(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電された静電潜像担持体表面に光書き込み手段で光を照射することによって静電潜像を形成し、静電潜像担持体と現像手段との間に印加する現像バイアスによって前記静電潜像に有色トナーを供給して可視化し、静電潜像担持体表面の有色トナーを転写紙または中間転写体に転写することによってカラー画像またはモノクロ画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、
入力された画像データに基づいて画像の領域分離を行い、テキスト部分と判断された画像に隣接する領域が転写紙の地色の場合に、前記隣接領域の所定領域に白色トナーを印字することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記隣接領域のうち白色トナーを印字する領域が、画像解像度をＤ(dpi)としたときに、次の式によって計算された値Ｘの小数点以下を切り上げた値Ｎの画素数に相当する領域であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
Ｘ＝５０÷（２５４００÷Ｄ）
【請求項３】
請求項２によって求められた値Ｎに相当する画素数内に有色印字データがある場合は、有色印字データがない領域にのみ白色トナーを印字することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
有色トナーを転写紙または中間転写体に印字した後に、白色トナーを印字することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項の画像形成装置。
【請求項５】
転写紙と白色トナーの色差ΔＥが１５未満の場合に前記隣接領域の所定領域に白色トナーを印字し、前記色差ΔＥが１５以上の場合は白色トナーを印字しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項の画像形成装置。
【請求項６】
前記隣接部分の所定領域に印字された白色トナーの厚み方向の高さが、隣接する画像の有色トナーの厚み方向の高さにほぼ等しいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項の画像形成装置。
【請求項７】
白色トナーの粒径が、有色トナーの粒径より小さいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項の画像形成装置。
【請求項８】
白色トナーの粒径が、５μｍ以下であることを特徴とする請求項７の画像形成装置。
【請求項９】
白色トナーが、重合法により製造されたものであることを特徴とする請求項８の画像形成装置。
【請求項１０】
白色トナーの樹脂成分が、スチレンアクリル系であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、白色トナーを用いた電子写真方式の高画質画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置として、帯電された静電潜像担持体表面に光書き込み手段によって静電潜像を形成し、現像手段により静電潜像にトナーを供給して可視化し、転写手段により静電潜像担持体表面のトナーを転写紙または中間転写体に転写してカラー画像またはモノクロ画像を形成するものが知られている。
【０００３】
転写手段には、静電力によりトナーを転写するチャージャ方式のものがあり、その場合、静電潜像担持体表面と転写紙または中間転写体とは非接触であり、これらの間の空間をトナーが飛翔して転写紙または中間転写体に付着する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
静電潜像担持体表面のトナーをチャージャ方式の転写手段を用いて転写紙に転写する場合、静電潜像担持体表面と転写紙との間の空間での転写電界の広がりを無視できないことに加えて、チャージャ開口部からの放電電荷の広がりにより、転写紙の上流側に電荷が付与されるため、トナーの飛び散りが生じる。このため、静電潜像担持体表面の画像に比べて、転写後のトナー画像に飛び散りが生じ、べた画像、文字、細線のエッジ部において、トナーの飛び散りによって転写紙の本来は画像のない部分にトナーが付着して、画質が低下することがある。とくに、画像形成装置の高解像度化が進むにつれて、文字、細線の周りにトナーの飛び散りが発生することにより、解像度が著しく低下し、低解像度時には大きな問題とならなかった画像エッジ部のトナーの飛び散りが、解像度を上げるにしたがって大きな問題となっている。
【０００５】
画像エッジ部におけるトナーの飛び散りは転写時に発生するため、その対策として、転写ローラ、転写ドラム等の接触方式の転写手段を用いること、転写チャージャの開口部を狭くし、開口部の上流側で起きるトナーの飛び散りを防止すること、転写紙、中間転写体の抵抗値や帯電量を制御すること等が採用されている。
【０００６】
しかし、それでも、トナーの帯電不良や逆特性帯電、各部材の環境や経時劣化のため、全てのトナーの飛び散りをなくして高解像度の高画質画像を得ることは不可能であった。
【０００７】
静電潜像担持体表面のトナーをチャージャ方式の転写手段を用いて中間転写体に転写する場合についても、同様である。
【０００８】
