JP2011150116A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湿度にかかわらず安定した濃度の出力画像を得られる画像形成装置の提供。
【解決手段】低湿度（装置内部で測定された低湿度）による転写部における電界の立ち上がりの鈍化に応じてプロセス速度を下げるようにしたもので、
転写に適する電界強度となる時間が鈍化により遅れた分だけプロセス速度を下げて、転写に適する電界強度となった以降に用紙の画像領域がニップ部へ搬送されるようにしたものである。そしてこれにより湿度によらず用紙の画像領域内では転写に適する電界強度下で転写を行わせ、転写濃度の低下を防止するものである。
【選択図】図１

Description

画像形成装置に関し、特にトナー画像の転写に関する。

像担持体に担持されたトナー画像を用紙に転写する転写部を有し、像担持体と転写ローラとの対向部に形成されるニップ部を用紙が通過する時に、用紙先端部では用紙の分離性を上げそれ以降ではトナーの転写性を上げるために、装置内部の湿度に応じて用紙毎に転写ローラに印加する電圧を用紙先端部とそれ以降で変化させるようにした画像形成装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

また、湿度の低下により用紙の含有水分が減少したような場合、用紙のインピーダンスが増加すること、インピーダンスが増加すると転写においてニップ部に発生する電界の立ち上がりが鈍ること、が一般に知られている。

そして、転写部において電界を掛け始めてから転写が正常に可能となる目的の電界強度となるまでの電界上昇時間が、通常の湿度（通常湿度）における時間より、通常の湿度より低い低湿度における時間の方が伸びてしまうことが知られている。

また、ベタ画像や絵のような高印字率の画像は画像濃度に変化があると変化が目立ち易く、文字のような低印字率の画像は画像濃度に変化があっても変化が目立ちにくいという特性があり、高印字率の画像で画像濃度に変化があると画像品質が低下したと認識されることが知られている。

特開平１０−９１０１２号公報

特許文献１に記載された画像形成装置では、通常湿度時において電界を掛け始めてから転写が正常に可能となる目的の電界強度となるまでの電界上昇時間に合わせて（即ち通常湿度の時に目的とする強度の電界となる以前に）、用紙の画像領域がニップ部を通過し始めるようにプロセス速度を設定してある。このため通常湿度においては用紙の画像領域がニップ部を通過する時は既に目的とする強度の電界となり、画像領域内は一定の転写濃度で転写が可能となり、画像品質の低下を起こすことはない。

しかし通常湿度時において電界を掛け始めてから転写が正常に可能となる目的の電界強度となるまでの電界上昇時間に合わせてプロセス速度を設定すると、電界上昇時間が伸びてしまう低湿度においては用紙の画像領域先端部がニップ部を通過する時にはまだ目的とする強度の電界となっていない。

このような場合は、目的とする強度の電界となる前後で転写濃度が異なってしまい画像品質を低下させるという問題点があった。

以下に前述の用紙先端側の画像領域で正常濃度に転写ができなくなってしまう、即ち用紙先端側の画像領域で画像濃度が異なってしまうという問題点を引き起こす原因について図を参照して詳細に説明する。

図５は用紙に転写された画像の説明図である。

Ｐは用紙であり、Ｐ１は用紙搬送方向の余白部分に相当し用紙に画像が形成されない非画像領域を示している。Ｐ２は用紙搬送方向の画像が形成される画像領域を示し、Ｐ３は用紙の搬送方向先端部を示している。なお用紙Ｐは下方から上方に向かって搬送されているものとする。

図５（ａ）は通常に画像形成がされた場合の用紙Ｐ上の画像を示し、図５（ｂ）は用紙先端側の画像領域で正常濃度に転写ができなくなった場合の用紙Ｐ上の画像を示している。

図５（ａ）において、画像領域Ｐ２には正規の濃度の画像（クロスハッチング部分）が形成されている。

図５（ｂ）において、画像領域Ｐ２のうち用紙の搬送方向先端部Ｐ３側には転写不足を起こし画像濃度が上がらない低濃度の画像（ハッチング部分）が形成されており、低濃度の画像（ハッチング部分）の下流側には低濃度の画像より濃度の高い正規の濃度の画像（クロスハッチング部分）が形成されている。

以下に、図５（ｂ）に示したように転写不足を起こし画像濃度が上がらない部分が発生してしまうという問題点を起こす原因について、電界の立ち上がりと用紙の搬送の関係について説明する。

