УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ СРЕДСТВОМ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ГЛЯНЦА
IMAGE FORMING DEVICE WITH EXTRA HEATING APPARATUS FOR INCREASING GLOSS

Область техники
Настоящее изобретение относится к системе для формирования изображений, к способу формирования изображений и к способу повышения качества изображений, которые обеспечивают создание многоцветных изображений посредством тонера. В частности, настоящее изобретение относится к электрофотографическому формированию изображений, способу электрофотографического формирования изображений и к способу повышения качества изображений, которые обеспечивают формирование высококачественного изображения, которое по качеству соответствует изображению, полученному с применением фотографического способа на основе солей серебра.
Предшествующий уровень техники
На рынке имеются электрофотографические устройства для формирования не только монохромных, но и цветных изображений. Поскольку электрофотографические устройства для формирования изображений нашли применение во многих областях, требования к качеству изображений, создаваемого электрофотографическими устройствами для формирования изображений, становятся все выше и выше. Более конкретно требуется уровень качества изображений, соответствующий по зернистости и глянцу качеству изображений, сформированных методами фотографии с использованием солей серебра. В качестве одной из технологий получения цветного изображений с высоким глянцем применяется, например, следующая. Для получения изображения с высоким глянцем цветное изображение, сформированное с использованием тонера на термопластичном полимере, переносят на лист регистрирующей среды, имеющей слой прозрачного полимера, сформированный из термопластичного полимера, и затем это сформированное с помощью тонера изображение фиксируют на регистрирующей среде для получения копии, которая на поверхности является плоской и гладкой и, следовательно, имеет высокий глянец.
Более конкретно один из вышеописанных способов формирования изображений описан в выложенной заявке на патент Японии 2004-118020. Согласно способу формирования изображений, зарегистрированному в этой публикации, незафиксированное изображение, сформированное тонером, нанесенное на лист регистрирующей среды, фиксируется горячим валком (первое фиксирующее устройство). Затем, лист регистрирующей среды вновь подвергают воздействию теплоты и давления фиксирующим валком (второе фиксирующее устройство), при этом между фиксирующим валком и листом регистрирующей среды помещена фиксирующая лента. Затем, после того, как лист остынет, лист регистрирующей среды отделяют от фиксирующей ленты. Таким образом, изображение, сформированное тонером, фиксируется, оставаясь наложенным на прозрачный полимерный слой листа регистрирующей среды. Во время фиксирования и поверхность прозрачного полимерного слоя регистрирующей среды, и поверхность изображения, сформированного тонером, отвердевают, согласуясь с поверхностью фиксирующей ленты. Следовательно, поверхность листа регистрирующей среды, включая поверхность изображения, сформированного тонером, становится плоской и гладкой, давая цветное изображение с высоким глянцем.
Однако в вышеописанном способе формирования изображения имеется следующая проблема. Когда цветное изображение, сформированное тонером, фиксируется нагревающим валком на первом этапе фиксирования, слои тонера (которые образуют цветное изображение) расплющиваются и, по мере расплющивания, они стремятся размазаться в направлении, параллельном поверхности листа регистрирующей среды. Когда слои тонера размазываются в этом направлении, получается изображение с ухудшенной зернистостью, даже если слои тонера наложены на слой прозрачного полимера листа регистрирующей среды.
Другими словами, на первом этапе фиксирования изображение ухудшается в смысле зернистости, хотя ухудшение или не ухудшение сформированного тонером изображения зависит от условий, при которых сформированное тонером изображение фиксируется на первом этапе фиксирования. Следовательно, вышеописанным способом невозможно получить изображение с высоким глянцем, которое по качеству было бы сопоставимо с изображением, полученным методами фотографии с использованием солей серебра.
Краткое описание изобретения
Задачей настоящего изобретения является получение высококачественного изображения с высоким глянцем, обеспечение равномерности распределения глянца, а также повышение светостойкости и прочности изображения путем обеспечения на первом шаге формирования изображения зернистости изображения R в пределах 0,5≤R≤4,0 и глянца в пределах 5≤G≤40.
Краткое описание чертежей
Эти и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего описания предпочтительных вариантов воплощения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 показывает схематично общую конструкцию устройства для формирования изображения согласно изобретению;
Фиг.2 показывает схему фиксирующего устройства, относящегося к типу нагревающего валка, и фиксирующего устройства, относящегося к типу фиксирующей ленты, согласно изобретению;
Фиг.3 показывает блок-схему этапов процесса формирования изображения посредством устройства для формирования изображения согласно изобретению;
Фиг.4 показывает диаграмму, иллюстрирующую примеры коэффициента контрастности (гамма) тонера светлых цветов и коэффициента контрастности (гамма) тонера темных цветов, согласно изобретению;
Фиг.5 показывает диаграмму, иллюстрирующую соотношение между уровнями входного и выходного сигналов для светлого тонера и соотношение между уровнями входного и выходного сигналом для темного тонера, где входной сигнал имеет 256 уровней (0 - 255, 8 разрядов), согласно изобретению;
Фиг.6 - схематическое сечение слоя тонера на регистрирующей среде, иллюстрирующей его состояние, согласно изобретению;
Фиг.7 показывает таблицу результатов оценки зернистости и глянца изображения согласно изобретению;
Фиг.8 показывает диаграмму, иллюстрирующую изменение зернистости, при изменении скорости фиксирования при заранее заданных условиях согласно изобретению;
Фиг.9 показывает схему общей конструкции другого примера устройства для формирования изображения.
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
Далее следует подробное описание предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показан пример устройства для формирования изображения. Более конкретно на фиг.1 показан электрофотографический цветной принтер (далее именуемый "устройством для формирования изображения"), имеющий один элемент 1, несущий изображение, множество проявляющих устройств 4 (проявляющие устройства 41-46), и ротор 4А. Множество проявляющих устройств 4 установлены на роторе 4А, а ротор 4А расположен рядом с периферийной поверхностью элемента 1, несущего изображение.
Устройство 10 (Фиг.1) для формирования изображения имеет участок А цифровой печати цветного изображения (далее именуемый "участком печати") и участок В цифрового считывания цветного изображения (далее именуемый "участком считывания"). Участок В считывания расположен над участком А печати.
На участке А печати расположен электрофотографический светочувствительный элемент 1 (далее именуемый "светочувствительным барабаном"), который является элементом, несущим изображение, выполненным в форме барабана, выполненного с возможностью вращения в направлении, показанном стрелкой. Примыкая к периферийной поверхности светочувствительного барабана 1, расположены: первичное зарядное устройство 2, выполняющее функцию зарядного средства; проявляющее устройство 4, выполняющее функцию проявляющего средства; лента 5 промежуточного переноса, выполняющая функцию элемента для промежуточного переноса; и очищающее устройство 6, выполняющее функцию очищающего средства, и т.д., при этом устройства расположены в перечисленном порядке относительно направления вращения светочувствительного барабана 1. Эти элементы образуют средство для формирования изображения, способное формировать тонером на регистрирующей среде множество изображений, различающихся по цвету.
Упомянутое выше проявляющее устройство 4 имеет ротор 4А, который является вращающимся элементом, и на роторе 4А установлено множество проявляющих устройств. В этом варианте на роторе А установлено шесть проявляющих устройств 41-46. Этими шестью проявляющими устройствами 41-46 являются: устройство 41 проявления голубого (cyan) цвета, в котором в качестве проявителя хранится темно-голубой тонер; устройство 42 проявления пурпурного (magenta) цвета, в котором хранится темно-пурпурный тонер; устройство 43 проявления желтого (yellow) цвета, в котором хранится желтый тонер; устройство 44 проявления черного цвета (black), в котором хранится черный тонер, устройство 45 проявления светло-голубого (light cyan) цвета, в котором хранится светло-голубой тонер и устройство 46 проявления светло-пурпурного (light magenta), в котором хранится светло-пурпурный тонер.
То есть устройство для формирования изображения в этом варианте использует два типа пурпурного тонера, которые одинаковы по цветовому тону, но отличаются по светлоте, и два типа голубого тонера, одинаковых по цвету, но отличающихся по светлоте. Более конкретно это обеспечивается проявляющими устройствами 41 и 42 для темного тонера и проявляющими устройствами 45 и 46 для светлого тонера. В устройствах 41 и 42 для проявления темных цветов, соответственно, хранятся темно-пурпурный тонер как тонер (тонер темного цвета), который имеет меньшую светлоту, и темно-голубой тонер как тонер (тонер темного цвета), который имеет меньшую светлоту. В устройствах 45 и 46 для проявления светлых цветов, соответственно, хранятся светло-пурпурный тонер как тонер (тонер светлого цвета), который имеет большую светлоту, и светло-голубой тонер как тонер (тонер темного цвета), который имеет большую светлоту. В этом варианте устройство 43 проявления желтого цвета и устройство 44 проявления черного цвета не имеют аналогов, имеющих тот же цвет, но отличающихся по светлоте и считаются устройствами для проявления темных цветов.
