(57)【要約】【課題】被記録材Ｐ上に未定着画像を形成担持させ、その未定着画像を加熱定着装置１１で加熱定着させて画像形成物を出力する画像形成装置において、被記録材、画像によらず、出力画像の光沢度（グロス）を広範囲で任意に調整することを可能にした画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ローラー１２と、複数の支持ローラー１５〜１７に懸架され、上記定着ローラー１２に当接して挟圧部Ｎを形成する弾性ベルト１４を有し、挟圧部Ｎで被記録材Ｐを挟持搬送して被記録材Ｐ上の未定着画像を加熱定着する定着装置１１を備え、上記定着装置１１の挟圧部Ｎの幅を広狭制御する手段１８・１９を有し、挟圧部Ｎの幅を制御することにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする画像形成装置。【選択図】  図１
2004170670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラーと、複数の支持ローラーに懸架され、上記定着ローラーに当接して挟圧部を形成する弾性ベルトを有し、挟圧部で被記録材を挟持搬送して被記録材上の未定着画像を加熱定着する定着装置を備え、上記定着装置の挟圧部の幅を広狭制御する手段を有し、挟圧部の幅を制御することにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
被記録材の光沢度をあらかじめ測定するセンサーを有し、該被記録材の光沢度に応じて上記定着装置の挟圧部の幅を制御することにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
定着後の画像の光沢度を測定するセンサーを有し、該定着後の画像の光沢度に応じて上記定着装置の挟圧部の幅を制御することにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
あらかじめ被記録材上に形成される画像量を測定するヴィデオカウンター等の測定手段を有し、被記録材上に形成される画像量に応じて、上記定着装置の挟圧部の幅を制御することにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像の光沢度を任意に調整することを可能にした画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
すでに一般化されているように、電子写真又は他の類似画像形成装置においては、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体（電荷保持体）上に静電潜像を形成し、さらに可視粉末（トナー）で上記静電潜像を可視化し、転写材（被記録材）上に同可視像を転写し、最後に定着装置において上記未定着粉末画像を溶融加熱し、転写材上に固着することにより、最終画像を形成する。
【０００３】
以上のような画像形成装置においては、最終工程の定着装置が重要な機能を有することは、いまさら言うまでもなく、一方ではきちんと転写材上に可視粉末を固着させる特性、いわゆる定着機能を果し、また他方ではとびちり、光沢度、画像均一性など画像の品位を決定する画像特性に多いに関与している。
【０００４】
ここで、従来の定着装置としては、加熱された２本の定着ロール部材を挟圧、協動させ、この挟圧部（ニップ部）に未定着画像を挟むことにより未定着画像を固着させる、所謂熱ロール定着が主流であった。また近年では、画像形成装置の高速化、小形化、小エネルギー化を目的としてベルト定着方式・フィルム加熱方式の装置等が盛んに採用されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、画像形成装置は画像品質も著しく向上し、軽印刷の分野にも盛んに採用されている。
【０００６】
ここで、画像品質として、非常に重要な項目としては、オフセット印刷などのインクを使用した印刷方式に見劣らない光沢度を有すること、さらには画像の光沢度を目的に応じて任意に制御可能なことである。
【０００７】
しかしながら、上記画像の光沢度は転写材上の可視粉末の溶け方、及び、粘弾特性によりほぼ一定で、任意に制御することは非常に困難である。
【０００８】
以上のような課題に対し、転写材上のトナーの溶け方を制御する手段としては、定着装置の温度を可変する手段があるが、定着装置はある程度の熱容量を有し、瞬時に温度制御することには難点があった。また、画像形成装置のプロセス速度を可変する方式は大いに効果はあったが、画像形成装置を高速化しにくいという難点があった。さらに、熱ローラー方式の挟圧幅を可変する手段なども容易に考えられたが、調整可能な幅が±１０〜２０％程度しかなく、効果が十分発揮できなかった。
【０００９】
そこで本発明は、被記録材上に未定着画像を形成担持させ、その未定着画像を加熱定着装置で加熱定着させて画像形成物を出力する画像形成装置において、被記録材、画像によらず、出力画像の光沢度（グロス）を広範囲で任意に調整することを可能にした画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
