JP2008107803A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Images
Landscapes
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
- Color Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を利用して画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ装置および複合機などの電子写真画像形成装置(以下、単に「画像形成装置」という)及び画像形成方法に関する。特に、同一色相で濃度の異なる濃トナーと淡トナーを用いる画像形成装置及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter simply referred to as “image forming apparatus”) and an image forming method, such as a copying machine, a printer, a facsimile apparatus, and a multifunction peripheral, which perform image formation using an electrophotographic system. In particular, the present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method using dark toner and light toner having the same hue and different densities.
カラー画像を形成する画像形成装置では、像担持体であるたとえば感光体ドラム上にY(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),K(ブラック)など4色トナー像が形成される。 In an image forming apparatus that forms a color image, a four-color toner image such as Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black) is formed on a photoconductor drum that is an image carrier.
これら各トナー像は、たとえば転写ドラム(転写フィルム)上に保持したシート(転写材)上に順次重ね合わせて転写される。その場合、画像情報を読み取った入力信号に基づいて感光体ドラム上に第一番目の色であるたとえばシアンの静電潜像が形成されると、そのシアン潜像を現像することで得られたCトナー像を転写ドラム上のシートに転写する。かかる一連の転写行程を他の3色のY,M,Kトナーについても第二番目、第三番目、第四番目と順に繰り返すことでカラー画像を得る。 Each of these toner images is transferred in a superimposed manner, for example, on a sheet (transfer material) held on a transfer drum (transfer film). In this case, when an electrostatic latent image of, for example, cyan, which is the first color, is formed on the photosensitive drum based on the input signal obtained by reading the image information, it is obtained by developing the cyan latent image. The C toner image is transferred to a sheet on the transfer drum. Such a series of transfer processes is repeated for the other three colors of Y, M, and K toners in the order of second, third, and fourth, thereby obtaining a color image.
近年、デジタル画像信号を使用する画像形成装置では、一定電位のドットを担持する感光体ドラムのドラム表面に潜像を集めて形成し、ドットの密度を変化させることでベタ部、ハーフトーン部およびライン部をそれぞれ表現している。しかしその場合ドットに忠実にトナー粒子が載りにくく、ドットからトナー粒子がはみ出した状態になる。そのため、デジタル潜像の黒部と白部のドット密度比に対応したトナー画像の階調性を得にくい。また、画質を向上させるためにドットのサイズを小さくして解像度を高めようとすると、微小なドットの集まりによって形成される潜像の再現性が一層困難なものとなり、特にハイライト部における解像度や階調性が悪化して画像の色味に尖鋭さ(シャープネス)を欠く傾向がある。また、不規則なドットの乱れは粒状化を感じさせ、ハイライト部の画質低下の一因となり、そうした粒状化による画像ムラは予測できない画質の不安定要素となっている。 In recent years, in an image forming apparatus using a digital image signal, a latent image is gathered and formed on the surface of a photosensitive drum carrying dots of a constant potential, and a solid portion, a halftone portion, and a halftone portion are changed by changing the density of the dots. Each line part is expressed. However, in this case, it is difficult for toner particles to be placed faithfully on the dots, and the toner particles protrude from the dots. Therefore, it is difficult to obtain the gradation of the toner image corresponding to the dot density ratio between the black part and the white part of the digital latent image. In addition, if the dot size is reduced to increase the resolution in order to improve the image quality, the reproducibility of the latent image formed by a collection of minute dots becomes more difficult, especially in the highlight area. There is a tendency that the gradation is deteriorated and the color tone of the image lacks sharpness. In addition, irregular dot irregularity gives rise to a feeling of graininess, and contributes to a decrease in image quality in the highlight portion. Image unevenness due to such graining is an unstable element of image quality that cannot be predicted.
一方、インクジェット記録方式については、たとえば特開昭58-39468に開示された濃淡インクプロセス技術に見られるように、システム自体は単純であり、また最近の優れた高画質専用紙の使用に支持され、電子写真方式が抱えるような前述の問題点は生じない。さらに、インクジェット記録方式の場合、濃淡インクを用いることの特有の利点である粒状化感がない。なかでも特に淡色のインク使用時は優れた性能を発揮するので、そうした淡色を電子写真方式にも採用できれば大きな進歩となる。 On the other hand, with regard to the ink jet recording method, for example, as seen in the dark and light ink process technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-39468, the system itself is simple and supported by the recent use of excellent high-quality dedicated paper. The above-mentioned problems that the electrophotographic system has do not occur. Furthermore, in the case of the ink jet recording method, there is no graininess which is a unique advantage of using dark and light inks. In particular, when light-colored ink is used, excellent performance is exhibited. Therefore, if such a light-colored color can be adopted in an electrophotographic system, it will be a great progress.
さらに、高画質画像を追求するうえで電子写真方式の障害となっていた光学的ドットゲインについても、微小トナーを使用することでの問題点に対し淡色のトナーを導入するという考え方は有効である。この考え方に基づいて、ハイライト部には薄い色のトナー(淡トナー)を用い、ベタ部は濃い色のトナー(濃トナー)を用い、濃度の異なる複数のトナーを組み合わせて画像を形成する画像形成装置が提案されている(たとえば、特開平11-84764、特開2000-305339参照)。また、濃トナーの最大反射濃度に対してその半分以下の最大反射濃度を有する淡トナーを組み合わせた画像形成装置が提案されている(たとえば、特開2000-347476参照)。また、シート上でのトナー量が0.5mg/cm2のときの画像濃度が1.0以上である濃トナーと1.0未満である淡トナーとを組み合わせた画像形成装置が提案されている(たとえば、特開2000-231276参照)。さらには、濃トナーと淡トナーとの記録濃度の比率を0.2〜0.5に調整したトナーを組み合わせた画像形成装置が提案されている(たとえば、特開2001-290319参照)。 Furthermore, with regard to optical dot gain, which has been an obstacle to electrophotography when pursuing high-quality images, the idea of introducing light color toner is effective against the problems associated with the use of minute toners. . Based on this concept, light color toner (light toner) is used for the highlight area, dark toner (dark toner) is used for the solid area, and an image is formed by combining a plurality of toners having different densities. A forming apparatus has been proposed (see, for example, JP-A-11-84764 and JP-A-2000-305339). Further, an image forming apparatus has been proposed in which a light toner having a maximum reflection density less than half of the maximum reflection density of dark toner is combined (see, for example, JP-A-2000-347476). Further, there has been proposed an image forming apparatus that combines a dark toner having an image density of 1.0 or more and a light toner having a toner density of less than 1.0 when the toner amount on the sheet is 0.5 mg / cm 2 . (For example, refer to JP-A-2000-231276). Further, there has been proposed an image forming apparatus in which a toner whose ratio of recording density of dark toner and light toner is adjusted to 0.2 to 0.5 is combined (for example, see JP-A-2001-290319).
