防止できる画像記録装置を提供することができた。
(実施例1)
以下、本発明に係る画像形成装置を実施例により説明する。
以下、本発明に係る画像形成装置を実施例により説明する。
実施例は、記録用紙等の記録材表面にトナーによって印刷、或は電子写真等の画像形成記録を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像記録装置である。
カラー電子写真記録装置の一例を図1に基づいて簡単に説明すると、本例では電子写真感光ドラム3a、3b、3c、3d、3eを具備し、各感光ドラムドラム3a、3b、3c、3d、3e上に各色のトナー像が形成される。各感光ドラム3a、3b、3c、3d、3eに隣接して記録材担持体130(以下、転写ベルト130と称する)が設置され、感光ドラム3a、3b、3c、3d上に形成された各色のトナー像が、転写ベルト130上に担持し搬送される記録材P上に転写される。さらに各色のトナー像が転写された記録材Pは、定着部9で加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。
現像器1a、1b、1c、1d、1eには、現像剤としてそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック及び透明のトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器1a、1b、1c、1dは、それぞれ感光ドラム3a、3b、3c、3d上の潜像を現像して、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像及びブラックトナー像として可視化する。
記録材Pは記録材カセット10に収容され、そこから複数の搬送ローラ及びレジストローラ12を経て転写ベルト130上に供給され、転写ベルト130による搬送で感光ドラム3a、3b、3c、3dと対抗した転写部に順次送られ転写帯電器によりトナー像が転写される。次いでトナー像を転写された記録材Pは、転写ベルト130から分離され、分離した記録材Pは、搬送部62により定着装置9へ搬送される。
4色のトナー像を転写された記録材Pは、定着によりトナー像の混色及び記録材Pへの固定が行われ、フルカラーのコピー画像に形成され、排紙トレイ63に排出される。
次に、本発明の特徴である透明トナーによってトナーの高さを揃えて凹凸を無くすことについて説明する。
図2の記録物の断面図に示すように、画像記録された記録物の被記録材上での記録材の高さ情報をもとに、該領域画像中の記録材高さの最大値に該領域画像全体の高さを揃える様に透明トナーでの追加記録を行い、記録物表面を平滑にすることで一様な光沢を与えることにより良好な画質を持つ画像記録を行う構成となっている。
記録材の高さ情報には、あらかじめ記録されたテーブルから読み出す方法、テーブルからの基本的情報を用いて計算により求める方法、接触又は非接触により測定する方法等を用いることができる。ここで基本的情報とは記録階調に対する記録材の記録量、記録材の粘度、被記録材の構造値等、被記録材上での記録材の高さを計算するために必要な情報を指す。
なお、記録物とは印刷や電子写真等によって画像記録出力された紙、OHPフィルム等を指し、又、記録材とは紙、OHPフィルム等を指す。
全体を揃える高さは記録材高さの略々最大値であることが望ましい。有色トナーの最大乗り量はシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを適当に組み合わせて色再現範囲を決定することで決定される。通常、単色で最大濃度が出るトナー量の2倍程度が最大乗り量となるように画像設計される。
したがって、最大値に揃えるためには、画像領域中の有色画像の乗らない、いわゆる白地部に対して透明トナーを有色トナーの約2倍、印字しなければならず、通常の画像においては透明トナー使用量、同印字量が飛躍的に増加してしまうため、必ずしも最大値にあわせなくても、画像品位が大きく悪くならない程度に透明トナー量を減らしてもよい。また、有色トナーと同じ現像器を用いた場合、一つの現像器で有色トナーの2倍のトナーを現像する必要があるが、この場合、それだけのトナーが現像できないといった新たな問題も発生する。
透明トナーを乗せる場所と量の計算は特開平7−266614に記載された方法と概ね同様である。
図3は、実施例1の構成を示すブロック図であり、同図を参照して構成と動作を説明する。
画像データ読込部101より入力された画像データ102には、画像の各画素に対応してRGB信号が、それぞれ256階調で記録されている。この各画素毎のRGB信号は、RGB−CMYK変換部103により4色トナーの最小印字単位毎の印字量に変換される。
RGB−CMYK変換部103には例えば、3×4のマスキング・マトリクスを用いる方式や、3×3のマトリクスでまずCMYに変換した後、3×4のマトリクスによる所謂墨入れを行い、墨Kを生成する方式等を用いることができる。また、この変換において所謂擬似中間調表現を用いることもでき、RGBの各画素がCMYKトナーの最小印字単位に1対1対応しない場合もあるが、その場合には最小印字単位毎のCMYKトナー印字量が計算される。CMYKトナー印字部104では、該CMYKトナー印字量にあわせて、電子写真方式により4色それぞれの印字を行う。トナー高計算部105では最小印字単位毎のトナー高を、前記した最小印字単位毎のCMYKトナー印字量より計算して求める。最大トナー高計算部106により指定画像領域での印字トナーの最大高を、前記した最小印字単位毎のトナー高より求める。
本実施例では、有色トナー、透明トナーともに粉砕トナーを用いた。
