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技術 画像形成装置

出願人 コニカミノルタ株式会社
発明者 刈米義忠
出願日 2019年4月19日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-079987
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-177161
状態 未査定
技術分野 電子写真における帯電・転写・分離 電子写真における制御・管理・保安
主要キーワード テスト紙 波形分類 付着具合 コロナ放電極 ラインイメージセンサー 通常電流 両ローラー 凹凸度合い
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月29日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (12)

課題

既存の構成部材流用し、新たに追加する構成品を可能な限り少なくして追加の費用がかかることを回避しつつ、用紙の表面の凹凸度合いを精度良く判定できる画像形成装置を提供する。

解決手段

画像形成装置は、像担持体122、転写部140、電源143、測定部145、用紙搬送部160、および制御部190を有する。像担持体122は、トナー画像担持する。転写部140は、像担持体122と当接して、像担持体122との間で転写ニップ146を形成し、像担持体122のトナー画像を用紙10に転写する。電源143は、所定電流が流れるように転写部140に電圧印加する。用紙搬送部は、転写ニップに用紙を搬送する。測定部は、電源の印加電圧を測定する。制御部は、電源により電圧を印加させながら転写ニップに用紙を通したときに、測定部で測定された電圧特性により、用紙の表面の凹凸の度合いを判定する測定モードを実行できる。

概要

背景

エンボス紙等、表面に凹凸形状のある用紙に対しても品質の高い画像を印刷できる画像形成装置が求められている。画像形成において、画像の品質を左右する重要な特性として、像担持体タンデム型カラー画像形成装置では中間転写ベルトに対応)からトナー画像を用紙に転写する際の転写性が挙げられる。用紙へのトナー付着具合は、用紙の表面の凹凸の度合いの違いにより変わるため、転写性は、用紙の表面の凹凸の度合いにより異なる。

通常、像担持体からトナー画像を用紙に転写する転写部においては、像担持体と用紙との間に高電圧(例えば数kV程度)を印加し、静電気力によって用紙へトナー画像を転写する。このとき、像担持体および用紙には、印加電圧に応じて2次転写電流が流れる。転写性は、この2次転写電流に関係する。

従来から、トナー画像を像担持体から用紙へ転写する際に画像の品質を維持するため、転写性を調整する技術が開発されている。例えば、普通紙、コート紙、エンボス紙等、様々な紙種に対して画像の品質を維持するため、紙種に応じて適切な2次転写電流となるように印加電圧の調整が行われる。紙種に関する情報は、例えば用紙設定から取得する。

ところが、用紙の凹凸の度合いは、紙種の違いのみならず、個々の用紙によっても異なっており、同じ紙種でも表面の凹凸の度合いによって電気抵抗が異なる場合がある。したがって、様々な種類の用紙の全てに対して、用紙設定に基づいて最適な2次転写電流値を取得することは難しい。その結果、選択された紙種によっては良好な画像を取得できない可能性がある。

これに関連して、特許文献1には、測定した平均的な2次転写電流値に基づいて適切な2次転写電圧を決定することを目的とする技術が開示されている。また、下記特許文献2には、用紙の搬送路に設けたローラー対間に流れる電流値の大きさに基づいて用紙の表面の凹凸の度合いを推定する技術が開示されている。

概要

既存の構成部材流用し、新たに追加する構成品を可能な限り少なくして追加の費用がかかることを回避しつつ、用紙の表面の凹凸の度合いを精度良く判定できる画像形成装置を提供する。画像形成装置は、像担持体122、転写部140、電源143、測定部145、用紙搬送部160、および制御部190を有する。像担持体122は、トナー画像を担持する。転写部140は、像担持体122と当接して、像担持体122との間で転写ニップ146を形成し、像担持体122のトナー画像を用紙10に転写する。電源143は、所定電流が流れるように転写部140に電圧を印加する。用紙搬送部は、転写ニップに用紙を搬送する。測定部は、電源の印加電圧を測定する。制御部は、電源により電圧を印加させながら転写ニップに用紙を通したときに、測定部で測定された電圧特性により、用紙の表面の凹凸の度合いを判定する測定モードを実行できる。

目的

これに関連して、特許文献1には、測定した平均的な2次転写電流値に基づいて適切な2次転写電圧を決定することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

トナー画像担持する像担持体と、前記像担持体と当接して、前記像担持体との間で転写ニップを形成し、前記像担持体のトナー画像を用紙に転写する転写部と、所定電流が流れるように前記転写部に電圧印加する電源と、前記電源の印加電圧を測定する測定部と、転写ニップに用紙を搬送する用紙搬送部と、前記電源により電圧を印加させながら前記転写ニップに前記用紙を通したときに、前記測定部で測定された電圧特性により、前記用紙の表面の凹凸度合いを判定する測定モードを実行可能な制御部と、を有する、画像形成装置

請求項2

前記制御部は、前記電圧特性として、前記用紙の通紙時の電圧の振幅により、前記用紙の表面の凹凸度合いを判定する、請求項1に記載の画像形成装置。

請求項3

前記制御部は、前記測定モードで判定した前記用紙の表面の凹凸度合いにより、前記用紙に画像を形成する通常モードにおける画像形成条件を制御する、請求項1、または請求項2に記載の画像形成装置。

請求項4

前記制御部は、前記電源の出力値を、前記通常モード時よりも前記測定モード時の方を大きくする、請求項3に記載の画像形成装置。

請求項5

前記制御部は、前記測定モード時において、1枚の用紙が前記転写ニップを通っている間に、前記電源の出力値を、複数段階切り替える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項6

前記制御部は、前記測定モード時において、前記用紙が、転写ニップを通過する前、または通過した後の非通紙の期間に、前記測定部で測定された電圧特性に基づいて、通紙時に測定された電圧特性を補正する、請求項2〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項7

前記制御部は、前記測定モード時において前記用紙を前記転写ニップに搬送する速度を、前記用紙に画像を形成する通常モード時の速度よりも遅い速度に切り替えるように前記用紙搬送部を制御する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項8