Утверждение о том, что два тонера одинаковы по цветовому тону, но различны по светлоте означает, что у этих двух тонеров одинаковые спектральные характеристики красящего ингредиента (пигмента), содержащегося в тонере, который в основном состоит из полимера и красящего ингредиента (пигмента), но они различаются количеством красящего ингредиента. Утверждение о том, что один тонер имеет большую светлоту, означает, что из двух тонеров, одинаковых по цветовому тону, но различающихся по светлоте, первый имеет относительно более низкую плотность.
Далее, утверждение о том, что два тонера имеют одинаковый цветовой тон, означает, что два тонера имеют одинаковые спектральные характеристики красящего ингредиента, как указано выше. Однако это утверждение не означает, что эти два тонера совершенно одинаковы по спектральным характеристикам красящего ингредиента; оно означает, что эти два тонера одинаковы по цвету, например пурпурному, голубому, желтому или черному, в терминах нормального восприятия цвета.
2
2
В этом варианте из двух тонеров, одинаковых по цветовому тону, тонером с более высокой светлотой является тот, у которого оптическая плотность после фиксирования не превышает 1,0 (когда количество тонера на регистрирующей среде составляет 0,6 мг/см), а тонером с более низкой светлотой является тот, у которого оптическая плотность после фиксирования составляет не менее 1,0 (когда количество тонера на регистрирующей среде составляет 0,6 мг/см).
2
2
В этом варианте в случае темно-голубого тонера, темно-пурпурного тонера, желтого тонера и черного тонера, которые являются тонерами темных цветов, количество пигмента подобрано так, что когда количество каждого тонера, нанесенного на регистрирующую среду, составляет 0,6 мг/см, оптическая плотность тонера после фиксирования составляет 1,8. Светло-голубой и светло-пурпурный тонеры, которые являются тонерами светлых цветов, подобраны так, что когда количество тонера на регистрирующей среде составляет 0,6 мг/см, оптическая плотность тонера после фиксирования составляет 0,9. Разные уровни оттенков каждого цвета воспроизводятся путем подбора отношения, при котором темные и светлые тонеры используются в смеси.
Проявители, хранящиеся в вышеупомянутых проявляющих устройствах 41-46, представляют собой двухкомпонентные тонеры, то есть смеси тонера и носителя. Даже если эти проявляющие устройства 41-46 заполнить однокомпонентным тонером, т.е. чистым тонером, проблем не возникнет. Далее, в этом варианте используются голубые тонеры разной светлоты и пурпурные тонеры разной светлоты. Однако цвета, для которых предусмотрены тонеры разной светлоты, не ограничиваются этими двумя цветами. То есть цветом, для которого используются тонеры разной светлоты, может быть только голубой, пурпурный или желтый, или для всех цветов могут использоваться тонеры разной светлоты. Другими словами, любой цвет или любая комбинация цветов может воспроизводиться тонерами разной светлоты. Далее, в этом варианте используется шесть проявляющих устройств по количеству цветов и количеству цветных тонеров. Однако количество проявляющих устройств может не ограничиваться этой величиной.
Вышеописанная лента 5 промежуточного переноса натянута вокруг приводного валка 51, пары натяжных валков 52 и 54 и вторичного переносящего опорного валка 53. На внутренней стороне петли, которую образует лента 5 промежуточного переноса, расположен валок 50 первичного переноса, который прижимает ленту 5 промежуточного переноса к светочувствительному барабану 1. Далее, валок 55 вторичного переноса расположен на внешней стороне петли, образованной лентой 5 промежуточного переноса, напротив вторичного переносящего опорного валка 53.
В нижней части участка А печати расположены подающие кассеты 11, 12 и 13, подающие валки 14, 15 и 16, транспортирующие валки 17, 18 и 19 и пара выравнивающих валков 20, перечисленные сверху вниз в направлении транспортировки листа регистрирующей среды, т.е. объекта, на котором формируется изображение. Далее, на участке А печати расположены транспортная лента 21, натянутая вокруг валков 22 и 23, фиксирующее устройство 9, относящееся к типу нагревающего валка и являющееся первым средством нагрева изображения, пара выводящих валков 24. Фиксирующее устройство 9, относящееся к типу нагревающего валка, имеет фиксирующий валок 91, прижимной валок 92 и очищающее устройство 93 фиксирующего валка. Кроме того, в участке А печати расположен транспортный канал 25 для двухсторонней печати, лоток 26 ручной подачи, подающий валок 27.
На участке В считывания расположены стеклянный стол 31 для размещения оригинала, пластина 32 для прижимания оригинала, лампа 33 экспонирования, полностью отражающие зеркала 34, 35 и 36, объектив 37, полноцветный ПЗС-сенсор 38.
При формировании изображения вышеописанным устройством оригинал укладывают на стеклянный стол 31 на участке В считывания изображением вниз. Затем оригинал прижимают прижимной пластиной 32. Затем поверхность оригинала, на которой находится изображение, освещают лампой 33 экспонирования, которая перемещается как при сканировании оригинала. Свет, отраженный от поверхности, на которой находится изображение, объективом 37 фокусируется на полноцветном сенсоре 38, который выдает сигналы цветоделения изображения. Сигналы цветоделения изображения через цепь усиления (не показана) направляются на блок обработки видеосигнала (не показан). Блок обработки видеосигнала обрабатывает сигналы цветоделения изображения. Затем, обработанные сигналы цветоделения изображения через запоминающее устройство (не показано) направляются на участок А печати.
На участок А печати, помимо участка В считывания сигналы поступают от компьютера, который является внешним устройством, от факса и пр.
Далее следует описание работы участка А печати, предполагая, что сигналы изображения направляются от участка В считывания.
При формировании изображения светочувствительный барабан 1 приводным средством (не показано) приводится во вращение в направлении, показанном стрелкой, с заранее определенной оперативной скоростью (периферийная скорость). Когда светочувствительный барабан 1 приводится во вращение, первичное заряжающее устройство 2 равномерно заряжает его поверхность до заданной полярности и уровня потенциала (процесс заряда).
После заряда поверхности светочувствительного барабана 1 лазерная оптическая экспонирующая система 3 формирует на его поверхности электростатическое латентное изображение. Сигналы изображения от участка В считывания преобразуются в оптические сигналы участком вывода лазерного луча (не показан). Лазерный луч на выходе модулируется сигналами изображения и отражается многогранным зеркалом 3а, передается через объектив 3b, отражается полностью отражающими зеркалами 3с и проецируется на заряженную поверхность светочувствительного барабана 1. Другими словами, периферийная поверхность светочувствительного барабана 1 экспонируется лазерной оптической экспонирующей системой для каждого цвета, на которые разделено оптическое изображение оригинала. В результате на периферийной поверхности светочувствительного барабана 1 формируется латентное электростатическое изображение на каждый цвет (процесс экспонирования).
Далее, ротор 4А приводится во вращение для прохождения конкретного проявляющего расстояния в положение, в котором проявляющее устройство имеет возможность проявлять латентное изображение на поверхности светочувствительного барабана 1. В этом положении или в положении проявления проявляющее устройство включается для проявления латентного изображения на светочувствительном барабане 1 в видимое изображение; на светочувствительном барабане 1 видимое изображение формируется из проявителя, существенными ингредиентами которого являются полимер и пигмент (это видимое изображение может именоваться изображением, сформированным проявителем (тонером)) (процесс проявки).
Проявляющие устройства 41-46 (фиг.1) заправляются с заранее определенными интервалами (или по мере необходимости) тонером из участков (бункеров) 61-66 для хранения тонера, расположенных над лазерной оптической экспонирующей системой 3, чтобы поддерживать постоянным отношение тонера (или количество тонера) в проявляющих устройствах 41-46 соответственно. Над светочувствительным барабаном 1 расположен фотодатчик 70, выполняющий функцию средства определения плотности, что позволяет определять количество тонера на светочувствительном барабане 1.
После формирования тонером изображения на светочувствительном барабане 1 вышеописанным способом изображение, сформированное тонером, переносится (первичный перенос) на ленту 5 промежуточного переноса с помощью валка 50 первичного переноса (процесс первичного переноса). После переноса изображения тонер (остаточный тонер), остающийся на поверхности светочувствительного барабана 1, удаляется чистящим устройством (процесс очистки), чтобы светочувствительный барабан 1 можно было использовать для формирования следующего цвета. Каждый из вышеописанных процессов формирования изображения, т.е. процесс зарядки, процесс экспонирования, процесс проявления, процесс первичного переноса и процесс очистки, повторяется в порядке, описанном выше, для необходимых цветов, выбранных из вышеописанных шести цветов. В результате, на ленту 5 промежуточного переноса слоями наносится множество сформированных тонером изображений, отличающихся по цвету.