本発明の目的は、画像エッジ部のトナーの飛び散りを目立たなくし、解像性能および画質の向上が可能な画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明による画像形成装置は、帯電された静電潜像担持体表面に光書き込み手段で光を照射することによって静電潜像を形成し、静電潜像担持体と現像手段との間に印加する現像バイアスによって前記静電潜像に有色トナーを供給して可視化し、静電潜像担持体表面の有色トナーを転写紙または中間転写体に転写することによってカラー画像またはモノクロ画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、入力された画像データに基づいて画像の領域分離を行い、テキスト部分と判断された画像に隣接する領域が転写紙の地色の場合に、前記隣接領域の所定領域に白色トナーを印字することを特徴とするものである。
【００１０】
一般に、モノクロ画像の画像形成装置においては、黒色トナーが用いられ、カラー画像の画像形成装置では、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色の有彩色トナーを用いる場合と、これら３色の有彩色トナーと黒色トナーを用いる場合がある。
【００１１】
本発明は、モノクロ画像形成装置とカラー画像形成装置のいずれにも適用され、いずれの場合も、上記のトナーの他に、白色トナーが用いられる。
【００１２】
なお、本明細書において、白色トナー以外のトナー、すなわち、有彩色トナーと黒色トナーを有色トナーと総称することにする。
【００１３】
本発明によれば、テキスト画像に隣接する所定の領域に白色トナーを印字するため、テキスト画像のエッジ部において、転写時のトナーの飛び散りが目立たなくなり、テキスト画像の解像度が向上し、鮮鋭度の高い高画質画像の再現が可能になる。
【００１４】
本発明の画像形成装置において、たとえば、前記隣接領域のうち白色トナーを印字する領域が、画像解像度をＤ(dpi)としたときに、次の式によって計算された値Ｘの小数点以下を切り上げた値Ｎの画素数に相当する領域である。
【００１５】
Ｘ＝５０÷（２５４００÷Ｄ）
画像のエッジ部において有色トナーが飛び散る領域は、画像解像度に関係なく、エッジ部から５０μｍ程度の範囲である。したがって、上記のようにすることにより、トナーの飛び散りが生じる可能性のある領域に白色トナーを印字して、トナーの飛び散りを目立たなくすることができる。
【００１６】
上記の画像形成装置において、たとえば、上記のようにして求められた値Ｎに相当する画素数内に有色印字データがある場合は、有色印字データがない領域にのみ白色トナーを印字する。
【００１７】
上記の値Ｎに相当する画素数内に有色トナーにより印字を行う有色印字データがある場合にも、値Ｎに相当する画素数全体に白色トナーを印字すると、元からある有色印字データの一部が白色トナーによって隠されてしまう。ところが、上記のように、有色印字データのない領域にのみ白色トナーを印字し、有色データのある部分には白色トナーを印字しないようにすることにより、元からある有色印字データが白色トナーによって隠されてしまうことがなくなる。
【００１８】
本発明の画像形成装置において、たとえば、有色トナーを転写紙または中間転写体に印字した後に、白色トナーを印字する。
【００１９】
有色トナーによるカラー画像やモノクロ画像の印字後の画像のエッジ部には、飛び散ったトナーが存在し、このトナーが解像度の低下を引き起こす。上記のように、有色トナー印字後のテキスト画像のエッジ部に白色トナーを印字することにより、飛び散った有色トナーを覆うことができ、解像度が向上し、鮮鋭度の高い高画質画像が再現できる。
【００２０】
しかし、静電潜像担持体表面に画像データに対応する有色トナー像とテキスト画像のエッジ部の白色トナー像を形成した後に、これら有色トナー像と白色トナー像を一度に転写紙または中間転写体に転写（印字）するようにしてもよい。
【００２１】
本発明の画像形成装置において、たとえば、転写紙と白色トナーの色差ΔＥが１５未満の場合に前記隣接領域の所定領域に白色トナーを印字し、前記色差ΔＥが１５以上の場合は白色トナーを印字しない。
【００２２】
一般的に、白色同士の色差ΔＥが１５以上ある場合、色の差が目で識別可能であるから、転写紙と白色トナーの色差ΔＥが１５以上である場合でも、テキスト画像のエッジ部に白色トナー印字するようにすると、トナーの飛び散りを目立たなくすることはできるが、逆に、印字した白色トナーが目立ち、解像度向上の効果が消滅して、画質はかえって劣化する。これに対し、白色同士の色差ΔＥが１５未満の場合は、色の差が目ではほとんど識別できないから、転写紙と白色トナーの色差ΔＥが１５未満の場合に、テキスト画像のエッジ部に白色トナーを印字すると、トナーの飛び散りを目立たなくすることができ、しかも白色トナーが目立つこともなく、解像度の高い高画質の画像が得られる。したがって、上記のように、転写紙と白色トナーの色差ΔＥが１５未満の場合に隣接領域の所定領域に白色トナーを印字し、色差ΔＥが１５以上の場合は隣接領域の所定領域に白色トナーを印字しないようにすることにより、トナーの飛び散りが目立たず、白色トナーも目立つことのない高画質の画像を得ることができる。
【００２３】
本発明の画像形成装置において、たとえば、前記隣接部分の所定領域に印字された白色トナーの厚み方向の高さが、隣接する画像の有色トナーの厚み方向の高さにほぼ等しい。
