JP6447072B2 - 画像形成装置および画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、画像を用紙に形成する画像形成装置および画像形成システムに関する。

従来から、電子写真方式を採用したプリンタ、複写機等の画像形成装置が広く利用されている。画像形成装置では、画像形成部により用紙に画像を転写し、その後、定着部により用紙に画像を定着する、という一連のプロセスを通じて用紙に画像を形成している。ここで、定着部では、用紙の表面に転写されたトナーをヒーターにより加熱して溶融させているが、トナー溶融時の粘度が上昇して用紙が定着ベルト等から剥がれない定着分離不良が発生してしまう場合がある。特に、トナー像を２層、３層等の複数色で印刷する場合、トナーの付着量が多くなるので、定着分離不良が発生し易い。

定着分離機能を向上させる技術としては、様々な方法が開発されている。例えば、特許文献１には、発泡トナーを用紙の搬送方向先端部に転写することで発泡トナーが転写されていない部分と加熱ロールとの間に空気層を生じさせて定着分離性を向上させる画像形成装置が記載されている。特許文献２には、用紙の先端領域のドット数が所定値よりも大きい場合に分離爪をヒートローラーに接触させることで用紙をヒートローラーから分離させる画像印刷装置が記載されている。特許文献３には、定着ローラー部にエア吸引手段を備えた画像形成装置が記載されている。

特開２００６−２１５２０５号公報 特開２００７−１７８７５９号公報 特開２００３−５５６７号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３には以下のような問題がある。すなわち、特許文献１では、発泡トナーを用紙の表面側に転写するため、発泡トナーが透明であったとしてもその発泡トナーにより画像の見た目が変化してしまうという問題がある。特許文献２では、分離爪が必要となるため、定着部の構成や制御が複雑化してしまうという問題がある。特許文献３では、吹き付けるエアにより定着器を冷やしてしまうというデメリットがあり、定着性能の低下や画像品質の劣化が生じてしまうという問題がある。

そこで、本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、画質品質等に影響を与えることなく、定着分離性能を向上させることが可能な画像形成装置および画像形成システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、用紙にトナー像を形成する画像形成部と、画像形成部により形成されたトナー像を用紙に定着させる定着部と、用紙の第１の面に第１のトナー像を形成する片面印刷を行うジョブであって、定着部から用紙が分離しない定着分離不可条件に該当する場合、用紙の第１の面に第１のトナー像を形成する前に、当該第１の面とは反対側の第２の面に第２のトナー像を形成して定着させるよう画像形成部および定着部を制御する制御部と、を備えるものである。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成システムは、第１の画像形成装置と、第１の画像形成装置の用紙搬送方向の下流側に直列に接続される第２の画像形成装置と、用紙の第１の面に第１のトナー像を形成する片面印刷を行うジョブであって、定着部から用紙が分離しない定着分離不可条件に該当する場合、第２の画像形成装置により用紙の第１の面に第１のトナー像を形成する前に、第１の画像形成装置により用紙の第１の面とは反対側の第２の面に第２のトナー像を形成して定着させる制御部と、を備えるものである。

本発明によれば、ジョブが第１の面に第１のトナー像を形成する片面印刷であって定着分離不可条件に該当する場合、第１の面に第１のトナー像を形成する前に、第２の面に第２のトナー像を形成して定着するので、定着分離性能を向上させることができる。これにより、画像品質に影響を与えることなく、定着分離不良の発生を防止することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 画像形成装置の機能構成例を示すブロック図である。 定着分離不可レベルを取得する際に用いるテーブルＴＢ１の構成例を示す図である。 裏面トナー像形成条件を取得する際に用いるテーブルＴＢ２の構成例を示す図である。 裏面印刷モード時における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。 用紙の裏面側に形成するトナー像の構成例を示す図である。 用紙の表面側に形成するトナー像の構成例を示す図である。 用紙の裏面側に形成する他のトナー像の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る定着分離不可レベルを取得する際に用いるテーブルＴＢ３の構成例を示す図である。 裏面トナー像形成条件を取得する際に用いるテーブルＴＢ４の構成例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係る画像形成システムの構成例を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、なお、図面の寸法比率は、説明の都合上拡張されており、実際の比率と異なる場合がある。

＜第１の実施の形態＞
［画像形成装置１００の構成例］
図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置１００の構成の一例を示している。図１に示すように、画像形成装置１００は、タンデム型の画像形成装置と称されるものであり、自動原稿搬送部８０と装置本体１０２とを備えている。自動原稿搬送部８０は、装置本体１０２の上部に取り付けられ、搬送台上にセットされた用紙を搬送ローラー等により装置本体１０２の画像読取部９０に送り出す。

装置本体１０２は、操作表示部７０と、画像読取部９０と、画像形成部１０と、中間転写ベルト８と、給紙部２０と、レジストローラー３２と、定着部４４と、自動用紙反転搬送ユニット６０（Auto Duplex Unit：以下ＡＤＵ６０という）とを有している。

操作表示部７０は、画像形成装置本体１０２の上部に取り付けられ、液晶パネル等からなる表示装置と位置入力装置とが組み合わされたタッチパネルと数字キーや決定キー等を含む複数の操作キーとを有している。操作表示部７０は、操作画面を表示したり、操作画面や操作キーのユーザー操作により入力された紙種や用紙サイズ等の画像形成条件を受け付けたりする。

