JP2013200224A - 光沢測定装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送中の用紙に形成された画像の光沢を高い精度で測定する。
【解決手段】測定基準位置ＳＰに向かって光を照射する発光部７１と、用紙Ｐに形成されたトナー像で正反射された光を受光する受光部７２と、測定基準位置ＳＰの用紙搬送方向上流側及び下流側に第１搬送ローラ対７３及び第２搬送ローラ対７４を設ける。そして、第２搬送ローラ対７４の搬送速度を第１搬送ローラ対７３の搬送速度よりも速くし、用紙Ｐを緊張させた状態で、用紙Ｐに形成された画像の光沢を測定する。ここで、測定精度を一層向上させる観点からは、発光部７１から用紙に向かって照射される光の測定基準位置ＳＰにおけるスポット径を５ｍｍ以上とするのが好ましい。また、発光部７１から用紙Ｐに向かって照射される光は近赤外光であるのが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明は、光沢測定装置等に関し、より詳細には、搬送中の用紙に形成された画像の光沢を測定する装置等に関するものである。

ファクシミリやプリンター、複写機などの電子写真方式の画像形成装置、特にプロダクトプリンティングの分野で用いられる画像形成装置には、画像の安定性が強く要求される。近年、画像の光沢が色味に少なからず影響していることが知られるようになり、画像の安定性を向上させるために、形成された画像の光沢を装置内で測定して、画像形成条件や定着条件を調整することが行われつつある。

例えば、定着後の記録媒体上の定着された現像剤像表面の光沢を測定し、測定結果に応じて画像形成条件や定着条件を制御する技術が提案されている（例えば特許文献１〜４を参照）。

特開2002-31921号公報 特開2003-186260号公報 特開2006-267165号公報 特開2009-68891号公報

例えばトナー画像の光沢は、「JIS Z 8741」で規定されているように、トナー画像に照射された光のうち正反射した光の受光量を測定して求められる。このため、搬送されている不安定な用紙上のトナー画像の光沢を測定する場合には、測定部から用紙までの距離や用紙の傾きが変動するため、高い測定精度を得ることは困難であった。

そこで本発明の目的は、搬送中の用紙上の画像の光沢を高い精度で測定できる装置を提供することにある。

また本発明の他の目的は、所望の光沢と色味の画像が安定して得られる画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成する本発明に係る測定装置は、搬送中の用紙に形成された画像の光沢を測定する装置であって、用紙に向かって光を照射する発光部と、用紙に形成された画像で正反射された光を受光する受光部と、搬送中の用紙が測定基準位置となるように調整する位置調整手段とを備えたことを特徴とする。

ここで、測定精度を一層向上させる観点からは、前記発光部から用紙に向かって照射される光の測定基準位置におけるスポット径を５ｍｍ以上とするのが好ましい。

また、前記発光部から用紙に向かって照射される光は近赤外光であるのが好ましい。

前記位置調整手段が、測定基準位置の用紙搬送方向上流側と下流側とに設けられた、用紙を挟持して搬送する２組の搬送ローラ対を有するものであって、用紙搬送方向下流側の搬送ローラ対の搬送速度を、用紙搬送方向上流側の搬送ローラ対の搬送速度よりも速くし、２組の搬送ローラ対によって用紙を緊張させた状態で、搬送中の用紙に形成された画像の光沢を測定するものであってもよい。

あるいは、前記位置調整手段が、測定基準位置の用紙搬送方向上流側と下流側とに設けられた、用紙を挟持して搬送する２組の搬送ローラ対と、測定基準位置において用紙に接触し支持する支持部材とを有するものであって、前記支持部材によって用紙を支持した状態で、搬送中の用紙に形成された画像の光沢を測定するものであってもよい。

そしてまた、前記位置調整手段が、測定基準位置の用紙搬送方向上流側の搬送路に形成された湾曲部であって、前記湾曲部を通過した用紙がその剛性によって搬送路の内側面に接触している状態で、用紙に形成された画像の光沢を測定するものであってもよい。

そしてまた本発明によれば、前記のいずれかに記載の光沢測定装置を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明の測定装置によれば、搬送中の用紙に形成された画像の光沢を高い精度で測定することができる。

