JP2009058730A - 画像形成装置および画像の光沢度調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】種々の光沢度に調整することが可能であり、また、空間的、時間的に細かな光沢度調整が可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー像に光を照射することにより、トナー像の表面に凹凸を形成して画像の光沢度を調整する。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置及び画像の光沢度調整方法に関し、主として、電子写真方式により形成されたトナー像に対して所望の光沢度を付与することができる画像形成装置及び画像の光沢度調整方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、近年、様々な分野に使用されるようになってきている。

即ち、従来のオフィス用途の他に、カラー写真を複写、印刷するカラー画像形成装置としての利用分野、印刷物を大量に作成する印刷分野等に電子写真方式の画像形成装置の用途が広がっている。

このような用途の拡大に伴って、作成される画像に対するニーズも多様化している。

画像の光沢度に関するニーズの多様化は、このような画像形成装置の用途拡大に伴ったものの一つである。

即ち、カラー画像においては、高い光沢度を持った画像に対するニーズが高い一方、文字画像を主体とした白黒画像では、抑えた低い光沢度の画像に対するニーズが高い。

このようなニーズに対応するために、特許文献１〜３のような技術開発が行われている。

特許文献１：光沢度を検知し、検知結果に基づいて定着装置の加熱ローラの温度を制御して、光沢度を調整する。

特許文献２：
排紙部に設けられた排出回転体の切り替えにより光沢度を調整する。

特許文献３：定着後の記録紙を冷却する送風手段を制御することにより、画像の光沢度を調整する。
特開２００２−２１４９６４号公報 特開２００４−１９８４８２号公報 特開２００６−９８４６１号公報

従来の光沢度調整手段では、調整できる範囲が限られているとともに、時間的、空間的に細かな調整が困難であるという問題がある。

即ち、特許文献１のように、定着温度による調整では調整できる範囲が狭く、広い範囲の調整を行った場合、定着過剰や定着不足が発生する。

また、１ページの記録紙材の中で異なった光沢度に仕上げることは不可能である。

特許文献２、３の方法も同様に調整範囲が限られ、１ページの記録紙材の中で異なった光沢度に仕上げることは不可能である。

また、特許文献３の方法では、調整の精度が低く、所望の光沢度に仕上がらないことが少なくない。

本発明は、画像の光沢度調整に関する従来技術における前記のような問題を解決し、光沢度に関する幅広いニーズに応えることが可能な光沢度調整手段を持った画像形成装置及び画像の光沢度調整方法を提供することを目的とする。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
１．
記録材上にトナー像を形成する画像形成部及び記録材上にトナー像を定着する定着装置を有する画像形成装置において、前記定着装置により定着されたトナー像を担持する記録材に光を照射してトナー像の光沢度を調整する光沢度調整手段を有することを特徴とする画像形成装置。
２．
前記光沢度調整手段は、光照射用光源としてレーザ発信装置を有することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．
前記光沢度調整手段は、二次元的に不均一な光ビームで照射を行うことを特徴とする前記１又は前記２に記載の画像形成装置。
４．
前記光沢度調整手段は、照射エネルギー、照射強度、照射時間、光入射角度及び照射パターンの少なくとも一つを制御することにより前記光沢度を調整することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
５．
前記光沢度調整手段は、画像形成ジョブ毎に、前記光沢度を調整することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
６．
前記光沢度調整手段は、出力画像の１ページ毎に、前記光沢度を調整することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
７．
前記光沢度調整手段は、出力画像の１ページ内の複数領域に対して異なる光沢度調整を行うことを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
８．
定着処理されたトナー像を担持する記録材に光を照射して、トナー像の表面に凹凸を形成し、トナー像の光沢度を調整することを特徴とする画像の光沢度調整方法。
９．
照射エネルギー、照射強度、照射時間、光入射角度及び照射パターンの少なくとも一つを変えることにより、光沢度を調整することを特徴とする前記８に記載の画像の光沢度調整方法。

