JP2011043683A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナーを用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に、表面の光沢度、平滑度、厚み等が異なる各種のコート紙に画像形成を行う画像形成装置及び画像形成方法に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer using toner, and in particular, image formation for forming images on various coated papers having different surface glossiness, smoothness, thickness, etc. The present invention relates to an apparatus and an image forming method.
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着装置は、所定の温度に制御された定着ローラと、弾性体を有してその定着ローラに圧接する加圧ローラとによって記録媒体表面上の未定着のトナー画像を加熱し、加圧することによって定着する熱ローラ定着方式が、モノクロ機からカラー機に至るまで幅広く採用されている。 A fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer includes a fixing roller controlled to a predetermined temperature, and a pressure roller that has an elastic body and presses the fixing roller. A heat roller fixing system in which an unfixed toner image on the surface of a recording medium is fixed by heating and pressurizing is widely used from a monochrome machine to a color machine.
主にカラー画像の画質や品位を向上させるためには、光沢度を制御することが求められている。光沢度は特にカラー画像においては、ある程度高い方が、画像濃度が高くなり、色域を広くすることができるので、好ましい。しかし逆に、光沢度が高すぎると、反射光が多くなるため、文字画像においては、文字が読みにくくなるという欠点がある。 In order to improve mainly the quality and quality of color images, it is required to control the glossiness. Particularly in the case of a color image, it is preferable that the glossiness is high to some extent because the image density becomes high and the color gamut can be widened. On the contrary, if the glossiness is too high, the amount of reflected light increases, so that the character image has a drawback that it is difficult to read the character.
特許文献1(特開平06−175446号公報)では、熱ローラ定着方式の画像形成装置において、画像の光沢度を制御するものとして、写真モード等の特定の画質モードが選択された場合には、定着装置の加圧手段の圧力を増加させる装置が記載されている。 In Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-175446), when a specific image quality mode such as a photographic mode is selected as an image glossiness control device in a heat roller fixing type image forming apparatus, An apparatus for increasing the pressure of the pressing means of the fixing device is described.
また、特許文献2(特開平11−119484号公報)では、定着後の画像の光沢度を検出して、光沢制御パラメータを再設定する画像形成装置が記載されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 11-119484 discloses an image forming apparatus that detects the gloss level of an image after fixing and resets gloss control parameters.
一方近年、電子写真方式の画像形成装置がPOD(プリントオンデマンド)等の軽印刷の分野で使用されるようになり、記録材に関する多様なニーズに対応できることが要求されている。例えば、ポスター、カタログ等に使用される高光沢性の上質コート紙から、雑誌の本文用紙である古紙パルプ100%の低光沢性の再生紙、ラフ紙等である。 On the other hand, in recent years, an electrophotographic image forming apparatus has been used in the field of light printing such as POD (Print On Demand), and is required to meet various needs regarding recording materials. For example, from high-gloss high-quality coated paper used for posters, catalogs, etc., low gloss recycled paper made of 100% used paper pulp, rough paper, etc., which is magazine paper.
各種多様な記録材に対して光沢度を制御するものとしては、特許文献3(特開平07−311506号公報)では記録材の厚さ検出手段と、記録材の表面光沢を検出する記録材表面光沢検出手段との出力に応じて、定着条件を変更するものが知られている。 Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 07-311506) discloses a method for controlling the glossiness of various recording materials, and a recording material thickness detecting means and a recording material surface for detecting the surface gloss of the recording material. A device that changes the fixing condition in accordance with the output from the gloss detecting means is known.
また特許文献4(特開2003−156969号公報)では、その他の光沢度を安定に制御するものとして、定着装置の長期間の使用によって定着ローラ表面が経時変化した場合であっても、定着ローラ表面の光沢度検知手段に対応して定着条件を制御することにより、初期と同様の画像光沢を得ようとする画像形成装置が知られている。 Further, in Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-156969), it is assumed that the other glossiness is stably controlled even when the surface of the fixing roller changes with time due to long-term use of the fixing device. There is known an image forming apparatus that attempts to obtain the same image gloss as the initial image by controlling the fixing conditions corresponding to the surface glossiness detecting means.
