(57)【要約】【課題】転写中抜けが生じ難い画像形成装置を提供すること。【解決手段】画像形成装置１は、感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１表面を帯電させる帯電手段と、この感光体ドラム３１表面に、画像データに基づく光ビームを照射して、静電潜像を形成する露光手段１７と、感光体ドラム３１の表面上の静電潜像を現像して、スクリーンパターンを有するトナー像を形成する現像手段と、感光体ドラム３１に対向配置される転写ローラと、感光体ドラム３１と転写ローラとの間に設けられ、該転写ローラによって該感光体ドラム３１の表面に押圧される中間転写ベルトであって、該感光体ドラム３１の表面上に形成され搬送されてくるトナー像が転写される中間転写ベルトと、湿度センサ３９からの湿度情報に基づき、スクリーンパターンのスクリーン角度を設定する制御回路３７と、を備えている。【選択図】図１０
2014134663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記像担持体の表面に光ビームを照射して静電潜像を形成する露光手段と、
前記露光手段により形成された静電潜像に現像処理を行って、前記像担持体の表面上にスクリーンパターンを有するトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体に対向配置され、前記像担持体の表面上に形成され搬送されてくるトナー像を転写媒体に転写する転写体と、
前記像担持体へのトナー像の吸着度合いに応じて、前記スクリーンパターンのスクリーン角度を設定する制御手段と、を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記像担持体へのトナー像の吸着度合いが第一度合いの場合、前記スクリーン角度を第一角度に設定し、
前記吸着度合いが第一度合いよりも高い第二度合いの場合、前記スクリーン角度を、前記第一角度よりも前記トナー像の搬送方向を基準として９０°に近い第二角度に設定する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
湿度情報を取得する取得手段を、更に備え、
前記制御手段は、
前記取得手段が取得した湿度情報が第一湿度を表している場合、前記スクリーン角度を第一角度に設定し、
前記取得手段が取得した湿度情報が前記第一湿度よりも高い第二湿度を表している場合、前記スクリーン角度を前記第二角度に設定する、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
トナーの劣化度合いと相関する値をカウントする第一カウント手段を、更に備え、
前記制御手段は、
前記第一カウント手段がカウントした値が第一の値を表している場合、前記スクリーン角度を第一角度に設定し、
前記第一カウント手段がカウントした値が前記第一の値よりも大きな第二の値を表している場合、前記スクリーン角度を前記第二角度に設定する、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第一カウント手段は、前記現像手段の駆動時間をカウントする、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第一カウント手段は、印刷枚数をカウントする、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写体の使用期間に相関する値をカウントする第二カウント手段を、更に備え、
前記制御手段は、
前記第二カウント手段がカウントした値が第一の値を表している場合、前記スクリーン角度を第一角度に設定し、
前記第二カウント手段がカウントした値が前記第一の値よりも小さな第二の値を表している場合、前記スクリーン角度を前記第二角度に設定する、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項８】
複数のスクリーンパターンから構成されるトナー像を表面に担持する像担持体と、
前記像担持体に対向配置される転写体と、
前記像担持体と前記転写体との間に設けられ、該転写体によって該像担持体の表面に押圧される転写媒体であって、該像担持体の表面上のトナー像が転写される転写媒体と、
前記像担持体へのトナー像の吸着度合に応じて、前記スクリーンパターンのスクリーン角度を設定する制御手段と、を備えた画像形成装置。
【請求項９】
前記転写媒体は、中間転写ベルトである、請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像のスクリーン角度を調整可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、画像形成装置では、画像はラインマトリクスにて表現される。画像のスクリーン角度が９０°に近いと、トナー像を担持し転写領域に搬送する感光体ドラムの回転速度ムラや、感光体ドラム上のトナー像が転写される転写媒体（例えば、二次転写ベルト）の回転速度ムラによって、図１７Ａに示すように、画像において隣り合うスクリーンパターンＳＰ（ｉ），ＳＰ（ｉ＋１）（ｉは１以上の自然数）の間隔にムラ（以下、ピッチムラという）が生じる。その結果、画像濃度にムラが生じる。逆に、スクリーン角度が０°に近いと、図１７Ｂに示すように画像濃度ムラは目立ち難くなる。ここで、本明細書において、スクリーン角度θは、トナー像の搬送方向αおよびスクリーンパターンＳＰの向きβがなす角度であって、該搬送方向αを起点として反時計回りに計数される角度で表される。
