JP2000284548A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2000284548A
JP2000284548A JP11086514A JP8651499A JP2000284548A JP 2000284548 A JP2000284548 A JP 2000284548A JP 11086514 A JP11086514 A JP 11086514A JP 8651499 A JP8651499 A JP 8651499A JP 2000284548 A JP2000284548 A JP 2000284548A
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Masahiro Inoue
雅博 井上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録材の光沢度に関わらず同一画像面内にお
ける光沢度の均一性が良好な画像形成を行なう。 【解決手段】 記録材の光沢度を装置本体に登録してお
き、登録された値に応じて定着条件の変更制御モードに
入り、ある定着温度、たとえば150℃における記録材
の光沢度(グロス)が、たとえば10%であれば、それ
に応じた定着速度、たとえば約120mm/secにな
るように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば複写機あ
るいはプリンタなどとされる電子写真方式あるいは静電
記録方式の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の画像形成装置の一例として、図9
および図10に複数の光走査手段を有する4ドラムレー
ザビームプリンタを示す。
【0003】該プリンタは、図9に示すように、潜像担
持体たる電子写真感光体(以下、「感光ドラム」とい
う)の周囲に、現像装置などを有して構成される画像形
成手段たる画像形成ステーションが4個設けられ、該各
画像形成ステーションにて形成された感光ドラム上の画
像が、感光ドラムに隣接して移動通過する記録材搬送手
段上の紙などの記録材へ転写される構成となっている。
【0004】更に説明すると、マゼンタ、シアン、イエ
ロー、ブラックの各色の画像を形成する各画像形成ステ
ーションPa、Pb、Pc、Pdには、それぞれ感光ド
ラム1a、1b、1c、1dが配置されており、各感光
ドラム1a〜1dは矢印方向に回転自在となっている。
さらに、各感光ドラム1a〜1dの周囲には、帯電器1
2a、12b、12c、12d、現像装置2a、2b、
2c、2d、および前露光ランプ11a、11b、11
c、11d、および、クリーナ4a、4b、4c、4d
が感光ドラム1a〜1dの回転方向に沿って順次配設さ
れており、各感光ドラム1a〜1dの下方には、転写部
3が配設されている。該転写部3は、各画像形成ステー
ションPa〜Pdに共通の記録材搬送手段たる転写ベル
ト31および転写用帯電器3a、3b、3c、3dを有
している。転写ベルト31は駆動ローラ37、および従
動ローラ38、39に張設され、移動中にクリーニング
装置34によってその表面がクリーニングされる。
【0005】以上のようなプリンタにおいて、不図示の
記録材供給手段たる給紙カセットから供給された紙P
は、転写ベルト31上に支持されて各画像形成ステーシ
ョンPa〜Pdへ搬送され、上記各感光ドラム1a〜1
d上に形成された各色のトナー像を順次転写される。こ
の転写工程が終了すると、上記紙Pは分離帯電器32な
どの作用により転写ベルト31から分離されて分離ブレ
ード64を介して図10に示す定着装置5へ記録材案内
手段たる搬送ベルト62により搬送される。
【0006】定着装置5は、図10に詳細に示すよう
に、回転自在に配設された定着ローラ51と、該定着ロ
ーラ51に圧接しながら回転する加圧ローラ52と、離
型剤供給塗布手段たる離型剤塗布装置53と、ローラク
リーニング装置54、55とを有する。定着ローラ51
および加圧ローラ52の内部には、ハロゲンランプなど
のヒータ56、57がそれぞれ配設されている。また、
定着ローラ51および加圧ローラ52にはそれぞれサー
ミスタ58、59が接触するように配設されており、不
図示の温度調節回路を介してヒータ56、57への電圧
