JP5445896B2

JP5445896B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5445896B2
Application number: JP2008166944A
Authority: JP
Inventors: 剛司山下; 良恵土田; 誠松下
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2028-06-26
Also published as: JP2010008641A; US8059981B2; US20090324270A1

Description

本発明は、転写材の表面の凹凸プロファイル、換言すれば転写材の表面の粗さに応じてトナー付着量を制御する電子写真方式の画像形成装置に関する。

転写材には、表面凹凸の大きいものがあり、そのような転写材にトナー像を転写させると画質低下が生じることがあり得る。特に粗さ、すなわち凹凸の大きい部分の凹んだ部分においては、トナー像を担持する転写体上のトナー像と転写材との間に微小な空隙が存在するため、その微小な空隙にて放電が生じ、画質低下が生じることがある。

この点について従来、空隙部での不安定な電界でも十分にトナー像を転写材へ転写する手段として、転写体に超音波等の振動を与えることでトナーと転写体の付着力を弱め、不安定な電界でも転写材に転写させる技術が知られている。しかしながらこのような振動部材を取り付けると音が発生し、うるささ、煩わしさを生じることになり、また、振動によって各種部材の寿命が短くなることもあるという問題がある。

また、転写体を弾性体にすることで転写材の凹凸に追従させ空隙を小さくさせ、転写させる方法も知られている。しかしながら、転写材を弾性体とすることで弾性体を生産するのに大きくコストが掛かり、また微小な空隙には対応できないという問題がある。

また、凹凸の大きい転写材の場合にはトナー付着量を多くすればよいと言及しているが、全体としての色味が変わりやすくなることと、ベタとハーフトーン画像の両立が困難であることに加え、現像材の消費が激しく効率的ではない。

特開２００１‐３１２１５９号公報特公平０７−０２１６７９号公報特許第３０８０３２８号公報特許第３５５３２１１号公報特開平０８−０３６３２９号公報特開２００４‐２５８３９７号公報特許３５１７６２１号公報特開２００７−３０４４９２号公報

本発明はこれら課題に鑑みて行われたものであり、表面粗さが大きくて凹凸の付いた転写材とトナー像との間に生ずる空隙が転写電界を不安定にして画像を乱すことを抑止し、電界を安定させることで画質低下を防止でき、かつ色味も均一に転写することが可能となる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る画像形成装置は、
像担持体と、該像担持体を露光して潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより顕像化させる現像手段とを有する複数の画像形成部と、前記各像担持体上のトナー像を中間転写体上に順次重ね転写する１次転写手段と、中間転写体上に重ねられたトナー像を転写材に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、
転写材の表面に光を照射する発光部と、該発光部から照射された光が転写材表面で反射されて拡散した反射光の一部を受光する受光部と、該受光部での受光量に基づいて転写材の表面凹凸に関する表面凹凸情報を把握する光学的検知手段と、
前記中間転写体に、前記トナー像の画像パターンに応じて最初に前記１次転写手段で転写されるトナーの付着量を、前記光学的検知手段により得られた前記表面凹凸情報から特定した転写材の凹凸プロファイルにより特定される転写材の凹部に対して増加させるトナー付着量制御手段と、
を有することを特徴とする。

請求項２に係る画像形成装置は、
像担持体と、該像担持体を露光して潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより顕像化させる現像手段とを有する複数の画像形成部と、前記各像担持体上のトナー像を中間転写体上に順次重ね転写する１次転写手段と、中間転写体上に重ねられたトナー像を転写材に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、
転写材の表面に光を照射する発光部と、該発光部から照射された光が転写材表面で反射されて拡散した反射光の一部を受光する受光部と、該受光部での受光量に基づいて転写材の表面凹凸に関する表面凹凸情報を把握する光学的検知手段と、
前記中間転写体に、前記トナー像の画像パターンに応じて最初に前記１次転写手段で転写されるトナーの付着量を、前記光学的検知手段により得られた前記表面凹凸情報から特定した転写材の凹凸プロファイルにより特定される転写材の凹部に対して増加させるトナー付着量制御手段と、
を有することを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、請求項２の画像形成装置において、前記発光部と前記受光部が、転写材の先端位置を検知するセンサを兼ねていることを特徴とする。

