(57)【要約】【課題】エンボス紙のような表面起伏の大きな記録材に対しても、平坦化することなく転写性を高く保って、原画像に忠実な画像を形成できる画像形成装置を提供する。【解決手段】二次転写部Ｔ２の上流に表面形状測定器３０を設けて記録材Ｐの表面凹凸の起伏量を測定する。起伏量が２０μｍを越えている場合、制御部３２は、画像処理部９に特殊な画像処理を実行させる。画像処理部９は、原画像からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの露光画像を形成し、トナー像が重なる露光単位を近傍へ配置し直してトナー像が重なり合わない各分解色の露光画像に変換する。露光画像に従って感光ドラムを走査露光した静電潜像を現像すると、中間転写ベルト２５上で重なり合わないトナー像が形成されて転写効率が向上し、画像の色ムラも減る。【選択図】図１
2008122627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを付着させた着色単位により構成されるトナー像を形成するトナー像形成手段と、
第１色の前記トナー像に重ねて第２色の前記トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持された前記第１色と前記第２色との前記トナー像を一括して記録材へ転写する転写手段と、を備える画像形成装置において、
前記トナー像形成手段は、表面粗さが大きい記録材に対しては、表面粗さが小さい記録材よりも、前記第１色と前記第２色とにおける前記着色単位の重複を軽減することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー像形成手段は、トナーの濃度評価値に応じて前記着色単位ごとの露光量を設定した露光単位によって露光画像を形成する画像処理手段と、感光体と、前記露光画像を用いて前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体にトナーを付着させて前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、を有し、
前記画像処理手段は、表面粗さが大きい記録材に対しては、表面粗さが小さい記録材よりも、前記第１色と前記第２色とにおける前記露光単位の重複を軽減した前記露光画像を形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像処理手段は、前記重複を軽減した後の前記露光画像における前記重複が予め定めた許容範囲を越えている場合、前記濃度評価値を高めて前記露光単位ごとの露光量を設定し直すことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記重複が前記許容範囲を越えていない場合、前記転写手段における転写電圧を低下させる制御手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像処理手段は、二階調に前記露光量を設定した前記露光単位をパターン配置したスクリーンパターンにより前記露光画像を形成し、前記露光単位を前記スクリーンパターン上の正規の位置からずらせることにより前記重複を軽減することを特徴とする請求項２乃至４いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記転写手段の上流側で記録材の表面を検知して起伏量を検知し、前記起伏量が予め定めた許容範囲を越えているか否かを判別して前記画像処理手段を制御する判別手段を備えたことを特徴とする請求項２乃至５いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記判別手段は、前記起伏量が段差で２０μｍ以上であるとき、前記許容範囲を越えていると判別することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
記録材の種類ごとの表面粗さを記憶し、指定された記録材の種類から前記起伏量が予め定めた許容範囲を越えているか否かを判別して前記画像処理手段を制御する判別手段を備えたことを特徴とする請求項２乃至５いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
原画像から複数の分解色の露光画像を形成する画像処理方法において、
二階調に露光量を設定した露光単位をパターン配列したスクリーンパターンの露光画像を前記分解色ごとに形成する第１工程と、
複数の前記露光画像を比較して、複数の前記分解色で重複してトナーが付着される前記露光単位を検知する第２工程と、
前記露光単位を前記スクリーンパターン上の正規の位置の近接範囲で再配置することにより、前記重複を軽減する第３工程と、を備えることを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間転写ベルト等に担持させた複数のトナー像を記録材へ一括二次転写する画像形成装置に関し、詳しくは、表面起伏の大きな記録材でも転写不良が発生しにくい露光画像を形成する画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
中間転写ベルト上に重ねて一次転写したイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を二次転写部で記録材に一括二次転写する画像処理装置が実用化されている。中間転写ベルトを用いる画像形成装置は、記録材に各分解色のトナー像を１層づつ転写して重ね合わせる場合に比べて、記録材の厚み、抵抗、摩擦係数等による影響を減らして記録材への安定した転写を実現できる。
【０００３】
しかし、厚いトナー層は薄いトナー層に比較して転写性が悪く、積層されたトナー層は単層のトナー層に比較して転写性が悪いため、記録材に極端な表面起伏がある場合には二次転写部で転写不良を起こす可能性がある。
【０００４】
特許文献１には、記録材搬送ベルトに吸着させた記録材に、異なる分解色のトナー像を順次転写して重ね合わせるタンデム方式の画像形成装置が示される。ここでは、薄紙、普通紙、厚紙等の厚さの種別と原稿画像濃度等の各条件に応じてトナー像形成条件を調整し、薄紙では出力画像の濃度を薄くして、カールが発生しないようにしている。
