(57)【要約】【課題】複数色が用いられる場合での一次転写後の印刷制御条件を最適化し、良好な印刷状態を得ることにより、高精細な画像を形成することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】画像形成装置において、複数色の画像をそれぞれ形成する現像器を有する複数の画像形成ユニットと、複数色のトナーがそれぞれ格納され、それぞれの前記現像器に、各前記トナーを供給する複数のトナーカートリッジと、複数のトナーカートリッジにそれぞれ付随して設けられ、予め、印刷条件に影響するパラメータ値と、複数色のトナーのそれぞれの特性に基づいて求められる印刷条件との対応データが記憶される第１のメモリと、パラメータ値が検知される検知機構と、パラメータ値に基づいて、対応データより複数色のそれぞれにおける印刷条件を求め、各印刷条件より、重ねて形成された複数色の画像に対する制御条件を求める演算制御機構と、を備える。【選択図】図３
2011237774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数色の画像をそれぞれ形成する現像器を有する複数の画像形成ユニットと、
前記複数色のトナーがそれぞれ格納され、それぞれの前記現像器に、各前記トナーを供給する複数のトナーカートリッジと、
前記複数のトナーカートリッジにそれぞれ付随して設けられ、予め、印刷条件に影響するパラメータ値と、前記複数色のトナーのそれぞれの特性に基づいて求められる印刷条件との対応データが記憶される第1のメモリと、
前記パラメータ値が検知される検知機構と、
前記パラメータ値に基づいて、前記対応データより前記複数色のそれぞれにおける印刷条件を求め、各前記印刷条件より、重ねて形成された前記複数色の画像に対する制御条件を求める演算制御機構と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記印刷条件及び前記制御条件は、二次転写電圧及び定着温度の少なくともいずれかであ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】
前記対応データは、前記トナーの電気抵抗、帯電量、平均粒子径、粒度分布、熱特性、前記トナーを構成する樹脂の熱特性の少なくともいずれかに基づいて求められることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
予め、印刷条件に影響するパラメータ値と印刷条件との対応データがそれぞれ記憶された複数色のトナーを、それぞれ対応する現像器に供給し、
前記複数色のトナーにより順次複数色の画像を形成し、
前記パラメータ値を検知し、
検知された前記パラメータ値に基づき、前記複数色のトナーのそれぞれにおける印刷条件を求め、
各前記印刷条件より、重ねて形成された前記複数色の画像に対する制御条件を求めることを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
前記印刷条件及び前記制御条件は、二次転写電圧及び定着温度の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、フルカラーモードでの印刷の際、単色毎に中間転写ベルト等の転写部材に一次転写を行い、各色のプリントが終了した後、各色が重なった状態で、二次転写を行い、転写部材から紙などの媒体に転写した後、定着部材で定着が行われる。
【０００３】
このとき、印刷条件は、現像剤の特性、及び現像剤の劣化や温度湿度による印刷特性の変動に対し、印刷条件を制御して、画質の制御が行われる。一次転写においては、各色の現像剤の特性により、それぞれ印刷条件が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３７５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、複数色が用いられる場合での一次転写後の印刷制御条件を最適化し、良好な印刷状態を得ることにより、高精細な画像を形成することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、画像形成装置が提供される。この画像形成装置においては、複数色の画像をそれぞれ形成する現像器を有する複数の画像形成ユニットと、複数色のトナーがそれぞれ格納され、それぞれの前記現像器に、各前記トナーを供給する複数のトナーカートリッジと、複数のトナーカートリッジにそれぞれ付随して設けられ、予め、印刷条件に影響するパラメータ値と、複数色のトナーのそれぞれの特性に基づいて求められる印刷条件との対応データが記憶される第１のメモリと、パラメータ値が検知される検知機構と、パラメータ値に基づいて、対応データより複数色のそれぞれにおける印刷条件を求め、各印刷条件より、重ねて形成された複数色の画像に対する制御条件を求める演算制御機構と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の実施形態によれば、画像形成方法が提供される。