(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多階調画像データを所定の階調数の中間調画像データに変換する画像処理装置であって、
特定の有色トナーによる画像形成の元となる第１の多階調画像データと、透明トナーによる画像形成の元となる第２の多階調画像データとを入力する入力手段と、
前記第１の多階調画像データを第１の閾値情報を用いてディザ法により変換し、前記第２の多階調画像データを、当該第１の閾値情報を用いた場合よりもスクリーンの線数が高くなる第２の閾値情報を用いてディザ法により変換する変換手段と、
前記第１の多階調画像データの変換結果である第１の中間調画像データと、前記第２の多階調画像データの変換結果である第２の中間調画像データとを出力する出力手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第１の閾値情報は、第１のドット集中型ディザマトリクスが格納する閾値情報であり、
前記第２の閾値情報は、前記第１のドット集中型ディザマトリクスよりもスクリーンの線数が高い第２のドット集中型ディザマトリクスが格納する閾値情報であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第１の閾値情報は、ドット集中型ディザマトリクスが格納する閾値情報であり、
前記第２の閾値情報は、前記ドット集中型ディザマトリクスよりもスクリーンの線数が高いドット分散型ディザマトリクスが格納する閾値情報であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
特定の有色トナーによる画像形成の元となる第１の多階調画像データを２値化して第１の２階調データを生成し、透明トナーによる画像形成の元となる第２の多階調画像データを２値化して第２の２階調データを生成する２値化手段と、
前記第１の２階調データに基づく第１の潜像と、前記第２の２階調データに基づく第２の潜像とを像担持体上に形成する潜像形成手段と、
前記特定の有色トナーを用いて前記第１の潜像を現像することにより有色トナー像を形成し、前記透明トナーを用いて前記第２の潜像を現像することにより透明トナー像を形成する現像手段と、
前記現像手段により形成された有色トナー像及び透明トナー像を記録媒体上に転写する転写手段とを備え、
前記２値化手段は、第１の閾値情報を用いてディザ法により前記第１の多階調画像データを２値化し、当該第１の閾値情報を用いた場合よりもスクリーンの線数が高くなる第２の閾値情報を用いてディザ法により前記第２の多階調画像データを２値化することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記転写手段により有色トナー像及び透明トナー像が転写された記録媒体を、定着ベルトに接した状態で冷却した後、当該定着ベルトから剥離することにより、当該有色トナー像及び当該透明トナー像を当該記録媒体上に定着する定着手段を更に備えたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記記録媒体は、樹脂コート紙であることを特徴とする請求項４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、粉体トナーを用いて画像を形成するプリンタや複写機等の画像形成装置、及び、多階調画像データをこの画像形成装置における画像形成のための所定階調の画像データに変換する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラープリンタやカラー複写機は、一般に、シアン(Ｃ)、マゼンタ(Ｍ)及びイエロー(Ｙ)の３色、又は、これらの３色に黒(Ｋ)を加えた４色のトナーを用いて、用紙上に各色トナーのドットを形成することにより全体としてフルカラーの画像を印刷する。一方、印刷される画像の元となるカラー画像データ(例えば、ホストコンピュータのアプリケーションが作成するカラー画像データ)は、一般に、各色成分を多階調(例えば、フルカラーの場合は２５６階調)で表現したデータである。従って、この多階調で表現された画像データ(以下、「多階調画像データ」という)をどのようにして各色トナーのドットに反映させるかが問題となる。
その場合の手法として、濃度階調法と面積階調法がある。前者は、例えば、用紙上に転写するインク量を通電時間で制御することにより、各色の濃度を表現するものである。しかしながら、特殊な用紙が必要となったり、制御機構が複雑化したりする等の理由から、電子写真方式の場合、濃度階調法の機械は少なく、後者の面積階調法で濃淡を表現するのが一般的である。この面積階調法は、画素の濃度を画素内のドット面積率に置き換えて表す手法である。そのため、多階調画像データを、色成分ごとに、ドットのオン/オフを表す２階調データに変換する２値化処理が必要となる。また、ある種の熱転写プリンタのように２値以外の所定数の階調表現が可能な場合であっても、やはり多階調画像データをその所定数の階調データに変換する処理が必要である。
【０００３】
さて、このような階調数変換の手法は、ドットの大きさで濃淡を表現するＡＭスクリーニング(Amplitude Modulation Screening)と、ドットの粗密で濃淡を表現するＦＭスクリーニング(Frequency Modulation Screening)とに大別される。
前者の手法としては、ディザ法が公知である(例えば、特許文献１参照)。後者の手法としては、誤差拡散法が公知である(例えば、特許文献２参照)。また、後者の手法として、ブルーノイズマスク法を挙げることもできる(例えば、特許文献３参照)。
【０００４】
