(57)【要約】【課題】省エネルギーであり大幅な環境負荷低減に寄与しながら、幅広い用紙対応性をもつカラー画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着させることでトナー像を形成し、定着手段によって用紙に転写されたトナー像を圧力によって定着する画像形成装置において、外部から入力された入力画像データに基づいて、現像装置により用紙に付着させるトナーの付着量を算出する付着量算出手段２１と、定着手段により一度に定着可能なトナーの量に基づいて、付着量算出手段２１により算出された付着量のトナーを定着させるのに必要な定着手段に用紙を通過させる回数を算出する回数算出手段２２と、回数算出手段２２により算出された回数分、前記入力画像データを分割する画像分割手段２３と、を備え、分割データ毎に作像、定着を行うようにした。【選択図】図５
2012163672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体上のトナー像を用紙へと転写する転写手段と、
該転写手段によって用紙に転写されたトナー像を圧力によって定着する定着手段と、
該定着手段にて前記トナー像を定着された用紙を前記転写手段へ搬送する搬送手段と、
外部から入力された入力画像データに基づいて画像形成を行うために必要とされる前記用紙へのトナーの付着量を算出する付着量算出手段と、
前記定着手段が一度に定着可能なトナー量に基づき、前記付着量算出手段により算出された付着量のトナーを定着させるのに必要とされる、前記定着手段への前記用紙の通過回数を算出する回数算出手段と、
該回数算出手段により算出された回数分、前記入力画像データを分割する画像分割手段と、を備え、
前記現像手段、前記転写手段及び前記定着手段は、分割された前記入力画像データ毎に繰り返し画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記付着量算出手段は、前記入力画像データに基づいて画像形成を行うために必要とされる総トナー量を算出し、
前記回数算出手段は、前記総トナー量に基づいて前記回数を算出し、
前記画像分割手段は、算出された前記回数分、前記入力画像データを分割することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記付着量算出手段は、所定領域毎のトナー付着量の最大値を算出し、
前記回数算出手段は、前記定着手段が一度に定着可能なトナー量及び前記最大値に基づいて前記回数を算出し、
前記画像分割手段は、算出された前記回数分、前記入力画像データを分割することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置において、
現像手段を各色のトナー毎に複数備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、
画像分割手段は、各色に対応する画像データ毎に、一律に前記回数分だけ前記入力画像データを分割することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４に記載の画像形成装置において、
前記付着量算出手段は、各色のトナー付着量を算出し、
画像分割手段は、付着量が所定量以下の色のトナーについて前記入力画像データの分割を行わないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項４乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置において、
少なくとも前記感光体及び前記現像手段からなる画像形成ユニットを各色毎に備え、
各色の画像形成ユニットが直列に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像形成装置において、
画像形成に用いられるトナーは形状係数ＳＦ−１で１００〜１５０の範囲にあり、かつ形状係数ＳＦ−２で１００〜１５０の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関し、特に定着装置において加熱手段を用いない圧力定着方式を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
用紙上に形成されたトナー像を定着させる際に、加熱手段を用いずに圧力のみで定着を行う圧力定着方式は、熱源がないために省エネルギーであり、環境負荷が低いという利点がある。
しかしながら、トナーを溶融させることなく圧力のみで用紙に定着させるという方式のため定着性の余裕度が小さく、従来は比較的トナー付着量の少ないモノクロの画像形成装置に用いられてきた。
このような環境性能に優れた定着方式をカラー画像形成装置に適用すれば、非常に高い省エネルギー効果、環境負荷の低減を期待出来るが、複数色のトナーを用いるカラー画像に対して圧力定着方式を用いた場合、トナー付着量が多くなるために、トナーが定着されずにはがれてしまうオフセットなどの定着不良が発生しやすい。
かかる問題に対し、例えば特許文献１には、これはＢＫ（ブラック）作像のみにおいてトナーを用いた電子写真方式の圧力定着を用い、その後インクジェット方式によりカラー部を作像するというものである。
