JPH05333643A

JPH05333643A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05333643A
Application number: JP4141646A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yasuda; 和夫安田; Tetsuko Oomoto; 大本　　哲子
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 1993-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】原稿画像の光沢度を検知して原稿の光沢度を
再現する光沢画像又は非光沢画像を形成する。【構成】プラテンガラスの下方に走査光学系と一体に
原稿画像の光沢度を検出するセンサを設ける。一方この
センサの検出情報に基くＣＰＵの制御によって駆動する
ベルト方式の定着器70の例えば冷却ファン132の風量及
び無端ベルト115の転写材151との分離点Ｑの温度を変化
調節して所要の光沢画像又は非光沢画像を定着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機やプリンタなどの
特にカラー画像形成装置にセットされる原稿画像の光沢
度を検出する検出手段と画像の光沢度を変化させる定着
手段とに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真複写機やプリンタなどの画
像形成装置においては現像剤のトナー濃度を監視してト
ナーを自動補給する手段を設けるとか、原稿の平均濃度
を例えばＥＥ方式によって測定しその結果に応じて現像
条件を変更して可能な限り原稿に忠実なしかも読み易い
コピーを得るようにした装置は知られている。しかし原
稿画像の光沢度を検知し該画像の光沢度を再現できる技
術手段は未だ実現されるに至っていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、オーバーヘッド
プロジェクタ等に使用されるトランスペアレンシーシー
トに記録される画像について見ると、画像面に平滑性を
もたせることによって透過光の乱反射を防止し、クリア
な投影画像が得られることから、光沢度の高い転写画像
が求められている。

【０００４】また記録紙上に転写される画像に関して
も、原稿が写真等の場合には光沢のあるコピーが好まし
く画像の品位を高めることにもなる。

【０００５】本発明はこのような要望に応えるべく原稿
画像の光沢度を自動的に検出することのできる検出手段
定着を定着させる画像の光沢度を変化することのできる
定着装置とを備えた画像形成装置の提供を課題目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的は下記のａ，
ｂ，ｃ何れかの手段によって達成される。

【０００７】（ａ）少くとも像担持体上に画像を形成す
るプロセスとこの画像を転写材に転写し定着するプロセ
スとを有する画像形成装置において、原稿画像の光沢度
を検出する検出手段と該検出手段の検出情報に基いて光
沢画像又は非光沢画像を形成することのできる定着装置
とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

【０００８】（ｂ）ａ項において画像の光沢度を変化さ
せる手段は前記定着装置に備えられる冷却手段の風量を
変化させることを特徴とする画像形成装置。

【０００９】（ｃ）ａ項において画像の光沢度を変化さ
せる手段は転写材と定着装置との分離点の位置を変化さ
せることを特徴とする画像形成装置。

【００１０】

【実施例】本発明の１実施例を図１の画像の光沢度を検
出する検出手段の構成を示す側面図と図２の検出手段の
配置を示す側面図と図３の定着装置の構成を示す側断面
図と図４のトナーの粘度−温度の特性曲線を示すグラフ
と図５の無端ベルトの層構成を示す断面図と図６の分離
ベルトの分離点の変化を示す側面図と図７のカラー画像
形成装置の構成を示す側断面図とによって説明する。

【００１１】しかし、本発明は本実施例に限定されるも
のではない。

【００１２】図７は、カラー画像形成装置80であるカラ
ーカートリッジが装填された複写機の主要構成を示した
断面図である。この複写機は、大別すると画像読取り系
Ａ、レーザ書込み系ユニットＢ、画像形成部Ｃおよび給
紙部Ｅから構成されており、次のプロセスによりカラー
画像が形成されるようになっている。

【００１３】まず、前記読取り系Ａにおいて、プラテン
ガラス11上にセットされた原稿Ｄは走査光学系10の水平
方向にスライドするキャリッジ12に取付られたハロゲン
ランプ13によって照明される。可動ミラーユニット15に
は、ミラー16および17が取付られていて、同じく水平方
向にスライドして、前記キャリッジ12に取付られている
ミラー14との組合せで原稿Ｄの光像を画像読取り部20へ
と導出する。

