JP4577148B2 - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Description
本発明は電子写真方式の画像形成装置に係り、特に、高光沢かつ縁なしの画像を形成するための技術に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly to a technique for forming a highly glossy and borderless image.
デジタルスチルカメラの普及に伴い、デジタルスチルカメラで撮影した写真画像を街のコンビニエンスストアや写真店等で気軽にプリントアウトしたいという要請が高まっている。また、一般に、印画紙等に形成される写真画像は高光沢かつ縁なしの仕上げ(以下「写真画質」という。)が好まれている。そのため、写真画質の画像を簡単かつ低コストに形成することのできる技術が求められている。 With the widespread use of digital still cameras, there is an increasing demand to easily print out photographic images taken with digital still cameras at convenience stores and photo shops in town. In general, a photographic image formed on photographic paper or the like is preferred to have a high gloss and edgeless finish (hereinafter referred to as “photographic image quality”). Therefore, there is a need for a technique that can easily and inexpensively form photographic quality images.
かかる技術の一例としては、特許文献1に記載された電子写真方式の画像形成装置を挙げることができる。特許文献1に記載の画像形成装置は、用紙を定着ベルトに密着させながら加熱および冷却することで画像を高光沢にするとともに、用紙の4辺を定着後に裁断することで、写真画質の画像を容易に得ることを実現している。
As an example of such a technique, an electrophotographic image forming apparatus described in
電子写真方式の画像形成装置を用いて写真画質の画像を形成するためには、セルロース等の基材部分の表面に種々の樹脂層がコーティングされた用紙(以下「コート紙」という。)を用いるのが望ましい。このような用紙を用いることで、印画紙と同様の光沢を得ることができ、同時に、定着時にトナーが軟化した樹脂層に埋め込まれることによって、トナーに起因する表面の凹凸を低減させることができる。加えて、コート紙の樹脂層が表面からの透気性を失わせるので、基材部分の吸湿により用紙の基材部分が膨張してカールしたり、カールに伴ってトナー像が引っ張られてひび割れが生じたりしてしまうことを防止することもできる。 In order to form a photographic image using an electrophotographic image forming apparatus, a paper (hereinafter referred to as “coated paper”) in which various resin layers are coated on the surface of a base material portion such as cellulose is used. Is desirable. By using such paper, it is possible to obtain gloss similar to that of photographic paper, and at the same time, by embedding the toner in a softened resin layer at the time of fixing, it is possible to reduce surface irregularities caused by the toner. . In addition, since the resin layer of the coated paper loses the air permeability from the surface, the base material portion of the paper expands and curls due to moisture absorption of the base material portion, or the toner image is pulled along with the curl and cracks occur. It can also be prevented from occurring.
また、画像形成の生産性やコストを考慮した場合には、大きなサイズの用紙を裁断し、複数枚に分割して用いることが望ましいと言える。これは、一般に、あるサイズ(例えばA5サイズ)の画像を2枚形成するよりもそのサイズの倍のサイズ(例えばA4サイズ)の画像を1枚形成するほうが短時間で済み、また、用紙の単位面積当たりの単価は大判の用紙ほど安くなるからである。電子写真方式の画像形成プロセスにおいて用紙を裁断するタイミングとしては、転写前(例えば、特許文献2参照)または定着後(例えば、特許文献1および3参照)が考えられる。しかし、用紙搬送や画像形成の容易さを考慮した場合、用紙を裁断するタイミングは転写前よりも定着後のほうが望ましい。特に、特許文献1の段落0007にも記載されているように、電子写真方式で縁なしの画像を得るためには、あらかじめ余白のある画像を形成し、定着後に余白部を裁断する構成が好適である。
ところで、上述のような樹脂層を設けた用紙を用いる場合、トナー像の定着にはより高い熱量が必要となる。しかし、このような用紙を高温で加熱すると、基材部分に含まれる水分や気体が膨張し、加熱されて軟化した樹脂層の表面を突き破ったり膨らませたりしてしまう、いわゆる「ブリスタ」という現象が起こる。ブリスタは用紙の表面に無数の凹凸を生じさせて美観を損ねるため、特に写真画質の画像においては重大な画質欠陥となる。 By the way, when using a sheet provided with the resin layer as described above, a higher amount of heat is required for fixing the toner image. However, when such paper is heated at a high temperature, moisture or gas contained in the base material part expands, and a phenomenon called so-called “blister” occurs in which the surface of the heated and softened resin layer is broken or inflated. Occur. Blisters cause innumerable irregularities on the surface of the paper and impair aesthetics, which is a serious image quality defect especially in photographic image quality.
つまり、コート紙を用いて写真画質の画像を形成するためには、トナーを良好に埋め込むと同時にブリスタを抑制するような温度で定着処理を行う必要がある。しかしながら、トナーが良好に埋め込まれる温度とブリスタの発生しやすくなる温度は非常に接近していたため、従来は良好な画質を安定的に維持することが困難であった。 In other words, in order to form a photographic image using coated paper, it is necessary to perform the fixing process at a temperature at which the toner is satisfactorily embedded and at the same time the blister is suppressed. However, since the temperature at which toner is satisfactorily embedded and the temperature at which blisters are likely to occur are very close to each other, it has conventionally been difficult to stably maintain good image quality.
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブリスタを良好に抑制しながら高光沢かつ縁なしの画像を安定的に得るための技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for stably obtaining a high-gloss and borderless image while satisfactorily suppressing blisters.
