画像形成装置及び画像形成方法
【課題】記録紙の品質や形態によって表面の平滑性が低い記録紙であっても、中間転写部材に形成した画像を確実かつ安定して記録紙に転写できるようにすることで、画質劣化のない高品位の画像形成を行う。
【解決手段】画像形成部112は、像担持体上に形成したトナー画像を記録紙上に転写する転写部113と、トナー画像が転写された記録紙を加熱圧着してトナー画像を記録紙に定着する定着部114とを有している。制御部110は、所定条件下において、転写部113でトナー画像の転写を行わずに記録紙を定着部114で加熱圧着させ、記録紙を平滑化させる。このとき制御部110は、記録紙のトナー画像の転写を行わずに定着部114を通過させる回数と、記録紙が定着部114を通過するときの加圧力とを可変設定可能とする。
【解決手段】画像形成部112は、像担持体上に形成したトナー画像を記録紙上に転写する転写部113と、トナー画像が転写された記録紙を加熱圧着してトナー画像を記録紙に定着する定着部114とを有している。制御部110は、所定条件下において、転写部113でトナー画像の転写を行わずに記録紙を定着部114で加熱圧着させ、記録紙を平滑化させる。このとき制御部110は、記録紙のトナー画像の転写を行わずに定着部114を通過させる回数と、記録紙が定着部114を通過するときの加圧力とを可変設定可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法、より詳細には、像担持体に形成したトナー像を記録紙に転写させて加熱して定着することにより画像形成を行う画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
カラー複写機やカラープリンター等、多色画像形成を可能とした静電複写方式の画像形成装置では、感光体ドラム等の潜像担持体上に各色のトナー像を形成し、これらのトナー像を中間転写ベルトに順次転写して多色画像を形成した後、その多色画像を記録紙に転写し、定着して画像形成を行っている。
【0003】
画像形成を行う記録紙の品質や形態には様々なものがある。一般にプリンターや複写機に使用される記録紙は複写機等の製造メーカが供給するものが用いられるが、例えば新興国等では、その国で用いられている安価な記録紙が使用される。このような記録紙は、その用紙サイズや紙質等が製造メーカにより推奨される標準的な記録紙と異なり、記録紙の目が粗く、表面の凹凸が大きいものがある。
【0004】
また、紙の表面に意図的にエンボス加工を行い、梨地・布目・絹目などの微小な凸凹をつけたエンボス紙が知られている。あるいは、2つ折りや3つ折りにして使用する形態の記録紙もある。例えば、結婚式、イベントの招待状等に用いられる厚紙は、製紙段階で2つ折りされた状態で出荷され、このような2つ折りの用紙に印刷を行う必要が生じる。このように一旦折られた状態の記録紙の場合にも、その表面に部分的に凹凸が生じている。
【0005】
上記のような様々な品質や形態の記録紙に対して印刷を行う場合、上記のような電子写真方式による画像形成処理を行うことで低価格で大量の印刷処理が可能となる。しかしながら、例えば表面粗さの粗い、あるいはエンボスによる凹凸が大きい記録紙の場合、表面の凹凸により記録紙の表面全体に中間転写ベルトが十分に接触できず、トナーの転写率が低下して画質劣化が生じる、という課題があった。
また、2つ折りにされている用紙を印刷する場合、記録紙の折り目の近傍では、転写部材と記録紙との面接触が不均一となり、折り目近傍では良好な転写を行うことができずに画質劣化が生じる、という課題があった。
【0006】
このような紙の品質や形態に対応するための印刷技術に関し、例えば、特許文献1には、多種類の画像形成用紙に対してトナーの定着性がよく、鮮明な画像を得ることを目的とした画像形成装置が開示されている。この画像形成装置は、用紙平滑度測定部により用紙の表面平滑度が測定され、平滑度が所定レベルより低い場合には画像形成動作を行うことなく、用紙を熱ローラおよび加圧ローラで挟んで通過させて平滑化し、その後両面複写用経路へガイドして、画像形成を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平4−31162号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記のように、表面粗さの粗い(凹凸が大きい)記録紙に上記の静電複写方式の画像形成を行う場合、平滑な中間転写ベルトに対して、記録紙表面を均一かつ安定して接触させるのは難しく、記録紙の状態によっては画像品質の劣化が著しくなる、という問題が生じていた。
【0009】
このような問題に対して、例えば画像形成を行うトナーの付着量を増加させたり、転写電流を上げて中間転写ベルト上の多色画像の記録紙への転写を促進する、という処置がとられる。しかしながら、トナー付着量を増加させると、記録紙上で文字等の画像が膨れた状態となって画質が劣化し、また、転写電流を上げると過電流転写による再転写が生じて画質が劣化する、という問題が生じる。従って、単に画像形成条件を調整するのみでは、様々な表面状態の記録紙に十分に対応することができない。
【0010】
また、折り目が入った記録紙の場合、折り目が入れられた状態で出荷された記録紙の折り目を開いた状態にして印刷を行う。例えば図15(A)は3つ折りにされた状態の記録紙であるが、印刷を行う場合には、図15(B)のように開いた状態にする必要がある。この場合、利用者が手で伸ばすだけでは折り目の跡を十分に取ることができず、折り目の部分が中間転写ベルトから浮いて転写不良を起こす。
【0011】
例えば、表裏が山谷の形状となる折り目の山側部分を中間転写ベルトに接触させると、折り目の山の部分の近傍が中間転写ベルトから浮いて離間してしまう。また、折り目の谷の部分を印刷する際には、折り目の谷の部分の近傍が中間転写ベルトに接触できなくなる。こうして折り目を開いて画像形成を行ったとしても、その折り目部分や折り目近傍では転写不良による画質劣化が生じる。特にイベント等の招待状などの記録紙は、腰のある厚紙のものが用いられることが多く、折り目の部分を平滑にすることができず、画質劣化が生じやすくなっていた。このため、従来では、折り目の近傍には画像形成を行わないようにデザインされていた。
【0012】
これに対して特許文献1のように、画像形成を行う記録紙の平滑度に応じて画像形成を行わずに定着部を通過させ、定着部にて記録紙を加圧・加熱することにより、ある程度記録紙を平滑化させることができる。
【0013】
しかしながら、記録紙を定着部に通して平滑化する場合、例えば定着部に厚紙を複数回通過させたりすると、厚紙に癖がついてカールし、搬送路内におけるジャム率が上がるという問題が生じる。また、定着部に薄紙を通過させると、定着部の加圧力が大きすぎて薄紙にシワが発生して不具合となる、という問題が生じる。つまり、定着部によって記録紙を平滑化する場合にも、その記録紙の特性に応じた条件で定着を行う必要がある。特許文献1では、このような最適化に関する技術思想は開示されていない。
【0014】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、記録紙の品質や形態によって表面の平滑性が低い記録紙であっても、中間転写部材に形成した画像を確実かつ安定して記録紙に転写できるようにすることで、画質劣化のない高品位の画像形成を行うことができるようにした画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記課題を解決するために、本発明の第1の技術手段は、記録紙を搬送する記録紙搬送部と、該記録紙搬送部により搬送される記録紙に画像形成を行う画像形成部と、前記記録紙搬送部及び前記画像形成部を制御する制御部とを有する画像形成装置であって、前記画像形成部は、像担持体に形成したトナー画像を前記記録紙上に転写する転写部と、該転写部で前記トナー画像が転写された記録紙を加熱圧着して前記トナー画像を記録紙に定着する定着部とを有し、前記制御部は、所定条件下において、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記記録紙を前記定着部で加熱圧着する制御を行い、前記記録紙のトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させる回数と、前記記録紙が前記定着部を通過するときの前記定着部の加圧力とを可変設定可能であることを特徴としたものである。
【0016】
第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記記録紙搬送部が、前記定着部で加熱圧着された記録紙を再度前記転写部に搬送する搬送路を有し、前記制御部は、前記所定条件下において、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記定着部で加熱圧着した記録紙を再度前記転写部に搬送することを特徴としたものである。
【0017】
第3の技術手段は、第2の技術手段において、前記制御部は、前記記録紙が定着部を通過させる回数が、2回以上の複数回に設定された場合、前記記録紙にトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させた後、前記搬送路によって前記転写部に前記記録紙を搬送し、該転写部で前記記録紙にトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させる制御を、設定された回数分実行することを特徴としたものである。
【0018】
第4の技術手段は、第3の技術手段において、前記制御部は、前記所定の条件下において、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記記録紙を前記定着部を通過させる回数が、奇数回に設定されているとき、該奇数回の設定により記録紙の表裏が反転する旨を所定の手段で警告することを特徴としたものである。
【0019】
第5の技術手段は、第1〜4のいずれか1の技術手段において、前記転写部は、複数の像担持体と、該複数の像担持体上に形成した前記トナー画像を転写する中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに転写された前記トナー画像を前記記録紙上に転写するための転写ローラと、前記像担持体と前記中間転写ベルトとを接触または離間させる駆動機構部とを有し、前記駆動機構部は、前記所定の条件下において、前記像担持体と前記中間転写ベルトとを離間させることを特徴としたものである。
【0020】
