JP2609302B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、片面に現像剤がコーティングされた受像
シートを用いる画像形成装置において、基材の異なる受
像シートを選択的に使用できるようにした画像形成装置
に関する。

（ｂ）従来の技術 近年、感光性マイクロカプセルがコーティングされた
メディアシートと現像剤がコーティングされた受像シー
トとを用いた画像形成装置が開発されている。前記感光
性マイクロカプセルは感光材料と無色染料が封入された
もので感光材料には光照射により重合を開始して硬化す
る光硬化材料が用いられる（特開昭58−88739号な
ど）。光硬化材料により光が当たった感光性マイクロカ
プセルが硬化すると、メディアシート全体として選択的
硬化像が形成される。一方、受像シートには前記無色染
料を発色させる現像材料がコーティングされており選択
的硬化像が形成されたメディアシートにこの受像シート
が重ね合わされて加圧されると、硬化されなかった感光
性マイクロカプセルが破壊され内部の無色染料が流出し
て受像シートの現像剤により発色反応を起こして像が形
成される。

なお、メディアシートを造像露光後、これを受像シー
トと重ね合わせ、一対の加圧ローラ間を通過させる転写
造像システムについては、USP4399209に公知である。別
の現像方法としては、特開昭62−6257号に３本ロール型
の装置が提案されている。造像露光の前後あるいは、同
時に非画像態露光を行う方法についてはUSP466704に公
知である。さらに３種の異なる感光性を有するマイクロ
カプセルを、支持体上に分散させたシートを用いた画像
形成方法は、ELECTRONIC IMAGING（MORGAN−GRANPIA PU
BLISHING COMPANY 1984.10）PHOTOCAPSULE PROCESS FOR
HARD COPY OUTPUTに公知である。

（ｃ）発明が解決しようとする課題 上述の感光性マイクロカプセルのコーティングされた
メディアシートを用いた画像形成装置では、受像シート
としてもっぱら紙の片面に現像剤をコーティングした受
像紙が対象とされているが、画像形成の原理上片面に現
像剤層を形成したシート材であれば受像シートとして用
いることができる。例えば、PETなどの透明樹脂シート
を基材としてその片面に現像剤をコーティングしたもの
を受像シートとして用いれば、画像形成後の受像シート
をOHP用の原稿として用いることができる。

ところが、これまでは紙基材の受像シートと透明樹脂
基材の受像シートとを自動的に検知して判別する方法が
なかった。すなわち、透明樹脂基材の受像シートであっ
ても、その表面には現像剤がコーティングされているた
め透光性が無く白色を呈しており、透過光のコントラス
トを利用する従来の検知方法では紙基材の受像シートと
透明樹脂基材の受像シートとが判別できない。

第10図（Ａ），（Ｂ）はその様子を図解している。同
図（Ａ）は透明樹脂基材の例、（Ｂ）は紙基材の例につ
いて光の散乱反射状態を示している。このように受像シ
ートの表裏ともに散乱反射する。

このために、従来技術によれば例えば操作パネルにOH
P用紙か紙かを指定するキースイッチを設け、オペレー
タに操作してもらう必要があった。この場合、もしオペ
レータがその指示操作を行わないままコピースタートし
たなら、画像形成工程において最適条件が設定されない
まま処理されるため、コピー画質の品質が低下したり、
最悪の場合には紙詰まりが生じたり、装置内部が破損す
るなどの不具合が生じる。特に透明樹脂基材の受像シー
トは、基材に対するコーティング剤の付着力が弱いた
め、この透明樹脂基材の受像シートが表裏逆に給紙され
た場合、現像工程で加圧ローラ通過時、コーティング剤
が剥がれてローラ側に付着してしまい、サービスマンに
よるメンテナンスが必要となることがある。

なお、種別を表すマーキングを各受像シートに施して
おき、何らかのセンサで読み取る方法も考えられるが、
画像をスクリーンに投影する用途には適さない。

この発明の目的は受像シートの基材が紙であるか透明
樹脂であるかを自動的に判別できるようにしてオペレー
タによる指示操作を不要とするとともに、受像シートの
種別指示操作の誤りを無くした画像形成装置を提供する
ことにある。

