(57)【要約】【課題】記録材上の未定着のトナー画像の画像乱れを透明トナーを用いて低減できるようにする。【解決手段】トナー画像を担持する像担持体２と、前記像担持体からトナー画像を記録材に転写する転写部材１０と、記録材をニップ部Ｎで挟持搬送しつつ記録材上の未定着のトナー画像Ｔを記録材Ｐに定着する定着部１０２と、を有する画像形成装置において、記録材の未定着トナー画像の記録材搬送方向上流側に透明トナーを用いて段階的に低くなる透明トナー画像を形成するためのモードを有することを特徴とする。【選択図】図３
2011028082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー画像を記録材に転写する転写部材と、記録材をニップ部で挟持搬送しつつ記録材上の未定着のトナー画像を記録材に定着する定着部と、を有する画像形成装置において、記録材の未定着トナー画像の記録材搬送方向上流側に透明トナーを用いて段階的に低くなる透明トナー画像を形成するためのモードを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着部はニップ部に記録材を挟持搬送するときのニップ圧が一旦低くなる極小部を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置（定着器）として、定着ローラと、この定着ローラと接触してニップ部を形成するエンドレスの加圧ベルトと、を有するベルトニップ方式の定着装置が知られている（特許文献１）。未定着のトナー画像を担持する記録材はニップ部で挟持搬送され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。特許文献２には、有色トナーを用いて記録材上に形成されたトナー画像上に透明トナーを追加してトナー画像の凹凸と光沢ムラを防止する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−４５０２５号公報
【特許文献２】特開２００７−１１４４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ベルトニップ方式の定着装置を搭載する画像形成装置では、定着装置で記録材上の未定着のトナー画像を記録材に加熱定着する際に画像乱れが発生することがあるため、この画像乱れを低減することが望まれている。本発明の目的は、記録材上の未定着のトナー画像の画像乱れを透明トナーを用いて低減できるようにした画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の構成は、トナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体からトナー画像を記録材に転写する転写部材と、記録材をニップ部で挟持搬送しつつ記録材上の未定着のトナー画像を記録材に定着する定着部と、を有する画像形成装置において、記録材の未定着トナー画像の記録材搬送方向上流側に透明トナーを用いて段階的に低くなる透明トナー画像を形成するためのモードを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、記録材上の未定着のトナー画像の画像乱れを透明トナーを用いて低減できるようにした画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）は実施例１の画像形成装置の一例の全体構造を表す概略図である。（ｂ）は定着装置の全体構造を表す横断面図である。（ｃ）は定着装置における定着ニップ部の圧力分布図である。
【図２】実施例１の画像形成装置の制御部の画像処理部のブロック図である。
【図３】実施例１の画像形成装置の画像処理部のエッジ検出及びクリアトナーのデータ形成を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）はトナー段差部が円筒形の定着ローラに突入する際にトナー段差部の記録材搬送方向上流側にできる空間を模式的に表した概略図である。（ｂ）は定着装置で用いたφ８０ｍｍの定着ローラにおけるＨとＬの関係を示したグラフである。（ｃ）はφ８０ｍｍの定着ローラを用いた場合のＨとＬの関係を実線にて示し、φ４０ｍｍの定着ローラを用いた場合のＨとＬの関係を破線にて示したグラフである。
【図５】（ａ）は記録材上のトナー段差部の記録材搬送方向上流側に形成されたクリアトナー画像と定着装置の定着ニップ部との関係を表した説明図である。図５の（ｂ）は記録材上のトナー段差部と定着装置の定着ニップ部との関係を表した説明図である。
【図６】（ａ）はコート紙上に形成されたベタ画像のトナー段差部の高さと、ベタ部の先端部に発生する画像乱れの関係を示す図である。（ｂ）はＯＫトップコート１５７ｇにおける各画像信号に対する６０°光沢度を示す図である。（ｃ）はＯＫトップコートマット１５７ｇを示す白抜き四角ポントＣと、キャストコート１５０ｇを示す白抜き三角ポイントＤと、比較例としてＯＫトップコート１５７ｇを示す黒丸ポイントＡにおける各画像信号に対する６０°光沢度を示す図である。
