JP2007147946A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】適正に或いは所望の光沢度を有する画像を安定して出力する画像形成装置を提供する。
【解決手段】濃度センサが検知された濃度情報及び光沢度センサが検知した光沢度情報に基づいて、定着条件等の画像形成条件を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、紙、ＯＨＰシート等の記録材上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、トナー像を定着する定着装置を有する画像形成装置及びかかる画像形成装置において行われる画像形成方法に関する。

主として電子写真プロセスにより画像を形成する画像形成装置では、定着装置が用いられる。

カラー画像に対するニーズが高まるに従って、カラー画像の画質や品位に対するニーズのレベルが高くなる傾向にある。

カラー画像の画質や品位には、解像度、階調性、濃度と言った写真特性の測定により評価できるものの他に、画像の光沢度のように写真特性によっては評価出来ないものがある。

光沢度は、カラー画像において、画像の色合いに微妙に影響するので、カラー画像の画質・品位を向上するには、光沢度を調整することが必要である。

光沢度は主として定着条件により調整される。

特許文献１では、光沢度検知手段の検知結果に基づいて、定着条件を制御することが提案されている。

特許文献２では、記録材の厚さを検知し、記録材厚さに起因する画像の光沢度と光沢度検知手段により検知された記録材の光沢度との差を小さくするように定着条件を制御することが提案されている。

特許文献３では、最高光沢度と最低光沢度との差を検知し、検知された差の情報に基づいて画像形成条件を調整することが開示されている。
特開２００３−１５６９６９号公報 特開２００１−３５７１６８号公報 特開２００４−７００１０号公報

特許文献１〜３で開示された技術を含む従来技術では、記録材や出来上がりの画像の光沢度を検知し、検知した光沢度に基づいて定着条件を制御しているが、画像の光沢度は、記録材の光沢度の他に、画像を形成するトナーの量によっても変化するので、出来上がりの画像の光沢度や記録材の光沢度に基づいて、定着条件等を調整して光沢度を制御する従来の方法では、画像濃度、即ち、トナー量による光沢度の変化に対応した光沢度の調整が十分でなく、所望の光沢度を持った画像を安定して出力することが困難であるという問題がある。

本発明は、カラー画像における色合いを左右する要因の一つである光沢度を適正値に或いは所望の値に安定して制御出来る画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。
１．
複数の画像形成部、該複数の画像形成部において形成されたトナー像を記録材に転写する転写装置及び転写されたトナー像を定着する定着装置を有する画像形成装置において、
記録材上のトナー像の画像濃度を検知する濃度センサ、
定着後の記録材の光沢度を検知する光沢度センサ及び、
前記濃度センサにより検知された濃度情報と前記光沢度センサにより検知された光沢度の情報とに基づいて画像形成条件を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
２．
前記画像形成条件の制御は定着温度の制御を含むことを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．
前記画像形成条件の制御は定着装置を通過する記録材の搬送速度の制御を含むことを特徴とする前記１又は前記２に記載の画像形成装置。
４．
前記画像形成条件の制御は連続して記録材を搬送して画像形成する場合の記録材間の間隔の制御を含むことを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
５．
前記濃度センサは、記録材上の所定位置における所定領域の画像濃度を検知することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
６．
前記光沢度センサは、記録材上の所定位置における所定領域の光沢度を検知することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
７．
複数の画像形成部において形成されたトナー像を転写装置により記録材に転写し、転写されたトナー像を定着する画像形成方法において、
記録材上のトナー像のトナー量を検知し、
定着後の記録材の光沢度を検知し、
検知されたトナー量情報と検知された光沢度の情報とに基づいて画像形成条件を制御することを特徴とする画像形成方法。

本発明により、画像濃度又はトナー量の情報及び光沢度の情報により画像形成条件を制御して光沢度を調整するので、適正な或いは所望の光沢度を持った画像を安定して出力することが出来る画像形成装置が実現される。

＜画像形成装置＞
以下に実施の形態に基づいて本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。図１は、本発明に係る画像形成装置の実施の形態としてのカラー画像形成装置の概略構成図である。

この画像形成装置１００は、タンデム構成のフルカラーの画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、中間転写体のユニットとして無端ベルト状中間転写体ユニット７と、給紙搬送部２１及び定着装置２４を備える。画像形成装置１００の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。

また、本体Ａには支持レール８２Ｌ、８２Ｒを介して引き出し可能にした筐体８が設けられており、筐体８内には画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７が設けられている。なお、筐体８はプロセスカートリッジと呼ばれる本体Ａから分離、交換可能な部材として用いるものであってもよい。

図１では、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが垂直方向に縦列配置され、各画像形成部を構成する感光体の左側方に無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット７は、ローラ７１、７２、７３、７４、７６、７７に張架された無端ベルト状の中間転写体７０、各画像形成部で形成されたトナー画像を中間転写体７０上に転写させる転写ローラからなる一次転写装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、中間転写体７０上に残存したトナーを除去するクリーニング手段６Ａから構成される。次に、画像形成装置１００で行われる画像形成について説明する。

イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写装置としての転写ローラ５Ｙ、クリーニング装置６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、ドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電装置２Ｍ、露光装置３Ｍ、現像装置４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング装置６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、ドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電装置２Ｃ、露光装置３Ｃ、現像装置４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング装置６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、ドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電装置２Ｋ、露光装置３Ｋ、現像装置４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング装置６Ｋを有する。

中間転写体ユニットとしての無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性無端ベルト状の中間転写体７０を有する。

画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより形成された各色の画像は、一次転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する中間転写体７０上に逐次転写され、合成されてカラートナー像が形成される。

給紙カセット２０内に収容された用紙等の記録材Ｐは、第１給紙ローラＲ１により、１枚づつ送り出され、給紙ローラＲ２により搬送されて、レジストローラＲ３の上流位置で一時停止する。一時停止後、記録材ＰはレジストローラＲ３により画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおける画像形成と同期して、転写位置に搬送される。中間転写体７０を支持するローラの一つである転写対向ローラ７４と二次転写装置としての転写ローラ５Ａとにより形成される転写位置においては、記録材Ｐ上にカラトナー像が転写される。

カラートナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

両面画像形成においては、表面に画像が形成された記録材Ｐは定着装置２４を通過後に下方に進行し、反転搬送路２７において、表裏反転した後に、レジストローラＲ３へと再給紙される。再給紙された記録材Ｐ上に裏面画像を形成し、定着した後、記録材Ｐは排紙トレイ２６に排出される。

一方、二次転写ローラ５Ａにより記録材Ｐにカラートナー像を転写した後、記録材Ｐを曲率分離した中間転写体７０は、クリーニング装置６Ａにより残留トナーが除去される。
＜画像濃度及び光沢度の検知＞
画像濃度の検知は、記録材Ｐ上に形成された画像の濃度を検知するものであり、定着前の画像又は定着後の画像の濃度が検知されるが、図１の実施の形態においては、二次転写後、定着前のカラートナー像の反射濃度を濃度センサＳＥ１で検知している。濃度センサＳＥ１により画像濃度が検知されるが、濃度センサＳＥ１により検知されのは、また、記録材Ｐ上に付着しているトナーの量であるということができる。

光沢度の検知は、定着着後の画像の光沢度を検知するものであり、定着装置２４の下流に配置された光沢度センサＳＥ２により光沢度が検知される。

光沢度は、画像面に所定角度で光を入射させ、鏡面反射した反射光の強度を検知するこのにより検知され、光沢度センサＳＥ２は、所定角度で記録材Ｐの面に光を投射する発光素子と記録材Ｐの面で鏡面反射した反射光を検知する受光素子で構成される。

濃度センサＳＥ１、光沢度センサＳＥ２は図２（ａ）に示すように、記録材Ｐ上の所定位置における所定面積の画像の画像濃度、光沢度を検知する。図２（ａ）の例では、記録材Ｐの先端からＴｍｍの所定面積ｒｍｍ²の円領域Ｒ１における画像濃度、光沢度を濃度センサＳＥ１、光沢度センサＳＥ２が検知する。

検知する画像としては、記録画像であっても検知用に形成されたパターンであってもよい。

記録画像の画像濃度及び光沢度を検知する場合には、図２（ｂ）に示すように、記録時亜Ｐ上の帯状領域Ｒ２について検知し、得られた複数の検出値から代表値を抽出して、画像濃度、光沢度としてもよい。

また、光沢度及び画像濃度の検知の例として、図２（ｃ）に示すように、検知用パターンＲ３を形成し、該検知用パターンＲ３内の円領域Ｒ１の濃度を検知してもよい。
＜画像形成条件の制御＞
画像形成条件の制御は、画像の光沢度を調整することにより、適正或いは所望の色合いの画像が形成されるように条件設定するものであり、具体的には、定着温度の制御、定着装置を通過する記録材の搬送速度の制御又は連続画像形成における記録材間の間隔を制御するものである。

定着温度の制御は、定着装置のヒータへの供給電力を制御するものであり、この制御によりトナーの溶融度が調整されて画像の光沢度が調整される。

記録材の搬送速度の制御により、定着装置の加熱部材と加圧部材間のニップを記録材Ｐ通過する時間が調整される結果、トナーの溶融度が調整されて光沢度が調整される。

記録材Ｐ間の間隔の制御により、記録材Ｐの通過により温度低下した加熱部材の回復度が調整され、結果として、トナーの溶融度が調整されて光沢度が調整される。これらの定着条件の制御を組み合わせて用いるても良い。