を制御することにより定着ローラ51および加圧ローラ
52の表面の温度調節を行っている。
【0007】この状態において、トナー像が転写された
紙Pが搬送されてくると、定着ローラ51と加圧ローラ
52は一定速度で回転し、定着ローラ51の表面に離型
剤としてシリコーンオイルが塗布され、紙Pが定着ロー
ラ51と加圧ローラ52の間を通過する際に表裏両面か
らほぼ一定の圧力、温度で加圧、加熱され、紙P表面上
の未定着トナー像は溶融して定着され、紙P上にフルカ
ラー画像が形成される。
【0008】画像が定着された紙Pは下分離爪68によ
って加圧ローラ52から分離され、内外排出ローラ6
7、61によって機外のトレイ63へ排出される。
【0009】上記の定着装置5に使用される定着ローラ
51は、フッ素系樹脂あるいはシリコーンゴムなどの離
型性が良く、耐熱性、耐摩耗性に優れた材料が被覆され
て、その外層を形成している。例えば、画像形成装置が
電子写真方式を用いたカラー複写機のように、特に画質
を重視するものである場合には、定着ローラ51にはシ
リコーンゴムをローラの外層としたものを使用すること
が多い。このシリコーンゴムは離型性がフッ素樹脂に比
べてやや劣るが、離型剤としてシリコーンオイルを塗布
するとフッ素樹脂よりも離型性が向上するようになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像形成装置においては、以下に示すような問題が生じ
ていた。
【0011】まず、画像形成を行おうとする記録材とい
うのは、その表面の光沢度(例えば、JISZ8105
−4003、Z8741などで規定される)が、その記
録材の種類によってまちまちである。一方、上述したよ
うなカラー複写機の定着装置においては、その定着条
件、例えば定着温度などは一定に制御されているので使
用する記録材の熱容量が同じであれば、その記録材上の
トナーに与えられる熱量も記録材によらずほぼ同じとな
ってしまう。このようにトナーに与えられる熱量が同じ
であればトナーの融け具合も同じとなり、結果としてト
ナー表面の光沢度も同じようなものとなってしまう。
【0012】ところが、さきほど述べたように、記録材
の光沢度はその種類によってまちまちであるので、記録
材の光沢度と記録材上の画像部であるところのトナー部
の光沢度が一致することはまれである。このように1枚
の出力画像内で光沢度の異なる部分が存在すると見た目
にかなり違和感があり画像品質を低下させてしまうこと
が、本発明者の検討により明らかになった。
【0013】光沢度の絶対値は大きくても、小さくても
このことが直接画像品質を低下させるものでないこと
は、例えば、画像全体の光沢度が一様に高い銀塩写真
や、画像全体の光沢度が一様に低い印刷物(低光沢度の
紙に印刷した場合)が、それぞれ十分に商品価値を有し
て市場に受け入れられていることからもわかる。
【0014】また一方で、これまでは、カラー複写機な
どの画像形成装置においては画像濃度や、色については
さまざまな配慮がなされ、良好な出力画像が得られるよ
うに対策手段なども講じられてきたが、光沢度に関して
の配慮、特に上述したような同一画像面内における光沢
度の均一性についての配慮はまったくといっていいほど
なされていないのが現状である。
【0015】従って、本発明の目的は、記録材の表面光
沢度に関わりなく同一画像面内における光沢度の均一性
が良好な画像形成を行なうことのできる画像形成装置を
提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は記
録材上にトナー画像を形成する画像形成手段と、記録材
上に形成されたトナー画像を定着する定着手段とを備え
た画像形成装置において、前記定着手段の定着条件を記
録材の表面光沢度に応じて変更することを特徴とする画
像形成装置である。
【0017】前記記録材の表面光沢度は画像形成装置本
体に記憶されることが好ましい。別の態様によれば、前
記記録材の表面光沢度は画像形成装置本体に設けられた
光沢度検出手段により検出されることが好ましい。好ま
しくは、前記定着条件は定着速度である。また別の態様
によれば、前記定着条件は定着温度であることが好まし
い。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。
