(57)【要約】【課題】  コート紙、光沢紙、光沢フィルム等を記録材として使用した場合であっても、細線画像の太りを防止し、かつベタ画像部や非画像部において画像濃度ムラやカブリが発生しない画像形成装置を提供する。【解決手段】  記録材の平滑性を検知し平滑性情報を帯電制御手段に入力し帯電量を制御する。【選択図】        図１
2006126245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電された像担持体を画像形成信号に基づき露光する露光手段と、露光された像担持体を現像してトナー像を形成する現像手段と、像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材上のトナー像を加熱定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
記録材の平滑性を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された記録材の平滑性に基づき前記帯電手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電された像担持体を画像形成信号に基づき露光する露光手段と、露光された像担持体を現像してトナー像を形成する現像手段と、像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材上のトナー像を加熱定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
トナー像を形成する記録材を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された記録材の種類に基づき前記帯電手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記帯電手段が前記像担持体を帯電させるときの帯電電圧を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電手段は、主帯電電極及び制御電極を有するスコロトロン方式帯電手段であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項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、画像形成装置に関する。より詳しくは、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画質の向上を目的として表面を顔料等でコートしたコート紙や、カレンダーロール等で表面が平滑化された光沢紙の平滑性の高い記録材に電子写真方式で画像形成することが行われている。
【０００３】
一方、ＯＨＴ用紙、光沢紙や、光沢フィルム、厚紙や封筒など、普通紙印字では必ずしも最適画像を得られるとは限らないメディアに対する画質を向上するために、ユーザにより入力される、あるいは検知手段により検知されたメディア指定情報により、現像スリーブ周速、現像バイアス値、一次転写バイアス値、二次転写バイアス値、二次転写速度又は定着速度を選択設定することが提案されている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２０００−１７２１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、平滑性の高い記録材においては、定着手段で溶融されたトナーが記録紙に十分に浸透せず、記録紙表面に広がる傾向があり、例えば細線を形成する場合には線が太くなるという場合があった。
【０００５】
また、特許文献１の如く、光沢紙や、光沢フィルムにおいて現像スリーブ周速、現像バイアス値、一次転写バイアス値，二次転写バイアス値を変更することにより細線画像部のトナー量を少なくし、細線の太りを防止することは可能であったが、ベタ画像部のトナー付着量も少なくなってしまい、画像濃度不足や画像濃度ムラが発生する可能性があった。
【０００６】
さらに、細線の太りを防止するために二次転写速度や定着速度を変更する場合でも、細線画像部以外の例えばベタ画像部や非画像部において画像濃度ムラやカブリが発生する場合があった。
【０００７】
そこで本発明は、コート紙、光沢紙、光沢フィルム等（以下これらのメディアを総称して特殊紙と呼ぶ）を記録材として使用した場合であっても、細線画像の太りを防止し、かつベタ画像部や非画像部において画像濃度ムラやカブリが発生しない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】
【０００８】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【０００９】
（請求項１）