前記像担持体は、中間転写ベルトであり、前記転写部は、前記像担持体上のトナー画像を用紙に転写する転写部材と、当該転写部材と対向して配置され、前記中間転写ベルトを駆動する駆動部材と、を有し、前記測定部は、前記電圧特性として、前記所定電流に対する、前記転写部材と前記駆動部材との間の電圧の振幅を測定する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項9

前記像担持体は、感光体ドラムであり、前記転写部は、前記感光体ドラム上のトナー画像を用紙に転写する転写部材を有し、前記測定部は、前記電圧特性として、前記所定電流に対する、前記転写部材と前記感光体ドラムとの間の電圧の振幅を測定する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置。

請求項10

前記制御部は、前記測定モード時における前記像担持体に対する前記転写部材の押圧力が、前記用紙に画像を形成する通常モード時における前記像担持体に対する前記転写部材の押圧力よりも小さくなるように制御する、請求項8、または請求項9に記載の画像形成装置。

請求項11

前記転写部によって前記用紙に転写されたトナー画像を加熱および加圧することによって前記用紙に定着する定着部をさらに有し、前記制御部は、前記転写部の1次転写押圧力、2次転写押圧力、2次転写電流、前記定着部の定着温度を含む各種画像形成条件のうちの少なくともいずれかを補正する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、画像形成装置に関する。

背景技術

0002

エンボス紙等、表面に凹凸形状のある用紙に対しても品質の高い画像を印刷できる画像形成装置が求められている。画像形成において、画像の品質を左右する重要な特性として、像担持体タンデム型カラー画像形成装置では中間転写ベルトに対応)からトナー画像を用紙に転写する際の転写性が挙げられる。用紙へのトナー付着具合は、用紙の表面の凹凸の度合いの違いにより変わるため、転写性は、用紙の表面の凹凸の度合いにより異なる。

0003

通常、像担持体からトナー画像を用紙に転写する転写部においては、像担持体と用紙との間に高電圧(例えば数kV程度)を印加し、静電気力によって用紙へトナー画像を転写する。このとき、像担持体および用紙には、印加電圧に応じて2次転写電流が流れる。転写性は、この2次転写電流に関係する。

0004

従来から、トナー画像を像担持体から用紙へ転写する際に画像の品質を維持するため、転写性を調整する技術が開発されている。例えば、普通紙、コート紙、エンボス紙等、様々な紙種に対して画像の品質を維持するため、紙種に応じて適切な2次転写電流となるように印加電圧の調整が行われる。紙種に関する情報は、例えば用紙設定から取得する。

0005

ところが、用紙の凹凸の度合いは、紙種の違いのみならず、個々の用紙によっても異なっており、同じ紙種でも表面の凹凸の度合いによって電気抵抗が異なる場合がある。したがって、様々な種類の用紙の全てに対して、用紙設定に基づいて最適な2次転写電流値を取得することは難しい。その結果、選択された紙種によっては良好な画像を取得できない可能性がある。

0006

これに関連して、特許文献1には、測定した平均的な2次転写電流値に基づいて適切な2次転写電圧を決定することを目的とする技術が開示されている。また、下記特許文献2には、用紙の搬送路に設けたローラー対間に流れる電流値の大きさに基づいて用紙の表面の凹凸の度合いを推定する技術が開示されている。

先行技術

0007

特開2018−10141号公報
特開2007−304492号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかし、表面に凹凸のある用紙では、空隙の分だけ電気抵抗値が高くなり、空隙を含む用紙全体の電気抵抗により、印加電圧に対する2次転写電流値が決定される。そのため、表面が平滑で電気抵抗の高い用紙と、表面に凹凸のある用紙とが同等の2次転写電流値になる可能性がある。したがって、特許文献1の技術では、表面に凹凸のある用紙の最適な2次転写電流値を決定できないおそれがある。また、特許文献2の技術では、表面が平滑で電気抵抗が高い用紙を、表面に凹凸のある用紙と誤って判定するおそれがある。

0009

また、光学センサー等を設置して、用紙の凹凸を検出する方法もあるが、光学センサーを新たに設置する費用がかかるという問題がある。

0010

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、既存の構成部材流用し、新たに追加する構成品を可能な限り少なくして追加の費用がかかることを回避しつつ、用紙の表面の凹凸の度合いを精度良く判定できる画像形成装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

0012

(1)トナー画像を担持する像担持体と、前記像担持体と当接して、前記像担持体との間で転写ニップを形成し、前記像担持体のトナー画像を用紙に転写する転写部と、所定電流が流れるように前記転写部に電圧を印加する電源と、前記電源の印加電圧を測定する測定部と、転写ニップに用紙を搬送する用紙搬送部と、前記電源により電圧を印加させながら前記転写ニップに前記用紙を通したときに、前記測定部で測定された電圧特性により、前記用紙の表面の凹凸の度合いを判定する測定モードを実行可能な制御部と、を有する、画像形成装置。

0013

(2)前記制御部は、前記電圧特性として、前記用紙の通紙時の電圧の振幅により、前記用紙の表面の凹凸度合いを判定する、上記(1)に記載の画像形成装置。

0014

(3)前記制御部は、前記測定モードで判定した前記用紙の表面の凹凸度合いにより、前記用紙に画像を形成する通常モードにおける画像形成条件を制御する、上記(1)に記載の画像形成装置。

0015

(4)前記制御部は、前記電源の出力値を、前記通常モード時よりも前記測定モード時の方を大きくする、上記(3)に記載の画像形成装置。

0016

(5)前記制御部は、前記測定モード時において、1枚の用紙が前記転写ニップを通っている間に、前記電源の出力値を、複数段階切り替える、上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の画像形成装置。

0017

(6)前記制御部は、前記測定モード時において、前記用紙が、転写ニップを通過する前、または通過した後の非通紙の期間に、前記測定部で測定された電圧特性に基づいて、通紙時に測定された電圧特性を補正する、上記(2)〜(5)のいずれか1つに記載の画像形成装置。