Сформированные тонером изображения, нанесенные на ленту 5, переносятся одновременно (вторичный перенос) на лист регистрирующей среды валком 55 вторичного переноса (процесс вторичного переноса). Лист регистрирующей среды подается в основной узел устройства для формирования изображения из подающей кассеты, выбранной из кассет 11-13, и перемещается парой подающих валков 20 на станцию вторичного переноса, которой является интерфейс между лентой 5 промежуточного переноса и валком 55 вторичного переноса, с такой синхронизацией, чтобы прибытие регистрирующей среды на станцию вторичного переноса совпадало с прибытием на эту станцию вторичного переноса изображений, сформированных тонером на ленте 5. После переноса сформированных тонером изображений тонер (остаточный тонер), остающийся на поверхности ленты 5 промежуточного переноса, снимается устройством 56 очистки ленты для подготовки ленты 5 промежуточного переноса к следующему процессу первичного переноса.
Устройство 10 для формирования изображения снабжено сенсором 57 для определения отклонений положения изображения, перенесенного со светочувствительного барабана 1, и плотности изображения, перенесенного со светочувствительного барабана 1. Сенсор 57 расположен рядом с внешней поверхностью петли, сформированной лентой 5 промежуточного переноса, напротив натяжного валка 52. Плотность изображения, количество нанесенного тонера, синхронизации нанесения изображения, стартовая строка нанесения изображения, при необходимости, настраиваются управляющим участком (не показан) главного узла устройства формирования изображения на основе результатов измерений, полученных сенсором 57.
После того, как сформированные тонером изображения перенесены на регистрирующую среду, например, описанными выше способами, регистрирующую среду транспортируют транспортной лентой 21 на первое фиксирующее устройство 9, относящееся к типу нагревающего валка и являющееся первым средством нагрева изображения. В фиксирующем устройстве 9, относящемся к типу нагревающего валка, регистрирующая среда подается в зажимающий зазор между фиксирующим валком 91 (вращающийся нагревательный элемент) и прижимным валком 92 (вращающийся прижимной элемент). В зажимающем зазоре регистрирующая среда нагревается и прессуется. В результате сформированные тонером изображения фиксируются на регистрирующей среде.
При формировании изображения на обеих поверхностях регистрирующей среды направляющая канала транспортировки (не показана) приводится в действие для временного направления регистрирующей среды сразу после прохождения через фиксирующее устройство 9, относящееся к типу нагревающего валка, в реверсирующий канал 29 через транспортирующий канал 28. Затем, реверсирующий валок 30 приводится во вращение в обратном направлении для извлечения регистрирующей среды в направлении, противоположном направлению, в котором регистрирующая среда направлялась в реверсирующий канал 29 (другими словами, регистрирующая среда перемещается так, что та кромка регистрирующей среды, которая была задней, при направлении регистрирующей среды в реверсирующий канал 29, становится передней), так что регистрирующая среда проходит на транспортирующий канал 25 двухсторонней печати. После этого регистрирующая среда движется по транспортирующему каналу 25 двухсторонней печати и транспортируется транспортными валками двухсторонней печати с заданной синхронизацией и с корректировкой положения (если возникло проскальзывание). Затем, сформированные тонером изображения переносятся вышеописанными процессами формирования изображения. Затем, сформированные тонером изображения фиксируются, и на этом операция формирования изображения на обеих поверхностях регистрирующей среды завершается.
На фиг.3 представлена блок-схема этапов процесса формирования изображения в устройстве для формирования изображения по этому варианту, где входной сигнал 200 является сигналом изображения от вышеописанного участка В считывания. Кстати, когда устройство для формирования изображения используется как принтер или часть факсимильного аппарата, сигнал изображения от внешнего устройства, такого как компьютер или факсимильный аппарат, поступающий по коммуникационному кабелю, эквивалентен входному сигналу 200. Входной сигнал 200 является сигналом RGB и вводится в участок 201 построения прямых соответствий, в котором осуществляется процесс преобразования цветового пространства RGB в четыре цвета, то есть в цветовое пространство YMCK.
Далее на участке 202 преобразования гаммы осуществляется разделение цветового пространства YMCK на шесть цветов, а именно темно-голубой, темно-пурпурный, желтый, светло-голубой, светло-пурпурный и черный. На участке 202 преобразования гаммы данные об изображении преобразуются в сигналы, которые соответствуют плотности изображения.
После этого данные об изображении на участке 203 полутоновой обработки подвергаются полутоновой обработке (более конкретно процессу размывания контуров изображения).
По завершении вышеописанных процессов на основе сигналов от участка 203 полутоновой обработки приводится в действие драйвер 204 лазера. В результате заряженная поверхность светочувствительного барабана 1 экспонируется лазерной оптической экспонирующей системой 3 в соответствии с данными об изображении.
На фиг.4 представлена диаграмма, показывающая характеристики контрастности (гамма) темных цветов и светлых цветов.
2
2
На фиг.4 напряжение контраста проявления (величина разницы в компоненте постоянного напряжения между уровнем потенциала экспонированной точки и напряжением смещения при проявлении) в этом варианте устройства для формирования изображения представлена осью абсцисс, а плотность представлена осью ординат. Более конкретно, как описано выше, темно-голубой, темно-пурпурный и желтый тонеры подбирают так, чтобы при нанесении на носитель в количестве 0,6 мг/см они давали плотность 1,8. Далее, светло-голубой и светло-пурпурный тонеры подбирают так, чтобы при нанесении на носитель в количестве 0,6 мг/см они давали плотность 0,9.
Далее следует описание обработки цвета, в которой используются два тонера, одинаковые по цветовому тону, но различные по светлоте (т.е. темных и светлых тонеров). На фиг.5 ось абсцисс соответствует уровню входного сигнала, выведенного из участка 22 преобразования гаммы.
На фиг.5 показано соотношение выходного сигнала светло-голубого и соотношение выходного сигнала темно-голубого к входному сигналу темно-голубого. Имеется 256 уровней градации голубого: 0-255 (8 разрядов). Изображение пурпурного цвета формируется с использованием того же соотношения между светлым и темным тонерами, что и для изображения голубого цвета. При выводе сигналов изображения, используя описанный выше способ, светлая область голубого изображения и светлая область пурпурного изображения формируются только светлым тонером, а темная область (более темная, чем полутоновая область) голубого изображения и темная область пурпурного изображения выводятся с использованием комбинации светлого и темного тонеров. Устройство для формирования изображения можно настроить так, чтобы при формировании светлой области изображения в качестве основного тонера использовался светлый тонер, а темный тонер использовался бы как подчиненный тонер, тогда как при формировании темных областей изображения темный тонер использовался бы в качестве основного, а светлый тонер - в качестве подчиненного.
Формирование светлой области изображения с применением только светлого тонера, как описано выше, позволяет устранить периодичность, которая является основной причиной формирования изображения с повышенной зернистостью, что происходит по следующей причине. Когда светлая область изображения формируется только светлым тонером, каждый элемент изображения получается светлым. Следовательно, если размыванием контуров формируется область полутонов, которая страдает периодичностью, являющейся основной причиной ухудшенной зернистости, маловероятно, что такая периодичность будет заметна на глаз. Далее, область изображения, имеющая более высокую плотность, чем область полутонов, имеет большее количество тонера (выведенного как сплошная область). Следовательно, периодичность, являющаяся основной причиной ухудшенной зернистости, устраняется.
По причинам, описанным выше, применение комбинации двух тонеров, одинаковых по цветовому тону, но разных по светлоте, вместо использования только одного темного тонера, как это было ранее, делает маловероятной заметность периодичности, что позволяет сформировать более качественное изображение в смысле зернистости, т.е. менее зернистое изображение.
Осуществляя процесс цветного проявления, в котором два тонера имеют одинаковый цветовой тон, но разную светлоту (другими словами, используя светлые и темные тонеры), основную серую область изображения, имеющую на выходе плотность не более 1,0, можно воспроизвести так, чтобы ее уровень зернистости R находился в пределах 0,5-4,0.
Кстати, основная серая область изображения означает область, получаемую, когда вышеописанные входные сигналы R (красный), G (зеленый) и B (синий) равны. Далее, основная серая область изображения - это черная область изображения, сформированная без применения черного тонера, то есть черная область, сформированная с применением только желтого, пурпурного и голубого тонеров. Другими словами, основная серая область изображения малой плотности, т.е. основная серая область, имеющая в изображении на выходе плотность не более 1,0, - это черная область изображения, сформированная в основном светлыми тонерами. В данном варианте, основная серая область малой плотности, не превышающей 1,0 в изображении на выходе, - это черная область изображения, сформированная с использованием трех типов, то есть (темного) желтого, светло-пурпурного и светло-голубого.
