JP2005173259A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus.
近年の高度情報化社会の進展に伴い、事業所のみならず一般家庭においても、複写機やプリンタなどの画像形成装置が普及すると共に、それら装置類の小型化が進んでいる。また、テレビやパーソナルコンピュータ或いはゲーム機器などはもとより、各種の携帯機器において映像のカラー化が急速に進んでいるが、これに伴って電子写真方式の画像形成装置においてもカラー化のニーズが高まっている。このようなあらゆる機器におけるカラー化の進展の中で、例えば書店やコンビニエンスストアなどに誰もが利用できるカラー複写機やカラープリンタを設置しておき、利用者が各種資料やパンフレットなどを手軽に複写したりプリントする、といったサービスが増えてきている。特に昨今では、映像をモニターしながら撮影したり、撮影した映像を再生して確認したり、ネットワークを用いて撮影した映像を伝送することができるという様々な利便性から、デジタルスチルカメラが急速に普及しているが、このようなデジタルスチルカメラで撮影した映像をカラープリンタなどで出力したいという利用者のニーズは根強くある。 Along with the advancement of an advanced information society in recent years, image forming apparatuses such as copying machines and printers have become widespread not only in business establishments but also in general households, and miniaturization of these apparatuses has been progressing. In addition to televisions, personal computers, game machines, and other types of mobile devices, the colorization of video has been rapidly progressing. With this, the need for colorization has also increased in electrophotographic image forming apparatuses. Yes. In the progress of colorization in all these devices, for example, color copiers and color printers that anyone can use are installed in bookstores and convenience stores, and users can easily copy various materials and brochures. Services such as printing and printing are increasing. Especially in recent years, digital still cameras have rapidly become popular because of the convenience of being able to shoot while monitoring the video, play back and check the video, and transmit the video shot using the network. Although it is widespread, there is a strong need for users who want to output video shot with such a digital still camera with a color printer or the like.
従来の電子写真方式の画像形成装置で出力される画像としては、ワープロ文書に代表されるような、文字や線画が主体の白黒画像が一般的であった。このような画像は、光沢があると文字が見づらくなるために、画像形成装置はトナーの定着温度や定着時間を調整して、出力画像が低光沢となるように調整されていた。
しかしながら、一般に、デジタルスチルカメラで撮影した画像等の写真画質の画像を出力するには、高光沢であるほうが好まれる。そのため、写真画質の画像を出力するために、特許文献1に開示されているような、表面に熱可塑性樹脂のコート層を設け、トナーをこのコート層に埋め込むことで平滑な表面を得る記録用紙が用いられている。また、特許文献2に開示されているように、トナー像を一般的な定着装置で加熱して定着させてから、ベルト式定着装置によって再度加熱及び冷却を行うことで高光沢の画像をプリントする画像形成装置が考案されている。
また、写真画質の画像でも大判サイズになると、マット調の低光沢プリントが用いられることも多い。低光沢プリントでは、光沢性は求められないために上述のようなベルト式定着装置による加熱・冷却は不要であるが、低光沢プリントであってもプリント表面は平滑であることが望ましいため、このような場合にも上述の熱可塑性樹脂のコート層が設けられた記録用紙が用いられることがある。
As an image output by a conventional electrophotographic image forming apparatus, a black-and-white image mainly composed of characters and line drawings such as a word processor document has been generally used. In such an image, if the gloss is glossy, it is difficult to see the characters. Therefore, the image forming apparatus has been adjusted to adjust the toner fixing temperature and fixing time so that the output image has a low gloss.
However, in general, in order to output a photographic quality image such as an image taken with a digital still camera, a high gloss is preferred. Therefore, in order to output a photographic image, a recording sheet as disclosed in
Further, when a photographic image has a large size, a matte low gloss print is often used. Since low gloss prints do not require gloss, heating and cooling with the belt-type fixing device as described above is not necessary. However, it is desirable that the print surface be smooth even with low gloss prints. In such a case, a recording sheet provided with the above-described thermoplastic resin coating layer may be used.
そこで、上述した様々な用途に電子写真方式の画像形成装置が1台で対応するためには、低光沢用と高光沢用の2種類の定着装置を備え、用途に応じてこれらの定着装置を使い分けるようにする、ということが考えられる。すなわち、低光沢プリントを行う場合には、一般的な定着装置によって未定着トナーが転写された記録用紙を加熱・加圧し、トナーが溶融状態にあるときに定着ベルトから剥離ようにする一方、高光沢プリントを行う場合には、一般的な定着装置とともにベルト式定着装置を用いて、未定着トナーが転写された記録用紙を加熱・加圧した後、定着ベルトに記録用紙を密着させたまま冷却し、トナーが凝固した高平滑な定着ベルト表面から記録用紙をなぞるようにして剥離すればよい。 Therefore, in order for one electrophotographic image forming apparatus to cope with the various uses described above, two types of fixing devices for low gloss and high gloss are provided. It is possible to use them properly. That is, when performing low-gloss printing, the recording paper on which unfixed toner is transferred by a general fixing device is heated and pressurized so that the toner is peeled off from the fixing belt when the toner is in a molten state. When performing glossy printing, use a belt-type fixing device together with a general fixing device to heat and press the recording paper to which unfixed toner has been transferred, and then cool it while keeping the recording paper in close contact with the fixing belt. Then, the recording paper may be peeled off by tracing the recording paper from the surface of the highly smooth fixing belt on which the toner has solidified.
