(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、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該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上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して２値画像を形成する、電子写真方式の画像形成装置において、
白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、互いに同一状態の各有色ドット上に重ねられる上記白色ドットの形成位置を互いに異ならせるように上記白色ドットの形成位置を制御することによって、上記互いに同一状態の各有色ドットの階調を互いに異ならせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該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上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して２値画像を形成する、電子写真方式の画像形成装置において、
白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、上記有色ドットに対する上記白色ドットの形成位置を制御することによって、当該白色ドットが隠蔽する有色ドットの面積を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
上記白色トナーの粒径は、上記有色トナーの粒径よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記白色トナーの粒径をｄｗとし、上記有色トナーの粒径をｄｖとする場合、
ｄｗ＜０．７×ｄｖ
の関係が満たされることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
上記白色トナーは、白色材と、定着用樹脂である母材とを含んでおり、
該母材が、ポリエステル系樹脂からなることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項６】
上記白色トナーは、白色材と、定着用樹脂である母材とを含んでおり、
該母材が、ポリメチルメタクリレート系樹脂からなることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該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上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して２値画像を形成する、電子写真方式の画像形成方法において、
白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、互いに同一状態の各有色ドット上に重ねられる上記白色ドットの形成位置を互いに異ならせるように上記白色ドットの形成位置を制御することによって、上記互いに同一状態の各有色ドットの階調を互いに異ならせることを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該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上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して２値画像を形成する、電子写真方式の画像形成方法において、
白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、上記有色ドットに対する上記白色ドットを重ねて形成する位置を制御することによって、当該白色ドットが隠蔽する有色ドットの面積を変化させることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、２値画像にて階調を再現する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像の高画質化に伴い、滑らかな階調性を表現することが電子写真の分野で大きな課題となっている。この課題に対し、一般的には、書き込み光学系として用いられるレーザ光の光量やパルス幅などを変化させて、１ドット内で多階調制御を行う方法が用いられている。つまり、この方法では、１つの画素で階調を再現できる。これは、1 画素に対し、書き込み光学系の感光体への書き込み光量（レーザ光の光量）を調整したり、発光時間を調整して微小ドットを形成したりすることにより、階調再現性を向上させる方法である。
【０００３】
しかし、上記の方法のように、１画素に対して濃度変調（多階調制御）する多値画像の場合、高解像度化（例えば１２００ｄｐｉ程度）に伴って、駆動回路の信号応答性を高速化することが必至となる。このため、装置の大型化、および高価格化が問題となる。さらに、現在の技術では、高解像度の場合に、パルス駆動の制御を安定して行うことが困難であるため、不安定性を多く含む制御回路になってしまうという問題も生じる。