このうち、ディザ法とは、２５６階調を２値化する場合を例にとると、０から２５５までの間の種々の階調値を持つ閾値をマトリクス状に配列してなるディザマトリクスを予め用意し、このディザマトリクスを多階調画像の同サイズの画素マトリクスに順番に当てはめつつ、ディザマトリクスの各場所の閾値と対応する画素の階調値とを比較して、比較結果に応じて画素の元の階調値を２値化するという手法である。
ここで、ディザマトリクスには、一般に、人為的に定めた配置に従って閾値を配列した組織的ディザマトリクスと呼ばれるものが用いられている。この組織的ディザマトリクスは、変換対象の画像の階調が濃くなるに伴って、ドットがマトリクス内の特定場所に集中するようにして増加していく集中型ディザマトリクスと、ドットがマトリクス内に分散して増加していく分散型ディザマトリクスとに大別できる。分散型ディザマトリクスの例としては、Ｂａｙｅｒ型ディザマトリクスが広く知られている。
【０００５】
また、誤差拡散法とは、２５６階調を２値化する場合を例にとると、多階調画像をラスタ状にスキャンしながら個々の画素の階調値と所定の閾値とを比較して、比較結果に応じ元の階調値を０又は２５５に２値化し、そして、その２値化によって生じた量子化誤差(＝元の階調値−２値化後の階調値)を周辺のまだ２値化していない画素の階調値に拡散的に加算するという手法である。
更に、平均誤差最小法とは、周辺の２値化済の画素に生じた量子化誤差の重み付き平均値を用いて、次の２値化対象の画素の階調値を修正するもので、論理的に誤差拡散法と等価な手法である。尚、以下では、この平均誤差最小法も含めて「誤差拡散法」と呼ぶことにする。
【０００６】
更にまた、ブルーノイズマスク法とは、ある一定の大きさのマトリクス内に、周波数特性ができるだけ高周波になるように閾値を設定したマスク(ブルーノイズマスク)を、記憶装置に記憶しておき、ハーフトーン化の際には、ディザ法と同様に、このブルーノイズマスクで元画像をタイル状に覆って、元画像の画素値とブルーノイズマスクの閾値とを一点ずつ比較し、出力ドットのオン/オフを決定するものである。
【０００７】
一方で、従来から、透明トナーを用いて画像形成を行う種々の方式が提案されている(例えば、特許文献４、５参照)。特許文献４では、画像の表面性を改善するために透明トナーを用いており、特許文献５では、転写効率を向上させて画質を改善するために透明トナーを用いている。
また、近年では、デジタルカメラ等の普及により、画像形成装置を用いた写真プリント出力も盛んに行われるようになっている。そこで、画像表面が平滑であり、且つ、高光沢な写真プリントを得るためにも透明トナーは用いられている(例えば、特許文献６、７参照)。このうち、特許文献６では、透明トナー付着量をカラー画像に応じて変化させ、総トナー量を平滑化させる技術が提案されている。また、特許文献７では、有色トナーの万線間に透明トナーを現像する技術が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１３５３１７号公報
【特許文献２】特開２００３−３４８３４７号公報
【特許文献３】特開２０００−２６１６６９号公報
【特許文献４】特開昭６３−１４３５６３号公報
【特許文献５】特開平２−１７６７７７号公報
【特許文献６】特開平４−３６２９６０号公報
【特許文献７】特開平１１−２０２５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、従来から、カラーの多階調画像データについて階調数を変換することは広く行われており、透明トナーを用いて画像形成を行うことも公知であった。
しかしながら、透明トナーによる画像形成の元となる画像信号が多階調画像データとして入力された場合に、この多階調画像データの階調数の変換をどのような手法を用いて行うかについては、これまであまり提案されていなかった。
【００１０】
一般に、スクリーン構造が目につかない銀塩写真のような高画質なプリントを得るためには、カラートナーのスクリーン線数を高める必要があるが、２値化したカラートナー画像の線数が１インチ当たり２００線を超えると、カラートナーによって形成されるドット間隔が１２０μｍ以下になってしまう。そのため、用紙上のカラートナー画像や透明トナー画像の位置ずれを数１０μｍ以下にする必要があるが、このような高精度の位置ずれ防止は現実的には非常に難しい。
特許文献６では、用紙上の位置によらずトナー量が均一になるとされているが、実際には、トナー付着位置にずれが生じてしまうため、かえってプリント画像が平滑にならないという問題点があった。また、特許文献６には、透明トナーの層厚をカラートナーの合計量の最大値にすることや、透明トナーを全面に付着することが開示されている。しかしながら、この手法では、透明トナーの消費量が多いため、コストもかかる上に、大きなトナーボトルを用意しなければならず、装置サイズの面でも不利になってしまうという問題点もある。
一方、特許文献７は、唯一、透明トナーの階調数変換について言及している。しかしながら、有色トナーの万線間に透明トナーを現像する手法では、トナーの位置ずれに弱く、位置ずれが目立ってしまうという問題点があった。