ところが、写真画質の画像のプリントにおいては、記録用紙表面のトナー像の占有面積が大きく、記録用紙も坪量150g/m2以上の厚い紙が用いられるため、定着速度を普通紙よりも遅くして十分な熱エネルギーを定着時に加える必要がある。そのため、定着ベルトとトナーの密着性が高くなり、記録用紙が定着ベルトから剥がれにくくなる。また、特許文献2に示されているように、記録用紙表面にある熱可塑性樹脂のコート層の粘弾性はトナーの粘弾性よりも低いほうが望ましいのだが、記録用紙上の熱可塑性樹脂の粘弾性を低くすると、定着ベルトから記録用紙がますます剥がれにくくなってしまう。
However, in printing a photographic image, the toner image occupies a large area on the surface of the recording paper, and the recording paper is thick paper having a basis weight of 150 g / m 2 or more. Therefore, the fixing speed is slower than that of plain paper. It is necessary to add sufficient heat energy during fixing. As a result, the adhesion between the fixing belt and the toner becomes high, and the recording paper is hardly peeled off from the fixing belt. Further, as shown in
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低光沢・高光沢ともに高品質な画像が得られ、かつ、記録用紙の定着ベルトからの剥離性が良好な画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of obtaining a high-quality image with both low gloss and high gloss, and having good releasability of a recording sheet from a fixing belt. Is to provide.
上述の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成し、形成したトナー像を記録材に転写する画像形成手段と、前記画像形成手段によってトナー像が転写された記録材を所定の温度となるよう加熱するとともに圧力を加えてトナー像を記録材に定着させる第1の定着手段と、前記第1の定着手段によってトナー像が定着させられた記録材を画像形成装置の外部に排出する排出手段と、複数の支持部材と、これら複数の支持部材によって張架された状態で周回移動させられるベルトと、前記複数の支持部材のうちのいずれかの部材と前記ベルトを挟んで対向する位置に設けられ、前記支持部材側に押し付けられることによって当該支持部材とニップ領域を形成する加圧部材とを有し、前記ニップ領域において、前記記録材が前記加圧部材によって前記定着ベルトの表面に押し付けられている状態で当該記録材を前記所定の温度よりも高い温度となるように加熱し、加熱後に当該記録材を冷却してトナー像を定着させる第2の定着手段と、前記第1の定着手段によってトナー像が定着させられた記録材を前記排出手段へと搬送するための第1の搬送路と、前記第1の定着手段によってトナー像が定着させられた記録材を前記第2の定着手段へと搬送するための第2の搬送路と、前記第1の定着手段によってトナー像が定着させられた記録材の搬送方向を、前記第1の搬送路または前記第2の搬送路のいずれかに切り替える切替部材と、前記記録材上のトナー像を高光沢にする場合には、前記切替部材を用いて該記録材の搬送方向を前記第2の搬送路に切り替える一方、前記記録材上のトナー像を低光沢にする場合には、前記切替部材を用いて該記録材の搬送方向を前記第1の搬送路に切り替える切替制御手段とを備える。
これにより、第1の定着手段でトナー像を定着させられた記録材は、切替制御手段によりその搬送方向を切り替えられ、高光沢の画像を得る場合には、第2の定着手段において第1の定着手段よりも高い温度で定着される一方、低光沢の画像を得る場合にはそのまま排出されるため、低光沢・高光沢ともに高品質な画像が得られる。また、第2の定着手段においては、加熱後に記録材を冷却してから剥離を行うため、定着ベルトからの剥離性を良好にすることができる。
In order to solve the above-described problems, an image forming apparatus of the present invention forms a toner image and transfers the formed toner image to a recording material, and a recording in which the toner image is transferred by the image forming unit. An image forming apparatus comprising: a first fixing unit that heats a material to a predetermined temperature and applies pressure to fix the toner image on the recording material; and a recording material on which the toner image is fixed by the first fixing unit. Discharging means for discharging to the outside, a plurality of support members, a belt that is circulated around the plurality of support members, and any one of the plurality of support members and the belt A pressure member that forms a nip region by being pressed against the support member and is pressed against the support member, and in the nip region, the recording material The recording material is heated to a temperature higher than the predetermined temperature while being pressed against the surface of the fixing belt by the pressure member, and after the heating, the recording material is cooled to fix the toner image. A second fixing unit, a first conveyance path for conveying the recording material on which the toner image has been fixed by the first fixing unit to the discharge unit, and a toner image formed by the first fixing unit. The second conveyance path for conveying the fixed recording material to the second fixing unit, and the conveyance direction of the recording material on which the toner image is fixed by the first fixing unit are defined as follows. When the toner image on the recording material and the switching member that switches to either the second transport path or the second transport path are made to have high gloss, the switching material is used to change the transport direction of the recording material. Switch to 2 transport paths , When the toner image on the recording material to a low gloss, and a switching control means for switching the conveying direction of the recording material using said switching member to the first transport path.
As a result, the recording material on which the toner image is fixed by the first fixing unit can be switched in the conveying direction by the switching control unit, and when the high-gloss image is obtained, the second fixing unit uses the first fixing unit. While fixing is performed at a temperature higher than that of the fixing unit, when a low-gloss image is obtained, the image is discharged as it is, so that a high-quality image can be obtained for both low gloss and high gloss. Further, in the second fixing unit, the recording material is cooled and then peeled off, so that the peelability from the fixing belt can be improved.
また、本発明の画像形成装置は、より好適な態様として、前記記録材は、トナー像が形成される面に熱可塑性樹脂が塗布されており、前記熱可塑性樹脂の融点は、前記第1の定着手段がトナー像を加熱したときの前記記録材の温度よりも高く、かつ、前記第2の定着手段がトナー像を加熱したときの前記記録材の温度よりも低い。
このような態様によれば、高光沢の画像を得る場合に、トナー画像のない白紙部をも高光沢とすることができる。
In a more preferred aspect of the image forming apparatus of the present invention, the recording material is coated with a thermoplastic resin on a surface on which a toner image is formed, and the melting point of the thermoplastic resin is the first melting point. It is higher than the temperature of the recording material when the fixing unit heats the toner image, and lower than the temperature of the recording material when the second fixing unit heats the toner image.