また本発明の画像形成装置によれば、所望の光沢と色味の画像が安定して得られる。

本発明に係る画像形成装置及び光沢測定装置の一例を示す概説図である。 図１の画像形成装置における定着装置及び光沢測定装置の拡大構成図である。 本発明に係る光沢測定装置の他の実施形態を示す概説図である。 本発明に係る光沢測定装置のさらに他の実施形態を示す概説図である。

以下、本発明に係る光沢測定装置及び画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図を示す。図１に示す画像形成装置８は、画像を形成するプリンター部８１と、原稿画像を読み取るイメージリーダ部８２と、使用者が画像形成条件を入力したり装置の状態等を表示する操作表示部８３とを備える。イメージリーダ部８２は、不図示の原稿ガラス板の上に載置された原稿を、スキャナを移動して読み取る公知のもので、不図示のＣＣＤイメージセンサにより電気信号に変換された画像データが得られる。

プリンター部８１には、トナー像を担持し、時計回りに回転する円筒状の感光体（静電潜像担持体）Ｄの周囲に、感光体Ｄの表面を一様に帯電させる帯電装置２と、感光体Ｄ表面に光を照射して静電潜像を形成する露光装置３と、感光体Ｄにトナーを供給し感光体Ｄ上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置４と、現像装置４によって形成された感光体Ｄ上のトナー像を用紙Ｐに転写する転写ローラ（転写装置）５と、用紙Ｐに転写されずに感光体Ｄ上に残留したトナーを除去するクリーニング装置６とが設けられている。

帯電装置２は、スコロトロン方式の帯電装置であって、感光体Ｄに対向する面側が開口した箱状のシールド電極２２と、シールド電極２２内に張架された放電電極２１と、シールド電極２２の開口に取り付けられたグリッド電極２３とを有する。放電電極２１に数ｋＶの電圧が印加されるとコロナ放電が発生し、これに感光体Ｄの表面が一様に帯電される。なお、帯電装置２の種類は特に限定されるものでなく、ローラ方式の帯電部材、ブレード状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材等を用いてももちろん構わない。

露光装置３は、帯電装置２によって一様に帯電された感光体Ｄの表面に、例えばパソコンなどの外部装置から入力される画像データに基づいて、選択的に光を照射して露光を行い、感光体Ｄの表面に所定の静電潜像を形成する。

現像装置４は、ハウジング４１と、感光体Ｄに対向し回転可能に設けられた現像ローラ４２と、現像ローラ４２に向かって現像剤を搬送する搬送ローラ４３とを備える。ハウジング４１内にはトナーとキャリア（いずれも不図示）とからなる現像剤が収容されている。現像ローラ４２に現像バイアス電圧を印加すると、現像ローラ４２に印加される電圧と感光体Ｄの静電潜像との電位差によってトナーが感光体Ｄに移動し、感光体Ｄ上の静電潜像がトナーによって可視像化（トナー画像）される。

転写ローラ５は、転写ローラ５に連結された駆動モータ（不図示）によって回転可能に設けられるとともに付勢部材（不図示）によって感光体Ｄに圧接している。また転写ローラ５には、不図示の電圧印加手段によって、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアス電圧が印加される。感光体Ｄと転写ローラ５との間を用紙Ｐが通過する際に、転写ローラ５に前記転写バイアス電圧が印加され、感光体Ｄに形成されたトナー画像が用紙Ｐに転写する。

クリーニング装置６は、感光体Ｄに圧接するクリーニングブレード６１を備え、感光体Ｄ表面に残留する未転写トナーを感光体Ｄから除去する。

プリンター部８１の下部には、用紙Ｐを収納した給紙カセット５１がプリンター部８１に対して着脱自在に配置されている。給紙カセット５１内に収納された用紙Ｐは、給紙カセット５１の上方側部に配置された給紙ローラ５２の回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路５０に送り出される。給紙カセット５１から送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対５３に搬送され、レジストローラ対５３から感光体Ｄの回転とタイミングを合わせて転写ローラ５と感光体Ｄとのニップ部に送り出され、前述の通りトナー画像が用紙Ｐに転写される。

さらに、プリンター部８１は、感光体Ｄから用紙Ｐに転写されたトナー画像を定着させる定着装置１を備えている。定着装置１は、ハロゲンヒータＨを内蔵した定着ローラ１１と、定着ローラ１１に圧接する加圧ローラ１２とを有する。定着ローラ１１と加圧ローラ１２とのニップ部を用紙Ｐが通過する際に加熱及び加圧されてトナー画像が用紙Ｐに溶融定着される。そして、用紙Ｐは、光沢測定装置７を通って排出口５５から本体側面の排紙トレイ８５に排出される。