【００１１】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的は、カラートナー画像に対する透明トナー画像の位置ずれがあっても、画像表面が平滑であり且つ良好なカラー画像を低コストでプリントできるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的のもと、本発明では、透明トナー用を含む全ての画像データの階調数をドット集中型ディザマトリクスを用いるディザ法により変換するようにした。即ち、本発明の画像処理装置は、特定の有色トナーによる画像形成の元となる第１の多階調画像データと、透明トナーによる画像形成の元となる第２の多階調画像データとを入力する入力手段と、第１の多階調画像データを第１のドット集中型ディザマトリクスを用いてディザ法により変換し、第２の多階調画像データを第２のドット集中型ディザマトリクスを用いてディザ法により変換する変換手段と、第１の多階調画像データの変換結果である第１の中間調画像データと、第２の多階調画像データの変換結果である第２の中間調画像データとを出力する出力手段とを備えている。
【００１３】
ここで、透明トナー用のスクリーン線数は、カラートナー用のスクリーン線数よりも高いのが好ましい。その場合、本発明の画像処理装置では、第２のドット集中型ディザマトリクスは、それによるスクリーンの線数が、第１のドット集中型ディザマトリクスによるスクリーンの線数よりも高くなるように決定される。
また、透明トナー用のスクリーンの線数及び角度は、見た目に影響されにくいイエロートナー用のスクリーンの線数及び角度と同等であってもよい。その場合、本発明の画像処理装置では、特定の有色トナーがイエロートナーであり、第２のドット集中型ディザマトリクスは、それによるスクリーンの線数及び角度が、第１のドット集中型ディザマトリクスによるスクリーンの線数及び角度と同等になるように決定される。
【００１４】
更に、本発明では、透明トナー用を含む少なくとも１色の画像データの階調数をドット分散型ディザマトリクスを用いるディザ法により変換するものも好適である。その場合、本発明の画像処理装置は、特定の有色トナーによる画像形成の元となる第１の多階調画像データと、透明トナーによる画像形成の元となる第２の多階調画像データとを入力する入力手段と、第１の多階調画像データをドット集中型ディザマトリクスを用いてディザ法により変換し、第２の多階調画像データをドット分散型ディザマトリクスを用いてディザ法により変換する変換手段と、第１の多階調画像データの変換結果である第１の中間調画像データと、第２の多階調画像データの変換結果である第２の中間調画像データとを出力する出力手段とを備えている。
【００１５】
更にまた、本発明は、透明トナー用を含む少なくとも１色の画像データの階調数を誤差拡散法により変換するものであってもよい。ここで、望ましくは、透明トナー用の画像データの階調数変換のみを誤差拡散法により行い、有色トナー用の画像データの階調数変換はディザ法により行うことが望ましい。その場合、本発明の画像処理装置は、特定の有色トナーによる画像形成の元となる第１の多階調画像データと、透明トナーによる画像形成の元となる第２の多階調画像データとを入力する入力手段と、第１の多階調画像データをディザ法により変換し、第２の多階調画像データを誤差拡散法により変換する変換手段と、第１の多階調画像データの変換結果である第１の中間調画像データと、第２の多階調画像データの変換結果である第２の中間調画像データとを出力する出力手段とを備えている。
【００１６】
また、本発明は、透明トナー用を含む少なくとも１色の画像データの階調数をブルーノイズマスク作成アルゴリズムによって生成された閾値マトリクスを用いて変換するものであってもよい。その場合、本発明の画像処理装置は、特定の有色トナーによる画像形成の元となる第１の多階調画像データと、透明トナーによる画像形成の元となる第２の多階調画像データとを入力する入力手段と、第１の多階調画像データをディザ法により変換し、第２の多階調画像データをブルーノイズマスク作成アルゴリズムによって作成された閾値マトリクスを用いて変換する変換手段と、第１の多階調画像データの変換結果である第１の中間調画像データと、第２の多階調画像データの変換結果である第２の中間調画像データとを出力する出力手段とを備えている。
【００１７】
一方、本発明は、このような階調数変換を通じて２値化された２階調データに基づいて画像形成を行う画像形成装置として捉えることもできる。
ここで、画像形成装置は、冷却剥離定着方式(トナー像が転写された記録媒体を定着ベルトに接した状態で冷却した後、その定着ベルトから剥離することによりトナー像を記録媒体上に定着する定着方式)による定着手段を備えることや、記録媒体は樹脂コート紙であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、カラートナー画像に対する透明トナー画像の位置ずれがあっても、画像表面が平滑であり且つ良好なカラー画像を低コストでプリントできるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、「実施の形態」という)について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における画像処理装置５０の構成を示す図である。
図１に示すように、画像処理装置５０は、アドレス発生器５１と、ディザマトリクス用メモリ５２と、コンパレータ５３とを含む。
このうち、アドレス発生器５１は、画像データにおける各画素の位置を示す画素位置情報と、画像データの色ごとに定義されたディザマトリクスの大きさ及び角度を示すマトリクス情報とに基づいて、該当するディザマトリクスにおける各画素の対応する位置を示すアドレス情報を発生するものである。また、ディザマトリクス用メモリ５２は、画像データにおける全ての位置に対応した閾値情報が格納されたディザマトリクスを記憶し、アドレス情報を受け取ることにより、そのアドレス情報に対応するディザマトリクス内の位置における閾値情報を出力するメモリである。そして、コンパレータ５３は、ディザマトリクス用メモリ５２から出力された閾値情報と、対応する多階調画像データ(以下、単に「画像データ」という)とを比較して、比較結果を出力するものである。尚、コンパレータ５３は、画像データを入力する入力手段と、画像データを所定の階調数の中間調画像データに変換する変換手段と、変換結果を出力する出力手段とを含むものとして把握することができる。
