(57)【要約】【課題】用紙の含水率が原因による転写での画質低下、定着での用紙カールを防ぐこと。【解決手段】画像形成装置は、装置内の環境情報を取得する環境情報取得手段と、給紙手段に用紙が装填したことを検出してから給紙を開始するまでの時間を計測し経過時間を出力する時間計測手段と、環境情報取得手段の出力と、経過時間に基づいて、画像形成手段の印刷パラメータを演算する演算手段とを備え、演算手段の演算結果に基づいて、画像形成手段を制御する。【選択図】図１
2009122140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を保持する給紙手段から該用紙を給送し、画像形成手段により形成される画像を該用紙上に担持させる画像形成装置であって、
装置内の環境情報を取得する環境情報取得手段と、
前記給紙手段に前記用紙が装填したことを検出してから給紙を開始するまでの時間を計測し経過時間を出力する時間計測手段と、
前記環境情報取得手段の出力と、前記経過時間に基づいて、前記画像形成手段の印刷パラメータを演算する演算手段と、を備え、
前記演算手段の演算結果に基づいて、前記画像形成手段を制御する手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記環境情報は、前記装置内の湿度または温度あるいは湿度および温度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】
異なるタイミングにおける複数の前記環境情報と、該環境情報に対応する前記経過時間を複数記憶する記憶手段をさらに備え、
前記演算手段は、前記経過時間が長いものほど影響度が小さくなるように前記複数の環境情報を合成し、前記印刷パラメータを演算することを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記演算手段は、装置内の湿度に対して温度による水蒸気量の変化を考慮した値を用いて前記印刷パラメータを演算することを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記環境情報を取得した取得時刻を計測する時刻計測手段と、前記環境情報と該環境情報に対応する前期取得時刻を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記環境情報の取得時刻の間隔が開いている部分の環境情報を、記憶している前記環境情報から対応する時刻における環境情報変化の特徴を算出し補完することを特徴とする、請求項１から４の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記給紙手段に保持された用紙の積載位置を計測する積載位置計測手段をさらに備え、
前記積載位置が給紙手段上部であるほど前記環境情報の影響度が大きくなるように環境情報を合成し、前記印刷パラメータを演算することを特徴とする、請求項１から５の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記印刷パラメータとして、転写における電流値を制御する電流値制御手段を備え、
前記環境情報合成結果が高いほど、前記電流値を大きくすることを特徴とする、請求項１から６の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記印刷パラメータとして、定着におけるローラ間の温度差を制御する温度差制御手段を備え、
前記環境情報合成結果が高いほど、前記温度差を小さくすることを特徴とする、請求項１から７の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記給紙手段に保持された用紙の積載量を計測する積載量計測手段をさらに備え、
前記給紙手段に用紙が装填されたことを検知し、前記積載量が変化したときに前記経過時間をリセットすることを特徴とする、請求項１から８の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記給紙手段に保持された用紙のサイズを取得する用紙サイズ取得手段をさらに備え、
前記給紙手段に用紙が装填されたことを検知し、前記用紙サイズが変化したときに前記経過時間をリセットすることを特徴とする、請求項１から９の何れか１つに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記給紙手段に保持された用紙の紙種を取得する紙種取得手段をさらに備え、