【０００３】
また、一般的な画像形成装置では、フルカラー画像は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｂｋ（ブラック）にて表現される。この四色の中では、ブラックが最も視覚感度が高いため、ブラックの濃度ムラが観者によって最も視認され易い。特許文献１には、各色のスクリーン角度θを異ならせ、ブラックのスクリーン角度θＢｋを最も小さくする画像形成装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０８４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スクリーン角度を小さくすると、転写中抜けが発生しやすくなるという問題点があった。転写中抜けとは、感光体ドラムから転写体等にトナー像を転写する際にスクリーンパターンの中央部分に圧力が強くかかり、これによって、スクリーンパターンの中央部分が転写体に転写されずに、感光体ドラムに残留する現象をいう。
【０００６】
図１８Ａに示すように、スクリーン角度θが例えば６０°のように大きい場合、感光体ドラム１０１上に形成される静電潜像のスクリーンパターンにおいては、中央部に比べて周縁部の光量が小さくなる。よって、静電潜像を現像して得られるトナー像ＴＩにおいて、トナー量はスクリーンパターンの中央部よりも周縁部の方が若干少なくなる程度である。従って、転写時に、トナー像ＴＩのスクリーンパターンにおいて転写媒体１０３から加わる圧力の幅方向領域ＰＷは、スクリーンパターンの幅方向領域ＴＷよりも若干小さくなる程度となる。つまり、トナー像ＴＩのスクリーンパターンの単位面積（より具体的には、感光体ドラム１０１周面の法線方向からの平面視での単位面積）あたりに加わる圧力は極端に大きくならない。
【０００７】
しかし、図１８Ｂに示すように、スクリーン角度θが例えば３０°のように小さくなると、スクリーン角度θが大きい場合とは逆に、トナー像ＴＩの中央部に加わる単位面積あたりの圧力は極端に大きくなる。その結果、転写媒体１０３の表面上には、該転写媒体１０３に印加されたバイアス電圧によって、スクリーンパターンの周縁部のみのトナーが移動する。しかし、圧力が大きくかかった中央部のトナーは、吸着性が高くなるため、感光体ドラム１０１の周面に残留してしまう。このように、転写時には、図１８Ｃに示すように、スクリーンパターンの周縁部と中央部とが分離され、転写中抜けが生じてしまう。
【０００８】
なお、上記では、感光体ドラム１０１と、転写媒体１０３としての二次転写ベルトとの関係で問題点を説明した。しかし、転写中抜けという問題は、トナー像を担持する二次転写ベルトと、転写媒体としての用紙との間でも起こり得る。また、モノクロ印刷専用のプリンタでは、感光体ドラムと転写媒体としての用紙との間でも起こり得る。
【０００９】
それゆえに、本発明の目的は、転写中抜けが生じ難い画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第一局面は、画像形成装置に向けられている。この画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体の表面に光ビームを照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段により形成された静電潜像に現像処理を行って、前記像担持体の表面上にスクリーンパターンを有するトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体に対向配置され、前記像担持体の表面上に形成され搬送されてくるトナー像を転写媒体に転写する転写体と、前記像担持体へのトナー像の吸着度合いに応じて、前記スクリーンパターンのスクリーン角度を設定する制御手段と、を備えている。
【００１１】
また、本発明の第二局面もまた、画像形成装置に向けられている。この画像形成装置は、複数のスクリーンパターンから構成されるトナー像を表面に担持する像担持体と、前記像担持体に対向配置される転写体と、前記像担持体と前記転写体との間で該転写体によって該像担持体の表面に押圧される転写媒体であって、該像担持体の表面上のトナー像が転写される転写媒体と、前記像担持体へのトナー像の吸着度合に応じて、前記スクリーンパターンのスクリーン角度を設定する制御手段と、を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
上記局面によれば、転写中抜けが生じ難い画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】ハーフトーン印刷時のトナー像ＴＩ（θ＝６０°）を例示する模式図である。
【図３】ハーフトーン印刷時のトナー像ＴＩ（θ＝３０°）を例示する模式図である。
【図４】一次転写領域でトナーに加わる力と転写中抜けとの関係を示す模式図である。
【図５】湿度５０％で一次転写領域に加わる圧力に対する残留トナー量の変化を示すグラフである。
【図６】湿度７０％で一次転写領域に加わる圧力に対する残留トナー量の変化を示すグラフである。
【図７】トナー初期状態で、一次転写領域に加わる圧力に対する残留トナー量の変化を示すグラフである。
【図８】トナー耐久劣化状態で、一次転写領域に加わる圧力に対する残留トナー量の変化を示すグラフである。
