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JP2015075709A - 画像形成装置 - Google Patents

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邦男 古河
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Abstract

【課題】本発明は、平滑性の低い記録紙においても凹部と凸部どちらも十分な転写性を確保できる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】画像形成装置1の動作を制御する制御部10は、記録紙の紙種に基づいて転写回数及び転写電圧を設定する転写動作設定部107と、転写動作設定用テーブルT1を格納したROM102とを備える。転写動作設定部107は、ROM102に格納された転写動作設定用テーブルT1を参照して、その印刷処理として、1回印刷又は2回印刷のいずれかを選択するべく、記録紙の紙種に対する転写条件の設定を行う。画像形成装置1は、記録紙の紙種に応じて、上述の1回印刷又は2回印刷を実行する。【選択図】図8

Description

本発明は、像担持体に形成されたトナー像を記録紙に転写して記録紙上に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、転写部(作像ユニット)で像担持体に形成されたトナー像を記録紙に転写した後、定着部で記録紙を加熱・加圧することにより、記録紙上にトナー像を定着させて、画像形成を行う。近年、画像形成装置で形成される画像が高精細なものとなっているため、画像形成の対象とする記録紙についても、様々な種類のものが使用されている。記録紙の種類には、普通紙、厚紙、エンボス紙等があるが、それぞれの紙面状態が異なり、比較的紙面が平坦な普通紙に形成された画像は良好である一方、凹凸差の大きいエンボス紙においては濃淡の激しい画像となる。
これに対して、エンボス紙のような表面凹凸差の大きな記録紙においても良好な画像を形成できることが求められている。そして、記録紙の種類によることがなく画質劣化を防止するための画像形成装置として、中間転写方式の画像形成装置において、二次転写ローラーを複数備えたものが提案されている(特許文献1参照)。
特許文献1における画像形成装置では、エンボス紙のような、凹凸差の大きい記録紙にトナーを転写する際、凹部におけるトナーの転写性を良好なものとするために、二次転写ローラーを複数備えた構成としている。そして、上流側に配置する二次転写ローラーに対して下流側に配置する二次転写ローラーにおける電解強度を大きくして、二段階で記録紙にトナーを転写させている。
特開2008−046331号公報
しかしながら、特許文献1における画像形成装置は、2つの二次転写ローラーを並べて配置し、一度の記録紙搬送により、記録紙へのトナーの転写が二回行われることとなる。そのため、上流側の二次転写ローラーにより既に記録紙へ転写されたトナーが、下流側の二次転写ローラーで逆極性に帯電して、下流側の転写位置において、逆に中間転写ベルト側に引き寄せられてしまうことがある。従って、上流側の二次転写ローラーにおいて記録紙に転写されたトナー画像において、トナーの欠落が生じる場合がある。
このような問題を鑑みて、本発明は、平滑性の低い記録紙においても凹部と凸部どちらも十分な転写性を確保できる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、形成する画像に応じた画像データを生成する画像処理部と、該画像処理部で生成された画像データに基づくトナー画像を担持して記録紙に転写する作像部とを有する画像形成装置において、前記記録紙に凹凸差が所定値より大きい場合、前記作像部による前記記録紙へのトナー画像の転写動作を2回行うとともに、前記作像部に1回目の転写動作を実行させる第1転写条件が、前記作像部に2回目の転写動作を実行させる第2転写条件と異なるものであって、前記作像部の1回目の転写動作において第1画像データに基づくトナー画像が形成される一方、前記作像部の2回目の転写動作において第2画像データに基づくトナー画像が形成されるものであることを特徴とする。
このような画像形成装置において、前記記録紙の凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定する転写動作設定部と、前記記録紙の種類を特定する記録紙種類特定部と、を更に備え、前記転写動作設定部は、前記記録紙種類特定部で設定された情報より前記記録紙の凹凸差を特定し、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定するものとしても構わない。
又、前記記録紙の凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定する転写動作設定部と、前記記録紙の紙面状態を検出する紙面状態検出部と、前記転写動作設定部は、前記紙面状態検出部で検出された前記記録紙の凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定するものとしても構わない。
又、前記記録紙の凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定する転写動作設定部と、転写後の前記記録紙上のトナー量を検出する転写トナー量検出部を備え、前記転写動作設定部は、前記転写トナー量検出部で検出された前記記録紙への転写トナー量より前記記録紙の凹凸差を特定し、特定した該凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定するものとしても構わない。
又、前記記録紙の凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定する転写動作設定部と、転写後に前記作像部に残留したトナー量を検知する残留トナー量検出手段を備え、前記転写動作設定部は、前記残留トナー量検出部で検出された前記作像部の残留トナー量より前記記録紙の凹凸差を特定し、特定した該凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定するものとしても構わない。
上述のいずれかの画像形成装置において、前記記録紙に転写されたトナー像を定着する定着部を備え、前記記録紙へのトナー画像の転写動作を2回行う際、1回目の転写動作後に前記記録紙上のトナーを前記定着部で定着した後に、2回目の転写動作を行うものとしても構わない。
上述のいずれかの画像形成装置において、前記第1及び第2画像デ一タを同じものとしても構わない。
又、前記第2画像データは、前記第1画像データよりもトナー濃度を小さくするものとしても構わない。このとき、前記トナーが複数色のトナーであるとともに、前記第2画像データは、前記第1画像データに従って前記作像部で担持されるトナ一であって、前記作像部における像担持表面側の層に形成されるトナーの濃度を小さくするものとしても構わない。又、前記トナーが複数色のトナーであるとともに、前記第2画像データは、前記第1画像データに従って前記作像部で担持されるトナ一であって、前記作像部の前記記録紙側に形成されるトナーの濃度を小さくするものとしても構わない。
本発明によれば、記録紙に凹凸差に応じて転写動作の回数を設定するとともに、その転写条件を最適に設定できるため、エンボス紙等の平滑性の低い記録紙においても凹部と凸部どちらも十分な転写性を確保できる。従って、平滑度の低い(表面の凹凸が大きい)記録紙の転写において、記録紙の凹部と凸部で異なる転写性に基づき発生する濃度むらと色味の変化を抑制できる。即ち、凹部と凸部で転写性が異なる記録紙であっても、凹部と凸部における濃度差や色差を抑制できるため、記録紙上に形成された画像の濃度や色味の再現性を向上させることができる。
は、本発明の画像形成装置の外観斜視図である。 は、図1に示す画像形成装置の内部構成を示す概略構成図である。 は、転写領域に搬送される記録紙の状態を示す図であって、(a)が、転写領域上流の記録紙の状態を、(b)が、転写領域に搬送された記録紙の状態を、(c)及び(d)が、転写領域下流の記録紙の状態を示す。 は、記録紙への転写トナー量と転写電圧の関係を示すものであり、(a)が、記録紙の凸部への転写トナー量を示し、(b)が、記録紙の凹部への転写トナー量を示す。 は、転写トナー量と転写電圧の関係を示すもので、(a)及び(b)ともに、凹凸差の小さい記録紙への転写トナー量と転写電圧の関係を示すものである。 は、凹凸差の大きい記録紙への転写トナー量と転写電圧の関係を示すものである。 は、転写動作設定用テーブルの内容を示すものである。 は、第1の実施形態の画像形成装置における制御部周辺の構成を示す概略ブロック図である。 は、第1の実施形態の画像形成装置における印刷動作を示すフローチャートである。 は、エンボス紙C1に対してトナーを転写するときの状態遷移図であり、(a)及び(b)が1回目の転写動作における状態遷移を示し、(c)及び(d)が2回目の転写動作における状態遷移を示す。 は、エンボス紙C3に対してトナーを転写するときの状態遷移図であり、(a)及び(b)が1回目の転写動作における状態遷移を示し、(c)及び(d)が2回目の転写動作における状態遷移を示す。 は、第2の実施形態の画像形成装置における制御部周辺の構成を示す概略ブロック図である。 は、第2の実施形態の画像形成装置における印刷動作を示すフローチャートである。 は、エンボス紙C3に対してトナーを転写するときの別例による状態遷移図であり、(a)及び(b)が1回目の転写動作における状態遷移を示し、(c)及び(d)が2回目の転写動作における状態遷移を示す。 は、エンボス紙C3に対してトナーを転写するときの別例による状態遷移図であり、(a)及び(b)が1回目の転写動作における状態遷移を示し、(c)及び(d)が2回目の転写動作における状態遷移を示す。 は、第3の実施形態の画像形成装置における制御部周辺の構成を示す概略ブロック図である。 は、紙種設定用テーブルの内容を示すものである。 は、第3の実施形態の画像形成装置における印刷動作を示すフローチャートである。 は、別例となる紙種設定用テーブルの内容を示すものである。 は、第4の実施形態の画像形成装置における制御部周辺の構成を示す概略ブロック図である。 は、第4の実施形態の画像形成装置における印刷動作を示すフローチャートである。 は、図1に示す画像形成装置の内部構成の別例を示す概略構成図である。 は、図22の画像形成装置における印刷動作を示すフローチャートである。
1.画像形成装置の全体構成
本願発明の実施形態における画像形成装置の全体構成について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の画像形成装置の外観斜視図であり、図2は、当該画像形成装置の内部構成を示す概略図である。
画像形成装置1は、図1及び図2に示すように、原稿から画像を読み取る画像読取部3と、画像が形成される記録紙を収納する給紙部4と、トナー画像を作像した後に該トナー画像を給紙部4から給紙された記録紙に転写する作像ユニット5と、作像ユニット5で記録紙に転写されたトナー画像を定着する定着部6と、定着部6で定着されて画像が形成された記録紙が排紙される排紙トレイ7と、作像ユニット5内の現像部63にトナーを供給するトナー補給装置8と、画像形成装置1への操作を受け付ける操作パネル9とを備える。この画像形成装置1において、その装置本体2上部に画像読取部3が設けられるとともに、装置本体2内部において、図1に示すように、下側から順に、給紙部4、作像ユニット5、定着部6のそれぞれが設けられる。
