JP2015018121A

JP2015018121A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2015018121A
Application number: JP2013145732A
Authority: JP
Inventors: 久保　昌彦; Masahiko Kubo; 昌彦久保; 淳小谷津; Atsushi Koyatsu; 岡田　圭一; Keiichi Okada; 圭一岡田; 陽介田代; Yosuke Tashiro
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: JP6136676B2

Abstract

【課題】白色の色材を用いた場合に、転写ディフェクトや定着ディフェクトを抑制するとともに、白色の色材と白色以外の基本色の色材とのレジストレーションのずれを抑制し、生産性を向上させる。【解決手段】プロセス制御部３０は、白色の色材と複数の基本色の色材とを記録媒体に一括して転写して定着させる第１出力モード、及び、白色の色材を用いずに複数の基本色の色材を記録媒体に転写して定着させる第２出力モードの中から選択されたモードに従い、画像形成部２０を制御する。プロセス制御部３０は、第１出力モードが選択された場合には記録媒体上の複数の基本色の色材量に関する第１パラメータ値に従って画像形成を制御し、第２出力モードが選択された場合には記録媒体上の複数の基本色の色材量に関する第２パラメータ値に従って画像形成を制御する。第１パラメータ値は第２パラメータ値よりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

トナーやインク等の色材を用いて画像を形成する画像形成装置の中には、白色（Ｗ）トナーや白色インク等を用いるものがある。例えば、透明材や反射率の低い色紙といった記録媒体上に画像を形成する場合、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）等のカラーの色材からなるカラー層の下に白色の色材からなる下地層が形成される。つまり、カラー層の下に白色下地層を設けることにより、色再現性の低下が防止又は軽減されている。

なお、特許文献１には、トナー顔料として酸化チタンや炭酸カルシウム等を用いることにより、白色が電子写真方式の画像形成装置で得られることが開示されている。

特開平６−１８６７８７号公報

ところで、画像形成装置においては、転写ディフェクト（トナーの飛び散り等）や定着ディフェクト（トナーの定着不良等）を防止するためにトナー総量制限値が設けられている。白色下地層の白色度は、それを構成する白色の色材の量が多いほど高くなる。よって、良好な色再現性を生じさせるためには、白色下地層を構成する白色の色材の量を増大させることが望ましい。しかしながら、カラーの色材と白色の色材とを記録媒体に一括して転写して定着させる場合、白色の色材を用いずにカラーの色材のみを記録媒体に転写して定着させる場合と比べて、色材の総量が増大して転写ディフェクトや定着ディフェクトが発生しやすくなる。そこで、カラーの色材と白色の色材とを記録媒体に別々に転写して定着させることが考えられる。この手法においては、記録媒体に白色の色材を転写して定着させることで記録媒体上に白色下地層を形成し、その後、白色下地層上にカラーの色材を転写して定着させることで白色下地層上にカラー層を形成する。この場合、カラーの色材と白色の色材とを記録媒体に一括して転写して定着させる場合と比べて、一度の転写定着プロセスに用いられる色材の総量が減少するので、転写ディフェクトや定着ディフェクトの発生が抑制される。しかしながら、転写及び定着を少なくとも２回行う必要があるため、生産性が低下する。また、１回目の転写及び定着によって形成された白色下地層の上に、２回目の転写及び定着によってカラー層を形成する必要があるため、カラー層と白色下地層とのレジストレーション（見当合わせ（各色版の位置合わせ））がずれるおそれがある。

本発明の目的は、白色の色材を用いた場合に、転写ディフェクトや定着ディフェクトの発生を抑制するとともに、白色の色材と白色以外の基本色の色材とのレジストレーションのずれを抑制し、また、生産性を向上させることである。

請求項１に係る発明は、記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、白色の色材と白色以外の複数の基本色の色材とを記録媒体に一括して転写して定着させる第１出力モード、及び、白色の色材を用いずに複数の基本色の色材を記録媒体に転写して定着させる第２出力モードの中から選択されたモードに従い、前記画像形成手段による画像形成を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第１出力モードが選択された場合には記録媒体上の複数の基本色の色材量に関する第１パラメータ値に従って前記画像形成を制御し、前記第２出力モードが選択された場合には記録媒体上の複数の基本色の色材量に関する第２パラメータ値に従って前記画像形成を制御し、前記第１パラメータ値は前記第２パラメータ値よりも小さい値である、ことを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に係る発明は、前記第１パラメータ値は、前記第１出力モードにおいて記録媒体上に形成される複数の基本色の色材量を指定する値であり、前記第２パラメータ値は、前記第２出力モードにおいて記録媒体上に形成される複数の基本色の色材量を指定する値であり、前記制御手段は、前記第１出力モードにおいて記録媒体上に形成される複数の基本色の色材量が、前記第２出力モードにおいて記録媒体上に形成される複数の基本色の色材量よりも少なくなるように、前記画像形成を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

請求項３に係る発明は、前記制御手段は、前記第１出力モードでは、複数の基本色の色材量の比率を維持しつつ各基本色の色材量を制限する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項４に係る発明は、前記制御手段は、複数の基本色の色材目標量と総量制限値とに基づき総色材目標量を算出し、前記総色材目標量から白色の色材目標量を減算することで、基本色の色材総目標量を算出し、基本色の色材総目標量と各基本色の色材目標量とに基づき、複数の基本色の色材量の比率を維持しつつ各基本色の色材量を削減することで各基本色の色材設定量を算出し、前記第１出力モードにおいては、白色の色材目標量と各基本色の色材設定量とに基づき、前記画像形成を制御する、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置である。

