JP2010092053A

JP2010092053A - 画像印刷方法

Info

Publication number: JP2010092053A
Application number: JP2009233198A
Authority: JP
Inventors: Richard P N Veregin; ピーエヌベレジンリチャード; A Mofuatsuto Karen; エイモファットカレン; Dale R Mashtare; アールマシュターデイル; Daryl W Venbesien; ダブリュバンベシンダリル; Jordan Wosnick; ウォスニックジョーダン; Cuong Vong; ヴォンクォン; Eric M Strohm; エムストロームエリック; Maria N V Mcdougall; エヌブイマクドーガルマリア
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2010-04-22
Also published as: BRPI0904352A2; MX2009010780A; EP2175324A2; CA2680972A1; US20100092215A1

Abstract

【課題】効率的でコスト効率良くハーフトーンノイズとプリンタノイズを緩和することができる改良された画像印刷方法を提供する。
【解決手段】基材の一領域に、少なくとも１つの、第１色相を有する第１トナーから成る第１マーキング材を印刷する工程と、基材の同一領域に、少なくとも１つの第２マーキング材を印刷する工程とを含む画像印刷方法であって、少なくとも１つの第２マーキング材は、少なくとも第２および第３トナーの混合物から成り、第２および第３トナーの少なくとも１つが、第１マーキング材より低い色強度を有し、第２マーキング材は第１色相と同一の色相を有し、第２マーキング材における第２トナーと第３トナーの比率は、第２マーキング材が、第１マーキング材のトナー再現曲線の実質的なノイズ誘起領域と同一の色強度を有するような比率となる。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、主に、少なくとも２つの同色相のトナーを使って印刷画像の同一領域で印刷を行う静電印刷方法の改良方法に関し、特にこの２つのトナーのうちの１つが、色強度の低いトナーと色強度の高いトナーの混合物である場合の静電印刷方法の改良方法に関する。

一般に、電子写真式印刷装置は感光部材を含み、この感光部材の表面に感光性を与えるために、感光部材は実質的に一様に帯電される。感光部材の帯電部分は、作成するドキュメントを表す光パターンに露光される。これにより、ドキュメント内に含まれる情報領域に対応して感光部材上に静電潜像が記録される。静電潜像を感光部材上に形成した後、現像剤を同画像近傍に接触させることにより現像を行う。

典型的には、現像剤はキャリア粒子に摩擦電気的に付着するトナー粒子から成る。トナー粒子はキャリア粒子から潜像へ吸引されて感光部材上で粉末画像を形成し、形成された粉末画像は次にコピー用紙へ転写される。最後に、コピー用紙に加熱または他の処理を行うことにより、粉末画像が永続的に望ましい画像形態で定着される。

例えば電子写真方式でカラー画像を形成するカラー画像形成装置は、記録媒体としての用紙上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラックの（Ｋ）の４つのカラーの各トナー画像を連続的に印刷して重ね合わせることにより、カラー画像を形成する。各カラートナー画像の濃度は、多数の細かいハーフトーンドットの集まりとして再現される。

ハーフトーン印刷では、色分解はそれぞれドットによって表わされる。各ドットは通常格子状に配列された多数のピクセルまたは要素により構成可能であり、完全にオンオフのどちらかであるという意味において２進数データである。入力デジタル画像の処理においては、画素が連続階調画像において画定される場合もあるが、画像の各ドットのどの画素がオンでありどの画素がオフであるのかを決定する作業がこの処理の一部に含まれる。典型的には、色レベルごとにドットのどの画素がオンでありどの画素がオフであるのかを指定するマスクを使用する。オンの画素が増えるほどドットサイズが大きくなり、その見掛けの色強度が高くなる。一次元階調再現曲線（ＴＲＣ）は、作像装置により導入されたハーフトーン色濃度での非線形性を補うための手段としてデジタル画像処理において広く使用される。

ハーフトーンノイズは、ハーフトーンドットの処理時における不安定性により発生する印刷画像の可視ひずみである。さらに、ある印刷条件下において、人の目は各ハーフトーンドットの色と紙などの記録媒体の余白のコントラストを、インクカラーとハーフトーンドットの大きさに応じて見分けることができる。完全なレンダリングが行われている場合でさえ、この可視のハーフトーンドット構造体は好ましくない画像構造体と認識されることがあり、希望する画像においてノイズとなってしまう。ハーフトーンノイズは、例えば青空や肌の色で見られるように、ＴＲＣのハイライトおよび中間トーンレベル全体にわたって特に目に付く。更に、ハーフトーンドットの色がブラック、マゼンタまたはシアンである場合にハーフトーンノイズは特に目立つ。

また、ハーフトーンドットのレンダリング結果は、工程や材質性状の変化によって悪影響を受ける可能性があり、そのため、空間および時間両方において知覚可能な変化が発生する。そのような変化は一般にプリンタノイズと呼ばれ、ハーフトーンノイズに加えてさらに印刷画像品質を落とす要因となる。

