(57)【要約】  【課題】  用紙の含水率を正確に測定し、これを転写や定着の制御に活かすことにより、好適な画像品質を維持することが可能な画像形成装置を提供する。  【解決手段】  プリンタ１は、感光体ドラム２１表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する転写部３０と、未定着トナー像を用紙Ｐに定着させる定着部４０と、これらを制御する制御部６０とを備える。レジストローラ６のすぐ上流側の給紙用用紙搬送路４近傍には、水分センサ５０を備える。制御部６０は、この水分センサ５０からの情報を受けて、給紙用用紙搬送路４を通過する用紙Ｐの含水率に基づき、転写部３０及び／または定着部４０を制御する。これにより、用紙Ｐの含水率の変化が転写や定着の結果に影響を与えることに対応し、用紙Ｐへの画像形成動作を調整することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体表面に形成されたトナー像を用紙に転写する転写部と、未定着トナー像を用紙に定着させる定着部と、前記転写部に用紙を導く用紙搬送路と、前記転写部、及び定着部を制御する制御部とを備えた画像形成装置において、
前記用紙搬送路近傍に、用紙の含水率を検知する水分センサを備え、前記制御部は、用紙の含水率に基づいて、前記転写部及び／または定着部を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、用紙の含水率に基づいて、前記転写部の転写電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、用紙の含水率に基づいて、前記定着部の定着温度を制御することを特徴とする請求項１または請求項２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、複写機やプリンタに代表される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに代表される画像形成装置には、像担持体表面に形成されたトナー像を用紙に転写する転写部や、未定着トナー像を用紙に定着させる定着部等の、用紙に画像を形成するための様々な構成要素が要所に配置されている。画像形成装置の制御部は、転写部において用紙へのトナー像の転写に必要な転写電流を制御したり、定着部において未定着トナー像の定着を実現するための定着温度を制御したりする。
【０００３】
ここで、印刷に使用される用紙は、その物理特性が常に一定であるとは限らず、周囲の温度や湿度に左右される。用紙に含まれる水分量が増加すると、トナー像の用紙への転写や定着に悪影響を及ぼし、画像品質の大幅な低下が懸念される。そして、近年需要が高いカラー用の画像形成装置においては、用紙の含水率の影響を特に受けやすく、均一な光沢を得ることができないといった問題が発生する可能性が高い。このような問題を解決すべく、用紙に含まれる水分量を考慮して、画像形成動作を制御する手法が特許文献１に提案されている。
【特許文献１】特開平５−３１３５１７号公報（第３−４頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の画像形成装置は、含まれる水分量により様々な性質に変化する用紙に最適な転写電流を、用紙の電気抵抗を検知することにより制御するようにしている。しかしながら、用紙の電気抵抗は、用紙に含まれる水分量だけでなく、用紙の種類によっても変化することがある。したがって、同じ抵抗値であっても、紙質によっては含水率が異なることがあるので、電気抵抗によって用紙の純粋な含水率を求めることは困難である。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、用紙の含水率を正確に測定し、これを転写や定着の制御に活かすことにより、好適な画像品質を維持することが可能な高性能な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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は、像担持体表面に形成されたトナー像を用紙に転写する転写部と、未定着トナー像を用紙に定着させる定着部と、前記転写部に用紙を導く用紙搬送路と、前記転写部、及び定着部を制御する制御部とを備えた画像形成装置において、前記用紙搬送路近傍に、用紙の含水率を検知する水分センサを備え、前記制御部は、用紙の含水率に基づいて、前記転写部及び／または定着部を制御することとした。