特許文献5(特開2007−334189号公報)では、記録媒体表面のトナー画像を有さない非画像部とトナー画像を有する画像部との光沢度の測定を行い、非画像部の光沢度に対応して、画像部の適切な光沢度の基準値を設定し、画像部の光沢度が基準値範囲内となるように、定着部材への加圧部材の加圧荷重、記録媒体の搬送速度や定着部材の制御温度などの定着条件を制御することにより光沢度、平滑度、厚み、等が異なる各種のコート紙に画像形成を行った場合においても、適切な光沢度の画像を出力可能な画像形成装置を得ることを可能としている。 In Patent Document 5 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-334189), the glossiness of a non-image portion that does not have a toner image on the surface of a recording medium and an image portion that has a toner image are measured. Correspondingly, a reference value for the appropriate glossiness of the image area is set, and the pressure load of the pressure member to the fixing member and the conveyance speed of the recording medium so that the glossiness of the image area is within the reference value range Even when images are formed on various types of coated paper with different glossiness, smoothness, thickness, etc. by controlling the fixing conditions such as the control temperature of the fixing member and the fixing member, it is possible to output an image with appropriate glossiness An image forming apparatus can be obtained.
しかし、上記特許文献1および特許文献4に記載された画像形成装置では、表面の光沢や厚みが異なる各種の用紙に画像形成を行った場合に、定着後の画像の光沢度が異なってしまうという問題がある。
However, in the image forming apparatuses described in Patent Document 1 and
つまり、グロスコート紙等の平滑性の高い紙においては、その表面に形成されたトナー画像の表面が平滑になり光沢度は高くなる。逆に再生紙、ラフ紙等の平滑度の低い紙においてはトナー画像の表面が粗くなり光沢度は低くなる。また厚い紙に対しては必要な熱量が多いので、定着時にトナーが十分に溶融しないため、紙面上に形成されたトナー画像の表面が粗くなり、光沢度は低くなる。 In other words, in a highly smooth paper such as gloss coated paper, the surface of the toner image formed on the surface becomes smooth and the glossiness becomes high. On the other hand, in the case of low smoothness paper such as recycled paper and rough paper, the surface of the toner image becomes rough and the glossiness becomes low. Further, since a large amount of heat is required for thick paper, the toner is not sufficiently melted at the time of fixing, so that the surface of the toner image formed on the paper becomes rough and the glossiness becomes low.
また特許文献2に記載された画像形成装置では、紙の表面性を考慮せずに画像の光沢度を規定値内にするように画像光沢制御パラメータを再設定するので、極端に平滑度が高い紙や、低い紙を用いると、パラメータの変更量が大きくなり、光沢度を一律の規定値内に制御することが困難になるという問題がある。 In the image forming apparatus described in Patent Document 2, the image gloss control parameter is reset so that the glossiness of the image is within a specified value without considering the surface property of the paper, so that the smoothness is extremely high. When paper or low paper is used, there is a problem that the amount of parameter change becomes large and it is difficult to control the glossiness within a uniform specified value.
さらに特許文献3に記載の画像形成装置では、記録材の厚さと、光沢度により、定着条件の変更を行っているので、定着後の実際の画像光沢度は、定着条件には反映されない。このため定着ローラ表面の経時変化や、画像形成時の周囲環境の影響、等により実際の定着後の画像光沢度が安定しないという問題を有している。 Further, in the image forming apparatus described in Patent Document 3, since the fixing conditions are changed depending on the thickness of the recording material and the glossiness, the actual image glossiness after fixing is not reflected in the fixing conditions. For this reason, there is a problem that the actual image glossiness after fixing is not stable due to a change with time on the surface of the fixing roller or the influence of the surrounding environment at the time of image formation.