かかる方法によれば、ブラック部分は従来通り圧力定着により省エネルギーに定着を行えるとともに、カラー部分についての定着不良の問題も解消する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の方式では、モノクロ部とカラー部との画質の違いが大きく、違和感のある画像となってしまう。
またカラー部分に用いるインクが滲んでしまうため、限られた用紙のみでしか画質が保証できず、用紙対応性が悪くなる。
よって用紙対応性の広い電子写真方式のメリットが生かせなくなってしまうという問題があった。
本発明においては、上記の課題を鑑みて、省エネルギーであり大幅な環境負荷低減に寄与しながら、幅広い用紙対応性をもつカラー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】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、前記感光体上のトナー像を用紙へと転写する転写手段と、該転写手段によって用紙に転写されたトナー像を圧力によって定着する定着手段と、該定着手段にて前記トナー像を定着された用紙を前記転写手段へ搬送する搬送手段と、外部から入力された入力画像データに基づいて画像形成を行うために必要とされる前記用紙へのトナーの付着量を算出する付着量算出手段と、前記定着手段が一度に定着可能なトナー量に基づき、前記付着量算出手段により算出された付着量のトナーを定着させるのに必要とされる、前記定着手段への前記用紙の通過回数を算出する回数算出手段と、該回数算出手段により算出された回数分、前記入力画像データを分割する画像分割手段と、を備え、前記現像手段、前記転写手段及び前記定着手段は、分割された前記入力画像データ毎に繰り返し画像形成を行う画像形成装置を特徴とする。
本発明によれば、一回の圧力定着において通過させるトナー付着量を制限し、それに応じて画像を分割した上で、複数回作像を行ってその都度圧力定着を行うことで、定着不良を発生させずに、省エネルギーでの画像形成を行うことができる。
【０００５】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記付着量算出手段は、前記入力画像データに基づいて画像形成を行うために必要とされる総トナー量を算出し、前記回数算出手段は、前記総トナー量に基づいて前記回数を算出し、前記画像分割手段は、算出された前記回数分、前記入力画像データを分割する画像形成装置を特徴とする。
本発明によれば、トナー付着量の全平均から画像データを分割することで、より簡便に分割処理を行うことができ、圧力定着の定着不良を防止できる。
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記付着量算出手段は、所定領域毎のトナー付着量の最大値を算出し、前記回数算出手段は、前記定着手段が一度に定着可能なトナー量及び前記最大値に基づいて前記回数を算出し、前記画像分割手段は、算出された前記回数分、前記入力画像データを分割する画像形成装置を特徴とする。
本発明によれば、トナー付着量が一番多いところで作像回数を判断することで、より効率的に画像データの分割がなされ、画像分割および複数回定着することによる画質の劣化を防止することができる。
【０００６】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置において、現像手段を各色のトナー毎に複数備えた画像形成装置を特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、画像分割手段は、各色に対応する画像データ毎に、一律に前記回数分だけ画像データを分割する画像形成装置を特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項４に記載の画像形成装置において、前記付着量算出手段は、各色のトナー付着量を算出し、画像分割手段は、付着量が所定量以下の色のトナーについて前記入力画像データの分割を行わない画像形成装置を特徴とする。
本発明によれば、所定付着量以下の色については画像データの分割をせずに、所定付着量を超えた色のみについて画像データの分割を行うことにより、画像分割に伴う色再現性の劣化を防止することができる。
【０００７】
また、請求項７の発明は、請求項４乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置において、少なくとも前記感光体及び前記現像手段からなる画像形成ユニットを各色毎に備え、各色の画像形成ユニットが直列に配置されている画像形成装置を特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像形成装置において、画像形成に用いられるトナーは形状係数ＳＦ−１で１００〜１５０の範囲にあり、かつ形状係数ＳＦ−２で１００〜１５０の範囲にある画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように構成したので、本発明によれば、省エネルギーであることで環境負荷を大幅に低減し、且つ、幅広い種類の用紙に対応可能なカラー画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図。