本発明によれば、トナー像を光照射して、トナー像の表面に凹凸を形成することにより画像を光沢度を調整するので、広い範囲に亘る光沢度の調整が可能であるとともに、空間的・時間的に細かな光沢度の調整が可能となり、例えば、１パージ内で領域毎に異なる光沢度に仕上げる等の光沢度調整が可能となり、光沢度に関する様々なニーズを満足することができる画像形成装置が実現される。

本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の正面断面図である。

画像形成装置は、画像読取部１、画像処理部２、露光装置３、画像形成部４、給紙搬送部５、定着装置６等を有している。

画像形成部４は、感光体ドラム４Ａ、露光装置３、帯電装置４Ｂ、現像装置４Ｃ、転写装置４Ｄ、分離部材４Ｅ、クリーニング装置４Ｆ等から構成されている。

給紙搬送部５は、複数の給紙トレイ（給紙ユニット）５Ａと、第１給紙手段５Ｂ、第２給紙手段５Ｃ、中間搬送部５Ｄ、排紙手段５Ｅ、裏面用給紙搬送部（ＡＤＵ）５Ｆを備えている。

画像形成装置の上部には、入力部及び表示部からなる操作表示部８、自動原稿送り装置ＤＦが搭載されている。

自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿は画像読取部１の光学系により原稿の片面又は両面の画像が読み取られ、光電変換されたアナログ信号は、画像処理部２におけるアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等の処理後に、露光装置３に送られる。

露光装置３は半導体レーザを光源として有し、露光装置３からの光ビームが感光体ドラム４Ａに照射され、潜像が形成される。画像形成部４においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。

第１給紙手段５Ｂにより給送された用紙Ｓは転写装置４Ｄにより画像が用紙Ｓに転写される。画像を担持した用紙Ｓは、定着装置６により定着処理され、排紙手段５Ｅから排出される。

両面画像形成においては、表面に画像が形成された用紙Ｓが裏面用給紙搬送部５Ｆに送り込まれ、表裏反転された後に再び、画像形成部４の転写部に送られ、裏面画像形成後に、排紙手段５Ｅにより排出される。

１００は画像の光沢度を調整する光沢度調整装置である。
＜光沢度調整処理＞
（実施の形態１）
定着装置６においては、加熱ローラ６Ａと加圧ローラ６Ｂとにより、用紙Ｓ上のトナー像に対して熱及び圧力を付与することによりトナーを溶融し、トナー像を用紙Ｓに定着する。

用紙Ｓ上のトナー像に対して熱及び圧力を加えて定着を行った場合、定着処理された画像は加熱ローラ６Ａによりその表面が平坦化され、画像は光沢を持った画像に仕上がる。

特に、低温定着トナーにより形成された画像では、高い光沢度の画像が形成される傾向がある。

カラー画像においては、ある程度の光沢度を持った画像が好ましいとされるが、文書等の白黒画像では、むしろ光沢度の低い画像が好まれる。

そして、記録画像の用途やユーザの好みにより様々なレベルの光沢度を持った画像に対するニーズがある。

本発明により、このようなニーズに対応した種々の光沢度を持った画像が以下に説明する処理により得られる。

図２は画像の光沢度を調整する処理の原理を示す。

定着処理されたトナー像Ｔを担持する記録材Ｐに対して、光Ｌを照射する。

光ＬＢは、トナー像Ｔにより吸収され、トナーを加熱し軟化させ、トナー像の表面を変形させる。

即ち、光Ｌにより照射された図２（ａ）に示すトナー像は、軟化して図２（ｂ）に示すように表面に凹凸が形成される結果、トナー像Ｔの鏡面性が低下し、光沢度が低下する。

更に、図２（ｃ）に示すように、トナー像Ｔをドット状等のように二次元的に強度分布が不均一な光ビームＬＢで照射することにより光沢度を調整することも可能である。

図２（ｃ）に示す例では、光ビームＬＢが照射されたトナー像の部分が点線で示すように変形し、これにより光沢度が調整される。

このように光沢度を調整する光を発生する光源としては、トナーが吸収性を持つ波長範囲にある波長の光を発生するＹＡＧレーザ（Ｙｔｔｒｉｕｍ、Ａｌｕｍｉｎｕｍ、Ｇａｒｎｅｔレーザ、発光波長１．０６４μｍ）やＣＯ₂レーザ（発光波長１０．６μｍ）等のレーザ発振装置を用いることができる。