【００１４】なお、前記キャリッジ12と前記可動ミラー
ユニット15はステッピングモータに接続するワイヤ（何
れも図示せず）を介して駆動され、それぞれＶおよび1/
2Ｖの速度にて同方向スライドされるものである。

【００１５】前記画像読取り部20は、レンズ21と、その
背後の結像位置にはカラーＣＣＤ22がある。カラーＣＣ
Ｄ22は、プラテンガラス11上にある原稿Ｄを読み取る際
色分解するのに用いられるもので、赤色光、緑色光、青
色光を通過させるフィルターを有する３−ラインＣＣＤ
からなる。イエロー（Ｙ）マゼンタ（Ｍ）シアン（Ｃ）
黒色（Ｂ）のトナーの色に応じ色補正された色信号は、
露光手段である前記レーザ書込み系ユニットＢに入力さ
れる。

【００１６】レーザ書込み系ユニットＢにおいては、半
導体レーザ（図示せず）で発生されたレーザビームは、
駆動モータ51により回転されるポリゴンミラー52により
回転走査され、fθレンズ53を経てミラー54により光路
を曲げられて、予め帯電手段たる帯電器55によって所定
の電荷に一様帯電させられた像担持体である感光体ドラ
ム30の周面上に投射され輝線を形成する。

【００１７】一方、副走査方向に関して感光体ドラム30
の特定位置に設けられたインデックスをフォトセンサ
（いずれも図示せず）で検出して、この検出信号を基準
にして画像信号による半導体レーザの変調が開始されて
主走査方向が決定される。走査が開始されると主走査方
向に関して、レーザビームがインデックスセンサ（いず
れも図示せず）によって検出され、変調されたレーザビ
ームが感光体ドラム30の周面上を走査する。従って、レ
ーザビームによる主走査と感光体ドラム30の回転による
副走査により感光体ドラム30の周面上に第１の色に対応
する潜像が形成される。この潜像は、本実施例では複数
の並列して設けられた現像手段の内、例えばイエロー
（Ｙ）トナー（顕像媒体）が収容された現像器31Yによ
り現像されて、感光体ドラム30表面にＹトナー像が形成
される。得られたトナー像は、感光体ドラム30上に保持
されたまま、感光体ドラム30の周面上より離間している
清掃手段たるクリーニング装置59の下を通過し、引き続
き第２の色のコピーサイクルに入る。

【００１８】すなわち、Ｙトナー像が形成された感光体
ドラム30は、前記帯電器55により再び帯電され、次いで
前記読取り系Ａから出力された第２の色信号が前記書込
み系ユニットＢに入力され、上述した第１の色信号の場
合と同様にして感光体ドラム30の表面への書込みが行な
われ、潜像が形成される。潜像は、第２の色として例え
ばマゼンタ（Ｍ）トナーを収容した現像器31Mによって
現像される。このＭトナー像はすでに形成されている前
述のＹトナー像の存在下に形成される。

【００１９】同様にして、第３の画像信号により形成さ
れた潜像をシアン（Ｃ）トナーを収容した現像器31Cで
現像し再帯電後第４の画像信号により形成された潜像を
黒（Ｂ）トナーを収容し現像器31Bで現像し、感光体ド
ラム30周面上にＣトナー像およびＢトナー像を重ね合わ
せて、カラートナー像が感光体ドラム30の表面上に形成
される。

【００２０】これら各現像器31Y,31M,31C,31Bのスリー
ブには交流あるいはさらに直流のバイアスが印加され、
基体が接地された感光体ドラム30には非接触で反転現像
（ジャンピング現像）が行われるようになっている。な
お、現像に関係しない現像器は、現像スリーブの回転を
止め、印加するバイアスをカットするなどして、感光体
ドラム30に形成されたトナー像の損傷を防ぎ、また、不
要なトナーを潜像に供給しないようにする。

【００２１】上述の如く感光体ドラム30の周面上に形成
されたカラートナー像は、転写手段として設けられた転
写極56において、前記給紙部Ｅより給紙ベルトにより供
給されタイミングローラにより前記カラートナー像とタ
イミングを合わせた記録媒体たる転写材151に転写され
る。この転写は、転写極56によってトナーと逆極性の高
圧電源を印加して行う。

