JP3868028B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも一次的に画像を保持可能な転写媒体上に、画像情報に基づきトナー像形成手段によりトナーを用いてトナー像を形成する画像形成装置に関し、特に、陶磁器、ホーロー、ガラス等の被転写体、又は該被転写体に画像を形成するのに用いる転写紙等の転写媒体へ画像を形成するのに適した画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、陶磁器、ホーロー、ガラス等に絵柄を形成するのに、転写紙を用いた方法が広く用いられる。図8は、上記転写紙900への絵柄の形成工程及び絵柄形成後の上記転写紙を用いた陶磁器などの被転写体への絵柄の形成工程を示すものである。まず、転写紙900として台紙901上に水溶性の糊層902を形成したものを用意する(図8(a))。この糊層902表面上に例えばスクリーン印刷で絵柄の層903を形成する(図8(b))。この絵柄層903及び糊層902の表面に合成樹脂を塗布することによって樹脂層904を形成する(図8(c))。このようにして絵柄層903及び絵柄保持層904を形成後の転写紙900を用いた被転写体への絵柄の形成にあたっては、まず、絵柄層903及び絵柄保持層904形成後の転写紙900を水に浸して糊層902を溶かし、台紙901と絵柄層903付きの樹脂層904を分離する(図8(d))。この絵柄層付きの樹脂層904を陶磁器などの被転写体905の表面に張り付ける(図8(e))。そして、焼成する(図8(f))。これにより、陶磁器などの被転写体905に絵柄を形成する。
【0003】
ここで、図8(b)の絵柄層903の形成は、通常スクリーン印刷によって行われている。しかし、スクリーン印刷では版の作成に多大の時間を要する等の理由で多品種少量生産には不向きである。
そこで、スクリーン印刷に代え、乾式複写機による乾式印刷を用いて絵柄層を形成することが提案されている(例えば、特開平4−135798号、特開平7−199540号参照。)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、本発明者らの研究によれば、上記乾式複写機などの画像形成装置を用いて上記絵柄層を形成するために、トナーとして熱焼結性着色剤と結着樹脂とを含むトナー(以下、熱焼結性トナーという)を用いる場合、この熱焼結性トナーの着色度が通常トナーに比して小さいために、トナー像の色がうすくなってしまうという不具合が存在することが判明した。
【0005】
従来の画像形成装置においては、トナー像担持体としての例えば感光体上で、0.8mg/(平方cm)程度のトナー付着質量が光学濃度(ID)1.5に相当していた。ところが、上記熱焼結性トナーでは、感光体上での0.8mg/(平方cm)程度のトナー付着質量は光学濃度(ID)0.3〜0.4程度にしか相当しない。これは、熱焼結性トナーが通常トナーの2倍の比重でほぼ同一の粒径を持ち、しかも、上記熱焼結性着色剤を含むトナー自体の着色度が通常トナーに比して格段に小さいためである。特定のトナーについてみれば、上記トナー付着質量と光学濃度とがほぼ比例することから、同一の光学濃度を得るためには、ほぼ4倍のトナー付着質量にする必要があり、例えば、上記光学濃度(ID)1.5を得るには、3.2mg/(平方cm)程度のトナー付着質量が必要である。上述のように、比重が2倍でかつほぼ同一粒径であるため、個数あるいは体積としては、従来の2倍にする必要がある。
【0006】
そこで、感光体上でのトナー付着量が多くなるように、トナー像形成にあたっての各種条件、例えば電子写真方式であれば、帯電・露光・現像などの条件を、従来とは異ならせることも考えられる。しかし、従来の画像形成装置において、トナー像担持体上でのトナー付着量を増大させるには限界がある。例えば、従来の電子写真方式の画像形成装置では、感光体上でトナー付着質量の最大値は、1.5mg/(平方cm)程度である。一個当たりのトナー帯電量が同程度であるとすると、比重が2倍であることから、同一の画像形成条件での熱焼結性トナーの付着質量の最大値は、3.0mg/(平方cm)程度であり、上述の光学濃度(ID)1.5を得るために必要なトナー付着質量である3.2mg/(平方cm)程度には及ばない。
【0007】
以上は、トナーとして熱焼結性トナーを用いた場合のトナー像担持体での必要トナー付着量を得ることの困難にともなう不具合であるが、トナーとして熱焼結性トナー以外のトナーを用いる場合にも同様の不具合が起こりえる。また、トナー像担持体として、最初にトナー像を形成する例えば感光体について例示したが、中間転写ベルトなどの中間的なトナー像担持体で、必要なトナー付着量を得ることが困難(例えば転写能力の制約などによる)ことに起因する同様の不具合も起こり得る。
【0008】
また、互いに色が異なる上記熱焼結性トナーを複数用いて、上記転写紙上にトナー像の重ね合わせでカラートナー像を形成し、この転写紙を用い上述の手順によって被転写体905に絵柄を形成した場合、転写紙上でのトナー像の重ね合わせの順番設定によっては、被転写体905上の絵柄の色再現性が悪くなるという不具合が存在することが判明した。これは、通常トナーの光不透過度(例えば、OHPなどの透明シート上に形成したトナー像のヘイズ度(くもり度)を測定)が13〜14%であるのに対し、熱焼結性トナーのそれが80〜90%と大きく、かつ、熱焼結性トナーのうちでも色によって光不透過度に差があるためと考えられる。更に、画像形成装置における熱定着後の重ね合わせトナー像を構成する各色トナー同士が溶融して混ざり合う傾向が、通常トナーよりも小さいことも、上記色再現性に影響しているものと考えられる。
【0009】
本発明は以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、一種のトナーを用いて形成すべきトナー像について、単位面積あたり所望のトナー付着量を得ることが可能な画像形成装置を提供することである。また、その他の目的は、さらに、トナーとして熱焼結性トナーを用いる場合に、色再現性を向上させることができる画像形成装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項1の画像形成装置は、少なくとも一時的に画像を保持可能な転写媒体上に、画像情報に基づきトナー像形成手段により熱焼結性着色剤と結着樹脂とを含むトナーを用いてトナー像を形成する画像形成装置において、上記トナー像形成手段が、トナー像担持体と、該トナー像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成装置と、該トナー像担持体上に形成されたトナー像を、上記転写媒体に転写する転写装置とを有し、互いに異なる種類の複数のトナーそれぞれで形成された複数のトナー像を形成するものであり、一種のトナーを用いて形成すべきトナー像についての前記画像情報に基づき、該トナー像の形成のための前記トナー像形成手段の全部あるいは一部の動作を、複数回に分けるか否かを判別する判別手段と、該判別手段による判別結果が複数回に分けるという結果の場合に、2回目以降の前記動作を行わせる制御手段とを設け、上記動作が、前記トナー像担持体上へのトナー像の形成を含み、上記複数のトナー像のうち、上記判別手段により上記動作を複数回に分けると判別されたトナー像についての上記2回目以降の動作を、上記転写媒体上で、異なる種類のトナーからなるトナー像の上に重なるように行うことを特徴とするものである。
請求項2の画像形成装置は、請求項1の画像形成装置において、上記転写媒体上で、前記複数のトナー像が、透過性のよいトナーで構成されるトナー像ほど上記被転写体上で上方に位置するように、トナー像を形成することを特徴とするものである。
請求項3の画像形成装置は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、
トナーの着色剤として、金属酸化物、金属酸化物の固溶体、金属複酸化物、金属複酸化物の固溶体、珪酸塩、珪酸塩の固溶体、硫化物、硫セレン化物のいずれかを含むことを特徴とするものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置としての電子写真複写機(以下、単に「複写機」という)に適用した実施形態について説明する。
{複写機200の概略構成、動作}
まず、複写機200の概略構成図である図2を用いて、本実施形態にかかる複写機の構成、動作につき説明する。
本実施形態における複写機200は、大きくは、画像読み取り手段としてのスキャナ101と画像出力手段としてのプリンタ201とからなる。
上記スキャナ101は、原稿画像を光学的に読み取るためのものであり、原稿載置台としてのコンタクトガラス209、露光ランプ210、反射ミラー211、結像レンズ212、及びCCDイメージセンサ213等からなる。上記露光ランプ210としては、ハロゲンランプが使用されるのが一般的である。このスキャナ101による原稿画像の読み取りは次のようにして行われる。
【0017】
上記コンタクトガラス209上に載置された原稿を露光ランプ210によって光照射し、原稿からの反射光を反射ミラー211等により結像レンズ212に導く。この結像レンズ212にて上記反射光をCCDイメージセンサ213上に結像させる。該CCDイメージセンサ213は、上記反射光を原稿画像に対応したデジタル電気信号に変換する。このCCDイメージセンサ213は、フルカラーイメージセンサであり、与えられ光信号を、例えば、R(レッド)、G(グリーン)及びB(ブルー)の各色に色分解し、各色に対応したデジタル電気信号を出力する。また、上記CCDイメージセンサ213は、図面に対して垂直方向(この方向を主走査方向ともいう。)に列状に配置されている。
上記CCDイメージセンサ213の出力であるデジタル電気信号は、後述する画像処理部にて、色変換処理等の画像処理がなされ、シアン(Cyan:以下、Cという)、マゼンタ( Magenta:以下、Mという)、イエロー(Yellow:以下、Yという)及び黒(以下、BKという)のカラー画像データとなる。これらカラー画像データに基づき、次に述べるプリンタ112にて、C、M、Y、BKのトナーにより顕像化を行い、得られたトナー像を重ねあわせてフルカラーの画像を形成する。