ハーフトーンノイズを緩和する方法の１つとして、フルカラートナーと共に低濃度カラートナーを使用することが知られている。具体的には、着色剤濃度の高いフルカラートナーで印刷を行う一方、着色剤濃度の低い低濃度カラートナーで印刷を行うことにより、印刷装置においてハーフトーンノイズを緩和することが可能である。そのような方法では、例えば低濃度カラートナーを画像のハイライト領域の印刷に使用し、フルカラートナーを画像の残りの部分の印刷に使用する。低濃度カラートナーは同一の色レベルを達成するのにフルカラートナーほど多くの個々のハーフトーンドットを印刷する必要がなく、また、低濃度カラートナーのドットの色と記録媒体の色のコントラストは減少するため、ハーフトーンノイズが減少する。例えば、伊藤らの米国特許第６，５９６，０６５号では、ブラックおよびグレーのインクをインクジェットシステムに適用して画像のレンダリングを行い、ドットの可視度として評価される粒状性を減少しており、市川の米国特許第６，０１３，４０３号では、ブラックおよびグレーのトナーを使用して印刷レンダリングにおける粒状性を抑えている。また、綾木らの米国特許第７，２８８，３５６号では、濃色及び淡色トナーにより「低濃度領域から高密度領域まで粒状感及びざらつきを低減」している。

米国特許第６，５９６，０６５号明細書米国特許第６，０１３，４０３号明細書米国特許第７，２８８，３５６号明細書

しかしながら、この方法では、低濃度カラートナーで印刷されたハイライト領域以外の領域のハーフトーンノイズを十分に緩和していない。更に、この方法では各色ごとに個別の低濃度カラートナーの生成を必要とする。したがって、各ＣＭＫ色トナーに対して、ライトシアン、ライトマゼンタおよびグレートナーの３つの低濃度カラートナーの作成が必要となる。選択的にライトイエローの作成も必要かもしれないが、画像ノイズは通常黄色ではあまり視覚的に問題にならない。

従って、効率的でコスト効率良くハーフトーンノイズとプリンタノイズを緩和することができる改良された静電印刷方法が必要である。

本発明はこれらおよび他のニーズに対処するために、ハーフトーンノイズを緩和する改良された印刷方式を提供する。より詳細には、本発明は、少なくとも１つのカラートナーと、少なくとも１つの、カラートナーより低い色強度を有するトナーとの混合物を、印刷基材の同一領域に印刷することを特徴とする改良された印刷方式を提供する。

本発明の実施形態が提供する画像印刷方法は、基材の一領域に、少なくとも１つの、第１色相を有する第１トナーから成る第１マーキング材を印刷する工程と、前記基材の同一領域に、少なくとも１つの第２マーキング材を印刷する工程を備え、前期少なくとも１つの第２マーキング材は、少なくとも第２および第３トナーの混合物から成り、前記第２および第３トナーの少なくとも１つが、前記第１マーキング材より低い色強度を有し、前記第２マーキング材は前記第１色相と同一の色相を有し、前記第２マーキング材における前記第２トナーと前記第３トナーの比率は、前記第２マーキング材が、前記第１マーキング材の望ましくない光学濃度印刷範囲と同一の色強度を有するような比率となる。

図１は典型的な５色カラー静電印刷装置を示す。図２Ａは、１１％のピグメントグリーン７で調製した乳化凝集グリーントナーと乳化凝集クリアトナーの５０：５０比率の混合物を調合した結果を示す。図２Ｂは、１１％のピグメントグリーン７で調製した乳化凝集グリーントナーと乳化凝集クリアトナーの５０：５０比率の混合物を調合した結果を示す。図２Ｃは、１１％のピグメントグリーン７で調製した乳化凝集グリーントナーと乳化凝集クリアトナーの５０：５０比率の混合物を調合した結果を示す。図２Ｄは、１１％のピグメントグリーン７で調製した乳化凝集グリーントナーと乳化凝集クリアトナーの５０：５０比率の混合物を調合した結果を示す。図３Ａは、１７％のピグメントイエロー１４で調製した乳化凝集イエロートナーと、異なる摩擦電気電荷を有する７％のピグメントブルー１５．３で調製したブルートナーを調合した結果を示す。図３Ｂは、１７％のピグメントイエロー１４で調製した乳化凝集イエロートナーと、異なる摩擦電気電荷を有する７％のピグメントブルー１５．３で調製したブルートナーを調合した結果を示す。図３Ｃは、１７％のピグメントイエロー１４で調製した乳化凝集イエロートナーと、異なる摩擦電気電荷を有する７％のピグメントブルー１５．３で調製したブルートナーを調合した結果を示す。図３Ｄは、１７％のピグメントイエロー１４で調製した乳化凝集イエロートナーと、異なる摩擦電気電荷を有する７％のピグメントブルー１５．３で調製したブルートナーを調合した結果を示す。図４は、１７％のピグメントイエロー１４で調製した乳化凝集イエロートナーと、７％のピグメントブルー１５．３で調製した乳化凝集ブルートナー、およびそれらの混合物の摩擦電気電荷の相違を示す。

本発明はここに記述された特定の実施形態に限定されず、いくつかの部品および工程は、本発明に基づいて当業者により変更することができるであろう。ここで使用される用語は、特定の実施形態を説明するためだけに使用され、限定的に解釈してはならない。