画像読取部９０は、原稿台上に載置された原稿または自動原稿搬送部８０により搬送された原稿を走査露光装置の光学系により走査露光し、走査した原稿の画像をＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサにより光電変換して画像情報信号を生成する。画像情報信号は、図示しない画像処理部によりアナログ処理、アナログ／ディジタル（以下Ａ／Ｄという）変換処理、シューディング補正、画像圧縮処理等が行われた後に画像形成部１０に出力される。

画像形成部１０は、電子写真方式により画像を形成するものであり、透明（ＣＬ）色の画像（トナー像）を形成する画像形成ユニット１０ＣＬと、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙと、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍと、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃと、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋとを有している。本例では、それぞれ共通する機能名称、例えば、符号１０の後ろに形成する色を示すＣＬ，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付して表記する。

画像形成ユニット１０ＣＬは、感光体ドラム１ＣＬと、その周囲に配置される帯電器２ＣＬ、露光部（光書込み部）３ＣＬ、現像器４ＣＬおよびクリーニング部６ＣＬを有している。画像形成ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙと、その周囲に配置される帯電器２Ｙ、露光部（光書込み部）３Ｙ、現像器４Ｙおよびクリーニング部６Ｙを有している。画像形成ユニット１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍと、その周囲に配置される帯電器２Ｍ、露光部３Ｍ、現像器４Ｍおよびクリーニング部６Ｍを有している。画像形成ユニット１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃと、その周囲に配置される帯電器２Ｃ、露光部３Ｃ、現像器４Ｃおよびクリーニング部６Ｃを有している。画像形成ユニット１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋと、その周囲に配置される帯電器２Ｋ、露光部３Ｋ、現像器４Ｋおよびクリーニング部６Ｋを有している。

画像形成ユニット１０ＣＬ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム（像担持体）１ＣＬ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、帯電器２ＣＬ，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、露光部３ＣＬ，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像器４ＣＬ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ、クリーニング部６ＣＬ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、それぞれ共通する内容の構成である。以下、特に、区別が必要な場合を除き、ＣＬ，Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付さずに表記することとする。

帯電器２は、感光体ドラム１の表面をほぼ一様に帯電する。露光部３は、例えばＬＥＤアレイと結像レンズとを有するＬＰＨ（LED Print Head）やポリゴンミラー方式のレーザー露光走査装置により構成され、画像情報信号に基づいて感光体ドラム１上をレーザー光により走査して静電潜像を形成する。現像器４は、感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーにより現像する。これにより、感光体ドラム１上に可視画像であるトナー像が形成される。

中間転写ベルト８は、複数の一次転写ローラー７等により張架されると共に回動可能に支持されている。中間転写ベルト８の回動と併せて、一次転写ローラー７と感光体ドラム１とが回転し、一次転写ローラー７と感光体ドラム１との間に所定の電圧が印加されることにより感光体ドラム１に形成されたトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（一次転写）。

給紙部２０は、Ａ３やＡ４等の用紙Ｐが収容された複数の給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂを有している。各給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂからローラー２２，２４，２６，２８等によって搬送された用紙Ｐは、レジストローラー３２に搬送される。なお、給紙トレイの数は２つに限定されるものではない。また、必要に応じて大容量の用紙Ｐを収容することが可能な大容量給紙装置を単数または複数連結させても良い。

レジストローラー３２に搬送された用紙Ｐは、ループローラー３０によってその先端部がレジストローラー３２に突き当てられることでループを形成して用紙Ｐの搬送方向Ｄに対する曲り（例えば斜行）が補正される。用紙Ｐの曲がりが補正された用紙Ｐは、所定のタイミングで二次転写部３４に搬送される。二次転写部３４は、二次転写ローラーを含み、中間転写ベルト８上に重ね合わせて転写されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像を搬送される用紙Ｐに一括転写する（二次転写）。二次転写された用紙Ｐは搬送方向Ｄの下流側の定着部４４に搬送される。

定着部４４は、加圧ローラー、加熱ローラー、定着ローラーおよび定着ベルトを有している。定着部４４は、二次転写部３４でトナー像が転写された用紙Ｐに加圧、加熱処理を行うことにより用紙Ｐのトナー像を用紙Ｐに定着させる。

本例では、ジョブが片面印刷モードであって定着部４４の定着ベルト等から用紙Ｐが剥がれない定着分離不可条件を満たす場合、用紙Ｐの表面（第１の面）側に例えばＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像（第１のトナー像）を形成する前に、用紙Ｐの裏面（第２の面）側に画像形成ユニット１０ＣＬにより透明トナーからなるトナー像（第２のトナー像：以下、裏面トナー像という）を予め形成する裏面印刷モードを実行する。すなわち、印刷モードを片面印刷から両面印刷に切り替える。

定着部４４の搬送方向Ｄの下流側には、用紙Ｐの搬送経路を排紙経路側またはＡＤＵ６０側に切り替えるための搬送路切替部４８が設けられている。搬送路切替部４８は、選択されている印刷モード（片面印刷モード、両面印刷モード、裏面印刷モード等）に基づいて搬送経路の切り替え制御を行う。