第6の技術手段は、像担持体に形成したトナー画像を前記記録紙上に転写する転写部と、該転写部で前記トナー画像が転写された記録紙を加熱圧着して前記トナー画像を記録紙に定着する定着部とを有する画像形成装置で実行する画像形成方法であって、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記記録紙を前記定着部で加熱圧着するステップと、前記加熱圧着した記録紙を前記転写部に搬送して、前記トナー画像を前記記録紙上に転写する転写ステップとを有し、前記トナー画像の転写を行わずに加熱圧着するステップは、前記記録紙のトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させる回数と、前記記録紙が前記定着部を通過するときの前記定着部の加圧力とを可変設定可能とすることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、記録紙の品質や形態によって表面の平滑性が低い記録紙であっても、中間転写部材に形成した画像を確実かつ安定して記録紙に転写できるようにすることで、画質劣化のない高品位の画像形成を行うことができるようにした画像形成装置及び画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明による画像形成装置の要部構成を示すブロック図である。
【図2】本発明による画像形成装置を複合機として構成した実施形態を示す図である。
【図3】感光体ドラムに対する中間転写ベルトの駆動機構部の構成及び動作を説明する図である。
【図4】感光体ドラムに対する中間転写ベルトの駆動機構部の構成及び動作を説明する他の図である。
【図5】感光体ドラムに対する中間転写ベルトの駆動機構部の構成及び動作を説明する更に他の図である。
【図6】本発明による画像形成装置の定着ユニットの圧力調整機構を説明するための図である。
【図7】本発明による画像形成装置における画像形成処理例を説明するためのフローチャートである。
【図8】本発明による画像形成装置における画像形成処理例を説明するためのフローチャートで、図7に続く図である。
【図9】画像形成装置の操作パネルの一例を示す図である。
【図10】特別機能の設定画面例を示す図である。
【図11】特別機能の設定画面の他の例を示す図である。
【図12】記録紙平滑化印刷の設定ボタンが反転表示された状態を示す図である。
【図13】記録紙平滑化処理の回数、および圧力の設定画面例を示す図である。
【図14】記録紙平滑化印刷が設定された状態を示す操作画面例を示す図である。
【図15】折り目が入った記録紙の状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
図1は、本発明による画像形成装置の要部構成を示すブロック図である。画像形成装置100は、外部から伝送され、もしくはスキャナ等の画像読み取り手段で読み取った画像データを記録紙に画像形成するもので、感光体ドラム等の潜像担持体上に単色または多色のトナー像を形成し、これらのトナー像を中間転写ベルトに順次転写して画像を形成した後、その画像を記録紙に転写し、定着して画像形成を行う静電複写方式の画像形成装置である。
【0024】
制御部110は、画像形成装置の各機能を制御するもので、内部にCPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータによって実現される。
操作部111は、ユーザによる操作入力を受け付けて制御部110に出力する。また、表示部116は、操作用の画面や各種情報を表示させる。操作部111と表示部116によって、操作画面に対して入力操作が可能なタッチパネルを構成することができる。
画像入力部117は、外部接続された情報処理装置等から入力された画像データ、あるいは画像形成装置で備えることができる図示しないスキャナ部(画像読取手段)や、可搬型の記録媒体から画像データを読み取る録媒体読取部から出力された画像データを入力する。
【0025】
画像形成部112は、制御部110の制御に従って記録紙上に画像データの画像形成(印刷)を行うものであり、転写部113と定着部114とを有している。転写部113では、感光体ドラム等の複数の像担持体上に画像データに基づくトナー像を形成し、形成したトナー像を中間転写ベルト上に転写する。そして搬送されてくる記録紙上に中間転写ベルト上のトナー像を転写する。定着部では、ヒートローラと圧着ローラとによって、トナー像が転写された記録紙を加熱・圧着し、記録紙上にトナー像を定着して画像形成を行う。
【0026】
記録紙搬送部115は、画像形成を行う記録紙の搬送を制御する。記録紙は、図示しない給紙トレイ上に載置され、所定の搬送路から画像形成部112に搬送されて、画像形成がなされる。搬送路としては、給紙トレイから給紙された記録紙が画像形成部112の転写部113、定着部114を順次通過して排紙される搬送路と、定着部114を通過した記録紙を表裏反転させて再度転写部114に送り込む両面印刷用搬送路とが備えられる。両面印刷用搬送路を用いることにより、一旦定着部114で加熱・圧着された記録紙を、表裏反転させた状態で転写部113により画像形成を行わせることができる。記録紙搬送部115は、制御部110の制御に従って、上記の搬送路の切り換えや搬送速度の変更を行う。
【0027】
本発明に係る実施形態では、上記の構成を用いて、エンボス紙あるいは折り目がついた記録紙などの表面粗さの粗い記録紙に対して、転写部113で画像形成を行わずに定着部114に記録紙を搬送し、定着部114で記録紙を加熱・圧着して平滑度を改善する平滑化処理を行う。そしてその後、両面搬送路を利用して記録紙を転写部113に送り込み、目的とする画像データの画像形成を行う。この後定着部114で定着処理が行われて排出されるが、必要に応じて、再度両面搬送路を使用して両面印刷を行うことができる。
【0028】
そしてこの場合、定着部114で記録紙を加熱・圧着した後、両面搬送路を使用して再度記録紙を定着部114に送り、加熱・圧着する処理を複数回繰り返すことで、記録紙の状態に応じた平滑度の改善処理を適宜実行させることができる。定着部114を繰り返し通過させる回数は、ユーザによる設定を可能とする。また、定着部114における加熱・圧着処理においては、ユーザによる加圧力の設定を可能とする。これらの設定機能により、使用する記録紙の特性に応じて最適な定着処理の回数と、そのときの加圧力とが設定可能となり、様々な表面粗さの記録紙に対して、確実かつ安定してトナーを転写できるようにすることで、画質劣化のない高品位の画像形成を行うことができるようになる。
【0029】
また、本発明に係る画像形成装置では、定着部114に記録紙を通過させる回数が奇数回であるとき、転写部113でトナー像を転写する際に記録紙の表裏が反転するため、その旨を警報する警報手段が備えられる。警報手段は、その警報の実施方式に応じて適宜実現される。例えば表示部116に警報表示を行う場合には、制御部110と表示部116とによって警報が行われる。また、音声出力により警報する場合、スピーカなどの図示しない音声出力手段が設けられる。あるいは外部機器に対して通信により警報する場合、図示しない所定の通信手段が設けられる。
【0030】
上記画像形成部112の転写部113、定着部114、記録紙搬送部115等は通常、標準で複合機に備えられた構成であるので、複合機ではファームウエアを変更するだけで上記の処理を実行可能であり、コストアップすることなく容易に本発明に係る実施形態を実施することができる。
【0031】
図2は、本発明による画像形成装置を複合機として構成した実施形態を示す図で、スキャナ機能を備えた複合機として構成された画像形成装置の一例を示すものである。
画像形成装置100は、外部から伝送され、もしくはスキャナ(画像読み取り手段)で読み取った画像データを記録紙に画像形成するもので、装置本体130と、自動原稿処理装置120とにより構成されている。
【0032】
装置本体130は、露光ユニット1、現像器2、感光体ドラム3、クリーナユニット4、帯電器5、中間転写ベルトユニット6、定着ユニット7、給紙カセット81、排紙トレイ91等を有する。
装置本体130の上部には、透明ガラスからなる原稿載置台92が設けられ、その上側には原稿載置台92に原稿を自動搬送する自動原稿処理装置120が取り付けられる。自動原稿処理装置120は矢印M方向に回動自在に構成され、原稿載置台92の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。
【0033】
装置本体130は、筐体内に収容される画像読取手段90を有している。画像読取手段90は、光源及び第1ミラーを保持する光源ユニット93と、第2及び第3ミラーを保持するミラーユニット94と、レンズ及びCCD95とから構成された縮小光学系の画像読取手段である。また、装置本体130には、図示しない操作パネルが設けられ、ユーザによる操作入力が可能となっている。操作パネルは図1の操作部111と表示部116に該当する。また装置本体130には、外部接続された装置から画像データを入力する手段、あるいは可搬型の記録媒体から画像データを読み取る手段(いずれも図示せず)を備えている。
【0034】
画像形成装置100において扱われる画像データは、例えばブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の4色のカラー画像に応じたものである。従って、現像器2、感光体ドラム(像担持体)3、帯電器5、クリーナユニット4は、各色に応じた4種類の潜像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、これらにより4つの画像ステーションが構成されている。
【0035】
帯電器5は、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図2に示すようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器が用いられることもある。
露光ユニット1は、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット(LSU)として構成される。露光ユニット1は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム3に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。また、露光ユニット1としては、この他にも発光素子をアレイ状に並べた例えばELやLED書込みヘッドを用いる手法も採用できる。
【0036】
露光ユニット1は、帯電された感光体ドラム3を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。現像器2は、それぞれの感光体ドラム3上に形成された静電潜像を4色(Y,M,C,K)のトナーにより顕像化するものである。また、クリーナユニット4は、現像・画像転写後における感光体ドラム3上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。
【0037】
感光体ドラム3の上方に配置されている中間転写ベルトユニット6は、中間転写ベルト61、中間転写ベルト駆動ローラ62、中間転写ベルト従動ローラ63、中間転写ローラ64、及び中間転写ベルトクリーニングユニット65を備えている。中間転写ローラ64は、Y,M,C,Kの各色に対応して4本設けられている。
