JP5015650B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、写真調画像を得るための画像形成装置に関し、詳細には、電子写真や、インクジェット等の画像形成装置によって画像が形成されたシート状媒体と、他のシート状媒体とを貼り合せることで、一体の画像シートとする画像形成装置に関する。
従来、光沢のある写真画質の画像を得るために、各種の試みがなされている。例えば、特許文献1に開示されている発明では、光沢を出すための特殊なトナーを用いている。用紙上に通常の画像形成を実施した後、定着部へ行く前に全面に透明なトナーを均一に形成して定着することで写真画質が得られるとしている。しかしながら、この技術では、常に全面に均一な透明トナーを供給することや、画像部と非画像部でのトナー厚みの違いによる定着部への負荷が高い等の課題がある。
また、特許文献2に開示されている発明等では、光沢を出すために特殊な記録媒体を用いている。すなわち用紙の表や裏に熱可塑性樹脂層を設け、画像を通常に定着した後でさらに圧と熱を加えることで表面の均一な光沢を実現できるとしている。しかしながら、この技術を用いるためには、以下の特許に示す特殊な定着装置と併せて効果が実現できるものであり、構成やコスト、消費電力等の点で課題がある。
また、特許文献3に開示されている発明では、光沢を出すために特殊な定着装置を用いている。通常の定着(第一定着)後、平滑性の高いベルトから構成される第二定着手段を設けて再度トナーを溶かした後冷却と剥離を行い、ベルトの平滑性を利用して均一な光沢を得ることができるとしているが、先に述べた特許文献2の発明と同様に構成やコスト、消費電力等の点で課題がある。
ここで、特許文献4に開示されている発明のように、画像形成装置に透明フィルムを用いただけの簡易な方法が開示されている。この文献の発明においては、透明フィルムに鏡像画像を作像したあと白紙、または白板を密着させ透明フィルム側から見ることにより、光沢及び質感の高い画像を得ることができるものである。しかしながら、白紙または白板を接着剤等を用い手作業で行わなければならず、貼り合せる精度(位置ズレ)や、気泡が入り込んだ場合に気泡部分で乱反射が起こり画質が低下してしまう問題がある。
特許文献5に開示されている発明では、透明フィルム上トナーを用いて鏡像を形成し、次いで前記透明フィルム上に前記画像上から一様な白色層を形成することで、透明フィルム側から正規となる画像を形成する。しかしながら、白色トナーにより白色層を形成することによる高いコスト上昇、及び、白色トナーが画像トナーに混ざり混むことによる画像変質という問題がある。
さらに特許文献6に開示されている発明では、透明フィルムに粘着層を形成しており、画像面(印刷面)に透明フィルムを接着させるものであるため、画像と透明フィルムの密着性が悪く、写真調画質が再現できない。
なお、本願発明者らは透明な記録媒体と不透明な媒体との間に画像を形成することで保存性良好の写真調画像が得られることを既に提示している。また、感熱接着剤を用いることにより電子写真定着部の熱を利用して折り曲げた媒体を接着できることも示している
特開2002−341623号公報 特開2004−191678号公報 特開2003−270991号公報 特開平3−50586号公報 特開平6−186787号公報 特開平10−278183号公報
本発明は、簡単な構成で、保存性が良好かつ写真調の画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置のうち請求項1に係るものは、
所定の電位に帯電した像担持体表面に画像データに基づくレーザー光を走査して静電潜像を書き込み、該静電潜像を担持した前記像担持体にトナーを供給して前記静電潜像をトナー像とし、記録媒体上にトナー画像を転写する画像形成部を備えた画像形成装置において、
前記記録媒体を搬送する搬送路と、
前記記録媒体が透明記録媒体か不透明記録媒体かを検知するセンサと、
前記トナー画像を転写された記録媒体に、粘着剤層を形成した非透明媒体を貼り合せる貼り合せ装置を備え、
前記画像形成部は、前記記録媒体が透明記録媒体であるときには、該透明記録媒体上に、前記に画像データに基づく元画像を反転させた画像を形成し、前記記録媒体が非透明記録媒体であるときには、該非透明記録媒体上に、前記に画像データに基づく画像を反転させずに形成するものであり、
