JP2008065025A

JP2008065025A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2008065025A
Application number: JP2006242485A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Miyazaki; 良高宮崎
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2008-03-21

Abstract

【課題】
本発明の課題は、記録媒体がどのような状態であっても、転写不足や放電によるムラといった転写不良を起こさない画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】
本発明は、媒体厚測定部と抵抗測定部と加湿部とを設け、記録媒体の厚さと抵抗値から記録媒体の体積抵抗率を算出し、記録媒体の厚さと体積抵抗率とからトナー画像の転写に最適な電圧を印加するように制御する。このとき、体積抵抗率が高く、通常では良好な転写ができない記録媒体であっても、記録媒体を加湿するように制御することで、トナー画像を良好に転写することができる。また、体積抵抗率が低く、加湿によってかえって転写不良が発生するような記録媒体に対しては、加湿を行わないように制御する。このように、本発明の画像形成装置は、どのような状態の記録媒体であっても、転写不良を起こさずに良好にトナー画像を転写することができ、高画質の画像を形成することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、像担持体上に形成されたトナー画像を記録媒体に転写することにより画像を形成する画像形成装置に関する。

従来、カラー電子写真プリンタ等の画像形成装置は、光導電現象を利用して静電潜像が形成される感光体と、感光体を一様に帯電させる帯電手段と、ライン状に配列されたＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）素子からなり、画像データに応じて露光する露光手段と、露光手段によって感光体に書き込まれた静電潜像をトナーで現像する現像手段などから構成されるプロセスユニットが複数用いられる。

タンデム方式のカラー画像形成装置は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色に対応したプロセスユニットを４個並べて、搬送ベルト上に静電吸着されて搬送されてきた記録媒体に、各プロセスユニットで現像されたトナー画像を順次転写するものである。このとき、トナー画像は、記録媒体を挟んでプロセスユニットに対向する位置に配置され、トナー粒子とは逆極性の電圧が印加される転写手段との間で発生する静電気力によって順次記録媒体に転写される。この種の装置としては、記録媒体の電気抵抗を測定し、その測定情報に基づいて転写手段の転写条件を制御するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−１７５３５０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、記録媒体の電気抵抗から転写条件を決定しても、記録媒体が乾燥している場合、電気抵抗が非常に高くなり、転写率不足や放電によるムラといった転写不良が起きてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、記録媒体がどのような状態であっても、転写不足や放電によるムラといった転写不良を起こさない画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、現像剤により画像が形成される像担持体と、前記像担持体上の現像剤を記録媒体に静電気力で転写する転写部と、前記転写部に転写電圧を調整可能に印加する転写電圧印加部と、前記記録媒体の電気抵抗を測定する抵抗測定部と、前記像担持体上の前記現像剤を転写する前の前記記録媒体に対して湿度を調整可能に加湿する加湿部と、前記抵抗測定部の測定結果に基づいて、前記転写電圧印加部の印加電圧と、前記加湿部の加湿とを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、媒体厚測定部と抵抗測定部と加湿部とを設け、記録媒体の厚さと抵抗値から記録媒体の体積抵抗率を算出し、記録媒体の厚さと体積抵抗率とからトナー画像の転写に最適な電圧を印加するように制御する。このとき、体積抵抗率が高く、通常では良好な転写ができない記録媒体であっても、記録媒体を加湿するように制御することで、トナー画像を良好に転写することができる。また、体積抵抗率が低く、加湿によってかえって転写不良が発生するような記録媒体に対しては、加湿を行わないように制御する。このように、本発明の画像形成装置は、どのような状態の記録媒体であっても、転写不良を起こさずに良好にトナー画像を転写することができ、高画質の画像を形成することができる。

以下、本発明画像形成装置、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の画像形成装置は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

［実施の形態１］
図１は、本発明の画像形成装置１の構成を示す図であり、図２は、実施の形態１で説明する画像形成装置１の構造を示す図である。画像形成装置１は、ホストコンピュータとの物理的階層のインタフェースを担い通信を行なうホストインタフェース部５０と、ホストコンピュータからのコマンド及び画像データを解釈しあるいはビットマップデータへ展開する画像処理部５１と、画像処理部５１からの画像データをＬＥＤヘッド３のインタフェースに合わせデータを加工するＬＥＤヘッドインタフェース部５２と、画像処理部５１からの指令に従いセンサを監視してモータ制御および印刷制御などを行なうプロセス制御部５３とから構成される。

更に、画像形成装置１は、各種の状況を検出するセンサ群と制御出力のための複数のアクチュエータを備え、これらは、プロセス制御部５３に接続され、プロセス制御部５３により統括制御されている。センサ群は、記録媒体Ｐを検出するためのセンサ２１および２２と、後述する搬送ベルト１２からの分離に失敗した記録媒体Ｐを検出するセンサ２３と、色ずれを検出する色ずれ検出センサ２４と、後述する定着機構におけるジャムやヒートローラ２５への記録媒体Ｐの巻き付きを監視する排出センサ２７と、ヒートローラ２５の温度を監視するサーミスタ２８と、温湿度センサであり、装置の雰囲気温度と相対湿度とを測定する環境センサ３４とで構成されている。

また、アクチュエータとして、ホッピングローラ１６を駆動するホッピングモータ５４と、レジストローラ１７を駆動するレジストモータ５５と、搬送ベルト１２を移動させるため駆動ローラ１３を駆動するベルトモータ５６と、ヒートローラ２５を駆動するヒータモータ５７と、感光ドラムを駆動するドラムモータ５８と、ヒートローラ２５の中に配置されるヒータ５９と、マイクロプロセッサあるいはカスタムＬＳＩ（ｌａｒｇｅｓｃａｌｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ）で構成され、各印刷機構へ供給するチャージ（帯電）電圧や現像バイアスや転写電圧などを生成する高圧制御部６０と、各印刷機構へのチャージ電圧の供給と停止を行なうＣＨ発生部６１と、各印刷機構への現像バイアスの供給を行なうＤＢ発生部６２と、各印刷機構の転写ローラに対し転写電圧の供給を行なう転写電圧印加部としてのＴＲ発生部６３などがある。