中間転写ベルト駆動ローラ62、中間転写ベルト従動ローラ63、及び中間転写ローラ64は、中間転写ベルト61を張架して回転駆動させる。また、各中間転写ローラ64は、感光体ドラム3のトナー像を中間転写ベルト61上に転写するための転写バイアスを与える。
【0038】
中間転写ベルト61は、各感光体ドラム3に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム3に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト61に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト61上にカラーのトナー像(多色トナー像)を形成する。中間転写ベルト61は、例えば厚さ100μm〜150μm程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【0039】
感光体ドラム3から中間転写ベルト61へのトナー像の転写は、中間転写ベルト61の裏側に接触している中間転写ローラ64によって行われる。中間転写ローラ64には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。中間転写ローラ64は、直径8〜10mmの金属(例えばステンレス)軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材(例えばEPDM,発泡ウレタン等)により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト61に対して均一に高電圧を印加することができる。本構成例では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。
【0040】
上述の様に各感光体ドラム3上で各色相に応じて顕像化された静電像は、中間転写ベルト61で積層される。このように積層された静電像は、中間転写ベルト61の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト61の接触位置に配置される二次転写機構部である転写ローラ10によって記録紙に転写される。二次転写機構部としては、転写ローラに限らず、コロナチャージャや転写ベルトを用いることも可能である。
【0041】
このとき、中間転写ベルト61と転写ローラ10は所定ニップで圧接されるとともに、転写ローラ10にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)。さらに、転写ローラ10は、上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ10若しくは中間転写ベルト駆動ローラ62の何れか一方を硬質材料(金属等)とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料(弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々)としている。
【0042】
また、上記のように、感光体ドラム3に接触することにより中間転写ベルト61に付着したトナー、若しくは転写ローラ10によって記録紙に転写が行われず中間転写ベルト61上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット65によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット65には、中間転写ベルト61に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト61は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ63で支持されている。
【0043】
上記の中間転写ベルトユニット6及び転写ローラ10によって図1の転写部113が構成される。感光体ドラム3と中間転写ベルト61とを接触または離間させる図示しない駆動機構部を有している。この駆動機構部の構成及び動作については後述する。
【0044】
給紙カセット81は、画像形成に使用する記録紙(シート)を蓄積しておくためのトレイであり、装置本体130の露光ユニット1の下側に設けられている。また、手差し給紙カセット82にも画像形成に使用する記録紙を置くことができる。装置本体130の上方に設けられている排紙トレイ91は、印刷済みの記録紙をフェイスダウンで集積するためのトレイである。
【0045】
また、装置本体130には、給紙カセット81及び手差し給紙カセット82の記録紙を転写ローラ10や定着ユニット7を経由させて排紙トレイ91に送るための、略垂直形状の用紙搬送路S1が設けられている。給紙カセット81ないし手差し給紙カセット82から排紙トレイ91までの用紙搬送路S1の近傍には、ピックアップローラ11a,11b、複数の搬送ローラ12a〜12d,レジストローラ13、転写ローラ10、定着ユニット7等が配されている。
【0046】
搬送ローラ12a〜12dは、記録紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路S1に沿って複数設けられている。また、ピックアップローラ11aは、給紙カセット81の端部近傍に備えられ、給紙カセット81から記録紙を1枚ずつピックアップして用紙搬送路S1に供給する。同様に、ピックアップローラ11bは、手差し給紙カセット82の端部近傍に備えられ、手差し給紙カセット82から記録紙を1枚ずつピックアップして用紙搬送路S1に供給する。
【0047】
また、レジストローラ13は、用紙搬送路S1を搬送されている記録紙を一旦保持するものである。そして、感光体ドラム3上のトナー像の先端と記録紙の先端を合わせるタイミングで記録紙を転写ローラ10に搬送する機能を有している。
【0048】
定着ユニット7は、図1の定着部114に相当するものであり、ヒートローラ71及び加圧ローラ72を備えている。ヒートローラ71及び加圧ローラ72は、記録紙を挟んで回転するようになっている。またヒートローラ71は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御手段によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ72とともにトナーを記録紙に熱圧着することにより、記録紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、記録紙に対して熱定着させる機能を有している。
【0049】
定着ユニット7では、上記のようにトナー像の定着処理が行われるとともに、トナー像を転写せずに定着ユニット7に記録紙を通過させることにより、記録紙の平滑化処理が行われる。平滑化処理に際して、定着ユニット7のヒートローラ71と加圧ローラ72による加圧力は可変設定可能となっている。また、定着ユニット7を通過させ、両面搬送路S2を使用して再度定着ユニット7を通過させる回数が可変設定可能になっている。加圧ローラ72によるヒートローラ71への加圧機構については図2では図示を省略し、その具体的構成例は後述する。
【0050】
次に、記録紙の搬送経路をより具体的に説明する。上述のように、画像形成装置100には、予め記録紙を収納する給紙カセット81、及び手差し給紙カセット82が設けられている。これら給紙カセット81,82から記録紙を給紙するために、各々ピックアップローラ11a,11bが配置され、記録紙を1枚ずつ搬送路S1に導くようになっている。
【0051】
各給紙カセット81,82から搬送される記録紙は、用紙搬送路S1の搬送ローラ12aによってレジストローラ13まで搬送され、記録紙の先端と中間転写ベルト61上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ10に搬送され、記録紙上にトナー像が転写される。その後、記録紙は定着ユニット7を通過することによって記録紙上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、その後に配された搬送ローラ12bを経て排紙トレイ91上に排出される。
【0052】
上記の搬送経路は、記録紙に対する片面印字要求のときのものであるが、これに対して両面印字要求のときは、上記のように片面印字が終了し定着ユニット7を通過した記録紙の後端が最終の搬送ローラ12bで把持されたときに、搬送ローラ12bが逆回転することによって記録紙を搬送ローラ12c,12dが配された搬送路S2に導く。そして、搬送路S2は搬送路S1に合流して、記録紙はレジストローラ13から転写ローラ10に搬送される。このとき、搬送路S2からS1に合流する段階で記録紙の表裏が反転されているため、転写ローラ10では記録紙の裏面に印刷が行わる。そして裏面に印刷された記録紙は定着ユニット7で定着され、排紙トレイ91に排出される。
【0053】
上記の両面印字のときに使用する搬送路S2は、エンボス紙や折り目付いた記録紙などの表面が粗い記録紙に印刷を行う際に用いられる。
この場合、給紙カセット81,82から給紙された記録紙は、中間転写ベルトユニット6及び転写ローラ10の転写部で画像形成を行うことなく定着ユニット7に送られ、定着ユニット7で加熱・圧着されて平滑化する処理が行われる。
【0054】
そして平滑化処理された記録紙を両面印刷用の搬送路S2を使用して、再度搬送路S1から転写部に搬送する。ここで転写部では、目的とする画像データのトナー画像を記録紙に転写させる。記録紙はすでに定着ユニット7で平滑化されているため、中間転写ベルト61からの転写を確実に行うことができる。そして記録紙に転写されたトナー画像は、定着ユニット7で定着され、その後排紙される。また、このときに、両面印刷を行う場合には、再度両面印刷用の搬送路S2に記録紙を搬送し、1回目で画像形成した面とは反対側の面に画像形成を行わせることができる。
【0055】
また、上記の平滑化処理は、紙の厚さやエンボスの程度の違い等に応じて適宜複数回行わせることができる。ここでは、ユーザ操作に応じて、平滑化処理の実行回数を設定することができる。この場合、定着ユニット7で記録紙を加熱・圧着して平滑化処理を行った後、両面印刷用の搬送路S2を使用して、トナー画像を転写させることなく再度記録紙を定着ユニット7に送り、加熱・圧着処理を行う。ユーザの設定に応じて、この動作をさらに複数回実行させることができる。また、平滑化処理を行うときに、ユーザ設定に応じて、定着ユニット7における加圧力を設定することができる。
【0056】
そして所定回数の平滑化処理が終了したら、両面印刷用の搬送路S2を再度使用して、中間転写ベルト61に形成されたトナー像を転写して画像形成を行う。このような処理により、ユーザは、エンボス紙や折り目がつけられた紙の表面粗さや紙の厚さに応じて平滑度の改善処理を最適な状態で実行させることができる。