【0018】
上記プリンタ112の略中央部には、像担持体としての感光体215が配置されている。該感光体215は、有機感光体(OPC)ドラムであり、その外径は、120mm程度である。上記感光体の周囲には、感光体表面を一様に帯電する帯電装置207、BK現像ユニット202、C現像ユニット203、M現像ユニット204、Y現像ユニット205、中間転写ベルト206、及びクリーニング装置等が配置されている。
また、上記感光体の上方であって、上記スキャナ101の下方には、前述したカラー画像データに基づいて光ビームを発生して、一様帯電された上記感光体215表面を光走査するレーザ光学系208が設けられている。このレーザ光学系208は、光ビームを発生するレーザダイオード、該光ビームを偏向するポリゴンミラー等からなる。
【0019】
かかる構成によって行われるプリンタ112における画像形成動作を、BK画像データに基づく場合を例にして説明すれば次のとおりである。
上記レーザ光学系208からのBK画像データに基づく光ビームにより感光体215表面上に形成された潜像は、これに対応するBK現像ユニット202によって現像され、、BKトナー像となる。このトナー像は、上記中間転写ベルト206に転写される。以下、この感光体215から中間転写ベルト206へのトナー像の転写をベルト転写という。
以上のような、潜像の形成、現像、及びベルト転写という一連の動作が、CMYBKの4色について行われ、中間転写ベルト206上には4色重ねトナー像が形成される。この4色重ねトナー像を、給紙ユニット216から給送されてきた記録媒体、例えば記録紙上に、転写バイアスローラ217によって、一括して転写する。
上記4色重ねトナー像が形成された記録媒体は、搬送ベルト218によって定着装置219に搬送される。上記定着装置219は、加熱及び加圧によって4色重ねのトナー像を溶融し、記録媒体上に定着する。定着が完了した記録媒体は、排紙トレイ220上に、排出される。
一方、感光体215の表面に残留したトナーは、クリーニング装置214によって回収され、感光体215表面のクリーニングが行われる。クリーニング後の感光体215表面は、除電装置221によって除電される。
また、4色重ね画像を中間転写ベルト206から記録媒体上に転写した後に、上記中間転写ベルト206上に残留したトナーは、ベルトクリーニング装置222によって回収され、中間転写ベルト206表面のクリーニングが行われる。
【0020】
{画像処理部}
次に、図3に基づいて複写機200の画像処理部について説明する。
図3は画像処理部の概略構成を示すブロック図である。
スキャナ101からのR、G、及びBの3色に色分解されたデジタル信号は、まず、シェーディング補正回路102に入力される。このシェーディング補正回路102は、CCDイメージセンサ213の各素子の特性のばらつきや露光ランプ210の照度むら等による影響を補正するためのものである。シェディング補正回路102からの出力はRGBγ補正回路103に入力される。このRGBγ補正回路103によって、スキャナ101からのデジタル信号を反射率データから明度データに変換する。
【0021】
RGBγ補正回路103の出力は、画像分離回路104及びMTF(Modulation Transfer Function)補正回路105に入力される。上記画像分離回路104は、原稿画像における文字部と絵柄部との判定及び原稿画像における有彩色と無彩色との判定を行い、その結果を出力する。この画像分離回路104の出力は、後述するMTF補正回路105、色変換−UCR処理回路106、変倍回路107、インターフェース114、画像加工回路108、MTFフィルタ109、判定回路501、γ補正回路110、及び、階調処理回路111に入力され、各回路等における処理に利用される。
【0022】
上記MTF補正回路105は、スキャナ101等の入力系の周波数特性を補正するものであり、特に高周波領域における周波数特性の劣化を補正する。上記MTF補正が終了した信号は、色相判定回路122及び色変換−UCR回路106に入力される。上記色判定回路122は、MTF補正回路105からの出力信号が、R、G、B、C、M、又はYのいずれの色相の信号であるのかを判定して、上記色変換−UCR処理回路106で色変換のために使用される色変換係数を選択する。上記色変換−UCR処理回路106は、色変換部とUCR(UnderColor Removal)処理部とからなる。該色変換部は、スキャナ等の入力系の色分解特性とプリンタで使用される色材(色トナー)の分光特性の違いを補正して、忠実な色再現に必要なY、M及びCそれぞれの色材の量を計算する部分である。この色変換部での色変換処理は次式に示すような、1次のマスキング方程式のマトリクス演算により実現できる。
(以下、余白)
【数1】
ここで、上式のR’、G’及びB’は、それぞれR、G及びBの補数を表す。マトリクス係数aij(i=1〜3、j=1〜3)は色変換係数であり、上述のごとく入力系の色分解特性と、出力系(プリンタ)の分光特性によって決定されるものである。上式では、1次のマスキング方程式を用いたが、これに換えて、B’G’等の2次項あるいはさらに高次の項を用いるようにすれば、より精度よく色変換を行うことができる。また、色相によって演算式を変えたり、ノイゲハウアー方程式を用いるようにしてもよい。いずれにしても、Y、M及びCの値は、B’、G’及びR’(又は、B、G及びR)の値から求めることができる。
【0023】
上記UCR処理部は、Y、M及びCの3色が重なる部分(共通濃度部分)を、BKに置き換えるためのUCR処理を行う。これは、C、M及びYの3色を重ねると、理論的には黒になるはずであるが、実際は完全な黒とならず若干グレーバランスがくずれて再現されることを防止するためである。
このUCR処理は、次式を用いた演算により行うことができる。
【数2】
Y’=Y−α・min(Y,M,C)
M’=M−α・min(Y,M,C)
C’=C−α・min(Y,M,C)
BK = α・min(Y,M,C)
ここで、数式2におけるαは、UCRの量を決める係数であり、α=1のとき100%UCR処理となる。上記αは、一定値でも良いが、例えば、高濃度部では、αを1に近くし、ハイライト部では、αを0に近くすることにより、高濃度部での黒再現性をよくし、かつハイライト部での画像を滑らかにすることができる。
【0024】
上記色変換−UCR処理回路106の出力は、変倍回路107に入力される。この変倍回路107は、画像の縦横変倍を行う回路である。変倍回路107の出力は、インターフェース114を介して画像加工回路108に入力される。この画像加工回路108は、画像のリピート処理等の特定の画像加工を行う回路である。この画像加工回路108からの出力は、MTFフィルタ109に入力される。該MTFフィルタ109は、使用者の好みに応じて、画像の解像度を優先させるためのエッジ強調処理や、画像の階調性を優先させるための平滑化処理等の入力された信号の周波数特性を変更する処理を行う。このMTFフィルタ109の出力信号は、判定回路110に入力される。
【0025】
上記判定回路110は、本実施形態の特徴部である、一種類のトナーについてのトナー像の形成を複数回である2回に分けて行うか否かを判定するものである。この判定については後に詳述する。この判定回路101からの出力信号は、該判定回路101への入力信号と同一のものであり、入力画像信号としてγ補正回路110に入力される。このγ補正回路110は、従来から行われているγ補正(γ変換ともいう)を行う回路である。このγ補正は、プリンタ112の特性に応じて、画像信号変換テーブルを用いることによって、上記入力画像信号を出力画像信号に変換するものである。また、いわゆる地肌飛ばし等の処理も行うことができる。そして、本実施形態では上記判定回路110の判定結果に応じて一種類のトナーについてのトナー像の形成を2回に分けて行う場合と、一種類のトナーについてのトナー像の形成を1回で行う場合とに対応するため、上記画像信号変換テーブルを2種類備えている。これについても後に詳述する。
【0026】
上記γ補正回路110からの出力画像信号は、階調処理回路111に入力される。この階調処理回路111は、ディザマトリクスを使ったディザ処理等を行い、入力された信号の階調を調整する。例えば、プリンタ112の階調表現力がスキャナ101の階調表現力よりも低い場合には、上記ディザマトリクスを使って、量子化処理を行う。
【0027】
以上ようにして、スキャナ101からのデジタル信号は、シェーディング補正から階調処理までの一連の画像処理によって、画像データとなり、プリンタ112に出力される。
【0028】
なお、図3におけるインターフェース113、114は、スキャナ101で読み込んだ原稿画像を外部の画像処理装置での処理のために当該外部の画像処理装置に送出したり、外部の画像処理装置から送られてきた画像データを受信し、プリンタで出力したりするためのものである。また、以上の画像処理部121を構成する各回路の制御を行うために、ROM116、RAM117及びCPU115が、バスライン118によって接続されている。そして、上記CPU115は、シリアルインターフェースを介してメイン制御部145に接続されている。メイン制御部115は前述のスキャナ101の制御部やプリンタ112の制御部、さらには、複写機の操作部などと、図示しない信号線で結ばれ、全体のシステムコントローラとして機能する。このような機能を実現するため、上記メイン制御部115は、CPU、該CPUで実行する制御用プログラム等を格納するROM、該CPUで使用するデータを格納したり、その作業領域として使用したりするためのRAM、及び、該CPUと上記スキャナ101等や各種センサとのインターフェース等を行う入出力インターフェースを備えている。
【0029】