請求項５に係る発明は、前記画像形成手段は、像保持体を帯電させ、帯電した像保持体に対して画像信号に応じた光を照射して静電潜像を形成し、トナーを含む現像剤によって静電潜像を現像し、現像されたトナー像を記録媒体に転写して定着させることで、記録媒体上に画像を形成し、前記制御手段は、前記画像形成手段が前記像保持体の表面に照射する光の強度、前記画像形成手段が前記像保持体の表面を帯電させるときの帯電電位、前記画像形成手段が現像剤によって静電潜像を現像するときの現像電位、及び、前記画像形成手段が前記トナー像を記録媒体に転写させるときに用いる転写電流のうちの少なくとも１つを前記第１パラメータ値又は前記第２パラメータ値に従って制御する、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置である。

請求項１に係る発明によると、白色の色材を用いた場合に、転写ディフェクトや定着ディフェクトの発生が抑制されるとともに、白色の色材と基本色の色材とを記録媒体に別々に転写して定着させる場合と比べて、白色の色材と基本色の色材とのレジストレーションのずれが抑制され、また、生産性が向上する。

請求項２に係る発明によると、白色の色材を用いた場合であっても、記録媒体上に形成される色材の総量の増大が抑制される。

請求項３に係る発明によると、本発明の構成を有していない場合と比較して、色再現性の低下が抑制される。

請求項４に係る発明によると、本発明の構成を有していない場合と比較して、白色の色材量を維持しつつ、色再現性の低下が抑制される。

請求項５に係る発明によると、画像形成手段による各処理を制御することで、各モードにおける色材量が制御される。

実施形態に係る画像形成装置の構造の一例を示す図である。実施形態に係る画像形成部及びプロセス制御部の一例を示す図である。参考例に係る画像構造体を示す図である。トナー重量と転写ディフェクトとの関係を示すグラフである。実施形態に係る処理の一例を示すフローチャートである。実施形態に係る画像構造体の一例を示す図である。実施形態及び参考例の評価結果を示す表である。

図１に、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を示す。画像形成装置１は、画像受付部１０と、画像形成部２０と、プロセス制御部３０とを含み、複数の色材を用いて、画像信号に応じた画像を記録紙等の記録媒体上に形成するものである。本実施形態では、色材としてトナーが用いられる。他の色材としてはインク等があげられる。

本実施形態では、画像形成装置１は、第１出力モード及び第２出力モードの中から選択されたモードに従い、画像を記録媒体に形成する。第１出力モードは、白色（Ｗ）のトナーと白色以外の複数の基本色のトナーとを記録媒体に一括して転写して定着させるモードである。第２出力モードは、白色トナーを用いずに複数の基本色トナーを記録媒体に転写して定着させるモードである。基本色としては、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の４色が用いられる。但し、本発明はこの例に限定されるものではなく、５色以上の色が基本色として用いられてもよい。例えば、オレンジ（Ｏ）、バイオレット（Ｖ）及びグリーン（Ｇ）等の色が本実施形態の基本色に含まれてもよい。以下では、ＣＭＹＫの４色を基本色として説明し、基本色のトナーを「カラートナー」と称することとする。

画像受付部１０は、画像を形成するために与えられた画像信号と出力モード信号とを受け付ける。画像信号は、画像形成部２０が形成するトナーの色に対応しており、例えば、ＣＭＹＫの４色の色成分に分けられた各画素の階調値、又は、ＣＭＹＫＷの５色の色成分に分けられた各画素の階調値を含む。出力モード信号は、第１出力モード又は第２出力モードを示す。例えば、画像信号にＣＭＹＫＷの５色の階調値が含まれる場合、出力モード信号は第１出力モードを示すことになり、画像信号にＣＭＹＫの４色の階調値が含まれる場合、出力モード信号は第２出力モードを示すことになる。

画像形成部２０は、給紙トレイ２１と、画像形成エンジン２２と、中間転写ベルト２３と、２次転写器２４と、定着器２５と、搬送路２６とを含み、画像受付部１０から供給された画像信号に応じた画像を記録媒体に形成する。

給紙トレイ２１は、複数枚の記録媒体を収容するものである。給紙トレイ２１に収容された記録媒体は、給紙トレイ２１から一枚ずつ取り出され、２次転写器２４及び定着器２５を経由して排紙口へと繋がる搬送路２６上を順次搬送されるようになっている。

画像形成エンジン２２は、ＣＭＹＫＷ又はＣＭＹＫの各色の画像信号に応じた各色のトナー像を中間転写ベルト２３に重畳して形成する。

２次転写器２４は、画像形成エンジン２２によって各色のトナー像が重畳形成された中間転写ベルト２３のベルト面と、給紙トレイ２１から搬送路２６経由で搬送されてくる記録媒体とが、転写位置に到達すると、主動ロールの作用によってトナー像を中間転写ベルト２３から記録媒体へと転写する。