【0019】実施例1 まず、本発明の第1実施例を図1に基づいて説明する。
なお、図1に示すカラー画像形成装置は前出の図9に示
したカラー画像形成装置と同様の基本構成を備えてお
り、従って、前出の部材と同一部材には同一符号を付す
とともに説明を省略する。
【0020】本実施例において使用したカラー画像形成
装置により出力されるカラー画像は多色のトナーが2層
〜4層の層を形成しているために、以下に述べる2つの
点で白黒用の装置と異なった特徴を有している。
【0021】まず、第1の特徴は、使用されるトナーに
関するものである。
【0022】このトナーには、熱を印加した際の溶融
性、混色性が良いことが要求されるため、軟化点が低
く、かつ溶融粘度の低いシャープメルト性のトナーが使
用される。このシャープメルトトナーを使用することに
より、複写物の色再現範囲を広め、原稿の多色またはフ
ルカラー像に忠実なカラーコピーを得ることができるか
らである。
【0023】シャープメルトトナーは、例えばポリエス
テル樹脂またはスチレン−アクリルエステル樹脂のよう
な結着樹脂、着色剤(染料、昇華性染料)、荷電制御剤
などのトナー形成用材料を溶融混練、粉砕、分級するこ
とにより製造される。さらに必要に応じて、トナーに各
種の外添剤(例えば、疎水性コロイダルシリカ)を添加
することにより外添工程を付加してもよい。このような
カラートナーとしては、定着性、シャープメルト性を考
慮すると結着樹脂としてポリエステル樹脂を使用したも
のが特に好ましい。シャープメルト性ポリエステル樹脂
としてはジオール化合物とジカルボン酸とから合成され
る分子の主鎖にエステル結合を有する高分子化合物が例
示される。特に、次式、
【0024】
【化1】 (式中、Rはエチレンまたはプロピレン基であり、x、
yはそれぞれ1以上の正の整数であり、かつx+yの平
均値は2〜10である。)で代表されるビスフェノール
誘導体もしくはその置換体をジオール成分とし、2価以
上のカルボン酸またはその酸無水物またはその低級アル
キルエステルとからなるカルボン酸成分(例えばフマル
酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタ
ル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸など)を少なく
とも共縮重合したポリエステル樹脂がシャープな溶融特
性を有するのでより好ましい。
【0025】ポリエステル樹脂の軟化点は、75〜15
0℃、好ましくは80〜120℃がよい。このポリエス
テル樹脂を結着樹脂として含有するシャープメルトトナ
ーの軟化特性の例を図2に示す。測定条件は以下の通り
である。
【0026】フローテスターCFT−500A型(島津
製作所製)を使用し、ダイ(ノズル)の直径0.2m
m、厚み1.0mmとして20kgの押出荷重を加え初
期設定温度70℃で、予熱時間300秒の後、6℃/分
の速度で等速昇温したとき描かれるトナーのプランジャ
ー降下量−温度曲線(以下、「軟化S字曲線」という)
を求めた。試料となるトナーは1〜3g精秤した微粉末
を用い、プランジャー断面積は1.0cm2とする。軟
化S字曲線は図2のようなカーブとなる。等速昇温する
に従い、トナーは徐々に加熱され流出が開始される(プ
ランジャー降下A→B)。さらに昇温すると溶融状態と
なったトナーは大きく流出し(B→C→D)、プランジ
ャー降下が停止し終了する(D→E)。
【0027】軟化S字曲線の高さHは全流出量を示し、
H/2のC点に対応する温度T0はトナーの軟化点を示
す。トナーおよび結着樹脂がシャープメルト性を有する
か否かは、トナーまたは結着樹脂の見掛けの溶融粘度を
測定することにより判定できる。
【0028】このようなシャープメルト性を有するトナ
ーまたは結着樹脂とは、見掛けの溶融粘度が103ポイ
ズを示すときの温度をT1、4×102ポイズを示すと
きの温度をT2としたとき、 T1=90〜150℃ |ΔT|=|T1−T2|=5〜20℃ の条件を満たすものをいう。
【0029】これらの温度−溶融粘度特性を有するシャ
ープメルト性樹脂は加熱されることにより極めてシャー
プに粘度低下を起こすことが特徴である。このような粘
度低下が最上部トナー層と最下部トナー層との適度な混
合を生じせしめ、さらにトナー層自体の透明性を急激に