また、この発明の他の目的は紙基材の受像シートと透
明樹脂基材の受像シートの種別を自動判定するととも
に、受像シートの種別に応じて画像形成工程を最適条件
に設定できるようにした画像形成装置を提供することに
ある。

（ｄ）課題を解決するための手段 この発明の請求項１の画像形成装置は、片面に現像剤
がコーティングされた受像シートを給紙する手段と、こ
の受像シートに画像を形成する画像形成手段を備えたも
のにおいて、 給紙されるべき受像シートの裏面に対してそれぞれ投
光器と受光器を配し、受像シートの全反射の有無を検出
することにより受像シートの裏面の光沢性を検出する光
沢性検出手段と、 この光沢性検出手段による受像シート裏面の光沢性検
出結果が全反射有りのとき受像シートの基材シートが透
明樹脂基材シートであると判定し、受像シート裏面の光
沢性検出結果が全反射無しのとき受像シートの基材シー
トが紙基材シートであると判定する受像シートの基材種
別判定手段を設けたことを特徴としている。

また、この発明の請求項２の画像形成装置は、感光性
マイクロカプセルがコーティングされたメディアシート
を造像露光する工程と、造像露光後のメディアシートに
現像剤をコーティングした受像シートを重ね加圧するこ
とにより発色像を受像シート上に形成する現像工程とを
有する画像形成装置において、 給紙されるべき受像シートの裏面に対してそれぞれ投
光器と受光器を配し、受像シートの裏面の全反射の有無
を検出することにより受像シートの裏面の光沢性を検出
する光沢性検出手段と、 この光沢性検出手段による受像シート裏面の光沢性検
出結果が全反射有りのとき受像シートの基材シートが透
明樹脂基材シートであると判定し、受像シート裏面の光
沢性検出結果が全反射無しのとき受像シートの基材シー
トが紙基材シートであると判定する受像シートの基材種
別判定手段と、 受像シートの種別に応じて前記造像露光工程および／
または現像工程の処理条件を切り換える処理条件切換手
段、 を設けたことを特徴としている。

（ｅ）作用 請求項１の画像形成装置では、給紙されるべき受像シ
ートの裏面に対して投光器と受光器を配し、受像シート
の裏面の光沢性を検出する光沢性検出手段が設けられて
いる。この光沢性検出手段の典型例を第１図に示す。

第１図においてLEDは投光器を構成する発光ダイオー
ド、PTは受光器を構成するフォトトランジスタである。
LEDとPTの対は受像シートに対して垂直な平面内におか
れ、かつ受像シートの法線に対する角度Ｒが等しい位置
で受像シートの裏面側に配置されている。このような装
置にて角度Ｒを変化させたときの紙基材受像シートの表
裏および透明樹脂基材の受像シートの表裏について鏡面
反射率、すなわちフォトトランジスタの出力電流を測定
すれば第２図に示すようになる。同図から明らかなよう
に、紙基材の受像シートおよび透明樹脂基材の受像シー
ト表面側では反射率の角度依存性が見られず拡散反射が
支配的である。これは紙基材、透明樹脂基材に関わらず
表面側に現像剤がコーティングされているために鏡面に
なっていないためである。一方、透明樹脂シートの裏面
側は鏡面を呈しており、入射角Ｒは小さい範囲では出力
電流が小さいが、ある臨界角を越える範囲で全反射す
る。ここで透明樹脂基材の屈折率をn1、空気の屈折率を
noとするとき、 90゜＞Ｒ＞SIN^-1（no/n1） なる条件で全反射する。たとえば屈折率1.3のPET基材の
受像シートであれば臨界角Ｒは約50゜となる。

このように光沢性検出手段が全反射の有無などにより
受像シートの基材の光沢性を検出し、さらに受像シート
種別判定手段がこの光沢性検出結果により受像シートの
基材が紙であるか透明樹脂であるかを判定する。すなわ
ちシートの裏面に光沢性があれば透明樹脂基材の受像シ
ートとみなし、光沢性が無ければ紙基材の受像シートと
みなす。

