(57)【要約】【課題】表面側に片面印字されている記録材の非画像形成面となる裏面側に印字をした場合でも、画像の色味不良を防止して良好な画像を得られる画像形成装置を提供する。【解決手段】この画像形成装置は、像担持体に形成されたトナー像を転写電流が供給されることで記録材Ｐに転写する転写手段３６と、転写手段により記録材に転写されたトナー像を、同記録材に加熱定着する定着手段５０と、記録材がセットされる給紙トレイ４１，５９から記録材を搬送した際に、記録材裏面に形成されている画像の有無を検知する画像検知手段７０と、画像検知手段で記録材の裏面の画像を検知した場合、転写手段３６への転写電流を片面印印字用の第一の設定値から両面印字用の第二の設定値に制御手段２００を用いて変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成されたトナー像を転写電流が供給されることで記録材に転写する転写手段と、前記転写手段により前記記録材に転写されたトナー像を、同記録材に加熱定着する定着手段を備えた画像形成装置において、
前記記録材がセットされる給紙トレイから同記録材を搬送した際に、記録材裏面に形成されている画像の有無を検知する画像検知手段と、
前記画像検知手段で前記記録材の裏面の画像を検知した場合、前記転写手段への転写電流を片面印印字用の第一の設定値から両面印字用の第二の設定値に変更する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第二の設定値は、前記第一の設定値よりも大きい値に設定されてい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】
装置本体内に配置された温湿度検知手段を有し、
前記第二の設定値は、前記第一の設定値よりも大きい値に設定されていて、かつ、同第一及び第二の設定値は、前記温湿度検知手段により検知される温湿度情報に応じた値に設定されてい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４】
前記第二の設定値は、前記第一の設定値よりも大きい値に設定されていて、かつ、同第一及び第二の設定値は、前記記録材の幅に応じた値に設定されてい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５】
前記給紙トレイは、前記記録材を任意にセットする手差し給紙トレイであることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像検知手段を作動状態と非作動状態に切替える手段を有することを特徴と請求項１ないし５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写手段の転写電流が第一の設定値であるか第二の設定値であるかを表示部に表示することを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体に形成されたトナー像を転写電流が供給されることで記録材に転写する転写手段と、前記転写手段により前記記録材に転写されたトナー像を、同記録材に加熱定着する定着手段を備えた画像形成装置において、
片面に画像が形成された記録材をセットとする専用給紙トレイと、
前記専用給紙トレイにセットされた記録材が給紙された場合、前記転写手段への転写電流を第一の設定値から第二の設定値に変更する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真記録方式の画像形成装置に関し、特に記録材に対するトナー像の転写不良改善技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの電子写真記録方式の画像形成装置では、記録材となるハガキ等の小サイズの用紙、厚紙の用紙に対しては、両面印字時のターンが出来ず、片面印字仕様としているものが多い。そのため、ユーザーがハガキ等の用紙に対して両面印字する場合、一旦表面を印刷してから、ひっくり返して給紙トレイに再セットして裏面を印刷している（マニュアル両面印字）。しかし、表面を印刷された用紙は、片面印字時に定着手段で熱定着されているため、用紙の水分が蒸発して抵抗が高くなっており、裏面印刷時に転写電流が用紙にうまく伝わらず転写不良による色味不良になる場合がある。
【０００３】
そこで、特許文献１には、記録材近傍の湿度を検知し、検知した湿度情報に応じて転写電流を切り替える構成が開示され、特許文献２には、記録材の表面電位を時間をおいて複数回測定し、転写バイアスを切り替える構成が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、記録材自身の湿度を検知していないため、裏紙のように記録材単体の湿度が抜けている場合、転写電流不足になる可能性が高く、良好な画像を得るのが難しい。特許文献２の構成では、記録材の表面電位を測定しているが、連続大量印刷には使用が限定されるというデメリットがある。