According to such an aspect, when a high-gloss image is obtained, a blank paper portion without a toner image can be made highly glossy.
また、本発明の画像形成装置は、より好適な態様として、前記第2の定着手段によりトナー像を定着させられた記録材を裁断する裁断部を備える。
このような態様によれば、高光沢で縁のない画像を得ることができる。
また、この画像形成装置は、さらに好ましくは、前記第1の定着手段はロール状の部材により記録材を加熱するとともに圧力を加え、前記第2の定着手段の前記ベルトの幅は、前記第1の定着手段の前記ロール状の部材の軸方向の長さよりも短い。
このような態様によれば、高光沢で縁のない画像を得ることができ、かつ、第2の定着手段を小型化することができるから、消費電力を抑えることが可能となる。
The image forming apparatus of the present invention may further include a cutting unit that cuts the recording material on which the toner image is fixed by the second fixing unit.
According to such an aspect, it is possible to obtain a high-gloss and borderless image.
In the image forming apparatus, more preferably, the first fixing unit heats the recording material by a roll-shaped member and applies pressure, and the width of the belt of the second fixing unit is the first fixing unit. Shorter than the axial length of the roll-shaped member of the fixing means.
According to such an aspect, it is possible to obtain a high-gloss and borderless image and to reduce the size of the second fixing unit, so that it is possible to suppress power consumption.
(1)第1実施形態
(1−1)構成
図1は本発明の第1実施形態に係る画像形成装置100を示した図である。以下、同図を参照しつつ、画像形成装置100の構成を詳細に説明する。
画像形成装置100は、画像を光学的に読み取る画像読取部2と、記録用紙上にトナー像を形成する画像形成部3と、画像形成部3に記録用紙を供給する給紙部4と、記録用紙上に形成されたトナー像を定着させ、記録用紙を排出する定着・排紙部5と、上述の各部を制御するコントロール部1とを備えている。
(1) First Embodiment (1-1) Configuration FIG. 1 is a diagram showing an
The
コントロール部1は、制御部10と操作部11とを備える。制御部10はCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備え、各種のアプリケーションプログラムや演算処理を実行することによって画像形成装置100の各部を制御する。操作部11は液晶ディスプレイや複数のボタンを備え、用紙モードや画像形成モードの選択等のユーザによる各種の入力指示を受け付ける。なお、本実施形態の画像形成装置100は、使用する記録用紙によって異なる2種類の用紙モードがあり、普通紙を用いる普通紙モードと、コート紙を用いるコート紙モードとがある。また、本実施形態の画像形成装置100は、画像形成モードとして低光沢のプリントを行う低光沢モードと、高光沢のプリントを行う高光沢モードとを備えている。
The
画像読取部2は受像素子やプラテンガラス等を備えており、プラテンガラスに載置された原稿に光を照射してその反射光を受像素子で読み取り、この読み取り結果に基づいて、後述する制御部10によって画像データが生成される。画像形成部3は、このようにして生成された画像データに基づいて画像を形成するほか、図示せぬパーソナルコンピュータ等の外部装置から供給される画像データに基づいて画像を形成する。より具体的には、画像形成部3は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の色毎に、図中の矢印a方向に回転しながらトナー像を形成する感光体301Y,301M,301C,301Kと、その感光体を均一に帯電させる帯電器302Y,302M,302C,302Kと、YMCK各色の画像データに基いて変調された露光光を、帯電したその感光体301Y,301M,301C,301Kに照射することによりYMCK各色の静電潜像を形成する露光部303Y,303M,303C,303Kと、感光体301Y,301M,301C,301Kに形成された静電潜像をトナーによって現像することで感光体301Y,301M,301C,301Kにトナー像を形成する現像器304Y,304M,304C,304Kと、感光体301Y,301M,301C,301Kに残留したトナーをクリーニングするクリーナ305Y,305M,305C,305Kと、感光体上の静電潜像を消去させるイレーズランプ306Y,306M,306C,306Kとを備えている。
The
また、画像形成部3は、駆動ロール309や対向ロール311に架け渡され、感光体301Y,301M,301C,301Kと接触しながら図中の矢印b方向に循環移動する中間転写ベルト308と、中間転写ベルト308を挟んで感光体301Y,301M,301C,301Kとニップ領域を形成し、このニップ領域において感光体301Y,301M,301C,301K周面のトナー像を中間転写ベルト308に転写する1次転写ロール307Y,307M,307C,307Kと、中間転写ベルト308を挟んで対向ロール311とニップ領域を形成し、中間転写ベルト308上のトナー像を記録用紙Pに2次転写する2次転写ロール310とを備えている。なお、2次転写ロール310と対向ロール311とによって形成されているニップ領域を、以下では「2次転写位置」という。
In addition, the
給紙部4は、種々の記録用紙を収容する複数の用紙カセット41と、用紙カセット41から記録用紙を送り出す複数のフィードロール42と、記録用紙を搬送する複数の搬送ロール43とを備え、画像形成時に記録用紙を二次転写位置に供給する。
本実施形態において用いられる記録用紙には、いわゆる普通紙とコート紙の2種類がある。ここでコート紙とは、普通紙の画像を形成する面に熱可塑性樹脂のコート層を設けた記録用紙であり、トナーをこのコート層に埋め込むことで平滑な表面を得るものである。普通紙を用いて画像形成を行った場合には、高光沢モードであってもトナー像の形成された部分が光沢性を有するのみであるが、コート紙を用いて高光沢モードで画像形成を行うと、トナー像の部分だけでなくコート層の部分も加熱・冷却によって溶融・固化がなされるために、記録用紙の記録面全体が光沢性を有することとなる。
The
There are two types of recording paper used in the present embodiment, so-called plain paper and coated paper. Here, the coated paper is a recording paper in which a thermoplastic resin coating layer is provided on the surface on which plain paper images are formed, and a smooth surface is obtained by embedding toner in the coating layer. When image formation is performed using plain paper, the portion where the toner image is formed is only glossy even in the high gloss mode, but image formation is performed in the high gloss mode using coated paper. In this case, not only the toner image portion but also the coat layer portion is melted and solidified by heating and cooling, so that the entire recording surface of the recording paper has gloss.