【図７】実施例２の画像形成装置の制御部の画像処理部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[実施例１]（１）画像形成装置全体の説明：図１の（ａ）は本発明に係る画像形成装置の一例の全体構造を表す概略図である。この画像形成装置は電子写真方式を採用したレーザービームプリンタである。本実施例１に示す画像形成装置は、記録材Ｐにトナー画像を形成する画像形成部１０１と、この記録材Ｐに形成された未定着のトナー画像を記録材Ｐに加熱定着する定着部１０２と、に大きく分けることができる。画像形成部１０１は、帯電器（帯電部材）１と、ドラム形状の電子写真感光体（第１の像担持体）２と、露光装置（露光手段）３と、現像装置（現像手段）４と、一次転写ローラ（転写部材）５と、ドラムクリーナー（クリーニング部材）６などを有している。また画像形成部１０１は、中間転写ベルト（第２の像担持体）７と、３つのローラ８ａ，８ｂ，８ｃ（複数の支持部材）と、ベルトクリーナー（クリーニング部材）９などを有している。中間転写ベルト７は、一次転写ローラ５と３つのローラ８ａ，８ｂ，８ｃに掛け渡してある。中間転写ベルト７を挟んで電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）２と対向するように一次転写ローラ５を配設することにより中間転写ベルト７の外周面（表面）と感光ドラム２の外周面（表面）との間に一次転写ニップ部Ｔ１を形成している。また画像形成部１０１は、二次転写ローラ（転写部材）１０と、搬送ベルト（搬送部材）１１と、２つのローラ（複数の支持部材）１２ａ，１２ｂなどを有している。搬送ベルト１１は、２つのローラ１２ａ，１２ｂに掛け渡してある。搬送ベルト１１を挟んでローラ８ｂと対向するように二次転写ローラ１０を配設することにより中間転写ベルト７（表面）と搬送ベルト１１の外周面（表面）との間に二次転写ニップ部Ｔ２を形成している。現像装置４は、円盤状の回転体４Ｒを有している。この回転体４Ｒの中央に設けられた回転軸４Ｒａの周囲には、ブラック用現像器４Ｋと、イエロー用現像器４Ｙと、マゼンタ用現像器４Ｍと、シアン用現像器４Ｃと、透明用現像器４Ｔが等しい間隔をおいて支持されている。ブラック用現像器４Ｋにはブラックトナーが、イエロー用現像器４Ｙにはイエロートナーが、それぞれ収容されている。マゼンタ用現像器４Ｍにはマゼンタトナーが、シアン用現像器４Ｃにはシアントナーが、透明用現像器４Ｔにはクリアートナー（透明トナー）が、それぞれ収容されている。回転体４Ｒは現像モーター（不図示）により回転軸４Ｒａを中心に矢印方向へ７２°ずつ回転される。
【０００９】
本実施例１の画像形成装置は、ＭＰＵなどからなる制御部(不図示）によりホストコンピューター等の外部装置（不図示）から出力されるプリント用画像データに応じて所定の画像形成処理シーケンスを実行することによって画像形成動作を行う。即ち、感光ドラム２が矢印方向へ所定の周速度（プロセススピード）で回転される。そして３つのローラ８ａ，８ｂ，８ｃのうち所定のローラが回転駆動される。これにより中間転写ベルト７は感光ドラム２の回転周速度と略同じ周速度で矢印方向へ回転される。帯電器１は、感光ドラム２表面を所定の電位・極性に一様に帯電する。レーザー走査光学装置３は、外部装置から入力されるプリント用画像データに基づいて生成したレーザー光を所定の解像度（６００ｄｐｉ（１インチ当たり６００画素）の解像度）で感光ドラム２表面の帯電面を走査露光する。これにより感光ドラム２表面にプリント用画像データに応じた静電潜像（静電像）が形成される。そしてその静電潜像は、ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーの各色の有色トナーとクリアトナー（透明トナー）を用いてトナー画像として現像される。ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーの各色の有色トナーは２成分現像剤である。この２成分現像剤については後述の（２）項において説明する。上記４色の有色トナーとクリアトナーを用いて記録材Ｐ上にフルカラーの画像形成を行う場合を説明する。先ず、現像装置４のブラック用現像器４Ｋによりブラックトナーを用いて感光ドラム２表面の静電潜像をブラックトナー画像に現像する。そして一次転写ローラ５に転写バイアス電源（不図示）から所定の転写バイアスを所定のタイミングで印加し感光ドラム２表面からブラックトナー画像を中間転写ベルト７表面に一次転写する。次に、回転体４Ｒを矢印方向へ７２°回転させてイエロー用現像器４Ｙを現像位置Ｐ１に位置させる。そしてそのイエロー用現像器４Ｙによりイエロートナーを用いて感光ドラム２表面の静電潜像をイエロートナー画像に現像する。そして一次転写ローラ５に転写バイアス電源から所定の転写バイアスを所定のタイミングで印加し感光ドラム２表面からイエロートナー画像を中間転写ベルト７表面のブラックトナー画像上に一次転写して重ね合わせる。上記イエロー用現像器４Ｙが行う動作をマゼンタ用現像器４Ｍ、シアン用現像器４Ｃについても順次行う。これにより中間転写ベルト７表面上に４色の有色トナーによるフルカラーのトナー画像が形成される。次に、回転体４Ｒを７２°回転させて透明トナー用現像器４Ｔを現像位置Ｐ１に位置させる。そしてその透明トナー用現像器４Ｔによりクリアトナーを用いて感光ドラム２表面の静電潜像をクリアトナー画像に現像する。