請求項４に係る画像形成装置は、請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、
少なくとも前記像担持体と前記現像手段とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、
前記トナー付着量制御手段は、経時的にトナー付着量を変える際に、経時値を算出する手段として該プロセスカートリッジに付帯させたＩＤチップを用い、該プロセスカートリッジの走行距離を該ＩＤチップから読み込んで前記経時値とすることを特徴とする。

請求項５に係る画像形成装置は、請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、
請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、
少なくとも前記像担持体と前記現像手段とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、
前記トナー付着量制御手段は、経時的にトナー付着量を変える際に、経時値を算出する手段としてプロセスカートリッジを駆動するモータの回転数を用い、該モータの回転数から前記経時値を算出することを特徴とする。

請求項６に係る画像形成装置は、請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、
少なくとも前記像担持体と前記現像手段とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、
前記トナー付着量制御手段は、前記前記表面凹凸情報と前記プロセスカートリッジの走行距離に基づいて該画像データをγ補正することにより前記潜像に付着するトナーの付着量を変更することで、前記同じ転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御することを特徴とする。

請求項７に係る画像形成装置は、請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、
少なくとも前記像担持体と前記現像手段とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、
前記トナー付着量制御手段は、前記表面凹凸情報と前記プロセスカートリッジの走行距離に基づいて前記潜像形成手段の書き込み光をパルス幅変調制御することにより前記潜像に付着するトナーの付着量を変更することで、前記同じ転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御することを特徴とする。

請求項８に係る画像形成装置は、請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、
少なくとも前記像担持体と前記現像手段とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、
前記トナー付着量制御手段は、前記表面凹凸情報と前記プロセスカートリッジの走行距離に基づいて前記現像手段の現像バイアスを変化させることにより潜像に付着するトナーの付着量を変更することで、前記同じ転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御することを特徴とする。

本発明は、表面粗さが大きくて凹凸の付いた転写材とトナー像との間に生ずる空隙が転写電界を不安定にして画像を乱すことにかんがみ、凹んだ部分にプロセスカートリッジの走行距離に応じて、最初に中間転写体に転写されるトナーのトナー付着量を通常よりも多くすることで空隙を小さく、電界を安定させ、それによって画質低下を防止できるとともに、色味も均一に転写することが可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。なお以下の説明において挙げる具体的な寸法の数字は一例であり、本発明はこれに限定されない。

図１に本発明の実施対象となる画像形成装置の一例の概略図を示す。図中１は像担持体である直径φ２４ｍｍの円筒形の感光体ドラムであり、周速１２０ｍｍ／秒で回転している。感光体ドラム１の表面には帯電手段であるローラ形状の帯電器２が圧接されており、感光体ドラム１の回転により従動回転しており、図示しない高圧電源によりＤＣあるいはＤＣにＡＣが重畳されたバイアスが印加されることで感光体ドラム１は一様に表面電位−５００Ｖに帯電されている。

続いて感光体ドラム１は潜像形成手段である露光手段３により画像情報が露光され、静電潜像が形成される。この露光工程はレーザーダイオード（ＬＤ）素子３ａから光変調を施されたレーザ光が感光体ドラム表面上で結像するようになっている。このレーザ光を走査することで所望する画像に対応して感光体ドラム１に潜像書き込みを行い、感光体ドラム１上に静電潜像を形成する

図中４は現像手段である１成分接触現像器であり、図示しない高圧電源から供給される所定の現像バイアスによって、前記感光体ドラム１の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像器４には１成分トナーが初期１８０ｇ収納される。

図中１０は感光体ドラム、帯電器、現像器が一体化されたプロセスカートリッジである。このプロセスカートリッジ１０は、並列に４個配設され、フルカラー画像形成時はブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順で可視像を形成し、各色の可視像が、当接される中間転写ベルト１５に順次重ね転写されることでフルカラー画像が形成される。

中間転写ベルト１５は、駆動兼２次転写対向ローラ２１（以下、特に必要が無ければ単に駆動ローラ２１と記載する。詳細は後述。）、金属製のクリーニング対向ローラ１６、１次転写ローラ５（後述）、テンションローラ２０（後述）にて張架されており、図示しない駆動モータにより駆動ローラ２１を介して回転駆動されるようになっている。なおベルト張力としてテンションローラ２０の両側にてばねにより加圧している。テンションローラ２０はΦ１９ｍｍ、幅２３１ｍｍのアルミニウム製パイプ形状であり、両端部には図２および図３のようなΦ２２ｍｍのフランジ２６が圧入され、中間転写ベルト１５の蛇行を規制する規制部材としてある。なお中間転写ベルト１５の搬送方向は図２の矢印の向きである。