上記特許文献に開示された画像形成装置の場合、転写材であるシートの種類は主に普通紙の使用を前提としている。前述のように、インクジェット記録方式は印刷性能に優れた高画質専用紙を使用することで安定した高解像度2値記録によるハイレベルな画像形成技術を実現している。このようなインクジェット記録方式の画像形成技術をそのまま普通紙使用が主流の電子写真方式に導入して実現しようとしても非常に困難である。従来、高画質専用紙と普通紙の性能差を埋めるために、電子写真方式においては印刷に用いる低解像スクリーンなどを使用して濃度の階調性を高めるようにしてきた。それにより、低濃度部に淡トナーを使用することで電子写真方式特有のガサツキや粒状化の問題を改善することができる。 In the case of the image forming apparatus disclosed in the above patent document, the type of sheet as a transfer material is premised on the use of plain paper. As described above, the inkjet recording method realizes a high-level image forming technique by stable high-resolution binary recording by using high-quality dedicated paper having excellent printing performance. Even if such an image forming technique based on the ink jet recording method is introduced into a mainstream electrophotographic method in which plain paper is used as it is, it is very difficult to realize it. Conventionally, in order to fill in the difference in performance between high-quality dedicated paper and plain paper, the electrophotographic method uses a low-resolution screen used for printing to improve density gradation. Accordingly, the use of light toner in the low density portion can improve the problem of roughness and graininess peculiar to the electrophotographic method.
ところで、写真のような画像の画質を向上させようとする場合、濃淡トナーを用いた画像としてハイライト部の滑らかさを重視しがちである。 By the way, when trying to improve the image quality of an image such as a photograph, the smoothness of the highlight portion tends to be emphasized as an image using dark and light toner.
しかしながら、ハイライト部を滑らかにした結果として、ハイライト部のトナー載り量は多くなる。そして、表面の粗いシート(記録材)へトナー像を形成する場合、このようにトナー載り量が多くなっているトナー像は、ハイライト部の淡トナーの転写ムラが生じやすくなる。 However, as a result of smoothing the highlight portion, the amount of applied toner in the highlight portion increases. When a toner image is formed on a sheet (recording material) having a rough surface, the toner image having a large amount of applied toner tends to cause uneven transfer of light toner in a highlight portion.
本発明の目的は、同一色相で濃度の異なる濃トナー及び淡トナーを用いる画像形成装置において、記録材の表面粗さに拠らず、高品質の画像の形成が可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and an image forming apparatus capable of forming a high-quality image without depending on the surface roughness of the recording material in an image forming apparatus using dark toner and light toner having the same hue and different densities. Is to provide a method.
上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、像担持体と、淡トナーと、前記淡トナーと同一色相で前記淡トナーよりも濃い濃トナーとを用いてトナー像を前記像担持体に形成するトナー像形成手段と、前記像担持体上のトナー像を記録材へ静電的に転写する転写手段と、前記記録材の前記トナー像が転写される面の粗さに応じて、前記像担持体上の所定の濃度のトナー像に含まれる前記濃トナーと前記淡トナーの割合が異なる様に、前記トナー像形成手段を調整する調整手段と、を有することを特徴とする。 A typical means in the present invention for solving the above-described problem is that the image carrier is composed of an image carrier, a light toner, and a dark toner having the same hue as the light toner and a darker toner than the light toner. A toner image forming means formed on the body, a transfer means for electrostatically transferring the toner image on the image carrier to a recording material, and a roughness of a surface of the recording material on which the toner image is transferred And an adjusting means for adjusting the toner image forming means so that the ratio of the dark toner and the light toner contained in the toner image of a predetermined density on the image carrier is different.
また、本発明の他の代表的な手段は、淡トナーと、前記淡トナーと同一色相で前記淡トナーよりも濃度の濃い濃トナーとを用いてトナー像を前記像担持体に形成し、前記像担持体上のトナー像を記録材へ静電的に転写し、前記記録材の前記トナー像が転写される面の粗さに応じて、前記像担持体上の所定の濃度のトナー像に含まれる前記濃トナーと前記淡トナーの割合が異なる様に、前記トナー像形成手段を調整することを特徴とする。 According to another exemplary means of the present invention, a toner image is formed on the image carrier using a light toner and a dark toner having the same hue as the light toner and a higher density than the light toner, A toner image on the image carrier is electrostatically transferred to a recording material, and a toner image of a predetermined density on the image carrier is formed according to the roughness of the surface of the recording material on which the toner image is transferred. The toner image forming means is adjusted so that the ratio of the dark toner and the light toner contained is different.
本発明にあっては、同一色相で濃度の異なる濃トナー及び淡トナーを用いる場合において、記録材の表面粗さに拠らず、高品質の画像の形成が可能となる。 In the present invention, when dark toner and light toner having the same hue and different densities are used, it is possible to form a high-quality image regardless of the surface roughness of the recording material.
以下、本発明による画像形成装置の好適な実施形態として電子写真方式フルカラー画像形成装置および画像形成方法について図を参照して詳述する。 Hereinafter, an electrophotographic full-color image forming apparatus and an image forming method as preferred embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、本実施形態の電子写真方式フルカラー画像形成装置は、上部にデジタルカラー画像リーダ部(以下、単に「リーダ部」という)1Rを有し、下部にデジタルカラー画像プリンタ部(以下、単に「プリンタ部」という)1Pを配置して構成されている。その場合、リーダ部1Rから出力された読取信号に基づいてプリンタ部1Pが作動する構成とすることができる。 As shown in FIG. 1, the electrophotographic full-color image forming apparatus of the present embodiment has a digital color image reader unit (hereinafter simply referred to as “reader unit”) 1R in the upper part, and a digital color image printer unit (hereinafter referred to as “reader part”). 1P) (hereinafter simply referred to as “printer unit”) is arranged. In this case, the printer unit 1P can be configured to operate based on the read signal output from the reader unit 1R.