この画像形成方法においては、予め、印刷条件に影響するパラメータ値と印刷条件との対応データがそれぞれ記憶された複数色のトナーを、それぞれ対応する現像器に供給し、複数色のトナーにより順次複数色の画像を形成し、パラメータ値を検知し、検知されたパラメータ値に基づき、複数色のトナーのそれぞれにおける印刷条件を求め、各印刷条件より、重ねて形成された複数色の画像に対する制御条件を求める、ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る４連タンデムのカラープリンタである画像形成装置の構成図。
【図２】実施形態に係る画像形成ユニットの概略構成図。
【図３】実施形態に係る印刷条件の制御が行われる構成部分のブロック図。
【図４】実施形態に係る印刷条件の制御のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１に本実施形態の画像形成装置（ＭＦＰ）の一例として、４連タンデムのカラープリンタである画像形成装置の構成図を示す。図１に示すように、中間転写ベルト10の搬送方向（矢印方向）に沿って、転写媒体12上に中間転写ベルト10上の画像を転写するための二次転写ローラ11、およびイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成ユニット20Y、20M、20C、および20Kが配置されている。
【００１１】
画像形成ユニット20Y、20M、20C、および20Kは、像坦持体である感光体21Y、21M、21C、および21Kを備える。さらに、各感光体の周囲に、帯電手段としての帯電器22Y、22M、22C、および22Kと、現像部材である現像ローラなどを有し、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー粒子とキャリア粒子からなる現像剤がそれぞれ収められた現像装置23Y、23M、23C、および23Kと、転写手段としての一次転写ローラ24Y、24M、24C、および24Kと、クリーナユニット25Y、25M、25C、および25Kを備える。これらは、それぞれ対応する感光体21Y、21M、21C、および21Kの回転方向に沿って配置される。
【００１２】
各１次転写ローラ24Y、24M、24C、および24Kは、中間転写ベルト10の内側に配設され、対応する感光体21Y、21M、21C、および21Kとの間で中間転写ベルト10を狭持する。露光装置26Y、26M、26C、26Kは、それぞれ帯電器22Y、22M、22C、22Kと現像器23Y、23M、23C、23Kとの間の感光体21Y、21M、21C、21Kの外周面上に、露光ポイントが形成されるように配置される。中間転写ベルト10の外側には、二次転写ローラ11が接触するように配置される。
【００１３】
このように構成される画像形成装置により、以下のようにプリント動作が行われる。画像形成ユニット20Yの感光体上に形成されたイエローのトナー画像が中間転写ベルト１０上に一次転写される。画像形成ユニット20Yでトナー画像が形成される。画像形成ユニット20Yでのトナー画像形成のタイミングに合わせて、画像形成ユニット20M、20C、20Kでも同様のプロセスが行われる。画像形成ユニット20M、20C、20Kの感光体上に形成されたマゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像についても中間転写ベルト10上に順次一次転写される。
【００１４】
転写媒体12は、カセット（図示せず）から搬送され、中間転写ベルト10上のトナー画像に、タイミングに合わせて、アライニングローラ（図示せず）によって中間転写ベルト10に送り出される。
【００１５】
二次転写ローラ11には、電源（図示せず）によってトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス（＋）が印加されている。その結果、中間転写ベルト10上のトナー画像は、中間転写ベルト10と二次転写ローラ11との間に印加される二次転写電圧によって転写媒体12上に転写される。転写媒体12上に転写されたトナーを定着させるための定着器（図示せず）が配設されており、定着器（図示せず）に転写媒体12を通過させることによって、定着画像が得られる。
【００１６】