特許文献5に記載の画像形成装置では、光沢度を制御するために定着部材への加圧部材の加圧荷重、定着部材の制御温度を変更手段としており、光沢度を大きく変更する場合に変更手段の制御に時間がかかり、記録媒体の搬送が停止し、印刷物の生産性の低下に繋がる。このとき、記録媒体が連続紙の場合では、ニップ内に記録媒体があるため、画像部では、過剰な加熱による異常画像が生じ、非画像部では、記録媒体の黄変が生じる。
In the image forming apparatus described in
本発明は上記問題に鑑み、記録媒体の搬送を停止させることなく、表面の光沢度、平滑度、厚み、等が異なる各種の記録媒体に画像形成を行った場合においても、適切な光沢度の画像を出力可能な画像形成装置を得ることを目的とするものである。 In view of the above problems, the present invention has an appropriate glossiness even when image formation is performed on various recording media having different surface glossiness, smoothness, thickness, etc. without stopping the conveyance of the recording media. An object of the present invention is to obtain an image forming apparatus capable of outputting an image.
上記目的を達成するために、本発明は、第1の態様として、加熱手段によって所定温度に制御された定着部材と前記定着部材に圧接する加圧部材との間に形成されたニップ部に記録媒体を搬送し、記録媒体表面上のトナー画像を定着させる定着装置と、前記定着装置の上流部に記録媒体を加熱する記録媒体加熱装置と、前記定着装置によるトナー画像の定着後の記録媒体表面の光沢度を測定する光沢度測定手段と、前記光沢度測定手段により測定された光沢度に基づき、前記記録媒体加熱装置の加熱条件を変更制御する変更手段と、を備え、前記記録媒体加熱装置は、遠赤外線の照射により記録媒体を加熱することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, recording is performed in a nip portion formed between a fixing member controlled to a predetermined temperature by a heating unit and a pressure member pressed against the fixing member. A fixing device that conveys the medium and fixes the toner image on the surface of the recording medium; a recording medium heating device that heats the recording medium upstream of the fixing device; and a surface of the recording medium after the fixing of the toner image by the fixing device Glossiness measuring means for measuring the glossiness of the recording medium, and changing means for changing and controlling the heating conditions of the recording medium heating apparatus based on the glossiness measured by the glossiness measuring means, the recording medium heating apparatus Provides an image forming apparatus characterized in that a recording medium is heated by irradiation with far infrared rays.
また、本発明は、第2の態様として、搬送中の記録媒体を加熱し、加熱手段によって所定温度に制御された定着部材と前記定着部材に圧接する加圧部材との間に形成されたニップ部に記録媒体を搬送して、記録媒体表面上のトナー画像を定着させ、トナー画像の定着後の記録媒体表面の光沢度を測定し、測定された光沢度に基づいて、搬送中の記録媒体を加熱する際の加熱条件を変更制御することを特徴とする、画像形成方法を提供するものである。 According to a second aspect of the present invention, as a second aspect, a nip formed between a fixing member that heats a recording medium being conveyed and is controlled to a predetermined temperature by a heating unit and a pressure member that is in pressure contact with the fixing member. The recording medium is transported to the section, the toner image on the surface of the recording medium is fixed, the glossiness of the surface of the recording medium after fixing the toner image is measured, and the recording medium being transported is measured based on the measured glossiness It is an object of the present invention to provide an image forming method characterized by changing and controlling the heating conditions when heating the film.
本発明によれば、記録媒体の搬送を停止させることなく、表面の光沢度、平滑度、厚み、等が異なる各種の記録媒体に画像形成を行った場合においても、適切な光沢度の画像を出力可能な画像形成装置を得ることが可能となる。 According to the present invention, even when image formation is performed on various recording media having different surface glossiness, smoothness, thickness, etc. without stopping the conveyance of the recording medium, an image having an appropriate glossiness can be obtained. An output image forming apparatus can be obtained.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
本発明を実施するための一形態となる乾式電子写真方式を用いたマルチカラーレーザビームプリンタの構成を図1に示す。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the structure of a multi-color laser beam printer using a dry electrophotographic system, which is an embodiment for carrying out the present invention.