定着器２５は、記録媒体に転写されたトナー像を定着する。具体的には、定着器２５は、内部に加熱源を有する加熱ロールと加圧ロールとで搬送路２６を挟むことによって接触領域を形成する。２次転写器２４によるトナー像の転写を経た記録媒体がこの接触領域に移動させられると、定着器２５は、加熱ロールによる加熱作用と加圧ロールによる加圧作用とによってトナー像を記録媒体に定着する。

プロセス制御部３０は、画像受付部１０から供給された画像信号と出力モード信号とに基づき、画像形成部２０を制御するための制御パラメータを求め、当該制御パラメータに基づき画像形成部２０を制御する。例えば、プロセス制御部３０は、出力モード信号が第１出力モードを示す場合、第１出力モードで画像形成部２０を動作させ、出力モード信号が第２出力モードを示す場合、第２出力モードで画像形成部２０を動作させる。制御パラメータは、プロセス制御部３０の図示しないメモリに予め記憶されている。

画像形成エンジン２２は、一例として、イエロー（Ｙ）のトナー像を中間転写ベルト２３に形成するＹ機構、マゼンダ（Ｍ）のトナー像を中間転写ベルト２３に形成するＭ機構、シアン（Ｃ）のトナー像を中間転写ベルト２３に形成するＣ機構、ブラック（Ｋ）のトナー像を中間転写ベルト２３に形成するＫ機構、及び、白色（Ｗ）のトナー像を中間転写ベルト２３に形成するためのＷ機構を含む。一例として、中間転写ベルト２３の上流側から順番に、Ｙ機構、Ｍ機構、Ｃ機構、Ｋ機構及びＷ機構の順番で、各機構が配置されている。

次に、図２を参照して、画像形成エンジン２２及びプロセス制御部３０の詳細な構成について説明する。Ｙ機構、Ｍ機構、Ｃ機構、Ｋ機構及びＷ機構は同じ構成であるから、以下では、それらのうちの１つの機構のみを図２に示して説明する。

画像形成エンジン２２は、周回する感光体ドラム２０１を取り囲むように備えられた、帯電器２０２、電位センサ２０３、露光器２０４、現像器２０５、１次転写器２０６、トナー濃度センサ２０７、クリーナ２０８、レーザードライバ２０９、帯電器電源２１０、現像バイアス電源２１１及び環境センサ２１２を含む。

感光体ドラム２０１は、例えば電荷受容体としてのＯＰＣ（ＯｒｇａｎｉｃＰｈｏｔｏＣｏｎｄｕｃｔｏｒ：有機光電体）からなる電荷発生層や電荷輸送層を含む２層又は３層の光導電層が導体基板上に積層されることによって形成された像保持体である。感光体ドラム２０１は、図示しない駆動機構によってその中心軸を中心として図に示す矢印Ａの方向（例えば時計周り方向）へ回転させられる。

帯電器２０２は、感光体ドラム２０１の表面を一様に帯電させる一次帯電用のスコロトロンであり、感光体ドラム２０１の表面を予め設定された帯電電位に帯電させる。電位センサ２０３は、矢印Ａ方向に対して帯電器２０２の帯電位置よりも下流側、かつ、現像器２０５の現像位置よりも上流側の感光体ドラム２０１の表面電位を検知するセンサであり、検知した表面電位を示す表面電位信号をプロセス制御部３０に出力する。

露光器２０４は、ポリゴンミラーに向けてレーザー光を照射し、その反射光を感光体ドラム２０１の表面に照射することにより、光導電性により感光体ドラム２０１の表面電位を予め設定された電位まで低下させて静電潜像を形成する。

現像器２０５は、現像剤に含まれているトナーを用いて静電潜像を現像する。このとき、現像器２０５は、プロセス制御部３０による制御に応じた量のトナーを供給する。

１次転写器２０６は、感光体ドラム２０１の表面に形成されたトナー像が、その感光体ドラム２０１の回転に伴って、自身と感光体ドラム２０１とが中間転写ベルト２３を挟む位置（転写位置）に到達すると、そのトナー像を中間転写ベルト２３に転写する。具体的には、１次転写器２０６にはプロセス制御部３０が求めた制御パラメータに応じた大きさの１次転写電流が供給され、それに応じた電位（転写電位）に帯電された主動ロールと、感光体ドラム２０１との電位差によって静電力が発生し、その静電力の作用でトナー像が転写される。

トナー濃度センサ２０７は、トナー像が形成された感光体ドラム２０１の表面に検出光を照射し、その反射光の光量に応じてトナー像の濃度を検出し、検出したトナー像の濃度を示す信号を出力する。クリーナ２０８は、感光体ドラム２０１の表面の残留トナーや紙粉を除去する。

レーザードライバ２０９は、プロセス制御部３０が求めた制御パラメータに応じて、露光器２０４が照射する光の強度（露光量）を制御し、感光体ドラム２０１の表面に静電潜像を形成する。

帯電器電源２１０は、感光体ドラム２０１を帯電させるための電力を帯電器２０２に供給する。現像バイアス電源２１１は、現像バイアスを印加させるための電力を現像器２０５の現像ロールに供給する。帯電器２０２及び現像器２０５に供給される電力は、プロセス制御部３０が求めた制御パラメータに応じた電力である。

