JP3423611B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents
カラー画像形成装置Info
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- JP3423611B2 JP3423611B2 JP07289198A JP7289198A JP3423611B2 JP 3423611 B2 JP3423611 B2 JP 3423611B2 JP 07289198 A JP07289198 A JP 07289198A JP 7289198 A JP7289198 A JP 7289198A JP 3423611 B2 JP3423611 B2 JP 3423611B2
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Description
用した複写機やプリンタなどのカラー画像形成装置に関
する。
る特性として色再現性、光沢性および透明性がある。こ
れらの特性に対する要求を満たすためには、記録部材上
のY(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン)の3
色の重ね合わさったトナー層を完全かつ同時に溶融して
トナー層表面を平滑とする必要がある。このため、10
0℃程度の比較的低い軟化点のトナーを用い、トナーが
瞬時に溶融するシャープメルト状態を得るように設計さ
れる。
行う場合、ローラは弾性体でかつその表面は鏡面である
ことが望ましいが、軟化点の低いトナーを用い、定着温
度を比較的高い温度に設定すると、トナーが流体化して
ローラに付着するホットオフセット現象が発生し、ロー
ラの弾性や鏡面性を低下させる。このため、ローラとト
ナーとの離型性を高めるために、ローラ表面にオイルが
塗布される。
の一例であるデジタルカラー複写機(以降、「複写機」
ともいう)1の構成を示す側面図である。複写機1の上
面には、原稿載置台2および図示しない操作パネルが設
けられる。また、自動原稿送り装置3が原稿載置台2に
対して開閉可能に支持されて装着される。さらに、複写
機1には画像読取部4、画像形成部5および給紙機構1
0などが内蔵される。
稿の片面に描かれた画像を読取る場合、原稿を搬送して
その一方面を原稿載置台2に対向させ、一方面の画像読
取りが終了すると、原稿を排出して次の原稿の搬送動作
を実行する。また、画像読取部4で原稿の両面に描かれ
た画像を読取る場合、原稿の一方面の画像読取りが終了
すると、原稿を搬送して他方面を原稿載置台2に対向さ
せ、他方面の画像読取りが終了すると、原稿を排出して
次の原稿の搬送動作を実行する。これらの原稿の搬送動
作は、複写機1の全体の動作に関連して制御される。
に該原稿載置台2の下面に沿って平行に往復移動する原
稿走査体が配置される。原稿走査体は、第1走査ユニッ
ト6、第2走査ユニット7、光学レンズ8および光電変
換素子9を含んで構成される。第1走査ユニット6は、
原稿画像面を露光する露光ランプと、原稿からの反射光
像を所定の方向に向かって偏向する第1ミラーとを含
み、原稿載置台2の下面と一定の距離を保ちながら所定
の走査速度で平行往復移動する。第2走査ユニット7
は、第1走査ユニット6の第1ミラーによって偏向され
た原稿からの反射光像をさらに所定の方向に向かって偏
向する第2および第3ミラーを含み、第1走査ユニット
6と一定の速度関係をもって平行往復移動する。光学レ
ンズ8は、第2走査ユニットの第3ミラーによって偏向
された原稿からの反射光像を縮小して所定の位置に光像
を結像させる。光電変換素子9は、光学レンズによって
縮小され結像された光像を順次光電変換して、原稿から
の反射光像を電気信号として出力する。当該光電変換素
子9によって電気信号に変換された原稿画像情報は、図
示しない画像処理部に転送され所定の処理が施される。
され、画像形成部5のさらに下方には給紙機構10が設
けられる。給紙機構10は、用紙トレイ内に積載収容さ
れている記録用紙Pを1枚ずつ分離して画像形成部5に
供給する。具体的に記録用紙Pは、レジストローラー1
1によって画像形成動作とタイミングが同期されて供給
される。供給された記録用紙Pは、転写搬送ベルト機構
12を構成する駆動ローラ13や従動ローラ14などの
複数のローラ間に張架された転写搬送ベルト15に静電
吸着されて搬送される。
15の上方には、該転写搬送ベルト15に近接して搬送
経路上流側から順に第1〜4の画像形成ステーションP
a,Pb,Pc,Pdが並設される。転写搬送ベルト1
5は駆動ローラ13によって図13において矢印Zで示
す方向に摩擦駆動され、記録用紙Pを画像形成ステーシ
ョンPa,Pb,Pc,Pdへと順次搬送する。
ベルト機構12の下流側には記録用紙Pに転写形成され
たトナー像を定着させるための定着装置16が配置され
る。定着装置16の定着ローラと加圧ローラとのニップ
間を通過した記録用紙Pは搬送方向切換ゲート17を経
て排出ローラ18によって複写機1の外壁に取付けられ
た排紙トレイ19の上に排出される。切換ゲート17
は、定着後の記録用紙Pを複写機外へ排出するための搬
送経路と、再び画像形成部5に向かって再供給するため
の搬送経路とを選択的に切換えるものであり、該切換ゲ
ート17によって再び画像形成部5に向かって搬送経路
を切換えられた記録用紙Pは、スイッチバック搬送経路
20で表裏反転された後、画像形成部5へと再度供給さ
れる。
c,Pdは実質的に同一の構成を有し、図13に示す矢
印Fの方向に回転駆動される感光体ドラム21a,21
b,21c,21dを含む。また、各感光体ドラム21
a,21b,21c,21dの周辺には、感光体ドラム
を一様に帯電する帯電器22a,22b,22c,22
dと、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する
現像装置23a,23b,23c,23dと、現像され
たトナー像を記録用紙Pへ転写する転写用放電器24
a,24b,24c,24dと、感光体ドラム上に残留
するトナーを除去するクリーニング装置25a,25
b,25c,25dとが、感光体ドラムの回転方向に沿
って順次配置される。
1c,21dの上方には、画像データに応じて変調され
たドット光を発する半導体レーザ素子と、半導体レーザ