【００２４】
白色トナーの高さとこれに隣接する有色トナーの高さが異なると、接触定着方式の場合、圧縮定着時に、高さの異なるトナー間において、高い方のトナーが低い方のトナーの上に覆いかぶさってしまったり、散ってしまうため、テキスト画像のエッジ部で画像の乱れが生じる。また、とくに非接触定着方式の場合、定着時に、熱伝達の不均一が生じて、定着強度が低下し、これによって画質が劣化する。これに対し、白色トナーと隣接する有色トナーの高さをほぼ等しくすると、上記の不具合は生じず、優れた画像の再現が可能である。
【００２５】
本発明の画像形成装置において、たとえば、白色トナーの粒径が、有色トナーの粒径より小さい。
【００２６】
白色トナーの粒径を有色トナーの粒径より小さくすることにより、白色トナーによってエッジ部に飛び散った有色トナーを隠ぺいする効果がさらに向上する。
【００２７】
上記の画像形成装置において、たとえば、白色トナーの粒径が、５μｍ以下である。
【００２８】
現状では、有色トナーの粒径は６〜１０μｍが標準であり、そのトナーがエッジ部近辺に飛び散った場合、同等粒径のトナーでは隠ぺい効果が低減するが、小粒径トナーを用いることにより、隠ぺい効果がさらに向上する。したがって、白色トナーの粒径を５μｍ以下にすることにより、白色トナーの粒径を有色トナーの粒径より小さくして、白色トナーによってエッジ部に飛び散った有色トナーを隠ぺいする効果をさらに向上することができる。
【００２９】
上記の画像形成装置において、たとえば、前記白色トナーが、重合法により製造されたものである。
【００３０】
トナーの製造方法には、大きく分けて、粉砕法と重合法がある。一般的に、粉砕法では小粒径トナーの製造は困難で、粒径６μｍ程度が限界である。これに対し、重合法によると、確実に粒径のそろった小粒径のトナーが製造可能である。
【００３１】
本発明の画像形成装置において、たとえば、前記白色トナーの樹脂成分が、スチレンアクリル系である。
【００３２】
スチレンアクリル樹脂は半透明であるため、それを成分とする白色トナーを用いることにより、テキスト画像のエッジ部近傍に飛び散った有色トナーの隠蔽効果を高めることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明のいくつかの実施形態について説明する。
【００３４】
図１は、本発明をモノクロ画像を印字するモノクロ画像形成装置に適用した第１実施形態を示すものであって、その画像形成部（印字部）を概略的に示している。
【００３５】
図１において、画像形成部には、静電潜像担持体を構成するドラム状の感光体(1)が設けられている。感光体(1)は図の矢印方向（時計方向）に回転し、感光体(1)の周囲には、その回転方向に、黒色(Bk)用の帯電手段を構成する第１帯電器(2)、黒色用の光書き込み手段を構成する第１光書き込みユニット(3)、黒色トナー(T)が収容された現像手段としての第１現像器(4)、白色(W)用の帯電手段を構成する第２帯電器(5)、白色用の光書き込み手段を構成する第２光書き込みユニット(6)、白色トナー(TW)が収容された現像手段としての第２現像器(7)、転写手段を構成する転写器(8)およびクリーニング手段を構成するクリーニングユニット(9)が順に配置されている。そして、転写紙(P)が、図示しない搬送装置により、感光体(1)と転写器(8)の間を図の矢印方向（右から左の方向）に移動させられる。感光体(1)および転写器(8)に対して、転写紙(P)の移動経路の上流側に転写紙検知センサ(10)が設けられ、同下流側に定着手段を構成する定着装置(11)が設けられている。
【００３６】
帯電器(2)(5)としては、たとえば、接触型のものやチャージャ型のものが用いられる。光書き込みユニット(3)(6)は、たとえば、レーザ光源やＬＥＤ光源を用いたものである。転写器(8)としては、たとえば、非接触チャージャ転写器やローラ転写器等の接触転写器が用いられる。定着装置(10)としては、たとえば、非接触式のものや接触式のものが用いられる。
【００３７】
上記の画像形成部において、まず、画像データを黒色トナー(T)で印字するために、第１帯電器(2)により感光体(1)の表面が均一に帯電され、第１光書き込みユニット(3)により、均一に帯電された感光体(1)上に画像データに基づいて書き込みが行われて、画像データに対応する静電潜像が形成され、第１現像器(4)により、黒色トナー(T)を用いて感光体(1)上の画像データに対応する静電潜像が顕像化（可視化）される。その後、テキスト画像のエッジ部における黒色トナー(T)の飛び散りを防止するための白色トナー(TW)の印字を行うために、画像データの黒色トナー像が形成された感光体(1)の表面が、再度、均一に帯電され、第２光書き込みユニット(6)により、均一に帯電された感光体(1)上に後述する白色トナー印字データに基づいて書き込みが行われて、白色トナー印字データに対応する静電潜像が重ねて形成され、第２現像器(7)により、白色印字データに対応する静電潜像が顕像化される。
【００３８】
白色トナー印字データについては、後に詳述するが、これは、画像のうちのテキスト画像のエッジ部において、テキスト画像に隣接する所定領域に白色トナー(TW)を印字するためのデータである。
【００３９】
