JP2011128312A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 サーマルヘッドに印加される電圧の変動を抑えることにより、記録紙の光沢ムラの発生を防止すること。
【解決手段】 画像形成装置１００は、搬送される記録紙の任意の領域に１ライン毎に熱を加えることにより光沢を付与するサーマルヘッド２０１と、記録紙における光沢付与領域を設定する操作部５０５を有する。ＣＰＵ５０２は、サーマルヘッド２０１により記録紙が加熱される際に駆動される発熱部の数を各ラインで近づけるように、光沢付与領域を補正する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、記録紙に形成された画像に光沢を付与する画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置として、第１の定着器の後段に第２の定着器としてのサーマルヘッドを用いて任意の領域を再加熱することにより、光沢を付与する方式が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−５２１７５号公報、段落［００８０］

しかしながら、サーマルヘッドによる光沢付与装置を使用した場合、サーマルヘッドをオンする発熱部の個数を急激に変化させると、サーマルヘッドに印加される電圧が変動してしまい、サーマルヘッドの発熱量が変動してしまう場合がある。この場合、記録紙に光沢ムラが発生してしまい、画像品質が劣化してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、サーマルヘッドに印加される電圧の変動を抑えることにより、記録紙の光沢ムラの発生を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、記録紙を給紙する給紙手段と、前記給紙手段により給紙された記録紙にトナー像を転写する転写手段と、前記転写手段により記録紙に転写されたトナー像を記録紙に定着させる定着手段と、記録紙の搬送方向に直交する幅方向に複数の発熱部が並べて配置され、前記定着手段によりトナー像を定着された記録紙の任意の領域に１ライン毎に熱を加えることにより光沢を付与するサーマルヘッドと、前記サーマルヘッドにより光沢を付与される記録紙における光沢付与領域を設定する設定手段と、前記サーマルヘッドにより記録紙が加熱される際に駆動される前記発熱部の数を各ラインで近づけるように、前記設定手段で設定された前記光沢付与領域を補正する補正手段と、前記補正手段により補正された前記光沢付与領域に基づき、前記複数の発熱部の駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、サーマルヘッドに印加される電圧の変動を抑えることにより、記録紙の光沢ムラの発生を防止することができる。

画像形成装置１００の断面図である。 光沢付与装置５５の断面図である。 サーマルヘッド２０１のヘッド配置図である。 サーマルヘッド２０１の電気構成を示すブロック図である。 画像形成装置１００及び光沢付与装置５５の制御ブロック図である。 光沢付与領域設定画面を示す図である。 光沢付与領域の一例を示す図である。 記録紙への光沢付与動作を示すフローチャートである。

図１は、画像形成装置１００の断面図である。

画像形成装置１００は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｂｋの４つの画像形成部を備えている。

中間転写ベルト８の下方には、レーザースキャナユニット７が配置されており、各色の感光体２ａ（イエロー）、２ｂ（マゼンタ）、２ｃ（シアン）、２ｄ（ブラック）に各色の画像データに基づいて変調されたレーザ光を照射する。レーザ光の照射前には、それぞれ一次帯電器３ａ（イエロー）、３ｂ（マゼンタ）、３ｃ（シアン）、３ｄ（ブラック）にて、感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの全面を帯電させた状態にしている。

現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、レーザースキャナユニット７によりレーザ光を照射された各色の感光体に各色のトナーを静電的に付着させる。各色の感光体に付着したトナーは、中間転写ベルト８に転写され、ベルトは図中Ａの方向に進行し、転写された各色のトナー像は、二次転写ローラ１２にて、記録紙Ｐへと再度転写される。

さらにその下方に給紙ユニット１７、手差しマルチトレイ２０を配置し、記録紙Ｐの搬送パス１８、搬送ローラ１９、二次転写ローラ１２を縦に配置し、その上方に定着器１６を備えている。

定着器１６は、内部にヒータパターンを印刷したセラミック基板などの熱源を有する定着フィルム１６ａと前記基板に前記フィルムをはさんで加圧される加圧ローラ１６ｂから構成される。

さらに、定着器１６の下流側には定着排紙ローラ２１、及び光沢付与装置５５が配置されている。記録紙Ｐの表裏面に画像を形成する場合には、定着排紙ローラ２１を逆回転することにより、片面の画像形成及び定着が終了した記録紙Ｐを両面搬送路２３へと搬送し、記録紙Ｐの裏面に再度画像形成を行うべく二次転写ローラ１２の方向へ再給紙する。

なお、記録紙センサ２４は、給紙ユニット１７や手差しマルチトレイ２０から給紙される記録紙Ｐ、及び両面搬送路２３から再給紙される記録紙Ｐを検知するためのセンサである。

