(57)【要約】【課題】シートの吸湿状態を算出することにより、シートの実際の吸湿状態に応じて画像形成条件を変更することを可能とした画像形成装置を提供する。【解決手段】シートの両面に画像記録可能な画像形成装置において、シートの１面目に画像記録するときに転写ローラ９に印加される電圧及び転写ローラ９に流れる電流と、シートの２面目に画像記録するときに転写ローラ９に印加される電圧及び転写ローラ９に流れる電流とによりシートの電気抵抗値を算出する算出手段を有し、算出手段により算出したシートの電気抵抗値に応じて画像形成条件を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成したトナー像を転写部材に電圧を印加して記録媒体に転写し、記録媒体を定着手段で加熱定着して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、
記録媒体に画像形成するときに前記記録媒体が前記定着手段で加熱される前と後における前記転写部材に印加する電圧及び転写部材に流れる電流の変化に基づいて記録媒体の電気抵抗値を算出する算出手段を有し、
前記算出手段により算出した記録媒体の電気抵抗値に応じて次に画像形成するときの画像形成条件を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記記録媒体の１面目に画像形成するときに前記転写部材に印加する電圧及び転写部材に流れる電流と、前記記録媒体の２面目に画像形成するときに前記転写部材に印加する電圧及び転写部材に流れる電流とにより前記記録媒体の電気抵抗値を算出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】
前記記録媒体の電気抵抗値に応じて前記転写部材に印加する転写電圧又は除電電圧を決定す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】
前記算出手段は、前回の画像記録から所定時間以上経過した後、又は記録媒体を装填するカセットの着脱後、又は装置本体への電源投入後の少なくともいずれかの後の最初の画像記録において、１枚目の記録媒体の電気抵抗値を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記算出手段が電気抵抗値を算出する記録媒体が片面記録の場合は、画像記録面と反対側の面に対しては前記像担持体にトナー像を形成せずに前記転写部材に電圧を印加することで、前記記録媒体の電気抵抗値を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか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】
本発明は記録媒体の両面に画像記録可能な画像形成装置であって、記録媒体の吸湿状態に応じて最適な画像形成が可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置にあっては、感光体ドラム上にトナー像を現像し、記録媒体にトナーの電荷と逆極性の電圧を印加することで前記トナー像を記録媒体に転写する。
【０００３】
前記トナー像の転写に際して記録媒体の吸湿状態によって転写電流の最適値が異なってくる。例えば、水分を多く含んだ高湿の記録媒体の場合は電気抵抗値が低くなるために転写電流が流れ易くなり、逆に低湿の記録媒体の場合は電気抵抗値が高くなって転写電流が流れ難くなる。そして、記録媒体はカセット内に長期間放置されると吸湿して水分量が多くなる。
【０００４】
そこで、記録媒体がカセット内に放置された時間によって記録媒体の吸湿状態を推測し、これに応じて転写電流値を変更する画像形成装置が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３５０５３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の構成にあっては推測した記録媒体の吸湿状態に応じて転写電流値を変更するものであって、記録媒体の実際の吸湿状態によるものではなかった。そのために放置時間だけでは放置状態の変化、つまり温湿度変化による影響までは把握できず実態とずれることがあった。