このプロセス制御部５３は、記録媒体Ｐの厚さを測定する媒体厚測定部１０２と、記録媒体Ｐの電気抵抗を測定する抵抗測定部１０１と、記録媒体Ｐの湿度を調整する加湿部１０３と接続され、上述のセンサ群とアクチュエータと同様にこれらを制御する。

更に、カラー画像記録装置１は、記憶部８０を備えている。記憶部８０は、媒体厚測定部１０２で測定された記録媒体Ｐの厚さと、抵抗測定部１０１で測定した抵抗値とを記憶する。

画像形成装置１は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の現像剤としてのトナーのそれぞれに対応する４つの印刷機構２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃをこの順序で記録媒体Ｐの挿入側から排出側へ向かう搬送路に沿って並設している。印刷機構２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、それぞれ搬送路に搬送されてくる記録媒体Ｐに対して各色のトナーを用いてカラー画像を記録するための電子写真式ＬＥＤプリントユニットである。

具体的には、印刷機構２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは、それぞれ静電潜像担持体としての感光ドラム６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃと、これら感光ドラム６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃのそれぞれの表面に帯電させる帯電ローラ５Ｋ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃと、入力された画像データに基づいて感光ドラム６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃのそれぞれを露光して静電潜像を形成するＬＥＤヘッド３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃと、感光ドラム６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃのそれぞれの表面に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像ローラ７Ｋ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃと、現像ローラ７Ｋ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃの表面に形成されるトナーの層を均一に規制する現像ブレード８Ｋ、８Ｙ、８Ｍ、８Ｃと、現像ローラ７Ｋ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃにトナーを供給するスポンジローラ９Ｋ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃと、トナーを収容するトナーカートリッジ１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃとを有する。

印刷機構２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃの感光ドラム６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃの下方には、それぞれ、感光体ドラム６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃに現像されたトナー画像を搬送ベルト１２によって搬送される記録媒体Ｐに転写する転写部としての転写ローラ４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃが備えられている。この転写ローラ４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃと感光ドラム６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃとの間に搬送ベルト１２が移動可能に配置されている。この搬送ベルト１２は、継ぎ目なしのベルト状の構造に形成されており、駆動ローラ１３と従動ローラ１４とに掛け渡されている。そして、その材料は、高抵抗の半導電性プラスチックフィルムである。駆動ローラ１３は、図示しないベルトモータに接続され、このモータにより駆動ローラ１３は矢印ｇ方向に回転する。従動ローラ１４は、搬送ベルトが弛むことがないように、矢印ｆ方向に搬送ベルト１２を引っ張っている。

また、画像形成装置１には、搬送路に用紙を供給するための給紙機構が設けられている。この給紙機構は、ホッピングローラ１６とレジストローラ１７と記録媒体カセット１９とガイド２０から構成されている。この記録媒体カセット１９に収容されている記録媒体Ｐが、図示しない弁別手段により１枚ずつ選択されホッピングローラ１６により繰り出されて、ガイド２０で案内されてレジストローラ１７に達する。

記録媒体Ｐが不正の姿勢で送りだされたとき、例えば、記録媒体Ｐが斜め送りされた場合、レジストローラ１７と相対するピンチローラ１８とによって記録媒体Ｐの姿勢が修正される。その後、記録媒体Ｐはレジストローラ１７から吸着ローラ１５と搬送ベルト１２との間へ導かれる。吸着ローラ１５は、記録媒体Ｐを従動ローラ１４に圧接させるとともに帯電させる。この帯電した記録媒体Ｐを搬送ベルト１２は静電吸着する。

センサ２１、２２は、それぞれレジストローラ１７の前後に配置されており、記録媒体Ｐを検出する。駆動ローラ１３側の搬送ベルト１２の記録媒体Ｐの搬送方向下流側には、センサ２３が設けられる。このセンサ２３は、搬送ベルト１２からの分離に失敗した記録媒体Ｐを検出するためのものであり、記録媒体Ｐの後端位置を検出する。

搬送ベルト１２から分離された記録媒体Ｐは、定着機構へ導かれる。この定着機構は、ヒートローラ２５と記録媒体Ｐを加圧する加圧ローラ２６とから構成される。ヒートローラ２５は、ヒータモータ５７により駆動され、加圧ローラ２６はヒートローラ２５に連れ周りしている。

定着機構は、センサ２３の記録媒体Ｐの搬送方向のさらに下流側に配置され、記録媒体Ｐ上のトナーに熱を加え、溶融し、記録媒体Ｐにトナー画像を定着させる。ヒートローラ２５の表面近傍にサーミスタ２８と、ヒートローラ２５の記録媒体Ｐの搬送方向のさらに下流側には、排出センサ２７が設けられ、定着機構におけるジャムや記録媒体Ｐのヒートローラ２５への巻き付きを監視している。サーミスタ２８は、ヒートローラ２５の温度を監視する。排出センサ２７の記録媒体Ｐの搬送方向下流側に、記録媒体Ｐをスタッカ３０へと搬送するガイド２９が設けられ、印刷済みの記録媒体Ｐをスタッカ３０へ排出するべく案内する。

搬送ベルト１２の下部には、清掃ブレード３２と廃トナータンク３３とからなるクリーニング機構がある。清掃ブレード３２は、搬送ベルト１２の下半部１２ｂを介して、従動ローラ１４に対向する位置に設けられ、可撓性のゴム材又はプラスチック材からなる。そして、この清掃ブレード３２は、搬送ベルト１２の上半部１２ａにおいて、表面に付着残留したトナーを廃トナーとして掻き落とす。廃トナータンク３２は、清掃ブレード３２の近傍に備えれられ、清掃ブレード３２によって掻き落とされた廃トナーを溜めることができる。