図６は従来の転写部におけるニップ部に発生する電界の立ち上がりと用紙の搬送の関係の説明図である。

図６において横軸は時間ｔを示し、時期ｔｎ（ｔ１〜ｔ７）は時期ｔ０からｎ秒経った時点であることを示す。そして、縦軸に電界Ｅの立ち上がり状態と、プロセス速度を通常湿度に合わせて設定した時の、時期ｔ１〜ｔ７のそれぞれにニップ部を通過する用紙Ｐの部分（非画像領域か画像領域か）と、を示している。

例えば図６（ａ）において時期ｔ１〜ｔ３の間はニップ部に分離のための電界−Ｅが印加されており、時期ｔ４〜ｔ７の間はニップ部に転写のための電界＋Ｅが印加されていることを示している。

また時期ｔ２〜ｔ５の間はニップ部を非画像領域Ｐ１が通過しており、時期ｔ５〜ｔ６の間はニップ部を画像領域Ｐ２が通過していることを示している。

なお、低湿度とは２０％未満の湿度を指し、通常湿度とは２０％以上８０％未満の湿度を指し、高湿度とは８０％以上の湿度を指す。

図６（ａ）は、通常湿度においてニップ部に発生する電界Ｅの立ち上がりと用紙Ｐの搬送の関係を示している。

時期ｔ０で用紙の進行方向先端を検知する用紙センサＳ２が用紙先端を検知する。そして時期ｔ１で、転写部において用紙先端が像担持体に巻き付かないように（分離性を向上するため）、例えば転写ローラにマイナスバイアスを印加しニップ部に分離のための電界−Ｅを発生させる。

そして時期ｔ２で、用紙先端がニップ部に到達する。この時、分離のための電界−Ｅによって用紙先端は中間転写ベルトに巻き付かずに進行する。そして時期ｔ３で、用紙先端側の非画像領域Ｐ１（破線）がニップ部を通過しきる以前〔画像領域Ｐ２（実線）がニップ部に到達する以前〕に転写のためのプラスバイアスを転写ローラに印加する。そして時期ｔ４で、ニップ部に印加したプラスバイアスに応じた転写のための電界＋Ｅが立ち上がる。

そして時期ｔ５で、用紙先端側の画像領域Ｐ２（実線）がニップ部を通過し始め、転写のための電界＋Ｅにより像担持体に担持されたトナー画像の転写が開始し、時期ｔ６で、画像領域Ｐ２（実線）がニップ部を通過し終わりトナー画像の転写が終了する。

そして時期ｔ７で、転写ローラに０バイアス又はマイナスバイアスを印加して次の転写に備える。転写のための電界＋Ｅが立ち上がった時期ｔ４が、画像領域Ｐ２（実線）がニップ部を通過し始める時期ｔ５より早く、従って転写のための電界＋Ｅの発生中に画像領域Ｐ２がニップ部を通過するため正常に転写が行われる。

図６（ｂ）は、低湿度においてニップ部に発生する電界Ｅの立ち上がりと、用紙Ｐの搬送と、の関係を示している。低湿度における電界Ｅの立ち上がり（θ２）は通常湿度における電界Ｅの立ち上がり（θ１）に比べて立ち上がりが鈍っている（θ１＞θ２）。

時期ｔ１で、転写部において用紙先端が像担持体例えば中間転写ベルトに巻き付かないように（分離性を向上するため）転写ローラに分離のためのマイナスバイアスを印加しニップ部に分離のための電界−Ｅを発生させる。

そして時期ｔ２で、用紙先端がニップ部に到達する。この時、分離のための電界−Ｅによって用紙先端は中間転写ベルトに巻き付かずに進行する。そして時期ｔ３で、転写ローラに転写のためのプラスバイアスを印加する。

そして時期ｔ４’で、ニップ部に印加したプラスバイアスに応じた転写のための電界＋Ｅが立ち上がる。この時、時期ｔ４’は低湿度による電界の立ち上がりの鈍化によって前述の時期ｔ４より期間Ｙだけ遅れている。

即ち前述の時期ｔ４〜時期ｔ４’の間（期間Ｙ）が低湿度による電界の立ち上がりの遅れ時間（立ち上がり時間の増加）に相当する。

なお転写ローラに印加する、転写のためのプラスバイアスは分離のためのマイナスバイアスとは極性及び電圧値が異なっており、バイアスの印加により発生する分離のための電界−Ｅと転写のための電界＋Ｅとは電界の向き及び電界の強さが異なっている。

また時期ｔ５で用紙先端側の画像領域Ｐ２（実線）がニップ部を通過し始めるが、遅れた時期ｔ４’によって時期ｔ５では既に画像領域Ｐ２（実線）がニップ部を通過し始めている。

