JP2012078808A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】消色ムラの発生した用紙に印字した場合であっても、視認性の低下を抑制することのできる技術を提供する。
【解決手段】表面が所定の電位に帯電される像担持体と、像担持体の表面を露光して潜像を形成させる露光装置と、像担持体の表面に形成された潜像上に消色可能なトナーによるトナー像を現像する現像装置と、トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字部分を覆うように、記録媒体の印字面に消色可能なトナーのトナー像を転写する動作を制御するコントローラとを備えた画像形成装置。
【選択図】図4

Description

この発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
消色可能なトナーを用いて形成した用紙上の画像を、次の画像形成時に用紙を再利用できるように消去する画像消去装置が知られている。消色可能なトナーでは、色素と発色剤の結びつきが加熱によって断ち切られることで消色が行なわれる。従来の画像消去装置では、トナー像の消色のために、例えば用紙を120〜150℃で加熱することが必要である。
特開2005−205625号公報
ところで、上述の消去装置では、用紙上に画像の消え残りやグロス残りといった消色ムラが発生することがある。消色ムラの発生した用紙に印字した場合、新しく印字された画像の視認性が低下する。
従って、消色ムラの発生した用紙に印字した場合であっても、視認性の低下を抑制することのできる技術のニーズがある。
上記課題を解決するための実施形態によれば、表面が所定の電位に帯電される像担持体と、前記像担持体の表面を露光して潜像を形成させる露光装置と、前記像担持体の表面に形成された潜像上に消色可能なトナーによるトナー像を現像する現像装置と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字部分を覆うように、前記記録媒体の印字面に前記消色可能なトナーのトナー像を転写する動作を制御するコントローラとを備えた画像形成装置が提供される。
第1の実施の形態の画像形成装置の概略の構成を示す図である。 第1の実施の形態の画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 第1の実施の形態における消色ムラを説明するための図である。 第1の実施の形態における消色方法を説明するための図である。 第2の実施の形態における画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第2の実施の形態における消色方法を説明するための図である。 第3の実施の形態における画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第4の実施の形態における画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 第4の実施の形態における画像パターンを示す図である。 第5の実施の形態の画像形成装置の概略の構成を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1は、第1の実施の形態の画像形成装置の概略の構成を示す図である。
画像形成装置100には、給紙部101、画像読取部102、画像形成部103及び定着部(消色部)104が設けられている。
給紙部101は、消色可能なトナー(以下、消色トナーという)で既に印字された用紙を画像形成部103に供給する。画像読取部102は、用紙の印字状態を読み取る。画像形成部103は、供給された用紙に更に消色トナーを転写して定着部104に送り出す。定着部104は、用紙に転写された消色トナーの画像を熱により用紙に定着する。また、定着部104は、定着を行うと共に、所定温度以上の熱を用紙に加えることで、用紙上の消色トナー画像を消去する。
次に、画像形成装置100の構成と動作を説明する。
消色動作が開始すると、給紙トレイ1に収納されている消色トナーで既に印字された用紙2が給紙ローラR1により取り出される。用紙2は、搬送ローラR2により搬送される。搬送過程において、読取部102が用紙の印字面を読取り、既に印字済みの個所を特定する。特定した印字個所に応じて画像形成部103で消色トナーを用いた印字が行なわれる。
画像形成部103は、感光ドラム4と、帯電器5、レーザ露光装置6、現像装置7、転写ローラ8、クリーナ9、除電LED10を備えている。
感光ドラム4は、支持部材表面に有機感光層を有する有機感光体(OPC:Organic Photo Conductor)である。感光ドラム4は、所定の周速で矢印s方向に駆動される。
帯電器5は、感光ドラム4の回転に従い順次感光ドラム4を所定の電位に一様に帯電する。レーザ露光装置6は、帯電された感光ドラム4上の照射位置に後述する画像情報に応じたレーザ光を照射する。そして感光ドラム4には、静電潜像が形成される。
現像装置7は、消色トナーと磁性キャリアの混合物である二成分現像剤を用いる。現像装置7の現像ローラには所定電位の現像バイアスが印加され、反転現像により感光ドラム4上の静電潜像が現像され、感光ドラム4上にトナー像が形成される。
一方、給紙トレイ1から用紙2が供給される。用紙2はレジストローラR3により感光ドラム4上のトナー像の形成に同期して転写ローラ8位置に送られ、感光ドラム4上のトナー像が用紙2に転写される。