上記の処理が行われることにより、画像データに対応する黒色トナー像と、黒色トナー像のうちのテキスト画像のエッジ部に形成された白色トナー像とを合わせたトナー像が、感光体(1)上に形成される。そして、このトナー像が、転写器(8)により転写紙(P)に転写される。その後、感光体(1)上に残ったトナー(T)(TW)は、クリーニングユニット(9)によって回収される。さらに、転写紙(P)が定着装置(11)を通過することにより、転写紙(P)上のトナー(T)(TW)が転写紙(P)に定着される。
【００４０】
上記のように感光体(1)表面の黒色トナー像および白色トナー像を転写紙(P)に転写する際に、テキスト画像の黒色トナー(T)のエッジ部に隣接して白色トナー(TW)があるため、後述するように黒色トナー(T)と白色トナー(TW)の厚み方向の高さをほぼ等しくすることにより、黒色トナー(T)と白色トナー(TW)の境界部すなわちテキスト画像のエッジ部における黒色トナー(T)および白色トナー(TW)の飛び散りが防止される。このため、テキスト画像のエッジ部が乱れることがなく、鮮鋭度（解像度）が向上する。白色トナー(TW)は転写紙(P)に対して目立たないので、テキスト画像のエッジ部に印字されても問題はない。また、白色トナー(TW)については、テキスト画像と反対側のエッジ部において、飛び散りが生じるが、飛び散った白色トナー(TW)も、転写紙(P)に対して目立たないので、問題はない。
【００４１】
図２は、本発明をモノクロ画像形成装置に適用した第２実施形態を示すものであって、その画像形成部を概略的に示している。なお、第２実施形態において、第１実施形態のものに対応する部分には同一の符号を付している。
【００４２】
この画像形成装置はタンデム式のものであって、画像形成部には、転写紙(P)の移動方向に２つの感光体(1a)(1b)が設けられている。転写紙(P)移動方向上流側の第１感光体(1a)の周囲には、その回転方向に、前記同様の第１帯電器(2)、第１光書き込みユニット(3)および第１現像器(4)、ならびに黒色トナー(T)の転写手段を構成する第１転写器(8a)および黒色トナー(T)のクリーニング手段を構成する第１クリーニングユニット(9a)が順に配置されている。転写紙(P)移動方向下流側の第２感光体(1b)の周囲には、その回転方向に、前記同様の第２帯電器(5)、第２光書き込みユニット(6)および第２現像器(7)、ならびに白色トナー(TW)の転写手段を構成する第２転写器(8b)および白色トナー(TW)のクリーニング手段を構成する第２クリーニングユニット(9b)が順に配置されている。
【００４３】
上記の画像形成部において、まず、転写紙(P)に画像データを黒色トナー(T)で印字するために、第１帯電器(2)により第１感光体(1a)の表面が均一に帯電され、第１光書き込みユニット(3)により、均一に帯電された第１感光体(1a)上に画像データに基づいて書き込みが行われて、画像データに対応する静電潜像が形成され、第１現像器(4)により、黒色トナー(T)を用いて第１感光体(1a)上の画像データに対応する静電潜像が顕像化される。
【００４４】
上記の処理が行われることにより、画像データに対応する黒色トナー像が、第１感光体(1a)上に形成される。そして、この黒色トナー像が、第１転写器(8a)により転写紙(P)に転写される。その後、第１感光体(1a)上に残った黒色トナー(T)は、第１クリーニングユニット(9a)によって回収される。
【００４５】
上記の第１転写器(8a)による転写時において、画像の黒トナー(T)のエッジ部で黒トナー(T)の飛び散りが生じる。
【００４６】
一方、上記のように転写紙(P)に印字されたテキスト画像のエッジ部において飛び散った黒トナー(T)を隠蔽するための白色トナー(TW)の印字を行うために、第２帯電器(5)により第２感光体(1b)の表面が均一に帯電され、第２光書き込みユニット(6)により、均一に帯電された第２感光体(1b)上に白色トナー印字データに基づいて書き込みが行われて、白色トナー印字データに対応する静電潜像が形成され、第２現像器(7)により、白色トナー(TW)を用いて第２感光体(1b)上の白色トナー印字データに対応する静電潜像が顕像化される。
【００４７】
上記の処理が行われることにより、白色トナー印字データに対応する白色トナー像が、第２感光体(1b)上に形成される。そして、この白色トナー像が、第２転写器(8b)により、前記のように黒色トナー像の印字が終わった転写紙(P)に重ねて転写される。その後、第２感光体(1b)上に残った白色トナー(TW)は、第２クリーニングユニット(9b)によって回収される。さらに、転写紙(P)が定着装置(11)を通過することにより、転写紙(P)上のトナー(T)(TW)が転写紙(P)に定着される。
【００４８】
上記の第２転写器(8b)による転写時において、転写紙(P)上で、第１転写器(8a)による黒色トナー(T)の転写時に飛び散ったテキスト画像のエッジ部の黒トナー(T)が、第２転写器(8b)によって転写される白色トナー(TW)により隠蔽される。このとき、後述するように白色トナー(TW)の厚み方向の高さを黒色トナー(T)のそれとほぼ等しくすることにより、黒色トナー(T)と白色トナー(TW)の境界部すなわちテキスト画像のエッジ部における白色トナー(TW)の飛び散りが防止され、白色トナー(TW)によってテキスト画像のエッジ部が乱されることがない。
【００４９】
第１実施形態および第２実施形態において、本発明が適用されるモノクロ画像形成装置の２つの例について説明したが、本発明は、上記以外の構成のモノクロ画像形成装置にも適用できる。