【０００５】
特許文献２には、異なる分解色のトナー像を中間転写ベルトに重ねて転写して、二次転写部で記録材に一括二次転写させる画像形成装置が示される。ここでは、表面起伏の大きなエンボス紙では、最初に白色トナーを転写して定着することにより表面起伏を均して平坦化し、その後にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を一括転写する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２９２８２号公報
【特許文献２】特開２００６−７８８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の画像形成装置では、トナー層を薄くして記録材への転写性を改善できるが、トナー層が薄くなると、画像濃度が薄くなって原画像とかけ離れた画像となってしまう。
【０００８】
特許文献２の画像形成装置では、起伏の大きな記録材でも表面を平坦化してトナー像の転写性を改善できるが、強く平坦化されたエンボス紙は、性質や外観が変化して元のエンボス紙でなくなる可能性がある。平坦化のために大量の白色トナーを消費してトナーコストが高くなり、二段階に転写・定着を行うので生産性が低くなる。
【０００９】
本発明は、エンボス紙のような表面起伏の大きな記録材に対しても、平坦化することなく転写性を高く保って、原画像に忠実な画像を１回で形成できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像形成装置は、トナーを付着させた着色単位により構成されるトナー像を形成するトナー像形成手段と、第１色の前記トナー像に重ねて第２色の前記トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体に担持された前記第１色と前記第２色との前記トナー像を一括して記録材へ転写する転写手段とを備えたものである。そして、前記トナー像形成手段は、表面粗さが大きい記録材に対しては、表面粗さが小さい記録材よりも、前記第１色と前記第２色とにおける前記着色単位の重複を軽減する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置では、転写手段における表面粗さが大きい記録材に対する転写性を改善するために画像処理で対処する。画像処理によって第１色と第２色とにおける着色単位の重複を解消または軽減してトナー像の表面の凹凸を軽減することにより、記録材への転写を安定させる。着色単位の重なりによる突起は、転写手段の前後における放電の起点となるので、重複を軽減して突起を減らすことにより、転写手段における放電が減り、放電によって帯電極性が反転して像担持体へ逆戻りするトナーも減る。これにより、像担持体に残る転写残トナーが減って転写率が向上する。着色単位の重なりによる突起でのトナーの飛び散りが減って画像の乱れも少なくなる。
【００１２】
また、薄いトナー層は厚いトナー層に比較して転写性が良く、単層のトナー層は積層されたトナー層に比較して転写性が良いため、記録材に極端な表面起伏があっても転写手段で転写不良を起こす可能性が減る。第１色と第２色との二層のトナー像の上層が転写されて下層が転写されないことによる画像の色ムラ、色ずれも無くなる。
【００１３】
記録材に起因する転写性の低下に画像処理で対応するので、画像形成装置の機構、電源、部品等の変更を必ずしも要しない。従って、コストをかけることなく画像形成装置における記録材の対応範囲が拡大し、既存の機種によるエンボス紙への対応も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態である画像形成装置について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の画像形成装置は、以下に説明する実施形態の限定的な構成には限定されない。分解色ごとの露光画像を調整して中間転写体の二次転写部における転写性を改善する限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実現可能である。画像形成装置は、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途に対応させて実施できる。
【００１５】
なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の構成、搭載された各装置の動作原理、詳細構造、制御等については、図示を省略して詳細な説明も省略する。
【００１６】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の主要部構成を示す説明図、図２はスクリーンパターン形成処理の説明図、図３はブルーの各濃度を表示する際のスクリーンパターンの説明図である。
【００１７】
図１に示すように、画像形成装置１００は、記録装置、スキャナ、モニタ、データ通信装置、外部コンピュータ等の様々な画像データ出力装置１０から転送される画像データに基づいて印刷物を作成するプリンタである。
【００１８】
矢印方向（反時計方向）に１１７ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転する感光ドラム（感光体）１を囲んで、帯電ローラ２、露光装置６、現像装置３、一次転写ローラ２１、クリーニング装置５、潜像消去装置８が配置される。
【００１９】
帯電ローラ２は、帯電バイアス電圧を印加されて感光ドラム１に追従回転して、感光ドラム１の表面を一様に帯電させる。
【００２０】
露光装置６は、後述する露光画像を展開してパルス変調した露光信号でレーザ光源を駆動してレーザビームＬを発生させ、回転ミラーによりレーザビームＬを走査する。露光装置６は、一様に帯電された感光ドラム１の表面に、レーザビームＬを走査露光して静電潜像を書き込む。
【００２１】