環境センサ２１２は、画像形成装置１内の温度及び湿度を検出し、検出値を示す温湿度信号をプロセス制御部３０に出力する。

次に、プロセス制御部３０の構成について説明する。プロセス制御部３０は、電位制御部３０１、現像制御部３０２及び転写制御部３０３を含む。

電位制御部３０１は、レーザードライバ２０９、帯電器電源２１０及び現像バイアス電源２１１の駆動を制御する。電位制御部３０１は、画像形成装置１の出力モードに応じて、記録媒体上における単位面積当たりのトナーの量ＴＭＡ（以下、「トナー重量」と称する）を制御するための制御パラメータに基づき各部を駆動させる。このトナー重量は、一例としてｇ／ｍ^２の単位で表される。

ここで、電位制御部３０１によるトナー重量の制御について説明する。現像時に現像器２０５から感光体ドラム２０１の表面に移るトナーの重量は、感光体ドラム２０１の表面電位と現像器２０５の現像バイアスとの電位差によって決まり、この電位差が小さいほど静電力が小さくなり、トナー重量は少なくなる。例えば、現像バイアス及び帯電電位を一定に維持し、露光量を少なくすると、露光された領域すなわち静電潜像の領域の電位は大きくなるため、静電潜像と現像バイアスとの電位差が小さくなり、トナー重量も少なくなる。また、帯電電位及び露光量を一定に維持し、現像バイアスを小さくした場合にも、現像バイアスと静電潜像との電位差が小さくなり、トナー重量は小さくなる。また、露光量及び現像バイアスを一定に維持し、帯電電位を大きくすると、これに応じて静電潜像の電位も高くなるため、静電潜像と現像バイアスとの電位差は小さくなり、トナー重量も少なくなる。このように、露光量、帯電電位及び現像バイアスに応じて、感光体ドラム２０１上のトナー重量が変化する。

電位制御部３０１は、目標とするトナー重量のトナー像が形成されるよう、画像信号に含まれる階調値と出力モードとに応じた各制御パラメータに基づき、レーザードライバ２０９、帯電器電源２１０及び現像バイアス電源２１１を制御する。

現像制御部３０２は、現像器２０５のトナー供給量を制御する。

転写制御部３０３は、画像形成装置１の出力モードに応じた１次転写電流制御信号を１次転写器２０６に供給し、１次転写器２０６に流れる１次転写電流を制御する。これにより、感光体ドラム２０１から中間転写ベルト２３に転写されるトナーの重量が制御される。具体的には、感光体ドラム２０１の表面電位と１次転写器２０６の転写電位とは逆極性であり、１次転写電流が小さくなるほどこれらの間に生じる静電力は小さくなるので、転写されるトナーの重量は減少する（転写率は低くなる）。一方で、１次転写電流を大きくするほど、これらの電位差は大きくなるので、中間転写ベルト２３に転写されるトナーの重量は増大する（転写率が高くなる）。

また、図２には図示しないが、プロセス制御部３０は定着制御部を含む。定着制御部は、図１に示す定着器２５の定着ロール温度に基づき、定着器２５の定着温度、定着速度及び定着圧力を制御する。

次に、図１を参照して、第１出力モード及び第２出力モードにおける画像形成装置１の動作について簡単に説明する。画像形成エンジン２２には、一例として、中間転写ベルト２３の上流側から順番に、Ｙ機構、Ｍ機構、Ｃ機構、Ｋ機構及びＷ機構の順番で各機構が配置されているため、第１出力モードでは、画像形成エンジン２２によって、ＹＭＣＫＷの順番で各色のトナー像が中間転写ベルト２３に転写される。これにより、ＹＭＣＫＷの各色のトナー像が中間転写ベルト２３に重畳して形成される。そして、２次転写器２４によって、中間転写ベルト２３から記録媒体にＹＭＣＫＷのトナー像が転写される。これにより、記録媒体上において白色トナー層が最下層となり、白色トナー層上にカラー層が重畳して形成される。そして、記録媒体に転写されたトナー像は、定着器２５によって定着される。

また、第２出力モードでは、画像形成エンジン２２によって、ＹＭＣＫの順番で各色のトナー像が中間転写ベルト２３に転写されることで、ＹＭＣＫの各色のトナー像が中間転写ベルト２３に重畳して形成される。そして、２次転写器２４によって、中間転写ベルト２３から記録媒体にＹＭＣＫのトナー像が転写され、記録媒体に転写されたトナー像は、定着器２５によって定着される。

ここで、図３を参照して、参考例に係る画像形成方法によって記録媒体（用紙）上に形成された画像構成体（各色のトナー層）について説明する。図３（ａ）に、ＣＭＹＫ４色のカラートナーで画像形成を行うモード（ＣＭＹＫ４色モード）によって形成された画像構造体を示し、図３（ｂ）に、ＣＭＹＫＷ５色のトナーで画像形成を行うモード（ＣＭＹＫＷ５色モード）によって形成された画像構造体を示す。なお、ＣＭＹＫ４色モードが、本実施形態の第２出力モードに相当する。