【０００４】
そこで、上記のような装置の高価格化や大型化の問題を解決する方法として、２値画像にて階調を再現する方法が挙げられる。この方法の場合、レーザーパワーを細かく変調させる等の制御が必要ないため、簡易な方法で、且つ、コスト高になることもなく、階調を再現することができる。
【０００５】
しかし、上記のような２値画像にて画像の階調を再現する方法の場合、多値画像の方法と比較すると階調性が低いという問題がある。そこで、白色トナーを黒色トナーに加えてグレートナーを作製し、このグレートナーを用いてグレー画像を形成して、モノクロ画像におけるハーフトーン画像の再現性を向上させるような技術が、従来より用いられている。さらに、デジタル化に伴い、以下のような白色トナーを用いた技術も提案されている。
【０００６】
特開平４−２８３７５６号公報には、ハーフトーン画像を形成する際に、黒色トナーからなる第１のトナー層を被覆するように、黒色トナー、白色トナー、および透明トナーがある組成比で混合された第２のトナー層を塗布することで、階調再現性を向上させる技術が開示されている。この、特開平４−２８３７５６号公報の技術を用いることにより、例えば、３×３画素内で最大１００レベルの階調再現が可能となる。
【０００７】
また、特開平３−４２５９号公報には、軟調モード（写真モード）と硬調モード（文字モード）とを有する電子写真方式の画像形成装置が開示されている。該画像形成装置では、硬調モードの場合は黒色トナーのみが現像スリーブ上に供給されて、黒色トナーによって画像が形成され、一方、軟調モードが指定された際には、現像スリーブ上に指定量の白トナーがさらに供給されて、黒色トナーと白色トナーとによって滑らかなハーフトーン画像が形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平４−２８３７５６号公報に開示されている技術では、予め、黒色トナー、白色トナー、および透明トナーを、所定の組成比になるように正確に混合しておかなければならない。さらに、混合された第２のトナーを収容するホッパーやそのフィーダを別途設けなければならないので、コスト高となる。
【０００９】
また、上記特開平３−４２５９号公報に開示されている画像形成装置においては、軟調モードによる画像形成後に硬調モードが指定された場合、微量とはいえ現像器内に白色トナーが残存するため、本来は黒色トナーのみで形成される文字画像に、白色トナーが混入してしまうという問題が生じる。この問題を解決するためには、軟調モードの画像形成終了後にバイアス現像を行って、感光体上に全面ベタ画像を形成して現像器内の残存トナーを積極的に消費させなければならず、トナーを無駄に消費することになる。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、白色トナーを用いて２値画像の階調性を向上させることにより、より低価格で、且つ、多階調再現性がより向上された画像形成装置を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該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上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写材に転写して２値画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、互いに同一状態の各有色ドット上に重ねられる上記白色ドットの形成位置を互いに異ならせるように上記白色ドットの形成位置を制御することによって、上記互いに同一状態の各有色ドットの階調を互いに異ならせることを特徴としている。
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該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上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して２値画像を形成する、電子写真方式の画像形成装置において、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、上記有色ドットに対する上記白色ドットを重ねて形成する位置を制御することによって、当該白色ドットが隠蔽する有色ドットの面積を変化させることを特徴としている。
また、上記の課題を解決するために、本発明の画像形成方法は、帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該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上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して２値画像を形成する画像形成方法において、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、互いに同一状態の各有色ドット上に重ねられる上記白色ドットの形成位置を互いに異ならせるように上記白色ドットの形成位置を制御することによって、上記互いに同一状態の各有色ドットの階調を互いに異ならせることを特徴とする。