定着・排紙部5は、第1定着器51と、第2定着器52と、排紙切替部53と、搬送路54A,54Bと、排紙ロール55A,55Bと、排紙トレイ56A,56Bとを備えている。第1定着器51は、内部に熱源を有するロールと加圧部材とを備えており、このロールと加圧部材とにより形成されるニップ領域を記録用紙が通過することで、記録用紙上のトナー像が加熱及び加圧されて定着する。排紙切替部53は、図1の紙面に垂直方向に延びる板状部材53aを備えており、軸53bを中心としてこの板状部材53aを点線矢印に示すように移動させ、記録用紙の搬送方向を、排紙トレイ56Aへと導くための搬送路54Aまたは第2定着器52へと導くための搬送路54Bとのいずれかに切り替える。また、搬送路54Aと搬送路54Bには、記録用紙を搬送するための搬送ロール55A,55Bがそれぞれ設けられている。図中の矢印Aの方向に搬送された記録用紙は排紙ロール55Aによって排紙トレイ56Aに排出され、図中の矢印Bの方向に搬送された記録用紙は、排紙ロール55Bによって第2定着器52に送出され、ここでトナーを再定着された後に排紙トレイ56Bに排出される。
The fixing / discharging
図2は、第2定着器52の構成を詳細に示した図である。同図に示されているように、第2定着器52は定着ロール521と、加圧ロール522と、冷却装置523と、剥離ロール524と、剥離部材525と、ステアリングロール526と、定着ベルト527と、排出ロール528とを備えている。定着ベルト527は、例えば幅320mmで厚さ80μmの熱硬化性ポリイミドのフィルムに厚さ35μmのシリコーンゴムのコート層が形成された無端ベルトであり、そのコート層表面(ベルト外周面)は極めて高平滑に仕上げられている。この定着ベルト527は、定着ロール521,剥離ロール524,ステアリングロール526という複数の支持部材によって張架された状態で図中の矢印r方向に速度50mm/sで周回移動させられる。冷却装置523は定着ベルト527の内周面に沿って設けられており、周回移動する定着ベルト527を冷却する。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
定着ロール521と加圧ロール522は、いずれもロール内部に熱源h1,h2をそれぞれ備えており、定着ベルト527を挟んでニップ領域を形成している。加圧ロール522は、このニップ領域を通過する記録用紙を定着ロール521の方向へ押し付けながら加熱することで、記録用紙の定着ベルト527側の面に形成されているトナー像を溶融させる。トナー像が溶解して定着ベルト527の外周面に密着することでその表面が平滑になり、さらに、冷却装置523によって冷却されて固化する。この状態で記録用紙が剥離ロール524の位置に達すると、記録用紙は剥離部材525によって定着ベルト527から引き剥がされ、排出ロール528を通って排紙トレイ56Bへと排出される。
Each of the fixing
以上に示された構成のもと、本実施形態の画像形成装置100は記録用紙に画像を形成して出力する。このとき、画像形成装置100の制御部10は、ユーザにより選択された画像形成モードに応じて、以下のように画像形成装置100の動作を制御する。
まず、ユーザが操作部11を用いて、画像形成モードとして低光沢モードを選択する操作を行った場合には、制御部10はこの選択操作を受け付けて、画像形成部3に画像形成処理を指示する。画像形成部3はこの指示に応じてトナー像を形成し、さらに、この記録用紙に対して第1定着器51によってトナー像が定着させられる。続いて制御部10は、排紙切替部53に対し、記録用紙の搬送方向を図1の矢印A方向へと切り替えるように指示する。この指示に応じて、排紙切替部53は板状部材53aを移動させて、記録用紙の搬送方向を図1の矢印A方向に切り替え、これによって記録用紙は排紙トレイ56Aへ排出される。
Based on the configuration described above, the
First, when the user performs an operation of selecting the low gloss mode as the image forming mode using the
一方、ユーザが操作部11を用いて、画像形成モードとして高光沢モードを選択した場合には、制御部10はこの選択操作を受け付けて、画像形成部3に画像形成処理を指示する。画像形成部3はこの指示に応じてトナー像を形成し、さらに、この記録用紙に対して第1定着器51によってトナー像が定着させられる。続いて制御部10は、排紙切替部53に対し、記録用紙の搬送方向を図1の矢印B方向へと切り替えるように指示する。この指示に応じて、排紙切替部53は板状部材53aを移動させて。記録用紙の搬送方向を図1のB方向に切り替え、これによって記録用紙は第2定着器52へと搬送される。第2定着器52によってトナー像を再定着させられた記録用紙は、排紙トレイ56Bへ排出される。これにより、高光沢モードでは低光沢モードに比べ、表面の平滑性・光沢性の高い画像を出力することが可能となる。
On the other hand, when the user selects the high gloss mode as the image forming mode using the
(1−2)動作例1
本発明の発明者らは、上述の構成の画像形成装置100を用い、用紙モードとして普通紙モードを選択した場合において、低光沢・高光沢ともに良好な画像を得ることができるような、第1定着器51及び第2定着器52の動作条件を特定するための実験を行った。実験は、第1定着器51,第2定着器52のそれぞれにおいて定着時の用紙温度を計測し、その用紙温度における100枚当たりの剥離不良の発生件数を記録するという作業をいくつかの用紙温度毎に実行したものである。なお、用紙温度は第1定着器51及び第2定着器52内部の熱源の加熱温度により決定される値であり、その値としては、定着器のニップ領域からの排出直後の記録用紙を非接触温度計で計測した値を採用した。また、本実験には、ガラス転移温度Tg≒60℃のスチレンアクリルをトナー材料として用い、記録用紙には坪量170g/m2の普通紙を用いた。