粉砕法でトナーを作製する場合に用いることのできる結着樹脂としてはたとえば、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、エノール樹脂、天然変成フェノール樹脂、天然変成マレイン酸樹脂、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、石油系樹脂などがあげられる。架橋されたスチレン系共重合体および架橋されたポリエステル樹脂も好ましい結着樹脂である。
これらの材料の中で、ポリエステル樹脂を用いている。トナーの粒径は、平均粒径で5〜8μmのトナーを用いられる。特に本実施例では、5.5μmのトナーを用いた。このようなトナーは、トナーの流動性を付与したり、クリーニング性を上げる目的で、酸化チタンやシリカといった外添剤が付与されたりしている。
また、本実施例では透明トナーとして透明トナーを用いており、これを以下Tトナーと記す。
Tトナー印字量計算部107では前述したトナー最大高と各最小印字単位のトナー高の差を求め、これを該最小印字単位におけるTトナー高とする。次いで、この高さを得るためのTトナー印字量を該最小単位毎に計算する。
Tトナー印字部108ではTトナー印字量計算部107により計算された、最小印字単位毎のTトナー印字量を印字する。
以上の手順により印字された記録物を記録物出力部109より出力する。この記録物は、前記説明の図2に示す断面形状であり、良好な画質を持っている。
さて、上記のような画層形成装置において、画像形成を行ったところ、図4のように、透明トナーの色ズレによって、透明トナーの段差が目立つ画像になってしまった。
色ズレは、転写ベルトの回転ムラや、感光ドラムの振れ、潜像を形成するレーザーを反射するミラーの面倒れなどによって起きるが、本来、有色トナーでも発生する問題であり、様々な対策が提案されているが完全に解決することが難しい問題となっている。従来例の画像形成装置においては、最大で約50〜100μmズレてしまう。
そこで、本発明では、透明トナーを飛散らせることによって、有色トナーと透明トナーとの隙間を埋めて、トナーの凹凸を目立ちにくくする発明である。
本来、有色トナーの飛散りは画像がぼやけるので、飛散りしないことが好ましい。しかし、透明トナーは画像に影響が無いので、飛散りを起こしても目立ち難いといった特徴がある。
そこで、有色トナーは極力飛散らないようにして、透明トナーは色ズレが発生しても凹凸が目立たない程度に飛散らせる。
次に、飛散りの測定について説明する。
トナー像の飛散りは、ライン画像の画像再現性として、ISO13660によって、blurrinessとして規定されている。
たとえば、図5aにあるような、ライン画像があった場合に、スキャナによって読み取った画像濃度のデータから、図5bあるようなプロファイルに変換する。
次に、図6に示す様に、反射率が最大反射率の90%になる位置と、10%になる位置とを求めこの間の距離をblurrinessとする。
このとき、ライン幅と、トナーの乗り量は測定ごとに変更しても良い。
本実施例では、ラインの幅は600dpiの画像形成装置を用いて、10ラインの画像の飛散りを測定した。
また、トナーの乗り量については、10x10mm以上のパッチを画像形成して、トナーの重量を測定した。
上記、画像処理を用いたBlurrinessの測定は、透明トナーは、色情報がないため測定できない。
そこで、透明トナーは定着器を通る前はトナー表面の乱反射があるために、白く測定されることから、画像濃度1.5の黒い紙の上に透明トナーでラインを形成して、定着器を通過する前のトナー像で測定を行った。
まず、ブラーは、トナーの乗り量に大きく依存することに着目し、透明トナーの色ズレ量を50μmとしたときに、トナーの乗り量を変化させて、図7のようにブラーの異なるサンプルを作成した。
((画像の目視評価))
上記のサンプルをもちいて、画質の評価を目視評価により行った。画質の評価は、20人の評価者を対象として、以下の4段評価を行った。
上記のサンプルをもちいて、画質の評価を目視評価により行った。画質の評価は、20人の評価者を対象として、以下の4段評価を行った。
1.画像の凹凸が非常に気になり好ましくない、
2.画像の凹凸が気になり好ましくない、
3.画像の凹凸は気が付くが、あまり気にならない。
2.画像の凹凸が気になり好ましくない、
3.画像の凹凸は気が付くが、あまり気にならない。
4.画像の凹凸は気が付くが、気にならない。
以上の方法によるブラーの数値と画質評価結果を図8に示す。
本1実施例では、画質評価レベル3をOKとして、図7の載り量とブラーの関係から、透明トナーの乗り量が1.0mg/cm2以上であれば、OKとなることが分かる。透明トナーの最大乗り量として、前述したように、最大乗り量を増やすとトナーの消費量が劇的に増えるため、コストの観点から、2.0mg/cm2以下が好ましい。このときのブラーの値は、400μmであった。
以上説明したように、透明トナーの乗り量を変更して、ブラーを100〜400μmにすることで、透明トナーに色ズレが発生してもトナーの凹凸と光沢ムラを防止できる画像記録装置を提供することができた。
(実施例2)
本実施例では、透明トナーの乗り量とともに、トナーの円形度を変えることで、ブラーの値を変更した。
本実施例では、透明トナーの乗り量とともに、トナーの円形度を変えることで、ブラーの値を変更した。
一般にトナーの円形度を上げると転写効率が上がるといったメリットや、クリーニング性が悪くなるといったデメリットが知られている。さらに、円形度を上げることで飛散りも悪くなることがわかった。
そこで、本実施例では、透明トナーのみ、円形度を上げて、より飛散るようにして、有色トナーは、飛散りを極力抑えて画像品位を向上させるようにした。
円形度の測定は、特開2003−295506などに詳しく説明されているような、以下の方法が知られている。
円形度=L0/L (式1)
(式中、L0は粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を示し、Lは512×512の画像処理解像度(0.3μm×0.3μmの画素)で画像処理したときの粒子像の周囲長を示す。)