【０００５】
本発明は上述したような状況に鑑みてなされたもので、表面側に片面印字されている記録材の非画像形成面となる裏面側に印字をした場合でも、画像の色味不良を防止して良好な画像を得られる画像形成装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、像担持体に形成されたトナー像を転写電流が供給されることで記録材に転写する転写手段と、転写手段により記録材に転写されたトナー像を、同記録材に加熱定着する定着手段を備えた画像形成装置において、記録材がセットされる給紙トレイから同記録材を搬送した際に、記録材裏面に形成されている画像の有無を検知する画像検知手段と、画像検知手段で記録材の裏面の画像を検知した場合、転写手段への転写電流を片面印印字用の第一の設定値から両面印字用の第二の設定値に変更する制御手段を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、記録材裏面に形成されている画像の有無を検知する画像検知手段で記録材の裏面の画像を検知した場合、記録材にトナー像を転写する転写手段への転写電流を片面印印字用の第一の設定値から両面印字用の第二の設定値に変更するので、片面を印刷した際に定着手段で水分が蒸発して抵抗が上がった状態の記録材でも、それに最適な第二の設定値に転写電流に切替えて転写手段に供給することができるので、一旦表面を印刷してから裏面側に印刷をした場合でも、画像の色味不良を防止して良好な画像を得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一形態を示す概略図。
【図２】転写手段に供給する転写電流を、記録材の画像の有無に応じて切替制御する制御系の構成を示すブロック図。
【図３】図２に示す制御系による制御の処理内容を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施の形態について図面を用いて説明する。本形態では、フルカラーの画像形成が可能な電子写真方式の画像形成装置を例示している。
【００１０】
図１に示すフルカラー画像を形成可能な画像形成装置１００は、像担持体ユニットであるところの４色分の作像装置１０Ｙ（イエロー）、１０Ｃ（シアン）、１０Ｍ（マゼンダ）、１０Ｋ（黒）と、レーザー光を照射可能な露光手段としての光学ユニット２０、中間転写体ユニット３０、給紙ユニット４０、及び定着手段となる定着ユニット５０等を備えている。
【００１１】
作像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの構造は同一であり、それぞれ像担持体としての感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋ、これに作用するプロセス手段として、各感光体ドラムをそれぞれ帯電する帯電装置１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｋ，各感光体ドラムに残留した現像剤等を除去するクリーニング装置１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋが一体的に構成されており、これに各感光体ドラムに形成された潜像を現像する現像装置１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｋが連結する構成とされている。作像装置１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、後述する開閉式面板の開閉方向に（感光体ドラムの回転軸線方向）に画像形成装置本体１０１に対して着脱自在な構成になっている。
【００１２】
中間転写体ユニット３０は、中間転写体としての中間転写ベルト３１、各感光体ドラムに形成されたトナー像を中間転写ベルト３１に転写する一次転写手段としての一次転写ローラ３５Ｙ、３５Ｃ、３５Ｍ、３５Ｋ、及び中間転写ベルト３１上に転写されたトナー像を更に記録材Ｐに転写する二次転写手段としての２次転写ローラ３６を備えている。
【００１３】
給紙ユニット４０は、図示しない上昇モータにて給紙カセット４１内部に設置したアーム４８を稼動させてトレイ底板４７を上昇させることで、トレイ底板４７にセットされた記録材Ｐの束を呼び出しコロ４２に当接させる。そしてこの呼び出しコロ４２を回転させることによって記録材Ｐの束を下流にずらし、給紙コロ４３と逆転コロ４４によって最上紙一枚を分離し、搬送コロ４５、レジストローラ４６によって、２次転写ローラ３６と中間転写ベルト３１との間に形成される二次転写領域に記録材Ｐを搬送する。
【００１４】
定着ユニット５０は、定着ローラ５１及び加圧ローラ５２と図示しない加熱手段を備え、記録材Ｐ上のトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う周知のものである。