排紙トレイ7は、定着部6で画像記録されて排紙された記録紙を受けるために、装置本体2の上側に設けられるとともに、給紙部3が、装置本体2における作像ユニット5の下側で挿抜可能に構成される。このように構成されることで、給紙部4に収納された記録紙が装置本体2内部に給紙された後、上昇搬送されることによって、給紙部4の上部に配置された作像ユニット5及び定着部6で画像が形成された後、画像読取部3の下側の空間(凹みスペース)に設けられた排紙トレイ7に排紙される。
装置本体2上部に設けられる画像読取部3は、原稿からの画像を読み取るスキャナー部31と、スキャナー部31の上部に設けられるとともにスキャナー部31に原稿を1枚ずつ搬送させる自動原稿搬送部(ADF:Auto Document Feeder)32とを備える。スキャナー部31は、上面側にプラテンガラス(不図示)を有する原稿台33と、原稿に対して光を照射する光源(発光部)34と、原稿からの反射光を画像データに光電変換するイメージセンサー(受光部)35と、反射光をイメージセンサー35上に結像させる結像レンズ36と、原稿からの反射光を順次反射させて結像レンズ36に入射させるミラー群37とを備えている。又、ADF32は、原稿載置トレイ38と原稿排出トレイ39とを備えるとともに、スキャナー部31の上面側において、原稿台33に対して開閉可能に設けられている。
この画像読取部3では、原稿台33のプラテンガラス(不図示)上の原稿を読み取る場合、副走査方向に移動する光源34から光が原稿に対して照射され、その反射光が、ミラー群37及び結像レンズ36を介して、イメージセンサー35上に結像される。これにより、イメージセンサー35が、原稿からの反射光に基づく電気信号を生成し、画像データとして出力する。一方、原稿載置トレイ38に載置された原稿を読み取る場合、原稿台33内部の所定位置に固定された光源34及びミラー群37が固定されると共に、複数のローラー等で構成される原稿搬送機構40によって原稿が読取位置に搬送される。従って、光源装置34からの光が、原稿搬送機構40により搬送された原稿に対して照射されることで、その反射光がイメージセンサー35上に結像されて、画像データが出力される。
作像ユニット5は、Y(Yellow)、M(Magenta)、C(Cyan)、K(Key tone)各色のトナー画像を生成する作像部51と、作像部51それぞれの下方に設けられた露光部52と、水平方向に並んだ各色の作像部51と当接することで作像部51から各色のトナー画像が転写される中間転写ベルト53と、作像部51と中間転写ベルト53を挟持するように各色の作像部51それぞれに対して上側に対向する位置に設けられた一次転写ローラー54と、中間転写ベルト53を回動させる駆動ローラー55と、駆動ローラー55の回転が中間転写ベルト53を通じて伝達することで回転する従動ローラー56と、中間転写ベルト53を挟んで駆動ローラー55と対向する位置に設置される二次転写ローラー57と、中間転写ベルト53を挟んで従動ローラー56と対向する位置に設置されるクリーナー58とを、備える。
作像部51は、中間転写ベルト53の外周面と当接する感光体ドラム61と、感光体ドラム61の外周面をコロナ放電により帯電させる帯電部62と、攪拌して帯電させたトナーを感光体ドラム61の外周面に付着させる現像部63と、トナー画像を中間転写ベルト53に転写した後に感光体ドラム61の外周面に残留するトナーを除去するクリーナー64と、を備える。このとき、感光体ドラム61は、中間転写ベルト53を挟んで、一次転写ローラー54と対向する位置に設置されるとともに、図1における時計回りの方向に回転する。そして、感光体ドラム61の周囲には、一次転写ローラー54、クリーナー64、帯電部62、及び現像部63が、感光体ドラム61の回転方向に沿って、順番に配置されている。
又、中間転写ベルト53は、例えば導電性を有する無端状のベルト部材から構成され、駆動ローラー55及び従動ローラー56に緩みの無い状態で巻き掛けられることで、駆動ローラー55の回転に従って、図1において反時計回りの方向に回動する。そして、中間転写ベルト53の周囲には、中間転写ベルト53の回転方向に沿って、二次転写ローラー57、クリーナー58、YMCK各色の作像部51それぞれが順番に配置されている。
定着部6は、記録紙上のトナー画像を定着させるべく加熱するハロゲンランプなどを備えた加熱ローラー59と、記録紙を加熱ローラー59と共に挟持して記録紙を加圧する加圧ローラー60とを備える。尚、加熱ローラー59は、電磁誘導によりその表面に渦電流を生じさせることによって、加熱ローラー59表面が加熱されるものであってもよい。又、中間転写ベルト53の上側には、YMCK各色について、現像部63に補給するトナーを収容したトナー補給装置8が配置されている。トナー補給装置8は、YMCK各色に対応して配置されるとともに、不図示のトナー搬送部材を介してYMCK各色の現像部63と接続され、このトナー搬送部材を通じて現像部63へトナーを補給する。
給紙部4に収納された記録紙を1枚ずつ取り出す給紙機構として、給紙部4に収納された記録紙を最上層から繰り出す繰り出しローラー41と、繰り出された記録紙を1枚ずつに分離する分離ローラー対42と、を備える。又、給紙部4内の記録紙は、繰り出しローラー41及び分離ローラー対42の回転駆動によって、最上層のものから1枚ずつ、主搬送路R0に向けて送り出される。
主搬送路R0には、作像ユニット5の上流側に、搬送ローラー対(タイミングローラー対)43が配置され、定着部6よりも下流側に、印刷済の記録紙を排出する排紙ローラー対71が配置されている。即ち、給紙部4から主搬送路R0に給紙された記録紙は、搬送ローラー対43の回転駆動により、中間転写ドラム53上のトナー像を記録紙に転写されるタイミングで、中間転写ベルト53と二次転写ローラー57のニップ領域(転写領域)に搬送される。又、印刷済の記録紙は、排紙ローラー対71の回転駆動によって排紙トレイ7に排出される。
更に、画像形成装置1の装置本体2内には、片面印刷後の記録紙を表裏反転させて両面印刷するための循環搬送部R1が設けられている。そして、排紙ローラー対71が正逆回転可能に構成されることで、排紙ローラー対71の正転により、記録紙を装置本体2外の排紙トレイ7に排出させる一方、排紙ローラー対71の反転により、記録紙をスイッチバック(逆送)して循環搬送路R1を介して主搬送路R0に再搬送させる。又、循環搬送路R1には、定着部6の下流側における主搬送路R0と接続する中継搬送路R2とも接続している。
循環搬送路R1には、中継搬送路R2との接続部の下流側に、搬送ローラー対44が配置され、搬送ローラー対44の更に下流側に、搬送ローラー対45が配置され、主搬送路R0との接続部よりも上流側に、搬送ローラー46が配置される。即ち、排紙ローラー対71の回転が停止した状態で、搬送ローラー対44が回転駆動することで、定着部6で定着された搬送紙は、中継搬送路R2を介して主搬送路R0より循環搬送路R1に搬送される。一方、排紙ローラー対71の反転とともに搬送ローラー対44が回転駆動して、排紙ローラー対71でスイッチバックされた記録紙が、循環搬送路R1に搬送される。又、循環搬送路R1において、搬送ローラー対45,46が回転駆動することで、記録紙が、循環搬送路R1を搬送された後、主搬送路R0に再搬送されることとなる。
又、装置本体2の正面側(前面側)には、図1に示すように、操作パネル9が設けられる。そして、ユーザーは、この操作パネル9の表示画面等を見ながらキー操作をすることで、画像形成装置1の各種機能の中から選択した機能について設定操作をしたり、画像形成装置1に作業実行を指示したりできる。
2.印刷動作
画像形成装置1による印刷動作を簡単に説明する。画像形成装置1は、操作パネル9又は外部端末により、開始信号や画像信号等を受信して印刷動作を開始する。印刷動作が開始すると、給紙部4から繰り出された記録紙が、主搬送路R0に沿って画像転写部5に搬送される。この画像転写部5における、YMCK各色の作像部51では、帯電部62によって帯電させた感光体ドラム61の表面に露光部52からレーザー光が照射され、YMCK各色の画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像が形成された感光体ドラム61の表面に、現像部63で帯電したトナーが移り、感光体ドラム61にトナー画像が形成される。そして、感光体ドラム61の表面に担持されたトナー画像が、中間転写ベルト53と接触する際、一次転写ローラー54の静電気力によって、中間転写ベルト53に転写されるため、中間転写ベルト53の表面に、YMCK各色が重なったトナー画像が形成される。一方、トナー画像を中間転写ベルト53に転写した感光体ドラム61に残った未転写トナーは、クリーナー64にて掻き取られ、感光体ドラム61上から取り除かれる。
中間転写ベルト53に転写されたトナー画像は、駆動ローラー55及び従動ローラー56によって中間転写ベルト53が回転することで、二次転写ローラー57と当接する転写位置まで移動し、主搬送路R0上の転写位置まで搬送される記録紙に転写される。トナー画像を記録紙に転写した中間転写ベルト53に残った未転写トナーは、クリーナー58にて掻き取られ、中間転写ベルト53上から取り除かれる。又、二次転写ローラー57との当接位置でトナー画像が転写された記録紙は、定着部6に搬送される。このとき、片面に未定着トナー像を載せた記録紙が、定着部6の定着位置を通過し、加熱ローラー59による加熱及び加圧ローラー60で高温で加圧されて、未定着トナー像が紙面に定着される。
2−1.片面印刷と両面印刷
片面印刷の場合、トナー像定着後(片面印刷後)の記録紙は、定着部6を通過した後、排紙ローラー対71の回転駆動(正転)により排紙トレイ7に排出される。一方、両面印刷の場合は、排紙ローラー対71により排紙トレイ7側に搬送された片面印刷後の記録紙が、排紙ローラー対71の逆転によりスイッチバックして、循環搬送路R1に搬送される。このとき、循環搬送路R1では、搬送ローラー対44〜46が回転駆動することで、記録紙が、再び主搬送路R0に反転されて戻される。そして、主搬送路R0を記録紙が通過することで、画像転写部5及び定着部6が記録紙の他面(トナー像の定着されていない面)にトナー像を転写及び定着させた後、排紙ローラー対71の回転駆動(正転)により、排紙トレイ7に両面印刷された記録紙を排出することとなる。
2−1.1回印刷と2回印刷
又、以下の各実施形態で後述するが、記録紙の紙面の凹凸差が大きい場合、本発明の画像形成装置1は、同一紙面に対して2回印刷処理を施す。このとき、トナー像定着後の記録紙が定着部6の定着位置を通過するとき、定着部6の通過が一度目の場合は、排紙ローラー対71の回転が停止されるとともに、搬送ローラー対44が回転駆動する。従って、一度目の画像形成がなされた記録紙は、主搬送路R0から中継搬送路R2を通過して、循環搬送路R1に搬送される。そして、循環搬送路R1では、搬送ローラー対44〜46が回転駆動することで、記録紙が再び主搬送路R0に戻される。これにより、画像転写部5及び定着部6は、記録紙のトナー定着面に更にトナー像を転写及び定着させる。このようにして、2回目の画像形成がなされれた記録紙は、定着部6を通過した後、排紙ローラー71の回転駆動(正転)により、排紙トレイ7に排出されることとなる。