片面印刷モードで片面の印刷が終了した用紙Ｐ、または、裏面印刷モードや両面印刷モードで両面の印刷が終了した用紙Ｐは、図示しない排紙トレイに排出される。また、裏面印刷モードや両面印刷モードにおいて、用紙Ｐの裏面側に画像を形成する場合、表面側に画像が形成された用紙Ｐは、搬送ローラー６２等を介してＡＤＵ６０に搬送される。ＡＤＵ６０のスイッチバック経路では、ＡＤＵローラー６４の逆回転制御により用紙Ｐの後端を先頭にしてＵターン経路部に搬送され、Ｕターン経路部に設けられた搬送ローラー６６，６８等により表裏反転された状態で二次転写部３４に再給紙される。

［画像形成装置１００のブロック構成例］
図２は、画像形成装置１００の機能構成例を示すブロック図である。図２に示すように、画像形成装置１００は、装置全体の動作を制御する制御部５０を備えている。制御部５０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)５２と、ＲＯＭ(Read Only Memory)５４と、ＲＡＭ(Random Access Memory)５６とを有している。ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５４から読み出したソフトウェア（プログラム）をＲＡＭ５６に展開して実行することにより、画像形成装置１００の各部を制御し、定着分離不良の発生を防止するための裏面印刷モードや通常の画像形成処理に関連する機能を実現する。

制御部５０には、操作表示部７０と、画像読取部９０と、画像形成部１０と、給紙部２０と、定着部４４と、記憶部１１０とがそれぞれ接続されている。

操作表示部７０は、制御部５０から供給される表示信号に基づいて表示装置に操作画面等を表示したり、操作画面で受け付けられた紙種、用紙サイズ、坪量等の画像形成条件（ジョブ）に関する情報を制御部３５０に供給したりする。

画像読取部９０は、原稿台に載置された原稿等を読み取って画像データを生成し、生成した画像データを制御部５０に供給する。画像形成部１０は、制御部５０から供給される画像情報に基づいて画像形成部１０等の動作を制御して用紙Ｐに所定の画像を形成する。給紙部２０は、制御部５０からの指示に基づいて指定された用紙Ｐを一枚ずつ取り出して二次転写部３４に向けて送り出す。定着部４４は、制御部５０から供給される制御信号に基づいて、ヒーターをオンしたり、ローラー間を圧着してニップ部を形成したりする。

記憶部１１０は、例えば不揮発性の半導体メモリやＨＤＤ（Hard disk drive）等から構成されている。記憶部１１０には、定着分離不可レベルを取得するためのテーブルＴＢ１や，定着分離不可レベルから裏面トナー像形成条件を取得するためのテーブルＴＢ２等が記憶されている。

［テーブルＴＢ１の構成例］
図３は、テーブルＴＢ１の構成の一例を示している。図３に示すように、テーブルＴＢ１には、用紙情報の一例である用紙種類および坪量と、画像情報の一例である用紙先端３０ｍｍの所定領域に形成される画像のカバレッジ（以下、単に画像カバレッジという）と、定着分離不可レベルとがそれぞれ対応付けられて記憶されている。画像カバレッジとは、各色のトナー像のカバレッジ（印字率）の総和であり、用紙Ｐの所定領域に占めるトナー像の割合をいう。定着分離不可レベルは、複数段階に分けて設定されている。例えば、入力されるジョブの画像形成条件において、用紙種類が「普通紙」であり、坪量が「７０ｇ／ｍ^２」であり、画像カバレッジが「１７０％」である場合、定着分離不可レベルとして「１」が読み出される。

テーブルＴＢ１において定着分離不可レベルは、坪量が少なく、かつ、画像カバレッジが大きくなるにつれて段階的に大きくなるように設定されている。定着分離不可レベル（数値）が上がるほど、定着分離性能が悪化していることを意味する。また、「コート紙」は、「普通紙」よりも表面が平坦となるように加工されており、定着処理時に定着部４４から分離し難い傾向にあるため、「普通紙」よりも定着分離不可レベルが高くなるように設定されている。

［テーブルＴＢ２の構成例］
図４は、テーブルＴＢ２の構成の一例を示している。図４に示すように、テーブルＴＢ２には、定着分離不可レベルと、用紙Ｐの裏面に形成する裏面トナー像形成条件とが対応付けられて記憶されている。裏面トナー像形成条件には、裏面トナー像の形成面積と、トナー量（階調値）とが含まれている。例えば、ＴＢ１から取得した定着分離不可レベルが「１」の場合、裏面トナー像の形成面積として「２０ｍｍ」およびトナー量として「５０％」が読み出され、これらの条件に基づいて裏面トナー像が形成される。

テーブルＴＢ２では、定着分離不可レベルが大きくなるほど、裏面トナー像の形成面積およびトナー量の少なくとも一方の値が大きくなるように設定されている。また、裏面トナー像を形成する場合、裏面トナー像の形成面積を大きくするよりもトナー量を多くする方が優先される。これは、用紙Ｐの表面の定着処理時において、裏面トナー像のトナー量を増やすことで、裏面側の定着部４４に対するトナー付着力が上がるので、用紙Ｐの表面側での定着分離性能を向上させることができるからである。