【００５０】
図３は、本発明をカラー画像を印字するカラー画像形成装置に適用した第３実施形態を示すものであって、その画像形成部を概略的に示している。なお、第３実施形態において、第１実施形態あるいは第２実施形態のものに対応する部分には同一の符号を付している。
【００５１】
この画像形成装置は中間転写体(12)を使用する方式のものであり、感光体(1)と転写紙(P)との間に、図の矢印方向に回転移動する無端状の中間転写体(12)が配置されている。感光体(1)の周囲には、その回転方向に、帯電器(13)、光書き込みユニット(14)、シアントナーが収容された第１現像器(15)、マゼンタトナーが収容された第２現像器(16)、イエロートナーが収容された第３現像器(17)、黒色トナーが収容された第４現像器(18)、白色トナー(TW)が収容された第５現像器(19)、第１転写器(20)およびクリーニングユニット(21)が順に配置されており、感光体(1)と第１転写器(20)の間を中間転写体(12)の一部が通されている。また、中間転写体(12)の周囲には、上記の第１転写器(20)の他に第２転写器(22)が配置され、中間転写体(12)と第２転写器(22)の間を転写紙(P)が通される。なお、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナーおよび黒色トナーを、有色トナー(T)と総称する。
【００５２】
上記の画像形成部において、まず、テキスト画像のエッジ部における有色トナー(T)の飛び散りの防止あるいは飛び散った有色トナー(T)の隠蔽のための白色トナー(TW)の印字を行うために、帯電器(13)により感光体(1)の表面が均一に帯電され、光書き込みユニット(14)により、均一に帯電された感光体(1)上に白色トナー印字データに基づいて書き込みが行われて、白色トナー印字データに対応する静電潜像が形成され、第５現像器(19)により、白色トナー(TW)を用いて感光体(1)上の白色トナー印字データに対応する静電潜像が顕像化される。これにより、白色トナー印字データに対応する白色トナー像が感光体(1)上に形成され、この白色トナー像が第１転写器(20)により中間転写体(12)に転写される。これにより、白色トナー印字データに対応する白色トナー像が中間転写体(12)に印字される。そして、感光体(1)上に残った白色トナー(TW)は、クリーニングユニット(21)によって回収される。
【００５３】
次に、シアントナーを印字するために、帯電器(13)により感光体(1)の表面が均一に帯電され、光書き込みユニット(14)により、均一に帯電された感光体(1)上にシアントナー画像データに基づいて書き込みが行われて、シアントナー画像データに対応する静電潜像が形成され、第１現像器(15)により、シアントナーを用いて感光体(1)上のシアントナー画像データに対応する静電潜像が顕像化される。これにより、シアントナー画像データに対応するシアントナー像が感光体(1)上に形成され、このシアントナー像が、第１転写器(20)により、前記のように白色トナー(TW)の印字が終わった中間転写体(12)上に重ねて転写され、その後、感光体(1)上に残ったシアントナーは、クリーニングユニット(21)によって回収される。その後、同様の動作が繰り返されて、中間転写体(12)上に、マゼンタトナー画像データに対応するマゼンタトナー像、イエロートナー画像データに対応するイエロートナー像および黒色トナー画像データに対応する黒色トナー像が順に重ねて印字される。これにより、中間転写体(12)上に、白色トナー(TW)と４色の有色トナー(T)による画像が印字される。
【００５４】
上記のように５色のトナー(T)(TW)が中間転写体(12)上に転写されたならば、これらのトナー(T)(TW)が、第２転写器(22)により転写紙(P)に転写される。そして、転写紙(P)が定着装置(11)を通過することにより、転写紙(P)上のトナー(T)(TW)が転写紙(P)に定着される。
【００５５】
上記のように第１転写器(20)により中間転写体(12)上に有色トナー(T)を転写する際、テキスト画像のエッジ部に隣接して既に白色トナー(TW)が印字されているため、有色トナー(T)の飛び散りが防止される。また、白色トナー(TW)の上に有色トナー(T)が飛び散ったとしても、最初に印字された白色トナー(TW)は、中間転写体(12)上では最下層にあって、転写紙(P)に印字されたときには最上層にくるため、飛び散った有色トナー(T)は白色トナー(TW)によって隠蔽される。さらに、上記のように中間転写体(12)上のトナー像を転写紙(P)に転写する際も、第１実施形態の場合と同様、テキスト画像の有色トナー(T)のエッジ部に隣接して白色トナー(TW)があるため、後述するように有色トナー(T)と白トナー(TW)の厚み方向の高さをほぼ等しくすることにより、有色トナー(T)と白色トナー(TW)の境界部すなわちテキスト画像のエッジ部における有色トナー(T)および白色トナー(TW)の飛び散りが防止される。
【００５６】
第３実施形態において、本発明が適用されるカラー画像形成装置の１つの例について説明したが、本発明は、上記以外の構成のカラー画像形成装置にも適用できる。
【００５７】
上記の画像形成装置において、白色トナーの印字は、たとえば、次のようにして行われる。
【００５８】