前記給紙手段に用紙が装填されたことを検知し、前記紙種が変化したときに前記経過時間をリセットすることを特徴とする、請求項１から１０の何れか１つ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、装置内の環境状況と装置内の用紙の積載時間に応じて印刷パラメータを補正する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成手法において用紙の含水率は印刷品質に影響を与える。例えば、転写においては、用紙の含水率が高い場合、用紙抵抗が小さくなり転写電流が用紙を通して他の部材に流れ易くなるために転写不良等が発生するという不具合がある。また定着においては、用紙の含水率が高い場合、用紙カールが発生しやすくなるという不具合がある。これを解決する手法として、用紙から直接含水率を測定し、測定した含水率から印刷パラメータを変更する方法がある。
【０００３】
ここで、複写画像を作成する画像形成部と、装置内部の適所に配置され被測定対象の含水率を計測する湿度検知装置とを備えた電子写真式画像形成装置において、該各湿度検知装置からの計測結果と記憶した基準値とを比較することによって画像形成条件を補正制御する制御部とを備え、温湿度等の環境変化の影響を受け易い記録紙、現像剤、転写ベルト等の現時点における含水率を直接計測し、該計測結果に基づいて画像形成条件を補正制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０７−０５６４０２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、上述の関連技術では、測定装置が必要となり構成が複雑なるなどコスト上の問題がある。
【０００５】
本発明は、環境情報と用紙の積載時間から画像形成手段の印刷パラメータを変更することにより、上記問題を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、用紙を保持する給紙手段から該用紙を給送し、画像形成手段により形成される画像を該用紙上に担持させる画像形成装置であって、装置内の環境情報を取得する環境情報取得手段と、給紙手段に用紙が装填したことを検出してから給紙を開始するまでの時間を計測し経過時間を出力する時間計測手段と、環境情報取得手段の出力と、経過時間に基づいて、画像形成手段の印刷パラメータを演算する演算手段とを備え、演算手段の演算結果に基づいて、画像形成手段を制御する手段を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、環境情報は、装置内の湿度または温度あるいは湿度および温度であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、異なるタイミングにおける複数の環境情報と、該環境情報に対応する経過時間を複数記憶する記憶手段をさらに備え、
演算手段は、経過時間が長いものほど影響度が小さくなるように複数の環境情報を合成し、印刷パラメータを演算することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、演算手段は、装置内の湿度に対して温度による水蒸気量の変化を考慮した値を用いて印刷パラメータを演算することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、環境情報を取得した取得時刻を計測する時刻計測手段と、環境情報と該環境情報に対応する前期取得時刻を記憶する記憶手段をさらに備え、環境情報の取得時刻の間隔が開いている部分の環境情報を、記憶している環境情報から対応する時刻における環境情報変化の特徴を算出し補完することを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、給紙手段に保持された用紙の積載位置を計測する積載位置計測手段をさらに備え、積載位置が給紙手段上部であるほど環境情報の影響度が大きくなるように環境情報を合成し、印刷パラメータを演算することを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、印刷パラメータとして、転写における電流値を制御する電流値制御手段を備え、環境情報合成結果が高いほど、電流値を大きくすることを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、印刷パラメータとして、定着におけるローラ間の温度差を制御する温度差制御手段を備え、環境情報合成結果が高いほど、温度差を小さくすることを特徴とする。
【００１４】