光沢付与装置５５は、記録紙Ｐの任意の領域を再加熱して光沢を付与する装置である。光沢付与装置５５により記録紙Ｐへの光沢の付与が完了した後、記録紙Ｐは光沢付与装置５５から排紙トレイ２２へと排紙される。

図２は、光沢付与装置５５の断面図である。

定着排紙ローラ２１は、定着器１６の下流にあり、定着器１６から排出された記録紙Ｐを光沢付与装置５５へと搬送する。定着排紙センサ２０８は、定着器１６と定着排紙ローラ２１の間に配置されており、定着器１６から排出された記録紙Ｐの先端及び後端を検知し、定着器１６内に記録紙Ｐが滞留していないことを監視する。

光沢付与装置５５には、サーマルヘッド２０１が設けられている。図３に示されるように、サーマルヘッド２０１の先端Ｈにはｎ個の発熱部（Ｈ１、Ｈ２、・・・、Ｈｎ）が設けられている。複数の発熱部（Ｈ１、Ｈ２、・・・、Ｈｎ）は、３００ｄｐｉの間隔で記録紙Ｐの幅の分だけ、およそ５０００個ライン状に並べられている。

有限長のフィルム２０２は、送り出しローラ２０４から送り出され、巻取りローラ２０５により巻き取られる構成になっている。サーマルヘッド２０１に対向する対向ローラ２０３は、記録紙Ｐの搬送を行う。分離板２０６は、フィルム２０２と記録紙Ｐとを分離する機能を持つ。

定着排紙ローラ２１から矢印方向に搬送されてきた記録紙Ｐは、フィルム２０２と対向ローラ２０３により形成されるニップ部を通過する。このとき、サーマルヘッドがオンされた領域のみ記録紙Ｐ上のトナー像が再加熱され、光沢が付与された画像が形成される。再加熱された記録紙Ｐは、フィルム２０２と共に左方向に送り出される。記録紙Ｐは分離板２０６によりフィルム２０２と分離され、フィルム２０２が巻取りローラ２０５に巻き取られる一方、記録紙Ｐのみが光沢付与装置５５から排出される。

図４は、サーマルヘッド２０１の電気構成を示すブロック図である。

シフトレジスタ４０１は、後述するＣＰＵ５０２からＣＬＫ信号に同期して順次入力されたＤＡＴＡ信号を１ライン分記憶する。ラッチレジスタ４０２は、ＬＡＴ信号のタイミングでシフトレジスタ４０１のデータをラッチする。ここで、ラッチされたデータがサーマルヘッド２０１を駆動する駆動信号となる。

ゲート回路４０３は、ＳＴＢ信号がＨｉｇｈの時にラッチレジスタ４０２にラッチされている駆動信号を出力する。ドライバ素子４０４は、サーマルヘッド２０１を駆動する素子であり、Ｈｉｇｈが入力されたときにサーマルヘッド２０１がオンされる。抵抗ヒータ４０５は、サーマルヘッド２０１のｎ個の発熱部（Ｈ１、Ｈ２、・・・、Ｈｎ）に対応して設けられた、ｎ個の抵抗（Ｒ１、Ｒ２、・・・、Ｒｎ）から構成される。

図５は、画像形成装置１００及び光沢付与装置５５の制御ブロック図である。

制御部５０１は、ＣＰＵ５０２、ＲＯＭ５０３、及びＲＡＭ５０４を有する。ＣＰＵ５０２は、画像形成装置１００全体を制御する制御回路である。ＲＯＭ５０３には、画像形成装置１００で実行する各種処理を制御するための制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ５０４は、ＣＰＵ５０２が動作するためのシステムワークメモリであり、また画像データを一時記憶するための画像メモリとしても機能する。

ＣＰＵ５０２は、外部のスキャナ、ＰＣ、及びＦＡＸ等の外部装置３００から画像データを受信し、画像形成装置１００の内部に設けられた各種センサ類５０７の出力に応じて、各種モータ類５０６を制御して記録紙Ｐへの画像形成動作を行う。また、ユーザは、操作部５０５上の入力キーを用いて、操作部５０５に設けられた表示部の表示の切り替えをＣＰＵ５０２に指示することができる。

図６は、光沢付与領域設定画面を示す図である。

例えば、１ページに写真画像とテキスト画像の両方が混在する画像データの場合、写真画像領域については光沢を付与し、テキスト画像領域については光沢を付与したくないとユーザが望む場合がある。そこで、本実施形態では、ユーザが操作部５０５から光沢付与領域を設定できることとした。