まず、入力された画像データに基づいて画像の領域分離を行い、テキスト部分と判断された画像に隣接する領域が転写紙の地色（何も印字しない下地の領域）である場合に、この隣接領域の所定領域に白色トナーの印字を行う。しかし、テキスト画像の隣接領域が転写紙の地色であっても、転写紙と白色トナーの色差ΔＥがある程度大きい場合は、白色トナーの印字は行わない。たとえば、色差ΔＥが１５未満の場合は、白色トナーを印字し、色差ΔＥが１５以上の場合は、白色トナーを印字する。
【００５９】
テキスト画像と転写紙の地色の部分との隣接領域のうち、白色トナーを印字する領域は、たとえば、画像解像度をＤ(dpi)としたときに次の式(100)によって計算された値Ｘの小数点以下を切り上げた値Ｎの画素数に相当する領域である。
Ｘ＝５０÷（２５４００÷Ｄ）  ………  (100)
しかし、上記のように求められた値Ｎに相当する画素数内に有色印字データがある場合は、有色印字データがない領域にのみ白色トナーを印字する。また、有色トナーを印字した後に、最後に白色トナーを印字する。さらに、白色トナーの厚み方向の高さは、隣接する有色トナーの厚み方向の高さとほぼ等しくする。
【００６０】
白色トナーの粒径は、有色トナーの粒径より小さく、５μｍ以下である。また、白色トナーは、重合法により製造されたものである。さらに、白色トナーの樹脂成分は、スチレンアクリル系である。
【００６１】
図４は、第３実施形態の画像形成装置における画像処理部の処理の概要を示すものである。この画像処理部は、入力された画像データを処理して、前述の画像形成部に出力するものである。画像データは、たとえば、複写機として使用される場合には、図示しない原稿読み取り装置のＣＣＤセンサ等の固体撮像素子から入力され、プリンタとして使用される場合には、画像形成装置に接続された外部のパーソナルコンピュータ等から入力される。
【００６２】
次に、図４を参照して、画像処理部における画像処理、とくに白色トナー印字データの生成について説明する。
【００６３】
画像処理部に入力された画像データは、領域分離部において、文字および写真が混在した原稿における黒文字、色文字または図形等の領域の再現性を高めるために、テキスト画像領域と写真画像領域の抽出が行われて、これら２つの画像領域に分離される。領域分離部においてテキスト画像と判断された領域については、画像領域のエッジ部に隣接する領域が転写紙色であるかどうか、すなわち、転写紙の何も印字しない地色の部分であるかどうかが判断され、転写紙色の場合は、転写紙と白色トナーの色差ΔＥの計算が行われる。そして、色差ΔＥが１５未満である場合は、テキスト画像のエッジ部の所定領域を白色トナー印字領域とする白色トナー印字データが作成され、その後、画像データについて通常の画像処理が行われる。その他の場合は、白色印字データの作成は行われず、画像データについて通常の画像処理が行われる。
【００６４】
テキスト画像と判断されたカラー画像の場合は、Ｃ、Ｍ、Ｙの信号より各色材の分光特性に基づいて、Ｂｋの信号を作成する黒生成処理が行われる。その後、空間フィルタ処理部における鮮鋭度強調処理によって高域周波数の強調量が大きくされる。その後、出力階調補正部、中間調生成階調再現処理部において、高域周波数の再現に適した高解像度のスクリーンで２値化または多値化処理が行われる。
【００６５】
一方、写真画像と判断されたカラー画像領域に対しては、上記同様の黒生成処理が行われ、その後、空間フィルタ処理部において、写真画像に適したローパスフィルタ処理が行われ、滑らかな画像再現が可能になるよう処理が行われる。その後、出力階調補正部、中間調生成階調再現処理部において、階調再現を重視したスクリーンで２値化または多値化処理が行われる。
【００６６】
このような画像処理が行われた後に、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋ、Ｗの印字データが画像処理部に送られ、前記のような印字動作が行われる。
【００６７】
以上、カラー画像の画像処理方法について説明したが、モノクロ画像の場合は、黒生成処理が省略されるだけで、その他は上記と同様である。
【００６８】
次に、図５および図６を参照して、白色トナー印字領域について説明する。
【００６９】
図５(a)は有色トナーによるテキスト画像とそのエッジ部において飛び散った有色トナー(T)を示し、同図(b)はテキスト画像とそのエッジ部に印字された白色トナー(TW)を示している。また、図６は、有色トナーによるテキスト画像とそのエッジ部に隣接して印字された他の有色印字部を示している。
【００７０】
図５(a)に示すように、一般的に、画像のエッジ部においてトナーの飛び散りが生じる領域は、画像解像度に関係なく、５０μｍ程度の範囲である。したがって、テキスト画像のエッジ部において、前記の式(100)に基づいて得られた値Ｎの画素数に相当する領域を白色トナー印字領域として、図５(b)に示すように、この領域に白色トナーを印字することにより、飛び散った有色トナー(T)を隠蔽することができる。
【００７１】
たとえば、解像度が１２００dpiの場合、前記の式(100)のＸは２．３６となり、これの小数点以下を切り上げたＮは３となり、テキスト画像のエッジ部から３画素分を白色トナー印字領域とする。ところが、画像データによっては、図６に示すように、テキスト画像のエッジ部から３画素分内に他の有色印字データによる有色印字部が存在する場合がある。図６の場合は、テキスト画像のエッジ部から２画素分隔たった位置に他の有色印字部がある。このような場合、３画素分の白色トナー印字領域全体に白色トナーを印字すると、元からある他の有色印字部の一部が白色トナーによって隠されてしまう。したがって、このような場合には、図６に示すように、３画素分の白色トナー印字領域のうち、他の有色印字部のない２画素分の領域にのみ白色トナーを印字して、元からある他の有色印字部が隠されないようにする。