Здесь периодичность означает появление периодического рисунка, такого как рисунок, формируемый линиями сканирования, который свойственен обработке полутонов, относящейся к типу амплитудно-модулированного растрирования, которую часто называют АМ-растрированием. Маловероятно, что вышеописанная периодичность будет заметна при обработке полутоном, относящейся к типу частотно-модулированного растрирования, которое часто называют ЧМ-растрированием.
Далее, как показано на фиг.1, устройство для формирования изображения по этому варианту факультативно снабжено устройством 100, содержащим ленточное фиксирующее устройство 110, используемое при формировании изображения на регистрирующей среде, которая снабжена прозрачным поверхностным слоем, сформированным из термопластичного материала.
То есть установка факультативного устройства 100 в устройство для формирования изображения, как показано на фиг.1, позволяет получить электрофотографическую систему для формирования изображения (систему повышения качества изображения), то есть систему формирования изображения (систему повышения качества изображения), снабженную и фиксирующим устройством 9, относящимся к типу нагревающего валка, которое является первым нагревающим средством, и фиксирующим устройством 110 ленточного типа, которое будет описано ниже.
Далее следует более подробное описание варианта выполнения (факультативного) устройства 100, снабженного фиксирующим устройством 110 ленточного типа.
В устройстве 100 дополнительно к фиксирующему устройству 110 ленточного типа расположена переключающая направляющая 101. После того, как лист регистрирующей среды подвергнется процессу фиксирования фиксирующим устройством 9, относящимся к типу нагревающего валка, переключающая направляющая 101 транспортирует регистрирующую среду к приемному лотку 102, который образует часть верхней поверхности устройства 100, или к фиксирующему устройству 110 ленточного типа. Факультативное устройство 100 также снабжено приемным лотком 103, в который попадает регистрирующая среда после обработки в фиксирующем устройстве 110 ленточного типа. Приемный лоток 103 прикреплен к боковой стенке устройства 100. Устройство 100 снабжено парами 104, 105 и 106 валков для транспортировки регистрирующей среды, которые расположены оптимально.
На фиг.2. приведено схематическое сечение фиксирующего устройства 110 ленточного типа (которое можно назвать устройством для повышения глянца), которое является вторым средством нагревания изображения.
Фиксирующее устройство 110 ленточного типа имеет фиксирующую ленту 114, которая является бесконечной лентой для нагревания сформированного тонером изображения, и нагревательное средство для нагревания этой ленты 114.
В этом варианте в качестве нагревающего средства используется нагревающий валок 111, который является вращающимся нагревательным элементом, имеющим источник тепла. В этом варианте в качестве источника тепла в полости нагревающего валка 111 установлена галогенная лампа. Однако в качестве источника тепла вместо галогенной лампы можно использовать другой источник.
Нагревающий валок 111 также работает как приводной валок для привода ленты 114. Устройство 100 выполнено с возможностью подавать приводное усилие на нагревающий валок 111 через зубчатую передачу так, что лента 114 движется с периферийной скоростью 50 мм/с. Следовательно, скорость транспортировки регистрирующей среды, создаваемая фиксирующим устройством 110 ленточного типа, составляет 50 мм/с, что значительно медленнее, чем скорость фиксирующего устройства 9, относящегося к типу нагревающего валка, которая составляет 300 мм/с. То есть условия фиксирования для фиксирующего устройства 110 ленточного типа, при которых в этом устройстве фиксируется сформированное тонером изображение, заданы такими, чтобы лист регистрирующей среды, имеющей слой, принимающий тонер, выходил из устройства 100 после полного фиксирования сформированного тонером изображения на регистрирующей среде, как будет описано ниже.
Фиксирующее устройство 110 ленточного типа также снабжено отделяющим валком 112, который расположен на заранее определенном расстоянии от нагревающего валка 111.
Фиксирующая лента 114 натянута вокруг этих двух валков 111 и 112. Кстати, отделяющий валок 112 также функционирует как натяжной валок, который создает заранее заданную величину натяжения фиксирующей ленты 114.
Прижимной валок 115, который является вращающимся прижимным элементом, расположен так, чтобы удерживаться прижатым к нагревающему валку 111, при этом фиксирующая лента 114 защемлена между этими двумя валками 111 и 115.
Кроме того, фиксирующее устройство 110 ленточного типа снабжено вентилятором 116 охлаждения и охлаждающим воздуховодом 121, которые образуют охлаждающие средства для принудительного охлаждения листа регистрирующей среды, когда лист движется вместе с фиксирующей лентой 114, оставаясь в плоском контакте с этой фиксирующей лентой. Вентилятор 116 охлаждения и охлаждающий воздуховод 121 расположены внутри петли, образованной фиксирующей лентой 114 и между нагревающим валком 111 и отделяющим валком 112. Охлаждающий воздуховод 121 снабжен охлаждающими ребрами 121а, по которым при движении скользит внутренняя поверхность фиксирующей ленты 114. Когда регистрирующая среда движется вместе с фиксирующей лентой 114, оставаясь в плоском контакте с ней, она в достаточной степени охлаждается этим охлаждающим средством. Затем, регистрирующая среда отделяется от фиксирующей ленты 114 в зоне отделения, которая по положению соответствует отделяющему валку 112.
Нагревающий валок 111 имеет три соосных цилиндрических слоя: участок сердечника, эластичный слой и освобождающий слой. Участок сердечника - это отрезок пустотелой алюминиевой трубы диаметром 44 мм и толщиной стенки 5 мм. Эластичный слой сформирован из силиконового каучука. Его твердость составляет 50 единиц (JIS-A) и толщина - 300 мкм. Освобождающий слой сформирован из PFA (вспененный полиуретан) и имеет толщину 50 мкм. В полости участка сердечника расположена галогенная лампа 117, являющаяся источником теплоты (нагреватель валка). Кстати, источник теплоты не ограничивается галогенным нагревателем. Например, можно использовать нагревательное средство, выполненное с возможностью нагревания валка магнитным потоком, генерируемым катушкой возбуждения, то есть нагревательное средство, нагревающее валок электромагнитной индукцией.
Прижимной валок 115 имеет приблизительно такую же конструкцию, что и нагревающий валок 111. Эластичный слой прижимного валка 115 сформирован из силиконового каучука и имеет толщину 3 мм. Это сделано для того, чтобы создать достаточно широкий (в направлении транспортировки регистрирующей среды) зажимающий зазор, который эластичный слой формирует как второй зажимающий зазор N2. В полости участка сердечника, т.е. отрезка пустотелой трубы, прижимного валка 115 расположена галогенная лампа 118, являющаяся источником теплоты (нагревающий элемент валка).
Нагревающий валок 111 и прижимной валок 115 удерживаются прижатыми друг к другу и фиксирующая лента 114 зажата между ними с заранее определенной силой, образуя зажимающий зазор (в направлении транспортировки регистрирующей среды), который является вторым нагревающим зазором N2 участка нагрева и прессования. В этом варианте общая величина давления, прилагаемого прижимным валком 115 к нагревающему валку 111, составляет 490 Н (50 кгс). Ширина (размер в направлении движения регистрирующей среды) нагревающего зазора N2 составляет 5 мм.
Для формирования изображения с высоким глянцем поверхности фиксирующей ленты 114, с которой контактирует изображения, сформированного на регистрирующей среде, придана плоскостность и гладкость зеркальной поверхности. Поэтому фиксирующую ленту 114 можно назвать глянцующей лентой. Более конкретно поверхность ленты 114 в этом варианте, с которой все изображение, сформированное на регистрирующей среде, находится в контакте, имеет показатель глянца не менее 60 (способ измерения глянца аналогичен способу, который будет описан ниже).
Далее, фиксирующая лента 114 в этом варианте составлена из полиимидной пленки, эластичного слоя, выполненного из силиконового каучука и расположенного на полиимидной пленке, и освобождающего слоя, выполненного из полиимидной силиконовой смолы, расположенного на эластичном слое.
Фиксирующее устройство 110 ленточного типа в этом варианте выполнено так, что фиксирующая лента 114 охлаждается воздухом, текущим по охлаждающему воздуховоду 121 при вращении вентилятора 116 охлаждения. Поэтому регистрирующая среда (и сформированное на ней тонером изображение) принудительно и в достаточной степени охлаждается при движении вместе с фиксирующей лентой 114, оставаясь в плоском контакте с фиксирующей лентой 114. Кстати, охлаждающее устройство не обязательно должно оснащаться вышеописанными охлаждающими ребрами. Например, оно может быть оснащено только вентилятором охлаждения, который охлаждает фиксирующую ленту 114, не контактируя с ней. В качестве охлаждающего средства можно использовать элемент Пельтье, тепловую трубу или охлаждающее устройство с циркуляцией воды.