そして一次転写ローラ５に転写バイアス電源から所定の転写バイアスを所定のタイミングで印加し感光ドラム２表面からクリアトナー画像を中間転写ベルト７表面上の上記クリアートナー画像上に一次転写して重ね合わせる。再び透明トナー用現像器４Ｔによりクリアトナーを用い感光ドラム２表面の静電潜像をクリアトナー画像に現像する。そして一次転写ローラ５に転写バイアス電源から所定の転写バイアスを所定のタイミングで印加し感光ドラム２表���からクリアトナー画像を中間転写ベルト７表面上のフルカラートナー画像上に一次転写して重ね合わせる。一方、給送カセット（不図示）から記録材Ｐがレジストローラ（不図示）によって二次転写ニップ部Ｔ２に送り込まれる。この記録材Ｐは中間転写ベルト７と搬送ベルト１１とにより挟持搬送される。そしてその搬送過程において二次転写ローラ１０に転写バイアス電源から所定の転写バイアスを所定のタイミングで印加する。これにより中間転写ベルト７表面上のフルカラートナー画像が記録材Ｐ上に転写される。未定着のフルカラートナー画像が転写された記録材Ｐは定着装置１０２に導入される。そしてその記録材Ｐは後述する定着ニップ部Ｎで挟持搬送されることによって未定着のフルカラートナー画像が記録材Ｐ上に加熱定着される。上記のトナー画像が一次転写された後の感光ドラム２は、感光ドラム２表面に残留している転写残トナーがドラムクリーナー６により除去され、次の画像形成に供される。同様に、フルカラートナー画像が二次転写された後の中間転写ベルト７は、中間転写ベルト７表面に残留している転写残トナーがベルトクリーナー９により除去され、次の画像形成に供される。
【００１０】
（２)２成分現像剤の説明：上記の各色の有色トナーは、それぞれ、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。以下、ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーを総称してトナーと略記する。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μｍ以上、８μｍ以下が好ましい。本実施例１では、体積平均粒径が７．０μｍのトナーを用いた。キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属及びそれらの合金、或は酸化物フェライト等が好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリアは、体積平均粒径が２０〜５０μｍ、好ましくは３０〜４０μｍであり、抵抗率が１０７Ωｃｍ以上、好ましくは１０８Ωｃｍ以上である。本実施例１では、体積平均粒径が４０μｍ、抵抗率が５×１０７Ωｃｍ、磁化量が２６０ｅｍｕ／ｃｃのキャリアを用いた。本実施例１にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）と、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース（日科機製）及びＣＸ−Ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を使用した。電界水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。測定方法は以下に示す通りである。即ち、上記の電界水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電界水溶液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、上記のコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。又、本実施例１にて用いられるキャリアの抵抗率は以下に示す方法によって測定した。測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いて、片方の電極に９．８Ｎ（１ｋｇ）の重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る。
【００１１】
（３）定着装置の説明：以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向をいう。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向をいう。長さとは長手方向の寸法をいう。幅とは短手方向の寸法をいう。記録材に関し、幅方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向をいう。幅とは幅方向の寸法をいう。図１の（ｂ）は定着装置の全体構造を表す横断面図である。本実施例１の示す定着装置１０２は、定着ローラをエンドレスの加圧ベルトに接触させて定着ニップ部（ニップ部）を形成させてなるベルトニップ方式の定着装置である。ベルトニップ方式の定着装置では、ローラタイプの定着装置に比べて幅の広い定着ニップ部を形成する事が可能であるため、より高速プリントに対応可能である。