【０００７】
また、前記制御部は、用紙の含水率に基づいて、前記転写部の転写電流を制御することとした。
【０００８】
また、前記制御部は、用紙の含水率に基づいて、前記定着部の定着温度を制御することとした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の構成によれば、転写部、定着部、及びこれらを制御する制御部を備えた画像形成装置において、転写部に用紙を導く用紙搬送路近傍に、用紙の含水率を検知する水分センサを備え、制御部は、用紙の含水率に基づいて、転写部及び／または定着部を制御することとしたので、用紙の含水率の変化が転写や定着の結果に影響を与えることに対応し、用紙への画像形成動作を調整することができる。すなわち、用紙の含水率が変化したとしても、含水率を正確に測定し、これを転写や定着の制御に活かすことにより、含水率の上昇に伴う画像不良を防止して、好適な画像品質を維持することが可能となる。
【００１０】
また、制御部は、用紙の含水率に基づいて、転写部の転写電流を制御することとしたので、用紙の含水率が高くなるに従って、像担持体表面に形成されたトナー像が用紙に適正に転写し難くなり、転写性能が悪化することに起因する画像品質の低下に対応することができる。したがって、用紙の含水率の変化に対応して、正確に転写電流を設定することができ、好適な転写性能を得ることが可能となる。
【００１１】
また、制御部は、用紙の含水率に基づいて、定着部の定着温度を制御することとしたので、用紙の含水率が高くなるに従って、用紙上の未定着トナーの温度が上昇し難くなり、定着性能が悪化することに起因する画像品質の低下に対応することができる。したがって、用紙の含水率の変化に対応して、正確に定着温度を設定することができ、好適な定着性能を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図１〜図４に基づき説明する。
【００１３】
最初に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明する。図１は、画像形成装置の一例であるプリンタの概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。図１において右方がプリンタの前面側、左方が背面側である。
【００１４】
図１に示すように、プリンタ１の本体２の内部下方には、用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３の内部には、用紙Ｐが積まれて収容されている。そして、この用紙Ｐは、図１において用紙カセット３の右上方に向けて送り出される。用紙カセット３は、本体２の前面側、すなわち図１において右方から水平に引き出すことが可能である。
【００１５】
用紙カセット３の用紙供給方向下流には、給紙用用紙搬送路４、給紙用搬送ローラ５、レジストローラ６、画像形成部２０、及び転写部３０が配置されている。画像形成部２０には、その中心に、像担持体である感光体ドラム２１が備えられている。画像形成部２０の上方には光学部７が備えられ、ここからレーザ光Ｌが感光体ドラム２１に向かって照射される。図中の一点鎖線がレーザ光Ｌを示す。転写部３０には、転写部材である転写ローラ３１が備えられている。転写ローラ３１は、感光体ドラム２１に下方から圧接し、トナー像を用紙Ｐに転写するための転写ニップ部を形成する。
【００１６】
画像形成部２０、及び転写部３０の用紙搬送方向下流には、定着部４０、排出用用紙搬送路８、及び用紙排出部９が配置されている。用紙排出部９は、本体２の上面に、印刷済みの用紙Ｐを外部から取り出し可能な位置に設けられている。
【００１７】
定着部４０、及び転写部３０の下方であって、用紙カセット３との間には、両面印刷用用紙搬送路１０が配置されている。両面印刷用用紙搬送路１０は、排出用用紙搬送路８の途中から分岐し、給紙用搬送ローラ５のすぐ上流で給紙用用紙搬送路４に合流している。
【００１８】
上記構成のプリンタ１は、次のように印刷動作を行う。
【００１９】
印刷前の用紙Ｐは、用紙カセット３に積み重ね状態で収容され、ここから１枚ずつ分離して送り出される。送り出された用紙Ｐは、給紙用用紙搬送路４に進入し、給紙用搬送ローラ５により搬送されて、レジストローラ６に到達する。レジストローラ６は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部２０で形成されるトナー画像とのタイミングを計り、用紙Ｐを転写部３０へと送り出す。