В качестве регистрирующей среды, применяемой с фиксирующим устройством ленточного типа, используется бумага с полимерным покрытием, которая состоит из листа обычной бумаги, играющей роль подложки, и слоя термопластичного полимера, играющего роль слоя, принимающего тонер. Далее такой или подобный тип регистрирующей среды будет именоваться фотографической средой.
2
2
Регистрирующая среда, используемая в этом варианте, состоит из листа обычной бумаги, играющей роль подложки, слоя полиэтилена, нанесенного на подложку, и еще одного слоя полимера, совместимого с тонером по взаимной растворимости, нанесенного на слой полиэтилена. В качестве полимера, совместимого с тонером так, чтобы они растворялись друг в друге, используется полиэфирная смола, которая содержит тот же главный ингредиент, что и тонер. Количество этой полиэфирной смолы составляет около 15 г/м, а общая плотность регистрирующей среды составляет 200 г/м. Слой регистрирующей среды, принимающий тонер, совместим с тонером и характеризуется тем, что при его нагревании фиксирующим устройство 110 ленточного типа, он размягчается (плавится) вместе с тонером. В этом варианте в качестве материала для слоя, принимающего тонер, используется та же полиэфирная смола, которая применяется в качестве материала для тонера. Принимающий тонер слой регистрирующей среды в этом варианте является прозрачным слоем, содержащим термопластичный полимер, и имеет толщину не менее 5 мкм и не более 30 мкм. То есть принимающему тонер слою придается прозрачность, чтобы он не влиял на формирование изображения.
Следовательно, когда фиксирующее устройство 110 ленточного типа прилагает теплоту и давление, слой, принимающий тонер, размягчается вместе с тонером, позволяя сформированному тонером изображению внедриться в принимающий тонер слой. После внедрения сформированного тонером изображения в принимающий тонер слой регистрирующая среда остается в полном контакте с фиксирующей лентой 114, пока сформированное тонером изображение полностью не остынет. Поэтому несущая изображение поверхность регистрирующей среды принимает форму поверхности фиксирующей ленты 114, которая является плоской и гладкой как поверхность зеркала, и, следовательно, улучшает глянец изображения на регистрирующей среде.
В этом варианте глянец изображения означает глянец несущей изображение поверхности регистрирующей среды (фотографической среды). То есть утверждение, что изображение, сформированное электрофотографическим устройством для формирования изображения, имеет такой же высокий глянец, что и изображение, полученное методом фотографии с использованием солей серебра, имеет то же значение, что и утверждение о фактическом отсутствии разницы между участком фотографической среды, покрытой тонером и участком фотографической среды, не покрытой тонером.
Причина использования для формирования изображения фиксирующего устройства ленточного типа, такого как описано выше, заключается в том, что при использовании такой среды требуется охлаждающее устройство.
Другими словами, если количество теплоты, необходимое для внедрения сформированного тонером изображения в принимающий тонер слой, подается фиксирующим устройством, относящимся к типу нагревающего валка, полимер, который образует поверхностный слой регистрирующей среды, плавится и принимает состояние высокой вязкости. Следовательно, величина силы, которая удерживает регистрирующую среду прилипшей к нагревающему валку, увеличивается, что затрудняет отделение регистрирующей среды от нагревающего валка.
Поэтому необходимо задавать такие условия, при которых работает фиксирующее устройство, относящееся к типу нагревающего валка, которые позволяют регистрирующей среде легко отделяться от нагревающего валка нагревающего устройства, чтобы регистрирующую среду можно было транспортировать на фиксирующее устройство ленточного типа, на котором регистрирующая среда нагревается, а затем охлаждается для отделения от фиксирующей ленты.
Однако было обнаружено, что даже когда фиксирующее устройство, относящееся к типу нагревающего валка, работает при условиях, в которых фотографическая среда легко отделяется от нагревающего валка, состояние сформированного тонером изображения на фотографической среде претерпевает изменения, поскольку тонер размягчается, что влияет на состояние, в котором сформированное тонером изображение фиксируется фиксирующим устройством ленточного типа. В более подробном изложении, слой тонера на регистрирующей среде нагревается до того, как нагреется принимающий тонер слой на регистрирующей среде. Следовательно, если регистрирующую среду подвергнуть чрезмерному нагреву и давлению в фиксирующем устройстве, относящемся к типу нагревающего валка, то слой t тонера чрезмерно растискивается в горизонтальном направлении, то есть в направлении, параллельном поверхности регистрирующей среды до того, как внедрится в принимающий тонер слой, как показано на фиг.6(b). Поскольку слой t тонера чрезмерно растискивается в горизонтальном направлении, становится заметной неравномерность в толщине слоя t тонера и изображение выглядит более зернистым. Другими словами, если слой тонера на регистрирующей среде расплющивается так, что растискивается в направлении, параллельном поверхности регистрирующей среды, то сформированное тонером изображение ухудшается в смысле зернистости, даже если слой тонера внедрен в принимающий тонер слой регистрирующей среды при приложении теплоты и давления фиксирующим устройством ленточного типа. То есть, даже если глянец изображения улучшается, его качество в смысле зернистости ухудшается, что не позволяет получить изображение, качество которого столь же высокого качества по зернистости и глянцу, что и изображение, полученное методом фотографии с использованием солей серебра. С другой стороны, если количество теплоты и величина давления, прилагаемые фиксирующим устройством, относящимся к типу нагревающего валка, будут слишком малы, возникнет проблема переноса изображения, сформированного тонером на регистрирующей среде, на прижимной валок и/или прилипания изображения, сформированного тонером на регистрирующей среде, на транспортирующие валки и т.п., прежде, чем изображение достигнет фиксирующего устройства ленточного типа.
Поэтому вышеописанные проблемы были внимательно исследованы для улучшения устройства для формирования изображения и повышения качества изображения, то есть для создания устройства для формирования изображения, которое способно создавать изображение, окончательное качество которого, а именно окончательный уровень зернистости и окончательный уровень глянца, находится в пределах 0,5-4 и в пределах 60-100 соответственно. В результате стало очевидно, что уровень глянца, который может быть достигнут фиксирующим устройством, относящимся к типу нагревающего валка, без ухудшения зернистости изображения, при достаточном нагревании принимающего тонер слоя для фиксирования слоя тонера на регистрирующей среде с минимально приемлемой адгезией (наименьший уровень адгезии, при котором слой тонера не смазывается или не отделяется от регистрирующей среды при ее транспортировки) составляет величину в диапазоне 5-40.
В случае этого варианта устройства для формирования изображения рабочие условия фиксирующего устройства 9, относящегося к типу нагревающего валка, были заданы так, чтобы после фиксирования сформированного тонером изображения уровень глянца G сформированного тонером изображения находился в пределах 5-40 (5≤G≤40), а уровень зернистости R сформированного тонером изображения находился в пределах 0,5-4,0 (0,5≤R≤4,0). Далее, рабочие условия фиксирующего устройства 110 ленточного типа были заданы так, чтобы после фиксирования сформированного тонером изображения уровень зернистости R сформированного тонером изображения не превышал 4,0, а уровень глянца G сформированного тонером изображения был не менее 60.
Другими словами, первый процесс фиксирования, предназначенный для нагрева и прессования сформированного тонером изображения, осуществляется так, чтобы уровень глянца G сформированного тонером изображения, перенесенного на регистрирующую среду, находился в пределах 5-40 (5≤G≤40), а уровень зернистости R этого сформированного тонером изображения находился в пределах 0,5-4,0 (0,5≤R≤4,0). Затем осуществляют второй процесс фиксирования с дополнительным нагревом и прессованием сформированного тонером изображения, чтобы повысить глянец изображения на регистрирующей среде, которая подверглась нагреву и прессованию в первом процессе фиксирования, без ухудшения зернистости изображения. Другими словами, применяя способ улучшения качества изображения, который дает изображение с окончательной зернистостью, не превышающей 4,0, и с окончательным глянцем не менее 60, можно получить изображение с высоким глянцем, которое имеет такое же качество, что и вышеупомянутое изображение, полученное методом фотографии с использованием солей серебра. Далее следует подробное описание этого способа.
Сначала будет описано качество изображения, сформированного электрографическим устройством для формирования изображений в терминах фотографии. Здесь утверждение, что изображение имеет фотографическое качество, означает, что изображение на регистрирующей среде имеет уровень зернистости R (по определению ISO 13660) не более 4,0, а уровень глянца G (по определению ISO 13660) не менее 60. Более конкретно уровень зернистости R сформированного тонером изображения находится в пределах 0,5-4,0 (0,5≤R≤4,0), а уровень глянца G находится в пределах 60-100 (60≤G≤100).
