JP2023003260A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像に現像剤抜けが発生することがなく、画像品位を高くすることができるようにする。【解決手段】複数の画像形成ユニットに配設された像担持体と、各像担持体の表面を露光して潜像を形成する露光装置と、潜像を現像して現像剤像を形成する現像器と、現像剤像に基づいて媒体に画像を形成する印刷処理部Pr1と、各画像形成ユニットのうちの所定の画像形成ユニットにおいて光輝性現像剤が使用される場合に、所定の画像形成ユニットの露光装置に供給される画像データの印刷画像密度を低くする印刷画像密度調整処理部Pr4とを有する。所定の画像形成ユニットにおいて光輝性現像剤が使用される場合に、画像データの印刷画像密度が低くされるので、媒体上の現像剤の形成量が少なくなる。画像において現像剤抜けが発生することがなく、媒体である下地が露出することがない。【選択図】図1
Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置、例えば、電子写真式のプリンタは画像形成ユニットを備え、該画像形成ユニットにおいて、帯電ローラによって一様に帯電させられた像担持体としての感光体ドラムの表面がLEDヘッドによって露光されて静電潜像が形成され、現像剤担持体としての現像ローラによって静電潜像が現像されて感光体ドラム上にトナー像が形成されるようになっている。そして、トナー像が、転写ローラによって用紙に転写され、定着器において用紙に定着させられて画像が形成される。
ところで、金属光沢を有する画像、すなわち、光輝性を有する画像を形成するために、トナーとして光輝性顔料を含有する光輝性トナーを使用するプリンタが提供されているが、光輝性トナーにおける光輝性顔料の含有量によっては、画像の金属光沢度が低くなる。そこで、光輝性顔料の含有量を最適化することによって画像の金属光沢度が高くされるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、画像に現像剤抜けとしてのトナー抜けが発生して、画像中に用紙である下地が露出することがあり、その場合、画像品位が低下してしまう。
本発明は、従来のプリンタの問題点を解決して、画像に現像剤抜けが発生することがなく、画像品位を高くすることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
そのために、本発明の画像形成装置においては、複数の画像形成ユニットに配設された像担持体と、該各像担持体の表面を露光して潜像を形成する露光装置と、前記潜像を現像して現像剤像を形成する現像器と、前記現像剤像に基づいて媒体に画像を形成する印刷処理部と、前記各画像形成ユニットのうちの所定の画像形成ユニットにおいて光輝性現像剤が使用される場合に、受信された印刷データに基づいて生成され、前記所定の画像形成ユニットの露光装置に供給される画像データの印刷画像密度を、前記印刷データの印刷画像密度より低くする印刷画像密度調整処理部とを有する。
本発明によれば、画像形成装置においては、複数の画像形成ユニットに配設された像担持体と、該各像担持体の表面を露光して潜像を形成する露光装置と、前記潜像を現像して現像剤像を形成する現像器と、前記現像剤像に基づいて媒体に画像を形成する印刷処理部と、前記各画像形成ユニットのうちの所定の画像形成ユニットにおいて光輝性現像剤が使用される場合に、受信された印刷データに基づいて生成され、前記所定の画像形成ユニットの露光装置に供給される画像データの印刷画像密度を、前記印刷データの印刷画像密度より低くする印刷画像密度調整処理部とを有する。
この場合、各画像形成ユニットのうちの所定の画像形成ユニットにおいて光輝性現像剤が使用される場合に、露光装置に供給される画像データの印刷画像密度が低くされるので、媒体上の現像剤の形成量が少なくなる。その結果、画像の金属光沢度を高くすることができる。また、画像において現像剤抜けが発生することがなく、媒体である下地が露出することがないので、画像品位を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。
図2は本発明の実施の形態におけるプリンタの概念図である。
図において、10はプリンタ、Csは該プリンタ10の筐体、Bdはプリンタ10の本体、すなわち、装置本体である。前記筐体Csは、前壁Wf、背壁Wr、頂壁Wt、底壁Wb、並びに前壁Wf側から後方を見たときの図示されない左側の第1の側壁及び図示されない右側の第2の側壁を備える。
前記装置本体Bdの下部に第1の媒体収容部としての用紙カセットTr1が配設され、該用紙カセットTr1に媒体としての用紙Pが収容される。そして、前記用紙カセットTr1の前端に隣接させて第1の給紙機構が配設される。該第1の給紙機構は、回転自在に配設され、回転に伴って用紙カセットTr1から用紙Pを繰り出すピックアップローラ31、繰り出された用紙Pを回転に伴って第1の媒体搬送路としての用紙搬送路Rt1に送るフィードローラ32、及び該フィードローラ32に当接させて配設され、用紙Pを1枚ずつ分離させるリタードローラ33を備える。第1の給紙機構によって給紙された用紙Pは、第1の給紙機構の上方に配設された第1~第3の搬送部材としての搬送ローラ対m1~m3が回転させられるのに伴って用紙搬送路Rt1を搬送される。
前記前壁Wfには、前端を装置本体Bd内に臨ませて、かつ、後端を前壁Wfから突出させて第2の媒体収容部としての用紙トレイTr2が配設され、該用紙トレイTr2に、例えば、用紙カセットTr1に収容することができない用紙サイズの用紙Pが載置される。そして、用紙トレイTr2の前端に隣接させて第2の給紙機構が配設され、該第2の給紙機構は、回転自在に配設され、回転に伴って用紙トレイTr2から用紙Pを繰り出すピックアップローラ34、繰り出された用紙Pを回転に伴って用紙搬送路Rt1に送るフィードローラ35、及び該フィードローラ35に当接させて配設され、用紙Pを1枚ずつ分離させるリタードローラ36を備える。第2の給紙機構によって給紙された用紙Pは、用紙搬送路Rt1に配設された前記搬送ローラ対m2、m3によって搬送される。
