(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-15
(45)【発行日】2024-11-25
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 15/16 20060101AFI20241118BHJP
G03G 15/00 20060101ALI20241118BHJP
【FI】
G03G15/16
G03G15/00 303
(21)【出願番号】P 2021059834
(22)【出願日】2021-03-31
【審査請求日】2024-03-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003133
【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】湊 祐輔
(72)【発明者】
【氏名】末岡 丈典
(72)【発明者】
【氏名】河野 達也
【審査官】鳥居 祐樹
(56)【参考文献】
【文献】特開2021-009212(JP,A)
【文献】特開2013-037185(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03G 15/16
G03G 15/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、
前記像担持体から
第一面及び第二面を有する記録材にトナー像
を転写する転写部材と、
前記像担持体から
前記記録材にトナー像を転写させる
ために、前記転写部材に転写電圧を印加する電源と、
前記電源から出力される電流を検知する電流検知部と、
前記記録材上
に転写されたトナー像の濃度に関する
濃度情報を取得する取得部と、
前記電源
により複数の異なる試験電圧を印加して、
前記記録材の
前記第一面に複数の
第1の試験トナー像
を転写したテストチャート
と、前記電源により複数の異なる試験電圧を印加した状態で、前記記録材の前記第二面に複数の第2の試験トナー像を転写したテストチャートを出力し、前記第1の試験トナー像
の濃度情報と前記第2の試験トナー像の濃度
情報に基づいて、
前記像担持体から前記記録材の
前記第一面及び前記第二面
のそれぞれにトナー像を転写するために設定
される転写電圧を調整する調整モードを実行可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記調整モード時、前記取得部により取得された前記第2の試験トナー像
の濃度情報に基づいて、
複数の前記第2の試験トナー像から前記記録材の
前記第二面の転写電圧を設定するための
試験トナー像を選択し、前記選択された試験トナー像
が前記記録材に転写
される際に前記電流検知部により検知された電流
に基づいて、前記記録材の
前記第二面
にトナー像を転写させるための転写電圧を設定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記調整モード時
、前記選択
された試験トナー像
が前記記録材に転写される際に、前記電流検知部により検知された電流が所定の基準値以上である場合、前記記録材の第二面にトナー像を転写させるための転写電圧に第一試験電圧を設定し、前記電流検知部により検知された電流が前記基準
値よりも低い場合、
前記記録材の第二面にトナー像を転写させるための転写電圧を前記第一試験電圧より高い第二試験電圧
に設定する
、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記調整モード時、前記第1の試験トナー像と前記第2の試験トナー像が、前記記録材の第一面と第二面で重ならないように前記画像形成部を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記調整モード時、前記取得部により取得された前記第1の試験トナー像の濃度情報に基づいて、前記第1の試験トナー像の前記記録材の前記第一面の転写電圧を設定するための試験トナー像を選択し、前記選択された試験トナー像が前記記録材に転写されたときに前記電流検知部により検知される電流に関わらず、前記試験トナー像が前記記録材に転写されたときの転写電圧に基づいて、前記記録材の前記第一面の転写電圧を設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記所定の基準値は、第1の基準値であり、
前記制御部は、前記電流検知部により検知された電流が前記第1の基準値より低い第2の基準値よりも低い場合、前記記録材の第二面にトナー像を転写させるための転写電圧を前記第二試験電圧よりも高い電圧に設定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体や中間転写体などの像担持体に形成されたトナー像が記録材に転写される。像担持体から記録材へのトナー像の転写は、像担持体に当接して転写部(転写ニップ部)を形成する転写ローラなどの転写部材に転写電圧が印加されることで行われる。転写電圧は、画像形成前の前回転工程時などに検知された転写部の電気抵抗に応じた転写部分担電圧と、記録材の種類に応じた記録材分担電圧と、に基づいて決定される。こうすると、環境変動、転写部材の使用履歴、記録材の種類などに応じて適切な転写電圧を設定することができる。
【0003】
しかし、画像形成に用いられる記録材の種類や状態は様々であるため、予め設定されているデフォルトの記録材分担電圧では転写電圧に過不足が生じることがある。そこで、像担持体として中間転写ベルトを用いた中間転写方式の場合であるが、実際に画像形成に用いる記録材に応じて、二次転写電圧の設定電圧を調整する調整モードを備えた画像形成装置が提案されている(特許文献1)。調整モードでは、二次転写電圧を切り替えてパッチと呼ばれる複数の試験トナー像が1枚の記録材に形成される。複数のパッチが形成された記録材は、調整チャートと呼ばれる。そして、調整チャートに形成された各パッチの濃度から求められる画像平均濃度に基づいて記録材分担電圧が変更されることによって、画像形成時に設定する二次転写電圧が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来では、実際に記録材へ転写する画像によって、第二面の転写時に上記した調整チャートに基づき調整した二次転写電圧では適正な転写ができない場合があった。例えば、両面に二次色ベタの画像を転写するような場合である。この場合、先に転写した第一面の画像は高Dutyであり、第二面の転写時には第一面に画像形成された画像(詳しくはトナー)が抵抗となる。そのため、従来では、二次転写電圧が低すぎとなって、転写が十分に行われない結果、第二面の画像に濃度低下が生じ得る。
【0006】
本発明は上記問題に鑑み、調整チャートに基づき画像形成時に設定する転写電圧を調整する調整モードを実行する構成の場合に、記録材の第二面に画像を転写させる際に「画像濃度低下」を抑制する転写電圧に調整可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施形態に係る画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、前記像担持体から第一面及び第二面を有する記録材にトナー像を転写する転写部材と、前記像担持体から前記記録材にトナー像を転写させるために、前記転写部材に転写電圧を印加する電源と、前記電源から出力される電流を検知する電流検知部と、前記記録材上に転写されたトナー像の濃度に関する濃度情報を取得する取得部と、前記電源により複数の異なる試験電圧を印加して、前記記録材の前記第一面に複数の第1の試験トナー像を転写したテストチャートと、前記電源により複数の異なる試験電圧を印加した状態で、前記記録材の前記第二面に複数の第2の試験トナー像を転写したテストチャートを出力し、前記第1の試験トナー像の濃度情報と前記第2の試験トナー像の濃度情報に基づいて、前記像担持体から前記記録材の前記第一面及び前記第二面のそれぞれにトナー像を転写するために設定される転写電圧を調整する調整モードを実行可能な制御部と、を備え、前記制御部は、前記調整モード時、前記取得部により取得された前記第2の試験トナー像の濃度情報に基づいて、複数の前記第2の試験トナー像から前記記録材の前記第二面の転写電圧を設定するための試験トナー像を選択し、前記選択された試験トナー像が前記記録材に転写される際に前記電流検知部により検知された電流に基づいて、前記記録材の前記第二面にトナー像を転写させるための転写電圧を設定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、テストチャートに基づき画像形成時に設定する転写電圧を調整する調整モードを実行する構成の場合に、記録材の第二面に画像を転写させる際に「画像濃度低下」を抑制する転写電圧に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図2】画像形成装置の制御系の概略構成を示すブロック図。
【
図4】二次転写電圧制御において取得される電圧電流特性を示すグラフ。
【
図5】記録材分担電圧テーブルを示す表であり、(a)第一面、(b)第二面。
【
図6】Largeチャートを示す図であり、(a)第一面、(b)第二面。
【
図7】Smallチャートを示す図であり、(a)第一面の1枚目、(b)第一面の2目、(c)第二面の1枚目、(d)第二面の2枚目。
【
図8】第一実施形態の調整モードを示すフローチャート。
【
図9】紙種カテゴリーを選択する設定画面を示す図。
【
図12】Largeチャート作成時における二次転写電圧を示す図であり、(a)第一面、(b)第二面。
【
図13】調整値のふり幅ΔN=1、第一面のパッチ番号に対応する調整値を示す表。
【
図14】調整値のふり幅ΔN=1、第二面のパッチ番号に対応する調整値を示す表。
【
図15】調整値のふり幅ΔN=2、第一面のパッチ番号に対応する調整値を示す表。
【
図16】調整値のふり幅ΔN=2、第二面のパッチ番号に対応する調整値を示す表。
【
図17】調整値のふり幅ΔN=3、第一面のパッチ番号に対応する調整値を示す表。
【
図18】調整値のふり幅ΔN=3、第二面のパッチ番号に対応する調整値を示す表。
【
図19】Smallチャート作成時における二次転写電圧を示す図であり、(a)第一面、(b)第二面。
【
図20】トリガーパッチの位置を検知する方法を説明するための図。
【
図21】現在の調整値における転写性の判定方法を説明するための図であり、(a)ブルーベタパッチの輝度平均値、(b)ブラックベタパッチの輝度平均値。
【
図22】転写性がよいパッチの選択方法を説明するための図であり、(a)ブルーベタパッチの輝度平均値、(b)ブラックベタパッチの輝度平均値、(c)グルーピングしたブルーベタパッチの輝度平均値、(d)にブルーベタパッチの輝度分散値。
【
図23】第二実施形態の画像形成装置を示す概略図。
【
図24】第二実施形態におけるLargeチャートを示す図であり、(a)第一面、(b)第二面。
【
図25】第二実施形態におけるSmallチャートを示す図であり、(a)第一面の1枚目、(b)第一面の2枚目、(c)第二面の1枚目、(d)第二面の2枚目。
【
図26】画像読取部における調整チャートの置き方を説明するための図。
【
図27】第二実施形態の調整モードを示すフローチャート。
【
図28】調整チャートの読み取り指示画面を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
[第一実施形態]
<画像形成装置>
以下、本実施形態の画像形成装置について説明する。
図1は、本実施形態の画像形成装置を示す概略図である。本実施形態の画像形成装置2は、電子写真方式を用いてフルカラー画像を形成することが可能な、中間転写方式を採用したタンデム型のフルカラープリンタである。ただし、画像形成装置2は、タンデム型の画像形成装置に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置2は、フルカラー画像が形成可能な画像形成装置に限られず、モノクロ(白黒やモノカラー)の画像のみ形成可能な画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置2は、プリンタ、各種印刷機、複写機、FAX、複合機など、種々の用途の画像形成装置であってよい。