【００１５】
このような構成の画像形成装置１００において、フルカラー画像の画像形成をする場合、まず１色目となるイエローの作像装置１０Ｙにおいて、感光体ドラム１２Ｙが帯電装置１３Ｙによって一様に帯電された後、光学ユニット２０から照射されたレーザー光によって感光体ドラム１２上に形成された潜像が現像装置１５Ｙによって現像されてイエローのトナー像が形成される。
【００１６】
感光体ドラム１２Ｙ上に形成されたイエローのトナー像は、一次転写ローラ３５Ｙの作用によって中間転写ベルト３１上に転写される。一次転写が終了した感光体ドラム１２Ｙはクリーニング装置１４Ｙによってクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。クリーニング装置１４Ｙによって回収された残留トナーは、作像装置１０Ｙの取り出し方向（感光体ドラムの回転軸線方向）に設置された図示しない廃トナー回収ボトルに貯蔵される。図示しない廃トナー回収ボトルは、その容量が満杯になると交換できるように画像形成装置本体１０１に対し着脱自在になっている。
【００１７】
このイエローと同様の画像形成工程がＣ、Ｍ、Ｋ用の各作像装置１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋにおいても行われて、各色のトナー像が各色の感光体ドラムに形成され、先に形成されたトナー像に順次重ねて中間転写ベルト３１上に転写される。
【００１８】
中間転写ベルト３１上に形成されたトナー像は、給紙カセット４１から二次転写領域に搬送された記録材Ｐに、二次転写ローラ３６に供給される転写電流の作用によって転写される。トナー像を転写された記録材Ｐは定着ユニット５０に搬送され、この定着ユニット５０の定着ローラ５１と加圧ローラ５２のニップ部にて熱と圧力を与えられることでトナー像が定着され、排紙ローラ５５によって排紙トレイ５６に排紙される。
【００１９】
本形態において、画像形成装置１００は、記録材Ｐを任意にセットする手差し給紙トレイ５９を備えていて、この手差し給紙トレイ５９にセットされた記録材Ｐにも、給紙カセット４１から給紙された記録材Ｐと同様、給紙ローラ５８にて同様に搬送され、転写・定着され、排紙トレイ５６に排出される。
【００２０】
画像形成装置本体１０１には、補給用のトナーが収納されたトナーボトル５７Ｙ、５７Ｃ、５７Ｍ、５７Ｋが配備されている。トナーボトル５７Ｙ、５７Ｃ、５７Ｍ、５７Ｋ内に収納されているトナーは、各ボルトをそれぞれ回転させることで、図示しない搬送パイプを通して各現像装置１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｋに新たなトナーとして供給搬送される。
【００２１】
次に、本発明の特徴的な構成について説明する。
【００２２】
図１に示すように、手差し給紙トレイ５９には、トナー像が表裏両面に形成されていない、所謂新品の記録材Ｐだけでなく、既に片面印字が行われた記録材Ｐが印字面となる記録材Ｐの裏面を上方にしてセットされる。記録材Ｐの裏面とは、これから印字しようとする記録材Ｐにおける非画像面の反対面である。
【００２３】
手差し給紙トレイ５９の上方には、記録材Ｐの裏面に形成されている画像の有無を検知する画像検知手段となる反射型センサ７０が配置されている。画像形成装置１００には、二次転写ローラへ供給する転写電流を切り替える制御手段２００を備えている。制御手段２００には、図２に示すように、反射型センサ７０と、二次転写ローラ３６に転写電流を供給する高圧電源８０とが結線されて接続されている。制御手段２００は、反射型センサ７０の検知情報から記録材Ｐの裏面に画像が形成されていると判定すると、二次転写ローラ３６にかける転写電流を片面印字時に供給する第一の設定値から両面印字時に供給する第二の設定値に切替えるように高圧電源８０を制御するように構成されている。この制御手段２００は、画像形成装置１００の印字動作全体も制御するもので、印刷指令が成されると、第一の設定値または第二の設定値による印字動作を実行するように画像形成装置１００の各部の動作を制御する。
【００２４】
裏面に画像が形成された記録材Ｐは、一度定着ユニット５０を通過しているため、裏面画像のない記録材よりも水分が蒸発していて抵抗が高くなっている。このため、第二の設定値は第一の設定値よりも高い電流が二次転写ローラ３６を介して記録材Ｐに供給されるように、第一の設定値よりも高い値に設定されている。
【００２５】
画像形成装置本体１０１の内部には、温湿度検知手段となる温湿度検知センサ７１が搭載されている。この温湿度検知センサ７１は、画像形成装置本体１０１の周囲の環境温度を検知するもので、検知された温湿度情報を制御手段２００が取り込めるように、制御手段２００と結線されて接続されている。
【００２６】