（１）定着ローラーと、複数の支持ローラーに懸架され、上記定着ローラーに当接して挟圧部を形成する弾性ベルトを有し、挟圧部で被記録材を挟持搬送して被記録材上の未定着画像を加熱定着する定着装置を備え、上記定着装置の挟圧部の幅を広狭制御する手段を有し、挟圧部の幅を制御することにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
（２）被記録材の光沢度をあらかじめ測定するセンサーを有し、該被記録材の光沢度に応じて上記定着装置の挟圧部の幅を制御することにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００１３】
（３）定着後の画像の光沢度を測定するセンサーを有し、該定着後の画像の光沢度に応じて上記定着装置の挟圧部の幅を制御することにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００１４】
（４）あらかじめ被記録材上に形成される画像量を測定するヴィデオカウンター等の測定手段を有し、被記録材上に形成される画像量に応じて、上記定着装置の挟圧部の幅を制御することにより、定着後の画像の光沢度を制御することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００１５】
〈作  用〉
定着後画像の光沢度は加熱定着ニップ（ＮＩＰ）部である挟圧部の幅の広狭調節自由度が大きければ広範囲で任意に調整することを可能である。そこで本発明では定着装置を、定着ローラーと、複数の支持ローラーに懸架され、上記定着ローラーに当接して挟圧部を形成する弾性ベルトを有し、挟圧部で被記録材を挟持搬送して被記録材上の未定着画像を加熱定着する定着装置にし、上記定着装置の挟圧部の幅を広狭制御する手段を具備させて上記挟圧幅を５０％〜３００％程度まで可変させることで、被記録材材上の未定着画像（トナー）の溶け方を制御し、画像の光沢度を、被記録材、画像によらず、広範囲で任意に調整することを可能にした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉
（１）画像形成装置例
図１は本実施例の画像形成装置の概略構成模型図である。本実施例の画像形成装置は、電子写真プロセスを用いた、タンデムタイプのフルカラープリンタである。
【００１７】
Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂは図面上右から左に順に配列した第１〜第４の４つの可視像形成ステーションである。
【００１８】
各可視像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂは何れも、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体１、帯電装置２、レーザースキャナやＬＥＤアレイ等の露光装置３、現像装置４、クリーニング装置５等からなる電子写真プロセス機構である。感光体１は矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００１９】
第１の可視像形成ステーションＹは感光体１の面にフルカラー画像のイエロー成分のトナー画像を形成する。第２の可視像形成ステーションＭは感光体１の面にフルカラー画像のマゼンタ成分のトナー画像を形成する。第３の可視像形成ステーションＣは感光体１の面にフルカラー画像のシアン成分のトナー画像を形成する。そして第４の可視像形成ステーションＢは感光体１の面にブラックのトナー画像を形成する。各可視像形成ステーションにおけるトナー画像の形成原理・プロセスは公知であるからその説明は省略する。
【００２０】
６は複数の支持ローラー７に懸架させて張設した転写ベルトであり、第１〜第４の可視像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂの下側に、全可視像形成ステーションに渡たらせて配設してある。転写ベルト６は矢印の反時計方向に、感光体１の周速度に対応した周速度で回動駆動される。
【００２１】
８は転写電極ローラーであり、第１〜第４の各可視像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂにおいて、感光体１の下面に対して転写ベルト６を挟んで圧接して転写ニップ部を形成している。９は各転写電極ローラー８に対する転写バイアス印加電源であり、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の電圧を転写バイアスとして所定の制御タイミングで印加する。
【００２２】
１０はシート給送路であり、不図示の給紙機構部から一枚分離給紙された被記録材としての転写材Ｐを、転写ベルト６の第１の可視像形成ステーションＹ側の端部に給送する。転写ベルト６は給送された転写材Ｐを静電的に吸着保持して、あるいはチャックで把持して第１から第４の可視像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂの各転写ニップ部を順次に搬送する。これにより、同一の転写材Ｐの面にイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、およびブラックトナー画像が順次に位置合わせ状態で重畳転写されてフルカラートナー画像が合成形成される。