前記装置本体Bdの上部には、特色、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkが、後壁Wr側から前壁Wf側にかけて並べて配設され、各画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkに配設された像担持体としての各感光体ドラム21より上方に、各感光体ドラム21と対向させて、露光装置(露光部)としてのLEDヘッドHdが配設される。該各LEDヘッドHdは、画像データに対応するパターンの光を各感光体ドラム21の表面に照射して感光体ドラム21の表面を露光し、潜像としての静電潜像を形成する。
また、前記画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkの下方には転写ユニットu1が配設される。該転写ユニットu1は、画像形成ユニット20Sの下方に回転自在に配設され、転写用の駆動部としての図示されないベルトモータと連結され、該ベルトモータからの回転を受けて回転させられる第1のローラとしての駆動ローラR1、画像形成ユニット20Bkの下方に回転自在に配設され、前記駆動ローラR1の回転に伴って回転させられる第2のローラとしての従動ローラR2、駆動ローラR1及び従動ローラR2の下方に回転自在に配設され、駆動ローラR1及び従動ローラR2の回転に伴って回転させられる第3のローラとしてのバックアップローラR3、前記駆動ローラR1、従動ローラR2及びバックアップローラR3によって走行自在に張設され、駆動ローラR1、従動ローラR2及びバックアップローラR3の回転に伴って、各画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkに沿って矢印A方向に走行させられる中間転写部材としての転写ベルト44、該転写ベルト44を介して画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkの各感光体ドラム21とそれぞれ対向させて配設された第1の転写部材としての一次転写ローラ45、転写ベルト44を介して前記バックアップローラR3と対向させて配設された第2の転写部材としての二次転写ローラ46、転写ベルト44の走行方向におけるバックアップローラR3より下流側で、かつ、駆動ローラR1より上流側において、転写ベルト44の外面側から転写ベルト44に圧接させて回転自在に配設され、転写ベルト44の走行に伴って回転させられる逆屈曲部材としての逆屈曲ローラ53、前記転写ベルト44を介して逆屈曲ローラ53と対向させて配設され、転写ベルト44の走行に伴って連れ回りで回転させられるバックアップローラ54等を備える。
なお、前記画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkは、転写ベルト44の走行方向における上流側から下流側にかけて並べて配設され、画像形成ユニット20Sが最も上流側に、画像形成ユニット20Bkが最も下流側に置かれる。
前記各一次転写ローラ45は、各画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkにおいて、後述されるように感光体ドラム21上に形成される各色の現像剤像としてのトナー像を順次重ねて転写ベルト44に転写(一次転写)し、転写ベルト44上にカラーのトナー像を形成する。そのために、各一次転写ローラ45は各感光体ドラム21に向けて付勢され、各一次転写ローラ45と各感光体ドラム21との間に一次転写部が形成される。
前記二次転写ローラ46は、転写ベルト44上に形成されたカラーのトナー像を用紙Pに転写(二次転写)し、用紙Pにカラーのトナー像を形成する。そのために、二次転写ローラ46はバックアップローラR3に向けて付勢され、二次転写ローラ46とバックアップローラR3との間に二次転写部が形成される。
前記逆屈曲ローラ53及びバックアップローラ54は、用紙P上に画像を形成するに当たり、位置ずれが生じるのを防止するために配設される。
そして、前記用紙搬送路Rt1における前記二次転写部より下流側に、定着装置(定着ユニット)としての定着器50が配設される。該定着器50は、回転自在に配設され、内部にハロゲンランプ等の熱源としての図示されないヒータを備えた第1の定着部材としての加熱ローラ51、及び該加熱ローラ51に当接させて回転自在に配設された第2の定着部材としての加圧ローラ52を備え、二次転写部から送られた用紙P上のカラーのトナー像を加熱し、加圧することによって用紙Pに定着させ、カラーの画像を形成する。なお、該カラーの画像においては、各色のトナー像のうちの特色のトナー像が最も上に形成される。
また、前記用紙搬送路Rt1における定着器50より下流側に、第4~第7の搬送部材としての搬送ローラ対m4~m7が配設され、搬送ローラ対m7より下流側に排出部材としての排出ローラ対m8が配設される。前記カラーの画像が形成された用紙Pは、搬送ローラ対m4~m7によって搬送された後、排出ローラ対m8によって装置本体Bd外に排出され、頂壁Wtに形成された媒体載置部としてのスタッカskに積載される。
なお、前記プリンタ10は、用紙Pの両面に画像を形成する両面印刷の機能を有していて、用紙Pの両面に画像を形成する場合、用紙Pは、定着器50において用紙Pの表側面にトナー像が定着させられた後、搬送ローラ対m4、m5間において用紙搬送路Rt1から分岐させて形成された第2の媒体搬送路としての退避搬送路Rt2に送られ、該退避搬送路Rt2から更に分岐させて形成された第3の媒体搬送路としての反転搬送路Rt3に更に送られ、このとき、用紙Pが反転させられる。続いて、用紙Pは、用紙カセットTr1の上方を通り、搬送ローラ対m2、m3間で用紙搬送路Rt1に送られ、前記二次転写部において用紙Pの裏側面にトナー像が定着させられる。なお、用紙搬送路Rt1における退避搬送路Rt2が分岐する分岐点Ptに切替部材としてのセパレータSptが揺動自在に配設され、該セパレータSptが回動させられることによって、用紙Pが、用紙搬送路Rt1又は退避搬送路Rt2に選択的に送られる。