(1-2) Operation example 1
The inventors of the present invention use the
図3はこの実験の結果を示したグラフである。同図に示されているように、本実験からは、第1定着器51においては定着時の用紙温度が135℃を超えるあたりから剥離不良が発生しやすくなることが明らかとなった。一方、第2定着器52においては、冷却装置523によって冷却されてから剥離されるため、定着時の用紙温度によらず剥離不良がほとんど発生しないことがわかった。しかし、第2定着器52における用紙温度を上げていくと、記録用紙内部の水分や空気によってブリスタと呼ばれる気泡がプリント面に発生することが確認されたため、十分な平滑性を確保しつつブリスタの発生しないような用紙温度となるよう第2定着器52の動作条件を設定するのが望ましい。
FIG. 3 is a graph showing the results of this experiment. As shown in the figure, it has been clarified from this experiment that in the
上述の実験より求められた、第1定着器51及び第2定着器52の最適な動作条件を図4に示す。また、図5には、上述の動作条件の下で得られた出力画像のグロス(光沢度)を示す。ここでグロスとは、記録用紙のプリント面の反射率に基づいて求められる値であり、この値が大きいほどプリント面の光沢性が高いことを示している。同図に示されているように、図4に示した動作条件を用いることで、低光沢モードでは低グロス、高光沢モードでは高グロスの出力画像が得ることが可能となっている。
以上により、本動作例に基づいて画像形成装置100を動作させることによって、第1定着器51における用紙温度よりも第2定着器52における用紙温度のほうが高くなり、この結果、剥離不良を生じさせることなく、低光沢・高光沢ともに高品質な画像を普通紙に形成することが可能となる。
FIG. 4 shows optimum operating conditions of the
As described above, by operating the
(1−3)動作例2
上述の動作例1では、普通紙モードを用いて低光沢・高光沢ともに良好な画像を得るための第1定着器51及び第2定着器52の動作条件について説明したが、本動作例では、コート紙モードを用いて低光沢・高光沢ともに良好な画像を得るための第1定着器51及び第2定着器52の動作条件について説明する。第1の実験は、上述の動作例1と同様の要領で行った。なお、本実験には、ガラス転移温度Tg≒60℃のスチレンアクリルをトナー材料として用い、記録用紙には坪量170g/m2の普通紙の表面にガラス転移温度Tg≒55℃,融点Tm≒130℃のポリエステルのコート層を有するコート紙を用いた。
図6はこの第1の実験の結果を示したグラフである。同図に示されているように、本実験からは、第1定着器51においては定着時の用紙温度が130℃を超えるあたりから剥離不良が発生しやすくなることが明らかとなった。一方、第2定着器52においては、上述の動作例1と同様に、定着時の用紙温度によらず剥離不良がほとんど発生しないことがわかった。
(1-3) Operation example 2
In the operation example 1 described above, the operation conditions of the
FIG. 6 is a graph showing the results of this first experiment. As shown in the figure, it has been clarified from this experiment that in the
次に、第2の実験では、第2定着器52の定着時における用紙温度と記録用紙表面の平滑性の関係を求めた。本実験においては、第2定着器52の定着時における用紙温度を変化させながら、記録用紙表面の画像段差レベルを求めた。ここで画像段差レベルとは、記録用紙表面において、トナー像が形成されていないコート層表面とトナー像の表面との段差の度合い(図7参照)を示しており、この値が小さいほどトナー像がコート層に良好な状態で埋め込まれており、平滑性が高いことを示している。
図8はこの第2の実験の結果を示したグラフである。同図に示されているように、用紙温度がおよそ135℃を超えるようになると画像段差レベルが2.5,すなわち段差がほとんど見えないレベルとなり、150℃を超えるようになると段差そのものがほとんどなくなる。
Next, in the second experiment, the relationship between the paper temperature at the time of fixing by the
FIG. 8 is a graph showing the results of this second experiment. As shown in the figure, when the paper temperature exceeds about 135 ° C., the image level difference is 2.5, that is, the level difference is almost invisible, and when the paper temperature exceeds 150 ° C., the level difference is almost eliminated. .