なお、ここではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色順で画像形成ユニットが並んでいる例を挙げて説明したが、この色順は特に限定されるものではない。
【００１７】
図２に、上述のように構成され、画像が形成される画像形成装置20における画像形成ユニットの概略構成図を示す。なお、画像形成ユニット20Y、20M、20C、及び20Kは、同様の構成である。
【００１８】
図２に示すように、感光体21の周囲に、帯電器22、現像器23、クリーナユニット25が配置されている。現像器23には、トナーカートリッジ27が装着されている。なお、画像形成装置本体には、各画像形成ユニット20Y、20M、20C、及び20Kに共通して用いられる、湿度、温度など、印刷時に変動して、印刷条件に影響するパラメータ値を検知する湿度計28A、温度計28Bと、湿度、温度、及び後述する選択された印刷条件が記憶されるメモリ29が設けられている。
【００１９】
トナーカートリッジ27には、予め最適化された、トナーカートリッジ27に格納されたトナーの製造ロットにおける湿度と二次転写電圧、及び温度と定着温度との対応データが記憶されたメモリ30が設けられている。
【００２０】
なお、パラメータ値を、湿度及び温度とし、これらを検知する湿度計28A、温度計28Bが設けられているが、これらのいずれかであってもよい。その場合、上述の対応データは、いずれかのものとする。また、印刷条件に影響するパラメータであればよく、印刷枚数やピクセル数など、トナーの劣化状態と相関のあるパラメータとしてもよい。
【００２１】
メモリ30は、必ずしもトナーカートリッジ27に取り付けられる必要はない。トナーカートリッジ27と現像器等から構成される現像ユニットの一体型ユニットであれば、一体型ユニットに取り付けられていてもよい。
【００２２】
これら画像形成ユニットの各構成部分は、これらを制御する演算制御機構（図示せず）とそれぞれ接続されている。
【００２３】
このような画像形成ユニットにおいて、以下のようにして、印刷条件の制御が行われる。図３に、印刷条件の制御が行われる構成部分のブロック図を示す。図３に示すように、演算制御機構であるＣＰＵ31が、画像形成ユニット20Y、20M、20C、20K、本体側のメモリ29と接続されている。メモリ29は、湿度計28A、温度計28Bと接続されている。
【００２４】
さらに、ＣＰＵ31は、有線又は無線通信による送受信部32を介して、トナーカートリッジ27Y、27M、27C、27K側のメモリ30Y、30M、30C、30Kと接続されるとともに、画像形成ユニット20Y、20M、20C、20Kの各構成部分を含む画像形成装置を制御する。なお、ＣＰＵ31は、メモリ29を内蔵していてもよい。
【００２５】
表１に本体側のメモリ29、表２にトナーカートリッジ側のメモリ30におけるアドレスと情報内容の対応表を示す。
【表１】
2011237774.tif 000003
【表２】
2011237774.tif 000004
【００２６】
表１に示すように、本体側のメモリ29には、アドレス毎に、識別コードが入力されるエリア(A001)、ユーザにより選択された印刷モード（モノクロ、モノカラー、フルカラー）が書き込まれるエリア(A002)、湿度計28Aで測定される湿度データが書き込まれるエリア(A003)、温度計28Bで測定される温度データが書き込まれるエリア(A004)が設けられている。
【００２７】
それぞれ各色のトナーカートリッジ側のメモリより読み込まれた、湿度と二次転写電圧の対応データより測定される湿度に応じて選択される二次転写電圧が書き込まれるエリア(A005-A008)、温度と定着温度の対応データより測定される温度に応じて選択される定着温度が書き込まれるエリア(A009-A012)が設けられている。
【００２８】
さらに、それぞれ印刷モードに応じて求められる、制御条件の二次転写電圧が入力されるエリア(A013)、定着温度が入力されるエリア(A014)が設けられている。
【００２９】
表２に一例を示すように、トナーカートリッジ27Y、27M、27C、27K側のメモリ30 Y、30M、30C、30Kには、それぞれアドレス毎に、識別コードが入力されるエリア(B001)、湿度と二次転写電圧の対応データ（以下、二次転写電圧のデータテーブル）が入力されるエリア(B002-B008)、温度と定着温度の対応データ（以下、定着温度のデータテーブル）が入力されるエリア(B009-B015)が設けられている。
【００３０】
なお、二次転写電圧のデータテーブル及び定着温度のデータテーブルは、予めトナーの特性に応じて複数作成される。二次転写電圧のデータテーブルは、トナーの電気抵抗、帯電量、平均粒子径、及び粒度分布等に基づいて、定着温度のデータテーブルは、トナーのTm、Tg等の熱特性、トナーの構成材料である樹脂の熱特性等に基づいて、それぞれ適当なものが選択される。