【0057】
上記のように本発明に係る画像形成装置の実施形態では、表面粗さが粗い記録紙や折り目がついた記録紙を用いて画像形成を行う場合、記録紙へのトナー画像の転写・定着を行う前に、定着ユニット7を使用して記録紙を加熱しながら加圧する平滑化処理を行う。これにより、表面が粗い記録紙や折り目が付いた記録紙を平滑化させることができ、中間転写ベルト61に対して確実に記録紙を接触させて高品位の転写画像を得ることができる。
このときに、定着ユニット7による平滑化処理を行う回数、および定着ユニット7における加圧力を可変設定可能とすることにより、記録紙の表面粗さや厚さに応じて最適な条件で平滑化処理を行うことができるようになり、中間転写ベルト61に形成した画像を確実かつ安定して記録紙に転写して画質劣化のない高品位の画像形成が可能となる。また、加熱によって記録紙の水分が抜けて記録紙の抵抗が上がることにより、トナーの転写性を向上させる効果も得られる。
【0058】
上記の動作を行わせるために、本発明に係る実施形態では、(A)カラー画像形成モード、(B)モノクロ画像形成モード、(C)非画像形成モードのいずれかを取り得るように画像形成装置を構成する。記録紙に画像形成を行うことなく、平滑化処理として加熱・加圧する場合には、上記(C)の非画像形成モードとする。非画像形成モードでは、中間転写ベルト61の走行位置を移動させて、中間転写ベルト61と全ての感光体ドラム3とを離間させる。これにより、感光体ドラム3上に存在する残留トナー(所謂かぶりトナー)の記録紙への付着を防止する。
【0059】
また、カラー画像形成モードでは、Y,M,C,K用の全ての感光体ドラム3に対して、中間転写ベルト61が接触するように制御する。そしてモノクロ画像形成モードでは、K用の感光体ドラム3にのみ、中間転写ベルト61が接触するように制御する。このようにカラーまたはモノクロに応じて画像形成に使用する感光体ドラム3のみに中間転写ベルト61を接触させるように制御する。
【0060】
上記の各モードを切り換えるための構成を説明する。以下の構成は、本発明の駆動機構部構成を具体的に示すものである。
図3〜図5は、感光体ドラムに対する中間転写ベルトの駆動機構部の構成及び動作を説明する図である。なお、以下の説明及び各図において、Y,M,C,Kの各色に対応して感光体ドラム3及び中間転写ローラ64を区別する必要がある場合には、各感光体ドラム3及び各中間転写ローラ64の符号の後に各色を示すY,M,C,Kを付して区別することとする。
【0061】
図3は、全ての感光体ドラムを使用して画像形成を行うカラー画像形成モードの状態を示す図である。Y,M,Cの各感光体ドラム3Y,3M,3Cに対向配置された各中間転写ローラ64Y,64M,64Cのそれぞれは、略L字状に形成された転写ローラアーム31の一方の腕杆(以下、「横腕杆」という)31aの先端部に回動可能に支持されている。
転写ローラアーム31は、L字状の屈曲部31bが図示しない装置フレームに回動可能に支持固定されており、転写ローラアーム31の他方の腕杆(以下、「縦腕杆」という)31cの先端部が、第1スライド杆35に回動可能に支持される。第1スライド杆35は、水平方向に往復移動可能に配置されている。
【0062】
第1スライド杆35は、図3の右側端部35aが、図示しない装置フレームにカム軸36によって回転可能に保持されている第1偏心カム37のカム面に当接している。また、一方の端部32aが図示しない装置フレームに係止固定され、他方の端部32bが第1スライド杆35に係止固定された第1スプリング32によって、第1スライド杆35の右側端部35aが第1偏心カム37のカム面に常に圧接するように付勢されている。
【0063】
一方、感光体ドラム3Kに対向配置された中間転写ローラ64Kは、L字状に形成された転写ローラアーム33の一方の腕杆(以下、「横腕杆」という)33aの先端部に回動可能に支持されている。転写ローラアーム33は、L字状の屈曲部33bが図示しない装置フレームに回動可能に支持固定され、転写ローラアーム33の他方の腕杆(以下、「縦腕杆」という)33cの先端部が、水平方向に往復移動可能に配置された第2スライド杆38に回動可能に支持されている。
【0064】
バックアップローラ66は、略L字状に形成されたバックアップローラアーム43の一方の腕杆(以下、「横腕杆」という)43aの先端部に回動可能に支持されている。バックアップローラアーム43は、L字状の屈曲部43bが図示しない装置フレームに回動可能に支持固定されており、このバックアップローラアーム43の他方の腕杆(以下、「縦腕杆」という。)43cの先端部が第2スライド杆38に回動可能に支持されている。
【0065】
第2スライド杆38は、図3の左側端部38aが、図示しない装置フレームにカム軸36によって回転可能に保持されている第2偏心カム39のカム面に当接している。また、第2スライド杆38は、一方の端部34aが図示しない装置フレームに係止固定され、他方の端部34bが第2スライド杆38に係止固定された第2スプリング34によって、第2スライド杆38の左側端部38aが第2偏心カム39のカム面に常に圧接するように付勢されている。
【0066】
また、中間転写ベルト61を介してバックアップローラ66と対向する位置に、光学センサ51が配置されている。バックアップローラ66は光学センサ51の正面に設けられており、中間転写ベルト61を平坦にして正確に基準トナーの反射光(濃度)を検出できる。
【0067】
中間転写ベルト61に所定の張力を与えるためのテンションローラ67は、テンションローラアーム45の先端部45aに回動可能に支持されている。テンションローラアーム45の下端部45bは、図示しない装置フレームに回動可能に支持されている。なお、図示は省略しているが、テンションローラアーム45はコイルスプリング等の付勢手段によって中間転写ベルト61に常に所定の張力を与えるように付勢されている。
さらに、第1スライド杆35には、突起部35dが設けられており、突起部35dの近傍に検知スイッチ48が図示しない装置フレームに取り付け固定されて配置されている。検知スイッチ48により第1スライド杆35がスライドしているか否かが検知される。
【0068】
上記のような配置構成において、Y,M,Cに対応した各転写ローラアーム31Y,31M,31Cの各横腕杆31aと、Kに対応した転写ローラアーム33Kの横腕杆33a及びバックアップローラアーム43の横腕杆43aとは、互いに反対方向を向いた状態で配置されている。
【0069】
第1偏心カム37及び第2偏心カム39の回動制御によって、第1スライド杆35を、図3に示す位置から図4に示すように右方向X1に移動させることができる。このとき、各転写ローラアーム31Y,31M,31Cが各屈曲部31bの回動支点を中心として右方向R1に回転し、各横腕杆31aが上方に移動して、各中間転写ローラ64Y,64M,64Cが中間転写ベルト61から離れる。この結果、中間転写ベルト61が各感光体ドラム3Y,3M,3Cから離間することになる。このとき、検知スイッチ48は、図3に示すOFF状態から図4に示すON状態となる。図4は、K用の感光体ドラム3Kでのみ画像形成を行うモノクロ画像形成モードの状態である。
【0070】
一方、第1偏心カム37及び第2偏心カム39の回動制御によって、第2スライド杆38が、図4に示す位置から図5に示すように左方向X2に移動すると、転写ローラアーム33K及びバックアップローラアーム43が、各屈曲部33b,43bの回動支点を中心として左方向R2に回転する。このとき各横腕杆33a,43aが上方に移動して、中間転写ローラ64K及びバックアップローラ66が中間転写ベルト61から離れる結果、中間転写ベルト61が感光体ドラム3K及び光学センサ51から離間することになる。
この状態では、全ての感光体ドラム3Y,3M,3C,3Kから中間転写ベルトが離間した非画像形成モードとなる。画像形成装置では、表面の粗い記録紙や折り目のついた記録紙に対して平滑化処理を行う際に、この非画像形成モードの状態に移行する。
【0071】
上記の構成で、画像形成装置の図示しない制御部は、中間転写ベルト61の状態を例えばカラー画像形成モードに変更したり、モノクロ画像形成モードに変更したり、非画像形成モードに変更したりする制御を行う。モード変更は、例えば、操作パネルに対するユーザ操作に基づいて設定されたモード条件に基づいて実行することができる。また、画像データがPC(personal computer)等の外部機器や記録媒体から入力される場合、その画像データにモードを指示する情報が含まれていれば、その情報に従ってモード変更を行う。例えば、記録紙平滑化処理を指示する情報が画像データに含まれていれば、画像形成装置の制御部は、非画像形成モードに移行して、記録紙の平滑化処理を行う。
【0072】
また、上記の制御部は、これら上記の各モードを、光学センサ51からの出力と検知スイッチ48からの検知信号とに基づいて判定する。例えば検知スイッチ48がOFF、光学センサ51がON(反射光有り)であれば図3に示す状態のカラー画像形成モードであると判定し、検知スイッチ48がON、光学センサ51がON(反射光有り)であれば図4に示す状態のモノクロ画像形成モードであると判定し、検知スイッチ48がON、光学センサ51がOFF(反射光無し)であれば図5に示す状態の非画像形成モードであると判定する。制御部には、偏心カム駆動源(モータ)が接続されており、中間転写ベルト61がどの状態にあるかを検出して、偏心カム駆動源を制御することにより、第1偏心カム37と第2偏心カム39の回動を制御して各動作モードに設定することができる。
【0073】
次に定着ユニット7の加圧調整機構について説明する。
中間転写ベルトユニット6と転写ローラ10の記録紙の搬送方向下流側には、記録紙上に転写されたトナー像を熱により定着させるための定着ユニット7が設けられる。
図6は、圧力調整部を有する定着ユニット7を側面から視た概略構成図である。定着ユニット7は、定着部材としてのヒートローラ(定着ロータ)71と加圧部材としての加圧ローラ72と、ヒートローラ71と加圧ローラ72との圧力を調整する圧力調整部73とを備えている。
【0074】
ヒートローラ71は、内部にヒータ71aが内蔵され、定着温度を所定の定着温度まで加熱できるようになっている。定着温度は、例えば普通紙を用いる場合には180〜190度に設定され、例えばOHPシートなどの合い紙に対して定着を行う場合には200〜210度に設定することができる。従って、ヒートローラ71に内蔵されたヒータ71aは、定着温度を多段階に切換えて制御することができる。ヒートローラ71の温度は、定着温度センサ71bにより検出され、定着温度センサ71bからの信号に基づいてヒータ71aの温度制御や用紙搬送路の駆動制御が行われる。
【0075】
加圧ローラ72は、ヒートローラ71に対面して設けられ、圧力調整部73によりヒートローラ71への加圧力が調整される。圧力調整部73は、加圧ローラ72を揺動自在に支持する調整レバー75と、その調整レバー75を揺動自在に駆動する駆動部74とを備えている。調整レバー75は、その中央部に加圧ローラ72のローラ軸72aを支持し、調整レバー75の一端側に形成された支点75aを中心に揺動自在とされる。