【図９】転写ローラの使用期間に応じたスクリーン角の切り替え時期を示す模式図である。
【図１０】第一実施形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。
【図１１】図１０の制御回路の処理を示すフロー図である。
【図１２】図１０の制御回路の処理の変形例を示すフロー図である。
【図１３】第二実施形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。
【図１４】図１２の制御回路の処理を示すフロー図である。
【図１５】第三実施形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。
【図１６】図１４の制御回路の処理を示すフロー図である。
【図１７Ａ】スクリーンパターン（θ＝９０°）を示す模式図である。
【図１７Ｂ】スクリーンパターン（θ＝０°）を示す模式図である。
【図１８Ａ】θが６０°の場合におけるトナー像を示す模式図である。
【図１８Ｂ】θが３０°の場合におけるトナー像を示す模式図である。
【図１８Ｃ】転写中抜けを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について詳説する。
【００１５】
（はじめに）
まず、図中のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸について定義する。本実施形態では、説明の便宜のため、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、画像形成装置の左右方向（換言すると横方向）、前後方向（換言すると奥行き方向）および上下方向（換言すると高さ方向）とする。また、図中、いくつかの構成には、参照番号の右側に添え字ａ，ｂ，ｃ，ｄが付加されるものがある。ａ，ｂ，ｃ，ｄは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）を意味する。例えば、作像手段２９ａは、イエローの作像手段２９を意味する。また、添え字無しは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色を意味する。例えば、作像手段２９は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ各色の作像手段を意味する。
【００１６】
（画像形成装置の構成・動作）
図１において、画像形成装置１は、例えばＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）であって、各色用の感光体ドラム３１を用いて実質的に同時に各色のトナー像を形成して合成した後に、かかる合成トナー像を、シートＳに印刷する。そのために、画像形成装置１は、大略的に、供給ユニット３、タイミングローラ対５、プロセスユニット７、定着手段９、排出ローラ対１１および排出トレイ１３を備えている。
【００１７】
供給ユニット３は、供給トレイ１５および供給ローラ１６を含む。供給トレイ１５には未印刷のシートＳが複数積載される。供給ローラ１６は、積載されたシートＳを上から１枚ずつ取り出し、搬送経路Ｒに送り出す。このシートＳは、直ぐ下流のタイミングローラ対５に向けて搬送される。
【００１８】
タイミングローラ対５は、搬送経路Ｒ上で互いに当接する二個一対のローラを含んでおり、制御回路３７による制御の下で回転し停止する。シートＳの送出時を除き、各ローラは停止している。よって、搬送されてきたシートＳは、まずローラ同士の当接部分に突き当たり、一旦停止する。タイミングローラ対５は、所定タイミングで回転を開始して、シートＳを二次転写領域（詳細は後述）に向けて送り出す。
【００１９】
プロセスユニット７は、露光手段１７、各色用の転写ローラ１９、中間転写ベルト２１、駆動ローラ２３、従動ローラ２５、二次転写ローラ２７および各色用の作像手段２９を含む。各作像手段２９は、大略的には、感光体ドラム３１と、その周面に沿って配置された帯電手段３３および現像手段３５と、を有する。
【００２０】
各色の感光体ドラム３１は、ｙ軸方向に延在するよう配置される。また、複数の感光体ドラム３１は、概ねｘ軸方向に並ぶように配列される。各感光体ドラム３１は、図示しないモータからの駆動力により、ｙ軸に平行な軸を中心として、ｚｘ面内で時計回り（矢印ＣＷで示す）に回転する。
【００２１】
各帯電手段３３は、ｙ軸方向に延在しており、対応する感光体ドラム３１の周面を帯電させる。
【００２２】
露光手段１７には、各色の画像データが送信されてくる。画像データは、シートＳへと印刷すべき画像を表すデータであり、スキャナやＰＣ（いずれも図示せず）により生成される。露光手段１７は、各色用の画像データで変調された光ビームＢを生成し、帯電しかつ回転する各感光体ドラム３１の周面上（より具体的には、周面において、帯電手段３３に対し直ぐ下流の位置）に照射する。具体的には、露光手段１７は、感光体ドラム３１の周面を、対応色の光ビームＢで主走査方向（つまり、ｙ軸方向）に走査する。各周面においてビームＢの照射部分の電位は０Ｖに近づく。以上の露光により、各感光体ドラム３１の周面には、対応色の静電潜像が形成される。
【００２３】