一例として、画像信号の各色の網点面積率（カバレッジイン：Ｃｉｎ）が１００％の場合、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）のそれぞれのトナー重量を３．５〜４．５ｇ／ｍ^２とし、ブラック（Ｋ）のトナー重量を最大で４．８ｇ／ｍ^２程度とし、白色（Ｗ）のトナー重量を最大で４．０ｇ／ｍ^２程度とする。

図３（ａ）に示すように、ＣＭＹＫ４色のカラートナーを用いる場合、４色のトナー重量の合計（総トナー重量）は、一例として１２．８ｇ／ｍ^２となる。一方、図３（ｂ）に示すように、ＣＭＹＫＷ５色のトナーを用いる場合、５色の総トナー重量は、一例として１６．８ｇ／ｍ^２（ＣＭＹＫ４色分のトナー重量（１２．８ｇ／ｍ^２）＋白色トナーのトナー重量（４．０ｇ／ｍ^２））となる。

ここで、図４を参照して、トナー重量と転写ディフェクトとの関係について説明する。図４のグラフにおいて、横軸はトナー重量（ｇ／ｍ^２）を示し、縦軸は、転写ディフェクトの一種であるトナーの飛び散りの度合い（グレード）を示す。例えば、グレードが「１」以下であれば、記録媒体上のトナーの飛び散りは目立ち難いが、グレードが高くなるほど、記録媒体上のトナーの飛び散りが目立ちやすくなる。図４に示すように、トナー重量が多くなるほどグレードが高くなり、トナーの飛び散りが目立ちやすくなる。例えば図３（ａ）に示すＣＭＹＫ４色モードの総トナー重量は１２．８ｇ／ｍ^２であるため、グレードはほぼ「１」となる。従って、転写ディフェクトは発生し難い。一方、図３（ｂ）に示すＣＭＹＫＷ５色モードの総トナー重量は１６．８ｇ／ｍ^２であるため、グレードはほぼ「４」となる。従って、転写ディフェクトが発生し、転写ディフェクトが目立ちやすくなる。このように、トナーの種類を増やすと総トナー重量が増大しやすくなるため、転写ディフェクトが発生しやすくなる。

そこで、本実施形態では、プロセス制御部３０は、第１出力モード（ＣＭＹＫＷ５色モード）において記録媒体上に形成されるカラートナーの総トナー重量を、第２出力モード（ＣＭＹＫ４色モード）において記録媒体上に形成されるカラートナーの総トナー重量よりも少なくしている。各モードにおいて、カラートナーの量を規定するために、個々のモード毎に後述するパラメータ値が定められている。プロセス制御部３０は、選択されたモード及び当該モード用のパラメータ値に従って、画像形成部２０の各部を制御する。このようなトナー重量を実現するために、露光量、帯電電位、現像バイアス、トナー供給量及び１次転写電流（転写電位）の各制御パラメータが、出力モード毎にプロセス制御部３０に記憶されている。そして、画像形成時において、画像受付部１０が画像信号を画像形成部２０に出力する一方、プロセス制御部３０によって第１出力モードが検知された場合、カラートナーの総トナー重量が第２出力モードにおけるカラートナーの総トナー重量よりも少なくなるように、各制御パラメータが決定されてトナー像が形成されることになる。

例えば、電位制御部３０１は、第１出力モードにおいて記録媒体上に形成されるカラートナーの総トナー重量を、第２出力モードにおいて記録媒体上に形成されるカラートナーの総トナー重量よりも少なくしている。具体的には、電位制御部３０１は、画像信号に含まれる階調値と出力モードとに応じた各制御パラメータに基づき、レーザードライバ２０９、帯電器電源２１０及び現像バイアス電源２１１を制御する。これらの制御パラメータは、出力モードを示す識別情報に対応付けられて電位制御部３０１の図示しないメモリに予め記憶されている。

また、現像制御部３０２は、第１出力モードにおいて記録媒体上に形成されるカラートナーの総トナー重量を、第２出力モードにおいて記録媒体上に形成されるカラートナーの総トナー重量よりも少なくしている。具体的には、現像制御部３０２は、画像信号に含まれる階調値と出力モードとに応じた制御パラメータに基づき、現像器２０５のトナー供給量を制御する。この制御パラメータは、出力モードを示す識別情報に対応付けられて現像制御部３０２の図示しないメモリに予め記憶されている。

また、転写制御部３０３は、第１出力モードにおいて記録媒体上に形成されるカラートナーの総トナー重量を、第２出力モードにおいて記録媒体上に形成されるカラートナーの総トナー重量よりも少なくしている。具体的には、転写制御部３０３は、画像信号に含まれる階調値と出力モードとに応じた制御パラメータに基づき、１次転写器２０６に流れる１次転写電流を制御する。この制御パラメータは、出力モードを示す識別情報に対応付けられて転写制御部３０３の図示しないメモリに予め記憶されている。

なお、第１出力モードが実行される場合、プロセス制御部３０は、露光量、帯電電位、現像バイアス、トナー供給量及び転写電位（１次転写電流）のすべてのパラメータを制御することで、カラートナーのトナー重量を第２出力モードにおけるカラートナーのトナー重量よりも少なくしてもよいし、これらのパラメータのうちの少なくとも１つを制御することで、カラートナーのトナー重量を制限してもよい。例えば、１次転写電流のみを変化させても、この電流値に応じた量のトナーが中間転写ベルト２３に転写されるので、記録媒体に形成されるトナーの重量が変化する。