また、上述のトナー材料とコート層の粘度の温度との相関を図9に示す。なお、図9に示されたグラフの縦軸は対数で示されている。コート層は、粘度が1×103Pa・s以上である場合に定着ベルト527から良好に剥離することが可能であり、1×102Pa・sに近づくほどトナー像を埋め込みやすくなることが示されている。すなわち、第1定着器51において良好な剥離性を得るためには、第1定着器51の剥離時における用紙温度はおよそ125℃以下であることが望ましく、第2定着器52において良好な平滑性を得るためには、第2定着器52の定着時における用紙温度はおよそ140℃以上であることが望ましいということが同図から読み取れる。
FIG. 9 shows the correlation between the above-described toner material and the temperature of the viscosity of the coat layer. In addition, the vertical axis | shaft of the graph shown by FIG. 9 is shown by the logarithm. The coating layer can be favorably peeled off from the fixing
以上の結果を総合すると、第1定着器51及び第2定着器52の最適な動作条件は図10のようになる。これらの動作条件は、コート層の融点Tmと第1定着器51の定着時における用紙温度(T1とする)及び第2定着器52の定着時における用紙温度(T2とする)の関係により導かれるものである。第1の実験において、第1定着器51の用紙温度T1が130℃以上となったときに剥離不良が発生しやすくなったのは、コート層が融点Tmに達して溶融状態となったためである。第1定着器51には第2定着器52の冷却装置523のような冷却手段が備わっていないため、コート層が溶融してしまうとそれが固化することなく第1定着器51から引き剥がされるされることとなり、剥離性が低下してしまう。よって、第1定着器51において良好な剥離性を実現するためには、第1定着器51の定着時における用紙温度T1がコート層の融点Tmよりも低いことが望ましい。
一方、第2の実験において、第2定着器52の用紙温度T2がおよそ135℃を超えるようになると画像段差が確認されにくくなったのは、コート層が融点Tmに達して溶融状態となり、コート層の溶融前に比べトナー像が埋め込まれやすくなったためである。よって、第2定着器52において画像の良好な平滑性(良好な画質)を実現するためには、第2定着器52の定着時における用紙温度T2がコート層の融点Tmよりも高いことが望ましい。
すなわち、良好な剥離性と良好な画質をともに実現するための動作条件においては、第1定着器51の定着時における用紙温度T1,第2定着器52の定着時における用紙温度T2,及びコート層の融点Tmの間には、T1<Tm<T2で示される関係が成り立つことがわかる。
Summing up the above results, the optimum operating conditions of the
On the other hand, in the second experiment, when the paper temperature T 2 of the
That is, under the operating conditions for realizing both good peelability and good image quality, the paper temperature T 1 at the time of fixing by the
また、図11は、上述の動作条件の下で得られた出力画像のグロスを示しているが、同図に示されているように、図10に示した動作条件を用いることで、コート紙モードを用いた場合においても、低光沢モードでは低グロス、高光沢モードでは高グロスの出力画像が得ることが可能となっている。また、本動作例においては、トナー画像のない白紙部においても、トナー画像のある部分と同様に、低光沢モードでは低グロス、高光沢モードでは高グロスとなっている。これは、コート層が第1定着器51を通過する際には溶融しない一方、第2定着器52を通過する際には溶融した後に冷却・固化されて平滑性を増すためである。
以上に示されたように、本動作例に基づいて画像形成装置100を動作させることによって、第1定着器51における用紙温度がコート紙のコート層の融点よりも低くかつ、第2定着器52における用紙温度がコート紙のコート層の融点よりも高くなり、この結果、剥離不良を生じさせることなく、低光沢・高光沢ともに高品質な画像をコート紙に形成することが可能となる。
FIG. 11 shows the gloss of the output image obtained under the above operating conditions. As shown in FIG. 11, by using the operating conditions shown in FIG. Even when the mode is used, it is possible to obtain an output image with low gloss in the low gloss mode and high gloss in the high gloss mode. Further, in this operation example, even in a blank paper portion where there is no toner image, the low gloss mode has a low gloss and the high gloss mode has a high gloss, similarly to a portion having a toner image. This is because the coating layer does not melt when it passes through the
As described above, by operating the
(2)第2実施形態
ところで、日本国内における銀塩写真のプリントサイズの需要は、その9割以上がL判サイズ(89×127mm)となっているが、一般にL判サイズの写真には縁が存在せず、また光沢のあるものが好まれる。一方、L判よりも大きなサイズになると、上述したように低光沢プリントも好まれる。また、L判よりも大きなサイズになると、縁が存在することに特に違和感はなくなる。そのため、上述のように1台で低光沢プリントと高光沢プリントの両方に対応する画像形成装置においては、L判サイズで出力される場合には高光沢・縁なしで出力されることが望ましい。
そこで、本実施形態においては、上述の第1実施形態の画像形成装置100を改良し、写真画質の画像出力において高光沢・縁なしのL判サイズの出力を実現する画像形成装置を提供する。
(2) Second Embodiment By the way, the demand for the print size of silver halide photographs in Japan is 90% or more in L size (89 × 127 mm). Is preferred and glossy ones are preferred. On the other hand, when the size is larger than the L size, the low gloss print is also preferred as described above. Further, when the size is larger than the L size, there is no particular discomfort due to the presence of edges. Therefore, as described above, in an image forming apparatus that supports both low-gloss prints and high-gloss prints as described above, it is desirable that images be output with high gloss and no edges when output in L size.
Therefore, in the present embodiment, the
図12は、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置200を示した図である。なお、同図において、第1実施形態の画像形成装置100と同様の機能を有する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態の画像形成装置200は、裁断部6を備えており、さらに、画像形成モードとして上述の低光沢モード及び高光沢モードに加えて、L判サイズの画像出力を行う「L判モード」を備えている点が第1実施形態の画像形成装置100と異なっている。裁断部6は、画像形成モードがL判モードの場合にのみ動作するものであり、低光沢モード及び高光沢モードの場合の画像形成装置200の動作は、上述の第1実施形態の画像形成装置100と同様である。そのため、以下では裁断部6の構成と、画像形成モードがL判モードである場合の画像形成装置200の動作を中心に説明する。