各現像手段３５は、ｙ軸方向に延在する現像ローラを有する。現像ローラは、光ビームＢの照射位置の直ぐ下流で、対応色の感光体ドラム３１の周面と対向配置される。この現像手段３５には、例えば、対応色の二成分現像剤が収容される。各現像手段３５は、内蔵の現像ローラを用いて、感光体ドラム３１の周面上にトナーを供給する。これによって、感光体ドラム３１の周面上で、静電潜像は現像され、対応色（単色）のトナー像が形成される。
【００２４】
上記現像プロセスの結果、感光体ドラム３１はトナー像を周面上に担持する。このように、感光体ドラム３１は、像担持体の一例となる。また、感光体ドラム３１は、自身の回転により、担持しているトナー像を回転方向ＣＷの下流へと搬送する。
【００２５】
各転写ローラ１９は、ｙ軸方向に延在しており、対応色の現像手段３５の直ぐ下流側に、対応色の感光体ドラム３１の周面と、下記の中間転写ベルト２１を挟んで対向するよう配置されている。
【００２６】
中間転写ベルト２１は無端状のベルトである。この中間転写ベルト２１は、各色の転写ローラ１９および感光体ドラム３１の間に介在し、駆動ローラ２３および従動ローラ２５の間に張り渡される。この中間転写ベルト２１は、各転写ローラ１９によって、各感光体ドラム３１に圧接される。以下、各感光体ドラム３１と中間転写ベルト２１との圧接部分を一次転写領域という。駆動ローラ２３は、図示しないモータから与えられた駆動力によって回転する。従動ローラ２５は、駆動ローラ２３の回転によって従動して回転する。これによって、中間転写ベルト２１は、矢印αの方向に回転する。
【００２７】
各転写ローラ１９には一次転写バイアス電圧が印加され、これによって、各転写ローラ１９が中間転写ベルト２１と接触する部分周辺がトナー像と逆極性に帯電する。その結果、感光体ドラム３１により搬送されてくるトナー像が一次転写領域に到達すると、トナー像が中間転写ベルト２１の外周面に移動する。換言すると、中間転写ベルト２１には、各感光体ドラム３１に形成されているトナー像が転写される。以下、中間転写ベルト２１へのトナー像の転写を一次転写という。
【００２８】
ここで、各色の感光体ドラム３１に担持されているトナー像は、中間転写ベルト２１の表面における同一エリアに順次転写される。このように、中間転写ベルト２１は、転写媒体の一例となる。このような一次転写の結果、中間転写ベルト２１には、各色のトナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。中間転写ベルト２１は、合成トナー像を自身の外周面に担持しながら、回転することにより二次転写ローラ２７に向けて合成トナー像を搬送する。このように、中間転写ベルト２１は、像担持体の他の一例でもある。
【００２９】
二次転写ローラ２７は、中間転写ベルト２１を挟んで駆動ローラ２３と対向配置されており、中間転写ベルト２１に押圧される。この中間転写ベルト２１と二次転写ローラ２７との当接部分を、以下、二次転写領域という。上記の通り、この二次転写領域には、シートＳが送り込まれ通過すると共に、回転する中間転写ベルト２１に担持された合成トナー像が搬送されてくる。また、二次転写ローラ２７には、二次転写バイアス電圧が印加され、これにより、二次転写ローラ２７は、シートＳの非転写面側で合成トナー像と逆極性に帯電する。その結果、中間転写ベルト２１の表面からシートＳの表面へと合成トナー像が移動する。換言すると、シートＳには、中間転写ベルト２１に担持された合成トナー像が転写される。このように、シートＳは、転写媒体の他の一例となる。また、シートＳへの転写を、以下、二次転写という。
【００３０】
トナー像が転写されたシートＳは、定着手段９に導入される。定着手段９は、シートＳを加熱・加圧することで、合成トナー像をシートＳに定着させる。定着プロセス済みのシートＳは、排出ローラ対１１から排出トレイ１３に印刷物Ｐとして排出され載置される。
【００３１】
上記各部は、画像形成装置１の本体に内蔵された制御回路３７により制御される。
【００３２】
（感光体ドラム上のトナー像の詳細）
図２は、１２８階調ハーフトーン印刷時に感光体ドラム３１に形成されるトナー像ＴＩを例示する模式図である。図２中、矢印αは、トナー像ＴＩの一次転写領域における搬送方向であって、ｘ軸に実質的に平行で、ｙ軸に実質的に垂直である。また、この矢印αは、中間転写ベルト２１の一次転写領域における回転方向でもある。このトナー像ＴＩは、スクリーン角θが６０°のスクリーンパターンＳＰ（ベタ部分を参照）から構成される。ここで、θは、前述した通り、搬送方向αおよびスクリーンパターンＳＰの向きβがなす角度であって、該搬送方向αを起点として反時計回りに計数される角度で表される。また、点線枠Ｆは、一次転写時に、感光体ドラム３１の周面上のスクリーンパターンＳＰが中間転写ベルト２１からの圧力を受ける領域を示している。
【００３３】
また、図２の下段には、スクリーンパターンＳＰにおける点線枠Ｆ内が拡大して示されている。スクリーンパターンＳＰのｙ軸方向に沿う周縁部ＥＧ（ベタ部分を参照）にはトナーが少ないため、中間転写ベルト２１からの圧力は相対的にかからない。それに対し、ｙ軸方向の中央部Ｃ（斜線部分を参照）にはトナーが多いため、圧力は中央部Ｃに集中する。圧力が集中するのは、一周期ＣＹ分のスクリーンパターンＳＰにおけるｙ軸方向長さの略３０％の領域である。一次転写領域にトナーが均一に存在する状態で該トナーに加わる圧力が１Ｐａである仮定すると、中央部Ｃに加わる圧力は概ね１Ｐａ／０．３≒３．３Ｐａとなる。
【００３４】