さらに、上記の課題を解決するために、本発明の画像形成方法は、帯電された静電潜像担持体表面に、光書き込み手段にて光を照射することで静電潜像を形成し、該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上記静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成し、該トナー画像を転写紙に転写して２値画像を形成する、電子写真方式の画像形成方法において、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、上記有色ドットに対する上記白色ドットを重ねて形成する位置を制御することによって、当該白色ドットが隠蔽する有色ドットの面積を変化させることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、有色トナー（白色トナーは含まれない）によって形成された２値画像の有色トナー画像に対し、表現する階調に応じて有色トナー画像の一部面積を隠蔽するように、白色トナー画像が形成される。すなわち、形成された有色トナー画像に対して、表現しようとする階調に応じた位置に白色トナー画像を形成する、つまり白色トナーを印字することによって、有色トナーのみで画像を形成する場合よりも、微細な多階調表現が可能となる。これは、２値画像の場合、１画素の階調はｏｎ／ｏｆｆのどちらかしかないため、１画素単位での階調表現しかできないが、有色トナー画像の一部を階調に応じて白色トナー画像で隠蔽することにより、１画素よりも小さい単位で階調表現を行うことができるからである。
【００１３】
このように、白色トナーを印字するだけで、２値画像における多階調表現を実現することができるので、コストの増加も抑えることができる。また、白色トナーは必要な位置に必要な量のみ用いられるので、トナーを無駄に消費することもない。これにより、低コストにて、２値画像の階調性を向上させた高精細な画像を再現することができる。
【００１４】
また、本発明における画像は２値画像であるので、例えば、レーザ光の光量やパルス幅を変化させて１画素を多階調制御する場合のように、レーザパワーを細かく変調させる必要もない。従って、複雑な制御回路なども必要ないため、高価格になることもない。
【００１５】
尚、上記転写材には、転写紙はもちろん、中間転写体なども含まれる。
【００１６】
さらに、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、上記白色トナーの粒径が、上記有色トナーの粒径よりも小さいことが好ましい。
【００１７】
上記の構成のように、白色トナーの粒径を上記有色トナーの粒径よりも小さくすることで、有色トナーよりも白色トナーの方が、１トナー当たりの占める面積が小さくなる。上述したように、本発明は、少なくとも有色トナーの一部面積を隠蔽するように白色トナーを印字することで、多階調表現を行うものである。従って、隠蔽する側のトナーである白色トナーの粒径が小さい程、単位面積当たりを隠蔽するトナー数が増加するので、有色トナー画像を隠蔽する面積をより細かく制御することができる。
【００１８】
これにより、より微細な多階調表現を、容易に実現することが可能となる。
【００１９】
さらに、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、上記白色トナーの粒径をｄｗとし、上記有色トナーの粒径をｄｖとする場合、
ｄｗ＜０．７×ｄｖ
の関係が満たされることが好ましい。
【００２０】
上述したように、隠蔽する側のトナーである白色トナーの粒径を、隠蔽される側の有色トナーの粒径よりも小さくすることで、より微細な多階調表現が可能になる。そこで、１白色トナー当たりの占める面積を、１有色トナー当たりの占める面積の１／２以下とすることで、さらなる隠蔽効果の向上を実現できる。
【００２１】
予め求められた、１トナー当たりの占める面積とトナー粒径との関係のデータから、トナー粒径を０．７倍にすると１トナー当たりの占める面積がほぼ１／２以下となることが分かっている。そこで、上記白色トナーの粒径ｄｗおよび有色トナーの粒径ｄｖが、上記の関係式を満たす場合、１白色トナー当たりが占める面積を、１有色トナー当たりが占める面積のほぼ１／２以下とすることができる。
【００２２】
これにより、より微細な多階調表現を実現できるので、さらに高精細な画像であっても、再現することが可能となる。
【００２３】
尚、１トナー当たりの占める面積とトナー粒径との関係のデータは、本願明細書の発明の実施の形態中に示す表１に記載されている。
【００２４】
さらに、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、上記白色トナーが、白色材と、定着用樹脂である母材とを含んでおり、該母材が、ポリエステル系樹脂からなることが好ましい。
【００２５】