【００７２】
図７は、図５(b)の転写紙(P)に垂直な断面を示している。
【００７３】
次に、図７および前記の図５を参照して、白色トナーの印字順序について説明する。
【００７４】
前記の第２実施形態においては、転写紙(P)に有色トナー(T)を印字した後、最後に白色トナー(TW)を印字している。このため、図５(b)および図７に示すように、有色トナー(T)の転写時に飛び散った有色トナー(T)を最後に印字する白色トナー(TW)によって覆い隠すことができる。
【００７５】
しかし、前記の第１実施形態のように、感光体(1)の表面に画像データに対応する有色トナー像とテキスト画像のエッジ部の白色トナー像を形成した後に、これら有色トナー像と白色トナー像を一度に転写紙(P)印字するようにしてもよい。
【００７６】
次に、白色トナー(TW)と転写紙(P)の色差について説明する。
【００７７】
転写紙(P)と白色トナー(TW)の色差が大きい場合、テキスト画像のエッジ部に白色トナー(TW)を印字すると、転写紙(P)に対して印字された白色トナー(TW)が目立ち、解像度を上げるどころか、逆に画質を低下させてしまうおそれがある。そこで、転写紙(P)と白色トナー(TW)の色差が１５以上である場合は、両者の色識別が容易にできてしまうので、白色トナー(TW)の印字を行わないようにし、色差が１５未満の場合は、転写紙(P)と白色トナー(TW)の色の差がほとんど識別できないので、テキスト画像のエッジ部に白色トナー(TW)を印字して、解像度を向上させる処理を行う。このようにすることにより、より効率的に画質向上を図ることができる。
【００７８】
２色の色差ΔＥは、次のように、各色の明るさＬ＊、色相ａ＊、ｂ＊を用いて求められる。
【００７９】
２色の各色を測色計で測定すると、色の明るさＬ＊、色相ａ＊、ｂ＊の３値が算出される。２色間の色差は、各色のＬ＊，ａ＊およびｂ＊の差ΔＬ＊、Δａ＊およびΔｂ＊を用いて、次の式(101)により算出される。
【００８０】
ΔＥ＝（ΔＬ＊２＋Δａ＊２＋Δｂ＊２）１／２  ………  (101)
前記の画像形成装置の場合、白色トナー(TW)のＬ＊，ａ＊およびｂ＊は予め求められており、印字される転写紙(P)の色が印字前に測色されて、そのＬ＊，ａ＊およびｂ＊が求められる。そして、これらの差ΔＬ＊、Δａ＊およびΔｂ＊が算出され、上記の式(101)を用いて、色差ΔＥが算出される。
【００８１】
次に、図８、図９および図１０を参照して、有色トナー(T)と白色トナー(TW)の厚み方向の高さについて説明する。
【００８２】
図８(a)および図９(a)は転写紙(P)に転写された定着前の有色トナー(T)および白色トナー(TW)を示し、図８(b)および図９(b)は圧力（接触）定着器を用いて定着を行った後の有色トナー(T)および白色トナー(TW)を示している。また、図８は転写紙(P)に転写された有色トナー(T)と白色トナー(TW)の高さが異なる場合を、図９は高さがほぼ等しい場合を示している。
【００８３】
図８(a)に示すように、有色トナー(T)の高さと白色トナー(TW)の高さが異なる場合、圧力定着器を用いて定着を行うと、同図(b)に示すように、高い方のトナー（有色トナー(T)）が低い方のトナー（白色トナー(TW)）の上に被さり、高さの異なる部分で画像の乱れが生じ、画質が低下する。このため、図９(a)に示すように、転写紙(P)に転写される白色トナー(TW)の高さを有色トナー(T)の高さとほぼ等しくするのが望ましい。なお、有色トナー(T)の高さは、色数すなわち重ね合わせる有色トナー(T)の数によって異なるので、これに合わせて、白色トナー(T)の高さを変えるようにする。有色トナー(T)の高さと白色トナー(TW)の高さがほぼ等しい場合は、圧力定着器を用いて定着を行っても、図９(b)に示すように、両トナー(T)(TW)間で移動は生じない。
【００８４】
図１０は転写紙(P)に転写された有色トナー(T)と白色トナー(TW)に対して非接触の加熱定着を行っている状態を示し、同図(a)は有色トナー(T)の高さと白色トナー(TW)の高さが異なる場合を、同図(b)は高さがほぼ等しい場合を示している。
【００８５】
図９(a)に示すように、有色トナー(T)の高さと白色トナー(TW)の高さが異なる場合、加熱定着時の熱の伝達率が両トナー(T)(TW)で異なり、十分な定着強度を確保できないことがある。これに対し、図９(b)に示すように、有色トナー(T)の高さと白色トナー(TW)の高さがほぼ等しい場合は、加熱定着時の熱の伝達率が両トナー(T)(TW)でほぼ等しくなり、十分な定着強度を確保することができる。
【００８６】
次に、図１１を参照して、有色トナー(T)と白色トナー(TW)の粒径について説明する。
【００８７】
図１１はテキスト画像のエッジ部において飛び散った有色トナー(T)とそれを隠蔽するために１層分だけ印字された白色トナー(TW)を示しており、同図(a)は白色トナー(TW)の粒径が有色トナー(T)の粒径とほぼ等しい場合を、同図(b)は白色トナー(TW)の粒径が有色トナー(TW)の粒径より小さい場合を示している。
【００８８】