【0076】
駆動部74は、調整レバー75の他端部の下面に当接して回転する楕円状の偏心カム76と、偏心カム76を回転駆動する駆動モータ77と、駆動モータ77の駆動力を偏心カム76に伝達するギヤ78,79とから構成される。偏心カム76と同軸にはギヤ78が支持され、駆動モータ77の軸に固定されたギヤ79と噛み合っている。偏心カム76は、ヒートローラ71への加圧ローラ72の加圧力を調整する。加圧力の調整はユーザ設定値に従うものとする。
【0077】
定着ユニット7の圧力調整動作では、駆動モータ77を回動させることにより偏心カム76が回動し、これにより偏心カム76に当接している調整レバー75がその端部の支点75aを中心に揺動する。調整レバー75は、加圧ローラ72の軸72aの軸受を兼ねているので、駆動モータ77を制御することにより、加圧ローラ72のヒートローラ71に対する接圧力が可変設定可能となる。
【0078】
例えばユーザは、表面粗さの粗い紙の場合には、加圧力を高く設定して平滑化処理をより効率よく行うことができるようにする。またこのときに、厚紙の場合には、普通紙の圧力よりも高い加圧力を設定することができる。ユーザは、加圧力の設定と、平滑化処理の回数の設定とを併用して、適宜、記録紙の状態に応じた平滑化処理の条件を設定することができる。これにより、定着ユニット7の加圧力を最適化して、記録紙の厚さや表面粗さに応じて適宜設定された加圧力により平滑化処理を行うことができる。
【0079】
図7および図8は、本発明による画像形成装置における画像形成処理例を説明するためのフローチャートである。画像形成装置としては、図2に示すような複合機を適用できる。この場合、画像形成装置において画像形成する画像データは、複合機の画像読み取り手段で読み取った画像データや、PC等の外部機器等から入力した画像データ等を用いることができる。以下の例では、外部のPCで編集した画像データを画像形成装置で画像形成(印刷)させるときの処理例を説明する。
【0080】
まず、外部のPCでは画像編集用のアプリケーションが動作し、ユーザにより印刷(画像形成)用の画像データの編集が行なわれる(ステップS1)。編集が終了すると(ステップS2−Yes)、ユーザは、編集した画像を画像形成装置で印刷させるか否かを判断する(ステップS3)。印刷させない場合には、編集した画像データをPCにて保存し、画像編集用のアプリケーションを閉じて処理が終了する。
【0081】
ステップS3で印刷を行う場合、ユーザはPCを操作して印刷設定(画像形成条件の設定)を行う(ステップS4)。印刷設定では、例えば、記録紙サイズ、片面印刷、両面印刷、余白設定などの一般的な印刷設定が行われる。
【0082】
そして、記録紙が例えば、エンボス紙や招待状などの折り目付き記録紙などの表面が粗い記録紙の場合に、記録紙の平滑化処理を実行させる設定を行う(ステップS5)。そして平滑化処理を実行させるときの加圧力を設定し(ステップS6)、平滑化処理回数を設定する(ステップS7)。ここでいう平滑化処理の加圧力とは、定着ユニット7のヒートローラ71と加圧ローラ72とによる加圧力のことを指し、平滑化処理回数とは、記録紙を定着ユニット7に通過させる回数を指す。
【0083】
次いで、平滑化処理回数が奇数であるかどうかを判別する(ステップS8)。定着ユニット7を複数回通過させる場合、定着ユニット7で記録紙を加熱・圧着して平滑化処理を行った後、両面印刷用の搬送路S2を使用して再度記録紙を定着ユニット7に送る。このときに記録紙の表裏が反転する。定着ユニット7を奇数回通過させると、その後にトナーを転写して画像形成する際には、記録紙は最初の状態から表裏反転した状態となっている。
【0084】
ステップS8で、設定された平滑化処理回数が奇数回であれば、面を指定する記録紙であるか否かを判別する(ステップS9)。面を指定する記録紙とは、例えば、片面印刷済みの記録紙で、印刷面の反対面に新たに画像形成を行う必要がある記録紙や、折り目付の記録紙で、折り目の表側と裏側で画像形成すべき面が指定されるような記録紙を指す。
また、面を指定する記録紙であるか否かの判別は、例えば、平滑化処理の設定時に、面を指定する記録紙であるか否かをユーザに設定させるようにしてもよく、あるいは、平滑化処理回数が奇数回に設定されたときに、面を指定する紙であるか否かをユーザに設定させるように要求してもよい。
【0085】
記録紙が面を指定する紙である場合、ユーザに対して記録紙が表裏反転する旨を警告する(ステップS10)。警告は、例えば表示部116に対してその旨を表示させることで警告を行うようにしてもよく、あるいは音声出力手段を設けて、音声により警告を行うようにしてもよい。また、記録紙が表裏反転する旨の警告は、面を指定する紙であるかにかかわらず、平滑化処理回数が奇数回であるときに実行するものであってもよい。
【0086】
ステップS10で警告を行った場合、またはステップS8で設定された平滑化処理回数が奇数回数ではなかった場合、またはステップS9で面を指定する記録紙ではなかった場合、画像形成装置は、ユーザ操作に従って印刷を実行するかどうかを判断する(ステップS11)。例えば、警告を行った時点で、ユーザは平滑化処理回数を変更するなどの操作を行った上で印刷を実行させることができる。ここでユーザがPCを操作して印刷を実行すると、編集した画像データが印刷データとして画像形成送信される。
【0087】
画像データを受信した画像形成装置は、ユーザによって設定された記録紙の平滑化処理の実行の有無を確認する(ステップS12)。記録紙の平滑化処理を実行する場合、画像形成装置は、非画像形成モードに移行し、全ての感光体ドラム3から中間転写ベルト61を離間させる(ステップS13)。これにより、感光体ドラム表面の残留トナーの記録紙への付着を防止する。そして画像形成装置は、定着ユニットの加圧力をユーザ設定に従って設定する(ステップS14)。
【0088】
次いで画像形成装置は、感光体ドラムの帯電バイアス、中間転写ベルトの帯電バイアス、及び転写ローラへの帯電バイアスを設定する(ステップS15)。
平滑化処理を行う場合には、記録紙にトナー画像を転写させずに転写ローラ10を通過させ、定着ユニット7に送る。このとき、記録紙にトナーが付着しないように、以下のようなバイアス印加が行なわれる。
【0089】
例えば、マイナス極性のトナーを使用している場合、感光体ドラム3は中間転写ベルト61と離間しているため、クリーニングバイアスを印加するか、またはバイアスを印加しない。中間転写ベルト61には、数百ボルト程度(+100〜+200)の弱いプラスバイアスを印加することで、中間転写ベルト61上に残留するマイナス極性のトナーを吸引することができる。これにより、残留トナーが記録紙に付着することを防止できる。
また、転写ローラ10には、数百ボルト程度(−100〜−200)の弱いマイナスバイアスを印加することで、マイナス極性のトナーを反発するので、記録紙にトナーを付着させることなく転写ローラ10と中間転写ベルト61とのニップ部分を通過させることができる。
【0090】
画像形成装置は、ステップS15でバイアス設定及び印加等の印刷に必要な前処理が行われると、定着ユニット7の温度設定等の全ての前処理が完了して印刷が可能となっているか否かの確認を行う(ステップS16)。
印刷が可能となっていれば、設定された平滑化処理回数が全て終了しているかを判別し(ステップS17)、終了していなければ、記録紙の平滑化処理を行う(ステップS22)。ここでは、露光ユニット1による感光体ドラム3への画像データの書き込みを行うことなく、記録紙を給紙して転写ローラ10と中間転写ベルト61とのニップ部分を通過させて定着ユニット7に到達させる。
【0091】
定着ユニット7では、ヒートローラ71と加圧ローラ72によって、記録紙が加熱・加圧され、折り目の跡を消したり、表面粗さを小さくしたりするなどの平滑化処理が行われる。この場合、平滑化処理に際して平滑化圧力の設定に従って、ヒートローラ71と加圧ローラ72による記録紙の加圧力を調整することで、記録紙の平滑化をより効果的に行うことができる。これにより、記録紙に対する加熱・圧着処理の条件を記録紙に応じて適切に調整することができる。
【0092】
記録紙を定着ユニット7に通過させて平滑化処理が行われると、処理回数を1インクリメント(処理回数+1)する(ステップS23)。そしてステップS17に戻り、平滑化処理回数が設定された回数に達していなければ、ステップS22の平滑化処理を繰り返す。また、ステップS17で平滑化処理回数が終了していれば、画像データの印刷処理を行う。ここではまず感光体ドラム3から離間している中間転写ベルト61を再度感光体ドラム3に接触させる(ステップS18)。ここでは、カラー画像形成モードかモノクロ画像形成モードかに応じて、必要な感光体ドラム3に対して中間転写ベルト61を接触させるようにする。
【0093】
そして印刷設定に応じて、記録紙に対する片面印刷もしくは両面印刷を行う(ステップS19)。ここでは、ステップS22の平滑化処理によって定着ユニット7を通過した記録紙の後端部が、定着ユニット7の後の搬送ローラ12bに達した時点で、搬送ローラ12bを逆回転させる。これにより、記録紙の表裏が反転されるスイッチバックにより、搬送ローラ12c,12dが配置された両面搬送路S2に記録紙が搬送される。そしてレジストローラ13から再度転写ローラ10と中間転写ベルト61との間に記録紙を送り込む。画像形成装置100では、平滑化処理の終了後、記録紙が両面搬送路S2を搬送されている間に、中間転写ベルト61を感光体ドラム3に接触させる動作を行う。そして、両面搬送路S2を搬送された記録紙が再度、転写ローラ10と中間転写ベルト61との間を通過する際に、記録紙に対するトナー画像の転写を行う。
【0094】
また上記の処理で、平滑化対象の記録紙が折り目の付いたものである場合、定着ユニット7のヒートローラ71側に記録紙の折り目の山側が当接するように、記録紙を搬送させると、折り目をより有効に平滑化することができる。この場合、折り目付きの記録紙を利用者が開いた状態にし、手差し給紙カセット82に載置する。このとき、記録紙の折り目の山側が下向きとなり、折り目の谷側が上向きになるように記録紙を載置する。これにより、定着ユニット7に搬送された記録紙の山側がヒートローラ71に接触して折り目が効果的に平滑化される。
【0095】
そして記録紙の後端部が搬送ローラ12bに達した時点で搬送ローラ12bを逆回転させ、スイッチバックにより両面搬送路S2に記録紙が搬送された後、転写ローラ10と中間転写ベルト61との間を通過させて印刷を行う。このとき、スイッチバックによって記録紙の表裏が反転しているので、印刷を行う際には、折り目付き記録紙の谷側の面に印刷が行われる。
また、この折り目つき記録紙の載置の方向は、平滑化処理回数の設定に応じて変更する。例えば平滑化処理回数を奇数回に設定した場合には、画像形成時には表裏が判定するので、上記の手差し給紙カセット82に対する折り目付の記録に載置の方向を上記と逆にする。