図３は、１２８階調ハーフトーン印刷時に感光体ドラム３１に形成されるトナー像ＴＩを例示する模式図である。ただし、このトナー像ＴＩは、θが３０°のスクリーンパターンＳＰ（ベタ部分）から構成される。また、図３の下段には、点線枠Ｆ（つまり、スクリーンパターンＳＰに圧力がかかる領域）内が拡大して示されている。点線枠Ｆ内で圧力が集中するのは、スクリーンパターンＳＰ一周期ＣＹ分のｙ軸方向長さの略２０％の中央部Ｃ（斜線部分を参照）の領域内である。図２の例と同じ仮定下で計算すると、この中央部Ｃに加わる圧力は概ね１Ｐａ／０．２≒５Ｐａとなる。
【００３５】
θが６０°の場合と比較して、θが３０°の場合、一周期ＣＹのｙ軸方向の長さは１／２になるため、一次転写領域に含まれるスクリーンパターン数は二倍になるが、スクリーンパターン一本あたりにかかる圧力は１／３となる。その結果、中央部Ｃに加わる圧力は、θが６０°の場合のそれと比較して、約１．５倍（つまり、３．３Ｐａから５Ｐａ）となっている。このように中央部Ｃへの圧力増加により、トナー中央部Ｃの吸着性が上昇し、その結果、転写中抜けが発生しやすくなる。
【００３６】
図４は、一次転写領域でトナーに加わる力と転写中抜けとの関係を示す模式図である。図４において、トナー粒子ＴＰは、転写ローラ１９（図４には示さず）に一次転写バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム３１の周面から中間転写ベルト２１の外周面に移動する。感光体ドラム３１には、中間転写ベルト２１が所定圧力（以下、転写圧力という）で圧接している。これにより、一次転写領域の幅（つまり、搬送方向αへの幅）と、転写ローラ１９の電位との安定性が確保されている。この一次転写領域にあるトナー粒子ＴＰには、下記の三種類の力Ｆ１〜Ｆ３が加わる。
Ｆ１：中間転写ベルト２１とトナー粒子ＴＰとの間の吸着力
Ｆ２：感光体ドラム３１とトナー粒子ＴＰとの間の吸着力
Ｆ３：一次転写領域に形成される電界のクーロン力
【００３７】
もしＦ３＞Ｆ２−Ｆ１であれば、感光体ドラム３１から中間転写ベルト２１への方向に加わる力の方が大きくなる。この場合、トナー粒子ＴＰは、一次転写領域を通過後に感光体ドラム３１と中間転写ベルト２１とが分離する際に、中間転写ベルト２１の外周面に移動する。ここで、中間転写ベルト２１の外周面を荒らすことで、Ｆ１を大きくすることができるが、その結果、画像形成装置の製造コスト等が高くなる。そのため、安価な画像形成装置では、一般的にＦ１＜Ｆ２となる。また、トナー粒子ＴＰの吸湿、および／または上記転写圧力が高い等の条件によりＦ１，Ｆ２は大きくなり、Ｆ２−Ｆ１も大きくなる。
【００３８】
また、もしＦ３＜Ｆ２−Ｆ１となると、感光体ドラム３１の方向への力が大きくなるため、感光体ドラム３１および中間転写ベルト２１の分離時に、トナー粒子ＴＰが感光体ドラム３１の周面に残留してしまい、その結果、転写中抜けが生じてしまう。以下、この分離後に感光体ドラム３１の周面に残留するトナー粒子ＴＰの量を、残留トナー量という。
【００３９】
（高湿時の転写中抜けの抑制方法）
図５は、湿度５０％の条件下で、トナーに加わる圧力に対する残留トナー量を示すグラフである。縦軸の残留トナー量は、サイズがＡ３のシートＳ上に１２８階調のハーフトーン画像を印刷した場合に感光体ドラム３１の周面に残留するトナー量を単位平方メートルあたりの量に換算した値である。図５からも分かるように、トナーに加わる圧力が高くなると、トナーの吸着性が上昇するため、残留トナー量が増加する傾向にある。
【００４０】
残留トナー量が１ｇ／ｍ2以下であれば、観者が画像劣化を認識できないことが実験にて確認されている。この観点から、残留トナー量の上限値は１ｇ／ｍ2に設定される。ただし、この残留トナー量は、トナー毎または機種毎で異なるため、画像形成装置の機種毎に設定されることが好ましい。ここで、θが３０°であれば、トナー像ＴＩの中央部Ｃに５Ｐａの圧力が加わる（図３参照）。この場合、残留トナー量は０．２ｇ／ｍ2となり、上記上限値以下であるため、良好な画像が得られることになる。
【００４１】
また、図６は、湿度７０％の条件下で、トナーに加わる圧力に対する残留トナー量を示すグラフである。縦軸の残留トナー量は、上記の通りである。湿度が高いと、トナーによる吸湿のため、トナーの吸着性が上昇する。その結果、残留トナー量が増加する。したがって、湿度が５０％の場合と比較して、７０％の時の方が同じ圧力における残留トナー量が多くなる。
【００４２】
θが３０°であれば、トナー像ＴＩの中央部Ｃに５Ｐａの圧力が加わる。湿度が７０％の場合、圧力が５Ｐａにおいて残留トナー量は１．５ｇ／ｍ2となる。この残留トナー量は上記上限値を超過しているため、良好な画像を得ることができない。しかし、θを６０°変更すると、トナー像ＴＩに加わる圧力を０．３Ｐａまで減少させて、トナーの吸着性を低減することができる。その結果、残留トナー量は０．１ｇ／ｍ2まで低減する。この残留トナー量であれば、観者は、画像劣化を認識できず、良好な画像が得られることになる。
【００４３】
以上説明したように、高湿時には、スクリーン角度θを相対的に９０°に近づけることで残留トナー量を低減させることが可能となり、これによって、転写中抜けの発生を抑制することができる。
【００４４】
（トナー劣化時の転写中抜けの抑制方法）
上記の通り、観者が画像劣化を認識可能なトナー量には上限値（例えば１．０ｇ／ｍ2）がある。トナーが使用開始から間もない初期状態では、図７に示すように、θが３０°であれば、トナーに５Ｐａの圧力が加わると、残留トナー量は０．２ｇ／ｍ2となる。この場合、残留トナー量は上限値以下であるため、画像形成装置は良好な画像を提供できている。