増加させ、良好な減色混合を起こすものである。
【0030】このようなシャープメルト性のカラートナ
ーは、親和力が大きく、定着ローラにオフセットしやす
いという性質も有している。したがって、以上のような
カラートナーを用いる画像形成装置の定着手段としての
定着装置においては、長期間にわたって高い離型性を示
すことが必要となる。
【0031】本実施例のカラー画像形成装置の定着装置
5について前出の図10を参照しながら説明する。な
お、本実施例の定着装置の基本構成は前述の従来例と同
じである。
【0032】本実施例では、定着用回転体としての定着
ローラ51はアルミニウム製の芯金上に、HTV(高温
加硫型)シリコーンゴム層、この外側にRTV(室温加
硫型)シリコーンゴム層を有し、厚さ3mm、直径40
mmに形成されている。
【0033】一方、加圧用回転体としての加圧ローラ5
2はアルミニウム製の芯金の上に1mm厚のHTVシリ
コーンゴム層と、さらにその表面にフッ素樹脂層を設
け、直径が40mmとなっている。
【0034】定着ローラ51には発熱手段であるハロゲ
ンヒータ56が内包され、加圧ローラ52には同じくヒ
ータ57が芯金内に内包されており、これらにより、記
録材Pに対し両面からの加熱を行っている。加圧ローラ
52に当接されたサーミスタ59により加圧ローラ52
の温度が検知され、この検知温度に基づき不図示の温度
調節回路を介してハロゲンヒータ56、57が制御さ
れ、定着ローラ51の温度および加圧ローラ52の温度
が例えば、ともに約150℃の一定に保つように制御さ
れる。なお、定着ローラ51と加圧ローラ52は加圧機
構(不図示)によって総圧約40kgで加圧されてい
る。
【0035】また、定着装置5には、前述のように、定
着ローラ51に離型剤(オイル)を塗布するための離型
剤塗布手段たるオイル塗布装置53、定着ローラ54と
加圧ローラ55をクリーニングするためのローラクリー
ニング装置58、59、および加圧ローラ55のオイ
ル、汚れを除去するクリーニングブレード67が具備さ
れている。
【0036】オイル塗布装置53はオイルパン内のジメ
チルシリコーンオイル(信越化学製KF96300c
s)をオイル汲み上げローラ42およびオイル塗布ロー
ラ43を経由させオイル塗布量調整ブレード44でオイ
ル塗布量を規制して定着ローラ51上に塗布させる。本
実施例の定着装置では塗布量として後述する測定方法に
より0.08g/A4の量を塗布している。なお、オイ
ル塗布装置53は、定着ローラ51と接離可能であり、
記録材Pの先端5mm内側の位置から、後端5mm内側
の位置までオイルを塗布している。
【0037】上記オイル塗布装置53によるシリコーン
オイルの塗布量は次のようにして求める。
【0038】まず、A4サイズの白紙50枚の重量をA
1(g)とし、この白紙上への画像の転写もせず、定着
ローラ51のゴム層へのシリコーンオイルのとの塗布も
せずに、定着ローラ51と加圧ローラ52との間を通過
した後の白紙50枚の重量をB(g)とする。つぎに、
同様に別のA4サイズの白紙50枚の重量をA2(g)
とし、この白紙上への画像の転写をしないが、定着ロー
ラ51のゴム層へのシリコーンオイルの塗布を行って、
定着ローラ51と加圧ローラ52との間に通紙した後の
白紙50枚の重量をC(g)とする。以上のA1、B、
A2、Cを用いるとA4サイズの白紙1枚当たりのシリ
コーンオイルの塗布量X(g)は、次式のように求めら
れる。
【0039】X=(C+A1−B−A2)/50 一方、本実施例の定着装置5において、クリーニング装
置54、55はノーメックス(商品名)からなる不織布
ウェブを押圧ローラにて定着ローラ51ならびに加圧ロ
ーラ52に押し当ててクリーニングしている。また、ウ
ェブは巻き取り装置(不図示)により適宜巻き取られ、
当接部にトナーなどが堆積しないようにされている。
【0040】更に本実施例においては、図3に示すよう
に、画像形成装置の操作部100においてこれから装置
使用者が画像形成を行なおうとする記録材の光沢度につ
いて装置本体に登録、つまり記録・保存できるように構
成した。具体的には、操作部100に設けられた記録材
光沢度登録ボタン101を押下すると、操作部100上
に設けられたディスプレイ102に図4に示すような画
面が表示される。この画面表示に従い光沢度をテンキー