【図２】本発明を適用される画像形成装置の他の例を示す概略構成図。
【図３】形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図。
【図４】形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図。
【図５】入力画像データ分割のために画像形成装置の制御部にて実行される処理を示す機能ブロック図。
【図６】画像データ分割方法の実施形態の１つを説明するフローチャート。
【図７】図６の方法で行った画像分割を詳しく説明する図。
【図８】画像データ分割方法の他の実施形態の１つを説明するフローチャート。
【図９】本発明の画像データ分割方法の更に別の例を示すフローチャート。
【図１０】本発明の画像データ分割方法の更に別の例を示すフローチャート。
【図１１】図９、１０に示す方法で行う画像分割を詳しく説明する図。
【図１２】図９、１０に示す方法で行う画像分割を詳しく説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明を適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
図１に示す画像形成装置は、感光体１を有し、感光体１の周りには、感光体１表面に電荷を与える帯電装置２、帯電した各感光体の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する露光装置（露光手段）３、感光体１表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置（現像手段）４、感光体１表面上のトナー像を用紙に転写する転写装置（転写手段）５、トナー像転写後の感光体１表面のクリーニングをするクリーニング装置６がそれぞれ配置されている。一方、転写された用紙上のトナー像を圧力にて用紙へ固定化し定着する圧力定着装置（定着手段）９は、転写装置（転写手段）５の、用紙搬送方向下流側に設置されている。
現像装置４は各色Ｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍのトナーを収納する各色の現像装置を備え、順番に感光体に対向させることができ、例えば図１の矢印のように回転して切り替える構成などをとることができる。
【００１１】
一方、用紙トレイ７に保存されている用紙は、印刷要求に合わせて、給紙搬送手段によりレジストローラ８まで搬送される。
ここでトナー像の転写のタイミングに合わせて、用紙はレジストローラ８から転写装置５まで搬送される。
前述の転写装置５で用紙上にトナー像が転写された後は、用紙は圧力定着装置９まで搬送されてトナー像を定着される。
定着後の用紙は、搬送切替装置１０により、画像形成装置外へ排出されるか、再び転写装置５に搬送されるか、を切替可能である。
搬送切替装置１０により、転写装置５に搬送される場合は、用紙は、定着後用紙搬送装置１１によりレジストローラ８まで搬送される。
【００１２】
次にカラー作像（画像形成）における各装置の動作を順に説明する。ここではカラー作像の順番をＹ→Ｍ→Ｃ→Ｋとした。
まず現像装置４がＹの現像に切り替わり、Ｙの作像が感光体１で行われる。その後Ｙのみのトナー像が用紙に転写され、圧力定着装置９により圧力定着される。
次に搬送切替装置１０にて用紙は転写装置５方向へ戻され、レジストローラ８で待機する。
それと平行して、現像装置４がＭの現像に切り替わり、Ｍの作像が感光体１で行われる。
その後、Ｍのみのトナー像が、すでにＹのみが定着されている用紙上に転写され、圧力定着装置９により圧力定着される。
次に、搬送切替装置１０にて用紙は転写装置５方向へ戻され、レジストローラ８部で待機する。それと平行して、Ｃの作像が行われ、その後、戻された用紙に転写定着される、という工程を繰り返し、ＹＭＣＫのカラー画像が用紙上に全て定着された後に、搬送切替装置１０により排出先が、画像形成装置外へ切り替えられて、用紙は排出される。
【００１３】
一方、転写装置５は図示しない電源に接続されており、所定のバイアスが印加される。
本実施例では転写装置５は中心軸が金属で外周がスポンジに覆われたローラ形状の部材である。また中心軸に定電流電源に接続されており、感光体１と転写ローラ（転写装置５）間で電界を形成することができる。
さらに、本画像形成装置は、後に詳細に説明するように、トナー量の多いカラー画像を圧力定着するために、複数回に分けて作像・定着を行っている。
そのために、画像形成装置は、ＰＣ（Personal Computer）などの外部装置から印刷のために入力された画像データを分割して露光手段３に与え、分割データに基づいて感光体１上に潜像を形成させる制御部Ｃｔｒを備えている。
【００１４】
以下に、本画像形成装置の特徴をより詳細に説明する。