プリンタ112に送られた画像データは、前述のレーザ光学系208におけるレーザダイオードの発光を制御するためのレーザ変調回路400に入力される。上記レーザ変調回路400について図4に基づいて説明する。
図4は、レーザ変調回路400の回路ブロック図である。この回路400に入力される画像データは、1画素8ビットからなる。この画像データは、ルックアップテーブル401を使用してγ変化された後、パルス幅変調回路402に入力される。このパルス幅変調回路402は、8ビットの画像データのうちの上位3ビットの信号に基づいてパルス幅を決定する。このパルス幅は、3ビットの信号で表現できる8の状態(8値)のうちから選択される。パルス幅が決定されると、パルス幅変調回路402の後段に設けられたパワー変調回路403によって、パワー変調、即ち発光強度(発光量)の変調が行われる。このパワー変調回路403によるパワー変調は、上記画像データの下位5ビットの信号に基づいて行われ、5ビットの信号で表現できる32の状態(32値)のなかから1つの状態が選択される。
【0030】
こうして、パルス幅変調及びパワー変調を経た後の画像データに基づいて、レーザダイオード404が発光する。このレーザダイオードの発光強度を、フォトディテクタ405によってモニターし、該フォトディテクタ405の出力をパワー変調回路にフィードバックすることによって、1画素ごとの発光強度の補正を行う。
【0031】
次に、本実施形態における特徴部である、感光体上での一種類のトナーを用いたトナー像形成を、必要に応じて2回に分けて行う制御について説明する。
本実施形態では、通常のトナーと同一の光学濃度を得るために、個数あるいは体積で、通常のトナーのほぼ2倍の量だけの感光体上付着量を得る必要がある熱焼結性トナーを使用するものとする。また、0階調レベルから255階調レベルまでの8ビット256階調のうち、178階調レベル以下の階調レベルの画素については、上記178階調レベルに相当するプリンタの上記発光ダイオードの発光強度が、通常のこの種のプリンタにおける最高濃度階調レベル(8ビット256階調であれば、255階調レベル)に相当する発光強度になるように、0階調レベル乃至178階調レベルに応じて各階調レベルごとに適宜発光強度を設定し、この設定で潜像を形成すれば、上記ほぼ2倍の感光体付着量が得られるものとする。更に、179階調レベルから255階調レベルまでの画素については、上記最高濃度階調レベルに相当する発光強度で潜像を形成したときの感光体付着量と、その階調レベルの数値から178を引いた数値(n−178)の大きさに応じて上記発光強度を適宜設定し、この設定で潜像を形成したときの感光体付着量とで、上記ほぼ2倍の感光体付着量が得られるものとする。
【0032】
本実施形態では、以上のように通常のトナーの2倍の付着量を、最終的な転写紙上で得るために、読み取った原稿についての、上記Y’、M’、C’及びBKの各色ごとの画像データが、1画素につき0階調レベルから255階調レベルまでの8ビット256階調のうち、178階調レベル以下の階調レベルの画素のみである色については、その色の潜像形成、現像及び中間転写ベルト206への転写を1回でおこなう。一方、上記各色毎の画像データが、上記178階調レベルを越える階調レベルの画像を1つでも含んでいる色については、潜像形成、現像及び中間転写ベルト206への転写を、2回に分けて行う。
【0033】
そして、上記潜像形成、現像及び中間転写ベルト206への転写を1回でおこなうときの潜像形成、及び、これを2回に分けて行う場合の1回目の潜像形成においては、上述のように、上記178階調レベルに相当するプリンタの上記発光ダイオードの発光強度が、通常のこの種のプリンタにおける最高濃度階調レベルに相当する発光強度になるように、0階調レベル乃至178階調レベルそれぞれに対応する発光強度を設定している。この設定のため、本実施形態では、上述のように、γ補正回路110に2種類の画像信号変換テーブルをさなえ、そのうちの一方の画像信号変換テーブル(以下、1回目用画像信号変換テーブルという)を、このような発光強度を得ることができるものにしている。
【0034】
また、上記潜像形成、現像及び中間転写ベルト206への転写を2回に分けて行う場合の2回目の潜像形成においては、上記178階調レベル以下の画素については全て0階調レベルの上記発光ダイオードの発光強度に設定する一方、上記178階調レベルを越える画素については、階調レベル数nから178を引いた値(n−178)に応じて不足分の感光体付着量を得られるように上記発光ダイオードの発光強度を設定している。この設定のため、本実施形態では、上記γ補正回路110の2種類の画像信号変換テーブルのうち、他方の画像信号変換テーブル(以下、2回目用画像信号変換テーブルという)を、このような発光強度を得ることができるものにしている。
【0035】
図1は、以上の制御のフローチャートである。この制御例では、BK、C、M、Yの順に感光体上へのトナー像形成及び転写ベルトへの転写を行うものとする。まず、BKについての上記1回目用画像信号変換テーブルを用いたトナー像形成及び転写をスタートさせる(ステップ1)。このトナー像形成にあたっての画像処理中、上記判定回路501で、すべての画素が178階調レベル以下であったか否により、2回目のトナー像形成及び転写ベルトへの転写が必要か否かを判定する(ステップ2)。この判定結果は、上記バスライン118、CPU115等を介して必要に応じ、メイン制御部に取り込む。この判定結果が、2回目のトナー像形成及び転写ベルトへの転写が必要でないというものであると(ステップ2でY)、次のCについてのトナー像形成及び転写に進む。これとは異なり、2回目のトナー像形成及び転写ベルトへの転写が必要であるという判定結果であると(ステップ2でN)、上記2回目用画像信号変換テーブルを用いたトナー像形成及び転写をスタートさせ(ステップ3)、次のCについてのトナー像形成及び転写に進む。この2回目のトナー像形成及び転写のため、本実施形態では、再度スキャナ101を作動させ、再読み取りを行わせ、かつ、画像処理部121での処理も再度行う。以降、各色同様に、上記1回目用画像信号変換テーブルを用いたトナー像形成及び転写を行い(ステップ4、7、10)、このトナー像形成にあたって上記判定回路501で判定した結果に応じ、必要な場合に、2回目のトナー像形成及び転写ベルトへの転写を行う。
【0036】
以上、本実施形態においては、感光体上での一種類のトナーを用いたトナー像形成を、必要に応じて2回に分けて行うので、通常のトナーと同一の光学濃度を得るために、個数あるいは体積で、通常のトナーのほぼ2倍の量だけの感光体上付着量を得る必要がある熱焼結性トナーを使用し、通常のトナーを使用したときの色再現性に近づけることがてきる。
【0037】
なお、上記実施形態では、2回目の作像にあたって、再度スキャナ101を作動させているが、適宜メモリを追加して設け、このメモリに少なくとも2回目の作像時に使用するための画像データを記憶させるようにしてもよい。
図6はこのようなメモリ502を用いる場合の画像処理部121の構成例、図8はその制御例についてのフローチャートである。図5において、1色の1スキャン分の画像データを記憶できるビットマップメモリ502が、判定回路501とγ補正回路110との間に追加して設けられ、かつ、バスライン118を介して書き込み及び読み出し制御可能になっている。その他は、図3のブロック図と同一である。図6において、この例の制御では、まず、1色目の画像データを、上記レモリに書き込み、この書き込みの間に判定回路501で、2回に分けて作像する必要があるか否かを判定する(ステップ1)。この判定の結果に応じ、1回のみ作像(ステップ2)、又は、2回の作像(ステップ3)を行い、順次、次の色についての同様の判定及び作像に進む(4、5、6、7、8、9、10、11、12)。
【0038】
図8(a)は、同様のメモリ502を追加した他の画像処理部121の構成例である。図8(a)において、これ例では、判定回路501の出力側が、上記メモリ502及びγ補正回路11両方の入力側に接続されている。そして、このメモリ502出力をγ補正回路に入力できるように接続されている。その他は、図3のブロック図と同一である。この構成例は、判定回路501を通過した画像データを直接γ補正回路110に入力でき、しかも、これと並行してレモリ502にも書き込めるので、前述の図1のフローチャートと同様に、一色についての画像データの全てが判定回路110を通過し終わることを必要とする判定結果をまたずに、γ変換回路110以降の画像処理部に画像データを流して作像を開始させ、かつ、この間に上記メモリ502に1色についての1スキャン分の画像データを記憶して必要な場合の2回目の作像に使用することにより、再度のスキャンを省略するのに適している。
【0039】
また、上記実施形態では、上記色変換−UCR処理回路106で生成されたY’、M’、C’及びBKの各色ごとの画像データに基づき、必要に応じて2回に分けて最終的な転写紙上での所望のトナー付着量を得るための、プリンタ112に対する出力画像データを生成するために、画像処理部121において、判定回路501を設けるとともに、γ補正回路110に改良を加えたが、このγ補正回路110に改良を加えるのに代え、階調処理回路111に改良を加えてもよい。例えば、従来公知の階調処理の一つである、書き込み主走査方向に隣接した2画素分づつの書き込み値の和を該2画素に配分して、新たに、レーザ書き込み値を決定する階調処理に上記改良を加える場合、次のようになる。
即ち、1画素目の画素の書き込み値をn1とし、2画素目の書き込み値をn2とすると、上記潜像形成、現像及び中間転写ベルト206への転写を1回でおこなうときの潜像形成、及び、これを2回に分けて行う場合の1回目の潜像形成においては、以下のようにして、新たな1画素目の書き込み値n1’と新たな2画素目の書き込み値n2’とを決定する。
n1+n2≦178 の場合
n1’=(255/178)・(n1+n2)
n2’=0
178<n1+n2<356 の場合
n1’=255
n2’=(255/178)・(n1+n2−178)
356≦n1+n2 の場合
n1’=255
n2’=255