現像装置３は、回転体３ａを回転させて、イエロー現像器３Ｙ、マゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ、ブラック現像器３Ｋをそれぞれ感光ドラム１の現像位置へ位置決め可能である。イエロー現像器３Ｙ、マゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ、ブラック現像器３Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを収納して、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの静電潜像をトナー像に現像する。
【００２２】
一次転写ローラ２１は、中間転写ベルト２５を介して感光ドラム１に圧接することにより、中間転写ベルト２５と感光ドラム１との間に一次転写部Ｔ１のニップを形成する。一次転写ローラ２１は、一次転写高圧電源２２からトナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアス電圧を印加されて、感光ドラム１上に担持された各分解色のトナー像を中間転写ベルト２５へ静電気的に移動させる。一次転写バイアス電圧は、各色のトナー像ごとにその現像量の転写に適した設定がなされている。
【００２３】
一次転写ローラ２１は、導電性のウレタン発泡フォームで構成されており、直径８ｍｍのＳＵＳ芯金の上にフォーム層を肉厚４ｍｍで形成して、外径１６ｍｍとしている。一次転写ローラ２１の抵抗値は、両端に４．９Ｎずつの荷重のもとで、接地された回転アルミシリンダーに対し５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で従動回転させ、その芯金に１００Ｖの電圧印加のもと測定された電流の関係から算出した。その結果、５×１０６〜３×１０７Ω程度の値であった。
【００２４】
クリーニング装置５は、感光ドラム１の表面にクリーニングブレードを摺擦させて、転写残トナー等の付着物を掻き取る。潜像消去装置８は、感光ドラム１の表面を一律な光束で線状に露光して静電潜像を消去する。一次転写部Ｔ１でトナー像を転写し終えた感光ドラム１の表面は、クリーニング装置５によって転写残トナーを除去され、潜像消去装置８によって静電潜像を除去されて、次回のトナー像形成に備える。
【００２５】
感光ドラム１には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順序でトナー像が形成され、各分解色のトナー像は、形成された順序で中間転写ベルト２５へ重ねて一次転写される。これにより、中間転写ベルト２５には、フルカラーのトナー像が形成される。
【００２６】
中間転写ベルト（像担持体）２５は、テンションローラ２６、二次転写対向ローラ２７、駆動ローラ２８によって張架されており、駆動ローラ２８の回転駆動によって矢印方向（時計回り方向）に循環する。中間転写ベルト２５は、中間層として弾性層を設けた、多重層シームレスのベルトである。すなわち、厚さ８５μｍのポリイミドの基層上に、厚さ２５０μｍのウレタンゴムの弾性層を設けて、さらにその上に厚さ１０μｍＰＦＡ製のコート層を設ける構成になっている。中間層に弾性層を設けることにより、従来使用されている単層ベルトに比べて記録材表面への追従性が高まり、起伏が大きい場合や凹凸が多い場合でも、転写不良を起しにくい。駆動ローラ２８は、芯金上にゴム材の表層が設けられている。
【００２７】
二次転写ローラ２３は、中間転写ベルト２５を挟んで二次転写対向ローラ２７に圧接／離間が可能に配置され、中間転写ベルト２５に各分解色のトナー像を重ね合わせる過程では、中間転写ベルト２５から離間される。一方、中間転写ベルト２５から記録材へトナー像を一括二次転写する際には、二次転写ローラ２３は、二次転写対向ローラ２７に圧接して、中間転写ベルト２５との間に二次転写部Ｔ２のニップを形成している。
【００２８】
二次転写部Ｔ２は、二次転写対向ローラ２７を接地して対向電極とし、二次転写高圧電源２４からトナーの帯電極性と逆極性の二次転写バイアス電圧を二次転写ローラ２３に印加している。二次転写部Ｔ２においても、一次転写部Ｔ１と同様に、転写されるトナー像の状態に適したバイアス電圧の設定がなされている。
【００２９】
一次転写部Ｔ１で各色ごとに順次転写された中間転写ベルト２５上の多色トナー像の先端が二次転写部Ｔ２に到達するタイミングに合わせて、用紙等の記録材Ｐが二次転写部Ｔ２に給紙される。記録材Ｐは、二次転写部Ｔ２でトナー像と重ねて搬送される。このとき、二次転写対向ローラ２７と二次転写ローラ２３との間の転写電界に応答して中間転写ベルト２５に担持されたフルカラーのトナー像が記録材Ｐへ一括二次転写される。
【００３０】
二次転写ローラ２３は、導電性のＮＢＲ・ヒドリン系ゴムで構成されており、直径１０ｍｍのＳＵＳ芯金の上にゴム層を肉厚３ｍｍで形成して、外径２４ｍｍとしている。二次転写ローラ２３の抵抗値は、両端に４．９Ｎずつの荷重のもとで、接地された回転アルミシリンダーに対し５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で従動回転させ、その芯金に１ＫＶの電圧印加のもと測定された電流の関係から算出した。その結果、１×１０７〜１×１０８Ω程度の値であった。
【００３１】
二次転写対向ローラ２７も導電性ゴムで構成されており、直径１６ｍｍのＳＵＳ芯金の上にゴム層を肉厚２ｍｍで形成して、外径２０ｍｍとした。二次転写対向ローラ２７の抵抗値は、１×１０７Ω以下の値である。
【００３２】
フルカラーのトナー像を二次転写された記録材Ｐは、二次転写部Ｔ２から定着装置１１へ搬送されて加熱・加圧され、記録材Ｐの表面にトナー像を溶融定着してフルカラーの印刷物が作製される。一方、フルカラーのトナー像を記録材Ｐに転写し終えた中間転写ベルト２５の表面は、ベルトクリーニング装置１２で転写残トナー等の付着物を除去される。ベルトクリーニング装置１２は、ウレタンゴムで形成されたクリーニングブレードを中間転写ベルト２５表面に当接させてこれらの付着物を掻き落し、廃トナーボックス１３へ回収する。
【００３３】
画像形成装置１００は、制御部３２によって制御されて、画像形成プロセスを実行する。操作者は、操作部３１を通じて画像形成プロセスに関する各種の設定や指令を入力できる。