【００２０】
外部コンピュータ（図示せず）からの文字や図形、模様等の画像データ信号がプリンタ１に送信され、この画像データに基づき、光学部７にて制御されるレーザ光Ｌが照射される。これにより、画像形成部２０において、感光体ドラム２１上に原稿画像の静電潜像が作られ、この静電潜像から感光体ドラム２１上にトナー像が形成される。トナー像は、前記レジストローラ６によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、感光体ドラム２１と転写部３０の転写ローラ３１とが圧接して形成される転写ニップ部にて転写される。
【００２１】
その後、未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着部４０へと送られ、熱ローラ４１によりトナー像が定着される。定着部４０から排出された用紙Ｐは、排出用用紙搬送路８を通って上方へ送られ、本体２の上面に設けられた用紙排出部９に排出される。
【００２２】
両面印刷を行う場合、定着部４０から排出された用紙Ｐは、排出用用紙搬送路８を通って用紙排出部９に排出される直前に、その搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Ｐは、両面印刷用用紙搬送路１０に送られ、給紙用搬送ローラ５のすぐ上流で給紙用用紙搬送路４に合流せしめられて、再度転写部３０へと送られる。
【００２３】
続いて、プリンタ１の給紙用用紙搬送路４から定着部４０にかけての部分の詳細な構成について、図２を用いて説明する。図２は、給紙用用紙搬送路から定着部にかけての部分の概略構造を示す模型的垂直断面図及び制御回路の概略図である。
【００２４】
図２に示すように、給紙用用紙搬送路４上には、給紙用搬送ローラ５、及びレジストローラ６が備えられている。なお、給紙用搬送ローラ５、及びレジストローラ６は互いに接触するローラのペアにより構成される。給紙用搬送ローラ５は、図示しないモータ等で構成される駆動手段により回転せしめられ、用紙カセット３から給紙用用紙搬送路４に送り込まれた用紙Ｐを、レジストローラ６に向かって搬送する。レジストローラ６は、用紙Ｐにトナー像を転写する転写部３０に向けて、トナー像形成と同期をとって用紙Ｐを送り出す。レジストローラ６も給紙用搬送ローラ５と同様に、図示しないモータ等で構成される駆動手段により回転せしめられる。
【００２５】
また、これらのローラの間であって、レジストローラ６のすぐ上流側の給紙用用紙搬送路４近傍には、水分センサ５０が備えられている。水分センサ５０は、赤外線方式や、マイクロ波方式のセンサで構成され、用紙Ｐの含水率を検知するものであって、用紙Ｐの搬送の邪魔にならないように配置されている。この水分センサ５０が、給紙用用紙搬送路４を通過する用紙Ｐの含水率を検知する。
【００２６】
画像形成部２０には、像担持体である感光体ドラム２１が設けられ、この感光体ドラム２１の回転方向に沿って順に、主帯電装置２２と、現像装置２３と、クリーニング装置２４とが配置されている。
【００２７】
感光体ドラム２１は、図示しない駆動手段によって、その周速度が用紙搬送速度と同じになるように回転せしめられている。感光体ドラム２１は、その表面が、主帯電装置２２により所定の極性及び電位で一様に帯電せしめられる。
【００２８】
現像装置２３には、感光体ドラム２１に当接する現像ローラ２３ａが設けられている。現像ローラ２３ａには、感光体ドラム２１の帯電極性と同極性のバイアスが印加される。この現像ローラ２３ａにより、現像剤であるトナーが帯電せしめられるとともに感光体ドラム２１の表面に供給され、静電潜像が現像される。クリーニング装置２４は、トナー像を用紙Ｐに転写した後に、感光体ドラム２１表面に残留するトナーをかき取り回収する。
【００２９】
転写部３０には、転写部材である転写ローラ３１が設けられている。この転写ローラ３１が前記感光体ドラム２１と接触し、用紙Ｐを挿通させる転写ニップを形成する。転写ローラ３１は、図示しない駆動手段によって、その周速度が感光体ドラム２１の周速度と同じになるように回転せしめられている。また、転写ローラ３１には、用紙Ｐへの画像形成時に必要に応じて、転写電流、及びクリーニング電流が印加される。