【００２３】
第４の可視像形成ステーションＢの転写ニップ部を搬送されて通過した転写材Ｐは転写ベルト６から分離され、定着装置１１に導入されて未定着のトナー画像の加熱定着処理を受けて排出搬送される。
【００２４】
（２）定着装置１１
図２は定着装置１１の構成模型図である。１２は定着ローラーであり、Ｓｉゴムなどの弾性層を有する。特にＳｉゴムなどの弾性層が必ず必要というわけではないが、弾性層があったほうが性能上好ましい。１４は複数の支持ローラー１５〜１７に懸架され、定着ローラー１２に当接して定着ニップ部である挟圧部Ｎを形成する弾性ベルトであり、ポリイミド樹脂ベルト上に１ｍｍ程度のＳｉゴムなどの弾性部材を積層し、最外層にＰＴＦＥ、ＰＦＡなどの離型層を積層したものである。
【００２５】
本例の定着装置１１において、定着ローラー１２は弾性層を有するφ５０のヒートローラーであり、厚さ５ｍｍのアルミ芯金の上に２ｍｍのシリコンゴムを積層し、最外層に、約５０μのＰＦＡチューブを積層したもので、矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。１３はこの定着ローラー１２の内空に挿入配設した、熱源としての８００Ｗのハロゲンランプである。定着ローラー１２はこのハロゲンランプ１３の通電発熱で内側より加熱され、表面温度が不図示の温度検知素子により検知され、その検知温度が不図示の温調回路に入力され、温度検知素子により検知される定着ローラー表面温度が所定の定着温度、本実施例では１８０℃に維持されるようにハロゲンランプ１３に対する通電がｏｎ−ｏｆｆ制御されて温度制御される。
【００２６】
また、定着ベルト１４はφ５０の弾性ベルトで、基材の１００μのポリイミドベルト上に１ｍｍのシリコンゴムを積層し、最外層に約５０μのＰＴＦＥ樹脂を積層したもので、第１〜第３の３本の支持ローラー１５〜１７に懸架され、定着ローラー１２と挟圧されて定着ニップ部である挟圧部Ｎを形成している。第１の支持ローラー１５は定着ベルト１４を挟んで定着ローラー１２に対して所定の押圧力で圧接している。第２の支持ローラー１６は挟圧部Ｎよりも転写材搬送方向上流側において定着ローラー１２から離れて位置している。第３の支持ローラー１７は第１と第２の支持ローラー１５・１６の間に位置してテンションローラーとして機能している。定着ベルト１４は定着ローラー１２の回転に順方向に定着ローラー１２の回転周速度と同じ周速度で回転駆動される。定着ローラー１２の回転に従動回転させてもよい。
【００２７】
未定着画像を担持した転写材Ｐは上記定着装置１１の定着ローラー１２と定着ベルト１４の定着ニップ部である挟圧部Ｎに導入され、該挟圧部Ｎで挟持搬送されることで、未定着画像が転写材面に定着ローラー１２の熱と挟圧部Ｎの加圧力で加熱定着される。
【００２８】
定着ベルト１４の第２の支持ローラー１６は挟圧幅制御ローラーとして上下方向に位置変更移動可能な揺動ローラーとしてあり、アクチュエーター（モーターやシリンダーなどの駆動器）１９によりスクリュー機構やリンク機構等の昇降動機構１８を介して上下位置変更移動される。アクチュエーター１９・昇降動機構１８の具体的機構は図示しないけれども、適宜・任意に設計できる事項である。
【００２９】
第２の支持ローラー１６が上方に位置変更移動されるにつれて第１と第２の支持ローラー１５と１６間の定着ベルト１４の定着ローラー１２に対する巻き掛け長さ量が多くなっていく。即ち、挟圧部Ｎの幅が増大していく。逆に、第２の支持ローラー１６が下方に位置変更移動されるにつれて第１と第２の支持ローラー１５と１６間の定着ベルト１４の定着ローラー１２に対する巻き掛け長さ量が少なくなっていく。即ち、挟圧部Ｎの幅が減少していく。
【００３０】
本実施例の定着装置１１においては、上記アクチュエーター１９・昇降動機構１８による第２の支持ローラー１６の上下位置変更移動制御により、挟圧部Ｎの幅は１０ｍｍ〜３０ｍｍの広い範囲で可変可能で、通常は挟圧部Ｎの幅は２０ｍｍで使用し、画像の光沢度が必要な場合、３０ｍｍまでの範囲で必要に応じて可変し、画像の光沢度が不必要なつや消し画像などの場合、１０ｍｍまでの範囲で必要に応じて可変制御し画像形成を行なうことが可能である。
【００３１】
本実施例においては、画像形成装置の不図示の操作部に配設したマニュアルの光沢度選択器２１の操作により選択した光沢度情報が画像形成装置の中央制御装置２０に入力する。中央制御装置２０には予め設定した光沢度と挟圧部幅の制御関数を制御テーブルとして記憶させてある。そして、中央制御装置２０はアクチュエーター１９を制御して、挟圧部Ｎの幅が選択した光沢度に対応する幅になるように、第２の支持ローラー１６を上下位置変更移動制御する。
【００３２】
本画像形成装置の、画像の光沢度をそれぞれ、７５°法の光沢度計を使用し測定した。１例として、シアンのべた画像の光沢度の値を示すと、通常の挟圧部幅２０ｍｍの場合、グロス値は２５であったが、挟圧部幅３０ｍｍ場合４３、挟圧部幅１０ｍｍの場合１３であった。すなわちグロス値を１３〜４３まで制御することが可能となった（キャノン株製、ＰＢ−ＳＫ紙使用の場合）。