一方、上記潜像形成、現像及び中間転写ベルト206への転写を2回に分けて行う場合の2回目の潜像形成においては、以下のようにして、新たな1画素目の書き込み値n1’と新たな2画素目の書き込み値n2’とを決定する。
n1+n2<356 の場合
n1’=0
n2’=0
356≦n1+n2 の場合
n1’=0
n2’=(255/178)・(n1+n2−356)
【0040】
図8(b)は、上記階調処理回路11に改良を加え、かつ、前述の図8(a)の例と同様に、2回に分けて作像する場合の再度のスキャンを不要にするためのメモリ502を通過した場合に好適な画像処理部の構成例を示すものである。図8(b)において、判定回路501がγ補正回路501の後段に設けられ、この判定回路501を通過した画像データを直接階調処理回路111に入力でき、しかも、これと並行してレモリ502にも書き込めるように構成されている。そして、構成例では、判定回路501から上記バスライン118、CPU115等を介してメイン制御部に取り込んだ判定結果に基づき、階調処理回路111での処理を切り換える。
【0041】
更に、上記実施形態や各変形例では、178階調レベルを2回に分けるか否かの基準にしたが、この基準は装置やトナーに応じ適宜設定できる。
また、178階調レベルを越える画素についてのみ2回に分けて作像されるようにしたが、トナーを付着させるべき全ての画素が2回に分けて作像されるようにしてもよい。
また、上記色変換−UCR処理回路106で生成されたY’、M’、C’及びBKの各色ごとの画像データに基づいて、上記判定を行うのに代え、この回路110より前段の画像データに基づいて判定を行ってもよい。
また、2回に分けて作像するにあたり、感光体上にトナー像を形成するごとに転写ベルトへ転写し、更に他の色のトナー像も転写ベルト上で重ね合わせた後に転写紙に一括転写したが、これに代え、2回に分けたトナー像を感光体上で重ね合わせた後に一括して転写ベルトに転写したり、逆に、2回に分けたトナー像それぞれも含め、各トナー像を感光体上に形成する都度、転写ベルト及び転写紙に逐次転写したりしてもよい。後者の場合には、同じ転写紙を何度も転写位置に通すように搬送すればよい。
また、上記実施形態の装置は、中間転写ベルト上で各色のトナー像を重ね合わせる方式のものであるが、感光体上自体で各色のトナー像を重ね合わせた後、直接転写に転写する方式、感光体に対向するように設けられた転写紙クランプドラム上の転写紙に各色のトナー像を逐次転写する方式、各色に対応して感光体を複数設け、かつ、この複数の感光体のすべてに対向する搬送経路に沿って転写紙を搬送することにより、転写紙を複数の感光体に順次対向させて一回の転写紙搬送で、複数の感光体それぞれの上に形成したトナー像を転写する方式などにも適用できる。
また、2回に分けるのに代え、3回以上に分けて作像するようにしてもよい。
【0042】
更に、上記実施形態においては、複写機の画像読取部101からの画像情報に基づいてカラー画像を形成しているが、複写機をプリンタ的態様で使用し、ホストコンピュータ等の外部装置からの画像情報に基づいてカラー画像を形成する場合にも、適用できる。
(以下、余白)
【0043】
そして、複数回に分けて作像するにあたっては、他の色のトナー像も含め、同一色のトナー像が転写紙上で重ならないようにすることが好ましい。すなわち、複数回に分けて作像するトナー像についての2回目以降の動作は、転写紙上で異なる色のトナーからなるトナー像の上に重なるように行うことが好ましい。
また、後述するようにトナー像が形成された転写紙を、転写媒体として転写紙陶器等の被転写体の絵付けに使用する場合、該転写体上で、前記複数のトナー像が、透過性のよいトナーで構成されるトナー像ほど上記被転写体上で上方に位置するように、トナー像を形成することが望ましい。そのための、転写紙上でのトナー像の順番は、上記被転写体に転写するときに、トナー像の順番が逆転するか否かに応じて、設定する。すなわち、前述の図8に示す手順では、転写紙上でのトナー像の順番と、被転写体上でのトナー像の順番は逆転しないので、転写紙上でも、透過性のよいトナーで構成されるトナー像ほど上方に位置するように、トナー像を形成する。
【0044】
以上の実施形態や変形例に係る装置を用いて、転写紙上にカラートナー像を形成し、さらに、このトナー像が形成された転写紙を用いて、前述の図8に示す手順で、陶磁器等の被転写体に焼結によって絵柄を形成できる。
【0045】
まず、転写媒体としての転写紙900としては、台紙901上に水溶性の糊層902を形成したものを使用する(図8(a))。
上記転写紙900の糊層901の表面上に、上述した複写機の画像形成動作に従い、熱焼結性トナーによる画像の層(以下、絵柄層という。)903を形成する(図8(b))。この絵柄層903は糊層902に接する側に、BK、C、M及びYトナーによる画像情報に基づく画像が形成されている。
【0046】
上記絵柄層903形成後の転写紙900の絵柄層903及び糊層902の上に絵柄層保護用の樹脂層(以下、絵柄保持層という。)904を形成する(図8(c))。この絵柄保持層904は、微粉体混合物をポリビニルアルコール5%水溶液に分散した中に上記画像形成後の転写紙を浸漬することにより、形成することが可能である。本実施形態においては、上記微粉体混合物として、Na2Oを1部、K2Oを2部、CaOを15部、PbOを2部、B2O3を13部、Al2O3を2部、及びSiO2を35部スタンプミルで粉砕後さらにヘンシェルミキサーで、混合し調合された微粉体混合物を用いた。
【0047】
上記絵柄保持層904を形成した後の転写紙を、水に浸して、台紙901と絵柄層903及び絵柄保持層904との間にある糊層を溶出する。これによって、転写紙900から台紙901を剥離する(図8(d))。
台紙901が剥離され、絵柄層903と絵柄保持層904のみになったものを、陶磁器等の被転写体に貼り付ける(図8(e))。そして、摂氏800度から900度程度で焼成する(図8(f)。こうして、陶磁器等の被転写体に熱焼結性トナーによる画像を形成する。
【0048】
上記画像形成工程では、台紙901を転写紙900から剥離した後、絵柄層903を絵柄層と転写紙との図中の上下の関係そのままに、被転写体905表面に貼り付けている。これに対し、台紙901を転写紙から剥離する前に、絵柄層903を被転写体905の表面に向けて貼り付け、その後に台紙901を剥離するようにしてもよい。
この場合には、絵柄層の画像の表裏が反転することとなるので、光不透過度の大きいトナーのトナー像ほど被転写体上で下側になるように、予め転写紙上でのトナー像重ね合わせ順序を設定することが望ましい。また、上記複写機において転写媒体上への画像形成を画像の左右が逆となるいわゆるミラー像として形成することが望ましい。
【0049】
ここで、熱焼結性トナーの具体例について説明する。
本実施形態において使用される熱焼結性トナーは、少なくとも熱焼結性着色材及び結着樹脂を主成分として構成されている。このトナーには、望ましくは、鉱化剤、焼結材、媒溶剤などが添加される。
【0050】
上記熱焼結性着色材としては、金属酸化物として弁柄、クロムグリーンなど、金属酸化物の固溶体としてマンガンピンク、クロムアルミナグリーン、クロムチタンイエロー、バナジウムスズイエロー、アンチモンスズ灰味青、ライラック、バナジウムジルコニウムイエローなど、複酸化物として(Zn,Co)O・Al2O3、ZnO・(Al,Cr)2O3、(Zn,Co)O・(Al,Cr)2O3、ZnO・(Al,Cr,Fe)2O3、MnO・Cr2O3、(Mn,Co)O・(Cr,Fe)2O3、CuO・Cr2O3など、複酸化物の固溶体としてアンチモンイエローなどが挙げられる。また、珪酸塩としてコバルトオリピン、ニッケルオリピン、ウバロバイトなど、珪酸塩の固溶体としてクロムスズピンク、バナジウムブルー、トルコブル−、プラセオジムイエロー、コーラルレッドなど、硫化物としてカドミウムオレンジなど、硫セレン化物としてカドミウムレッド、セレンレッド、マンダリンなどがあげられる。
【0051】
熱焼結性着色材の融着性を向上させるため鉱化剤を使用することができる。鉱化剤としては、水酸化リチウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸リチウム等のアルカリ金属やアルカリ士類金属の炭酸塩、アルカリ金属やアルカリ土類金属の塩化物、塩化アルミニウム、ほう酸、及びアルカリ金属やアルカリ土類金属のほう酸塩、アルカリ金属やアルカリ土類金属のメタほう酸塩、アルカリ金属やアルカリ土類金属のりん酸塩、アルカリ金属やアルカリ土類金属のピロリん酸塩、アルカリ金属やアルカリ土類金属の珪酸塩、アルカリ金属やアルカリ土類金属のメタ珪酸塩、珪酸ジルコニウム、骨灰、硼砂、メタバナジン酸アンモニウム、酸化タングステンや五酸化バナジウム、酸化スス、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化モリブデン等の金属酸化物、フッ化カルシウムやフッ化アルミニウム等の金属フッ化物、ガラスレット等を基本材料として、これらの単独または複数混合したものがあげられる。
【0052】
焼結材としては、石灰長石やカリ長石、ソーダ長石、ベタライト(リチウム長石)等の長石額、カオリン、珪石、蝋石、アルミナ、シリカ、石英、酸化チタン、シャモット等を基本材料として、これらの単独または複数混合したものがあげられる。
【0053】
また、焼成画像の彩度や色相、明度の調整剤として媒溶剤の適用が行われる。媒溶剤としては、土灰類、石灰石、マグネサイト、タルク、ドロマイト等の天然鉱物や炭酸バリウム、酸化亜鉛、炭酸ストロンチウム等の化合物等を基本材料として、これらの単独または複数混合したものがあげられる。
【0054】
これらの鉱化剤や焼結材、媒溶剤は本発明の方法で使用される転写媒体の性質や構成成分、焼成物の成分組成によっては、必ずしも必要でないが、汎用性を高めるために、熱焼結性着色材とともに鉱化剤及び焼結材と媒溶剤を同時に使用することが好ましい。また、これらをあらかじめ混合したり、混合後溶融させ、いわゆるフリットを作成してもよい。