光を用いた光沢度調整では、次に説明するように、照射エネルギー又は照射強度を変えることにより、種々の光沢度に調整することが可能である。
（１）光源の発光強度の調整
例えば、レーザを駆動する電圧を調整して、レーザの発光強度を調整する。
（２）発光時間の調整
レーザを駆動するパルスのパルス幅を調整することにより、照射時間を調整する。
（３）露光パターンの調整
図２（ｃ）に示すドット露光により光沢度調整を行う場合において、単位面積当たりの露光ドット数を調整することにより光沢度を調整する。

図３は露光パターンによる光沢度調整の例を示す。

図３（ａ）は光沢度調整を行わない場合、即ち、単位面積当たりの露光ドット数を０（ゼロ）とした場合であり、トナー像表面を変形させないために、最も高光沢度となる。図３（ｂ）は単位面積当たりの露光ドット数を４とした場合、図３（ｃ）は単位面積当たりの露光ドット数を８個とした場合を、図３（ｄ）は単位面積当たりの露光ドット数を１２とした場合をそれぞれ示す。

図３（ｄ）では変形点の数が最も多く、本実施の形態において、最も低光沢度となる。

なお、図３では、各露光ドットは画像形成における画素に等しい。即ち、光沢度調整処理においてトナー像を照射する光ビームＬＢが画像形成における画素に等しいドットのピッチで光照射する。

光沢度調整処理における露光ドットのピッチとしては、画素の１〜数倍程度とすることができる。
（４）照射角度の調整
図４は光沢度調整処理を行う光学系の一例を示す。

光沢度調整装置１００は、レーザ発振装置からなる光源１０１、ポリゴンミラー１０２及びミラー１０３で構成される。

記録材ＰはＹ方向に搬送される。

光源１０１から出射下光ビームＬＢはポリゴンミラー１０２で反射し偏向されて、記録材Ｐに入射する。

ポリゴンミラー１０１の偏向により、光ビームＬＢは方向Ｙに直角な方向Ｘに記録材Ｐを走査し、Ｙ方向に搬送される記録材Ｐの全面が光ビームＬＢにより走査される。

ミラー１０３は矢印字Ｚのように回転調整されて、光ビームＬＢの記録材Ｐへの入射角度は実線から点線で示すように調整される。

この入射角度の調整により、光ビームＬＢが記録材Ｐを照射する強度が変化し、その結果、光ビームＬＢの照射によるトナー像の温度上昇が調整されて、トナー像の光沢度が調整される。
（実施の形態２）
本発明によれば、１ページ内の領域毎に光沢度処理を変えることができる。

１ページに文字画像の領域と写真画像の領域が混在する場合、文字画像の光沢度を低くし、写真画像の光沢度を高くすることが望まれる場合がある。

特に、カラー写真画像に文字画像が混在する場合には、写真画像の光沢度と文字画像の光沢度を異ならせることが望ましい。

本発明によれば、このようなニーズを満足させることができる。

図５に示すように１頁内に写真画領域Ｒ１及び文字画領域Ｒ２が混在する場合、写真画領域Ｒ１に対する光沢度調整処理と文字画像領域Ｒ２に対する光沢度調整処理とが別々に行われる。