【００３１】
このような構成により、以下のようにして印刷条件の制御が行われる。図４にフローチャートを示す。図４に示すように、プリントを開始するにあたり、電源をＯＮする、又はトナーカートリッジを入れ替える等でフロントカバーを開閉する(Act 1)。メモリ29のA001と、メモリ30のB001に入力された識別コードが一致するかどうかを判断し(Act 2)、一致した場合、プリント動作を行う。一致しない場合は、固定条件でのプリント動作を行うか、トナーカートリッジを入れ替える。
【００３２】
ユーザにより印刷モードが選択され(Act 3)、湿度計28A、温度計28Bにおいて測定された湿度及び温度が、それぞれA003、A004に書き込まれる(Act 4)。A003に入力された湿度等に基づき、それぞれ所定の条件で、各色の画像形成及び一次転写がそれぞれ実行される(Act 5)。フルカラーモードが選択された場合は、順次重ねて中間転写ベルト10上に画像が転写される。モノクロモード、モノカラーモードが選択された場合は、選択された色のみの画像が中間転写ベルト10上に転写される。
【００３３】
各色のメモリ30におけるB002-B008に入力された湿度と二次転写電圧の対応データを、送受信部32を介してＣＰＵ31に読み込む。ＣＰＵ31において、各色のメモリ30におけるB002-B008より、それぞれA003に入力された湿度に対応する二次転写電圧を選択し、A005-A008に書き込む(Act 6)。
【００３４】
ＣＰＵ31において、A005-A008に入力された二次転写電圧より、A002に入力された印刷モードに応じて、重ねて中間転写ベルト17上に形成された複数色の画像に対する最適な二次転写制御条件が求められる(Act 7)。
【００３５】
このとき、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いるとき、二次転写電圧をVY、VM、VC、VKとすると、最適な二次転写電圧Vtは、例えば、
カラーモード：Vt=(VY+VM+VC+VK)/4 or (VY+VM+VC)/3
モノクロモード：Vt=VK
モノカラーモード：Vt＝VY or VM or VC
で、求められる。
【００３６】
このようにして求められた二次転写電圧Vtで、中間転写ベルト17上の画像が、紙などの転写媒体12に転写される(Act 8)。
【００３７】
各色におけるB009-B015に入力された温度と定着温度の対応データを、送受信部32を介してＣＰＵ31に読み込む。B009-B015より、A004に入力された温度に対応する定着温度を選択し、A009-A012に書き込む(Act 9)。
【００３８】
ＣＰＵ31において、A009-A012に入力された定着温度より、A002に入力された印刷モードに応じて、重ねて転写媒体上に形成された複数色の画像に対する最適な定着制御条件が求められる(Act 10)。
【００３９】
このとき、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いるとき、定着温度をTY、TM、TC、TKとすると、最適な定着温度Tは、例えば、
カラーモード：T=(TY+TM+TC+TK)/4又は(TY+TM+TC)/3
モノクロモード：T=TK
モノカラーモード：T＝TY or TM or TC
で、求められる。
【００４０】
このようにして求められた定着温度Tで、転写媒体12に転写された画像が定着され(Act 11)、所望の画像が形成される。
【００４１】
（実施例）
以下に実施例を示す。
【００４２】
（トナーの調製）
各着色剤、バインダー樹脂、離形剤などの原材料が混合され、溶融混練された。混練した原材料が粉砕された後、分級され、外添剤が添加されることにより、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の特性の異なるトナーが形成された。なお、トナーは、重合法などの化学製法により形成されてもよい。
【００４３】
（転写特性の評価）
このようにして形成された各トナーについて、電気抵抗が測定され、測定された電気抵抗を標準的な電気抵抗から高めに振れてしまった場合をH、低めに振れてしまった場合をLと区分した。そして、このような特性区分に応じて、それぞれ二次転写電圧のデータテーブルが選択され、メモリであるICチップ内に、選択された二次転写電圧のデータテーブルが書き込まれた。
【００４４】
湿度が測定され、各実施例における各色のデータテーブルから選択された最適な二次転写条件を平均することにより、最適な二次転写制御条件が求められた。