本実施例１の定着装置１０２は、加熱部材としての定着ローラ２１と、加熱源としてハロゲンヒータ２２と、エンドレスの加圧ベルト（無端ベルト）２３と、複数の支持部材としての３つのローラ２４，２５，２６と、加圧パッド２７などを有している。定着ローラ２１は、外形φ７７．０ｍｍのＡｌからなる中空芯金２１ａの外周面上に、弾性層２１ｂとしてゴム硬度２０°（ＪＩＳ−Ａ  １ｋｇ加重）のシリコーンゴムが１．５ｍｍの厚みで成形されている。そしてその弾性層２１ｂの外周面上に、離型層２１ｃとして３０〜１００μｍの厚みでＰＦＡチューブが被覆されている。この定着ローラ２１の外径はφ８０ｍｍである。定着ローラ２１は、中空芯金２１ａの内部にハロゲンヒータ２２を有している。加圧ベルト２３は、３つのローラ即ち分離ローラ２４と従動ローラ２５とステアリングローラ２６に掛け渡されている。この加圧ベルト２３は、ポリイミド等の樹脂またはニッケル等の金属からなる基材の外周面上にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体層を被覆している。そしてその弾性体層の外周面上に離型層としてＦＲＰまたはＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂や、それらを混合したゴムなどを有している。Ｆｅ、ＳＵＳなどの金属からなる分離ローラ２４は、分離ローラ２４の外周面（表面）を加圧ベルト２３を介して定着ローラ２１表面に喰い込ませるように加圧ばね（不図示）で加圧されている。これにより分離ローラ２４表面で定着ローラ２１の弾性層２１ｂを弾性変形させ記録材Ｐを定着ローラ２１表面から分離させるようにしている。定着ローラ２１に対する分離ローラ２４の加圧力は３００〜５００Ｎであり、そのときの定着ローラ２１表面と加圧ベルト２３の外周面(表面）との接触領域（以下、分離ニップ部と記す）Ｎ１は約４ｍｍ程度である。ステアリングローラ２５は、加圧ベルト２３が回転中にステアリングローラ２５の長手方向に片寄り（蛇行）した場合にその片寄りを補正するためのものである。このステアリングローラ２５は、Ｆｅ、Ａｌ、ＳＵＳからなる芯軸上にシリコーンゴムからなる弾性層を例えば０．５〜２．０ｍｍ程度被覆してなるローラである。またこのステアリングローラ２５は、分離ローラ２４の記録材搬送方向下流側で所定の位置に配設され加圧ベルト２３表面を定着ローラ２１表面に接触させている。そしてステアリングローラ２５の所定の長手方向���部にはベルト寄り補正制御機構（不図示）が設けられている。加圧ベルト２３の片寄りを補正する場合、加圧ベルト２３の長手方向両端部の外側に設けられているベルト位置センサー（不図示）の何れかで片寄り状態の加圧ベルト２３の長手方向端部の位置を検知する。そしてこのベルト位置センサーの出力信号に基づいてベルト寄り補正制御機構によりステアリングローラ２５の長手方向端部を上方及び下方の何れかに所定量傾けることによって加圧ベルト２３の片寄りを補正している。Ｆｅ、ＳＵＳなどの金属からなる従動ローラ２６は、ステアリングローラ２５の下方に配設されている。加圧ベルト２３の内側において分離ローラ２４とステアリングローラ２５の間に配置された加圧パッド２７は、ゴム硬度２０°（ＪＩＳ−Ａ  １ｋｇ加重）のシリコーンゴムから成る加圧部材である。この加圧パッド２７は所定の加圧ばね(不図示）により加圧ベルト２３を介して定着ローラ２１表面に所定圧で押し当てられている。加圧パッド２７において加圧ベルト２３内周面（内面）と接触する接触面には、加圧ベルト２３内面との摺動性を上げるために、例えばフッ素樹脂コートを施したり、低摩擦性のシートを介して加圧ベルト２３内面を加圧することが一般的である。本実施例１では、加圧パッド２７にガラス繊維シート（中興化成製：ＦＧＦ−４０）からなる低摩擦性のシート（不図示）を固定し、低摩擦性シートを介して加圧ベルト２３内面を摺動加圧する構成を用いた。加圧パッド２７を加圧ベルト２３を介して定着ローラ２１表面に加圧するための加圧力は４００〜６００Ｎであり、そのときの定着ローラ２１表面と加圧パッド２７表面との接触領域（以下、加圧ニップ部と記す）Ｎ２は約２０ｍｍ程度である。上記のように定着ローラ２１表面と加圧ベルト２３表面と加圧パッド２７表面とによってニップ部を形成すると、加圧ベルト２３表面を定着ローラ２１表面に巻きつくように幅の広い定着ニップ部（ニップ部）Ｎを形成できる。これによって未定着のフルカラートナー画像Ｔを担持する記録材Ｐの定着ニップ部Ｎによる挟持搬送時間を長くできフルカラートナー画像の高光沢化及び画像形成の高速化が可能となる。また分離ローラ２４を定着ローラ２１表面に喰い込ませるように加圧することによって高速定着時においても良好な分離性を示す。定着ローラとこの定着ローラと接触して定着ニップ部を形成する加圧ローラとを有するローラ方式の定着装置において、定着ニップ部の幅を広くとる場合、加圧ローラに設けられる弾性層の厚みを厚くしなければならず、省エネに対して不利になっていた。これに対し、エンドレスの加圧ベルト２３を用いる本実施例１のようなベルトニップ方式の定着装置１０２では、定着ローラ２１の弾性層２１ｂの厚みを厚くすることなく幅の広い定着ニップ部Ｎを形成することが可能となる。そのため、定着ローラ２１の弾性層２１ｂによる熱伝達のロスを低減することが可能となり、省エネや定着装置の小型化に有効である。また加圧ベルト２３の内側には潤滑剤保有部材（不図示）が所定の位置に配置されている。潤滑剤保有部材は、加圧ベルト２３内面と加圧パッド２７表面との摺動性をアップすることを目的として設けられるものである。潤滑剤保有部材として、��圧ベルト２３内面に塗布される粘度１０ｃｓ〜１００００ｃｓのジメチルシリコンオイルなどの不揮発性のオイル（信越化学(株)製：ＫＦ９６シリーズ）を含浸させた、厚み１〜５ｍｍ程度のフェルトを使用している。フェルトとして、デュポン社製：ノーメックスを使用している。潤滑剤保有部材はこれに限定されるものではなく、耐熱性のあるアラミド、ＰＥＴなどの柔軟な不織布などが用いられる。