像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電された像担持体を画像形成信号に基づき露光する露光手段と、露光された像担持体を現像してトナー像を形成する現像手段と、像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材上のトナー像を加熱定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
記録材の平滑性を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された記録材の平滑性に基づき前記帯電手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
（請求項２）
像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電された像担持体を画像形成信号に基づき露光する露光手段と、露光された像担持体を現像してトナー像を形成する現像手段と、像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材上のトナー像を加熱定着する定着手段とを有する画像形成装置において、
トナー像を形成する記録材を選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された記録材の種類に基づき前記帯電手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【００１１】
（請求項３）
前記制御手段は、前記帯電手段が前記像担持体を帯電させるときの帯電電圧を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【００１２】
（請求項４）
前記帯電手段は、主帯電電極及び制御電極を有するスコロトロン方式帯電手段であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、記録材の平滑性を検知し、検知された平滑性情報又は記録材を選択する選択手段で選択された記録材情報を帯電制御手段に入力し像担持体の帯電量を制御することにより、細線画像の太りを防止し、かつベタ画像部や非画像部において画像濃度ムラやカブリが発生しない良好な画像を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は本発明に係わる画像形成装置１の構成を概念的に示す断面図である。
【００１６】
図１において、ドラム状の像担持体である感光体ドラム１０は、例えば、アルミ部材によって形成される円筒状の金属基体を内側に設け、表面にオーバーコート層（保護層）を設けた有機感光体層（ＯＰＣ）を該基体の外周に形成したものであり、接地された状態で図１の矢印ａで示す方向に回転される。
【００１７】
１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器であり、感光体ドラム１０の前述した有機感光体層に対し所定の電位に保持されたグリッドと放電ワイヤによるコロナ放電とによって帯電作用を行い、感光体ドラム１０に対し一様な電位を与える。
【００１８】
感光体ドラム１０はその周面に対して、スコロトロン帯電器１１により、使用されるトナー（現像時のトナー）と同極性（本実施形態においてはマイナス極性）のコロナ放電により一様に帯電された後、露光手段である露光光学系１２により画像信号に基づいた画像露光が行われる。
【００１９】
露光光学系１２は図示しないスキャナで読み取られた原稿画像の画像データに基づいて制御された不図示のレーザ光源から発光されるレーザ光を回転多面鏡１２ｂにより回転走査し、ｆθレンズ１２ｃ、反射ミラー１２ｄ等を経て感光体ドラム１０上を画像信号に対応する電気信号による走査露光（主走査）を行い、感光体ドラム１０の回転走査（副走査）によって感光体ドラム１０の表面の感光体層に原稿画像に対応する静電潜像を形成する。
【００２０】
トナー粒子とキャリア粒子とで構成される二成分現像剤を内包する現像手段である現像器１３が設けられていて、感光体ドラム１０に形成された潜像の現像が該現像剤を担持する現像スリーブ１３１によって行われる。現像は現像剤搬送体としての現像スリーブ１３１と感光体ドラム１０との間にトナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）の直流電圧が交流電圧に重畳された現像バイアスの印加により非接触あるいは接触の状態で反転現像にて行われる。
【００２１】
本発明においては、体積平均粒径２０〜４５μｍの小粒径キャリア粒子及び体積平均粒径３〜６．５μｍの小粒径トナー粒子からなる現像剤を用いるので、非接触現像での、振動電界によってトナーの移行制御を効果的に行うことができる。
【００２２】
なお体積平均粒径は、キャリア粒子については、例えば、湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ＨＥＲＯＳ」（ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製）により測定でき、トナー粒子については、例えば、コールターカウンターＴＡ−II型（アパーチャー１００μｍ、コールター社製）で測定できる。