図１１より、白色トナー(TW)の粒径が小さい方が有色トナー(T)の隠蔽率が大きいことがわかる。なお、白色トナー(TW)を多層に印字すれば、白色トナー(TW)の粒径によらずに、有色トナー(T)を隠蔽することができるが、前記のように白色トナー(TW)の高さを有色トナー(T)の高さに合わせることが望ましいため、できるだけ薄い層の白色トナー(TW)で有色トナー(T)を効率良く隠蔽できることが望ましく、そのためには、白色トナー(TW)の粒径が小さい方が有利であることがわかる。現状の有色トナー(T)の粒径は１０〜６μｍ程度が主流であるため、白色トナー(TW)の粒径は５μｍ以下がより有効である。一般的に、５μｍ以下の小粒径のトナーは現像時の取り扱いが困難であると言われているが、それは４色もの有色トナーを一度に扱う場合であり、１色のみで、かつ、消費量も少ない白色トナーであるため、有色トナーの扱い時よりははるかに負担が少ない。また、小粒径化するのは白色トナーのみであるため、大幅なコストアップもない。
【００８９】
次に、白色トナーの製造方法について説明する。
【００９０】
トナーの製造方法には、大きく分けて、重合法と粉砕法がある。粉砕法は、カーボン、樹脂バインダその他添加剤を熱混練し、冷却した後、粗砕、微粗砕、分級して、トナーを得る方法である。しかし、この方法は、微粉化する方法が粉砕であるため、小粒径化には向いておらず、現状では、６μｍ程度が限界である。一方、重合法は、着色剤や添加剤とモノマを水媒体中で分散させながら重合してトナーを製造する方法である。この方法では、トナー形状は球形で、かつ、小粒径化が可能となり、５μｍ以下の小粒径トナーを製造することが可能である。
【００９１】
次に、白色トナー(TW)の材料について説明する。
【００９２】
トナーのベース材料としては、スチレンアクリル系とポリエステル系がある。一般的に、ポリエステル系は、樹脂の透明度が高いため、カラー画像等の色再現性の高い画質を目指す場合に用いられる。一方、スチレンアクリル系は、乳白色であるため、透過性が低下する。白色トナーは、飛び散った有色トナーを隠蔽する目的で使用されるため、下地色の透過を妨げる効果を持つものが良い。つまり、はくしょくとなの母材としては、スチレンアクリル系が適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す画像形成装置の主要部の構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す画像形成装置の主要部の構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態を示す画像形成装置の主要部の構成図である。
【図４】図３の画像形成装置の画像処理部における処理の１例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、テキスト画像のエッジ部における白色トナー印字領域を示す説明図である。
【図６】図６は、テキスト画像、テキスト画像に隣接する有色印字部およびこれらの間の白色トナー印字部を示す説明図である。
【図７】図７は、転写紙に印字された有色トナーとその後に印字された白色トナーを示す説明図である。
【図８】図８は、有色トナーと白色トナーの厚み方向の高さが異なる場合の定着前の両トナーの状態と圧力定着後の両トナーの状態とを示す説明図である。
【図９】図９は、有色トナーと白色トナーの厚み方向の高さがほぼ等しい場合の定着前の両トナーの状態と圧力定着後の両トナーの状態とを示す説明図である。
【図１０】図１０は、定着前の有色トナーおよび白色トナーと、加熱定着後の両トナーの状態とを示す説明図である。
【図１１】図１１は、テキスト画像、そのエッジ部において飛び散った有色トナー粒子および有色トナーを隠蔽するために印字された白色トナー粒子を示す説明図である。
【符号の説明】
(1)(1a)(1b)                     感光体
(2)(5)(13)                      帯電器
(3)(6)(14)                      光書き込みユニット
(4)(7)(15)(16)(17)(18)(19)      現像器
(8)(8a)(8b)(20)(22)             転写器
(12)                            中間転写体
(P)                             転写紙
(T)                             有色トナー
(TW)                            白色トナー
【図１】
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【図２】
0003684467.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003684467.tif 000006
【図６】
0003684467.tif 000007
【図７】
0003684467.tif 000008
【図８】
0003684467.tif 000009
【図９】
0003684467.tif 000010
【図１０】
0003684467.tif 000011
【図１１】
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