感光体１は、例えば直径３０〜９０ｍｍ程度のアルミニウム円筒基体上に感光層を形成したいわゆる有機感光体である。更にその感光層の上にポリカーボネート系の樹脂で保護層を形成したものであり、また、感光層と保護層との間に中間層を設けても良い。本実施例では直径３０ｍｍの感光体を用いた。
帯電装置２は、帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ２ａを備える。帯電ローラ２ａは、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。帯電ローラ２ａは、感光体１に対して微小な間隙をもって配設される。この微小な間隙は、帯電ローラと感光体１との最近接部における距離が５〜１００μｍに維持できるよう構成している。この微小な間隙は、例えば、帯電ローラ２ａの両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体１表面に当接させることで設定することができる。この間隙のより好ましい範囲は、３０〜６５μｍであり、本発明の装置では、５０μｍに設定した。
【００１５】
また、帯電ローラ２ａには、帯電ローラ２ａ表面に接触してクリーニングする帯電クリーニング部材２ｂが設けられている。帯電ローラ２ａには帯電用の電源を接続している。これにより、感光体１表面と帯電ローラ２ａ表面との間の微小な空隙での近接放電により、感光体表面を均一に帯電する。
印加電圧は、本発明においては直流成分であるＤＣ電圧に交流成分であるＡＣ電圧を重畳した交番電圧を用いている。
帯電ローラ２ａに印加する印加電圧としてＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させた交番電圧を印加すると、微小ギャップ変動による帯電電位のばらつきなどの影響が抑制されて均一な帯電が可能となる。本実施例においてはＤＣ電圧が−７００Ｖ、ＡＣはピークツウピーク電圧が２ｋＶ、周波数が２ｋＨｚの矩形波のバイアスを印加した。帯電ローラ２ａは円柱状を呈する導電性支持体としての芯金と、芯金の外周面上に形成された抵抗調整層を有する。帯電ローラ２ａの表面は硬質であることが望ましい。
【００１６】
ローラ部材としてはゴム部材も使用できるが、ゴム部材もように変形しやすい部材であると感光体１との微小ギャップの均一な維持が困難となり、作像条件によっては帯電ローラ２ａの中央部のみが感光体表面に突発的に接触する可能性がある。帯電ローラ２ａが感光体表面に局所的／突発的に接触する事によって生じる、トナーの乱れに対応することは困難であるため、非接触帯電方式を使用する場合にはたわみが少ない硬質の部材が望ましい。
表面が硬質な帯電ローラ２ａの具体例としては、例えば、抵抗調整層を高分子型イオン導電剤が分散する熱可塑性樹脂組成物（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン及びその共重合体等）により形成し、抵抗調整層の表面を硬化剤により硬化皮膜処理されたものが挙げられる。また硬化皮膜処理は、例えば、イソシアネート含有化合物を含む処理溶液に抵抗調整層を浸漬させることにより行われるが、抵抗調整層の表面に改めて硬化処理皮膜層を形成することにより行われてもよい。
本実施例では、帯電ローラ２ａをφ１０ｍｍ（直径１０ｍｍ）で形成した。
【００１７】
現像装置４は、内部にトナーと磁性キャリアからなる現像剤を内包し、感光体１と対向する位置に内部に磁界発生手段を備える現像スリーブが配置されている。図示しないトナーボトルから投入されるトナーを現像剤と混合し、攪拌しながら現像スリーブとの対向位置まで搬送するためのスクリュー等が備えられている。
現像スリーブ内部の磁界によって汲み上げられた現像剤は、図示しない現像剤規制部材であるドクターブレード等によって所定の現像剤層の厚みに規制され、現像スリーブに担持される。
現像スリーブは、感光体１との対向位置において同方向に移動しながら、現像剤を担持搬送し、トナーを感光体１の潜像面に供給することで現像が行われる。その後現像後の現像剤は搬送され、現像スリーブ内部の磁界により現像スリーブより離間し、現像スクリューへと落下し、トナー補給位置まで搬送される、というサイクルが繰り返される。ここで本実施例では、現像スリーブの外径は直径１８ｍｍ、ドクターと現像スリーブ間のギャップは０．６０ｍｍとした。
圧力定着装置９は、定着ロールとしては、焼き入れされた一般構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）表面に硬質クロムメッキを施した２本の中実の金属ロール（有効長２２０ｍｍ、外径２５ｍｍ）を１．５度の角度で交差させて、両端から３００ｋｇｆの荷重を圧縮コイルバネ（図示せず）により負荷している。
【００１８】
図２は、本発明を適用される画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
図２に示す画像形成装置は、少なくとも感光体、現像手段からなる画像形成ユニットを各色毎に備えて、各色の画像形成ユニットが直列に配置されたいわゆるタンデム方式であることを特徴とする画像形成装置を用いても良い。