［画像形成装置１００の動作例］
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る裏面印刷モード時における画像形成装置１００の動作例を示すフローチャートである。なお、以下では、用紙Ｐの表面側に画像を形成する片面印刷モードがユーザーにより指示された場合について説明する。また、裏面印刷モードにおいては、裏面トナー像を形成する用紙Ｐの面を裏面とし、ジョブに基づく画像を形成する用紙Ｐの面を表面とする。

図５に示すように、ステップＳ１００で制御部５０は、ユーザーからジョブ（印刷指示）が受け付けられると、ジョブの画像情報および用紙情報に基づいてジョブの定着分離不可レベルを取得（判定）する。具体的には、制御部５０は、画像情報として用紙Ｐの表面側の先端３０ｍｍの画像カバレッジを取得し、用紙情報として用紙Ｐの用紙種類および坪量を取得する。制御部５０は、各情報を取得したら、取得した画像のカバレッジ、用紙種類および坪量に基づいてテーブルＴＢ１（図３参照）を参照し、該当する定着分離不可レベルを取得する。

ステップＳ１１０で制御部５０は、ジョブの画像情報および用紙情報（画像形成条件）が定着分離不可に該当しているか否かを判断する。例えば、制御部５０は、テーブルＴＢ１から取得した定着分離不可レベルが「１」，「２」，「３」である場合、ジョブが定着分離不可に該当すると判断してステップＳ１２０に進む。

一方、制御部５０は、テーブルＴＢ１から取得した定着分離不可レベルが「０」である場合、ジョブが定着分離不可に該当しないと判断してステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０で制御部５０は、裏面印刷モードを実行せずに、通常通り片面印刷モードを実行し、用紙Ｐの表面側に所定のトナー像を形成する。

ステップＳ１２０で制御部５０は、ジョブが定着分離不可に該当する場合、裏面印刷モードへの変更を示す文字等を操作表示部７０の操作画面に表示させた後、裏面印刷モードに自動的に移行する。なお、裏面印刷モードに変更するかをユーザーが選択可能なボタンを操作画面上に表示させ、このボタンがユーザー操作により選択された場合に裏面印刷モードに変更するように制御しても良い。

ステップＳ１３０で制御部５０は、裏面印刷モードに移行したら、テーブルＴＢ１から取得した定着分離不可レベルに対応付けられた裏面トナー像の形成面積およびトナー量をテーブルＴＢ２から取得する（図４参照）。例えば、制御部５０は、定着分離不可レベルが「１」の場合、裏面トナー像の形成面積として「２０ｍｍ」を取得し、トナー量として「５０％」をテーブルＴＢ２から取得する。

ステップＳ１４０で制御部５０は、取得した裏面トナー像の形成面積およびトナー量に基づいて画像形成部１０等を制御し、給紙部２０から搬送される用紙Ｐの裏面側に裏面トナー像を形成させる。図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、用紙Ｐの裏面ＰＢに形成する裏面トナー像ＧＣＬの構成の一例を示している。図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、ジョブに基づくトナー像Ｇ（破線）を用紙Ｐの表面の先端側に形成する場合、用紙Ｐの表面の先端部に対応する裏面の位置（裏面ＰＢの後端側）に透明トナーからなる裏面トナー像ＧＣＬを形成する。例えば、用紙Ｐの表面側の先端からの距離が「２０ｍｍ」の位置に、予め設定された面積および形状からなるトナー量の階調値が「５０％」の裏面トナー像ＧＣＬを形成する。

裏面トナー像が形成された用紙Ｐは、定着部４４により加熱、加圧処理が施された後、ＡＤＵ６０に搬送され（図１参照）、裏面側の画像形成時における後端を先端として表裏が反転された状態で二次転写部３４に再給紙される。

ステップＳ１５０で制御部５０は、画像形成部１０等の動作を制御してジョブに基づくトナー像を用紙Ｐの表面側に形成させる。図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、用紙Ｐの表面ＰＳ側に形成するトナー像Ｇの構成の一例を示している。図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、用紙Ｐの表面ＰＳの先端側を含む領域に例えば逆三角形状のトナー像Ｇを形成する。

表面側にトナー像が形成された用紙Ｐは、定着部４４により加熱、加圧処理が施された後、図示しない排紙トレイ上に排出される。本例では、用紙Ｐの裏面側に裏面トナー像が形成され、用紙Ｐの剛度等が向上しているので、定着時に定着分離不良が発生することがない。なお、裏面トナー像は１層で構成されること等から、用紙Ｐの裏面側においては定着部４４に対するトナー付着量は上がるが、定着分離不良が発生することはない。

なお、上述した実施の形態では、定着分離不良に該当する場合、用紙Ｐの搬送方向Ｄの先端部に裏面トナー像を形成する例を説明したが、これに限定されることはない。図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）は、裏面トナー像の他の構成の一例を示している。