上述の目的を達成するために、本発明は、トナー像を形成する面に樹脂層が形成されたシート状の記録材に、当該記録材のサイズより小さい画像領域を有するトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像形成手段によりトナー像が形成された記録材を、当該記録材に形成されたトナー像の画像領域に応じたサイズに裁断する裁断手段と、前記裁断手段により裁断された記録材を加熱および加圧して、前記樹脂層とトナー像の段差を低減させる加熱手段とを備える画像形成装置を提供する。
かかる画像形成装置によれば、加熱手段による加熱処理を行う前に記録材を裁断され、記録材のサイズが小さくなるので、ブリスタを引き起こす記録材内部(特に中心部)の水分や気体が容易に外部へと発散される。
In order to achieve the above object, the present invention provides a toner for forming a toner image having an image area smaller than the size of the recording material on a sheet-like recording material having a resin layer formed on the surface on which the toner image is formed. An image forming unit, a cutting unit that cuts the recording material on which the toner image is formed by the toner image forming unit into a size corresponding to an image area of the toner image formed on the recording material, and the cutting unit An image forming apparatus including a heating unit that heats and pressurizes the recording material to reduce a step between the resin layer and the toner image is provided.
According to such an image forming apparatus, since the recording material is cut before the heat treatment by the heating unit and the size of the recording material is reduced, moisture and gas inside the recording material (particularly the central portion) that cause blistering can be easily performed. It is emitted to the outside.
なお、本発明に係る画像形成装置は、トナー像が形成される前記記録材のサイズより小さい画像領域を有する複数の画像データを、それぞれが重ならず、かつ、当該記録材のサイズに収まるような位置に配置する配置手段を備え、前記トナー像形成手段は、前記配置手段が行った配置に基づいてトナー像を形成し、前記裁断手段は、トナー像が形成された記録材を、前記複数の画像データのそれぞれの画像領域に応じたサイズで裁断する構成であると、より好適である。このようにすれば、1枚の記録材から複数の画像が形成されるので、画像形成の生産性を高めることができる。 The image forming apparatus according to the present invention is configured so that a plurality of image data having an image area smaller than the size of the recording material on which a toner image is formed do not overlap each other and fit within the size of the recording material. The toner image forming means forms a toner image based on the arrangement made by the arrangement means, and the cutting means uses the plurality of recording materials on which the toner images are formed. It is more preferable that the image data is cut at a size corresponding to each image area. In this way, since a plurality of images are formed from a single recording material, the productivity of image formation can be increased.
さらに、前記トナー像形成手段は、前記記録材にトナー像を転写する転写手段と、前記転写手段によりトナー像が転写された記録材を加熱して当該記録材に形成されたトナー像を定着させる定着手段とを備え、前記加熱手段が前記記録材を加熱する温度は、前記定着手段が前記記録材を加熱する温度以上であることが望ましい。また、このとき加熱手段が記録材を加熱する温度は、記録材の表面の樹脂層が軟化する程度であることが望ましい。このようにすれば、記録材に転写されたトナー像が定着手段により一旦定着された状態で裁断が行われ、その後、加熱手段によって、トナー像を記録材表面の層に埋め込み、かつ、裁断に伴って生じた裁断面近傍のひび割れをなくすような処理が行われる。 Further, the toner image forming means fixes a toner image formed on the recording material by heating a transfer means for transferring the toner image to the recording material and a recording material on which the toner image is transferred by the transfer means. It is preferable that a temperature at which the heating unit heats the recording material is equal to or higher than a temperature at which the fixing unit heats the recording material. At this time, it is desirable that the temperature at which the heating means heats the recording material is such that the resin layer on the surface of the recording material is softened. In this way, the toner image transferred to the recording material is cut once in a state where the toner image is fixed by the fixing unit, and then the toner image is embedded in the layer on the surface of the recording material by the heating unit, and then cut. Processing is performed so as to eliminate cracks in the vicinity of the cut surface that accompany this.
なお、本発明は、上述の画像形成装置が行う画像形成方法としても特定され得る。すなわち、この画像形成方法は、トナー像を形成する面に樹脂層が形成されたシート状の記録材に、当該記録材のサイズより小さい画像領域を有するトナー像を形成するトナー像形成過程と、前記トナー像形成過程においてトナー像が形成された記録材を、当該記録材に形成されたトナー像の画像領域に応じたサイズに裁断する裁断過程と、前記裁断ステップにおいて裁断された記録材を加熱および加圧して、前記樹脂層とトナー像の段差を低減させる加熱過程とを有することを特徴とするものである。 The present invention can also be specified as an image forming method performed by the above-described image forming apparatus. That is, in this image forming method, a toner image forming process of forming a toner image having an image area smaller than the size of the recording material on a sheet-like recording material having a resin layer formed on the surface on which the toner image is formed; A cutting process in which the recording material on which the toner image is formed in the toner image forming process is cut into a size corresponding to an image area of the toner image formed on the recording material, and the recording material cut in the cutting step is heated. And a heating process of applying pressure to reduce the step between the resin layer and the toner image.
以上のように、本発明によれば、ブリスタを良好に抑制しながら高光沢かつ縁なしの画像を安定的に得ることが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to stably obtain a high-gloss and borderless image while satisfactorily suppressing blisters.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。ここでは、中間転写ベルトを用いてイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像を形成する、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置を例に説明する。しかしながら、もちろん、本発明において用いられるトナーや転写方式はかかる態様に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, a so-called tandem color image forming apparatus that forms toner images of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) using an intermediate transfer belt will be described as an example. . However, of course, the toner and transfer method used in the present invention are not limited to such an embodiment.