時期ｔ４’以降はプラスバイアスに応じた値の転写のための電界＋Ｅにより、中間転写ベルトに担持されたトナー画像の転写が正常に行われ、時期ｔ６で、画像領域Ｐ２（実線）がニップ部を通過し終わりトナー画像の転写が終了する。

そして時期ｔ７で、転写ローラに０バイアス又はマイナスバイアスを印加して次の転写に備える。

また、転写率の低下による画像濃度の低下という問題点は、文字等の印字率の低い画像をプリントする時はあまり目立たないが、ベタ画像や絵等の画像のように印字率の高い画像において部分的に発生した場合に特に目立つ特徴がある。

以上説明したように、時期ｔ５から時期ｔ４’の間（期間Ｘ）は電界の立ち上がりの鈍化によって転写のための電界＋Ｅとなっていないため、期間Ｘは転写率が低下しており、時期ｔ４’以降は転写のための電界＋Ｅとなっており所定の転写率となる。このため時期ｔ４’前後で転写濃度即ち画像濃度が異なり画像品質を低下させるという問題点を発生する。

これらの問題点を解決する方法として、用紙搬送方向の先端部の余白部分を増加する方法があるが、顧客の要望によっては余白部分を増加することができない場合がある。また、ニップ部を通過する用紙の搬送速度をニップ部に発生する電界の立ち上がりの遅れに合わせて常時低くする方法があるが常時搬送速度を遅くしたのでは単位時間当たりのプリント枚数即ち生産性を低下させてしまい顧客の要望に対して現実的ではない。

本発明は以上説明した問題点に鑑み、湿度や印字率にかかわらず安定した濃度の出力画像を得られる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の構成によって達成される。

１．用紙上の非画像領域と用紙上の画像領域とで印加する電界を変化させる転写部を有する画像形成装置において、
印字率を算出する印字率算出部と、
装置内部の湿度を測定する湿度センサと、
前記転写部の電界強度が転写に適する強度に達した以降に前記転写部に前記画像領域が到達するように、前記印字率算出部により算出された印字率及び前記湿度センサにより測定された湿度値に応じて装置のプロセス速度を減速させる制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。

２．前記制御部は、前記湿度センサにより測定された湿度値が予め設定された湿度未満且つ、前記印字率算出部により算出された印字率が予め設定された印字率以上の時に、前記プロセス速度を下げることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．前記印字率算出部は、用紙１枚分のデジタル画像データのうち、用紙搬送方向先端側のデジタル画像データに基づいて印字率を算出することを特徴とする前記１又は２に記載の画像形成装置。

４．前記制御部は、ジョブ単位で前記プロセス速度を変化させる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．前記印字率算出部は、ジョブの第１頁目のデジタル画像データに基づいて印字率を算出し、
前記制御部は、前記印字率算出部により算出された第１頁目の印字率及び前記湿度センサにより測定された湿度値に応じて前記ジョブに対するプロセス速度を変化させ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。

上記発明により生産性を下げることなく高画質のプリント画像を出力可能な画像形成装置が提供できる。

画像形成装置を側方から見た断面図である。 ニップ部に発生する電界Ｅの立ち上がり状態と、ニップ部を通過する用紙Ｐの部分との関係を示す図である。 画像形成装置のブロック図である。 ２次転写部におけるトナー画像の転写方法に係るフロー図である。 用紙に転写された画像の説明図である。 従来の転写部におけるニップ部に発生する電界の立ち上がりと用紙の搬送の関係の説明図である。

本発明は、低湿度（装置内部で測定された低湿度）による転写部における電界の立ち上がりの鈍化に応じてプロセス速度を下げるようにしたもので、
転写に適する電界強度となる時間が鈍化により遅れた分だけプロセス速度を下げて、転写に適する電界強度となった以降に用紙の画像領域がニップ部へ搬送されるようにしたものである。そしてこれにより湿度によらず用紙の画像領域内では転写に適する電界強度下で転写を行わせ、転写濃度の低下を防止するものであり、以下詳細に説明する。

図１は、画像形成装置を側方から見た断面図である。

具体的な説明に入る前に文言の説明をする。画像領域とは１枚の用紙の中で画像形成が行われるべき領域（トナー画像が担持される領域）を指し、非画像領域とは１枚の用紙の中で余白部分に相当する画像形成が行われない領域（トナー画像が担持されない領域）を指す。