【００１２】
本実施例１の定着装置１０２は、定着ローラ２１が定着モータ（不図示）により回転されると、定着ローラ２１が矢印方向へ回転する。この定着ローラ２１の回転力は定着ニップ部Ｎを通じて加圧ベルト２３に伝わり、加圧ベルト２３は定着ローラ２１の回転に追従して矢印方向へ回転する。ハロゲンヒータ２２には給電回路（不図示）から電力が印加され、ハロゲンヒータ２２は点灯して定着ローラ２１を加熱する。定着ローラ２１表面の温度は定着ローラ２１表面近傍に設けられたサーミスタなどの温度検知部材（不図示）により検知される。制御部は、温度検知部材からの出力信号を取り込み、その出力信号に基いて定着ローラ２１の表面温度が所定の定着温度（目標温度）を維持するように給電回路を制御する。本実施例１では定着ローラ２１表面の定着温度を１８０℃に維持するように温調している。定着ローラ２１表面が所定の定着温度に維持された状態において、未定着のフルカラートナー画像（未定着トナー画像）Ｔを担持した記録材Ｐはトナー画像担持面を上側にして定着装置１０２の定着ニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで定着ローラ２１表面と加圧ベルト２３表面とにより挟持搬送される。そしてその搬送過程においてトナー画像Ｔに定着ローラ２１の熱と定着ニップ部Ｎの圧を付与することによりトナー画像Ｔを記録材Ｐ上に加熱定着する。定着ローラ２１の回転速度即ち定着速度は定着モータによって制御されており、定着モータの駆動周波数を変更する事によって多段階に制御可能である。この定着速度を可変する事によって、トナー画像のトナー表面性を変更し、トナー画像の光沢度を変更する。
【００１３】
（４）定着ニップ部の圧力分布の説明：図１の（ｃ）は本実施例１の定着装置１０２における定着ニップ部の圧力分布図である。図１の（ｃ）において、横軸は定着ニップ部Ｎの記録材搬送方向の幅を示し、縦軸は定着ニップ部Ｎの圧力を示している。定着ニップ部Ｎは、記録材Ｐが導入される定着ニップ入り口側に加圧ベルト２３が加圧パッド２７で加圧された０．１Ｍｐａ程度の比較的圧力の低い幅の広いニップ領域（加圧ニップ部Ｎ２）を有している。記録材Ｐが排出されるニップ出口側には加圧ベルト２３が分離ローラ２４で加圧された０．３Ｍｐａ程度の比較的圧力の高い幅の狭いニップ領域（分離ニップ部Ｎ１）を有している。この２つのニップ領域の境界部は、加圧パッド２７と分離ローラ２４の境界部であるため、記録材Ｐを挟持搬送するときの圧力（ニップ圧）が一旦低くなる極小部となっている。なお、幅の広いニップ領域には微小な凹凸が存在しているが、これは測定誤差によるものと考えられる。定着ニップ部Ｎ内の極小部では、定着ニップ部Ｎ内で膨張した空気が滞留してしまい、画像乱れが発生してしまうことがある。特にトナー乗り量の多い多次色ベタ部の先端部には、記録材の幅に図５の（ｂ）に示すようなトナー段差部が数十μｍの高さで存在している。そして記録材Ｐのトナー段差部から記録材搬送方向上流側に存在する空気はニップ入り口部にトラップされやすい。ニップ入り口部でトラップされ圧縮された空気は極小部で膨張し、画像先端から雨垂れ状の画像乱れが発生する。この現象はコート紙やＯＨＴの様に透気度が低く、空気が透過しにくい記録材で発生しやすい。
【００１４】
（５）画像乱れの発生を低減するための画像処理方法の説明：図２は本実施例１の画像形成装置の制御部の画像処理部のブロック図である。図２を参照して、画像処理部２００が実行する透明トナー画像形成モード（モード）の画像処理の流れと透明画像の処理について説明する。画像処理部２００は、ＲＧＢ色分解部２０１と、出力ガンマ補正部２０２と、ＵＣＲ処理部２０３と、エッジ検出処理部２０４と、を有している。プリント用画像データ（ＰＤＬデータ）に含まれているＲＧＢデータは、ＲＧＢ色分解部２０１で、有色トナーと同じシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）のＣＭＹＫデータに変換される。そのＣＭＹＫデータは、出力ガンマ補正部２０２で、電子写真特性を補正して適正な階調性となるように補正される。補正後のＣＭＹＫデータは、ＵＣＲ処理部２０３で、ＣＭＹ色トナーによるプロセスブラックをＫ色トナーの単色ブラックに変換し、この単色ブラックのデータ値が所定の値以下となるように変換される。本実施例１では２５０％以上のデータはＫ単色に変換し、２５０％以下の値となるようにした。変換後のＣＭＹＫデータは、エッジ検出処理部２０４で、記録材搬送方向上流側のトナー画像のエッジ（段差）が検出される。エッジの検出は図３に示すフローチャートに従って行われ、この検出されたエッジに対してクリアトナーのデータが形成される。