前記貼り合せ装置は、前記透明記録媒体上の元画像を反転させた画像を挟んで前記粘着剤層を形成した非透明媒体を貼り合せるものでありさらに、
元画像あるいは元画像を反転させた画像の何れの画像選択されたかに応じて、前記記録媒体上の同一画像におけるトナー付着量を異ならせるとともに、
前記記録媒体が透明さが適切でない場合にはエラー表示を行う、
画像制御部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
ことを特徴とする。
請求項2に係るものは、請求項1に記載の画像形成装置において、
記録媒体を収納する給紙手段を複数備え、
給紙手段ごとに、非透明の記録媒体と透明の記録媒体の何れかを収納し、
非透明の記録媒体と透明の記録媒体の何れを画像形成部へ搬送るかを選択する記録媒体選択部と、
記記録媒体選択部が非透明の記録媒体を選択した場合には前記元画像を選択し、前記記録媒体選択部が透明の記録媒体を選択した場合には前記元画像を反転させた画像を選択する画像選択部を備え
前記画像選択部は、前記記録媒体選択部が透明の記録媒体を選択した場合には同一画像におけるトナー付着量を少なくすることを特徴とする。
請求項3に係るものは、前記画像選択部は、前記記録媒体を画像形成面の反対側から観察する場合に画像のミラー反転を行うことを特徴とする。
請求項4に係るものは、前記非透明の記録媒体に画像を形成した後に透明の記録媒体を貼り合わせる手段を備えたことを特徴とする。
請求項5に係るものは、前記透明の記録媒体として、画像形成面側の表面に熱可塑性樹脂層を備えるものを用いることを特徴とする。
請求項6に係るものは、トナーとして体積平均粒径5μm以下のものを用いることを特徴とする。
本発明は、簡単な構成で、保存性が良好で、しかも写真調の画像を得ることが可能な画像形成装置を提供できる。
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図、図2は、感光体ユニットの概略構成を示す断面図である。この画像形成装置は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色の画像を形成するための4つの画像形成ユニット1Y、1C、1M、1Kを備える。なお、Y、C、M、Kの色順は、図1に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。
画像形成ユニット1Y、1C、1M、1Kは、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム11Y、11C、11M、11Kと、符号は示さないが帯電手段、現像手段、クリーニング手段を備えている。また、各画像形成ユニット1Y、1C、1M、1Kの配置は、各感光体ドラム11Y、11C、11M、11Kの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
画像形成ユニット1Y、1C、1M、1Kの図中下方には、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム11Y、11C、11M、11Kの表面にレーザー光を走査しながら照射する光書込ユニット3が、上方には各画像形成ユニットのトナー像を重ね合わせて転写するように搬送する転写搬送ベルト60を有するベルト駆動装置としての一次転写ユニット6が配置してある。転写搬送ベルト60の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置61が接触するように配置してある。このクリーニング装置61により転写搬送ベルト60上に付着したトナー等の異物が除去される。
一次転写ユニット6の図中右側には、転写紙にトナー像を転写する二次転写ユニット7を配置し、その上方にはベルト定着方式の定着ユニット8が配してある。また画像形成装置本体の下部には、転写紙100が載置された給紙カセット4a、4bを備えている。また、画像形成装置本体側面から手差しで給紙を行う手差しトレイ4cを備えている。この他、トナー補給容器5Y、5C、5M、5Kを備え、図示していない廃トナーボトル、電源ユニットなども備えている。