次に、図５に示すフローチャートを参照して、第１出力モードにおける各カラートナーのトナー重量設定値を求める手順について説明する。トナー重量設定値は予め求められ、トナー重量設定値に対応する制御パラメータがプロセス制御部３０に予め記憶されることになる。一例として、プロセス制御部３０がトナー重量設定値を求める。

まず、プロセス制御部３０に、各カラートナーのトナー重量目標値（カラートナー重量目標値）と、１画素単位のトナー総量の制限値と、白色トナーのトナー重量目標値（白色トナー重量目標値）とが設定される（Ｓ０１）。

以下に、カラートナー重量目標値、トナー総量制限値及び白色トナー重量目標値を示す。
カラートナー重量目標値：Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’，Ｋ’
トナー総量制限値：ＴＡＣ
白色トナー重量目標値：Ｗ’

各カラートナー重量目標値は、第２出力モードにおいて、各基本色の網点面積率がある値のときに記録媒体に形成される各カラートナーのトナー重量に相当する。例えば、各基本色のカラートナー重量目標値は、各基本色の網点面積率が１００％のときに記録媒体に形成される各カラートナーのトナー重量に相当する。

トナー総量制限値ＴＡＣは予め決定された値であり、例えば、各色のトナー出力（網点面積率）の最大値をそれぞれ１００％とした場合、２４０％〜２８０％に設定される。但し、トナー総量制限値ＴＡＣの値は一例であり、３００％程度の値が設定されてもよい。

白色トナー重量目標値は、白色の網点面積率がある値のときに記録媒体に形成される白色トナーのトナー重量に相当する。例えば、白色トナー重量目標値は、白色の網点面積率が１００％のときに記録媒体に形成される白色トナーのトナー重量に相当する。

次に、プロセス制御部３０は、以下の式（１）に従い、カラートナー重量目標値とトナー総量制限値とに基づき、総トナー重量目標値Ｔａを求める（Ｓ０２）。
総トナー重量目標値Ｔａ＝（Ｃ’＋Ｍ’＋Ｙ’＋Ｋ’）×ＴＡＣ／４００・・・式（１）

総トナー重量目標値Ｔａは、第１出力モードにおいて記録媒体に形成されるＣＭＹＫＷ５色のトナー重量の合計に相当し、また、第２出力モードにおいて記録媒体に形成されるＣＭＹＫ４色のトナー重量の合計に相当する。すなわち、第１出力モードにおいて記録媒体に形成されるＣＭＹＫＷ５色のトナー重量の合計と、第２出力モードにおいて記録媒体に形成されるＣＭＹＫ４色のトナー重量の合計とが、一致又はほぼ一致することになる。

次に、プロセス制御部３０は、以下の式（２）に従い、総トナー重量目標値Ｔａから白トナー重量目標値Ｗ’を減算することで、カラートナー総重量目標値Ｔｃを求める（Ｓ０３）。
カラートナー総重量目標値Ｔｃ＝Ｔａ−Ｗ’・・・式（２）
カラートナー総重量目標値Ｔｃは、カラートナーに割り当てられた総トナー重量に相当する。

そして、プロセス制御部３０は、以下の式（３）に従い、カラートナーのトナー重量比を一定に維持する条件下で、カラートナー総重量目標値Ｔｃとカラートナー重量目標値Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’，Ｋ’とに基づき、各カラートナーのトナー重量設定値Ｃ’’，Ｍ’’，Ｙ’’，Ｋ’’（カラートナー重量設定値）を求める（Ｓ０４）。
Ｃ’’＝Ｔｃ×Ｃ’／（Ｃ’＋Ｍ’＋Ｙ’＋Ｋ’）
Ｍ’’＝Ｔｃ×Ｍ’／（Ｃ’＋Ｍ’＋Ｙ’＋Ｋ’）
Ｙ’’＝Ｔｃ×Ｙ’／（Ｃ’＋Ｍ’＋Ｙ’＋Ｋ’）
Ｋ’’＝Ｔｃ×Ｋ’／（Ｃ’＋Ｍ’＋Ｙ’＋Ｋ’）・・・式（３）

つまり、各カラートナーのトナー重量比を一定に維持しつつ、各カラートナーのトナー重量を制限する。カラートナー重量設定値Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’は、各基本色の網点面積率が１００％のときに記録媒体に形成される各カラートナーのトナー重量に相当する。各カラートナーのトナー重量が制限されているため、カラートナー重量設定値Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’は、元々のカラートナー重量目標値Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’よりも小さい。そのため、同じ網点面積率であっても、第１出力モードにおいて記録媒体に形成されるカラートナーのトナー重量は、第２出力モードにおいて記録媒体に形成されるカラートナーのトナー重量よりも少なくなる。一方で、第１出力モード及び第２出力モードにおいて記録媒体に形成されるトナーの総トナー重量は、総トナー重量目標値Ｔａによって規定されるため、第１出力モードにおいて記録媒体に形成されるＣＭＹＫＷ５色のトナー重量の合計と、第２出力モードにおいて記録媒体に形成されるＣＭＹＫ４色のトナー重量の合計とは、一致又はほぼ一致する。つまり、第１出力モードでは白色トナーを使用するので、カラートナーの総トナー重量を減らすことで、ＣＭＹＫＷ５色の総トナー重量を、第２出力モードにおけるＣＭＹＫ４色の総トナー重量に一致させる。