[1.構成]
図1および図2は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置100の構成を示した図である。図1は画像形成装置100の構成を概略的に示したブロック図であり、図2は画像形成装置100の各部の構成をより詳細に示した図である。なお、図2においては、操作部7と制御部8の図示を省略している。
[1. Constitution]
1 and 2 are diagrams showing a configuration of an
画像形成装置100の構成は、トナー像形成部1と、給紙部2と、一次定着部3と、搬送切替部4と、裁断部5と、二次定着部6と、操作部7と、制御部8とに大別される。この画像形成装置100は、高光沢かつ縁なしの写真画質の画像を形成することが可能である。そのため、画像形成装置100は、写真フィルムを印画紙に印画する如く画像データを用紙にプリントする、いわゆるデジカメプリント(写真画質プリント)に好適に用いられる。以下では図1および図2を始めとする図面を参照しつつ、画像形成装置100の各部の構成について説明する。
The configuration of the
トナー像形成部1は、作像ユニット10Y、10M、10C、10Kと、中間転写ベルト11と、駆動ロール12と、二次転写ロール13と、バックアップロール14とを備える。なお、作像ユニット10Y、10M、10C、10Kの各符号の末尾に付されたアルファベットは、単にトナーの色を示すだけのものであり、各ユニットの符号は異なっているものの、その構成に大きな違いはない。そこで、以下の説明においては、これらのアルファベットを適宜省略して「作像ユニット10」と総称することがある。同様に、作像ユニット10の各部についても、そのアルファベットを適宜省略して説明する。
The toner
作像ユニット10は、感光体ドラム101と、帯電器102と、露光器103と、現像器104と、一次転写ロール105と、ドラムクリーナ106と、除電装置107とを備える。感光体ドラム101は表面に光導電層の形成された像担持体であり、図2中の矢印A方向に回転される。帯電器102は感光体ドラム101表面に所定の電位差を生じさせ、これを一様に帯電する。露光器103はレーザダイオード等のビーム発光源を備えており、帯電された感光体ドラム101表面にビーム光を照射させることで照射部分の電荷を消失させ、入力された各色の画像データに応じた静電潜像を形成する。現像器104はY、M、C、Kのいずれかの色のトナーを備えており、感光体ドラム101表面の静電潜像にトナーを付与することでトナー像を作像する。なお、本実施形態においては、スチレンアクリルを主成分とした溶融温度が約110℃、粘度が約104Paのトナーを用いている。一次転写ロール105は中間転写ベルト11を介して感光体ドラム101と対向し、この対向する位置においてトナー像を中間転写ベルト11に転写する。転写されたトナー像は図2中の矢印B方向に搬送される。
The
ドラムクリーナ106は、トナー像を転写された後に感光体ドラム101表面に残留している未転写のトナーを回収する。除電装置107は感光体ドラム101表面を除電する。すなわち、ドラムクリーナ106および除電装置107は、感光体ドラム101から不要なトナーや電荷を除去し、感光体ドラム101が次の画像形成プロセスを行えるように準備をするものである。 The drum cleaner 106 collects untransferred toner remaining on the surface of the photosensitive drum 101 after the toner image is transferred. The neutralization device 107 neutralizes the surface of the photosensitive drum 101. In other words, the drum cleaner 106 and the charge removal device 107 remove unnecessary toner and charges from the photosensitive drum 101 and prepare the photosensitive drum 101 to perform the next image forming process.
中間転写ベルト11は無端のベルト部材である。中間転写ベルト11は駆動ロール12により図2中の矢印B方向に回転され、画像形成ユニット10において作像されたトナー像を二次転写ロール13により形成されるニップ領域に搬送する。二次転写ロール13はそのシャフトを介して電気的に接地(アース)されており、図示せぬ電源の接続されたバックアップロール14との間に電位差を生じさせる。中間転写ベルト11表面のトナー像はこの電位差によって移動され、二次転写ロール13とバックアップロール14の対向する位置(以下「二次転写位置」という。)において給紙部2から供給された用紙の表面に付着する。
The intermediate transfer belt 11 is an endless belt member. The intermediate transfer belt 11 is rotated in the direction of arrow B in FIG. 2 by the
給紙部2は、用紙トレイ20、21と、複数の搬送ロール22と、レジストロール23とを備える。用紙トレイ20、21はそれぞれ異なる種類の用紙を収容しており、各トレイの用紙はサイズや紙質が異なっている。搬送ロール22は用紙トレイ20、21から供給される用紙を搬送する。レジストロール23は用紙が二次転写位置に突入するタイミングを調整する。
The
ここで、本実施形態において用いられる用紙について説明する。本実施形態においては、用紙として「普通紙」と「コート紙」という2種類の記録材を用いている。ここで普通紙とは、画像形成に通常用いられるいわゆるPPC(Plain Paper Copier)用紙のことであり、主にセルロースからなる用紙である。また、コート紙とは、PPC用紙と同様のセルロース等を基材層として用い、その上下に種々の層をコーティングした用紙である。 Here, the paper used in this embodiment will be described. In this embodiment, two types of recording materials, “plain paper” and “coated paper”, are used as paper. Here, the plain paper is a so-called PPC (Plain Paper Copier) paper usually used for image formation, and is a paper mainly made of cellulose. The coated paper is a paper in which cellulose or the like similar to PPC paper is used as a base material layer and various layers are coated on the upper and lower sides thereof.
図3は、コート紙の構成を示した断面図である。同図に示すように、コート紙は基材層L1、防湿層L2および受像層L3からなる。防湿層L2は例えばポリエチレン等の樹脂からなり、基材層L1の両面に形成されている。防湿層L2の厚さはいずれも数μm程度である。防湿層L2が基材層L1への水分の浸入を妨げるにより、コート紙は高湿環境下にあっても基材層L1が水分を含んでカールするのを防いでいる。また、受像層L3は例えばポリエステル等の熱可塑性樹脂を主成分とする層であり、トナー像が形成される面(記録面)に形成されている。受像層L3の厚さは5〜20μm程度、より望ましくは10μm程度である。受像層L3の溶融温度は130℃程度である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the coated paper. As shown in the figure, the coated paper comprises a base material layer L 1 , a moisture-proof layer L 2 and an image receiving layer L 3 . The moisture-proof layer L 2 is made of a resin such as polyethylene, and is formed on both surfaces of the base material layer L 1 . The thickness of the moisture-proof layer L 2 is about several μm. Since the moisture-proof layer L 2 prevents moisture from entering the base material layer L 1 , the coated paper prevents the base material layer L 1 from curling with moisture even under a high humidity environment. Further, the image receiving layer L 3 is a layer mainly composed of a thermoplastic resin such as polyester, and is formed on the surface (recording surface) on which the toner image is formed. The thickness of the image receiving layer L 3 is about 5 to 20 μm, more preferably about 10 μm. The melting temperature of the image receiving layer L 3 is about 130 ° C.