【0011】
図1に示すように、画像形成装置2は、センシングユニット3と、給送部4と、画像形成部5と、制御部30と、操作部70と、を有する。給送部4は
図1ではひとつだが、複数有していてもよい。また内部には、機内温度を検知可能な温度センサ71と、機内湿度を検知可能な湿度センサ72とが設けられている(
図2参照)。さらに画像形成装置2は、シート上の画像を読み取る画像読取部80や外部機器(
図2参照)からの画像情報(画像信号)に応じて、4色フルカラー画像を記録材S(シート、転写材)に形成することができる。外部機器200としては、パーソナルコンピュータなどのホスト機器、あるいはデジタルカメラやスマートフォンなどが挙げられる。なお、記録材Sは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である合成樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シートなどがある。
【0012】
画像形成部5は、給送部4から給送され、搬送パスJ内を移動する記録材Sに対して、画像情報に基づいて画像を形成することが可能である。画像形成部5は、画像形成ユニット50y、50m、50c、50kと、トナーボトル41y、41m、41c、41kと、露光装置42y、42m、42c、42kと、中間転写ユニット44と、二次転写装置45と、定着部46と、を有する。画像形成ユニット50y、50m、50c、50kは、それぞれイエロー(y)、マゼンタ(m)、シアン(c)、ブラック(k)の画像を形成する。これら4個の画像形成ユニット50y、50m、50c、50kに対応して設けられた同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、いずれかの色用の要素であることを示す符号の末尾のy、m、c、kを省略して総括的に説明することがある。なお、画像形成装置2は、所望の単色又は4色のうちいくつかの色用の画像形成ユニット50を用いて、例えばブラック単色の画像などの単色又はマルチカラーの画像を形成することも可能である。
【0013】
画像形成ユニット50は、次の各手段を有する。まず、ドラム型(円筒形)の感光体(電子写真感光体)である感光ドラム51を有する。また、ローラ型の帯電部材である帯電ローラ52を有する。また、現像装置20を有する。また、前露光装置54を有する。また、クリーニングブレード55を有する。画像形成ユニット50は、後述する中間転写ベルト44bにトナー像を形成する。画像形成ユニット50は、プロセスカートリッジとして一体的にユニット化されて、装置本体10に対して着脱可能とされている。
【0014】
感光ドラム51は、静電像(静電潜像)やトナー像を担持して移動可能(回転可能)である。感光ドラム51は、本実施形態では、外径30mmの負帯電性の有機感光体(OPC)である。感光ドラム51は、基体としてのアルミニウム製シリンダと、その表面に形成された表面層とを有する。本実施形態では、表面層として、基体上に次の順番で塗布されて積層された、下引き層と、光電荷発生層と、電荷輸送層と、の3層を有する。画像形成動作が開始されると、感光ドラム51は、モータ(図示せず)によって、所定のプロセススピード(周速度)で、図中矢印方向(反時計回り)に回転駆動される。
【0015】
回転する感光ドラム51の表面は、帯電ローラ52によって均一に帯電処理される。帯電ローラ52は、本実施形態では、感光ドラム51の表面に接触し、感光ドラム51の回転に伴って従動して回転するゴムローラである。帯電ローラ52には、帯電バイアス電源73(
図2参照)が接続されている。帯電バイアス電源73は、帯電工程時に、帯電ローラ52に帯電バイアス(帯電電圧)を印加する。
【0016】
帯電処理された感光ドラム51の表面は、露光装置42によって画像情報に基づいて走査露光され、感光ドラム51上に静電像が形成される。露光装置42は、本実施形態では、レーザスキャナである。露光装置42は、制御部30から出力される分解色の画像情報に従ってレーザー光を発し、感光ドラム51の表面(外周面)を走査露光する。
【0017】
感光ドラム51上に形成された静電像は、現像装置20によって現像剤のトナーが供給されることで現像(可視化)され、感光ドラム51上にトナー像が形成される。現像装置20は、非磁性トナー粒子(トナー)と磁性キャリア粒子(キャリア)とを備えた二成分現像剤(単に「現像剤」ともいう。)を収容している。現像装置20には、トナーボトル41からトナーが供給される。現像装置20は、現像スリーブ24を有する。現像スリーブ24は、例えばアルミニウムや非磁性ステンレス(本実施形態ではアルミニウム)などの非磁性材料で構成されている。現像スリーブ24の内側には、ローラ状のマグネットであるマグネットローラが、現像装置20の本体(現像容器)に対して回転しないように固定して配置されている。現像スリーブ24は、現像剤を担持して、感光ドラム51と対向する現像領域に搬送する。現像スリーブ24には、現像バイアス電源74(
図2参照)が接続されている。現像バイアス電源74は、現像工程時に、現像スリーブ24に現像バイアス(現像電圧)を印加する。本実施形態では、現像時のトナーの帯電極性であるトナーの正規の帯電極性は負極性である。
【0018】
4個の感光ドラム51y、51m、51c、51kと対向するように、中間転写ユニット44が配置されている。中間転写ユニット44は、像担持体として無端状のベルトで構成された中間転写ベルト44bを有する。中間転写ベルト44bは、駆動ローラ44a、従動ローラ44d、一次転写ローラ47y、47m、47c、47k、二次転写内ローラ45aなどの複数のローラに巻き掛けられている。中間転写ベルト44bは、トナー像を担持して移動可能(回転可能)である。駆動ローラ44aはモータ(図示せず)によって回転駆動され、中間転写ベルト44bを回転(周回移動)させる。従動ローラ44dは、中間転写ベルト44bの張力を一定に制御するようにしたテンションローラである。従動ローラ44dは、ばね(図示せず)の付勢力によって中間転写ベルト44bを外周面側へ押し出すような力が加えられ、この力によって中間転写ベルト44bのプロセス進行方向に2~5kg程度の張力が掛けられている。二次転写内ローラ45aは、後述するように二次転写装置45を構成する。中間転写ベルト44bは、駆動ローラ44aによって駆動力が伝達されて、感光ドラム51の周速度に対応する所定の周速度で、図中矢印方向(時計回り)に回転駆動される。また、中間転写ユニット44は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置60を有する。
【0019】
一次転写ローラ47y、47m、47c、47kは、感光ドラム51y、51m、51c、51kにそれぞれ対向して配置されている。一次転写ローラ47は、感光ドラム51との間で中間転写ベルト44bを挟持する。これにより、中間転写ベルト44bは、感光ドラム51に当接して、感光ドラム51との間で一次転写部(一次転写ニップ部)48を形成する。
【0020】
感光ドラム51上に形成されたトナー像は、一次転写部48において、一次転写ローラ47の作用によって中間転写ベルト44b上に一次転写される。つまり、本実施形態では、一次転写ローラ47に正極性の一次転写電圧が印加されることにより、感光ドラム51上の負極性のトナー像が、中間転写ベルト44b上に一次転写される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム51y、51m、51c、51k上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト44b上に順次重ね合わされるようにして多重転写される。一次転写ローラ47には、一次転写電源75(
図2参照)が接続されている。一次転写電源75は、一次転写工程時に、一次転写ローラ47に一次転写バイアス(一次転写電圧)としてトナーの正規の帯電極性とは逆極性(本実施形態では正極性)の直流電圧を印加する。一次転写電源75には、出力電圧を検知する電圧検知センサ75aと、出力電流を検知する電流検知センサ75bと、が接続されている(
図2参照)。本実施形態では、一次転写電源75y、75m、75c、75kは、一次転写ローラ47y、47m、47c、47kのそれぞれに対して設けられており、一次転写ローラ47y、47m、47c、47kに印加される一次転写電圧は個別に制御可能とされている。
【0021】
一次転写ローラ47は、イオン導電系発泡ゴム(NBRゴム)の弾性層と、芯金と、を有する。一次転写ローラ47の外径は、例えば、15~20mmである。また、一次転写ローラ47としては、電気抵抗値が1×105~1×108Ω(N/N(23℃、50%RH)測定、2kV印加)のローラを好適に使用することができる。
【0022】
中間転写ベルト44bは、内周面側から基層、表層の2層構造を有する無端ベルトである。基層を構成する材料としては、ポリイミドやポリカーボネートなどの樹脂又は各種ゴムなどに帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させた材料を好適に用いることができる。基層の厚さは、例えば、0.05~0.15[mm]である。表層を構成する材料としては、フッ素樹脂などの樹脂を好適に用いることができる。表層は、中間転写ベルト44bの表面へのトナーの付着力を小さくして、二次転写部45nでトナーを記録材Sへ転写しやすくする。表層の厚さは、例えば、0.0002~0.020[mm]である。本実施形態では、表層は、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂などの1種類の樹脂材料か、例えば弾性材ゴム、エラストマー、ブチルゴムなどの弾性材料のうち2種類以上の材料を基材として使用する。そして、この基材に対して、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料として、例えばフッ素樹脂などの粉体や粒子を、1種類あるいは2種類以上、又は粒径を異ならせて分散させることにより、表層を形成する。本実施形態では、中間転写ベルト44bは、体積抵抗率が5×108~1×1014[Ω・cm](23℃、50%RH)、静止摩擦係数が0.15~0.6(23℃、50%RH、HEIDON社製type94i)である。本実施形態では、2層構造としたが、上記の基層に相当する材料の単層構成でもよい。
【0023】
中間転写ベルト44bの外周面側には、二次転写内ローラ45aと共に二次転写装置45を構成する二次転写外ローラ45bが配置されている。二次転写外ローラ45bは、中間転写ベルト44bに当接して、中間転写ベルト44bとの間で二次転写部(二次転写ニップ部)45nを形成する。二次転写外ローラ45bは、中間転写ベルト44bを介して二次転写内ローラ45aに当接する。中間転写ベルト44b上に形成されたトナー像は、二次転写部45nにおいて、二次転写装置45の作用によって記録材S上に二次転写される。本実施形態では、二次転写外ローラ45bに正極性の二次転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト44b上の負極性のトナー像が、中間転写ベルト44bと二次転写外ローラ45bとに挟持されて搬送される記録材S上に二次転写される。記録材Sは、上述のトナー像の形成動作と並行して給送部4から給送され、搬送パスJに設けられたレジストローラ11によって中間転写ベルト44bのトナー像とタイミングが合わされて二次転写部45nへと搬送される。
【0024】
このように、二次転写装置45は、二次転写内ローラ45aと、転写部材としての二次転写外ローラ45bと、を有して構成される。二次転写内ローラ45aは、中間転写ベルト44bを介して二次転写外ローラ45bに対向して配置されている。二次転写外ローラ45bには、二次転写電源76(