本発明においてトナーの円形度は東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置 FPIA−1000を用いて測定することによって得ることができる。具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物などを除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜0.5ml加え、さらに測定試料を0.1〜0.5g加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で1〜3分間分散処理を行い、分散濃度を3000〜10000個/μlとして、前記装置により円形度を測定する。
(式中、L0は粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を示し、Lは512×512の画像処理解像度(0.3μm×0.3μmの画素)で画像処理したときの粒子像の周囲長を示す。)
本発明においてトナーの円形度は東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置 FPIA−1000を用いて測定することによって得ることができる。具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物などを除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜0.5ml加え、さらに測定試料を0.1〜0.5g加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で1〜3分間分散処理を行い、分散濃度を3000〜10000個/μlとして、前記装置により円形度を測定する。
本発明のトナーの製造方法としては、結着樹脂、着色剤及び/又は磁性体、その他の添加剤を混合機により十分に混合してから、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、混練した後、冷却固化し、粉砕及び分級を行う、いわゆる粉砕法であってもよいし、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トナー粒子を得る方法や、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法を用いてトナー粒子を生成する方法や、単量体は可溶であるが得られる重合体は不溶な親水性有機溶媒を用いる分散重合法を用いてトナー粒子を生成する方法、水溶性重合開始剤の存在下で重合を行う乳化重合法を用いてトナー粒子を生成する方法等を用いても良い。また、上記いずれかのトナーの製造方法に加えて、機械的な衝撃を与える方法や熱気流中で加熱する方法、更には特開2000−47424号公報、特開2000−105486号公報、特開2001−27824号公報、特開平9−34166号公報に述べられているような湿式により球形化処理を施すこともできる。
特に、粉砕法を用いる場合には、特開平11−216377号公報で述べられているような、上記のごとき球形化処理を施すことがより好ましく、ローターを回転して機械的衝撃力を与える方式がより好ましい。
色トナー、透明トナーの円形度を0.94〜0.98まで変化させてサンプルを作成し、実施例1のように調べた結果、透明トナーの円形度が色トナーの円形度よりも大きい場合には、色ズレがあるばあいにおいても、凹凸、光沢感ともに好ましい結果が得られた。
以上説明したように、透明トナーの乗り量を変更して、かつ、トナーの円形度を変えて、透明トナーのブラーを100〜400μmにすることで、透明トナーに色ズレが発生してもトナーの凹凸と光沢ムラを防止できる画像記録装置を提供することができた。
P 記録材P
1〜1d 現像器
3a〜3d 電子写真感光ドラム
9 定着装置
62 搬送部
63 排紙トレイ
130 記録材担持体
101,201 画像データ読込部
102,202 画像データ
103,203 RGB−CMYK変換部
104,204 CMYK印字部
105 トナー高計算部
106 トナー最大高計算部
107,207 Tトナー印字量計算部
108,208 Tトナー印字部
109,209 記録物出力部
205 トナー高測定部
206 トナー最大高測定部
1〜1d 現像器
3a〜3d 電子写真感光ドラム
9 定着装置
62 搬送部
63 排紙トレイ
130 記録材担持体
101,201 画像データ読込部
102,202 画像データ
103,203 RGB−CMYK変換部
104,204 CMYK印字部
105 トナー高計算部
106 トナー最大高計算部
107,207 Tトナー印字量計算部
108,208 Tトナー印字部
109,209 記録物出力部
205 トナー高測定部
206 トナー最大高測定部
Claims (3)
- 記録材上にトナーによってカラー画像を形成し、定着手段によって定着して画像を得るとともに、原稿の画像データに応じて単位面積当たりのトナー付着量を換算し、このトナー付着量総和が一定値以上になるように透明トナーを追加する画像形成装置において、
定着前の記録材上において、透明トナーのブラー(ISO13660)が100〜400μmであることを特徴とする画像形成装置。 - 前記、透明トナーのブラーが有色トナーのブラーよりも大きいことを特徴とする請求項1のカラー画像形成装置。
- 透明トナーの円形度が有色トナーの円形度よりも大きいことを特徴とする請求項1または2に記載のカラー画像形成装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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