【００２０】
次に、この画像処理装置５０の動作について詳細に説明する。尚、ここでは、図２〜５に示す解像度１２００ｄｐｉのディザマトリクスがディザマトリクス用メモリ５２に記憶されているものとする。具体的には、図２に示す０度２４０線の基本ディザマトリクスからなるディザマトリクスがイエロー用として、図３に示す２６．５度２６８線の基本ディザマトリクスからなるディザマトリクスがマゼンタ用として、図４に示す６４.４度２６８線の基本ディザマトリクスからなるディザマトリクスがシアン用として、図５に示す０度３００線の基本ディザマトリクスからなるディザマトリクスが透明トナー用として、記憶されているものとする。ここで、カラートナーに関しては、実際は階調数を増やすために、基本ディザマトリクスを８〜１６個組み合わせて、十分な階調数が確保されるようにしている。また、本実施の形態では、図５のような基本ディザマトリクスを透明トナー用に採用したことにより、透明トナー用のスクリーン線は１インチ当たり３００線となる。即ち、スクリーン線の間隔は８５μｍとなるので、レーザ露光のビーム径と同程度であってほとんど解像していない。透明トナーについてこのようにカラートナーより小さなディザマトリクスを使うことにより、階調性は損なわれるが、透明トナーは視認されにくいので、このことがさほど問題になることはなく、ディザマトリクスを格納するのに必要なメモリ量を削減できるという効果が得られる。
尚、本明細書では、「透明トナー」を、可視光を全く吸収しない完全透明なトナーのみを意味する概念としてではなく、可視光の吸収が若干あるトナーも含む概念として用いるものとする。また、「カラートナー」は、色を有するトナー(有色トナー)と同義であるが、この有色トナーは、黒、白等の無彩色を除外するものではなく、「透明トナー」以外のトナー全般を意味するものと捉えることもできる。
【００２１】
このように、各ディザマトリクスがディザマトリクス用メモリ５２に記憶された状態で、画像処理装置５０は、次のように動作する。
即ち、まず、画像データにおける着目する画素についての画素位置情報と、画像データの色ごとに定義されたディザマトリクスの大きさ及び角度を示すマトリクス情報とがアドレス発生器５１に入力される。これにより、アドレス発生器５１は、色ごとのディザマトリクスにおける画素位置情報に対応する位置を示すアドレス情報を発生する。
例えば、図５に示した透明トナー用のディザマトリクスについては、マトリクス情報として「４行、４列、０°」という情報がアドレス発生器５１に入力される。一方で、画素位置情報としては、画素の位置を(行番号，列番号)という形式で表現するものとすると、(１，１)、(１，２)、…、(２，１)、(２，２)、…、(３，１)、(３，２)、…、(４，１)、(４，２)、…、(５，１)、(５，２)、…といった情報が順次入力される。これにより、各画素位置情報がマトリクス情報で特定されるディザマトリクスのどの位置に該当するかを示すアドレス情報がディザマトリクス用メモリ５２に対して出力される。
【００２２】
このようにアドレス発生器５１から出力されたアドレス情報がディザマトリクス用メモリ５２に入力されると、ディザマトリクス用メモリ５２からは閾値情報が出力される。
例えば、図５に示した透明トナー用のディザマトリクスについては、ディザマトリクスにおける位置を(行番号，列番号)という形式で表現するものとすると、アドレス情報(１，１)に対して閾値情報「１３」が、アドレス情報(１，２)に対して閾値情報「１０」が、アドレス情報(１，３)に対して閾値情報「６」が、アドレス情報(１，４)に対して閾値情報「１４」が出力される。また、アドレス情報(２，１)に対して閾値情報「５」が、アドレス情報(２，２)に対して閾値情報「１」が、アドレス情報(２，３)に対して閾値情報「２」が、アドレス情報(２，４)に対して閾値情報「１１」が出力される。そして、３行目及び４行目についても、同様に、アドレス情報に対応するディザマトリクスの位置における閾値情報が出力される。
【００２３】
このようにディザマトリクス用メモリ５２から出力された閾値情報は、コンパレータ５３に入力される。また、コンパレータ５３には、画像データも入力される。
画像データは、イエロー、マゼンタ、シアンについては、例えば、０から２５５の２５６階調で表現されているものとする。
これに対し、透明トナーについては、画像データとして、次のようにして求めた透明トナー用画像信号が入力される。即ち、３色のカラートナー多値入力信号に対して合計値を算出し、合計値が１００％以下であれば、透明トナー用画像信号は１００％とし、合計値が２００％以上であれば、透明トナー用画像信号は０％とする。そして、合計値が１００％以上２００％以下であれば、１００％から０％へ線形に減らしていくことで透明トナー用画像信号を求める。このような手法により、平均的なカラー画像が入力された場合、透明トナーを全面に１００％付着させる場合に比べて半分の消費量に抑えることができる。
【００２４】
これにより、コンパレータ５３は、画像データと閾値情報とを比較し、画像データが閾値以上であった場合、比較結果として「１」を出力し、画像データが閾値未満であった場合、比較結果として「０」を出力する。これを画像データにおける全ての画素について、色成分ごとに行う。
例えば、透明トナー用画像信号が０％であるとすると、画像データは０となるので、ディザマトリクスの全ての位置について比較結果「０」が出力される。これにより、出力結果は図６(ａ)に示すようなものとなる。