図2参照)が接続されている。二次転写電源76は、二次転写工程時に、二次転写外ローラ45bに二次転写バイアス(二次転写電圧)としてトナーの正規の帯電極性とは逆極性(本実施形態では正極性)の直流電圧を印加する。二次転写電源76には、出力電圧を検知する電圧検知センサ76aと、出力電流を検知する電流検知部としての電流検知センサ76bと、が接続されている(
図2参照)。二次転写内ローラ45aの芯金は、接地電位に接続されている。そして、二次転写部45nに記録材Sが供給された際に、二次転写外ローラ45bにトナーの正規の帯電極性とは逆極性の定電圧制御された二次転写電圧が印加される。本実施形態では、例えば1~6.5kVの二次転写電圧が印加され、15~100μA程度の電流が流されて、中間転写ベルト44b上のトナー像が記録材S上に二次転写される。なお、本実施形態では、二次転写内ローラ45aを接地電位に接続して、二次転写外ローラ45bに二次転写電源76から電圧を印加する。これに対し、二次転写内ローラ45aに二次転写電源76から電圧を印加して、二次転写外ローラ45bを接地電位に接続してもよい。この場合、二次転写内ローラ45aには、トナーの正規の帯電極性と同極性の直流電圧を印加する。
【0025】
二次転写外ローラ45bは、本実施形態では、イオン導電系発泡ゴム(NBRゴム)の弾性層と、芯金と、を有する。二次転写外ローラ45bの外径は、例えば20~25mmである。また、二次転写外ローラ45bとしては、電気抵抗値が1×105~1×108Ω(N/N(23℃、50%RH)測定、2kV印加)のローラを好適に使用することができる。
【0026】
トナー像が転写された記録材Sは、定着部46へと搬送される。定着部46は、定着ローラ46aと、加圧ローラ46bと、を有する。定着ローラ46aは、ヒータを内蔵している。未定着のトナー像を担持した記録材Sは、定着ローラ46aと加圧ローラ46bとの間に挟持されて搬送されることによって加熱及び加圧される。これによって、トナー像は記録材S上に定着(溶融、固着)される。なお、定着ローラ46aの温度(定着温度)は、定着温度センサ77(
図2参照)により検知される。
【0027】
記録材Sへの画像形成が片面である場合、トナー像が定着された記録材Sは排出経路を搬送され、センシングユニット3を経て排出口から排出されて装置本体10の外部に設けられた排出トレイ8に積載される。一方、記録材Sへの画像形成が両面の場合、トナー像が定着された記録材Sは反転搬送部7へ搬送される。搬送部としての反転搬送部7は、第一面にトナー像が定着された記録材Sを裏返して、再度、二次転写部45nへと搬送可能である。反転搬送部7を経由して再度、二次転写部45nに供給された記録材Sは、第二面にトナー像が転写され、定着された後に、排出部6を搬送されてセンシングユニット3を経て排出トレイ8に積載される。このように、本実施形態の画像形成装置2は、1枚の記録材Sの両面に画像を形成する自動両面プリントを実行することが可能とされている。
【0028】
一次転写後の感光ドラム51は、前露光装置54によって表面を除電される。また、一次転写工程時に中間転写ベルト44bに転写されずに感光ドラム51上に残留したトナー(一次転写残トナー)は、クリーニングブレード55によって感光ドラム51の表面から除去されて回収容器(図示せず)に回収される。クリーニングブレード55は、感光ドラム51に対して所定の押圧力で当接された板状の部材である。クリーニングブレード55は、その自由端部側の先端が感光ドラム51の回転方向の上流側を向くカウンター方向で感光ドラム51の表面に当接されている。また、二次転写工程時に記録材Sに転写されずに中間転写ベルト44b上に残留したトナー(二次転写残トナー)や紙粉などの付着物は、ベルトクリーニング装置60によって中間転写ベルト44bの表面から除去されて回収される。
【0029】
装置本体10の上部には、自動原稿搬送装置81と、画像読取部80と、が配置されている。自動原稿搬送装置81は、原稿あるいは画像が形成された記録材Sなどのシート(例えば後述する調整チャート)を画像読取部80へと自動的に搬送する。画像読取部80は、自動原稿搬送装置81によって搬送されるシート上の画像を読み取る。画像読取部80は、プラテンガラス82上に配置されたシートを光源(図示せず)によって照明し、画像読取素子(図示せず)によってシート上の画像を予め定められたドット密度で読み取るように構成されている。つまり、画像読取部80は、シート上の画像を光学的に読み取って電気信号に変換する。
【0030】
<制御部>
図1に示すように、本実施形態の画像形成装置2は制御部30を備え、制御部30によって各部の動作が制御される。制御部30について、
図1を参照しながら
図2を用いて説明する。制御部30はコンピュータにより構成され、例えばCPU(Central Processing Unit)31、ROM(Read Only Memory)32、RAM(Random Access Memory)33、入出力回路(I/F)34を有する。CPU31は、画像形成装置2の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。
【0031】
CPU31は、入出力回路(I/F)34を介して、給送部4、画像形成部5、操作部70などに接続され、これら各部と信号をやり取りすると共に、これら各部の動作を制御する。ROM32には、記録材Sに画像を形成するための画像形成制御シーケンス(プログラム)などが記憶されている。制御部30には、帯電バイアス電源73、現像バイアス電源74、一次転写電源75、二次転写電源76が接続されており、これらはそれぞれ制御部30からの信号により制御される。また、制御部30には、温度センサ71、湿度センサ72、一次転写電源75の電圧検知センサ75a及び電流検知センサ75b、二次転写電源76の電圧検知センサ76a及び電流検知センサ76b、定着温度センサ77が接続されている。各センサにおいて検知された信号は、制御部30に入力される。さらに、本実施形態の場合、制御部30には後述するセンシングユニット3が接続され、制御部30はセンシングユニット3から画像の輝度情報(画像の濃度に関する情報)を受信できるようにしている。
【0032】
入力部としての操作部70は、不図示の操作ボタンと、液晶パネルなどからなる表示部70aと、を有する。本実施形態の場合、表示部70aはタッチパネルとして構成されており、入力部としての機能も有している。ユーザーやサービス担当者などの操作者は、操作部70を操作することで、ジョブ(一つの開始指示により単数又は複数の記録材Sに画像を形成して出力する一連の動作)を実行させたり、各種情報を入力したりすることが可能である。制御部30は、操作部70からの信号を受けて、画像形成装置2の各種デバイスを動作させる。画像形成装置2は、パーソナルコンピュータなどの外部機器200からの画像信号(画像データ、制御指令)に基づいてジョブを実行させることも可能とされている。
【0033】
制御部30は、画像形成前準備プロセス部31aと、ATVC制御プロセス部31bと、画像形成プロセス部31cと、調整プロセス部31dと、を有する。また、制御部30は、一次転写電圧記憶部/演算部31eと、二次転写電圧記憶部/演算部31fと、を有する。なお、これらの各プロセス部及び記憶部/演算部は、CPU31やRAM33の一部として設けられていてもよい。例えば、制御部30(より詳細には画像形成プロセス部31c)は、上述のようにジョブを実行することが可能である。また、制御部30(より詳細にはATVC制御プロセス部31b)は、一次転写部及び二次転写部のATVC制御(設定モード)を実行することが可能である。ATVC制御については、後述する。また、制御部30(より詳細には調整プロセス部31d)は、二次転写電圧の設定電圧を調整する調整モードを実行することが可能である。調整モードについては、後述する。
【0034】
ここで、画像形成装置2は、一つの開始指示により開始される、単一又は複数の記録材Sに画像を形成して出力する一連の動作であるジョブ(画像出力動作、印刷ジョブ)を実行する。ジョブは、一般に、画像形成工程、前回転工程、複数の記録材Sに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に記録材Sに形成して出力する画像の静電像の形成、トナー像の形成、トナー像の一次転写、二次転写を行う期間であり、画像形成時(画像形成期間)とはこの期間のことをいう。より詳細には、これら静電像の形成、トナー像の形成、トナー像の一次転写、二次転写の各工程を行う位置で、画像形成時のタイミングは異なる。前回転工程は、開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程は、複数の記録材Sに対する画像形成を連続して行う際(連続画像形成)の記録材Sと記録材Sとの間に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作(準備動作)を行う期間である。非画像形成時(非画像形成期間)とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置2の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程などが含まれる。
【0035】
<センシングユニット>
本実施形態の場合、画像形成装置2は、二次転写調整のために調整チャートの読み取りを行う取得部としてのセンシングユニット3を備えている。センシングユニット3は、装置本体10に外付け機器などとして接続自在に設けられていてもよい。
図1に示すように、センシングユニット3の内部には記録材Sが通過する搬送パスLが設けられており、搬送パスLを挟んで記録材Sの搬送方向にずれた位置に、ラインセンサ91とラインセンサ92が設けられている。ラインセンサ91、92は、調整チャート上に形成された試験トナー像を300dpi程度で読み取ることができるものであればよく、例えばCISなどが用いられる。
【0036】
記録材Sの両面に画像を形成した場合、記録材Sは
図1における上側が第二面、下側が第一面として搬送パスLを搬送される。つまり、センシングユニット3において、ラインセンサ91が第一面、ラインセンサ92が第二面に対向し、センシングユニット3は記録材Sの両面の画像を1回の通過で読み取ることができる。ラインセンサ91、92のそれぞれに対向する位置には紙抑えローラ93、94が配置され、紙抑えローラ93、94は適正に画像を読み取るために、画像を読み取る記録材Sの姿勢を安定させる。センシングユニット3を通過した記録材Sは、排出トレイ8に排出される。センシングユニット3は画像を読み取ると、輝度情報としてRGBそれぞれ「0~255」の輝度値を出力する。そして、センシングユニット3は制御部30に接続されているので(
図2参照)、制御部30はセンシングユニット3のラインセンサ91、92それぞれから読み取った画像の輝度情報を受信できる。
【0037】
<二次転写電圧の制御>
次に、二次転写電圧の制御について説明する。
図3は、本実施形態における二次転写電圧の制御の手順の概略を示すフローチャートである。一般的に、二次転写電圧の制御には定電圧制御や定電流制御があり、本実施形態では定電圧制御を用いている。
【0038】
まず、制御部30(画像形成前準備プロセス部31a)は、操作部70又は外部機器200からのジョブの情報を取得すると、ジョブの動作を開始させる(S101)。このジョブの情報には、操作者が指定する画像情報と、記録材Sの情報と、が含まれる。この記録材Sの情報には、記録材Sのサイズに関する情報と、「薄紙、普通紙、厚紙・・・」といった記録材Sの種類(紙種カテゴリー)に関する情報と、が含まれる。なお、記録材Sの種類とは、普通紙、厚紙、薄紙、光沢紙、コート紙などの一般的特徴に基づく属性、銘柄、品番、坪量、厚さなど、記録材Sを区別可能な任意の情報を包含するものである。制御部30は、このジョブの情報をRAM33に書き込む(S102)。
【0039】