図８（Ａ）に示すように、用紙Ｐの裏面側の全面に裏面トナー像ＧＣＬを形成するようにしても良い。この場合には、用紙Ｐの全体の剛度を大きくできるので、定着分離性をより向上させることができる。また、図８（Ｂ）に示すように、用紙Ｐの搬送方向Ｄに沿って帯状（長方形状）の裏面トナー像ＧＣＬを形成するようにしても良い。この場合、用紙Ｐの表面側の定着時に画像の中間位置等で定着部４４にくっ付いてしまうような場合も防止できる。さらに、図８（Ｃ）に示すように、用紙Ｐの表面側に三角形のトナー像Ｇを形成する場合、表面側のトナー像Ｇが形成された裏面側の部分にのみ裏面トナー像ＧＣＬを形成するようにしても良い。つまり、表面側に形成されるトナー像Ｇと同一位置かつ同一形状の裏面トナー像ＧＣＬを用紙Ｐの裏面側に形成しても良い。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、ジョブが片面印刷モードであって定着分離不可条件に該当する場合、裏面印刷モードに変更し、用紙Ｐの裏面側に予め裏面トナー像を形成する。これにより、裏面トナー像のトナーが用紙繊維の隙間に染み込んで固化することで用紙Ｐの剛度が向上するので、用紙Ｐの表面側の定着時において定着分離性能を向上させることができる。また、用紙Ｐの裏面側に形成された裏面トナー像によりその表面が平滑化されるので、用紙Ｐの表面側の定着時において裏面側の定着部４４への付着力を上げることができる。これらにより、用紙Ｐの表面側での定着分離不良の発生を効果的に抑制することができる。その結果、通常の用紙だけでなく、例えば薄紙等の分離しにくい用紙Ｐの通紙が可能となる。

また、第１の実施の形態によれば、エアの吹き付けや余白を増加する等を行う必要がないので、画質の劣化も防止することができる。また、裏面トナー像を用紙Ｐの裏面側であって透明トナーにより形成するので、画質の品質（見栄え）に影響を与えることはない。また、用紙Ｐの先端側にのみ裏面トナー像を形成した場合には、トナー量を抑制できるので、プリントコストを抑えることができる。また、用紙Ｐの先端部を確実に定着分離させることができるので、それ以降の用紙Ｐの定着分離不良の発生も防止できる。

また、第１の実施の形態によれば、用紙Ｐの坪量や紙種、用紙先端の画像カバレッジに基づいて定着分離不良が発生するか否かを判断するので、より高精度かつ正確に定着分離不良の発生の有無を判断できる。さらに、定着分離不可レベルの段階に応じて裏面トナー像の付着面積やトナー量の階調を変更するので、段階に応じた最適な裏面トナー像を形成することができ、トナーコストを抑えつつ、確実に定着分離性能の向上を図ることができる。

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態では、定着分離不可レベルを判定する際に用いるテーブルＴＢ３，ＴＢ４の構成が上記第１の実施の形態のテーブルＴＢ１，ＴＢ２とは相違している。なお、その他の画像形成装置１００の構成および動作は、上記第１の実施の形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

［テーブルＴＢ３の構成例］
図９は、テーブルＴＢ３の構成の一例を示している。図９に示すように、テーブルＴＢ３には、用紙情報の一例である用紙種類および坪量と、画像情報の一例である用紙一面に形成される画像の平均カバレッジ（以下、画像カバレッジという）と、定着分離不可レベルとがそれぞれ対応付けられて記憶されている。画像カバレッジとは、各色のトナー像のカバレッジ（印字率）の総和であり、用紙Ｐの印刷可能領域に占めるトナー像の割合をいう。定着分離不可レベルは、複数段階に分けて設定されている。例えば、入力されるジョブの画像形成条件において、用紙種類が「普通紙」であり、坪量が「７０ｇ／ｍ^２」であり、画像カバレッジが「１７０％」である場合、定着分離不可レベルとして「１」が読み出される。

テーブルＴＢ３において定着分離不可レベルは、坪量が少なく、かつ、画像カバレッジが大きくなるにつれて段階的に大きくなるように設定されている。定着分離不可レベルが上がるほど、定着分離性能が悪化していることを意味する。また、「コート紙」は、「普通紙」よりも表面が平坦となるように加工されており、定着処理時に定着部４４から分離し難い傾向にあるため、「普通紙」よりも定着分離不可レベルが高くなるように設定されている。

［テーブルＴＢ４の構成例］
図１０は、テーブルＴＢ４の構成の一例を示している。図１０に示すように、テーブルＴＢ４には、定着分離不可レベルと、用紙Ｐの裏面に形成する裏面トナー像形成条件とが対応付けられて記憶されている。裏面トナー像形成条件には、裏面トナー像の形成面積と、トナー量（現像電圧）とが含まれている。例えば、ＴＢ３から取得した定着分離不可レベルが「１」の場合、裏面トナー像の形成面積として「用紙幅（搬送方向Ｄに直交する方向の幅）が５０％」およびトナー量として「−３００Ｖ」が読み出され、これらの条件に基づいて裏面トナー像が形成される。

テーブルＴＢ４では、定着分離不可レベルが大きくなるほど、裏面トナー像の形成面積およびトナー量の少なくとも一方の値が大きくなるように設定されている。また、裏面トナー像を形成する場合、裏面トナー像の形成面積を大きくするよりもトナー量を多くする方が優先される。例えば、定着分離不可レベルが「１」、「２」の場合、裏面トナー像の形成面積は同一の値に設定されるが、トナー量の値が定着分離不可レベル「１」よりも「２」の方が多くなるように設定される。