FIG. 12 is a diagram showing an
The
図13は裁断部6の構成を示した図である。ここで図13は、裁断部6を図12における矢印Z方向から見た場合の平面図である。なお、説明の便宜上、ここでは図13に示されたようにX方向及びY方向を定義する。
裁断部6は、搬送ロール61と、搬送ロール62と、搬送ロール63と、搬送ロール64と、カッター65と、カッター66と、排紙トレイ56Cとを備えている。搬送ロール61及び搬送ロール62は軸を中心として図中矢印a方向に回転し、第2定着器52より排出された記録用紙を制御部10からの指示に応じてX方向に搬送するほか、カッター65が記録用紙を裁断する場合には記録用紙の搬送を適切な位置で停止させる。カッター65は、Y方向に延びる2枚の刃を備えており、この2枚の刃は、図12に示すように記録用紙の搬送経路を挟んで互いの刃先が対向する位置に設けられており、制御部10からの指示に応じて刃先を図12の紙面上下方向に互いに噛み合わせることで記録用紙を裁断する。
FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the
The
図13の搬送ロール63は、軸を中心として矢印b方向に回転することで、カッター65による裁断後に搬送ロール62によって搬送されてきた記録用紙の搬送方向をX方向からY方向に転換する。カッター66は、カッター65と同様の2枚の刃を備えており、制御部10からの指示に応じて記録用紙を裁断する。カッター66により裁断された記録用紙は、搬送ロール64によってY方向に搬送されて排紙トレイ56Cに排出される。なお、画像形成モードが高光沢モードに設定されている場合には、記録用紙はカッター65またはカッター66によって裁断される必要がなく、搬送ロール62によってX方向に搬送されてそのまま排紙トレイ56Bに排出されることになる。
The
続いて、画像形成装置200の動作について説明する。画像形成装置200は、画像形成モードとしてL判モードが選択されている場合には、給紙部4にハガキサイズ(100mm×296mm)の記録用紙を供給させ、このハガキサイズの記録用紙中央にL判サイズ(89×127mm)のトナー像を上述した高光沢モードと同様の要領で形成し、その後記録用紙の4辺を裁断部6で裁断することで高光沢・縁なしのL判サイズの画像を出力する。このときの裁断部6における動作は、以下の通りである。
Next, the operation of the
図14は、ハガキサイズの記録用紙をL判サイズに裁断する場合の動作を示した図である。なお、同図においてPは記録用紙を示しており、記録用紙Pにおける斜線部分は裁断されるべきL判サイズの大きさを示している。同図に示されているように、裁断部6へ搬送されてきた記録用紙Pは、まず、カッター65によって「1」の位置でY方向に裁断される。その後、記録用紙Pは搬送ロール61,62によってX方向に搬送され、カッター65によって「2」の位置でY方向に裁断される。このとき記録用紙Pの長辺は127mmとなるよう制御されており、この辺長はL判サイズの長辺に一致する。
その後、記録用紙Pは、搬送ロール62によって図13のαで示された位置まで搬送された後、搬送ロール63によって搬送方向をY方向へと変化させられる。そして、この記録用紙Pがカッター66によって「3」及び「4」の位置でX方向に裁断される。このとき記録用紙Pの短辺は89mmとなるよう制御されており、この辺長はL判サイズの短辺に一致する。裁断された記録用紙Pは、搬送ロール64に搬送されて排紙トレイ56Cに排出される。
FIG. 14 is a diagram illustrating an operation when a postcard-sized recording sheet is cut into an L size. In the figure, P indicates a recording sheet, and the hatched portion of the recording sheet P indicates the size of the L size to be cut. As shown in the figure, the recording paper P conveyed to the
Thereafter, the recording paper P is transported to the position indicated by α in FIG. 13 by the
このようにして最終的に出力された記録用紙Pは、長辺127mm,短辺89mmのL判サイズとなっている。加えて、あらかじめ大きなサイズの記録用紙にL判サイズのトナー像を形成し、白紙部分を裁断しているため、画像の周囲に余白を作らず、縁なしでの出力を実現している。
以上に示されたように、本実施形態に基づいて画像形成装置200を動作させることによって、低光沢・高光沢ともに高品質な画像形成を、剥離不良を生じさせることなく行うことに加え、高光沢・縁なしのL判サイズの画像形成が可能となる。
The recording paper P finally output in this manner has an L size of 127 mm long and 89 mm short. In addition, since an L-size toner image is formed on a large-size recording sheet in advance and a blank paper portion is cut, no margin is created around the image, and output without a border is realized.
As described above, by operating the
(3)変形例
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。以下にその例を示す。
(3) Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. An example is shown below.
上述の第2実施形態においては、低光沢モード、高光沢モード、及びL判モードの3種類の画像形成モードを用いて画像を出力できるとした。しかしながら、例えば画像形成装置における高光沢の画像形成をL判サイズの縁なしの態様に限定し、画像形成モードとして低光沢モードとL判モードのみが設定されているような態様とすることも可能である。このような態様とすれば、上述の第2定着器52により定着が行われる記録用紙のサイズはハガキサイズに限定されるから、第2定着器52の幅(記録用紙の搬送方向に垂直な方向)を上述の第2実施形態よりも小さくすることが可能となる。第2定着器52の幅を小さくすることが可能となれば当然、定着ロール521や加圧ロール522を小型化することが可能となるから、内部の熱源h1,h2も小型化でき、消費電力を抑えることが可能となる。
In the second embodiment described above, an image can be output using three types of image forming modes: a low gloss mode, a high gloss mode, and an L size mode. However, for example, it is also possible to limit high-gloss image formation in an image forming apparatus to an L-size borderless mode and set only the low-gloss mode and the L-size mode as image forming modes. It is. According to such an aspect, since the size of the recording paper to be fixed by the
なお、上述の第2実施形態においては、高光沢・縁なしの画像を形成する画像形成モードで出力される画像のサイズをL判サイズとしたが、もちろんこれはあくまでも一例であり、L判サイズ以外のサイズにて高光沢・縁なしの画像を形成する画像形成モードを設定することも当然可能である。 In the second embodiment described above, the size of the image output in the image forming mode for forming the image with high gloss and no border is set to L size. However, this is merely an example, and L size is used. Of course, it is also possible to set an image forming mode for forming a high-gloss, borderless image with a size other than.