画像形成部103の後方には、定着部(消色部)104が配置される。トナー像が転写された用紙2は感光ドラム4から剥離された後、定着部(消色部)104に送られる。定着部(消色部)104は、記録媒体である用紙2を加熱加圧する。形成された用紙上の消色トナー像は所定温度以上に加熱されることにより消色トナーの色素と発色剤の結びつきが加熱によって断ち切られ、トナー像の色が消去される。定着部(消色部)104は、ローラR4と、このローラR4に圧接する加圧回転体であるローラR5を有する。用紙2はローラR4及びローラR5間に挿通され、トナー像が加熱加圧される。これによってもともと用紙2に印字された消色トナーの画像が消去され、新しく転写された消色トナーの画像が定着されると共に消去される。定着部(消色部)104にて、消色トナーによるトナー像が消色された後、用紙2は所定方向に排出される。
なお、感光ドラム4は、クリーナ9により残留トナーをクリーニングされ、除電LED10により残留電荷を除去され、画像形成プロセスを終了する。
図2は、第1の実施の形態の画像形成装置100の制御系の構成を示すブロック図である。
画像形成装置100は、上述の給紙部101、画像読取部102、画像形成部103及び定着部(消色部)104と共に、更に、制御部110、ROM、DRAM、内部記憶装置(HDD)を備えている。そして、これらの各部はシステムバスを介して接続されている。
制御部110は、システムバスを介して接続される各部を制御する。ROMは、画像形成装置100が動作するために必要な種々の制御プログラムを記憶する。このROM内には、後述する画像形成動作及び画像消去動作を制御するための各プログラムが記憶されている。各プログラムは、制御部110によって実行が制御される。DRAMは、各プログラムの実行時に発生するデータを一時的に記憶するバッファメモリである。
次に、第1の実施の形態の消色方法について説明する。
上述のように、本願では、定着後の画像を消色する場合に、用紙の印字面に更に消色トナーを印字する。
図3は、第1の実施の形態における消色ムラを説明するための図である。
図3(a)は消去トナーを用いて印字した文字、もしくは画像の一例である。この用紙上の画像を従来の画像消去装置を用いて消色しようとしたとき、消色ムラが生ずる場合がある。図3(b)は、消色ムラの一例を示している。消色ムラは、濃度は薄くなっているものの、元の画像の形状の一部あるいは特徴とした部位の一部が視認できる状態で残存している状態にある。
ところで、消色プロセスは、消色トナーの色素と発色剤の結びつきが加熱によって断ち切られ、トナー像の色が消去される現象である。即ち、用紙上のトナーが透明に変化するのであって、トナーが除去されるわけではない。従って、透明になったトナーであっても反射特性によっては消色ムラとして視認される可能性がある。
このように、元の画像を消色した用紙を使用する場合には、新たに印字した画像の視認性を確保する方法を講じることが必要である。そのためには、元の画像の形状の一部あるいは特徴とした部位の一部が視認できないように元の画像を改める対策が考えられる。
図4は、第1の実施の形態における消色方法を説明するための図である。
図4に示すように、画像形成部103において、用紙2の全面に消色トナーを転写する。そして、定着部(消色部)104が全面に消色トナーを転写された用紙2に対して消色動作を実行する。この結果、元の画像の形状の一部あるいは特徴とした部位の一部は視認されなくなり、新たに印字した画像の視認性を確保することができる。なお、用紙2の全面に転写する消色トナーのパターンは、新たに印字した画像の視認性を確保することができるようにランダムなパターンあるいは一様なパターンであれば良い。また、均一なパターンであることが望ましく、使用する消色トナーの色、種類には特に限定されない。
〔第2の実施の形態〕
第2の実施形態では、画像形成部103において、用紙2に転写する消色トナーの図形が第1の実施の形態と異なっている。従って、第1の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
図5は、第2の実施の形態における画像形成装置100の動作を示すフローチャートである。図6は、第2の実施の形態における消色方法を説明するための図である。図5及び図6を参照しつつ画像形成装置100の動作を説明する。
アクトS01において、読取部102は、給紙ローラR1により取り出されて搬送される用紙2の印字面を読取る。図6(a)は、読み取られた印字面の状態を示している。アクトS02において、制御部110は、印字面の印字された部分(以下、印字部という)を覆う領域を設定する。図6(b)では、2ヶ所の領域が設定されている。なお、それぞれの印字部が所定の距離以内にあるときは、それらを連続する印字部と見なして、一つの領域を設定しても良い。また、領域は、矩形に限られず、円形、楕円形であっても良く、任意の閉曲線で囲まれる領域であっても良い。
アクトS03において、制御部110は、設定した領域を所定のパターンで印字するように画像情報を作成する。この所定のパターンは、ランダムなパターンあるいは一様なパターンであれば良い。例えば、ベタパターン、ハーフトーンパターン、万線パターンなどである。アクトS04において、制御部110は、その画像情報に基づいて用紙2に消色トナーを印字するように画像形成部103の各部を制御する。