明細書本文および添付の請求項において、「ａ」,「ａｎ」および「ｔｈｅ」等の単数形を示す形態は、特に指定がない限り、複数形の形態を含むものとする。さらに、いくつかの用語については、以下のように定義されるものとする。

Ｌ＊ａ＊ｂ値とは、国際照明委員会（「ＣＩＥＬＡＢ」）による色空間を定義する３つのパラメータ（Ｌ、ａ、およびｂ）を意味する。これらの値は、色の輝度（Ｌ：Ｌ＝０は黒、Ｌ＝１００は白を示す）、赤―緑間の位置（ａ：負の値は緑、正の値は赤を示す）、および黄色―青間の位置（ｂ：負の値は青、正の値は黄色を示す）を表わす。

ｄＥ２０００とは、標準ＣＩＥＤＥ２０００化学式により算出された２色間の色差を測定するｄＥ２０００値を示す。ｄＥ値が大きいほど、色差も大きくなる。一般に、ｄＥ値１．５〜２は視知覚の限界と考えられている。前記化学式は２００１年にＣＩＥにより公表された。

例えば粒子がトナーである場合、ｑ／ｄは電荷と直経の比率を示し、ある粒子の電荷に対する粒子のサイズの比率を意味する。ｑ／ｄ値は、通常ｆＣ／μｍで測定される。トナー粒子の平均ｑ／ｄ値は、公知の電荷分光装置によって計測することができる。一例としては、参考文献として記載の米国特許第４，３７５，６７３号がある。分光器は測定したトナー直径（ｄ、単位μｍ）に対するトナー粒子電荷（ｑ、単位ｆＣ）の分布を評価するために使用する。電荷分析では、電荷を電荷０点からｍｍ単位で測定することができて便利である。ここでは、ｍｍ単位の変位を０．０９２で乗算することによりｆＣ／ミクロンのｑ／ｄ値に変換することができる。

ハーフトーンノイズを緩和するために改善された印刷方式は、例えばフルカラートナーから成る第１マーキング材を印刷する工程と、印刷基材の同一領域に２つのトナーの混合物から成る第２マーキング材を印刷する工程を含み、混合物内の２つのトナーのうちの少なくとも１つは、第１マーキング材よりも低い色強度を有する。第１および第２マーキング材は同色相を有し、混合物内のトナーの比率は、混合物が第１マーキング材の望ましくない光学的濃度印刷範囲内にある色強度を達成するような比率とする。

ここで使用するような「第１マーキング材」および「第２マーキング材」とは、単数または複数の特定のマーキング材のことを言う。例えば、シアン、イエロー、マゼンタおよびブラックのマーキング材はそれぞれ「第１マーキング材」と見なすことができる一方、１つまたはいくつかのトナーの混合物を「第２マーキング材」と総称する。

この方法は、必要な数の現像剤ハウジングを有する既知の静電印刷装置であればどのような静電印刷装置であっても実行可能である。フルカラー印刷に関する様々な例示的実施形態において、印刷装置は５つの現像剤ハウジングを有し、それぞれにシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのトナー、および第２マーキング材が収容されていてもよい。別の実施形態では、印刷装置は６つの現像剤ハウジングを有し、それぞれにシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのトナー、（例えば）シアンおよびクリアトナーを含む第２マーキング材、および（例えば）マゼンタおよびクリアトナーを含む第２マーキング材が収容されていてもよい。つまり、このような実施形態において、同印刷方法は４つの第１マーキング材および２つの第２マーキング材を含んでいる。また別の実施形態では、印刷装置は８つの現像剤ハウジングを有し、それぞれにシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのトナー、およびこれらトナーとより低い色強度を有するトナーとの混合物が収容されていてもよい。したがって、この印刷方法は４つの第１マーキング材および４つの第２のマーキング材を含んでいる。

他のプリンタの実施形態では、特定の印刷構成において適用された色分解に基づいて、より多くの第１または第２マーキング材を使用することができる。モノクロ印刷などの他の実施形態では、印刷装置は２つの現像剤ハウジングのみを有し、一方にブラックのトナーが収容され、もう一方に第２マーキング材が収容される。現像剤ハウジングはそれぞれ、キャリア粒子とトナー粒子から構成された多量の現像剤を保持する。

複数の第２マーキング材を備える印刷方法では、第２マーキング材はそれぞれ、第１マーキング材のうちの１つと同じ色相を有する。対応する第１マーキング材がそれぞれ同色相を有しているため、これらの第２マーキング材は、印刷基材の同一領域に印刷される。つまり、フルカラー画像印刷方法では、例えばシアンとクリアトナーの混合物から成る第２マーキング材は、シアン色相を有する第１マーキング材と同一の印刷基材の領域に印刷され、マゼンタとクリアトナーの混合物から成る第２マーキング材は、マゼンタ色相を有する第１マーキング材と同一の印刷基材の領域に印刷される。