駆動ローラ２１は、ポリウレタンゴム（肉厚０．３〜１ｍｍ）、薄層コーティングローラ（肉厚０．０３〜０．１ｍｍ）等が使用可能であるが、本実施例では温度による径変化が小さいウレタンコーティングローラ（肉厚０．０５ｍｍ、Φ１９ｍｍ）を使用したものとして説明する。

１次転写部材である一次転写ローラ５として、導電ブレードや導電スポンジローラ、金属ローラ等が使用可能であるが、本実施例ではφ８ｍｍの金属ローラを用い、感光体ドラム１に対して中間転写ベルト１５の移動方向に８ｍｍ、垂直上方向に１ｍｍオフセット配置させた。感光体ドラム１に対して１次転写ローラ５に図示しない単独の高圧電源により所定の転写バイアス＋５００〜＋１０００Ｖを共通に印加させることで中間転写ベルト１５を介して転写電界を形成し、感光体ドラム１上のトナー画像を中間転写ベルト１５に転移させる。

図中１７はトナーマークセンサ（ＴＭセンサ）であり、正反射型や拡散型センサによってベルト１５上のトナー像濃度、各色位置測定をおこない、画像濃度や色合わせを調整する。

また図中３２は中間転写ベルトクリーニングユニットであり、クリーニングブレード３１により中間転写ベルト１５上の転写残トナーを掻き取ることでクリーニングを行う。クリーニングブレード材質としては、厚さ１．５〜３ｍｍ、ゴム硬度６５〜８０°のウレタンゴムを使用し、中間転写ベルト１５に対してカウンタ当接させている。掻き取られた転写残トナーは図示しないトナー搬送経路を通り中間転写体用廃トナー収納部３３に収納される。ベルト１５のクリーニングニップ部に該当する部分、あるいはクリーニングブレード３１のエッジ部の少なくとも一方は、組み付け時に潤滑剤、トナー、ステアリン酸亜鉛等の塗布剤が塗布されており、クリーニングニップ部におけるブレード捲れ上がりを防止するとともに、クリーニングニップ部にダム層を形成しクリーニング性能を高めている。

なお、中間転写ベルト１５を張架している各ローラは、図示しない中間転写ベルトユニット側板によって中間転写ベルト１５の両側より支持されている。

中間転写ベルト１５に用いる材質としては、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させ樹脂フィルム状のエンドレスベルトとしたものが用いられるが、本実施例では引張弾性率１０００〜２０００ＭＰａのＴＰＥにカーボンブラックを添加した単層構造の構成で厚さ９０〜１６０μｍ、幅２３０ｍｍのベルトを用いた。

また中間転写ベルト１５の抵抗としては、２３℃５０％ＲＨの環境にて体積抵抗率１０^８〜１０^１１Ω・ｃｍ、表面抵抗率１０^８〜１０^１１Ω／□（共に三菱化学社製ＨｉｒｅｓｔａＵＰＭＣＰ−ＨＴ４５０にて測定、印加電圧５００Ｖ、印加時間１０秒）の範囲であることが望ましい。中間転写ベルト１５の体積抵抗率および表面抵抗率が上述した範囲を超えると、中間転写ベルトが帯電するため、作像順の下流へ行くほど、設定電圧値を高く設定するなどの処置が必要トナーとなるため１次転写部へ単独の供給電源を使用する事が困難となる。これは転写工程、転写材剥離工程などで発生する放電によって中間転写ベルト１５表面の帯電電位が高くなり、かつ自己放電が困難になるためであり、対策には中間転写ベルト１５の除電手段を設ける必要が生じる。また、体積抵抗率および表面抵抗率が前記範囲を下回ると、帯電電位の減衰が早くなるため自己放電による除電には有利となるが、転写時の電流が面方向に流れるためトナー飛び散りが発生してしまう。従って、上述のような中間転写ベルト１５の体積抵抗率および表面抵抗率の範囲が本発明では好ましい。