画像形成装置１は、ガイド２０に沿って、抵抗測定部１０１と、媒体厚測定部１０２とが設置されている。さらに、画像形成装置１は、抵抗測定部１０１と媒体厚測定部１０２の記録媒体Ｐの搬送方向下流側に加湿部１０３を備えている。

図３は、抵抗測定部１０１の構成を示す模式図である。抵抗測定部１０１は、１対の電極１１１と電極１１２とにより構成され、電極１１１と電極１１２とでガイド２０に搬送される記録媒体Ｐのを挟むような位置に配置されている。

電極１１２は、接地され、電極１１１は、可変抵抗１１４を介して端子１１５に接続され、端子１１６が引き出されている。電極１１１には、記録媒体Ｐの抵抗測定用の電圧を端子１１５から印加され、この印加電圧と端子１１６の電位から、可変抵抗１１４と記録媒体Ｐの電圧降下を測定することができる。この可変抵抗１１４の抵抗値から記録媒体Ｐに流れる電流値を算出し、その電流値と記録媒体Ｐの電圧降下とから記録媒体Ｐの抵抗値を算出することができる。

また、この電極１１１には、さらに支持部材１１７と、カム１１８と、スプリング１１９とを備えている。支持部材１１７は、電極１１１を支持し、上面にスプリング１１９が備えられている。このスプリング１１９によって、支持部材１１７に支持された電極１１１が電極１１２に所定の圧力で押さえつけられている。支持部材１１７の内部には、カム１１８が備えられており、カム１１８が回転することで、支持部材１１７が電極１１１と一体となって上下方向に可動な構造となっている。このカム１１８は、記録媒体Ｐが抵抗測定部１０１に到達するときに電極１１１を持ち上げるように、記録媒体Ｐの搬送にあわせて回転し、電極１１１と電極１１２の間に記録媒体Ｐを挟むことができる。

図４は、媒体厚測定部１０２の構成を示す模式図である。媒体厚測定部１０２は、プローブ１２１とステージ１２２とにより構成され、プローブ１２１とステージ１２２とでガイド２０に搬送される記録媒体Ｐを挟むような位置に配置されている。

プローブ１２１は、ジョイント１２５を中心に回転可能に設置されたレバー１２４の一端と接続されている。このレバー１２４のプローブ１２１が接続された一端側にテンションスプリング１２３が備えられており、このテンションスプリング１２３によって、所定の圧力でプローブ１２１をステージ１２２の方向に押圧している。このレバー１２４のテンションスプリング１２３が備えられた一端とは反対側の他端近傍には、変位センサ１２６が設けられている。この変位センサ１２６は、反射型フォトセンサで構成され、レバー１２４の他端との距離を測定する。その電圧出力がＡ／Ｄ変換されて、プロセス制御部５３で検出される。媒体厚測定部１０２は、変位センサ１２６とレバー１２４の他端との距離から記録媒体Ｐの厚さを算出することができる。

また、このレバー１２４の他端側にはカム１２７を備えている。このカム１２７が回転することでレバー１２４がプローブ１２１と一体となって上下方向に可動な構造となっている。このカム１２７は、記録媒体Ｐが媒体厚測定部１０２に到達するときにプローブ１２１を持ち上げるように、記録媒体Ｐの搬送にあわせて回転し、プローブ１２１とステージ１２２の間に記録媒体Ｐを挟むことができる。

図５は、加湿部１０３の構成を示す模式図である。加湿部１０３は、水が納められた水容器１４３と、水容器１４３内の水中にセラミック系の振動子で構成された超音波振動板１４１、及び超音波振動板１４１に接続された超音波振動発生装置１４２とにより構成されている。

超音波振動発生装置１４２は、超音波振動板１４１で超音波振動を発生させ、水容器１４３中の水から微細な水滴の霧を発生させ、この霧を記録媒体Ｐに向かって水容器１４３内から放出することで、ガイド２０に沿って搬送される記録媒体Ｐを加湿することができる。そして、この水容器１４３には、開閉弁１４４が備えられており、開閉弁１４４を開閉することで、発生した霧の放出量を調整し、記録媒体Ｐに対して湿度を調整することができる。また、この水容器１４３には、給水口１４５が備えられており、水容器１４３内の水が不足した場合、この給水口１４５を介して画像形成装置１の外部から水を供給することができる。

以下、本発明の画像形成装置１の動作について説明する。画像形成装置１は、上位装置、即ちホストコンピュータから送信されてきた印刷データをインタフェース部５０経由で受信すると、画像処理部５１は、プロセス制御部５３に印刷の指示を出す。プロセス制御部５３は、印刷の指示を受けると、ヒータ５９を暖めるように制御を開始する。このとき、プロセス制御部５３は環境センサ３４を参照し、記憶部８０に記憶されている最適な定着温度を読み出す。そして、サーミスタ２８の温度検出値を監視しながら、最適な定着温度に維持するようにヒータ５９をＯＮ／ＯＦＦ制御する。画像処理部５１に内臓されているメモリに記録媒体Ｐ上に印刷される１ページ分の画像データが格納され、サーミスタ２８の温度検出値が最適温度に到達すると印刷処理へ入る。

次に、記録媒体カセット１９に収納されている記録媒体Ｐに印刷データを印刷する処理について説明する。印刷処理が可能となる条件が整った後、画像処理部５１はプロセス制御部５３に対して印刷開始の指令を出す。プロセス制御部５３は、印刷開始の指令を受けると、ベルトモータ５６およびドラムモータ５８を駆動し、駆動ローラ１３を回転させ、搬送ベルト１２を駆動させる。そして、各印刷機構２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃを駆動させる。印刷機構２Ｋ内のトナーは、スポンジローラ９Ｋと現像ローラ７Ｋに強く擦られて摩擦帯電する。その後、プロセス制御部５３は、ホッピングモータ５４を駆動し、ホッピングローラ１６を回転させ、記録媒体カセット１９の記録媒体Ｐを１枚だけガイド２０へ送る。記録媒体Ｐの先端がレジストローラ１７とピンチローラ１８の間に到達すると、ホッピングモータ５４は停止する。