操作部５０５に設けられた表示部は、外部から受信した画像データに基づきこれから出力する画像６００を表示する。ユーザは、画像６００における光沢付与領域６０５を、操作部５０５から指定する。具体的には、ユーザは、光沢付与領域６０５の２点の角Ａ及びＢの座標を、座標入力部６０１〜６０４から入力することにより、光沢を付与する領域を入力する。

なお、ここでは操作部５０５から光沢付与領域６０５を指定することとしたが、この構成に限られない。例えば、ユーザがスキャナ、ＰＣ、及びＦＡＸ等の外部装置３００から光沢付与領域６０５を入力し、入力された光沢付与領域６０５を示すデータを画像形成装置１００へと送信するようにしてもよい。

図７は、光沢付与領域の一例を示す図である。

記録紙Ｐに対して、領域Ａ１は光沢付与領域として設定されている一方、領域Ａ２及びＡ３は光沢付与領域として設定されていないトナー像領域であるものとする。

図７（ａ）に示されるように、この例では、記録紙Ｐの搬送方向に直交する幅方向におけるＬ１、Ｌ２、及びＬ３のラインを比較すると、ラインＬ３の部分が最も光沢付与領域が大きいことが分かる。図７（ｂ）に示されるように、ラインＬ３における光沢付与ドット数はＷ９であり、領域Ａ１においてサーマルヘッド２０１を加熱する最大幅はＷ９となる。

一方、ラインＬ２の部分では、光沢付与ドット数はＷ６となっており、ラインＬ３の部分における光沢付与領域よりも幅が狭くなっている。ラインＬ２とラインＬ３との間の光沢付与ドット数の差が大きい場合は、サーマルヘッド２０１に印加される電圧が急激に変動してしまい、サーマルヘッド２０１の発熱量が変動してしまう。サーマルヘッド２０１の発熱量が変動すると、光沢ムラを引き起こしてしまう。

そこで、ラインＬ２における光沢付与ドット数を、ラインＬ３における光沢付与ドット数Ｗ９と同等にする必要がある。具体的には、ラインＬ２における光沢付与領域Ａ１の右側には、光沢を付与する必要のないトナー像領域Ａ３があるため、領域Ａ１の右側には領域Ａ３の手前までＷ８の幅だけ加熱領域を延長する。一方、ラインＬ２において、領域Ａ１の左側にＷ７だけ延長し、サーマルヘッド２０１の総加熱ドット数Ｗ６＋Ｗ７＋Ｗ８がＷ９に等しくなるようにする。

また、ラインＬ１では光沢付与領域が更に狭くＷ１となっており、領域Ａ１の左右両側には光沢を付与する必要のないトナー像領域Ａ２及びＡ３が存在する。ラインＬ１の部分についても同様に、前述のラインＬ２の部分と同様の処理を行う。すなわち、Ｗ１以外に、トナー像が存在しない領域Ｗ２〜Ｗ５にまで加熱領域を拡大し、サーマルヘッド２０１の総加熱ドット数Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４＋Ｗ５がＷ９に等しくなるようにする。

なお、記録紙Ｐの先端から光沢付与領域Ａ１の先端まで、及び光沢付与領域Ａ１の後端から記録紙Ｐの後端までは光沢付与領域が存在しないが、この領域においても、トナー像の無い領域でＷ９に等しいドット数の発熱部を駆動させる。

図８は、記録紙への光沢付与動作を示すフローチャートである。

このフローチャートを実行するためのプログラムは、ＲＯＭ５０３に記憶されており、ＣＰＵ５０２により読み出されることにより実行される。

まず、ＣＰＵ５０２は、スキャナ、ＰＣ、及びＦＡＸ等の外部装置３００からから送信された画像データを受信することにより、画像データを取得する（Ｓ８０１）。次に、ＣＰＵ５０２は、図６の光沢付与領域設定画面からユーザにより入力された光沢付与領域データを取得する（Ｓ８０２）。

そして、ＣＰＵ５０２は、取得した光沢付与領域データに基づき、１ライン分の光沢付与ドット数の最大値Ｇｍａｘを演算する（Ｓ８０３）。図７の例では、ラインＬ３における光沢付与ドット数Ｗ９が、最大値Ｇｍａｘとなる。

次に、ＣＰＵ５０２は、光沢付与動作を行うにあたり、画像データ中における何ライン目かを示す変数Ａを１に初期化する（Ｓ８０４）。そして、ＣＰＵ５０２は、Ａライン目の光沢付与ドット数Ｇａを演算する（Ｓ８０５）。図７の例では、ラインＬ１における光沢付与ドット数はＷ１となり、ラインＬ２における光沢付与ドット数はＷ６となる。