現像手段としての現像装置10Y、10C、10M、10Kは、いずれも同様の構成からなり、それらは使用するトナーの色のみが異なる二成分現像方式の現像装置10Y、10C、10M、10Kであり、トナーと磁性キャリアからなる現像剤が収容されている。現像装置10Y、10C、10M、10Kは、感光体ドラム11に対向した現像ローラ、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー、トナー濃度センサ等から構成してある。現像ローラは外側の回転自在のスリーブと内側に固定した磁石から構成してある。そして、トナー濃度センサの出力に応じて、トナー補給装置よりトナーが補給されるようになっている。
先ず、帯電ローラ14に図示しない電源により所定の電圧を印加して、対向する感光体ドラム11の表面を帯電させる。所定の電位に帯電した感光体ドラム11表面には、引き続いて光書込ユニット3により画像データに基づくレーザー光を走査し、静電潜像を書き込む。静電潜像を担持した感光体ドラム11表面が現像装置10の位置に到達すると、感光体ドラム11と対向配置された現像ローラ12により、感光体ドラム11表面の静電潜像にトナーが供給されてトナー像が形成される。
上記の動作が感光体ユニット2Y、2C、2M、2K全てに対して同様かつ所定のタイミングで行い、感光体ドラム11Y、11C、11M、11Kの表面にはそれぞれ所定の色のトナー像を形成する。
転写紙100は、給紙カセット4a、4b、もしくは手差しトレイ4cのいずれかから搬送され、レジストローラ4に到達したところで一端停止する。感光体ユニット2Y、2C、2M、2Kの画像形成動作タイミングで転写搬送ベルト60上に、各感光体ドラム11上のトナー像を順次転写していく。このトナー像の転写は、転写搬送ベルト60を挟んで各感光体ドラム11Y、11C、11M、11Kと対向配置されている一次転写ローラ67Y、67C、67M、67Kから、図示しない電源より感光体ドラム11上のトナーの極性と逆の極性の電圧が印加されることで行われる。
そして、感光体ドラム11Kとの対向位置を通過し、4色のトナー像が重ね合わされたトナー像は、レジストローラ5で送り出された転写紙100上に、二次転写ユニット7で転写される。転写紙100は、引き続いて定着ユニット8に搬送され、熱と圧力を受けて画像を定着される。
図3は本実施例の貼り合せ装置9の概略構成を示す断面図である。粘着剤層を形成した非透明媒体91は、剥離紙92に所定の大きさに裁断された状態でロール上に巻き取られている。この非透明媒体ロール90の剥離紙92は、剥離紙巻取りローラ94で巻き取られる。このとき、分離板93により、剥離紙92から非透明媒体91を曲率分離で剥がす。圧着ローラ95の手前には、本実施例では透明記録媒体101および非透明媒体91のそれぞれを検出できるセンサ111、112が設けてある。これらのセンサ111、112からの信号により、画像形成装置本体側では、透明記録媒体101と非透明媒体94の先端位置を微調整して合わせることが可能となっている。
また、非透明媒体91の剥離紙が分離する位置から、透明記録媒体101と非透明媒体91の貼付位置までの間に、非透明媒体91の位置を規制するガイド部材96を設け、非透明媒体91をガイド部材96に沿わせ、圧着ローラ95へ導く。ガイド部材96は、図示せぬスプリングによって加圧するか、ガイド部材96自体を弾性体で構成し、強い力(圧着ローラ95の引張り力)が発生した時は、ガイド状部材96は待避し、圧着時に邪魔にならないようになっている。
以下、図4に示すフローチャートに従って本実施例の動作を説明する。なお以下では、画像形成装置本体の制御部や操作部などが、元画像と元画像を反転させた画像の何れを前記記録媒体上に形成するかを選択する画像選択部、画像選択部が何れの画像を選択したかに応じて、記録媒体上の同一画像におけるトナー付着量を異ならせる画像制御部、非透明の記録媒体と透明の記録媒体の何れを用紙の搬送路中に搬送させるかを選択する記録媒体選択部を備え、画像選択部は、記録媒体選択部が非透明の記録媒体を選択した場合には元画像を選択し、記録媒体選択部が透明の記録媒体を選択した場合には元画像を反転させた画像を選択し、画像制御部は、記録媒体選択部が透明の記録媒体を選択した場合には同一画像におけるトナー付着量を少なくする。