【００４５】
ここで、図８は、トナーが耐久・劣化状態の場合におけるトナーに加わる圧力に対する残留トナー量を示すグラフである。トナーが現像手段３５の内部で撹拌されると、その外添剤が取り除かれる。その結果、トナー粒子ＴＰ間で吸着力が増加するため、残留トナー量が多くなる。例えば、θが３０°の条件下で、トナー像ＴＩに５Ｐａの圧力が加わると、残留トナー量は１．５ｇ／ｍ2となる。この残留トナー量は上記上限値を超過しているため、良好な画像を得ることができない。しかし、θが６０°になると、トナー像ＴＩに加わる圧力を３．３Ｐａまで減少させて、トナーの吸着性を低減することができる。その結果、残留トナー量は０．１ｇ／ｍ2まで低減する。この残留トナー量であれば、観者は、画像劣化を認識できず、良好な画像が得られることになる。
【００４６】
以上説明したように、トナーの耐久・劣化時には、θを９０°に近づけることで残留トナー量を低減させることが可能となり、これによって、転写中抜けの発生を抑制することができる。
【００４７】
（初期転写圧力が高い時の転写中抜けの抑制方法）
図５を参照して説明した通り、観者が画像劣化を認識可能なトナー量には上限値（例えば１．０ｇ／ｍ2）がある。転写ローラ１９が使用開始から間もない初期状態では、上記と同様に、θが３０°の場合、トナーに５Ｐａの圧力が加わると、残留トナー量は１．５ｇ／ｍ2となる。この場合、残留トナー量は上限値を超過しているため、画像形成装置は良好な画像を提供できていないことになる。
【００４８】
しかし、θが６０°であれば、トナー像ＴＩに加わる圧力が３．３Ｐａまで減少し、トナーの吸着性が低減する。その結果、残留トナー量は０．１ｇ／ｍ2まで低減する。この残留トナー量であれば、観者は、画像劣化を認識できず、高品質な画像が得られることになる。
【００４９】
以上説明したように、転写ローラ１９の初期状態では、θを９０°に近づけることで残留トナー量を低減させることが可能となり、これによって、転写中抜けの発生を抑制することができる。
【００５０】
ところで、転写ローラ１９が耐久により摩耗すると、その径が小さくなる。その結果、転写圧力が小さくなる。θが６０°に設定されている場合に、転写圧力の低下により、θを３０°にしても、残留トナー量が１．０ｇ／ｍ2を下回る圧力（図９の例では４．８Ｐａ）になるタイミングがある。このタイミングで、θは６０°から３０°に切り替えられる。３０°に切り替えると、ピッチムラが抑制され、画像形成装置は、高品質な画像を提供することが可能となる。
【００５１】
（第一実施形態）
図１０は、本発明の第一実施形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。図１０には、上記の露光手段１７と、感光体ドラム３１と、制御回路３７とに加え、湿度センサ３９とが示されている。湿度センサ３９は、典型的には、中間転写ベルト２１の近傍に取り付けられており、周辺の湿度を表す信号（以下、湿度情報という）を制御回路３７に出力する。制御回路３７は、ＣＰＵ、メインメモリおよびプログラムメモリを含んでおり、プログラムメモリに格納されたプログラムをメインメモリを用いて実行する。本実施形態では、図１１のフロー図に示す処理を行って、高湿時に転写中抜けの発生を抑制する。
【００５２】
図１１において、制御回路３７は、画像形成装置１の操作パネルからのコピー指示やＰＣからの印刷ジョブを受け付けると、印刷モードを判別する。その後、判別した印刷モードで印刷処理を開始する。ここでは、モノクロ印刷モードと判別されたと仮定して、説明を行う。
【００５３】
印刷処理の開始後、制御回路３７は、湿度センサ３９によって検出された湿度情報を取得する（Ｓ０１）。
【００５４】
次に、制御回路３７は、Ｓ０１で取得した湿度情報が所定の基準値（例えば６０％）以上か否かを判断する（Ｓ０２）。
【００５５】
制御回路３７は、湿度情報が基準値以上の値（以下、第一湿度という）と判断すれば、Ｂｋのトナー像向けのスクリーン角θｄを相対的に９０°に近い値（例えば６０°）を選択する（Ｓ０３）。
【００５６】
それに対し、制御回路３７は、湿度情報が基準値未満の値（以下、第二湿度という）と判断すれば、Ｂｋのトナー像向けのスクリーン角θｄを相対的に０°に近い値（例えば３０°）を選択する（Ｓ０４）。
【００５７】
Ｓ０３またはＳ０４の後、制御回路３７は、画像形成を行うために、図１に示す各部を制御する（Ｓ０５）。特に、露光手段１７の基本記録周波数を調整する等して、Ｓ０３またはＳ０４で選択したθｄで感光体ドラム３１ｄに露光を行うように制御する。
【００５８】
制御回路３７は、画像形成が終了すると、次の印刷ジョブが送信されてくることを待機する。
【００５９】
（第一実施形態の作用・効果）
以上説明した処理によれば、図５を参照して説明したように、例えば５０％のように低湿環境下では、θｄとして相対的に０°に近い３０°が選択される。この場合、トナー像ＴＩの中央部Ｃに５Ｐａの圧力が加わり、残留トナー量は０．２ｇ／ｍ2となる。この値は、上記上限値（１ｇ／ｍ2）以下であるため、画像形成装置１は高品質な画像を印刷することが可能となる。
【００６０】
それに対し、図６を参照して説明したように、例えば湿度７０％のように高湿環境下では、θｄとして相対的に９０°に近い６０°が選択される。この場合、トナー像ＴＩに加わる圧力が０．３Ｐａとなり、トナーの吸着性が低減する。その結果、残留トナー量は０．１ｇ／ｍ2まで低減する。この残留トナー量であれば、転写中抜けは生じ難く、観者は、画像劣化を認識することは難しい。このように、画像形成装置１は、高湿環境ではθｄを適切に調整して、転写中抜けの発生を抑制して、高品質な画像を提供することが可能となる。