また、上述の第2実施形態においては、図12,13に示されているように、カッター65,66は板状の刃であると記載されているが、もちろんこのような形状に限定されるものではない。例えば、ローリングカッター等と称されるような、回転する円盤状の部材であってももちろん良い。
In the second embodiment described above, as shown in FIGS. 12 and 13, the
また、裁断部6における裁断の方法についても、上述の第2実施形態に示されたものに限定されない。例えば、L判モードの画像形成においてL判サイズを連続で出力するような場合であれば、ハガキサイズよりも大きなサイズの記録用紙を用い、1枚の記録用紙上に複数の画像データを配置した状態でトナー像を形成し、形成された各々の画像データに対応するトナー像を裁断部6がそれぞれ裁断することも可能である。また、もちろん、裁断部6を記録用紙をL判以外のサイズに裁断するように構成することも可能である。
Further, the cutting method in the
また、上述の実施形態においては、説明の便宜上記録材を「記録用紙」と限定しているが、もちろん本発明は記録材を紙に限定するものではなく、例えばOHPフィルム等のプラスティック等の種々の材料を用いることが可能である。 In the above-described embodiment, the recording material is limited to “recording paper” for the sake of convenience of explanation. Of course, the present invention does not limit the recording material to paper, and various types such as plastic such as an OHP film, for example. It is possible to use these materials.
100…画像形成装置、1…コントロール部、10…制御部、11…操作部、2…画像読取部、3…画像形成部、301Y,301M,301C,301K…感光体、302Y,302M,302C,302K…帯電器、303Y,303M,303C,303K…露光部、304Y,304M,304C,304K…現像器、305Y,305M,305C,305K…クリーナ、306Y,306M,306C,306K…イレーズランプ、307Y,307M,307C,307K…1次転写ロール、308…中間転写ベルト、309…駆動ロール、310…2次転写ロール、311…対向ロール、4…給紙部、41…用紙カセット、42…フィードロール、43…搬送ロール、5…定着・排紙部、51…第1定着器、52…第2定着器、521…定着ロール、522…加圧ロール、523…冷却装置、524…剥離ロール、525…剥離部材、526…ステアリングロール、527…定着ベルト、528…排出ロール、53…排紙切替部、54A,54B…搬送路、55A,55B…排紙ロール、56A,56B,56C…排紙トレイ、6…裁断部、61,62,63,64…搬送ロール、65,66…カッター。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記画像形成手段によってトナー像が転写された記録材を所定の温度となるよう加熱するとともに圧力を加えてトナー像を記録材に定着させる第1の定着手段と、
前記第1の定着手段によってトナー像が定着させられた記録材を画像形成装置の外部に排出する排出手段と、
複数の支持部材と、これら複数の支持部材によって張架された状態で周回移動させられるベルトと、前記複数の支持部材のうちのいずれかの部材と前記ベルトを挟んで対向する位置に設けられ、前記支持部材側に押し付けられることによって当該支持部材とニップ領域を形成する加圧部材とを有し、前記ニップ領域において、前記記録材が前記加圧部材によって前記定着ベルトの表面に押し付けられている状態で当該記録材を前記所定の温度よりも高い温度となるように加熱し、加熱後に当該記録材を冷却してトナー像を定着させる第2の定着手段と、
前記第1の定着手段によってトナー像が定着させられた記録材を前記排出手段へと搬送するための第1の搬送路と、
前記第1の定着手段によってトナー像が定着させられた記録材を前記第2の定着手段へと搬送するための第2の搬送路と、
前記第1の定着手段によってトナー像が定着させられた記録材の搬送方向を、前記第1の搬送路または前記第2の搬送路のいずれかに切り替える切替部材と、
前記記録材上のトナー像を高光沢にする場合には、前記切替部材を用いて該記録材の搬送方向を前記第2の搬送路に切り替える一方、前記記録材上のトナー像を低光沢にする場合には、前記切替部材を用いて該記録材の搬送方向を前記第1の搬送路に切り替える切替制御手段と
を備える画像形成装置。 Image forming means for forming a toner image and transferring the formed toner image to a recording material;
A first fixing unit that heats the recording material onto which the toner image has been transferred by the image forming unit to a predetermined temperature and applies pressure to fix the toner image on the recording material;
A discharge means for discharging the recording material on which the toner image is fixed by the first fixing means to the outside of the image forming apparatus;
A plurality of support members, a belt that is circulated in a stretched state by the plurality of support members, and is provided at a position facing any one of the plurality of support members across the belt, A pressure member that forms a nip region by being pressed against the support member side, and the recording material is pressed against the surface of the fixing belt by the pressure member in the nip region. A second fixing unit that heats the recording material in a state to be higher than the predetermined temperature, cools the recording material after heating, and fixes the toner image;
A first conveyance path for conveying the recording material on which the toner image has been fixed by the first fixing unit to the discharge unit;
A second conveyance path for conveying the recording material, on which the toner image is fixed by the first fixing unit, to the second fixing unit;
A switching member that switches the conveyance direction of the recording material, on which the toner image is fixed by the first fixing unit, to either the first conveyance path or the second conveyance path;
When making the toner image on the recording material highly glossy, the switching member is used to switch the conveyance direction of the recording material to the second conveyance path, while making the toner image on the recording material low glossy. In this case, an image forming apparatus comprising: a switching control unit that switches the conveyance direction of the recording material to the first conveyance path using the switching member.
前記熱可塑性樹脂の融点は、前記第1の定着手段がトナー像を加熱したときの前記記録材の温度よりも高く、かつ、前記第2の定着手段がトナー像を加熱したときの前記記録材の温度よりも低い
請求項1記載の画像形成装置。 The recording material is coated with a thermoplastic resin on the surface on which the toner image is formed,
The melting point of the thermoplastic resin is higher than the temperature of the recording material when the first fixing unit heats the toner image, and the recording material when the second fixing unit heats the toner image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the temperature is lower than the temperature of the image forming apparatus.
請求項1ないし2記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, further comprising: a cutting unit that cuts the recording material on which the toner image is fixed by the second fixing unit.
前記第2の定着手段の前記ベルトの幅は、前記第1の定着手段の前記ロール状の部材の軸方向の長さよりも短い
請求項3記載の画像形成装置。 The first fixing unit heats the recording material with a roll-shaped member and applies pressure thereto.
The image forming apparatus according to claim 3, wherein a width of the belt of the second fixing unit is shorter than an axial length of the roll-shaped member of the first fixing unit.
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