そこでまず、単一の制御信号を発生させる操作部により、ユーザーが写真画質を出力する場合、例えば、図示しない操作部の制御板において、ユーザーは写真画質スイッチを押す(ステップ1)。その後、ユーザーによる画像選択等が成され(ステップ2)、ユーザーから印刷指示の入力信号が入ると、単一の第1の制御信号に基づき、記録媒体選択部において透明の記録媒体を選択させるとともに、画像選択部に元画像を反転させた画像を選択させることにより、透明の記録媒体上に元画像を反転させた画像を形成し、第2の制御信号に基づき、画像選択部に画像を選択させることなく、記録媒体選択部に透明の記録媒体を選択する機能によって、画像形成装置本体の制御部は、ユーザーが入力した画像(コピーの場合は、スキャンした画像)をデジタル処理にて反転(左右、若しくは上下)した画像データを作成する。この、元画像を反転させたこの画像を、現像部にて像担持体上に形成を開始する(ステップ3)。
非透明の記録媒体及び透明の記録媒体を個別にストックする一以上の給紙トレイをさらに備えて、非透明の記録媒体と透明の記録媒体の何れが選択されたかに応じて、給紙トレイ中の選択された記録媒体を搬送路へ搬送する機能により、適切なタイミングの元に、給紙カセット4aより、透明記録媒体101の搬送を開始する(ステップ4)。ここで、上述の機能の意味は、非透明媒体91がセットされた給紙カセット4bから給紙するのではなく、透明記録媒体101がセットされた給紙カセット4aから透明記録媒体101を給紙することである。ここで、給紙された記録媒体が透明でなければ操作部などにエラーメッセージを表示する(ステップ4a)。
そしてこの時、記録媒体が非透明か透明かを検知し、選択された記録媒体と検知された記録媒体が一致する場合に、記録媒体を搬送路中で搬送する機能により、光センサにより、給紙カセット4aより搬送される記録媒体が、適切な透明性をもった透明記録媒体101であるか否かを検知する。この検知により、適切な透明性をもった記録媒体でないと判断された場合は、エラーメッセージを表示する。他方、適切な透明性を持った透明記録媒体101であると判定された場合は、以下プロセスを進行させる。
そして、単一の制御信号に基づき、記録媒体選択部に透明の記録媒体を選択させる前後に、記録媒体選択部に非透明白色の記録媒体を選択させることにより、元画像を反転させた画像が形成された透明の記録媒体を前記搬送路中に搬送させる前後に、非透明白色の記録媒体を前記搬送路中に搬送させる機能により、画像を作像するためのトナーを少量とし(ステップ5)、定着処理等の後工程の処理前後における搬送中に、給紙カセット4bにセットされた非透明媒体91の搬送を開始する(ステップ6、7)。
この非透明媒体91の目的は、透明記録媒体101に対して、反転トナー画像を挟むように配置し、反転トナー画像(透明記録媒体101側についている)に対し、バックからの反射板として機能することである。よって、可視光全域に渡って反射率の高い、白色紙等が画質の面からは望ましい。しかし、非透明の媒体であれば、これを限定するものではない。また、該非透明媒体には、画像は作像される必要性はないが、画像を形成することも可能である。
次に、搬送路を搬送された記録媒体を装置外部に排出する排出部を備え、排出部により、元画像を反転させた画像が形成された透明の記録媒体を装置外部に排出する前後に、非透明白色の記録媒体を装置外部に排出させる機能により、反転画像が作像された透明記録媒体が装置外部に排出される前後に、非透明媒体がその下方、若しくは上方に排出される(ステップ8)。これに関して、反転画像が作像された透明記録媒体のトナー画像が下面に作像されている場合は、非透明媒体91は透明記録媒体101が排出される前に排出される。この時点で、透明記録媒体101と非透明媒体91は、透明記録媒体101に作像されたトナー画像が、両者の間に挟まれた状態で重なっている。この時、透明記録媒体101と非透明媒体91の上下は、装置の構成によりどちらにもなりえて構わない。
