JP2005084534A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録媒体である用紙の表面及び裏面へ像形成される画質の均一性を保つために、用紙へ転写する面毎に像形成手段に関わるパラメータを有する画像形成装置を提供する
【解決手段】 第１の像担持体１に作像されるトナーの極性はマイナスであり、第１の転写手段２０にプラスの電荷を与えることで、第１の像担持体に作像されたトナーは、第２の像担持体１０に転写される。第２の転写手段１２０にプラスの電荷を与えることで、第２の像担持体に作像されたトナーは、第３の像担持体１００に転写される。また、第２の像担持体表面のトナーも記録媒体の片側の面に転写される。チャージャＣＨからプラス極性のＤ年かを与えることで、第３の像担持体１００表面のマイナス極性のトナーは吸引され、記録媒体の他の面に転写される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、記録媒体の両面にほぼ同時に形成可能な画像形成装置に関する。

昨今の複写機、プリンタ等の電子写真装置においては記録媒体への両面転写画像がすでに一般的となっている。しかしながら記録媒体への転写方法としては、記録媒体へ第一面を転写、定着した後に、両面反転装置等を用いて記録媒体の第二面へ複写、定着のプロセスを行っている。

しかしながら上記の方法による記録媒体への両面印字では、両面反転装置等が必要不可欠となり、両面時のファーストプリントが遅くなるのは否めないことであった。
また、上記課題を達成すべく両面反転装置等を用いずに両面印字を行う画像形成装置がある（特許文献１参照）。

また、第１の像担持体から第２の像担持体へ顕像を転写した後に、第２の像担持体の走行条件を変化させることで、両面印刷を行う画像形成装置がある（特許文献２参照）。
特開２０００−３５２８８９号公報 特開２００３−２３３２８７号公報

しかしながら、作像装置を記録媒体の第一面用、及び第二面用にそれぞれ有しており省スペースが必要とされるが、機械サイズが大きく、さらには作像装置を記録媒体の各面に必要としていることからコスト面で非常に不利である。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、記録媒体の表面及び裏面へ像形成される画質を経時的に均一性を保つために、記録媒体へ第２の像担持体から転写した顕像と、第３の像担持体から転写した顕像とで、像形成手段に関わるパラメータを変更可能にすることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

さらに、第２の目的として、記録媒体へ第２の像担持体から転写した顕像と、第３の像担持体から転写した顕像とで、像形成手段に関わるパラメータを変更可能にすることによって、記録媒体の表面及び裏面へ像形成される画質を経時的に均一性を保つために、記録媒体の両面にそれぞれ顕像した定形画像パターンを形成した記録媒体をカラー原稿読み取り装置にて読み取り後、像形成手段に関わるパラメータを変更する。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、第１の像担持体、第２の像担持体及び第３の像担持体を有し、第１の像担持体から第２の像担持体へ転写し、さらに第２の像担持体から第３の像担持体に転写した顕像を記録媒体の一方の面に転写するとともに、第１の像担持体から第２の像担持体へ転写した顕像を記録媒体の他方の面に転写することにより記録媒体の両面に顕像を転写可能な画像形成装置と、読み取った原稿をＲＧＢ画像データに展開可能で、かつＲＧＢ画像データをＫＣＭＹ画像データに色変換可能なカラー原稿読み取り装置と、ＫＣＭＹ画像データを複数の第１の像担持体にて顕像する像形成手段を有する画像形成装置において、カラー原稿読み取り装置によって読み取られたＲＧＢ画像データをＫＣＭＹ画像データに変換する色補正手段によって補正された画像データを出力する際の出力特性に一致した画像データへ変換するための変換パラメータを保持する保持手段と、保持手段に保持される変換パラメータを変更することができる変更手段を有し、記録媒体へ第２の像担持体から転写した顕像と、第３の像担持体から転写した顕像とで、像形成手段に関わる変換パラメータを変更手段によって変更することができることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置であって、カラー原稿読み取り装置は、読み取ったＲＧＢ画像データと理想的なＲＧＢ画像データを比較する比較手段を有することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置であって、比較手段は、カラー原稿読み取り装置が読み取ったＲＧＢ画像データと理想的なＲＧＢ画像データを比較し、比較結果から両者の差分を求め、差分を利用してＲＧＢ画像データの変換パラメータを変更することを特徴とする。

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であって、変更手段は、記録媒体の両面に顕像した画像パターンを形成した記録媒体をカラー原稿読み取り装置で読み取った後、像形成手段に関わるパターンを変更することができることを特徴とする。