【００３４】
＜露光画像＞
画像処理部９は、画像データ出力装置１０から送られた画像データをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの露光画像に変換する。画像処理部９は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順序で露光画像を展開してＯＮ／ＯＦＦにパルス変調した画像信号を形成し、露光装置６を制御して、感光ドラム１に６００ｄｐｉで二階調の静電潜像を書き込ませる。露光装置６が感光ドラム１に書き込む露光画像は、原画像を一辺１７０μｍ（１５０ｄｐｉ）の画素に分割し、それぞれの画素のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの濃度をそれぞれ１６階調中の１つに定めたものである。
【００３５】
一辺１７０μｍの画素は、一辺４２μｍ（６００ｄｐｉ）の露光単位を４×４に配置して構成される。画素の濃度は、１６個の露光単位をトナー像の有無に濃度設定して１６段階に定められる。１つの画素の１６階調は、１６個の露光単位におけるトナー像が形成される露光単位の数に対応している。トナー像が形成される露光単位は、画素内で所定の配置パターン（スクリーンパターン）に従って配置される。イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの露光画像のそれぞれについて、画素ごとの濃度が定められ、濃度に応じた露光単位の配置パターンが定められる。第１実施形態では、トナー像有りに濃度設定された露光単位を画素内で線状に配列した１７０μｍピッチのスクリーンパターンが使用される。
【００３６】
デジタル６００ｄｐｉの場合、露光単位（１ドット）は４２μｍ×４２μｍの面積をもつ正方形になる。露光単位４個分の長さ１７０μｍを一辺の長さとして持つ正方形のマトリクスで画素を構成し、画素内１６個の露光単位におけるトナー像の個数を１６段階に変化させて画素の１６階調を形成する。１６階調のそれぞれにおけるトナー像を形成する露光単位の配置は、一定にパターン化されたスクリーンパターンを形成している。トナー像を形成した露光単位によるスクリーンパターンの太さによって画素の濃度が設定され、濃度を設定された画素によって露光画像が形成されている。露光単位の濃度は、露光単位の位置へ走査されたタイミングにおけるレーザ光の強度に反映される。
【００３７】
図２に示すように、第１実施形態で用いるライン状のスクリーンパターンでは、露光単位が塗り潰されていく領域は１７０μｍの周期Ｔをもって成長していく。画素の濃度が薄いとき、濃度付与された露光単位は、図２の（ａ）に示すように、周期Ｔを持って疎らに並んでいる。濃度が高くなると、図２の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように塗りつぶされる露光単位が占める面積が大きくなる。画素の濃度が最大濃度の半分になると、図２の（ｃ）に示すように、塗りつぶされた線が周期１／２Ｔで並び、最高濃度では、図２の（ｅ）に示すように、画素全体が塗り潰される。画素あたりの濃度は、画素あたりのトナー量で決まる。第１実施形態では、０．５ｍｇ／ｃｍ２のトナー量を記録材Ｐに載せたとき、各分解色の最大濃度は、反射濃度で１．５を出すようにしている。トナー粒子の平均直径は約１０μで、中間転写ベルト２５に一次転写されたトナー像の層厚は約２０μｍである。この数値に基づいて、以下の説明では、記録材Ｐに二次転写されたトナー像は、１０μｍのトナー粒子が２層に積層しているものと想定して説明を行う。
【００３８】
図３に示すように、画素を二次色のブルーに着色する場合、画素にはシアンのスクリーンパターンとマゼンタのスクリーンパターンが配置され、画素内１６個の露光単位はシアンとマゼンタとでそれぞれの着色単位に塗り分けられる。シアンのスクリーンパターンとマゼンタのスクリーンパターンとはピッチが等しいが、それぞれのスクリーンパターンはある位相分ずれて配置される。第１実施形態では、図３の（ａ）に示すように、位相が横に露光単位２個分、縦に１個分ずれるように配置している。ブラックを含む三次色の場合も、一番トナー量が多い分解色のスクリーンパターンに対して、次にトナー使用量が多い分解色のスクリーンパターンは、横に着色単位２個分、縦に１個分、一番トナー量が低いものは、一番トナー量が多いものに対して横に４個分、縦に２個分といった様に、各分解色のスクリーンパターンは位相をずらして配置される。
【００３９】
二次色のブルーでシアン、マゼンタそれぞれが最大濃度の半分、つまりトナー量がシアン５０％、マゼンタ５０％のときは、図３の（ｂ）に示すように、シアンとマゼンタのラインが交互に並んだ配置になる。ところが、シアン６０％、マゼンタ５０％のように、トナー量が合計で１００％を越してしまうとき、図３の（ｃ）に示すように、シアンとマゼンタが重なる領域が出てきてしまう。
【００４０】
しかし、そこはそのままシアンの着色単位とマゼンタの着色単位とが重なる状態にしておく。また、二次色の濃度が画像形成装置として出したい最大濃度以下の場合でも重なる領域が出ることを許容する。そして、二次色のグリーンや、レッド、ブラックを加えた三次色の画素についても同様に各分解色で画像処理して、必要な濃度を出す露光画像を作成する。上記のような一連の画像処理を通常画像処理とする。
【００４１】
第１実施形態では、出力画像がその画像範囲全体に渡って単色画像である、もしくは二次色以上の色を出力するけれども、記録材Ｐの表面粗さが粗くない場合は、通常画像処理で露光画像を形成する。
【００４２】
通常画像処理でシアンの着色単位とマゼンタの着色単位とが重なっている部分は、中間転写ベルト２５上では、一次転写部Ｔ１でマゼンタトナー層の上にシアントナー層が重ねられる。この部分は、トナー層の高さが高いため、重なっていない部分に比べて、二次転写部Ｔ２でトナーを記録媒体Ｐに転写させるのに必要な二次転写バイアス電圧が高いため転写しにくい。また、二次転写部Ｔ２では、マゼンタトナー層の方がシアントナー層よりも記録材Ｐから遠くて転写しにくい。しかし、このような問題も記録材Ｐの表面粗さが小さければ目立つような転写効率の低下や色ムラを引き起さない。