素子からの光を主走査方向に偏向させるための偏向装置
と、偏向装置により偏向されたレーザ光を感光体表面に
結像させるためのfθレンズとなどから構成されるレー
ザービームスキャナユニット26a,26b,26c,
26dがそれぞれ設けられる。
原稿画像のイエロー成分像に対応する画素信号が、レー
ザービームスキャナ26bにはカラー原稿画像のマゼン
タ成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャ
ナ26cにはカラー原稿画像のシアン成分像に対応する
画素信号が、そしてレーザービームスキャナ26dには
カラー原稿画像のブラック成分像に対応する画素信号が
それぞれ入力される。これによって、画像形成部5の各
感光体ドラム21a,21b,21c,21dの上には
色変換された原稿画像情報に対する静電潜像が形成さ
れ、現像装置23aにはイエロー色のトナーが、現像装
置23bにはマゼンタ色のトナーが、現像装置23cに
はシアン色のトナーが、現像装置23dにはブラック色
のトナーがそれぞれ収容されているので、各感光体ドラ
ム21a,21b,21c,21dにおいて色変換され
た原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
給紙機構10の間にはブラシ状の用紙吸着用帯電器27
が設けられており、該用紙吸着用帯電器27は転写搬送
ベルト15の表面を帯電させる。これによって、給紙機
構10から供給される記録用紙Pは、搬送ベルト15の
上に確実に吸着された状態で第1〜第4の画像形成ステ
ーションPa,Pb,Pc,Pdの間をずれることなく
搬送する。一方、第4の画像ステーションPdと定着装
置16との間であって、駆動ローラ13のほぼ真上部に
は図示しない除電器が設けられ、該除電器には搬送ベル
ト15に静電吸着されている記録用紙Pを分離するため
の交流電流が印加される。
ト状の記録用紙Pを使用し、該記録用紙Pが給紙カセッ
トから送出されて給紙機構10の給紙搬送経路のガイド
内に供給されると、記録用紙Pの先端部分が図示しない
所定のセンサによって検知され、該センサから出力され
る検知信号によって記録用紙Pはレジストロ―ラ11に
よって一旦停止する。そして、記録用紙Pは各画像形成
ステーションPa,Pb,Pc,Pdの動作との同期タ
イミングをとって、方向Zに回転している搬送ベルト1
5に送られる。このとき、用紙吸着用帯電器27によっ
て搬送ベルト15は所定の電位に帯電されているので、
記録用紙Pは各画像形成ステーションPa,Pb,P
c,Pdを通過する間安定して搬送され、供給される。
c,Pdでは各色のトナー像がそれぞれ形成され、搬送
ベルト15によって静電吸着搬送される記録用紙Pの支
持面上に重ね合わされる。第4の画像形成ステーション
Pdによる画像の転写が完了すると、記録用紙Pの先端
部分から除電用放電器によって搬送ベルト15の上から
剥離され、定着装置16へと導かれる。そして最後にト
ナー画像が定着された記録用紙Pは、記録用紙排出口か
ら排紙トレイ19の上へと排出される。
側面図であり、図14(B)は定着ローラ31を拡大し
て示す断面図である。内部に発熱源となる定着ランプ3
2を有する定着ローラ31は、芯金33の上に設けられ
る厚さ数mmのシリコン製のHTV(High Temperature
Vulcanizing)ゴムからなる弾性体34と、その上にコ
ーティングされるオイルの膨潤を防ぐための厚さ30μ
m〜50μm程度のフッ素ゴム35と、さらにその上に
コーティングされる厚さ100μm程度のシリコン製の
HTVゴムの弾性体36とを含む。加圧ローラ37は、
定着ローラ31とほぼ同様に構成される。搬送ベルト1
5によって定着装置16に導かれた記録用紙Pのトナー
像は、定着ローラ31と加圧ローラ37との間で定着さ
れて排出される。
装置16では、ローラ31,37のゴム厚が厚く、通紙
時に各ローラ31,37の表面温度が低下するので、加
圧ローラ37にも定着ローラ31と同様に発熱源となる
定着ランプ38が設られ、通紙時の温度低下が防止され
る。また、記録用紙Pとローラ31,37との離型性を
高めるためにオイル塗布ユニット39が設けられ、離型
剤として用いるシリコンオイルが定着ローラ31に供給
される。さらに、通紙後の記録用紙Pとローラ31,3
7との離型性を向上させるために、剥離機構40が設け
られる。また、定着ローラ31の上にトナー像がオフセ
ットした場合にトナーを除去するために、主材質として
フェルトなどが用いられるクリーニングローラ41が設
けられる。
カラー画像形成装置において、定着工程を2回行う技術
が開示されている。また、特開平4−240660号公
報にはカラー画像形成装置において、トナーに含まれる
樹脂の特性を、定着工程に用いる定着ローラに応じて規
制する技術が開示されている。また、特開平4−294
376号公報にはカラー画像形成装置において、定着工
程を2回行うとともに、軟化点が130℃以下のポリエ
ステルトナーを用いる技術が開示されている。さらに、
特公平5−48917号公報にはカラー画像の形成にか
かわらず、記録用紙の紙質に応じて定着工程を2回行う
技術が開示されている。
ノクロ画像形成装置に比べオイルの塗布量が多いので、
定着装置16のオイルタンクなどの大型化に伴うオイル
タンクユニット39の全体の大型化、オイルの安定供
給、およびオイルの均―塗布などの点で課題がある。オ
イルが安定供給できなければ、形成された画像上にオイ
ルすじが発生したり、装置内でのオイルもれや汚れが生
じる。また、耐摩耗性に関して、モノクロ用の定着装置
に一般的に用いられるテフロン製のローラに対してシリ
コン製のローラは1/4〜1/5であり、短寿命であ
る。
ラ上にPFAチューブなどの部材を被覆して長寿命化し
たり、ホットオフセット現象が生じにくい高軟化点の樹
脂を含むトナーを用いてオイルの消費量を抑えながらロ
ーラの離型性を確保しているが、高軟化点の樹脂を用い
ると色再現性、光沢性および透明性などの画像特性が低
下する。これらの画像特性を向上するためには、定着温
度を高温側にシフトさせる必要があるが、これによって
ローラと記録用紙Pとの離型性が低下し、ホットオフセ
ット現象が発生する。離型性を向上させるにはオイル塗
布が必要になるが、PFAチューブはシリコンオイルと
の親和性が低く、オイル塗布が困難である。