以上の説明から、本発明の画像形成装置は、記録媒体へ第２の像担持体から転写した顕像と、第３の像担持体から転写した顕像とで、像形成手段に関わるパラメータを変更することで、記録媒体の表面及び裏面へ像形成される画質を経時的に均一性を保つことが可能となる。

さらに、記録媒体の両面にそれぞれ顕像した定形画像パターンを形成した記録媒体をカラー原稿読み取り装置にて読み取り後、像形成手段に関わるパラメータを変更することで、記録媒体の表面及び裏面へ像形成される画質を経時的に均一性を保つことが可能となる。

次に添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態における記録媒体の両面にほぼ同時に画像が形成可能な画像形成装置の略中央断面図である。

回転可能に支持され、矢印方向に回転する第１の像担持体（感光体）１の外周部には除電装置Ｌ、クリーニング装置２、帯電装置３、現像装置５が配備されている。帯電装置３と現像装置５の間には、露光装置４から発せられる光情報の入るスペースが確保されている。

第１の像担持体（感光体）１は、４個（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）あるが、それぞれ周囲に設けられる画像形成用の部品構成は同じである。現像装置５が扱う色材（トナー）の色が異なる。

第１の像担持体１は、直径が３０〜１００ｍｍ程度のアルミニウム円筒表面に、光導電性物質である有機半導体の層を設けた感光体である。その一部が、第２の像担持体（中間転写ベルト）１０に接している。ベルト状の感光体も採用可能である。

第２の像担持体１０は、矢印方向に移動可能に、回転するローラ１１、１２、１３間に支持、張架されていて、裏側（ループの内側）には、第１の転写手段２０が第１の像担持体１の近傍に配備されている。
ベルトループの外側に、第２の像担持体用クリーニング装置２５が配備されている。第２の像担持体１０より転写した後に、その表面に残留する不要のトナーを拭い去る。

露光装置４は、公知のレーザ方式で、フルカラー画像形成に対応した光情報を、一様に帯電された感光体表面に潜像として照射する。ＬＥＤアレイと結像手段から成る露光装置も採用できる。

第２の像担持体（中間転写体）１０は、基体の厚みが５０μｍ乃至６００μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで第１の像担持体からトナーを転写可能とする抵抗値を備える。

図１に示す右方には、ベルト状の第３の像担持体１００が配備されている。第３の像担持体１００は矢印方向に移動可能に、回転ローラ１１１、１１２、１１３間に支持、張架されていて、裏側（ループの内側）には、第２の転写手段１２０が配備されている。ベルトループの外側に第３の像担持体用クリーニング装置２５０、チャージャＣＨなどが配備されている。クリーニング装置２５０は、用紙にトナーを転写した後、残留する不要のトナーを拭い去る。

転写手段１２０、ローラ１１３、第２の像担持体１０を支持するローラ１１により、第２の像担持体１０と第３の像担持体１００は接触し、予め定められた転写ニップを形成する。

第３の像担持体（中間転写体）１００は、基体の厚みが５０μｍ乃至６００μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで、第２の像担持体からトナーを転写可能とする抵抗値を備えるベルトである。

記録媒体（用紙）Ｐは、図の下方の給紙装置（給紙カセット）２６−１、２６−２に収納されており、最上の用紙が給紙ローラ２７で１枚づつ、複数のガイド２９を経てレジストローラ対２８に搬送される。

図の上方に、定着用加熱手段３０、排紙ガイド対３１、排紙ローラ対３２、排紙スタック部４０が配備されている。第２の像担持体１０の上方で、排紙部４０の下方には、補給用のトナーが収納できる収納部ＴＳが設けてある。トナーの色はマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの四色があり、カートリッジＴＣの形態にしてある。粉体ポンプ等により対応する色の現像装置に適宜補給される。

本体の一部のフレーム５０は、開閉支軸５０Ａを中心として、回動・開放が可能な構造にしてあるので、記録媒体の搬送路は大きく開き、ジャムした記録媒体（用紙）の処理を容易にしている。

次に、記録媒体（用紙）の両面に画像を得る場合における処理動作を説明する。
まず、第１の像担持体１（感光体）による作像が行われる。露光装置４の作動により、ＬＤ光源（図示しない）からの光は、光学部品（図示しない）を経て、帯電装置３で一様に帯電された第１の像担持体（感光体）１のうち、ａと記した感光体上に至り、書込み情報（色の応じた情報）に対応した潜像を形成する。