各画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkのうちの所定の画像形成ユニット、本実施の形態においては、画像形成ユニット20Sにおいて、特色の現像剤としてのトナーが使用される。また、画像形成ユニット20Y、20M、20C、20Bkにおいて、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナーとして、有機系の顔料、例えば、ピグメントイエロー、ピグメントマゼンタ、ピグメントシアン及びカーボンブラック等を含有するトナーが使用される。なお、本実施の形態において、トナーは一成分現像剤として使用されるようになっているが、キャリアと共に二成分現像剤として使用することができる。
次に、各画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkについて説明する。
画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkは、画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkの本体、すなわち、ユニット本体15に対して着脱自在に配設され、特色、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナーをそれぞれ収容する現像剤収容体としてのトナーカートリッジ16を備える。
前記ユニット本体15は、前記感光体ドラム21に当接させて回転自在に配設され、感光体ドラム21の回転と連れ回りで回転させられ、感光体ドラム21の表面を一様に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ22、感光体ドラム21に当接させて回転自在に配設され、LEDヘッドHdによって形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像剤担持体としての現像ローラ23、該現像ローラ23に当接させて回転自在に配設され、現像ローラ23にトナーを供給する供給部材としての供給ローラ24等を備える。なお、現像ローラ23、供給ローラ24等によって現像器が構成される。
プリンタ10の図示されない電源部によって、帯電ローラ22に帯電電圧である帯電バイアスが印加され、現像ローラ23に現像電圧である現像バイアスが印加され、供給ローラ24に供給電圧である供給バイアスが印加される。
次に、プリンタ10の動作について説明する。
用紙カセットTr1から第1の給紙機構によって用紙搬送路Rt1に繰り出された用紙Pが、搬送ローラ対m1~m3によって搬送され、二次転写部に送られる。
そして、各画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkにおいて、帯電ローラ23が感光体ドラム21の表面を一様に帯電させると、LEDヘッドHdが、画像データに対応するパターンの光を感光体ドラム21の表面に照射し、静電潜像を形成する。
また、トナーカートリッジ16からユニット本体15に供給されたトナーが、感光体ドラム21上の静電潜像と現像ローラ23との電位差によって感光体ドラム21に付着させられ、これにより、感光体ドラム21上にトナー像が形成される。
そして、転写ユニットu1において転写ベルト44が走行させられ、前記一次転写部において、一次転写ローラ45によって各色のトナー像が順次重ねて転写ベルト44に転写され、転写ベルト44上にカラーのトナー像が形成され、前記二次転写部において、二次転写ローラ46によってカラーのトナー像が用紙Pに転写され、用紙P上にカラーのトナー像が形成される。なお、一次転写部においては、転写ベルト44に、特色、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像が順次転写され、二次転写部においては、用紙Pに、ブラックのトナー像を最も下に、特色のトナー像を最も上にして各トナー像が転写される。
続いて、用紙Pが定着器50に送られ、定着器50において、カラーのトナー像が、加熱され、加圧されて用紙Pに定着させられて、用紙P上にカラーの画像が形成される。そして、カラーの画像が形成された用紙Pが、搬送ローラ対m4~m7によって搬送された後、排出ローラ対m8によって装置本体Bd外に排出され、スタッカsk上に積載される。
ところで、本実施の形態においては、金属光沢を有する画像、すなわち、光輝性を有する画像を形成するために、特色のトナーとして、光輝性顔料を含有する光輝性現像剤としての光輝性トナーが使用される。
次に、該光輝性トナーの製造方法について説明する。
本実施の形態においては、光輝性トナーとして銀トナーが使用され、該銀トナーは、銀色を発色させるための銀トナー顔料、該銀トナー顔料を用紙Pに結着させるための結着樹脂等によって粒状に形成された粒子、すなわち、トナー母粒子に、帯電性を向上させるための外添剤等を添加することによって製造される。
そのために、まず、無機分散剤を分散させた水性媒体を得る工程において、純水27000重量部に工業用リン酸三ナトリウム十二水和物920重量部を混合し、液温を60〔℃〕にして溶解させた後、pH調整用の希硝酸を添加する。続いて、この水溶液に、純水4500重量部に工業用塩化カルシウム無水物440重量部を溶解させた塩化カルシウム水溶液を投入し、攪拌装置(プライミクス社製「ラインミル」)を使用して、液温を60〔℃〕に保ちながら3566〔回転/分〕で34〔分〕間高速撹拌する。このようにして、無機分散剤である懸濁安定剤を分散させた水性媒体である水相を調製する。
また、樹脂溶液を調整する工程において、顔料分散油性媒体を生成する。そのために、有機溶媒である酢酸エチル7430重量部に、銀トナー顔料(体積中位径5.4〔μm〕)680重量部、及び帯電制御剤(オリエント社製「BONTRON E-84」)30重量部を混合し、液温55〔℃〕になるまで加熱し撹拌する。続いて、この水溶液に、エステルワックス(日油社製「WE-4」)260重量部、及び結着樹脂としてのポリエステル樹脂2430重量部を投入し、固形物がなくなるまで撹拌して油相を調製する。
なお、前記銀トナー顔料としては、平板状、扁平状又は鱗片状に形成されたアルミニウム(Al)の微小な薄片、すなわち、小片が使用される。
続いて、前記水相に前記油相を投入し、1000〔回転/分〕で5〔分〕撹拌することによって懸濁液を生成する。