次に、制御部30(画像形成前準備プロセス部31a)は、温度センサ71、湿度センサ72により検知される環境情報を取得する(S103)。また、ROM32には、環境情報と、中間転写ベルト44b上のトナー像を記録材S上へ転写させるための目標電流Itargetと、の相関関係を示す情報が格納されている。制御部30(二次転写電圧記憶部/演算部31f)は、S103で読み取った環境情報に基づいて、上記環境情報と目標電流Itargetとの関係を示す情報から、環境に対応した目標電流Itargetを求める。そして、制御部30は、この目標電流ItargetをRAM33(又は二次転写電圧記憶部/演算部31f)に書き込む(S104)。なお、環境情報に応じて目標電流Itargetを変えるのは、環境によってトナーの電荷量が変化するからである。本実施形態における目標電流Itargetは、あらかじめ画像形成装置2を用いて、環境毎にトナー最大のり量(本実施形態においては二次色全面ベタ)が転写可能な二次転写電流値を検討によって求めたものである。
【0040】
次に、制御部30(ATVC制御プロセス部31b)は、中間転写ベルト44b上のトナー像、及びトナー像が転写される記録材Sが二次転写部45nに到達する前に、ATVC制御(Active Transfer Voltage Control)により二次転写部45nの電気抵抗に関する情報を取得する(S105)。つまり、二次転写外ローラ45bと中間転写ベルト44bとが接触させられた状態で、二次転写電源76から二次転写外ローラ45bに複数水準の所定の電圧を供給する。そして、所定の電圧を供給している際の電流値を電流検知センサ76bによって検知して、
図4に示すような電圧と電流との関係(電圧・電流特性)を取得する。制御部30は、この電圧と電流との関係の情報をRAM33などに書き込む。この電圧と電流との関係は、二次転写部45nの電気抵抗に応じて変化する。本実施形態の構成では、上記電圧と電流との関係は、電流が電圧に対して線形に変化(比例)するものではなく、電流が電圧の2次以上の多項式で表されるように変化するものである。そのため、本実施形態では、上記電圧と電流との関係を多項式で表すことができるように、二次転写部45nの電気抵抗に関する情報を取得する際に供給する所定の電圧又は電流は、3点以上の多段階とした。
【0041】
次に、制御部30(二次転写電圧記憶部/演算部31f)は、二次転写電源76から二次転写外ローラ45bに印加すべき電圧値を求める(S106)。つまり、制御部30は、S104でRAM33に書き込まれた目標電流Itargetと、S105で求めた電圧と電流との関係と、に基づいて、二次転写部45nに記録材Sが無い状態で目標電流Itargetを流すために必要な電圧値(Vb)を求める。この電圧値(Vb)は、二次転写部分担電圧(二次転写部45nの電気抵抗分の転写電圧)に相当する。また、ROM32には、
図5(a)及び
図5(b)に示すような、記録材分担電圧(記録材Sの電気抵抗分の転写電圧)Vpを求めるための情報が格納されている。この情報は、記録材Sの坪量の区分(紙種カテゴリーに対応)ごとに、環境水分量と記録材分担電圧Vpとのテーブルデータとして設定されている。これら記録材分担電圧Vpを求めるためのテーブルデータは、予め実験などによって求められたものである。そして、一度、定着部46を通過した記録材Sは、外部環境の水分量が下がることにより抵抗が上がるため、両面印刷可能な本実施形態の場合、第一面と第二面とで別々のテーブルデータが用意されている。なお、制御部30(画像形成前準備プロセス部31a)は、温度センサ71、湿度センサ72により検知される環境情報(温度・湿度)に基づいて外部環境(装置本体内を含んでよい)の水分量を求めることができる。
【0042】
制御部30(画像形成前準備プロセス部31a)は、S101で取得したジョブの情報と、S103で取得した環境情報と、に基づいて、上記テーブルデータから記録材分担電圧Vpを求める。また、後述する二次転写電圧の設定電圧を調整する調整モードによって調整値が設定されている場合は、その調整値に応じた調整量ΔVを求める。後述するように、この調整量ΔVは、調整モードによって設定されている場合に、RAM33(又は二次転写電圧記憶部/演算部31f)に記憶されている。制御部30は、二次転写部Nを記録材Sが通過している際に二次転写電源76から二次転写外ローラ45bに印加する二次転写電圧Vtrとして、上記VbとVpとΔVとを足し合わせたVb+Vp+ΔVを求める。そして、制御部30は、このVtr(=Vb+Vp+ΔV)をRAM33(又は二次転写電圧記憶部/演算部31f)に書き込む。
【0043】
ここで、記録材分担電圧Vpは、記録材Sの抵抗と関連のある情報(坪量など)以外にも、記録材Sの表面性によっても変化することがある。そのため、上記テーブルデータは、記録材Sの表面性に関連のある情報によっても記録材分担電圧Vpが変わるように設定されていてよい。また、本実施形態では、記録材Sの抵抗と関連のある情報(更には記録材Sの表面性に関連のある情報)は、S101で取得されるジョブの情報の中に含まれている。しかし、画像形成装置2に記録材Sの厚さや記録材Sの表面性を検知する測定手段を設け、この測定手段によって得られた情報に基づいて記録材分担電圧Vpを求めるようにしてもよい。
【0044】
次に、制御部30(画像形成プロセス部31c)は、画像形成を実行させ、記録材Sを二次転写部45nに送り、上述のように決定した二次転写電圧Vtrを印加して二次転写を行わせる(S107)。その後、制御部30(画像形成プロセス部31c)は、ジョブの全ての画像を記録材Sに転写して出力し終えるまで、S107を繰り返す(S108)。
【0045】
なお、一次転写部48に関しても、ジョブが開始されてから一次転写部48にトナー像が搬送されてくるまでの間に上記同様のATVC制御が行われるが、説明を省略する。
【0046】
<調整モードの概要>
次に、二次転写電圧の設定電圧を調整する簡易調整モード(ここでは、単に「調整モード」という)について説明する。画像形成に用いられる記録材Sの種類や状態によっては、記録材Sの水分量や電気抵抗値が標準的な記録材Sと大きく異なっている場合がある。この場合、上述のように予め設定されているデフォルトの記録材分担電圧Vpを用いた二次転写電圧の設定電圧では、最適な転写を行えないことがある。
【0047】
まず、二次転写電圧が不足していると、中間転写ベルト44b上のトナーを記録材Sに十分転写することができず、濃度低下となる。例えば、記録材Sの抵抗値が紙種カテゴリー毎に想定した値(記録材分担電圧Vpに対応)より高い場合、記録材Sが保管条件によって水分量が低下し(乾燥)、抵抗上昇している場合、などが考えられる。このようなケースに対しては、記録材分担電圧Vpを高くするなどして二次転写電圧の設定電圧を高くすることが望まれる。
【0048】
他方、二次転写電圧が必要以上に高いと、異常放電が起きて画像不良を発生させたり、二次転写部45nにおける放電を受けてトナーの持つ電荷が反転し、転写性が低下したりしまうことがある。例えば、記録材Sの抵抗値が紙種カテゴリー毎に想定した値(記録材分担電圧Vpに対応)より低い場合、記録材Sが保管条件によって吸湿して水分量が高くなり抵抗上昇している場合、などが考えられる。このようなケースに対しては、記録材分担電圧Vpを低くするなどして二次転写電圧の設定電圧を高くすることが望まれる。
【0049】
そのため、ユーザーやサービス担当者などの操作者が、実際に画像形成に用いる記録材Sに応じて記録材分担電圧Vpを調整(変更)するなどして、ジョブ実行時(画像形成時)の二次転写電圧の設定電圧を最適な値に調整(変更)することが望まれる。言い換えれば、実際に画像形成に用いる記録材Sに応じた最適な「記録材分担電圧Vp+ΔV(調整量)」を選ぶことができればよい。この調整は、次のような方法によって行うことも考えられる。例えば、操作者が、出力したい画像を、1枚の記録材Sごとに二次転写電圧を切り替えながら出力し、出力された画像に生じる画像不良の有無を確認して、最適な二次転写電圧の設定電圧(より詳細には記録材分担電圧Vp+ΔV)を決定する方法である。しかし、この方法では、画像の出力と二次転写電圧の設定電圧の調整とを繰り返すために、無駄になる記録材Sが増えたり、時間がかかってしまったりする場合がある。
【0050】
本実施形態の場合、画像形成装置2は、画像形成時に設定する二次転写電圧を調整する調整モードを実行可能である。この調整モードでは、実際に画像形成に用いる記録材Sに、代表的な色の複数のパッチ(試験トナー像)を、二次転写電圧を切り替えながら電圧毎(試験電圧毎)に形成した調整チャート(テストチャート)を出力する。そして、出力された調整チャート上(記録材上)のパッチをセンシングユニット3で読み取った結果(画像の濃度に関する情報)を取得して、これに基づき画像形成時に設定する二次転写電圧の設定電圧(詳しくは記録材分担電圧Vp+調整量ΔV)を調整する。本実施形態の場合、調整チャート上のベタパッチ(ベタ画像のパッチ)の輝度情報(濃度情報)に基づいて、ベタ画像の濃度を最適化する二次転写電圧を設定するための調整量ΔVに関する情報を提示し得る。これにより、操作者が目視で画像不良の有無を確認する必要性を低減して操作者の操作負担を軽減しつつ、より適切な二次転写電圧の設定電圧に調整可能となる。
【0051】
<調整チャート>
次に、本実施形態における調整モードで用いる調整チャートについて説明する。本実施形態では、調整モードにおいて、出力した調整チャートをセンシングユニット3のラインセンサ91、92で読み取ってパッチの輝度情報を取得し、二次転写電圧の設定電圧の推奨される調整量を提示する。なお、本明細書では、二次転写部45nにおいて記録材Sが搬送される方向を「プロセス進行方向」、プロセス進行方向と略直交する方向を「長手方向」という。まず、
図6(a)及び
図6(b)に、記録材Sのプロセス進行方向の長さが420mm(A3サイズの長辺)以上かつ長手方向の長さが279.4mm(LTRサイズの長辺)以上である場合の調整チャート100を示す。
【0052】
調整チャート100は、Largeチャートとも言う。Largeチャート100は、本実施形態の画像形成装置2の最大通紙サイズに対応しており、画像サイズは、ほぼ短辺(長手方向)13インチ(≒330mm)×長辺(プロセス進行方向)19.2インチ(≒487mm)である。記録材Sのサイズに応じて、このLargeチャート100から切り取られた画像データに対応する調整チャートが出力される。このとき、本実施形態では、プロセス進行方向の先端中央基準で記録材Sのサイズに合わせて、Largeチャート100から画像データが切り取られる。例えば、A3サイズ(縦送り)(短辺297mm×長辺420mm)の記録材Sに出力される場合は、Largeチャート100の画像データから短辺292×長辺415mmのサイズの画像データが切り取られる。そして、この切り取られた画像データに対応する画像が、A3サイズの記録材Sに、読み取り方向先端、長手中央基準で、端部にそれぞれ2.5mmの余白をあけるようにして出力される。
【0053】
Largeチャート100は、長手方向にブルーベタパッチ101と、ブラックベタパッチ102が並んでおり、さらにプロセス進行方向に全部で11組のパッチが並んでいる。また、
図6(a)に示す100(1)は第一面、
図6(b)に示す100(2)は第二面に対応している。第二面は二次転写部45nの通過後、向きを変えずにセンシングユニット3を通過するが、第一面は反転搬送部7を一度通過するため、二次転写部45nを通過した時と、センシングユニット3を通過するときの向きが異なる。特に、センシングユニット3を通過するときの先端のパッチはトリガーパッチ101T、102Tであり、ラインセンサ91、92で読み取った時に、パッチ列の位置を正確に検知するために使用する。ブルーベタパッチ101、ブラックベタパッチ102の内、トリガーパッチ101T、102Tを除いた残り各10個のパッチが調整用のパッチであり、それぞれ異なる二次転写電圧Vtrが印加されて形成される。各パッチの大きさは、プロセス進行方向15mm×長手方向40mm程度であり、プロセス進行方向においてブルーベタパッチ同志、ブラックベタパッチ同志は15mm間隔をあけている。また、本実施形態では、第一面と第二面とで、ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102が重ならないように配置されている。これは、ラインセンサ91、92で読み取った時、裏うつりによる検知輝度への影響を回避するためである。裏うつりによる検知輝度への影響は特に、坪量が小さい薄紙(例えば、坪量40g/m