上流とは用紙或いは中間転写ベルトの一点が流れてくる方向を指し、下流とは用紙或いは中間転写ベルトの一点が流れていく方向を指す。

画像形成装置Ａはタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、画像形成装置Ａの上部に原稿の画像情報を読み込む原稿画像読取装置Ｂが設置されている。

原稿画像読取装置Ｂは、原稿画像走査部の光学系により原稿画像を走査して原稿画像に応じた画像情報を読み込み、該画像情報を画像形成装置Ａに出力する。

画像形成装置Ａは、前記画像情報に基づいて感光体１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）に潜像を形成する露光部２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）と、感光体ドラムの周囲に配置され感光体１に形成された潜像を顕像化する現像部３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）と帯電部（図番無し）とクリーニング部（図番無し）と、感光体１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）に担持されたトナー画像を中間転写ベルト４に転写する１次転写部５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）と、像担持体である中間転写ベルト４に担持されたトナー画像を用紙Ｐに転写する２次転写部６と、用紙Ｐに転写されたトナー画像を定着する定着部７と、複数の用紙カセット８１を有し用紙カセットから用紙を供給する給紙部８と、中間転写ベルト４上に残留したトナーを除去するクリーニング部９と、を有している。

なお、各部に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは色を示し、例えば１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）色用の各感光体を指す。以下特に特定の色に係るものでない場合は、例えば感光体（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）を単に感光体１と記す。

以下、各構成について説明する。

原稿画像読取装置Ｂにより読み込まれた画像情報（アナログ信号）は、不図示の画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、デジタル画像データとして露光部２に入力される。

露光部２はデジタル画像データに基づいてレーザー光を変調・走査して感光体１表面に潜像を形成する。

現像部３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアからなる２成分現像剤により潜像を顕像化し感光体１の表面にトナー画像を形成する。

１次転写部５は感光体１の表面に形成されたトナー画像を１次転写ローラ５１により中間転写ベルト４に順次転写（１次転写）し、中間転写ベルト４の表面にカラー画像を合成させる。

中間転写ベルト４は、半導電性でエンドレスベルト状をなし、駆動ローラ４１と従動ローラ４２、４３、４４とに懸架されており、駆動ローラ４１により矢印ａ方向に駆動されている。

２次転写部６は用紙を搬送する搬送ベルト６１と、搬送ベルト６１の一端を懸架し駆動する駆動ローラ６２と、駆動ローラ６２を駆動する駆動部材（例えばモータ）６３と、転写電源６４が接続され搬送ベルト６１の他端を懸架する従動ローラ６５と、を有し、中間転写ベルト４に担持されたトナー画像をニップ部ｎで用紙Ｐに転写する。

そして従動ローラ６５は搬送ベルト６１と中間転写ベルト４とを介して従動ローラ４４と対向しており、用紙をニップするニップ部ｎを形成している。また、転写電源６４は出力電圧が可変な電源で、搬送ベルト６１を介して従動ローラ６５と中間転写ベルト４との間に電界を発生させる。

なお２次転写部６は、前述の中間転写ベルト４に担持されたトナー画像を用紙Ｐに転写する転写機能と、ニップ部ｎでニップされた用紙が中間転写ベルト４に巻き付かないようにする分離機能と、を併せもっている。

そして、２次転写部６の転写電源６４は複数の異なる電圧値を出力可能な電源で、制御部Ｃにより転写時には転写に適した電界を発生する電圧を出力し、分離時には分離に適した電界を発生する電圧を出力する。

給紙部８は、複数の用紙カセット８１を有し、用紙カセット８１内に収納された用紙Ｐを給紙器８２によりピックアップする。ピックアップされた用紙Ｐは、用紙を搬送する搬送ローラ８３、８４、８５、８６、及びレジストローラ８７により、中間転写ベルト４に担持されたトナー画像に同期してニップ部ｎに搬送される。

レジストローラ８７の下流側且つニップ部ｎの上流側に用紙の搬送方向先端部を検知する用紙センサＳ２が設けられ、用紙センサＳ２の出力は制御部Ｃに読み込まれる。

定着部７は、加熱源であるヒータランプ７１を内装した加熱ローラ７２と加圧ローラ７３とを有し、トナー画像が転写された用紙Ｐは加熱及び加圧されトナー像が用紙Ｐ上に固定される。

そして、定着された用紙Ｐは排紙ローラ８８に挟持されて昇降排紙台８９に排出される。なお、２次転写部６でトナー画像を用紙Ｐに転写した後クリーニング部９により中間転写ベルト４上に残留したトナーが除去される。