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録媒体の吸湿状態を算出することにより、記録媒体の実際の吸湿状態に応じて画像形成条件を変更することを可能とした画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、像担持体に形成したトナー像を転写部材に電圧を印加して記録媒体に転写し、記録媒体を定着手段で加熱定着して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、記録媒体に画像形成するときに前記記録媒体が前記定着手段で加熱される前と後における前記転写部材に印加する電圧及び転写部材に流れる電流の変化に基づいて記録媒体の電気抵抗値を算出する算出手段を有し、前記算出手段により算出した記録媒体の電気抵抗値に応じて次に画像形成するときの画像形成条件を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にあっては、転写部材に印加される電圧値及びこのとき記録媒体に流れる電流値により記録媒体の電気抵抗を算出し、これを記録媒体が定着手段により加熱される前と後で算出することで、記録媒体の吸湿状態を的確に検出することができる。そして、前記電気抵抗値により画像形成条件を決定することで、記録媒体の吸湿状態に応じて最適な画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の全体構成説明図である。
【図２】転写部材への電圧印加構成説明図である。
【図３】記録媒体の吸湿状態検知するタイミング手順のフローチャートである。
【図４】記録媒体の吸湿状態検知処理の実行手順のフローチャートである。
【図５】記録媒体の吸湿状態に応じた画像形成条件の設定手順のフローチャートである。
【図６】記録媒体の吸湿状態に応じて設定する転写電流テーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〔第１実施形態〕
＜画像形成装置の全体構成＞
図１は本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。まず、図１を参照して画像形成装置の全体構成について、画像形成動作とともに説明する。
【００１２】
本実施形態の画像形成装置Ａは、像担持体に形成した静電像をトナー現像し、形成したトナー像を搬送される記録媒体であるシートに転写して画像形成する画像形成部を有する、電子写真プロセス方式を利用したプリンタである。
【００１３】
画像形成部は、像担持体であるドラム形状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という）１を有し、この感光体ドラム１は、帯電手段である帯電ローラ２によって帯電される。次いで、感光体ドラム１に光学手段３から画像情報に応じたレーザ光を照射することによって画像情報に応じた静電像が形成され、この静電像が現像装置４によってトナーを用いて現像され、トナー像として可視像化される。
【００１４】
一方、前記トナー像の形成と同期して、シートがシート搬送手段によって前記画像形成部へと搬送される。すなわち、装置本体下部にセットされた給送カセット５内の記録媒体であるシート６をピックアップローラ７、搬送ローラ８により画像形成部のトナー像転写位置へと搬送する。転写位置には、転写部材としての転写ローラ９が配置されており、転写電圧を印加することによって、感光体ドラム１上のトナー像をシート６に転写する。
【００１５】
トナー像の転写を受けたシート６は、分離除電部材１８への除電電圧印加により感光体ドラム１から剥離されて定着手段１０へと搬送され、定着手段１０を通過するときに熱及び圧力が印加されてトナー像がシートに溶融定着する。トナー像が定着されたシート６は、片面記録の場合は、排出ローラ１１によって排出トレイ１２へと搬送して排出される。一方、両面記録の場合は、シート反転搬送手段１３によりシートを搬送することで、一方側の面に記録したシートを反転して再度画像転写位置に搬送し、他方側の面に記録を行った後、排出ローラ１１により排出トレイ１２へと排出する。
【００１６】
なお、トナー像をシート６に転写した後の感光体ドラム１は、クリーニング手段１４によって感光体ドラム１上に残留したトナーを除去した後、次の画像形成プロセスに供される。
【００１７】
＜シートの吸湿状態に応じた画像形成条件の設定＞
次に本実施形態の画像形成装置において、記録媒体の吸湿状態に応じて画像形成条件を設定するための構成について説明する。
【００１８】
図２は転写ローラ９に印加する転写電圧の電源構成図である。本実施形態の画像形成装置は転写ローラ９に転写電圧を印加するにあたって、定電流電源１４により転写ローラ９を介してシート６に一定電流（本実施形態では２５μＡ）が流れるように制御する定電流制御方式を用いている。
【００１９】
なお、定電流電源１４には制御部１５からの制御により、印加電圧を変更して定電流値を変更可能であり、定電流制御時に印加している電圧値は電圧検知部１６によって検知可能となっている。
【００２０】
制御部１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマーを内蔵しており、画像形成装置の各部材の動作を制御する。また、この制御部１５は給送カセット５の開閉を検知する開閉検知センサ１７からの信号を入力して給送カセット５の開閉を検知し、後述するシートの吸湿状態検知処理を実行する。