更に、記録紙の両面に2回印刷処理を施す場合は、まず、記録紙が主搬送路R0を通過して、記録紙の片面(表面)に1回目の印刷処理が行われると、上述したように、排紙ローラー対71を停止するとともに、搬送ローラー対44〜46を回転駆動させる。これにより、トナー定着後の記録紙は、中継搬送路R2を介して循環搬送路R1に搬送された後、主搬送路R0を通過し、記録紙のトナー定着面(表面)に対して2回目の印刷処理が施される。その後、排紙ローラー対71を正転させた後に逆転させて、主搬送路R0を通過する際に記録紙を反転させるべく、排紙ローラー対71で記録紙をスイッチバックさせる。
その後、排紙ローラー対71の逆転とともに、搬送ローラー対44〜46を回転駆動することで、搬送ローラー対71によりスイッチバックした記録紙が、循環搬送路R1で反転されて、主搬送路R0に搬送される。これにより、主搬送路R0を記録紙が通過することで、画像形成されていない記録紙の他面(裏面)に1回目の印刷処理が行われる。この記録紙の他面に対する1回目の印刷処理が終了すると、画像形成装置1は、排紙ローラー対71を停止するとともに、搬送ローラー対44〜46を回転駆動させて、記録紙を、中継搬送路R2及び循環搬送路R1を介して、主搬送路R2に再搬送する。そして、両面に2回印刷が行われた記録紙が定着部6を通過すると、排紙ローラー対71が回転駆動(正転)して、両面印刷された記録紙が排紙トレイ7に排出される。
3.記録紙の凹凸差と転写電圧
画像形成装置1は、記録紙に対して1回印刷及び2回印刷のいずれを施すかについて、記録紙表面の凹凸差に基づいて決定する。そして、画像形成装置1は、2回印刷を実行する場合、1回目の印刷処理と2回目の印刷処理との間で、二次転写ローラー57における転写電圧を変更する。以下では、記録紙の凹凸差と二次転写ローラー57での転写電圧との関係について、1回印刷及び2回印刷の選択基準等とともに、図面を参照して説明する。
中間転写ベルト53及び二次転写ローラー57に狭持される転写領域(転写ニップ領域)に搬送される記録紙301が、図3(a)に示すように、表面形状に凹部302と凸部303を有するとき、凸部302と凹部303のそれぞれと中間転写ベルト53との間隔が異なる。そのため、図3(b)に示すように、帯電されたトナー(現像剤)530が付着している中間転写ベルト53の表面が、記録紙301の凸部302に接触する一方で、中間転写ベルト53の表面と記録紙301の凹部303とが非接触状態となる。即ち、転写領域において、二次転写ローラー57により電圧印加される記録紙301が、中間転写ベルト53と接触するとき、記録紙301の凹部303と中間転写ベルト53の表面との間に、空気層304が形成される。
記録紙301の凸部302の最高点(頂点位置)と凹部303の最低点(底位置)の高さ(凹凸差)が大きいと、空気層304の層厚が大きくなるため、凸部302及び凹部303それぞれに対して最適な転写電圧が異なるものとなる。そして、記録紙301の凹凸差が大きくなるについて、凸部302及び凹部303それぞれに対して最適な転写電圧の差も大きくなる。ところで、中間転写ベルト53表面上のトナー530は負に帯電しており、記録紙301は、転写電圧が印加された二次転写ローラー57によって、転写領域において正の電荷を発生する。そして、記録紙301上の正の電荷とトナー530との間にクーロン力が働き、トナー531は、記録紙301表面に引きつけられて転写される。
二次転写ローラー57への転写電圧が、記録紙301の凸部302と中間転写ベルト53表面との距離に合わせた値である場合、図3(c)に示すように、中間転写ベルト53の表面上の凸部302に対面したトナー531は、クーロン力により記録紙301に引きつけられて、記録紙301上に転写される。又、凹部303と中間転写ベルト53表面との間の空気層304が絶縁層として機能し、凹部303に対面したトナー532に十分なクーロン力が与えらないことから、このトナー532は、記録紙301上に転写されずに、中間転写ベルト53表面上の残留トナーとなる。即ち、記録紙301の凹部303においては、中間転写ベルト53上のトナー532を引きつけるのに十分なクーロン力を得るには、凸部302に合わせた二次転写ローラー57への転写電圧が低い。
一方、二次転写ローラー57への転写電圧が、記録紙301の凹部303と中間転写ベルト53表面との距離に合わせた電圧値となる場合、図3(d)に示すように、凹部303に対面したトナー533が記録紙301に転写される。又、図3(a)に示すように、転写領域(転写ニップ領域)手前(上流側)において、凸部302と中間転写ベルト53との距離が凹部303と中間転写ベルト53との距離よりも短くなるため、記録紙301の凸部302から中間転写ベルト53への放電が発生する。従って、凸部302に対応したトナー534は、転写領域手前において正に帯電して転写領域に搬送されるため、転写領域において、記録紙301に転写されることなく、中間転写ベルト53表面上の残留トナーとなる。
記録紙301の凸部302及び凹部303それぞれへの転写トナー量と二次転写ローラー57への転写電圧とは、図4(a)及び(b)に示すような関係となる。尚、図4(a)及び(b)において、記録紙301への転写トナー量は、記録紙301へベタ画像を印刷する際に転写されたトナー量密度[g/m^2]を表す。このとき、記録紙301の凸部302については、図4(a)に示すように、転写電圧がVa2まで増加するにつれ、転写トナー量が増加する一方、転写電圧がVa2を超えて増加すると、一転して、転写トナー量が減少する。即ち、転写電圧を電圧値Va2としたときに、凸部302への転写トナー量は最大となる。従って、転写電圧を電圧値Va1以上Va3以下(Va1<Va2<Va3)の範囲の値とすることで、凸部302におけるトナー転送量が、良好な画像となるトナー転送量Th1(5[g/m^2])以上となる。
一方、記録紙301の凹部303については、図4(b)に示すように、転写電圧がVb2(Vb1<Vb2)まで増加するにつれ、転写トナー量が増加する一方、転写電圧がVb2を超えて増加すると、一転して、転写トナー量が減少する。即ち、転写電圧を電圧値Vb2としたときに、凹部303への転写トナー量は最大となる。従って、転写電圧を電圧値Vb1以上Vb3以下(Vb1<Vb2<Vb3,Va1<Vb1,Va3<Vb3)の範囲の値とすることで、凹部303における転写トナー量が、良好な画像となる転写トナー量Th1(5[g/m^2])以上となる。
記録紙301の凸部302及び凹部303それぞれに対する転写電圧の関係が、上述のようになるとき、記録紙301の凹凸差ΔDが大きくなると、凹部303への転写トナー量を最大とする電圧値Vb2が大きくなるとともに、転写トナー量Th1以上とする電圧範囲Vb1〜Vb3が広くなる。一方、転写領域において、凸部302は常に中間転写ベルト53と接触するため、記録紙301の凹凸差ΔDにかかわらず、凸部302への転写トナー量を最大とする電圧値Va2は、一定の値である。同様に、凸部302への転写トナー量を転写トナー量Th1以上とする電圧範囲Va1〜Va3についても、一定で変化しない。
従って、記録紙301の凹凸差ΔDが小さい場合、図5(a)及び(b)に示すように、凸部302及び凹部303それぞれで転写トナー量Th1以上とする電圧範囲Va1〜Va3,Vb1〜Vb3が重なり合う。即ち、凸部302を良好な画像とする最低転写電圧Va1及び最高転写電圧Va3と、凹部303を良好な画像とする最低転写電圧Vb1及び最高転写電圧Vb3との関係が、Va1<Vb1<Va3<Vb3のような関係となる。よって、記録紙301の凹凸差ΔDが小さい場合は、転写電圧を電圧値Vb1以上Va3以下の範囲とすることで、凸部302及び凹部303それぞれにおける転写トナー量が十分なものとでき、良好な画像が得られる。
尚、凹凸部ΔDが小さいときの転写電圧について、例えば、図5(a)及び(b)のように、Vb1<Va3の関係となる場合、凸部302への最高転写電圧Va3と凹部303への最低転写電圧Vb1の平均値(Va3+Vb1)/2であっても構わないし、凸部302及び凹部303それぞれへの転写トナー量が最大となる電圧値Va2,Vb2の平均値(Va2+Vb2)/2であっても構わない。又、図5(b)のように、Vb1≦Va2<Va3となる場合は、凸部302への転写トナー量が最大となる電圧値Va2であっても構わない。
又、記録紙301の凹凸差ΔDが大きい場合、図6に示すように、凸部302及び凹部303それぞれで転写トナー量Th1以上とする電圧範囲Va1〜Va3,Vb1〜Vb3がグラフ上で離れた位置の電圧範囲となる。即ち、凸部302を良好な画像とする最高転写電圧Va3と、凹部303を良好な画像とする最低転写電圧Vb1との関係が、Va3<Vb1のような関係となる。よって、記録紙301の凹凸差ΔDが大きい場合は、凸部302への転写電圧を電圧値Vb2とする一方で、凹部303への転写電圧を電圧値Va2として、記録紙301に対して転写電圧のことなる印刷処理を2回実行することで、凸部302及び凹部303それぞれにおける転写トナー量が十分なものとでき、良好な画像が得られる。
例えば、記録紙301の凸部302への転写トナー量を最大とするときの転写電圧(Va2)が1200[V]となるとともに、凸部302への転写トナー量を5[g/m^2]以上とする転写電圧(Va1〜Va3)が1000[V]以上1400[V]以下の範囲となる。このとき、凹凸差を20μmとする普通紙の場合、凹部303への転写トナー量を最大とするときの転写電圧(Vb2)が1400[V]となるとともに、凹部303への転写トナー量を5[g/m^2]以上とする転写電圧(Vb1〜Vb3)が1200[V]以上1600[V]以下の範囲となる。従って、例えば、転写電圧を1300[V]とすることで、一度の印刷処理によって、凸部302及び凹部303それぞれへの転写トナー量を、良好な画像とするのに十分な量とできる。
又、凹凸差を60μmとするエンボス紙の場合、凹部303への転写トナー量を最大とするときの転写電圧(Vb2)が2300[V]となるとともに、凹部303への転写トナー量を5[g/m^2]以上とする転写電圧(Vb1〜Vb3)が2000[V]以上2600[V]以下の範囲となる。従って、凸部302の印刷時における転写電圧を1200[V]とする一方で、凹部303の印刷時における転写電圧を2300[V]とし、記録紙301に対して2回印刷処理を実行することで、凸部302及び凹部303それぞれへの転写トナー量を、良好な画像とするのに十分な量とできる。
更に、凹凸差を80μmとするエンボス紙の場合、凹部303への転写トナー量を最大とするときの転写電圧(Vb2)が2900[V]となるとともに、凹部303への転写トナー量を5[g/m^2]以上とする転写電圧(Vb1〜Vb3)が2400[V]以上3400[V]以下の範囲となる。従って、凸部302の印刷時における転写電圧を1200[V]とする一方で、凹部303の印刷時における転写電圧を2900[V]とし、記録紙301に対して2回印刷処理を実行することで、凸部302及び凹部303それぞれへの転写トナー量を、良好な画像とするのに十分な量とできる。
4.転写動作設定用テーブル