【0096】
上記ステップS12で記録紙の平滑化処理を行わない場合には、通常の印刷処理であるため、画像形成装置は、印刷する画像データや温度、湿度、各デバイスの劣化状態等に応じて通常印刷時のバイアスを設定する(ステップS21)。そして、ステップS19に移行し、印刷設定に応じて、記録紙に対する片面印刷もしくは両面印刷を行う。
【0097】
こうして記録紙に対する印刷が行われると、次に他の印刷の有無の確認が行われ、印刷が終了していれば(ステップS20−Yes)、処理を終了する。また、印刷が終了していない場合(ステップS20−No)、ステップS12に戻って次の記録紙の平滑化処理の有無を判定し、平滑化処理および印刷処理を続行する。
【0098】
図9は、画像形成装置の操作パネルの一例を示す図である。画像形成装置100には、ユーザ操作を行うための操作部及び表示部を構成する操作パネル200が設けられる。操作パネル200には、スタートキー201、全解除キー202、クリアキー203、テンキー204が設けられ、さらにドキュメントファイリング、ファックス、コピーなどの機能を設定したり、ジョブ状況を確認するためのハードキー群205が設けられ、適宜ユーザ操作が可能となっている。また、操作パネル200には、タッチパネルとして構成された操作表示部206が設けられる。
【0099】
操作表示部206には、画像形成処理を行うための操作画面210を表示させることができる。図9の操作画面210は、コピー機能の設定を行うための操作画面であり、両面コピーや仕上げどの仕上げに関する設定ボタン212,213、ファイリングや自動一時保存などのデータ保存に関する設定ボタン214,215、給紙トレイの状態を表す状態表示部216、原稿の各種設定を行う原稿設定ボタン217等が表示され、さらに画像形成装置の特別機能を設定するための特別機能設定ボタン211が表示される。
【0100】
図9の操作画面210で特別機能設定ボタン211をユーザが操作すると、図10に示す特別機能の設定画面220が表示される。特別機能の設定画面220では、各種の特別機能の項目を設定するためのボタンが設定される。この例では、特別機能の設定画面は、設定項目数が多いため複数の画面に別れて表示される。ここでユーザが下向き矢印221を操作すると、図11に示すような特別機能の次の設定画面230が表示される。
【0101】
図11の設定画面230には、記録紙平滑化印刷の設定ボタン231が設けられている。この設定ボタン231をユーザが操作することで、図12に示すように設定ボタン231が反転表示され、記録紙平滑化印刷設定が選択中であることが明示される。この状態でOKボタン232を押すことにより、図13の平滑化印刷設定画面240に移行する。平滑化印刷設定画面240では、平滑化処理、すなわち定着ユニット7を通過させて記録紙を平滑化させるときの圧力と、定着ユニット7を通過させる回数(平滑化回数)とがユーザにより設定可能となっている。
【0102】
例えば、圧力設定部250として、圧力設定値の増加ボタン251と減少ボタン252が設けられ、ユーザがこれらを適宜操作することで、段階的に加圧力を変化させることができる。そして圧力設定表示部253により、その設定状態が視覚的に視認できるようになっている。圧力設定値と、実際に定着ユニット7に設定する圧力調整値との関係は予め定められていて、画像形成装置100の制御部110は、ユーザにより設定された圧力設定値に基づいて、定着ユニット7における加圧ローラ72のヒートローラ71への加圧力を調整して、平滑化処理を実行させる。
【0103】
また、平滑化印刷設定画面240には、平滑化回数設定部260として、回数設定値の増加ボタン261と減少ボタン262が設けられ、ユーザがこれらを適宜操作することで、平滑化回数を増減させることができる。平滑化回数設定表示部263には、平滑化処理の設定回数が示される。画像形成装置100の制御部110は、設定された平滑化回数に基づいて、記録紙を定着ユニット7に通過させる回数を制御して、平滑化処理を実行される。
【0104】
そして平滑化印刷設定画面240のOKボタン270を操作すると、図14の操作画面210に移行する。操作画面210は、図9に示す操作画面210と同じ画面であるが、図14の状態では、特別機能として記録紙平滑化印刷が設定されていることを示す、記録紙平滑化印刷設定表示部218が表示されている。ユーザはこの表示により、記録紙の平滑化処理が設定されていることを確認することができる。この状態でコピーの実行指示を行うことにより、原稿画像の読み取り及び印刷処理が実行され、このときに、定着ユニット7で記録紙を加熱・加圧した後に、読み取った画像データの印刷が行われる。
【0105】
また、図14の操作画面210で、記録紙平滑化印刷の設定を解除する場合、図12の操作画面230に移行し、記録紙平滑化印刷の設定ボタン231を再度操作することで、当該設定を解除することができる。もしくは、図9の操作パネル200に設けられた全解除キー202を操作することで、記録紙平滑化印刷設定も解除することができる。
【符号の説明】
【0106】
1…露光ユニット、2…現像器、3…感光体ドラム、4…クリーナユニット、5…帯電器、6…中間転写ベルトユニット、7…定着ユニット、10…転写ローラ、11a,11b…ピックアップローラ、12a〜12d…搬送ローラ、13…レジストローラ、31…転写ローラアーム、31a…腕杆、31b…屈曲部、32…スプリング、33…転写ローラアーム、33a…横腕杆、33b…屈曲部、34…スプリング、35…スライド杆、36…カム軸、37…偏心カム、38…スライド杆、39…偏心カム、43…バックアップローラアーム、43a…横腕杆、43b…屈曲部、45…テンションローラアーム、48…検知スイッチ、51…光学センサ、61…中間転写ベルト、62…中間転写ベルト駆動ローラ、63…中間転写ベルト従動ローラ、64…中間転写ローラ、65…中間転写ベルトクリーニングユニット、66…バックアップローラ、67…テンションローラ、71…ヒートローラ、71a…ヒータ、71b…定着温度センサ、72…加圧ローラ、72a…ローラ軸、73…圧力調整部、74…駆動部、75…調整レバー、75a…支点、76…偏心カム、77…駆動モータ、78,79…ギヤ、81,82…給紙カセット、90…画像読取手段、91…排紙トレイ、92…原稿載置台、93…光源ユニット、94…ミラーユニット、95…CCD、100…画像形成装置、110…制御部、111…操作部、112…画像形成部、113…転写部、114…定着部、115…記録紙搬送部、116…表示部、117…画像入力部、120…自動原稿処理装置、130…装置本体、200…操作パネル、201…スタートキー、202…全解除キー、203…クリアキー、204…テンキー、205…ハードキー群、206…操作表示部、210…操作画面、211…特別機能設定ボタン、212,213…設定ボタン、214,215…設定ボタン、216…状態表示部、217…原稿設定ボタン、220…設定画面、221…矢印、231…設定ボタン、232…OKボタン、240…平滑化印刷設定画面、250…圧力設定部、251…増加ボタン、252…減少ボタン、253…圧力設定表示部、260…平滑化回数設定部、261…増加ボタン、262…減少ボタン、263…平滑化回数設定表示部、270…OKボタン。
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法、より詳細には、像担持体に形成したトナー像を記録紙に転写させて加熱して定着することにより画像形成を行う画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
カラー複写機やカラープリンター等、多色画像形成を可能とした静電複写方式の画像形成装置では、感光体ドラム等の潜像担持体上に各色のトナー像を形成し、これらのトナー像を中間転写ベルトに順次転写して多色画像を形成した後、その多色画像を記録紙に転写し、定着して画像形成を行っている。
【0003】
画像形成を行う記録紙の品質や形態には様々なものがある。一般にプリンターや複写機に使用される記録紙は複写機等の製造メーカが供給するものが用いられるが、例えば新興国等では、その国で用いられている安価な記録紙が使用される。このような記録紙は、その用紙サイズや紙質等が製造メーカにより推奨される標準的な記録紙と異なり、記録紙の目が粗く、表面の凹凸が大きいものがある。
【0004】
また、紙の表面に意図的にエンボス加工を行い、梨地・布目・絹目などの微小な凸凹をつけたエンボス紙が知られている。あるいは、2つ折りや3つ折りにして使用する形態の記録紙もある。例えば、結婚式、イベントの招待状等に用いられる厚紙は、製紙段階で2つ折りされた状態で出荷され、このような2つ折りの用紙に印刷を行う必要が生じる。このように一旦折られた状態の記録紙の場合にも、その表面に部分的に凹凸が生じている。
【0005】
上記のような様々な品質や形態の記録紙に対して印刷を行う場合、上記のような電子写真方式による画像形成処理を行うことで低価格で大量の印刷処理が可能となる。しかしながら、例えば表面粗さの粗い、あるいはエンボスによる凹凸が大きい記録紙の場合、表面の凹凸により記録紙の表面全体に中間転写ベルトが十分に接触できず、トナーの転写率が低下して画質劣化が生じる、という課題があった。
また、2つ折りにされている用紙を印刷する場合、記録紙の折り目の近傍では、転写部材と記録紙との面接触が不均一となり、折り目近傍では良好な転写を行うことができずに画質劣化が生じる、という課題があった。
【0006】
このような紙の品質や形態に対応するための印刷技術に関し、例えば、特許文献1には、多種類の画像形成用紙に対してトナーの定着性がよく、鮮明な画像を得ることを目的とした画像形成装置が開示されている。この画像形成装置は、用紙平滑度測定部により用紙の表面平滑度が測定され、平滑度が所定レベルより低い場合には画像形成動作を行うことなく、用紙を熱ローラおよび加圧ローラで挟んで通過させて平滑化し、その後両面複写用経路へガイドして、画像形成を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平4−31162号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記のように、表面粗さの粗い(凹凸が大きい)記録紙に上記の静電複写方式の画像形成を行う場合、平滑な中間転写ベルトに対して、記録紙表面を均一かつ安定して接触させるのは難しく、記録紙の状態によっては画像品質の劣化が著しくなる、という問題が生じていた。
【0009】
このような問題に対して、例えば画像形成を行うトナーの付着量を増加させたり、転写電流を上げて中間転写ベルト上の多色画像の記録紙への転写を促進する、という処置がとられる。しかしながら、トナー付着量を増加させると、記録紙上で文字等の画像が膨れた状態となって画質が劣化し、また、転写電流を上げると過電流転写による再転写が生じて画質が劣化する、という問題が生じる。従って、単に画像形成条件を調整するのみでは、様々な表面状態の記録紙に十分に対応することができない。