その後、減圧蒸留を行うことによって懸濁液中の酢酸エチルを除去し、粒子を含むスラリーを得る。そして、該スラリーに硝酸を加えてpHを1.6以下にし、撹拌し、懸濁安定剤であるリン酸三カルシウムを溶解させ、粒子を脱水する。
続いて、脱水した粒子を純水に分散させ、撹拌することによって水洗浄を行った後、再び脱水し、乾燥させ、分級することによってトナー母粒子を生成し、回収する。
次に、外添工程として、回収したトナー母粒子に、帯電性を向上させるための外添剤として小シリカ(アエロジル社製「RY200」)を1.0〔重量%〕加え、さらに、コロイダルシリカ(信越化学社製「X24-9163A」)を1.5〔重量%〕加え、混合し、体積中位径が12.79〔μm〕の銀トナーを得る。
ところで、トナーとして前記銀トナー等のような光輝性トナーを使用して透明な用紙P、透過性フィルム、白色紙等に画像を形成する場合、金属光沢性を表す金属光沢度を高くするためには、用紙P上の光輝性トナーの形成量、すなわち、トナー形成量を少なくすることが望ましい。
次に、現像ローラ23に印加される現像バイアスを変更することによって用紙P上のトナー形成量を変更したときのトナー形成量と、画像の金属光沢度を表すFI値(フロップインデックス)との関係について説明する。
図3は現像バイアスを変更したときの用紙上のトナー形成量とFI値との関係を示す図である。図において、横軸に用紙P上のトナー形成量を、縦軸にFI値を採ってある。
図において、L1は用紙P上のトナー形成量とFI値との関係を表す線である。現像バイアスを変更することによってトナー形成量を変化させると、トナー形成量に応じてFI値が変化する。トナー形成量が少ないほど金属光沢度が高くなることが分かる。
これは、光輝性トナーの光輝性顔料が、銀トナーと同様に、平板状、扁平状又は鱗片状の形状を有しているので、トナー形成量が少ないと、光輝性顔料が用紙Pに対して平行に配列され、トナー層に入射した光が鏡面反射して放射されるのに対して、トナー形成量が多いと、光輝性顔料が用紙Pに対して平行に配列されず、トナー層に入射した光が乱反射して放射されるからである。
したがって、例えば、現像ローラ23に印加される現像バイアスを低くすることによって、感光体ドラム21に付着させられるトナーの量を少なくすると、感光体ドラム21上に形成されるトナー像を構成するトナーの量が少なくなり、用紙Pへのトナー形成量を少なくすることができるので、画像の金属光沢度を高くすることができる。
ところが、現像バイアスを低くすることによって画像の金属光沢度を高くすると、用紙Pの種類によっては画像の各所で現像剤抜けとしてのトナー抜けが発生し、用紙Pである下地が見えてしまうことがある。
例えば、白色紙(白色の用紙P)に画像を形成する場合、トナー抜けが発生する箇所は少ないが、透明な用紙Pに画像を形成する場合、画像の各所でトナー抜けが発生し、スカスカ状態の画像が形成され、画像品位が低下してしまう。
また、色付きの用紙Pにトナー形成量の少ない画像を形成する場合においても、画像の各所でトナー抜けが発生し、画像品位が低下してしまう。
そこで、トナーとして光輝性トナーを使用し、現像バイアス及び印刷画像密度を変更して用紙Pに画像を形成する実験を行い、形成された画像の品位を判定した。
図4は現像バイアス及び印刷画像密度を変更して画像を形成した実験結果を説明するための図、図5は画像データに基づいて生成されたディザマトリックスの例を示す図、図6は印刷画像密度を100〔%〕にするためのディザパターンの例を示す図、図7は印刷画像密度を40〔%〕にするためのディザパターンの例を示す図、図8は印刷画像密度を10〔%〕にするためのディザパターンの例を示す図、図9は現像バイアス及び印刷画像密度を変更したときの用紙上のトナー形成量とFI値との関係を示す図、図10は現像バイアス及び印刷画像密度を変更したときの用紙上のトナー形成量と下地露出率との関係を示す図である。なお、図9においては、横軸にトナー形成量を、縦軸にFI値を採ってあり、図10においては、横軸にトナー形成量を、縦軸に下地露出率を採ってある。
第1の実験においては、現像バイアスを変更し、印刷画像密度Dnを100〔%〕にすることによって全面ベタの画像を形成し、用紙P上のトナー形成量、FI値及び下地露出度を測定し、画像の品位を判定した。
第2の実験においては、印刷画像密度Dnを変更し、10〔%〕、40〔%〕及び100〔%〕にすることによって画像を形成し、用紙P上のトナー形成量、FI値及び下地露出度を測定し、画像の品位を判定した。このときの現像バイアスは、印刷画像密度Dnを100〔%〕にしたときの用紙P上のトナー形成量0.51〔mg/cm2〕が、第1の実験におけるトナー形成量より多くなるように(トナー像が厚くなるように)設定した。
また、第1、第2の各実験において、用紙Pとして透明な透過性フィルムとしてのOHPフィルム(住友スリーエム社製「CG3500」)を使用し、画像形成ユニット20S(図2)において銀トナー(沖データ社製「C941dn」)を使用し、印刷速度である用紙Pの搬送速度を18〔mm/sec〕にし、定着器50における定着温度を170〔℃〕にした。
なお、印刷画像密度Dnは、用紙Pの印刷可能範囲における所定の領域、例えば、1ページ分、感光体ドラム21の1周分等に画像を形成したときの、所定の領域の面積に占めるドットの面積の割合を百分率で表したものであり、所定の領域に全面ベタで画像を形成した場合、印刷画像密度Dnは100〔%〕になり、所定の領域にハーフトーンで画像を形成した場合、印刷画像密度Dnは50〔%〕になる。
用紙Pに画像を形成するために感光体ドラム21がCd〔回転〕したときに用紙Pに形成されるドット数をCmとし、用紙Pへの画像の形成の有無にかかわらず、感光体ドラム21が1〔回転〕するときに潜在的に用紙に形成することが可能なドット数をCoとしたとき、印刷画像密度Dnは、
Dn=〔Cm/(Cd×Co)〕×100
になる。
Dn=〔Cm/(Cd×Co)〕×100
になる。
前記第1、第2の実験において、印刷画像密度Dnに対応する画像を形成するために、印刷データを編集することによって生成された画像データに対してディザ処理を施した。