第１の像担持体１上の潜像は、現像装置５で現像され、トナーによる顕像が第１の像担持体１の表面に形成・保持される。このトナー像は、第１の転写手段２０により、第１の像担持体と同期して移動する第２の像担持体１０の表面に転写される。

第１の像担持体１の表面は、残存するトナーがクリーニング装置２でクリーニングされ、除電装置Ｌで除電され次の作像サイクルに備える。
第２の像担持体１０は、表面に転写されたトナー像を担持し、矢印の方向に移動する。ｂと記された第１の像担持体（感光体）１に、別の色に対応する潜像が書き込まれ、対応する色のトナーで現像され顕像となる。この像は、すでに第２の像担持体に乗っている前の色の顕像に重ねられ、最終的に４色重ねられる。

このとき同期して第３の像担持体１００は、矢印方向に移動していて、第２の転写手段１２０の作用で、第３の像担持体１００の表面に第２の像担持体表面に作られた画像が転写される。

いわゆるタンデム形式である４個の感光体上で画像が形成されながら、第２、第３の像担持体が移動し、作像が進められるので、その時間が短縮できる。
第２の像担持体１０が所定のところまで移動すると、記録媒体（用紙）の別の面に作成されるべきトナー画像が、前述したような工程で再度、第１の像担持体１により作像され、給紙が開始される。

給紙ローラ２７が、反時計方向に回転すると給紙装置（給紙カセット）２６内の最上部にある記録媒体（用紙）Ｐが引き出され、レジストローラ対２８に搬送される。レジストローラ対２８を経て、第２の像担持体１０と第３の像担持体１００の間に送られる記録媒体（用紙）の片側の面に、第２の像担持体１０の表面のトナー像が第２の転写手段１２０により転写される。

さらに記録媒体は、上方に搬送され、第３の像担持体１００表面のトナー像が、チャージャＣＨにより記録媒体のもう一方の面に転写される。
転写に際して、記録媒体（用紙）は、画像の位置が正規のものとなるように、タイミングが取られて搬送される。

本実施例では、第１の像担持体１に作像されるトナーの極性はマイナスである。第１の転写手段２０にプラスの電荷を与えることで、第１の像担持体に作像されたトナーは第２の像担持体１０に転写される。第２の転写手段１２０にプラスの電荷を与えることで、第２の像担持体に作像されたトナーは、第３の像担持体１００に転写される。また第２の像担持体表面のトナーも記録媒体の片側の面に転写される。

チャージャＣＨからプラス極性の電荷を与えることで、第３の像担持体１００表面のマイナス極性のトナーは吸引されて、記録媒体の他の面のに転写される。

上記のステップで両面にトナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着手段３０に送られ、記録媒体（用紙）上のトナー像（両面）が一度に溶融、定着され、ガイド対３１を経て排紙ローラ対３２により本体フレーム上部の排紙スタック部４０に排出される。

図１に示すように、排紙部４０を構成した場合、両面画像のうち後ろから記録媒体（用紙）に転写される面（頁）、すなわち第２の像担持体１０から記録媒体（用紙）に直接転写される画像を先に作成し、第３の像担持体１００にそのトナー像を保持し、１ページ目の画像を第２の像担持体１０から記録媒体（用紙）に直接転写するようにすればよい。

第２の像担持体１０から記録媒体に転写される画像は、第１の像担持体表面で正像にし、第３の像担持体１００から記録媒体に転写されるトナー像は、第１の像担持体（感光体）表面で逆像（鏡像）になるよう露光される。

このようなページ揃えのための作像順は、画像データをメモリに貯蔵する公知の技術で、また、正、逆像（鏡像）に切り換える露光も、公知の画像処理技術により実現できる。

第３の像担持体１００から記録媒体（用紙）に転写した後、内部にブラシローラ、回収ローラ、ブレード等を備えたクリーニング装置２５０は、第３の像担持体表面に残留する不要のトナーを紙粉を除去する。図１では、ローラ２５０Ａが、第３の像担持体表面から離れた状態にある。支点２５０Ａを中心として揺動可能で、第３の像担持体表面に接離可能な構造になっている。記録媒体に転写する以前で、第３の像担持体がトナー像を担持しているとき離し、クリーニングが必要なとき、図１で示す反統計方向に揺動し、接触させる。除去させるトナーは、トナー収納部２５０Ｂに集められる。

次に、記録媒体（用紙）の片面に画像を得る場合の処理動作について説明する。
片面の場合、二通りの方法があるが、第３の像担持体１００にトナー転写する工程を省き、第２の像担持体から記録媒体に転写する場合を説明する。