【００２２】かくして、カラートナー像が転写された転
写材151は、分離極57により感光体ドラム30表面から分
離されて、搬送ベルトを介してベルトベルト式の定着器
70に搬入されてカラートナー像の定着が行われた後、排
紙される。

【００２３】一方、転写材151へカラートナー像の転
写、分離を終えた感光体ドラム30は、さらに時計方向に
回転して、クリーニング装置59のブレード59Aを圧接状
態として残留したトナーの除去、清掃が行われる。クリ
ーニング終了後は、再びブレード59Aが感光体ドラム30
から離間して、新たなカラー画像形成のプロセスに入
る。

【００２４】次に原稿画像の光沢度を検出する検出手段
を説明する。図１に示すようにプラテンガラス11の下方
には該プラテンガラス11の上面（原稿Ｄの画像面）とこ
の上面に直交する直線Ｐ，Ｐ′とで形成される交点Ｄ₁
に向けて該直線Ｐ，Ｐ′とのなす入射角α₁が20°〜85
°の範囲内で好ましくは60°に設定して配置され矢印で
示す入射光I₁で入光する光源60と該直線Ｐ，Ｐ′の右側
光源60と対称に反射角α₀が20°〜85°の範囲内で好ま
しくは60°で矢印方向に反射する反射光I₀を受光するフ
ォトトランジスタ61とが配設されている。該光源60と該
フォトトランジスタ61とで画像の光沢度を検出するセン
サ62が構成されている。そして光源60には例えば発光体
であるＬＥＤが用いられそのピーク波長は400〜900mμ
範囲で好ましくは600mμのものが用いられていてこの反
射光I₀ を受光するフォトトランジスタ61の分光感度は
前記ＬＥＤの波長に合わせられている。

【００２５】そして原稿Ｄの画像面の光源60及びフォト
トランジスタ61それぞれの先端部までの距離はＳ１mm〜
10mmの範囲で好ましくは６mm前後に設定されている。そ
して図６の走査光学系10が矢印で示す右方に向けて走査
する場合の光源60とフォトトランジスタ61との配置は原
稿Ｄの幅方向（図６の紙面垂直方向）ほぼ中央部でかつ
該原稿Ｄの左先端部（図５）に位置して設けられ光源60
は紙面垂直方向奥側にフォトトランジスタ61は該光源60
と対称に手前側に配置されている。なお光源60とフォト
トランジスタ61との配置は原稿Ｄの幅方向中央部に限ら
ず画像形成装置80や原稿画像の特性に応じて適所に配置
されてよい。

【００２６】光源60及びフォトトランジスタ61それぞれ
の性能や配置の好ましい１例をまとめると光源60ＬＥＤ
のピーク波長600mμでフォトトランジスタの分光感度は
該ＬＥＤの波長に合す。光源60の入射角60°、反射角60
°（フォトトランジスタ61の受光角）、原稿Ｄの画像面
と光源60、フォトトランジスタ61との各先端部の距離Ｓ
は６mmである。

【００２７】そして出力信号をＩ₀/Ｉ₁として原稿Ｄの
画像の光沢度を認識する。出力としてはＩ₁光線上にフ
ォトトランジスタ61を置きその出力電圧を基準電圧とす
る。Ｉ₀は同じゲインによるフォトトランジスタ61の出
力電圧で１例としてＩ₀/Ｉ₁で30％以上の値が光沢画像
として検知するようになっている。フォトトランジスタ
61の後にはオペアンプを付け信号増幅を行いそのゲイン
は約100倍程度である。

【００２８】また、プラテンガラス11の両面には表面反
射防止用の薄膜がコーテングされ各面で反射する反射成
分を極力制御するようにしている。

【００２９】そして図２に示すように光源60とフォトト
ランジスタ61とによるセンサ62は矢印方向右側に走行す
る可動ミラーユニット15のミラーホルダー15ａと一体的
に取付けられるセンサホルダ63内の所定の位置に固定し
て配設され可動ミラー15の走行に伴って原稿Ｄの画像面
を走査してその画像の光沢度を検出する。このようにし
て検出された光沢度は画像形成装置80に内蔵されるＣＰ
Ｕ（図示せず）のメモリにインプットされこの情報に基
く該ＣＰＵの制御によって例えば後述する定着器70の冷
却ファンの風量を変化調節して光沢画像又は非光沢画像
の何れかが形成される。