図中２５は２次転写ローラである。２次転写ローラ２５はφ６ｍｍのＳＵＳ等の金属芯金上に、導電性材料によって１０^６〜１０^１０Ωの抵抗値に調整されたウレタン等の弾性体を被覆することでφ１９ｍｍ、幅２２２ｍｍに構成されている。その材料としては、イオン導電性ローラ（ウレタン＋カーボン分散、ＮＢＲ、ヒドリン）や電子導電タイプのローラ（ＥＰＤＭ）等が用いられるが、本実施例ではΦ２０ｍｍ、アスカーＣ硬度３５〜５０°のウレタンローラを用いた。ここで、２次転写ローラ２５の抵抗値が前記範囲を超えると電流が流れ難くなるため、必要な転写性を得るためにはより高電圧を印加しなければならなくなり、電源コストの増大を招く。また、高電圧を印加する必要生じるため転写部ニップ前後の空隙にて放電が起こり、ハーフトーン画像上に放電による白ポチ抜けが発生する。これは低温低湿環境（例えば１０℃１５％ＲＨ）で顕著である。

逆に、２次転写ローラ２５の抵抗値が前記範囲を下回ると同一画像上に存在する複数色画像部（例えば３色重ね像）と単色画像部との転写性が両立できなくなる。これは、２次転写ローラ２５の抵抗値が低いため、比較的低電圧で単色画像部を転写するのに十分な電流が流れるが、複数色画像部を転写するには単色画像部に最適な電圧よりも高い電圧値が必要となるため、複数色画像部を転写できる電圧に設定すると単色画像では転写電流過剰となり転写効率の低減を招くからである。

なお、２次転写ローラ２５の抵抗値測定は、導電性の金属製板にローラ２５を設置し、芯金両端部にそれぞれ片側４．９Ｎの荷重を掛けた状態にて、芯金と前記金属製板との間に１ｋＶの電圧を印加した時に流れる電流値から算出した。

転写材２２は給紙搬送ローラ２３、レジストローラ対２４によって、中間転写ベルト１５表面のトナー画像先端部が２次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙され、図示しない高圧電源により所定の転写バイアスを印加することで中間転写ベルト１５上のトナー画像が転写材２２に転移する。なお本構成において、給紙は縦型パスをとっているが本発明はこれに限定されない。転写材２２は駆動ローラ２１の曲率によって中間転写ベルト１５から分離され、転写材２２に転写されたトナー画像は定着手段４０によって定着された後、排紙される。

図２は画像処理部４０を含む画像形成装置（図１の例はプリンタ）の制御系を示すブロック図である。ＰＣ等の画像入力部などからの入力データは、ＲＧＢ画像のデータである。このデータは、画像処理部４０内の色分解処理部４１によりＲＧＢ色空間からＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの色空間へと分解される。次いで、トナー付着量制御手段を構成する画像データ補正手段としての階調補正処理部４２により予め設定されている階調を実現するためにγ変換処理がなされ、転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量の制御がなされる。色分解補正処理、γ補正処理については、公知の技術であり、ここでは詳細の説明は省略する。

次に、転写材の表面凹凸に関する表面凹凸情報を検知する本実施形態の凹凸検知・特定手段について説明する。
図１に金属ローラ対であるレジストローラ対２４に凹凸プロファイルを読み取る装置を具備した例を説明する。

用紙バンクから搬送手段によって搬送された転写材は、レジストローラ対２４を通過して２次転写部へと送られる。金属ローラの材質はＳＵＳ３０１製であり、その直径は１２ｍｍである。また、金属ローラの軸方向長さは３０ｍｍである。また、検知手段は、これらの金属ローラ対であるレジストローラ対２４に電圧（１．０ｋＶ）を印加するための電源部２４ａ、金属ローラであるレジストローラ対２４に流れる電流値を検知する電流検知部２４ｂとを備えている。

本例においては、同じ転写材に対して表面凹凸に関する表面凹凸情報（金属ローラであるレジストローラ対２４に流れる電流値）を検知する。本例では、レジストローラには全体で１ｋＮ（キロニュートン）の荷重を付加した。表面凹凸が大きな転写材（紙だけでなくその他類似の材質のものも含む）は、その紙繊維が多くの空気を取り込んだような構造になっているため、機械的圧力を加えたときの変形量（押し潰される程度）が大きい。これに対し、表面凹凸が小さな転写材の場合には、機械的な圧力を加えても変形量は小さい。そして、圧力で転写材を変形させたときの変形量は、各圧力付加時に転写材を流れる電流量から間接的に把握できる。つまり、本実施例によれば、電流値から転写材の変形量を間接的に把握し、転写材の表面凹凸を検知・特定するような動作原理になっている。