HP(オーバヘッドプロジェクタ)フィルムを使用した
場合、従来の低軟化点のコーティング材を塗布したOH
Pフィルムでは該コーティング材がトナーよりも先に融
解してしまうので、画像の透明性を確保するために、O
HPフィルムのコーティング材も高軟化点側にシフトさ
せる必要がある。また、両面にカラー画像を形成する場
合、1回目の定着画像は定着工程を2回通過するので、
表裏の画像の光沢性に差が生じ、1回目および2回目の
定着時の熱量のバランスを考慮しなければならない。
開平4−294376号公報および特公平5−4891
7号公報は定着工程を2回行う技術に関するが、特に高
軟化点の樹脂を含むトナーを用いる技術に関するもので
はない。なお、特開平4−294376号公報で規制さ
れているのはトナーの軟化点であり、トナーに含まれる
樹脂の軟化点ではない。
を含むトナーを用いて、色再現性、光沢性および透明性
の高い画像を容易に形成できるカラー画像形成装置を提
供することである。
を、静電潜像を担持した像担持体に付着させて、前記静
電潜像を現像する現像手段と、付着したトナーを記録部
材上に転写する転写手段と、発熱源を有する定着ローラ
と、該定着ローラに所定の加圧力で圧接するとともに、
発熱源を有する加圧ローラとを備え、トナー像が転写さ
れた記録部材を前記定着ローラと前記加圧ローラとの間
を通過させて転写したトナーを定着させる定着動作と、
定着動作後の記録部材を再度前記定着ローラと前記加圧
ローラとの間を通過させてトナーを再定着させる再定着
動作とを行う定着手段と、前記定着手段の定着動作およ
び再定着動作を制御する制御手段とを備え、前記カラー
トナーは、軟化点が110℃以上140℃以下の範囲の
樹脂を含み、かつ、該樹脂のガラス転移点と前記記録部
材のコーティング材のガラス転移点との差が15℃以下
であり、前記定着手段は、前記加圧ローラとして、前記
定着ローラよりも表面が軟らかい軟質加圧ローラと、前
記定着ローラよりも表面が硬い硬質加圧ローラとを有
し、前記軟質加圧ローラおよび前記硬質加圧ローラの一
方を選択的に前記定着ローラに圧接させるように構成さ
れ、さらに前記再定着動作として、片面にトナー像が転
写された記録部材を定着動作時の表裏状態のままで前記
定着ローラと前記加圧ローラとの間を再度通過させる特
殊モード下での再定着動作と、両面にトナー像が転写さ
れた記録部材を定着動作時の表裏状態とは反転させた状
態で前記定着ローラと前記加圧ローラとの間を再度通過
させる両面印字モード下での再定着動作とを行い、前記
制御手段は、前記定着ローラおよび前記加圧ローラの各
発熱源を制御して、定着ローラの表面温度を加圧ローラ
の表面温度以上に設定するとともに、前記特殊モード下
では前記硬質加圧ローラを前記定着ローラに圧接させ、
前記両面印字モード下では前記軟質加圧ローラを前記定
着ローラに圧接させることを特徴とするカラー画像形成
装置である。
40℃以下の範囲である、比較的高軟化点の樹脂を含む
トナーによって静電潜像が現像される。記録部材上に転
写されたトナーは定着手段によって定着される。該トナ
ーの定着動作および再定着動作は制御手段によって制御
される。このように比較的高い軟化点の樹脂を含むトナ
ーを用いるので、ホットオフセット現象が生じにくく、
またオイルを消費することなくローラからの離型性が確
保できる。また、トナーに含まれる樹脂の軟化点を範囲
限定することによって、画像形成動作の制御が容易とな
る。すなわち、トナーは各種材料の混合物であり、同一
の樹脂を用いても、たとえば色によってトナーとしての
軟化点は異なり、トナーの軟化点で画像形成動作を容易
に制御することは困難である。しかし、本発明では樹脂
の軟化点を限定しているので、異なる色であっても画像
形成動作の制御は同一となり、容易となる。また、定着
ローラの表面温度を加圧ローラの表面温度を高く設定す
るので、再定着動作時にトナーが転写された面に表面温
度の高い定着ローラが接することになり、これによって
充分な熱量がトナーに与えられ、高い透明性を得ること
ができる。また、記録部材の両面にトナー像を形成する
両面印字を行うときは、一方面にトナー像が形成された
記録部材が表裏反転されて定着手段に搬送されるので、
最初の現像によってトナー像が形成された一方面が加圧
ローラに接し、2回目の現像によってトナー像が形成さ
れた他方面が定着ローラに接することになるが、上記の
ように定着ローラの表面温度の方が加圧ローラの表面温
度よりも高いので、一方面に与えられる熱量は他方面に
与えられる熱量よりも少なくなり、記録部材の両面に与
えられる熱量のバランスをとることができ、均一な光沢
度を持つ両面印字を得ることができる。さらに、コーテ
ィング材が表面に塗布された記録部材、たとえばOHP
フィルムを記録部材として用いた場合であっても、カラ
ートナーに含まれる樹脂のガラス転移点と前記記録部材
(OHPフィルム)のコーティング材のガラス転移点と
の差が15℃以下であるので、記録部材表面のコーティ
ング材がトナーよりも先に溶融することなく画像形成が
可能である。また、片面にトナー像が転写された記録部
材を定着動作時の表裏状態のままで前記定着ローラと前
記加圧ローラとの間を再度通過させる特殊モード下での
再定着動作では、前記硬質加圧ローラを前記定着ローラ
に圧接させるので、離型性が向上し、光沢性が向上す
る。また、両面にトナー像が転写された記録部材を定着
動作時の表裏状態とは反転させた状態で前記定着ローラ
と前記加圧ローラとの間を再度通過させる両面印字モー
ド下での再定着動作では、前記軟質加圧ローラを前記定
着ローラに圧接させるので、光沢度の絶対値は低下する
が、光沢性の表裏バランスを取ることができる。
作を行うときは、再定着動作における加圧力P2を定着
動作における加圧力P1以上とすることを特徴とする。
力P2≧定着動作における加圧力P1とすることによっ
て、再定着時に与えられる熱量は定着時に与えられる熱
量よりも多くなる。たとえばOHPフィルムなどの透明
な記録部材は、熱伝導性が比較的低く、充分な定着性を
得るためには比較的多い熱量が必要である。したがっ
て、上記のようにP2≧P1とすることによって、再定
着時に与えられる熱量が1回目の定着時に与えられる熱
量よりも多くなり、色再現性、光沢性および透明性の高
い高品質なカラー画像を透明な記録部材に容易に形成す