例えば、高い光沢度が望まれる写真画像領域Ｒ１に対しては光沢度調整処理を行わないか、又は弱い光沢度調整処理が行われる。

低い光沢度が望まれる文字画像領域Ｒ２に対しては、強い光沢度調整処理が行われる。

光沢度調整の手段としては、前記に説明したように、光ビームの強度、照射パターン、照射時間、照射角度等がある。

図６はこのような１ページ内における領域毎の光沢度処理を行う制御系のブロック図である。

図６において、画像メモリ１１０は図１における画像読取部１が生成した画像データ及び外部機器から送信された画像データを記憶し、画像解析手段１１１は画像メモリ１１０から画像データを読み取って、写真画像か文字画像かを判別する。

判別の方法としては周知の方法を用いることができ、画像の濃度ヒストグラムを作成し、ヒストグラムから写真画像か文字画像かを判別する周知の方法を用いることができる。

このような判別は、１ページを複数領域に複数領域に分割し、各領域毎に行われる。

制御手段１１２は画像解析手段１１１の解析結果に基いて、光源１１３を制御する。

１１４は定着装置６の下流に設けられた記録紙センサである。

制御手段１１２は画像解析手段１１の解析結果に基づいて、１頁内における画像領域の配置及び形状、即ち、記録紙Ｐ内における図５に示すような写真画像領域Ｒ１及び文字画像領域Ｒ２のマップを作成する。

記録紙センサ１１４の先端検知時間に基づいて、制御手段１１２は画像領域の前記マップに従って、光源１１３の露光タイミングを制御して光沢度調整処理を行う。

なお、図１における露光装置３の露光タイミング或いは給紙搬送部５の給紙タイミングに基づいて、光源１１３を制御して、光沢度調整を行うこともできる。

即ち、記録材Ｐが定着装置６を通過するタイミングは、露光装置３の露光開始タイミング及び給紙搬送装置が転写装置４Ｄに記録材Ｐを供給するタイミングに対して所定時間後になるという一定の関係にある。

従って、制御手段１１２は露光装置３の露光開始タイミング又は給紙搬送部５による転写装置４Ｄへの給紙タイミングに基づいて、光源１１３を制御することにより１ページ内の所定領域に対して所定の光沢度調整を行うことができる。

更に別の方法として、画像データに光沢度調整の情報を含ませる方法がある。

画像データには、写真画像領域の画像データや文字画像領域の画像データ毎に異なる光沢度調整を指示する情報を含ませることができる。

制御手段は、この情報に基づいて光源１１３を制御し、情報に従った光沢度調整が行われる。

更に他の方法として、操作表示部８からユーザが光沢度調整を指定するようにすることもできる。

操作表示部８（図１参照）には、図７に示すように、画面８０が表示され、ユーザはスタイラスペン２０１又はマウス２０２を用いて、画面８０に表示された画像領域Ｒ１、Ｒ２・・・Ｒｎを指定するとともに、各領域に対する光沢度Ｖａ、Ｖｂ・・・Ｖｎを指定する。

制御手段１１２は図７に示す指定に基づいて、記録紙センサ１１４の先端検知信号を基準とし、光源１１３を制御して各領域を指定された光沢度にする処理を行う。

なお、光沢度調整装置装置を有する画像形成装置について説明したが、光沢度調整装置は、後処理装置のように、定着処理後の記録材に対して処理を行う装置に設けることが可能であり、さらに、光沢度調整のみを行う後処理装置を構成することも可能である。

（１）実施例１
図１に示す画像形成装置を用い、近赤外線に十分な光吸収性を有する黒色トナー画像形成を行い、定着装置６の下流に配置された光照射装置１００で記録材Ｐを照射して、画像の光沢度を調節した。

露光パターンは図３（ｃ）に示す網点状パターンであり、網点ピッチを画素ピッチに等しくした。

レーザとしてＹＡＧレーザを用い、その駆動電力を４段階に切り替え、記録材を処理した結果、次のような光沢度が得られた。

駆動電力：０ ５Ｗ ２５Ｗ ５０Ｗ
光沢度 ：４０ ３５ ２０ １０
なお、光沢度は、５０×５０ｍｍのベタパッチ画像を形成、定着し、定着後のパッチ画像にＧａｒｄｎｅｒ社製、ｍｉｃｒｏ−ｇｒｏｓｓ形式４５５３光沢度計を当てて測定した。