などにより入力する。例えば、複写機用の上質紙の場合
光沢度は約10%であるので、この数値を入力し、画面
表示に従い登録を完了すると画像形成装置本体では、入
力された値に応じて定着条件の変更制御モードに入る。
【0041】つぎに、定着条件の変更制御モードについ
て、図5のグラフを参照しながら説明する。
【0042】同図は、定着温度150℃におけるトナー
部の光沢度−定着速度対照グラフである。例えば、入力
された記録材の光沢度(グロス)が10%程度のとき
は、定着速度を約120mm/secになるように制御
する。このような定着速度とすると、図6を参照すると
よくわかるようにトナー部の光沢度は、約10%となり
トナーがない部分、すなわち、記録材の地のままの部分
と光沢度がそろい画像全面均一な光沢度が得られる。
【0043】また、装置使用者が使用する記録材が、コ
ート紙などの光沢度の大きい記録材で、例えば光沢度が
60%程度のときは、上記と同様に図5を参照して、定
着速度を約60mm/secになるように制御する。こ
のような定着速度とすると、図5を参照するとよくわか
るように、トナー部の光沢度は約60%となり、トナー
がない部分、すなわち、記録材の地のままの部分と光沢
度がそろいコート紙のような光沢度の大きい記録材につ
いても画像全面に均一な光沢度が得られる。
【0044】このような構成としたところ、画像濃度
や、色についてだけでなく、光沢度に関して特に同一画
像面内における光沢度の均一性についても非常に良好な
画像形成が行なえるようになり、違和感の少ない出力画
像が得られるようになった。
【0045】また、本実施例においては、定着条件の変
更方法として定着速度を可変とする構成としたが、定着
温度や、定着ローラ51に塗布するオイル量を可変とし
てもよく、同様の効果が得られる。図6に、定着温度を
可変としたときのトナー部の光沢度−定着温度対照グラ
フを示す。同図においては、定着速度を90mm/se
cとした。例えば、記録材の光沢度が60%程度のとき
は、定着温度を180℃になるように制御するとよい。
【0046】このような定着速度を可変とする構成でも
画像濃度や、色についてだけでなく、光沢度に関して特
に同一画像面内における光沢度の均一性についても非常
に良好な画像形成が行なえるようになり、違和感の少な
い出力画像が得られるようになった。
【0047】実施例2 つぎに、本発明の第2実施例について図7と図8により
説明する。なお、第1実施例との共通個所には同一符号
を付してその説明を省略する。
【0048】本実施例においては、図7に示すように、
画像形成装置本体内の記録材収容手段である給紙カセッ
ト61の記録材取り出し口近傍で画像形成面側に光沢度
検出手段16を設けた。
【0049】この光沢度検出手段16について、図8を
用いて説明する。本実施例の記録材表面光沢度検出手段
16は、JISZ8741に規定された方法により測定
を行なうものである。
【0050】つまり、この測定方法は、記録材表面に規
定された入射角で規定の開き角の光束を入射し、鏡面反
射方向に反射する規定の開き角の光束を受光器で測るも
のである。
【0051】図8において、光源108から照射された
光束は、レンズ110を通り、記録材Pに角度θで入射
する。そして、鏡面反射方向に反射した光束をレンズ1
10を通して受光器109によって検出する。この記録
材表面光沢度検出手段16を図7の給紙部に配置するこ
とにより、記録材Pの表面光沢度が検出できる。なお、
以下に説明する本実施例では、入射角θを60°として
表面光沢度の検出を行なったものである。
【0052】本実施例では、第1実施例において装置使
用者が記録材の光沢度を手動で入力していたものを自動
で検出し、常に良好な画像形成が行なえるようにしたも
のである。
【0053】本実施例において、画像形成装置本体に画
像形成信号が入力されると、画像形成に関わる準備動作
が開始され、所定の準備が終了すると記録材Pが給紙カ
セット61から取り出される。記録材Pが所定量、記録
材カセット61から取り出されたときに光沢度検出手段
16により記録材Pの光沢度の検出を行なう。この検出
結果が例えば、光沢度が約30%となったときは、前出
の図5に示した定着温度150℃におけるトナー部の光
沢度−定着速度対照グラフから読み取れるように定着速
度を約90mm/secになるように制御を行なう。