【００３０】このように構成されるセンサ62の光源60
（ＬＥＤ）のプラテンガラス11（原稿Ｄの画像面）上で
の照射面積をＤmm、走査するラインスピードをＶmm／秒
とした場合光沢度の検出信号のデューテイが略Ｄ/Ｖ秒
連続したとき、この検出信号を取入れそれ以下の場合は
キャンセルするようにしている。従って通常文字や図面
などの場合は不連続に検出されるため検出信号はキャン
セルされ非光沢画像として処理される。

【００３１】次に定着時に画像の光沢度を変化すること
のできる定着器70の構成について説明する。

【００３２】図３に示すように外径40mm、肉厚７mmのア
ルミニウム合金の金属素管111を有し、それらの中心部
に600Ｗのヒータ116を設けた定着ローラ110と該定着ロ
ーラ110に対して特定の距離に設けた搬送用ローラ114と
の間に無端ベルト115が巻回されている。そして、無端
ベルト115は図５に示すようにポリイミド基体115Ａ上に
シリコンゴムからなる離型層115Ｃを塗布したものが用
いられポリイミド基体115Ａの厚さは10〜100μmが望ま
しく、より好ましくは20〜50μmである。またシリコン
ゴム層は50〜300μmにしてある。そして定着ローラ110に
対しては前記無端ベルト115を介して定着ローラ120が圧
着している。定着ローラ120は中心部に400Ｗ程度の弱い
ヒータ123を設けそれと同心に外径40mm肉厚のアルミニ
ウム合金の金属素管121が、更に外側に同芯に弾性体層1
22として耐熱性合成シリコンゴムの被覆層が施されてい
る。

【００３３】そして、転写材151上にトナー152が付着し
た現像済みの未定着画像は、入口ガイド117上に搬送さ
れ、定着ローラ110、120及び無端ベルト115に押圧され
ながら矢印方向に送られガイド133上及び該無端ベルト1
15を内外から圧力印加する圧力ローラ対71を通って矢印
方向搬送用ローラ114の外方に定着を完了して排出回収
されるようにしてある。なお、搬送用ローラ114と転写
材151との接点が該転写材151の分離点Ｑとなっている。

【００３４】そして定着ローラ110，120を出て無端ベル
ト115から搬送用ローラ114間に設けられたガイドに近接
して下方に空気吸込ダクト131、冷却ファン132よりなる
冷却装置130が設けられている。冷却ファン132の風量は
500ｌ／分〜4000ｌ／分まで可変できるようになってい
る。

【００３５】また、この前記ガイド133の途中には窓134
があけられ、該窓134には前記圧力ローラ対71の駆動ロ
ーラ72が配設されて無端ベルト115の外側に接し、該従
動ローラ73が該ベルト115の内側に接するように設けら
れている。

【００３６】そして、この圧力ローラ対71は図３の構成
図に示すように配設されるが外径20mmのステンレス製に
なっていて、駆動ローラ72に対して従動ローラ73が支軸
75のまわりに回動するレバー74の一端に回動可能に軸支
され、該レバー74の他端にはばね76の一端が該従動ロー
ラ73を該駆動ローラ72に対して押圧するように付勢して
かけられている。また、該ばね76の他端が図に示すよう
に支軸78のまわりに、偏心カム79によって回動可能にし
たレバー77の端部に係止されていて該ばね76の力は可変
になっている。即ち該レバー77は前記偏心カム79によっ
て回動させられることにより、その係止位置が段階的に
変化しばね長が変り、圧力ローラ対71の両ローラ72、73
間の押圧力が任意の所要の設定値になるようになってい
る。そして所要圧力は10〜40kgであり、20kgでは光沢度
も中庸を得た画像が得られている。