制御手段２００は、記憶部と計測部と演算部を備えた周知のコンピュータで構成されていて、その記憶部には、第一の設定値と第二の設定値が記憶されている。本形態において、制御手段２００の記憶部には、温湿度検知センサ７１で検知された環境条件となる環境温度に適した乗数倍した第二の設定値が記憶されている。すなわち、第二の設定値は、第一の設定値よりも高く、かつ温湿度検知センサ７１で検知される温湿度情報に応じた値に複数設定されている。
【００２７】
本形態において、手差し給紙トレイ５９にセットされた記録材Ｐの幅は、制御手段２００に任意に設定できるように構成されていて、幅が狭いと記録材Ｐの存在していない２次転写領域で二次転写ローラ３６に転写電流が逃げてしまうため、記録材Ｐの幅に最適な第二の設定値が設定されている。
【００２８】
すなわち、第二の設定値は、第一の設定値よりも高く、記録材Ｐの幅に応じた値に複数設定されている。ここでは、基準幅に対して狭い場合は転写電流が小さく、基準幅に対して広い場合は転写電流が大きくなるように設定されている。
【００２９】
本形態において、第二の設定値は、湿度検知センサ７１からの検知情報と記録材Ｐの幅に応じて複数設定されているが、温湿度検知センサ７１が無い場合には、記録材Ｐの幅だけを考慮した値とし、記録材Ｐの幅が一定の幅の場合には、この幅を考慮しないで温湿度検知センサ７１で検知される温湿度情報に応じた値に設定しておけば良い。
【００３０】
画像形成装置１００は、図２に示すように、反射型センサ７０を作動状態と非作動状態に切替える手段となるスイッチ７２を備えている。スイッチ７２は、所謂オン／オフスイッチであって、制御手段２００と接続されていて、制御手段２００を介して反射型センサ７０をオン／オフにするものである。制御手段２００に接続することなく、反射型センサ７０自体に設ける形態や、制御手段２００と反射型センサ７０との間に介入するように配置した形態であってもよく、要は、反射型センサ７０による記録材Ｐの画像検知をユーザーが任意に検知／非検知を選択できる構成されていれば良い。
【００３１】
制御手段２００は、反射型センサ７０の検知情報から記録材Ｐの裏面に画像が形成されていると判定された場合、温湿度検知センサ７１で検知された温湿度情報や記録材Ｐの幅に応じた第二の設定値を選択すると共に、当該設定値に対応した電車電流が二次転写ローラ３６に供給するように高圧電源８０を制御する。
【００３２】
制御手段２００は、スイッチ７２により反射型センサ７０がオフ状態とされている場合には、転写電流が第一の設定値でしか、二次転写ローラ３６に供給されないように、高圧電源８０を制御する機能を備えている。
【００３３】
本形態において、画像形成装置１００は、二次転写ローラ３６への転写電流を第一の設定値であるか第二の設定値であるか表示する表示部９０を備えている。この表示部９０は制御手段２００と結線されて接続されている。制御手段２００は、二次転写ローラ３６へ供給されている転写電流が第一の設定値であるか第二の設定値であるかを転写電流モードとして表示部９０に表示する機能を備えている。例えば、転写電流が第一の設定値の場合には片面印字モードであると表示し、転写電流が第二の設定値の場合には裏紙印字モードであると表示する。
【００３４】
図３は、制御手段２００による制御内容を示すフローチャートである。いか、このフローチャートに沿って制御の内容を説明する。
【００３５】
図３において、ステップＳ３０１では温湿度などの環境条件検知を行う。この処理では温湿度検知センサ７１から検知情報を取り込む。ステップＳ３０２では、記録材Ｐの幅情報を検知する。この幅情報は、手指し給紙トレイ５８に周知の記録材Ｐの幅を検知するセンサを設け、このセンサからの出力を制御手段２００で取り込めば良い。ステップＳ３０３では、記録材Ｐの裏面画像の有無が反射型センサ７０からの出力と予め設定された比較値とから判定される。ここで、裏面画像がある場合にはステップＳ３０４に移行して第二の設定値が決定（選択）され、ステップＳ３０５において印刷モードを表示部９０またはコンピュータ端末に表示する。具体的には、第二の設定値による裏紙印字モードが設定されたことが表示される。ステップＳ３０６では、二次転写ローラ３６に対する転写電流が第二の設定値に成るように高圧電源８０を切替え制御するとともに設定された裏紙印字モードによる印字動作を実行する。
【００３６】
一方、ステップＳ３０３において裏面画像が無い場合には、片面印字あるいは両面印字の片面側への印刷であるものとして、ステップＳ３０７に移行し、第一の設定値を決定する。ステップＳ３０８において印刷モードを表示部９０またはコンピュータ端末に表示する。具体的には、第一の設定値による片面印字モードが設定されたことが表示される。ステップＳ３０９では、二次転写ローラ３６に対する転写電流が第一の設定値に成るように高圧電源８０を切替え制御するとともに設定された片面印字モードによる印字動作を実行する。
【００３７】