上述のように、記録紙301の凹凸差ΔDの大きさに関わらず、凸部302における最適な転写電圧が電圧範囲Va1〜Va3で一定であるのに対して、記録紙301の凹凸差ΔDの大きさによって、凹部303における最適な転写電圧が変化する。従って、本発明の画像形成装置1は、記録紙301に形成されたトナー画像をムラのない良好な画像とするために、作像ユニット5におけるトナー転写動作の回数(転写回数)と二次転写ローラー57における転写電圧とを、凹凸差ΔDの大きさに合わせて決定する。そして、画像形成装置1は、記録紙301の凹凸差ΔDに対する転写回数と転写電圧とを決定するため、図7に示す転写動作設定用テーブルT1を有する。
転写動作設定用テーブルT1は、図7に示すように、凹凸差ΔDがD3(D3>0)より小さい記録紙について、その紙種を「普通紙A1〜A3」として、転写回数を1回に設定するよう記憶しており、凹凸差ΔDがD3以上で且つD6(D6>D3)より小さい記録紙について、その紙種を「厚紙B1〜B3」として、転写回数を2回に設定するよう記憶しており、凹凸差ΔDがD6以上となる記録紙について、その紙種を「エンボス紙C1〜C3」として、転写回数を2回に設定するよう記憶している。
尚、普通紙A1〜A3、厚紙B1〜B3、及びエンボス紙C1〜C3はそれぞれ、A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3の順に凹凸差が大きい紙種となる。即ち、転写動作設定用テーブルT1において、凹凸差ΔDがD1(D1>0)より小さい記録紙が「普通紙A1」とされ、凹凸差ΔDがD1以上でD2(D1<D2<D3)より小さい記録紙が「普通紙A2」とされ、凹凸差ΔDがD2以上でD3より小さい記録紙が「普通紙A3」とされる。同様に、凹凸差ΔDがD3以上でD4(D4>D3)より小さい記録紙が「厚紙B1」とされ、凹凸差ΔDがD4以上でD5(D4<D5<D6)より小さい記録紙が「厚紙B2」とされ、凹凸差ΔDがD5以上でD6より小さい記録紙が「厚紙B3」とされる。同様に、凹凸差ΔDがD6以上でD7(D7>D6)より小さい記録紙が「エンボス紙C1」とされ、凹凸差ΔDがD7以上でD8(D6<D7<D8)より小さい記録紙が「エンボス紙C2」とされ、凹凸差ΔDがD8以上となる記録紙が「エンボス紙C3」とされる。
そして、転写動作設定用テーブルT1は、普通紙A1〜A3に対して、転写回数を1回とするとともに、その1回の転写動作における転写電圧(二次転写ローラー57における転写電圧)として、電圧値Vx1〜Vx3(Vx1<Vx2<Vx3)を格納する。即ち、凹凸差ΔDが最小となる普通紙A1において、転写電圧を最も低い電圧値Vx1とし、凹凸差ΔDが最大となる普通紙A3において、転写電圧を最も高い電圧値Vx3とする。尚、普通紙A1に対して設定される転写電圧Vx1は、凸部302に対して転写トナー量を最大とする転写電圧Va1(図5参照)と等しい値となる。
又、転写動作設定用テーブルT1は、厚紙B1〜B3及びエンボス紙C1〜C3それぞれに対して、転写回数を2回とするとともに、1回目の転写動作における転写電圧(二次転写ローラー57における転写電圧)として、電圧値Vx1(=Va1)を格納する。又、厚紙A〜Cそれぞれに対して、2回目の転写動作における転写電圧(二次転写ローラー57における転写電圧)として、電圧値Vy1〜Vy3(Vx3<Vy1<Vy2<Vy3)を格納する。更に、エンボス紙A〜Cそれぞれに対して、2回目の転写動作における転写電圧(二次転写ローラー57における転写電圧)として、電圧値Vy4〜Vy6(Vy3<Vy4<Vy5<Vy6)を格納する。即ち、凹凸差ΔDが最小となる厚紙B1において、2回目の転写動作における転写電圧を最も低い電圧値Vy1とし、凹凸差ΔDが最大となるエンボス紙C3において、転写電圧を最も高い電圧値Vy6とする。尚、以下において、1回目の転写動作における転写電圧を「1回目転写電圧」と呼び、2回目の転写動作における転写電圧を「2回目転写電圧」と呼ぶ。
この転写動作設定用テーブルT1において、例えば、紙種「普通紙A1〜A3」「厚紙B1〜B3」「エンボス紙C1〜C3」について、凹凸差ΔDを0[μm]から10[μm]間隔で設定する。即ち、D1、D2、D3、・・・、D8それぞれについて、10[μm]、20[μm]、30[μm]、・・・、80[μm]とする。このとき、例えば、凹凸差ΔDが30[μm]より小さい普通紙A1〜A3について、転写回数を1回とするとともに、普通紙A1への転写電圧Vx1を1200[V]とし、普通紙A2への転写電圧Vx2を1250[V]とし、普通紙A3への転写電圧Vx3を1300[V]とする。
一方、凹凸差ΔDが30[μm]以上の厚紙B1〜B3及びエンボス紙C1〜C3について、転写回数を2回とするとともに、1回目転写電圧Vx1を1200[V]とする。そして、厚紙B1〜B3について、例えば、厚紙B1への2回目転写電圧Vy1を1500[V]とし、厚紙B2への2回目転写電圧Vy2を1700[V]とし、厚紙B3への2回目転写電圧Vy3を2000[V]とする。更に、エンボス紙C1〜C3について、例えば、エンボス紙C1への2回目転写電圧Vy4を2300[V]とし、エンボス紙C2への2回目転写電圧Vy5を2600[V]とし、エンボス紙C3への2回目転写電圧Vy6を2900[V]とする。
以下の各実施形態の画像形成装置は、上述の画像形成装置1の構成を共通に備えるものであり、転写動作設定用テーブルT1に基づいて、記録紙の紙種に基づき、その転写回数と転写電圧を設定するものである。そして、以下の各実施形態の画像形成装置は、その転写回数と転写電圧の設定動作について異なるものとなるため、以下の各実施形態において、転写回数と転写電圧(以下、「転写条件」と呼ぶ。)の設定に係る構成及び処理動作について、詳細に説明する。
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態の画像形成装置について、以下に、図面を参照して説明する。図8は、本実施形態の画像形成装置における制御部周辺の構成を示す概略ブロック図であり、図9は、本実施形態の画像形成装置における印刷動作を示すフローチャートである。
本実施形態の画像形成装置1は、図8に示す構成の制御部10を備え、この制御部10によって、画像形成装置1を構成する各部が制御され、記録紙への印字動作や原稿からの画像読取動作などの各種動作が実行される。この制御部10は、各種演算処理や制御を実行するCPU(Central Processing Unit)101と、制御プログラムなどを記憶するROM(Read Only Memory)102と、演算データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)103と、転写部5で形成させるトナー画像の基となる画像データを生成する画像処理部104と、画像処理部104で得られた画像データを一時的に記憶する画像メモリ105と、画像形成装置1を構成する各部との間で信号の送受信を行う入出力インターフェース106と、記録紙の紙種に基づいて転写回数及び転写電圧を設定する転写動作設定部107とを備える。
このように構成される制御部10は、操作パネル9が受け付けた操作に応じた信号を受信すると、CPU101は、操作パネル9で受け付けた操作に基づく動作を認識する。同様に、制御部10は、入出力インターフェース106により、LAN(Local Area Network)等の通信ネットワーク110を介して外部端末などから送信される信号を受信すると、外部端末で指定された動作を認識する。これにより、CPU101は、操作パネル9又は外部端末を介して指定された動作に基づく制御プログラムをROM102から読み出し、該制御プログラムに基づいてCPU101が動作する。
このとき、CPU101は、ROM102から読み出した制御プログラムに基づき、画像読取部3、給紙部4、露光部52、作像ユニット5、定着部6、及び各ローラー対43〜46,71のそれぞれを駆動制御する画像読取制御部113、給紙制御部114、露光制御部115、作像制御部116、定着制御部117、及び搬送制御部118それぞれに信号を出力する。従って、画像形成装置1は、制御部10から、画像読取制御部113、給紙制御部114、露光制御部115、作像制御部116、定着制御部117、及び搬送制御部118それぞれに信号が与えられることにより、指定された動作に応じて、画像読取部3、給紙部4、露光部52、作像ユニット5、定着部6、及び各ローラー対43〜46,71のそれぞれが駆動する。
又、制御部10は、図7に示す転写動作設定用テーブルT1をROM102に格納している。そして、転写動作設定部107は、ROM102に格納された転写動作設定用テーブルT1を参照して、その印刷処理として、1回印刷又は2回印刷のいずれかを選択するべく、記録紙の紙種に対する転写条件の設定を行う。この転写動作設定部107によって設定される転写回数が、露光制御部115、作像制御部116、定着制御部117、及び搬送制御部118それぞれに通知されるとともに、転写動作設定部107によって設定される転写電圧が、作像制御部116に通知される。従って、転写動作設定部107で設定された転写条件に基づいて、画像読取部3、給紙部4、露光部52、作像ユニット5、定着部6、及び各ローラー対43〜46,71のそれぞれが駆動することで、画像形成装置1は、記録紙の紙種に応じて、上述の1回印刷又は2回印刷を実行する。
このような構成の制御部10を有する画像形成装置1における印刷動作について、図9のフローチャートを参照して、以下に説明する。尚、以下の印刷動作については、その説明を簡単にするために、片面印刷での動作を説明する。又、本実施形態の画像形成装置1は、操作パネル9又は外部端末のいずれかにより、給紙部4に収納される記録紙の紙種が指定される。そして、制御部10が、RAM103に、給紙部4それぞれに対応させて、その収納される記録紙の紙種を記憶している。
制御部10は、操作パネル9又は通信ネットワーク110を介して接続される外部端末のいずれかから印刷開始を指示する印刷開始指令信号を受けると、画像形成装置1の印刷動作を開始させる。印刷動作の開始により、まず、制御部10は、給紙制御部114に対して、給紙部4から記録紙を給紙させるよう指示を与える(STEP1)。これにより、給紙部4から記録紙が主搬送路R0に給紙される。次に、制御部10は、記録紙に印刷する画像の画像データを画像処理部104で生成し、画像メモリ105に一時的に記憶させる(STEP2)。
そして、制御部10は、画像メモリ105に記憶させた画像データを露光制御部115に転送して、露光部52による露光動作を実行させるとともに、転写制御部116に指令を与えて、作像ユニット5による転写動作を実行させる(STEP3)。このとき、転写動作設定部107は、RAM103に記憶している記録紙(主搬送路R0に搬送された記録紙)の紙種を確認する。そして、転写動作設定部107は、確認した紙種に基づき、ROM102の転写動作設定用テーブルT1を参照して、作像ユニット5における転写回数と転写電圧を設定する。従って、転写制御部116には、転写動作設定部107で設定された転写電圧が与えられるため、作像ユニット5における二次転写ローラー57の転写電圧が、記録紙の紙種に応じた電圧値に設定される。又、制御部10は、搬送制御部118を通じて搬送ローラー対43を回転駆動させ、給紙部4から給紙された記録紙を、作像ユニット5の転写領域に搬送させる。