以上説明したように、第２の実施の形態によれば、用紙Ｐの全体における画像の平均カバレッジを考慮してジョブが定着分離不可条件に該当するか否かを判断できるので、より高精度かつ正確に定着分離不良の発生の有無を判断できる。また、テーブルＴＢ３，ＴＢ４の判断結果に基づいて裏面トナー像を形成するので、第１の実施の形態と同様に、画質の劣化を防止しつつ、定着分離性能の向上を図ることができる。また、用紙Ｐ全体の画像のカバレッジに基づいて定着分離不可条件を判断するので、画像の中間位置等で用紙Ｐが定着部４４にくっ付いてしまうような問題も防止することができる。

＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態では、裏面トナー像を形成するための専用の画像形成ユニット１０ＣＬおよび定着部４５を設けている点において上記第１の実施の形態と相違している。なお、その他の画像形成装置２００の構成および動作は、上記第１の実施の形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

［画像形成装置２００の構成例］
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置２００の構成の一例を模式的に示している。図１１に示すように、画像形成装置２００は、裏面トナー像を形成するための専用の画像形成ユニット１０ＣＬおよび定着部４５を備えている。

画像形成ユニット１０ＣＬは、帯電部や露光部、現像部、クリーニング部等を有している。画像形成ユニット１０ＣＬは、給紙部２０と二次転写部３４との間の搬送経路Ｒに設けられると共に、用紙Ｐの裏面側に対して露光、現像等を行えるように搬送経路Ｒの内側に設けられている。定着部４５は、定着ローラー、加圧ローラー、加熱ローラーおよび定着ベルトを有し、画像形成ユニット１０ＣＬよりも用紙搬送方向の下流側の搬送経路Ｒ上に設けられている。

なお、画像形成ユニット１０ＣＬおよび定着部４５は、上述した設置位置に限定されることはない。例えば、画像形成装置２００の用紙搬送方向の上流側に給紙装置を接続する場合には、画像形成ユニット１０ＣＬおよび定着部４５を接続口（搬入口）と二次転写部３４との間の搬送経路に設けても良い。

［画像形成装置２００の動作例］
次に、裏面印刷モード時における画像形成装置２００の動作の一例について説明する。制御部５０は、ジョブが片面印刷モードであって、ジョブの画像情報および用紙情報が定着分離不可条件に該当すると判断した場合、裏面印刷モードを実行する。

画像形成ユニット１０ＣＬは、給紙部２０から送り出される用紙Ｐの裏面側に透明トナーからなる裏面トナー像を形成する。裏面に裏面トナー像が形成された用紙Ｐは、定着部４５に搬送される。定着部４５は、用紙Ｐに加圧、加熱処理を施すことにより裏面トナー像を用紙Ｐに定着させる。定着処理された用紙Ｐは、二次転写部３４に搬送される。

画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、中間転写ベルト８上に各色のトナー像を重ね合わせて形成する。二次転写部３４では、裏面トナー像が形成された用紙Ｐの表面側に中間転写ベルト８上のトナー像（カラー画像）を転写する。用紙Ｐの表面側にトナー像が形成された用紙Ｐは、定着部４４に搬送される。

定着部４４は、用紙Ｐに加圧、加熱処理を施すことにより用紙Ｐの表面側に形成されたトナー像を用紙Ｐに定着させる。このとき、用紙Ｐの裏面側には裏面トナー像が形成されているので、定着分離不良が発生することはない。定着処理された用紙Ｐは、図示しない排紙トレイ上に排出される。

以上説明したように、第３の実施の形態によれば、裏面トナー像を形成するための専用の画像形成ユニット１０ＣＬおよび定着部４５を設けているので、用紙Ｐを表裏反転させることなく、裏面印刷モードを実行することができる。これにより、裏面印刷モードを実行する場合でも、生産性を低下させることなく、定着分離不良の発生を防止することができる。

＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態では、２台の第１の画像形成装置５００および第２の画像形成装置７００を直列タンデム構成とする点において上記第１の実施の形態と相違している。なお、第１および第２の画像形成装置５００，７００の構成および動作は、上記第１の実施の形態の画像形成装置１００と略同一であるため、詳細な説明は省略する。

［画像形成システム３００の構成例］
図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る画像形成システム３００の構成の一例を示している。図１２に示すように、画像形成システム３００は、給紙装置４００と、第１の画像形成装置５００と、中間装置６００と、第２の画像形成装置７００と、後処理装置８００とを備えている。画像形成システム３００は、略同一の機能を有する第１の画像形成装置５００と第２の画像形成装置７００とが搬送方向Ｄに沿って直列に連結された直列タンデム方式により構成されている。

給紙装置４００は、複数の給紙トレイ４１０を有している。各給紙トレイ４１０には、所定のサイズ、坪量、紙種で構成される用紙が収容されている。給紙装置４００は、印刷指示があると、指定された用紙を給紙トレイ４１０から取り出して第１の画像形成装置５００に搬送する。