2以下)の場合に生じやすい。
【0054】
次に、記録材Sのプロセス進行方向の長さが210mm(A4サイズの短辺)以上420mm(A3サイズの長辺)未満、かつ、長手方向の長さが279.4mm(LTRサイズの長辺)以上である調整チャート103を、
図7(a)乃至
図7(d)に示す。
【0055】
調整チャート103は、Smallチャートとも言う。Smallチャート103は、最大通紙サイズの半分の大きさに対応しており、画像サイズは、ほぼ長辺(長手方向)13インチ(≒330mm)×短辺9.6インチ(≒243mm)(プロセス進行方向)である。記録材SのサイズがA4やLTRなどの場合は、記録材Sのサイズに応じて、このSmallチャート103から切り取られた画像データに対応するチャートが出力される。このとき、プロセス進行方向の先端中央基準で記録材Sのサイズに合わせて、Smallチャート103から画像データが切り取られる。例えば、A4サイズ(横送り)(短辺210mm×長辺297mm)の記録材Sに出力される場合は、Smallチャート103の画像データから短辺205×長辺292mmのサイズの画像データが切り取られる。そして、この切り取られた画像データに対応する画像が、A4サイズの記録材Sに、読み取り方向先端、長手中央基準で、端部にそれぞれ2.5mmの余白をあけるようにして出力される。
【0056】
Smallチャート103は、長手方向にブルーベタパッチ101と、ブラックベタパッチ102が並んでおり、2枚にまたがってプロセス進行方向に全部で12組のパッチが形成される。Smallチャート103の場合には、調整に用いる記録材Sを2枚にすることで、Largeチャート100と同様のパッチ数を確保し、同等の調整を行うことができるようにしている。
図7(a)に示す103(1-1)は第一面の1枚目、
図7(b)に示す103(1-2)は第一面の2枚目、
図7(c)に示す103(2-1)は第二面の1枚目、
図7(d)に示す103(2-2)は第二面の2枚目に対応している。
【0057】
第二面は二次転写部45n通過後、向きを変えずにセンシングユニット3の内部を通過するが、第一面は反転搬送部7を一度通過するため、二次転写部45nを通過した時と、センシングユニット3内部を通過するときの向きが異なる。特に、センシングユニット3を通過するときの先端のパッチはトリガーパッチ101T、102Tであり、ラインセンサ91、92で読み取った時に、パッチ列の位置を正確に検知するために使用する。ブルーベタパッチ101、ブラックベタパッチ102のうち、トリガーパッチ101T、102Tを除いた残り各10個のパッチが調整用のパッチであり、それぞれ異なる二次転写電圧Vtrが印加される。各パッチの大きさは、プロセス進行方向15mm×長手方向40mm程度であり、プロセス進行方向においてブルーベタパッチ同志、ブラックベタパッチ同志は15mm間隔をあけている。また、第一面の103(1-1)、103(1-2)と第二面の103(2-1)、103(2-2)では、ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102が表裏で重ならないように配置している。これは、上述したLargeチャート100と同様に、ラインセンサ91、92で読み取った時、裏うつりによる検知輝度への影響を回避するためである。
【0058】
パッチの大きさは、ラインセンサ91、92での読み取りを考慮すると、ある程度面積が大きい方が望ましい。しかしながら、パッチを大きくしすぎると、調整チャート内で振れる二次転写電圧Vtrの数が少なくなってしまう。本実施形態では、Largeチャート100において、10段階振れる程度のパッチサイズとしている。また、プロセス進行方向におけるパッチ間隔は、二次転写電圧の切り替えを行えるように設定すればよい。
【0059】
なお、記録材Sのプロセス進行方向の先端及び後端の近傍(例えば端縁から内側に10~30mm程度の範囲)には、パッチが形成されないようにすることが好ましい。これは、記録材Sの先端又は後端にだけ発生する画像不良があり、そうした画像不良が二次転写電圧に起因する画像不良なのか否かが判断しにくくなるからである。なお、ベタ画像は、最大濃度レベルの画像である。また、ハーフトーン画像とは、ベタ画像のトナー載り量を100%としたとき、10%から80%のトナー載り量の画像である。
【0060】
なお、本実施形態では、調整チャートとして使用可能な記録材Sのサイズをプロセス進行方向210mm(A4サイズの短辺)以上、長手方向の長さが279.4mm(LTRサイズの長辺)以上としているが、これに限らない。このサイズより大きければ定型サイズだけでなく、例えば操作者が操作部70や外部機器200から入力して指定することで、任意のサイズの記録材Sを用いることができる。
【0061】
なお、調整チャートのデザインは、上記に限定されるものではない。パッチは、ブルーベタとブラックベタでなくてもよく、他の単色、二次色あるいはそれ以上の混色、中間調でもよい。また、パッチの形状や個数も、画像形成装置、対応紙サイズ、読取方式に応じて変えてよい。トリガーパッチの形状も上記例に限定されるものではなく、画像の読取方式によっては必ずしも必要でない。
【0062】
<調整モード>
次に、第一実施形態の調整モードの動作について説明する。
図8は、本実施形態における調整モードを示すフローチャートである。
図9は、操作部70(詳しくは表示部70a)に表示された紙種カテゴリー選択画面700を示す。制御部30は、操作者が画像形成装置2の操作部70を介して調整モードを実行させる指示を行った場合に、調整モードを実行する。なお、操作部70の役割は、例えばパーソナルコンピュータなどの外部機器200が担ってもよい。また、以下の説明では、次に示す記号を使用する。
N:調整値(=-20~+20)
N0:現在(調整モード実行前)の調整値
NA:選択された調整値
n:パッチ番号(調整値の小さいものからn=1~10)
N0:現在の調整値に対応するパッチ番号(調整値N0に対応する)
nA:選択されたパッチ番号(調整値NAに対応する)
【0063】
まず、制御部30は操作者による指示に従って、画像形成したい記録材S及び調整条件を決定する(S1)。
図9に示す紙種カテゴリー選択画面700では、画像形成装置2で設定可能な記録材Sの紙種カテゴリーが表示されている。本実施形態の場合、操作者が紙種カテゴリー選択画面700の調整ボタン701を押すことで、調整モードに進むことができる。
【0064】
なお、紙種カテゴリー選択画面700においては、二次転写電圧のみならず、定着条件その他の画像形成条件の変更画面にアクセスできるようにしてもよい。また、紙種カテゴリーのデフォルト設定を残したままにするために、複製ボタン702で紙種カテゴリーをRAM33に複製した上で、調整モードを実行できるようにしてもよい。複製された紙種カテゴリー703は別名でRAM33に保存されたうえで、設定が変更された条件以外はデフォルトの設定で画像形成されるものとする。以下、「普通紙1_コピー(64~75g/m2)」が選択された場合を例に、調整モードを説明する。
【0065】
記録材Sの紙種カテゴリーが選択されたら、
図10に示す給送部選択画面704に移動する。
図10に示す給送部選択画面704では、操作者によりあらかじめ操作部70などから設定されている給送部4に収容済みの記録材Sの紙種カテゴリー、各給送部4に設けられたサイズ検知センサ(不図示)により検知された記録材Sのサイズが表示される。
【0066】
図10に示した例では、複数の給送部(
図10においては給送部[1]、給送部[2]、給送部[3])に同じ「普通紙1_コピー(64~75g/m
2)」が格納されている。そのうち、調整モードに対応可能な紙サイズの場合(
図10においては給送部[1]、給送部[2])に、操作者が選択ボタン705を押すことができるように表示している。調整モードに対応していない紙種カテゴリーや紙サイズの場合には、選択ボタン705をグレイアウト表示すると共に、操作者が押しても反応しないようにしている。なお、調整モードを実行するための記録材Sがどの給送部4にも格納されていない場合に、いったん給送部選択画面704を抜けるために、「戻る」ボタン(不図示)などが表示されているとよい。
【0067】
調整モードを実行する紙種カテゴリー、給送部4の選択後、
図11に示す二次転写電圧調整画面706が操作部70(表示部70a)に表示される。二次転写電圧調整画面706には、現在の調整値が表示される調整値表示部707、調整モードの実行対象を片面か両面か選択する片面両面選択部708、調整チャートを画像形成開始する調整実行ボタン709などが表示される。調整値表示部707に値が入力されることにより、該当する紙種カテゴリーに対して、ROM32に記憶されている記録材分担電圧Vpをオフセットした状態で二次転写することが可能となる。本実施形態の場合、調整値表示部707では「-20~+20」までの整数値が調整値Nとして入力可能であり、デフォルト値は「0」としている。調整値Nが「0」の場合、ROM32に記録されている紙種カテゴリーに対応した記録材分担電圧Vpが二次転写電圧Vtrを求める際にそのまま使用される(Vtr=Vb+Vp(+ΔV=0))。調整値表示部707の値(調整値)は、例えばΔN=1をΔV=150Vと対応させ、「N=-5」の場合、調整量ΔVを「-5×150=-750V」として、二次転写電圧Vtrを求める際に用いられる(Vtr=Vb+Vp+ΔV(=-750))。操作者は調整モードを実行する場合、片面両面選択部708を選択した上で、調整実行ボタン709を押す。
【0068】
調整実行ボタン709が押されたら、制御部30は濃度補正制御を実行する(S2)。濃度補正制御は、二次転写電圧を調整する前に、ある適切なトナー量が中間転写ベルト44b上に載っている状態にするためのものである。制御部30は、帯電バイアス電源73、現像バイアス電源74、露光装置42などの出力を変えながらトナーパッチを作成し、中間転写ベルト44b上に一次転写を行う。そして、制御部30は(不図示の)パッチ検センサにて中間転写ベルト44b上に形成されたトナーパッチのトナー量を計測した結果に基づいて、調整チャート出力時の作像条件を決定する。なお、こうした濃度補正制御は、調整モードを実行するたびに実施しなくてよい。例えば、前回の濃度補正制御を実行した時からの、画像形成枚数、環境変化、経過時間などに基づいて、制御部30は濃度補正制御を新たに実行するかどうかを判定できるようにしてよい。
【0069】
制御部30は、次にATVC制御を実行する(S3)。ATVC制御は、上述したとおりである。制御部30は、ATVC制御に続いて調整チャートの出力を行う(S4)。
【0070】
図12(a)及び
図12(b)に、Largeチャート100を出力する際の二次転写電源76の出力イメージを示す。
図12(a)が両面調整時の第一面、
図12(b)が両面調整時の第二面を示している。第一面の場合は、ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102が10個連続した後に、トリガーパッチ101T及び102Tが二次転写される。ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102は、低い調整値Nから順に大きくするように並んでいる。また、パッチ番号は、最も小さい調整値Nに相当する番号をn=1、最も大きい調整値Nに相当する番号をn=10、として順に呼ぶこととする。
【0071】
バイアス切り替えタイミングは、ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102を通過した後である。二次転写電源76の出力が切り替わるには若干のタイムラグがあるが、上記タイミングで切り替えることによって、各パッチ間の余白部でやり過ごしている。第二面の場合には、ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102と、トリガーパッチ101T及び102Tの配置が第一面とは前後及びブラする。また、記録材分担電圧Vpも第二面用にROM32に記憶されているテーブルが用いられる。高圧切り替えその他の動作は、第一面の場合と同様に行われる。