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、上記母材が、ポリメチルメタクリレート系樹脂からなる構成とすることもできる。
【００２６】
上記の構成のように、白色トナーには、母材および白色材が含まれている。本発明における白色トナーは、この白色材にて有色トナー画像を隠蔽する必要があるため、白色材以外の領域においては、下地（ここでは有色トナー）の色の透過を妨げず、有色トナーによる色再現に影響を及ぼさないという特性が要求される。そこで、白色トナーの母材として、上記のように透明性の高い樹脂であるポリエステル系樹脂やポリメチルメタクリレート系樹脂を用いることで、上記した特性を備えた白色トナーが得られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について、図１ないし図７に基づいて説明すれば、次のとおりである。
【００２８】
本実施の形態に係る画像形成装置は、従来の電子写真方式に対して白色トナーの印字を追加した印字方式を採用している。以下に、本実施の形態に係る画像形成装置の印字方式について、図２および図３を用いて説明する。
【００２９】
図２（ａ），（ｂ）には、従来より用いられているモノクロ画像形成方法の電子写真プロセスに対して白色トナーの印字（白色トナー画像の形成）が追加された、本実施の形態に係る画像形成装置に採用可能な電子写真プロセスの代表的な例が示されている。
【００３０】
まず、図２（ａ）に示されている電子写真プロセスについて説明する。この電子写真プロセスにおいては、まず、接触型やチャージャー型の帯電器２ａを用いて、Ｒ方向に回転する感光体（静電潜像担持体）１を帯電する。次に、図示しない光源（光書き込み手段）から出射された書き込み光３ａを用いて、上記感光体１の白色トナー印字領域に静電潜像を書き込む。該静電潜像は、現像器４ａから供給される白色トナーＴｗにより顕像化される。上記書き込み光３ａとしては、レーザ光やＬＥＤ（Light Emitting Diode）光等が用いられる。
【００３１】
以上のように、感光体１上の静電潜像を白色トナーＴｗにて顕像化した後、さらに、接触型やチャージャー型の帯電器２ｂを用いて感光体１を再度帯電させる。さらに、図示しない光源（光書き込み手段）から出射された書き込み光３ｂを用いて、黒色トナー印字部に黒色トナー用の静電潜像を書き込む。該静電潜像は、現像器４ｂから供給される黒色トナーＴにて顕像化される。尚、上記書き込み光３ｂとしては、レーザ光やＬＥＤ光等が用いられる。
【００３２】
このように、黒色トナーＴおよび白色トナーＴｗそれぞれで顕像化された画像（トナー画像）を、転写器５を用いて、転写紙Ｐに転写する。この転写器５としては、非接触チャージャー転写器や、ローラ転写方式等の接触型転写器が用いられる。転写後、感光体１上に残った黒色トナーＴおよび白色トナーＴｗが、クリーナ（クリーニング手段）７によって回収される。さらに、転写紙Ｐ上のトナーは、定着器６を通過することによって、転写紙Ｐ上に定着する。尚、定着器６としては、非接触定着方式のものであっても、接触定着方式のものであっても、どちらでも構わない。
【００３３】
以上のようにして、転写材である転写紙Ｐ上に、有色トナー画像（ここでは、黒色トナー画像）と、該有色トナー画像上に、表現する階調に応じて一部面積が重なるように配置される白色トナー画像とが形成される。
【００３４】
一方、図２（ｂ）には、タンデムタイプのモノクロ画像形成方法が示されている。
【００３５】
タンデムタイプのモノクロ画像形成方法においては、まず、接触型やチャージャー型の帯電器１２ａを用いて感光体（静電潜像担持体）１１ａを帯電し、図示しない光源（光書き込み手段）から出射された書き込み光１３ａを用いて静電潜像を書き込む。この感光体１１ａ上の静電潜像を、現像器１４ａにより供給される黒色トナーＴにて顕像化する。ここで得られた黒色トナー画像を、転写器１５ａを用いて転写紙Ｐに転写する。尚、転写器１５ａとしては、非接触チャージャー転写器や、ローラ転写方式等の接触型転写器が用いられる。その後、感光体１１ａ上に残った黒色トナーＴは、クリーナ（クリーニング手段）１７ａによって回収される。
【００３６】
一方、感光体１１ｂは、接触型やチャージャー型の帯電器１２ｂにより帯電されて、図示しない光源（光書き込み手段）から出射された書き込み光１３ｂにより、白色トナー印字部に静電潜像が書き込まれる。該感光体１１ｂ上の静電潜像を、現像器１４ｂから供給される白色トナーＴｗにて顕像化する。ここで得られた白色トナー画像を、転写器１５ｂを用いて、黒色トナー画像が転写されている転写紙Ｐ上に転写する。その後、感光体１１ｂ上に残った白色トナーＴは、クリーナ（クリーニング手段）１７ｂによって回収される。
【００３７】
このように、黒色トナーＴおよび白色トナーＴｗによって転写紙Ｐ上に形成されたトナー画像は、定着器１６を通過することによって、転写紙Ｐ上に定着される。尚、定着器１６は、非接触定着方式もしくは接触定着方式のどちらであってもよい。
【００３８】
以上、２種類のモノクロ画像形成方法を提案したが、これら以外の印字方法を採用することも可能である。
【００３９】
