JP2012047897A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着後の収縮した記録紙に光沢を付与する場合であっても、光沢付与領域の位置ずれを目立たないようにすることができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 画像形成装置１００は、中間転写ベルト８から転写された記録紙上のトナー像を加熱する定着器１６と、定着器１６により加熱された記録紙の任意の領域に光沢を付与するサーマルヘッド２０１と、光沢付与領域を設定する操作部５０５とを有する。ＣＰＵ５０２は、光沢付与領域の境界領域がトナー画像領域に隣接する場合は、当該境界領域における光沢付与を段階的に行うグラデーション処理を施す。
【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、例えば、第１の定着器の後段に第２の定着器を設け、第１の定着器を通過した記録紙を第２の定着器で再加熱することにより、光沢を付与する方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この方式では、記録紙の全面に光沢を付与することが可能であるが、領域を限定して光沢を付与することができなかった。また、光沢を付与することを必要としない部分にまで熱を加えるので、消費電力が増大するという問題があった。

そこで、第１の定着器の後工程に第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、画像が形成されている領域に限定して光沢を付与する方式が用いられている（例えば、特許文献２参照）。

特開昭６３−１９２０６８号公報 特開２００７−５２１７５号公報、段落［００８０］

しかしながら、特許文献２記載の発明では、サーマルヘッドを使用して記録紙の任意の領域を再加熱して光沢を付与するよりも前に、第１の定着器からの加熱により記録紙に含有されていた水分が蒸発する。水分の蒸発により、第１の定着器での定着後は記録紙が収縮し、その寸法に変化が生じる。

収縮により記録紙の寸法が変化すると、記録紙上のトナー画像の位置に対してサーマルヘッドにより光沢を付与する位置がずれてしまう。このずれにより、光沢を付与すべき位置に光沢を付与できないおそれや、光沢を付与すべきでない位置に光沢を付与してしまうおそれがある。

そこで、本発明の目的は、光沢を付与する位置がずれてしまった場合であっても、光沢付与領域の位置ずれを目立たないようにすることができる画像形成装置を提供することにある。

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画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画像を加熱する定着手段と、前記定着手段により加熱された記録紙の任意の領域に光沢を付与する光沢付与手段と、前記光沢付与手段により光沢を付与される記録紙上の光沢付与領域を設定する設定手段と、前記光沢付与領域の境界領域がトナー画像領域に隣接する場合は、当該境界領域における光沢付与を段階的に行うグラデーション処理を施す制御手段と、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、光沢を付与する位置がずれてしまった場合であっても、光沢付与領域の位置ずれを目立たないようにすることができる。

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。 トナー画像領域、光沢付与領域、及びサーマルヘッドの駆動パターンの関係を示す図である。 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。光沢付与装置５５には、サーマルヘッド２０１が記録紙Ｐの搬送方向に直交する幅方向に長手となるよう設けられている。

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。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る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、画像形成装置１００に対する操作入力を行うことができる。

図６は、光沢付与領域設定画面を示す図である。

ユーザからの操作入力に応じて、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（斜線部分）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の設定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、トナー画像領域、光沢付与領域、及びサーマルヘッド２０１の駆動パターンの関係を示す図である。

図７（ａ）は、トナー画像領域の左半分に光沢を付与する場合に、実際に光沢が付与された領域の位置にずれがない場合を表す図である。なお、光沢を付与する際の、記録紙の搬送方向（副走査方向）におけるサーマルヘッド２０１の熱量分布と、記録紙の搬送の方向と直交する方向（主走査方向）におけるサーマルヘッド２０１の熱量分布とを、それぞれトナー画像の右側、下側に示す。

一方、記録紙に対して、実際に光沢が付与された領域の位置がずれてしまった場合、図７（ｂ）のようになる。この図では、トナー画像の位置に対して光沢付与領域の位置が右方向にｘずれた状態を示しており、光沢を付与された領域の左側の領域７０１に幅ｘの光沢を付与されていない領域ができている。また、光沢付与領域における右側の幅ｘの領域７０２は、本来光沢を付与してはいけない領域である。このように、光沢付与領域がずれてしまった場合、光沢を付与すべき領域の一部に光沢が付与されず、光沢を付与すべきでない領域の一部に光沢が付与されてしまう。

そこで、本実施形態では、記録紙に対する光沢付与領域の位置ずれを見越して、サーマルヘッド２０１の主走査方向と副走査方向の熱量分布が、図７（ｃ）に示される分布となるように、サーマルヘッド２０１の駆動パターンを決定する。

すなわち、光沢付与領域がトナー画像領域に隣接する場合には、光沢付与領域から離れるにしたがって光沢の度合いが小さくなるように、境界領域における光沢をグラデーション処理する。具体的には、図７（ｃ）の領域７０３に示されるように、境界領域においてはサーマルヘッド２０１の温度を徐々に変化させ、急激な光沢の変動がおきないようにする。このようにグラデーション処理することで、境界領域における光沢付与領域の位置ずれを目立たないようにすることができる。

なお、上記グラデーション処理を施すための熱量分布制御にあたっては、サーマルヘッド２０１の発熱部１つ１つに流す電流を制御することで、熱量分布制御を行う。具体的には、光沢付与領域の境界から離れるにつれて発熱部１つ１つに流す電流値を小さくすることで、グラデーション処理を行う。