【0072】
調整チャート作成時における電圧のふり幅ΔV801は、二次転写部分担電圧Vbによって切り替えられる。例えば、二次転写部分担電圧Vbが2000V以上で大きいときは、調整値ΔN=3に相当する450Vとしている。二次転写部分担電圧Vbが1500V以上2000V未満では、調整値ΔN=2に相当する300Vとしている。二次転写部分担電圧Vbが1500V未満では、調整値ΔN=1に相当する150Vとしている。これは、二次転写性の電流感度を確認するためには、二次転写部分担電圧Vbが大きいほど大きくバイアス振りを行う方が効率的だからである。本実施形態では、ATVC制御の結果に応じて、調整値ΔNが自動で選択されるようにしている。しかし、操作者が直接選べるようにしてもよい。その場合、調整値ΔNを「自動で選択」にするか、操作者による「直接指定」にするかを、操作者が選べるようにするとよい。
【0073】
ここで、
図13乃至
図18に、調整値のふり幅ΔN、第一面第二面ごとに、現在の調整値N0と、各パッチ番号nで印加される調整値Nの一覧表を示した。
図13、
図15、
図17では、現在の調整値N0が「0」の場合、パッチ番号n=5が現在の調整値N0=0に対応し、n=1~4はΔN間隔で低い調整値側に対応し、n=6~10はΔN間隔で高い調整値側に対応している。現在の調整値N0が0以外の場合には、ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102に対応する調整値は一律オフセットされる。ただし、現在の調整値N0をn=5に固定してしまうと、現在の調整値N0が「+側」あるいは「-側」に大きい場合には、n=1~10すべてのパッチが「±20」の調整範囲内に収まらないケースが出てくる。そのような場合には、現在の調整値N0に対応するパッチをn=5からずらすことで、ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102すべてを「±20」の調整範囲内に収まるようしている(
図14、
図16、
図18参照)。こうすることにより、調整モード時に調整チャート上に形成した全てのパッチが有効に活用されるようにしている。
【0074】
第一面の記録材後端側、第二面の記録材先端側には、トリガーパッチ101T及び102Tが形成されている(
図6(a)乃至
図7(d)参照)。トリガーパッチ101T及び102Tは、センシングユニット3における読み取り時、パッチの位置検知に用いるため、最低限転写される必要がある。ただし、トリガーパッチ101T及び102Tが極端に高い二次転写電圧や低い二次転写電圧で形成されると、トリガーパッチ101T及び102Tを読み取りができないリスクがある。このため、本実施形態では、パッチ番号「n=5」の調整値(
図12(b)に点線で示す800V)を採用して、トリガーパッチ101T及び102Tが形成されている。なお、トリガーパッチ101T及び102Tを形成する際に印加する二次転写電圧については、本実施形態の方法に限らない。例えば、高めに設定して最低限弱抜けを回避する、定電流化して最低限転写させる、などの方法が考えられる。
【0075】
図19(a)及び
図19(b)に、Smallチャート103を出力する際の二次転写電源76の出力イメージを示す。
図19(a)が両面調整時の第一面、
図19(b)が両面調整時の第二面を示している。第一面の1枚目(1-1)、第一面の2枚目(1-2)、第二面の1枚目(2-1)、第二面の2枚目(2-2)に分割され、それぞれにトリガーパッチ101T、102Tが配置されている。Smallチャート103を出力する場合も、二次転写電源76が印加する電圧の大きさやタイミングは、基本的にLargeチャートと同様である。
【0076】
なお、操作者により片面両面選択部708(
図11参照)において片面が選択された場合には、Largeチャートならば100(2)、Smallチャートならば103(2-1)、103(2-2)というように、両面第二面向けの調整チャートを用いる。また、調チャート上のパッチの読み取りはセンシングユニット3のラインセンサ92を用いる。これにより、両面調整時と読み取り画像の向きを変えることなく、なおかつ反転搬送部7を通らないので、ダウンタイムを最小にして、片面の調整モードを実行することができる。
【0077】
図8に戻って、制御部30は調整チャートの出力後、高圧が飽和していないかをチェックする(S5)。「高圧が飽和している」とは、二次転写電圧Vtrが二次転写電源76の出力電圧の上限または下限に張り付いている状態を指す。即ち、二次転写電源76には出力電圧の上限が存在しており、高圧電源のスペックにもよるが、本実施形態の場合には「6.5kV」である。
【0078】
例えば、二次転写外ローラ45bが長期間の使用された場合や、画像形成装置2が低温低湿環境で使用されている場合、二次転写部45nの抵抗が高くなることに伴って二次転写部分担電圧Vbが高くなるので、二次転写電圧Vtrが大きくなる。あるいは、本実施形態のように調整モード実行可能な場合に、現在の調整値N0が「+20」など極端に大きいと、現在の調整値「N0=+20」付近で調整を行うため、必然的に二次転写電圧Vtrが大きくなる。このような場合、二次転写電源76の出力上限にかかって調整チャート出力時にバイアスが振れない。そこで、本実施形態では、すべてのブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102が出力上限にかかっている場合、「高圧が飽和している」として(S5のNo)、調整チャート内で最も低い調整値(調整チャート内で最小のN)に決定する(S6)。最も小さい調整値とするのは、再度調整をした際に、二次転写電源76の出力上限から離れた調整値を選択できる可能性を上げるためである。なお、操作部70(表示部70a)に「最適な調整が行えない」あるいは「二次転写外ローラの寿命を確認してください」などのメッセージを表示させてもよい。
【0079】
また、画像形成装置2の仕様環境が高温高湿である場合などには、元の記録材分担電圧Vpのデフォルト値が小さいため、調整値マイナス側にオフセットさせた結果、二次転写電圧Vtrが負になる可能性がある。また、現在の調整値N0が「-20」など極端に小さかった場合には、現在の調整値「N0=-20」付近で調整を行うため、必然的に二次転写電圧Vtrが小さくなる。理屈上、マイナスの二次転写電圧Vtrが最適となるケースは考えにくいため、本実施形態では二次転写電圧Vtrを「0V」以上に制限している。すべてのブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102が「0V」で形成されている場合、制御部30は「高圧が飽和している」として(S5のNo)、調整チャート内で最も大きい調整値(NA=調整チャート内で最大のN)に決定する(S6)。この場合に最も大きい調整値とするのは、再度調整をした際に、二次転写電圧Vtrが「0V」以上となる調整値を選択できる可能性を上げるためである。なお、この場合においても、操作部70に「最適な調整が行えなかった」などのメッセージを表示させてもよい。また、ここでは、二次転写電圧Vtrが「0」以上という制限をしているが、別の制限を行ってもよい。例えば、二次転写電圧として安定して印加できる下限の数値が存在するなら、「0V」以外であってもよい。また、記録材Sの記録材分担電圧Vpがマイナスになることを制限して、二次転写電圧Vtrの下限を二次転写部分担電圧Vbとしてもよい。上記したS6の処理後、制御部30はS24の処理へ進む、
【0080】
ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102の一部又は全部が「高圧の飽和」状態でない場合(S5のYes)、制御部30は次の処理(S7)へ進む。この際に、「高圧の飽和」状態であるブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102に対応する調整値Nは、S7以降の処理では調整値の候補に入れない。これは、二次転写部分担電圧Vbが変動した際に、調整モードで決めた調整値Nとは異なる記録材分担電圧Vpで二次転写電圧が調整されてしまうことを防ぐためである。
【0081】
次に、制御部30は電流が正しく振れているかをチェックする(S7)。このチェックのために、制御部30は調整チャートの出力時に、電流検知センサ76bからブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102を形成する際に二次転写部45nに流れる電流を取得してRAM33に記憶している。本実施形態において、電流が正しく振れているかをチェックする方法は以下のとおりである。「I(n):n番目のパッチの電流」、「α:係数」、「n=1~9」として、「I(n+1)≧I(n)×α」が成立する場合は、「電流が正しく振れている」ものとする。係数「α」は概ね1付近の数値であり、「I(n+1)≧I(n)×α」は、n番目の調整値の二次転写電流I(n)より、二次転写電圧Vtrの大きいn+1番目の調整値の二次転写電流I(n+1)が、係数α倍以上大きいかどうかを比較していく。
【0082】
上記の「I(n+1)≧I(n)×α」が成立しない場合には、調整チャートでブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102の二次転写電流が正しく振れていない可能性が高い。このようなケースとしては、記録材Sの面内抵抗が不均一な場合や、記録材Sの抵抗が極端に低く、記録材Sを伝って二次転写部45n付近の接する部材(不図示の搬送ローラや、ガイドなど)に電流が流れてしまう場合、などが考えられる。いずれにしても、そのような場合は(S7のNo)、調整自体が困難であると判断して、制御部30は現在の調整値N0を変更せずにそのままとして(S8)、S24の処理へ進む。
【0083】
なお、本実施形態においては上記の係数αを「1」としているが、係数αは必ずしも「1」である必要がない。例えば、係数αを「1」より大きくすることで、確実に電流が振れているときのみ、後述するS9以降の処理を実行するフローにしてもよい。また、第一面と第二面とで係数αを別々の値にしてもよく、特に記録材Sの保管状態の影響によっては水分量ムラの大きい場合には、第一面では係数αが「1」を下回っていてもよい。なお、上記の「I(n+1)≧I(n)×α」が成立しない場合、制御部30は操作部70(表示部70a)に「最適な調整が行えなかった」、「記録材Sは調整できない可能性が有る」などのメッセージを表示させてもよい。
【0084】
制御部30は、電流が狙い通り振れている場合(S7のYes)、センシングユニット3により調整チャートを読み取り、パッチの輝度平均値と輝度分散値を算出する(S9)。即ち、センシングユニット3のラインセンサ91、92は、調整チャートの第一面と第二面にそれぞれ形成されたパッチを例えば「300dpi」の解像度で読み取る。さらに、調整チャートのトリガーパッチ101T及び102Tの位置を基に、ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102の位置を算出する。
【0085】
図20に、ラインセンサ91、92が読み取った画像110から、トリガーパッチ101T及び102Tの位置を特定する一例を示す。まず、プロセス進行方向において、調整チャートのエッジ111と、トリガーパッチ101T及び102Tとの間の余白部分に位置するライン112を、大まかな位置関係から設定し、ライン112輝度平均値を読み出す。この時、輝度平均値があらかじめ決めた閾値より小さければトリガーパッチ101T及び102Tのエッジと判定する。エッジ判定がされなければ、プロセス進行方向の下流に向かって1ラインごとに繰り返し、エッジライン113を見つける。次に、長手方向に調整チャートのエッジ111と、トリガーパッチ101T及び102Tとの間の余白部分に位置するライン114を、大まかな位置関係から設定し、ライン114の輝度平均値を読み出す。この時、輝度平均値があらかじめ決めた閾値より小さければ、トリガーパッチ101T及び102Tのエッジと判定する。エッジ判定がされなければ、長手方向の右に向かって1ラインごとに繰り返し、エッジライン115を見つける。なお、上記のエッジ検知方法は一例であり、エッジ検知方法は上記の方法によらず、調整チャートのデザインによっては異なる方法が可能である。