この発明の請求項２における画像形成装置では造像露
光工程によりメディアシートに造像露光が行われ、現像
工程で造像露光後のメディシートに受像シートが重ねら
れ加圧されることにより発色像が受像シート上に形成さ
れるが、受像シート種別判定手段の結果により造像露光
工程および／または現像工程の処理条件が切り換えられ
る。一般に透明樹脂基材の受像シートは紙基材のものに
比較して造像露光工程における露光量を減少させた方が
高い画像濃度が得られる。また、現像工程における現像
速度は遅くした方が高い画像濃度が得られる。このよう
に受像シートの基材に応じた処理条件が設定されるた
め、受像シートの種別に関わらず常に最適な画像が形成
される。

（ｆ）実施例 第３図はこの発明の適用された実施例である複写機の
概略構成図を示している。この複写機では、無色染料お
よび光硬化剤を封入したマイクロカプセルが表面にコー
ティングされたロール状のメディアシートを使用し、表
面に現像剤がコーティングされたカットシート状の受像
シートを給紙カセットに装填して使用している。

第３図において複写機本体の右端部にはメディアカー
トリッジ１が装着されていてメディアシート11が連続的
に供給できるようになっている。複写機本体の上面に形
成されている原稿台２に置かれた原稿（図示せず）は照
明ランプ３により照明され、その像はミラー、レンズ４
を通ってメディアシート11上に結像される。この結像点
近傍に補助露光ランプ10が配置されていて、メディアシ
ート11に対して補助露光を行う。複写機本体左側部には
給紙カセット５が装着されていて、適切なシーケンスに
より受像シート14が給紙ローラ12によりストップローラ
13方向へ給紙される。給紙カセット５とストップローラ
13間には受像シート裏面の光沢性を検知する光沢性検知
センサSP1およびSP2が対向配置されている。受像シート
14がセンサSP1およびSP2間を通過してストップローラ13
に一時停止している状態でセンサSP1は受像シート14の
表面側の光沢性を検知し、一方のセンサSP2は受像シー
ト14の裏面側の光沢性を検知する。後述するようにこの
２つのセンサSP1およびSP2の検知結果により受像シート
の種別とともに受像シートの表裏面が給紙カセット５に
正しく装填されているか否かの判定を行う。

ストップローラ13は受像シート14を所定のタイミング
で加圧ローラ６のローラ間へ搬送する。これとともに受
像シート14がメディアシート11の露光部分と重ね合わさ
れて加圧ローラ６で加圧される。これにより選択的硬化
像の現像と転写が行われ、加圧ローラ６を通過した使用
済のメディアシート11が排出される。また、加圧ローラ
６を通過した受像シート14が加熱ローラ７へ送られここ
で加熱されて排紙トレイ８に排出される。加熱ローラ７
は受像シート14として表面に熱可塑性樹脂がコーティン
グされているものを使用したときに、加熱によってその
熱可塑性樹脂を溶融し転写像を光沢のあるものにする。

第４図は第３図に示した光沢性検知センサSP1およびS
P2の構成を示している。センサSP1およびSP2にはそれぞ
れ投光器として発光ダイオードLED1およびLED2が設けら
れ、受光器としてフォトトランジスタPT1およびPT2が設
けられている。また、対を成す発光ダイオードとフォト
トランジスタは受像シートに対して垂直な平面内におか
れ、かつ図に示すように受像シートの法線に対する角度
Ｒが等しい位置に配置されている。この角度Ｒは、受像
シートが透明樹脂基材の受像シートであるときその透明
樹脂基材面で全反射する角度である。