図３はエッジ検出及びクリアトナーのデータ形成を示すフローチャートである。本実施例１では、エッジ検出及びクリアトナーのデータ形成の処理を副走査方向（感光ドラム２表面の周方向）のトナー画像に対して順次行い、その副走査方向のトナー画像端部に至った後に主走査方向（感光ドラム２表面の母線方向）に１画素移動する。そしてその１画素移動した位置でエッジ検出及びクリアトナーのデータ形成の処理を繰り返すことにより記録材Ｐ上の全トナー画像に対してエッジ検出及びクリアトナーのデータ形成の処理を行っている。エッジ検出及びクリアトナーのデータ形成の処理は、画像乱れが発生する恐れのあるコート紙など、透気度が低く空気が透過しにくい記録材に対してのみ実施する。透気度の測定方法はＪＩＳ  Ｐ８１１１に記載されている方法を採用した。また透気度の低い記録材としてはコート紙以外にもＯＨＴやラベル紙、フィルム紙などがあり、これらの記録材に対しても図３に示す処理を実施してもよい。図３を参照して、エッジ検出方法とクリアトナーのデータ付加方法を説明する。Ｓ１では、副走査方向において記録材搬送方向上流側端部の画素の画像データが１０％以下である場合にはＳ２に進み、１０％を超える場合にはエンドに進む。Ｓ２では、画像データが１０％以下の画素と記録材搬送方向下流側で隣り合う画素の画像データが１５０％以上か１５０％未満かを判定する。画像データが１５０％以上の場合には、画像データが１０％以下の画素と画像データが１５０％以上の画素との間をトナー段差部（エッジ部）と判断してＳ３に進み、１５０％未満の場合にはエンドに進む。Ｓ３では、そのトナー段差部から記録材搬送方向上流側に４０ドット戻った位置とこの位置から記録材搬送方向下流側に２０ドット進んだ位置との間に在る画像データが１０％以下の主走���方向の各画素について以下の処理を行い、クリアトナーデータを形成する。Ｓ４では、各画素において、ＹＭＣＫの各画像データの総和が５０％未満の場合にはＳ５に進み、５０％以上の場合にはＳ６に進む。Ｓ５では、各画素において、ＹＭＣＫの各画像データの総和に対し、５０％に満たない不足分をクリアトナーデータとして形成する。例えば画素の２０ドットすべてが０％未満の画像データである場合には、５０％のクリアトナーデータを形成する。Ｙ＝１０％、Ｍ＝１０％、Ｃ＝１０％、Ｋ＝０％である場合には、ＹＭＣＫの各画像データの総和が３０％であるので、２０％のクリアトナーデータを形成する。Ｓ６では、トナー段差部とこのトナー段差部から記録材搬送方向上流側に２０ドット戻った位置との間に在る画像データが１０％以下の主走査方向の各画素について以下の処理を行い、クリアトナーデータを形成する。Ｓ７では、各画素において、ＹＭＣＫの各画像データの総和が１００％未満ならＳ８に移動する。１００％以上ならエンドに進む。Ｓ８では、各画素において、ＹＭＣＫの各画像データの総和に対し、１００％に満たない不足分をクリアトナーデータとして形成する。例えば画素の２０ドットすべてが０％未満の画像データである場合には、１００％のクリアトナーデータを形成する。Ｙ＝１０％、Ｍ＝１０％、Ｃ＝１０％、Ｋ＝０％である場合には、ＹＭＣＫの各画像データの総和が３０％であるので、７０％のクリアトナーデータを形成する。上記のＳ１からＳ８までの処理を副走査方向の記録材搬送方向上流側から記録材搬送方向下流側までの全画素に対して行う。その結果、エッジ検出処理部２０４において変換後のＣＭＹＫデータにクリアトナーのＣＬトナー画像データが付け加えられ、このＣＭＹＫデータとＣＬトナー画像データに基づいて画像形成部１０１により画像形成がなされる。
【００１５】
図４の（ａ）はトナー段差部が円筒形の定着ローラに突入する際にトナー段差部の記録材搬送方向上流側にできる空間を模式的に表した概略図である。図５の（ａ）は記録材上のトナー段差部の記録材搬送方向上流側に形成されたクリアトナー画像と定着装置の定着ニップ部との関係を表した説明図である。図５の（ｂ）は記録材上のトナー段差部と定着装置の定着ニップ部との関係を表した説明図である。図４の（ａ）において、定着ローラの半径をｒ、トナー段差部の高さをＨとし、トナー段差部が定着ニップ部に突入する直前の定着ニップ部とトナー段差部との間の距離をＬとする。そして定着ローラ中心と定着ニップ部とを結ぶ直線と、定着ローラ中心とトナー段差部とを結ぶ直線との間の角度をθとすると、
Ｈ＝ｒ・（１−ｃｏｓθ） ・・・（式１）
Ｌ＝ｒ・ｓｉｎθ ・・・（式２）
で表される。トナー段差部の記録材搬送方向上流側にできる空気は、このＨとＬの２辺の間に直角を持つ直角三角形の領域にトラップされる。そのためクリアトナーによってつくる段差は、Ｌよりも長く形成する事によって画像乱れの発生の低減に効果的になる。図４の（ｂ）は本実施例１の定着装置１０２で用いたφ８０ｍｍの定着ローラ２１におけるＨとＬの関係を示したグラフである。横軸はトナー段差部の高さでありＨを意味する。縦軸はトナー段差部の記録材搬送方向上流側にできる直角三角形の底辺長さでありＬを意味する。実線の曲線がＨとＬの関係を示している。画像乱れが発生し始めるトナー段差部の高さである１５〜２０μｍ（０．０１５〜０．０２ｍｍ）の場合には、底辺の長さは１．１〜１．２ｍｍである。