【0055】
電子写真用のトナーとして適正な帯電特性や転写媒体上での定着特性を得るために、熱焼結性着色材と鉱化剤、焼結材、媒溶剤の総計は結着樹脂100重量部に対し120重量部以下が好ましい。個々には、結着樹脂100重量部に対して、熱焼結性着色剤1〜120重量部好ましくは10〜100重量部が使用できる。また、鉱化剤は0〜100重量部が、焼結材は0〜40重量部が、媒溶剤は0〜40重量部が適当である。
上記熱焼結性着色材及び鉱化剤、焼結材、媒溶剤以外の材料に関しては公知の材料が全て使用可能である。
【0056】
バインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタレン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、ステレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレンーブラジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレ一ト、ポリプチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニル、ブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、これらは単独であるいは混合して使用できる。
【0057】
本実施形態で使用されるトナーには、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン糸染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単独または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等であり、これらは複数が併用されてもよい。
【0058】
上記荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、結着樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部、好ましくは2〜5重量部の範囲である。0.1重量部未満ではトナーの帯電量が不足し実用的でない。10重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、キャリアとの静電的吸引力の増大のため、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【0059】
また、トナーへのその他の添加物としては、例えばコロイド状シリカ、疎水性シリカ、脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど)、金属酸化物(酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化アンチモンなど)、フルオロポリマー等があげられる。
【0060】
【発明の効果】
請求項1乃至3の画像形成装置によれば、一種のトナーを用いて形成すべきトナー像についての前記画像情報に基づき、該トナー像の形成のための前記トナー像形成手段の全部あるいは一部の動作を、複数回に分けるか否かを判別し、この結果に基づいて、2回目以降の前記動作を行うので、単位面積あたり所望のトナー付着量を得ることが可能である。
特に、トナーとして熱焼結性着色剤と結着樹脂とを含むトナーを用い、かつ、上記動作が、トナー像担持体上へのトナー像の形成を含むので、トナー像担持体上への一回のトナー像形成動作について同担持体上のトナー付着量に制約がある場合にも、陶器等の被転写体に絵柄を形成するために用いる転写媒体上に、所望のトナー付着量のトナー像を形成できる。
また、互いに異なる種類の複数のトナーそれぞれで形成された複数のトナー像を形成するにあたり、該複数のトナー像のうち、請求項1の判別工程により上記動作を複数回に分けると判別されたトナー像についての上記2回目以降の動作を、上記転写媒体上で、異なる種類のトナーからなるトナー像の上に重なるように行うので、重ね合わされたトナー像中で、同一種類のトナーによるトナー像が連続することがない。よって、同一種類のトナーによるトナー像が連続して重なるようなトナー像に比して、画像形成装置における熱定着後の各種トナー同士の溶融による混ざり合い傾向の低下による色再現性の低下を、トナー像の重ね重ね合わせ順の混ぜ合わせにより軽減できる。
さらに、請求項2の画像形成装置においては、請求項1の画像形成装置において、互いに異なる種類の複数のトナーそれぞれで形成された複数のトナー像を形成するにあたり、上記転写媒体上で、前記複数のトナー像が、透過性のよいトナーで構成されるトナー像ほど、被転写体上で上方に位置するように、トナー像を形成するので、これと異なる順で位置するようにトナー像を形成する場合に比して、通常トナーより光不透過度の大きなトナーを用いることによる色再現性の低下を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態にかかる複写機の制御のフローチャート。
【図2】同複写機の概略構成図。
【図3】同複写機における画像処理部のブロック図。
【図4】同複写機の光書き込み制御部のブロック図。
【図5】変形例に係る画像処理部のブロック図。
【図6】同変形例に係る画像処理部に適した制御のフローチャート。
【図7】(a)及び(b)はそれぞれ更に他の変形例に係る画像処理部のブロック図。
【図8】陶磁器等の被転写体に画像を形成する場合の工程を説明する説明図。
【符号の説明】
101 スキャナ
102 シェーディング補正回路
103 RGBγ補正回路
104 画像分離回路
105 MTF補正回路
106 色変換−UCR処理回路
107 変倍回路
108 画像加工回路
109 MTFフィルタ
110 γ補正回路
111 階調処理回路
112 プリンタ
113、114 インターフェース
115 CPU
116 ROM
117 RAM
118 バスライン
120 コンピュータ
121 画像処理部
201 複写機
202 黒現像ユニット
203 シアン現像ユニット
204 マゼンタ現像ユニット
204a 現像スリーブ
204b 剤撹拌部材
205 イエロー現像ユニット
206 中間転写ベルト
207 帯電装置
208 レーザ光学系
209 コンタクトガラス
210 露光ランプ(ハロゲンランプ)
211 反射ミラー
212 結像レンズ
213 CCDイメージセンサ
214 クリーニング装置
215 感光体
216 給紙ユニット
217 転写バイアスローラ
218 搬送ベルト
219 定着装置
220 排紙トレイ
221 バイアスローラ
222 ベルトクリーニング装置
501 判定回路
502 メモリ
900 転写紙
901 台紙
902 糊層
903 絵柄層
904 絵柄保持層
905 被転写体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus for forming a toner image on a transfer medium capable of at least temporarily holding an image by using a toner image forming unit based on image information, and in particular, ceramic, enamel, glass, etc. The present invention relates to an image forming apparatus suitable for forming an image on a transfer medium or a transfer medium such as transfer paper used to form an image on the transfer medium.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a method using transfer paper has been widely used to form a pattern on ceramics, enamel, glass and the like. FIG. 8 shows a pattern forming process on the
[0003]
Here, the
Therefore, it has been proposed to form a picture layer by using dry printing with a dry copying machine instead of screen printing (see, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-135798 and 7-199540).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the study by the present inventors, in order to form the picture layer using an image forming apparatus such as the dry copying machine, a toner containing a heat-sinterable colorant and a binder resin as a toner ( (Hereinafter referred to as a heat-sinterable toner), it has been found that the color of the toner image becomes faint because the color of the heat-sinterable toner is smaller than that of a normal toner. did.