第１の画像形成装置５００は、画像形成部５１０と、二次転写部５３４と、定着部５４４とを有している。画像形成部５１０は、画像形成ユニット５１０ＣＬ，５１０Ｙ，５１０Ｍ，５１０Ｃ，５１０Ｋと、中間転写ベルト５８０とを含んでいる。画像形成ユニット５１０ＣＬ，５１０Ｙ，５１０Ｍ，５１０Ｃ，５１０Ｋは、帯電、露光、現像処理等により中間転写ベルト５８０上に各色に対応したトナー像を形成する。二次転写部５３４は、給紙装置４００から搬送される用紙Ｐ上に中間転写ベルト５８０上に形成されたトナー像を転写する。トナー像が形成された用紙Ｐは、中間装置６００に搬送される。

中間装置６００は、搬送路切替部６１０と、反転部６２０とを有している。搬送路切替部６１０は、本発明の裏面印刷モードや両面印刷モードが選択された場合に搬送経路先を反転部６２０側に切り替え、片面印刷モードが選択された場合に搬送経路先を水平経路に切り替える。反転部６２０は、反転経路および反転ローラー等を含み、裏面印刷モードや両面印刷モードが選択された場合、用紙を反転経路にスタックし、反転ローラー等によってスイッチバック搬送することにより用紙を表裏反転させた状態で第２の画像形成装置７００に搬送する。

第２の画像形成装置７００は、画像形成部７１０と、二次転写部７３４と、定着部７４４とを有している。画像形成部７１０は、画像形成ユニット７１０Ｙ，７１０Ｍ，７１０Ｃ，７１０Ｋと、中間転写ベルト７８０とを含んでいる。画像形成ユニット７１０Ｙ，７１０Ｍ，７１０Ｃ，７１０Ｋは、帯電、露光、現像処理等により中間転写ベルト７８０上に各色に対応したトナー像を形成する。二次転写部７３４は、中間装置６００から搬送される用紙に中間転写ベルト７８０上に形成されたトナー像を転写する。画像が形成された用紙は、後処理装置８００に搬送される。

後処理装置８００は、反転部、ソート部、ステープル部、パンチ部および折り部等の少なくとも１以上の後処理を行う後処理部８１０と、排紙トレイ８２０とを有している。後処理部８１０は、第２の画像形成装置７００から搬送される用紙Ｐに対して所定の後処理を施して排紙トレイ８２０上に排出する。

また、画像形成システム３００は、システム全体の動作を制御するための制御部５５０を備えている。本例では、制御部５５０を第１の画像形成装置５００に設け、この制御部５５０がメインとなって画像形成システム３００全体の制御を行う例について説明するが、各装置に制御部を設け、各装置の制御部同士が連動して制御を行うようにしても良いし、制御部５５０以外の制御部がメインとなって制御を行うようにしても良い。

［画像形成システム３００の動作例］
次に、本発明に係る裏面印刷モードが選択された場合における画像形成システム３００の動作例について説明する。制御部５５０は、片面印刷モードであって、画像情報および用紙情報に基づいてジョブが定着分離不可条件に該当すると判断した場合、裏面印刷モードを実行する。

第１の画像形成装置５００の画像形成ユニット１０ＣＬは、給紙装置４００から搬送される用紙Ｐの裏面側に透明トナーからなる裏面トナー像を形成する。定着部５４４は、加圧、加熱処理を施すことにより裏面トナー像を用紙の裏面に定着させて中間装置６００に搬送する。

中間装置６００は、第１の画像形成装置５００から搬送される用紙の表裏を反転させ、用紙の表面を上方に向けた状態で第２の画像形成装置７００に搬送する。

第２の画像形成装置７００の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０，１０Ｋは、中間装置６００から搬送される用紙Ｐの表面側に例えばカラー画像を形成する。定着部７４４は、加圧、加熱処理を施すことによりカラー画像を用紙Ｐの表面に定着させて後処理装置８００に搬送する。このとき、用紙Ｐの裏面側には裏面トナー像が予め形成されており、用紙Ｐの剛度等が向上しているので、定着分離不良が発生することはない。

以上説明したように、第４の実施の形態によれば、直列タンデム構成とした画像形成システム３００においても、本発明の裏面印刷モードを適用することができる。また、画像形成システム３００では、第１の画像形成装置５００において用紙Ｐの表裏反転を行う必要がないので、生産性を低下させることなく、裏面印刷モードを実行することができる。なお、第１の画像形成装置５００としては、第３の実施の形態で説明した画像形成装置２００を用いることもできる。また、上記例では、給紙装置４００から用紙Ｐを供給するようにしたが、第１の画像形成装置５００に設けられた給紙トレイから用紙を供給するようにしても良い。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、上述した実施の形態では、カラー画像を形成することが可能な画像形成装置に本発明を適用した例について説明したが、モノクロ画像を形成する画像形成装置にも本発明を適用することができる。モノクロ用の画像形成装置において、裏面印刷モードを実行する場合、用紙Ｐの裏面側に黒色のトナーを用いて裏面トナー像を形成して定着処理し、その後、用紙Ｐの表面側にジョブに基づく黒色のトナーを用いて画像や文字等の画像を形成して定着処理する。このような場合にも、用紙Ｐの裏面側の裏面トナー像によって定着分離性能を向上させることができる。