また、画像形成装置Ａは画像形成装置全体を制御する制御部Ｃと、使用者が例えばジョブに関するジョブ情報を入力可能な操作パネルＳＰと、を有し、操作パネルＳＰから入力されたジョブ情報が制御部Ｃにより読み込まれる。

図２は、ニップ部に発生する電界Ｅの立ち上がり状態と、ニップ部を通過する用紙Ｐの部分との関係を示す図である。

以下に従来の転写部における低湿度時のニップ部に発生する電界Ｅの立ち上がり状態と用紙Ｐの搬送との関係〔図２（ａ）〕に対して、本発明の転写部における低湿度時のニップ部に発生する電界Ｅの立ち上がり状態と用紙Ｐの搬送との関係〔図２（ｂ）〕の違いを、図１と図２を参照して説明する。なお、非画像領域Ｐ１と画像領域Ｐ２とは図５の非画像領域Ｐ１と画像領域Ｐ２とに対応している。

図２（ａ）と図２（ｂ）とにおいて横軸は時間の流れｔを示し、時期ｔｎ（ｔ１〜ｔ７）は時期ｔ０からｎ時間経った時点であることを示す。そして、縦軸に電界Ｅの立ち上がり状態と、時期ｔ１〜ｔ７のそれぞれにニップ部を通過する用紙Ｐの部分（非画像領域か画像領域か）を示している。

図２（ａ）は、従来の転写部における低湿度時のニップ部に発生する電界Ｅの立ち上がり状態と用紙Ｐの搬送との関係を、装置内部の湿度が例えば２０％未満に低下した場合について、ニップ部に発生する電界Ｅの立ち上がり状態と、時期ｔ１〜ｔ７のそれぞれにニップ部を通過する用紙Ｐの部分と、の関係を示している。なお、両者の関係は図６（ｂ）と同様なため説明を省略する。

なお、時期ｔ５から時期ｔ４’の間（期間Ｘ）はニップ部に発生する電界の立ち上がりの鈍化によって、電界Ｅがプラスバイアスに応じた転写のための電界＋Ｅとなっておらず前述したように転写率が低下しており画像品質の低下が起こる。

図２（ｂ）は、本発明の転写部における低湿度時のニップ部に発生する電界Ｅの立ち上がり状態と用紙Ｐの搬送との関係を、装置内部の湿度が２０％未満に低下した場合のニップ部に発生する電界Ｅの立ち上がり状態と、プロセス速度をニップ部に発生する電界の立ち上がりの鈍化に応じて下げた時の時期ｔ１〜ｔ７のそれぞれにニップ部ｎを通過する用紙Ｐの部分と、の関係を示している。

図２（ｂ）において時期ｔ１〜ｔ３の間はニップ部に分離のための電界−Ｅが印加されており、時期ｔ４’〜ｔ７’の間はニップ部に転写のための電界＋Ｅが印加されていることを示し、時期ｔ２’〜ｔ５’の間はニップ部を非画像領域Ｐ１が通過しており、時期ｔ５’〜ｔ６’の間はニップ部を画像領域Ｐ２が通過していることを示している。

なお、分離のための電界−Ｅは中間転写ベルト４に用紙Ｐが巻き付かないように、用紙Ｐに用紙の極性と同極性の電荷を付与する電界であり、例えば用紙が＋の極性を有している場合は＋の電界を印加する。また、転写のための電界＋Ｅは中間転写ベルト４に担持されたトナー画像を用紙Ｐに転写させるように、用紙Ｐにトナー画像の極性と反対極性の電荷を付与する電界であり、例えばトナー画像が−の極性を有している場合は＋の電界を印加する。

時期ｔ０で用紙の進行方向先端を検知する用紙センサＳ２が用紙先端を検知する。そして時期ｔ１で、転写部において用紙先端が像担持体に巻き付かないように（分離性を向上するため）、例えば転写ローラにマイナスバイアスを印加しニップ部に分離のための電界−Ｅを発生させる。

そして時期ｔ２’で、用紙先端がニップ部ｎに到達する。この時、分離のための電界−Ｅのために用紙先端は中間転写ベルト４に巻き付かずに進行する。

そして時期ｔ３（用紙先端側の非画像領域Ｐ１（破線）がニップ部ｎを通過しきる以前）で、転写のためのプラスバイアスを従動ローラ６５に印加する。そして時期ｔ４’で印加したプラスバイアスに応じた転写のための電界＋Ｅに立ち上がる。この時、時期ｔ４’は低湿度による電界の立ち上がりの鈍化によって通常湿度時の電界の立ち上がり時期ｔ４より遅れている。