すなわち本発明による、写真画質の獲得は、前記のような両媒体が重なっている状態で得られるが、両者が重なっているだけでは、ユーザーによる接触等の外乱により、剥離してしまう。よって、一対の記録媒体を接着する接着部を備えると共に、接着部により透明の記録媒体における元画像を反転させた画像が形成された面に、非透明白色の記録媒体を接着させるという機能により、両媒体が重ねられた後、位置合わせ用突き当て部材等により両者の位置合わせを行ったのち、ローラ等の部材により、両者の接着処理が行われる。
本発明に関する装置においては、トナー画像が透明媒体側に粘着しているため、単純に原稿を透明媒体で挟んだのみのラミネータと比較し、極めて高画像が得られる。また、トナー画像が透明媒体と非透明媒体で挟まれた構造であるため、極めて保存性が良い。
なお図4のステップ1において、写真画質スイッチがオフであれば、画像選択、印刷指示し(ステップ10)、元画像を反転させずに画像を現像部に形成して画像を現像部に形成し(ステップ11)、記録媒体に画像を形成するためのトナーを通常量とし(ステップ12)、画像を形成した記録媒体を排出する(ステップ13)。
ところで上述のような非透明媒体91と透明記録媒体101の貼り合わせ時、図5に示すようにトナー層による段差部分で気泡(空気の層)Bが発生しやすい傾向があり、トナー層が厚いほど気泡が大きくなる。気泡B部分は透明記録媒体101と空気の屈折率の関係から光反射しやすくなり、部分的に全反射となることもある(図中の線X)。
図6は画像形成面(トナーが付着している面側)から、および透明記録媒体101側から観察した場合の同じ画像濃度の場合のそれぞれのトナー付着量(m/a)の関係を示す。透明記録媒体101の画像を観察する場合はトナー表面の凹凸による散乱光がない。このため、図6に示すように同じ画像濃度でも透明媒体側の方がトナー付着量を減らすことができる。そこで、透明記録媒体101への画像形成時には、トナー付着量を減らし(図4のステップ5)、トナー層による段差量を小さくすることで、図7に示すように、非透明媒体91の粘着剤層91aにより気泡Bを埋め、気泡Bによる光反射を減少させている。
図8は本発明の実施例2を示す図である。本図に示すように、透明記録媒体101上に透明な熱可塑性樹脂層101aを積層した構造としてもよい。熱可塑性樹脂層101aは前述した定着工程において、熱によりトナー像の凹凸と密着するとともに支持体である透明記録媒体101に粘着することで気泡Bの発生を減少させるとともに、気泡Bの観察側面を平面でなくすことにより反射光量を少なくできる。熱可塑性樹脂層101aは、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等を用いることができる。また、透明記録媒体101のトナー像形成と反対側の表面を平滑にすることで、表面の乱反射がなくなりクリアーな画像を観察することができる。
図9は本発明の実施例3を示す図である。本図は、画像濃度1.4の時の、トナー粒径とトナー付着量の関係を示している。トナー粒径を小さくすることでトナー付着量を減らせ、トナー粒径が5μm以下で気泡の減少効果が顕著であることがわかる。すなわち、小粒径トナーを用いトナー付着量を減少させることで、トナー段差による気泡の発生を減少させることができる。
なお以上の実施例において、透明画像出力時は、ユーザが反転画像を用意するのではなく、画像形成装置内でミラー反転処理を行うことでユーザの手間を軽減することができる。
すなわち、本発明は、非透明媒体に画像を形成した後、透明媒体を貼り合わせる工程を備えた画像形成装置において、透明媒体側から観察することを目的とする場合と、画像形成面から観察することを目的とする場合とで、媒体上のトナー付着量を異ならせることで、透明媒体を貼り合わせた場合の気泡発生防止を図る。透明媒体側から観察する場合は表面での光拡散がないため画像形成面からの観察よりも少ないトナー量で同じ画像濃度が再現できるので、トナー段差による気泡の発生を減少させることができる。
本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図 感光体ユニットの概略構成を示す断面図 本実施例の貼り合せ装置の概略構成を示す断面図 本実施例の動作を説明するためのフローチャート図 非透明媒体と透明記録媒体の貼り合わせ時にトナー層による段差部分で気泡が発生しやすい傾向を示す断面図 画像形成面から、および透明記録媒体側から観察した場合の同じ画像濃度の場合のそれぞれのトナー付着量(m/a)の関係を示す図 非透明媒体の粘着剤層により気泡を埋め、気泡による光反射を減少させている例の断面図 本発明の実施例2を示す断面図 本発明の実施例3を示す図