画像形成ユニット自体は、主に感光体１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、帯電装置２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、現像装置４（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、クリーニング装置６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）から構成され、これは図１で説明したものと同様の部材を用いることが可能である。
【００１９】
一方、各色の画像形成ユニットの感光体１および２次転写ローラ５に当接した中間転写ベルト１３をローラで張架した中間転写ユニット１２を備えている。
中間転写ユニット１２は、中間転写ベルト１３を介して感光体１と当接する１次転写ローラ１４（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を内部に備え、また２次転写ローラ５の搬送方向下流側には中間転写ベルト１３上の転写残トナーを除去する中間転写クリーニング装置１５なども備えている。
動作としては、各色の画像形成ユニットで形成されたトナー像が順次中間転写ベルト１３上に重ねて転写されていき、２次転写において、搬送された用紙に中間転写ベルト１３上のトナー像が用紙へ転写される。その後は図１の動作と同様である。
また、本画像形成装置は、図１の場合と同様に、本画像形成装置は、ＰＣ（Personal Computer）などの外部装置から印刷のために入力された画像データを分割して露光手段３に供給する制御部Ｃｔｒを備えている。
【００２０】
上記したように、従来のカラー画像形成装置はモノクロに対してトナー付着量が多く、熱定着装置により多くのエネルギーを消費していたが、画像データを分割し、複数回に分けて作像・圧力定着を行うことで、カラー画像形成への圧力定着方式の採用を可能とした本発明では、定着エネルギーの大幅な削減ができ、かつ定着不良を防止できる。よって環境負荷低減に寄与するカラー画像形成装置とすることが出来る。
なお、図２の場合において、タンデム構成にすることにより、各色毎の作像を並行して行うことができるため、トナー付着量が少ない場合には出力の高速化をすることができる。
【００２１】
次に、本発明に係る画像形成装置において使用されるトナーの特性について説明する。
本発明のトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーを用いた。
粒径について、トナーの重量平均粒径は３〜８μｍが好ましい。粒径が小さくかつ粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができる。よって現像における濃度変動を小さくすることができる。また６００ｄｐｉ以上の微小なドット画像の安定再現性が向上し、長期間安定した高画質を得ることができる。一方、重量平均粒径（Ｄ４）が３μｍ未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。重量平均粒径（Ｄ４）が８μｍを超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。また、同時に重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。
（Ｄ４／Ｄ１）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００２２】
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液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フォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。
【００２３】
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１５０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１５０の範囲にあることが好ましい。
【００２４】
図３、図４は、夫々形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（Ａ）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（Ａ）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（Ｂ）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）・・・式（Ｂ）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
【００２５】
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなり高画質化に寄与する。一方、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１５０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