【００４３】
しかし、エンボス紙のような凹凸の大きい記録材Ｐへ積層したトナー像を二次転写するとき、中間転写ベルト２５の表面と記録材Ｐの表面との間に空隙ができてしまう。このため、二次転写時の電界が弱いと、この空隙により十分な電界が得られなくなり、強いときは空隙部で放電が起きてしまうため、凹部のところでトナー像が抜けるという画像不良が起こる可能性がある。画像形成装置１００の場合、各分解色のトナー像が何層か重なった多色トナー像を一括して記録材Ｐに二次転写させるため、中間転写ベルト２５側のトナー層ほど転写しにくくなるという問題がある。例えば、中間転写ベルト２５のマゼンタトナー層上にシアントナー層が載っている場合、表面の粗さが大きい凹部ではシアントナーだけが記録材Ｐに転写して、マゼンタトナーが転写されにくい。このため、記録材Ｐへ多色トナー像を二次転写させて二次色のブルーを出すと、色差による転写不良が目立つ。
【００４４】
ところで、第１実施形態では、１つの画素における各分解色の濃度が、トナー像の有無による二階調を付与した着色単位（ドット）のスクリーンパターンを用いて、１６段階に表現される。また、各分解色のスクリーンパターンは、理解を容易にするために平行線状として、交差角度を０度つまり相互に平行な位置関係を持たせてある。
【００４５】
しかし、各分解色のスクリーンパターンは、平行な位置関係には限定されず、スクリーンパターンを使用することも必須ではない。着色単位の配置を近くにずらせて中間転写ベルト上に形成されるトナー層の重なりを解消または軽減することが必須である。着色単位に付与する階調は、二階調である必要は無く、レーザビーム強度を複数段階に変化させて多段階に設定してもよい。例えば、着色単位ごとに１６段階のトナー付着面積やトナー付着密度を設定するように露光画像を形成してもよい。スクリーンパターンを採用する場合、パターンの形状、ピッチ、パターンが含む着色単位の形状、数、各分解色のスクリーンパターンの交差角度等は任意に設定すればよい。
【００４６】
＜記録材表面の起伏量に応じた制御＞
図４は画像処理部装置における制御と処理のフローチャート、図５は記録材の表面起伏量と二次転写部における転写効率との関係の線図である。図６は二次色画素における重複露光単位の再配置処理の説明図、図７は三次色画素における重複露光単位の再配置処理の説明図である。図８はトナー付着量を割り増しした露光単位の再配置処理の説明図、図９は現像バイアス電圧とトナー像の濃度との関係の線図である。
【００４７】
図１に示すように、画像形成装置１００は、出力する画像、記録材の表面形状に応じて感光ドラム１に書き込む静電潜像、つまり露光画像を変化させる。制御部３２は、二次転写部Ｔ２の手前に設けた表面形状測定器３０の出力を検知して、記録材Ｐの表面形状を識別し、露光画像を画像処理部９によって記録材Ｐの表面形状に応じたものに変化させる。
【００４８】
表面形状測定器３０は、記録材Ｐの表面粗さを短時間で計測可能なものであれば測定方式は限定しない。例えば、接触式のものとしては、単純に接触式のセンサを設置して高さ方向の変位を計測してもよく、圧電素子の振動センサを搬送中の記録材Ｐの表面に接触させ、振動による電気信号を検知して表面形状を読み取ってもよい。非接触式のものとしては、記録材Ｐの印字面側に発光素子および受光素子を配置して反射光を読み取り、反射光の光情報から表面形状を読み取ってもよい。
【００４９】
図１を参照して図４に示すように、画像形成部９は、画像データ出力装置１０から送信された原画像の画像データを取得すると（Ｓ１１）、原画像がカラー画像か否かを判別する（Ｓ１２）。モノクロ画像の場合（Ｓ１２のＮＯ）、画像形成部９は、原画像からブラックの露光画像を形成する（Ｓ２７）。
【００５０】
カラー画像の場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、画像形成部９は、原画像を一辺２００μｍ（１２０ｄｐｉ）の画素で構成されるイエロー、マゼンタ、シアンの三原色画像に分解する（Ｓ１３）。三原色画像の各画素は、ＵＣＲ処理でイエロー、マゼンタ、シアンの共通濃度を抽出してブラック濃度に置き換えることにより、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの分解色画像に変換される（Ｓ１４）。第１実施形態では、ＵＣＲ処理を１００％行い、多色トナー像としては３次色までとする。これにより、１つの分解色の最大濃度を出すときのトナー量を１００％としたときに、どの多色トナー像でも使用するトナー量は２００％以下となる。そして、上述の手順に従って各分解色のスクリーンパターンを形成して（Ｓ１５）通常画像処理の露光画像とする。
【００５１】
なお、第１実施形態では、ＵＣＲ処理は１００％行っているため、多色トナー像としては三次色までを考えている。しかし、１００％以下である場合は、四次色が来たときは、４色分の適切なトナー像の配置を行うようにする。
【００５２】
続いて、制御部３２は、表面形状測定器３０の出力を検知して、記録材Ｐの表面の起伏量を測定する（Ｓ１６）。そして、起伏量が２０μｍを越えるか否かを判別し（Ｓ１７）、判別結果を画像処理部９に送信する。
【００５３】
起伏量が２０μｍ以下であれば（Ｓ１７のＮＯ）、画像処理部９は、制御部３２にタイミングを制御されて、通常画像処理の各分解色の露光画像をそのまま展開して各分解色の露光信号を生成して露光装置６へ送出する。制御部３２は、上述した通常の手順、通常の設定で画像形成プロセスを実行する（Ｓ２５）。起伏量が２０μｍ以下であれば、転写効率はそれほど低下しないからである。
【００５４】
図５はシアン１００％、マゼンタ１００％のベタ画像を中間転写ベルト２５に重ねて表面起伏量の異なる記録材に二次転写した際の転写効率のシミュレーション演算結果である。図５に示すように、起伏量２０μｍを境にして転写効率が急激に低下するので、トナー載り量が過大だと転写不良が発生する可能性がある。
【００５５】