該ディザ処理においては、図5に示されるディザマトリックスを使用し、印刷画像密度Dnを100〔%〕にするために図6に示されるディザパターンで、印刷画像密度Dnを40〔%〕にするために図7に示されるディザパターンで、印刷画像密度Dnを10〔%〕にするために図8に示されるディザパターンで画像を形成した。第1、第2の実験において使用されるディザマトリックスは、256個の閾値を16×16に配列することによって形成されているが、閾値の個数及び配列を異ならせてもよい。
実験結果におけるトナー形成量は、定着器50によってトナー像が定着させられる前の用紙P上の1〔cm2〕の面積に付着しているトナーを収集し、その重量を測定することによって算出した。
実験結果における金属光沢度を表すFI値は、変角光度計(日本電色工業社製「GC-5000L」)によって測定した。
そのために、用紙Pに形成された画像の表面に、一定の方向から光を照射し、正反射光に対して受光角を0〔°〕、30〔°〕及び-65〔°〕ずらしたときの明度をL*
0、L*
30、L*
―65としたときのFI値は、
FI=2.69×(L* 30-L* ―65)1.11/(L* 0)0.86
で表される。FI値が大きいほど金属光沢度が高く、FI値が10.6以上である場合に、金属光沢度が高いと判断した。
FI=2.69×(L* 30-L* ―65)1.11/(L* 0)0.86
で表される。FI値が大きいほど金属光沢度が高く、FI値が10.6以上である場合に、金属光沢度が高いと判断した。
図9において、L1は、現像バイアスを変更したときの用紙P上のトナー形成量とFI値との関係を表す線であり、L2は、印刷画像密度Dnを変更したときのトナー形成量とFI値との関係を示す線である。図から分かるように、用紙P上のトナー形成量及びFI値は、現像バイアスを変更したときと印刷画像密度Dnを変更したときとで同様の傾向が得られ、トナー形成量が少ないほどFI値が高くなる。
下地露出率は、画像の全面積に対する用紙Pである下地が露出している箇所の面積の割合を百分率で表したものであり、画像の全面積及び下地が露出している箇所の面積は、画像処理ソフト「ImageJ」による二値化画像処理を行うことによって算出した。
まず、黒紙(北越コーポレーション社製「色上質 黒 厚口紙」)に、画像が形成された用紙Pを重ね、黒紙を背景とし、複合機(沖データ社製「MC863」)のスキャン機能(モノクロモード)を使用して画像を取り込み、続いて、取り込んだ画像を画像処理ソフト「ImageJ」によって画像の白黒を反転させて、下地が露出している箇所の色を白に変更し、色が白に変更された箇所の面積を、下地が露出している箇所の面積とした。
なお、二値化画像処理を行う際、画像の濃度は256段階のレベルに分け、色が白に変更されたかどうかを判定するための閾値を175とした。
図10において、L3は、現像バイアスを変更したときのトナー形成量と下地露出率との関係を示す線であり、L4は、印刷画像密度Dnを変更したときのトナー形成量と下地露出率との関係を示す線である。図から分かるように、用紙P上のトナー形成量が少ないほど下地露出率が高くなるが、現像バイアスを変更したときは、下地露出率が8.7〔%〕より大きくなるのに対して、印刷画像密度Dnを変更したときは、下地露出率が8.7〔%〕より大きくなることはない。
画像の品位の判定は目視によって行った。画像を目視したときに、画像がスカスカ状態の印象を与えない場合、判定を○とし、画像がスカスカ状態の印象を与える場合、判定を×とした。
図4に示されるように、現像バイアスを変更して用紙P上のトナー形成量を少なくした場合は、トナー形成量が0.30〔mg/cm2〕より多く、画像の品位の判定が○であったのに対して、トナー形成量が0.30〔mg/cm2〕以下、例えば、0.16〔mg/cm2〕である画像の品位の判定は×であった。また、このときの下地露出率は11.5〔%〕であった。
これに対して、印刷画像密度Dnを変更して用紙P上のトナー形成量を少なくした場合は、トナー形成量が0.30〔mg/cm2〕以下で、0.15〔mg/cm2〕であっても、画像の品位の判定が○であった。また、このときの下地露出率は8.7%であった。
すなわち、現像バイアスを変更して用紙P上のトナー形成量を少なくした場合、用紙P上のトナー形成量が0.30〔mg/cm2〕以下であると、下地露出率が高くなり、画像がスカスカ状態の印象を与えるが、印刷画像密度Dnを変更して用紙P上のトナー形成量を少なくした場合、用紙P上のトナー形成量が0.30〔mg/cm2〕以下であっても、下地露出率は高くならず、画像はスカスカ状態の印象を与えることがない。
次に、印刷画像密度Dnを変更して用紙P上のトナー形成量を少なくした場合において、用紙Pに形成された画像がスカスカ状態の印象を与えない理由について説明する。
図11は現像バイアスを変更し、用紙上のトナー形成量を少なくすることによって形成される理想状態の画像の例を示す概念図、図12は現像バイアスを変更し、用紙上のトナー形成量を少なくすることによって形成される実際の画像の例を示す概念図、図13は印刷画像密度を変更し、用紙上のトナー形成量を少なくすることによって形成される理想状態の画像の例を示す概念図、図14は印刷画像密度を変更し、用紙上のトナー形成量を少なくすることによって形成される実際の画像の例を示す概念図である。なお、各図においては、上半に用紙Pの断面図が示され、下半に用紙Pの平面図が示される。
図において、Pは用紙、Kは用紙Pに形成された画像、xは用紙Pである下地が露出している箇所である。
現像バイアスを変更した場合、用紙Pの表面がトナーによって一様に覆われると、図11に示されるような理想状態の画像が形成されるが、感光体ドラム21(図2)におけるトナー形成量が少なくされると、トナー像が薄くなるので、トナー像が用紙Pに転写される際に、一部のトナーが用紙Pに付着させられることなく、感光体ドラム21上に残留してしまう。その結果、用紙Pの表面がトナーによって一様に覆われなくなり、図12に示されるように、画像Kの各箇所xで用紙Pが露出し、スカスカ状態の印象を与える画像が形成される。