そして、第１出力モードにおいて、各基本色の網点面積率に応じたカラートナー重量設定値Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’を実現するための、露光量、帯電電位、現像バイアス、トナー供給量及び１次転写電流の各制御パラメータが、プロセス制御部３０に予め記憶される。例えば、各網点面積率に対応するカラートナー重量設定値Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’を予め求めておき、各網点面積率に応じたカラートナー重量設定値Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’を実現するための各制御パラメータを、プロセス制御部３０に予め記憶させておく。また、各網点面積率に対応する白トナー重量目標値Ｗ’を予め求めておき、各網点面積率に応じた白トナー重量目標値Ｗ’を実現するための各制御パラメータを、プロセス制御部３０に予め記憶させておく。本実施形態では、第１出力モードにおけるカラートナーのトナー重量は、同じ網点面積率であっても、第２出力モードにおけるカラートナーのトナー重量よりも少ない量である。

また、第２出力モードにおいて、各基本色の網点面積率に応じたカラートナー重量目標値Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’を実現するための、露光量、帯電電位、現像バイアス、トナー供給量及び１次転写電流の各制御パラメータが、プロセス制御部３０に予め記憶される。例えば、各網点面積率に対応するカラートナー重量目標値Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’を予め求めておき、各網点面積率に応じたカラートナー重量目標値Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’を実現するための各制御パラメータを、プロセス制御部３０に予め記憶させておく。

プロセス制御部３０は、画像受付部１０から供給された出力モード信号に基づき、画像信号の出力モードを特定する。出力モード信号が第１出力モードを示す場合、プロセス制御部３０は、画像信号に表されたＣＭＹＫの網点面積率に対応するカラートナー重量設定値Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’を実現するための制御パラメータに基づき、記録媒体に形成される各カラートナーのトナー重量がカラートナー重量設定値Ｃ’’Ｍ’’Ｙ’’Ｋ’’となるように、画像形成部２０の各部を制御する。また、プロセス制御部３０は、画像信号に表された白色の網点面積率に対応する白色トナー重量目標値Ｗ’を実現するための制御パラメータに基づき、記録媒体に形成される白色トナーのトナー重量が白色トナー重量目標値Ｗ’となるように、画像形成部２０の各部を制御する。

一方、出力モード信号が第２出力モードを示す場合、プロセス制御部３０は、画像信号に表されたＣＭＹＫの各網点面積率に対応するカラートナー重量目標値Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’を実現するための制御パラメータに基づき、記録媒体に形成される各カラートナーのトナー重量がカラートナー重量目標値Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’となるように、画像形成部２０の各部を制御する。

以上のように、白色トナーが用いられる第１出力モードが実行される場合、白色トナーが用いられない第２出力モードよりも、記録媒体に形成されるカラートナーのトナー重量を減らすことで、総トナー重量が減少して第２出力モードにおける総トナー重量と一致又はほぼ一致するので、転写ディフェクトや定着ディフェクトの発生が抑制される。

また、本実施形態では、白色トナーとカラートナーとを一括して記録媒体に転写して定着させているので、白色トナーとカラートナーとを別々に記録媒体に転写して定着させる場合と比べて、白色トナーとカラートナーとのレジストレーションのずれが発生し難くなり、また、生産性が向上する。すなわち、本実施形態では、カラートナーのトナー重量を減らしているので、白色トナーとカラートナーとを一括して記録媒体に転写して定着させても、転写ディフェクトや定着ディフェクトの発生が抑制されるので、白色トナーとカラートナーとを別々に記録媒体に転写して定着させずに済む。転写定着プロセスを複数回実行しなくて済むため、白色トナーとカラートナーとのレジストレーションのずれが発生し難くなり、また、生産性が向上する。

また、カラートナーのトナー重量が制限されても、白色トナーの重量とカラートナーの重量との合計である総トナー重量は、第２出力モードにおける総トナー重量と一致又はほぼ一致し、カラートナーのトナー重量の比率は一定に維持されるので、色再現性の低下が抑制される。

ここで、図６に、第１出力モードを実行することで記録媒体上に形成された画像構造体（各色のトナー層）を示す。第１出力モードでは、ＣＭＹＫＷの各色のトナーが一括して記録媒体に転写されて定着される。５色のトナーの総トナー重量は、一例として１２．９ｇ／ｍ^２であり、図３（ａ）に示すＣＭＹＫ４色の総トナー重量とほぼ同じ量である。また、実施形態に係る画像構造体と図３（ｂ）に示す参考例に係る画像構造体とを比較すると、白トナーのトナー重量は同じであるが、ＣＭＹＫ４色のカラートナーのトナー重量が異なる。実施形態に係る画像構造体におけるカラートナーのトナー重量は、上記の式（３）で求められた量であり、参考例に係る画像構造体におけるカラートナーのトナー重量よりも少なくなっている。このように、実施形態では、白色トナーを用いた場合にカラートナーのトナー重量が制限されて、総トナー重量は第２出力モードにおける総トナー重量とほぼ同じになるので、転写ディフェクトや定着ディフェクトが抑制される。