プロセス速度をニップ部に発生する電界の立ち上がりの鈍化に応じて下げたため、遅れた時期ｔ４’にはまだ画像領域Ｐ２（実線）がニップ部に到達しておらず、時期ｔ５’で、用紙先端側の画像領域Ｐ２（実線）がニップ部を通過し始める。

そして転写のための電界＋Ｅにより中間転写ベルト４に担持されたトナー画像の転写が継続し、時期ｔ６’で、画像領域Ｐ２（実線）がニップ部ｎを通過し終わりトナー画像の転写が終了する。

そして時期ｔ７’で、従動ローラ６５に０バイアス又はマイナスバイアスを印加して次の転写に備える。

以上説明したように、画像領域Ｐ２（実線）がニップ部を通過し始める時期ｔ５’より、転写のための電界＋Ｅに立ち上がる時期ｔ４’が期間Ｚだけ先行するため、用紙先端側の画像領域Ｐ２（実線）がニップ部を通過する時には既に転写のための電界＋Ｅとなっており、時期ｔ４’前後で転写濃度即ち画像濃度が異なることはなく、画像品質を低下させるという問題点の発生はない。

なお転写ローラに印加する、転写のためのプラスバイアスは分離のためのマイナスバイアスとは極性及び電圧値が異なっており、分離のための電界−Ｅと転写のための電界＋Ｅとは電界の向き及び電界の強さが異なっている。

以上説明したように、目的の電界強度に達するまでの立ち上がり時間が湿度により変化するが、ニップ部に発生する電界の立ち上がりが低湿度によって鈍っても、プロセス速度をニップ部に発生する電界の立ち上がりの鈍化に応じて下げるため、転写のための電界＋Ｅの発生中に転写を行うことが可能となり、湿度に関せず常に安定した濃度の出力画像を得ることができる。

以下に上記動作を行わせるための構成と方法について説明する。

図３は、画像形成装置のブロック図である。

制御部ＣはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と記憶部Ｍと外部機器とのインターフェースを司るＩ／Ｏ部とを有している。ＣＰＵは記憶部ＭのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から逐次プログラムを読み出してＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納し、プログラムに従ってＩ／Ｏ部を介して入出力機器を制御している。

入力機器としては前述の原稿画像読取装置Ｂと、操作パネルＳＰと、装置内部の湿度を測定する湿度センサＳ１と、用紙の進行方向先端を検知する用紙センサＳ２と、を有し、原稿画像読取装置Ｂからは読み込んだ原稿画像情報が入力され、操作パネルＳＰからはジョブ情報が入力され、湿度センサＳ１からは装置内の湿度情報が入力され、用紙センサＳ２からは用紙の搬送方向先端部の検知情報が入力される。

又出力機器としては、感光体１、露光部２、現像部３、中間転写ベルト４、１次転写部５、２次転写部６、定着部７、及び給紙部８等を有し、２次転写部６については転写電源６４の出力電圧を制御している。

なお、感光体１の回転、露光部２の露光タイミング、現像部３の現像ローラの回転等、中間転写ベルトの回転、給紙部８の給紙タイミング、及び用紙の搬送速度等はそれぞれ関係し合っており、制御部Ｃは画像形成装置として決められたプロセス速度となるように、これらを有機的に制御している。

前記決められたプロセス速度は、電界の立ち上がりの鈍化によって用紙先端側で画像濃度の低下が起こらない最も高い限界の速度値で、通常湿時におけるニップ部に発生する電界の立ち上がりに応じた第１のプロセス速度情報と、低湿度時におけるニップ部に発生する電界の立ち上がりに応じた第２のプロセス速度情報として、予め実験等により決定されてＲＯＭに格納されている。

例えば通常湿時におけるプロセス速度が５７０ｍｍ／ｓの時、低湿度時における転写濃度が用紙搬送方向先端から４ｍｍに亘って低下するような場合は、用紙搬送時間に換算して７ｍＳで転写濃度が低下するので、低湿度時におけるプロセス速度の減速は電界の立ち上がりのばらつきを考慮して、５７０ｍｍ／ｓを４４０ｍｍ／ｓに減速（−２２％）する。

このように第１のプロセス速度情報として例えば５７０ｍｍ／ｓ、第２のプロセス速度情報として例えば４４０ｍｍ／ｓが格納されている。

そして制御部Ｃは後述の印字率情報と湿度センサＳ１により測定された湿度情報とに基づいて第１のプロセス速度情報と第２のプロセス速度情報との内いずれかを選択し、画像形成装置全体を選択したプロセス速度となるように制御している。