【００６１】
（変形例）
次に、第一実施形態の変形例について説明する。変形例に係る制御系は、図１０に示す通りであるため、以下の説明では図１０を援用する。ただし、制御回路３７は、本変形例では、図１２のフロー図に示す処理を行って、高湿時に転写中抜けの発生を抑制する。
【００６２】
図１２において、制御回路３７は、印刷ジョブを受け付けると、印刷モードを判別して、印刷処理を開始する。ここでは、カラー印刷モードと判別されたと仮定して、説明を行う。
【００６３】
印刷処理の開始後、制御回路３７は、第一実施形態のＳ０１，Ｓ０２と同様の処理を行う（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００６４】
制御回路３７は、湿度情報が基準値以上の第一湿度であれば、各色のスクリーン角度θａ，θｂ，θｃおよびθｄとして下記の角度を選択する（Ｓ１３）。
θａ：９０°
θｂ：８０°
θｃ：７０°
θｄ：６０°
【００６５】
それに対し、制御回路３７は、湿度情報が基準値未満の第二湿度であれば、θａ〜θｄとして下記の角度を選択する（Ｓ１４）。
θａ：６０°
θｂ：５０°
θｃ：４０°
θｄ：３０°
【００６６】
Ｓ１３またはＳ１４の後、制御回路３７は、第一実施形態のＳ０５と同様の処理を行う（Ｓ１５）。その後、制御回路３７は、次の印刷ジョブを待機する。
【００６７】
（変形例の作用・効果）
以上説明した処理によれば、カラー印刷モードの場合においても、低湿環境下では、各色のθとして相対的に０°に近い値が選択されるため、画像形成装置１は高品質な画像を印刷することが可能となる。それに対し、高湿環境下では、各色のθとして相対的に９０°に近い値が選択されるため、高湿環境でもθを適切に調整して、転写中抜けの発生を抑制して、高品質な画像を提供することができる。
【００６８】
（付記）
なお、上記実施形態または上記変形例では、制御回路３７は、画像形成装置１内に設けられた湿度センサ３９から取得するとして説明した。しかし、これに限らず、制御回路３７は、画像形成装置１の外部に設けられた湿度センサから通信により、湿度情報を取得しても構わない。また、ユーザが操作パネルを操作にて湿度情報を入力し、制御回路３７は、かかる湿度情報を取得しても構わない。
【００６９】
また、上記では、像担持体の一例としての感光体ドラム３１と、転写媒体の一例としての中間転写ベルト２１との分離時に転写中抜けが発生するとして説明した。しかし、転写中抜けは、これ以外の箇所でも起こりうる。例えば、モノクロ印刷専用プリンタ等は、中間転写ベルトを備えておらず、像担持体の一例としての感光体ドラムが担持するトナー像を、転写媒体の他の例としてのシートに転写する。この感光体ドラムとシートの間でも転写中抜けは生じうる。他にも、フルカラープリンタ等は、像担持体の他の例としての中間転写ベルトが担持する合成トナー像を、転写媒体の他の例としてのシートに転写する。この中間転写ベルトとシートとの間でも転写中抜けは生じうる。よって、これらの部分で生じうる転写中抜けを防止すべく、θの設定が行われても構わない。なお、この点に関しては、下記の第二実施形態および第三実施形態でも同様に当てはまる。
【００７０】
また、上記では、制御回路３７は、取得した湿度情報が基準値以上か未満かに基づき、適切なθを選択していた。しかし、これに限らず、制御回路３７は、例えばプログラムメモリ内に、湿度情報が表す値毎にθを記述したテーブルを保持する。ここで、テーブルには、低湿になればなるほど０°に近いθが記述され、高湿になればなるほど９０°に近いθが記述される。そして、制御回路３７は、取得した湿度情報に対応するθをテーブルから読み出して、露光処理に用いる。
【００７１】
（第二実施形態）
図１３は、本発明の第二実施形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。図１３には、上記の露光手段１７と、感光体ドラム３１と、制御回路３７とに加え、第一カウンタ４１とが示されている。第一カウンタ４１は、現像手段３５の駆動量として、例えば総駆動時間をカウントして制御回路３７に出力する。制御回路３７の構成は上記の通りである。本実施形態の制御回路３７は、図１４のフロー図に示す処理を行って、トナー劣化時の転写中抜けの発生を抑制する。
【００７２】
図１４において、制御回路３７は、印刷ジョブに応答して印刷モードを判別して、印刷処理を開始する。ここでは、モノクロ印刷モードと判別されたと仮定して、説明を行う。
【００７３】
印刷処理の開始後、制御回路３７は、第一カウンタ４１がカウントした駆動量を取得する（Ｓ２１）。
【００７４】
次に、制御回路３７は、Ｓ２１で取得した駆動量が所定の基準値（例えば１００時間）以上か否かを判断する（Ｓ２２）。
【００７５】
制御回路３７は、駆動量が基準値以上の値（以下、第一駆動量という）と判断すれば、相対的に９０°に近い値（例えば６０°）をθｄとして選択する（Ｓ２３）。
【００７６】
それに対し、制御回路３７は、駆動量が基準値未満の値（以下、第二駆動量という）と判断すれば、相対的に０°に近い値（例えば３０°）をθｄとして選択する（Ｓ２４）。
【００７７】