[0005]
In a conventional image forming apparatus, a toner adhesion mass of about 0.8 mg / (square cm) corresponds to an optical density (ID) of 1.5 on a photoreceptor as a toner image carrier. However, in the above heat-sinterable toner, the toner adhesion mass of about 0.8 mg / (square cm) on the photoreceptor corresponds only to an optical density (ID) of about 0.3 to 0.4. This is because the heat-sinterable toner has almost the same particle size as the specific gravity twice that of the normal toner, and the color of the toner itself containing the heat-sinterable colorant is much higher than that of the normal toner. Because it is small. For a specific toner, since the toner adhesion mass and the optical density are almost proportional, in order to obtain the same optical density, it is necessary to make the toner adhesion mass approximately four times. In order to obtain (ID) 1.5, a toner adhesion mass of about 3.2 mg / (square cm) is required. As described above, since the specific gravity is twice and the particle diameter is almost the same, the number or volume needs to be double that of the conventional one.
[0006]
Therefore, in order to increase the toner adhesion amount on the photoreceptor, various conditions for toner image formation, such as charging, exposure, development, etc. in the case of electrophotography, may be made different from the conventional ones. It is done. However, in the conventional image forming apparatus, there is a limit in increasing the toner adhesion amount on the toner image carrier. For example, in the conventional electrophotographic image forming apparatus, the maximum value of the toner adhesion mass on the photoreceptor is about 1.5 mg / (square cm). If the toner charge amount per toner is about the same, the specific gravity is twice, so the maximum value of the heat-sinterable toner adhesion mass under the same image forming conditions is 3.0 mg / (square cm). ), And does not reach about 3.2 mg / (square cm), which is the toner adhesion mass necessary to obtain the above-mentioned optical density (ID) 1.5.
[0007]
The above is a problem due to difficulty in obtaining the required toner adhesion amount on the toner image carrier when using a heat-sinterable toner as the toner. However, when a toner other than the heat-sinterable toner is used as the toner A similar problem can occur. Further, for example, a photoconductor that forms a toner image first is exemplified as the toner image carrier, but it is difficult to obtain a necessary toner adhesion amount with an intermediate toner image carrier such as an intermediate transfer belt (for example, transfer). A similar failure can occur due to (such as capacity constraints).
[0008]
A plurality of the heat-sinterable toners having different colors are used to form a color toner image on the transfer paper by superimposing the toner images, and the
[0009]
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of obtaining a desired toner adhesion amount per unit area for a toner image to be formed using a kind of toner. Is to provide. Another object is to provide an image forming apparatus capable of improving color reproducibility when a heat-sinterable toner is used as the toner.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, at least one image forming apparatus according to
The image forming apparatus according to
An image forming apparatus according to
As a toner colorant, it contains any of metal oxide, metal oxide solid solution, metal double oxide, metal double oxide solid solution, silicate, silicate solid solution, sulfide, and selenide sulfide. It is what.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic copying machine (hereinafter simply referred to as “copying machine”) as an image forming apparatus will be described.
{Schematic configuration and operation of copying machine 200}
First, the configuration and operation of the copier according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The copying machine 200 according to the present embodiment mainly includes a
The
[0017]
The document placed on the
The digital electric signal that is the output of the
[0018]
A photoconductor 215 as an image carrier is disposed at a substantially central portion of the
Further, above the photosensitive member and below the
[0019]
The image forming operation in the
The latent image formed on the surface of the photoreceptor 215 by the light beam based on the BK image data from the laser
A series of operations such as latent image formation, development, and belt transfer as described above are performed for the four colors CMYBK, and a four-color superimposed toner image is formed on the
The recording medium on which the four-color superimposed toner image is formed is conveyed to the
On the other hand, the toner remaining on the surface of the photoconductor 215 is collected by the
Further, after transferring the four-color superimposed image from the
[0020]
{Image processing unit}
Next, the image processing unit of the copying machine 200 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the image processing unit.
A digital signal color-separated into three colors R, G, and B from the
[0021]
The output of the
[0022]
The
(Hereinafter, blank space)
[Expression 1]
Here, R ′, G ′, and B ′ in the above expression represent the complements of R, G, and B, respectively. Matrix coefficients aij (i = 1 to 3, j = 1 to 3) are color conversion coefficients, and are determined by the color separation characteristics of the input system and the spectral characteristics of the output system (printer) as described above. In the above equation, the first-order masking equation is used. However, instead of this, if a second-order term such as B′G ′ or a higher-order term is used, color conversion can be performed with higher accuracy. . Further, the arithmetic expression may be changed depending on the hue, or the Neugehauer equation may be used. In any case, the values of Y, M, and C can be obtained from the values of B ′, G ′, and R ′ (or B, G, and R).
[0023]
The UCR processing unit performs UCR processing for replacing the portion where the three colors Y, M, and C overlap (common density portion) with BK. This is to prevent the reproduction of three colors of C, M, and Y, which should theoretically become black, but is not actually completely black and is slightly out of gray balance. .
This UCR processing can be performed by calculation using the following equation.
[Expression 2]
Y ′ = Y−α · min (Y, M, C)
M ′ = M−α · min (Y, M, C)
C ′ = C−α · min (Y, M, C)
BK = α · min (Y, M, C)
Here, α in
[0024]
The output of the color conversion-
[0025]
The
[0026]
The output image signal from the
[0027]
As described above, the digital signal from the
[0028]
Note that the
[0029]
The image data sent to the
FIG. 4 is a circuit block diagram of the
[0030]
In this way, the
[0031]
Next, a description will be given of control, which is a feature of the present embodiment, in which toner image formation using one type of toner on the photosensitive member is performed in two steps as necessary.