印刷画像密度Dnを変更した場合、画像データにディザ処理が施され、感光体ドラム21上にトナーが付着されない箇所が形成されると、用紙Pにトナー像が転写されない箇所が形成されるが、トナー像が転写されない箇所の面積が小さいので、図13に示されるように、スカスカ状態の印象を与えない理想状態の画像が形成される。また、感光体ドラム21におけるトナー形成量が現像バイアスを変更する場合より多く、トナー像が厚いので、感光体ドラム21においてトナー像が形成されない場合でも、図14に示されるように、下地が露出している箇所xの面積が小さく、スカスカ状態の印象を与えない画像が形成される。
次に、プリンタ10の制御装置について説明する。
図1は本発明の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。
図において、10はプリンタ、70は制御部、71は通信部、72は第1の記憶部としてのROM、73は第2の記憶部としてのRAM、HdはLEDヘッド、76は操作パネル、s1は第1の環境変量検出部としての温度センサ、s2は第2の環境変量検出部としての湿度センサである。
前記制御部70は、図示されない演算装置としてのCPU(Central Processing Unit)、入出力ポート、タイマ等を備え、プリンタ10の全体の制御を行うとともに、ROM72に記録されたプログラム(ソフトウェア)、制御データ等に基づいて各種の処理を行う。
前記通信部71は、上位装置としての図示されないホストコンピュータから印刷データを受信したり、ホストコンピュータにプリンタ10の状態信号を送信したりする。
前記ROM72には、前記プログラムのほかに、制御部70が前記各種の処理を行うために必要な設定値、閾値等、及び後述される現像バイアス調整処理部Pr3が現像バイアスを調整したり、後述される印刷画像密度調整処理部Pr4が印刷画像密度Dnを調整したりするための形成量調整テーブルTb1(図20)が記録される。なお、本実施の形態においては、ROM72として、書換え可能なフラッシュROM等が使用される。
前記RAM73には、前記印刷データのほかに、各種の処理を行うためのデータが一時的に記録される。
前記操作パネル76は、操作者がプリンタ10への指示を入力するためのスイッチ、キー等から成る操作部77、及びプリンタ10の状態を画像、文字等で表示するためのLCD等から成る表示部78を備える。なお、操作パネル76がタッチパネルによって形成されている場合、表示部78は操作部としても機能する。
前記温度センサs1はプリンタ10の周囲の温度を第1の環境変量として検出し、前記湿度センサs2はプリンタ10の周囲の湿度を第2の環境変量として検出する。
前記制御部70は、印刷処理部Pr1、印刷モード設定処理部Pr2、現像バイアス調整処理部Pr3、印刷画像密度調整処理部Pr4、画像濃度設定処理部Pr5等を備える。
前記印刷処理部Pr1は、印刷処理を行い、操作者が操作部77を操作して選択した印刷モードで印刷を行う。すなわち、印刷処理部Pr1は、RAM73に記録された印刷データを読み出し、該印刷データを編集し、選択された印刷モードに応じて画像データを生成してLEDヘッドHdに送り、前記各画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bk(図2)の各感光体ドラム21に画像データに応じた各色のトナー像を形成し、各色のトナー像を前記転写ベルト44に転写してカラーのトナー像を形成し、前記用紙カセットTr1から供給された用紙Pにカラーのトナー像を転写し、前記定着器50においてカラーのトナー像を用紙Pに定着させて印刷を行う。
また、印刷処理部Pr1は、画像データに対して印刷画像密度Dnに応じたディザ処理を施し、印刷を行う。
前記印刷モード設定処理部Pr2は、印刷モード設定処理を行い、操作者による操作部77の操作に基づいて、印刷モードを、光輝性トナーを使用することなく画像を形成する第1のモードとしての通常モード、又は光輝性トナーを使用し、金属光沢を有する画像を形成する第2のモードとしてのメタリックモードに設定する。
前記現像バイアス調整処理部Pr3は、メタリックモードが設定された場合に、現像バイアス調整処理を行い、現像ローラ23に印加される現像バイアスを調整する。
前記印刷画像密度調整処理部Pr4は、メタリックモードが設定された場合に、印刷画像密度調整処理を行い、用紙Pに形成される画像の印刷画像密度Dnを調整して低くし、用紙P上のトナー形成量が閾値、本実施の形態においては、0.30〔mg/cm2〕以下になるようにする。
前記画像濃度設定処理部Pr5は、画像設定処理を行い、操作者が操作部77を操作することによって選択した画像濃度(濃い、普通、薄い等)を設定する。なお、ホストコンピュータから送信された印刷データにおいて画像濃度が選択されている場合、画像濃度設定処理部Pr5は、印刷データにおいて選択されている画像濃度を設定する。
次に、前記プリンタ10の制御装置の動作について説明する。
図15は本発明の実施の形態におけるプリンタの制御装置の動作を示すフローチャート、図16は本発明の実施の形態における第1の機能設定画面の例を示す図、図17は本発明の実施の形態における第2の機能設定画面の例を示す図、図18は本発明の実施の形態におけるプリンタ調整画面の例を示す図、図19は本発明の実施の形態におけるメタリックモード画面の例を示す図、図20は本発明の実施の形態における形成量調整テーブルの例を示す図である。
まず、前記印刷モード設定処理部Pr2は、操作パネル76(図1)の表示部78に、図16及び17に示されるような第1、第2の機能設定画面ds1、ds2を形成する。操作者が操作部77を操作して第2の機能設定画面ds2のプリンタ調整を選択すると、印刷モード設定処理部Pr2は、表示部78に、図18に示されるようなプリンタ調整画面ds3を形成し、操作者が操作部77を操作してメタリックモードを選択すると、表示部78に、図19に示されるようなメタリックモード画面ds4を形成する。そして、印刷モード設定処理部Pr2は、メタリックモード画面ds4において操作者がオンを選択すると、印刷モードをメタリックモードに設定し(ステップS1)、操作者がオフを選択すると、印刷モードを通常モードに設定する。
メタリックモードが設定されると、印刷処理部Pr1は、ホストコンピュータから印刷データが送信されるのを待機し(ステップS2)、印刷データが送信されると、印刷データを参照し、印刷データにおいて銀トナーによる印刷設定がされているかどうかを判断する(ステップS3)。