0018

(7)前記制御部は、前記測定モード時において前記用紙を前記転写ニップに搬送する速度を、前記用紙に画像を形成する通常モード時の速度よりも遅い速度に切り替えるように前記用紙搬送部を制御する、上記(1)〜(6)のいずれか1つに記載の画像形成装置。

0019

(8)前記像担持体は、中間転写ベルトであり、前記転写部は、前記像担持体上のトナー画像を用紙に転写する転写部材と、当該転写部材と対向して配置され、前記中間転写ベルトを駆動する駆動部材と、を有し、前記測定部は、前記電圧特性として、前記所定電流に対する、前記転写部材と前記駆動部材との間の電圧の振幅を測定する、上記(1)〜(7)のいずれか1つに記載の画像形成装置。

0020

(9)前記像担持体は、感光体ドラムであり、前記転写部は、前記感光体ドラム上のトナー画像を用紙に転写する転写部材を有し、前記測定部は、前記電圧特性として、前記所定電流に対する、前記転写部材と前記感光体ドラムとの間の電圧の振幅を測定する、上記(1)〜(7)のいずれか1つに記載の画像形成装置。

0021

(10)前記制御部は、前記測定モード時における前記像担持体に対する前記転写部材の押圧力が、前記用紙に画像を形成する通常モード時における前記像担持体に対する前記転写部材の押圧力よりも小さくなるように制御する、上記(8)または(9)に記載の画像形成装置。

0022

(11)前記転写部によって前記用紙に転写されたトナー画像を加熱および加圧することによって前記用紙に定着する定着部をさらに有し、前記制御部は、前記転写部の1次転写押圧力、2次転写押圧力、2次転写電流、前記定着部の定着温度を含む各種画像形成条件のうちの少なくともいずれかを補正する、上記(1)〜(10)のいずれか1つに記載の画像形成装置。

発明の効果

0023

本発明によれば、転写ニップに用紙を通したときの用紙の電圧特性に基づいて、用紙の表面の凹凸の度合いを判定するので、既存の構成部材を流用し、新たに追加する構成品を可能な限り少なくして追加の費用がかかることを回避しつつ、用紙の表面の凹凸の度合いを精度良く判定できる。したがって、判定された凹凸の度合いに基づいて、各種画像形成条件を補正できるので、転写部における転写性や定着部における定着性を最適化できる。その結果、エンボス紙等、表面に凹凸形状のある用紙に対しても品質の高い画像を印刷できる。

図面の簡単な説明

0024

第1の実施形態に係る画像形成装置の構成を例示する概略断面図である。
図1に示す画像形成装置の構成を例示する概略ブロック図である。
図1の2次転写部の主要な構成を例示する模式図である。
第1の実施形態に係る画像形成装置の制御方法処理手順を例示するフローチャートである。
図5(A)は、所定電流Inが通常電流よりも高い電流である場合における用紙の電圧特性の測定結果について例示するグラフである。図5(B)は、所定電流Inが通常電流である場合における用紙の電圧特性の測定結果について例示するグラフである。
図6(A)〜(C)は、所定電流Inが異なる電流値である場合における用紙の電圧特性のパターンについて例示するグラフである。
第2の実施形態において、所定電流Inを2段階に切り替えた場合における用紙の電圧特性の測定結果について例示するグラフである。
第3の実施形態において、非通紙の期間における電源の印加電圧と、通紙時における用紙の電圧特性との測定結果について例示するグラフである。
図9(A)は、通常印刷(比較例)において、中間転写ベルト(対向ローラー)に対する2次転写ローラーの押圧力を例示する模式図である。図9(B)は、第4の実施形態において、中間転写ベルト(対向ローラー)に対する2次転写ローラーの押圧力を通常印刷時よりも小さくした場合について例示する模式図である。
図10(A)は、通常印刷(比較例)において、用紙を2次転写部に搬送する速度を例示する模式図である。図10(B)は、第5の実施形態において、用紙を2次転写部に搬送する速度を通常印刷時よりも遅くした場合について例示する模式図である。
第6の実施形態における転写装置の主要な構成を例示する模式図である。

実施例

0025

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

0026

(第1の実施形態)
図1は第1の実施形態に係る画像形成装置の構成を例示する概略断面図であり、図2図1に示す画像形成装置の構成を例示する概略ブロック図である。

0027

図1に示す画像形成装置100は、電子写真プロセスを利用した画像形成装置であり、複数の感光体ドラムを中間転写ベルトに対面させて配列することによりカラー画像を形成する、いわゆる、タンデム型のカラー画像形成装置である。画像形成装置100は、スキャンされた原稿画像データを使用して、記録媒体である用紙に画像を形成(印刷)するために使用される。画像形成装置100は、例えば、コピー機能プリンター機能、およびスキャン機能を有するMFP(MuLti−Function Peripheral)でありうる。

0028

<画像形成装置100の構成>
画像形成装置100は、画像読取部110、画像形成部120、転写装置130、給紙部150、用紙搬送部160、定着部170、操作表示部180、および制御部190を有する。

0029

画像読取部110は、原稿の画像データを生成するために使用され、光源111、光学系112および撮像素子113を有する。光源111は、読取面114に載置された原稿に対して光を照射し、その反射光は、光学系112を経由し、読取り位置に移動した撮像素子113に結像される。撮像素子113は、例えば、ラインイメージセンサーからなり、反射光強度に応じて電気信号を生成する(光電変換する)。生成された電気信号は、画像処理後、画像形成部120に入力される。画像処理は、A/D変換、シェーディング補正フィルター処理画像圧縮処理等である。

0030

画像形成部120は、電子写真プロセスを利用し、記録媒体である用紙10に画像を形成するために使用される。画像形成部120は、イエロー(Y)色の画像を形成する画像形成ユニット12A、マゼンタ(M)色の画像を形成する画像形成ユニット12B、シアン(C)色の画像を形成する画像形成ユニット12C、黒(K)色の画像を形成する画像形成ユニット12Dを有する。