Чтобы изображение, сформированное электрофотографическим устройством для формирования изображений, имело столь же высокое качество, как изображение, полученное методом фотографии с использованием солей серебра, изображение, сформированное электрофотографическим устройством для формирования изображений, должно иметь такую же зернистость, что и изображение полученное методом фотографии с использованием солей серебра, при просмотре невооруженным глазом. В основном, чем меньше величина зернистости выходного изображения, тем лучше выходное изображение. Однако с точки зрения стоимости существенного уменьшения уровня зернистости в устройстве для формирования изображений, с которым он формирует изображения, нет большой необходимости в уменьшении уровня зернистости, с которым устройство формирует изображение до уровня, ниже того, при котором зернистость неразличима невооруженным глазом. Проведенные исследования со всей очевидностью показали, что с точки зрения зернистости, если уровень зернистости R (по определению ISO 13660) находится в пределах 0,5-4,0, то можно сказать, что изображение имеет уровень качества, фактически равный уровню качества изображения, полученного методом фотографии с использованием солей серебра (фиг.7,а).
Изображение, на котором лучше воспроизведены мелкие детали, уступает по величине уровня зернистости. Это значит, что для невооруженного глаза изображение выглядит зернистым. Для сравнения, так называемое фотографическое изображение является аналоговым изображением. Следовательно, фотографическое изображение, в котором уровень зернистости R превышает 4,0, является зернистым и, следовательно, его периодичность заметна. Поэтому оно производит впечатление, близкое к тому, которое производит печатное изображение и его трудно воспринимать как фотографическое изображение.
С точки зрения зернистости нерезкое изображение, сформированное с использованием только темного тонера, является удовлетворительным в том, что оно выглядит как изображение, сформированное методом фотографии с использованием солей серебра. Однако такое изображение имеет не только худшую резкость, но и худший уровень марашки, присущий низкочастотному шуму, который имеет частоту более низкую, чем зернистость, как определено в ISO 13660. Следовательно, его общее качество не соответствует качеству фотографического изображения. С другой стороны, когда изображение сформировано с использованием светлых тонеров с применением обработки цвета, показанной на фиг.3, можно сформировать изображение с удовлетворительной зернистостью, резкостью и величиной марашки, что объясняется следующей причиной. И темный тонер, и светлый тонер способны воспроизводить мелкие детали. Далее, светлый тонер имеет низкую плотность и когда область изображения имеет плотность 0,9, эта область выводится как сплошная область. Следовательно, периодичность не возникает. Следовательно, она лучше по зернистости. Далее, область с высокой плотностью, которая требует резкости, резко воспроизводится темным тонером. Следовательно, она не ухудшается по резкости, ни по воспроизведению низкочастотной марашки. Следовательно, в этом варианте верхний предел уровня зернистости R задается равным 4,0.
Далее, в принципе, чем меньше зернистость, тем лучше изображение. Однако если уровень зернистости изображения не превышает 0,5, превосходство изображения по зернистости не ощущается. Поэтому, учитывая затраты, уровень 0,5 является достаточно низким уровнем зернистости изображения. Поэтому в данном варианте нижний предел уровня зернистости установлен равным 0,5.
С другой стороны, чтобы изображение, сформированное электрофотографическим устройством для формирования изображений, соответствовало по качеству изображению, полученному методом фотографии с использованием солей серебра, такое изображение, сформированное электрофотографическим устройством для формирования изображений, должно иметь одинаковый глянец с изображением, сформированным методом фотографии с использованием солей серебра. Проведенные исследования показали, что если уровень глянца G (как определено в ISO 13660) изображения, сформированного электрофотографическим устройством для формирования изображений, находится в пределах 60-100, то изображение по глянцу приблизительно соответствует изображению, полученному методом фотографии с использованием солей серебра. Существуют изображения, измеренный уровень глянца которых доходит до 110. Однако нежелательно, чтобы изображение имело уровень глянца G, превышающий 100, поскольку, если уровень глянца G, превышает 100, то количество света, отражаемого поверхностью, несущей изображение, будет чрезмерным, что может создать у зрителя неприятное впечатление. Далее, чтобы царапины и т.п. были менее заметны, желательно, чтобы уровень глянца G не превышал 90 (фиг.7,b), предпочтительно находился в пределах 60-90.
Вышеупомянутый уровень зернистости R изображения измерялся прибором Personal_IAS (изделие компании QEA Co., Ltd.). Уровень глянца G, равный 60, измерялся прибором PG-1M (изделие компании Nippon Denshoku Co., Ltd.).
Далее следует описание функций, показанных на фиг.2, фиксирующего устройства 9, относящегося к типу фиксирующего валка, и фиксирующего устройства 110 ленточного типа, которые предназначены для создания изображения, качество которого равно качеству изображения, сформированного методом фотографии с использованием солей серебра.
Изображение сформировано тонером на регистрирующей среде, имеющей описанный выше слой, принимающий тонер (слой полиэфирной смолы) с помощью описанного выше способа формирования изображения. Это незафиксированное сформированное тонером изображение на регистрирующей среде временно закрепляется на регистрирующей среде фиксирующим устройством 9, относящимся к типу нагревающего валка, главного узла 10 устройства для формирования изображения (далее этот процесс будет именоваться первым фиксированием).
В фиксирующем устройстве 9, относящемся к типу нагревающего валка, фиксирующий валок 91 приводится во вращение приводным механизмом (не показан) по часовой стрелке с заранее заданной скоростью (которая в этом варианте составляет 300 мм/с). Прижимной валок 92, расположенный напротив этого фиксирующего валка 91, вращается под воздействием вращения фиксирующего валка 91.
Далее, фиксирующий валок 91 и прижимной валок 92 прижаты друг к другу с определенной величиной давления, образуя тем самым первый нагревающий зазор N1, который имеет заранее определенную ширину в направлении транспортировки регистрирующей среды. В этом варианте совокупная величина давления, прилагаемого прижимным валком 92 к фиксирующему валку 91, равна 490 Н (50 кгс). Ширина образованного таким образом назревающего зазора N1 (в направлении транспортировки регистрирующей среды) составляла 5 мм.
При подаче электроэнергии на галогенные лампы 93 и 94, расположенные в полостях фиксирующего валка 91 и прижимного валка 92, фиксирующий валок 91 и прижимной валок 92 нагреваются под воздействием галогенных ламп 93 и 94 и температура их поверхности повышается. Температура поверхности фиксирующего валка 91 и прижимного валка 92 определяется соответствующими термисторами (не показаны). Данные об уровне температуры, определенной термисторами, посылаются на управляющую цепь (в этом варианте - на центральный процессор главного узла устройства для формирования изображения), которая управляет величиной энергии, подаваемой на галогенные лампы 93 и 94 через термисторы (не показаны), чтобы поддерживать измеренную температуру, заданную для фиксирующего валка 91 и прижимного валка 92 соответственно. То есть температура фиксирующего валка 91 и прижимного валка 92 регулируется так, чтобы удерживать ее на заданном уровне, чтобы температура нагревающего зазора N1 поддерживалась на заданном уровне, которая в настоящем варианте составляет около 190 градусов.
Следовательно, температура отделения регистрирующей среды (температура нижнего участка нагревающего зазора в направлении транспортировки регистрирующей среды) фиксирующего устройства 9, относящегося к типу нагревающего валка, составляет около 190 градусов.
Регистрирующая среда, направляемая на фиксирующее устройство 9, относящееся к типу нагревающего валка, вводится в нагревающий зазор N1, образованный фиксирующим валком 91 и прижимным валком 92 и транспортируется через нагревающий зазор N1, оставаясь зажатым между фиксирующим валком 91 и прижимным валком 92. Во время первого фиксирования сформированное тонером изображение просто крепится нагреванием к поверхности принимающего тонер слоя; другими словами, оно не нагревается до температуры, при которой разные по цвету тонеры плавятся и смешиваются друг с другом. Далее, принимающий тонер слой регистрирующей среды остается нерасплавленным, хотя и достаточно нагретым, чтобы облегчить внедрение сформированного тонером изображения в принимающий тонер слой. Другими словами, незафиксированное сформированное тонером изображение временно крепится к регистрирующей среде до описанного выше уровня, чтобы предотвратить перенос тонера с регистрирующей среды на транспортирующие валки и т.п., когда регистрирующая среда достигнет фиксирующего устройства ленточного типа.