また、透明トナー用画像信号が１０％であるとすると、画像データは１．６(＝１６×１０％)となるので、ディザマトリクスの閾値「１」に対応する位置については比較結果「１」が出力され、ディザマトリクスの閾値「２」〜「１６」に対応する位置については比較結果「０」が出力される。これにより、出力結果は図６(ｂ)に示すようなものとなる。
更に、透明トナー用画像信号が３０％であるとすると、画像データは４．８(＝１６×３０％)となるので、ディザマトリクスの閾値「１」〜「４」に対応する位置については比較結果「１」が出力され、ディザマトリクスの閾値「５」〜「１６」に対応する位置については比較結果「０」が出力される。これにより、出力結果は図６(ｃ)に示すようなものとなる。
更にまた、透明トナー用画像信号が５０％であるとすると、画像データは８(＝１６×５０％)となるので、ディザマトリクスの閾値「１」〜「８」に対応する位置については比較結果「１」が出力され、ディザマトリクスの閾値「９」〜「１６」に対応する位置については比較結果「０」が出力される。これにより、出力結果は図６(ｄ)に示すようなものとなる。
【００２５】
次に、このようにして出力された画像データに基づく画像形成を行う画像形成装置１００について説明する。
図７は、画像形成装置１００を示した概略構成図である。この画像形成装置１００は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式によりそれぞれ透明、イエロー、マゼンタ、シアンの各色成分のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１Ｔ,１Ｙ,１Ｍ,１Ｃと、各画像形成ユニット１Ｔ,１Ｙ,１Ｍ,１Ｃにより形成された各色成分トナー像を中間転写体９に順次転写(一次転写)させる一次転写部と、中間転写体９上に転写された重畳トナー画像を記録紙１０に一括転写(二次転写)させる二次転写部と、二次転写された画像を記録紙１０上に定着させる一次定着装置２３とを備えている。
【００２６】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１Ｔ,１Ｙ,１Ｍ,１Ｃは、それぞれ、反時計回りに回転する静電潜像担持体２Ｔ,２Ｙ,２Ｍ,２Ｃの周囲に、これらを帯電する一様帯電器３Ｔ,３Ｙ,３Ｍ,３Ｃと、これらの上に静電潜像を書込むレーザ露光器４Ｔ,４Ｙ,４Ｍ,４Ｃと、各色成分トナーを収容しこの静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置５Ｔ,５Ｙ,５Ｍ,５Ｃとが順次配設されている。更に、静電潜像担持体２Ｔ,２Ｙ,２Ｍ,２Ｃの周囲には、この各色成分トナー像を中間転写体９に転写する一次転写ロール６Ｔ,６Ｙ,６Ｍ,６Ｃと、静電潜像担持体２Ｔ,２Ｙ,２Ｍ,２Ｃ上の残留トナーを除去する静電潜像担持体クリーニング装置７Ｔ,７Ｙ,７Ｍ,７Ｃと、静電潜像担持体２Ｔ,２Ｙ,２Ｍ,２Ｃの表面を除電する除電装置８Ｔ,８Ｙ,８Ｍ,８Ｃとが配設されている。これらの画像形成ユニット１Ｔ,１Ｙ,１Ｍ,１Ｃは、中間転写体９の上流側から、透明(Ｔ)、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)の順に、略直線状に配置されている。
【００２７】
一次転写部は、中間転写体９を挟んで静電潜像担持体２Ｔ,２Ｙ,２Ｍ,２Ｃにそれぞれ対向して配置される一次転写ロール６Ｔ,６Ｙ,６Ｍ,６Ｃで構成されている。この一次転写ロール６Ｔ,６Ｙ,６Ｍ,６Ｃは中間転写体９を挟んでそれぞれ静電潜像担持体２Ｔ,２Ｙ,２Ｍ,２Ｃに圧接配置され、更に一次転写ロール６Ｔ,６Ｙ,６Ｍ,６Ｃにはトナーの帯電極性(マイナス極性とする。以下同様。)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加されるようになっている。これにより、静電潜像担持体２Ｔ,２Ｙ,２Ｍ,２Ｃ上のトナー像が中間転写体９に順次、静電吸引され、中間転写体９上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００２８】
二次転写部は、中間転写体９のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２１と、バックアップロール２０とによって構成される。そして、二次転写ロール２１は中間転写体９を挟んでバックアップロール２０に圧接配置され、更に二次転写ロール２１は接地されてバックアップロール２０との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部に搬送される記録紙１０上にトナー像を二次転写する。
また、中間転写体９の二次転写部の下流側には、二次転写後の中間転写体９上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写体９の表面をクリーニングする中間転写体クリーニング装置２２が接離自在に設けられている。
【００２９】
更に、この画像形成装置１００は、用紙搬送系として、記録紙１０を収容する給紙カセット１６ａ及び１６ｂと、これらの給紙カセット１６ａ及び１６ｂに集積された記録紙１０を所定のタイミングでそれぞれ取り出して搬送する給紙ロール１７ａ及び１７ｂと、給紙ロール１７ａ及び１７ｂにより繰り出された記録紙１０を搬送する搬送ロール１８と、記録紙１０の位置とトナー像の位置との位置合わせを行うためのレジストロール１９と、二次転写ロール２１により二次転写がなされ、一次定着装置２３により定着がなされた記録紙１０の搬送方向を切り替える搬送方向切替ゲート２４とを備えている。