このように、記録材Ｐの裏面画像の有無を反射型センサ７０で検知した場合、二次転写ローラ３６に供給される転写電流が、記録材Ｐの裏面画像が無い場合に対応した第一の設定値から両面印刷時の裏面画像印刷に対応した第二の設定値に切替えられて変化するので、記録材Ｐの片面を印刷した際、定着ユニット５０で記録材Ｐの水分が蒸発して抵抗が上がった状態の記録材Ｐでも、これに最適な転写電流を記録材Ｐに印加できる。このため、一旦表面を印刷してから裏面側に印刷をした場合でも、画像の色味不良を防止して良好な画像を得られる。
【００３８】
また、転写電流の第一の設定値よりも第二の設定値の方を大きい値に設定することで、片面を印刷した際、定着ユニット５０で記録材Ｐの水分が蒸発して抵抗が上がった状態の記録材Ｐでも、転写に必要な転写電流を記録材Ｐに印加でき、転写電流不足による転写不良がなくなり、より画像の色味不良を防止して良好な画像を得られる。
【００３９】
本形態では、温湿度検知センサ７１により検知される温湿度情報に応じた値に第二の設定値が設定されているので、温湿度などの環境条件が変化しても、当該環境下での転写に必要な転写電流を記録材Ｐに印加でき、転写電流不足による転写不良がなくなり、いかなる環境でも画像の色味不良を防止して良好な画像を安定して得られる。
【００４０】
本形態では、記録材Ｐの幅に応じた値に第二の設定値が設定されているので、特に小サイズの記録材Ｐにおいて非画像部への転写電流の漏れ分を加味した転写電流を二次転写ローラ３６に印加できるため、異なる幅の記録材Ｐを用いた場合でも、当該記録材の幅での転写に必要な転写電流を記録材Ｐに印加でき、過剰な転写電流による転写不良がなくなり、記録材の幅が変化しても画像の色味不良を防止して良好な画像を安定して得られる。
【００４１】
本形態では、手差し給紙トレイ５９を備えているので、この手差し給紙トレイ５９から両面印刷に使用する記録材Ｐを給紙するとこで、画像検知センサ７０の設置箇所を限定することができるので、画像検知センサ７０の設置個数を低減でき、低コストで画像の色味不良を防止して良好な画像を安定して得られる。
【００４２】
記録材Ｐの裏面画像の有無を検知する画像検知センサ７０のオン／オフをスイッチ７２で行えるので、記録材Ｐの裏面画像検知をするか否かをユーザーが選択することができるので、不必要な記録材Ｐの裏面画像検知に係る時間を短縮では、待ち時間を減らしてユーザーの使い勝手が向上する。
【００４３】
本形態では、２次転写ローラ３６への転写電流の値が第一の設定値か第二の設定値であるかを表示部９０に表示するので、表示部９０の内容をユーザーが見ることで現在の装置の状態を知ることができ、装置の状態に対応した装置への操作を行えて、不用意な待ち時間や誤操作を低減することができる。
【００４４】
本形態では、画像が形成された記録材Ｐだけでなく、画像が形成されていない新規な記録材Ｐも手差し給紙トレイ５９にセット可能であるとしたが、たとえば、片面に画像が形成された記録材Ｐのみをセットとする専用給紙トレイとして手差し給紙トレイ５９を用いても良い。
【００４５】
このようにすると、手差し給紙トレイ５９から記録紙Ｐが搬送された場合だけ、二次転写ローラ３６の転写電流を第一の設定値から第二の設定値に制御手段２００で変化させることで、記録材Ｐの画像有無を判定する必要がなくなるので、画像検知手段の構成や、画像の有無を判定する時間が不要となり、転写電流の第一の設定値から第二の設定値への切替えを素早く行え、一旦表面を印刷してから裏面側に印刷をした場合でも、画像の色味不良を防止して良好な画像を得られるとともに、待機時間を低減することができ、印刷時間の短縮につながる。
【００４６】
上記形態では、転写電流が第一の設定値か第二の設定値であるかを画像形成装置１００が備える表示部９０に表示するようにしたが、画像形成装置１００にコンピュータ端末が接続されている場合、コンピュータ端末のモニターに転写電流が第一の設定値か第二の設定値であるかを表示いるようにすることで、コンピュータ端末のモニターを表示部として機能さることができ、画像形成装置１００から離れた場所でも装置の状態をユーザーが把握では、使い勝手が向上する。
【符号の説明】
【００４７】
１２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）像担持体
３６        転写手段
５０        定着手段
５９        給紙トレイ（手差し給紙トレイ／専用給紙トレイ）
７０        画像検知手段
７１        温湿度検知手段
７２        切替える手段
９０        表示部
１００      画像形成装置
２００      制御手段
Ｐ          記録材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特許３０９８６０１号公報
【特許文献２】特開２００９−１３９９１２号公報
【図１】
2013033146.tif 000003
【図２】
2013033146.tif 000004
【図３】
2013033146.tif 000005