То есть факультативное устройство 100 имеет такую структуру, что когда используется лист регистрирующей среды, имеющий принимающий тонер слой, этот лист повторно нагревается и повторно прессуется фиксирующим устройством 110 ленточного типа после нагрева и прессования фиксирующим устройством 9, относящимся к типу нагревающего валка. Следовательно, условия фиксирования (рабочие условия) для фиксирующего устройства 9, относящегося к типу нагревающего валка, заданы так, чтобы фиксировать сформированное тонером изображение для степени, которая недостаточна для вывода регистрирующей среды из факультативного устройства 100 (в приемный лоток 103).
2
С другой стороны, при использовании обычной регистрирующей среды (плотностью 80 г/м) и т.п., то есть регистрирующей среды без принимающего тонер слоя, процесс фиксирования осуществляется с применением только фиксирующего устройства 9, относящегося к типу нагревающего валка. Следовательно, условия фиксирования для фиксирующего устройства 9, относящегося к типу нагревающего валка, задаются так, чтобы при использовании обычной бумаги и т.п., т.е. регистрирующей среды без принимающего тонер слоя, сформированное тонером изображение фиксировалось до степени, достаточной для вывода регистрирующей среды из устройства (в приемный лоток 102).
Далее следует описание примера эксперимента по заданию условий фиксирования (рабочих условий) для фиксирующего устройства 9 на фиг.8, относящегося к типу нагревающего валка, при использовании регистрирующей среды, имеющей принимающий тонер слой. На фиг.8 вертикальная ось слева представляет зернистость, а вертикальная ось справа представляет глянец. На фиг.8 показаны изменения в зернистости и в глянце, которые происходят при изменении скорости (мм/с) фиксирующего устройства 9, относящегося к типу нагревающего валка, в эксперименте по фиксированию, в котором температура и давление фиксирования были заданы на уровне 190 градусов и 50 кгс соответственно.
Согласно результатам эксперимента, показанным на фиг.8, когда скорость фиксирования не превышала 150 мм/с, количество теплоты, прилагаемой к регистрирующей среде, было чрезмерным, что приводило к наматыванию регистрирующей среды на нагревающий валок фиксирующего устройства 9. С другой стороны, когда скорость фиксирования превышала 350 мм/с, количество теплоты, прилагаемой к регистрирующей среде, было слишком мало, и тонер переносился на нагревающий валок фиксирующего устройства 9.
Далее, эксперимент показал, что когда скорость фиксирования составляла 200-300 мм/с, полученное изображение удовлетворяло требованиям по уровню зернистости R, соответствующему качеству, столь же высокому как и у изображений, полученных методом фотографии с использованием солей серебра, т.е. 0,5≤R≤4,0. Поэтому уровень глянца G, при котором удовлетворяется требование к уровню зернистости R, или 0,5≤R≤4,0, составляет 5-40 (5≤G≤40).
Другими словами, для того чтобы фиксирующее устройство 9, относящееся к типу нагревающего валка, удовлетворяло требованиям к зернистости, или 0,5≤R≤4,0, желательно, чтобы уровень глянца на фиксирующем устройстве 9, относящемся к типу нагревающего валка, составлял 5-40 (5≤G≤40). То есть условия фиксирования для фиксирующего устройства 9, относящегося к типу нагревающего валка, желательно задавать так, чтобы удовлетворялось требование к уровню зернистости, т.е. 5≤G≤40.
В этом варианте скорость фиксирования устройства 9, относящегося к типу нагревающего валка, была задана 300 мм/с, чтобы как можно больше уменьшить зернистость. В результате уровень зернистости R изображения, более конкретно уровень зернистого области основного серого, которая имела плотность 0,4, составила 2,0 после фиксирования на фиксирующем устройстве 9, относящемся к типу нагревающего валка. Далее, уровень глянца поверхности несущей изображение фотографической среды составлял 20.
Как описано выше, область базового серого плотностью 0,4 - это черная область, сформированная тремя тонерами: желтым, светло-пурпурным и светло-голубым.
Кроме того, условия фиксирования (рабочие условия), такие как нагревание, прессование, скорость транспортировки регистрирующей среды и температура отделения регистрирующей среды для фиксирующего устройства 9, относящегося к типу нагревающего валка, не обязательно должны быть ограничены вышеуказанными величинами. То есть, если состояние изображения, или более конкретно уровень зернистости R и уровень глянца G на регистрирующей среде после первого фиксирования удовлетворяют следующим требованиям: 0,5≤R≤4,0 и 5≤G≤40 соответственно, условия фиксирования могут отличаться от описанных выше; они могут оптимально задаваться в соответствии с конструкцией устройства. Например, если уменьшить температуру фиксирования, сохраняя скорость фиксирования и величину силы прессования, глянец уменьшится, а зернистость увеличится. Кроме того, если уменьшить величину силы прессования, сохранив скорость фиксирования, глянец уменьшится, а зернистость увеличится. Все, что необходимо, это оптимально задать условия фиксирования (рабочие условия) с учетом описанных выше тенденций. Более конкретно необходимо оптимально задать температуру фиксирования (температуру фиксирующего устройства, т.е. температуру фиксирующего валка), величину силы прессования (величину давления в нагревающем зазоре), скорость фиксирования (скорость транспортировки регистрирующей среды) и температуру отделения (температуру, при которой регистрирующая среда отделяется от фиксирующего устройства).
Далее, регистрирующая среда, нагретая и спрессованная фиксирующим устройством 9, относящимся к типу нагревающего валка, так что ее уровень зернистости R и уровень глянца G составляют 0,5≤R≤4,0 и 5≤G≤40 соответственно, направляется на вход фиксирующего устройства 110 ленточного типа, в котором регистрирующая среда, прошедшая вышеописанный первый процесс фиксирования, повторно нагревается и повторно прессуется (второе фиксирование).
В фиксирующем устройстве 110 ленточного типа нагревающий валок 111 приводится во вращение приводным механизмом (не показан) по часовой стрелке с заданной скоростью. Фиксирующая лента 114 вращается по часовой стрелке с заданной скоростью (в этом варианте - 50 мм/с), и ее приводит во вращение нагревающий валок 111. Отделяющий валок 112 и прижимной валок 115 приводятся во вращение фиксирующей лентой 114.
Электроэнергия подается на галогенные лампы 117 и 118, расположенные в полостях нагревающего валка 111 и прижимного валка 115, которые нагреваются теплом от галогенных ламп 117 и 118, которое повышает температуру их поверхности. Температура поверхности нагревающего валка 111 и прижимного валка 115 определяется соответствующими термисторами (не показаны). Данные о температуре, определенной термисторами, посылаются на управляющую цепь (которой в этом варианте является центральный процессор основного узла устройства для формирования изображения), которая управляет количеством электроэнергии, подаваемым на галогенные лампы 117 и 118 так, чтобы температура, определенная термисторами (не показаны) поддерживалась на заданном уровне на нагревающем валке 111 и прижимном валке 115 соответственно. То есть температура на нагревающем валке 111 и на прижимном валке 115 регулируется так, чтобы оставаться на заданном уровне, чтобы поддерживать температуру второго нагревающего зазора N2 на заданном уровне (который в этом варианте составляет около 180 градусов).
Здесь устройство для формирования изображения имеет такую конструкцию, что факультативное устройство 100 управляется управляющим средством (центральный процессор, фиг.1) на стороне главного узла устройства для формирования изображения. Однако такая конструкция не ограничивается описанной выше. Например, конструкция может быть выполнена так, что факультативное устройство 100 снабжено управляющим средством, специализированным для управления факультативным устройством 100, или и основной узел устройства для формирования изображений, и факультативный узел снабжены собственными управляющими средствами.
Регистрирующая среда, направляемая на фиксирующее устройство 110 ленточного типа, входит в нагревающий зазор N2, образованный фиксирующей лентой 114 и прижимным валком 115, и транспортируется через нагревающий зазор N2, оставаясь зажатой между фиксирующей лентой 114 и прижимным валком 115. Во время второго фиксирования слой прозрачного полимера (принимающий тонер слой) разогревается теплотой от нагревающего валка 111 и прижимного валка 115 и вместе с тонером размягчается. Далее, сформированное тонером изображение внедряется в слой прозрачного полимера под давлением, создаваемым нагревающим валком 111 и прижимным валком 115. Одновременно, вся поверхность регистрирующей среды прижимается к поверхности фиксирующей ленты 114. Поэтому несущая изображение поверхность регистрирующей среды, на которой имеется сформированное тонером изображение, приводится в соответствие со свойствами поверхности ленты (которая является плоской и гладкой как поверхность зеркала) и становится плоской и гладкой как поверхность зеркала.