図1に示すように、マルチカラーレーザビームプリンタ1は、黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の4色のトナーにそれぞれ対応する作像部2を有する。以下、各色に対応する作像部2を区別して言及するときは、作像部2K,2Y,2M,2Cと呼ぶ。作像部2は、感光体3、帯電器4、光学部5、現像器6、転写器10を有する。
As shown in FIG. 1, the multi-color laser beam printer 1 has image forming units 2 corresponding to toners of four colors of black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C), respectively. Hereinafter, when the image forming units 2 corresponding to the respective colors are referred to separately, they are referred to as
光導電性を有する感光体3は、コントローラから印刷動作開始信号が出力されると、印刷速度に対応する速度で回転し、帯電器4により例えば負(−)の高電圧が印加されると、感光体3表面は均一に帯電する。コントローラからドットイメージに変換された文字データや図形データは、レーザ光ON/OFF信号として印刷装置に発信され、光学部5からのレーザ光が均一に帯電した感光体3表面に照射される。レーザ光の照射により、感光体3表面の電荷が消失した部分には、現像器6により負(−)帯電したトナーが静電吸引され、感光体3上に付着し、未定着トナー像7を形成する。
When a printing operation start signal is output from the controller, the photoconductor 3 having photoconductivity rotates at a speed corresponding to the printing speed, and when a negative (−) high voltage is applied by the
感光体3上に形成されたトナー像は、用紙ガイド8により一定の張力に保たれながら搬送される記録媒体9上に、転写器10の静電吸引力により転写される。未定着トナー像7の転写を完了した感光体3は、表面の電荷を一様に消失した後、清掃機11により残留トナーを清掃し、再度帯電工程を開始する。
The toner image formed on the photosensitive member 3 is transferred by the electrostatic attraction force of the
図1に示すマルチカラーレーザビームプリンタ1においては、作像部2K、2C、2M、2Yにおいて上記作像プロセスが行われて、未定着トナー像7は記録媒体9上に順次重ねられる。その後、記録媒体9は定着部12に搬送され、未定着トナー像7は記録媒体9上に加熱定着される。
In the multi-color laser beam printer 1 shown in FIG. 1, the image forming process is performed in the image forming units 2 </ b> K, 2 </ b> C, 2 </ b> M, and 2 </ b> Y, and the
次に、定着部12の構成について、図2を用いて説明する。図2に示すように、定着部12は、記録媒体加熱装置121、定着ローラ122、定着ベルト123、加熱ローラ124、加熱ローラ用ヒーターランプ125、加圧ローラ126、シャッター127、記録媒体搬送装置128及び1211、光沢度測定手段129を有する。また、図2中に示すように、未定着トナー像7が定着部12により記録媒体9上に定着することにより、定着後トナー1210が形成される。
Next, the configuration of the
記録媒体加熱装置121は、複数の遠赤外線を放射するランプと各ランプの記録媒体9に対する加熱効率を高めるための反射板により構成される。本実施形態では、ワット密度0.033W/mm2の遠赤外線ランプを20本とした。ランプ1本あたりの加熱面積は、記録媒体幅方向が500mm、記録媒体搬送方向が55mmである。定着ベルト123は、定着ローラ122と加熱ローラ用ヒーターランプ125によって温められた加熱ローラ124に掛け回されている。記録媒体9は、定着ベルトを介して定着ローラ122と加圧ローラ126によって圧接され、記録媒体搬送装置128、1211と合わせて搬送される。シャッター127は、図示されていないモータにより記録媒体搬送方向に平行して動作し、記録媒体へ照射する記録媒体加熱装置のランプ本数を制御する。シャッター127の開放に要する時間は、完全に閉塞した状態から全てのランプを開放するのに2秒要する。
The recording
記録媒体9上の未定着トナー7は、記録媒体加熱装置121及び定着ベルト123を介して定着ローラ122と加圧ローラ126により圧接さて定着され定着後トナー1210となる。
The
記録媒体9上の画像部にある定着後トナー1210及び記録媒体9の非画像部の光沢度は、光沢度測定手段129によりそれぞれ測定される。
The glossiness of the
光沢度測定手段の概要は、図3を用いて説明する。光沢度は、日本工業規格JIS−Z8741の「鏡面光沢度−測定方法」で規定されている。光沢度測定手段129は、同規定の入射角θが60度の鏡面光沢度に準拠した構成としている。 An outline of the glossiness measuring means will be described with reference to FIG. The glossiness is defined by “Specular Glossiness—Measurement Method” of Japanese Industrial Standard JIS-Z8741. The glossiness measuring means 129 has a configuration conforming to the specular glossiness with the prescribed incident angle θ of 60 degrees.