第１の像担持体１の表面に形成されたトナー像を第２の像担持体を転写しつつ、記録媒体（用紙）Ｐに転写する。

図１において、第２の像担持体１０上に形成されたトナー像との位置合わせのため同期をとって、記録媒体Ｐは、第２の像担持体１０と第３の像担持体１００の間に送られ、第２の転写手段１２０により記録媒体Ｐにトナーが第２の像担持体１０から転写される。

転写手段であるチャージャＣＨは作動することはなく、記録媒体Ｐは第３の像担持体１００とともに移動し、定着手段３０のある領域に送られ、トナーが定着される。その後、記録媒体は、第３の像担持体１００から離れ、ガイド対３１、排紙ローラ対３２を経て矢印Ａの方向に排出され、画像面が下になった状態（フェースダウン）で排紙スタック部４０に載置される。

以上の構成から、数ページにわたる原稿を１ページから順によりしても、排紙スタック部４０から取り出したとき、プリント物はページ順になっている。

次に、図２を参照して、読み取り画像処理の処理動作を説明する。
まず、画像読み取り装置（図示しない）で読み取った原稿の画像データＲＧＢは、シェーディング補正によって読み取り装置に起因する主走査方向の画像データの不均一性が補正され（ステップＳ１）、同一原稿であれば同一画像データＲＧＢが出力される。

次に、画像データは、スキャナγによって規格化されたリニアな画像データに変換される（ステップＳ２）。次に、ＡＣＣ（自動カラー補正）では、画像データは、処理されることなく出力される（ステップＳ３）。色補正では、画像データがＲ，Ｇ，ＢからＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙに変換され、プリンタ出力可能な画像データが生成される（ステップＳ４）。

主走査変倍では、主走査方向の変倍率に応じて画像データが処理される（ステップＳ５）。なお、副走査方向は、原稿の読み取り速度を変倍率に応じて可変することで画像データが得られる。さらに、プリンタγは、色補正後の画像データをプリンタエンジン特性にマッチした出力特性に画像データを変換する変換パラメータを保持、変換のための設定する。プリンタガンマにおける画像データの変換パラメータを記録媒体の表裏像形成に応じた異なる変換パラメータを保持し、かつ記録媒体の表裏像形成に応じた変換パラメータを設定する。

なお、変換パラメータの切り替えは、機器制御部３００からの指示による。
機器制御部３００は、ＣＰＵ３０１とＡＤＣ３０２、ＤＡＣ３０３、ＳＩ／Ｏ３０４、ＰＩ／Ｏ３０５、ＲＡＭ３０６、ＲＯＭ３０７、ＮＶＲＡＭ３０８から構成されている。電源ＯＮ時、ＣＰＵ３０１はハードリセットされるためＲＯＭ３０７上の先頭アドレスを読み取り、プログラムは起動される。ＡＤＣ３０２は、読み取り画像データのアナログ入力をデジタルデータに変換する。ＤＡＣ３０３は、デジタルデータをアナログ出力に変換する。ＳＩ／Ｏ３０４は、システム内の他のＣＰＵのコマンドデータ等の通信にしようされる。ＰＩ／Ｏ３０５は、ＳＷ（スイッチ）等の入力機器からの入力、及びモータ等のＯＮ／ＯＦＦ駆動用に使用される素子である。ＲＡＭ３０６は、ＣＰＵの演算処理等に必要なデータが格納される一次メモリである。ＮＶＲＡＭ３０８は、不揮発性ＲＡＭである。

また、機器制御部３００のＮＶＲＡＭ（不揮発性ＲＡＭ）３０８内に、プリンタγの変換パラメータが保持され、機器立ち上げ（ハードリセット）時にプリンタγのＲＡＭ３０６領域にデータ転送される。このため、ＮＶＲＡＭ３０８領域内の変換パラメータ値を予め変更することで、プリンタγにて変換される画像データの変換パラメータは、異なる値の変換パラメータで処理される。

ステップＳ３であるＡＣＣは、定型パターン画像データを保持するＲＡＭ３０６領域、定型パターン作成時の定型パターン画像データ出力と読み取り画像データをスルーさせる切り替えＳＷ、読み取り画像データを保持するＲＡＭ３０６領域、最適画像データ保持領域、読み取り画像データを保持するＲＡＭ３０６領域の画像データと最適画像データ保持領域の画像データとの比較器、比較結果を保持するＲＡＭ３０６領域とから構成される。