露光部52の露光動作及び作像ユニット5の転写動作それぞれが実行されると、転写領域を通過した記録紙に、画像データに基づくトナー画像が転写される。そして、トナー画像が表面に転写された記録紙は、主搬送路R0を通じて、定着部6に搬送される。このとき、制御部10は、定着制御部117により定着部6の加熱動作及び加圧動作を実行させることで、記録紙にトナー画像を定着させる(STEP4)。画像形成装置1は、STEP3及びSTEP4による転写動作及び定着動作により、記録紙への1回目の印刷処理を実行する。
STEP4における定着動作が完了すると、制御部10は、転写動作設定部107で設定された転写回数が2回であるか否かを確認する(STEP5)。転写回数が2回に設定されている場合(STEP5でYes)、制御部10は、搬送制御部118を通じて、搬送ローラー対44を回転駆動させて、定着部6を通過した記録紙を、中継搬送路R2を通じて循環搬送路R1に搬送させる(STEP6)。このとき、搬送制御部118は、搬送ローラー対45,46それぞれを回転駆動させることで、中継搬送路R2から搬送された記録紙を主搬送路R0に搬送させる。
上記のようにして、記録紙が主搬送路R0に循環搬送されると、画像処理部104は、記録紙に2回目に転写するための画像データを生成し、画像メモリ105に一時的に記憶させる(STEP7)。このとき、画像処理部104は、STEP3の1回目の転写動作で転写されなかったトナー画像を記録紙に転写させるために、STEP2における画像データ(1回目転写用画像データ)とは異なる画像データ(2回目転写用画像データ)を形成する。このとき、2回目転写用画像データは、1回目転写用画像データに対して、記録紙の紙種における凹凸差ΔDの大きさに応じた割合で減じた値で構成される。尚、1回目転写用画像データと2回目転写用画像データの関係については、後述する。
その後、制御部10は、STEP3と同様、2回目転写用画像データを露光制御部115に転送して、露光部52による露光動作を実行させるとともに、転写制御部116に指令を与えて、作像ユニット5による転写動作を実行させる(STEP8)。このとき、転写動作設定部107によって設定された2回目転写電圧が、転写制御部116に与えられることで、作像ユニット5では、二次転写ローラー57に、記録紙の紙種に応じた2回目転写電圧が印加される。又、制御部10は、搬送制御部118を通じて搬送ローラー対43を回転駆動させ、循環搬送路R1から搬送された記録紙を、作像ユニット5の転写領域に搬送させる。
このようにして、記録紙に対して作像ユニット5における2回目の転写動作が実行されると、STEP4と同様、制御部10は、定着制御部117により定着部6の加熱動作及び加圧動作を実行させることで、記録紙にトナー画像を定着させる(STEP9)。画像形成装置1は、STEP8及びSTEP9による転写動作及び定着動作により、記録紙への2回目の印刷処理を実行する。
この2回目の印刷処理が終了すると、制御部10は、排紙ローラー対71を回転駆動(正転)させることで、定着部6を通過した記録紙を、主搬送路R0から排紙トレイ7に排紙させる(STEP10)。又、転写動作設定部107で設定された転写回数が1回である場合においては(STEP5でNo)、STEP3及びSTEP4により1回の印刷処理が完了しているため、同様に、STEP10に移行して、排紙ローラー対71の回転により、記録紙が排紙トレイ7に排紙される。
2回印刷処理動作を行う際における、1回目転写用画像データと2回目転写用画像データの関係について、図面を参照して、以下に説明する。図10(a)〜(d)が、エンボス紙C1に対してトナーを転写するときの状態遷移図であり、図11(a)〜(d)が、エンボス紙C3に対してトナーを転写するときの状態遷移図である。
紙種「エンボス紙C1」による記録紙301aが印刷されるとき、転写条件として転写回数が2回に設定される。このとき、1回目の転写動作において、まず、図10(a)に示すように、中間転写ベルト53の表面上には、印刷画像の画像データ(1回目画像データ)に基づき、黄色のトナーTy1とマゼンタ色のトナーTm2,Tm3が転写されている。このとき、トナーTy1にトナーTm3が積層されるとともに、トナーTy1にトナーTm2が中間転写ベルト53の表面上で隣接して積層される。
転写領域における中間転写ベルト53表面と記録紙301aの凹部303との間には、記録紙301aの凹凸差ΔDに基づいて、空気層304(図3(b))が形成される。そして、二次転写ローラー57に印加する1回目の転写電圧は、記録紙301aの凸部302に適した値Vx1としている。従って、中間転写ベルト53の転写領域を通過した記録紙301a表面には、図10(b)に示すように、凸部302に、中間転写ベルト53表面上のトナーTy1,Tm2,Tm3と同じ層厚のトナーTy1a,Tm2a,Tm3aが転写される。
一方、記録紙301aの凹部303には、図10(b)に示すように、中間転写ベルト53表面上のトナーTm3と同じ層厚のトナーTm3cが転写されるものの、中間転写ベルト53表面上のトナーTy1,Tm2については、その一部となるトナーTy1c,Tm2cのみが転写される。即ち、記録紙301aへトナーを転写した中間転写ベルト53の表面には、記録紙301aの凹部303に対応する位置に、トナーTy1,Tm2の一部であるトナーTy1b,Tm2bが残留している。
次に、1回目の転写動作が実行された後の2回目の転写動作において、画像形成装置1は、記録紙301aの凹凸差ΔDに基づいて、トナー転写後に中間転写ベルト53表面に残留するトナーの層厚を予測する。そして、予測した層厚まで積層されるトナーによる画像が中間転写ベルト53上に転写されるよう、予測した層厚に合わせた2回目転写画像データを生成する。従って、図10(c)に示すように、中間転写ベルト53の表面上には、2回目画像データに基づき、黄色のトナーTy4とマゼンタ色のトナーTm5が転写される。即ち、中間転写ベルト53の表面上に積層されるトナーTy4,Tm5がそれぞれ、図10(b)に示す中間転写ベルト53の表面に残留したトナーTy1b,Tm2bと同一の層厚となる。
二次転写ローラー57に印加する2回目の転写電圧は、記録紙301aの凹部303に適した値Vy4としている。従って、中間転写ベルト53の転写領域を通過した記録紙301a表面には、図10(d)に示すように、凹部303に、中間転写ベルト53表面上のトナーTy4,Tm5と同じ層厚のトナーTy4c,Tm5cが転写される。一方、記録紙301aの凸部302には、図10(d)に示すように、トナーTy4,Tm5が転写されない。そのため、記録紙301aへトナーを転写した中間転写ベルト53の表面には、記録紙301aの凸部302に対応する位置に、トナーTy4,Tm5の一部であるトナーTy4b,Tm5bが残留している。
紙種「エンボス紙C1」よりも凹凸差ΔDの大きい紙種「エンボス紙C3」による記録紙301bが印刷されるときにおいても、転写条件として転写回数が2回に設定される。このとき、1回目の転写動作において、まず、図11(a)に示すように、中間転写ベルト53の表面上には、印刷画像の画像データ(1回目画像データ)に基づき、黄色のトナーTy6とマゼンタ色のトナーTm7,Tm8が転写されている。尚、図11(a)におけるトナーTy6,Tm7,Tm8は、図10(a)におけるトナーTy1,Tm2,Tm3に相当する。
記録紙301bは、凹部303と中間転写ベルト53表面との間における空気層304の層厚が大きくなるため、1回目の転写動作においては、図11(b)に示すように、記録紙301aと比べて、凹部303に転写されるトナー量が少ない。即ち、二次転写ローラー57に印加する1回目の転写電圧が、記録紙301bの凸部302に適した値Vx1なるため、記録紙301b表面には、図11(b)に示すように、凹部303に、中間転写ベルト53表面上のトナーTm7,Tm8の一部となるトナーTm7c,Tm8cのみが転写される。
一方、記録紙301bの凸部302には、記録紙301aの中間転写ベルト53表面上のトナーTy6,Tm7,Tm8と同じ層厚のトナーTy6a,Tm7a,Tm8aが転写される。従って、記録紙301bへトナーを転写した中間転写ベルト53の表面には、記録紙301bの凹部303に対応する位置に、トナーTy6,Tm7,Tm8の一部であるトナーTy6b,Tm7b,Tm8bが残留している。このとき、トナーTy6bには、トナーTm8bが積層されており、トナーTy6と同一の層厚となっている。
次に、2回目の転写動作において、画像形成装置1は、記録紙301bの凹凸差ΔDに基づいて、トナー転写後に中間転写ベルト53表面に残留するトナーの層厚を予測し、2回目画像データを生成する。従って、図11(c)に示すように、中間転写ベルト53の表面上には、2回目画像データに基づき、黄色のトナーTy9とマゼンタ色のトナーTm10,Ty11が転写される。即ち、中間転写ベルト53の表面上に積層されるトナーTy9,Tm10,Tm11がそれぞれ、図11(b)に示す中間転写ベルト53の表面に残留したトナーTy6b,Tm7b,Tm8bと同一の層厚となる。
二次転写ローラー57に印加する2回目の転写電圧は、記録紙301bの凹部303に適した値Vy6としている。従って、中間転写ベルト53の転写領域を通過した記録紙301b表面には、図11(d)に示すように、凹部302に、中間転写ベルト53表面上のトナーTy9,Tm10,Tm11と同じ層厚のトナーTy9c,Tm10c,Tm11cが転写される。一方、記録紙301bの凸部302には、図10(d)に示すように、トナーTy9,Tm10,Tm11が転写されない。そのため、記録紙301bへトナーを転写した中間転写ベルト53の表面には、記録紙301bの凸部302に対応する位置に、トナーTy9,Tm10,Tm11の一部であるトナーTy9b,Tm10b,Tm11bが残留している。
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態の画像形成装置について、以下に、図面を参照して説明する。図12は、本実施形態の画像形成装置における制御部周辺の構成を示す概略ブロック図であり、図13は、本実施形態の画像形成装置における印刷動作を示すフローチャートである。尚、図12の構成において、図8の構成と同一の部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。又、図13のフローチャートにおいても、図9のフローチャートと同一の動作フローについては、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の画像形成装置1は、図12に示すように、第1の実施形態の構成(図8参照)に、給紙部4から主搬送路R0に給紙された記録紙表面の凹凸差ΔDを測定する紙面状態検出器119を追加した構成となる。この紙面状態検出器119は、例えば、主搬送路R0における搬送ローラー対43の記録紙搬送方向上流側に設置されることで、給紙部4から給紙された記録紙の凹凸差ΔDを、作像ユニット5の転写領域への搬送前に検出できる。又、制御部10は、CPU101において、紙面状態検出器119による記録紙の凹凸差ΔDの検出結果を受信する。
紙面状態検出器119は、光学式の検出器であって、可視光又は赤外光を記録紙表面に対して斜めに照射する発光ダイオード等からなる発光素子と、記録紙表面からの反射光を受光するフォトダイオード等からなる受光素子とから構成される。この紙面状態検出器119は、記録紙からの反射光量の変化量を測定し、この反射光量の変化量に基づいて、記録紙の凹凸差ΔDの検出し、その検出結果を電気信号(電圧値)として制御部10に出力する。