【0054】このような構成としたところ、本実施例に
おいても、画像濃度や、色についてだけでなく、光沢度
に関して特に同一画像面内における光沢度の均一性につ
いても非常に良好な画像形成が、装置使用者による面倒
な光沢度入力作業を行なう必要なく行なえるようにな
り、違和感の少ない出力画像が得られるようになった。
【0055】また、本実施例においては記録材の光沢度
を自動的に検出して検出結果に基づき自動的に定着条件
を変更制御するような構成としたが、装置使用者の希望
に応じて、このような記録材の光沢度の自動検出あるい
は定着条件の自動変更制御を行なわないようなモードを
設けるようにしてもよいことはいうまでもない。
【0056】また、本実施例においても第1実施例と同
様に、記録材の光沢度を自動的に検出した後、定着条件
のうちの定着温度を変更制御するような方法を用いても
よいことはいうまでもない。ただし、この定着温度変更
を行なう場合は、定着ローラの熱容量などによって目標
温度になるまで相当の時間がかかる場合もあるので、こ
のようなときには記録材を通紙搬送通路中で待機させて
おくような制御を行なうことが望ましい。
【0057】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、定着手段の定着条件が記録材の光沢度に応じ
て変更されるので、定着を行なった際に、記録材の光沢
度に関わらず同一画像面内における光沢度の均一性につ
いて非常に良好な画像形成が行なえるようになり、違和
感の少ない出力画像が得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るフルカラー複写機を
示す全体構成図である。
【図2】図1のフルカラー複写機における操作部を示す
平面図である。
【図3】第1実施例における表示例を示す図である。
【図4】シャープメルトトナーの軟化特性を示す図であ
る。
【図5】第2実施例におけるフルカラー複写機を示す全
体構成図である。
【図6】第1および第2実施例におけるトナー部の光沢
度と定着速度との関係を示す図である。
【図7】第1および第2実施例におけるトナー部の光沢
度と定着温度との関係を示す図である。
【図8】第2実施例における記録材表面光沢度検出手段
を示す図である。
【図9】従来のフルカラー複写機の一例を示す構成図で
ある。
【図10】図9のフルカラー複写機の定着装置を示す構
成図である。
【符号の説明】
5 定着装置(定着手段) 16 光沢度検出手段 P 紙(記録材) Pa、Pb、Pc、Pd 画像形成ステーション(画
像形成手段)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録材上にトナー画像を形成する画像形
    成手段と、記録材上に形成されたトナー画像を定着する
    定着手段とを備えた画像形成装置において、 前記定着手段の定着条件を記録材の表面光沢度に応じて
    変更することを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記記録材の表面光沢度は画像形成装置
    本体に記憶される請求項1の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記記録材の表面光沢度は画像形成装置
    本体に設けられた光沢度検出手段により検出される請求
    項1の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 前記定着条件は定着速度である請求項
    1、2、または3の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記定着条件は定着温度である請求項
    1、2、または3の画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9250592B2 (en) 2014-01-21 2016-02-02 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus having a smoothness detector

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