機器制御部３００からの定型パターン画像形成の指示により、定型パターン画像データはＡＣＣから出力され、記録媒体上に定型パターンが転写形成される。記録媒体上に作成された定型パターンを機器制御部からの定型パターン読み取り指示により、画像読み取り装置で読み取った定型パターン読み取り画像データは、理想的な定型パターンを読み取った際のＲＧＢ画像データである最適画像データとの比較結果が保持され、機器制御部に転送され、処理結果、ＮＶＲＡＭ３０８領域内のプリンタγの変換パラメータを書き換えられ、書き換え後、プリンタγ内のＲＡＭ３０６領域内の変換パラメータの書き換えを行う。

なお、定型パターンは、例えば副走査方向に４色のグラデーションで構成されるカラーパッチであり、その４色はＫ（Ｋ＝０〜２５５，Ｙ＝０，Ｍ＝０，Ｃ＝０）、Ｙ（Ｙ＝０〜２５５，Ｋ＝０，Ｍ＝０，Ｃ＝０）、Ｃ（Ｃ＝０〜２５５，Ｙ＝０，Ｍ＝０，Ｋ＝０）、Ｍ（Ｍ＝０〜２５５，Ｙ＝０，Ｋ＝０，Ｃ＝０）である。

本発明の実施形態における画像形成装置の構成を示した図である。 本発明の実施形態における画像形成装置の処理動作を示したフローチャートである。 本発明の実施形態における機器制御部の構成を示したブロック図である。

符号の説明

１ 第１の像担持体（感光体）
２ 第１の像担持体（感光体）用クリーニング装置
３ 帯電装置
４ 露光装置
５ 現像装置
１０ 第２の像担持体（中間転写ベルト）
１１、１２、１３ ローラ（第２の像担持体の支軸）
２０ 第１の転写手段
２５ クリーニング装置（第２の像担持体用）
２６−１、２６−２ 給紙装置（給紙カセット）
２７ 給紙ローラ
２８ レジストローラ対
２９ 搬送ガイド
３０ 加熱装置
３１ ガイド対
３２ 排紙ローラ対
４０ 排紙スタック部
５０ 開閉フレーム
５０Ａ 開閉支軸
１００ 第３の像担持体（中間転写ベルト
１１１、１１２、１１３ ローラ（第３の像担持体の支軸）
１２０ 第２の転写手段
２５０ クリーニング装置（第３の像担持体用）
２５０Ａ クリーニング揺動支点
２５０Ｂ トナー収納部
Ａ 排紙方向
Ｌ 除電ランプ
Ｐ 記録媒体（用紙）
ＣＨ チャージャ
ＴＳ トナー収納部
ＴＣ トナー（カートリッジ）

Claims (4)

1. 第１の像担持体、第２の像担持体及び第３の像担持体を有し、前記第１の像担持体から第２の像担持体へ転写し、さらに第２の像担持体から第３の像担持体に転写した顕像を記録媒体の一方の面に転写するとともに、前記第１の像担持体から第２の像担持体へ転写した顕像を記録媒体の他方の面に転写することにより記録媒体の両面に顕像を転写可能な画像形成装置と、
   読み取った原稿をＲＧＢ画像データに展開可能で、かつＲＧＢ画像データをＫＣＭＹ画像データに色変換可能なカラー原稿読み取り装置と、
   前記ＫＣＭＹ画像データを前記複数の第１の像担持体にて顕像する像形成手段を有する画像形成装置において、
   前記カラー原稿読み取り装置によって読み取られた前記ＲＧＢ画像データをＫＣＭＹ画像データに変換する色補正手段によって補正された画像データを出力する際の出力特性に一致した前記画像データへ変換するための変換パラメータを保持する保持手段と、
   前記保持手段に保持される前記変換パラメータを変更することができる変更手段を有し、
   記録媒体へ第２の像担持体から転写した顕像と、
   第３の像担持体から転写した顕像とで、像形成手段に関わる前記変換パラメータを変更手段によって変更することができることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記カラー原稿読み取り装置は、読み取った前記ＲＧＢ画像データと理想的なＲＧＢ画像データを比較する比較手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記比較手段は、前記カラー原稿読み取り装置が読み取った前記ＲＧＢ画像データと前記理想的なＲＧＢ画像データを比較し、比較結果から両者の差分を求め、前記差分を利用して前記ＲＧＢ画像データの変換パラメータを変更することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記変更手段は、記録媒体の両面に顕像した画像パターンを形成した記録媒体を前記カラー原稿読み取り装置で読み取った後、像形成手段に関わるパターンを変更することができることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images