第２マーキング材の第１マーキング材に対する比率に関しては、画像データに基づいて、任意の比率で印刷することができる。具体的には、画像データの色が第２マーキング材の色強度と同一の色である場合、本印刷方法では連続したソリッドカラー領域として第２マーキング材を印刷することができる。あるいは、画像データの色強度が第２マーキング材の色強度より低い場合、本印刷方法ではハーフトーンドットとして第２マーキング材を印刷することができる。最後に、本印刷方法ではまた、第２マーキング材を第２マーキング材の色強度に対応するＴＲＣ（階調再現曲線）の特定の色レベルまでハーフトーンとして印刷し、その後ソリッドカラー領域として印刷することができる。

前述のすべての例において、第１マーキング材を第２マーキング材で印刷された同一領域においてハーフトーンとして印刷することにより、第２マーキング材の色強度より暗いＴＲＣの色レベルを達成することも可能である。０％の面積範囲（エリアカバレッジ）から完全飽和色までのスムーズな色階調を確実に得ることができるように、色分解のフルダイナミックレンジを構成することが必要である。そのためには、１つのマーキング材の範囲が始まり別のマーキング材の範囲が終了する遷移領域に生じるあらゆる視覚効果を最小限にするような第１マーキング材および第２マーキング材の組み合わせが必要となる。同様に、複数の分解色の組み合わせを表現する際の色分解の組み合わせについては、滑らかな色階調を実現するように組み合わせを行う。本印刷方法は、画像データに基づいて第１および第２のマーキング材の比率およびパターンを決定するコントローラを含む印刷装置を使用して実行することができる。

第１マーキング材は、第１色相を有する第１トナーから成る。第１トナーは、標準プロセスカラーまたはスポットカラーを生成するのに十分な着色剤濃度を有する静電気トナーであれば、どのようなトナーでもよい。「着色剤」とは、特定の顔料または他の着色剤成分としての指定がない限り、有機的な可溶性染料、顔料および混合物などを意味する。実施形態においては、着色剤は成分の全重量に基づく重量％で約１％から約２５％、例えば約２％または約５％から約１５％または約２０％までのカーボンブラック、マグネタイト、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン、ブルー、ブラウンまたはこれらの混合物から成る。他の有用な着色剤については、本発明の開示内容に鑑みて容易に理解できるであろう。第１色相は、含有する着色剤に応じてどのような色相であってもよい。第１トナーは一般に、着色剤の他に樹脂を含み、またワックス、凝集剤、電荷制御剤、流れ制御剤などの任意の添加剤を含む。このような広範囲にわたるカラートナー組成は当技術分野でよく知られている。

実施形態において、第１トナーは当技術分野でよく知られている工程であればどの工程で生成されたトナーであってもよい。例えば、第１トナーは従来のトナーであって、典型的には質量の大きなトナー粒子材を形成し、そのトナー粒子材を押出し加工し、その押出し材を粉砕して所望のトナー粒子寸法範囲に分級することにより生成したものでもよい。しかしながら、他の実施形態では、第１トナーは、乳化／凝集プロセスにより生成されるような化学トナーであってもよい。乳化凝集プロセスは、トナー生成の技術分野において広く知られており、直径が小さく、一般に狭い粒径分布を有するトナー微粒子を生成することで知られている。トナーを調製するための乳化凝集プロセスは、米国特許番号５，２９０，６５４、５，２７８，０２０、５，３０８，７３４、５，３７０，９６３、５，３４４，７３８、５，４０３，６９３、５，４１８，１０８、５，３６４，７２９および５，３４６，７９７等の多くのゼロックス特許において開示されている。また、関連特許としては、米国特許番号５，３４８，８３２、５，４０５，７２８、５，３６６，８４１、５，４９６，６７６、５，５２７，６５８、５，５８５，２１５、５，６５０，２５５、５，６５０，２５６、５，５０１，９３５、５，７２３，２５３、５，７４４，５２０、５，７６３，１３３、５，７６６，８１８、５，７４７，２１５、５，８２７，６３３、５，８５３，９４４、５，８０４，３４９、５，８４０，４６２、５，８６９，２１５、５，８６９，２１５、５，８６３，６９８、５，９０２，７１０、５，９１０，３８７、５，９１６，７２５、５，９１９，５９５、５，９２５，４８８、および５，９７７，２１０があげられる。トナー微粒子、例えば７ミクロン未満の平均径を有するトナー粒子などにより、印刷装置はハーフトーンドット配置の精度を向上させることが可能となり、画像ノイズの一層の減少が実現可能となる。この精度の向上により、ハーフトーンドット内およびハーフトーンドット周辺のトナーの散乱が減少し、その結果画質が向上する。

第２マーキング材は第２トナーおよび第３トナーから成る。一般に、第２および第３トナーの少なくとも１つは、第１マーキング材よりも低い色強度を有する。１つの実施形態では、第２トナーはフルカラートナーなどの第１マーキング材の第１トナーと同一の組成を有してもよく、また異なる組成でもよい。例えば、第３トナーが第１トナーと略一致する電気的およびその他の性能特性を有する場合、第１および第２トナーと同一のトナー組成を用いるのが望ましいかもしれない。これにより同一色で異なるトナー成分を開発する必要性を回避することができ、開発済みのトナー組成で併用することが可能となる。もちろん、他の実施形態において、異なる特性、性能または色を望む場合などには、第２トナーは第１トナーと異なる組成にしてもよい。