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、給紙手段に保持された用紙の積載量を計測する積載量計測手段をさらに備え、給紙手段に用紙が装填されたことを検知し、積載量が変化したときに経過時間をリセットすることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置において、給紙手段に保持された用紙のサイズを取得する用紙サイズ取得手段をさらに備え、給紙手段に用紙が装填されたことを検知し、用紙サイズが変化したときに経過時間をリセットすることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置において、給紙手段に保持された用紙の紙種を取得する紙種取得手段をさらに備え、給紙手段に用紙が装填されたことを検知し、紙種が変化したときに経過時間をリセットすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
環境情報と用紙の積載時間から環境情報に応じた転写、定着の制御パラメータを変更しているので、用紙の含水率が原因による転写での画質低下、定着での用紙カールを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態による画像形成装置の構成例を示す説明図である。
【００１９】
図１に示すように画像形成装置は４つの感光体１−ａ，１−ｂ，１−ｃ，１−ｄと感光体に接触する中間転写ベルト２、各色の感光体にＬＤ光を当てるＬＤ装置３−ａ，３−ｂ，３−ｃ，３−ｄを備えている。トナーカードリッジは図示していないが、感光体１−ａ，１−ｂ，１−ｃ，１−ｄにそれぞれ隣接して設置されているものとする。また、用紙を積載するための給紙カセット４、中間転写ベルト２に形成された画像を用紙に転写するための転写ローラ５、トナーが転写された用紙にトナーを定着させる定着器６から構成されている。定着器６は内部にヒータを持つ定着ローラ６−ａと加圧ローラ６−ｂから構成されている。中間転写ベルト上の残トナーは中間転写廃トナー回収部７に回収される。また、環境情報を取得するために温度を測定する温度センサ８、湿度を測定する湿度センサ９、用紙残量を測定する積載センサ１０が設置されている。
【００２０】
図２は画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。
【００２１】
ＣＰＵ１１はプログラム命令を解釈し、実行することができる装置である。ＲＯＭ１２はＣＰＵ１１で実行するプログラムを格納した読み出し専用の半導体メモリである。ＥＥＰＲＯＭ１３は電気的に消去（書き換え）できるＲＯＭである。電源を切ってもデータは消えない。ＲＡＭ１４は任意のアドレスを指定して読み書きすることが可能な半導体メモリである。Ｉ／Ｏ１５はセンサやモータやクラッチなどの電装品の入出力を制御するものである。外部Ｉ／Ｆ１６は画像形成装置と画像形成装置に印刷要求を行う端末とのインターフェースである。時計機構１７は現在時刻を算出するものである。
【００２２】
図３は画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
【００２３】
コンピュータインタフェース部１８は画像形成装置に印刷要求を行う端末と通信を行う。転写部１９は電子写真方式により作成されたトナー画像を中間転写ベルト２と転写ローラ５にて用紙に転写する。定着部２０は転写部１９で用紙に転写された画像を定着器６にて用紙に定着させる。時計回路部２２は現在の時刻を算出する。環境変化検知部２３は温度センサ８、湿度センサ９から計測した温度、湿度と記憶部２６の最新の環境情報と比較し変化を検知する。変化を検知した場合、記憶部２６に環境情報を記憶する。用紙含水状態検知部２４は記憶部２６の環境情報履歴から給紙カセット４内用紙の含水状態を算出し記憶部２６に算出結果を記憶する。用紙検知部２５は給紙カセット４に積載された紙種、サイズといった用紙情報を検知する。記憶部２６は環境情報履歴、給紙カセット４内用紙の含水状態情報、用紙積載時間を記憶している。制御部２１は上記ブロックの一連の動作を制御する。
【００２４】
環境情報履歴、含水状態について
環境情報履歴は、温度センサ８、湿度センサ９から測定された温度、湿度と時計機構２２から温度、湿度を測定した時刻を環境情報として記憶部２６に複数記憶したものである。
【００２５】
含水状態は、印刷パラメータ決定のための指標となる値であり、記憶部２６の環境情報履歴から計算する。含水状態は、給紙カセット４の用紙積載位置ごとに値を持つ。給紙カセット４内の用紙積載位置は用紙枚数によって判断する。