この実験結果から明らかなように、光ビーム照射により光沢度が低下し、照射される光ビームのエネルギーを高くするほど光沢度を下げることができた。
（２）実施例２
レーザの駆動電力を５０Ｗ 一定とし、６００ｄｐｉのドット露光を行い、１ドットあたりの最高照射時間を２４ｎｓｅｃに設定し、各ドットの照射時間を次の４段階にした。その結果、光沢度が照射時間に対応して調整された。

照射時間：０ ８ｎｓｅｃ １６ｎｓｅｃ ２４ｎｓｅｃ
光沢度 ：４２ ３６ ２４ １１
（３）実施例３
図４のように、ミラー１０３の角度を変えて、光ビームＬＢの入射角度を変えることにより、照射強度を調整した。

照射角度：５０° ７０° ９０°（最大照射角度）
光沢度： ３２ １９ １１
（４）実施例４
照射パターンを図３（ａ）〜（ｄ）のように変更した。

なお、図３におけるドットピッチは画像露光における画素ピッチに等しく、レーザの駆動電力は２５Ｗであった。

マトリックス内の露光ドット数：０ ４ ８ １２
光沢度： ４０ ３７ ２０ ８
（５）実施例５
図５に示すような原稿を用い、操作部８に原稿の像を表示させ、領域Ｒ１に対する露光強度を０、領域Ｒ２に対する露光強度２５Ｗに設定して光沢度調整処理を行った。

光沢度調整処理における露光は、図３（ｃ）に示す露光パターンを用いたものであり、網点ピッチを画素ピッチに等しくした。

その結果、領域Ｒ１の光沢度が４０、領域Ｒ２の光沢度が２０となり、領域Ｒ１、Ｒ２、それぞれが最適の沢度に仕上がった。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の正面断面図である。 画像の光沢度を調整する処理の原理を示す図である。 露光パターンによる光沢度調整の例を示す図である。 光沢度調整処理を行う光学系の一例を示す図である。 写真画像と文字画像とが混在する画像の例を示す図である。 １ページ内における領域毎の光沢度処理を行う制御系のブロック図である。 操作表示部に表示される画面の例を示す図である。

符号の説明

４ 画像形成部
６定着装置
８ 操作表示部（操作手段）
ＰＦＵ 大容量給紙装置
５ 給紙搬送部
１００ 光沢度調整装置
１０１ 光源
１０２ ポリゴンミラー
１０３ ミラー
１１０ 画像メモリ
１１１ 画像解析手段
１１２ 制御手段
１１３ 光源
１１４ 記録紙センサ

Claims (9)

1. 記録材上にトナー像を形成する画像形成部及び記録材上にトナー像を定着する定着装置を有する画像形成装置において、前記定着装置により定着されたトナー像を担持する記録材に光を照射してトナー像の光沢度を調整する光沢度調整手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記光沢度調整手段は、光照射用光源としてレーザ発信装置を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記光沢度調整手段は、二次元的に不均一な光ビームで照射を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記光沢度調整手段は、照射エネルギー、照射強度、照射時間、光入射角度及び照射パターンの少なくとも一つを制御することにより前記光沢度を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記光沢度調整手段は、画像形成ジョブ毎に、前記光沢度を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記光沢度調整手段は、出力画像の１ページ毎に、前記光沢度を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記光沢度調整手段は、出力画像の１ページ内の複数領域に対して異なる光沢度調整を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 定着処理されたトナー像を担持する記録材に光を照射して、トナー像の表面に凹凸を形成し、トナー像の光沢度を調整することを特徴とする画像の光沢度調整方法。
9. 照射エネルギー、照射強度、照射時間、光入射角度及び照射パターンの少なくとも一つを変えることにより、光沢度を調整することを特徴とする請求項８に記載の画像の光沢度調整方法。

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