すなわち、球形度の高いトナーを用いることにより、定着時のトナー部の充填率が高まり、圧力定着装置９の圧力がよりトナーに伝わることで定着性が向上する。
【００２６】
次に、本発明において特徴的な入力画像データの分割方法について説明する。
図５は、入力画像データ分割のために画像形成装置の制御部Ｃｔｒにて実行される処理を示す機能ブロック図である。
まず入力画像データとしては、例えばカラーであればＲＧＢデータからＣＭＹＫデータに分版され、かつ出力解像度に変換されたデジタルデータを用いればよい。
図５に示す機能構成において、本発明の画像形成装置は、外部から入力された入力画像データに基づいて画像形成を行うために必要とされる用紙へのトナーの付着量（所定付着量）を算出する付着量算出部２１と、圧力定着装置９が一度に定着可能なトナー量から、画像形成に必要な量のトナーを定着させるのに必要となる圧力定着装置９への用紙（トナー像）の通過回数、すなわち、感光体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４等による必要な作像回数を算出する作像回数算出部２２と、作像回数算出部２２により算出された回数分、入力画像データを分割する画像分割部２３と、を備えている。
【００２７】
入力画像データのトナー像を形成するのに必要なトナー量（圧力定着装置９で定着しなければならない総トナー量）が、圧力定着装置９で圧力定着可能なトナー量を上回る場合は、複数回に分割して作像を行い、圧力定着装置９による定着が可能な範囲で定着を行うことで、熱定着に頼らない圧力定着のみによる定着を可能としている。
画像分割部２３により分割されたデータは、中間調処理部２４により、対応する作像タイミング毎に中間調処理を施したデータとされて露光手段３に送られる。
なお、図５に示す付着量算出部（付着量算出手段）２１、作像回数算出部（回数算出手段）２２、画像分割部（画像分割手段）２３、中間調処理部（中間調処理手段）２４は、制御部Ｃｔｒに含まれるＣＰＵにより実行されるソフトウェアとして実現しても良いし、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェアにより実現しても良い。
【００２８】
図６は、画像データ分割方法の実施形態の１つを説明するフローチャートである。
本方法は、付着量算出部２１により総トナー付着量を算出し、作像回数算出部２２により所定付着量を超えないように作像回数を算出し、画像分割部２３によって作像回数分だけ一律に画像データを分割するものである。
まず各色毎に入力画像データ１ページ分について、下記式（１）のように積分値Ｄｃｏｌを算出する（ステップＳ１０１）。主走査方向位置をｘ、副走査方向位置をｙとしたとき各ドットにおけるデジタルデータ値をｄｃｏｌ（ｘ，ｙ）とする。ここでｄは例えば０から２５５の８ｂｉｔデータとし、０は画像無し、２５５はその色で一番濃い色というように画像データの色の濃さを表している。逆に０を一番濃い色としても後で変換をするので問題ない。
2012163672.tif 000003
…式（１）
【００２９】
次に、付着量算出部２１（図５）が、各色毎に入力画像データ１ページ分にあたるトナー付着量Ｍｃｏｌ［ｇ］を、下記式（２）のように算出する（ステップＳ１０２）。これは入力画像データ積分値Ｄｃｏｌにある係数αを乗じて計算する。例えば、解像度６００ｄｐｉでデータ値２５５で全ベタ画像を表すのであれば、αは３．５Ｅ−１１程度の値となる。
2012163672.tif 000004
…（式２）
次に、付着量算出部２１が、下記式（３）のように総付着量Ｍ［ｇ］を算出する（ステップＳ１０３）。これは各色ＣＭＹＫの付着量Ｍｃｏｌの合計である。
2012163672.tif 000005
…（式３）
【００３０】
次に、付着量算出部２１が、下記式（４）のように、単位面積当たりの付着量ｍ［ｇ／ｍｍ２］を算出する（ステップＳ１０４）。これは総付着量Ｍを１ページあたりの画像有効長面積Ａ（Ａ４であれば、例えば５７，４００ｍｍ２）の４倍（４色分）で割った値となる。
2012163672.tif 000006
…（式４）
次に、作像回数算出部２２が、下記式（５）のように、作像回数Ｎを算出する（ステップＳ１０５）。作像回数は単位面積当たりの付着量ｍを、圧力定着装置９で１回で作像（定着）可能な単位面積当たりのトナー付着量である所定付着量ｍ０で割った値に対して小数点以下を切り上げた整数値である。ここで所定付着量ｍ０は２Ｅ−６［ｇ／ｍｍ２］とした。
2012163672.tif 000007
…式（５）
【００３１】
次に、画像分割部２３は（図５）が、下記式（６）のように入力画像データを分割する（ステップＳ１０６）。
ドット毎のデータｄｃｏｌ（ｘ，ｙ）に対して、作像回数Ｎで割ったものが、分割後のｄ’ｃｏｌ（ｘ，ｙ）となる。ここで割った後の余り分は無視しても良いし、最後の作像回数分に付加しても良い。
2012163672.tif 000008
…式（６）
【００３２】
図７は、図６の方法で行った画像分割を詳しく説明する図である。