【００２３】
一方、記録材収納部１５には、記録材Ｐを積層状態で収納する給紙カセット１５１、１５２が上下方向に配列してあり、記録材Ｐが給紙カセット１５１又は１５２のいずれか一方より、送り出しローラ１５ａにより送り出され、給送ローラ１５ｂにより給送されてタイミングローラ１５ｃへ搬送される。
【００２４】
記録材Ｐは、タイミングローラ１５ｃの駆動によって、感光体ドラム１０上のトナー像の搬送に同期して転写手段である転写ローラ１６ａの転写域へと給送される。
【００２５】
送り出しローラ１５ａとタイミングローラ１５ｃの間に記録材の表面を検知するフォトセンサの発光部Ｌ１とフォトセンサ受光部Ｌ２が設けてある。本実施の形態においては、フォトセンサ発光部Ｌ１とフォトセンサ受光部Ｌ２は協働して記録材Ｐの光沢度を検知する検知手段Ｌとして機能する。一般に記録材の光沢度と平滑性とは高い相関性があり、検知手段Ｌは記録材の平滑性を検知する検知手段として機能するものである。
【００２６】
フォトセンサ発光部Ｌ１とフォトセンサ受光部Ｌ２の設置について、記録材Ｐの法線方向とフォトセンサ発光部Ｌ１とのなす角θ１と、同じく法線方向とフォトセンサ受光部Ｌ２とのなす角θ２は、θ１＝θ２とし、１０°≦θ１≦４５°とすることが好ましい。なお、検知手段の設置位置は、例えば記録材収納部１５に配置してもよい。
【００２７】
転写手段である転写ローラ１６ａは感光体ドラム１０の周速度に同期して、転写域において感光体ドラム１０と同方向に回動されており、転写域に給紙された記録材Ｐは転写ローラ１６ａと感光体ドラム１０との間でトナー像に密着され、転写ローラ１６ａへの１〜２ｋＶのトナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）のバイアス電圧の印加により、感光体ドラム１０上のトナー像が記録材Ｐ上に転写される。
【００２８】
トナー像が転写された記録材Ｐは鋸歯状電極板からなる除電電極１６ｂの除電により感光体ドラム１０から分離され、少なくとも一方のローラの内部にヒータを有する定着ローラ１７ａと圧着ローラ１７ｂとを有する定着手段である定着装置１７へと搬送され、定着ローラ１７ａと、圧着ローラ１７ｂとの間で熱と圧力とを加えられることにより記録材Ｐ上の付着トナーが定着され、排紙ローラ１８により装置外部へ排出される。
【００２９】
感光体ドラム１０の周面上に残った未転写トナーは、像形成体のクリーニング手段であるクリーニング装置１９０に至り、感光体ドラム１０に当接する部材であるクリーニングブレード１９１によりクリーニングされる。クリーニングブレード１９１によりクリーニングされたトナーは、スクリュウ１９２により不図示の廃トナー容器に回収される。
【００３０】
なお上記の実施形態において、像形成体に形成したトナー像を、一旦ベルト状あるいはドラム状の中間転写体上に転写した後、該中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写するような画像形成装置とし、上述したクリーニング手段を適用するようにしてもよい。
【００３１】
図１のスコロトロン帯電器１１について、図２を用いて説明する。図２は、スコロトロン帯電器１１の構成を示す概念図である。なお、図１と同一の構成には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
スコロトロン帯電器１１は感光体ドラム１０に対して放電を行う放電ワイヤ（主電極と呼ぶ）１１１と感光体ドラム１１の帯電量を制御する制御グリッド電極１１２からなり、主電極１１１及びグリッド電極１１２に対してそれぞれ所定の電圧が印加されるようになっている。
【００３３】
本発明に係る画像形成装置の機能的構成について、図３を用いて説明する。図３は、図１に示した画像形成装置１の機能的構成を示すブロック図である。
【００３４】
画像形成装置１は、制御部１０１、記憶部１０２、操作表示部１０３、画像形成部１０４、用紙搬送部１０５、スキャナ１０６、画像処理部１０７等から構成される。
【００３５】
制御手段として機能する制御部１０１は、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）やワークメモリ等から構成され、図示しない記憶部１０２に記憶されているプログラムをワークメモリに読みだし、当該プログラムに従って画像形成装置１の各部を集中制御する。
【００３６】
記憶手段として機能する記憶部１０２は、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の不揮発性の半導体メモリにより構成され、不揮発メモリには画像形成装置１で実行可能な各種プログラムや機能に応じた設定内容、画像ファイルなどを記憶する。また、記憶部１０２は、図１の給紙カセット１５１及び１５２のそれぞれに対応付けて、それぞれに収納された記録材Ｐの用紙種別（例えば、「普通紙」「厚紙」「コート紙」等）を記憶する領域を有する。
