(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送中の用紙に形成された画像の特性を測定する装置であって、
搬送中の用紙に形成された画像の特性を非接触で測定する測定手段と、搬送中の用紙の画像形成面側に空気を吹き付けて、前記測定手段による測定位置において、搬送路の内壁に摺接しながら用紙を移動させる送風手段と、前記測定位置よりも用紙搬送方向上流側及び下流側にそれぞれ設けられ、用紙を挟持して搬送する搬送ローラ対とを備え、
前記搬送ローラ対の一方が駆動ローラ対、もう一方が従動ローラ対であり、
前記駆動ローラ対側から前記従動ローラ対側に向かって用紙に対して所定角度で前記送風手段から空気を吹き付けることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記測定手段が、搬送中の用紙に向かって光を照射する発光部と、用紙に形成された画像で反射された光を受光する受光部とを有するものである請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記測定手段が、搬送中の用紙に形成された画像の光沢度、濃度、表色値の少なくとも一つを測定するものである請求項１又は２記載の測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の測定装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙に形成された画像特性を測定する装置等に関し、より詳細には、搬送中の用紙に形成された画像の光沢度や濃度、表色値などの特性を測定する装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリやプリンター、複写機などの電子写真方式の画像形成装置、特にプロダクトプリンティングの分野で用いられる画像形成装置には、画像の安定性が強く要求される。近年、画像の光沢が色味に少なからず影響していることが知られるようになり、画像の安定性を向上させるために、形成された画像の光沢を装置内で測定して、画像形成条件や定着条件を調整することが行われつつある。
【０００３】
例えば、定着後の記録媒体上の定着された現像剤像表面の光沢を測定し、測定結果に応じて画像形成条件や定着条件を制御する技術が提案されている（例えば特許文献１〜４を参照）。
【０００４】
また特許文献５では、複数の貫通孔が形成された搬送ベルト上に、定着後の記録媒体を吸引・吸着させて、記録媒体を空冷するとともに画像特性を検査する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2002-31921号公報
【特許文献２】特開2003-186260号公報
【特許文献３】特開2006-267165号公報
【特許文献４】特開2009-68891号公報
【特許文献５】特開2010-96953号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えばトナー画像の光沢は、「JIS Z 8741」で規定されているように、トナー画像に照射された光のうち正反射した光の受光量を測定して求められる。したがって、特許文献１〜４で提案されている技術では、測定部から用紙までの距離や用紙の傾きが絶えず変動するため、高い測定精度を得ることは困難であった。また、特許文献５で提案されている技術では、搬送ベルト上に記録媒体が吸着固定されるものの、貫通孔上の記録媒体部分が窪むなどの変形が生じるため、やはり高い測定精度を得ることは困難と考えられる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、搬送中の用紙上の画像の光沢度や濃度、表色値などの特性を高い精度で測定できる装置を提供することにある。
【０００８】
また本発明の他の目的は、所望の光沢度や色味の画像が安定して得られる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成する本発明に係る測定装置は、搬送中の用紙に形成された画像の特性を測定する装置であって、搬送中の用紙に形成された画像の特性を非接触で測定する測定手段と、搬送中の用紙の画像形成面側に空気を吹き付けて、前記測定手段による測定位置において、搬送路の内壁に摺接しながら用紙を移動させる送風手段と、前記測定位置よりも用紙搬送方向上流側及び下流側にそれぞれ設けられ、用紙を挟持して搬送する搬送ローラ対とを備え、前記搬送ローラ対の一方が駆動ローラ対、もう一方が従動ローラ対であり、前記駆動ローラ対側から前記従動ローラ対側に向かって用紙に対して所定角度で前記送風手段から空気を吹き付けることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記測定手段としては、搬送中の用紙に向かって光を照射する発光部と、用紙に形成された画像で反射された光を受光する受光部とを有するものが好ましい。