まず分割前の入力画像データから見積もった各色のトナー付着量（ｍｙ，ｍｃ，ｍｍ，ｍｋ）が、圧力定着の閾値（圧力定着装置９による定着が可能な最大のトナー付着量）である所定付着量ｍ０の２．５倍であったとする。すると作像回数ＮはＮ＝３となり、各色のトナー付着量が３分割されるように画像データが分割されることで、所定付着量ｍ０より少ない状態で各回の作像が行われることになる。
このように、一回の圧力定着において通過させるトナー付着量を制限し、それに応じて画像を分割した上で、複数回作像を行ってその都度圧力定着を行うことで、定着不良を発生させずに、省エネルギーでの画像形成を行うことができる。
また、トナー付着量の全平均から画像データを分割することで、より簡便に分割処理を行うことができ、圧力定着の定着不良を防止できる。
さらに、図７に示すように、入力画像データの各色の図中高さ方向（トナー量）の情報を分割することで、簡便に複数回の作像データを作成することが可能となる。
【００３３】
図８は、画像データ分割方法の他の実施形態の１つを説明するフローチャートである
本方法では、所定領域毎のトナー付着量の最大値が、所定付着量を超えないように作像回数を算出し、画像分割手段（画像分割部２３）によって作像回数分だけ一律に画像データを分割する。
まず、下記式（７）のように、付着量算出部２１（図５）が、各色毎に所定の領域面積について積分値Ｄｃｏｌ，ｒを算出する（ステップＳ２０１）。ここで領域ｒにおける主走査方向位置をｘ、副走査方向位置をｙとしたとき各ドットにおけるデジタルデータ値をｄｃｏｌ，ｒ（ｘ，ｙ）とする。ここでｄは例えば０から２５５の８ｂｉｔデータとし、０は画像無し、２５５はその色で一番濃い色というように画像データの色の濃さを表している。逆に０を一番濃い色としても後で変換をするので問題ない。またｒはここでは６００ｄｐｉで５００×５００ドットの領域とした。
2012163672.tif 000009
…式（７）
【００３４】
次に、付着量算出部２１が、式（８）のように、各色毎に所定の領域面積にあたるトナー付着量Ｍｃｏｌ，ｒ［ｇ］を算出する（ステップＳ２０２）。これは入力画像データ積分値Ｄｃｏｌ，ｒにある係数αを乗じて計算する。例えば、解像度６００ｄｐｉでデータ値２５５で全ベタ画像を表すのであれば、αは３．５Ｅ−１１程度の値となる。
2012163672.tif 000010
…式（８）
次に、付着量算出部２１が、式（９）のように、所定領域毎に総付着量Ｍｒ［ｇ］を算出する（ステップＳ２０３）。これは各色ＣＭＹＫの付着量Ｍｃｏｌ，ｒの合計である。
2012163672.tif 000011
…式（９）
【００３５】
次に、付着量算出部２１が、式（１０）のように、単位面積当たりの付着量ｍｒ［ｇ／ｍｍ２］を算出する（ステップＳ２０４）。これは総付着量Ｍｒを所定領域面積Ａｒ（ここでは、４４８ｍｍ２）で割った値となる。
2012163672.tif 000012
…式（１０）
次に、付着量算出部２１が、式（１１）のように、単位面積当たりの付着量の最大値を算出する（ステップＳ２０５）。ここでは全ての所定領域の中で単位面積あたりの付着量の最大値ｍｍａｘを求める。
2012163672.tif 000013
…式（１１）
【００３６】
次に、図５の作像回数算出部２２が、式（１２）のように、作像回数Ｎを算出する（ステップＳ２０６）。作像回数は単位面積当たりの付着量の最大値ｍｍａｘを、圧力定着装置により一度に定着可能な単位面積当たりのトナー付着量である所定付着量ｍ０で割った値に対して小数点以下を切り上げた整数値である。ここで所定付着量ｍ０は２Ｅ−６［ｇ／ｍｍ２］とした。
2012163672.tif 000014
…式（１２）
次に、画像分割部２３（図５）が、式（１３）のように、入力画像データを分割する（ステップＳ２０７）。
ドット毎のデータｄｃｏｌ（ｘ，ｙ）に対して、作像回数Ｎで割ったものが、分割後のｄ’ｃｏｌ（ｘ，ｙ）となる。ここで割った後の余り分は無視しても良いし、最後の作像回数分に付加しても良い。
2012163672.tif 000015
…式（１３）
このように、トナー付着量が一番多いところで作像回数を判断することで、より効率的に画像データの分割がなされ、画像分割および複数回定着することによる画質の劣化を防止することができる。
【００３７】
図９、図１０は、本発明の画像データ分割方法の更に別の例を示すフローチャートである。
本方法では、所定付着量以下の色については画像データの分割はせずに、所定付着量を超えた色のみについて画像データの分割を行う。
まず、式（１４）のように、各色毎に入力画像データ１ページ分について積分値Ｄｃｏｌを算出する（ステップＳ３０１）。主走査方向位置をｘ、副走査方向位置をｙとしたとき各ドットにおけるデジタルデータ値をｄｃｏｌ（ｘ，ｙ）とする。ここでｄは例えば０から２５５の８ｂｉｔデータとし、０は画像無し、２５５はその色で一番濃い色というように画像データの色の濃さを表している。逆に０を一番濃い色としても後で変換をするので問題ない。
2012163672.tif 000016
…式（１４）
【００３８】