銀トナーによる印刷設定がされている場合、現像バイアス調整処理部Pr3は、画像濃度設定処理部Pr5によって画像濃度が設定されているかどうかを判断し、画像濃度が設定されていない場合に、特色の画像形成ユニット20Sの現像ローラ23に印加される現像バイアスを調整して、プリンタ10の仕様における最大値である335〔V〕にし(ステップS4)、印刷画像密度調整処理部Pr4は、ROM72の形成量調整テーブルTb1を参照し、現像バイアスが335〔V〕である場合の、用紙P上のトナー形成量が0.30〔mg/cm2〕以下になる印刷画像密度Dnである10〔%〕、20〔%〕、30〔%〕及び40〔%〕を読み出し、特色の画像形成ユニット20SのLEDヘッドHdに供給する画像データの印刷画像密度Dnを調整して、10〔%〕、20〔%〕、30〔%〕及び40〔%〕のうちのいずれかの値にする(ステップS5)。
続いて、印刷処理部Pr1は、現像ローラ23に335〔V〕の現像バイアスを印加し、画像データに対して印刷画像密度Dnに応じたディザ処理を施し、用紙Pに画像を形成し、印刷を行う(ステップS6)。
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS1 印刷モード設定処理部Pr2は印刷モードをメタリックモードに設定する。
ステップS2 印刷処理部Pr1はホストコンピュータから印刷データが送信されるのを待機する。ホストコンピュータから印刷データが送信された場合はステップS3に進む。
ステップS3 印刷処理部Pr1は印刷データにおいて銀トナーによる印刷設定がされているかどうかを判断する。印刷データにおいて銀トナーによる印刷設定がされている場合はステップS4に進み、印刷データにおいて銀トナーによる印刷設定がされていない場合は処理を終了する。
ステップS4 現像バイアス調整処理部Pr3は現像ローラ23に印加される現像バイアスを調整する。
ステップS5 印刷画像密度調整処理部Pr4はLEDヘッドHdに供給する画像データの印刷画像密度Dnを調整する。
ステップS6 印刷処理部Pr1は印刷を行い、処理を終了する。
ステップS1 印刷モード設定処理部Pr2は印刷モードをメタリックモードに設定する。
ステップS2 印刷処理部Pr1はホストコンピュータから印刷データが送信されるのを待機する。ホストコンピュータから印刷データが送信された場合はステップS3に進む。
ステップS3 印刷処理部Pr1は印刷データにおいて銀トナーによる印刷設定がされているかどうかを判断する。印刷データにおいて銀トナーによる印刷設定がされている場合はステップS4に進み、印刷データにおいて銀トナーによる印刷設定がされていない場合は処理を終了する。
ステップS4 現像バイアス調整処理部Pr3は現像ローラ23に印加される現像バイアスを調整する。
ステップS5 印刷画像密度調整処理部Pr4はLEDヘッドHdに供給する画像データの印刷画像密度Dnを調整する。
ステップS6 印刷処理部Pr1は印刷を行い、処理を終了する。
なお、前記メタリックモード画面ds4において、操作者がオフを選択し、印刷モード設定処理部Pr2によって印刷モードが通常モードに設定された場合、及び銀トナーによる印刷設定がされていない場合は、通常の印刷が行われ、現像バイアスは、画像濃度設定処理部Pr5によって設定された画像濃度、温度センサs1によって検出された温度、湿度センサs2によって検出された湿度等に応じて調整される。
また、前記画像濃度設定処理部Pr5によって画像濃度が設定されている場合、現像バイアス調整処理部Pr3は現像バイアスを調整して画像濃度に対応する値にし、印刷画像密度調整処理部Pr4は、調整テーブルTb1を参照し、用紙P上のトナー形成量が0.30〔mg/cm2〕以下になるように現像バイアスに対応する印刷画像密度Dnを読み出し、調整する。
このように、本実施の形態においては、前記各画像形成ユニット20S、20Y、20M、20C、20Bkのうちの所定の画像形成ユニット、本実施の形態においては、画像形成ユニット20Sにおいて光輝性トナーが使用される場合に、LEDヘッドHdに供給される画像データの印刷画像密度Dnが低くされるので、用紙P上のトナー形成量が少なくなる。その結果、画像の金属光沢度を高くすることができる。また、画像においてトナー抜けが発生することがなく、用紙Pである下地が露出することがないので、画像品位を向上させることができる。
さらに、光輝性トナーによる印刷設定がされている場合において、印刷画像密度調整処理部Pr4が印刷画像密度を低くした場合に、現像バイアス調整処理部Pr3が現像バイアスを高くすることができる。したがって、用紙P上の光輝性トナーのトナー形成量が過剰に少なくなることがないので、画像の金属光沢度を十分に高くすることができる。
そして、本実施の形態においては光輝性トナーとして銀トナーが使用されるようになっているが、銀トナーに代えて金トナーを使用することもできる。その場合、有機溶媒に銀トナー顔料及び帯電制御剤を混合する際に、イエロー顔料(有機顔料であるC.I.Pigment Yellow 180)、マゼンタ顔料(有機顔料であるC.I.Pigment Red 122)、赤橙色蛍光色素(シンロイヒ社製「FM-34N_Orange」)、及び黄色蛍光色素(シンロイヒ社製「FM-35N_Yellow」)が併せて混合される。
前記第1、第2の実験においては、用紙Pとして透明なOHPフィルムを使用したが、OHPフィルムに代えて、白色紙だけでなく、黒紙等の有色紙を使用してもよい。なお、白色紙、透明な用紙P等に画像を形成する場合には、トナー形成量を少なくするとスカスカ状態の印象を与えやすいので、本実施の形態のように印刷画像密度Dnを低くするのが好ましい。
なお、操作者が機能設定画面ds1においてメニューを選択し、表示部78にメニュー画面が形成されたときに、操作者が用紙PとしてOHPフィルム、白色紙等を選択した場合に、現像バイアス調整処理部Pr3によって現像バイアスを調整したり、印刷画像密度調整処理部Pr4によって印刷画像密度Dnを調整したりすることもできる。
また、用紙カセットTr1又は用紙トレイTr2に用紙Pの明度を検出する検出部としての明度センサを配設し、制御部70の図示されない媒体特定処理部によって、明度センサによる検出結果に基づいて用紙Pを特定し、特定された用紙PがOHPフィルム、白色紙等である場合に、現像バイアス調整処理部Pr3によって現像バイアスを調整したり、印刷画像密度調整処理部Pr4によって印刷画像密度Dnを調整したりすることもできる。