光源1291からの光を、入射光光学系1292を介して定着後トナー1210及び記録媒体9の表面に照射する。定着後トナー1210及び記録媒体9の反射光を、反射光光学系1293を介して受光器1294で受光させる。入射光光学系1292と反射光光学系は、それぞれ矩形スリットを備えている。図に示す指定された入射角θ(=60度)に対して定着後トナー1210及び記録媒体9の表面からの鏡面反射光束をφ、標準面からの反射光束をφsとして光沢度Gは下記式で表される。
G=(φ/φs)×(使用した標準面の光沢度)
ここで、あらかじめ使用した標準面の光沢度は100.0である。従って、光沢度は100以下の数値で表されることになる。
Light from the
G = (φ / φs) × (Glossiness of standard surface used)
Here, the glossiness of the standard surface used in advance is 100.0. Accordingly, the glossiness is represented by a numerical value of 100 or less.
次に本発明の実施形態に係る画像形成装置の動作について説明する。
まず、光沢測定手段129により測定された記録媒体9の非画像部の光沢度により画像部の光沢度の基準値を設定する。画像光沢に関しては、個人の嗜好に関わる部分もあるが、一般的に画像部と非画像部の光沢度の差が15degあると違和感を覚えるといわれている。従って、基準値に対して±15degを画像部光沢度の目標値として制御システムに記憶させる。
Next, the operation of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
First, the reference value of the glossiness of the image portion is set based on the glossiness of the non-image portion of the
例えば、非画像部の光沢度が30°の記録媒体9(以下用紙A)の場合、定着後トナー1210の目標光沢度は、15°から45°の間に収まればよい。記録媒体加熱装置121のランプ20本点灯させ、シャッター127により、10本を遮っている状態を基準設定とし、この設定条件で用紙Aの画像部光沢度が10°であった場合、目標光沢度よりも低いため、シャッター127を開放し、記録媒体9への照射本数を増やすように制御する。上記の基準設定条件で画像部光沢度が50%であった場合、目標光沢度よりも高いため、シャッター127を閉塞し、記録媒体9への照射本数が減るように制御する。シャッター127の制御をしているため、記録媒体9の搬送を止めずに、光沢度が制御することが可能となる。なお、ヒートロールの温度を制御して、目標とする光沢度を得る方法も考えられるが、この方法では時間がかかり、生産性の低下につながる。そのため、本実施形態では、シャッターの開閉制御により、画像の光沢制御を行う。
For example, in the case of the recording medium 9 (hereinafter referred to as “paper A”) having a glossiness of 30 ° in the non-image area, the target glossiness of the
そして、上述したように、制御システムが変更手段として機能する。制御システムはASIC(application specific integrated circuits)などを用いて実現することができる。 As described above, the control system functions as a changing unit. The control system can be realized using ASIC (application specific integrated circuits) or the like.