リーダ部1Rは、原稿台ガラス31上に載置された原稿30に露光ランプ32の光を照射して露光走査し、原稿30から反射した光像をレンズ33によってフルカラーCCDセンサ34に集光することでカラー色分解画像信号を得る。カラー色分解画像信号は、いずれも図示しない増幅回路を経てビデオ処理ユニットにて画像処理を施され、画像メモリを介してプリンタ部1Pに送出される。プリンタ部1Pには、リーダ部1Rから出力された画像の読取信号が入力されるほか、コンピュータからの画像信号、そしてFAX通信による画像信号なども入力される。
The reader unit 1 </ b> R irradiates and scans the original 30 placed on the
プリンタ部1Pでは、像担持体であるたとえば6つの感光体ドラム1a〜1fが図中矢印方向に回転自在に支持されている。以下、説明中、6つの感光体ドラム1a〜1fについて符号「1」で代表させて記述する。同様に他部材についても代表符号で記述する。各感光体ドラム1の周囲には前露光ランプ11、コロナ一次帯電器2、レーザ露光光学系3、電位センサ12、分光特性の異なるトナーを装填された6つの現像装置40、転写装置5A、そしてクリーニング器6が配置されている。これら各機器によって6つの画像形成部(トナー像形成手段)Pa〜Pfが形成されるが、もちろん6つという数に限定されるものではなく、画像形成部として4つ以上任意の数を設置することができる。
In the printer unit 1P, for example, six photosensitive drums 1a to 1f as image carriers are supported rotatably in the direction of the arrow in the figure. Hereinafter, in the description, the six photosensitive drums 1a to 1f will be described by being represented by reference numeral "1". Similarly, other members are also described by representative symbols. Around each photosensitive drum 1, a pre-exposure lamp 11, a corona primary charger 2, a laser exposure optical system 3, a potential sensor 12, six developing
そこで、6つの現像装置40では、その1つである現像装置41に薄いマゼンタ(LM)トナーが装填されている。また、現像装置42には薄いシアン(LC)トナーが装填されている。そして、現像装置43にはイエロー(Y)トナーが、現像装置44にはマゼンタ(M)トナーが、現像装置45にはシアン(C)トナー、現像装置46にはブラック(K)トナーがそれぞれ装填されている。各トナーは現像装置内で負極性に帯電されている。
Therefore, in the six developing
現像装置44に装填されたマゼンタ(M)トナーについては、濃い色のMトナー(以下、「濃トナー」という)と薄い色のMトナー(以下、「淡トナー」という)を用い、粒状化を抑えて低減させることも目標としている。同じく、現像装置45に装填されたシアン(C)トナーについても、濃トナーと淡トナーが用いられる。
The magenta (M) toner loaded in the developing
濃マゼンタトナーと淡マゼンタトナーは1つの画像の中で同時に使用され、画像を形成する同一画素画素にて、濃マゼンタトナーと淡マゼンタトナーは重ねられる。 The dark magenta toner and the light magenta toner are used simultaneously in one image, and the dark magenta toner and the light magenta toner are overlapped at the same pixel that forms the image.
濃シアントナー及び淡シアントナーの使用方法も同様である。 The method of using the dark cyan toner and the light cyan toner is the same.
その他にも金や銀などのメタリック系トナーや、蛍光剤を含むトナーを装填した現像装置を備えた画像形成部を設けることも可能である。また、現像装置40にはそれぞれトナーとキャリアを混合させて用いる二成分現像剤が装填されているが、トナーのみ一成分現像剤を用いる場合でも本発明の技術思想は達成される。
In addition, an image forming unit including a developing device loaded with a metallic toner such as gold or silver or a toner containing a fluorescent agent can be provided. The developing
また、レーザ露光光学系のスキャナ3では、リーダ部1Rから出力された画像の読取信号が図示しないレーザ出力部にて光信号に変換され、光信号に変換されたレーザ光がポリゴンミラーで反射される。反射レーザ光はレンズと各反射ミラーを経由して6つの感光体ドラム1のドラム面に逐一投影される。 In the scanner 3 of the laser exposure optical system, an image reading signal output from the reader unit 1R is converted into an optical signal by a laser output unit (not shown), and the laser beam converted into the optical signal is reflected by a polygon mirror. The The reflected laser light is projected one by one on the drum surfaces of the six photosensitive drums 1 through the lens and each reflecting mirror.
以上の構成により、プリンタ部1Pでは次のように画像形成が行われる。 With the above configuration, image formation is performed in the printer unit 1P as follows.
感光体ドラム1を矢印方向に回転させ、前露光ランプ11で除電した後の感光体ドラム1を一次帯電器2によって一様に帯電させて、それぞれの分解色ごとに露光して感光体ドラム1上に静電潜像を形成する。 The photosensitive drum 1 is rotated in the direction of the arrow, and the photosensitive drum 1 after being neutralized by the pre-exposure lamp 11 is uniformly charged by the primary charger 2 and exposed for each separated color to be exposed to the photosensitive drum 1. An electrostatic latent image is formed thereon.