以下図１、図３、及び図４を参照して２次転写部６の転写に係る制御方法について説明する。なおフロー図に係るプログラムは記憶部Ｍに格納されておりＣＰＵに逐次読み込まれて実行される。

図４は２次転写部におけるトナー画像の転写方法に係るフロー図である。

１．ジョブ情報の読み込み ステップＳ１０１
操作パネルＳＰ及び原稿画像読取装置Ｂを監視し、操作パネルＳＰで設定されたジョブの用紙枚数を読み込む。また、原稿画像読取装置Ｂで原稿画像を読み込み次ステップに進む。なお、読み込んだ１纏めの原稿画像をジョブと対応付けて、読み込んだ枚数をジョブの用紙枚数としても良い。

なお、不図示のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等によりジョブの用紙枚数及び原稿画像情報を取得しても良い。

２．デジタル画像データの生成 ステップＳ１０２
ステップＳ１０１で読み込んだ原稿画像情報に基づいて、ジョブを構成する各頁のデジタル原稿画像データを生成し次ステップに進む。

３．印字率の判断 ステップＳ１０３
用紙１枚分のデジタル画像データのうち、用紙搬送方向先端側の一部のデジタル画像データに基づいて印字率を算出し、印字率が予め設定した印字率（例えば８０％）以上であれば（Ｙ）高印字率と判断し次ステップに進み、印字率が予め設定した印字率（例えば８０％）未満であれば（Ｎ）高印字率ではないと判断しステップＳ１１０に進む。

例えばステップＳ１０２で生成した用紙１枚分のデジタル原稿画像データのうち、用紙搬送方向先端側から２〜１０行分程度のデジタル原稿画像データを切り取り、該２〜１０行分程度のデジタル原稿画像データについて印字率を算出する。

印字率の算出は該２〜１０行分程度をベタ画像とした時の総ドット数Ｎ１に対して、生成した２〜１０行分程度のデジタル原稿画像を構成する総ドット数Ｎ２の比率（Ｎ２／Ｎ１×１００％）により求められる。

なお、一般的に写真等の高印字率データと文書等の低印字率データとは別のジョブとして扱われることが多く、このため、ジョブの第１頁目のデジタル画像データに基づいて印字率を算出する。

このように制御部Ｃは印字率を算出する印字率算出部としての機能を有している。

４．湿度センサ値読み込み ステップＳ１０４
常時湿度センサＳ１を監視し、例えばジョブの開始時の湿度値を読み込み次ステップに進む。

５．湿度判断 ステップＳ１０５
ステップＳ１０４で読み込んだ湿度値と予め設定された所定の湿度値とを比較して、ステップＳ１０４で読み込んだ湿度値が所定の湿度値未満であれば（Ｙ）低湿度と判断し次ステップに進み、該所定の湿度値以上であれば（Ｎ）低湿度ではないと判断しステップＳ１１０に進む。

なお所定の湿度値は、電界の立ち上がりの鈍化によって用紙先端側で画像濃度の低下が起こらない最も高い限界の湿度値で、予め実験等により求め、記憶部ＭのＲＯＭ等に格納しておく。

６．転写部用紙搬送速度の減速 ステップＳ１０６
記憶部Ｍから第２のプロセス速度情報を読み込む。そして、感光体１の回転、露光部２の露光タイミング、現像部３の現像ローラの回転等、中間転写ベルトの回転、給紙部８の給紙タイミング、及び用紙の搬送速度等を第１のプロセス速度情報に応じた速度から第２のプロセス速度情報に応じた速度となるように減速制御し次ステップに進む。

７．当該ジョブの画像形成 ステップＳ１０７
ステップＳ１０２で生成したデジタル画像データに基づいて画像形成を行い次ステップに進む。なおこの時の画像形成におけるプロセス速度はステップＳ１０６で減速した第２のプロセス速度情報に応じた速度である。

８．ジョブの終了確認 ステップＳ１０８
ステップＳ１０１で読み込んだジョブの用紙枚数と画像形成を完了した用紙の枚数とを比較し、画像形成を完了した用紙の枚数がジョブの用紙枚数と同数となると（Ｙ）ジョブが終了したと判断して次ステップに進み、同数となるまで（Ｎ）ステップＳ１０７とステップＳ１０８を繰り返す。

９．転写部用紙搬送速度の復帰 ステップＳ１０９
当該ジョブが終了したため次ジョブに備えて第２のプロセス速度情報に応じた速度から第１のプロセス速度情報に応じた速度に増速し（減速を解除し）エンドに進む。