本発明の実施例２として、凹凸検知・特定手段の異なる例を示す。図３は、上記実施例１と異なる検知・特定構成を示す説明図である。本例１の検知手段は図示のように、発光部３０１から照射され、図の紙面垂直方向に搬送される転写材で反射した光を受光部３０２で受光したときの各受光量を各表面凹凸情報として検知する。

発光部３０１はレーザ変位計ＬＪ−Ｇ０８０（キーエンス製）を用い得る。画像幅によりレーザ変位計は複数設けてもかまわない。発光部は転写材に対して入射角度θが７５°となるように配置されている。受光部３０２出射角度φが６０°である反射光を受光する位置に配置されている。本例においては、受光部３０２は例えばフォトダイオード素子で構成し得る。

一般に、正反射光の受光量が発光部から照射された光の光量の１０％以下となるような光沢度の低い転写材については、正反射光の受光量から表面凹凸を特定することが難しいため拡散反射光の受光量に基づいて表面凹凸を特定する構成とした。

本例では、同じ転写材に対して検知条件（受光位置）で転写材の表面凹凸に関する表面凹凸情報（反射光の受光量）を検知する。具体的には、発光部３０１から照射された光が用紙表面で反射した拡散反射光の一部を受光部３０２で受光する。受光量に基づき、転写材のプロファイルを特定する。

また、レーザ変位計が紙先端センサをかねることで、転写材の位置を正確に把握でき凹部へ現像剤をずれることなく転写することができる。

本発明の実施例３を説明する。この実施例は、実施例１、２にて転写材の表面プロファイルを特定・検知した後に、プロセスカートリッジの走行距離をプロセスカートリッジに具備したＩＤチップより読み取り（プロセスカートリッジを駆動するモータの回転数より算出）、予め用意した走行距離とトナー付着量の増加率の相関テーブルに従ってトナー付着量を制御させる、というものである。このとき、トナー付着量制御を行うのは最初に中間転写体に転写されるトナーのみである。ここで、「最初に中間転写体に転写されるトナー」とは、トナー付着制御対象となる色は画像パターンに依存するので、例えば形成される画像パターンがグリーン（Ｇ）のベタ画像であるとすれば、イエロー（Ｙ）となる。すなわち、既述のように、２次転写部側から、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、そしてシアン（Ｃ）の順で感光体ドラム１が並設されているため、グリーンの画像を作成しようとすれば、中間転写ベルト１５へ最初に１次転写されるトナーは、イエロー（Ｙ）のトナーとなり、これが制御対象となるためである。もちろん、形成しようとする画像の色によって、この「最初に中間転写体に転写されるトナー」の色は変わり得る。なお、トナー付着量の具体的な制御方法に関しては、上述の凹凸プロファイルに対するトナー付着量制御と同様であるため後で述べる。

本実施例にて用いた走行距離とトナー付着量の増加率の相関テーブルを図４に示す。本例の制御は図４中の実線のグラフにて示している。プロセスカートリッジの走行距離が５００ｍ未満の場合は、走行距離によるトナー付着量の制御は入れない。一方、５００ｍ以上になると走行距離に応じて従来の目標とするトナー付着量Ｍ／Ａ（Ｍ１とする）対して若干トナー量を増やす制御とした。グラフの縦軸はＭ１に対する比率を表わしている。

このように、走行距離に対して最初に中間転写体に転写されるトナーのトナー付着量を制御する理由としては、経時にてトナーが劣化する（トナー表層の外添剤が剥がれる／トナーが割れ内包ＷＡＸ成分が表層に染み出す）ことでトナーとベルトの付着量が増加し静電的な力でトナーがベルトから転写材に移動しなくなるためである。

次にトナー付着量制御の具体的な方法に関して以下３つの方法を示す。
上述した実施例においては、画像データに基づいて潜像を形成する潜像形成手段としてのレーザーダイオード素子３ａを設け、表面凹凸特定手段が特定した結果に基づいて画像データをγ補正することにより潜像に付着するトナーの付着量を変更することで、同じ転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御する画像データ補正手段を用いて、トナー付着量を制御し得る。これにより、簡易な構成で、特定した表面凹凸に基づき、転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御することができる。