また、上述した実施の形態では、裏面トナー像を透明トナーにより形成したが、これに限定されることはない。例えば、用紙Ｐの色に応じて裏面トナー像の色を変更するようにしても良い。用紙Ｐの色は、ユーザーが操作表示部７０等から直接入力するようにしても良いし、給紙部２０等に用紙Ｐの色を識別できるセンサを設置し、このセンサの検知結果に基づいて用紙Ｐの色を判別するようにしても良い。制御部５０等は、入力または検知された用紙Ｐの色情報に基づいて、用紙Ｐの裏面側に裏面トナー像を形成する。具体的には、用紙Ｐの色が黄色である場合には、裏面トナー像を黄色のトナーにより形成する。この実施の形態によれば、透明トナーの画像形成ユニット１０ＣＬを別途設ける必要がないので、装置の大型化や複雑化を防止することができる。

また、上述した実施の形態において、テーブルＴＢ１，ＴＢ３では、定着分離不可レベルを３段階に設定したが、これに限定されることはない。また、テーブルＴＢ１〜ＴＢ４で挙げた数値は一例であり、これらに限定されるものではない。さらに、定着分離不可レベルや裏面トナー像形成条件は、演算式等を用いてリアルタイムで算出するようにしても良い。

１０ 画像形成部
４４，４５ 定着部
５０，５５０ 制御部
１００，２００ 画像形成装置
３００ 画像形成システム
５００ 第１の画像形成装置
７００ 第２の画像形成装置
Ｇ トナー像（第１の画像）
ＧＣＬ 裏面トナー像（第２の画像）
Ｐ 用紙
ＰＳ 表面（第１の面）
ＰＢ 裏面（第２の面）

Claims (13)

1. 用紙にトナー像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部により形成された前記トナー像を前記用紙に定着させる定着部と、
   前記用紙の第１の面に第１のトナー像を形成する片面印刷を行うジョブであって、前記定着部から前記用紙が分離しない定着分離不可条件に該当する場合、前記用紙の第１の面に前記第１のトナー像を形成する前に、当該第１の面とは反対側の第２の面に第２のトナー像を形成して定着させるよう前記画像形成部および前記定着部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記用紙の第２の面に形成する前記第２のトナー像のトナーは、透明トナーである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記用紙の第２の面に形成する前記第２のトナー像のトナーは、当該用紙の色に対応したトナーである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記第１のトナー像の定着時における前記用紙の用紙搬送方向の先端側にのみ前記第２のトナー像を形成するよう前記画像形成部を制御する
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記第２のトナー像を前記第１のトナー像が形成された部分の裏面側にのみ形成するよう前記画像形成部を制御する
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記定着分離不可条件に該当するかを前記ジョブの画像情報および用紙情報の少なくとも一方の情報に基づいて決定する
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、複数段階に設定された前記定着分離不可条件において、該当する段階に応じて前記第２のトナー像のトナー付着量を変更する
   ことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、複数段階に設定された前記定着分離不可条件において、該当する段階に応じて前記第２のトナー像のトナー付着面積を変更する
   ことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、複数段階に設定された前記定着分離不可条件において、該当する段階に応じて前記第２のトナー像のトナー付着量または前記第２のトナー像のトナー付着面積を変更する
   ことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、前記第２のトナー像を形成する場合、トナー付着面積よりもトナー付着量を優先して変更する
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記制御部は、片面印刷時に定着分離不可条件に該当する場合、両面印刷に切り替え、前記用紙の第２の面から印刷を行うよう前記画像形成部を制御する
    ことを特徴とする請求項１から１０の何れか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記画像形成部は、
    用紙の少なくとも第１の面に第１のトナー像を形成する第１の画像形成部と、
    前記第１の画像形成部よりも用紙搬送方向の上流側に設けられ、前記用紙の第２の面に第２のトナー像を形成する第２の画像形成部と、を含み、
    前記定着部は、
    前記第１の画像形成部により形成された前記第１のトナー像を前記用紙に定着させる第１の定着部と、
    前記第１の定着部よりも用紙搬送方向の上流側に設けられ、前記第２の画像形成部により形成された前記第２のトナー像を前記用紙に定着させる第２の定着部と、を含み、
    前記制御部は、片面印刷時であって定着分離不可条件に該当する場合、前記第１の画像形成部により第１の面に前記第１のトナー像を形成する前に、前記第２の画像形成部により第２の面に前記第２のトナー像を形成させた後、前記第２の定着部により前記第２のトナー像を前記用紙に定着させる
    ことを特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の画像形成装置。
13. 第１の画像形成装置と、
    前記第１の画像形成装置の用紙搬送方向の下流側に直列に接続される第２の画像形成装置と、
    用紙の第１の面に第１のトナー像を形成する片面印刷を行うジョブであって、定着部から前記用紙が分離しない定着分離不可条件に該当する場合、前記第２の画像形成装置により前記用紙の第１の面に第１のトナー像を形成する前に、前記第１の画像形成装置により前記用紙の第１の面とは反対側の第２の面に第２のトナー像を形成して定着させる制御部と、
    を備えることを特徴とする画像形成システム。

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