0031

画像形成部120の各ユニットは、現像装置121、感光体ドラム122、帯電部123、および光書込部124を、それぞれ有する。

0032

現像装置121は、感光体ドラム122上に形成された静電潜像現像し、トナーによって可視化するものである。つまり、画像形成ユニット12A、12B、12C、および12Dの感光体ドラム122に、イエロー色、マゼンタ色、シアン色および黒色に対応するモノクロのトナー画像を、それぞれ形成する。現像剤は、例えば、非磁性トナー磁性キャリアとからなる。本実施形態では、トナーは、負に帯電している。

0033

感光体ドラム122は、有機光導電体(Organic Photo Conductor:OPC)を含むポリカーボネイト等の樹脂からなる感光層を有する像担持体であり、所定の速度で回転するように構成されている。

0034

帯電部123は、感光体ドラム122の周囲に配置されるコロナ放電極からなり、生成されるイオンによって感光体ドラム122の表面を帯電させる。

0035

光書込部124は、走査光学装置125が組み込まれており、画像読取部110からの入力される画像データに基づいて、帯電された感光体ドラム122を露光することにより、露光された部分の電位を低下させ、画像データに対応する電荷パターン(静電潜像)を形成する。

0036

転写装置130は、中間転写ベルト131、1次転写部132、2次転写部140等を有する。中間転写ベルト131は、無端状であり、画像形成ユニット12A〜12Dの側方に配置され、感光体ドラム122と当接するように位置決めされる。中間転写ベルト131は、例えばポリイミドフィルムで形成されている。

0037

中間転写ベルト131は、画像形成ユニット12A〜12Dにおいて形成された各色のモノクロのトナー画像を、中間転写ベルト131上に逐次転写し、イエロー色、マゼンタ色、シアン色および黒色の各層が重畳したカラーのトナー画像を形成するために使用される。2次転写部140は、転写部として機能し、中間転写ベルト131に形成されたカラーのトナー画像を、搬送されて来る用紙10に転写するために使用される。2次転写部140の詳細については後述する。

0038

給紙部150は、用紙10を収容する複数の給紙トレイ151〜153を備える。給紙トレイ151〜153には、例えば普通紙、コート紙、エンボス紙等の用紙が紙種ごと、または用紙サイズごとに収容されている。用紙10は、1枚ずつ用紙搬送部160に送り出される。収容された用紙10の紙種は、センサーにより自動的に、または操作表示部180を通じてユーザーが設定できる。設定等された紙種情報は、補助記憶部192等に記憶される。 エンボス紙は、例えばアート紙やコート紙の表面に型押し加工を施して、梨地布目目等の微小な凹凸をつけた用紙である。エンボス紙は、主に書籍の表紙やカバーチケットパッケージ、壁紙等に使用されうる。

0039

用紙搬送部160は、画像形成装置100内において用紙10を搬送する。用紙搬送部160は、用紙10を搬送するための用紙搬送路161および複数の搬送ローラー162を有する。本実施形態では、動作モードが画像形成モードある場合、用紙10を2次転写部140に搬送する速度(用紙搬送速度)は、例えば400[mm/s]に設定される。一方、動作モードが測定モードある場合、用紙10を2次転写部140に搬送する速度は、画像形成モード時の搬送速度よりも遅い速度に設定されうる。

0040

給紙部150から給紙された用紙10は、複数の搬送ローラー162が駆動部(不図示のモーター)よって回転駆動され、用紙搬送路161に沿って搬送される。用紙10は、レジストローラー16Rを経て2次転写部140に搬送され、2次転写部140においてトナー画像が転写された後、定着部170に搬送される。

0041

定着部170は、用紙10に転写されたトナー画像を定着するために使用され、加熱ローラー171および加圧ローラー172を有する。用紙10は、加熱ローラー171と加圧ローラー172との間を通過する際、圧力および熱が加えられ、トナーが溶融することで、トナー画像が定着される。画像が定着された用紙10は、排紙部から画像形成装置100の外部へ排出される。

0042

操作表示部180は、ユーザーの指示を受け付けたり、ユーザーへのメッセージ等を画面に表示したりする。操作表示部180は、キーボードおよびタッチパネルを有する。ユーザーは、キーボードや、タッチパネルに表示される画面を操作することにより、画像形成装置100に対して指示を入力する。また、画面には、入力された情報、各種設定情報、警告メッセージ等が表示される。

0043

制御部190は、画像読取部110、画像形成部120、転写装置130、給紙部150、用紙搬送部160、定着部170、および操作表示部180の各部を統合的に制御して、画像形成装置100が有する機能を実現する。

0044

制御部190は、CPU(Central Processing Unit)191、補助記憶部192、RAM(Random Accesss Memory)193、およびROM194(Read Only Memory)を有し、これらの構成要素は内部バスによって相互に接続されている。

0045

補助記憶部192には、オペレーティングシステム、各種アプリケーションプログラム、画像形成装置100の各部を制御するための制御プログラム等が格納されている。CPU191は、制御プログラムを実行することにより、様々な機能を実現する。

0046

RAM193は、CPU191による演算処理の結果、印刷画像データ等を一時的に記憶する。ROM194は、CPU191が演算処理等で使用する各種パラメーター等を記憶している。

0047

本実施形態では、制御部190は、測定モードおよび画像形成モード(「通常モード」とも呼ばれる)を含む複数の動作モードのうちのいずれかを実行することができる。測定モードでは、制御部190は、後述する電圧測定部145(図3を参照)で測定した用紙10の電圧特性により、用紙10の表面の凹凸度合いを判定する。画像形成モードでは、制御部190は、判定した用紙10の表面の凹凸度合いにより、画像形成条件を制御し、用紙10に画像を形成する。画像形成条件の詳細については、後述する。

0048

また、制御部190は、ネットワークに接続されたクライアント端末等の機器通信を行うためのインターフェース(不図示)を有し、クライアント端末から印刷ジョブを受信し、画像形成部120に送信する。

0049

<2次転写部140の構成>
図3は、図1の2次転写部140の主要な構成を例示する模式図である。2次転写部140は、2次転写ローラー141、対向ローラー142、電源143、電流測定部144、および電圧測定部145を有する。