また、画像データに基づいて繰り返しパルス状の書き込み光を照射することによりドット状の潜像を形成する潜像形成手段としてのレーザーダイオード素子３ａを設け、表面凹凸特定手段が特定した結果に基づいて書き込み光をパルス幅変調（ＰＷＭ）制御することにより潜像に付着するトナーの付着量を変更することで、同じ転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御するパルス幅変調制御手段を用いて、トナー付着量を制御し得る。これにより、簡易な構成で、特定した表面凹凸に基づき、転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御することができる。

また、現像ローラ２に現像バイアスを印加することで現像ローラ２と潜像との間に現像電界を形成して現像ローラ２上に担持されているトナーを潜像に付着させる現像手段としての現像ユニットを設け、表面凹凸特定手段が特定した結果に基づいて現像バイアスを変化させることにより潜像に付着するトナーの付着量を変更することで、同じ転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御するパルス幅変調制御手段を用いて、トナー付着量を制御し得る。

上述のトナー凹凸検知・特定からプロセスカートリッジの走行距離による補正を含めたトナー付着量制御のフローに関してまとめたものが図５である。紙種検知・特定（凹凸紙かどうか）（ステップ１）、トナーカートリッジ走行距離がＬ以上か（ステップ２）、Ｙｅｓであれば走行距離を補正し（ステップ３）、Ｎｏであればそのまま、トナーの付着量を変える（ステップ４）

本実施例にて、本発明の有効性を確認するために、実施例と比較例を検討した。その具体的な内容について以下説明する。本発明の実施例と比較例１、２、３の比較を行った。具体的な違いについては表１に示す。

本発明の実施例では、転写材の凹凸プロファイルに対する最初に中間転写体に転写されるトナーのトナー付着量制御とプロセスカートリッジ走行距離に対するトナー付着量制御を入れた条件である。

一方、比較例１は上述のトナー付着量制御を全く入れていないものである。比較例２は凹凸プロファイルを基にした付着量制御に関して、最初に中間転写体に転写されるトナーのだけではなく、中間転写体に重ねられるトナー層全体のトナー量を制御したものである。比較例３はカートリッジ走行距離に対するトナー付着量補正をいれていない。

実施例に関しての評価条件を以下に示す。なお、転写材は「さざなみＦＣ和紙タイプ（製品名：株式会社リコー製）」を用いた。
表面凹凸の検知・特定に関しては、上述のレジストローラ対へのバイアス印加時に流れる電流値を表面凹凸情報として検知・特定すること方法を利用した。またプロセスカートリッジは走行距離１５００ｍのものを用いた。トナー付着量制御の方法としては、プロセスカートリッジの走行距離補正は図４の通り、トナー付着量（Ｍ／Ａ）比率１．３５とし、上記検知・特定した凹凸プロファイル結果を基に、γ補正を行ってトナー付着量（Ｍ／Ａ）を制御した。

評価画像としてはＧベタ画像（グリーンベタ画像のこと）を用い、評価項目としてはベタ画像部のボソツキと色味を評価した。

評価基準として、ボソツキに関しては、非常に良好◎、良好を○、わずかに不良を△、明らか不良を×とした。色味に関しては、紙の凹凸がない箇所（平坦箇所）のＧベタとのΔＥ（色差のこと）の比較（平坦箇所のΔＥと比較例のΔＥの差分）にて評価を行うこととした。

結果を簡単に示す。ボソツキに関しては、実施例が◎、比較例１が×、比較例２が◎、比較例３が○となった。ΔＥの差分が、０〜１．５までを◎、１．５〜３．０を○、３．０〜４．５を△、４．５以上を×とした。評価結果は実施例が０．３で◎、比較例１が５．３で×、比較例２が３．６で△、比較例３が２．９で○となった。この評価結果をまとめたものが表２である。

表２からもわかるように、実施例の構成ではボソツキ、色味ともに非常に良好である。比較例１では、まったく制御をいれていない構成であるためボソツキ、色味ともに非常に悪い結果となった。また比較例２では凹凸プロファイルによるトナー量の制御があるが、Ｇ構成色であるシアンとイエローともに付着量を多くしているため、ボソツキは良好であったが、色味が悪い結果となった。比較例３では、最初に中間転写体に転写される色のトナーのみをトナー制御しているが、走行距離補正によるトナー量制御がないためボソツキ、色味ともに良好ではあるが、実施例ほどの結果を得ることはできなかった。