しかし、例えば、電流値は変えずに、光沢付与領域の境界から離れるにつれて１画素あたりの通電時間が短くなるように制御することで、熱量分布制御を行ってもよい。また、電流値や通電時間のいずれも変更せずに、光沢付与領域の境界から離れるにつれて発熱させる発熱部の数が少なくなるように制御することで、グラデーション処理を行ってもよい。

なお、定着後の記録紙の収縮率は、記録紙の種類や厚みにより異なる。具体的には、普通紙の場合、長手方向及び幅方向の長さは、ともに０．１〜０．５％程度収縮する。例えば、Ａ３サイズの普通紙の場合、サイズが２９７ｍｍ×４２０ｍｍであるため、収縮率が最大の０．５％とすると、幅方向で約１．５ｍｍ、長手方向で２．１ｍｍ収縮することになる。解像度が６００ｄｐｉの場合、例えば２．１ｍｍの収縮は、４画素程度の収縮量になる。

したがって、最大で４画素程度の位置ずれが発生するものと考え、光沢付与領域の境界から４画素分だけ外側の領域を境界領域としてグラデーション処理を行う。

一方、光沢付与領域に隣接する領域にトナー画像が存在しない領域７０４については、光沢付与領域を拡大する。これは、トナー画像の載っていない記録紙上をサーマルヘッド２０１で加熱しても、光沢は付与されないことから、トナー画像が存在しない領域７０４については光沢付与領域を拡大しても問題ない。ここで、拡大する幅は、グラデーション処理と同様に４画素分である。

光沢付与領域の拡大処理によれば、図７（ｂ）の領域７０１のように、実際に光沢が付与される領域の位置ずれにより光沢が付与されない領域にまで光沢を付与できるようになり、光沢付与領域の位置ずれを視認できないようにすることができる。

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、図６の光沢付与領域設定画面でユーザにより設定された光沢付与領域設定データを取得する（Ｓ８０１）。次に、ＣＰＵ５０２は、
外部のスキャナ、ＰＣ、及びＦＡＸ等の外部装置３００から、記録紙に形成される画像の元となるトナー画像データを取得する（Ｓ８０２）。

そして、ＣＰＵ５０２は、ステップＳ８０１で取得された光沢付与領域設定データから、光沢付与領域の境界領域を抽出する（Ｓ８０３）。その後、ＣＰＵ５０２は、抽出された境界領域において、ステップＳ８０２で取得されたトナー画像データに基づき、光沢付与領域がトナー画像領域に隣接するかどうかを判断する（Ｓ８０４）。

ステップＳ８０４において、光沢付与領域がトナー画像領域に隣接すると判断された場合、ＣＰＵ５０２は、図７の領域７０２に示されるように、光沢付与領域がトナー画像領域との間の境界領域をグラデーション処理する（Ｓ８０５）。一方、ステップＳ８０４において、光沢付与領域がトナー画像領域に隣接すると判断されなかった場合、ＣＰＵ５０２は、図７の領域７０１に示されるように、この境界領域を拡大処理する（Ｓ８０６）。

ステップＳ８０５におけるグラデーション処理、又はステップＳ８０６における拡大処理が終わると、ＣＰＵ５０２は、全ての境界領域について処理が完了したかどうかを判断する（Ｓ８０７）。全ての境界領域について処理が完了していない場合は、ステップＳ８０３に戻り、ＣＰＵ５０２は他の境界領域を抽出して同様の処理を行う。全ての境界領域について処理が完了した場合は、ＣＰＵ５０２はこのフローチャートによる処理を終了する。

以上で説明したように、本実施形態によれば、光沢を付与する位置がずれてしまった場合であっても、光沢付与領域の位置ずれを目立たないようにすることができる。

なお、以上の説明では光沢付与手段としてサーマルヘッドを例に挙げて説明したが、光沢付与領域に透明トナー画像を形成することで記録紙Ｐの一部に光沢を付与する構成に適用してもよい。この場合、ＣＰＵ５０２がグラデーション処理を行う場合は、透明トナーの載り量を段階的に変化させるようにすればよい。

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（光沢付与手段に対応）
５０２ ＣＰＵ（制御手段に対応）
５０５ 操作部（設定手段に対応）

Claims (5)

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画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画像を加熱する定着手段と、
   前記定着手段により加熱された記録紙の任意の領域に光沢を付与する光沢付与手段と、
   前記光沢付与手段により光沢を付与される記録紙上の光沢付与領域を設定する設定手段と、
   前記光沢付与領域がトナー画像領域に隣接する場合は、前記光沢付与領域と前記トナー画像領域との間の境界領域における光沢付与を段階的に行うグラデーション処理を施す制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記光沢付与領域から離れるにしたがって光沢の度合いが小さくなるように、前記グラデーション処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記光沢付与領域に隣接する領域に前記トナー画像領域が存在しない場合は、前記光沢付与領域を前記トナー画像領域が存在しない方向に向けて拡大する拡大処理を施すことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記光沢付与手段は、記録紙の搬送方向に直交する幅方向に長手となるよう設けられたサーマルヘッドであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記光沢付与手段は、記録紙の任意の領域に透明トナー画像を形成する手段であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

Images