レジストローラ１７およびヒートローラ２５をそれぞれ回転させる。これと同時に、プロセス制御部５３は、図示しない吸着帯電電源をＯＮにして、吸着ローラ１５へ電力を供給する。記録媒体Ｐは、レジストローラ１７によって搬送され、その先端が吸着ローラ１５と搬送ベルト１２との間に達する。この時点で、記録媒体Ｐの先端は、吸着ローラ１５と従動ローラ１４間の静電力により搬送ベルト１２へ吸着される。さらに、レジストローラ１７が回転すると、記録媒体Ｐは搬送ベルト１２に吸引されながら図中矢印ｅ方向に搬送される。

プロセス制御部５３は、帯電ローラ５Ｋ及び現像ローラ７Ｋへの電力供給を行うために、高圧制御部６０に指令を出し、帯電用電源（ＣＨ発生部６１）とＤＢバイアス電源（ＤＢ発生部６２）をＯＮにする。これにより、帯電ローラ５Ｋの帯電により、印刷機構２Ｋの感光ドラム６Ｋの表面は均一に帯電する。そして、現像ローラ７Ｋも所定の高電圧に帯電し、帯電しているトナーは、現像ブレード８Ｋにより現像ローラ７Ｋの表面に均一な厚さで付着する。

画像処理部５１は、記録媒体Ｐが所定の位置に到達したことをプロセス制御部５３から通報されると、ブラックの画像データが記憶されているメモリから、１ライン分のブラックの画像データをＬＥＤヘッドインタフェース部５２へ送信する。ＬＥＤヘッドインタフェース部５２は、受信した画像データをＬＥＤヘッド３Ｋへ送信できるフォーマットに変換した後、ＬＥＤヘッド３Ｋへ送信する。ＬＥＤヘッド３Ｋは、送信されてきた画像データに基づいてＬＥＤ素子を点灯させ、帯電した感光ドラム６Ｋの表面に画像データに応じた１ライン分の静電潜像を形成する。

同様に、１ライン毎にメモリから送られてくるブラックの画像データは、１ページを満たすまで次々と感光ドラム６Ｋの表面に静電潜像化される。静電潜像が形成された感光ドラム６Ｋの表面には、帯電した現像ローラ７Ｋからブラックトナーが付着する。感光ドラム６Ｋを回転することにより、静電潜像が次々とブラックトナーにより現像される。記録媒体Ｐの先端が感光ドラム６Ｋと転写ローラ４Ｋとの間に到達した時点で、プロセス制御部５３は、高圧制御部６０へ指令を出し、ブラックの転写用電源（ＴＲ発生部６３）をＯＮする。これにより感光ドラム６Ｋの表面のトナー画像は、転写ローラ４Ｋにより記録媒体Ｐ上に電気的に転写される。感光ドラム６Ｋの回転により、トナー画像は次々と記録媒体Ｐ上に転写され、１ページ分のブラック画像が記録媒体Ｐに転写される。以上により、印刷機構２Ｋによる記録媒体Ｐへのブラックのトナー画像の転写が終了する。

搬送ベルト１２は引き続き移動し、記録媒体Ｐは印刷機構２Ｋから印刷機構２Ｙへ移り、印刷機構２Ｙによるイエローのトナー画像の転写が行われる。イエローのトナー画像形成の動作は、ブラックのトナー画像形成の動作と同様である。これに続いて、マゼンタ、シアンと連続してトナー画像が記録媒体Ｐに転写され、各色のトナー画像が記録媒体Ｐ上に重ねて転写される。その後、記録媒体Ｐは、搬送ベルト１２により定着機構へ搬送される。

記録媒体Ｐが定着機構に到達すると、既に定着可能な温度に達しているヒートローラ２５と、これに圧接する加圧ローラ２６により、トナー画像が記録媒体Ｐに定着する。定着が終了すると、記録媒体Ｐは排出スタッカ３０へ排出される。この排出工程では、排出センサ２７が記録媒体Ｐの後端を検出し、検出した旨をプロセス制御部５３へ通知する。排出終了の通知を受けると、プロセス制御部５３は、全てのモータを停止する。なお、各印刷機構２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃにおいて、トナーの転写が終了した時点で転写用電源（ＴＲ発生部６３）はＯＦＦにされ、帯電用電源（ＣＨ発生部６１）とＤＢバイアス電源（ＤＢ発生部６２）は感光ドラム６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃの回転が停止したときにＯＦＦになる。以上のようにして、記録媒体カセット１９から繰り出された記録媒体Ｐにカラー画像が記録される。

次に、実施の形態１で説明する画像形成装置１のトナー画像の記録媒体Ｐへの転写時における転写電圧の制御動作について説明する。この転写電圧は、記録媒体Ｐの抵抗値及び厚さにより制御される。

まず、記録媒体カセット１９から記録媒体Ｐが取り出されると、プロセス制御部５３は、記録媒体Ｐの抵抗値を算出するために抵抗測定部１０１を制御する。プロセス制御部５３は、記録媒体Ｐが取り出されることでカム１１８を回転させて、電極１１１を上方向に動かして電極１１２から離し、電極１１１と電極１１２との間にガイド２０に沿って搬送されてくる記録媒体Ｐを挟むことができる状態とする。

記録媒体Ｐを記録媒体カセット１９から取り出すホッピングローラ１６は、プロセス制御部５３により制御されたホッピングモータ５４により駆動し、抵抗測定部１０１に記録媒体Ｐが到達すると停止する。記録媒体Ｐの送り量は、プロセス制御部５３がホッピングモータ５４の回転数を監視することで制御できる。