ることができる。
ラー画像形成装置の一例であるデジタルカラー複写機5
1の構成を示す側面図である。複写機51の上面には、
原稿載置台52および図示しない操作パネルが設けられ
る。また、自動原稿送り装置53が原稿載置台52に対
して開閉可能に支持されて装着される。さらに、複写機
51には画像読取部54、画像形成部55および給紙機
構60などが内蔵される。
で原稿の片面に描かれた画像を読取る場合、原稿をその
一方面を原稿載置台52に対向させて搬送し、一方面の
画像読取りが終了すると、原稿を排出して次の原稿の搬
送動作を実行する。画像読取部54で原稿の両面に描か
れた画像を読取る場合、一方面の画像読取りが終了する
と、他方面が原稿載置台52に対向するよう原稿を反転
して当該原稿を搬送する。他方面の画像読取りが終了す
ると、原稿を排出して次の原稿の搬送動作を実行する。
このような原稿の搬送動作は、複写機51の全体の動作
に関連して制御される。
下方に該原稿載置台52の下面に沿って平行に往復移動
する原稿走査体が配置される。原稿走査体は、第1走査
ユニット56、第2走査ユニット57、光学レンズ58
および光電変換素子59を含んで構成される。第1走査
ユニット56は、原稿画像面を露光する露光ランプと、
原稿からの反射光像を所定の方向に向かって偏向する第
1ミラーとを含み、原稿載置台52の下面と一定の距離
を保ちながら所定の走査速度で平行往復移動する。第2
走査ユニット57は、第1走査ユニット56の第1ミラ
ーによって偏向された原稿からの反射光像をさらに所定
の方向に向かって偏向する第2および第3ミラーを含
み、第1走査ユニット56と一定の速度関係をもって平
行往復移動する。光学レンズ58は、第2走査ユニット
の第3ミラーによって偏向された原稿からの反射光像を
縮小して所定の位置に光像を結像させる。光電変換素子
59は、光学レンズによって縮小され結像された光像を
順次光電変換して、原稿からの反射光像を電気信号とし
て出力する。当該光電変換素子59によって電気信号に
変換された原稿画像情報は、図示しない画像処理部に転
送され所定の処理が施される。
配置され、画像形成部55のさらに下方には給紙機構6
0が設けられる。給紙機構60は、用紙トレイ内に積載
収容されている記録用紙Pを1枚ずつ分離して画像形成
部55に供給する。具体的に記録用紙Pは、レジストロ
ーラ61によって画像形成動作とタイミングが同期され
て供給される。供給された記録用紙Pは、転写搬送ベル
ト機構62を構成する駆動ローラ63や従動ローラ64
などの複数のローラ間に張架された転写搬送ベルト65
に静電吸着されて搬送される。
ト65の上方には、該転写搬送ベルト65に近接して搬
送経路上流側から順に第1〜4の画像形成ステーション
Pa,Pb,Pc,Pdが並設される。転写搬送ベルト
65は駆動ローラ63によって図1において矢印Zで示
す方向に摩擦駆動され、記録用紙Pを画像形成ステーシ
ョンPa,Pb,Pc,Pdへと順次搬送する。
送ベルト機構62の下流側には記録用紙Pに転写形成さ
れたトナー像を定着させるための定着装置66が配置さ
れる。定着装置66の定着ローラと加圧ローラとのニッ
プ間を通過した記録用紙Pは搬送方向切換ゲート67を
経て排出ローラ68によって複写機51の外壁に取付け
られた排紙トレイ69の上に排出される。切換ゲート6
7は、定着後の記録用紙Pを複写機外へ排出するための
搬送経路と、再び画像形成部55に向かって再供給する
ための搬送経路とを選択的に切換えるものであり、該切
換ゲート67によって再び画像形成部55に向かって搬
送経路を切換えられた記録用紙Pは、スイッチバック搬
送経路70で表裏反転された後、画像形成部55へと再
度供給される。
c,Pdは実質的に同一の構成を有し、図1に示す矢印
Fの方向に回転駆動される感光体ドラム71a,71
b,71c,71dを含む。各感光体ドラム71a,7
1b,71c,71dの周辺には、感光体ドラムを一様
に帯電する帯電器72a,72b,72c,72dと、
感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像装
置73a,73b,73c,73dと、現像されたトナ
ー像を記録用紙Pへ転写する転写用放電器74a,74
b,74c,74dと、感光体ドラム上に残留するトナ
ーを除去するクリーニング装置75a,75b,75
c,75dとが、感光体ドラムの回転方向に沿って順次
配置される。
1c,71dの上方には、画像データに応じて変調され
たドット光を発する半導体レーザ素子と、半導体レーザ
素子からの光を主走査方向に偏向させるための偏向装置
と、偏向装置により偏向されたレーザ光を感光体表面に
結像させるためのfθレンズとなどから構成されるレー
ザービームスキャナユニット76a,76b,76c,
76dがそれぞれ設けられる。
原稿画像のイエロー成分像に対応する画素信号が、レー
ザービームスキャナ76bにはカラー原稿画像のマゼン
タ成分像に対応する画素信号が、レーザービームスキャ
ナ76cにはカラー原稿画像のシアン成分像に対応する
画素信号が、そしてレーザービームスキャナ76dには
カラー原稿画像のブラック成分像に対応する画素信号が
それぞれ入力される。これによって、画像形成部5の各
感光体ドラム71a,71b,71c,71dの上には
色変換された原稿画像情報に対する静電潜像が形成さ
れ、現像装置73aにはイエロー色のトナーが、現像装
置73bにはマゼンタ色のトナーが、現像装置73cに
はシアン色のトナーが、現像装置73dにはブラック色
のトナーがそれぞれ収容されているので、各感光体ドラ
ム71a,71b,71c,71dにおいて色変換され
た原稿画像情報が各色のトナー像として再現される。
給紙機構60の間にはブラシ状の用紙吸着用帯電器77
が設けられており、該用紙吸着用帯電器77は転写搬送
ベルト65の表面を帯電させる。これによって、給紙機
構60から供給される記録用紙Pは、搬送ベルト65の
上に確実に吸着された状態で第1〜第4の画像形成ステ
ーションPa,Pb,Pc,Pdの間をずれることなく
搬送する。一方、第4の画像ステーションPdと定着装
置66との間であって、駆動ローラ63のほぼ真上部に
は図示しない除電器が設けられており、該除電器には搬
送ベルト65に静電吸着されている記録用紙Pを分離す
るための交流電流が印加されている。