【００３７】
操作表示部１０３は、タッチパネルと各種操作ボタンとから構成され、ユーザに各種の案内表示や状態表示を行ったり、ユーザから各種の操作を受け付ける機能を有し、手指や専用のタッチペン等で押された力点のＸＹ座標やボタン操作を検出し、操作信号として制御部１０１に出力する。また、操作表示部１０３は、図１の給紙カセット１５１及び１５２のそれぞれに対応付けて、それぞれに収納された記録材Ｐの用紙種別（例えば、「普通紙」「厚紙」「コート紙」等）を入力することができる。さらに、操作表示部１０３は、図示しない給紙カセット選択ボタンを有し、選択ボタンで選択された給紙カセットに収納された記録材に画像形成されるようになっている。すなわち、操作表示部１０３は記録材選択手段として機能するものである。
【００３８】
画像形成部１０４には、図１に示した露光光学系１２、現像器１３、転写ローラ１６ａ、除電電極１６ｂ、定着装置１７、クリーニング装置１９０等が含まれ、図１に示した検知手段Ｌ並びに図２に示したスコロトロン帯電器１１も画像形成部１０４の一部を構成し、制御部１０１により制御される。
【００３９】
用紙搬送部１０５には、記録材収納部１５、送り出しローラ１５ａ、給送ローラ１５ｂ、タイミングローラ１５ｃ等が含まれる。
【００４０】
画像処理部１０７は、スキャナ１０６で読み取られた原稿画像の画像データに対して、ガンマ補正、エッジ強調処理、スムージング処理等の画像処理を行い、画像形成部１０４で適正な画像が形成されるようにする。
【００４１】
本発明に係る画像形成装置の動作について、図４を用いて説明する。図４は、画像形成装置１の画像形成処理の流れを示すフローチャートである。なお、図４のフローチャートにおいては電源が投入され、画像形成部１０４を構成する各部のウォーミングアップ等が完了してからのものである。
【００４２】
ステップＳ１において、図３の操作表示部１０３をユーザが操作することにより、コピー開始の指示が行われる。
【００４３】
ステップＳ２において、図３のスキャナ１０６により原稿画像が読み取られ、画像データが生成される。
【００４４】
ステップＳ３において、記録材Ｐが図１の給紙カセット１５１又は１５２のいずれか一方より送り出され搬送される。
【００４５】
ステップＳ４において、ステップＳ３で搬送された記録材Ｐの光沢度すなわち平滑性が図１に示した検知手段Ｌにより検知される。光沢度の検知は例えば、フォトセンサ発光部Ｌ１の発光電流値ａでフォトセンサ受光部Ｌ２の電流値ｂを除した値で近似することができ、一般にｂ／ａが０．４以下の場合は普通紙であり、０．４を越える場合は、コート紙、光沢紙、フィルム紙等である。
【００４６】
ステップＳ５において、ステップＳ４で検知されたｂ／ａで近似される光沢度が０．４以下であるか否かが判断される。ｂ／ａが０．４以下であると判断された場合（ステップＳ５；ＹＥＳ）、コート紙が搬送されたと判断してステップＳ６の処理が実行され、ｂ／ａが０．４以下でないと判断された場合（ステップＳ５；ＮＯ）、普通紙が搬送されたと判断してステップＳ７の処理が実行される。
【００４７】
ステップＳ６では、制御部１０１がスコロトロン帯電器１１を制御して感光体ドラム１０の表面電位が通常電位（例えば−５５０Ｖ）になるようにする。
【００４８】
ステップＳ７では、制御部１０１がスコロトロン帯電器１１を制御して感光体ドラム１０の表面電位がコート紙電位（例えば−６００Ｖ）になるようにする。併せて、画像処理部１０７を制御して、ベタ画像部と非画像部の境界領域の画像が１乃至数ドット太くなるように画像処理してもよい。
【００４９】
ステップＳ８では、ステップＳ６又はステップＳ７で設定された条件で、画像形成部１０４により記録材Ｐに画像が形成され、処理を終了する。
【００５０】
本実施の形態により、細線画像の太りを防止し、かつベタ画像部や非画像部において画像濃度ムラやカブリが発生しない画像形成装置が提供できるようにした。
【００５１】
図４のステップＳ６及びステップＳ７で制御される像担持体の表面電位について、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、本発明の通常電位に係る像担持体表面電位と現像バイアス値との関係を示した図であり、図５（ｂ）はステップＳ６に係る像担持体へのトナー付着の様子を模式的に示した図であり、図５（ｃ）はステップＳ７に係る像担持体へのトナー付着の様子を模式的に示した図である。
【００５２】
図５（ａ）に示したように、図４のステップＳ６の設定がされた場合、感光体ドラム１０の表面電位（暗部電位Ｖ０）は−５５０Ｖとなる。また、図１の現像器１３において、現像スリーブ１３１と感光体ドラム１０との間に印加される現像バイアスの直流成分（Ｖｄｃ）は−４００Ｖである。図１の露光光学系１２により露光された後の感光体ドラム１０の表面電位（明部電位Ｖｉ）は−１００Ｖであった。
【００５３】