図３には、従来より用いられているカラー画像形成方法の電子写真プロセスに対して白色トナーの画像形成が追加された、本実施の形態に係る画像形成装置が採用可能な電子写真プロセスの代表的な例が示されている。
【００４０】
図３に示されている電子写真プロセスは、中間転写体２９を用いるカラー画像形成方法である。感光体（静電潜像担持体）２１は、まず帯電器２２によって帯電され、図示しない光源（光書き込み手段）から出射される書き込み光２３によって、各色に対する静電潜像が書き込まれる。この書き込み光２３としては、レーザ光やＬＥＤ光などが使用される。次に、この感光体２１上の静電潜像を、現像器２４から供給されるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（黒）のトナーを用いて顕像化して、カラー画像を形成する。最後に、Ｗ（白色）トナーを用いて、感光体２１上の白色トナー印字部に白色トナーを印字する。その後、転写器２５ａによって、感光体２１上に形成された各色のトナー画像が中間転写体２９に転写される。
【００４１】
この段階では、中間転写体２９上に、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋ，Ｗの５色のトナー画像が転写されており、転写器２５ｂを用いてこれらのカラー画像が一度に転写紙に転写される。その後、該カラー画像を、定着器２６を用いて転写紙に定着させる。尚、前記転写器２５ａ，２５ｂには、非接触チャージャー転写器や、ローラ転写方式等の接触型転写器が用いられる。尚、２７はクリーナ（クリーニング手段）である。
【００４２】
以上、本実施の形態に係る画像形成装置に対して採用可能なカラー画像形成方法を提案したが、これら以外のカラー画像形成方法を採用することも当然可能である。
【００４３】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置における白色トナーの印字方法（印字位置制御）について説明する。本実施の形態に係る画像形成装置は、白色トナーを、従来から行われているようにテキスト画像エッジ部に印字してエッジを強調させるだけでなく、黒色トナー画像や有彩色トナー画像の一部に重ねて印字する。このように、黒色トナー画像や有彩色トナー画像に重ねて印字される白色トナーは、所望の階調が表現される位置、すなわち、所望の濃度が再現できるように黒色トナー画像や有彩色トナー画像の印字面積の一部を隠蔽する位置に印字される。このように、本実施の形態に係る画像形成装置は、白色トナーを、黒色トナーや有彩色トナーの一部と重ねて印字することで、白色トナーを階調性向上のためにも利用している。
【００４４】
図１（ａ）ないし（ｃ）には、白色トナーを用いて２値画像を形成した場合の、階調表現の例が示されている。また、図４（ａ），（ｂ）には、比較のために、白色トナーを用いずに２値画像を形成した場合の、階調表現の例が示されている。
【００４５】
例えば、白色トナーが用いられていない２値画像の場合、３／４階調を表現するためには、図４（ａ）に示すように、４画素のうち、３画素分の領域に対して、露光および現像により黒色トナーや有彩色トナー（以下、有色トナーと称する）を印字し、階調表現を行っている。
【００４６】
このように白色トナーを用いない場合、３／４階調前後の階調とは、図４（ｂ）に示す２／４階調、および図示しない４／４階調である。この２／４階調は、図４（ｂ）に示すように、４画素のうち、２画素分に対して露光および現像を行って有色トナーをオンすることで表現されている。ただし、有色トナーをオンする画素の位置は、図４（ｂ）に示す以外でもよい。また、４／４階調は、４画素全面に対して露光および現像を行って有色トナーをオンすることで表現されている。これらが、白色トナーを用いない２値画像でできる最大限の階調表現である。以上のように、白色トナーを用いない場合は、１画素単位での階調表現しかできない。
【００４７】
これに対し、本実施の形態に係る画像形成装置による、白色トナーを用いた２値画像の階調表現の場合、図１（ａ）ないし（ｃ）に示すように、図４（ａ）に示した３／４階調より低い濃度で、かつ、図４（ｂ）に示した２／４階調よりも濃い濃度を再現することが可能である。以下に、具体的に説明する。
【００４８】
図１（ａ）に示すように、図４（ａ）に示した３／４階調において、有色トナーがオンされていない画素領域に白色トナーをオンすると、有色トナーの一部が白色トナーに隠蔽される。よって、３／４階調の場合よりも有色トナーの占める領域が若干小さくなるため、３／４階調の場合より濃度がやや低くなる。
【００４９】
また、図１（ｂ）に示すように、図４（ａ）に示した３／４階調において、４画素の中央部分に白色トナーをオンすると、この白色トナーによって隠蔽される有色トナーの面積が、図１（ａ）に示す場合よりも大きくなる。それゆえ、図１（ａ）に示された階調表現の場合と比較して、濃度が若干低くなる。このように図１（ｂ）に示すような位置に白色トナーを印字することにより、図１（ａ）に示される状態よりも低い濃度で、かつ、図４（ｂ）に示した２／４階調よりも高い濃度を再現することができる。
【００５０】