次に光沢制御に要する待ち時間について説明する。光沢度を5%制御するのに要する待ち時間は、従来のヒートロールの温度を制御する方式では、紙種、紙厚、定着装置のNIP時間によるが1分以上要する。しかし、本実施形態では、シャッター127の完全に閉塞している状態から開放までに要する時間が2秒であるため、明らかに本実施形態の方が待ち時間は短くなる。
Next, the waiting time required for gloss control will be described. The waiting time required for controlling the glossiness by 5% takes 1 minute or more depending on the paper type, paper thickness, and NIP time of the fixing device in the conventional method of controlling the temperature of the heat roll. However, in this embodiment, since the time required from the state where the
以上説明したように、記録媒体表面の画像部と非画像部の光沢度を検知し、双方の測定値に応じて、記録媒体加熱装置の条件を制御することにより、記録媒体の搬送を停止させることなく表面の光沢度、平滑度、厚み、等が異なる各種の記録媒体に画像形成を行った場合においても、適切な光沢度の画像を出力可能な画像形成装置を得ることが可能となる。 As described above, the conveyance of the recording medium is stopped by detecting the glossiness of the image area and the non-image area on the surface of the recording medium, and controlling the conditions of the recording medium heating device according to both measured values. Even when image formation is performed on various recording media having different surface glossiness, smoothness, thickness, etc., it is possible to obtain an image forming apparatus capable of outputting an image having an appropriate glossiness.
1 マルチカラーレーザビームプリンタ
2 作像部
3 感光体
4 帯電器
5 光学部
6 現像器
7 未定着トナー像
8 用紙ガイド
9 記録媒体
10 転写器
11 清掃機
12 定着部
121 記録媒体加熱装置
122 定着ローラ
123 定着ベルト
124 加熱ローラ
125 加熱ローラ用ヒーターランプ
126 加圧ローラ
128 記録媒体搬送装置
129 光沢度測定手段
1210 定着後トナー
1211 記録媒体搬送装置
1291 光源
1292 入射光光学系
1293 反射光光学系
1294 受光器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multi-color laser beam printer 2 Image formation part 3
Claims (6)
前記定着装置の上流部に記録媒体を加熱する記録媒体加熱装置と、
前記定着装置によるトナー画像の定着後の記録媒体表面の光沢度を測定する光沢度測定手段と、
前記光沢度測定手段により測定された光沢度に基づき、前記記録媒体加熱装置の加熱条件を変更制御する変更手段と、
を備え、
前記記録媒体加熱装置は、遠赤外線の照射により記録媒体を加熱することを特徴とする画像形成装置。 A fixing device that transports a recording medium to a nip formed between a fixing member controlled to a predetermined temperature by a heating unit and a pressure member that presses the fixing member, and fixes a toner image on the surface of the recording medium; ,
A recording medium heating device for heating the recording medium upstream of the fixing device;
Glossiness measuring means for measuring the glossiness of the surface of the recording medium after fixing the toner image by the fixing device;
Changing means for changing and controlling the heating conditions of the recording medium heating device based on the glossiness measured by the glossiness measuring means;
With
The image forming apparatus, wherein the recording medium heating apparatus heats the recording medium by irradiation with far infrared rays.
前記変更手段は、前記光沢度測定手段が測定した非画像部及び画像部の双方の測定値に基づいて前記加熱条件を変更制御することを特徴とする、請求項1記載の画像形成装置。 The gloss measuring means measures reflected light between a non-image portion having no toner image and an image portion having a toner image,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the changing unit changes and controls the heating condition based on measured values of both the non-image portion and the image portion measured by the glossiness measuring unit.
加熱手段によって所定温度に制御された定着部材と前記定着部材に圧接する加圧部材との間に形成されたニップ部に記録媒体を搬送して、記録媒体表面上のトナー画像を定着させ、
トナー画像の定着後の記録媒体表面の光沢度を測定し、
測定された光沢度に基づいて、搬送中の記録媒体を加熱する際の加熱条件を変更制御することを特徴とする、画像形成方法。 Heat the recording medium being transported,
A recording medium is conveyed to a nip formed between a fixing member controlled to a predetermined temperature by a heating unit and a pressure member pressed against the fixing member to fix a toner image on the surface of the recording medium;
Measure the gloss of the surface of the recording medium after fixing the toner image,
An image forming method comprising: changing and controlling a heating condition when heating a recording medium being conveyed based on the measured glossiness.
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