【0086】
ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102の位置を特定できたら、数1に従って輝度平均値を、数2に従って輝度分散値を算出し、制御部30のRAM33に格納する。本実施形態では、輝度分散値を算出するために、パッチの読み取り領域をP(1)からP(M)までのM個の領域に分割し、S9で読み込んだ調整チャートの対応する分割領域の輝度データをB(1)~B(M)としてRAM33に格納する。分割されたP(1)~P(M)の大きさは画像読取部80にて読み取り可能な解像度の最小単位でもよく、例えば300dpi~1200dpi程度でよい。
【数1】
【数2】
【0087】
「B(m)」はパッチにおいて「m番目」(m=1~M)に読みだした分割領域の輝度データ、「M」は読み出す分割領域の総数である。「Bave(n)」はパッチの輝度平均値であり、「D(n)」がパッチの輝度分散値である。数2に示す輝度分散値は、記録材Sに凹凸があった場合の転写性を反映している。輝度分散値D(n)(分散)が大きいほど、中間転写ベルト44bから記録材Sへのトナー像の転写性が領域によって大きく異なること、言い換えれば濃度ばらつきが大きいことを表す。
【0088】
数1に示す輝度平均値(輝度平均値)は、濃度を反映するパラメータである。輝度平均値が低いほど、記録材Sに転写されたパッチの濃度が濃いことを表す。また、数2に示す輝度分散値(分散)は、記録材Sに凹凸があった場合の転写性を反映する。輝度分散値D(n)(分散)が大きいほど、中間転写ベルト44bから記録材Sへのトナー像の転写性が領域によって大きく異なること、言い換えれば「濃度ばらつき」が大きいことを表す。これら輝度平均値、輝度分散値の算出はブルーベタパッチ101、ブラックベタパッチ102ともに行う。本実施形態においては、このふたつの数値を用いて、以降の処理を行う。読み出す輝度としては、ブルーベタパッチにたいしてはB輝度、ブラックベタパッチに対してはG輝度を使用している。なお、RGB輝度のどれを使うかは、この通りでなくてもよく、また3つの輝度の平均値や、RGBに分解されないグレースケールの輝度でもよい。
【0089】
また、輝度分散値の算出においては、読みだした画素毎の輝度を一時的に記憶する必要があるが、これは制御部30への高負荷及び調整モードの長時間化につながる場合がある。そのような場合には、「0~255」までの輝度をいくつかの区分に分けて画素毎の頻度をカウントして、デジタルなヒストグラムとしてから分散を算出してもよい。輝度の区分をいくつに分けるか、どんな間隔にするかは、ラインセンサ91、92の特性や、制御部30の処理能力によって変えてよい。また、紙種カテゴリーによっても輝度ヒストグラムは異なるので、紙種に応じて変えてもよい。
【0090】
制御部30は輝度平均値、輝度分散値を算出することができたら、次に現在の調整値が適切に転写できていないかをチェックする(S10)。現在の調整値が適切に転写できていると判定される例を、
図21(a)及び
図21(b)に示す。
図21(a)はブルーベタパッチ101の輝度平均値、
図21(b)はブラックベタパッチ102の輝度平均値である。現在の調整値N0は、「n=5」(パッチ番号)とする。本実施形態では、ブルーベタパッチ101において、現在の調整値である「n=5」の輝度平均値に対して、あらかじめ設定した閾値δ1(802)より輝度平均値が低い調整値が無い場合に「適切に転写できている」と判定する。ブラックベタパッチ102においても同様に、現在の調整値である「n=5」の輝度平均値に対して、あらかじめ設定した閾値δ2(803)より輝度平均値が低い調整値が無い場合に「適切に転写できている」と判定する。
【0091】
現在の調整値により転写が適切に行われている場合(S10のNo)、制御部30は現在の調整値の二次転写電流I(N0)が高いか否かを判定する(S11)。これは、転写性が適切でも、二次転写電流値が大きすぎる場合には、二次転写外ローラ45bの抵抗上昇など悪影響が及ぶ可能性や、調整チャートでチェックできない濃度の低いハーフトーンなどで転写電流過多となる可能性が有るためである。本実施形態では、目標電流Itargetを用いて「I(N0)≦Itarget×β(係数)」を満たす場合、転写電流が高いと判定する。なお、係数βは「1.2」程度に設定した。
【0092】
二次転写電流Iが高い場合(S11のYes)、制御部30は現在の調整値N0以下に候補限定して(S12)、S14の処理に進み、調整モードを続行する。他方、二次転写電流Iが高くない場合(S11のNo)、制御部30は、ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102ともに、現在の調整値で適切に転写できているとして、現在の調整値N0を変更せずに(S13)、S24の処理へ進む。
【0093】
次に、制御部30は、ブルーベタパッチ101及びブラックベタパッチ102の輝度平均値、輝度分散値から転写性のよいパッチを形成可能な調整値NAを選ぶための処理を行う(S14~S17)。ただし、上記した「高圧の飽和」状態が判定された調整値は、調整値の候補から除外する(S5参照)。また、現在の調整値N0で転写性は適切であるが二次転写電流が高いと判定されている場合には、現在の調整値N0以下に調整値の候補を限定する(S12参照)。
【0094】
図22(a)にブルーベタパッチ101の輝度平均値、
図22(b)にブラックベタパッチ102の輝度平均値を示す。また、
図22(c)にグルーピングしたブルーベタパッチ101の輝度平均値、
図22(d)にブルーベタパッチ101の輝度分散値を示す。
【0095】
まず、制御部30はブラックベタパッチ102の中で最も低い輝度平均値を探し、そこからあらかじめ設定した閾値γ1(804)の範囲に入る調整値に絞り込みを行う(S14)。
図22(b)では、最低輝度は「n=4、5、6」の場合であり、絞り込まれるパッチ番号は「n=1、2、3、4、5、6、7」となる。これによって、ブラックベタがある程度転写できている調整値に絞り込む。なお、閾値γ1(804)は、ブラックベタ転写性を重視するならば小さく、ブルーベタ転写性を重視するならば大きくすればよい。
【0096】
次に、制御部30は絞り込んだ調整値に基づき、例えば前後含めた3つのブルーベタパッチにおける輝度平均値(グループ輝度と呼ぶ)を算出し、グループ輝度が最も小さいときの調整値を選出する(S15)。n番目のパッチに対するグループ輝度Bgr(n)は、「Bgr(n)=(Bave(n-1)+Bave(n)+Bave(n+1))/3」と表現される。
図22(a)がブルーベタパッチ101の輝度平均値であり、これに基づき3つのブルーベタパッチにおける輝度平均値(グループ輝度)を算出したものが
図22(c)である。
図22(c)の場合は、調整値が「n=7」のときのグループ「n=6、7、8」の輝度平均値が最も小さい。
【0097】
ただし、上記した調整チャートでは、ある濃度のパッチに対してしか調整ができないため、選出したグループの変更を行ってもよい。例えば、
図22(c)に示すように、閾値γ2(805)を設定し、小さい調整値側に閾値γ2(805)内のグループ輝度があれば、調整値を変えてグループを変更してもよい。この変更により、なるべく二次色転写の立ち上がり際に近い調整値を選択することができる。効果としては、例えば単色やハーフトーンが中心の画像を形成する場合に二次転写電圧Vtrが高すぎる、というケースを回避することができる。ここでは、閾値γ2(805)内の小さい調整値側の調整値(n=6)に変え、「n=6、7、8」のグループから「n=5、6、7」のグループに変更したものとする。制御部30はグループを選択したら、グループ内で最も低い輝度分散値のブルーベタパッチ(調整値)を選出する(S16)。
図22(d)の場合では、調整値が「n=6」であるブルーベタパッチの輝度分散値が最も小さい。
【0098】
また、制御部30は選出した調整値の補正を行ってもよい。例えば単色やハーフトーンが中心の画像を形成する場合には、上記したグループ選択の場合と同様に、
図22(d)に示すように閾値γ3(806)を設定して、その中でなるべく小さい調整値に変更してもよい。他方、二次色を確実に転写させることを重視するならば、反対に調整値を大きくする補正を行ってもよい。後者の一例としては、
図22(a)に示すように、選出されたパッチ(n=6)の輝度平均値に対して閾値γ4(807)を設定し、閾値γ4(807)内にあるうちでひとつ前のパッチ(n=5)の輝度平均値との差分に応じて補正できるようにする。輝度平均値の差分が閾値γ4(807)より大きい場合には、ぎりぎり二次色転写が立ち上がっている状態である。このようなケースでは、トナー帯電量変動や、記録材Sの水分量変動などによっては、二次色が転写電界不足となるリスクがある。本実施形態では、二次色を確実に転写させるために、調整値を大きくする補正を行うようにしている。例えば、選出されたパッチ「n=6」の輝度平均値と、ひとつ前のパッチ(n=5)の輝度平均値の差分が、閾値γ4(807)と比較して大きい場合、ひとつ大きいパッチ(n=7)に変更する。
【0099】
制御部30は、上記したような調整値選択フロー(S14~S16)を行って、転写性の好ましいパッチの調整値NAを選出できる(S17)。
【0100】
なお、上記の調整値選択フローは一例であり、その他の例も考えられる。グループ輝度Bgr(n)は3つのパッチを用いて求めたが、それ以上でも以下でもよい。また、グループ輝度Bgr(n)は、安定して転写性のよい調整範囲を選択するためには有効であるが、これを用いずに、直接、ブルーベタパッチ、ブラックベタパッチの輝度平均値と輝度分散値から調整値を選出できるようにしてもよい。即ち、閾値γ1(
図22(b)参照)の設定や記録材Sの転写性によっては、グループ輝度を選択できない場合があり、その場合にグループ輝度を使用せずに調整値を選出してよい。なお、輝度分散値はパッチ内の濃度ムラを検知するのに有効であるが、必ずしも用いる必要はない。また、ブラックベタパッチの転写性は、閾値γ1による絞り込み以外の方法で調整できるようにしてもよい。
【0101】
図8に戻って、次に、制御部30は二次転写電圧を調整する面(調整面)が第二面か否かを判定する(S18)。即ち、従来では調整モードの終了後、実際に記録材Sの両面に画像形成を行うジョブが開始された場合に、第一面に画像形成された画像のトナー量が多い(全面ベタ画像など)と、第二面への画像転写時に二次転写電界不足になる虞があった。これに対し、発明者らは実験により、上記調整モードにより選出された調整値NAでパッチを転写したときに二次転写部Nに流れる二次転写電流I(nA)によって、二次転写電界不足となるリスクを予見できることがわかった。具体的には、二次転写時に二次転写部Nに流す目標とする目標電流Itargetを用いる。目標電流Itargetは、二次色全面ベタが二次転写可能となるベタ白電流を基に決められている。これを用いて、調整値NAでパッチを転写したときの二次転写電流I(nA)が目標電流Itargetより十分に大きければ二次転写電界不足のリスク無し、小さければ二次転写電界不足のリスク有り、と判定することができる。
【0102】
そこで、本実施形態の場合、制御部30は調整値NAでパッチを転写したときの二次転写電流I(nA)に基づいて、上記した二次転写電界不足のリスクが少ないケースか否かを判定する(S19)。本実施形態では、「I(nA)≧ε1(係数)×Itarget」が成立する場合(S19のYes)、制御部30は二次転写電界不足のリスクが少ないケースと判定して、調整値NAを変更しない(S20)。なお、本実施形態では、画像形成装置2とセンシングユニット3を用いて検討した結果、係数ε1は「1.2」とした。
【0103】