また、図１（ｃ）に示すように、図４（ａ）に示した３／４階調において、図１（ｂ）の場合よりも、有色トナーの広い面積を隠蔽するような位置、つまり、有色トナーに重畳する面積がより大きくなるように、白色トナーをオンする場合、その濃度は図１（ｂ）の場合よりもさらに低くなる。
【００５１】
以上のように、図１（ａ）ないし（ｃ）に示すように白色トナーを印字すれば、３／４階調より低い濃度で、かつ、２／４階調より濃い濃度の画像を、段階的に再現することができる。これらの各階調表現における濃度関係は、
３／４階調＞図１（ａ）＞図１（ｂ）＞図１（ｃ）＞２／４階調
となる。
【００５２】
このように、白色トナーを用いない場合は、３／４階調より低い階調として２／４階調しか表現できなかったが、本実施の形態に係る画像形成装置のように白色トナーを有色トナーの一部に重ねて印字することにより、２値画像において、１画素単位よりも微細な多階調表現が可能となる。
【００５３】
尚、図１（ａ）ないし（ｃ）に示した白色トナー印字例は１例に過ぎず、他の印字方法（印字位置制御）により、他の階調を表現できることはいうまでもない。また、本実施の形態においては、３／４階調と２／４階調との間の３階調を表現する印字位置制御について述べたが、白色トナーの印字位置を制御することでより多くの階調を表現できることはいうまでもない。
【００５４】
次に、白色トナーおよび有色トナーの印字順序について説明する。図５（ａ）は、有色トナーおよび白色トナーの印字順序を模式的に表した平面図であり、図５（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。図５（ａ），（ｂ）に示すように、白色トナーは有色トナーを隠蔽するために使用されるので、転写紙Ｐ上に有色トナーを印字した後で印字される。このような順に印字すれば、白色トナーで有色トナーを隠蔽できるので、２値画像において上述したような多値の階調再現が可能となる。従って、白色トナーは、全ての有色トナーの印字後に印字するのが最適である。
【００５５】
次に、本実施の形態において用いられる、白色トナーの粒径と有色トナーの粒径との関係について、図６（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００５６】
白色トナーの粒径と有色トナーの粒径とが同程度である場合、白色トナーによる有色トナーの隠蔽の様子は、図６（ａ）に示すようになる。また、白色トナーの粒径の方が有色トナーの粒径よりも小さい場合、白色トナーによる有色トナーの隠蔽の様子は、図６（ｂ）に示すようになる。この２つの図を比較すると、白色トナーの粒径が小さい場合の方が、有色トナーを効果的に隠蔽できる（隠蔽率が向上する）ことがわかる。これは、白色トナーの粒径が小さい程、単位面積当たりを隠蔽するトナー数が増加するためである。
【００５７】
表１には、１ドット（１画素）を構成するのに必要なトナーの個数が、トナー粒径別および解像度別に示されている。表１より、解像度が３００ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉの場合、１ドットあたりの面積は５６３０μｍ2 〜８８μｍ2 であり、解像度が上がるにつれて１画素あたりの面積が減っていることがわかる。
【００５８】
【表１】
0003734678.tif 000002
【００５９】
図７は、表１の１ドットを構成するのに必要なトナーの個数と解像度との関係を、トナー粒径別（Ａ〜Ｉの直線が、トナー粒径２〜１０μｍの場合をそれぞれ示している）にグラフ化したものである。このグラフから、解像度とトナー粒径との関係を見ると、同じ解像度（１ドット当たりの面積が同じ）であっても、トナーの粒径が小さい方が１ドット（１画素）を多くのトナーで構成できるため、トナー粒径が小さい程、階調表現が行いやすくなることがわかる。
【００６０】
そこで、１白色トナー当たりの占める面積を、少なくとも１有色トナー当たりの占める面積の１／２として、白色トナーが１画素あたりに占める個数を有色トナーの個数の２倍以上とする。これにより、白色トナーによる有色トナーの隠蔽効果を向上させることができ、より微細な階調表現が可能となる。
【００６１】
ここで、表１を用い、１トナー当たりの面積を１／２とする場合のトナーの粒径の変化を確認したところ、次式（１）を満たすことがわかった。ここで、ｄｗは白色トナーの粒径、ｄｖは有色トナーの粒径を表している。
ｄｗ＜０．７×ｄｖ  ……（１）
また、現状において、有色トナーの粒径は７μm 程度が主流である。よって、上記の式（１）を用いて算出すると、効果的な多階調表現を実現するために使用する白色トナーの粒径としては、５μm 以下が適当であることがわかる。このような粒径の白色トナーを用いることにより、現在一般的に広く用いられている有色トナーを変更することなく、効果的に隠蔽することができるので、コストの増加を抑えることができる。なお、一般的に、５μｍ以下の小粒径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、これは、複数、例えば４色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋ）の有色トナーを一度に扱う場合である。本実施の形態において、５μｍ以下の小粒径トナーは白色トナー一色のみであり、かつ、白色トナーの消費量は少ないので、一般的なカラートナーの扱い時よりは遥かに負担が少ない。また、小粒径化するのは白色トナーのみであるため、コスト的にも大幅なアップはない。