0050

2次転写ローラー141は、転写部材として、中間転写ベルト131に当接するように配置され、中間転写ベルト131の動きに合わせて従動する。対向ローラー142は、駆動部材として、2次転写ローラー141と対向する位置に配置され、中間転写ベルト131を矢印の方向に回転移動させる。対向ローラー142は、不図示のモーターにより回転駆動される。2次転写ローラー141と中間転写ベルト131とによって2次転写ニップ部146(転写ニップ)が形成されている。動作モードが画像形成モードである場合、2次転写ローラー141は、図示しない押圧機構により、中間転写ベルト131(対向ローラー142)に対して所定の押圧力、例えば200[N]で押圧されるように設定される。一方、動作モードが測定モードの場合、2次転写ローラー141は、押圧機構により、中間転写ベルト131(対向ローラー142)に対して画像形成モード時の押圧力よりも小さい押圧力で押圧されるように設定されうる。

0051

レジストローラー16R(図1を参照)は、不図示のクラッチ、およびモーターに接続されている。制御部190は、中間転写ベルト131上に形成されたトナー画像が2次転写ニップ部146に到達するタイミングに同期して、用紙10を2次転写ニップ部146に到達させるようにレジストローラー16Rの回転および停止の制御を行う。

0052

2次転写ローラー141および対向ローラー142は、例えば、芯金および表層を有する。芯金は、アルミ製または鉄製であり、パイプ状を有する。表層は、例えば、イオン導電性ゴム材料で形成されている。イオン導電性ゴム材料としては、例えばNBR(ニトリルゴム)、ECO(エピクロルヒドリンゴム)等をブレンドして使用できる。

0053

電源143は、例えば定電流電源であり、グランドと2次転写ローラー141との間に接続されている。電源143は、2次転写ニップ部146に所定電流Inが流れるように、2次転写ローラー141に電圧を印加する。本実施形態では、トナーの帯電極性極性が反対の正電圧が2次転写ローラー141に印加される。

0054

制御部190は、画像形成装置100の動作モードに応じて、2次転写ニップ部146に流す所定電流Inを設定する。電源143は、印加電圧Vsを2次転写ローラー141に印加し、電流測定部144によって測定された2次転写電流の測定値が、設定された所定電流Inに近付くように、2次転写ローラー141に対する印加電圧Vsの大きさを制御する。これにより、電源143は所定電流Inを出力し、2次転写ニップ部146に所定電流Inが流れる。本実施形態では、制御部190は、通常温度・通常湿度環境(NN環境(20℃、50%)において、印加電圧Vsを、例えば500〜2000[V]程度の範囲で制御する。

0055

電流測定部144は、グランドと電源143との間に接続され、電源143に流れる2次転写電流を測定する。2次転写電流の値は、電源143へ伝達される。

0056

電圧測定部145は、2次転写ローラー141と対向ローラー142との間の電圧、すなわち電源143の印加電圧Vsを測定する。より具体的には、電圧測定部145は、2次転写ローラー141および対向ローラー142の芯金に接続され、2次転写ローラー141と対向ローラー142との間の電圧信号振れ幅の最大値最小値との差(以下、本明細書では「振幅」という)を測定する。

0057

<制御方法>
図4は、本実施形態に係る画像形成装置100の制御方法の処理手順を例示するフローチャートである。図4のフローチャートの処理は、制御部190のCPU191が制御プログラムを実行することにより実現される。図5(A)は、2次転写ニップ部146に流す所定電流Inが通常電流よりも高い電流である場合における用紙10の電圧特性の測定結果について例示するグラフである。図5(B)は、所定電流Inが通常電流である場合における用紙10の電圧特性の測定結果について例示するグラフである。図5(A)、図5(B)には、2次転写ニップ部146に1枚の用紙10の先端が到達してから後端が抜けるまでの電圧特性が示されている。また、図6(A)〜(C)は、所定電流Inが異なる電流値である場合における用紙の電圧特性のパターンについて例示するグラフである。

0058

なお、以下の説明では、説明を簡略化するため、動作モードが画像形成モードおよび測定モードの2つのモードを含む場合を例示する。ステップS101〜S104までが、測定モードに対応し、ステップS105が画像形成モード(通常モード)に対応する。また、以下の処理は、印刷ジョブを実行する際に、その印刷ジョブで用いる用紙の紙種情報が、特定の用紙、例えば、エンボス紙のような凹凸の大きい用紙の場合に、実行するようにしてもよい。例えば、本印刷(通常印刷)の前に、1枚または複数枚のエンボス紙等の特定の用紙をテスト紙として、以下に説明する測定モードを実行する。

0059

まず、テスト紙としての用紙10を2次転写ニップ部146に搬送する(ステップS101)。制御部190は、動作モードが測定モードに移行した場合、用紙搬送部160を制御して2次転写ニップ部146に用紙10を搬送する。用紙10は、例えばエンボス紙でありうる。

0060

次に、定着部170における用紙10の電圧特性を測定する(ステップS102)。制御部190は、電源143により電圧を印加させながら2次転写ニップ部146に用紙10を通したときに、電圧測定部145によって、電源143の印加電圧Vsを測定することにより、用紙10の電圧特性(振幅)を測定する。

0061

図5(A)に示すように、例えば、所定電流Inが−400[μA]である場合について説明する。この場合、印加電圧Vsは、所定電流Inが通常電流である場合の印加電圧Vsよりも高い電圧であり、用紙10の凹部で放電するような大きさを有する。通常電流は、通常印刷で2次転写電流として使用される電流(例えば、−80[μA])である。

0062

また、図5(A)に例示されるように印加電圧Vsが高い場合、印加電圧Vsが低い場合に比べて、用紙10の凹部において放電が発生しやすくなる。放電が発生すると、印加電圧Vsの最小値は、所定電流Inが通常電流である場合に比べて小さくなる。したがって、印加電圧Vsを十分大きくすることにより、振幅が大きくなるので、精度良く振幅を測定できる。

0063

次に、用紙10の表面の凹凸の度合いを判定する(ステップS103)。制御部190は、電圧測定部145で測定された電圧特性(振幅)に基づいて、用紙10の表面の凹凸の度合いを判定する。