その後、ＣＰＵ５０２は、Ｇａ＝Ｇｍａｘかどうかを判断し（Ｓ８０６）、Ｇａ＝Ｇｍａｘの場合には、サーマルヘッド２０１の駆動パターンを補正することなく、ステップＳ８０８へと処理を進める。

一方、Ｇａ≠Ｇｍａｘの場合には、ＣＰＵ５０２はＡライン目のサーマルヘッド２０１の駆動パターンに対し、Ｇｍａｘ−Ｇａ分だけ光沢付与ドット数を追加する補正を行う（Ｓ８０７）。つまり、ＣＰＵ５０２は、駆動されるサーマルヘッド２０１の発熱部の数が各ラインとも最大値Ｇｍａｘと同数となるように、光沢付与領域を補正する。図７の例では、ラインＬ１における光沢付与ドット数Ｗ１に更なる光沢付与ドット数Ｗ２〜Ｗ５を追加し、ラインＬ２における光沢付与ドット数Ｗ６に更なる光沢付与ドット数Ｗ７〜Ｗ８を追加することに対応する。

そして、ＣＰＵ５０２は、Ａライン目のサーマルヘッド２０１の駆動パターンに基づいてサーマルヘッド２０１を駆動することで、記録紙Ｐへの光沢付与を行う（Ｓ８０８）。その後、ＣＰＵ５０２は、Ａライン目が画像データにおける最終ラインかどうかを判断し（Ｓ８０９）、最終ラインの場合にはこのフローを終了する。

一方、最終ラインではない場合は、Ａに１を加算し（Ｓ８１０）、次のラインにおける光沢付与動作を行うべく、ステップＳ８０５の処理に戻る。

以上の制御を行うことにより、サーマルヘッド２０１により記録紙Ｐが加熱される際に駆動される発熱部の数の変動が小さくなる。これによって、サーマルヘッドに印加される電圧の変動を抑えることができ、記録紙の光沢ムラの発生を防止することができる。

なお、本実施形態においては、１ライン毎に駆動するサーマルヘッド２０１の発熱部の数を各ラインで一致するように制御したが、実際には完全に一致させる必要はない。すなわち、電圧変動が無視できる程度、光沢付与ドット数（駆動する発熱部の数）に差を持たせても同様の効果を得られる。具体的には、光沢付与ドット数の変動を最大で１０％以内に抑えるようにすれば、電圧変動をほとんど無視できる。

また、上記の本実施形態では、画像形成装置１００としてタンデム型のカラー画像形成装置を一例として示したが、電子写真方式の画像形成装置であれば、この構成に限られるものではない。

１２ 二次転写ローラ（転写手段に対応）
１６ 定着器（定着手段に対応）
１７ 給紙ユニット（給紙手段に対応）
２０ マルチトレイ（給紙手段に対応）
５５ 光沢付与装置
１００ 画像形成装置
２０１ サーマルヘッド
５０２ ＣＰＵ（補正手段、制御手段に対応）
５０５ 操作部（設定手段に対応）

Claims (3)

1. 記録紙を給紙する給紙手段と、
   前記給紙手段により給紙された記録紙にトナー像を転写する転写手段と、
   前記転写手段により記録紙に転写されたトナー像を記録紙に定着させる定着手段と、
   記録紙の搬送方向に直交する幅方向に複数の発熱部が並べて配置され、前記定着手段によりトナー像を定着された記録紙の任意の領域に１ライン毎に熱を加えることにより光沢を付与するサーマルヘッドと、
   前記サーマルヘッドにより光沢を付与される記録紙における光沢付与領域を設定する設定手段と、
   前記サーマルヘッドにより記録紙が加熱される際に駆動される前記発熱部の数を各ラインで近づけるように、前記設定手段で設定された前記光沢付与領域を補正する補正手段と、
   前記補正手段により補正された前記光沢付与領域に基づき、前記複数の発熱部の駆動を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正手段は、前記サーマルヘッドにより記録紙が加熱される際に駆動される前記発熱部の数を各ラインで近づけるように、前記光沢付与領域として設定されていない領域で、かつ、トナー像が形成されていない領域に前記光沢付与領域を拡大することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記補正手段は、前記サーマルヘッドにより記録紙が加熱される際に駆動される１ラインあたりの前記発熱部の数の最大値を演算し、駆動される前記発熱部の数が各ラインとも前記最大値と同数となるように、前記設定手段で設定された前記光沢付与領域を補正することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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