【００４５】
A3カラー用標準紙（ノイジドラ、90g紙）に、所定の条件で各色のハーフトーン画像が順次重ねて形成され、求められた制御条件で二次転写され、所定条件で定着させ、サンプルを得た。得られたサンプルについて、20%RH、10°C- 90%RH、30°Cの環境下において加速試験を行った。レベル見本と比較してざらつき（緻密性）を評価することにより、以下のように転写状態を評価した。
【００４６】
A:ざらつきが認められない
B:一部ざらつきが認められる
C：全体にざらつきが認められる
表３に、実施例1-16の各トナーの電気抵抗の区分による転写不良の評価結果を示す。表４に、比較例として、各トナーの電気抵抗が考慮されず、固定条件で二次転写されたもの(比較例1-4)、実施例と同様にICチップ内に二次転写電圧のデータテーブルが書き込まれるが、イエローの二次転写電圧により二次転写されたもの(比較例5-18)を示す。
【表３】
2011237774.tif 000005
【表４】
2011237774.tif 000006
【００４７】
表３に示すように、実施例1-16において、いずれも良好な転写状態を示している。一方、表４に示すように、比較例1-18においては、いずれも転写不良によるざらつきが生じている。なお、比較例1-18において、イエローの二次転写電圧を用いたが、マゼンタ、シアン、ブラックの二次転写電圧を用いた場合でも、同様の結果が得られた。
【００４８】
（定着特性の評価）
同様に、形成された各トナーについて、軟化温度が測定され、測定された軟化温度を標準的な軟化温度から高めに振れてしまった場合をH、低めに振れてしまった場合をLと区分した。そして、このような特性区分に応じて、それぞれ定着温度のデータテーブルが選択され、メモリであるICチップ内に、選択された定着温度のデータテーブルが書き込まれた。
【００４９】
温度が測定され、各実施例における各色のデータテーブルから選択された最適な定着温度を平均することにより、最適な定着制御条件が求められた。
【００５０】
同様に、A3カラー用標準紙（ノイジドラ、90g紙）に、所定の条件で各色のハーフトーン画像が順次重ねて形成され、所定条件で二次転写され、求められた制御条件で定着させ、サンプルを得た。得られたサンプルについて、20%RH、10°C- 90%RH、30°Cの環境下において加速試験を行った。レベル見本と比較して画像荒れを評価することにより、以下のように定着状態を評価した。
【００５１】
A:画像荒れが認められない
B:一部画像荒れが認められる
C：全体に画像荒れが認められる
表５に、実施例17-32の各トナーの軟化温度の区分による転写不良の評価結果を示す。表６に、比較例として、各トナーの軟化温度が考慮されず固定条件で定着されたもの(比較例19-22)、実施例と同様にICチップ内に定着温度のデータテーブルが書き込まれるが、イエローの定着温度により定着されたもの(比較例23-36)を示す。
【表５】
2011237774.tif 000007
【表６】
2011237774.tif 000008
【００５２】
表５に示すように、実施例17-32において、いずれも良好な定着状態を示している。一方、表６に示すように、比較例19-36においては、いずれも定着不良による画像荒れが生じている。なお、比較例19-36において、イエローの定着温度を用いたが、マゼンタ、シアン、ブラックの定着温度を用いた場合でも、同様の結果が得られた。
【００５３】
このように、フルカラーなど複数色が用いられる場合での一次転写後の印刷制御条件を、いずれの色における最適条件からも大きな差が出ない条件とすることにより、良好な印刷状態を得ることが可能となる。これにより、より高精細な画像を形成することが可能となる。
【００５４】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
【００５５】
これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００５６】
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１０…中間転写ベルト、１１…二次転写ローラ、１２…転写媒体、２０…画像形成ユニット、２１…感光体、２２…帯電器、２３…現像装置、２４…一次転写ローラ、２５…クリーナユニット、２６…露光装置、２７…トナーカートリッジ、２８Ａ…湿度計、２８Ｂ…温度計、２９、３０…メモリ、３１…ＣＰＵ、３２…送受信部。
【図１】
2011237774.tif 000009
【図２】
2011237774.tif 000010
【図３】
2011237774.tif 000011
【図４】
2011237774.tif 000012