この紙面状態検出器119を有する画像形成装置1における印刷動作について、図13のフローチャートを参照して、以下に説明する。本実施形態の画像形成装置1は、第1の実施形態と異なり、紙面状態検出器119により記録紙の凹凸差ΔDが検出されて、記録紙の紙種が特定される。尚、この記録紙の紙種の特定動作以外の動作については、第1の実施形態における印刷動作(図9参照)と同様となる。
制御部10は、印刷開始指令信号を受けて、画像形成装置1の印刷動作を開始させると、給紙制御部114により、給紙部4から記録紙を給紙させる(STEP1)。これにより、給紙部4から主制御部R0に記録紙が搬送されると、紙面状態検出器119による検出位置を記録紙が通過したときに、紙面状態検出器119が記録紙の凹凸差ΔDを検出し、制御部10に通知する(STEP101)。その後、制御部10は、画像処理部104で生成した画像データを画像メモリ105に一時的に記憶させた後(STEP2)、その画像データを露光制御部115に転送するとともに、作像ユニット5に転写動作を実行させるべく、転写制御部116に指令を与える(STEP3)。
STEP3において、転写動作設定部107は、第1の実施形態と異なり、STEP101で紙面状態検出器119より受けた凹凸差ΔDに基づき、ROM102の転写動作設定用テーブルT1を参照して、作像ユニット5における転写回数と転写電圧を設定する。従って、STEP3の転写動作において、紙面状態検出器119により検出された記録紙の凹凸差ΔDに応じた転写電圧が、二次転写ローラー57に印加される。そして、定着部6が記録紙のトナー画像を紙面上に定着させると(STEP4)、制御部10は、転写動作設定部107で設定された転写条件に基づいて、第1の実施形態と同様、STEP5以降の動作を行う。
このように、本実施形態では、紙面状態検出器119を有する構成とすることにより、記録紙の凹凸差ΔDを測定して転写条件を設定することができる。そのため、第1の実施形態のように、予め、記録紙の紙種を画像形成装置1に通知する必要がなく、画像形成装置1が、印刷対象となる記録紙毎に紙種を特定して、自動的に最適な転写条件を設定して、印刷できる。又、紙面状態検出器119が、発光素子及び受光素子それぞれを一列に配置したラインセンサーとして構成することによって、記録紙の主走査方向の凹凸を一度に検出することができる。このとき、記録紙が紙面状態検出器119の検知領域を搬送されることによって、紙面状態検出器119が記録紙の凹凸をマトリクス状に検出することとなるため、制御部10では、凸部302及び凹部303(図3(a)参照)の正確な位置が認識される。
上記のように、紙面状態検出器119をラインセンサーとして、記録紙の凹凸をマトリクス状に検出した場合、転写条件における転写回数を2回とするときに、2回目画像データを、紙面状態検出器119で検出された凹部303(図3(a)参照)に合わせて形成される。紙面状態検出器119をラインセンサーとした場合における、2回印刷処理動作を行う際の、1回目転写用画像データと2回目転写用画像データの関係について、図面を参照して、以下に説明する。図14(a)〜(d)が、エンボス紙C3に対してトナーを転写するときの状態遷移図である。
紙種「エンボス紙C3」による記録紙301bが印刷されるとき、転写条件として転写回数が2回に設定される。このとき、1回目の転写動作において、まず、図14(a)に示すように、中間転写ベルト53の表面上には、印刷画像の画像データ(1回目画像データ)に基づき、黄色のトナーTy12とマゼンタ色のトナーTm13,Tm14が転写されている。尚、図14(a)におけるトナーTy12,Tm13,Tm14は、図10(a)におけるトナーTy1,Tm2,Tm3に相当する。
記録紙301bは、1回目の転写動作においては、第1の実施形態でも説明したように、凹部303に転写されるトナー量が少ない(図11(b)参照)。即ち、二次転写ローラー57に印加する1回目の転写電圧が、記録紙301bの凸部302に適した値Vx1となるため、記録紙301b表面には、図11(b)に示すように、凹部303に、中間転写ベルト53表面上のトナーTm13,Tm14の一部となるトナーTm13c,Tm14cのみが転写される。一方、記録紙301bの凸部302には、記録紙301aの中間転写ベルト53表面上のトナーTy12,Tm13,Tm14と同じ層厚のトナーTy12a,Tm13a,Tm14aが転写される。従って、記録紙301bへトナーを転写した中間転写ベルト53の表面には、記録紙301bの凹部303に対応する位置に、トナーTy12,Tm13,Tm14の一部であるトナーTy12b,Tm13b,Tm14bが残留している。
次に、2回目の転写動作において、画像形成装置1は、紙面状態検出器119により検出された凸部302及び凹部303それぞれの位置を確認し、凸部302及び凹部303それぞれに応じたトナーが中間転写ベルト53表面に転写されるべく、2回目画像データを生成する。この2回目画像データについて、凸部302に対しては、記録紙301bで最上層に転写される色のトナーによる画像データが形成される一方、凹部303に対しては、中間転写ベルト53に残留しているトナーによる画像データが形成される。
従って、図14(c)に示すように、中間転写ベルト53の表面上には、2回目画像データに基づき、黄色のトナーTy15とマゼンタ色のトナーTm16,Ty17が転写される。即ち、トナーTy15,Tm16がそれぞれ、図14(b)に示す中間転写ベルト53の表面に残留したトナーTy12b,Tm13bと同一の層厚となるよう、中間転写ベルト53の表面上において、記録紙301bの凸部302及び凹部303両方と対応する位置に積層される。又、トナーTy15に積層されるトナーTm17は、中間転写ベルト53の表面に残留したトナーTm14bと同一の層厚となるよう、中間転写ベルト53の表面上において、記録紙301bの凹部303と対応する位置に積層される。
二次転写ローラー57に印加する2回目の転写電圧は、記録紙301bの凹部303に適した値Vy6としている。従って、中間転写ベルト53の転写領域を通過した記録紙301b表面には、図14(d)に示すように、凹部302に、中間転写ベルト53表面上のトナーTy15,Tm16,Tm17と同じ層厚のトナーTy15c,Tm16c,Tm17cが転写される。そのため、記録紙301bへトナーを転写した中間転写ベルト53の表面には、記録紙301bの凸部302に対応する位置に、トナーTy15,Tm16の一部であるトナーTy15b,Tm16bが残留している。これにより、2回目転写用画像データを記録紙の凹凸に合わせて形成するため、2回目の転写動作後に残留するトナー量を少量とすることができる。
紙面状態検出器119により記録紙上の凹凸位置を正確に検出できるため、記録紙の紙種の特定を確実なものとできるだけでなく、転写条件における転写回数を2回とする場合、1回目転写用画像データと2回目転写用画像データを凸部302と凹部303(図3(a)参照)に合わせた画像データとできる。即ち、1回目転写用画像データが、記録紙の凸部302のみに転写されるトナー画像を表す画像データとなる一方で、2回目転写用画像データが、記録紙の凹部303のみに転写されるトナー画像を表す画像データとなる。このときの1回目転写用画像データと2回目転写用画像データの関係について、図面を参照して、以下に説明する。図15(a)〜(d)が、エンボス紙C3に対してトナーを転写するときの状態遷移図である。
1回目の転写動作において、まず、図15(a)に示すように、中間転写ベルト53の表面上には、印刷画像の画像データ(1回目画像データ)に基づき、黄色のトナーTy18,Ty19とマゼンタ色のトナーTm20〜Tm23が転写されている。このとき、トナーTy18,Ty19が間隔をあけて、中間転写ベルト53表面に積層される。そして、トナーTy19に隣接するトナーTm20が、トナーTm21と間隔をあけて、中間転写ベルト53表面に積層される。更に、トナーTm22,Tm23それぞれが、トナーTy18、Ty19それぞれに積層される。即ち、中間転写ベルト53における記録紙301bの凸部302に対応した位置に、トナーTy18,Ty19,Tm20〜Tm23それぞれが積層されており、凹部303に対応した位置にはトナーが積層されていない。
そして、二次転写ローラー57に印加する1回目の転写電圧が、記録紙301bの凸部302に適した値Vx1となる。従って、1回目の転写動作において、凸部302に対応して中間転写ベルト53表面に積層されているトナーTy18,Ty19,Tm20〜Tm23それぞれが、図15(b)に示すように、記録紙301bの表面に転写される。即ち、記録紙301b表面において、凸部302にのみ、トナーTy18,Ty19,Tm20〜Tm23が転写されることとなる。
次に、2回目の転写動作において、画像形成装置1は、図15(c)に示すように、中間転写ベルト53の表面上には、印刷画像の画像データ(2回目画像データ)に基づき、黄色のトナーTy24とマゼンタ色のトナーTm25,Tm26が転写されている。このとき、トナーTy24,Tm25が間隔をあけて、中間転写ベルト53表面に積層される。そして、トナーTm26が、トナーTy24に積層される。即ち、中間転写ベルト53における記録紙301bの凹部303に対応した位置に、トナーTy24,Tm25,Tm26それぞれが積層されており、凸部302に対応した位置にはトナーが積層されていない。又、図15(a)のトナーTy18,Ty19,Tm20〜Tm23と図15(c)のトナーTy24,Tm25,Tm26とを組み合わせることで、図14(a)のトナーTy12,Tm13,Tm14と同等のトナー画像が中間転写ベルト53に形成されることとあんる。
二次転写ローラー57に印加する2回目の転写電圧は、記録紙301bの凹部303に適した値Vy6としている。従って、中間転写ベルト53の転写領域を通過した記録紙301b表面には、図15(d)に示すように、凹部302に、中間転写ベルト53表面上のトナーTy24,Tm25,Tm26が転写される。このように、1回目転写用画像データ及び2回目転写用画像データそれぞれを、記録紙の凸部及び凹部それぞれに合わせた画像データとすることで、1回目及び2回目それぞれにおける転写動作において、中間転写ベルト53に残留するトナー量を更に少量とできる。
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態の画像形成装置について、以下に、図面を参照して説明する。図16は、本実施形態の画像形成装置における制御部周辺の構成を示す概略ブロック図であり、図18は、本実施形態の画像形成装置における印刷動作を示すフローチャートである。尚、図16の構成において、図8の構成と同一の部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。又、図18のフローチャートにおいても、図9のフローチャートと同一の動作フローについては、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の画像形成装置1は、図16に示すように、第1の実施形態の構成(図8参照)に、作像ユニット5を通過した記録紙における転写トナー量を測定する濃度検出器120を追加した構成となる。この濃度検出器120は、例えば、主搬送路R0における作像ユニット5の記録紙搬送方向下流側に設置されることで、作像ユニット5でトナー画像が転写された記録紙の転写トナー量を検出できる。又、制御部10は、CPU101において、濃度検出器120による記録紙の転写トナー量の検出結果を受信する。更に、制御部10は、ROM102に、記録紙の紙種と転写トナー量との関係を表す紙種設定用テーブルT2aを格納している。