起伏量が２０μｍを超える場合（Ｓ１７のＹＥＳ）、各分解色の露光画像を比較して重複する露光単位があるか否かを判別する（Ｓ１９）。露光単位が１／０に設定された露光画像を各分解色のすべての組み合わせについて足し算して、１０（２）となる露光単位があるか否かを判別する。そして、重複する露光単位が無ければ（Ｓ１９のＮＯ）、通常画像処理の露光画像を用いて通常の手順、通常の設定で画像形成プロセスを実行する（Ｓ２５）。しかし、重複する露光単位があれば（Ｓ１９のＹＥＳ）、露光単位をずらして重複する露光単位を減らす配置調整を行う（Ｓ２０）。
【００５６】
上述したスクリーンパターンでは、二次色や三次色の場合において、通常画像処理で画像処理を行った場合、合計のトナー量が１００％以下でも、トナー像を形成する露光単位が重なる場合が考えられる。シアン６０％、マゼンタ４０％のように、ある色のトナー量が５０％を超えると、図６の（ａ）に示すように、シアンの１列目から露光単位２個分ずれた列でシアンのトナー像上にマゼンタのトナー像が重なってしまう。
【００５７】
ここで、トナー像は、１層あたりほぼ２０μｍなので、２層のトナー像の重なり部分では、記録材Ｐの起伏量に相当する起伏がトナーによって追加されて、二次転写部Ｔ２を不安定にしてしまう。二次転写部Ｔ２のニップの上流側と下流側とに無数の突起が形成されて放電を誘発し、放電によってトナーの帯電極性が反転して、中間転写ベルト２５に残る転写残トナーが増えてしまう。転写残トナーは中間転写ベルト２５に近いマゼンタトナーが主体となるので、記録材Ｐに二次転写されたトナー像は重なり部分にマゼンタの欠落した色ムラが形成されてしまう。
【００５８】
そこで、図６の（ｂ）に示すように、トナー像が重なる露光単位については、トナー像が形成される片方の露光単位を、近くのトナー像を形成しない露光単位へ移動させて重なり部分を解消する。トナー像が重なる露光単位が存在するとき、中間転写ベルト２５上で下の層になる分解色の露光単位をスクリーンパターンの正規の位置からずらして最も近い空白領域に移動させる。図６の（ｂ）に示すように、各分解色のトナー像を重ねなくてすむように配置換えを行う。これにより、シアンとマゼンタのトナー像が重なっていた部分の断面から見た配置は、図６の（ａ）に示す状態から図６の（ｂ）に示す状態へと変化する。中間転写ベルト２５上でシアントナー２層がマゼンタトナー２層の上に載っていたものが、空いている露光単位に動かされる。このため、マゼンタトナー層もシアントナー層もその最上部の高さは同じになり、シアントナー像を横にずらした分、多色トナー像としての全体高さが低くなる。これにより、マゼンタトナー層とシアントナー層とで転写のし易さが同じになり、放電の起点となる突起も解消される。
【００５９】
図７の（ａ）に示すように、ブラックを含む三次色の場合も、同様に、トナー像が重複する分解色の露光単位をスクリーンパターンの正規の位置からずらして、最も近い空白領域を埋める配置替えを行う。このような画像処理をラフ紙画像処理１とする。
【００６０】
これにより、二次転写部Ｔ２のニップの上流側と下流側とおける放電が減って二次転写部Ｔ２が安定し、仮に放電が減らなくても、着色単位が二次色の一方に偏って色ムラが発生することは無くなる。
【００６１】
続いて、露光単位を配置調整した各分解色の露光画像を比較する（Ｓ２１）。各分解色のトナー載り量が合計１００％以下の場合、画素のどこかにトナー像を形成しない露光単位が存在するので、トナー像の重なりは解消される。トナー像の重なりが無い場合（Ｓ２１のＮＯ）、画像処理部９は露光単位を配置調整した各分解色の露光画像を用いて露光装置６を制御する。制御部３２は、重なりが解消されない場合よりも１段転写電圧を低下させて（Ｓ２８）、通常の手順で画像形成プロセスを実行する（Ｓ２５）。
【００６２】
一方、各分解色のトナー載り量が合計１００％を越えている場合、露光単位を配置調整してもトナー像の重なりが残る（Ｓ２１のＹＥＳ）。そこで、画像の全体的にトナー付着量を割り増しして露光単位を高濃度設定した露光画像を形成する（Ｓ２２）。露光単位を高濃度設定とすれば、少ない着色単位で画素の同一濃度を設定できるので、重なったトナー像を移動する先の空いた露光単位を確保できる。
【００６３】
そして、空いた露光単位を利用して重なったトナー像を移動する露光単位の配置調整を行って、図６の（ｂ）、図７の（ｂ）に示すようなトナー像の重複しない各分解色の露光画像を形成する（Ｓ２３）。この場合、通常のトナー像形成条件を適用すると画像全体の濃度が不足するので、制御部３２は、露光単位のトナー付着量が割り増しされるように現像装置３で使用する現像バイアス電圧を調整する（Ｓ２４）。なお、Ｓ２２〜Ｓ２４の処理を経ても、重複が完全に解消されているとは限らないので、この場合は転写電圧を低下させていない。
【００６４】
露光単位を高濃度設定するとき、画像形成装置１００で出力する最大濃度の設定値は各色単色の反射濃度で１．５であるけれども、露光単位あたりの濃度階調で一番濃度が高いときの、トナー載り量は１．０ｍｇ／ｃｍ２となるようにする。露光単位にのせるトナー量は０．５ｍｇ／ｃｍ２のとき各色とも、濃度が画像形成装置で出力する最大濃度である１．５が出るようになっている。このため、１．０ｍｇ／ｃｍ２のトナー量となるとき、露光単位の濃度は、画像形成装置で出力する最大濃度１．５以上の濃度を持つ。
【００６５】
合計のトナー載り量は１００％以上であるため、トナー像が形成されない空白領域は無く、二次色を出そうとすると、図３の（ｃ）に示すように、必ずトナー像が重なる露光単位ができる。そこで、着色単位の反射濃度を１．５よりも高くすることで、トナー像が形成されない空白領域を確保しつつ画素の濃度は維持できるようにする。画素中のトナーを載せる面積を小さくした上で、ラフ紙画像処理１と同様な手法で各分解色の露光単位の配置を調整して、トナー像の重なりを解消する。
【００６６】
例えばシアン、マゼンタそれぞれのトナー量が１００％となる、最大濃度の二次色ブルーの画像を出すとき、シアン、マゼンタの各露光単位に載せるトナー量は、それぞれ、１．０ｇ／ｃｍ２となっている。このとき、露光単位に載せるトナー量が０．５ｇ／ｃｍ２のときと同じ濃度を出そうとした場合、露光単位あたりのトナー量が２倍になっているため、トナーを載せなければならない面積は半分になる。これによって、シアン、マゼンタ各色の露光単位の配置は完全に密集していた状態から、隙間ができた状態になる。この状態で、ラフ紙画像処理１と同様な手法で、シアン、マゼンタ各色の露光単位の配置が、シアン、マゼンタ各色で重ならないようにずらしてスクリーンパターンを形成する。三次色の場合も、同様に露光単位あたりのトナー量を変化させた上で、各分解色のトナー像が重ならないようにずらしてスクリーンパターンを形成する。このような画像処理工程をラフ紙画像処理２とする。