0064

より具体的には、印加電圧Vsが所定の電圧以上の大きさである場合、用紙の凹部では放電が生じうるため、印加電圧Vsの最小値が小さくなる。したがって、凹凸の多い用紙は、凹凸の少ない用紙に比べて、振幅値V1が大きくなるので、制御部190は、振幅値V1の大きさに応じて、用紙10の凹凸の度合いを判定できる。制御部190は、振幅値V1の大きさが大きい場合、用紙10の凹凸の度合いが大きいと判断し、振幅値V1の大きさが小さい場合、用紙10の凹凸の度合いが小さいと判断する。例えば、表面の凹凸の度合いを大、中、および小の3段階で判定する場合は、振幅値V1に対して所定の閾値TH1,TH2(TH1<TH2)と比較する。V1>TH2である場合、用紙10の凹凸の度合いが「大」であると判定し、TH1<V1<TH2である場合、用紙10の凹凸の度合いが「中」であると判定し、V1<TH1である場合、用紙10の凹凸の度合いが「小」であると判定する。

0065

なお、凹凸の度合いの判定に使用した用紙10は、ヤレ紙として画像形成装置100の外部へ排出される。

0066

次に、各種画像形成条件を制御する(ステップS104)。制御部190は、判定した用紙10の表面の凹凸の度合いにより、画像形成モードにおける各種画像形成条件を制御する。

0067

表1は、紙種や用紙の凹凸の度合と各種画像形成条件との対応関係を例示する表である。紙種は、非エンボス紙およびエンボス紙で区分されており、用紙が非エンボス紙である場合は、コート紙および非コート紙について例示されている。また、用紙がエンボス紙である場合は、用紙の凹凸の度合い、電圧特性のパターン、および各種画像形成条件の対応関係が例示されている。

0068

なお、表1に示す、コート紙および非コート紙に対する各種画像形成条件、ならびに用紙の凹凸の度合いと各種画像形成条件との組み合わせは一例であり、この他にも様々な補正値組み合わせパターンが存在する。また、表1では、用紙の凹凸の度合いを3段階に区分する場合について例示しているが、3段階に限定されず、2段階に区分しても、3段階よりも多くの段階に区分してもよい。

0069

0070

例えば、制御部190は、用紙10の凹凸の度合いが「大」であると判定した場合、2次転写電流補正係数を「×0.7」、1次転写押圧力を「低」、2次転写押圧力を「高」、定着部170の定着温度を「+20℃」に設定して補正する。

0071

なお、制御部190が、上記表1を使用して自動的に補正係数、1次および2次転写押圧力、定着温度等を補正する場合に限定されず、用紙の凹凸の度合い判定結果に基づいて、ユーザーが操作表示部180を通じて、補正係数、1次および2次転写押圧力、定着温度等を入力して設定することもできる。

0072

次に、通常印刷を行う(ステップS105)。制御部190は、画像形成モードにおいて、補正された各種画像形成条件で印刷ジョブに基づく本印刷を行い、処理を終了する(エンド)。

0073

なお、上述の例では、図5(A)に示すように、所定電流Inが−400[μA]である場合について例示したが、このような場合に限定されない。例えば、図5(B)に示すように、所定電流Inが通常電流等、その絶対値が400[μA]よりも小さい電流である場合についても、印加電圧Vsを測定することができ、印加電圧Vsの振幅に基づいて、上記ステップS103と同様に、用紙10の表面の凹凸の度合いを判定することができる。

0074

また、上述の例では、印刷に使用される用紙の凹凸の度合いを予め区分化しておき、測定された印加電圧Vsの振幅の大きさが、どの区分の凹凸の度合いに該当するかを求めることにより用紙の凹凸の度合いを判定する場合について説明した。しかし、このような場合に限定されず、測定した電圧特性のパターンがどの区分の凹凸の度合いに該当するかを求めることにより用紙の凹凸の度合いを判定してもよい。

0075

例えば、図6(A)〜(C)のように予め区分化された、用紙の電圧特性のパターンと用紙10の電圧特性の測定結果とを比較し、比較結果に応じて、例えば上記の表1を使用し、用紙10の凹凸の度合いを推定し、推定した凹凸の度合いによって各種画像形成条件を制御する。

0076

表1のエンボス紙のパターンA〜Cは、それぞれ図6(A)〜(C)の電圧特性のパターンに対応する。例えば、制御部190は、用紙10がエンボス紙である場合、パターンA〜Cのうち、測定した電圧特性に最も近いパターンを決定する。例えば、測定した電圧特性がパターンC(すなわち図6(C))に最も近い場合、用紙10の凹凸の度合いは、「大」であると判定する。測定した電圧特性がどのパターンに最も近いかを決定する方法としては、波形に関するパターンマッチング波形分類の手法を使用できる。これらの手法は公知技術であるので詳細な説明を省略する。また、簡易的には、測定した電圧特性と、図6(A)〜(C)の電圧特性の各々とについて、類似度(例えば、相関係数)を算出し、類似度の高いものを最も近いパターンとすることができる。

0077

以上で説明した第1の実施形態の画像形成装置100は、下記の効果を奏する。

0078

2次転写ニップ部146に用紙10を通したときの用紙10の電圧特性に基づいて、用紙の表面の凹凸の度合いを判定するので、用紙10の表面の凹凸の度合いを精度良く判定できる。したがって、判定された凹凸の度合いに基づいて、各種画像形成条件を補正できるので、2次転写部140における転写性や定着部170における定着性を最適化できる。その結果、エンボス紙等表面に凹凸形状のある用紙に対しても品質の高い画像を印刷できる。また、本実施形態では、画像形成装置100内の既存の装置を流用して用紙の凹凸度合を判定している。そのため、凹凸の度合いを判定するための新たな装置を設置する必要がないので、用紙の表面の凹凸の度合いの判定に伴って費用がかかることも回避できる。