続いて、現像装置40を作動させて感光体ドラム1上の潜像を現像し、感光体ドラム1上に樹脂と顔料を基体とした可視像(トナー像)を形成する。現像装置40内のトナーは、スキャナ3に隣接する各色ごとのトナー収容部(ホッパー)60から現像装置40内のトナー比率(またはトナー量)を一定に保つよう、所望のタイミングにて随時補給される。感光体ドラム1上に形成されたトナー像は、それぞれの転写装置5において中間転写体である中間転写ベルト5に一次転写され、この中間転写ベルト5上にそれぞれのトナー像が順次重ねられる。
Subsequently, the developing
中間転写ベルト(像担持体、中間転写体)5は、駆動ローラ51、従動ローラ52およびローラ54の各ローラ間に捲回され、回転駆動源からの回転動力を駆動ローラ51に伝え、この駆動ローラ51が回転駆動することで中間転写ベルト5を回動走行させる。中間転写ベルト5を挟んだ対向位置に転写クリーニング装置50を配置し、駆動ローラ51に対して接離可能に構成されている。転写クリーニング装置50は、中間転写ベルト5上に必要色だけ画像を重ね終えた後に駆動ローラ51に加圧され、転写材(記録材)であるシートに転写後、中間転写ベルト5上の残トナーのクリーニングを行って除去する。
The intermediate transfer belt (image carrier, intermediate transfer member) 5 is wound between each of the driving roller 51, the driven
シートは各収納部71,72,73または手差し給紙部74からそれぞれに備わる給紙手段81〜84によって一枚ずつ搬送される。レジストローラ85にて斜行を補正されたシートは所望のタイミングにて二次転写部Tに送られ、二次転写ローラ(転写手段)56に転写電源561から正極性の電圧が印加されて、中間転写ベルト5上のトナー像が静電的に転写される。二次転写部56にてトナー像が転写されたシートは搬送部86を通り、熱ローラ定着装置9にてトナー像を定着され、排紙トレーまたは後処理装置へと排出される。その一方で二次転写後の中間転写ベルト5は、転写残トナーを転写クリーニング装置50にてクリーニングされ、再び各画像形成部の一次転写工程に供する。
The sheets are conveyed one by one from the
また、シートの表裏両面に画像を形成するいわゆる両面印刷を行う場合、定着装置9をシートが通過後すぐに搬送パスガイド91を駆動させる。シートを搬送パス75を経て反転パス76にいったん導いた後に反転ローラ87を逆回転させ、送り込まれたシートの後端を先頭にして、送り込まれた方向とは反対向きに退出させ、両面搬送パス77に送る。両面搬送パス77を通過させたシートに対して両面搬送ローラ88で斜行補正およびタイミング取りを行い、所望のタイミングにてレジストローラ85へと搬送され、再び上記画像形成工程を実行して一方の面に画像を転写する。
Further, when performing so-called double-sided printing in which images are formed on both the front and back sides of a sheet, the conveyance path guide 91 is driven immediately after the sheet passes through the fixing device 9. After the sheet is guided to the reversing
次に、画像形成モードごとの画像形成について説明する。 Next, image formation for each image formation mode will be described.
前述のように、マゼンタ(M)トナーとシアン(C)トナーについては、それぞれ同一色相に属し、濃度の異なる濃トナーおよび淡トナーが準備されている。同一色相に属するものとは、発色成分(顔料)の分光特性が同一であるものをいうが、厳密には同一でなくても、一般的にはY,M,C,Kなど4色のように通常の色概念でいう同一色と呼べる範囲とする。また、同一色相に属して濃度が異なるトナーとは、通常は樹脂と発色成分(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のことをいう。 As described above, for the magenta (M) toner and the cyan (C) toner, dark toner and light toner belonging to the same hue and having different densities are prepared. Those belonging to the same hue are those having the same spectral characteristics of the coloring components (pigments), but in general they are four colors such as Y, M, C, K even if they are not exactly the same. In the normal color concept, the range can be called the same color. Further, toners belonging to the same hue and having different concentrations are usually toners having the same spectral characteristics and different amounts of color components (pigments) contained in a toner based on resin and color components (pigments). I mean.
ここで、淡トナーについて定義しておく。同一色相に属して濃度が異なる数種のトナーの組み合わせにあって、相対的に濃度が低い方を淡トナーという。本実施形態では、その濃度が低く薄い淡トナーは、シート上でのトナー量が0.5mg/cm2につき定着後の光学濃度が1.0未満である。それに対して、濃度が高く濃い濃トナーはシート上でのトナー量が0.5mg/cm2につき、定着後の光学濃度が1.0以上である。その場合、濃トナーは、トナーのシート上での載り量が0.5mg/cm2の際に定着後の光学濃度が1.6となるように顔料の量を調整している。また、淡トナーは載り量0.5mg/cm2で定着後の光学濃度が0.8となるように設計されている。このように、マゼンタとシアンについてそれぞれ濃トナーと淡トナーの2種類を適量に混合させることで、目標とするシアンとマゼンタの重要な階調再現性を得るようにしている。 Here, the light toner is defined. A combination of several kinds of toners belonging to the same hue and having different densities and having a relatively low density is called a light toner. In this embodiment, the light and low density light toner has an optical density after fixing of less than 1.0 when the toner amount on the sheet is 0.5 mg / cm 2 . On the other hand, the dark toner having a high density has an optical density after fixing of 1.0 or more per 0.5 mg / cm 2 of toner on the sheet. In that case, the amount of the pigment of the dark toner is adjusted so that the optical density after fixing becomes 1.6 when the amount of the toner on the sheet is 0.5 mg / cm 2 . Further, the light toner is designed such that the applied density is 0.5 mg / cm 2 and the optical density after fixing is 0.8. In this way, by mixing appropriate amounts of two types of dark toner and light toner for magenta and cyan, respectively, target gradation reproducibility of cyan and magenta is obtained.