本実施の形態に係る画像形成装置では、感光体ドラム１０の露光されたところにトナーが吸着する、いわゆる反転現像方式を採用している。
【００５４】
図５（ｂ）に示すように、感光体ドラム１０を露光すると、露光された領域ｎ１及びｎ３のドラム表面電位は明部表面電位Ｖｉまで低下する（以下、除電されたという）が、露光された範囲ｎ１，ｎ３に対して明部電位での除電範囲ｎ２，ｎ４は狭くなる。これは走査露光系１２のレーザビームのビーム幅と感光体ドラム１０上に転写されたトナー画像幅を実測すれば確認できる。記録材が普通紙の場合、このようにすることで所期の画像が得られるものである。
【００５５】
図５（ｃ）に示すように、暗部電位を−６５０Ｖにし、現像バイアス値は変化させない場合、明部電位の除電範囲ｎ５，ｎ６は、図５（ｂ）のｎ２、ｎ４よりもさらに狭くなり、トナー付着範囲も狭くなっている。ただしベタ部ｎ６は画像エッジ部が若干狭くなるが、全体の画像領域で見ると影響は少ない。
【００５６】
また、現像バイアス値はそのままであるので、
｜帯電電位｜−｜現像バイアス値｜＝２５０Ｖ
となり、トナーｔが感光体ドラム１０に引きつけられ易くなるため、非露光部にはカブリが発生しない。
【００５７】
本発明に係る画像形成装置の動作の他の実施の形態について、図６を用いて説明する。図６は、他の実施の形態に係る画像形成処理の流れを示すフローチャートである。図６において、使用者が操作表示部１０３を操作して記録材を選択し、選択した記録材に基づいてスコロトロン帯電器１１を制御する点を除いては、図５に示した処理と同様のものであるので、同様の処理については説明を省略する。
【００５８】
ステップＳ１１において、使用者が操作表示部１０３を操作して、記録材の収納された用紙カセット１５１又は１５２が選択される。
【００５９】
操作表示部１０３の表示は、例えば図７に示すように、選択されたカセット４０１と予め対応付けられた用紙種４０２が表示されるようになっており、図７においてはカセット１が選択され、カセット１には普通紙が収納されているものである。ユーザは、所望の記録材が収納されたカセットを選択したのち、ＯＫボタン４０３を押して記録材の選択を終了する。
【００６０】
ステップＳ１５において、ステップＳ１１で選択された用紙カセットに対応付けて記憶部１０２に記憶された記録材情報が読みだされる。
【００６１】
ステップＳ１６において、ステップＳ１５で読みだされた記録材情報が「コート紙」であるか否かが判断される。「コート紙」であると判断された場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、コート紙が搬送されたと判断してステップＳ１７の処理が実行され、「コート紙」でないと判断された場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、普通紙が搬送されたと判断してステップＳ１８の処理が実行される。
【００６２】
なお、本実施の形態において、画像形成装置として複写機を例にとり説明したが、複合装置、プリンタ、プリンタ情報提供端末（例えばキオスク端末）等の画像形成装置に対しても適用可能である。
【００６３】
その他、本発明に係る画像形成装置を構成する各構成の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る帯電手段の構成を示す概念図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置における画像形成処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５（ａ）は、本発明の通常電位に係る像担持体表面電位と現像バイアス値との関係を示した図であり、図５（ｂ）は通常電位に係る像担持体へのトナー付着の様子を模式的に示した図であり、図５（ｃ）はコート紙電位に係る像担持体へのトナー付着の様子を模式的に示した図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る画像形成処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】操作表示部に表示される画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  感光体ドラム
１１  帯電器
１２  露光光学系
１３  現像器
１５  給紙カセット
１６  転写ローラ
１７  定着装置
１８  排紙ローラ
１１１  放電ワイヤ
１１２  グリッド電極
【図１】
2006126245.tif 000003
【図２】
2006126245.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006126245.tif 000007
【図６】
2006126245.tif 000008
【図７】
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