また、搬送方向切替ゲート２４によって図７における左方向に搬送方向が切り替えられた場合に記録紙１０を第１の記録紙排出口２５に導く搬送ロール２６と、第１の記録紙排出口２５から排出された記録紙１０を集積する第１の排紙トレイ２７とを備える。
更に、この画像形成装置１００は、詳細については後述するが、記録紙１０に対し冷却剥離定着を行うベルト定着装置１０１を備えている。そして、記録紙１０を切断するためのカッタ機構１１０も備えている。
また、画像形成装置１００は、第２の記録紙排出口２８から排出された記録紙１０を集積する第２の排紙トレイ２９を更に備えている。
【００３０】
次に、この画像形成装置１００の基本的な作像プロセスについて説明する。
尚、この作像プロセスは、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくるカラー画像データや、画像読み取り装置１０２によって読み取られたカラー原稿のカラー画像データ等に対し、図１の画像処理装置５０による画像処理が行われた後、開始される。
ここで、中間転写体９への画像形成の動作を、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット１Ｙを例として説明する。
まず、静電潜像担持体２Ｙは、一様帯電器３Ｙによりその表面を一様に帯電される。次に、図示しない画像処理部から入力されたデジタル画像信号に基づいて、レーザ露光器４Ｙによりイエロー画像に対応する像露光がなされ、静電潜像担持体２Ｙの表面にはイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。
このイエロー画像に対応する静電潜像は現像装置５Ｙによってイエロートナー像となり、一次転写部の一部を構成する一次転写ロール６Ｙの圧接力及び静電吸引によって中間転写体９上に転写される。転写後の静電潜像担持体２Ｙ上に残留したイエロートナーは、静電潜像担持体クリーニング装置７Ｙによって掻き取られる。静電潜像担持体２Ｙの表面は、除電装置８Ｙによって除電された後、次の画像形成サイクルのために一様帯電器３Ｙにより再び帯電される。
多色のカラー画像形成を行う画像形成装置１００では、各画像形成ユニット１Ｔ,１Ｙ,１Ｍ,１Ｃの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が画像形成ユニット１Ｔ,１Ｙ,１Ｍ,１Ｃにおいても行われ、中間転写体９上にフルカラートナー像が形成される。ここで、中間転写体９の単位面積当たりの転写トナー重量ＴＭＡは、カラートナーについては、面積率１００％の画像部分で４．５ｇ/ｍ２とし、透明トナーについては、同４．０ｇ/ｍ２とする。また、中間転写体９上の各色トナー像の位置精度は５０〜１００μｍ程度である。
【００３１】
また、本実施の形態では、画像形成装置１００内の下部に設けられた給紙カセット１６ａ及び１６ｂのいずれかに、高光沢プリント用の記録紙１０が収容されている。ここでは、そのような記録紙１０は、給紙カセット１６ａに収容されているものとする。これに対し、給紙カセット１６ｂには、高光沢を必要としない記録紙１０が収容されているものとする。
このような状態で、画像出力の指示において指定されたモードに従い、給紙カセット１６ａから記録紙１０が給紙ロール１７ａによって給紙される。そして、給紙された記録紙１０は、複数の搬送ロール１８及びレジストロール１９によって、所定のタイミングで中間転写体９の二次転写位置まで搬送される。そして、記録紙１０には、バックアップロール２０と二次転写ロール２１とによって、中間転写体９上からフルカラートナー像が一括して転写される。
尚、その際、二次転写部により記録紙１０上に転写できなかった中間転写体９上の残トナーは、そのまま中間転写体９上に付着した状態で搬送され、中間転写体クリーニング装置２２により、中間転写体９上から除去され、次の画像形成に備える。
また、中間転写体９上からフルカラートナー像が転写された記録紙１０は、中間転写体９から分離された後、二次転写部の下流側に配設された一次定着装置２３に搬送され、この一次定着装置２３によって熱及び圧力でトナー像が記録紙１０上に定着される。
【００３２】
その後、記録紙１０は、搬送方向切替ゲート２４に案内されてベルト定着装置１０１へと搬送される。ベルト定着装置１０１は、記録紙１０をベルト面に密着させ加熱及び加圧し、その後、冷却して記録紙１０を剥離する装置である。これにより、銀塩写真調の均一な高光沢面を有するプリントを得ることができる。記録紙１０は、このベルト定着装置１０１で再度定着されることにより、光沢が付与され、カッタ機構１１０によって周囲を切断された後、第２の記録紙排出口２８から第２の排紙トレイ２９に排出される。
一方、給紙カセット１６ｂに収容された記録紙１０は、フルカラートナー像の転写、一次定着の後、搬送方向切替ゲート２４に案内されて搬送ロール２６の間を挿通し、第１の記録紙排出口２５から第１の排紙トレイ２７に排出される。
尚、上記の搬送方向切替ゲート２４の切り替えは、いずれの給紙カセットからの記録紙１０の給紙が指示されたかを把握しておくこと等により実現可能である。
【００３３】
ここで、ベルト定着装置１０１について詳細に説明する。
図８に示すように、ベルト定着装置１０１は、熱源を有し駆動ロールも兼ねる加熱定着ロール４０と、剥離ロール４４と、ステアリングロール４５と、これらに掛け渡された定着ベルト４７と、定着ベルト４７を介して加熱定着ロール４０に押圧してニップを形成する加圧ロール４２と、定着ベルト４７の回転方向のニップ下流側にて定着ベルト４７を冷却する冷却器４６とを有する。このような構成により、トナーを担持した記録紙１０は、トナー画像が定着ベルト４７と接するようにニップ部に搬送されて加熱定着ロール４０及び加圧ロール４２によって加熱加圧定着され、冷却器４６で定着ベルト４７及び記録紙１０が冷却された後に、剥離ロール４４によって定着ベルト４７と記録紙１０が剥離される。そして、剥離された記録紙１０は、排出ロール４８の間を挿通して排出される。