画像の光沢度は、定着温度等の定着条件によって変化するだけでなく、記録材Ｐ上のトナーの量によっても変化する。即ち、画像の光沢には、トナーに含有されるワックスの寄与が大きく、トナー量が多いとワックスの量が多いために光沢度が増す。

本発明においては、濃度センサが検知した濃度情報、即ち、トナー量の情報及び光沢度センサが検知して光沢度情報に基づいて、画像形成条件を制御することにより画像の光沢度を適正に調整している。このような調整により適正な色合いの画像が安定して形成される。

図３は画像形成条件の制御を行う制御系の一例のブロック図である。制御手段ＣＲは画像濃度センサＳＥ１及び光沢度センサＳＥ２の出力を読み取って、定着装置のヒータＨの定着電源Ｅ１を制御し、定着温度を制御して光沢度を調整する。

表１に濃度センサＳＥ１及び光沢度センサＳＥ２の検知情報に基づいた定着温度の制御の例を示す。

表１に示すように、画像濃度が高いほど定着温度を下げ、光沢度が高いほど定着温度を下げる制御を行ったが、この制御により適正な光沢度を持った画像が得られた。表１は適正な光沢度の画像を形成することができた制御例１〜９を示す、
例えば、例１では、画像濃度が薄く、且つ、光沢度が低い場合には、濃度センサＳＥ１の出力に基づいて定着温度をアップするとともに、光沢度センサＳＥ２の出力に基づいて定着温度をアップすることにより、適正な光沢度の画像が形成された。

画像濃度が薄く、光沢度が低い場合に、光沢度センサＳＥ２の出力のみに基づいて、定着温度をアップしたのでは、適正光沢度を安定して維持することができない。

本発明の実施の形態における画像形成条件の他の例では、適正な、或いは、所望の光沢度の画像が得られるように定着温度、記録材搬送速度、画像間隔等の定着条件の制御とともに、現像条件や転写条件が制御される。

図４はこのような制御を行う制御系の一例のブロック図である。

ＳＥ３は図１における中間転写体７０上のトナー像の濃度を検知する濃度センサ、即ち、転写前のトナー像の画像濃度を検知する濃度センサである。

制御手段ＣＲは濃度センサＳＥ１、ＳＥ３の出力から転写率を算出する。

そして、制御手段ＣＲは算出した転写率に基づいて、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを制御して、中間転写体上のトナー像の濃度が適正値になるような制御行うとともに、定着電源Ｅ１を制御して光沢度を調整する。更に、制御手段ＣＲは算出した転写率に基づいて、転写ローラ５Ａに転写バイアスを印加する転写電源Ｅ２を制御して、記録材Ｐ上に適正濃度の画像が形成されるように制御する。

このように、記録材Ｐ上のトナー像の画像濃度、記録材Ｐに転写される前のトナー像の画像濃度及び光沢度を検知結果に基づいて、現像条件、転写条件及び定着条件が制御され、記録材Ｐ上には、適正濃度であり、且つ、適正な光沢度の画像が安定して形成される。

転写前のトナー像の濃度、記録材上のトナー像の濃度及び光沢度に対する現像条件、転写条件、定着条件等の画像形成条件の制御プログラムは、不揮発メモリＭＲに格納されており、制御手段ＣＲはこの制御プログラムに基づいた制御を行う。

本発明に係る画像形成装置の実施の形態としてのカラー画像形成装置の概略構成図である。 画像濃度及び光沢度の検知領域を示す図である。 画像形成条件の制御を行う制御系の一例のブロック図である。 画像形成条件の制御を行う制御系の他の例のブロック図である。

符号の説明

ＳＥ１ 濃度センサ
ＳＥ２ 光沢度センサ
ＣＲ 制御手段

Claims (7)

1. 複数の画像形成部、該複数の画像形成部において形成されたトナー像を記録材に転写する転写装置及び転写されたトナー像を定着する定着装置を有する画像形成装置において、
   記録材上のトナー像の画像濃度を検知する濃度センサ、
   定着後の記録材の光沢度を検知する光沢度センサ及び、
   前記濃度センサにより検知された濃度情報と前記光沢度センサにより検知された光沢度の情報とに基づいて画像形成条件を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成条件の制御は定着温度の制御を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成条件の制御は定着装置を通過する記録材の搬送速度の制御を含む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。
4. 前記画像形成条件の制御は連続して記録材を搬送して画像形成する場合の記録材間の間隔の制御を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記濃度センサは、記録材上の所定位置における所定領域の画像濃度を検知することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記光沢度センサは、記録材上の所定位置における所定領域の光沢度を検知することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 複数の画像形成部において形成されたトナー像を転写装置により記録材に転写し、転写されたトナー像を定着する画像形成方法において、
   記録材上のトナー像のトナー量を検知し、
   定着後の記録材の光沢度を検知し、
   検知されたトナー量情報と検知された光沢度の情報とに基づいて画像形成条件を制御することを特徴とする画像形成方法。

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