リエステルレジン、帯電制御剤(CCA)、外添剤(シ
リカ)、顔料および離型剤を含んで構成される。ポリエ
ステルレジンの軟化点は110℃以上140℃以下の範
囲が好ましく、たとえば126℃のものが用いられる。
顔料はカラートナー毎に異なる。
ート状の記録用紙Pを使用し、該記録用紙Pが給紙カセ
ットから送出されて給紙機構60の給紙搬送経路のガイ
ド内に供給されると、記録用紙Pの先端部分が図示しな
い所定のセンサによって検知され、該センサから出力さ
れる検知信号によって記録用紙Pはレジストロ―ラ61
によって一旦停止する。そして、記録用紙Pは各画像形
成ステーションPa,Pb,Pc,Pdの動作との同期
タイミングをとって、方向Zに回転している搬送ベルト
65に送られる。このとき、用紙吸着用帯電器77によ
って搬送ベルト65は所定の電位に帯電されているの
で、記録用紙Pは各画像形成ステーションPa,Pb,
Pc,Pdを通過する間安定して搬送され、供給され
る。
c,Pdでは各色のトナー像がそれぞれ形成され、搬送
ベルト65によって静電吸着搬送される記録用紙Pの支
持面上に重ね合わされる。第4の画像形成ステーション
Pdによる画像の転写が完了すると、記録用紙Pの先端
部分から除電用放電器によって搬送ベルト65の上から
剥離され、定着装置66へと導かれる。
録用紙排出口から排紙トレイ69の上へと排出される。
または、再び定着装置66へ搬送され、再定着された
後、記録用紙排出口から排紙トレイ69の上へと排出さ
れる。なお、通常モードでは前者の動作を実行し、前記
操作パネル上の特殊モードがユーザによって選択された
ときには後者の動作を実行する。たとえば、画像におい
て高い色再現性、光沢性および透明性が必要なときに、
特殊モードが選択される。
て示す側面図であり、図2(B)は定着ローラ81を拡
大して示す断面図である。内部に発熱源となる定着ラン
プ82を有する定着ローラ81は、たとえば直径40m
mの芯金83の上に設けられる厚さ数mm程度のLTV
(Low Temperature Vulcanizing)ゴムからなる弾性体
84と、その上に巻回される30μm程度の厚さのPF
A(パーフルオキシテトラフルオロエチレン共重合体)
からなるチューブ85とを含む。加圧ローラ87は、定
着ローラ81とほぼ同様に構成される。搬送ベルト65
によって定着装置66に導かれた記録用紙Pのトナー像
は、定着ローラ81と加圧ローラ87との間で定着され
る。通紙時の温度低下を防止するために、加圧ローラ8
7にも定着ローラ81と同様に発熱源となる定着ランプ
88が設けられる。また、通紙後の記録用紙Pとローラ
81,87との離型性を向上させるために、剥離機構9
0が設けられる。さらに、定着ローラ81の上にトナー
像がオフセットした場合にトナーを除去するために、主
材質としてフェルトなどが用いられるクリーニングロー
ラ91が設けられる。
加圧ローラ87との間で定着されたトナー像を有する記
録用紙Pを、再び定着装置66へ搬送し、再定着するこ
とが可能である。このために、定着装置66は、搬送経
路の切替レバー92と、再搬送経路93とを備える。通
常モードでは切替レバー92は破線で示される位置に配
置され、記録用紙Pは記録用紙排出口から排紙トレイ6
9の上へと排出される。特殊モードでは切替レバー92
は実線で示される位置に配置され、記録用紙Pは再搬送
経路93を通過して、再び定着装置66へ搬送される。
このとき、次の記録用紙は、給紙トレイ上に残ったまま
である。また、片面に画像形成された原稿から記録用紙
の両面に画像を形成する場合には次の原稿を搬送し、両
面に画像形成された原稿から記録用紙の両面に画像を形
成する場合には次の原稿を搬送しないよう、制御され
る。再定着後、切替レバー92は破線で示される位置に
配置され、記録用紙Pは記録用紙排出口から排紙トレイ
69の上へと排出される。
まず、記録用紙Pが紙などの不透明部材であったときに
ついて説明する。本実施形態の複写機51では、定着装
置66の定着速度は複写機51の主駆動に連動してお
り、記録用紙Pが紙などの不透明部材であったときに
は、再定着時の複写速度は最初の複写速度以上に制御さ
れる。
成したときの、画像光沢度と、1回目と2回目の定着速
度差との関係を示すグラフである。ここで、加圧ローラ
87に内蔵される定着ランプ88は点灯せず、定着ロー
ラ81の定着ランプ82のみを点灯して定着温度、すな
わち定着ローラ81の表面温度を制御し、1回目および
2回目ともに160℃に設定した。また、1回目の定着
速度を120mm/secとした。なお、定着速度は複
写速度と同一と考えることができる。さらに、光沢度は
GLOSSMETERを用い、75゜鏡面光沢測定方法
にて測定した。また、トナーに含まれるレジンの軟化点
は125℃であり、ガラス転移点は65℃である。
定着速度V1以上に制御することで、光沢度が向上する
ことが分かる。V2≧V1に制御することで、2回目に
与えられる熱量が1回目の熱量よりも少なくなるが、紙
などの不透明な記録部材は熱伝導性が比較的高いので、
少ない熱量で充分な定着性が得られ、光沢度が向上す
る。なお、この再定着時には定着装置66以外の他のプ
ロセスは全て停止していてもよく、画像形成プロセスと
定着プロセスとが独立して制御される機構を搭載した複
写機などの場合、再定着時は定着装置66の動作以外の
動作を停止させ、定着速度のみを1回目の定着速度以上
に制御してもかまわない。
成したときの、画像光沢度と、2回目の定着時の加圧ロ
ーラ87の加圧力との関係を示すグラフである。グラフ
において横軸には、2回目の定着時の定着ローラ81と
加圧ローラ87との間の面圧を示した。なお、定着温度
の制御方法、定着温度の設定温度、光沢度の測定方法お
よびトナーに含まれるレジン特性(軟化点、ガラス転移
点)は、図3と同様である。また、加圧ローラ87の加
圧力はl回目を1.49kgf/cm2 として、2回目
の加圧ローラ87の圧力を変化させた。
の圧力P2を1回目の定着時の圧力P1以下に制御する
ことで、光沢度が向上することが分かる。P2≦P1に
制御することによって、1回目のローラ間ニップに対し
て2回目のニップが狭くなり、2回目に与えられる熱量
は1回目の熱量よりも少なくなるが、紙などの不透明な
記録部材を用いているので、少ない熱量であっても充分
な定着性が得られ、光沢度が向上する。なおこのとき、