画像形成装置８は、画像形成装置８に関係する構成要素を総合的に制御する制御装置８４を備えており、この制御装置８４は、感光体Ｄ、現像ローラ４２、転写ローラ５、給紙ローラ５２、搬送ローラ５３及び定着ローラ１１などの回転駆動と帯電装置２、露光装置３、現像装置４などの作動を制御すると共に、後述する光沢測定装置７の測定値に基づいて定着ローラ１１の搬送速度やハロゲンヒータＨの入切を制御し、用紙Ｐに形成されたトナー像の光沢を調整する。もちろん、制御装置８４の制御動作は、操作表示部８３から使用者が入力した設定条件によっても実行される。

図２に光沢測定装置７の概略構成図を示す。光沢測定装置７は、定着装置１の用紙搬送方向下流に設けられ、測定基準位置ＳＰに向かって光を照射する発光部７１と、用紙Ｐに形成されたトナー像で正反射（入射角と反射角とが等しい）された光を受光する受光部７２と、測定基準位置ＳＰの用紙搬送方向上流側及び下流側に設けられた位置調整手段としての第１搬送ローラ対７３及び第２搬送ローラ対７４とを有する。

搬送中の用紙Ｐは不安定であるため、通常の装置では、測定基準位置ＳＰにおいて用紙Ｐは図のＸ，Ｙ，Ｚ方向にずれた状態となっている。用紙Ｐが、図のＸ，Ｙ，Ｚ方向のいずれの方向にずれても、トナー像での正反射光が受光部７２に正しく入射しないので、トナー像の光沢を高い精度で測定できなかった。

そこで、本発明の光沢測定装置では、用紙Ｐを挟持し搬送する第１搬送ローラ対７３と第２搬送ローラ対７４とを設けると共に、第２搬送ローラ対７４の搬送速度を第１搬送ローラ対７３の搬送速度よりも速くした。これにより、測定基準位置ＳＰにおいて用紙Ｐが緊張した状態となり図のＸ，Ｙ，Ｚ方向に位置決めされた状態となる。第２搬送ローラ対７４と第１搬送ローラ対７３との搬送速度差に特に限定はないが、通常、５ｍｍ／ｓｅｃ〜３０ｍｍ／ｓｅｃの範囲が好ましい。なお、第２搬送ローラ対７４は駆動ローラである必要があるが、第１搬送ローラ対７３は従動ローラであっても構わない。

発光部７１から用紙Ｐのトナー像に向かって照射する光は、平行光であれば特に限定はなく、可視光や赤外光などいずれでもよいが、トナー画像の色によって測定感度が変動するのを防止する観点からは可視光以外が好ましく、近赤外の波長を有する光がより好ましい。

また、発光部７１から用紙Ｐに向かって照射される光の、測定基準位置ＳＰにおけるスポット径は５ｍｍ以上であるのが望ましい。前記スポット径を５ｍｍ以上とすることによって、用紙Ｐの表面凹凸による高周波成分と用紙Ｐの表面うねりによる低周波成分の影響を抑制でき、より高精度で光沢を測定できるようになる。

光沢測定装置７で測定されたトナー像の光沢値は制御装置８４（図１に図示）に送られ、所望の光沢となるように、定着ローラ１１の回転駆動や定着温度などの定着条件や、現像バイアス電圧や転写バイアス電圧などの画像形成条件が調整される。

図３に、本発明に係る光沢測定装置の他の実施形態を示す。なお、前記実施形態と同じ部材及び同じ部分には同じ符号を付すこととする。図３に示す光沢測定装置は、測定基準位置ＳＰに向かって光を照射する発光部７１と、用紙Ｐに形成されたトナー像で正反射された光を受光する受光部７２と、測定基準位置ＳＰの用紙搬送方向上流側及び下流側に設けられた位置調整手段としての第１搬送ローラ対７３及び第２搬送ローラ対７４とを有する。そしてさらに、測定基準位置ＳＰにおいて用紙Ｐに接触し支持する支持ローラ（支持部材）７５を有する。