【００１１】
また、前記測定手段は、搬送中の用紙に形成された画像の光沢度、濃度、表色値の少なくとも一つを測定するものが好ましい。
【００１５】
また本発明によれば、前記のいずれかに記載の測定装置を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の測定装置によれば、搬送中の用紙に形成された画像の光沢度や濃度、表色値などの特性を高い精度で測定することができる。
【００１７】
また本発明の画像形成装置によれば、所望の光沢と色味の画像が安定して得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る画像形成装置及び測定装置の一例を示す概説図である。
【図２】図１の画像形成装置における定着装置及び測定装置の拡大構成図である。
【図３】本発明に係る測定装置の他の実施形態を示す概説図である。
【図４】本発明に係る測定装置のさらに他の実施形態を示す概説図である。
【図５】用紙Ｐに向かって吹き付ける空気の圧力は求める際のモデル図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る測定装置及び画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００２０】
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図を示す。図１に示す画像形成装置８は、画像を形成するプリンター部８１と、原稿画像を読み取るイメージリーダ部８２と、使用者が画像形成条件を入力したり装置の状態等を表示する操作表示部８３とを備える。イメージリーダ部８２は、不図示の原稿ガラス板の上に載置された原稿を、スキャナを移動して読み取る公知のもので、不図示のＣＣＤイメージセンサにより電気信号に変換された画像データが得られる。
【００２１】
プリンター部８１には、トナー像を担持し、時計回りに回転する円筒状の感光体（静電潜像担持体）Ｄの周囲に、感光体Ｄの表面を一様に帯電させる帯電装置２と、感光体Ｄ表面に光を照射して静電潜像を形成する露光装置３と、感光体Ｄにトナーを供給し感光体Ｄ上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置４と、現像装置４によって形成された感光体Ｄ上のトナー像を用紙Ｐに転写する転写ローラ（転写装置）５と、用紙Ｐに転写されずに感光体Ｄ上に残留したトナーを除去するクリーニング装置６とが設けられている。
【００２２】
帯電装置２は、スコロトロン方式の帯電装置であって、感光体Ｄに対向する面側が開口した箱状のシールド電極２２と、シールド電極２２内に張架された放電電極２１と、シールド電極２２の開口に取り付けられたグリッド電極２３とを有する。放電電極２１に数ｋＶの電圧が印加されるとコロナ放電が発生し、これに感光体Ｄの表面が一様に帯電される。なお、帯電装置２の種類は特に限定されるものでなく、ローラ方式の帯電部材、ブレード状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材等を用いてももちろん構わない。
【００２３】
露光装置３は、帯電装置２によって一様に帯電された感光体Ｄの表面に、例えばパソコンなどの外部装置から入力される画像データに基づいて、選択的に光を照射して露光を行い、感光体Ｄの表面に所定の静電潜像を形成する。
【００２４】
現像装置４は、ハウジング４１と、感光体Ｄに対向し回転可能に設けられた現像ローラ４２と、現像ローラ４２に向かって現像剤を搬送する搬送ローラ４３とを備える。ハウジング４１内にはトナーとキャリア（いずれも不図示）とからなる現像剤が収容されている。現像ローラ４２に現像バイアス電圧を印加すると、現像ローラ４２に印加される電圧と感光体Ｄの静電潜像との電位差によってトナーが感光体Ｄに移動し、感光体Ｄ上の静電潜像がトナーによって可視像化（トナー画像）される。
【００２５】