【0010】
また、折り目が入った記録紙の場合、折り目が入れられた状態で出荷された記録紙の折り目を開いた状態にして印刷を行う。例えば図15(A)は3つ折りにされた状態の記録紙であるが、印刷を行う場合には、図15(B)のように開いた状態にする必要がある。この場合、利用者が手で伸ばすだけでは折り目の跡を十分に取ることができず、折り目の部分が中間転写ベルトから浮いて転写不良を起こす。
【0011】
例えば、表裏が山谷の形状となる折り目の山側部分を中間転写ベルトに接触させると、折り目の山の部分の近傍が中間転写ベルトから浮いて離間してしまう。また、折り目の谷の部分を印刷する際には、折り目の谷の部分の近傍が中間転写ベルトに接触できなくなる。こうして折り目を開いて画像形成を行ったとしても、その折り目部分や折り目近傍では転写不良による画質劣化が生じる。特にイベント等の招待状などの記録紙は、腰のある厚紙のものが用いられることが多く、折り目の部分を平滑にすることができず、画質劣化が生じやすくなっていた。このため、従来では、折り目の近傍には画像形成を行わないようにデザインされていた。
【0012】
これに対して特許文献1のように、画像形成を行う記録紙の平滑度に応じて画像形成を行わずに定着部を通過させ、定着部にて記録紙を加圧・加熱することにより、ある程度記録紙を平滑化させることができる。
【0013】
しかしながら、記録紙を定着部に通して平滑化する場合、例えば定着部に厚紙を複数回通過させたりすると、厚紙に癖がついてカールし、搬送路内におけるジャム率が上がるという問題が生じる。また、定着部に薄紙を通過させると、定着部の加圧力が大きすぎて薄紙にシワが発生して不具合となる、という問題が生じる。つまり、定着部によって記録紙を平滑化する場合にも、その記録紙の特性に応じた条件で定着を行う必要がある。特許文献1では、このような最適化に関する技術思想は開示されていない。
【0014】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、記録紙の品質や形態によって表面の平滑性が低い記録紙であっても、中間転写部材に形成した画像を確実かつ安定して記録紙に転写できるようにすることで、画質劣化のない高品位の画像形成を行うことができるようにした画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記課題を解決するために、本発明の第1の技術手段は、記録紙を搬送する記録紙搬送部と、該記録紙搬送部により搬送される記録紙に画像形成を行う画像形成部と、前記記録紙搬送部及び前記画像形成部を制御する制御部とを有する画像形成装置であって、前記画像形成部は、像担持体に形成したトナー画像を前記記録紙上に転写する転写部と、該転写部で前記トナー画像が転写された記録紙を加熱圧着して前記トナー画像を記録紙に定着する定着部とを有し、前記制御部は、所定条件下において、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記記録紙を前記定着部で加熱圧着する制御を行い、前記記録紙のトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させる回数と、前記記録紙が前記定着部を通過するときの前記定着部の加圧力とを可変設定可能であることを特徴としたものである。
【0016】
第2の技術手段は、第1の技術手段において、前記記録紙搬送部が、前記定着部で加熱圧着された記録紙を再度前記転写部に搬送する搬送路を有し、前記制御部は、前記所定条件下において、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記定着部で加熱圧着した記録紙を再度前記転写部に搬送することを特徴としたものである。
【0017】
第3の技術手段は、第2の技術手段において、前記制御部は、前記記録紙が定着部を通過させる回数が、2回以上の複数回に設定された場合、前記記録紙にトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させた後、前記搬送路によって前記転写部に前記記録紙を搬送し、該転写部で前記記録紙にトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させる制御を、設定された回数分実行することを特徴としたものである。
【0018】
第4の技術手段は、第3の技術手段において、前記制御部は、前記所定の条件下において、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記記録紙を前記定着部を通過させる回数が、奇数回に設定されているとき、該奇数回の設定により記録紙の表裏が反転する旨を所定の手段で警告することを特徴としたものである。
【0019】
第5の技術手段は、第1〜4のいずれか1の技術手段において、前記転写部は、複数の像担持体と、該複数の像担持体上に形成した前記トナー画像を転写する中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに転写された前記トナー画像を前記記録紙上に転写するための転写ローラと、前記像担持体と前記中間転写ベルトとを接触または離間させる駆動機構部とを有し、前記駆動機構部は、前記所定の条件下において、前記像担持体と前記中間転写ベルトとを離間させることを特徴としたものである。
【0020】
第6の技術手段は、像担持体に形成したトナー画像を前記記録紙上に転写する転写部と、該転写部で前記トナー画像が転写された記録紙を加熱圧着して前記トナー画像を記録紙に定着する定着部とを有する画像形成装置で実行する画像形成方法であって、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記記録紙を前記定着部で加熱圧着するステップと、前記加熱圧着した記録紙を前記転写部に搬送して、前記トナー画像を前記記録紙上に転写する転写ステップとを有し、前記トナー画像の転写を行わずに加熱圧着するステップは、前記記録紙のトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させる回数と、前記記録紙が前記定着部を通過するときの前記定着部の加圧力とを可変設定可能とすることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、記録紙の品質や形態によって表面の平滑性が低い記録紙であっても、中間転写部材に形成した画像を確実かつ安定して記録紙に転写できるようにすることで、画質劣化のない高品位の画像形成を行うことができるようにした画像形成装置及び画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明による画像形成装置の要部構成を示すブロック図である。
【図2】本発明による画像形成装置を複合機として構成した実施形態を示す図である。
【図3】感光体ドラムに対する中間転写ベルトの駆動機構部の構成及び動作を説明する図である。
【図4】感光体ドラムに対する中間転写ベルトの駆動機構部の構成及び動作を説明する他の図である。
【図5】感光体ドラムに対する中間転写ベルトの駆動機構部の構成及び動作を説明する更に他の図である。
【図6】本発明による画像形成装置の定着ユニットの圧力調整機構を説明するための図である。
【図7】本発明による画像形成装置における画像形成処理例を説明するためのフローチャートである。
【図8】本発明による画像形成装置における画像形成処理例を説明するためのフローチャートで、図7に続く図である。
【図9】画像形成装置の操作パネルの一例を示す図である。
【図10】特別機能の設定画面例を示す図である。
【図11】特別機能の設定画面の他の例を示す図である。
【図12】記録紙平滑化印刷の設定ボタンが反転表示された状態を示す図である。
【図13】記録紙平滑化処理の回数、および圧力の設定画面例を示す図である。
【図14】記録紙平滑化印刷が設定された状態を示す操作画面例を示す図である。
【図15】折り目が入った記録紙の状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
図1は、本発明による画像形成装置の要部構成を示すブロック図である。画像形成装置100は、外部から伝送され、もしくはスキャナ等の画像読み取り手段で読み取った画像データを記録紙に画像形成するもので、感光体ドラム等の潜像担持体上に単色または多色のトナー像を形成し、これらのトナー像を中間転写ベルトに順次転写して画像を形成した後、その画像を記録紙に転写し、定着して画像形成を行う静電複写方式の画像形成装置である。
【0024】
制御部110は、画像形成装置の各機能を制御するもので、内部にCPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータによって実現される。
操作部111は、ユーザによる操作入力を受け付けて制御部110に出力する。また、表示部116は、操作用の画面や各種情報を表示させる。操作部111と表示部116によって、操作画面に対して入力操作が可能なタッチパネルを構成することができる。
画像入力部117は、外部接続された情報処理装置等から入力された画像データ、あるいは画像形成装置で備えることができる図示しないスキャナ部(画像読取手段)や、可搬型の記録媒体から画像データを読み取る録媒体読取部から出力された画像データを入力する。
【0025】
画像形成部112は、制御部110の制御に従って記録紙上に画像データの画像形成(印刷)を行うものであり、転写部113と定着部114とを有している。転写部113では、感光体ドラム等の複数の像担持体上に画像データに基づくトナー像を形成し、形成したトナー像を中間転写ベルト上に転写する。そして搬送されてくる記録紙上に中間転写ベルト上のトナー像を転写する。定着部では、ヒートローラと圧着ローラとによって、トナー像が転写された記録紙を加熱・圧着し、記録紙上にトナー像を定着して画像形成を行う。
【0026】
記録紙搬送部115は、画像形成を行う記録紙の搬送を制御する。記録紙は、図示しない給紙トレイ上に載置され、所定の搬送路から画像形成部112に搬送されて、画像形成がなされる。搬送路としては、給紙トレイから給紙された記録紙が画像形成部112の転写部113、定着部114を順次通過して排紙される搬送路と、定着部114を通過した記録紙を表裏反転させて再度転写部114に送り込む両面印刷用搬送路とが備えられる。両面印刷用搬送路を用いることにより、一旦定着部114で加熱・圧着された記録紙を、表裏反転させた状態で転写部113により画像形成を行わせることができる。記録紙搬送部115は、制御部110の制御に従って、上記の搬送路の切り換えや搬送速度の変更を行う。
【0027】