【００２６】
図４は含水状態による印刷パラメータ変更についてのフローチャートである。
【００２７】
印刷指示がされた場合（Ｓ４０１）、記憶部２６の含水状態から給紙カセット４内の用紙積載位置が最上位置に対応する含水状態を取得し、含水状態に応じ印刷パラメータを変更する（Ｓ４０２）。ここでは、印刷パラメータとして高湿時パラメータと通常時パラメータの２種類のパラメータがある。前記含水状態が０以上の場合、高湿時パラメータを選択し、０以下の場合、通常時パラメータを選択する。印刷パラメータとして転写部１９の転写電流、定着器６の定着ローラ６−ａと加圧ローラ６−ｂの温度差をなくすための定着ローラ回転時間などがある。そして、印刷枚数をカウントし（Ｓ４０３）、一定枚数を印刷した場合、給紙カセット４内の用紙積載位置が1つ下に対応する含水状態を取得するように切り替える（Ｓ４０４，Ｓ４０５）。ここでは、用紙枚数１０枚で１つの用紙積載位置とする。
【００２８】
図５は環境情報履歴の更新についてのフローチャートである。
【００２９】
環境情報履歴の更新は、環境情報が急激な変化をすることが少ないことを活かして行う。環境変化検知部２３にて一定間隔で温度センサ８、湿度センサ９から温度、湿度を取得する（Ｓ５０１、Ｓ５０２）。ここでは１分毎に取得することとする。取得した温度、湿度と記憶部２６に記憶されている最も新しい時刻の温度、湿度と比較し（Ｓ５０３）、一定値以上の変化を検知したときに、時計機構２２から時刻を取得し、温度、湿度、時刻を環境情報として環境情報履歴に追加する（Ｓ５０４、Ｓ５０５）。ここでは、温度５℃、湿度５％以上の変化を検知した時とする。環境情報履歴として記憶する期間は最近５日間とし、それ以前の環境情報は削除する（Ｓ５０６）。
【００３０】
図６は含水状態の更新についてのフローチャートである。
【００３１】
用紙含水状態検知部２４にて、記憶部２６に記憶されている環境情報履歴、含水状態情報を基に一定時間毎に計算する（Ｓ６０１、Ｓ６０２）。ここでは５分毎に計算することとする。続いて、用紙積載時間を更新し、古い環境情報ほど影響がなくなるように、記憶部の環境状態情報に減衰係数を演算する（Ｓ６０３）。減衰係数を演算した環境状態情報と環境情報履歴から温度と用紙の積載位置を考慮して含水状態を計算する（Ｓ６０４）。含水状態は、記憶部２６に記憶する（Ｓ６０５）。
【００３２】
続いて具体的な含水状態の演算方法について述べる。
用紙積載位置をｎ個に分けたとし、上から順にＸ（０），Ｘ（１），・・・Ｘ（ｎ）とする。用紙位置ｎ、用紙積載時間ｔにおける含水状態Ｘ（ｎ，ｔ）はＡ：時間による減衰係数、Ｂ（ｎ）：カセット位置による影響係数、Ｈ（ｔ）：用紙積載時間ｔにおける湿度、Ｔ（ｔ）：用紙積載時間ｔにおける温度、Ｔｈ：高湿閾値、ｆ（Ｈ（ｔ）：飽和水蒸気量の表を保持しており、湿度Ｈと温度Ｔから水蒸気量を算出する関数として以下の式から算出する。
【００３３】
Ｘ（ｎ，ｔ）＝ＡＸ（ｎ，ｔ−１）＋Ｂ（ｎ）（ｆ（Ｈ（ｔ），Ｔ（ｔ））−Ｔｈ）
【００３４】
時間による減衰係数Ａと過去の含水状態Ｘ（ｎ，ｔ−１）の乗算をすることにより、古い環境情報ほど影響を小さくする。湿度Ｈ（ｔ）と温度Ｔ（ｔ）から水蒸気量を計算することにより、温度による水蒸気量の変化を考慮する。カセット位置による影響係数Ｂ（ｎ）を乗算することにより、用紙積載位置による給紙カセット内用紙の環境影響の差を考慮する。
【００３５】
ここでは、ｎ＝４としてＡ＝０．７、Ｂ（１）＝１．０、Ｂ（２）＝０．８、Ｂ（３）＝０．６、Ｂ（４）＝０．４、Ｔｈ＝１５として含水状態を算出する。
【００３６】
図７は電源ＯＦＦ期間の推定についてのフローチャートである。
【００３７】
環境情報の取得時刻の間隔が開く原因として電源ＯＦＦ期間がある。電源ＯＦＦ期間の環境情報推定は、電源ＯＮ時（Ｓ７０２）に、用紙含水状態検知部２４にて、記憶部２６の環境情報履歴を基に環境情報の変化傾向を算出し（Ｓ７０４）、環境情報の変化傾向から電源ＯＦＦ期間の環境情報を推定する。推定した環境情報を基に電源ＯＦＦ期間の含水状態を計算する（Ｓ７０６）。
【００３８】
具体的には、時計機構２２から算出した電源ＯＮ時点の時刻と記憶部２６の環境情報履歴から取得した最後の環境情報取得時刻を用い、電源ＯＦＦ期間の時刻を計算する。記憶部２６の環境情報履歴から電源OFF期間の時刻と一致する環境情報を取得し、平均を計算する。平均を電源ＯＦＦ期間の環境情報履歴として記憶部２６に記憶する。推定した環境情報履歴から電源ＯＦＦ期間の含水状態情報の変化を計算し、含水状態情報を更新する。
【００３９】