0079

(第2の実施形態)
第1の実施形態では、1枚の用紙10について、先端部から後端部まで所定電流Inを一定にして用紙10の電圧特性を測定し、用紙10の凹凸の度合いを判定する場合について説明した。第2の実施形態では、1枚の用紙10について、電源143の出力値としての所定電流Inを2段階に切り替えて用紙10の電圧特性を測定し、用紙の凹凸の度合いを判定する場合について説明する。なお、説明の重複を避けるため、第1の実施形態の構成と同じ構成については詳細な説明を省略する。

0080

図7は、所定電流Inを2段階に切り替えた場合における用紙10の電圧特性の測定結果について例示するグラフである。

0081

制御部190は、1枚の用紙10が2次転写ニップ部146を通っている間に、時間t1〜t2に対応する用紙10の前半部分と、時間t2〜t3に対応する後半部分とで所定電流Inを2段階に切り替えるように電源143を制御する。これにより、2次転写ニップ部146には、時間t1〜t2で−80[μA]、時間t2〜t3で−400[μA]の所定電流Inが流れる。なお、用紙10の前半部分と後半部分とで、凹凸の度合いは概ね同程度であると想定されている。

0082

図5(A)および図5(B)の測定結果と同様に、電圧測定部145は、時間t1〜t2では振幅値V2[V]を取得し、時間t2〜t3では振幅値V1[V]を取得する。

0083

続いて、制御部190は、用紙10の後半部分の振幅値(V1)を前半部分の振幅値(V2)で補正し、補正された振幅値に基づいて、用紙10の凹凸の度合いを判定する。より具体的には、制御部190は、用紙10の後半部分の振幅値と前半部分の振幅値との差分値(V1−V2)を算出し、この差分値に基づいて、用紙10の凹凸の度合いを判定する。制御部190は、差分値の大きさが大きい場合、用紙10の凹凸の度合いが大きいと判断し、差分値の大きさが小さい場合、用紙10の凹凸の度合いが小さいと判断する。

0084

なお、上述の例では、1枚の用紙10に対して、所定電流として、大きさの異なる2段階の電流が、2次転写ニップ部146に流れるように2次転写部140に印加する電圧を制御する場合について説明した。しかしながら、所定電流を切り替える段階は、2段階に限らず3段階以上であってもよい。また、振幅値の差分値の代わりに振幅値の比(V1/V2)を使用することもできる。

0085

以上で説明した第2の実施形態の画像形成装置100は、第1の実施形態の効果に加えて下記の効果を奏する。

0086

振幅値の差分値または比に基づいて用紙10の凹凸の度合いを判定することにより、用紙10の電気抵抗のムラバラツキ)や、印加電圧Vs用の高電圧を生成するための高圧基板からのノイズを除去することが可能となる。その結果、用紙10について、より精度の高い凹凸の度合いの判定が可能となる。

0087

(第3の実施形態)
第1および第2の実施形態では、通紙時に用紙10の電圧特性を測定し、用紙10の凹凸の度合いを判定する場合について説明した。第3の実施形態では、非通紙の期間における電源143の印加電圧と、通紙時における用紙10の電圧特性とを測定し、用紙10の凹凸の度合いを判定する場合について説明する。なお、説明の重複を避けるため、第1の実施形態の構成と同じ構成については詳細な説明を省略する。

0088

図8は、非通紙の期間における電源143の印加電圧と、通紙時とにおける用紙10の電圧特性の測定結果について例示するグラフである。非通紙の期間は、用紙10が2次転写ニップ部146を通過する前、または通過した後の期間である。

0089

制御部190は、時間t0〜t4に対応する非通紙の期間において、所定電流Inが通常電流以下の値、例えば−60[μA]である場合に印加電圧Vsの測定を行う。時間t0〜t4は、例えば、2次転写ローラー141が1回転する時間に相当しうる。その後、制御部190は、時間t5〜t6に対応する通紙時において、所定電流Inが通常電流よりも大きい値、例えば−400[μA]である場合に印加電圧Vsを測定する。

0090

電圧測定部145は、非通紙の期間において、印加電圧Vs、より具体的には2次転写ローラー141と対向ローラー142との間の電圧を測定することにより、印加電圧Vsを測定した後、通紙時において、同様に用紙10の電圧特性を測定する。

0091

2次転写ローラー141の周方向において、2次転写ローラー141が中間転写ベルト131を介して対向ローラー142を押圧する位置は、2次転写ローラー141の回転に応じて変化する。このため、2次転写ローラー141の周方向について電気抵抗にムラがある場合、非通紙の期間における両ローラー間の電圧の値は、2次転写ローラー141が押圧する位置における電気抵抗の大きさに応じて変動する。

0092

そこで、制御部190は、通紙時に測定された電圧特性を、非通紙の期間に測定された電圧特性で補正する。例えば、制御部190は、2次転写ローラー141の周方向について、通紙時および非通紙の期間の対応する位置における振幅値の差分値または比を算出し、この差分値または比に基づいて、用紙10の凹凸の度合いを判定する。制御部190は、差分値または比の大きさが大きい場合、用紙10の凹凸の度合いが大きいと判断し、差分値または比の大きさが小さい場合、用紙10の凹凸の度合いが小さいと判断する。

0093

以上で説明した第3の実施形態の画像形成装置100は、第1および第2の実施形態の効果に加えて下記の効果を奏する。

0094

2次転写ローラー141の電気抵抗のムラに起因するノイズが除去されるので、より精度の高い凹凸の度合いの判定が可能となる。とくに、幅が狭い用紙について電圧特性の測定を行う場合は、2次転写ローラー141と中間転写ベルト131とが用紙を介さずに接触する面積が大きいので、用紙の電圧特性に対する2次転写ローラー141の電気抵抗のムラの影響が大きくなる。したがって、上記補正を行うことにより、2次転写ローラー141の電気抵抗のムラの影響を抑制し、判定精度を高めることができる。なお、対向ローラー142の周方向について電気抵抗にムラがある場合も同様に補正を行うことができる。