本実施形態においては、用紙トレイ20に収容された用紙は普通紙であり、用紙トレイ21に収容された用紙はコート紙であるとする。また、コート紙のサイズはA4サイズ(210×297mm)であるとする。もちろん、これらは単なる一例であり、収容する用紙のサイズや種類は任意である。
In the present embodiment, the paper stored in the
ここで画像形成装置100の各部の説明に戻る。一次定着部3は、二次転写位置においてトナー像を転写された用紙を加熱および加圧することによりトナー像を定着させる。一次定着部3は、図4に示すように、定着ロール30と、加圧ベルト31と、加圧パッド32とを備える。
Here, the description returns to each part of the
定着ロール30は、例えばアルミニウムからなる厚さ1.5mm,外径25mm,長さ380mmのコア301表面に、ゴム硬度(JIS−A)が33°程度のシリコーンゴムからなる弾性体層302を厚さ0.5mm,長さ320mmに被覆し、さらに弾性体層302の表面に厚さ30μmのPFA(四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂)チューブからなる離型層303を被覆してなるロール状部材である。定着ロール30の内部には、例えばハロゲンランプ等の熱源304が設けられており、この熱源304が定着ロール30の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱している。定着ロール30が用紙を加熱する温度はトナーの溶融温度に依存するが、本実施形態においては120〜140℃程度である。
For example, the fixing
加圧ベルト31は、厚さ75μm、外径30mm、長さ330mmのポリイミドベルトの表面に厚さ30μmのPFAチューブからなる離型層を形成したベルト状部材である。加圧パッド32は、加圧ベルト31を内部から付勢して定着ロール30との間にニップ領域を形成させる。加圧パッド32が付勢する荷重は例えば336Nであり、このときのニップ幅は約6.5mmである。
The
搬送切替部4は、切替部材40と、搬送ロール41、42とを備える。切替部材40は一次定着部3の上部に回動可能に設けられており、一次定着部3から排出された用紙の搬送方向を右方向または左方向に切り替える。左方向に搬送された用紙は搬送ロール41によって排紙トレイT1へと排出され、右方向に搬送された用紙は搬送ロール42によって裁断部5へと搬送される。
The
裁断部5は、用紙を搬送方向(図2中の矢印C方向)に切断するスリッター50と、用紙を搬送方向に直交する方向に切断するレシプロカッター51、52と、用紙を搬送する複数の搬送ロール53とを備えており、用紙を搬送するとともに裁断する。各部の詳細は以下の通りである。
The cutting unit 5 includes a
図5は、スリッター50を用紙が進入する方向から示した図である。スリッター50はシャフト501、502を備え、このシャフト501、502の適当な位置に回転刃503a〜503h、搬送ロール504a〜504hおよび付勢ばね505a〜505dを設けた構成となっている。回転刃503e〜503hはシャフト502に固定されており、図示せぬ駆動装置により回転されるシャフト502とともに回転する。回転刃503eと503fおよび回転刃503gと503hの間隔は、ともに89mmとなっている。なお、回転刃503fと503gの間隔は16mmとなっている。回転刃503a〜503dはシャフト501の軸方向に対して摺動可能に設けられているが、付勢ばね505a〜505dによって付勢され、回転刃503e〜503hのそれぞれに押し付けられて位置を固定されている。対向して接している回転刃どうしの接触圧は3〜10Nであり、それぞれのラップ代(しろ)は、いずれも1mm前後である。搬送ロール504a〜504hはシャフト501または502に固定されており、裁断時の用紙の搬送を補助する。
FIG. 5 is a view showing the
図6は、レシプロカッター51の構成を示した斜視図である。レシプロカッター51は固定刃511と可動刃512とを備える。可動刃512は図示せぬ駆動装置により上下動される。固定刃511は下方に移動した可動刃512と適切に噛み合う位置に固定されている。
なお、レシプロカッター52もレシプロカッター51と同様の構成を有している。レシプロカッター51と52の間隔は127mmとなっている。
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the
The reciprocating cutter 52 also has the same configuration as the
続いて、二次定着部6の構成を図7を用いて説明する。二次定着部6は、定着ロール60と、加圧ロール61と、定着ベルト62と、冷却器63と、剥離ロール64と、ステアリングロール65と、搬送ロール66とを備える。定着ロール60は、熱伝導性の高い金属製のコア602の周囲にPFAチューブ等からなる離型層603を形成してなるロール部材であり、コア602の内部にハロゲンランプ等の熱源601を備える。定着ロール60は図示せぬ駆動装置によって図中D方向に回転されるとともに、その表面を所定の温度(本実施形態においては140〜160℃)となるように加熱する。
Next, the configuration of the
加圧ロール61は、熱伝導性の高い金属製のコア612の周囲にゴム硬度(JIS−A)40°程度のシリコーンゴム等からなる弾性体層613が被覆されており、その表面には定着ロール60の離型層603と同様の離型層614が形成されている。また、コア612の内部にはハロゲンランプ等の熱源611が備わっている。加圧ロール61は図示せぬ駆動装置によって図中E方向に回転されるとともに、その表面を所定の温度(本実施形態においては140〜160℃)となるように加熱する。
The
定着ベルト62は例えば熱硬化型ポリイミド製の無端状フィルムの表面にフッ素ゴムやシリコーンゴムによる平滑性の高い被覆層が形成されたベルト部材であり、定着ロール60、剥離ロール64およびステアリングロール65に張架されて定着ロール60に従動して回転される。被覆層は、望ましくは35μm程度であり、基材となるポリイミドは、望ましくは75μm以上である。