【００３４】
加熱定着ロール４０は、熱伝導性の高い金属製のコア４０ａの表面に、ＰＦＡチューブ等のフッ素樹脂層からなる離型層４０ｂを形成し、コア４０ａ中にハロゲンランプ等の加熱源４１を備えている。そして、加熱源４１が、加熱定着ロール４０の表面温度が所定の温度になるように加熱し、定着ベルト４７とトナー像が転写された記録紙１０とを加熱する。
加圧ロール４２は、熱伝導性の高い金属製のコア４２ａの周囲に、ゴム硬度(JIS-A)が４０°程度のシリコーンゴム等からなる弾性体層４２ｂを形成し、更にその表面にＰＦＡチューブ等のフッ素樹脂層からなる離型層４２ｃを形成し、コア４２ａ中にハロゲンランプ等の加熱源４３を備えている。そして、加熱源４３が、加圧ロール４２の表面温度が所定の温度になるように加熱し、定着時の記録紙１０に圧力を印加させると同時に、記録紙１０を裏面から加熱させる。
尚、加熱定着ロール４０及び加圧ロール４２の構成はこれに限定されるものではなく、記録紙１０上に形成されたトナー画像を、定着ベルト４７を介して記録紙１０上に定着できる構成であればいかなる構成であってもよい。
【００３５】
剥離ロール４４は、記録紙１０の剛性により、定着ベルト４７から記録紙１０を剥離させるものであり、その外径形状(寸法)は、定着ベルト４７と記録紙１０の付着力及び定着ベルト４７の剥離ロール４４への巻き付け角度によって決定される。
ステアリングロール４５は、定着ベルト４７を回転させることにより発生する片寄りによるベルト端部の破損を防止するためのものであり、一方の軸が固定され、他方の軸を図示しない駆動装置により加熱定着ロール４０に対して傾かせることで、定着ベルト４７が片寄った場合、ベルトの進行方向を逆方向に変更する役割を果たす。
【００３６】
冷却器４６は、内部にフィンを有し、このフィンの周囲に図示しないファンにより空気を送ることで、定着ベルト４７と密着している記録紙１０を冷却する。冷却器４６は、定着ベルト４７の内周面で、且つ、加熱定着ロール４０の下流側、剥離ロール４４の上流側に配設され、定着ベルト４７の内周面に接触してその熱を吸収する。冷却器４６は、加熱定着ロール４０と加圧ロール４２により溶融させられた記録紙１０のトナー像を冷却させ、画像表面全体を定着ベルト４７表面にならった平滑な状態で凝固させることで、高光沢なプリントを可能にする。このため、定着ベルト４７の表面は、高光沢に仕上げられている。
ここで、定着ベルト４７としては、熱硬化型ポリイミド製の無端状フィルムを、表面が平滑な厚さ３５μｍのシリコーンゴム層等で被覆したものが用いられる。消費電力の面からはベルトは薄いものが望ましいが、強度の観点からポリイミド基材は７５μｍ以上、記録紙１０上のトナー画像に密着して定着させる観点からシリコーンゴム層は３０μｍ以上が必要である。
【００３７】
次に、本実施の形態で用いるのに好適な記録紙１０について説明する。
本実施の形態では、図９(ａ)に示すような、基材１０ｂの表面又は表裏両面に、ポリエステル等からなる熱可塑性樹脂を主成分としたものを、５〜２０μｍの範囲の厚さ、例えば１０μｍの厚さで被覆した透明な受像層(透明樹脂層)１０ａを設けた樹脂コート紙を記録紙１０として用いるのが好ましい。これにより、用紙全面で均一な光沢感を得ることができる。尚、普通紙の場合は、トナー画像部分以外の光沢が低下する。
その他の記録紙１０としては、プリント後に吸湿によるセルロースの膨張による画像面のひび割れ、カールの発生を防ぐために両面に防水樹脂を塗布した後に、画像形成面側にトナー画像を埋め込むための樹脂層を塗布したものを用いてもよい。図９(ｂ)に示すような、基材１０ｂの表面又は表裏両面に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン等のポリオレフィン樹脂被覆層１０ｃを設けた支持体上にトナー像を担持する受容層を被覆する。ポリオレフィン樹脂被覆層１０ｃは厚さ１０〜３０μｍとし、トナー像を担持する受容層はポリエステル等からなる熱可塑性樹脂を主成分としたものを５〜２０μｍの範囲の厚さで被覆した樹脂コート紙が用いられる。例えば、熱可塑性樹脂の受容層として、１０μｍの厚さで被覆した透明な受像層(透明樹脂層)１０ａを設けたものを用いることができる。これにより、用紙全面で均一な光沢感を得ることができる。
【００３８】
以下、実施例及びこれに対する比較例に基づき、本実施の形態を具体的に説明する。
［実施例１］
本実施例では、上記説明で参照したディザマトリクスを用いた。即ち、イエローについては図２のドット集中型ディザマトリクスを、マゼンタについては図３のドット集中型ディザマトリクスを、シアンについては図４のドット集中型ディザマトリクスを、透明トナーについては図５のドット集中型ディザマトリクスをそれぞれ用いた。
［実施例２］
本実施例では、イエロー、マゼンタ、シアンについては、実施例１と同様、図２〜４のドット集中型ディザマトリクスをそれぞれ用いたが、透明トナーについては、図２のドット集中型ディザマトリクスを用いた。即ち、透明トナー用のディザマトリクスを、実施例１でイエロー用として用いた０度２４０線のものに変更した。
［実施例３］
本実施例では、イエロー、マゼンタ、シアンについては、実施例１と同様、図２〜４のドット集中型ディザマトリクスをそれぞれ用いたが、透明トナーについては、図１０のドット分散型ディザマトリクス(Ｂａｙｅrマトリクス)を用いた。