Ｓ２３またはＳ２４の後、制御回路３７は、第一実施形態のＳ０５と同様の処理を行う（Ｓ２５）。その後、制御回路３７は、次の印刷ジョブを待機する。
【００７８】
（第二実施形態の作用・効果）
上記において、現像手段３５の駆動量はトナー劣化度合いを表している。この駆動量が第二駆動量の場合、トナーの劣化が進んでおらず、図７を参照して説明したように、θｄとして相対的に０°に近い値が選択され、これによって、画像形成装置１は高品質な画像を印刷することが可能となる。それに対し、第一駆動量の場合、トナーの劣化が進んでおり、θｄとして相対的に９０°に近い値が選択されるため、図８を参照して説明したように、転写中抜けの発生を抑制して、高品質な画像を提供することができる。
【００７９】
（付記）
なお、上記説明では、制御回路３７は、トナーの劣化度合いを現像手段３５の駆動量に基づき判断していた。しかし、これに限らず、この判断は、現像バイアス電圧の印加時に現像ローラに流れる電流値や印刷枚数のようにトナーの劣化度合いと相関があるパラメータに基づけばよい。
【００８０】
また、第一実施形態と同様に、カラー印刷モードにおいて各色のスクリーン角度θａ〜θｄがトナーの劣化度合いに応じて選択されても構わない。
【００８１】
また、θｄは、必ずしも、駆動量が第一駆動量であれば相対的に９０°に近く、かつ駆動量が第二駆動量であれば相対的に０°に近いことが好ましいとは限らない。つまり、トナーの特性によっては、その劣化度合いが進むほど（つまり、現像手段３５の駆動量が多くなるほど）、吸着力が弱くなるものもある。このような場合には、上記とは逆に、θｄは、トナーの劣化が進めば（つまり、駆動量が第一駆動量であれば）、相対的に０°に近く設定され、駆動量が第二駆動量であれば、相対的に９０°に近くても構わない。
【００８２】
（第三実施形態）
図１５は、本発明の第三実施形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。図１５には、上記の露光手段１７と、感光体ドラム３１と、制御回路３７とに加え、第二カウンタ４３とが示されている。第二カウンタ４３は、転写ローラ１９の駆動量として、例えば総駆動時間をカウントして制御回路３７に出力する。制御回路３７の構成は上記の通りである。本実施形態の制御回路３７は、図１６のフロー図に示す処理を行って、初期転写圧力が高い時の転写中抜けの発生を抑制する。
【００８３】
図１５において、制御回路３７は、印刷ジョブに応答して印刷モードを判別して、印刷処理を開始する。ここでは、モノクロ印刷モードと判別されたと仮定して、説明を行う。
【００８４】
印刷処理の開始後、制御回路３７は、第二カウンタ４３がカウントした駆動量を取得する（Ｓ３１）。
【００８５】
次に、制御回路３７は、Ｓ３１で取得した駆動量が所定の基準値（例えば１００時間）未満か否かを判断する（Ｓ３２）。
【００８６】
制御回路３７は、駆動量が基準値未満の値（以下、第一駆動量という）であれば、相対的に９０°に近い値（例えば６０°）をθｄとして選択する（Ｓ３３）。
【００８７】
逆に、制御回路３７は、駆動量が基準値未満の値（以下、第二駆動量という）であれば、相対的に０°に近い値（例えば３０°）をθｄとして選択する（Ｓ３４）。
【００８８】
Ｓ３３またはＳ３４の後、制御回路３７は、第一実施形態のＳ０５と同様の処理を行う（Ｓ３５）。その後、制御回路３７は、次の印刷ジョブを待機する。
【００８９】
（第三実施形態の作用・効果）
上記において、転写ローラ１９の駆動量は、転写ローラ１９の使用期間と相関がある。この駆動量が第一駆動量の場合、転写ローラは初期の高い転写圧力を有しており、図５を参照して説明したように、θｄとして相対的に９０°に近い値が選択される。これによって、画像形成装置１は、高い初期転写圧力に起因する転写中抜けの発生を抑制し、高品質な画像を印刷することが可能となる。
【００９０】
（付記）
なお、上記説明では、制御回路３７は、転写ローラ１９の使用期間を、転写ローラ１９の駆動量に基づき判断していた。しかし、これに限らず、この判断は、転写ローラ１９の使用期間と相関があるパラメータに基づけばよい。
【００９１】
また、第一実施形態と同様に、カラー印刷モードにおいてθａ〜θｄが転写ローラ１９の使用期間に応じて選択されても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明に係る画像形成装置は、転写中抜けが生じ難くなり、プリンタ、複写機、ファクシミリおよびこれらの機能を有する複合機等に好適である。
【符号の説明】
【００９３】
１  画像形成装置
１７  露光手段
１９  転写ローラ
２１  中間転写ベルト
２７  二次転写ローラ
２９  作像手段
３１  感光体ドラム
３３  帯電手段
３５  現像手段
３７  制御回路
３９  湿度センサ
４１  第一カウンタ
４３  第二カウンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2014134663.tif 000017
【図１６】
2014134663.tif 000018
【図１７Ａ】
2014134663.tif 000019
【図１７Ｂ】
2014134663.tif 000020
【図１８Ａ】
2014134663.tif 000021
【図１８Ｂ】
2014134663.tif 000022
【図１８Ｃ】
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