次に、制御部30は調整値NAでパッチを転写したときの二次転写電流I(nA)に基づいて、上記した二次転写電界不足のリスクが少しあるケースを判定する(S21)。本実施形態では、「I(nA)≧ε2(係数)×Itarget」が成立する場合(S21のYes)、制御部30は二次転写電界不足のリスクが少しあるケースと判定して、調整値NAを「+1」オフセットする(S22)。こうすると、第二面への画像転写時に二次転写電界不足になるリスクを軽減できる。なお、本実施形態においては、画像形成装置2とセンシングユニット3を用いて検討した結果、係数ε2は「0.9」とした。
【0104】
上記以外の「I(nA)<ε2×Itarget」が成立する場合(S19、S21が共にNo)、制御部30は上記した二次転写電界不足のリスクが高いと判定して、調整値NAを「+2」オフセットする(S23)。言い換えれば、調整値NAでパッチを転写したときの電圧(第一試験電圧)より高い第二試験電圧となる調整値「NA+2」に変更する。こうして、第二面への画像転写時に二次転写電界不足になるリスクを軽減する。
【0105】
このようにして、本実施形態では、調整チャートの第二面に形成した複数のパッチのうち、パッチを転写したときの二次転写電流Iが目標電流Itargetに係数掛けした基準電流よりも大きく、且つ、濃度が比較して大きいパッチを形成したときの試験電圧を、記録材Sの第二面への画像形成時に設定する二次転写電圧とする。
【0106】
なお、上述した調整モードでは二次転写電界不足になるリスクを軽減するために、調整値NAを「+1」、「+2」オフセットさせる例を示したがこれに限らず、パッチ番号nを何個分ずらす、というオフセットとしてもよい。その場合には、調整チャート出力時の電圧値のふり幅ΔNの大きさに応じて、オフセット幅を調整する必要がある。例えば、オフセットしたい調整値に対して該当するパッチ番号がない場合は、端数切捨てとする。例えば「調整値+1」オフセットするにあたって、「ΔN=1ならばnA+1(調整値+1に相当)」(パッチある場合)、「ΔN=2、3ならばnAそのまま」(パッチない場合)とする。「調整値+2オフセット」するにあたって、「ΔN=1ならばnA+2(調整値+2に相当)」(パッチある場合)、「ΔN=2ならばnA+1(調整値+1に相当)」また「ΔN=3ならばnAそのまま」(パッチない場合)とする。
【0107】
そして、オフセットしたい調整値に対するパッチ番号の選び方としては、例えば、最も近い調整値を四捨五入で選択してもよい。こうしたパッチ番号n基準のオフセットは、特にパッチ番号nと調整値Nとの対応を操作者が認識できる場合において、パッチに存在しない調整値が選択される違和感を拭うためには好ましい。そのようなケースとしては、調整チャートの調整値ふり幅ΔNをユーザーが指定できる場合、調整チャートに調整値Nが印字される場合などが考えられる。
【0108】
図8に戻って、制御部30は、ここまでに選択された調整値NAや現在の調整値N0などを、操作部70(表示部70a)において
図11に示した二次転写電圧調整画面706の調整値表示部707に表示させる(S24)。操作者は、二次転写電圧調整画面706に表示された調整値でよいか否かを判断し、表示された調整値(NA、N0)を変更しない場合は、確定部710(OKボタン710a又は適用ボタン710b)を選択する。一方、操作者は、表示された調整値NAから変更したい場合は、調整値表示部707に(不図示の)テンキーなどで入力し、確定部710(OKボタン710a又は適用ボタン710b)を選択する。制御部30(調整プロセス部31d)は、調整値が変更された場合は、操作者により入力された調整値をRAM33(又は二次転写電圧記憶部/演算部31f)に記憶させる。制御部30(調整プロセス部31d)は、調整値が変更されずに確定部94が選択された場合は、決定した調整値をRAM33(又は二次転写電圧記憶部/演算部31f)にそのまま記憶させる。以上で調整モードが終了する。
【0109】
以上のように、本実施形態では、複数のパッチ(試験トナー像)が適切な状態(高圧が飽和していない状態且つ二次転写電流が正しく振れている状態)で形成されたテストチャートを用い、実際の画像形成時に設定する二次転写電圧を調整する。そして、テストチャートの第二面に形成した複数のパッチの濃度と、各パッチを形成したときに二次転写部Nに流れる電流とに基づいて、記録材Sの第二面に画像を転写させるための二次転写電圧の調整を行う。これにより、実際の画像形成時に記録材Sの第一面に調整チャートと比較して高Dutyの画像が転写された場合でも、記録材Sの第二面への画像の転写性を向上させることができるので、記録材Sの第二面に転写された画像に「画像濃度低下」が生じ難い。
【0110】
<第二実施形態>
次に、第二実施形態の画像形成装置2Aについて、
図23を用いて説明する。画像形成装置2Aは、上述した第一実施形態の画像形成装置2と異なり、センシングユニット3を備えていない。そのため、画像形成装置2Aでは、定着部46を通過した記録材Sはそのまま排出トレイ8に排出される。その他の画像形成装置2Aの基本的な構成及び動作は、上述した第一実施形態の画像形成装置2と同じであるので、画像形成装置2Aにおいて画像形成装置2と同一の構成については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【0111】
本実施形態では、センシングユニット3(
図1参照)の代わりに、画像読取部80にて調整チャート上に形成されたパッチ(試験トナー像)を読み取る。即ち、操作者は排出トレイ8に排出された調整チャートを画像読取部80に載置して、画像読取部80にて調整チャートを読み取らせる作業を行う。画像読取部80は上述した第一実施形態と同じものであってよく、調整チャートを読み取るために、例えば300dpi程度の解像度を有していればよい。一般的に、画像読取部80は読み取った画像の輝度情報として、RGBそれぞれ「0~255」の輝度値を出力する。
【0112】
本実施形態で用いる調整チャートを、
図24(a)乃至
図25(d)に示す。
図24(a)及び
図24(b)はLargeチャート104であり、
図24(a)の104(1)が第一面、
図24(b)の104(2)が第二面に対応している。
図25(a)乃至
図25(d)は、Smallチャート108である。
図25(a)の108(1-1)は第一面の1枚目、
図25(b)の108(1-2)は第一面の2枚目、
図25(c)の108(2-1)は第二面の1枚目、
図25(d)の108(2-2)は第二面の2枚目に対応している。ブルーベタパッチ105、ブラックベタパッチ106、トリガーパッチ105T及び106Tの配置などはほぼ、上述した第一実施形態で用いる調整チャートと同じである。異なる点としては、位置合わせパッチ107が記録材Sの端部に形成されている。
【0113】
位置合わせパッチ107は、操作者に対して画像読取部80に調整チャートを置く向きを指定できるようにすることで、画像読取部80に画像読み取り及びパッチの位置検知を正しく行わせるために形成されている。
図26に、画像読取部80のプラテンガラス82上に、調整チャート(
図26においては、Largeチャート104を裏返している)を置いた場合のイメージを示す。操作者は、調整チャートの位置合わせパッチ107と、画像読取部80の縁に記した位置合わせマーク83とを合わせることにより、画像読取部80のnに調整チャートを正しく置くことができる。調整チャートの出力後に、
図26に対応する説明図を操作部70(表示部70a)に表示させて、操作者に調整チャートの置き方を指示できるようにしてもよい。
【0114】
画像読取部80に調整チャートを読み取らせる場合、操作者は調整チャートの第一面か第二面か、あるいは1枚目か2枚目かのページ識別が簡単にできれば好ましい。そこで、本実施形態では、
図24(a)乃至
図25(d)に示すように、調整チャートにページ識別番号109を記載している。なお、ページ識別は操作者がページ識別番号109を目視で確認できるようにすることに限らない。例えばバーコードなど専用のページ識別用のパッチを形成し、画像読取部80で読み取り後、制御部30にて解析して調整チャートの何ページ目(何枚目)であるかを自動的に判別できるようにしてもよい。
【0115】
次に、第二実施形態の調整モードについて、
図27及び
図28を用いて説明する。
図27に示す第二実施形態の調整モードにおいて、上述した第一実施形態の調整モード(
図8参照)と同じ処理については同じステップ番号を付し、説明を簡略又は省略する。
【0116】
図27に示すように、制御部30はS1~S7の各処理を実行する。そして、制御部30は、調整チャートの読み取りを画像読取部80にて実行する(S8)。即ち、制御部30は、第一面及び第二面(Smallチャートならばさらに1枚目と2枚目)にパッチを形成した調整チャートを排出トレイ8に排出する(S4参照)。その後、制御部30は、操作部70(表示部70a)に、
図28に示す調整チャートの読み取り指示画面712を表示する。この読み取り指示画面712は、調整チャートの何面目の何枚目を読み込むかを表すメッセージ713を表示し、操作者はメッセージ713に従って調整チャートを画像読取部80に置いた状態で、読取開始ボタン714を押す。制御部30はメッセージ713の表示内容を変えることで、出力した調整チャートのすべての画像を読み取らせるように、操作者に対してどの調整チャートを画像読取部80に置くか報知する。制御部30は、画像読取部80に置かれた状態の調整チャートの読取面すべての画像を読み取ると、エッジ検知、パッチ位置検知、輝度平均値や輝度分散値の算出などを行う。
【0117】
そして、制御部30は、現在の調整値での画像の転写性を確認し(S10、S11)、その後、第二面であるか否かを判定する(S201)。第二実施形態では上述した第一実施形態と異なり、第二面に対する二次転写電流による調整値の変更(補正)を、輝度平均値や輝度分散値で調整値NAを選択するための処理(S14~S16)を行う前に実行する。
【0118】
第二面である場合(S201のYes)、制御部30は最低調整値の設定を行う(S202)。最低調整値とは、二次色両面ベタ画像を画像形成しても、第二面が弱抜けない調整値Nであり、調整チャートにパッチを形成した際に検知した二次転写電流に基づき設定する。具体的には、「I(n)≧ε3(係数)×Itarget」を満たすうちの一番小さいパッチ番号nに対応する調整値を最低調整値とする。本実施形態の場合、係数ε3は「1.2」としたが、これに限らず、例えばユーザーが使用すると想定される画像Dutyで決めるようにしてもよい。あるいは、トナー電荷量の影響を加味して環境(温度、湿度)に応じて変える、二次転写ラチチュードの異なる紙種カテゴリーに応じて変える、などしてもよい。
【0119】
以降の処理は、第一実施形態と同様であるが、制御部30は最低調整値以上の範囲で調整を行う。こうした第二実施形態の場合、第一実施形態における第二面に対する補正は(S18~S23)、上記したS201及びS202の処理によって同様の効果が得られたものとして省略される。なお、仮に上記の「I(n)≧ε3(係数)×Itarget」を満たす調整値がない場合は、パッチに対応する調整値Nの中で最も大きいものを調整値NAとして選択してよい。
【0120】
このように、画像形成装置2Aに設けられた画像読取部80を用いた操作者による調整チャートの読み取りとした場合であっても、記録材Sの第二面に画像を転写させる際に「画像濃度低下」を抑制する二次転写電圧に調整することができる。
【0121】
なお、上述した実施形態では、各色の感光ドラム51から中間転写ベルト44bにトナー像を一次転写した後に、中間転写ベルト44bから記録材Sにトナー像を二次転写する中間転写方式の画像形成装置2を例に説明したが、これに限らない。上述した実施形態は、トナー像を担持して回転する各色の感光ドラム51から記録材Sにトナー像を直接転写する直接転写方式の画像形成装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【0122】
2…画像形成装置、3…取得部(センシングユニット)、7…搬送部(反転搬送部)、30…制御部、44b…像担持体(中間転写ベルト)、45b…転写部材(二次転写外ローラ)、46…定着部、51y~51k…感光ドラム、70a…表示部、76…電源(二次転写電源)、76b…電流検知部(電流検知センサ)、80…取得部(画像読取部)、N…転写部(二次転写部)