The fixing
冷却器63は、定着ロール60と剥離ロール64との間の定着ベルト62の内周面に接しており、定着ベルト62の熱を吸収することによって加熱された用紙を冷却する。冷却器63としては、例えばアルミニウム製の空冷式ヒートシンクを用いることができる。冷却器63の冷却温度は用いられるトナーや用紙の種類に応じて異なるが、用紙の記録面がおよそ60〜80℃となるように冷却することが望ましい。
The cooler 63 is in contact with the inner peripheral surface of the fixing
剥離ロール64は定着ベルト62の移動に従動して回転する。剥離ロール64が定着ベルト62を巻き付けながら張架することで、用紙は用紙自体の剛性によって定着ベルト62から自然に剥離される。定着ベルト62から剥離された用紙は、搬送ロール66によって搬送されて排紙トレイT2へと排出される。
ステアリングロール65は定着ベルト62を張架するとともに、定着ベルト62を連続的に循環移動させたときに生じる偏り(定着ベルト62がステアリングロール65のいずれかの端部の方向へ移動する現象)を修正する。
The peeling
The
操作部7は図示せぬタッチパネル式のディスプレイやハードボタンを備え、操作者の入力を受け付ける。操作者の入力内容は制御部8に供給される。本実施形態においては、操作者は操作部7を介して画像形成モードを指示することが可能なように構成されている。本実施形態における画像形成モードには、普通紙に画像を形成する「ノーマルモード」とコート紙に画像を形成する「写真画質モード」の2種類がある。「写真画質モード」においては、画像はいわゆるL判サイズ(89×127mm)で形成される。なお、操作部7の機能は、コンピュータ等の外部装置に代行されてもよい。
The
制御部8は図示せぬCPU(Central Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、メモリおよび通信インターフェース等を備えており、上述した画像形成装置100の各部の動作を制御する。制御部8は操作者の入力に応じて画像形成装置100の各部を動作させ、図示せぬ外部装置より供給された画像データに基づいた画像を用紙に形成させる。
The
[2.動作]
以上の構成のもと、画像形成装置100は入力された画像データに基づき、画像形成モードに応じた動作を行って画像を形成する。「ノーマルモード」においては、画像形成装置100は普通紙を用いて画像形成を行う。このとき、制御部8は給紙部2に普通紙を供給させ、搬送切替部4にトナー像転写後の用紙を左方向に搬送させる。つまり、ノーマルモードにおいては、普通紙に対して一次定着部3のみによって定着処理が施され、画像が形成された普通紙は排紙トレイT1に排出される。
[2. Operation]
Based on the above configuration, the
一方、「写真画質モード」においては、画像形成装置100はコート紙を用いて画像形成を行うとともに、一次定着部3および二次定着部6を用いて2段階の定着処理を施す。一次定着部3における定着処理(一次定着処理)はトナー像を溶融させてコート紙の表面に定着させるための処理であり、二次定着部6における定着処理(二次定着処理)はトナー像を軟化したコート紙の受像層T3に埋め込んでコート紙表面を高平滑に仕上げるための処理である。二次定着部6においては、定着ロール60および加圧ロール61がコート紙を加熱して受像層T3を軟化させ、その後、冷却器63によって高平滑の定着ベルト62に密着した状態で冷却されることで、コート紙の表面が高平滑に仕上げられる。
On the other hand, in the “photo image quality mode”, the
ここで、写真画質モードにおける定着処理について説明する。図8は、各段階の定着処理後における用紙の表面性状を示した断面図である。図8(1)に示すように、一次定着処理が終わった段階では、トナー像IMはコート紙の受像層L3表面に付着しただけの状態となっている。そのため、コート紙の表面においては、トナー像の形成されている領域とそうでない領域との間で段差dが生じ、この段差dが微小な凹凸となって表れる。コート紙の表面に凹凸があると光の反射・散乱が不均一となり、結果的にコート紙表面の光沢度を低下せしめる。ゆえに、この段階のコート紙表面は光沢度の低い状態にある。 Here, the fixing process in the photo image quality mode will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the surface properties of the paper after the fixing process at each stage. As shown in FIG. 8A, at the stage where the primary fixing process is completed, the toner image IM is only attached to the surface of the image receiving layer L 3 of the coated paper. For this reason, on the surface of the coated paper, a step d is formed between the region where the toner image is formed and the region where the toner image is not formed, and this step d appears as minute unevenness. If the surface of the coated paper is uneven, the reflection and scattering of light will be uneven, resulting in a decrease in the glossiness of the coated paper surface. Therefore, the coated paper surface at this stage is in a state of low gloss.