【００６７】
中間転写ベルト２５上にシアントナーとマゼンタトナーで形成される二次色ブルー画像を形成する例を考える。図８の（ａ）に示すようにシアントナー層とマゼンタトナー層が重なっていた部分の断面から見た配置は、図８の（ｂ）で示されるように変化する。ブルーの所定の濃度を出すために、中間転写ベルト２５上でシアントナー、マゼンタトナーそれぞれトナー２層分の高さがある状態から、シアントナー、マゼンタトナーそれぞれを４層分の高さを持つようにする。
【００６８】
このとき、トナー層の高さを高くしても、画素としての濃度は変化させないためマゼンタトナーのラインに隙間ができている。この隙間にシアントナーをずらして配置させるため、マゼンタトナー層もシアントナー層もその最上部の高さは同じになり、転写のし易さが同じになっている。
【００６９】
図９に示すように現像バイアス電圧を高くすることで、画像形成装置１００では、露光単位に付着するトナー量が増加して、露光単位の濃度が高まる。しかし、露光単位のトナー付着量を割り増しする方法は現像バイアス電圧の調整には限らない。帯電ローラ２に印加する一次帯電バイアス電圧あるいはレーザビーム出力をトナー付着量が割り増しされる方向に調整してもよい。
【００７０】
第１実施形態では、ラフ紙画像処理１、ラフ紙画像処理２を行うことで、多色トナー像の中間転写ベルト２５上での高さの差が小さくなると同時に、画像の濃度が低いときは、トナー層の高さ自体を下げることができる。このため、二次転写部Ｔ２で凹凸の大きい紙に多色トナー像を転写させるときに、ある色のトナー像だけが転写されずに中間転写ベルト２５上に残ることで生じる色味の差が減少するとともに、凹部の転写効率が上がる。
【００７１】
また、記録材Ｐの表面に２０μｍ以上の段差が存在する場合、図５に示すように、記録材Ｐの表面の凹部への転写性が急激に悪くなり、特に二次色や三次色といった、多色トナー像では二次転写部Ｔ２で中間転写ベルト２５側のトナー像の転写性が悪くなる。
【００７２】
そのため、通常画像処理とラフ紙画像処理１との切り替えは、表面形状測定器３０によって検知された記録材Ｐの粗さが段差で２０μｍ以上であるときに行う。一方、粗い記録材Ｐの場合にラフ紙画像処理２を適用する場合、画像形成装置１００が通常出力する濃度より高い濃度を出さなければいけない。このため、制御部３２が現像装置３へ濃度を出力させる出力信号も通常出力させる最大濃度より高いところまで濃度を出力させるように信号をもっていなければならない。そのため、出力信号として２５６階調の信号を持っていても、その半分の１２８階調は各色の単位画像が重ならないためのトナー量を出させるために使われる。つまり、実際に画像形成装置１００として出力させる濃度の出力信号はその半分になるため、画像形成装置１００の濃度階調が例えば半分といったように粗くなってしまう。このため、段差が２０μｍ以下と小さく、転写効率が十分にあるときは、各分解色のトナー像が重なることもある通常画像処理により露光画像を求めて静電潜像を書き込む。
【００７３】
また、記録媒体Ｐの表面形状が粗く、ラフ紙画像処理１をかけたときで、出力画像の全領域にわたってトナー像の高さが下げられるときは、それに応じて二次転写ローラ２３に印加する二次転写バイアス電圧を下げる（図４：Ｓ２８）。これによって、二次転写部Ｔ２のおける、記録材Ｐと中間転写ベルト２５との空隙で起こる放電を抑えることができるので、より良好な画像を得ることが可能になる。
【００７４】
以上のように、画像形成装置１００は、記録材Ｐの表面粗さを検知して、表面粗さが大きいときは、使用するトナー量は保持しつつも、トナー像が他の分解色のトナー像と重ならないよう画像処理を変えている。これにより、エンボス紙のような凹凸の大きい紙を転写する際にも、転写ムラの少ない良好な画像を得ることができる。
【００７５】
ところで、露光単位の配置調整を行うと、スクリーンパターンの正規な位置を外れた位置へトナー像が移動するため、コントラストのある境界のにじみ、色ムラ、解像度の低下等を招いてしまう。これにより、ラフ紙画像処理１、ラフ紙画像処理２を平坦なコート紙に適用すると画像品質の低下が目立ってしまう。しかし、凹凸の激しいエンボス紙では、そもそも境界のにじみ、色ムラ、解像度の低下等は目立たないので、転写性の改善による大きな画質改善に結びつく。
【００７６】
＜第２実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態では、画像形成装置１００に表面形状測定器３０を設けて記録材Ｐの表面形状を直接センサで計測している。しかし、記録材Ｐの表面の粗さが段差で２０μｍ以上であるか無いかは記録材の種類、厚さによって決まっているため、操作部３１を通じてユーザーが記録材Ｐの種類、厚さを指定してもよい。表面形状測定器３０の出力に基づいて制御部３２が記録材Ｐの種類、型番を推定し、推定した種類、型番に対応する表面粗さをデータベースから読み出してもよい。操作部３１に滑らか記録材モードと粗い記録材モードの切り替えスイッチを配置し、操作者が記録材を判断して切り替えスイッチを操作してもよい。
【００７７】
第２実施形態の画像形成装置は、表面形状測定のために、操作部３１と制御部３２とを有している。制御部３２には、段差判定のため、設計段階で測定しておいた、記録材Ｐの種類、厚さに対する表面の粗さの情報が記憶されている。まず、ユーザーは、操作部３１において使用する記録材Ｐの種類と厚さを指定する。ここでユーザーが与えた情報を基に、制御部３２が段差判定して記録材Ｐの表面粗さが決まる。この表面粗さ情報を、画像処理部９に送り、第１実施形態と同様な画像処理を適用し、得られた露光画像を用いて画像形成プロセスを行う。
【００７８】
＜第３実施形態＞