【００３３】
〈実施例２〉
本実施例はさらに好適な実施例であり、図３に示すように、シート給送路１０に転写材Ｐの光沢度を測定するための測定装置（センサー）２２を配設してあり、不図示の給紙機構部からシート給送路１０を通して転写ベルト６に給送される、可視粉末（トナー）像が転写される前の転写材Ｐの光沢度を測定装置２２で測定して、中央制御装置２０に入力する。中央制御装置２０はアクチュエーター１９を制御して、通紙使用される転写材Ｐの光沢度に応じて挟圧部Ｎの幅を制御する。
【００３４】
図４は、中央制御装置２０内に記憶された、制御関数で、実際には最終画像の光沢度は、使用される転写材Ｐの光沢度に大きく依存し、転写材Ｐの光沢度と、目的とする最終画像の光沢度にあわせるため、上記関数に従って、定着装置１１の挟圧部幅を任意に制御することにより、光沢度設定器２１で設定した目的の光沢度を有する画像を得ることが可能になった。
【００３５】
〈実施例３〉
本実施例はさらに好適な実施例であり、図５に示すように、定着装置１１の転写材出口側に、定着装置１１から出る最終画像の光沢度を測定するため測定装置２３を配設してあり、この測定装置２３による最終画像の光沢度測定結果は中央制御装置１１に入力される。本実施例は、光沢度設定器２１で設定した光沢度と、最終画像の光沢度測定結果の比較がなされ、ズレが有る場合は中央制御装置２０から、定着装置１１の挟圧部幅を任意に制御することにより、光沢度設定器２１で設定した光沢度に成るように修正制御がなされて目的の光沢度を有する画像を得ることが可能になった。
【００３６】
〈実施例４〉
本実施例は、図６に示すように、画像量を測定するためのヴィデオカウンターを有する画像処理装置２４から中央制御装置２０に画像形成の画像量情報を入力する。図７は画像量、すなわち可視粉末（トナー）量と最終画像の光沢度の制御関数で、実際には最終画像の光沢度は、使用される可視粉末（トナー）量に大きく依存し、目的とする最終画像の光沢度にあわせるため、本実施例は、上記関数に従って、定着装置１１の挟圧部幅を任意に制御することにより、目的の画像を得ることが可能になった。
【００３７】
〈その他〉
１）上記実施例１から４の構成を適宜組み合わせた構成にすることもできる。
【００３８】
２）実施例の画像形成装置はフルカラー画像形成装置であるが、本発明は単色画像形成装置でも、多色画像形成装置でも有効に適用できる。
【００３９】
３）像担持体に対する静電潜像形成プロセスは任意である。像担持体、帯電装置、現像装置、転写帯電器、クリーニング装置等の各作像プロセス機器の構成も任意である。
【００４０】
４）潜像形成のための画像露光手段としては、ディジタル的な潜像を形成するレーザー走査露光手段でもよいし、通常のアナログ的な画像露光や、ＬＥＤなどの他の発光素子でも構わないし、蛍光灯等の発光素子と液晶シャッター等の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであるなら構わない。
【００４１】
５）像担持体は静電記録誘電体等であってもよい。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成する。
【００４２】
６）また画像形成装置は転写方式に限られず、感光紙、静電記録紙等の被記録材に直接にトナー画像を形成担持させる直接方式の像形成装置であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、被記録材上に未定着画像を形成担持させ、その未定着画像を加熱定着装置で加熱定着させて画像形成物を出力する画像形成装置において、従来不可能であった、広範囲での画像の光沢度の制御を、転写材及び、画像量によらず、任意に調整することが可能となった
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略図。
【図２】定着装置の構成説明図。
【図３】実施例２の画像形成装置の概略図。
【図４】転写材と光沢度の制御関数。
【図５】実施例３の画像形成装置の概略図。
【図６】実施例４の画像形成装置の概略図。
【図７】画像量と光沢度の制御関数。
【符号の説明】
Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂ；第１から第４の可視像形成ステーション
Ｐ；転写材
６；転写ベルト
１１；定着装置
１２；定着ローラー
１４；定着ベルト
１５〜１７；支持ローラー
１９；アクチュエーター
２０；中央制御装置
２１；光沢度設定器
２２；転写材の光沢度測定装置
２３；画像の光沢度測定装置
２４；画像処理装置
【図１】
2004170670.tif 000003
【図２】
2004170670.tif 000004
【図３】
2004170670.tif 000005
【図４】
2004170670.tif 000006
【図５】
2004170670.tif 000007
【図６】
2004170670.tif 000008
【図７】
2004170670.tif 000009