図6(c)は、定着部(消去部)104において消去された用紙2の印字面を示している。消去後においても印字部には消去ムラがあるが、その消去ムラはトナー層が均一化されており、元の画像の特徴的な形状などが表されていない。従って、次印字工程での印字画像が見えづらくなることが防止できる。
〔第3の実施の形態〕
第3の実施形態では、画像形成部103において、消色トナーを用紙2に転写する方式が第1の実施の形態と異なっている。従って、第1の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
図7は、第3の実施の形態における画像形成装置100の動作を示すフローチャートである。
アクトS11において、読取部102は、給紙ローラR1により取り出されて搬送される用紙2の印字面を読取る。アクトS12において、制御部110は、読み取った印字面の印字率が所定値T1よりも大きいかどうかを調べる。印字率は、次の式(1)で表される値である。
印字率=(用紙上のトナーの占める面積)/(用紙全体の面積)・・式(1)
印字率が所定値T1よりも大きいとき(アクトS12でYes)は、アクトS13において、制御部110は、第1の実施の形態と同様に、用紙2の全面に消色トナーを転写するように画像形成部103を制御する。印字率が所定値T1以下のとき(アクトS12でNo)は、アクトS14において、制御部110は、第2の実施の形態と同様に、印字部を囲む領域に消色トナーを転写するように画像形成部103を制御する。
印字率が高い場合には、印字部を囲む領域が用紙内に多数存在する場合がある。そうすると、その領域に消色トナーを転写することで、却って、次印字工程での印字画像が見えづらくなる可能性が高くなるからである。
なお、アクトS12では、印字率で印字方法を切り替えたが、印字部を囲む領域の数で印字方法を切り替えても良い。即ち、領域の数が所定数以上の場合は、用紙2の全面に消色トナーを転写し、領域の数が所定数よりも少ない場合は印字部を囲む領域に消色トナーを転写する。
〔第4の実施の形態〕
第4の実施形態では、画像形成部103において、消色トナーを用紙2に転写する方式が第1の実施の形態と異なっている。従って、第1の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
図8は、第4の実施の形態における画像形成装置100の動作を示すフローチャートである。
アクトS21において、読取部102は、給紙ローラR1により取り出されて搬送される用紙2の印字面を読取る。アクトS22において、制御部110は、読み取った印字面の印字部の画像濃度を抽出する。ここで、印字部の画像濃度は、それぞれの印字部の画像濃度の最大値を抽出しても良く、平均値を抽出しても良い。画像濃度は画像に照射した光の反射輝度と対応付けることができる。即ち、反射輝度が高い場合は画像濃度が低く、反射輝度が低い場合は画像濃度が高いと対応付ける。アクトS23において、制御部110は、画像濃度に応じた画像パターンを選択する。
図9は、第4の実施の形態における画像パターンを示す図である。
例えば、画像濃度がα以下のときは、画像パターンとして薄い万線パターンを選択する。画像濃度がαよりも大きく、β以下のときは、ハーフトーンパターンを選択する。画像濃度がβよりも大きいときは、ベタパターンを選択する。即ち、画像濃度が大きいときは濃度の大きいパターンまたは画像密度の高いパターンを選択し、画像濃度が小さいときは濃度の小さいパターンまたは画像密度の低いパターンを選択する。
アクトS24において、制御部110は、選択したパターンで用紙に消色トナーを転写させる。なお、消色トナーの転写においては、用紙全面にトナーを転写しても良く、印字部にトナーを転写しても良く、また第3の実施の形態と同様に印字率などによって転写部位を選択しても良い。
なお、上述の各実施の形態では、画像形成部103は、電子写真方式の印刷部(感光体4、帯電5、露光6、現像7、転写8、クリーニング9、除電10)として構成した。しかしながら、本願発明は、消色可能なトナーに限られず、消色可能なインクであっても成立する。即ち、上述の図1に示す実施の形態の画像形成部103に替えて、インクジェット印刷部(インクジェットヘッド)を用いて構成することもできる。
図10は、第5の実施の形態の画像形成装置の概略の構成を示す図である。
第5の実施の形態では、図1の画像形成部103に替えてインクジェット印刷部105を備えている。インクジェット印刷部105は、無端デバイスであるドラム111、ラインヘッドユニット112、乾燥ユニット113、用紙剥離ユニット114を備えている。
ドラム111は、所定の周速度で回転可能であり、その外周面には用紙Pを吸着して保持可能(吸着可能)である。ラインヘッドユニット112は、C(Cyan),M(Magenta),Y(Yellow),K(key color : Black)の各色のラインヘッド112−C,112−M,112−Y,112−Kを備えている。ラインヘッド112−C,112−M,112−Y,112−Kは、それぞれドラム111の回転方向Yと直交する方向(主走査方向)に設けられて、主走査方向への印字を一度に行う事を可能とする。
乾燥ユニット113は、エアー又は加熱エアーを用紙に吹き付けることで用紙P上のインクを乾燥させる。用紙剥離ユニット114は、画像が形成され、インクが乾燥された用紙を剥離爪によりドラム111から剥離し、用紙を用紙搬送経路の下流に向けて排出する。
なお、第5の実施の形態の画像形成装置の動作は、上述の第2から第4の実施の形態の動作と同じであるため、その詳細の説明は省略する。