定着速度は1回目および2回目で同じであってもかまわ
ない。
どの不透明部材を用い、光沢度の向上を目的とした場合
の例である。次に、記録部材PとしてOHPフィルムな
どの透明部材を用い、透過性の向上を目的とした例につ
いて説明する。通常、OHPフィルムは紙に比べて熱伝
導性が低い。したがって、OHPフィルムへの画像形成
において充分な透明性および色再現性を得るためには、
定着時に与える熱量を増加して、トナー層表面の平滑性
を高める必要がある。また、軟化点が比較的高いレジン
を含むトナーを用いる場合、より多くの熱量を与えなけ
ればならない。本実施形態の複写機51では、定着装置
66の定着速度は複写機51の主駆動に連動しており、
記録用紙PがOHPフィルムなどの透明部材であったと
きには、再定着時の複写速度は最初の複写速度以下に制
御される。
成したときの、画像透過率と、1回目と2回目の定着速
度差との関係を示すグラフである。ここで、加圧ローラ
87に内蔵される定着ランプ88は点灯せず、定着ロー
ラ81の定着ランプ82のみを点灯して定着温度、すな
わち定着ローラ81の表面温度を制御し、1回目および
2回目ともに150℃に設定した。また、1回目の定着
速度を120mm/secとした。なお、定着速度は複
写速度と同一と考えられる。さらに、透過率は分光光度
計を用いて測定し、良好な透明性を得るためには透過率
の最大値と最小値との差が85%以上必要である。ま
た、トナーに含まれるレジンの軟化点は125℃であ
り、ガラス転移点は65℃である。
定着速度V1以下に制御することで、透明性が向上する
ことが分かる。V2≦V1に制御することで、2回目に
与えられる熱量は1回目よりも多くなり、熱伝導性が比
較的低いOHPフィルムなどの透明な記録部材を用いた
場合であっても、充分な熱量で、充分な定着性が得ら
れ、透明性が向上する。なお、この再定着時には定着装
置66以外の他のプロセスは全て停止していてもよく、
画像形成プロセスと定着プロセスとが独立して制御され
る機構を搭載した複写機などの場合、再定着時は定着装
置66の動作以外の動作を停止させ、定着速度のみを1
回目の定着速度以下に制御してもかまわない。
成したときの、画像透過率と、2回目の定着時の加圧ロ
ーラ87の加圧力との関係を示すグラフである。グラフ
において横軸には、2回目の定着時の定着ローラ81と
加圧ローラ87との間の面圧を示した。なお、定着温度
の制御方法、定着温度の設定温度、透過率の測定方法お
よびトナーに含まれるレジン特性(軟化点、ガラス転移
点)は、図5と同様である。また、加圧ローラ87の加
圧力はl回目を1.49kgf/cm2 として、2回目
の加圧ローラ87の圧力を変化させた。
の圧力P2を1回目の定着時の圧力P1以上に制御する
ことで、透明性が向上することが分かる。P2≧P1に
制御することによって、1回目のローラ間ニップに対し
て2回目のニップが広くなり、2回目に与えられる熱量
が1回目の熱量よりも多くなる。したがって、OHPフ
ィルムなどの透明な記録部材を用いた場合であっても、
充分な熱量で充分な定着性が得られ、透明性が向上す
る。なおこのとき、定着速度は1回目および2回目で同
じであってもかまわない。
の硬さの関係について説明する。図4および図6で説明
したように1回目と2回目の定着速度を同じにして光沢
性または透明性を向上するためには、ローラ81,87
とトナーが定着された記録用紙Pとの離型性を高めるこ
とが好ましい。高軟化点のレジンを含むトナーを用いる
場合、上述したような再定着によって光沢性や透明性を
向上させても、定着温度自体が従来の定着温度よりも、
たとえば20℃〜30℃高めに設定されるので、ホット
オフセット現象が生じる可能性がある。このため、定着
ローラ81を加圧ローラ87よりも軟らかく設定して、
ローラ81,87とトナーが定着された記録用紙Pとの
離型性を高めることが好ましい。具体的には、各ローラ
81,87の弾性体ゴムの厚みを変更することによって
硬さを調整する。
画像光沢度と、2回目の定着温度との関係を示すグラフ
である。各ローラ81,87の硬さの調整は、LTVゴ
ムからなる弾性体84の厚みを変更することで行った。
これ以外の条件は、図3と同様である。また、図7中L
1〜L4は、(定着ローラ81のゴム厚)/(加圧ロー
ラ87のゴム厚)を6mm/2mm、2mm/2mm、
2mm/0mmおよび2mm/6mmとしたときをそれ
ぞれ示している。
ローラ87のゴム厚よりも厚くして、定着ローラ81を
加圧ローラ87よりも軟らかく設定する、すなわちL4
とすることによって、記録用紙Pの剥離方向が下向きに
なるので離型性が向上し、光沢性が向上することが分か
った。
との関係を示すグラフである。ここで、1回目の定着温
度は150℃とした。また、定着速度は1回目を120
mm/secとし、2回目を30mm/secとした。
OHPフィルムなどの透明部材を記録用紙Pとして用い
る場合、すなわち透明性を重視する場合、2回目の定着
温度T2を1回目の定着温度T1以上とするとホットオ
フセット現象が発生して、透明性が低下することが分か
る。したがって、2回目の定着温度T2を1回目の定着
温度T1以下とすることが好ましく、これによってホッ
トオフセット現象を防止し、高い透明性を得ることがで
きる。
との温度を制御したときの、画像透過率と、2回目の定
着温度との関係を示すグラフである。1回目の定着温
度、すなわち定着ローラ81の表面温度は150℃と
し、加圧ローラ87の表面温度は145℃とした。ま
た、定着速度は、1回目を120mm/secとし、2
回目を30mm/secとした。図9中L5は定着ロー
ラ81の表面温度と加圧ローラ87の表面温度とを等し
くしたときを、L6は(定着ローラ81の表面温度)−
(加圧ローラ87の表面温度)を10℃に制御したとき
を、L7は(定着ローラ81の表面温度)−(加圧ロー
ラ87の表面温度)を−5℃に制御したときを、それぞ
れ示している。2回目の定着時において、定着ローラ8
1の表面温度を加圧ローラ87の表面温度以上とするこ
とで高い透明性が得られることが分かる。
ンのガラス転移点TgrとOHPフィルムのコーティン
グ材のガラス転移点Tgcの差との関係を示すグラフで
ある。1回目および2回目ともに定着温度は150℃と
し、定着速度は1回目を120mm/secとし、2回
目を30mm/secとした。記録用紙PとしてOHP