【００６２】
次に、上記のような小粒径の白色トナーを製造する方法について説明する。トナーの製造方法には大きく分けて、粉砕法と重合法とがある。
【００６３】
粉砕法は、カーボン、樹脂バインダー、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、トナーを作製する方法である。この方法の場合、微粉化の方法が粉砕であるため小粒径化には向いておらず、現状では粒径６μｍ程度が限界である。
【００６４】
一方、重合法は、着色剤や添加剤とモノマと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り、現在は、懸濁重合が広く用いられている。懸濁重合とは、単量体と、それを僅かしか溶解しない媒体（主に水）とを強くかきまぜて分解させながら、単量体に可溶性の開始剤を加えてラジカル重合を行う方法であり、重合反応が各油滴の中で独立して進行し、重合体は球状の粒子として得られる。この懸濁重合の方法を用いると、球形で粒径がそろっており、かつ小粒径化されたトナーを製造することが可能となる。つまり、重合法を用いることにより、粒径が５μｍ以下の小粒径トナーを、粒径を揃えて、かつ容易に製造することが可能となる。
【００６５】
以上のような理由により、本実施の形態において用いられる白色トナーは、重合法によって作製される。
【００６６】
また、トナーのベース材料（定着用樹脂としての母材）としては、スチレンアクリル系、ポリエステル系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系など、様々なものがある。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が、マット調（光沢感がやや少ない）カラー画像用の有彩色トナーや黒色トナーなどには使用される。本発明における白色トナーは、白色材の部分で黒色トナーおよび有彩色トナーの隠蔽を行うことが目的であるが、白色材部分以外の領域においては下地色の透過を妨げず、かつ、有彩色トナーや黒色トナーの色再現に影響を与えないという効果を有するものが最適である。つまり、母材としては無色透明が適していると考えられる。よって白色トナーの母材としては、透明性の高い樹脂であるポリエステル系やポリメチルメタクリレート等のアクリル系が適していると考えられる。
【００６７】
また、白色トナーにおける白色材の含有率としては、１０重量％以上３０重量％未満が適している。白色材の含有率を１０重量％以上とすることにより、下層の有色トナーに対する十分な隠蔽力が得られるので、所望の隠蔽度合いを達成するために多量の白色トナーを必要としなくてすむ。特に、カラー画像においては、各色のトナーが積層された状態（３層ないし４層）で定着を行うため、あまり多量のトナーを用いると、定着不良の原因となり、さらに定着負荷も増大するため、装置の大型化や省エネの観点からも望ましくない。白色材の含有率を１０重量％以上とすることで、これらの定着不良の問題や、装置の大型化や省エネの問題を解決できる。
【００６８】
また、白色材の含有率が３０重量％以上となると、トナーとしての特性が維持できず、帯電不良を起こしたり、定着時に樹脂が少ないため定着不良を起こしたり、画質や現像特性が大幅に低下する。
【００６９】
以上のことから、最適な白色材の含有率は、トナー重量に対して、１０重量％以上３０重量％未満が適当であると考えられる。また、白色材としては、白色度の高い酸化チタンが適していると考えられるが、これ以外にも、酸化亜鉛や酸化マグネシウム等も使用可能である。
【００７０】
以上のように製造された小粒径の白色トナーを、所望の階調に応じた印字位置制御により有色トナー画像に重ねて印字して、有色トナーの一部を隠蔽することにより、電子写真プロセスにて２値画像を形成する場合であっても、多階調表現が可能となる。従って、本発明の構成を用いれば、１画素を多階調制御する方法のようにレーザパワーを細かく変調させる等の困難な制御が不要となる。よって、低コストで、かつ、確実に、高精細な画像を再現することができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る画像形成装置は、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、互いに同一状態の各有色ドット上に重ねられる上記白色ドットの形成位置を互いに異ならせるように上記白色ドットの形成位置を制御することによって、上記互いに同一状態の各有色ドットの階調を互いに異ならせる構成である。
また、本発明の画像形成装置は、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、上記有色ドットに対する上記白色ドットを重ねて形成する位置を制御することによって、当該白色ドットが隠蔽する有色ドットの面積を変化させる構成である。