一次定着処理の後で二次定着処理が施されると、図8(2)に示すようにトナー像IMがコート紙の受像層L3に埋め込まれた状態となる。これは、二次定着部6がコート紙を加熱する温度が一次定着部3のそれよりも高く、受像層L3が軟化する程度の温度だからである。トナー像IMが埋め込まれることによってコート紙表面からは段差が消失するので、二次定着後のコート紙表面は、二次定着処理の前よりも光沢度の高い状態となる。
When the secondary fixing process is performed after the primary fixing process, the toner image IM is embedded in the image receiving layer L 3 of the coated paper as shown in FIG. This is because the temperature at which the
また、写真画質モードにおいては、画像形成装置100は1枚のA4サイズ(210×297mm)のコート紙に4枚のL判サイズ(89×127mm)の画像が形成されるように領域の分割を行う。このとき制御部8は、入力された4枚分の画像データがA4サイズ1枚分となるような配置を行うとともに、裁断部5を制御してコート紙の裁断を行わせる。なお、入力される画像データは、もともとL判サイズであってもよいし、異なるサイズであってもよい。画像データがL判サイズと異なるときには、裁断後にL判サイズとなるように拡大または縮小する。
In the photo quality mode, the
図9は、写真画質モードにおいて用紙が裁断される様子を示した図である。同図においては、斜線で示した領域は画像領域、すなわちトナー像が形成される領域を示しており、破線l1〜l8は用紙の裁断位置を示している。裁断部5の回転刃503aおよび503eは、用紙を破線l1の位置で裁断し、同様に、回転刃503bおよび503f、回転刃503cおよび503gならびに回転刃503dおよび503hは、それぞれ破線l1、l2、l3およびl4の位置で用紙を裁断する。また、裁断部5のレシプロカッター51は、用紙を破線l5およびl7の位置で裁断し、レシプロカッター52は、用紙を破線l6およびl8の位置で裁断する。
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the paper is cut in the photographic image quality mode. In the figure, the hatched area indicates an image area, that is, an area where a toner image is formed, and broken lines l 1 to l 8 indicate sheet cutting positions. The
なお、図9においては、トナー像はL判サイズよりも若干大きく(具体的には各辺2mm程度)形成されている。これは、用紙の搬送タイミングや裁断タイミングのずれによって画像の縁部に余白が入り込んでしまうことを防ぐためである。しかしながら、もちろん、各々のトナー像による画像領域はL判サイズと等しくてもよい。 In FIG. 9, the toner image is formed slightly larger than the L size (specifically, about 2 mm on each side). This is to prevent a margin from entering the edge of the image due to a shift in the sheet conveyance timing or cutting timing. However, of course, the image area of each toner image may be equal to the L size.
以上のように画像を形成することで、本実施形態の画像形成装置100は、写真画質モードにおいて1枚のA4サイズの用紙から4枚のL判サイズの画像を形成することができる。そのため、画像形成装置100は、1枚当たりの画像形成を高速かつ低コストにて行うことが可能となる。
By forming an image as described above, the
また、本実施形態の画像形成装置100によれば、裁断部5が用紙を裁断した後に二次定着部6が受像層L3を軟化させる程度の温度で定着処理を行うことにより、裁断時に裁断面の近傍でトナーや受像層L3にひび割れが生じたとしても、このひび割れを解消させることが可能となっている。
Further, according to the
さらに、本実施形態の画像形成装置100によれば、ブリスタの発生を良好に抑制することが可能となっている。この効果は、二次定着の前に裁断して用紙をより小さいサイズにすることで、ブリスタの原因となる水分や気体の「逃げ道」が確保されることによって奏されると推察される。この推察の当否を検証すべく、本発明者は以下の実験を行った。
Furthermore, according to the
〈実験1〉
本実施形態の画像形成装置100を用いて、二次定着部6の定着ロール60および加圧ロール61の表面温度を変化させながら用紙の表面性状を評価する実験を行った。この実験には、A4サイズのコート紙を用い、一方は中央にカミソリで切れ込み(図10参照)を入れた状態で画像形成を行い、もう一方は何もしない(切れ込みを入れない)状態で画像形成を行った。このとき用紙表面に形成したトナー像は、Y、M、C、Kの4色のトナーにより形成されたブラック(プロセスブラック)のパッチ画像である。
<
Using the
本実験で用いた二次定着部6の構成を詳細に示す。定着ロール60および加圧ロール61は、ともに幅320mm、外径50mmであり、コア(602、612)は肉厚7mmのアルミニウムである。また、加圧ロール61の弾性体層613のゴム硬度は60°である。熱源601の電力は500W、熱源611の電力は350Wであり、加圧ロール61の表面温度は定着ロール60の表面温度よりも10℃程度低くなるように設定してある。定着ロール60と加圧ロール61が用紙に与える荷重は、2150Nである。定着ベルト62は、幅320mm、厚さ80μmのポリイミドからなり、ゴム硬度47°のシリコーンゴムの被覆層を有している。定着ベルト62の搬送速度は50mm/sである。
The configuration of the
図11に本実験の結果を示す。同図において、横軸は定着ロール60の表面温度を示しており、縦軸は定着後のトナーの段差(図8参照)のレベルを示している。このレベルが約2以下になると、段差は人間の目に視認できない程度となる。また、温度T1は切れ込みのないコート紙においてブリスタが発生し始める温度であり、温度T2は切れ込みのあるコート紙においてブリスタが発生し始める温度である。なお、いずれの場合においても、ブリスタは用紙の中心部に多く発生し、縁部に発生することは少なかった。 FIG. 11 shows the results of this experiment. In the figure, the horizontal axis indicates the surface temperature of the fixing roll 60, and the vertical axis indicates the level of the toner step (see FIG. 8) after fixing. When this level is about 2 or less, the step becomes invisible to the human eye. Further, the temperature T 1 is a temperature at which blisters start to be generated in the coated paper having no cut, and the temperature T 2 is a temperature at which blisters start to be generated in the coated paper having the cut. In either case, blisters frequently occurred at the center of the paper and rarely occurred at the edge.