【００２１】
図３乃至図５はシートの吸湿状態を検知する手順を示すフローチャートである。この手順をフローチャートに沿って説明する。
【００２２】
（吸湿状態検知タイミング）
図３はシートの吸湿状態をどのタイミングで検知するかを示すフローチャートである。本実施形態では、画像形成開始信号を受けた場合、（１）その後で給送カセット５が開閉されたとき（Ｓ１）、（２）前記画像形成開始信号が装置の電源が投入された後の最初の記録動作のとき（Ｓ２）、（３）あるいは前の画像形成動作から所定時間が経過した後の記録動作のとき（Ｓ３）、のいずれかの場合にシートの吸湿状態検知処理を実行する（Ｓ４）。なお、給送カセット５の開閉は前述した開閉検知センサ１７からの信号により、また所定時間経過はタイマーからの信号により検知される。
【００２３】
給送カセット５が開閉されたときは、給送カセット５にシートが補給されたとき、あるいはシートが交換されたときである。この場合は、それまで使用していたシートと異なるシートに画像形成するときであり、シートの吸湿状態を新たに検知する必要があるからである。また、電源投入後の最初の記録動作のとき、及び、所定時間が経過した後の記録動作のときは、シートが給送カセット５内に長時間放置された後なので、以前のシートの吸湿状態に比べて吸湿、又は乾燥して状態が変化している可能性が高いからである。
【００２４】
したがって、上記場合は画像形成開始信号を受けた後の最初の１枚目の画像記録においてシートの吸湿状態検知処理を実行する。
【００２５】
上記以外の場合は、吸湿状態検知処理を実行することなく通常記録が実行される。すなわち、給送カセット５からシートを給送して感光体ドラム１に形成したトナー像を転写ローラ９への電圧印加によってシートに転写し、定着手段で加熱定着処理する。そして、片面記録の場合はそのまま排出トレイ１２へと排出し、両面記録の場合はシート反転搬送手段１３にシートを搬送して２面目に画像記録した後、排出トレイ１２へと排出する（Ｓ５〜Ｓ１０）。
【００２６】
（吸湿状態検知処理）
ステップＳ４における吸湿状態検知処理は、図４に示す手順で実行される。この吸湿状態検知処理は、シートの両面に記録を行い、１面目記録のときと２面目記録のときのシートの電気抵抗値を算出することで吸湿状態を検知する。そのため、画像形成信号が片面記録の場合には１面目に画像データに基づいたトナー像を転写し、２面目は白画像を記録（トナーを転写しない記録）する処理を実行する。
【００２７】
吸湿状態検知処理を図４のフローチャートに基づいて具体的に説明すると、前述のように強制的な両面記録が指示され（Ｓ４１）、１面目の画像記録が実行される（Ｓ４１〜Ｓ４５）。このとき、定電流電源１４から一定の転写電流２５μＡがシートに流れるように転写電圧が印加される。このときの電圧値が電圧検知部１６によって検知され、制御部に記憶される（Ｓ４５）。そして、１面目にトナー像が転写されたシートは定着手段１０で加熱、加圧されてトナー像が定着され、シート反転搬送手段１３に送られ、２面目の記録が同様に行われて排出トレイ１２へ排出される（Ｓ４７〜Ｓ４８）。この２面目の記録に際しても定電流電源１４から一定電流２５μＡが流れるように転写電圧が印加され、このときの電圧値が電圧検知部１６によって検知されて記憶される（Ｓ４５）。
【００２８】
上記のようにして１面目に画像記録するときの転写ローラ９に印加される転写電圧値及び転写電流値と、２面目に画像記録するときに転写ローラ９に印加される転写電圧値及び転写電流値とにより、そのときのシートの電気抵抗値を制御部１５が算出する。この電気抵抗値の変化により、シートの吸湿状態を検知し、吸湿状態に応じた画像形成条件を決定するものである。なお、本実施形態では画像形成条件として、シートの吸湿状態に応じて転写電流値を変更する。
【００２９】
（画像形成条件の設定）
次に上記転写電圧値の検知からシートの吸湿状態を検知し、画像形成条件として転写電流値を決定する手順について、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
本実施形態では、前述した図４のステップＳ４５において検知した転写電圧値からシートの吸湿状態を検知し、これに応じて２枚目の画像記録に対して最適な転写電流値を設定する。具体的には、１面目の画像記録において検知した転写電圧値を「Ａ」とし、２面目の画像記録において検知した転写電圧値を「Ｂ」とし、これを制御部１５に保存する（Ｓ６１〜Ｓ６３）。そして、１面目の転写電圧値「Ａ」と２面目の転写電圧値「Ｂ」の差分「Ｃ」を制御部（ＣＰＵ）が算出する（Ｓ６４）。
【００３１】