次に、付着量算出部２１（図５）が、式（１５）のように、各色毎に入力画像データ１ページ分にあたるトナー付着量Ｍｃｏｌ［ｇ］を算出する（ステップＳ３０２）。これは前記入力画像データ積分値Ｄｃｏｌにある係数αを乗じて計算する。例えば、解像度６００ｄｐｉでデータ値２５５で全ベタ画像を表すのであれば、αは３．５Ｅ−１１程度の値となる。
2012163672.tif 000017
…式（１５）
次に、付着量算出部２１（図５）が、式（１６）のように、色毎に単位面積当たりの付着量ｍｃｏｌ［ｇ／ｍｍ２］を算出する（ステップＳ３０３）。
2012163672.tif 000018
…式（１６）
これは色毎の総付着量Ｍｃｏｌを１ページあたりの画像有効長面積Ａ（Ａ４であれば例えば５７，４００ｍｍ２）で割った値となる。
次に、付着量算出部２１（図５）が、データ分割する色の判断と分割色の総付着量ｍ’の算出を行う（ステップＳ３０４）。
【００３９】
この制御については、図１０を用いて説明する。
まず、各色について単位面積当たりの付着量ｍｃｏｌが所定付着量ｍ０よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ４０１）。大きい場合には（ステップＳ４０２でＹｅｓ）、分割する色とされ（ステップＳ４０３）、等しいか小さい場合には（ステップＳ４０２でＮｏ）分割しない色と判別される（ステップＳ４０６）。
分割する色の場合のみ、分割色の総付着量ｍ’として加算する（ステップＳ４０４）。これを各色ＣＭＹＫで行い、全ての色について行うと（ステップＳ４０５でＹｅｓ）図９の処理に戻る。
以上の処理により、分割色の単位面積当たりの総付着量ｍ’が算出される。
【００４０】
一方分割しない色に関しては非分割数ｎをカウントアップする（ステップＳ４０７）。
次に、図９に戻り、付着量算出部２１が、式（１７）のように、分割数ｎ’を算出する（ステップＳ３０５）。
作像回数は分割色の単位面積当たりの総付着量ｍ’を、圧力定着装置で１回で作像可能な単位面積当たりのトナー付着量である所定付着量ｍ０で割った値に対して小数点いかを切り上げた整数値である。ここで所定付着量ｍ０は２Ｅ−６［ｇ／ｍｍ２］とした。
2012163672.tif 000019
…式（１７）
次に、作像回数算出部２２が、式（１８）のように作像回数Ｎを算出する（ステップＳ０６）。作像回数は分割数ｎ’と非分割数ｎの和である。
2012163672.tif 000020
…式（１８）
次に、画像分割部２３が、式（１９）のように、入力画像データを分割する（ステップＳ０７）。ドット毎のデータｄｃｏｌ（ｘ，ｙ）に対して、分割数ｎ’で割ったものが、分割後のｄ’ｃｏｌ（ｘ，ｙ）となる。ここで割った後の余り分は無視しても良いし、最後の作像回数分に付加しても良い。
2012163672.tif 000021
…式（１９）
【００４１】
図１１、１２は、図９、１０に示す方法で行う画像分割を詳しく説明する図である。
まず図１１において、分割前の入力画像データから見積もった各色のトナー付着量（ｍｙ，ｍｃ，ｍｍ，ｍｋ）について、圧力定着の閾値である所定付着量ｍ０よりも多い色は、ｙとｃで、所定付着量以下の色はｍとｋである。よってｙとｃは画像分割し、ｍとｋは画像分割しない。また非分割数は２である。
一方図１２において、分割する色（ｙ，ｃ）の積算の付着量が、所定付着量ｍ０の２．７倍であったとすると、分割数は３となり、作像回数は、３＋２で５回となる。よって分割後の画像は、図のように所定付着量より少ない状態で各回の作像が行われることになる。
このように、各色毎に入力画像データを分割することで、より簡便に分割処理を行うことができ、圧力定着の定着不良を防止できる。
所定付着量以下の色については画像データの分割をせずに、所定付着量を超えた色のみについて画像データの分割を行うことにより、画像分割に伴う色再現性の劣化を防止することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１…感光体、２…帯電装置、２ａ…帯電ローラ、２ｂ…帯電クリーニング部材、３…露光装置、４…現像装置、５…転写装置、６…クリーニング装置、７…用紙トレイ、８…レジストローラ、９…圧力定着装置、１０…搬送切替装置、１１…定着後用紙搬送装置、１２…中間転写ユニット、２１…付着量算出部、２２…作像回数算出部、２３…画像分割部、２４…中間調処理部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開２００４−０９０６１９公報
【図１】
2012163672.tif 000022
【図２】
2012163672.tif 000023
【図３】
2012163672.tif 000024
【図４】
2012163672.tif 000025
【図５】
2012163672.tif 000026
【図６】
2012163672.tif 000027
【図７】
2012163672.tif 000028
【図８】
2012163672.tif 000029
【図９】
2012163672.tif 000030
【図１０】
2012163672.tif 000031
【図１１】
2012163672.tif 000032
【図１２】
2012163672.tif 000033