また、図2に示すように、本実施形態のフルカラー画像形成装置においては、シート読取検出部(記録材検知手段)123が装備されている。このシート読取検出部123は、給紙ローラ103によって用紙カセット102から給紙搬送されてきたシート32の表面に光を照射し、その反射光を集光して結像させてシート32の特定エリアを検出する。シート読取検出部123はまた光照射手段としてのLED33を備え、読取手段としてのCMOSセンサ34、結像手段としてのレンズ35,36などを備えて構成されている。
As shown in FIG. 2, the full-color image forming apparatus of the present embodiment is equipped with a sheet reading detection unit (recording material detection unit) 123. The sheet
したがって、光源LED33から射出された光はレンズ35を介してシート搬送ガイド31の表面またはシート搬送ガイド31上のシート32の表面を照射する。シート32からの反射光はレンズ36を介し集光されてCMOSセンサ34にて結像される。この結像をCMOSセンサ34が検出することでシート搬送ガイド31またはシート32の表面を読み取る。なお、LED33からの光はシート32の表面に対して所定の角度をもって斜め方向から照射されるよう配置されている。
Therefore, the light emitted from the
図3(a)〜(c)は、シート読取検出部123におけるCMOSセンサ34によって3種類のシート32(以下、「記録紙A,B,C」と呼称する)の表面を読み取り、それら記録紙A,B,Cの各表面をCMOSセンサ34からの出力を8×8ピクセルでデジタル処理した例を示す図である。このようなデジタル処理は、CMOSセンサ34からのアナログ出力を変換手段である図示しないA/D変換器によって8ビットのピクセルデータに変換することによって行われる。
3A to 3C, the
図3(a)は、シート表面の繊維素が比較的ガサついたいわゆるラフ紙のごとき記録紙Aの表面を模式的に示したものである。同じく、図3(b)は通常使用されるいわゆる普通紙のごとき記録紙Bの表面を模式的に示している。また、図3(c)は紙繊維素を十分に圧縮した平滑紙(グロス紙)のごとき記録紙Cの表面を模式的に示している。CMOSセンサ34による検出で読み込まれたそれらの表面の映像はデジタル処理され、それぞれ図4(a)〜(c)に示す映像43,44,45となる。図示のように、記録紙A,B,Cのごとき各シートの材質や種類によって表面を読み取った映像は異なり、それは紙表面の繊維素の状態がそれぞれ異質であることから生じる現象である。すなわち、CMOSセンサ34による検出で読み込まれてデジタル処理された映像によって、紙繊維素の表面状態によって判別が可能となる。
FIG. 3A schematically shows the surface of a recording paper A such as a so-called rough paper in which the fiber on the surface of the sheet is relatively rough. Similarly, FIG. 3B schematically shows the surface of a recording paper B such as a commonly used so-called plain paper. FIG. 3C schematically shows the surface of a recording paper C such as smooth paper (gross paper) in which paper fiber is sufficiently compressed. The images of the surfaces read by the detection by the
図5のフローチャートを参照して記録紙A,B,Cの表面の読取動作について説明する。 With reference to the flowchart of FIG. 5, the reading operation of the surface of the recording sheets A, B, and C will be described.
まず、ステップS50,S51において、LED33による照射でCMOSセンサ34はシート32すなわち記録紙A,B,C上のそれぞれ数ヶ所において表面を数回にわたって読み込む。続いて、LED消灯後(ステップ:S52)、図示しないフィルタ演算手段のゲイン演算及びフィルタ演算のための定数を調整する(ステップ:S53)。ゲイン演算とフィルタ演算は制御プロセッサによってプログラマブルに処理される。ゲイン演算は、たとえばCMOSセンサ34からのアナログ出力のゲインを調整することによって行う。すなわち、シート表面で反射された反射光量が過多または過小の場合、シート表面をうまく読み取ることができないので、信号の変化が導けない場合にはゲインを調整する。また、フィルタ演算については、CMOSセンサ34からのアナログ出力をA/D変換して、たとえば8ビットで256階調のデジタルデータである場合は1/32,1/16,1/4といったように演算し、CMOSセンサ34から出力されるノイズ成分を除去する。
First, in steps S50 and S51, the
次に、シートが記録材A,B,Cの何れに相当するかの判断が可能な程度に、上記フィルタ及びゲインの調整が成されたか否かの判定が行われる(ステップ:S54)。 Next, it is determined whether or not the filter and gain have been adjusted to such an extent that it can be determined whether the sheet corresponds to the recording material A, B, or C (step: S54).
フィルタ及びゲインの調整が判断可能な程度に行われたと判断された場合(Yes)、表面情報の比較演算を行う(ステップ:55)。判断可能な程度に調整がなされていないと判断された場合(No)、ステップS51に戻ってシートの表面の読み取りを再度試みる。係る表面情報比較演算の結果から、シート種が判定され(ステップ:S56)、シートの表面粗さに応じた画像処理方法が決定される(ステップ:S57)。 When it is determined that the adjustment of the filter and gain has been performed to such an extent that it can be determined (Yes), the surface information is compared (step: 55). If it is determined that the adjustment has not been made to the extent possible (No), the process returns to step S51 and tries to read the surface of the sheet again. The sheet type is determined from the result of the surface information comparison calculation (step: S56), and an image processing method corresponding to the surface roughness of the sheet is determined (step: S57).
表面情報比較演算の手法としては、シート表面の数ヶ所の領域を読み込んだ結果から、最高濃度のピクセルDmaxと最低濃度のピクセルDminを導く。読み込んだ領域ごとに実行してそのピクセルを平均化処理する。図3および図4に示す記録紙Aのようなシートでは、シート表面の紙繊維素がガサついていると繊維素の影が多く発生する。そのため、明るい個所と暗い個所の差が大きく出るのでピクセル最高、最低濃度Dmax,Dminは大きくなる。ちなみに、同じく図3および図4において記録紙Cのようなシートの表面では、繊維素の影が少ないのでDmax−Dminは小さくなる。このように比較演算を行ってシートの紙種、即ち、表面粗さを判定する。 As a method of surface information comparison calculation, the highest density pixel Dmax and the lowest density pixel Dmin are derived from the result of reading several areas on the sheet surface. Execute for each read area and average the pixels. In a sheet such as recording paper A shown in FIGS. 3 and 4, if the paper fiber element on the sheet surface is rough, many shadows of the fiber element are generated. For this reason, the difference between the bright part and the dark part is large, and the pixel maximum and minimum densities Dmax and Dmin are large. Incidentally, similarly in FIGS. 3 and 4, Dmax−Dmin becomes small on the surface of the sheet such as the recording paper C because the shadow of the fiber element is small. Thus, the comparison calculation is performed to determine the sheet type of the sheet, that is, the surface roughness.
図6は、Dmax−Dminの減算値によって記録紙A,B,Cの紙種を判定する手法を模式的に示している。この場合、予め紙種判定の目安として用いるしきい値、たとえばX,YがDCコントローラ内の不揮発メモリに記憶されている。但し、しきい値はそうしたX,Yの2つに限定されるものではなく、それ以上の数で設定することもできる。紙種を見るために3つの記録紙A,B,Cというシート数はあくまで一例である。 FIG. 6 schematically shows a method of determining the paper type of the recording papers A, B, and C based on the subtraction value of Dmax−Dmin. In this case, threshold values, for example, X and Y, which are used in advance as a standard for determining the paper type, are stored in a nonvolatile memory in the DC controller. However, the threshold value is not limited to two of X and Y, and can be set by a number larger than that. In order to see the paper type, the number of sheets of three recording papers A, B, and C is merely an example.