さてこのように構成した光沢性検知センサの出力と受
像シートの種別との関係は次の通りである。

ここでOHPは透明樹脂基材を表している。センサSP1の
出力がOFFであれば正常状態であり、センサSP2の出力に
より受像シートの基材が紙であるか透明樹脂であるかの
判定を行う。一方センサSP1の出力がONであれば異常状
態であり、そのときのSP2の出力によって透明樹脂基材
の受像シートが裏向きに装填されているか、給紙が行わ
れていない状態であるかを判別する。（受像シートが無
ければ、PT1がLED2の直接光を受け、PT2がLED1の直接光
を受けるため、共にONとなる。） なお、投光器に用いる光源としては発光ダイオードの
他、ヒューズランプなどのタングステンランプを用いる
ことができる。受光器としてはフォトトランジスタの
他、フォトダイオードや各種の光センサを用いることが
できるが、受光器の持つ分光感度は投光器に用いる光源
の発光波長と適宜合致させることが大きなコントラスト
を得る上で好ましい。また、第５図に示すように鏡面反
射光のみを効率的に受光するために、光路中にレンズを
設けたり、適当なアパーチャを設けることによって、光
束を絞り込むことも有効である。

第６図は複写機の制御部のブロック図を示している。
CPU26はオペレータに対する指示およびオペレータの操
作内容を読み込みCPU29へ制御コードを出力するCPUであ
る。CPU29は各種周辺装置の制御を行って複写プロセス
を実行するCPUである。CPU26にはそのプログラムが予め
書き込まれたROM24、各種ワーキングエリアとして用い
られるRAM25およびI/Oインターフェース回路23が接続さ
れている。I/Oインターフェース回路23にはコピーキー
などを含むオペレータの操作するキーボード20、受像シ
ートの誤装填の警告表示などを行う表示器21および受像
シートの給紙カセットの有無を検知するカセットセンサ
22が接続されている。CPU29にはそのプログラムを予め
記憶したROM27、プログラムの実行に際して各種ワーキ
ングエリアとして用いられるRAM28およびI/Oインターフ
ェース回路30が接続されている。I/Oインターフェース
回路30には原稿を照明する照明ランプ31、ミラーなどの
光学系を走査するスキャンモータ32、レンズをズーミン
グするレンズモータ33、メディアシートに補助露光を行
う補助露光ランプ34、給紙ローラ、ストップローラ、加
圧ローラ、加熱ローラなどの各種ローラを駆動するモー
タ35並びに受像シートの光沢性検知センサのSP1,SP2、
露光量を検知する露光センサおよび加熱ローラの温度を
検知する温度センサなど各種センサ36が接続されてい
る。

第７図および第８図は第６図に示したCPU26および29
の処理手順を示している。CPU26は第７図に示すよう
に、まずキーボードの操作内容を読み込み、キー入力が
あればタイマＴをリセットして操作されたキーに応じた
処理を行う。ここでタイマＴは一定時間キー操作がなさ
れなかったことを検知するためのものである。コピーキ
ーが操作されたならCPU29に対してコピースタートを指
示するコードを出力する（n1〜n5）。後述するようにこ
のコピースタート指示によりCPU29がコピー動作を開始
し、コピー完了後コピー完了コードをCPU26へ出力す
る。コピースタートを指示した後CPU29からコピー完了
コードを受信したならキーリードルーチンへ戻るが（n6
→n1）、CPU29からエラーコードXXを受信したなら次に
述べる処理を行う。このエラーコードXXはCPU29が受像
シートの誤装填を検知した際に出力されるエラーコード
である。このエラーコードを受信した際、先ず受像シー
トが誤装填されいる旨を表示器に表示し給紙カセットが
解除されるまで待つ（n7→n8→n9）。給紙カセットが解
除されたなら誤装填の表示を消去するとともに給紙カセ
ットの再装着を待つ（n10→n11）。再び給紙カセットが
装着されたなら受像シートが正しく装填されたものとみ
なしてキーリードルーチンへ戻る（n11→n1）。なお、C
PU29から他のエラーコードを受信した場合はそのエラー
コードに応じた処理を行う（n12→n13）。また、キーリ
ードルーチンにおいてキー入力が一定時間すなわちタイ
マＴの値が所定値TMに達するまでなかったら、コピープ
ロセスを紙基材の受像シート用に設定するための指示コ
ードをCPU29へ出力する（n2→n14→n15）。

一般に殆どの場合紙基材の受像シートでコピーされる
ため、このように自動的に紙基材の受像シート用の処理
条件に切り換わることによって、条件設定が完了するま
での待ち時間を短縮することができる。