フィルムを用いて高い透明性を得るためには、OHPフ
ィルムのコーティング材のガラス転移点Tgcとトナー
中に含まれるレジンのガラス転移点Tgrとの関係を調
整する必要があることが分かる。すなわち、(トナー中
のレジンのガラス転移点Tgr)−(OHPフィルムの
コーティング材のガラス転移点Tgc)が15℃以下と
なるように設定することが好ましい。これによって、O
HPフィルムのコーティング材がトナーよりも先に溶融
することを防止して、高い品位の画像を得ることができ
る。
両面印字モードの際の定着動作について説明する。両面
印字モードが選択された場合、記録用紙Pの一方面に画
像が形成されて定着動作が終了すると、切換ゲート67
が切換えられて、記録用紙Pは再び画像形成部55に向
かって搬送される。ここで、記録用紙Pはスイッチバッ
ク搬送経路70によって表裏反転されて、画像形成部5
5に搬送される。再供給された記録用紙Pの他方面に画
像が形成されて定着動作が実施された後、排紙される。
ここで、各面のトナーに与えられる熱量バランスを考慮
しない場合、他方面のトナーに与えられる熱量に比べて
一方面のトナーに与えられる熱量の方が多くなり、表裏
の画像の光沢性がばらつくこととなる。したがって、画
像の光沢性のバランスを取るために、一方面および他方
面に与えられる熱量のバランスを考慮することが重要と
なる。
7との温度を制御したときの、画像光沢度と、2回目の
定着温度との関係を示すグラフである。ここで、1回目
の定着とは記録用紙Pの一方面に画像形成する際を指
し、2回目の定着とは他方面に画像形成する際を指す。
1回目の定着温度は160℃とし、加圧ローラ87の表
面温度は145℃とした。また、定着速度は1回目およ
び2回目とともに120mm/secとした。図11中
L8は定着ローラ81の表面温度と加圧ローラ87の表
面温度とを等しくして一方面に画像形成を行ったとき
を、L9は定着ローラ81の表面温度と加圧ローラ87
の表面温度とを等しくして他方面に画像形成を行ったと
きを、L10は(定着ローラ81の表面温度)−(加圧
ローラ87の表面温度)を−5℃に制御して一方面に画
像形成を行ったときを、L11は(定着ローラ81の表
面温度)−(加圧ローラ87の表面温度)を−5℃に制
御して他方面に画像形成を行ったときを、それぞれ示
す。
81の表面温度よりも加圧ローラ87の表面温度が高く
なると、他方面の光沢度が一方面の光沢度よりも高くな
り、光沢度の表裏バランスが低下することが分かる。し
たがって、光沢度の表裏バランスを取るためには、2回
目の定着時に定着ローラ81の表面温度を加圧ローラ8
7の表面温度以上となるよう制御することが好ましい。
の、画像光沢度と、2回目の定着温度との関係を示すグ
ラフである。1回目の定着温度は160℃とし、加圧ロ
ーラ87の表面温度は145℃とした。また、定着速度
は1回目および2回目とともに120mm/secとし
た。各ローラ81,87の硬さの調整は、LTVゴムか
らなる弾性体84の厚みを変更することで行った。図1
2中L12は(定着ローラ81のゴム厚)/(加圧ロー
ラ87のゴム厚)を6mm/2mmとして一方面に画像
形成を行ったときを、L13は6mm/2mmとして他
方面に画像形成を行ったときを、L14はを2mm/6
mmとして一方面に画像形成を行ったときを、L15は
2mm/6mmとして他方面に画像形成を行ったとき
を、それぞれ示す。
圧ローラ87のゴム厚よりも薄くして、定着ローラ81
を加圧ローラ87よりも硬く設定する、すなわちL1
4,L15とすることによって、光沢度の絶対値は低下
するが、光沢性の表裏バランスが取れることが分かる。
係を同時に満たすためには、両者の相反する作用を考慮
し、定着ローラ81に対して硬度の異なる2本の加圧ロ
ーラ87を配置し、各種モードによって加圧ローラを使
い分けるようにしてもかまわない。
が110℃以上140℃以下の範囲である、比較的高軟
化点の樹脂を含むトナーによって静電潜像が現像され、
記録部材Pの上に転写されたトナーは定着装置66によ
って定着され、所定の制御に基づいて再定着される。こ
のように比較的高い軟化点の樹脂を含むトナーを用いる
ので、ホットオフセット現象が生じにくく、またオイル
を消費することなくローラからの離型性が確保できる。
また、再定着動作を制御することによって、色再現性、
光沢性および透明性の低下を抑制できる。また、OHP
フィルムを記録用紙Pとして用いた場合であっても、再
定着動作の制御による前記特性の低下の抑制によって、
OHPフィルム表面のコーティング材がトナーよりも先
に溶融することなく画像形成が可能である。また、両面
カラー画像形成時において、再定着動作の制御によって
熱量のバランスを調整して、表裏の光沢差が発生しない
ようにして、画像形成が可能である。したがって、色再
現性、光沢性および透明性の高いカラー画像を容易に形
成することができる。
範囲限定することによって、画像形成動作の制御が容易
となる。すなわち、トナーは各種材料の混合物であり、
同一のレジンを用いても、たとえば色によってトナーと
しての軟化点は異なり、トナーの軟化点で画像形成動作
を容易に制御することは困難である。しかし、本実施形
態ではレジンの軟化点を限定しているので、異なる色で
あっても画像形成動作の制御は同一となり、容易とな
る。
い軟化点の樹脂を含むトナーを用いるので、ホットオフ
セット現象が生じにくく、またオイルを消費することな
くローラからの離型性が確保できる。また、トナーに含
まれる樹脂の軟化点を範囲限定することによって、異な
る色であっても、画像形成動作の制御が同一となり、容
易となる。また、定着ローラの表面温度を加圧ローラの
表面温度を高く設定するので、再定着動作時にトナーが
転写された面に表面温度の高い定着ローラが接すること
になり、これによって充分な熱量がトナーに与えられ、
高い透明性を得ることができる。また、記録部材の両面
にトナー像を形成する両面印字を行うときは、記録部材
が表裏反転されることによって最初の現像によるトナー
像が形成された一方面が表面温度の低い加圧ローラに接
し、2回目の現像によるトナー像が形成された他方面が
表面温度の高い定着ローラに接することになるので、一
方面に与えられる熱量は他方面に与えられる熱量よりも
少なくなり、記録部材の両面に与えられる熱量のバラン