したがって、Dmax−Dminの値がしきい値Yより大きく、
Dmax−Dmin>Y
であれば、そのシートは記録紙Aと判定される。同様に、Dmax−Dminの値がしきい値Yより小さくかつしきい値Xより大きい場合そのシートは記録紙Bと判定され、Dmax−Dminの値がしきい値Xより小さいシートの場合は記録紙Cと判定される。
Therefore, the value of Dmax−Dmin is larger than the threshold value Y,
Dmax-Dmin> Y
If so, the sheet is determined to be recording paper A. Similarly, when the value of Dmax−Dmin is smaller than the threshold value Y and larger than the threshold value X, the sheet is determined as recording paper B, and when the value of Dmax−Dmin is smaller than the threshold value X, recording is performed. Judged as paper C.
つぎに、図7の機能ブロック図に示すように、フルカラーセンサ100から出力された画像信号はアナログ信号処理部101に入力されてゲインやオフセットが調整される。調整後、その画像信号はA/D変換部102で各色成分ごとにたとえば8ビット(0〜255レベル:256階調)のRGBデジタル信号に変換される。シェーディング補正部103では、各色ごとに基準白色板(図示略)を読み取った信号を用い、配列されたCCDによるセンサセル群の1つひとつについて感度のバラツキを無くすために、各CCDセンサセルに対応させてゲインを最適化してシェーディング補正する。
Next, as shown in the functional block diagram of FIG. 7, the image signal output from the full-
ラインディレイ部104は、シェーディング補正部103から出力された画像信号に含まれている空間的ずれを補正する。この空間的ずれは、フルカラーセンサ100の各ラインセンサが、副走査方向に互いに所定の距離を隔てて配置されていることにより生じたものである。具体的には、B(ブルー)色成分信号を基準として、R(レッド)およびG(グリーン)の各色成分信号を副走査方向にライン遅延し、3つの色成分信号の位相を同期させる。
The
入力マスキング部105は、ラインディレイ部104から出力された画像信号の色空間を、図8に示すマトリクス演算式を用いてNTSCの標準色空間に変換する。すなわち、フルカラーセンサ100から出力された各色成分信号の色空間は各色成分のフィルタの分光特性で決まっているが、これをNTSCの標準色空間に変換するものである。
The
LOG変換部106は、たとえばROMなどからなる参照テーブル(LUT)で構成され、入力マスキング部105から出力されたRGB明度信号をCMY濃度信号に変換する。ライン遅延メモリ107は、黒文字判定部(図示略)が入力マスキング部105からの出力によってたとえばUCR、FILTERおよびSENといった制御信号を生成する期間(ライン遅延)分、LOG変換部106から出力された画像信号を遅延する。
The
マスキング・UCR部108は、ライン遅延メモリ107から出力された画像信号から黒成分信号Kを抽出する。さらに、マスキング・UCR部108はプリンタ部の記録色材の色濁りを補正するマトリクス演算をY,M,C,Kに施し、リーダ部1Rの各読取動作ごとにM,C,Y,K順にたとえば8ビットの色成分画像信号を出力する。なお、マトリクス演算に使用するマトリクス計数は図示しないCPU200によって設定されるものである。
The masking /
また、γ補正部109は画像信号をプリンタ部の理想的な階調特性に合わせるために、マスキング・UCR部108から出力された画像信号に濃度補正を施す。出力フィルタ(空間フィルタ処理部)110は、CPUからの制御信号に基づいてγ補正部109から出力された画像信号にエッジ強調またはスムージング処理を施す。
In addition, the
LUT(調整手段)111は、原画像の濃度と出力画像の濃度とを一致させるためのもので、たとえばRAMなどで構成されてその変換テーブルはCPUによって設定されるものである。パルス幅変調器(PWM)112は、入力された画像信号のレベルに対応するパルス幅のパルス信号を出力し、そのパルス信号は半導体レーザ(レーザ光源)を駆動するレーザドライバ113に入力される。スキャナ3は画像読取ユニット21から入力される画像信号に基づき、感光体1表面をレーザ光で走査露光して静電潜像を形成する。
The LUT (adjustment means) 111 is used to match the density of the original image and the density of the output image, and is composed of, for example, a RAM and its conversion table is set by the CPU. The pulse width modulator (PWM) 112 outputs a pulse signal having a pulse width corresponding to the level of the input image signal, and the pulse signal is input to a
(濃淡トナーの記録率の決定)
シートが記録紙A,B,Cの何れに相当するか判定されると、それらシート紙種に適応するマゼンタとシアンの双方について濃トナーと淡トナーの割合である混合(配分)比率、つまりトナードット形成率とも言い換えることができる「記録率Rn,Rt」が決められる。
(Determination of recording ratio of light and light toner)
When it is determined whether the sheet corresponds to the recording paper A, B, or C, the mixing (distribution) ratio that is the ratio of the dark toner and the light toner for both magenta and cyan suitable for the sheet paper type, that is, the toner “Recording rates Rn, Rt”, which can be restated as a dot formation rate, are determined.
図9は、図中実線曲線で示す濃トナーと、破線曲線で示す淡トナーとの濃淡トナー記録率を示す特性線図である。シアン成分とマゼンタ成分のデータである8ビットの色成分画像信号Dataに基づいて、濃トナーと淡トナーのそれぞれ記録率Rn,Rtを決定する処理が行われる。記録率は、ドット形成量を示すものとして比率が大きい場合は濃度が濃く、比率が小さい場合は濃度が薄いと解釈することができる。 FIG. 9 is a characteristic line diagram showing the dark and light toner recording rates of the dark toner indicated by the solid curve and the light toner indicated by the broken curve. Based on the 8-bit color component image signal Data that is data of the cyan component and the magenta component, processing for determining the recording rates Rn and Rt of the dark toner and the light toner is performed. The recording rate can be interpreted as indicating the amount of dot formation when the ratio is large and the density is high, and when the ratio is small, the density is low.