転写ローラ５は、転写ローラ５に連結された駆動モータ（不図示）によって回転可能に設けられるとともに付勢部材（不図示）によって感光体Ｄに圧接している。また転写ローラ５には、不図示の電圧印加手段によって、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアス電圧が印加される。感光体Ｄと転写ローラ５との間を用紙Ｐが通過する際に、転写ローラ５に前記転写バイアス電圧が印加され、感光体Ｄに形成されたトナー画像が用紙Ｐに転写する。
【００２６】
クリーニング装置６は、感光体Ｄに圧接するクリーニングブレード６１を備え、感光体Ｄ表面に残留する未転写トナーを感光体Ｄから除去する。
【００２７】
プリンター部８１の下部には、用紙Ｐを収納した給紙カセット５１がプリンター部８１に対して着脱自在に配置されている。給紙カセット５１内に収納された用紙Ｐは、給紙カセット５１の上方側部に配置された給紙ローラ５２の回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路５０に送り出される。給紙カセット５１から送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対５３に搬送され、レジストローラ対５３から感光体Ｄの回転とタイミングを合わせて転写ローラ５と感光体Ｄとのニップ部に送り出され、前述の通りトナー画像が用紙Ｐに転写される。
【００２８】
さらに、プリンター部８１は、感光体Ｄから用紙Ｐに転写されたトナー画像を定着させる定着装置１を備えている。定着装置１は、ハロゲンヒータＨを内蔵した定着ローラ１１と、定着ローラ１１に圧接する加圧ローラ１２とを有する。定着ローラ１１と加圧ローラ１２とのニップ部を用紙Ｐが通過する際に加熱及び加圧されてトナー画像が用紙Ｐに溶融定着される。そして、用紙Ｐは、測定装置７を通って排出口５５から本体側面の排紙トレイ８５に排出される。
【００２９】
画像形成装置８は、画像形成装置８に関係する構成要素を総合的に制御する制御装置８４を備えており、この制御装置８４は、感光体Ｄ、現像ローラ４２、転写ローラ５、給紙ローラ５２、搬送ローラ５３及び定着ローラ１１などの回転駆動と帯電装置２、露光装置３、現像装置４などの作動を制御すると共に、後述する測定装置７の測定値に基づいて定着ローラ１１の搬送速度やハロゲンヒータＨの入切を制御し、用紙Ｐに形成されたトナー像の光沢を調整する。もちろん、制御装置８４の制御動作は、操作表示部８３から使用者が入力した設定条件によっても実行される。
【００３０】
図２に測定装置７の概略構成図を示す。測定装置７は、定着装置１の用紙搬送方向下流に設けられ、測定基準位置ＳＰに向かって光を照射する発光部（測定手段）７１と、用紙Ｐに形成されたトナー像で正反射（入射角と反射角とが等しい）された光を受光する受光部（測定手段）７２と、測定基準位置ＳＰに向かって空気を吹き付ける送風ファン（送風手段）７５と、測定基準位置ＳＰの用紙搬送方向上流側及び下流側に設けられた第１搬送ローラ対７３及び第２搬送ローラ対７４とを有する。
【００３１】
搬送中の用紙Ｐは不安定であるため、通常の装置では、測定基準位置ＳＰにおいて用紙Ｐは図のＸ，Ｙ，Ｚ方向にずれた状態となっている。用紙Ｐが、図のＸ，Ｙ，Ｚ方向のいずれの方向にずれても、トナー像での正反射光が受光部７２に正しく入射しないので、トナー像の光沢を高い精度で測定できなかった。
【００３２】
そこで、本発明の測定装置では、送風ファン７５からダクト７６を介して測定基準位置ＳＰに向かって空気を吹き付けるようにした。これにより、搬送されてきた用紙Ｐは、搬送路７９の内壁に押し付けられ、内壁に摺接しながら移動し、測定基準位置ＳＰにおいて用紙Ｐは図のＸ，Ｙ，Ｚ方向に位置決めされた状態となる。以下、具体的制御内容について説明する。
【００３３】
第１搬送ローラ対７３は駆動ローラ対であって用紙Ｐを挟持搬送する。一方、第２搬送ローラ対７４は従動ローラ対である。第１搬送ローラ対７３に用紙Ｐの先端が挟持されたことが、不図示のセンサーによって検知されると、送風ファン７５が起動する。送風ファン７５から送り出される空気は、ダクト７６を通って、用紙搬送方向上流側から下流側に向かって用紙Ｐに対して所定角度で吹き出す。このとき用紙Ｐには、吹き付ける空気によって外方に広がる力がかかり、用紙Ｐが撓むことはない。搬送されてきた用紙Ｐは、ダクト７６から吹き出す空気によって搬送路７９の下側内壁に押し付けられ、内壁に摺接しながら測定基準位置ＳＰを通過する。後述するように、測定基準位置ＳＰでは発光部７１から光が照射され、受光部７２でその反射光が受光され、トナー像の光沢度や濃度、表色値などの特性値が測定される。そして、用紙Ｐの先端が第２搬送ローラ対７４に挟持されると、送風ファン７５が停止し測定手段による測定が終了する。
【００３４】