濃度検出器120は、光学式の検出器であって、可視光又は赤外光を記録紙表面に対して斜めに照射する発光ダイオード等からなる発光素子と、記録紙表面からの反射光を受光するフォトダイオード等からなる受光素子とから構成される。濃度検出器120は、例えば、記録紙上のトナー量(トナー濃度)を所定間隔毎に測定し、前後で測定されたトナー量よりも小さい値となるトナー量の平均値等により、記録紙の凹部303(図3(a)参照)における転写トナー量を算出する。このようにして、濃度検出部120が、記録紙の凹部303の転写トナー量を検出すると、制御部10が、濃度検出部120から出力される転写トナー量をCPU101で受信する。
又、ROM102に転写動作設定用テーブルT1と共に格納されている紙種設定用テーブルT2aは、図17に示すように、上記の濃度検出部120で検出された転写トナー量Maに対して、記録紙の紙種を決定するものである。即ち、転写動作設定部107は、紙種設定用テーブルT2aを参照することで、濃度検出部120からの転写トナー量Maに基づいて記録紙の紙種を確認した後、転写動作設定用テーブルT1を参照することで、確認した紙種に基づいて転写条件を設定する。
このとき、濃度検出部120で検出された転写トナー量Maが多いと、記録紙の凹凸差ΔDが小さい紙種と判定し、濃度検出部120で検出された転写トナー量が少ないと、記録紙の凹凸差ΔDが大きい紙種と判定する。図17に示すように、紙種設定用テーブルT2aにおいて、転写トナー量MaがMa1以上となる記録紙が「普通紙A1」とされ、転写トナー量MaがMa2(Ma2<Ma1)以上でMa1より少ない記録紙が「普通紙A2」とされ、転写トナー量MaがMa3(Ma3<Ma2)以上でMa2より少ない記録紙が「普通紙A3」とされる。同様に、転写トナー量MaがMa4(Ma4<Ma3)以上でMa3より少ない記録紙が「厚紙B1」とされ、転写トナー量MaがMa5(Ma5<Ma4)以上でMa4より少ない記録紙が「厚紙B2」とされ、転写トナー量MaがMa6(Ma6<Ma5)以上でMa5より少ない記録紙が「厚紙B3」とされる。同様に、転写トナー量MaがMa7(Ma7<Ma6)以上でMa6より少ない記録紙が「エンボス紙C1」とされ、転写トナー量MaがMa8(0<Ma8<Ma7)以上でMa7より少ない記録紙が「エンボス紙C2」とされ、転写トナー量MaがMa8より少ない記録紙が「エンボス紙C3」とされる。
この濃度検出部120を有する画像形成装置1における印刷動作について、図18のフローチャートを参照して、以下に説明する。本実施形態の画像形成装置1は、第1の実施形態と異なり、濃度検出部120により記録紙の転写トナー量が検出されて、記録紙の紙種が特定される。尚、この記録紙の紙種の特定動作以外の動作については、第1の実施形態における印刷動作(図9参照)と同様となる。
制御部10は、印刷開始指令信号を受けて、画像形成装置1の印刷動作を開始させると、給紙制御部114により、給紙部4から記録紙を給紙させる(STEP1)。その後、制御部10は、画像処理部104で生成した画像データを画像メモリ105に一時的に記憶させた後(STEP2)、転写制御部116を介して、作像ユニット5に転写動作を実行させる(STEP3)。このとき、第1の実施形態と異なり、二次転写ローラー57に印加する転写電圧は、記録紙の紙種に関わらず、一定の電圧値Vx1(=Va1,図5及び図7参照)とされる。
STEP3における転写動作が終了すると、作像ユニット5でトナー画像が転写された記録紙が、濃度検出器120の検出領域を通過するため、濃度検出器120により転写トナー量Maが検出され、制御部10に出力される(STEP151)。そして、制御部10の転写動作設定部107が、濃度検出器120より受けた転写トナー量Maに基づき、ROM102の紙種設定用テーブルT2aを参照して、記録紙の紙種又は凹凸差ΔDを特定する(STEP152)。
その後、定着部6が記録紙のトナー画像を紙面上に定着させると(STEP4)、転写動作設定部107は、転写動作設定用テーブルT1を参照して、STEP152で特定した記録紙の紙種又は凹凸差ΔDに基づき、転写回数が2回に設定されているか否かを確認する(STEP5)。そして、制御部10は、特定した記録紙の紙種又は凹凸差ΔDにより設定される転写条件に基づいて、第1の実施形態と同様、STEP5以降の動作を行う。
尚、濃度検出器120は、中間転写ベルト53の転写後の残留トナー量を検出するものであってもよい。即ち、濃度検出器120が、中間転写ベルト53のトナー画像搬送方向に沿って、二次転写ローラー57との転写領域よりも下流側に配置される。これにより、濃度検出器120は、中間転写ベルト53表面のトナー量を測定することで、二次転写ローラー57との転写領域でトナー画像を記録紙に転写しされなかった残留トナー量を検出できる。このとき、記録紙の凸部302(図3(a)参照)に転写されたトナーが中間転写ベルト53に残留することがない。従って、中間転写ベルト53表面の残留トナー量を検出する場合、記録紙の凹凸差ΔDが原因となって転写されなかったトナー量を、より正確に検出できる。
このように濃度検出器120により中間転写ベルト53の残留トナー量を検出するものとしたとき、制御部10は、ROM102に、図17の紙種設定用テーブルT2aの代わりに、図19の紙種設定用テーブルT2bを格納する。図19の紙種設定用テーブルT2bは、濃度検出部120で検出された残留トナー量Mbと記録紙の紙種との関係を表す者であり、残留トナー量Mbが多いものほど、凹凸差ΔDの大きい記録紙の紙種とする。
紙種設定用テーブルT2bにおいて、図19に示すように、残留トナー量MbがMb1(0<Mb1)より少ない記録紙が「普通紙A1」とされ、残留トナー量MbがMb1以上でMb2(Mb1<Mb2)より少ない記録紙が「普通紙A2」とされ、残留トナー量MbがMb2以上でMb3(Mb2<Mb3)より少ない記録紙が「普通紙A3」とされる。同様に、残留トナー量MbがMb3以上でMb4(Mb3<Mb4)より少ない記録紙が「厚紙B1」とされ、残留トナー量MbがMb4以上でMb5(Mb4<Mb5)より少ない記録紙が「厚紙B2」とされ、残留トナー量MbがMb5以上でMb6(Mb5<Mb6)より少ない記録紙が「厚紙B3」とされる。同様に、残留トナー量MbがMb6以上でMb7(Mb6<Mb7)より少ない記録紙が「エンボス紙C1」とされ、残留トナー量MbがMb7以上でMb8(Mb7<Mb8)より少ない記録紙が「エンボス紙C2」とされ、残留トナー量MbがMb8より少ない記録紙が「エンボス紙C3」とされる。
図18のフローチャートに従って、画像形成装置1が印刷動作を行うとき、STEP3における転写動作が終了すると、作像ユニット5でトナー画像を記録紙に転写した中間転写ベルト53が、濃度検出器120の検出領域を通過するため、濃度検出器120により残留トナー量Mbが検出され、制御部10に出力される(STEP151)。そして、制御部10の転写動作設定部107が、濃度検出器120より受けた残留トナー量Mbに基づき、ROM102の紙種設定用テーブルT2bを参照して、記録紙の紙種又は凹凸差ΔDを特定する(STEP152)。これにより、STEP5において、転写動作設定部107で、転写動作設定用テーブルT1を参照して、STEP152で特定した記録紙の紙種又は凹凸差ΔDに基づき、転写回数を2回に設定されているか否かを確認する。
<第4の実施形態>
本発明の第4の実施形態の画像形成装置について、以下に、図面を参照して説明する。図20は、本実施形態の画像形成装置における制御部周辺の構成を示す概略ブロック図であり、図21は、本実施形態の画像形成装置における印刷動作を示すフローチャートである。尚、図20の構成において、図8の構成と同一の部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。又、図21のフローチャートにおいても、図9のフローチャートと同一の動作フローについては、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の画像形成装置1は、図20に示すように、第1の実施形態の構成(図8参照)に、作像ユニット5を通過した記録紙に形成されたトナー画像を読み取る画像検査器121を追加した構成となる。この画像検査器121は、例えば、主搬送路R0における定着部6の記録紙搬送方向下流側に設置されることで、定着部6で定着された記録紙上のトナー画像を読み取り、検査用画像データを出力する。又、制御部10は、CPU101において、画像検査器121による記録紙上に形成された画像の検査用画像データを受信する。更に、制御部10は、ROM102に、記録紙の紙種と残留トナー量との関係を表す紙種設定用テーブルT2b(図19参照)を格納している。
画像検査器121は、光学式の検査器であって、画像読取部3のスキャナー部31(図2参照)と同様の構成を有し、記録紙に対して光を照射する光源(発光部)と、記録紙からの反射光を画像データに光電変換するイメージセンサー(受光部)とを備えている。画像検査器121は、上記スキャナー部31と同様、主搬送路R0を搬送される記録紙からの反射光を受光することで、1ライン毎の画像データを取得し、結果、記録紙上に形成された画像に基づくマトリクス状の画像データを制御部10に出力する。
この画像検査器121を有する画像形成装置1における印刷動作について、図21のフローチャートを参照して、以下に説明する。本実施形態の画像形成装置1は、第1の実施形態と異なり、印刷用の元画像による画像データ(原稿データ)と画像検査器121からの画像データ(検査データ)とを比較し、その比較結果に基づいて、記録紙の紙種を特定する。このとき、記録紙の紙種による転写条件において転写回数が2回となる場合は、原稿データと検査データとの差分値に基づいて、記録紙上でトナーの転写不足となる領域を判断するとともに、その不足量に応じた2回目転写用画像データを生成する。
制御部10は、印刷開始指令信号を受けて、画像形成装置1の印刷動作を開始させると、給紙制御部114により、給紙部4から記録紙を給紙させる(STEP1)。その後、制御部10は、画像処理部104で生成した画像データを画像メモリ105に一時的に記憶させた後(STEP2)、転写制御部116を介して、作像ユニット5に転写動作を実行させる(STEP3)。このとき、第3の実施形態と同様、二次転写ローラー57に印加する転写電圧は、記録紙の紙種に関わらず、一定の電圧値Vx1(=Va1,図5及び図7参照)とされる。そして、作像ユニット5が記録紙へトナー画像を転写した後、定着部6が記録紙上のトナー画像を定着させる(STEP4)。
STEP4における定着動作が終了すると、定着部6でトナー画像が定着された記録紙が、画像検査器121の検出領域を通過するため、画像検査器121が検査データを生成して、制御部10に出力する(STEP201)。このとき、制御部10の転写動作設定部107が、画像検査器121より受けた検査データと印刷用の原稿データとを比較し、残留トナー量Mbを算出する。そして、転写動作設定部107は、残留トナー量Mbに基づき、ROM102の紙種設定用テーブルT2bを参照して、記録紙の紙種又は凹凸差ΔDを特定する(STEP202)。