［実施例４］
本実施例では、イエロー、マゼンタ、シアンについては、実施例１と同様、図２〜４のディザマトリクスをそれぞれ用いたディザ法により２値化処理を行ったが、透明トナーについては、１２００ｄｐｉの誤差拡散法により２値化処理を行った。
［実施例５］
本実施例では、イエロー、マゼンタ、シアンについては、実施例１と同様、図２〜４のディザマトリクスをそれぞれ用いたディザ法により２値化処理を行ったが、透明トナーについては、特開２０００−２６１６６９の実施例１のブルーノイズマスク作成アルゴリズムによって生成された閾値マトリクスを用いて２値化処理を行った。
【００３９】
［比較例１］
本比較例では、イエロー、マゼンタ、シアンについては、実施例１と同様、図２〜４のドット集中型ディザマトリクスをそれぞれ用いたが、透明トナーについては、図３のドット集中型ディザマトリクスを用いた。即ち、透明トナー用のディザマトリクスを、実施例１でマゼンタ用として用いた２６．５度２６８線のものに変更した。
［比較例２］
本比較例では、イエロー、マゼンタ、シアンについては、実施例１と同様、図２〜４のドット集中型ディザマトリクスをそれぞれ用いたが、透明トナーについては、図１１のドット集中型ディザマトリクス(０度２００線)に変更した。
［比較例３］
本比較例では、イエロー、マゼンタ、シアンの量を実施例１と同一としたが、透明トナーを常に１００％画像に掛けるようにした。
【００４０】
以上の実施例及び比較例で作成した画像について、画質を目視で評価した。評価項目は、画像の段差感、粒状感、面内ムラである。図１２にこの評価結果を示す。
図１２から明らかなように、上記各実施例では、透明トナーの消費量を減らしつつ、全面に透明トナーを掛けた比較例３と遜色ない粒状感や均一性が得られた。比較例１は、透明トナーとマゼンタトナーのドットが干渉し、低周波の濃度ムラが目立った。比較例２は、透明トナーのドット周期にカラートナーが乱されていることが視認され、粒状感が悪かった。各実施例では、比較例３に比べてトナー総量が均一化されたため、段差感の向上が見られた。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、透明トナー用画像信号を特定の方式で２値化処理することにより、カラートナー画像と透明トナー画像の位置ずれが多少あっても平滑な画像が得られ、且つ、透明トナーのスクリーンがカラートナーの画像構造を乱すことがない高画質のプリントを得ることが可能となる。２値化された透明トナー画像はカラートナー画像を乱す可能性があるが、少なくとも透明トナー画像について誤差拡散法や高線数ディザ法を利用することにより、透明トナー画像をカラートナー画像よりも高線数とすれば、カラートナー画質の劣化は実際上問題とならない程度に小さくできる。一般的に高線数化すると、ドットが乱れて濃度安定性や粒状性が悪化すると言われているが、透明トナーのドットの乱れは視覚特性にほとんど影響を与えない。透明トナー画像については多少の誤差や不自然さが出力画像内に存在しても、見た目の画質にはあまり影響しないのである。
しかしながら、透明トナー画像の線数がカラートナー画像の線数よりも低い場合には、透明トナーの大きなドットが存在することによってカラートナーのドットを乱し、スクリーンモアレが発生してしまう。こうした理由により、透明トナー画像についてのみ特定の方式で２値化処理を用い、カラートナー画像にはドット集中型ディザ法を用いることが、画質劣化を最小限にするために望ましい。透明トナー画像は誤差拡散やブルーノイズマスクと言ったＦＭスクリーンで処理するか、カラートナーより高線数のドット集中型ディザやドット分散型ディザが望ましい。また、カラートナーより高線数にしないときは、ドットの乱れが視認されにくいイエロートナー画像と同線数、同角にするとよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態における画像処理装置の機能構成を示した図である。
【図２】本発明の実施の形態でイエロー用に用いるディザマトリクスの一例を示した図である。
【図３】本発明の実施の形態でマゼンタ用に用いるディザマトリクスの一例を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態でシアン用に用いるディザマトリクスの一例を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態で透明トナー用に用いるディザマトリクスの一例を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態の画像処理装置による出力結果の例を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態における画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態の画像形成装置におけるベルト定着装置の構成を示した図である。
【図９】本発明の実施の形態で用いて好適な記録紙の構造を示した図である。
【図１０】実施例３で用いるディザマトリクスを示した図である。
【図１１】比較例２で用いるディザマトリクスを示した図である。
【図１２】実施例と比較例に対する評価結果を示した図である。
【符号の説明】
【００４３】
５０…画像処理装置、５１…アドレス発生器、５２…ディザマトリクス用メモリ、５３…コンパレータ、１００…画像形成装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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