【００３７】そして、この圧力ローラ対71により定着面
は無端ベルト15との密着性がよくなり、完全な定着が得
られるようになっている。

【００３８】なお、この実施例では圧力ローラ対71の従
動ローラ73を無端ベルト115内側に駆動ローラ72を外側
に配置したが、勿論その逆であってもよい。

【００３９】また、圧力ローラ対71の材質は両ローラ7
2，73とも前述のようにステンレンのような金属であっ
てもよく、両ローラ72，73とも例えば、外径20mmの金属
素管に厚さ±５mmのシリコン合成ゴムを被覆したような
ものであってもよい。そして中空パイプ中に冷却風を通
して圧力ローラ対71の温度管理をより細かく行うことが
てきる。また、一方を金属、他方を合成ゴムのものにし
てもよい。

【００４０】そして圧力ローラ対71は図示はしてない
が、圧力を解除できる機能をもたせることが可能であり
任意の時間区分毎にON-OFF制御をさせることができる。

【００４１】この圧力ローラ対71の作用は、トナーの少
ない画像の定着が無端ベルト115を用いたときに起こる
オフセットを防止する役目をもっている。

【００４２】ここにトナー152の少ない画像をのせた転
写材151は一対の加熱ローラから搬送用ローラまで、そ
のトナーは融着されて、ベルトと密着して搬送される途
中、トナーが少ないために剥がれて密着度が悪くなると
共に該無端ベルト115にトナー152のオフセットがおこっ
て汚される。この現象を解決するため、鋭意検討の結果
圧力ローラ対71を定着ローラ後に更に設けることにより
未然に防いでいる。そのオフセット効果は絶大で安定し
ている。

【００４３】無端ベルト115の外側には離型剤としてシ
リコンゴムが被覆されていて、弾性体の役目もはたして
いる。

【００４４】また、前記定着ローラ110の外周面で無端
ベルト115が接触していない位置に接して温度検知手段
としてセンサー113が設けられ、更にもう一つの定着ロ
ーラ120の外周面に接して温度検知手段としてのセンサ
ー124が設けられている。

【００４５】次に、このように構成された定着器70の作
用について述べる。

【００４６】先ず、図４に線状ポリエステル製トナーと
一般のポリエステル製トナーの粘度−温度特性曲線を示
す。

【００４７】このグラフは、縦軸に粘度がポアズの単位
の常用対数値で目盛られ、横軸に温度が目盛られてい
る。そして線状ポリエステル製トナーは実線で示され一
般のポリエステル製トナーは鎖線で示されいてる。

【００４８】近年、カラー画像に対しては光沢化の要請
も多く、そのため軟化時、トナーの凝集性の弱いトナー
即ち、線状ポリエステル製のトナーが、カラー複写機で
は、多く使われている。

【００４９】このトナーの場合、トナーの凝集力が弱
く、オフセットしやすくなっており、オイル多量塗布に
より対応している。

【００５０】本ベルト定着方式では、軟化時点での急激
な定着部から離脱がなく、十分な冷却時間を設け、トナ
ーの凝集力を高めた状態での転写材の剥離が可能なため
オフセットは大きく軽減できる。

【００５１】また、無端ベルト115を用いた定着器70の
場合には、冷却装置130の状態によって定着部分の温度
に影響が出やすいが、圧着する定着ローラ120につけた
温度検知手段としてのセンサー124の読み取り値を前記
センサ113の読み取り値と合わせてヒータの加熱を制御
することにより、定着部分の温度を安定範囲に保持する
ことが可能になる。

【００５２】尚、図示は省略するが定着ローラ110から
ヒータ116を除去し、該ローラ110を金属素管111で構成
し、ヒータ123のみを定着ローラ120の中心部に配置して
もよい。また、ヒータ116のみを残しヒータ123を除去し
てもよい。

【００５３】ヒータをどのように配設しても前記温度セ
ンサー113，114によって加熱状態を制御することによ
り、定着部分の温度を安定範囲に保持することが可能で
ある。

【００５４】このように構成される画像光沢度の検出手
段であるセンサ62とベルト方式の定着器70とによる光沢
画像又は非光沢画像は次のようにして転写材上に形成さ
れる。