図８の（ｂ）に示すように、第１実施形態では、記録材Ｐの表面形状が粗く、かつ二次色の濃度が高い場合、ラフ紙画像処理２を適用して露光単位のトナー付着量を割り増して、画素中のトナー被覆面積比率を低下させた。しかし、同一のトナー付着量でも画素中のトナー被覆面積比率が低下するように、通常のトナーを濃度が高いトナーに交換してもよい。例えば、図１に示す現像装置３を交換可能に２セット配置しておき、片方のセットにはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの高濃度トナーを準備して、高濃度設定時に使用する。また、現像装置３の中に、一つのトナーあたりの色素量を２倍にしたトナーを用意しておき、高濃度の画像が来たときは、この２倍色素量のトナーをドットに打つようにしている。これにより、単位画像あたりのトナー量ひいては各色トナー像ごとの高さを変えずに、トナー量を２倍にするのと同じ効果を得ることができる。また、トナーあたりの色素量を増やしたトナーを使用することで、レーザ光強度に対する濃度変化を出しやすくなるため、露光単位の濃度階調を増やしやすくなる。例えば色素量を２倍にしたトナーを使用することで、露光単位あたりの濃度階調を２倍にする。このとき、濃度の階調性を減少させることなく、表面形状が粗い記録媒体にたいしても適切な二次転写を行うことが可能になる。
【００７９】
＜発明との対応＞
画像形成装置１００は、トナーを付着させた着色単位により構成されるトナー像を形成する感光ドラム１等と、第１色の前記トナー像に重ねて第２色の前記トナー像を担持する中間転写ベルト２５と、中間転写ベルト２５に担持された前記第１色と前記第２色との前記トナー像を一括して記録材Ｐへ転写する二次転写ローラ２３とを備える。感光ドラム１等は、表面粗さが大きい記録材Ｐに対しては、表面粗さが小さい記録材Ｐよりも、前記第１色と前記第２色とにおける前記着色単位の重複を軽減する。
【００８０】
画像形成装置１００は、トナーの濃度評価値に応じて前記着色単位ごとの露光量を設定した露光単位によって露光画像を形成する画像処理部９と、感光ドラム１と、前記露光画像を用いて感光ドラム１を露光して静電潜像を形成する露光装置６と、感光ドラム１にトナーを付着させて前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置３とを有する。画像処理部９は、表面粗さが大きい記録材Ｐに対しては、表面粗さが小さい記録材Ｐよりも、前記第１色と前記第２色とにおける前記露光単位の重複を軽減した前記露光画像を形成する。
【００８１】
画像処理部９は、前記重複を軽減した後の前記露光画像における前記重複が予め定めた許容範囲を越えている場合、前記濃度評価値を高めて前記露光単位ごとの露光量を設定し直す。しかし、制御部３２は、前記重複が前記許容範囲を越えていない場合、二次転写ローラ２３における転写電圧を低下させる。
【００８２】
画像処理部９は、二階調に前記露光量を設定した前記露光単位をパターン配置したスクリーンパターンにより前記露光画像を形成し、前記露光単位を前記スクリーンパターン上の正規の位置からずらせることにより前記重複を軽減する。
【００８３】
表面形状測定器３１は、二次転写ローラ２３の上流側で記録材Ｐの表面を検知して起伏量を検知し、制御部３１は、前記起伏量が予め定めた許容範囲を越えているか否かを判別して前記画像処理部９を制御する。制御部３１は、前記起伏量が段差で２０μｍ以上であるとき、前記許容範囲を越えていると判別する。
【００８４】
第２実施形態における制御部３２は、記録材Ｐの種類ごとの表面粗さを記憶し、操作部３１を通じて指定された記録材Ｐの種類から前記起伏量が予め定めた許容範囲を越えているか否かを判別して画像処理部９を制御する。
【００８５】
画像処理部９は、原画像から複数の分解色の露光画像を形成する。二階調に露光量を設定した露光単位をパターン配列したスクリーンパターンの露光画像を前記分解色ごとに形成する。その後、複数の前記露光画像を比較して、複数の前記分解色で重複してトナーが付着される前記露光単位を検知する。そして、前記露光単位を前記スクリーンパターン上の正規の位置の近接範囲で再配置することにより、前記重複を軽減する。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の主要部構成を示す説明図である。
【図２】スクリーンパターン形成処理の説明図である。
【図３】ブルーの各濃度を表示する際のスクリーンパターンの説明図である。
【図４】画像処理部装置における制御と処理のフローチャートである。
【図５】記録材の表面起伏量と二次転写部における転写効率との関係の線図である。
【図６】二次色画素における重複露光単位の再配置処理の説明図である。
【図７】三次色画素における重複露光単位の再配置処理の説明図である。
【図８】トナー付着量を割り増しした露光単位の再配置処理の説明図である。
【図９】現像バイアス電圧とトナー像の濃度との関係の線図である。
【符号の説明】
【００８７】
１、３、６    トナー像形成手段（感光ドラム、現像装置、露光装置）
１  感光体（感光ドラム）
２  帯電ローラ
３  現像装置
５  クリーニング装置
６  露光手段（露光装置）
９  画像処理手段（画像処理部）
１０  画像データ出力装置
２１  一次転写ローラ
２２  一次転写高圧電源
２３、２４、２７  転写手段（二次転写ローラ、二次転写高圧電源、二次転写対向ローラ）
２５  像担持体（中間転写ベルト）
３０、３１、３２  判別手段（表面形状測定器、操作部、制御部）
３２  制御手段、判別手段（制御部）
Ｐ  印刷物、記録材（記録材）
Ｔ１  一次転写部
Ｔ２  二次転写部
【図１】
2008122627.tif 000003
【図２】
2008122627.tif 000004
【図３】
2008122627.tif 000005
【図４】
2008122627.tif 000006
【図５】
2008122627.tif 000007
【図６】
2008122627.tif 000008
【図７】
2008122627.tif 000009
【図８】
2008122627.tif 000010
【図９】
2008122627.tif 000011