さらに、有色紙にトナー形成量の少ない画像を形成する場合においても、画像の各所でトナー抜けが発生して画像品位が低下してしまうことがあるので、現像バイアス調整処理部Pr3によって現像バイアスを調整したり、印刷画像密度調整処理部Pr4によって印刷画像密度Dnを調整したりすることもできる。
本実施の形態においては、プリンタ10について説明したが、本発明を複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置に適用することができる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
10 プリンタ
20S、20Y、20M、20C、20Bk 画像形成ユニット
21 感光体ドラム
23 現像ローラ
24 供給ローラ
Hd LEDヘッド
P 用紙
Pr1 印刷処理部
Pr4 印刷画像密度調整処理部
20S、20Y、20M、20C、20Bk 画像形成ユニット
21 感光体ドラム
23 現像ローラ
24 供給ローラ
Hd LEDヘッド
P 用紙
Pr1 印刷処理部
Pr4 印刷画像密度調整処理部
Claims (12)
- (a)複数の画像形成ユニットに配設された像担持体と、
(b)該各像担持体の表面を露光して潜像を形成する露光装置と、
(c)前記潜像を現像して現像剤像を形成する現像器と、
(d)前記現像剤像に基づいて媒体に画像を形成する印刷処理部と、
(e)前記各画像形成ユニットのうちの所定の画像形成ユニットにおいて光輝性現像剤が使用される場合に、受信された印刷データに基づいて生成され、前記所定の画像形成ユニットの露光装置に供給される画像データの印刷画像密度を、前記印刷データの印刷画像密度より低くする印刷画像密度調整処理部とを有することを特徴とする画像形成装置。 - (a)画像形成装置の印刷モードを設定する印刷モード設定処理部を有するとともに、
(b)光輝性現像剤を使用して画像を形成する印刷モードが設定された場合に、前記印刷画像密度調整処理部は前記印刷画像密度を低くする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記印刷画像密度調整処理部は、画像データにディザ処理を施すことによって印刷画像密度を低くする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- (a)現像剤を担持する現像剤担持体と、
(b)該現像剤担持体に印加される現像バイアスを調整する現像バイアス調整処理部とを有するとともに、
(c)該現像バイアス調整処理部は、前記印刷画像密度調整処理部によって印刷画像密度が低くされた場合に現像バイアスを高くする請求項1~3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記印刷画像密度調整処理部は、媒体上の光輝性現像剤の形成量が閾値以下になるように印刷画像密度を調整する請求項1~4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記媒体上の光輝性現像剤の形成量の閾値は0.30〔mg/mm2〕にされる請求項5に記載の画像形成装置。
- (a)現像剤を担持する現像剤担持体と、
(b)該現像剤担持体に印加される現像バイアスを調整する現像バイアス調整処理部とを有するとともに、
(c)前記印刷画像密度調整処理部は、現像バイアスに対応させて、媒体上の光輝性現像剤の形成量が前記閾値以下になるように印刷画像密度を調整する請求項5又は6に記載の画像形成装置。 - 前記現像バイアス調整処理部は前記現像バイアスを最大値にする請求項7に記載の画像形成装置。
- (a)画像濃度を設定する濃度設定処理部を有するとともに、
(b)前記現像バイアス調整処理部は、現像バイアスを画像濃度に対応させて調整し、
(c)前記印刷画像密度調整処理部は、印刷画像密度を、現像バイアスに対応させて、媒体上の光輝性現像剤の形成量が前記閾値以下になるように調整する請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記媒体は透過性フィルム及び白色紙のいずれか一方である請求項1~9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記印刷画像密度調整処理部は、メニュー画面において選択された媒体が透過性フィルム及び白色紙のいずれか一方である場合に印刷画像密度を低くする請求項1~10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- (a)媒体収容部に収容された媒体を特定する媒体特定処理部を有するとともに、
(b)前記印刷画像密度調整処理部は、媒体が透過性フィルム及び白色紙のいずれか一方である場合に印刷画像密度を低くする請求項1~10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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JP2021104332A JP2023003260A (ja) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 画像形成装置 |
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JP2021104332A Pending JP2023003260A (ja) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 画像形成装置 |
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2021
- 2021-06-23 JP JP2021104332A patent/JP2023003260A/ja active Pending
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