In this embodiment, in order to obtain the same optical density as that of a normal toner, a heat-sinterable toner that needs to obtain an adhesion amount on the photoconductor that is almost twice as much as that of a normal toner in terms of number or volume is used. Shall be used. In addition, among the 8-bit 256 gradations from the 0 gradation level to the 255 gradation level, the light emission of the light emitting diode of the printer corresponding to the 178 gradation level is performed for pixels having a gradation level equal to or lower than the 178 gradation level. The intensity is set to 0 gradation level to 178 gradation levels so that the light emission intensity corresponds to the highest density gradation level (255 gradation level in the case of 8-bit 256 gradation) in this type of normal printer. Accordingly, if the light emission intensity is appropriately set for each gradation level, and a latent image is formed by this setting, it is assumed that the photoconductor adhesion amount approximately twice the above is obtained. Further, for pixels from the 179th gradation level to the 255th gradation level, 178 from the adhesion amount of the photosensitive member when the latent image is formed with the light emission intensity corresponding to the highest density gradation level and the numerical value of the gradation level. The light emission intensity is appropriately set according to the value of the numerical value (n-178) obtained by subtracting, and the amount of adhesion of the photosensitive member when the latent image is formed with this setting is approximately twice the amount of adhesion of the photosensitive member. Shall be obtained.
[0032]
In the present embodiment, as described above, in order to obtain twice the amount of adhesion of normal toner on the final transfer paper, for each color of Y ′, M ′, C ′, and BK of the read original, For a color whose image data is only a pixel having a gradation level of 178 gradation levels or less among 8-bit 256 gradations from 0 gradation level to 255 gradation levels per pixel, the latent image of that color The formation, development, and transfer to the
[0033]
In the latent image formation, the development, and the latent image formation when the transfer to the
[0034]
In the second latent image formation in which the latent image formation, development, and transfer to the
[0035]
FIG. 1 is a flowchart of the above control. In this control example, it is assumed that toner images are formed on the photosensitive member and transferred onto the transfer belt in the order of BK, C, M, and Y. First, toner image formation and transfer using the first image signal conversion table for BK is started (step 1). During the image processing for forming the toner image, the
[0036]
As described above, in the present embodiment, toner image formation using one type of toner on the photoconductor is performed in two steps as necessary. In order to obtain the same optical density as that of normal toner, Using a heat-sinterable toner that requires a quantity or volume that is approximately twice that of normal toner, and close to the color reproducibility when using normal toner. Come.
[0037]
In the above embodiment, the
FIG. 6 is a configuration example of the
[0038]
FIG. 8A is a configuration example of another
[0039]
Further, in the above-described embodiment, based on the image data for each color Y ′, M ′, C ′, and BK generated by the color conversion-
That is, when the writing value of the first pixel is n1 and the writing value of the second pixel is n2, the latent image is formed when the latent image is formed, developed, and transferred to the
When n1 + n2 ≦ 178
n1 '= (255/178). (n1 + n2)
n2 '= 0
When 178 <n1 + n2 <356
n1 '= 255
n2 '= (255/178). (n1 + n2-178)
When 356 ≦ n1 + n2
n1 '= 255
n2 '= 255
On the other hand, in the second latent image formation when the latent image formation, development, and transfer to the
When n1 + n2 <356
n1 '= 0
n2 '= 0
When 356 ≦ n1 + n2
n1 '= 0
n2 '= (255/178). (n1 + n2-356)
[0040]
FIG. 8B improves the gradation processing circuit 11 and eliminates the need for re-scanning when the image is divided into two times as in the example of FIG. 8A described above. 3 shows an example of the configuration of an image processing unit suitable for passing through the
[0041]
Furthermore, in the above-described embodiment and each modification, the criterion for determining whether or not the 178 gradation level is divided into two is used, but this criterion can be appropriately set according to the apparatus and toner.
Further, only the pixels exceeding the 178 gradation levels are formed in two steps, but all the pixels to which the toner should be attached may be formed in two steps.
Further, instead of performing the determination based on the image data for each color of Y ′, M ′, C ′, and BK generated by the color conversion-
In forming the image in two steps, each time a toner image is formed on the photosensitive member, the image is transferred to the transfer belt, and other color toner images are superimposed on the transfer belt, and then transferred onto the transfer paper. However, instead of this, the toner images divided into two times are superposed on the photosensitive member and then transferred onto the transfer belt at once, or conversely, each toner image including the toner images divided into two times is also included. Each time the toner is formed on the photosensitive member, it may be sequentially transferred onto a transfer belt and transfer paper. In the latter case, the same transfer paper may be conveyed so as to pass through the transfer position many times.
In addition, the apparatus of the above embodiment is a system that superimposes the toner images of each color on the intermediate transfer belt, but after superimposing the toner images of each color on the photoreceptor itself, the system that directly transfers to the transfer, A method of sequentially transferring toner images of each color onto a transfer paper on a transfer paper clamp drum provided to face the photoconductor, a plurality of photoconductors corresponding to each color, and all of the plurality of photoconductors. By transferring the transfer paper along the opposing transfer path, the transfer paper is sequentially opposed to the plurality of photoconductors, and the toner images formed on the respective photoconductors are transferred by one transfer paper transfer. It can also be applied to methods.
Further, instead of dividing into two times, the image may be divided into three or more times.
[0042]
Further, in the above embodiment, a color image is formed based on image information from the
(Hereinafter, blank space)
[0043]
In forming an image divided into a plurality of times, it is preferable that toner images of the same color, including toner images of other colors, do not overlap on the transfer paper. That is, it is preferable to perform the second and subsequent operations on the toner image formed in a plurality of times so as to overlap the toner image made of toners of different colors on the transfer paper.
As will be described later, when a transfer paper on which a toner image is formed is used as a transfer medium for painting a transfer material such as transfer paper pottery, the plurality of toner images are transmissive on the transfer material. It is desirable to form the toner image so that the toner image composed of a good toner is positioned above the transfer target. For this purpose, the order of the toner images on the transfer paper is set according to whether or not the order of the toner images is reversed when the toner image is transferred to the transfer target. That is, in the procedure shown in FIG. 8 described above, the order of the toner images on the transfer paper and the order of the toner images on the transfer target are not reversed. A toner image is formed so that the image is positioned higher.
[0044]
A color toner image is formed on the transfer paper using the apparatus according to the above-described embodiments and modifications, and further, using the transfer paper on which the toner image is formed, the procedure shown in FIG. A pattern can be formed on the transfer object by sintering.
[0045]
First, as the
On the surface of the
[0046]
A resin layer (hereinafter referred to as a pattern holding layer) 904 for protecting the pattern layer is formed on the
[0047]
The transfer paper after the
The
[0048]
In the image forming step, after the
In this case, since the front and back of the image on the pattern layer are reversed, the toner image is previously superimposed on the transfer paper so that the toner image of the toner having a higher light impermeability is located on the lower side on the transfer target. It is desirable to set the matching order. In the copying machine, it is desirable to form the image on the transfer medium as a so-called mirror image in which the left and right sides of the image are reversed.
[0049]
Here, a specific example of the heat-sinterable toner will be described.
The heat-sinterable toner used in the present embodiment is composed mainly of at least a heat-sinterable colorant and a binder resin. Desirably, a mineralizer, a sintered material, a medium solvent, and the like are added to the toner.
[0050]
As the above-mentioned heat-sinterable colorant, metal oxide as a petrol, chrome green, etc., as a solid solution of metal oxide, manganese pink, chrome alumina green, chrome titanium yellow, vanadium tin yellow, antimony tin gray blue, lilac, (Zn, Co) O.Al2O3, ZnO. (Al, Cr) 2O3, (Zn, Co) O. (Al, Cr) 2O3, ZnO. (Al, Cr, Fe) Antimony yellow and the like are listed as solid oxide solutions of 2O3, MnO.Cr2O3, (Mn, Co) O. (Cr, Fe) 2O3, CuO.Cr2O3, and the like. Also, cobalt olipine, nickel olipine, uvalovite, etc. as silicate, chrome tin pink, vanadium blue, turquoise blue, praseodymium yellow, coral red, etc. as silicate solid solution, cadmium orange, etc. as sulfide, cadmium as selenide Examples include red, selenium red, and mandarin.
[0051]
Mineralizers can be used to improve the fusibility of the heat-sinterable colorant. Mineralizers include alkali metal and alkaline earth metal hydroxides such as lithium hydroxide, alkali metal and alkaline earth metal carbonates such as lithium carbonate, alkali metal and alkaline earth metal chlorides, chlorides. Aluminum, boric acid, alkali metal or alkaline earth metal borate, alkali metal or alkaline earth metal metaborate, alkali metal or alkaline earth metal phosphate, alkali metal or alkaline earth metal pyrroline Acid salts, alkali metal and alkaline earth metal silicates, alkali metal and alkaline earth metal metasilicates, zirconium silicate, bone ash, borax, ammonium metavanadate, tungsten oxide, vanadium pentoxide, soot oxide, zirconium oxide, Metal oxides such as cerium oxide and molybdenum oxide, calcium fluoride, aluminum fluoride, etc. Metal fluorides, as a base material glass Rett like, these alone or those more mixed and the like.