図８は用紙変更による含水状態、用紙積載時間の初期化のフローチャートである。
【００４０】
用紙積載時間、含水状態は、用紙検知部２５にて、給紙カセット４が装填された場合（Ｓ８０１）、用紙積載センサ１０から用紙残量の変化を検知し（Ｓ８０２）、用紙積載時間、含水状態をリセットする（Ｓ８０５）。また、装填された用紙の紙種、サイズが変化した場合（Ｓ８０３、Ｓ８０４）、用紙積載時間、含水状態をリセットする（Ｓ８０５）。
【００４１】
以下に各請求項ごとの目的、作用効果を記載する。
【００４２】
請求項２の画像形成装置においては、環境情報として湿度または温度あるいは湿度および温度を用いているので、用紙から直接含水率を計測するセンサが不要になり、コストアップを防ぐことができる。
【００４３】
請求項３の画像形成装置においては、計測時間の異なる複数の環境情報を用いて、印刷パラメータを演算しているので、急激な環境変化が起こった場合にも適切な印刷パラメータ演算ができ、用紙の含水率が原因による転写での画質低下、定着での用紙カールを防ぐことができる。
【００４４】
請求項４の画像形成装置においては、湿度に対して、温度による水蒸気量の変化を考慮した値を用いて印刷パラメータを演算しているので、精度の高い印刷パラメータ演算ができる。
【００４５】
請求項５の画像形成装置においては、環境情報の計測間隔が開いている箇所の環境情報を記憶している環境情報から補完するので、電源ＯＦＦ期間中の環境情報を考慮した精度の高い印刷パラメータ演算ができる。
【００４６】
請求項６の画像形成装置においては、 用紙を保持する給紙手段における用紙の積載位置を考慮して印刷パラメータを演算しているので、用紙の積載位置の違いによる印刷パラメータ演算間違いを防ぐことができる。
【００４７】
請求項７の画像形成装置においては、環境情報を合成し、合成結果が高い場合に転写電流を大きくすることにより、転写における転写不良等を防ぐことができる。
【００４８】
請求項８の画像形成装置においては、環境情報を合成し、合成結果が高い場合に定着のローラ間の温度差を小さくすることにより、定着における用紙のカールを防ぐことができる。
【００４９】
請求項９の画像形成装置においては、給紙手段に積載された用紙の積載量を計測し、積載量が変化した場合、経過時間をリセットすることにより、用紙が給紙手段に積載されてからの経過時間の精度が向上し、印刷パラメータ演算間違いを防ぐことができる。
【００５０】
請求項１０の画像形成装置においては、給紙手段に保持されている用紙のサイズを取得し、用紙サイズが変化した場合、経過時間をリセットすることにより、用紙が給紙手段に積載されてからの経過時間の精度が向上し、印刷パラメータ演算間違いを防ぐことができる。
【００５１】
請求項１１の画像形成装置においては、給紙手段に保持されている用紙の紙種を取得し、紙種が変化した場合、経過時間をリセットすることにより、用紙が給紙手段に積載されてからの経過時間の精度が向上し、印刷パラメータ演算間違いを防ぐことができる。
【００５２】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の画像形成装置の構成例を示す説明図である。
【図２】画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】含水状態による印刷パラメータ変更についてのフローチャートである。
【図５】環境情報履歴の更新についてのフローチャートである。
【図６】含水状態の更新についてのフローチャートである。
【図７】電源ＯＦＦ期間の推定についてのフローチャートである。
【図８】用紙変更による含水状態、用紙積載時間の初期化のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１−ａ，１−ｂ，１−ｃ，１−ｄ    感光体
２    中間転写ベルト
３−ａ，３−ｂ，３−ｃ，３−ｄ    ＬＤ装置
４    給紙カセット
５    転写ローラ
６    定着器
７    中間転写廃トナー回収部
８    温度センサ
９    湿度センサ
１０    積載センサ
【図１】
2009122140.tif 000003
【図２】
2009122140.tif 000004
【図３】
2009122140.tif 000005
【図４】
2009122140.tif 000006
【図５】
2009122140.tif 000007
【図６】
2009122140.tif 000008
【図７】
2009122140.tif 000009
【図８】
2009122140.tif 000010