なお、送風ファン７５及び測定手段の入切制御は、センサーによる用紙位置の検知に基づく制御の他、所定時間経過に基づく制御であっても構わない。
【００３５】
用紙Ｐに向かって吹き付ける空気の圧力は、用紙Ｐが搬送路７９の内壁に押し付けられる圧力であればよく特に限定はない。例えば、図５に示すモデルによって下記式から算出される風圧Ｐとしてもよい。
Ｐ＝３ＥＩ／（ＡＬ３）
（式中、Ｅ：ヤング率（ＭＰａ）、Ｉ：断面二次モーメント、σ：たわみ量（ｍｍ）、Ａ：空気が当たる面積（ｍｍ２）、Ｌ：距離（ｍｍ））
【００３６】
また、送風手段としては送風ファン７５の他、軸流ファンやシロッコファン、コンプレッサなど従来公知の手段を用いることができる。そしてまた、搬送路７９の内周面は、用紙Ｐの摺動抵抗を抑えるため平滑面とすることが望ましい。
【００３７】
発光部７１から用紙Ｐのトナー像に向かって照射する光は、平行光であれば特に限定はなく、可視光や赤外光などいずれでもよいが、トナー画像の色によって測定感度が変動するのを防止する観点からは可視光以外が好ましく、近赤外の波長を有する光がより好ましい。
【００３８】
測定装置７で測定された光沢度や濃度、表色値などの特性値は制御装置８４（図１に図示）に送られ、所望の光沢度や濃度、表色値となるように、定着ローラ１１の回転駆動、定着温度などの定着条件や、現像バイアス電圧や転写バイアス電圧などの画像形成条件が調整される。
【００３９】
図３に、本発明に係る測定装置の他の実施形態を示す。なお、前記実施形態と同じ部材及び同じ部分には同じ符号を付すこととする。図３に示す測定装置では、第２搬送ローラ対７４が駆動ローラ対であって用紙Ｐを挟持搬送する。一方、第１搬送ローラ対７３は従動ローラ対である。また、送風ファン７５及びダクト７６が、測定基準位置ＳＰよりも用紙搬送方向下流側に設けられている。第２搬送ローラ対７４に用紙Ｐの先端が挟持されたことが、不図示のセンサーによって検知されると、送風ファン７５が起動する。送風ファン７５から送り出される空気は、ダクト７６を通って、用紙搬送方向下流側から上流側に向かって用紙Ｐに対して所定角度で吹き出す。このとき用紙Ｐには、吹き付ける空気によって外方に広がる力がかかり、用紙Ｐが撓むことはない。搬送されてきた用紙Ｐは、ダクト７６から吹き出す空気によって搬送路７９の下側内壁に押し付けられ、内壁に摺接しながら測定基準位置ＳＰを通過する。そして、前記実施形態と同様に、測定基準位置ＳＰにおいて発光部７１から光が照射され、受光部７２でその反射光が受光され、トナー像の光沢度や濃度、表色値などの特性値が測定される。そして、用紙Ｐの後端が第２搬送ローラ対７４を通過すると、送風ファン７５が停止し測定手段による測定が終了する。
【００４０】
図４に、本発明に係る測定装置のさらに他の実施形態を示す。なお、前記実施形態と同じ部材及び同じ部分には同じ符号を付すこととする。図４は、用紙搬送方向に対して垂直方向（以下、「幅方向」と記すことがある）の断面図である。測定装置７は、送風ファン７５と、送風ファン７５から搬送路７９に向かって幅方向に連続して広がるダクト７６とを有し、ダクト７６内には複数の整流板７６１が設けられている。送風ファン７５から送り出される空気は、ダクト７６によって幅方向に広がるように用紙Ｐに吹き付け、用紙Ｐは、吹き付ける空気によって幅方向に広がった状態で、搬送路７９の下側内壁に押し付けられ、内壁に摺接しながら測定基準位置ＳＰを通過する。そして、前記実施形態と同様に、測定基準位置ＳＰにおいて発光部７１から光が照射され、受光部７２でその反射光が受光され、トナー像の光沢度や濃度、表色値などの特性値が測定される。
【００４１】
以上説明した実施形態では、発光部７１と受光部７２とを用紙搬送方向に並べて設置していたが、発光部７１と受光部７２とを幅方向に並べて設置してももちろん構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の測定装置は、搬送中の用紙に形成された画像の光沢度や濃度、表色値などの特性を高い精度で測定することができ有用である。
【符号の説明】
【００４３】
７    測定装置
Ｐ    用紙
７１    発光部（測定手段）
７２    受光部（測定手段）
７３    第１搬送ローラ対
７４    第２搬送ローラ対
７５    送風ファン（送風手段）
７６    ダクト
７９    搬送路
【図１】
0005838495.tif 000002
【図２】
0005838495.tif 000003
【図３】
0005838495.tif 000004
【図４】
0005838495.tif 000005
【図５】
0005838495.tif 000006