なお、上述の実施の形態で説明した各機能は、ハードウエアを用いて構成しても良く、また、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現しても良い。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。
更に、各機能は図示しない記録媒体に格納したプログラムをコンピュータに読み込ませることで実現させることもできる。ここで本実施の形態における記録媒体は、プログラムを記録でき、かつコンピュータが読み取り可能な記録媒体であれば、その記録形式は何れの形態であってもよい。
更に、本実施の形態では、画像形成装置の定着部が消色トナーあるいは消色インクの消色機能を有しているが、消色機能を有さなくても良い。その場合に消色トナーあるいは消色インクの画像を消去する場合は、画像形成部を有さず給紙部と消色部を有する消去装置を用いて、消色トナーの画像を消色すれば良い。
上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
1…給紙トレイ、2…用紙、4…感光ドラム、5…帯電器、6…露光装置、7…現像装置、8…転写装置、9…クリーナ、10…除電LED、100…画像形成装置、101…給紙部、102…画像読取部、103…画像形成部、104…定着部、105…インクジェット印刷部、110…制御部、111…ドラム、112…ラインヘッド、113…乾燥ユニット、114…用紙剥離ユニット。

Claims (22)

  1. 表面が所定の電位に帯電される像担持体と、
    前記像担持体の表面を露光して潜像を形成させる露光装置と、
    前記像担持体の表面に形成された潜像上に消色可能なトナーによるトナー像を現像する現像装置と、
    前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
    前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字部分を覆うように、前記記録媒体の印字面に前記消色可能なトナーのトナー像を転写する動作を制御するコントローラと
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記コントローラは、前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字面全面に前記消色可能なトナーのトナー像を転写する動作を制御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. 前記記録媒体の印字面全面に転写されるトナー像は、一様な画像パターンであることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記コントローラは、
    前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字部分を覆う領域を設定し、
    前記記録媒体の前記領域に前記消色可能なトナーのトナー像を転写する動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  5. 前記記録媒体の前記領域に転写されるトナー像は、一様な画像パターンであることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記コントローラは、
    前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字率が所定値以上のときは、前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字面全面に前記消色可能なトナーのトナー像を転写する動作を制御し、
    前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字率が所定値よりも小さいときは、前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字部分を覆う領域を設定し、前記記録媒体の前記領域に前記消色可能なトナーのトナー像を転写する動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  7. 前記記録媒体に転写されるトナー像は、一様な画像パターンであることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
  8. 前記コントローラは、前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字部分を覆う領域を設定し、
    前記領域の数が所定値以上のときは、前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字面全面に前記消色可能なトナーのトナー像を転写する動作を制御し、
    前記領域の数が所定値よりも小さいときは、前記記録媒体の前記領域に前記消色可能なトナーのトナー像を転写する動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  9. 前記コントローラは、
    前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字部の濃度を取得し、
    異なる複数の画像パターンを、当該画像パターンの濃度が前記印字部の濃度と比例するように対応づけ、