記録媒体Ｐが抵抗測定部１０１に到達して停止すると、プロセス制御部５３は、カム１１８を回転させて記録媒体Ｐを電極１１１及び電極１１２の間に挟み込む。記録媒体Ｐが電極間に挟み込まれると、プロセス制御部５３は、端子１１５から所定の電圧を電極１１１に印加し、端子１１６の電位を測定する。そして、プロセス制御部５３は、端子１１６の電位が所定の範囲内になるように可変抵抗１１４を制御し、可変抵抗１１４の抵抗値と端子１１６の電位を測定する。さらに、プロセス制御部５３は、可変抵抗１１４の抵抗値と端子１１６の電位から、可変抵抗１１４に流れる電流を計算する。キルヒホッフの法則により、可変抵抗１１４に流れる電流と抵抗測定部１０１の電極１１１と電極１１２の間に挟まれる記録媒体Ｐを貫通して流れる電流とは等しくなる。したがって、記録媒体Ｐの抵抗値は、可変抵抗１１４に流れる電流値と端子１１６の電圧値から算出することができる。このように抵抗測定部１０１で算出された記録媒体Ｐの抵抗値は、記憶部８０に記憶される。

記録媒体Ｐの抵抗値を抵抗測定部１０１で測定した後、プロセス制御部５３は、ホッピングモータ５４を制御してホッピングローラ１６を駆動させて、媒体厚測定部１０２に送り出す。このとき、プロセス制御部５３は、カム１２７を回転させて、レバー１２４を介してプローブ１２１を上方向に動かしてステージ１２２から離し、プローブ１２１とステージ１２２との間にガイド２０に沿って搬送される記録媒体Ｐを挟むことができる状態とする。

ホッピングローラ１６は、プロセス制御部５３により制御されたホッピングモータ５４により駆動し、媒体厚測定部１０２に記録媒体Ｐが到達すると停止する。記録媒体Ｐが媒体厚測定部１０２に到達して停止すると、プロセス制御部５３は、カム１２７を回転させて記録媒体Ｐをプローブ１２１とステージ１２２の間に挟み込む。記録媒体Ｐがプローブ１２１とステージ１２２とに挟み込まれると、プロセス制御部５３は、フォトセンサで構成される変位センサ１２６の出力からレバー１２４のテンションスプリング１２３が備えられた一端とは反対側の他端の変位を検出し、変位センサ１２６とレバー１２４との距離を測定する。これにより、変位センサ１２６とレバー１２４との距離と、レバー１２４の寸法からプローブ１２１の変位量、すなわち記録媒体Ｐの厚さを算出することができる。このように媒体厚測定部１０２で算出された記録媒体Ｐの厚さは、記憶部８０に記憶される。

プロセス制御部５３は、記憶部８０に記録媒体Ｐの抵抗値と厚さとが記録されると、記録媒体Ｐの体積抵抗率を算出する。体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）は、抵抗測定部１０１の電極１１１が記録媒体Ｐに接触する面積Ｓ（ｃｍ^２）と記録媒体Ｐの厚さｄ（ｃｍ）と記録媒体Ｐの抵抗値Ｒ（Ω）とから下記式で算出することができる。

プロセス制御部５３は、この体積抵抗率を算出すると、転写電圧テーブル１０４を参照する。転写電圧テーブル１０４は、ＴＲ発生部６３が転写ローラ４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃに印加する電圧を示すテーブルで、記憶部８０に記憶される。転写電圧テーブル１０４には、図６のように、記録媒体Ｐの体積抵抗率と厚さとの関係から、良好な転写結果が得られる電圧が示されている。なお、図６に示される転写電圧テーブル１０４は、トナーの（平均）帯電量が−１５μＣ／ｇで、トナー平均粒径が７μｍの場合における転写ローラ４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃに印加する電圧を示すテーブルである。また、この転写電圧テーブル１０４の中で、体積抵抗率が１０^８Ω・ｃｍ未満をＡ領域、体積抵抗率が１０^８Ω・ｃｍ以上１０^１２Ω・ｃｍ未満及び体積抵抗率が１０^１２Ω・ｃｍ以上１０^１４Ω・ｃｍ未満で記録媒体Ｐの厚さが１５０μｍ未満をＢ領域、体積抵抗率が１０^１２Ω・ｃｍ以上１０^１４Ω・ｃｍ未満で記録媒体Ｐの厚さが１５０μｍ以上及び体積抵抗率が１０^１４Ω・ｃｍ以上をＣ領域とする。

一般に、転写電圧が低すぎると感光ドラム上に形成されたトナー画像を良好に記録媒体Ｐ上に転写できない。例えば、転写が良好であるとは、９０％以上のトナー画像が記録媒体Ｐ上に転写される状態を示す。一方、転写電圧が高すぎると、感光ドラムと記録媒体Ｐとの間、あるいは記録媒体Ｐ内での放電の影響で点状の転写チリが発生し、画質が低下する。

特に、記録媒体Ｐ内での放電による白抜け状のチリは、記録媒体Ｐの体積抵抗率が高くなると、低い転写電圧で発生する傾向にある。記録媒体Ｐの体積抵抗率がおおむね１０^１４Ω・ｃｍ以上の場合、良好な転写効率を得るために転写電圧を高くすると、記録媒体Ｐ内の放電による白抜け状のチリが発生する場合がある。また、記録媒体Ｐの厚さが厚くなると、この傾向はより顕著になり、体積抵抗率が１０^１４Ω・ｃｍ以下でも白抜け状のチリが発生する場合がある。

転写電圧テーブル１０４が示す転写電圧は、上記特性を考慮して、普通記録紙において転写電圧不足による転写効率及び放電による白抜け状のチリを考慮した転写電圧のテーブルであり、実験的あるいは計算的に求められる。

しかしながら、図６に示される転写電圧テーブル１０４において、Ａ領域とＣ領域では、上述した白抜け状のチリと転写効率不足とが環境によっては発生する場合がある。記録媒体Ｐは、低湿度環境となることで、体積抵抗率が転写不良を引き起こすほど高くなる。すなわち、記録媒体Ｐの体積効率が高いすぎる場合、記録媒体Ｐを加湿することができれば体積抵抗率を低下させ、転写不良を防ぐことができる。