После того, как сформированное тонером изображение внедрится в слой прозрачного полимера регистрирующей среды, регистрирующая среда транспортируется на участок отделения, оставаясь в полном контакте с поверхностью фиксирующей ленты 114. Пока регистрирующая среда, оставаясь в полном контакте с фиксирующей лентой 114, из нагревающего зазора N2 подходит к области отделения (области охлаждения), она эффективно и принудительно охлаждается вентилятором 116 охлаждения. То есть сформированное тонером изображение охлаждается до температуры (около 35 градусов), ниже температуры (переходная температура стеклования составляет около 50 градусов), при которой тонер размягчается. Такое охлаждение сформированного тонером изображения и свойство освобождения объекта поверхности фиксирующей ленты 114 облегчает отделение регистрирующей среды от фиксирующей ленты 114, поскольку температура отделения регистрирующей среды фиксирующего устройства 110 ленточного типа в этом варианте составляет около 35 градусов.
Затем, после того, как регистрирующая среда, оставаясь в полном контакте с поверхностью фиксирующей ленты 114, полностью остынет на участке охлаждения, она отделяется от фиксирующей ленты 114 под воздействием собственной жесткости (упругости) на участке отделения, на котором фиксирующая лента 114 изменяет свою кривизну разделяющим валком 112 (разделение кривизной).
Когда регистрирующая среда отделится от фиксирующей ленты 114 после тщательного охлаждения, несущая изображение поверхность регистрирующей среды остается плоской и гладкой как поверхность зеркала, приобретая тем самым значительно более высокий глянец по сравнению с глянцем, полученным после обработки регистрирующей среды фиксирующим устройством 9, относящимся к типу нагревающего валка. То есть условия фиксирования (рабочие условия) для фиксирующего устройства 110 ленточного типа задаются так, чтобы после второго фиксирования состояние изображения на регистрирующей среде, более конкретно уровень глянца G изображения, находилось в пределах 60-100 (60≤G≤100), при этом уровень зернистости R остается в пределах 0,5-4,0 (0,5≤R≤4,0). Когда фиксирующее устройство 110 ленточного типа в этом варианте работало при вышеописанных условиях нагревания и давления, область основного серого полученного изображения, имеющая плотность 0,4 имела уровень зернистости R, равный 2,0, и уровень глянца G, равный 90.
Таким образом, используя вышеописанные фиксирующее устройство 9, относящееся к типу нагревающего валка, и фиксирующее устройство 110 ленточного типа можно получить высококачественное изображение, уровень зернистости R (0,5≤R≤4,0) и уровень глянца G (60≤G≤100) которого соответствует этим параметрам изображения, сформированного методом фотографии с использованием солей серебра.
До сих пор устройство для формирования изображений было описано в отношении зернистости и глянца. Однако если свойства изображения, такие как линейное разрешение, марашка, стабильность изображения и т.д., т.е. свойства, не характеризующие зернистость и глянец, можно проигнорировать, то иногда можно сформировать изображение, уровни зернистости и глянца которого будут находиться в вышеуказанных пределах. В таком случае, однако, устройство для формирования изображений будет уступать по разрешающей способности, будет давать больше марашки, стабильность изображения будет хуже, или изображение будет страдать от подобных проблем, что приведет к формированию изображения, качество которого далеко не будет соответствовать качеству изображения, полученного методом фотографии с использованием солей серебра по балансу свойств изображения. Например, в таком изображении можно сформировать линии, которые на 20% жирнее, чем линии нормального изображения.
Здесь важно сохранить уровень зернистости R в пределах 0,5-4,0 (0,5≤R≤4,0), а уровень глянца - в пределах 60-100 (60≤G≤100), сохранив каждое из вышеупомянутых свойств изображения на высоком уровне.
Условия фиксирования, а именно условия нагревания, условия прессования, скорость транспортировки регистрирующей среды и температура отделения регистрирующей среды для фиксирующего устройства 110 ленточного типа, не ограничиваются указанными выше величинами. То есть, если условия фиксации таковы, что уровень зернистости R и уровень глянца G изображения на регистрирующей среде после второго фиксирования удовлетворят требованиям (0,5≤R≤4,0), (60≤G≤100) соответственно, условия фиксирования могут отличаться от описанных выше; они могут оптимально задаваться в соответствии с конструкцией устройства и т.п.
Как описано выше, предпринята попытка минимизировать величину, на которую сформированное тонером изображение растискивается в направлении, параллельном поверхности регистрирующей среды, когда тонер расплющивается под воздействием давления, приложенного фиксирующим устройством 9, относящимся к типу нагревающего валка, прежде чем сформированное тонером изображение будет внедрено в принимающий тонер слой регистрирующей среды фиксирующим устройством 110 ленточного типа, чтобы придать всей поверхности регистрирующей среды плоскостность и глянец, соответствующие качеству поверхности изображения, сформированного методом фотографии с использованием солей серебра, не ухудшая зернистость изображения.
Вышеописанное фиксирующее устройство, относящееся к типу нагревающего валка, имеет такую конструкцию, что фиксирующий валок, такой как вращающийся нагревающий элемент, и прижимной валок, такой как вращающийся прижимной элемент, играют роль источников теплоты. Однако конструкция фиксирующего устройства, относящаяся к типу нагревающего валка, не ограничивается вышеописанной. Все, что необходимо, это снабдить источником теплоты по меньшей мере один вращающийся нагревающий элемент. Аналогично, вышеописанное фиксирующее устройство ленточного типа описано как имеющее конструкцию, в которой и нагревающий валок как вращающийся нагревающий элемент, и прижимной валок как вращающийся прижимной элемент снабжены источником теплоты. Однако конструкция фиксирующего устройства ленточного типа не ограничивается вышеописанной. Все, что необходимо, это снабдить источником теплоты по меньшей мере один вращающийся нагревающий элемент.
Кроме того, в описанном выше варианте соединение факультативного узла, содержащего фиксирующее устройство ленточного типа, которое является вторым средством нагрева изображения, в котором используется бесконечная лента, с устройством для формирования изображения, было факультативным. Однако устройство для формирования изображения может иметь следующую конструкцию. Устройство для формирования изображения, содержащее станцию формирования изображения, может иметь такую конструкцию, что интегральной частью устройства для формирования изображения является не только фиксирующее устройство, относящееся к типу нагревающего валка, но и фиксирующее устройство ленточного типа.
Кроме того, в описанном выше варианте устройство для формирования изображения относилось к роторному типу, то есть к такому, в котором множество проявляющих устройств установлены на роторе, как показано на фиг.1, чтобы можно было выборочно использовать проявляющие устройства, вращая ротор. Однако настоящее изобретение не ограничивается устройством для формирования изображения по предыдущему варианту. Например, настоящее изобретение также применимо к устройству для формирования изображения, в котором множество проявляющих устройств установлено рядом друг с другом, как показано на фиг.9.
Далее, в описанном выше варианте устройство для формирования изображения является устройством, в котором имеется промежуточный переносящий элемент, как показано на фиг.1 и 9, и в котором изображения, сформированные тонером нужного цвета, по одному последовательно переносятся слоями на промежуточный переносящий элемент, а затем сформированные тонером изображения с промежуточного переносящего элемента все сразу переносятся на регистрирующую среду. Однако настоящее изобретение не ограничивается устройством для формирования изображения по предыдущему варианту. Например, настоящее изобретение также применимо к устройству для формирования изображения, в котором носитель регистрирующей среды помещается в контакт со светочувствительным элементом и в котором сформированные тонером изображения нужных цветов по одному и последовательно переносятся со светочувствительного элемента слоями на регистрирующую среду, установленную на носителе. Аналогично, настоящее изобретение также применимо к устройству для формирования изображения, так называемого, тандемного типа, в котором используется носитель регистрирующей среды.
Кроме того, в описанном выше варианте устройство для формирования изображений являлось принтером. Однако применение настоящего изобретения не ограничивается принтером. Например, настоящее изобретение также применимо к устройству для формирования изображений, например к копировальному устройству, факсимильному аппарату или к многофункциональному устройству для формирования изображений, имеющему комбинацию функций вышеперечисленных машин, т.е. к устройству для формирования изображений, не являющемуся принтером. Применяя настоящее изобретение к устройству для нагревания изображения, которое содержит бесконечную ленту и применяется в этих устройствах для формирования изображений, можно получить те же эффекты, которые описаны выше.
Далее, размеры, материалы и формы структурных компонентов устройств для формирования изображений и взаимное расположение таких компонентов в вышеописанном варианте не ограничивают объем настоящего изобретения, если это специально не оговорено.
Промышленная применимость
Как описано выше, согласно настоящему изобретению можно получить высококачественное изображение с высоким глянцем.
Хотя изобретение было описано со ссылками на раскрытые в настоящем описании структуры, оно не ограничено указанными деталями и настоящая заявка охватывает такие модификации или изменения, которые могут быть внесены в рамках поставленных целей и объема прилагаемой формулы.