最大乗り量を想定した２５０％データのトナー段差部の高さである２０〜２５μｍを想定すると、底辺の長さは１．４ｍｍ程度となる。本実施例１の画像形成装置では、６００ｄｐｉの４０ドット幅のクリアトナーデータを形成するので、図５の（ａ）に示すように記録材搬送方向において約１．８ｍｍ幅のクリアトナーＣＴによる階段状のスロープが形成される。そのため、トナー段差部の記録材搬送方向上流側にできる直角三角形の領域(空間）を埋める事が可能となり、画像乱れの発生を低減できる。その直角三角形の領域は、上記の（式２）に示されるように定着ローラの半径ｒに関係がある。そのため小径の定着ローラを用いる場合には、トナー段差部の記録材搬送方向上流側のクリアトナーデータも小さくて良い。参考のために図４の（ｃ）に、本実施例１であるφ８０ｍｍの定着ローラを用いた場合のＨとＬの関係を示したグラフを実線にて示し、φ４０ｍｍの定着ローラを用いた場合のＨとＬの関係を示したグラフを破線にて示す。このように本実施例１の画像形成装置は、トナー画像の画像データ（画像情報）に基づいてトナー段差部を検出し、このトナー段差部の記録材搬送方向上流側にクリアトナーを用いて段階的に低くなるクリアトナー画像（透明トナー画像）を形成する。これによりトナー段差部の記録材搬送方向上流側に空気が滞留し難くなり、画像乱れの発生を低減できる。
【００１６】
（６）比較実験結果：図６の（ａ）はコート紙上に形成されたベタ画像のトナー段差部の高さと、ベタ部の先端部に発生する画像乱れの関係を示す図である。画像乱れレベルは主観的に０〜５に分けたレベルであり、５は画像乱れ発生無しで良い事を示し、３が軽微に発生しているレベルを示し、１は激しく発生していることを示している。白抜きポイント○で示す普通紙においては、トナー段差が大きくなっても画像乱れが発生し難い。一方でコート紙ではトナー段差１５μｍ程度から画像乱れが発生し始めている事を示している。
【００１７】
【表１】
2011028082.tif 000003
【００１８】
表１は本実施例１によるクリアトナーによる画像処理を用いた場合と、用いなかった場合（従来例）の画像乱れレベルを比較した表である。画像乱れの比較には、２５０％のベタ画像先端部に発生する画像乱れで比較し、本実施例１では、トナー段差の搬送方向上流部に２０ドット幅の５０％のクリアトナー画像を形成した。評価には非コート紙の普通紙８０ｇ紙と、コート紙として王子製紙製のＯＫトップコートの坪量１５７ｇ〜８５ｇまでの４種を使用した。従来例では、空気が透過しやすい普通紙と、熱容量が大きく空気が膨張し難い１５０ｇのコート紙において画像乱れが発生しなかったが、１２８ｇ以下のコート紙では画像乱れが発生してしまった。一方で本実施例１では８５ｇコート紙でも画像乱れが発生しなかった。クリアトナーによる画像幅を４０ドットよりも広い場合には、今回の評価では同じレベルで差が無く、逆に狭くすると効果が小さくなるので、コート紙８５ｇでレベル４になった。またクリアトナーの画像データの段差を５０％としたが、１００％以上に増やしていくと、クリアトナー部の段差が大きくなるために、コート紙８５ｇでレベル４の画像乱れが発生し始める。本実施例１では、図５の（ａ）に示すようにトナー段差部の記録材搬送方向上流側にクリアトナーによるスロープ状の斜面が形成されているので、トナー段差部の記録材搬送方向上流側に滞留する空気がトラップされ難くなり、画像乱れが改善できる。また光沢度の高いコート紙では、記録材の光沢度に応じて定着温度と定着モータを多段階で制御することによって、トナー画像の光沢度を記録材に最適に合わせるように調整可能である。基本の条件では、６０°光沢度系での値が３０〜４０となるように定着条件が設定されている。しかしながら、メディアの光沢度が高い場合には、調整モードで光沢度を高めに設定すると、定着温度を高く変更する、もしくは定着モータの速度を遅く変更することで、画像の光沢度が高く出力される。例えばＯＫトップコート１５７ｇでは、記録紙の６０°の光沢度が３５程度であるため、基本設定である定着温度１６０℃、定着速度１００ｍｍ／ｓｅｃの定着条件で画像光沢度が記録材の光沢度とほぼ同じとなる。図６の（ｂ）にＯＫトップコート１５７ｇにおける各画像信号に対する６０°光沢度を示す。本実施例１である黒丸ポイント●Ａは定着温度１６０℃、定着速度１００ｍｍ／ｓｅｃの条件での光沢度を示す。比較例として普通紙と同じ定着条件である白丸抜きポイント○Ｂは、定着温度１６０℃、定着速度２００ｍｍ／ｓｅｃの条件での光沢度を示す。ＯＫトップコート１５７ｇでは定着温度１６０℃、定着速度１００ｍｍ／ｓｅｃの条件で光沢度が最も適した状態で設定され、画像データが０％で示される記録紙自体の光沢度と、各階調の画像光沢がほぼ等しくなっている。またクリアトナーの光沢も有色トナーと同じである。つまり、トナー段差部の記録材搬送方向上流側に付加されるクリアトナーの画像データである５０％〜１００％部の光沢度と、記録材の光沢度を示す０％部と、トナー段差部のベタ部を示す１５０％以上のトナー画像部の光沢がほぼ同じとなっている。その結果、記録紙とクリアトナー部とトナー画像部のトナー段差部の記録材搬送方向上流側にある幅数ｍｍのクリアトナーの帯は光沢度が同じであり、目視上違和感の無い状態であった。また王子製紙製ＯＫトップコートマット１５７ｇでは記録紙の６０°の光沢度が１０程度である。