その後、転写動作設定部107は、転写動作設定用テーブルT1を参照して、STEP202で特定した記録紙の紙種又は凹凸差ΔDに基づき、転写回数が2回に設定されているか否かを確認する(STEP5)。そして、制御部10は、特定した記録紙の紙種又は凹凸差ΔDにより設定される転写条件に基づいて、第1の実施形態と同様、STEP5以降の動作を行う。このとき、転写回数が2回に設定されている場合、STEP7において、画像処理部104は、上記検査データと原稿データの差分値より得られる画像データに基づいて、2回目転写用画像データを生成する。
本実施形態のように、画像検査装置121を有する構成とすることで、1回目の転写動作により記録紙に形成されたトナー画像を確認することで、トナーが転写されていない領域を正確に判定できる。従って、2回目の転写動作の要否を確実に判定できるだけでなく、記録紙の凹部303(図3(a)参照)の位置を正確に認識し、2回目転写用画像データを、トナーの転写のない凹部303に合わせた画像データとできる。即ち、本実施形態の画像形成装置1が2回目転写画像データを形成する場合、記録紙の凹部303に不足したトナーが転写させるための画像データが生成される。
<画像形成装置の別の構成例>
上記各実施形態では、図2の構成のように、定着部6の下流側で主搬送路R0を分岐させて中継搬送路R2を設ける構成としたが、この中継搬送路R2の代わりに、図22に示す画像形成装置1aのように、作像ユニット5と定着部6の間となる位置で、主搬送路R0を分岐させて中継搬送路R3を設けるものとしてもよい。この中継搬送路R3は、搬送ローラー対45の上流側で、循環搬送路R1と接続されている。この中継搬送路R3の構成以外の構成については、図2の構成と同様であるので省略する。
図22の構成を備える画像形成装置1aは、記録紙の紙種に基づいて設定される転写条件により、その転写回数を2回とする場合、定着部6の回転動作を停止するとともに、搬送ローラー対45を回転させる。これにより、作像ユニット5によりトナー画像が転写された記録紙は、中継搬送路R3を介して、主搬送路R0から循環搬送路R1に搬送される。その後、循環搬送路R1を搬送された記録紙は、主搬送路R0に再搬送されることで、作像ユニット5で2回目の転写が実行される。
このように記録紙の搬送路R0,R1,R3が構成される画像形成装置1aの印刷動作について、その記録紙の紙種の特定を第1の実施形態と同様にした場合の動作を例に挙げて、以下に簡単に説明する。図23は、図22に示す構成の画像形成装置1aにおける印刷動作を示すフローチャートである。尚、図22のフローチャートにおいても、図9のフローチャートと同一の動作フローについては、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本例の画像形成装置1aは、図23のフローチャートに示すように、印刷動作を開始すると、給紙部4から記録紙を給紙した後、印刷用の画像データを生成し、作像ユニット5でトナー画像を記録紙に転写する(STEP1〜STEP3)。画像形成装置1aは、作像ユニット5で転写動作を行った後、定着部6での定着動作を行う前に、転写条件による転写回数が2回であるか否かを確認する(STEP5)。そして、転写回数が1回で設定されている場合(STEP5でNo)、画像形成装置1aは、トナー画像が転写された記録紙を、主搬送路R0を通じて、定着部6に搬送し、トナー画像を定着させた後(STE251)、排紙トレイ7に排紙する(STEP10)。
一方、転写回数が2回で設定されている場合(STEP5でYes)、中継搬送路R3を介して記録紙を循環搬送路R1に搬送した後、2回目転写用画像データを生成して、主搬送路R0に再搬送された記録紙に対して、作像ユニット5で2回目の転写動作を行う(STEP6〜STEP8)。STEP8での転写動作が終了すると、画像形成装置1aは、定着部6で記録紙上のトナー画像を定着させた後(STE251)、排紙トレイ7に記録紙を排紙する(STEP10)。
ところで、画像形成装置1では、2回印刷処理において転写動作と定着動作とを繰り返すが、2回目の印刷処理を実行する際、記録紙にトナー画像が定着することから、画像形成のない記録紙の抵抗値が変化する。そのため、画像形成装置1では、2回目の転写動作における二次転写ローラー57に印加する転写電圧を、トナー画像が定着された記録紙の抵抗値に応じた電圧値とする必要がある。本例の画像形成装置1aは、この画像形成装置1に対して、二次転写ローラー57に印加する転写電圧を、1回目及び2回目それぞれの転写動作に関わらず、本例の画像形成装置1a画像形成のない記録紙に合わせた電圧値とできる。
一方、画像形成装置1では、2回目の転写動作においては、トナー画像が定着された記録紙が循環搬送路R1及び主搬送路R0を通過することとなる。そのため、記録紙上のトナー画像が安定に形成された状態で搬送されるため、各搬送路R0〜R2との接触等による画像劣化を防止できる。
上記各実施形態における印刷動作について、片面印刷を例に挙げて説明したが、記録紙の両面それぞれについて、各実施形態における片面印刷と同様のフローチャートに基づいて印刷処理するとともに、表面の印刷完了後には、記録紙を排紙ローラー対71でスイッチバックさせて反転することで、記録紙の紙種に合わせた両面印刷についても実行できる。
本願発明における画像形成装置として、上述の各実施形態における転写動作を実行するものであれば、コピー機能、スキャナー機能、プリンター機能、ファックス機能を有するMFP(Multifunction Peripheral)であっても構わないし、プリンター、コピー機、ファクシミリ等であっても構わない。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
1,1a 画像形成装置
2 装置本体
3 画像読取部
4 給紙部
5 作像ユニット
6 定着部
7 排紙トレイ
8 トナー補給装置
11 トナー濃度検出器
31 スキャナー部
32 自動原稿搬送部(ADF)
33 原稿台
34 光源部
35 イメージセンサー
36 結像レンズ
37 ミラー群
38 原稿載置トレイ
39 原稿排出トレイ
40 原稿搬送機構
41 繰り出しローラー
42 分離ローラー対
43〜46 搬送ローラー対
51 作像部
52 露光部
53 中間転写ベルト
54 一次転写ローラー
55 駆動ローラー
56 従動ローラー
57 二次転写ローラー
58 クリーナー部
59 加熱ローラー
60 加圧ローラー
61 感光体ドラム
62 帯電器
63 現像器
64 クリーナー部
71 排紙ローラー対
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 画像処理部
105 画像メモリ
106 入出力インターフェース
110 通信ネットワーク
113 画像読取制御部
114 給紙制御部
115 露光制御部
116 転写制御部
117 定着制御部
118 搬送制御部
119 紙面状態検出器
120 濃度検出器
121 画像検査器

Claims (10)

  1. 形成する画像に応じた画像データを生成する画像処理部と、該画像処理部で生成された画像データに基づくトナー画像を担持して記録紙に転写する作像部とを有する画像形成装置において、
    前記記録紙に凹凸差が所定値より大きい場合、前記作像部による前記記録紙へのトナー画像の転写動作を2回行うとともに、
    前記作像部に1回目の転写動作を実行させる第1転写条件が、前記作像部に2回目の転写動作を実行させる第2転写条件と異なるものであって、
    前記作像部の1回目の転写動作において第1画像データに基づくトナー画像が形成される一方、前記作像部の2回目の転写動作において第2画像データに基づくトナー画像が形成されることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記記録紙の凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定する転写動作設定部と、
    前記記録紙の種類を特定する記録紙種類特定部と、
    を更に備え、
    前記転写動作設定部は、前記記録紙種類特定部で設定された情報より前記記録紙の凹凸差を特定し、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記記録紙の凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定する転写動作設定部と、
    前記記録紙の紙面状態を検出する紙面状態検出部と、
    前記転写動作設定部は、前記紙面状態検出部で検出された前記記録紙の凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 前記記録紙の凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定する転写動作設定部と、
    転写後の前記記録紙上のトナー量を検出する転写トナー量検出部を備え、
    前記転写動作設定部は、前記転写トナー量検出部で検出された前記記録紙への転写トナー量より前記記録紙の凹凸差を特定し、特定した該凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  5. 前記記録紙の凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定する転写動作設定部と、
    転写後に前記作像部に残留したトナー量を検知する残留トナー量検出手段を備え、
    前記転写動作設定部は、前記残留トナー量検出部で検出された前記作像部の残留トナー量より前記記録紙の凹凸差を特定し、特定した該凹凸差に基づいて、前記作像部による転写回数と転写条件とを設定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  6. 前記記録紙に転写されたトナー像を定着する定着部を備え、
    前記記録紙へのトナー画像の転写動作を2回行う際、
    1回目の転写動作後に前記記録紙上のトナーを前記定着部で定着した後に、2回目の転写動作を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  7. 前記第1及び第2画像デ一タを同じものとすることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  8. 前記第2画像データは、前記第1画像データよりもトナー濃度を小さくすることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  9. 前記トナーが複数色のトナーであるとともに、
    前記第2画像データは、前記第1画像データに従って前記作像部で担持されるトナ一であって、前記作像部における像担持表面側の層に形成されるトナーの濃度を小さくすることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
  10. 前記トナーが複数色のトナーであるとともに、
    前記第2画像データは、前記第1画像データに従って前記作像部で担持されるトナ一であって、前記作像部の前記記録紙側に形成されるトナーの濃度を小さくすることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
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