第３トナーは、第２トナーと同様に樹脂から成るトナーであってよく、流れ制御剤および電荷制御剤のような同一の任意の添加剤をすべて含んでいてもよいが、低い着色剤濃度を有する。第３トナーは小さなトナー粒子径を有する乳化凝集トナーであってよい。例えば、第３トナーは、顔料の含有量を減少または顔料の種類を変更、またはその両方により着色剤が異なる以外は、第２トナーと同一の化学組成を有するのが好ましい。実施形態において、第３トナーが少なくともいくらかの着色剤を含んでいる場合、その着色剤および着色剤の含有量については、プリント上で色の不整合が発生しないように第３トナーの印刷色相と第２のトナーの印刷色相が一致するように選択する。他の実施形態では、第３トナーは実質的に着色剤を含まないクリアトナーであり、例えば光学的に透明で無色である。この実施形態では、クリアトナーは第２トナーに色相を加えないため、混合物（つまり第２マーキング材）全体の色相は第２トナーの色相と同じになる。もちろん、第２および第３トナーのいずれかはより低い色強度を有するトナーであってもよい。

第２マーキング材は第２および第３トナーを物理的に混合することにより生成することができる。特に、２つのトナーが同様の摩擦電気電荷を有する場合、第２マーキング材は、一方の標準的な満量の着色剤（上述のフルカラートナー等）を有するトナーと、もう一方の少ない着色剤（例えば少量または着色剤なし）または変更された着色剤、または少ない着色剤と変更された着色剤の両者で生成されたトナーを調合することにより生成することができる。なお、このようにカラートナーとより低い色強度を有するトナーを混合して生成された混合トナーは、着色剤含有比率の低い均一のトナー組成とは同一ではない。特にこのような２つのトナーにおいては、トナー成分の見掛けの色や、一部の例ではその電気的性質も、全く異なることがある。

２つの混合トナーは、異なる現像過程を辿らないよう、その摩擦電気電荷分布は実質的に一致していなければならない。摩擦電気電荷に実質的な違いがある場合、例えば印刷装置によるトナーの消費が異なる割合で行われていくと、第２マーキング材における２つのトナーの相対的な個体数が変化することになる。すると第２マーキング材を使用して印刷された見掛けの色が変化して、色精度と濃度が劣化することになる。したがって、電荷分光器におけるｑ／ｄ値の目測において、２つの色が基本的に完全に重なり合って混合色だけが目に見える状態になるように、摩擦電気の電荷配分は基本的に同一でなければならない。広範囲にわたる条件下で良好な性能を得るために、トナーと現像剤の摩擦電気電荷は、様々な環境条件であっても出来うる限り不変でなければならない。

乳化凝集トナーにとって、異なる顔料を使用したトナーの摩擦電気電荷は実質的に同一であることが分かった。言いかえれば、顔料粒子は、乳化凝集トナーの摩擦電気電荷に影響を与えない。したがって、添加剤および任意の電荷制御剤が同一である限り、どの色の乳化凝集トナーも、より低い色強度を有する乳化凝集トナーと混合することができる。以下に例１を示す。

一般に、第２マーキング材における第２トナーと第３トナーの比率は、第２マーキング材がＴＲＣの特に不安定な領域と同様の色強度、および／または第１マーキング材のみで表現した場合にハーフトーンドットが目立って非常に好ましくない状態になるような色強度となるように構成する。ＴＲＣのこれらの領域は、第１マーキング材のみで表現した場合の実質的なノイズ誘起領域である。実施形態では、この比率は使用するプリント機構または顧客の要望に基づいて調節することができる。例えば、第１マーキング材の実質的なノイズ誘起領域は、青空や肌色の画像領域などのトナー再現曲線のハイライトから中間トーンの範囲であってもよい。最後に、実質的なノイズ誘起領域は、特定の印刷構成の結果生じるピークノイズ範囲であってもよく、あるいはプリント機構の部品の寿命により変化してもよい。例えば、印刷構成によっては、ハイライト領域のピークノイズ領域は１０−３０％のトナー面積範囲部分に生じ、他の印刷構成では、ピークノイズ領域は、３０−７０％の面積範囲部分などの中間トーン領域で顕著に生じるかもしれない。同様に、このピークノイズ領域は印刷構成における部品の寿命に従って変化してもよい。このように、第２マーキング材を構成するトナーの比率を調節してトナー再現曲線上の特定の位置においてある色強度を実現することにより、プリント画質を向上することができる。

具体的には、第２マーキング材の色強度は、フルカラートナーと混合する低い色強度を有するトナーの量を変えることにより制御することができる。このように、どの特定の色の強度も単に２つの成分を調合することにより達成することができる。例えば、１％の顔料を含有する低濃度カラートナーの代わりに、同等の５％の顔料を含有するカラートナーとクリアトナーの１：５ブレンドを使用することができる。この方法の利点は、新しいトナー、例えばクリアトナー１つだけを開発、製造、保存することにより、幅広い種類の低濃度トナーの同等物を得ることができる点である。