この実験結果から明らかなように、コート紙に切れ込みを入れた場合には、ブリスタの発生する温度を切れ込みのない場合に比べて10℃程度高めることが可能となった。つまり、コート紙に切れ込みを入れた場合には、定着ロール60を140℃以上T2未満の温度となるように制御することで、トナーによる段差とブリスタの両方を抑制することができた。一方、コート紙に切れ込みを入れない場合には、段差のレベルが2以下になる温度とブリスタの発生し始める温度とがほとんど等しいために、段差とブリスタの両方を抑制するような温度制御が非常に困難であることがわかる。 As is clear from the experimental results, when the cut is made in the coated paper, the temperature at which the blister is generated can be increased by about 10 ° C. as compared with the case where there is no cut. That is, when the cut is made in the coated paper, both the level difference caused by the toner and the blister can be suppressed by controlling the fixing roll 60 to a temperature of 140 ° C. or higher and lower than T 2 . On the other hand, when no cut is made in the coated paper, the temperature at which the level of the step becomes 2 or less is almost equal to the temperature at which the blister starts to be generated. It is difficult to understand.
〈実験2〉
本実験においては、上述の実験1と同様の構成を用いながら、用紙を異ならせて評価を試みた。本実験においては、A4サイズのコート紙1枚とL判サイズのコート紙4枚を用いてそれぞれの表面性状を評価した。なお、L判サイズのコート紙は、A4サイズとほぼ同じサイズになるように、縦横にそれぞれ2枚ずつ並べた状態で画像形成を行った。つまり、この用紙の状態は、本実施形態の写真画質モードにおける二次定着前の状態により近いものである。
<
In this experiment, the evaluation was tried using different sheets while using the same configuration as in
図12に本実験の結果を示す。同図より明らかなように、本実験においても、用紙をL判サイズ4枚にすることによってブリスタの発生し始める温度(T3およびT4)を10℃程度高めることが可能となった。ゆえに、二次定着前に用紙を裁断することによって、定着後に裁断する場合よりも段差とブリスタの抑制を容易に行えることが明らかとなった。 FIG. 12 shows the results of this experiment. As is apparent from the figure, also in this experiment, the temperature (T 3 and T 4 ) at which blisters start to occur can be increased by about 10 ° C. by using four sheets of L size. Therefore, it has been clarified that by cutting the paper before the secondary fixing, the step and the blister can be more easily suppressed than when cutting after the fixing.
これらの実験結果に基づいて、本発明の作用を考察する。上述のように、ブリスタは用紙の中心部に多く発生することから、用紙の縁部においては、基材層L1に含まれる水分や気体が、基材層L1の露出している端部から外部へと発散していると認められる。つまり、ブリスタは、一次定着や二次定着の過程において用紙の端部に到達することができなかった水分や気体によって引き起こされるものと認められる。 Based on these experimental results, the operation of the present invention will be considered. As mentioned above, the blister from that frequently occurs in the center of the sheet, in the edge of the paper, moisture and gas contained in the substrate layer L 1 is, the end portion which is exposed in the substrate layer L 1 It is recognized that it diverges from the outside. That is, it is recognized that the blister is caused by moisture or gas that has not been able to reach the end of the paper in the course of primary fixing or secondary fixing.
ここにおいて、用紙を裁断するという処理は、水分や気体を用紙の端部に到達するまでの経路、言わば水分や気体の「逃げ道」を短くすることに通じる。それゆえ、用紙を裁断した場合には、水分や気体が外部に発散される割合が高まり、定着ロール60が比較的高温になるまでブリスタが発生しにくくなる。つまり、以上の実験により、二次定着の前に用紙をより小さいサイズに裁断することで、ブリスタの原因となる水分や気体の「逃げ道」が確保され、ブリスタが発生しにくくなることが立証された。 Here, the process of cutting the sheet leads to shortening the path until moisture or gas reaches the edge of the sheet, that is, the “escape” of moisture or gas. Therefore, when the paper is cut, the rate at which moisture and gas are diffused to the outside increases, and blisters are less likely to occur until the fixing roll 60 reaches a relatively high temperature. In other words, the above experiment proves that by cutting the paper to a smaller size before the secondary fixing, the “escape” of moisture and gas that causes blisters is secured and blisters are less likely to occur. It was.
[3.変形例]
ここまでは、一の好適な実施形態を例示して本発明を説明した。しかしながら、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。そこで、ここではその変形例の一部を説明する。
[3. Modified example]
Thus far, the present invention has been described with reference to one preferred embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. Therefore, a part of the modification will be described here.
上述の実施形態においては、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置を用いて説明を行ったが、本発明はその他の画像形成装置に対しても適用可能である。例えば、画像形成装置はいわゆるロータリー現像方式であってもよいし、トナーが4色以外であってもよい。要するに、本発明は、用紙にトナー像が形成された後であって、かつ、用紙を高平滑にするための処理(二次定着処理)を行う前までに用紙を裁断することが可能な構成であれば、いかなる画像形成装置に用いてもよい。 In the above-described embodiment, a description has been given using a so-called tandem color image forming apparatus, but the present invention can also be applied to other image forming apparatuses. For example, the image forming apparatus may be a so-called rotary developing method, or the toner may be other than four colors. In short, the present invention can cut a sheet after a toner image is formed on the sheet and before performing a process (secondary fixing process) for making the sheet highly smooth. Any image forming apparatus may be used.
ゆえに、画像形成装置の細部についても変形可能である。例えば、上述の実施形態はレシプロカッターを2台備える構成であったが、1台であっても用紙をL判サイズに裁断することも可能である。このようにすれば、画像形成装置を小型化できるなどの利点はあるものの、この場合には用紙の搬送速度や裁断タイミングに応じて用紙のサイズが変化してしまうため、形成される画像の寸法精度を良好に保つのが困難であるという欠点を有する。 Therefore, the details of the image forming apparatus can be modified. For example, the above-described embodiment is configured to include two reciprocating cutters, but even with one, it is possible to cut the paper into L size. In this case, there is an advantage that the image forming apparatus can be reduced in size, but in this case, the size of the image to be formed is changed because the size of the paper changes according to the conveyance speed and cutting timing of the paper. It has the disadvantage that it is difficult to maintain good accuracy.