そのため、調整モードで光沢度を低く設定することにより、定着条件の設定を定着温度１６０℃、定着速度２００ｍｍ／ｓｅｃに変更することで画像光沢度が記録材の光沢度とほぼ同じとなる。またキヤノン純正紙のキャストコート１５０ｇ紙では記録紙の６０°の光沢度が７０程度である。そのため、調整モードで光沢度を高く設定することにより、定着条件の設定を定着温度１８０℃、定着速度１００ｍｍ／ｓｅｃに変更することで画像光沢度が記録材の光沢度とほぼ同じとなる。図６の（ｃ）にＯＫトップコートマット１５７ｇを示す白抜き四角ポント□Ｃと、キャストコート１５０ｇを示す白抜き三角ポイント△Ｄと、比較例としてＯＫトップコート１５７ｇを示す黒丸ポイント●Ａにおける各画像信号に対する６０°光沢度を示す。各々の条件に対しても、記録材の光沢度に応じて光沢度を調整することによって、画像データが０％で示される記録紙自体の光沢度と、各階調の画像光沢がほぼ等しくなっている。またクリアトナーの光沢も有色トナーと同じである。つまり、トナー段差部の記録材搬送方向上流側に付加されるクリアトナーの画像データである５０％〜１００％部の光沢度と、記録材の光沢度を示す０％部と、トナー段差部のベタ部を示す１５０％以上のトナー画像部の光沢がほぼ同じとなっている。その結果、記録紙とクリアトナー部とトナー画像部のトナー段差部の記録材搬送方向上流側にある幅数ｍｍのクリアトナーの帯は光沢度が同じであり、目視上違和感の無い状態であった。
【００１９】
[実施例２]
本実施例２に示す画像形成装置は、画像処理においてＣＭＹＫ画像上にクリアトナーを用いて光沢の異なる画像パターンを形成する構成とした点を除いて、実施例１の画像形成装置と同じ構成としてある。本実施例２では実施例１の画像形成装置と同じ部材・部分には同一の符号を付して再度の説明を省略する。本実施例２の画像形成装置において、クリアトナーを用いて光沢の異なる画像パターンを形成する使用例としては、ベタ画像の上にクリアトナーで星型などの任意のパターンを形成し、その部分の光沢が周りと異なる事で、光沢マークを形成する例などがある。図７は本実施例２の画像形成装置の制御部の画像処理部のブロック図である。実施例１の画像形成装置における画像処理と異なる点は、入力画像に既にクリア画像データが付与されている点にある。このクリア画像データには、グロスマークとなる画像のデータが付与されている。図７を参照して、本実施例２の画像形成装置の画像処理部２００が行う画像処理の流れと透明画像の処理について説明する。ＲＧＢ色分解部２０１と出力ガンマ補正部２０２の処理はクリアデーターが付与されている以外は基本的には実施例１のＲＧＢ色分解部２０１と出力ガンマ補正部２０２の処理と同じである。ＵＣＲ処理部２０３で、ＣＭＹ色トナーによるプロセスブラックをＫ色トナーの単色ブラックに変換し、この単色ブラックのデータ値が所定の値以下となるように変換する。本実施例２では有色トナー画像上にクリアトナーが乗ることで、更にトナー高さが高くなるので、ＣＭＹＫの有色トナーによるＵＣＲ処理は最大で２２０％となるようにした。その上にグロスマーク部が約１００％乗るので、最大の乗り量は３２０％となる。このように本実施例２のＵＣＲ処理部２０３ではトナーの段差が高くなり画像乱れが発生しやすいので、本実施例２の画像処理が有効となってくる。エッジ検出処理部２０４も同じく実施例１のエッジ検出処理部２０４と同じ処理を行う。上記のＲＧＢ色分解部２０１からＵＣＲ処理部２０３までの画像処理によって、有色画像情報の上にクリアー画像情報を形成する。これにより、トナー段差が大きくなってしまう場合においても、記録材Ｐのトナー段差部の記録材搬送方向上流側にクリアトナーによる階段状のスロープを付けることによって、画像乱れの発生を低減できる。
【００２０】
[その他の実施例]
実施例１では、画像乱れの発生を低減するための画像処理方法として、トナー画像の副走査方向と主走査方向の画像データに対してエッジ部を検出しそのトナー画像の記録材搬送方向上流側にクリアトナー画像を形成した方法を説明した。しかしエッジ部における１５０％以上の画像データにおいて記録材Ｐの幅方向の幅が狭い場合（例えば１ドットの横ライン）には、画像乱れが目立ちにくい。そこで１５０％以上の画像データが記録材Ｐの幅方向に所望の幅を持つか否かを判断し、所望の幅を持つ場合にクリアトナー画像を形成する判断処理を付加しても良い。またエッジ部における１５０％以上の画像データにおいて記録材搬送方向の幅が狭い場合（例えば１ドットの縦ライン）も同じように画像乱れが目立ちにくい。そこでエッジ部が記録材搬送方向に所望の幅を持つか否かを判断し、所望の幅を持つ場合にクリアトナー画像を形成する判断処理を付加しても良い。
【符号の説明】
【００２１】
２：感光ドラム、１０：二次転写ローラ、１０２：定着装置、Ｎ：定着ニップ部、Ｐ：記録材、Ｔ：未定着のフルカラートナー画像
【図１】
2011028082.tif 000004
【図２】
2011028082.tif 000005
【図３】
2011028082.tif 000006
【図４】
2011028082.tif 000007
【図５】
2011028082.tif 000008
【図６】
2011028082.tif 000009
【図７】
2011028082.tif 000010