カラートナーと低い色強度を有するトナーの混合物は、低濃度カラートナーとは構造上または化学上同等ではないため、この利点は驚くべき意外なものであった。カラートナー粒子は、樹脂粒子内に分散した顔料と樹脂粒子表面の任意の添加剤により構成される。そして、低濃度カラートナー粒子は少量の顔料を含有する樹脂粒子から構成される。したがって、低濃度カラートナーは、それぞれが均一で少量の顔料を含有する多数の樹脂粒子により構成される。一方、カラートナーと低い色強度を有するトナーの混合物は、いくつかの樹脂粒子とそこに分散した満量の顔料と、少量の顔料と変更された任意の顔料を有するいくつかの樹脂粒子または実施形態によっては顔料を含有しないいくつかの樹脂粒子から構成される。このように樹脂粒子内の顔料の分布が均一でないという点において、カラートナーとクリアトナーの混合物は既知の低濃度カラートナーと異なっている。

図１は、本画像成形方法を実行可能な画像形成装置の一例を示す。この画像形成装置は、米国特許出願公開第２００７／００６３０４７号に示されるものと実質的に同じである。

図１に示す画像形成装置はタンデム式の装置であり、色成分トナー画像を電子写真形式で形成する複数の画像形成ユニット４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋおよび４１Ｂ）、画像形成ユニット４１で形成された色成分トナー画像を順次転写（一次転写）して色成分トナー画像を保持する中間転写ベルト４６、中間転写ベルト４６上に転写されたオーバーラップ画像を用紙（媒体）Ｐへ一括して転写（二次転写）する二次転写ユニット４１０、および二次転写された画像を用紙Ｐに定着するための定着ローラ４４０を含む。

この画像形成装置は、ブラック（Ｋ）トナー画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｋ、およびイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）のトナー画像を形成する画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍおよび４１Ｃを備える。画像形成ユニット４１Ｂは第２マーキング材を扱う。この実施形態では、第２マーキング材はクリアトナーとシアントナーの混合物である。しかしながら、別の実施形態では、第２マーキング材はクリアトナーとマゼンタトナーの混合物、クリアトナーとブラックトナーの混合物、またはクリアトナーと他の色のフルカラートナーの混合物である。

別の実施形態では、画像形成装置はハウジングと呼ばれる別の画像形成ユニットをさらに備えてもよい。これらのハウジングは、更なる第２マーキング材を印刷することができる。例えば、画像形成装置は６つのハウジングを備えてもよく、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、クリアトナーとシアントナーの混合物、およびクリアトナーとマゼンタトナーの混合物を収容する。別の実施形態では、画像形成装置は７つのハウジングを備えてもよく、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、クリアトナーとシアントナーの混合物、クリアトナーとマゼンタトナーの混合物、およびクリアトナーとブラックトナーの混合物を収容する。最後に、画像形成装置は８つのハウジングを備えてもよく、それぞれＣＭＹＫプロセスカラーと、クリアトナーと各プロセスカラートナーの混合物を収容する。

本実施形態によると、各画像形成ユニット４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋおよび４１Ｂ）において、矢印Ａ方角に回転する感光ドラム４２の周りには、感光ドラム４２を帯電させる帯電器４３、感光ドラム４２（図中、露光ビームはBmで示す）上に静電潜像を露光するためのレーザー露光装置４４、可視トナー画像として感光ドラム４２上に静電潜像を形成するために、対応する色成分トナーを収容する現像装置４５、感光ドラム４２上に形成された色成分トナー画像を中間転写ベルト４６上へ転写する一次転写ロール４７、および感光ドラム４２上の残留トナーを取り除くドラムクリーナ４８などの電子写真式装置が順に配置されている。画像形成ユニット４１はそれぞれ、中間転写ベルト４６の上流でイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、およびこの実施形態ではシアンとクリアトナーのブレンドである淡色ブレンドカラー（Ｂ）の順序で配置される。

中間転写ベルト４６は、モータ（図示せず）で駆動される中間転写ベルト４６を回転させるドライブロール４１５、中間転写ベルト４６へ一定の張力を与え、中間転写ベルト４６の蛇行を防ぐ機能を有するテンションローラ４１６、中間転写ベルト４６を支持するアイドルローラ４１７、およびバックアップローラ４１２（後述）などの様々なローラによって図中矢印Ｂ方向に回転可能である。

トナー電荷極性とは逆の極性の電圧を一次転写ロール４７に印加すると、感光ドラム４２上のトナー画像は静電的に中間転写ベルト４６へ順に吸引され、オーバーラップトナー画像が中間転写ベルト４６上に形成される。さらに、二次転写ユニット４１０は、中間転写ベルト４６のトナー画像支持面に対して押圧された状態で配置された二次転写ロール４１１と、二次転写ロール４１１のカウンタ電極を形成するために中間転写ベルト４６の裏側に配置されたバックアップローラ４１２を含む。二次転写バイアスが安定供給される金属給紙ロール４１３は、バックアップローラ４１２と接触した状態で配置される。