１０．当該ジョブの画像形成 ステップＳ１１０
記憶部Ｍから第１のプロセス速度情報を読み込む。そして、感光体１の回転、露光部２の露光タイミング、現像部３の現像ローラの回転等、中間転写ベルトの回転、給紙部８の給紙タイミング、及び用紙の搬送速度等を第１のプロセス速度情報に応じた速度となるように制御する。

そして、ステップＳ１０２で生成したデジタル画像データに基づいて画像形成を行い次ステップに進む。

１１．ジョブの終了確認 ステップＳ１１１
ステップＳ１０８と同様のため説明を省略する。なお、画像形成を完了した用紙の枚数がジョブの用紙枚数と同数となると（Ｙ）ジョブが終了したと判断してエンドに進み、同数となるまで（Ｎ）ステップＳ１１０とステップＳ１１１を繰り返す。

以上説明したように、制御部Ｃは算出した印字率、及び湿度センサＳ１により測定された湿度値に応じ、装置のプロセス速度を変化させる。

即ち高印字率且つ低湿度時において電界の立ち上がりの鈍化に応じてプロセス速度を下げることにより、電界の立ち上がりの鈍化に応じて用紙の画像領域をニップ部へ搬送させ、用紙の画像領域内では正常な電界の下で転写を行わせることにより、ランニングコストの増大を防止し、生産性を下げることなく高画質のプリント画像を出力可能な画像形成装置が提供できる。

湿度、印字率及びプロセス速度をそれぞれ変化させて、以上説明した画像形成装置を用いて用紙に画像形成させ出力画像の濃度の状態を確認する実験を行った。

なお、印字率については、低印字率として５％と、中印字率として４０％と、高印字率として８０％と、の印字率の画像を形成させた。

また、湿度については、高湿度として８０％と、通常湿度として５０％と、低湿度として１９％と、の環境で画像を形成させた。

また、プロセス速度については、通常湿度に合わせた速度（５７０ｍｍ／ｓ）と、低湿度による電界の立ち上がりの鈍化に合わせて下げた速度（４４０ｍｍ／ｓ）と、で画像を形成させた。

評価は画像形成した用紙の先端部分について画像濃度を目視で確認した。表１において○は画像濃度の低下がなく、△は用紙先端部で僅かに画像濃度の低下が発生するも実技状問題ないレベルで、×は用紙先端部で画像濃度の低下が発生し問題あるレベルであることを示す。

表１において、プロセス速度が５７０ｍｍ／ｓの場合は通常湿度且つ高印字率の場合と、低湿度且つ中印字率の場合とで△レベルとなり、低湿度且つ高印字率の場合に×レベルとなってしまうが、プロセス速度を４４０ｍｍ／ｓに下げた場合は全ての条件の組合せ下で○レベルとなった。

以上によって、低湿度且つ高印字率の場合にプロセス速度を下げることにより、特に用紙搬送方向先端部で実技状問題ないレベル以上に画像濃度が低下し画像品質が低下するという問題点を解決可能であることが確認できた。

４ 中間転写ベルト
６ ２次転写部
６１ 搬送ベルト
６２ 駆動ローラ
６４ 転写電源
６５ 従動ローラ
Ａ 画像形成装置
ｎ ニップ部
Ｐ 用紙
Ｓ１ 湿度センサ

Claims (5)

1. 用紙上の非画像領域と用紙上の画像領域とで印加する電界を変化させる転写部を有する画像形成装置において、
   印字率を算出する印字率算出部と、
   装置内部の湿度を測定する湿度センサと、
   前記転写部の電界強度が転写に適する強度に達した以降に前記転写部に前記画像領域が到達するように、前記印字率算出部により算出された印字率及び前記湿度センサにより測定された湿度値に応じて装置のプロセス速度を減速させる制御部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記湿度センサにより測定された湿度値が予め設定された湿度未満且つ、前記印字率算出部により算出された印字率が予め設定された印字率以上の時に、前記プロセス速度を下げることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記印字率算出部は、用紙１枚分のデジタル画像データのうち、用紙搬送方向先端側のデジタル画像データに基づいて印字率を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、ジョブ単位で前記プロセス速度を変化させる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. 前記印字率算出部は、ジョブの第１頁目のデジタル画像データに基づいて印字率を算出し、
   前記制御部は、前記印字率算出部により算出された第１頁目の印字率及び前記湿度センサにより測定された湿度値に応じて前記ジョブに対するプロセス速度を変化させ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。

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