【００３０】
定着部４０には、熱ローラ４１が備えられている。熱ローラ４１は、図示しない駆動手段によって、その周速度が用紙搬送速度と同じになるように回転せしめられている。熱ローラ４１の内部には、熱源であるハロゲンヒータ４２が配置されている。そして、加圧ローラ４３が、熱ローラ４１と当接することで用紙Ｐを挿通させるニップを形成する。加圧ローラ４３は、熱ローラ４１と当接することにより、熱ローラ４１の回転に従って回転せしめられる。
【００３１】
さらに、プリンタ１には、制御部６０が備えられている。制御部６０は、予め設定された条件で、転写部３０及び／または定着部４０を制御する。また、制御部６０は、レジストローラ６のすぐ上流側の水分センサ５０からの情報を受けて、給紙用用紙搬送路４を通過する用紙Ｐの含水率に基づき、転写部３０及び／または定着部４０を制御する。これにより、用紙Ｐの含水率の変化が転写や定着の結果に影響を与えることに対応し、用紙Ｐへの画像形成動作を調整することができる。すなわち、用紙Ｐの含水率が変化したとしても、含水率を正確に測定し、これを転写や定着の制御に活かすことにより、含水率の上昇に伴う画像不良を防止して、好適な画像品質を維持することが可能となる。
【００３２】
次に、上記のようなプリンタ１における、用紙Ｐの含水率の変化に対応した転写部３０、及び定着部４０の動作方法について、図３、及び図４を用いて説明する。図３は用紙の含水率に対するトナー像転写時の転写電流を示すグラフ、図４は用紙の含水率に対するトナー像定着時の定着温度を示すグラフである。これらのグラフの横軸は画像形成に用いる用紙の含水率を示し、縦軸は画像形成動作時における転写電流、または定着温度の値を示している。
【００３３】
転写部３０の制御については、図３に示すグラフのように対応する。すなわち、制御部６０は、水分センサ５０により検知された用紙Ｐの含水率が高くなるに従って、転写ローラ３１に印加する転写電流を高く設定して転写部３０を動作させる。これにより、用紙Ｐの含水率が高くなるに従って、感光体ドラム２１表面に形成されたトナー像が用紙Ｐに転写し難くなり、転写性能が悪化することに起因する画像品質の低下に対応することができる。したがって、用紙Ｐの含水率の変化に対応して、正確に転写電流を設定することができ、好適な転写性能を得ることが可能となる。
【００３４】
定着部４０の制御については、図４に示すグラフのように対応する。すなわち、制御部６０は、水分センサ５０により検知された用紙Ｐの含水率が高くなるに従って、熱ローラ４１の温度を上昇させ、定着温度を高く設定して定着部４０を動作させる。これにより、用紙Ｐの含水率が高くなるに従って、用紙上の未定着トナーの温度が上昇し難くなり、定着性能が悪化することに起因する画像品質の低下に対応することができる。したがって、用紙Ｐの含水率の変化に対応して、正確に定着温度を設定することができ、好適な定着性能を得ることが可能となる。
【００３５】
なお、請求項２、及び請求項３に記載の構成は、排他的なものではなく、組み合わせて実施することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、像担持体表面に形成されたトナー像を用紙に転写する転写部と、未定着トナー像を用紙に定着させる定着部とを備えた画像形成装置全般において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの模型的垂直断面左側面図である。
【図２】図１のプリンタの給紙用用紙搬送路から定着部にかけての部分を示す模型的垂直断面図及び制御回路の概略図である。
【図３】用紙の含水率に対するトナー像転写時の転写電流を示すグラフである。
【図４】用紙の含水率に対するトナー像定着時の定着温度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１    プリンタ（画像形成装置）
２    本体
４    給紙用用紙搬送路
５    給紙用搬送ローラ
６    レジストローラ
２０  画像形成部
２１  感光体ドラム（像担持体）
３０  転写部
３１  転写ローラ
４０  定着部
４１  熱ローラ
５０  水分センサ
６０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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