さらに、本発明の画像形成方法は、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、互いに同一状態の各有色ドット上に重ねられる上記白色ドットの形成位置を互いに異ならせるように上記白色ドットの形成位置を制御することによって、上記互いに同一状態の各有色ドットの階調を互いに異ならせる手順である。
また、本発明の画像形成方法は、白色トナーを除く有色トナーからなる有色ドットの一部が白色トナーからなる白色ドットによって隠蔽されるように、上記有色ドットと上記白色ドットとを重ねて上記転写紙上に形成し、表現する階調に応じて、上記有色ドットに対する上記白色ドットを重ねて形成する位置を制御することによって、当該白色ドットが隠蔽する有色ドットの面積を変化させる手順である。
【００７２】
それゆえ、有色トナーのみで画像を形成する場合よりも、微細な多階調表現が可能となる。これは、２値画像の場合、１画素の階調はｏｎ／ｏｆｆのどちらかしかないため、１画素単位での階調表現しかできないが、有色トナー画像の一部を階調に応じて白色トナー画像で隠蔽することにより、１画素よりも小さい単位で階調表現を行うことができるからである。このように、白色トナーを印字するだけで、２値画像における多階調表現を実現することができるので、コストの増加も抑えることができる。また、白色トナーは必要な位置に必要な量だけ用いられるので、トナーを無駄に消費することもない。これにより、低コストにて、２値画像の階調性を向上させて高精細な画像を再現することができるという効果を奏する。
【００７３】
また、本発明における画像は２値画像であるので、例えば、光量やパルス幅を変化させて１画素を多階調制御する場合のように、レーザーパワーを細かく変調させる必要もない。従って、複雑な制御回路による高価格化を抑制できるという効果も併せて奏する。
【００７４】
さらに、本発明に係る画像形成装置は、上記白色トナーの粒径が、上記有色トナーの粒径よりも小さいことが好ましい。
【００７５】
それゆえ、白色トナーの単位面積当たりを隠蔽するトナー数が増加するので、有色トナー隠蔽の面積をより細かく制御することができる。これにより、より微細な多階調表現を、容易に実現することができるという効果を奏する。
【００７６】
さらに、本発明に係る画像形成装置は、上記白色トナーの粒径をｄｗとし、上記有色トナーの粒径をｄｖとする場合、
ｄｗ＜０．７×ｄｖ
の関係が満たされることが好ましい。
【００７７】
これにより、より微細な多階調表現を実現できるので、さらに高精細な画像であっても再現することが可能となる。
さらに、本発明に係る画像形成装置は、上記白色トナーが、白色材と、定着用樹脂である母材とを含んでおり、該母材が、ポリエステル系樹脂からなることが好ましい。
【００７８】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記母材が、ポリメチルメタクリレート系樹脂からなる構成とすることもできる。
【００７９】
これにより、白色材以外の領域においては、下地（ここでは有色トナー）の色の透過を妨げずに、有色トナーによる色再現に影響を及ぼさない白色トナーを得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）ないし（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、白色トナーを用いて形成される２値画像の階調表現の例を示す説明図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、上記画像形成装置に採用可能な、モノクロ画像形成方法の電子写真プロセスを示す説明図である。
【図３】上記画像形成装置に採用可能な、カラー画像形成方法の電子写真プロセスを示す説明図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、比較例として、白色トナーを用いないで形成される２値画像の階調表現の例を示す説明図である
【図５】（ａ）は、有色トナーおよび白色トナーの印字順序を模式的に表した平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、有色トナーを白色トナーで隠蔽する様子を示す平面図である。
【図７】各トナー粒径それぞれにおいて、解像度と１ドットを形成するトナー個数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１    感光体（静電潜像担持体）
４ａ  現像器（現像手段）
４ｂ  現像器（現像手段）
１１ａ  感光体（静電潜像担持体）
１１ｂ  感光体（静電潜像担持体）
１４ａ  現像器（現像手段）
１４ｂ  現像器（現像手段）
２１    感光体（静電潜像担持体）
２４    現像器（現像手段）
２９    中間転写体（転写材）
【図１】
0003734678.tif 000003
【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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