スをとることができ、均一な光沢度を持つ両面印字を得
ることができる。さらに、コーティング材が表面に塗布
された記録部材、たとえばOHPフィルムを記録部材と
して用いた場合であっても、カラートナーに含まれる樹
脂のガラス転移点と前記記録部材(OHPフィルム)の
コーティング材のガラス転移点との差が15℃以下であ
るので、記録部材表面のコーティング材がトナーよりも
先に溶融することなく画像形成が可能である。また、特
殊モードおよび両面印字モードの各モードに応じて使用
する加圧ローラの種類を変更するので、それぞれのモー
ドに適した光沢度を得ることができる。
加圧力P2≧定着動作における加圧力P1とすることに
よって、再定着時に与えられる熱量が1回目の定着時に
与えられる熱量よりも多くなり、色再現性、光沢性およ
び透明性の高い高品質なカラー画像を透明な記録部材に
容易に形成することができる。
例である複写機51の構成を示す側面図である。
であり、図2(B)は定着ローラ81を拡大して示す断
面図である。
の関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
2回目の定着温度との関係を示すグラフである。
グラフである。
御したときの、画像透過率と2回目の定着温度との関係
を示すグラフである。
移点TgrとOHPフィルムのコーティング材のガラス
転移点Tgcの差との関係を示すグラフである。
制御したときの、画像光沢度と2回目の定着温度との関
係を示すグラフである。
と2回目の定着温度との関係を示すグラフである。
複写機1の構成を示す側面図である。
面図であり、図14(B)は定着ローラ31を拡大して
示す断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 カラートナーを、静電潜像を担持した像
担持体に付着させて、前記静電潜像を現像する現像手段
と、 付着したトナーを記録部材上に転写する転写手段と、 発熱源を有する定着ローラと、該定着ローラに所定の加
圧力で圧接するとともに、発熱源を有する加圧ローラと
を備え、トナー像が転写された記録部材を前記定着ロー
ラと前記加圧ローラとの間を通過させて転写したトナー
を定着させる定着動作と、定着動作後の記録部材を再度
前記定着ローラと前記加圧ローラとの間を通過させてト
ナーを再定着させる再定着動作とを行う定着手段と、 前記定着手段の定着動作および再定着動作を制御する制
御手段とを備え、 前記カラートナーは、軟化点が110℃以上140℃以
下の範囲の樹脂を含み、かつ、該樹脂のガラス転移点と
前記記録部材のコーティング材のガラス転移点との差が
15℃以下であり、 前記定着手段は、前記加圧ローラとして、前記定着ロー
ラよりも表面が軟らかい軟質加圧ローラと、前記定着ロ
ーラよりも表面が硬い硬質加圧ローラとを有し、前記軟
質加圧ローラおよび前記硬質加圧ローラの一方を選択的
に前記定着ローラに圧接させるように構成され、さらに
前記再定着動作として、片面にトナー像が転写された記
録部材を定着動作時の表裏状態のままで前記定着ローラ
と前記加圧ローラとの間を再度通過させる特殊モード下
での再定着動作と、両面にトナー像が転写された記録部
材を定着動作時の表裏状態とは反転させた状態で前記定
着ローラと前記加圧ローラとの間を再度通過させる両面
印字モード下での再定着動作とを行い、 前記制御手段は、前記定着ローラおよび前記加圧ローラ
の各発熱源を制御して、定着ローラの表面温度を加圧ロ
ーラの表面温度以上に設定するとともに、前記特殊モー
ド下では前記硬質加圧ローラを前記定着ローラに圧接さ
せ、前記両面印字モード下では前記軟質加圧ローラを前
記定着ローラに圧接させることを特徴とするカラー画像
形成装置。 - 【請求項2】 前記制御手段は、再定着動作を行うとき
は、再定着動作における加圧力P2を定着動作における
加圧力P1以上とすることを特徴とする請求項1記載の
カラー画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07289198A JP3423611B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | カラー画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07289198A JP3423611B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | カラー画像形成装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH11272116A JPH11272116A (ja) | 1999-10-08 |
JP3423611B2 true JP3423611B2 (ja) | 2003-07-07 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP07289198A Expired - Fee Related JP3423611B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | カラー画像形成装置 |
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JP (1) | JP3423611B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
JP5293454B2 (ja) | 2009-06-26 | 2013-09-18 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置及び画像形成プログラム |
JP5509758B2 (ja) * | 2009-09-17 | 2014-06-04 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像形成装置 |
-
1998
- 1998-03-20 JP JP07289198A patent/JP3423611B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
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