そこで、環境センサ３４で測定される相対湿度が低湿度（３５％ＲＨ以下）で、記録媒体Ｐの厚さと体積抵抗率の検出の結果から、印加電圧として参照する値が転写電圧テーブル１０４の領域Ｃである場合、転写効率不足と白抜け状のチリを発生する可能性があるため、プロセス制御部５３は、加湿部１０３を駆動させて記録媒体Ｐに対して加湿させる。具体的には、プロセス制御部５３は、加湿部１０３の超音波振動発生装置１４２を駆動させるとともに図示しない駆動手段で水容器１４３の開閉弁１４４を開き、加湿部１０３上部を通過する記録媒体Ｐを加湿する。加湿された記録媒体Ｐは、体積抵抗率が低下する。転写電圧テーブル１０４の領域Ｃには、加湿によって体積抵抗率の低下を見こした転写電圧が指定され、この電圧を転写ローラ４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃに印加する電圧とする。

一方、低湿環境下であっても、体積抵抗率の低い記録媒体Ｐにむやみに加湿を行うと、記録媒体Ｐの水平方向への電流のリークが発生し、深刻な画像不良を引き起こしてしまう。転写電圧テーブル１０４の領域Ａは、記録媒体Ｐの体積抵抗率が低すぎるために電流のリークが発生してしまう領域である。普通記録媒体Ｐは通常環境で、領域Ａに相当することはないが、領域Ｂに相当する記録媒体Ｐに加湿を行うと、領域Ｂに相当する体積抵抗率が低下して領域Ａに相当する場合がある。したがって、プロセス制御部５３は、算出した記録媒体Ｐの厚さ及び体積抵抗率から記録媒体Ｐが領域Ｃに相当する場合にのみ加湿するように加湿部１０３を制御する。

プロセス制御部５３は、記録媒体Ｐが領域Ｃに相当する場合、加湿部１０３の超音波振動発生装置１４２を駆動させ、水容器１４３中の超音波振動板１４１から超音波振動を発生させる。この振動により、水容器１４３中の水が微細な水滴の霧となる。そして、プロセス制御部５３は、開閉弁１４４を開き、水容器１４３で発生した霧を、ガイド２０に沿って搬送される記録媒体Ｐに向かって放出して加湿する。この開閉弁１４４の開閉の程度をプロセス制御部５３で制御することで、霧の放出量を調整することができる。一方、記録媒体Ｐが領域Ａ又は領域Ｂに相当する場合、加湿を行わないため、プロセス制御部５３は、超音波発生装置１４２の駆動を行わず、開閉弁１４４を閉じた状態となるように加湿部１０３を制御する。

印加する転写電圧を確定した後、プロセス制御部５３は、さらに記録媒体Ｐを搬送して転写ローラ４Ｋまで送る。そして、プロセス制御部５３は、確定した転写電圧をそれぞれの転写ローラ４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４ＣにＴＲ発生部６３から電圧供給させて、記録媒体Ｐにトナー画像を転写させる。

なお、記録媒体Ｐの電気抵抗や厚さを測定する際、記録媒体Ｐの先頭を検出する検出センサを抵抗測定部１０１と媒体厚測定部１０２の下流に設け、記録媒体Ｐの位置を検出しながら記録媒体Ｐを停止させてもよい。また、抵抗測定部１０１と媒体厚測定部１０２の距離が記録媒体Ｐよりも十分に短い場合、記録媒体Ｐが媒体厚測定部１０２に達するまで搬送し、記録媒体Ｐの電気抵抗と厚さを一度に測定するようにしてもよい。また、記録媒体Ｐの電気抵抗と厚さを搬送中に測定してもよい。

また、図６に示した転写電圧テーブル１０４は、特定の普通記録媒体Ｐに対応するテーブルであり、媒体の種別によって各々異なるテーブルを有する。転写電圧テーブル１０４は、プロセス制御部内に存在する。

以上のように、実施の形態１で説明する画像形成装置１は、媒体厚測定部１０２と抵抗測定部１０１と加湿部１０３とを設け、プロセス制御部５３によって記録媒体Ｐの厚さと抵抗値から記録媒体Ｐの体積抵抗率を算出し、記録媒体Ｐの厚さとこの体積抵抗率とからトナー画像の転写に最適な電圧を印加するように制御することができる。このとき、体積抵抗率が高く、通常では、良好な転写ができない記録媒体Ｐであっても、プロセス制御部５３によって記録媒体Ｐを加湿するように制御することで、トナー画像を良好に転写することができる。また、このプロセス制御部５３は、体積抵抗率が低く、加湿によってかえって転写不良が発生するような記録媒体Ｐに対しては、加湿を行わないように制御することができる。このように、本発明の画像形成装置１は、どのような状態の記録媒体Ｐであっても、転写不良を起こさずに良好にトナー画像を転写することができ、高画質の画像を形成することができる。

実施の形態１で説明した画像形成装置１では、相対湿度を検出して、低湿度（３５％ＲＨ以下）の場合に加湿部１０３により記録媒体Ｐの湿度の制御を行った。しかしながら、転写状態は、単位体積あたりの水分量（絶対湿度）によってより多くの影響を受ける。すなわち、湿度が３５％ＲＨ以下であっても、温度が低温（１５℃未満）でない場合には、加湿する必要がない場合がある。したがって、湿度とともに温度によっても転写電圧及び加湿制御を変更するようにするとさらによい。

図７は、記録媒体が所定の普通紙である場合の加湿制御の一例を示したテーブルである。プロセス制御部５３は、例えば図７のテーブルに従って、湿度が１５％ＲＨ以上２５％ＲＨ未満であって温度が２５℃以下である場合、及び、湿度が３５％ＲＨ以下であって温度が１５℃未満である場合に、加湿部１０３によって記録媒体Ｐに加湿を行うようにする。これにより、加湿の制御をきめ細かく行うことができ、より転写不良を起こさずにトナー画像を記録媒体Ｐに転写することができる。