符号の説明
1Y、1C、1M、1K:画像形成ユニット
2Y、2C、2M、2K:感光体ユニット
3:光書込ユニット
4a、4b:給紙カセット
4c:手差しトレイ
5:レジストローラ
5Y、5C、5M、5K:トナー補給容器
6:一次転写ユニット
7:二次転写ユニット
8:定着ユニット
9:貼り合せ装置
10Y、10C、10M、10K:現像装置
11Y、11C、11M、11K:感光体ドラム
12:現像ローラ
14:帯電ローラ
60:転写搬送ベルト
61:クリーニング装置
90:非透明媒体ロール
91:非透明媒体
91a:粘着剤層
92:剥離紙
93:分離板
94:剥離紙巻取りローラ
95:圧着ローラ
96:ガイド部材
100:転写紙
101:透明記録媒体
101a:熱可塑性樹脂層
111、112:センサ
B:気泡

Claims (6)

  1. 所定の電位に帯電した像担持体表面に画像データに基づくレーザー光を走査して静電潜像を書き込み、該静電潜像を担持した前記像担持体にトナーを供給して前記静電潜像をトナー像とし、記録媒体上にトナー画像を転写する画像形成部を備えた画像形成装置において、
    前記記録媒体を搬送する搬送路と、
    前記記録媒体が透明記録媒体か不透明記録媒体かを検知するセンサと、
    前記トナー画像を転写された記録媒体に、粘着剤層を形成した非透明媒体を貼り合せる貼り合せ装置を備え、
    前記画像形成部は、前記記録媒体が透明記録媒体であるときには、該透明記録媒体上に、前記に画像データに基づく元画像を反転させた画像を形成し、前記記録媒体が非透明記録媒体であるときには、該非透明記録媒体上に、前記に画像データに基づく画像を反転させずに形成するものであり、
    前記貼り合せ装置は、前記透明記録媒体上の元画像を反転させた画像を挟んで前記粘着剤層を形成した非透明媒体を貼り合せるものでありさらに、
    元画像あるいは元画像を反転させた画像の何れの画像選択されたかに応じて、前記記録媒体上の同一画像におけるトナー付着量を異ならせるとともに、
    前記記録媒体が透明記録媒体か不透明記録媒体かを検知するセンサが、前記記録媒体が透明さが適切でないと検出した場合にはエラー表示を行う、
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 記録媒体を収納する給紙手段を複数備え、
    給紙手段ごとに、非透明の記録媒体と透明の記録媒体の何れかを収納し、
    非透明の記録媒体と透明の記録媒体の何れを画像形成部へ搬送るかを選択する記録媒体選択部と、
    記記録媒体選択部が非透明の記録媒体を選択した場合には前記元画像を選択し、前記記録媒体選択部が透明の記録媒体を選択した場合には前記元画像を反転させた画像を選択する画像選択部を備え
    前記画像選択部は、前記記録媒体選択部が透明の記録媒体を選択した場合には同一画像におけるトナー付着量を少なく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. 前記画像選択部は、前記記録媒体を画像形成面の反対側から観察する場合に画像のミラー反転を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記非透明の記録媒体が白色の記録媒体であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記透明の記録媒体として、画像形成面側の表面に熱可塑性樹脂層を備えるものを用いることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 前記トナーとして体積平均粒径5μm以下のものを用いることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の画像形成装置。
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