    前記印字部の濃度に対応付けられた画像パターンで、前記記録媒体の印字部分を覆うように、前記記録媒体の印字面に前記消色可能なトナーのトナー像を転写する動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  10. 前記異なる複数の画像パターンは、ベタパターン、ハーフトーンパターン、万線パターンを含むことを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
  11. 像担持体の表面を所定の電位に帯電し、
    消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字部分を覆うように、前記像担持体の表面を露光して潜像を形成し、
    前記像担持体の表面に形成された潜像上に消色可能なトナーによるトナー像を現像し、
    前記トナー像を前記消色可能なトナーが定着された記録媒体に転写すること
    を特徴とする画像形成方法。
  12. 前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字面全面に前記消色可能なトナーのトナー像を転写することを特徴とする請求項11に記載の画像形成方法。
  13. 前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字部分を覆う領域を設定し、
    前記記録媒体の前記領域に前記消色可能なトナーのトナー像を転写することを特徴とする請求項11に記載の画像形成方法。
  14. 前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字率が所定値以上のときは、前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字面全面に前記消色可能なトナーのトナー像を転写し、
    前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字率が所定値よりも小さいときは、前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字部分を覆う領域を設定し、前記記録媒体の前記領域に前記消色可能なトナーのトナー像を転写することを特徴とする請求項11に記載の画像形成方法。
  15. 前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字部分を覆う領域を設定し、
    前記領域の数が所定値以上のときは、前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字面全面に前記消色可能なトナーのトナー像を転写し、
    前記領域の数が所定値よりも小さいときは、前記記録媒体の前記領域に前記消色可能なトナーのトナー像を転写することを特徴とする請求項11に記載の画像形成方法。
  16. 前記消色可能なトナーが定着された記録媒体の印字部の濃度を取得し、
    異なる複数の画像パターンを、当該画像パターンの濃度が前記印字部の濃度と比例するように対応づけ、
    前記印字部の濃度に対応付けられた画像パターンで、前記記録媒体の印字部分を覆うように、前記記録媒体の印字面に前記消色可能なトナーのトナー像を転写することを特徴とする請求項11に記載の画像形成方法。
  17. 消色可能なインクで印字された記録媒体を搬送し、
    前記記録媒体の印字部分を覆うように、消色可能なインクで印字することを特徴とする画像形成方法。
  18. 前記消色可能なインクが印字された記録媒体の印字面全面に前記消色可能なインクで印字することを特徴とする請求項17に記載の画像形成方法。
  19. 前記消色可能なインクが印字された記録媒体の印字部分を覆う領域を設定し、
    前記記録媒体の前記領域に前記消色可能なインクで印字することを特徴とする請求項17に記載の画像形成方法。
  20. 前記消色可能なインクが印字された記録媒体の印字率が所定値以上のときは、前記消色可能なインクが印字された記録媒体の印字面全面に前記消色可能なインクで印字し、
    前記消色可能なインクが印字された記録媒体の印字率が所定値よりも小さいときは、前記消色可能なインクが印字された記録媒体の印字部分を覆う領域を設定し、前記記録媒体の前記領域に前記消色可能なインクで印字することを特徴とする請求項17に記載の画像形成方法。
  21. 前記消色可能なインクが印字された記録媒体の印字部分を覆う領域を設定し、
    前記領域の数が所定値以上のときは、前記消色可能なインクが印字された記録媒体の印字面全面に前記消色可能なインクで印字し、
    前記領域の数が所定値よりも小さいときは、前記記録媒体の前記領域に前記消色可能なインクで印字することを特徴とする請求項17に記載の画像形成方法。
  22. 前記消色可能なインクが印字された記録媒体の印字部の濃度を取得し、
    異なる複数の画像パターンを、当該画像パターンの濃度が前記印字部の濃度と比例するように対応づけ、
    前記印字部の濃度に対応付けられた画像パターンで、前記記録媒体の印字部分を覆うように、前記記録媒体の印字面に前記消色可能なインクで印字することを特徴とする請求項17に記載の画像形成方法。
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