たとえば、入力した階調データが100/255であれば、淡トナーの記録率Rtは255/255、濃トナーの記録率Rnは40/255として決定される。なお、記録率は100パーセントを255とする絶対値で示している。 For example, if the input gradation data is 100/255, the light toner recording rate Rt is determined to be 255/255, and the dark toner recording rate Rn is determined to be 40/255. The recording rate is shown as an absolute value with 100 percent being 255.
また、図9からは次のことがわかる。淡トナーでトナー載り量の多い所ではシートの表面粗さが影響して転写不良を起こしやすく目立つ。それに対して、濃トナーでトナー載り量が少ない所では転写不良を起こしづらいために、低濃度部を再現するには濃トナーの記録率を上げる方が望ましい。そこで、色成分画像信号Dataに基づいて記録率Rn,Rtを記録紙A,B,Cに応じて変える。 Further, FIG. 9 shows the following. In a place where the amount of applied toner is large with light toner, the surface roughness of the sheet is affected, and transfer defects are likely to occur. On the other hand, since it is difficult to cause a transfer failure in a dark toner where the amount of applied toner is small, it is desirable to increase the dark toner recording rate in order to reproduce the low density portion. Therefore, the recording ratios Rn and Rt are changed according to the recording papers A, B, and C based on the color component image signal Data.
図10に示すように、前述の判定処理結果から、シート32がたとえば記録紙Aに相当する場合、その記録紙Aに適応するように淡トナーと濃トナーとの記録率を変化させる。というのは、図3および図4に示すように、この場合の記録紙Aは表面の紙繊維素がガサつき、繊維素の影が多く発生して明るい個所と暗い個所の差が大きく出てピクセル最高と最低の濃度Dmax,Dminが大きくなるからである。同様に、判定結果から記録紙Bの場合は記録紙Aと記録紙Cとの間の記録率になるように設定する。
As shown in FIG. 10, when the
図10に示す淡トナーと濃トナーの記録率の変更を詳しく述べる。図10に示す様に、形成するトナー像の画像データの増加に伴って、濃トナーの使用量は多くなっている。本実施例では、シートの表面粗さに応じて、濃トナーを用いて形成するトナー像の中で最も薄いトナー像の濃度を変更している。即ち、濃トナーと淡トナーを用いて形成される濃度のトナー像の中で最も薄いトナー像が、シートの表面粗さによって変更されている。図10に示す様に、シートが記録紙Aに相当する場合、画像データ20から濃トナーが使用され、以降、255まで濃トナーが使用される。シートが記録紙Bに相当する場合、画像データ50から255の範囲で濃トナーが使用される。そして、シートが記録紙Cに相当する場合、画像データ75から255の範囲で使用される。
The change in the recording rate of the light toner and the dark toner shown in FIG. 10 will be described in detail. As shown in FIG. 10, the amount of dark toner used increases as the image data of the toner image to be formed increases. In this embodiment, the density of the thinnest toner image among the toner images formed using the dark toner is changed according to the surface roughness of the sheet. That is, the thinnest toner image among the density toner images formed using the dark toner and the light toner is changed depending on the surface roughness of the sheet. As shown in FIG. 10, when the sheet corresponds to the recording paper A, dark toner is used from the
以上説明したように、本実施形態によれば、記録紙A,B,Cといったシート32の表面性などによる種類に応じて、マゼンタおよびシアンのそれぞれ淡トナーと濃トナーの記録率を変える。その結果、シート種類に応じた画像ムラのない高品位画像を形成することができる。
As described above, according to the present embodiment, the recording rates of light toner and dark toner of magenta and cyan are changed according to the type of the
なお、本実施形態の画像形成装置にあっては、パターンジェネレータ(図示略)を搭載して階調パターンの登録が可能となっており、パルス幅変調器62に直接信号を送信できるようになっている。 In the image forming apparatus according to the present embodiment, a pattern generator (not shown) is mounted so that gradation patterns can be registered, and a signal can be directly transmitted to the pulse width modulator 62. ing.
本実施例では、シート読み取り検出部123によってシートの表面粗さを検出した。しかし、図11に示す様に、ユーザが使用するシートの表面粗さを入力可能な操作パネル210を設け、入力された情報に応じて、上記の画像制御方法の調整を行うことも可能である。
In this embodiment, the surface roughness of the sheet is detected by the sheet
また、本実施例では感光ドラム1に形成されたトナー像を、一旦、中間転写ベルトへ転写してからシートへ転写する装置について述べた。しかし、感光ドラム1に形成されたトナー像を直接シートへ転写する画像形成装置へも本発明は適用することもできる。 In this embodiment, the apparatus for transferring the toner image formed on the photosensitive drum 1 once to the intermediate transfer belt and then to the sheet has been described. However, the present invention can also be applied to an image forming apparatus that directly transfers a toner image formed on the photosensitive drum 1 to a sheet.
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、第1実施形態と同様の画像形成装置において、第1の実施形態において実行されたシート種類(表面粗さ)に応じて濃淡トナーの含有比を変更した上で、更に、シート種類(表面粗さ)に応じて、低濃度部における解像度を低くするものである。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, in the same image forming apparatus as in the first embodiment, after changing the content ratio of the light and dark toner according to the sheet type (surface roughness) executed in the first embodiment, Depending on the sheet type (surface roughness), the resolution in the low density portion is lowered.
以下に詳細を説明するが、本体の構成および動作は第1実施形態に準ずるため、異なる構成および制御についてのみ説明する。 Although the details will be described below, the configuration and operation of the main body are the same as those in the first embodiment, and therefore only the different configuration and control will be described.
通常、低濃度部では静電潜像の不安定差やそれに伴う現像の不安定要因があり、さらにシート32上にトナー像を転写する工程において不安定要因がある。そうした不安定要因を払拭して改善するために低濃度部の解像度を低くすれば、シートの表面状態などによる影響を抑えるのに有効である。
Usually, in the low density portion, there are instability differences of the electrostatic latent image and accompanying development instability factors, and there are also instability factors in the process of transferring the toner image onto the
図11(a),(b)は、シート紙種をシートの表面の凹凸具合つまり「表面粗さ」でもって表現するならば、そのシート表面粗さが感光体ドラム1など像担持体上に形成されたトナー像をシート上に転写する際に影響する様子を模式的に示している。 11 (a) and 11 (b) show the sheet surface type on the image carrier such as the photosensitive drum 1 if the sheet paper type is expressed by the unevenness of the surface of the sheet, that is, "surface roughness". FIG. 6 schematically shows how the formed toner image is affected when transferred onto a sheet.