図７に、実施形態及び参考例の評価結果を示す。参考例１（２パス）では、白色トナーとカラートナーとを別々に記録媒体に転写して定着させる。具体的には、１回目の転写定着プロセスで記録媒体に白色トナーを転写して定着させ、２回目の転写定着プロセスで定着後の白色トナー層上にカラートナーを転写して定着させる。

参考例２（１パス）では、白色トナーとカラートナーとを一括して記録媒体に転写して定着させる。参考例２では、記録媒体上に形成されるカラートナーのトナー重量がカラートナー重量目標値Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’，Ｋ’となり、記録媒体上に形成される白色トナーのトナー重量が白色トナー重量目標値Ｗ’となるように、ＣＭＹＫＷ各色のトナーが記録媒体に形成される。図３（ｂ）に示す画像構造体が、参考例２（１パス）によって形成された画像構造体に相当する。

実施形態（１パス）では、本実施形態の第１出力モードに従い、白色トナーとカラートナートナーとを一括して記録媒体に転写して定着させる。

参考例１（２パス）では、２回の転写定着プロセスが必要となるので、生産性が低下し、レジストレーションのずれが大きくなる。また、参考例２（１パス）では、総トナー重量がトナー総量制限値を超えて転写ディフェクトが発生しやすくなり、また、カラートナーによる色再現性も低下する。これに対して、実施形態では、１回の転写定着プロセスで５色のトナーが記録媒体に形成されるので、生産性が向上し、また、レジストレーションのずれも発生し難くなる。また、総トナー重量がトナー総量制限値を超えないように画像形成部２０が制御されるので、転写ディフェクトの発生が抑制され、カラートナーによる色再現性の低下も抑制される。

なお、カラートナー以外の特色トナーとして、白色トナーの他に、金色トナーや銀色トナー等のメタリックトナーが用いられてもよい。例えば、白色トナーに替えてメタリックトナーを用いて第１出力モードを実行する場合も、プロセス制御部３０は、カラートナーのトナー重量が、第２出力モードにおけるカラートナーのトナー重量よりも少なくなるように、画像形成部２０の各部を制御する。このように、白色トナーに替えてメタリックトナーを用いた場合であっても、白色トナーを用いた場合と同様の効果が得られる。

１画像形成装置、１０画像受付部、２０画像形成部、２１給紙トレイ、２２画像形成エンジン、２３中間転写ベルト、２４２次転写器、２５定着器、２６搬送路、３０プロセス制御部、２０１感光体ドラム、２０２帯電器、２０３電位センサ、２０４露光器、２０５現像器、２０６１次転写器、２０７トナー濃度センサ、２０８クリーナ、２０９レーザードライバ、２１０帯電器電源、２１１現像バイアス電源、３０１電位制御部、３０２現像制御部、３０３転写制御部。

Claims

記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、
白色の色材と白色以外の複数の基本色の色材とを記録媒体に一括して転写して定着させる第１出力モード、及び、白色の色材を用いずに複数の基本色の色材を記録媒体に転写して定着させる第２出力モードの中から選択されたモードに従い、前記画像形成手段による画像形成を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記第１出力モードが選択された場合には記録媒体上の複数の基本色の色材量に関する第１パラメータ値に従って前記画像形成を制御し、前記第２出力モードが選択された場合には記録媒体上の複数の基本色の色材量に関する第２パラメータ値に従って前記画像形成を制御し、
前記第１パラメータ値は前記第２パラメータ値よりも小さい値である、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記第１パラメータ値は、前記第１出力モードにおいて記録媒体上に形成される複数の基本色の色材量を指定する値であり、前記第２パラメータ値は、前記第２出力モードにおいて記録媒体上に形成される複数の基本色の色材量を指定する値であり、
前記制御手段は、前記第１出力モードにおいて記録媒体上に形成される複数の基本色の色材量が、前記第２出力モードにおいて記録媒体上に形成される複数の基本色の色材量よりも少なくなるように、前記画像形成を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記第１出力モードでは、複数の基本色の色材量の比率を維持しつつ各基本色の色材量を制限する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、複数の基本色の色材目標量と総量制限値とに基づき総色材目標量を算出し、前記総色材目標量から白色の色材目標量を減算することで、基本色の色材総目標量を算出し、基本色の色材総目標量と各基本色の色材目標量とに基づき、複数の基本色の色材量の比率を維持しつつ各基本色の色材量を削減することで各基本色の色材設定量を算出し、前記第１出力モードにおいては、白色の色材目標量と各基本色の色材設定量とに基づき、前記画像形成を制御する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記画像形成手段は、像保持体を帯電させ、帯電した像保持体に対して画像信号に応じた光を照射して静電潜像を形成し、トナーを含む現像剤によって静電潜像を現像し、現像されたトナー像を記録媒体に転写して定着させることで、記録媒体上に画像を形成し、
前記制御手段は、前記画像形成手段が前記像保持体の表面に照射する光の強度、前記画像形成手段が前記像保持体の表面を帯電させるときの帯電電位、前記画像形成手段が現像剤によって静電潜像を現像するときの現像電位、及び、前記画像形成手段が前記トナー像を記録媒体に転写させるときに用いる転写電流のうちの少なくとも１つを前記第１パラメータ値又は前記第２パラメータ値に従って制御する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置。