以上説明してきたように、像担持体と、像担持体を露光して潜像を形成する潜像形成手段と、潜像をトナーにより顕像化させる現像手段とを有する複数の画像形成部と、各像担持体上のトナー像を中間転写体上に順次重ね転写する１次転写手段と、中間転写体上に重ねられたトナー像を転写材に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、転写材の表面の凹凸プロファイルを検知する凹凸検知手段と、経時において、最初に中間転写体に転写されるトナーの付着量を、前記凹凸検知手段により検知された凹凸プロファイルにより特定された転写材の凹部に対して増加させるトナー付着量制御手段を有することで、凹凸紙上にトナー付着量を均一に転写すること可能である。

また、発光部から照射されて転写材で反射した光を受光部で受光したときの受光量を前記転写材の表面の凹凸プロファイルとして検知・特定することで、凹んだ部分にのみトナー付着量を増やすことができ、全体としての色味を損なうこと無しにボソツキを制御できる。

また、凹凸検知手段を、挟持部それぞれに電圧を印加したときに挟持部を流れる電流値を転写材の表面の凹凸プロファイルとして検知・特定することで、凹んだ部分にのみトナー付着量を増やすことができ、全体としての色味を損なうこと無しにボソツキを制御できる。

また、凹凸検知手段が、転写材を２次転写手段と中間転写体との接触領域へ搬送する搬送手段である１対のローラに備え付けられていることで、搬送ローラが転写材の凹凸プロファイルを読み取る機能を兼ねさせ、省スペース化できる。

また、少なくとも像担持体と現像装置とを有し装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、経時的にトナー付着量を変える際に、経時を算出する手段として、プロセスカートリッジの走行距離をプロセスカートリッジに付帯したＩＤチップによって読み込むという公知技術を用いることで、簡単にプロセスカートリッジの走行距離データを得られる。

また、少なくとも像担持体と現像装置とを有し装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、経時的にトナー付着量を変える際に、経時を算出する手段として、プロセスカートリッジの走行距離はプロセスカートリッジを駆動するモータの回転数から算出するという公知技術を用いることで、簡単にプロセスカートリッジの走行距離データを得られる。

また、少なくとも像担持体と現像装置とを有し装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、凹凸検知手段が検知した結果と前記プロセスカートリッジの走行距離に基づいて該画像データをγ補正することにより潜像に付着するトナーの付着量を変更することで、前記同じ転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御することで、凹凸部に対してトナー付着量を制御して均一にトナーを転写材に載せ得る。

また、少なくとも像担持体と現像装置とを有し装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、凹凸検知手段が検知した結果と前記プロセスカートリッジの走行距離に基づいて前記潜像形成手段の書き込み光をパルス幅変調制御することにより潜像に付着するトナーの付着量を変更することで、前記同じ転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御し、凹凸部に対してトナー付着量を制御することで均一にトナーを載せ得る。

また、少なくとも像担持体と現像装置とを有し装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、トナー付着量制御手段は、前記凹凸検知手段が検知した結果と前記プロセスカートリッジの走行距離に基づいて前記現像手段の現像バイアスを変化させることにより潜像に付着するトナーの付着量を変更することで、前記同じ転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御することで、凹凸部に対してトナー付着量を制御して均一にトナーを載せ得る。

さらに、発光部、受光部が転写材の先端位置を検知するセンサを兼ねることで、すなわち、光学式反射センサで転写材の先端位置検出を兼用することで、コストを抑え得る。

本発明の実施対象となる画像形成装置の一例の概略図画像処理部を含む本プリンタの制御系を示すブロック図実施例１と異なる検知・特定構成を示す説明図走行距離とトナー付着量の増加率の相関テーブルを示す図トナー付着量制御のフローに関する図