二次転写後に中間転写ベルト４６の表面をクリーニングするベルトクリーナ４２１を二次転写ロール４１１の下流に配置する。

さらにこの実施形態では、用紙搬送システムは、用紙Ｐを格納するための紙トレー４３０、紙トレー４３０上に積重ねられ用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップローラ４３１、およびに、ピックアップローラ４３１が送り出した用紙Ｐを搬送する搬送ロール４３２、搬送ロール４３２によって搬送された用紙Ｐを二次転写ユニット４１０の二次転写位置へ供給する搬送シュート４３３、および二次転写後の用紙Ｐを定着ローラ４４０へ搬送するための転写ベルト４３４を含む。

次に、例示の画像形成装置を使用した画像印刷方法の実施形態について説明する。ユーザがスタートスイッチ（図示せず）押すと、所定の画像形成プロセスが実行される。具体的には、例えばカラープリンタとして画像形成装置を実行する場合、例えばネットワーク（図示せず）から送信されたデジタル画像信号がメモリ（図示せず）に一時的に格納され、５色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＫおよびＢ）のデジタル画像信号に基づいてカラートナー画像が形成される。

すなわち、画像形成ユニット４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋおよび４１Ｂ）は、イメージ処理の実行によって得られるカラー画像記録信号に基づいて駆動される。各画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋおよび４１Ｂは、対応する画像記録信号に基づいて、帯電器４３によって一様に帯電された感光ドラム４２上にレーザー露光装置４４によって静電潜像を形成する。画像形成ユニットでは、対応色のトナー画像を形成するために対応色トナーが格納された現像装置４５により、形成された静電潜像を現像する。

各感光ドラム４２上に形成されたトナー画像は、感光ドラム４２と中間転写ベルト４６が互いに接する一次転写位置において一次転写ロール４７が印加する一次転写バイアスによって、感光ドラム４２から中間転写ベルト４６表面へ一次転写される。こうして、中間転写ベルト４６へ一次転写されたトナー画像は、中間転写ベルト４６上で互いに重ね合わされて、中間転写ベルト４６の回転により二次転写位置へ搬送される。

一方、用紙Ｐは所定のタイミングで二次転写ユニット４１０の二次転写位置へ搬送され、二次転写ロール４１１と中間転写ベルト４６（バックアップロール４１２）の間に挟入される。中間転写ベルト４６上で支持されたオーバーラップトナー画像は、二次転写ロール４１１とバックアップロール４１２の間に形成された二次転写電界の作用によって用紙Ｐに二次転写される。

その後、トナー画像が転写された用紙Ｐは運送ベルト４３４上で定着ローラ４４０へと搬送され、トナー画像が定着される。一方、二次転写後の中間転写ベルト４６では、ベルトクリーナ４２１によって残留トナーが取り除かれる。

本発明は以下に挙げる例において詳細に説明されるが、これらは限定的に解釈してはならない。以下の例において、特に指定がない限り、すべての”％”は重量％による表示である。

１４種類のパントーン（商標）原色であるパントーンブラック、パントーンリフラックスブルー、パントーンプロセスブルー、パントーンイエロー、パントーンイエロー０１２、パントーンルビーレッド、パントーンウォームレッド、パントーングリーン、パントーンオレンジ０２１、パントーンブルー０７２、パントーンレッド０３２、パントーンローダミンレッド、パントーンバイオレットおよびパントーンパープル、ならびにクリアトナーにおける乳化凝集トナーの平均摩擦電気電荷は、２１℃、相対湿度５０％において２９．０μＣ／ｇ、標準偏差９μＣ／ｇであった。上記１５の各例における任意の添加剤は、日本アエロジル社の１．７％のＲＹ５０シリカ、信越化学工業社の０．７４％のＸ２４、およびテイカ社の０．３７％のＪＭＴ２０００であり、これらをここでは添加剤設計Ａと呼ぶ。

同様に、乳化凝集トナーから作られた現像剤の摩擦電気電荷も、多くの色において一定であることが分かった。ここではキャリアＡと呼ばれるＳＣＭＢキャリアは、パウダーテック社製の３５ミクロンのフェライト磁心で構成され、７５重量％のＰＭＭＡ、９重量％のカーボンブラック、１０重量％のメラミンおよび６重量％のカイナーを２００℃で０．８重量％被覆し、クリアトナー、５％のＲ３３０＋１％のＰＢ１５：３、７．２％のＰＢ１５：３＋１．８％のＰＶ２、７％のＰＢ１５：３、１７％のＰＹ１４、３．２％のＰＲ：１２２＋４．８％のＰＲ２３８、８％のＰＲ：４８．１、１３．３％のＰＧ７、６％のＰＢ１５：３＋ＰＶ２３、８％のＰＲ１２２、１３％のＰＹ７４、１５％のＰＹ７４、５．７％のＰＢ：１５：３、１．９％のＰＢ１５：３、１２％のＰＲ４８．１、６％のＰＲ２３８＋６％のＰＲ１２２、２％のＰＲ８１：３＋０．５％のＰＶ３、９％のアルカリブルー、８％のＰＲ８１：２、７％のＰＹ１７、１２．５％のＰＹ１７、３．８％のＰＢ１５：３、１５％のＰＯ３６、８％のＰＲ５３：１、６．４％のＰＲ４８：１＋１．６％のＰＲ２２、２．５％のＰＶ２３、１３．３％のＰＧ７、７％のＰＢ１５：３、１０％のＰＢ１５：３、１７％のＰＹ１４、８％のＰＲ：４８．１、１０％のＰＢ１５：３、３．２％のＰＲ：１２２＋４．８％のＰＲ２３８、７．２％のＰＢ１５：３＋１．８％のＰＶ２３、８％のＰＲ１６９＋ＰＲ１２２を含む３５種類の有色トナーである乳化凝集トナーに加えた。上記各トナーは任意の添加剤である添加剤設計Ａを含むものとした。その結果、平均摩擦電気電荷は、２１℃、相対湿度５０％において、２６．４μＣ／ｇ、標準偏差４．５μＣ／ｇとなった。したがって、各トナーに同一の任意の添加剤を使用する限り、異なる色の乳化凝集トナーから作られた現像剤を問題なく混合することができる。