[0052]
Sintered materials include feldspars such as lime feldspar, potash feldspar, soda feldspar, betalite (lithium feldspar), kaolin, quartzite, wax stone, alumina, silica, quartz, titanium oxide, chamotte, etc. as basic materials. Or a mixture of two or more.
[0053]
In addition, a solvent medium is applied as a regulator for the saturation, hue, and brightness of the fired image. Examples of the medium solvent include natural minerals such as earth ash, limestone, magnesite, talc, and dolomite, and compounds such as barium carbonate, zinc oxide, strontium carbonate, and the like as basic materials. .
[0054]
These mineralizers, sintered materials, and solvent media are not necessarily required depending on the properties and components of the transfer medium used in the method of the present invention and the component composition of the fired product. It is preferable to use a mineralizer, a sintering material and a medium solvent together with the sinterable coloring material. These may be mixed in advance or melted after mixing to create a so-called frit.
[0055]
In order to obtain proper charging characteristics and fixing characteristics on a transfer medium as an electrophotographic toner, the total amount of the heat-sinterable coloring material, mineralizer, sintering material, and solvent is 100 parts by weight of the binder resin. The amount is preferably 120 parts by weight or less. Individually, 1 to 120 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight of the heat-sinterable colorant can be used with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Further, 0 to 100 parts by weight of the mineralizer, 0 to 40 parts by weight of the sintered material, and 0 to 40 parts by weight of the solvent are appropriate.
All known materials can be used as materials other than the above-mentioned heat-sinterable colorant, mineralizer, sintered material, and solvent medium.
[0056]
As binder resin, styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyltoluene, and substituted polymers thereof; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer Styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, sterene-methyl methacrylate Copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, Styrene-bradiene copolymer Styrene copolymers such as styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester copolymer; polymethyl methacrylate, polyptyl methacrylate , Polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl, butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic carbonization Examples thereof include hydrogen resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins and paraffin waxes, and these can be used alone or in combination.
[0057]
The toner used in the exemplary embodiment may contain a charge control agent as necessary. All known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine yarn dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified). Quaternary ammonium salts), alkylamides, phosphorus alone or compounds, tungsten alone or compounds, fluorine-based activators, salicylic acid metal salts, metal salts of salicylic acid derivatives, etc. Good.
[0058]
The amount of the charge control agent used is determined by the toner production method including the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the dispersion method, and is not uniquely limited. However, it is 0.1 to 10 parts by weight, preferably 2 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. If it is less than 0.1 part by weight, the charge amount of the toner is insufficient, which is not practical. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, and the electrostatic attraction force with the carrier increases, leading to a decrease in developer fluidity and a decrease in image density.
[0059]
Other additives to the toner include, for example, colloidal silica, hydrophobic silica, fatty acid metal salts (such as zinc stearate and aluminum stearate), metal oxides (titanium oxide, aluminum oxide, tin oxide, antimony oxide). Etc.) and fluoropolymers.
[0060]
【The invention's effect】
According to the image forming apparatus of
In particularTheA toner containing a heat-sinterable colorant and a binder resin is used as the toner, and the above operation includes the formation of a toner image on the toner image carrier. Even when there is a restriction on the toner adhesion amount on the carrier for the toner image forming operation, a toner image with a desired toner adhesion amount is formed on a transfer medium used to form a pattern on a transfer object such as pottery. it can.
Also, MutualIn forming a plurality of toner images formed with a plurality of different types of toner, it is determined that among the plurality of toner images, the operation is divided into a plurality of times by the determination step according to
In additionClaim2In the image forming apparatus,1In the image forming apparatus, when forming a plurality of toner images formed with a plurality of different types of toner, the toners on the transfer medium are composed of toners with good transparency. Since the toner image is formed so that the image is positioned higher on the transfer target, the light opacity of the toner is lower than that in the case of forming the toner image so that the image is positioned in a different order. A reduction in color reproducibility due to the use of a large toner can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of control of a copier according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the copier.
FIG. 3 is a block diagram of an image processing unit in the copier.
FIG. 4 is a block diagram of an optical writing control unit of the copier.
FIG. 5 is a block diagram of an image processing unit according to a modification.
FIG. 6 is a flowchart of control suitable for the image processing unit according to the modification.
FIGS. 7A and 7B are block diagrams of image processing units according to still other modified examples, respectively.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a process in the case of forming an image on a transfer object such as ceramics.
[Explanation of symbols]
101 scanner
102 Shading correction circuit
103 RGBγ correction circuit
104 Image separation circuit
105 MTF correction circuit
106 Color conversion-UCR processing circuit
107 Scaling circuit
108 Image processing circuit
109 MTF filter
110 γ correction circuit
111 gradation processing circuit
112 printer
113, 114 interface
115 CPU
116 ROM
117 RAM
118 bus line
120 computers
121 Image processing unit
201 copier
202 Black development unit
203 Cyan development unit
204 Magenta development unit
204a Development sleeve
204b Agent stirring member
205 Yellow development unit
206 Intermediate transfer belt
207 Charging device
208 Laser optical system
209 Contact glass
210 Exposure lamp (halogen lamp)
211 reflection mirror
212 Imaging lens
213 CCD image sensor
214 Cleaning device
215 photoconductor
216 Paper feed unit
217 Transfer bias roller
218 Conveyor belt
219 Fixing device
220 Output tray
221 Bias roller
222 Belt cleaning device
501 judgment circuit
502 memory
900 Transfer paper
901 Mount
902 Glue layer
903 pattern layer
904 Pattern holding layer
905 Transfer object
Claims (3)
上記トナー像形成手段が、トナー像担持体と、該トナー像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成装置と、該トナー像担持体上に形成されたトナー像を、上記転写媒体に転写する転写装置とを有し、互いに異なる種類の複数のトナーそれぞれで形成された複数のトナー像を形成するものであり、
一種のトナーを用いて形成すべきトナー像についての前記画像情報に基づき、該トナー像の形成のための前記トナー像形成手段の全部あるいは一部の動作を、複数回に分けるか否かを判別する判別手段と、
該判別手段による判別結果が複数回に分けるという結果の場合に、2回目以降の前記動作を行わせる制御手段とを設け、
上記動作が、前記トナー像担持体上へのトナー像の形成を含み、
上記複数のトナー像のうち、上記判別手段により上記動作を複数回に分けると判別されたトナー像についての上記2回目以降の動作を、上記転写媒体上で、異なる種類のトナーからなるトナー像の上に重なるように行うことを特徴とする画像形成装置。 Image on a transfer medium capable of storing at least temporarily, in an image forming apparatus for forming a toner image using a toner containing a thermal sintering colorant and a binder resin by the toner image forming means based on the image information ,
The toner image forming means transfers a toner image carrier, a toner image forming device for forming a toner image on the toner image carrier, and a toner image formed on the toner image carrier to the transfer medium. Forming a plurality of toner images formed of a plurality of different types of toner,
Based on the image information about the toner image to be formed using a kind of toner, it is determined whether or not the operation of all or part of the toner image forming means for forming the toner image is divided into a plurality of times. Discriminating means to perform ,
If 該判by means determination result by the result that is divided into a plurality of times, provided the operation of the second and subsequent and control means to I line,
The above operation includes formation of a toner image on the toner image carrier,
Of the plurality of toner images, the second and subsequent operations on the toner image determined to be divided into a plurality of times by the determination unit are performed on the transfer medium. An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus overlaps with the image forming apparatus .
上記転写媒体上で、前記複数のトナー像が、透過性のよいトナーで構成されるトナー像ほど上記被転写体上で上方に位置するように、トナー像を形成することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus 請 Motomeko 1,
On top Symbol transfer medium, an image in which the plurality of toner images, as a toner image composed of good toner permeable so as to be positioned above the above the transfer member, and forming a toner image Forming equipment .
トナーの着色剤として、金属酸化物、金属酸化物の固溶体、金属複酸化物、金属複酸化物の固溶体、珪酸塩、珪酸塩の固溶体、硫化物、硫セレン化物のいずれかを含むことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to 請 Motomeko 1 or 2,
As a toner colorant, it contains any of metal oxide, metal oxide solid solution, metal double oxide, metal double oxide solid solution, silicate, silicate solid solution, sulfide, and selenide sulfide. An image forming apparatus.
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