さて、CPU29は第８図に示すように先ず、CPU26からコ
ピースタートコードの出力を待つ（n20）。コピースタ
ートコードを受信したなら、受像シートの給紙を開始
し、ストップローラを一時停止させる（n21→n22）。こ
の状態で光沢性検知センサSP1およびSP2の検知結果を読
み込み、その状態に応じた処理を行う。先ずSP1がON、S
P2がOFFであればエラーコードXXをCPU26へ出力する（n2
3→n24→n25）。SP1がON、SP2がONであればエラーコー
ドYYを出力する（n26）。このエラーコードYYは受像シ
ートが給紙されていない状態を表すコードである。SP1
がOFFであれば正常状態であり、この状態でSP2がONかOF
Fかの判定を受像シート種別判定手段であるステップn27
で行う。もしONであれば透明樹脂基材の受像シート用に
コピー条件を設定する（n27→n28）。もしSP2がOFFであ
れば紙基材の受像シート用にコピー条件を設定する（n2
9）。コピー条件としては後述するように、露光条件、
現像速度条件、光沢化温度条件および光沢化速度条件な
どを切り換えることによって設定する。各種条件が設定
値（目標値）に達したならコピープロセスを開始し、コ
ピー完了時にコピー完了コードをCPU26へ出力する（n30
〜n32）。なお、処理すべき工程に達するまでにその処
理条件の変更が完了すると予想される場合は条件変更完
了前に次の工程に進めることも可能である。

以上のように構成した複写機において、受像シートが
紙基材の場合と透明樹脂基材の場合とでそれぞれ最適な
コピープロセス条件を求めるために、各工程の処理条件
が画像にどのような影響を与えるかを調べた。その結果
を次に示す。先ず複写すべき原稿として光学的な反射濃
度が0.05から1.95まで0.1ステップのグレースケールを
用い、各種処理条件のもとにコピーを撮り、再現画像の
濃度を濃度計を用いて測定した。なお、受像シートが紙
基材の場合は反射濃度、受像シートが透明樹脂基材の場
合は透過濃度で測定した。

第９図（Ａ）〜（Ｆ）は各種処理条件と画像濃度（最
高濃度および下地濃度）の関係を紙基材の場合（実線）
と、透明樹脂基材の場合（破線）についてそれぞれ表し
ている。

〔ｉ〕造像露光条件 第９図（Ａ）に示すように透明樹脂基材の受像シート
を用いる場合、造像露光量は紙基材の場合と比べて露光
濃度が約0.15少ない方が最高濃度が高くコントラストの
大きな画像が得られることがわかる。造像露光量を減少
させるためには、スキャン速度を速くするか照明用ラン
プへの投入電力を減少させること以外に光路中に絞りや
可動スリットを設けることによっても可能である。

〔ii〕現像速度条件 第９図（Ｂ）に示すように透明樹脂基材の樹脂シート
を用いる場合、紙基材の場合に比較して現像速度が遅い
方が良好である。紙基材の受像シートの場合、現像速度
を10mm/sec以上に設定しないと、下地濃度が高く、下地
の汚れたコピー画像となる。一方、透明樹脂基材の受像
シートの場合、現像速度は45mm/sec以下の方がより高い
最高濃度が得られ、コントラストの高いコピー画像が得
られる。

〔iii〕光沢化温度条件 第９図（Ｃ）に示すように透明樹脂基材の受像シート
の場合、光沢化温度（加熱ローラの温度）は紙基材の受
像シートに比べて低い方が良好であり、高く設定すると
オフセットが生じ、加熱ローラを汚してしまうことがあ
った。但し画像濃度に与える影響に大差はみられなかっ
た。

第９図（Ｄ）は、加熱ローラを使用せず赤外線輻射を
利用して加熱することによって光沢化を行う方式の測定
結果を示している。同図に示すように透明樹脂基材の受
像シートを用いる場合、光沢化温度は紙基材の受像シー
トに比較して高い方が良好であり、低く設定すれば最高
濃度が低下し、コントラストの低いコピー画像となる。