また、用紙を搬送方向に直交する方向に裁断する手段としては、上述のレシプロカッターの他に図13のようなサーキュラーカッターを用いることができる。図13のサーキュラーカッター51aは、板状の固定刃511aと回転する円盤状の可動刃512aとを備えており、可動刃512aが固定刃511aに沿って往復運動することにより用紙を裁断するものである。
Further, as a means for cutting the paper in the direction orthogonal to the transport direction, a circular cutter as shown in FIG. 13 can be used in addition to the above-described reciprocating cutter. The
また、上述の実施形態においては、A4サイズのコート紙を裁断して4枚のL判サイズに分割する構成を示したが、用紙を裁断する態様はこれに限定されない。例えば、A3サイズ(297×420mm)のコート紙を裁断して8枚のL判サイズに分割してもよいし、分割後の画像がL判サイズとは異なるサイズになるようにしてもよい。図14では一例として、ハガキサイズ(100×150mm)の用紙をL判サイズに裁断する場合の例を示す。同図において、斜線で示した領域は画像領域であり、破線は裁断される位置を示している。 In the above-described embodiment, the configuration in which A4 size coated paper is cut and divided into four L size sizes is shown, but the mode of cutting the paper is not limited to this. For example, a coated paper of A3 size (297 × 420 mm) may be cut and divided into eight L sizes, or the divided image may be a size different from the L size. FIG. 14 shows an example in which a postcard size (100 × 150 mm) sheet is cut into an L size. In the figure, the hatched area is an image area, and the broken line indicates the position to be cut.
なお、このように、上述した実施形態と異なる位置で裁断する場合には、スリッター50やレシプロカッター51、52の刃を適当な位置に変更する必要があるが、用紙や画像のサイズに応じて刃の位置が変化する構成としてもよい。このようにすれば、種々のサイズの用紙を用いて種々のサイズの画像を形成することができる。
In this way, when cutting at a position different from the above-described embodiment, it is necessary to change the blades of the
また、上述の実施形態でいうところの「写真画質モード」において用いられる用紙は、図3を用いて説明したコート紙に限定されない。本発明において、用紙、すなわち記録材とは、基材層の透気性を妨げるような層を有するものであればいかなる用紙であってもよい。このような用紙を用いた場合にブリスタを抑制する効果を奏するからである。また、上述の透気性を妨げるような層は、一般に樹脂により形成されているものが多いが、必ずしも樹脂である必要はない。 Further, the paper used in the “photo image quality mode” in the above-described embodiment is not limited to the coated paper described with reference to FIG. In the present invention, the paper, that is, the recording material, may be any paper as long as it has a layer that prevents the air permeability of the base material layer. This is because such a sheet has an effect of suppressing blisters. In addition, the above-described layer that impedes air permeability is generally formed of a resin, but does not necessarily need to be a resin.
100…画像形成装置、1…トナー像形成部、2…給紙部、3…一次定着部、4…搬送切替部、5…裁断部、6…二次定着部、7…操作部、8…制御部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記トナー像形成手段によりトナー像が形成された記録材を、当該記録材に形成されたトナー像の画像領域に応じたサイズに裁断する裁断手段と、
前記裁断手段により裁断された記録材を加熱および加圧して、前記樹脂層とトナー像の段差を低減させる加熱手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 Toner image forming means for forming a toner image having an image area smaller than the size of the recording material on a sheet-like recording material having a resin layer formed on the surface on which the toner image is formed;
Cutting means for cutting the recording material on which the toner image is formed by the toner image forming means into a size corresponding to the image area of the toner image formed on the recording material;
An image forming apparatus comprising: a heating unit that heats and pressurizes the recording material cut by the cutting unit to reduce a step between the resin layer and the toner image.
前記トナー像形成手段は、前記配置手段が行った配置に基づいてトナー像を形成し、
前記裁断手段は、トナー像が形成された記録材を、前記複数の画像データのそれぞれの画像領域に応じたサイズで裁断する
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 A plurality of image data having an image area smaller than the size of the recording material on which a toner image is formed, and an arrangement means for arranging the image data in positions that do not overlap each other and fit within the size of the recording material,
The toner image forming unit forms a toner image based on the arrangement performed by the arrangement unit;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the cutting unit cuts the recording material on which the toner image is formed with a size corresponding to each image area of the plurality of image data.
前記記録材にトナー像を転写する転写手段と、
前記転写手段によりトナー像が転写された記録材を加熱して当該記録材に形成されたトナー像を定着させる定着手段とを備え、
前記加熱手段が前記記録材を加熱する温度は、前記定着手段が前記記録材を加熱する温度以上である
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 The toner image forming unit includes:
Transfer means for transferring a toner image to the recording material;
Fixing means for fixing the toner image formed on the recording material by heating the recording material onto which the toner image has been transferred by the transfer means;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein a temperature at which the heating unit heats the recording material is equal to or higher than a temperature at which the fixing unit heats the recording material.
前記記録材に、当該記録材のサイズより小さい画像領域を有するトナー像を形成するトナー像形成過程と、
前記トナー像形成過程においてトナー像が形成された記録材を、当該記録材に形成されたトナー像の画像領域に応じたサイズに裁断する裁断過程と、
前記裁断ステップにおいて裁断された記録材を加熱および加圧して、前記樹脂層とトナー像の段差を低減させる加熱過程と
を有することを特徴とする画像形成方法。 An image forming apparatus is an image forming method for forming an image on a sheet-like recording material having a resin layer formed on a surface on which a toner image is formed,
A toner image forming process for forming a toner image having an image area smaller than the size of the recording material on the recording material;
A cutting process in which the recording material on which the toner image is formed in the toner image forming process is cut into a size corresponding to the image area of the toner image formed on the recording material;
An image forming method comprising: heating and pressurizing the recording material cut in the cutting step to reduce a step between the resin layer and a toner image.
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