［実施の形態２］
実施の形態２で説明する画像形成装置は、実施の形態１で説明した画像形成装置の加湿部の構造が異なるものである。以下、図８乃至図１０を参照して説明するが、実施の形態１の説明と重複する部材は同じ番号を付して説明を省略する。

実施の形態２で説明する画像形成装置１は、図８のように加湿部１０５を備えている。この加湿部１０５は、図９のように、センサ２１よりも記録媒体Ｐ搬送方向上流側で、ガイド２０によって搬送ベルト１２に案内される記録媒体Ｐを２つの水塗布用ローラ１３１、１３２が挟むように備えられている。この水塗布用ローラ１３１、１３２は、画像形成装置１の図示しないフレームに回転可能に備えられ、水塗布用ローラ１３２は、水塗布用ローラ１３１に対して接離可能に備えられている。水塗布用ローラ１３１は、後にトナーが付着する面と接触する側のガイド２０に備えられ、水塗布用ローラ１３２は、ガイド２０を介して、水塗布用ローラ１３１の反対側に備えられる。この水塗布用ローラ１３２は、ゴムローラに親水性ポリマー等を混合した親水性を有するローラで、後述する吸水フェルト１３３によって吸水された水を水塗布用ローラ１３２の表面で吸水し、適宜搬送されてくる記録媒体Ｐにその水を付着させて加湿することができる。一方、水塗布用ローラ１３１は、ゴムローラの表面にフッ素樹脂加工を施すなどによって、その表面が疎水性となっている。

この水塗布用ローラ１３２を水塗布用ローラ１３１に対して接離するための機構は、Ｌ字状の解除レバー１７３を有し、図１０のように、ピン２２３を支点に回転するように備えられている。その解除レバー１７３の一端は、水塗布用ローラ１３２の端部に接し、ピン２２３を中心に回転することで水塗布用ローラ１３１に対して水塗布用ローラ１３２を離反させることができる。解除レバー１７３の水塗布用ローラ１３２と接触する側の端部の反対側の他端には、図示しないモータにより回転駆動するカム１６７が備えられており、このカム１６７が回転することによって、解除レバー１７３の他端を押し上げ、ピン２２３を支点として回転させることができる。また、解除レバー１７３の他端には、解除レバー１７３をカム１６７に圧接させるためのバネ１６８が備えられられている。

また、水塗布用ローラ１３２には、水塗布用ローラ１３１の方向に水塗布用ローラ１３２を付勢するバネ８１が備えられている。このバネ８１は、解除レバー１７３が図９の位置にある時、水塗布用ローラ１３２を水塗布用ローラ１３１に接触させる。以下、本発明では、水塗布用ローラ１３１に対して水塗布用ローラ１３２が離反した状態を水塗布用ローラ１３２の退避状態とし、水塗布用ローラ１３１に水塗布用ローラ１３２が接触した状態を水塗布用ローラ１３２の加湿状態とする。

さらに、水塗布用ローラ１３２には、水が納められた水容器１３４を有している。また、この水容器１３４には、水塗布用ローラ１３２に接触するように吸水フェルト１３３が備えられており、水容器１３４に納められた水を吸水フェルト１３３が給水し、給水した水を水塗布用ローラ１３２に供給することができる。水が供給された水塗布用ローラ１３２は、ガイド２０によって搬送ベルト１２に案内される記録媒体Ｐに対して水を塗布し、記録媒体Ｐを加湿することができる。

水塗布用ローラ１３２には、ゴムプレート１３５が押し当てられ、この押し当てる圧力は、プロセス制御部５３によって制御可能である。このゴムプレート１３５は、表面に吸水している水の量を調整する、すなわち、記録媒体Ｐに塗布する水の量を調整することができる。このゴムプレート１３５を強く水塗布用ローラ１３２に押し当てることで、水塗布用ローラ１３２の表面に吸水している水が表面から押し出され、水塗布用ローラ１３２中の水分量を減少させることができる。

このような機構の加湿部を有する画像形成装置１の動作について説明する。実施の形態２で説明する画像形成装置１は、加湿部１０５の動作が異なる以外は実施の形態１の画像形成装置と同様であるため、ここでは加湿部１０５の動作のみについて説明し、その他の画像形成装置の動作に関する説明は省略する。

実施の形態１と同様に、記録媒体Ｐがホッピングローラ１６によって、記録媒体カセット１９から記録媒体Ｐが取り出されると、プロセス制御部５３によって、記録媒体Ｐの抵抗値と、記録媒体Ｐの厚さが測定され、記録媒体Ｐの体積抵抗率が算出される。その結果、記録媒体Ｐが上述した図６のＡ領域又はＢ領域に当てはまる場合、実施の形態１と同様に記録媒体Ｐへの加湿は必要ないため、プロセス制御部５３は、図９のように、カム１６７を回転させ、解除レバー１６７を押し上げて水塗布用ローラ１３２を水塗布用ローラ１３１に対して離反させ、水塗布用ローラ１３２を退避状態とする。これにより、ガイド２０に沿って搬送される記録媒体Ｐに加湿せずに搬送ベルト１２に記録媒体Ｐを案内することができる。

一方、記録媒体Ｐが上述した図６のＣ領域に当てはまり、白抜け状のチリが発生する可能性が有る場合、プロセス制御部５３は、ガイド２０に沿って搬送される記録媒体Ｐに加湿を行う。具体的には、プロセス制御部５３は、図示しないモータを駆動させて、図１０のように、カム１６７を回転させることで解除レバー１７３を回転させ、バネ８１によって水塗布用ローラ１３２を水塗布用ローラ１３１に接触させ、水塗布用ローラ１３２を加湿状態とする。これにより、ガイドに沿って搬送される記録媒体Ｐが水塗布用ローラ１３１、１３２の間を通過する。水塗布用ローラ１３２には、水容器１３４中の水が吸水フェルト１３３を介して供給されているため、この水を記録媒体Ｐに塗布することで加湿することができる。