符号の説明

１：感光体ドラム
２：帯電器
３：露光手段
３ａ：レーザーダイオード（ＬＤ）素子
４：１成分接触現像器
５：１次転写ローラ
１０：プロセスカートリッジ
１５：中間転写ベルト
１６：クリーニング対向ローラ
１７：トナーマークセンサ（ＴＭセンサ）
２０：テンションローラ
２１：駆動兼２次転写対向ローラ（駆動ローラ）
２２：転写材
２３：給紙搬送ローラ
２４：レジストローラ対
２４ａ：電源部
２４ｂ：電流検知部
２５：２次転写ローラ
２６：フランジ
３１：クリーニングブレード
３２：中間転写ベルトクリーニングユニット
３３：中間転写体用廃トナー収納部
４０：画像処理部
４１：色分解処理部
４２：階調補正処理部
３０１：発光部
３０２：受光部

Claims

像担持体と、該像担持体を露光して潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより顕像化させる現像手段とを有する複数の画像形成部と、前記各像担持体上のトナー像を中間転写体上に順次重ね転写する１次転写手段と、中間転写体上に重ねられたトナー像を転写材に転写する２次転写手段と、金属ローラからなり前記画像形成部へ給紙する転写材を給紙前に一旦ストップさせてタイミングを取って給紙するためのレジストローラ対とを有する画像形成装置において、
前記レジストローラ対による圧力で転写材を変形させたときの変形量を圧力付加時に前記レジストローラ対を流れる電流量から間接的に把握し、該把握した変形量から転写材の表面凹凸に関する表面凹凸情報を得る凹凸情報検知手段と、
前記中間転写体に、前記トナー像の画像パターンに応じて最初に前記１次転写手段で転写されるトナーの付着量を、前記凹凸情報検知手段により得られた前記表面凹凸情報から特定した転写材の凹凸プロファイルにより特定される転写材の凹部に対して増加させるトナー付着量制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
像担持体と、該像担持体を露光して潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより顕像化させる現像手段とを有する複数の画像形成部と、前記各像担持体上のトナー像を中間転写体上に順次重ね転写する１次転写手段と、中間転写体上に重ねられたトナー像を転写材に転写する２次転写手段とを有する画像形成装置において、
転写材の表面に光を照射する発光部と、該発光部から照射された光が転写材表面で反射されて拡散した反射光の一部を受光する受光部と、該受光部での受光量に基づいて転写材の表面凹凸に関する表面凹凸情報を把握する光学的検知手段と、
前記中間転写体に、前記トナー像の画像パターンに応じて最初に前記１次転写手段で転写されるトナーの付着量を、前記光学的検知手段により得られた前記表面凹凸情報から特定した転写材の凹凸プロファイルにより特定される転写材の凹部に対して増加させるトナー付着量制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
請求項２の画像形成装置において、
前記発光部と前記受光部が、転写材の先端位置を検知するセンサを兼ねていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、
少なくとも前記像担持体と前記現像手段とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、
前記トナー付着量制御手段は、経時的にトナー付着量を変える際に、経時値を算出する手段として該プロセスカートリッジに付帯させたＩＤチップを用い、該プロセスカートリッジの走行距離を該ＩＤチップから読み込んで前記経時値とすることを特徴とする画像形成装置。
請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、
少なくとも前記像担持体と前記現像手段とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、
前記トナー付着量制御手段は、経時的にトナー付着量を変える際に、経時値を算出する手段としてプロセスカートリッジを駆動するモータの回転数を用い、該モータの回転数から前記経時値を算出することを特徴とする画像形成装置。
請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、
少なくとも前記像担持体と前記現像手段とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、
前記トナー付着量制御手段は、前記前記表面凹凸情報と前記プロセスカートリッジの走行距離に基づいて該画像データをγ補正することにより前記潜像に付着するトナーの付着量を変更することで、前記同じ転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御することを特徴とする画像形成装置。
請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、
少なくとも前記像担持体と前記現像手段とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、
前記トナー付着量制御手段は、前記表面凹凸情報と前記プロセスカートリッジの走行距離に基づいて前記潜像形成手段の書き込み光をパルス幅変調制御することにより前記潜像に付着するトナーの付着量を変更することで、前記同じ転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御することを特徴とする画像形成装置。
請求項１から３のいずれかの画像形成装置において、
少なくとも前記像担持体と前記現像手段とを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されるプロセスカートリッジを有し、
前記トナー付着量制御手段は、前記表面凹凸情報と前記プロセスカートリッジの走行距離に基づいて前記現像手段の現像バイアスを変化させることにより潜像に付着するトナーの付着量を変更することで、前記同じ転写材上のトナー像を構成するトナーの付着量を制御することを特徴とする画像形成装置。