両方ともに添加剤設計Ａを有する乳化凝集パントーン（商標）のグリーントナーと乳化凝集クリアトナーの５０：５０混合物を、１つの現像剤としてＳＣＭＢキャリアＡとブレンドした。また、５０：５０トナーブレンドとキャリアＡを混合した補充剤も調製し、さまざまな面積範囲ストレス下で１０，０００回の印刷テストを行い、ブレンドの色彩安定性を検証した。印刷物のトナー溶融はオフラインで行い、プリントの色をＬ＊ａ＊ｂ＊値として評価し、これに基づいてｄＥ２０００を測定して定量的に色ずれの評価を行った。図２Ａ〜２Ｄで示すように、グリーン／クリアトナーのブレンドは、同一の条件下における単一色のグリーントナーと同様の色変化を示した。したがって、図２Ａ〜２Ｄで示すように、クリアトナーとカラートナーのブレンドにより、１０Ｋの印刷テストにおいて優れた色彩安定性を提供する安定したブレンドカラー現像剤が得られる。測定されたｄＥの合計は、計３ｄＥ以内という色彩安定性に関する目標値の範囲内である１ｄＥ未満だったため、プリント上での色変化は感知されない。

１７％のピグメントイエロー１４で調製された乳化凝集イエロートナー、および７％のピグメントブルー１５．３で調製された乳化凝集ブルートナーの２つを摩擦電気電荷の異なるトナーとして選択した。乳化凝集イエロートナーにおいて異なる電荷を生成するために、異なる種類の顔料分散剤であるアニオン界面活性剤を有するイエロー顔料を選択した。他のすべてのトナーは、アルカリ安定化アクリル樹脂を用いたサンフレキシバース（登録商標）顔料で調製した。その結果、分散剤の変化により、イエローの摩擦電荷が高くなった。そこで、イエロートナーをゼロックスＤＣ３５３５において印刷し、１０，０００回以上印刷を行った結果、平均摩擦電荷は７％ＴＣにおいて２５．３となった。第２の印刷テストでは、ブルートナーを１０，０００回印刷したところ、平均摩擦電荷は７％ＴＣにおいて１８．８であった。第３の印刷テストでは、各々異なる摩擦電気の電荷を有する同一の乳化凝集イエローおよびブルートナーを１：１比率でブレンドした。この比較例においては、カラートナーとクリアトナーの代わりに、異なる色を有する２つのトナーを使用したため、外観検査で容易に結果を判別することができた。

図４に示すように、ブルートナーはイエローよりも低い平均電荷値を有しているため、２つを混合調製する場合、２色の電荷差は異なる電荷配分をもたらす。これはｑ／ｄ線で見ることができる。図３Ａ〜３Ｄで示すように、２つのトナーはこのように異なる現像過程を辿るため、色ズレを引き起こす。したがって、この比較例によると、２つのトナーを混合して新たな色のトナーの生成を実現するには、２つのトナーが同様の摩擦電気特性を有していなければならないことが分かる。

４１画像形成ユニット、４２感光ドラム、４３帯電器、４４レーザー露光装置、４５現像装置、４６中間転写ベルト、４７一次転写ロール、４８ドラムクリーナ、４１０二次転写ユニット、４１１二次転写ロール、４１２バックアップローラ、４１３金属給紙ロール、４１６テンションローラ、４１７アイドルローラ、４２１ベルトクリーナ、４３０紙トレー、４３１ピックアップローラ、４３２搬送ロール、４３３搬送シュート、４３４転写ベルト、４４０定着ローラ。

Claims

基材の一領域に、少なくとも１つの、第１色相を有する第１トナーから成る第１マーキング材を印刷する工程と、
前記基材の同一領域に、少なくとも１つの第２マーキング材を印刷する工程とを含む画像印刷方法であって、
前記少なくとも１つの第２マーキング材は、少なくとも第２および第３トナーの混合物から成り、前記第２および第３トナーの少なくとも１つが、前記第１マーキング材より低い色強度を有し、前記第２マーキング材は前記第１色相と同一の色相を有し、
前記第２マーキング材における前記第２トナーと前記第３トナーの比率は、前記第２マーキング材が、前記第１マーキング材のトナー再現曲線の実質的なノイズ誘起領域と同一の色強度を有するような比率となることを特徴とする画像印刷方法。