第１搬送ローラ対７３と第２搬送ローラ対７４とによって用紙Ｐを挟持し搬送する際に、支持ローラ７５を用紙Ｐの裏面に接触させ支持させることにより、測定基準位置ＳＰにおいて用紙Ｐが図のＸ，Ｙ，Ｚ方向に位置決めされた状態となる。これにより、高精度で光沢を測定できるようになる。

測定基準位置ＳＰにおいて用紙Ｐの裏面に接触し支持する支持部材は、用紙Ｐに対して摩擦抵抗の少ない材質及び形状であればよく、ローラ形状の他、板形状などであっても構わない。また、支持部材を用紙Ｐに接触する位置と接触しない位置とに移動可能とし、用紙Ｐの先端が第２搬送ローラ対７４のニップ部で挟持された後、すなわち第１搬送ローラ対７３と第２搬送ローラ対７４とに用紙Ｐが挟持されたときに、非接触位置から接触位置に移動させて用紙Ｐを支持するようにしてもよい。

図４に、本発明に係る光沢測定装置のさらに他の実施形態を示す。図４に示す光沢測定装置では、測定基準位置ＳＰよりも用紙搬送方向上流側の搬送路に、用紙搬送方向を略直角に変える湾曲部（位置調整手段）７６が設けられている。この湾曲部７６によって用紙搬送方向が変えられることによって、湾曲部７６を通過した用紙Ｐは、用紙Ｐの剛性で搬送路の内面に張り付き、測定基準位置ＳＰにおいて図のＸ，Ｙ，Ｚ方向に位置決めされた状態となる。これにより、高精度で光沢を測定できるようになる。

湾曲部７６による用紙搬送方向の変更角度は、湾曲部７６を通過した用紙Ｐが、その剛性で搬送路の内面に張り付いた状態となる範囲において特に限定はなく、用紙Ｐの種類や大きさなどから適宜決定すればよい。通常、当該変更角度は３０°〜１００°の範囲が好ましい。

また、湾曲部７６の湾曲終了端から測定基準位置ＳＰまでの距離Ｌは、用紙Ｐの種類などから適宜決定すればよいが、通常、数ｃｍ程度とするのが好ましい。

本発明の測定装置は、搬送中の用紙に形成された画像の光沢を高い精度で測定することができ有用である。

７ 光沢測定装置
Ｐ 用紙
７１ 発光部
７２ 受光部
７３ 第１搬送ローラ対
７４ 第２搬送ローラ対
７５ 支持ローラ
７６ 湾曲部
ＳＰ 測定基準位置

Claims (7)

1. 搬送中の用紙に形成された画像の光沢を測定する装置であって、
   用紙に向かって光を照射する発光部と、用紙に形成された画像で正反射された光を受光する受光部と、搬送中の用紙が測定基準位置となるように調整する位置調整手段とを備えたことを特徴とする光沢測定装置。
2. 前記発光部から用紙に向かって照射される光の測定基準位置におけるスポット径が５ｍｍ以上である請求項１記載の光沢測定装置。
3. 前記発光部から用紙に向かって照射される光が近赤外光である請求項１又は２記載の光沢測定装置。
4. 前記位置調整手段が、測定基準位置の用紙搬送方向上流側と下流側とに設けられた、用紙を挟持して搬送する２組の搬送ローラ対を有するものであって、
   用紙搬送方向下流側の搬送ローラ対の搬送速度を、用紙搬送方向上流側の搬送ローラ対の搬送速度よりも速くし、２組の搬送ローラ対によって用紙を緊張させた状態で、搬送中の用紙に形成された画像の光沢を測定する請求項１〜３のいずれかに記載の光沢測定装置。
5. 前記位置調整手段が、測定基準位置の用紙搬送方向上流側と下流側とに設けられた、用紙を挟持して搬送する２組の搬送ローラ対と、測定基準位置において用紙に接触し支持する支持部材とを有するものであって、
   前記支持部材によって用紙を支持した状態で、搬送中の用紙に形成された画像の光沢を測定する請求項１〜３のいずれかに記載の光沢測定装置。
6. 前記位置調整手段が、測定基準位置の用紙搬送方向上流側の搬送路に形成された湾曲部であって、前記湾曲部を通過した用紙がその剛性によって搬送路の内側面に接触している状態で、用紙に形成された画像の光沢を測定する請求項１〜３のいずれかに記載の光沢測定装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の光沢測定装置を有することを特徴とする画像形成装置。