この水塗布用ローラ１３２は、水塗布用ローラ１３１に水塗布用ローラ１３２の表面に吸水した水を付着させないように、上述のように記録媒体Ｐへの加湿を行う場合にのみ、加湿状態とし、それ以外では退避状態とするように制御される。また、記録媒体Ｐへの加湿を行う場合、水塗布用ローラ１３１に水塗布用ローラ１３２の水が付着しないように、記録媒体Ｐの存在を検知するセンサを備え、記録媒体Ｐが加湿部１０５を通過している時にのみ、水塗布用ローラ１３２を加湿状態とするように制御される。これにより、記録媒体Ｐの記録面に水を付着させることを防ぐことができる。

このように、実施の形態２で説明した画像形成装置１は、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、この画像形成装置１は、体積抵抗率の高い記録媒体Ｐに対し、水塗布用ローラ１３２によって水を塗布することで、記録媒体Ｐの体積抵抗率をむらなく低下させることができる。これにより、均一な転写が可能となる。したがって、本発明の画像形成装置１は、どのような状態の記録媒体Ｐであっても、転写不良を起こさずに良好にトナー画像を転写することができ、高画質の画像を形成することができる。

本発明の画像形成装置は、静電潜像を形成するためにＬＥＤヘッドを使用したが、レーザ光源を使用してもよい。また、本発明の画像形成装置は、静電潜像を形成する媒体を感光ドラムとしたが、ベルト状の部材に感光剤が塗布された感光ベルトであってもよい。さらに、本発明の画像形成装置は、印刷媒体の搬送状の上流からブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に並設している場合について説明したが、多色のトナーを有し、複数の印刷機構を有する場合において、印刷機構の並設する順番は限定されるものではない。例えば、シアンが最も上流となるように備えられていてもよい。また、印刷機構の数が４つの例について説明したが、印刷機構の数を限定するものではなく、本発明は、印刷機構が多数であっても単数であっても適用可能である。例えば、ブラックのトナーを有する印刷機構のみであっても適用することができる。さらにまた、本発明の画像形成装置は、直接転写方式の電子写真画像形成装置に適用したが、間接転写方式の画像形成装置であっても適用可能であることは言うまでもない。

実施の形態１で説明する本発明の画像形成装置のブロック図である。実施の形態１で説明する本発明の画像形成装置の構造を示す略図である。実施の形態１で説明する本発明の画像形成装置の抵抗測定部の構成図である。実施の形態１で説明する本発明の画像形成装置の媒体厚測定部の構成図である。実施の形態１で説明する本発明の画像形成装置の加湿部の構成図である。実施の形態１で説明する本発明の画像形成装置の記録媒体の体積抵抗率と厚さとの関係から、加湿を行う条件を示す図である。実施の形態１で説明する本発明の画像形成装置の加湿部の制御の条件を示す図である。実施の形態２で説明する本発明の画像形成装置の構造を示す略図である。実施の形態２で説明する本発明の画像形成装置の加湿部で、水塗布用ローラが加湿状態にある加湿部を説明する図である。実施の形態２で説明する本発明の画像形成装置の加湿部で、水塗布用ローラが退避状態にある加湿部を説明する図である。

符号の説明

１画像形成装置
２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ印刷機構
３Ｋ、３Ｙ、３Ｍ、３ＣＬＥＤヘッド
４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ転写ローラ
５Ｋ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ帯電ローラ
６Ｋ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ感光ドラム
７Ｋ、７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ現像ローラ
８Ｋ、８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ現像ブレード
９Ｋ、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃスポンジローラ
１０Ｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃトナーカートリッジ
１２搬送ベルト
１３駆動ローラ
１４従動ローラ
１５吸着ローラ
１６ホッピングローラ
１７レジストローラ
１８ピンチローラ
１９記録媒体カセット
２０、１９ガイド
２１、２２、２３、２７センサ
２４色ズレ検出センサ
２５ヒートローラ
２６加圧ローラ
２８サーミスタ
３０スタッカ
３２清掃ブレード
３４環境センサ
１０１抵抗測定部
１０２媒体厚測定部
１０３、１０５加湿部

Claims

現像剤により画像が形成される像担持体と、
前記像担持体上の現像剤を記録媒体に静電気力で転写する転写部と、
前記転写部に転写電圧を調整可能に印加する転写電圧印加部と、
前記記録媒体の電気抵抗を測定する抵抗測定部と、
前記像担持体上の前記現像剤を転写する前の前記記録媒体に対して湿度を調整可能に加湿する加湿部と、
前記抵抗測定部の測定結果に基づいて、前記転写電圧印加部の印加電圧と、前記加湿部の加湿とを制御する制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
さらに、前記記録媒体の厚さを測定する媒体厚測定部を備え、
前記制御部は、前記抵抗測定部の測定結果と、前記媒体厚測定部の測定結果とに基づいて前記転写電圧印加部の印加電圧と前記加湿部の前記記録媒体への加湿とを制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
さらに、画像形成部の湿度を測定する湿度測定部を備え、
前記制御部は、前記抵抗測定部の測定結果と、前記媒体厚測定部の測定結果と、前記湿度測定部の測定結果に基づいて前記転写電圧印加部の印加電圧と前記加湿部の前記記録媒体への加湿とを制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記加湿部は、水を貯蔵する水容器と、該水容器の中に超音波振動子とを備え、
前記超音波振動子から発生する超音波によって前記水容器の中の水を霧状に放出させて、前記記録媒体を加湿することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記加湿部は、水を貯蔵する水容器と、表面に該水容器の中の水が供給されるローラを備え、
前記ローラと前記記録媒体とを接触させて前記ローラに供給された水を前記記録媒体に塗布することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。