次に算出した差分電圧「Ｃ」に対し、制御部（ＲＯＭ）に格納している例えば図６に示すシート水分量対応転写電流テーブルを参照することにより、差分電圧「Ｃ」に対応した転写電流値を選出する（Ｓ６５）。そして、２枚目以降の画像形成のために選出した転写電流値を定電流制御の値として設定する（Ｓ６６）。なお、転写電流値の可変は定電流電源１４に制御部１５から信号を入力することで可能である。
【００３２】
上記制御において、１面目の転写電圧値「Ａ」はシートの水分量により変わる。すなわち、水分を多く含んだシートの場合は電気抵抗値が低くなるために定電流を流すための転写電圧は低くなる。逆に水分が少ないシートの場合は電気抵抗値が高くなって定電流を流すための転写電圧は高くなる。しかし、１面目に転写したトナー像を定着するために、定着手段１０でシートを加熱すると、シートの水分は蒸発してしまう。そのため、２面目にトナー像を転写するときのシートの水分量は、装置環境やシートが放置された時間にかかわらず略一定となる。よって、１面目の転写電圧値「Ａ」と２面目の転写電圧値「Ｂ」の差分もしくは比率は、現在給送カセット５に収容されているシートの水分量と比例することになる。
【００３３】
本実施形態における検証実験では、水分量５．６％の紙を通紙すると転写電流２５μＡを流すときに、１面目の転写電圧は８８０Ｖ、２面目の転写電圧は１３８０Ｖを示し、その差分は５００Ｖとなる。これは図６のテーブルによれば中湿紙と認識される。
【００３４】
また、水分量７．３％の放置紙では転写電流２５μＡを流すときに、１面目の転写電圧は３８０Ｖ、２面目の転写電圧は１３８０Ｖを示し、その差分は１０００Ｖとなって高湿紙と認識される。
【００３５】
同様に、水分量４．０％の放置紙では転写電流２５μＡを流すときに、１面目の転写電圧は１３５１Ｖ、２面目の転写電圧は１３８０Ｖを示し、その差分は２９Ｖとなり、低湿紙と認識される。
【００３６】
そして、シートが高湿紙と認識された場合には電流が流れ易いために通常の定電流制御における２５μＡでは過剰になり、転写ローラ９側からの電荷がシートを通して感光体ドラム１に転移し易く、転移した電荷によるメモリ効果により画像形成不良となる転写メモリ／転写付き抜けといった異常現象が発生するおそれがある。そこで、その場合には、図６のテーブルに沿って転写電流を２０μＡまで下げるように設定を変更し、前記現象の発生を防止する。
【００３７】
一方、シートが低湿紙と認識された場合には電流が流れ難いために定電流制御における電流値を２５μＡのままでは転写電流が不足し、転写不良／転写爆発といった異常現象を発生するおそれがある。そこで、その場合には、図６のテーブルに沿って転写電流を３０μＡまで上げるように設定を変更し、前記現象の発生を防止する。
【００３８】
このように、シートの電気抵抗値からシートの実際の吸湿状態を検知し、これに応じて最適な転写電流値を設定することで、高品位の画像形成を行うことができる。
【００３９】
なお、図６に示すテーブルでは、シートの水分量による制御を「低湿紙モード」、「中湿紙モード」、「高湿紙モード」の３分類にしているが、さらに多段階に分類することも可能である。
【００４０】
また、温湿度センサによる環境検知により環境毎に転写電流、シート水分量対応転写電流テーブルを設定することも可能である。
【００４１】
さらには、本実施形態では可変する画像形成条件として転写電流値で説明してきたが別の実施形態として可変する画像形成条件は転写ローラ９に印加する転写電圧、シートを感光体ドラム１から分離するために分離除電部材１８に印加する除電電圧、定着手段１０に付与する定着温度等をシートの吸湿状態に応じて変更するように設定することも可能である。
【００４２】
例えば、除電電圧の場合は、シートの吸湿状態が低湿の場合はシートにカールが付きにくく、感光体ドラム１からの分離が容易に可能である。感光体ドラム１からのシートの分離補助が目的である除電電圧は通常よりも低く設定する。逆にシートが高湿の場合は、シートにカールが付き易く、感光体ドラム１に巻きつき易くなる。そのために感光体ドラムからの分離を補助する目的で通常よりも高い除電電圧に設定する。これらも設定テーブルにより適宜設定するようにすればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１    …感光体ドラム
２    …帯電ローラ
３    …光学手段
４    …現像装置
５    …給送カセット
６    …シート
７    …ピックアップローラ
８    …搬送ローラ
９    …転写ローラ
１０  …定着手段
１１  …排出ローラ
１２  …排出トレイ
１３  …シート反転搬送手段
１４  …定電流電源
１５  …制御部
１６  …電圧検知部
１７  …開閉検知センサ
１８  …分離除電部材
【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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