図11(a)では、転写前のトナー像は像担持体上で均一な薄層に形成されているが、静電転写時にシートの表面粗さによる凹部で放電が発生するため、転写後は十分な転写が行われない。結果、シート表面粗さの程度ごとに転写ムラ(画像ムラ)による画像不良が発生する。それに対して、図11(b)の場合、転写前のトナー像を像担持体上で塊状に集中(低線数化)させて画像形成を行なうと、シート表面粗さの凹凸による影響を受けにくい。結果、市松模様的なイメージで模式的に示す規則性を有した低濃度部を再現でき、転写ムラによる画像不良を防ぐことができる。 In FIG. 11A, the toner image before transfer is formed in a uniform thin layer on the image carrier, but discharge occurs in the concave portion due to the surface roughness of the sheet during electrostatic transfer. Insufficient transfer. As a result, image defects due to transfer unevenness (image unevenness) occur for each degree of sheet surface roughness. On the other hand, in the case of FIG. 11B, if the toner image before transfer is concentrated (reduced in the number of lines) in a lump on the image carrier, image formation is affected by unevenness of the sheet surface roughness. Hateful. As a result, it is possible to reproduce a low density portion having regularity schematically shown by a checkered image, and to prevent image defects due to transfer unevenness.
図5のフローチャートに従ってシートの種類が判別されると、図7のブロック図のパルス幅変調器(解像度変更手段)112は、シートの種類(表面粗さ)に応じて、画像データ100以下のトナー像の線数、即ち、感光ドラム1の回転軸方向の解像度をシートの種類(表面粗さ)に応じて変更する。画像データが100以下の低濃度部では、表面の粗い記録紙Aに相当するシートを用いる際の解像度を、表面の平滑な記録紙Cに相当するシートを用いる際の線数(解像度)よりも低くする。このとき、シートの種類に関わらす画像データが100を超える画像の線数は200である。
When the sheet type is determined in accordance with the flowchart of FIG. 5, the pulse width modulator (resolution changing means) 112 in the block diagram of FIG. 7 uses the toner of the
線数の変更は表1に示す様に行われる。なお、表1中の〔lpi〕は1インチ当りのライン数である。 The number of lines is changed as shown in Table 1. In Table 1, [lpi] is the number of lines per inch.
以上、本発明の画像形成装置について数例の実施形態が説明されたが、それら実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であればその他の実施形態、応用例、変形例およびそれらの組み合わせも可能である。 In the above, several embodiments of the image forming apparatus of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to these embodiments, and other embodiments and application examples are within the scope not departing from the gist of the present invention. Variations and combinations thereof are also possible.
たとえば、各実施形態においてはカラー画像形成装置を想定して、マゼンタとシアンによる濃淡トナーの記録率調整によって最適な画像調整を行うことが説明されたが、グレー(灰色)トナーに淡トナーを適用し、黒色トナーに濃トナーを適用した場合でも同様な効果を奏する。 For example, in each embodiment, assuming that a color image forming apparatus is used, it has been described that optimum image adjustment is performed by adjusting the recording ratio of dark and light toners using magenta and cyan. However, light toner is applied to gray toner. The same effect can be obtained even when dark toner is applied to black toner.
Pa〜Pf …画像形成部
111 …調整手段
1a〜1f …感光体ドラム
56 …二次転写ローラ
Pa to Pf ...
Claims (7)
淡トナーと、前記淡トナーと同一色相で前記淡トナーよりも濃い濃トナーとを用いてトナー像を前記像担持体に形成するトナー像形成手段と、
前記像担持体上のトナー像を記録材へ静電的に転写する転写手段と、
前記記録材の前記トナー像が転写される面の粗さに応じて、前記像担持体上の所定の濃度のトナー像に含まれる前記濃トナーと前記淡トナーの割合が異なる様に、前記トナー像形成手段を調整する調整手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
A toner image forming means for forming a toner image on the image carrier using a light toner and a dark toner having the same hue as the light toner and darker than the light toner;
Transfer means for electrostatically transferring a toner image on the image carrier to a recording material;
In accordance with the roughness of the surface of the recording material onto which the toner image is transferred, the toner is set so that the ratio of the dark toner and the light toner contained in the toner image of a predetermined density on the image carrier is different. Adjusting means for adjusting the image forming means;
An image forming apparatus comprising:
前記像担持体上のトナー像を記録材へ静電的に転写し、
前記記録材の前記トナー像が転写される面の粗さに応じて、前記像担持体上の所定の濃度のトナー像に含まれる前記濃トナーと前記淡トナーの割合が異なる様に、前記トナー像形成手段を調整する
ことを特徴とする画像形成方法。 Forming a toner image on the image carrier using a light toner and a dark toner having the same hue as the light toner and a darker density than the light toner;
Electrostatically transferring the toner image on the image carrier to a recording material;
In accordance with the roughness of the surface of the recording material onto which the toner image is transferred, the toner is set so that the ratio of the dark toner and the light toner contained in the toner image of a predetermined density on the image carrier is different. An image forming method comprising adjusting an image forming unit.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN102033447A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-27 | 富士施乐株式会社 | Image-processing device, image-forming apparatus and image-processing method |
US8465894B2 (en) | 2009-01-22 | 2013-06-18 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Red toner for electrostatic image development, developer for electrostatic image development, toner set for electrostatic image development, developer set for electrostatic image development and image forming apparatus |
JP2018205396A (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | 株式会社沖データ | Image forming apparatus and image forming method |
-
2007
- 2007-09-06 JP JP2007230880A patent/JP2008107803A/en active Pending
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US8465894B2 (en) | 2009-01-22 | 2013-06-18 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Red toner for electrostatic image development, developer for electrostatic image development, toner set for electrostatic image development, developer set for electrostatic image development and image forming apparatus |
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