0095

また、上記第1および第2の実施形態、および本実施形態を組み合わせて実施することにより、さらに判定精度を高めることができる。

0096

例えば、制御部190は、所定電流Inが通常電流よりも小さい値、例えば−60[μA]である場合に、非通紙の期間の電圧特性を測定する。続いて、制御部190は、所定電流Inが通常電流(−80[μA])である場合に、2次転写ニップ部146に用紙10の前半部分を通して用紙10の電圧特性を測定する。その後、制御部190は、所定電流Inが通常電流よりも大きい値、例えば−400[μA]である場合に、用紙10の後半部分を通して、用紙10の電圧特性の測定を行う。そして、制御部190は、非通紙の期間の電圧特性と、所定電流Inが通常電流の場合の電圧特性とに基づいて、所定電流Inが通常電流よりも大きい場合の電圧特性を補正する。

0097

(第4の実施形態)
第4の実施形態では、測定モード時において、中間転写ベルト131に対する2次転写ローラー141の押圧力を小さくする場合について説明する。なお、説明の重複を避けるため、第1の実施形態の構成と同じ構成については詳細な説明を省略する。

0098

図9(A)は、通常印刷(比較例)において、中間転写ベルト131(対向ローラー142)に対する2次転写ローラー141の押圧力を例示する模式図である。また、図9(B)は、中間転写ベルト131(対向ローラー142)に対する2次転写ローラー141の押圧力を通常印刷時よりも小さくした場合について例示する模式図である。

0099

図9(A)に示ように、制御部190は、動作モードが画像形成モードである場合、2次転写ローラー141を、中間転写ベルト131に対して所定の押圧力、例えばF0=200[N]で押圧するように制御する。

0100

これに対して、図9(B)に示ように、本実施形態では、制御部190は、動作モードが測定モードである場合、2次転写ローラー141を、中間転写ベルト131に対して、画像形成モード時の押圧力F0よりも小さい押圧力F1で押圧するように制御する。押圧力F1は、例えば30[N]以上200[N]未満でありうる。

0101

以上で説明した第4の実施形態の画像形成装置100は、第1〜第3の実施形態の効果に加えて下記の効果を奏する。

0102

用紙10の凹部で放電が発生しやすくなり、振幅をより精度良く測定することが可能になる。

0103

(第5の実施形態)
第5の実施形態では、測定モード時において、用紙10を2次転写ニップ部146に搬送する速度を小さくする場合について説明する。なお、説明の重複を避けるため、第1の実施形態の構成と同じ構成については詳細な説明を省略する。

0104

図10(A)は、通常印刷(比較例)において、用紙10を2次転写ニップ部146に搬送する速度を例示する模式図である。また、図10(B)は、用紙10を2次転写ニップ部146に搬送する速度を通常印刷時よりも遅くした場合について例示する模式図である。

0105

図10(A)に示すように、制御部190は、動作モードが画像形成モードである場合、用紙10を2次転写ニップ部146に搬送する速度を、例えばU0=400[mm/s]に設定する。

0106

これに対して、図10(B)に示すように、本実施形態では、制御部190は、動作モードが測定モードである場合、用紙10を2次転写ニップ部146に搬送する速度を、画像形成モード時の速度よりも遅い速度U1(例えば120[mm/s])に設定する。

0107

以上で説明した第5の実施形態の画像形成装置100は、第1〜第4の実施形態の効果に加えて下記の効果を奏する。

0108

用紙10が2次転写ニップ部146を通過する時間が画像形成モード時よりも長くなるので、電源143の基板応答するための時間を十分に確保できる。したがって、振幅をより精度良く測定することが可能になる。

0109

(第6の実施形態)
第1〜第5の実施形態では、画像形成装置100がタンデム型のカラー画像形成装置である場合について説明した。第6の実施形態では、画像形成装置100が、感光体ドラムから用紙に直接的にトナー画像を転写する直接転写方式の画像形成装置である場合について説明する。なお、説明の重複を避けるため、第1の実施形態と同様の構成については詳細な説明を省略する。

0110

図11は、第6の実施形態における転写装置230の主要な構成を例示する模式図である。本実施形態では、画像形成部220は、像担持体として1つの感光体ドラム221を有する。また、転写装置230は、転写ローラー231、電源232、電流測定部233、および電圧測定部234を有する。

0111

転写ローラー231は、感光体ドラム221上のトナー画像を用紙10に転写する転写部材として機能する。電源232および電流測定部233は、それぞれ第1の実施形態の電源143および電流測定部144と同様の構成であるので、詳細な説明を省略する。

0112

電圧測定部234は、転写ローラー231と感光体ドラム221との間の電圧を測定する。制御部190は、電源232により電圧を印加させながら転写ニップ246に用紙10を通したときに、電圧測定部234で測定された電圧特性により、用紙10の表面の凹凸の度合いを判定する。

0113

以上で説明した第6の実施形態の画像形成装置100は、下記の効果を奏する。

0114

転写ニップ部246に用紙10を通したときの用紙10の電圧特性に基づいて、用紙の表面の凹凸の度合いを判定するので、用紙10の表面の凹凸の度合いを精度良く判定できる。したがって、判定された凹凸の度合いに基づいて、各種画像形成条件を補正できるので、転写装置230における転写性や定着部170における定着性を最適化できる。その結果、エンボス紙等表面に凹凸形状のある用紙に対しても品質の高い画像を印刷できる。また、用紙の表面の凹凸の度合いの判定に伴って費用がかかることも回避できる。

0115

以上のように、実施形態において、画像形成装置100について説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。

0116

100画像形成装置、
110画像読取部、
120画像形成部、
121現像装置、
122感光体ドラム、
123帯電体
124 光書込部、
125走査光学装置、
130転写装置、
131中間転写ベルト、
132 1次転写部、
140 2次転写部、
141 2次転写ローラー、
142対向ローラー、
143電源、
144電流測定部、
145電圧測定部、
146 2次転写ニップ部、
150 給紙部、
160 用紙搬送部、
161 用紙搬送路、
162搬送ローラー、
170定着部、
180操作表示部、
190 制御部、
191 CPU、
192補助記憶部、
193 RAM、
194 ROM。

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