【００５５】即ち、センサ62によって検出された原稿Ｄ
の画像光沢度は前述したようにＣＰＵ（図示せず）のメ
モリにインプットされこの検出情報に基く該ＣＰＵの制
御によって例えば光沢画像を形成するときは前述した定
着器70の冷却ファン132の風量を4000ｌ／分にしかつ分
離点Ｑの温度を80℃〜90℃に下げてトナー画像を十分に
冷却させる。また非光沢画像を形成するときは該冷却フ
ァン132の風量を500ｌ／分、分離点Ｑの温度を110゜〜1
20℃にして定着されるトナー画像を微オフセット状態に
することによってマットな画像が形成される。また図６
に示すように定着ローラ110と搬送ローラ114とに巻回さ
れる無端ベルト115の下面内側冷却ファン132と対向して
搬送ローラ114と従動ローラ73との間に中間ローラ114ａ
を設け該従動ローラ73を支点として中間ローラ114ａと
搬送ローラ114とが矢印で示す時計方向に回動し転写材1
51と無端ベルト115との分離点Ｑを変え転写材151から無
端ベルト115を早く分離することによってマットな画像
を形成することができる。また図示を省略するが無端ベ
ルト115の幅方向（転写材の搬送方向と直交方向）を２
分割し一方の表面粗さを１μ以下として光沢画像の形成
に対応させ他方の表面粗さを５〜10μとして非光沢画像
の形成に対応させて定着するようにしてもよい。この場
合当然のことながら無端ベルト115の幅方向は少くとも
通常の２倍の幅を有すると共に適宜な手段によって該ベ
ルト115の表面位置をスライドして位置を変化して所要
の光沢度に対応させるようにする。また無端ベルト115
はシリコンゴム以外にフッ素シート等の材料でも可能で
ある。

【００５６】このようにして原稿Ｄの画像光沢度が自動
的に検出されると共にこの情報に基くＣＰＵの制御によ
ってベルト方式の定着器70の定着条件を変えて原稿画像
の光沢度を忠実に再現することができる。また、図示は
省略するが画像形成装置80に設けられる光沢用釦又は非
光沢用釦の何れかを押すことによりあらかじめ記憶され
たＣＰＵの制御によって例えば定着器70の冷却ファン13
2風量や分離点Ｑの温度を変化調節して所要の光沢画像
が選択的に定着されるようにしてもよくこの手段も勿論
本発明の範囲に含まれる。

【００５７】

【発明の効果】本発明の画像光沢度の検出手段とベルト
方式の定着器とによって原稿の美麗な光沢画像を忠実に
再現することができることにより特にカラー画像形成装
置のグレードが高まり、高画質化、差別化が可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例による画像光沢度の検出手段
の構成を示す側面図。

【図２】同上検出手段の配置を示す側面図。

【図３】定着器の構成を示す側断面図。

【図４】トナーの粘度−温度の特性曲線を示すグラフ。

【図５】無端ベルトの構成を示す断面図。

【図６】分離ベルトの分離点の変化を示す側面図。

【図７】カラー画像形成装置の構成を示す側断面図。

【符号の説明】

10 走査光学系 11 プラテンガラス 30 感光体ドラム 60 光源（ＬＥＤ） 61 フォトトランジスタ 62 センサ 70 定着器 80 カラー画像形成装置 110,120 定着ローラ 115 無端ベルト 132 冷却ファン 151 転写材 171 圧力ローラ対 172 駆動ローラ 173 従動ローラＤ原稿

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/29 Ｚ 9186−5Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少くとも像担持体上に画像を形成するプ
ロセスとこの画像を転写材に転写し定着するプロセスと
を有する画像形成装置において、原稿画像の光沢度を検
出する検出手段と該検出手段の検出情報に基いて光沢画
像又は非光沢画像を形成することのできる定着装置とを
備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１において画像の光沢度を変化さ
せる手段は前記定着装置に備えられる冷却手段の風量を
変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１において画像の光沢度を変化さ
せる手段は転写材と定着装置との分離点の位置を変化さ
せることを特徴とする画像形成装置。