〔iv〕光沢化速度条件 第９図（Ｅ）および（Ｆ）は前述の接触型光沢化装置
および非接触型光沢化装置での光沢化速度と画像濃度の
関係を示している。何れの場合でも透明樹脂基材の受像
シートを用いる場合、光沢化速度が45mm/sec以上になる
と十分に加熱できないため下地濃度が高くなり、プロジ
ェクタで投影したとき、下地の汚れたコントラストの低
い画像となった。特に接触型光沢化装置を用いた場合は
島状のムラが発生した。

これらの処理条件以外に例えば補助露光条件がある
が、造像露光量を変更する場合これに合わせて変更すべ
きである。階調再現性を向上させる目的で補助露光を与
える場合、その露光量は造像の露光量の1/10以下が良好
であることがわかっているので、造像露光量を減少させ
る場合にはこれに合わせて補助露光量を減少させること
が好ましい。また、補助露光を不要部分のマイクロカプ
セルを硬化させるために使用する場合には、現像速度条
件の変更によってメディアシートの移動速度が変化する
ため補助露光量も変化することになる。したがって現像
速度条件の変更に合わせて補助露光量を変化させること
が好ましい。

（ｇ）発明の効果 以上のようにこの発明によれば、受像シートの種別を
指定するためのキースイッチやその操作を必要としな
い。したがって種別指定の誤りも生じない。また、受像
シートの種別に応じて常に最適なコピープロセス条件が
自動的に切換設定されるため受像シートの種別に応じた
高品質の画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光沢性検出手段を構成する光沢性検知センサを
示す図、第２図は同センサの出力変化を示す図である。
第３図はこの発明の実施例である複写機の要部構成図、
第４図は同複写機に設けられている光沢性検知センサの
構成を示す図、第５図は他の光沢性検知センサの例を示
す図である。第６図は同複写機の制御部のブロック図、
第７図および第８図は制御部に設けられているCPU26お
よび29の処理手順をそれぞれ示すフローチャートであ
る。第９図（Ａ）〜（Ｆ）はコピープロセスの各種処理
条件と画像濃度の関係を示す図である。また、第10図
（Ａ）および（Ｂ）は透明樹脂基材の受像シートおよび
紙基材の受像シートの光散乱の様子を示す図である。 ６……加圧ローラ、 ７……加熱ローラ、 11……メディアシート、 14……受像シート、 SP1,SP2……光沢性検知センサ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】片面に現像剤がコーティングされた受像シ
   ートを給紙する手段と、この受像シートに画像を形成す
   る画像形成手段を備えた画像形成装置において、 給紙されるべき受像シートの裏面に対してそれぞれ投光
   器と受光器を配し、受像シートの全反射の有無を検出す
   ることにより受像シートの裏面の光沢性を検出する光沢
   性検出手段と、 この光沢性検出手段による受像シート裏面の光沢性検出
   結果が全反射有りのとき受像シートの基材シートが透明
   樹脂基材シートであると判定し、受像シート裏面の光沢
   性検出結果が全反射無しのとき受像シートの基材シート
   が紙基材シートであると判定する受像シートの基材種別
   判定手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】感光性マイクロカプセルがコーティングさ
   れたメディアシートを造像露光する工程と、造像露光後
   のメディアシートに現像剤をコーティングした受像シー
   トを重ね加圧することにより発色像を受像シート上に形
   成する現像工程とを有する画像形成装置において、 給紙されるべき受像シートの裏面に対してそれぞれ投光
   器と受光器を配し、受像シートの裏面の全反射の有無を
   検出することにより受像シートの裏面の光沢性を検出す
   る光沢性検出手段と、 この光沢性検出手段による受像シート裏面の光沢性検出
   結果が全反射有りのとき受像シートの基材シートが透明
   樹脂基材シートであると判定し、受像シート裏面の光沢
   性検出結果が全反射無しのとき受像シートの基材シート
   が紙基材シートであると判定する受像シートの基材種別
   判定手段と、 受像シートの種別に応じて前記造像露光工程および／ま
   たは現像工程の処理条件を切り換える処理条件切換手
   段、 を設けたことを特徴とする画像形成装置。