本発明に係る実施形態では、上記の構成を用いて、エンボス紙あるいは折り目がついた記録紙などの表面粗さの粗い記録紙に対して、転写部113で画像形成を行わずに定着部114に記録紙を搬送し、定着部114で記録紙を加熱・圧着して平滑度を改善する平滑化処理を行う。そしてその後、両面搬送路を利用して記録紙を転写部113に送り込み、目的とする画像データの画像形成を行う。この後定着部114で定着処理が行われて排出されるが、必要に応じて、再度両面搬送路を使用して両面印刷を行うことができる。
【0028】
そしてこの場合、定着部114で記録紙を加熱・圧着した後、両面搬送路を使用して再度記録紙を定着部114に送り、加熱・圧着する処理を複数回繰り返すことで、記録紙の状態に応じた平滑度の改善処理を適宜実行させることができる。定着部114を繰り返し通過させる回数は、ユーザによる設定を可能とする。また、定着部114における加熱・圧着処理においては、ユーザによる加圧力の設定を可能とする。これらの設定機能により、使用する記録紙の特性に応じて最適な定着処理の回数と、そのときの加圧力とが設定可能となり、様々な表面粗さの記録紙に対して、確実かつ安定してトナーを転写できるようにすることで、画質劣化のない高品位の画像形成を行うことができるようになる。
【0029】
また、本発明に係る画像形成装置では、定着部114に記録紙を通過させる回数が奇数回であるとき、転写部113でトナー像を転写する際に記録紙の表裏が反転するため、その旨を警報する警報手段が備えられる。警報手段は、その警報の実施方式に応じて適宜実現される。例えば表示部116に警報表示を行う場合には、制御部110と表示部116とによって警報が行われる。また、音声出力により警報する場合、スピーカなどの図示しない音声出力手段が設けられる。あるいは外部機器に対して通信により警報する場合、図示しない所定の通信手段が設けられる。
【0030】
上記画像形成部112の転写部113、定着部114、記録紙搬送部115等は通常、標準で複合機に備えられた構成であるので、複合機ではファームウエアを変更するだけで上記の処理を実行可能であり、コストアップすることなく容易に本発明に係る実施形態を実施することができる。
【0031】
図2は、本発明による画像形成装置を複合機として構成した実施形態を示す図で、スキャナ機能を備えた複合機として構成された画像形成装置の一例を示すものである。
画像形成装置100は、外部から伝送され、もしくはスキャナ(画像読み取り手段)で読み取った画像データを記録紙に画像形成するもので、装置本体130と、自動原稿処理装置120とにより構成されている。
【0032】
装置本体130は、露光ユニット1、現像器2、感光体ドラム3、クリーナユニット4、帯電器5、中間転写ベルトユニット6、定着ユニット7、給紙カセット81、排紙トレイ91等を有する。
装置本体130の上部には、透明ガラスからなる原稿載置台92が設けられ、その上側には原稿載置台92に原稿を自動搬送する自動原稿処理装置120が取り付けられる。自動原稿処理装置120は矢印M方向に回動自在に構成され、原稿載置台92の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。
【0033】
装置本体130は、筐体内に収容される画像読取手段90を有している。画像読取手段90は、光源及び第1ミラーを保持する光源ユニット93と、第2及び第3ミラーを保持するミラーユニット94と、レンズ及びCCD95とから構成された縮小光学系の画像読取手段である。また、装置本体130には、図示しない操作パネルが設けられ、ユーザによる操作入力が可能となっている。操作パネルは図1の操作部111と表示部116に該当する。また装置本体130には、外部接続された装置から画像データを入力する手段、あるいは可搬型の記録媒体から画像データを読み取る手段(いずれも図示せず)を備えている。
【0034】
画像形成装置100において扱われる画像データは、例えばブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の4色のカラー画像に応じたものである。従って、現像器2、感光体ドラム(像担持体)3、帯電器5、クリーナユニット4は、各色に応じた4種類の潜像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、これらにより4つの画像ステーションが構成されている。
【0035】
帯電器5は、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図2に示すようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器が用いられることもある。
露光ユニット1は、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット(LSU)として構成される。露光ユニット1は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム3に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。また、露光ユニット1としては、この他にも発光素子をアレイ状に並べた例えばELやLED書込みヘッドを用いる手法も採用できる。
【0036】
露光ユニット1は、帯電された感光体ドラム3を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。現像器2は、それぞれの感光体ドラム3上に形成された静電潜像を4色(Y,M,C,K)のトナーにより顕像化するものである。また、クリーナユニット4は、現像・画像転写後における感光体ドラム3上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。
【0037】
感光体ドラム3の上方に配置されている中間転写ベルトユニット6は、中間転写ベルト61、中間転写ベルト駆動ローラ62、中間転写ベルト従動ローラ63、中間転写ローラ64、及び中間転写ベルトクリーニングユニット65を備えている。中間転写ローラ64は、Y,M,C,Kの各色に対応して4本設けられている。
中間転写ベルト駆動ローラ62、中間転写ベルト従動ローラ63、及び中間転写ローラ64は、中間転写ベルト61を張架して回転駆動させる。また、各中間転写ローラ64は、感光体ドラム3のトナー像を中間転写ベルト61上に転写するための転写バイアスを与える。
【0038】
中間転写ベルト61は、各感光体ドラム3に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム3に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト61に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト61上にカラーのトナー像(多色トナー像)を形成する。中間転写ベルト61は、例えば厚さ100μm〜150μm程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【0039】
感光体ドラム3から中間転写ベルト61へのトナー像の転写は、中間転写ベルト61の裏側に接触している中間転写ローラ64によって行われる。中間転写ローラ64には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。中間転写ローラ64は、直径8〜10mmの金属(例えばステンレス)軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材(例えばEPDM,発泡ウレタン等)により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト61に対して均一に高電圧を印加することができる。本構成例では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。
【0040】
上述の様に各感光体ドラム3上で各色相に応じて顕像化された静電像は、中間転写ベルト61で積層される。このように積層された静電像は、中間転写ベルト61の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト61の接触位置に配置される二次転写機構部である転写ローラ10によって記録紙に転写される。二次転写機構部としては、転写ローラに限らず、コロナチャージャや転写ベルトを用いることも可能である。
【0041】
このとき、中間転写ベルト61と転写ローラ10は所定ニップで圧接されるとともに、転写ローラ10にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)。さらに、転写ローラ10は、上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ10若しくは中間転写ベルト駆動ローラ62の何れか一方を硬質材料(金属等)とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料(弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々)としている。
【0042】
また、上記のように、感光体ドラム3に接触することにより中間転写ベルト61に付着したトナー、若しくは転写ローラ10によって記録紙に転写が行われず中間転写ベルト61上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット65によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット65には、中間転写ベルト61に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト61は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ63で支持されている。
【0043】
上記の中間転写ベルトユニット6及び転写ローラ10によって図1の転写部113が構成される。感光体ドラム3と中間転写ベルト61とを接触または離間させる図示しない駆動機構部を有している。この駆動機構部の構成及び動作については後述する。
【0044】
給紙カセット81は、画像形成に使用する記録紙(シート)を蓄積しておくためのトレイであり、装置本体130の露光ユニット1の下側に設けられている。また、手差し給紙カセット82にも画像形成に使用する記録紙を置くことができる。装置本体130の上方に設けられている排紙トレイ91は、印刷済みの記録紙をフェイスダウンで集積するためのトレイである。
【0045】
また、装置本体130には、給紙カセット81及び手差し給紙カセット82の記録紙を転写ローラ10や定着ユニット7を経由させて排紙トレイ91に送るための、略垂直形状の用紙搬送路S1が設けられている。給紙カセット81ないし手差し給紙カセット82から排紙トレイ91までの用紙搬送路S1の近傍には、ピックアップローラ11a,11b、複数の搬送ローラ12a〜12d,レジストローラ13、転写ローラ10、定着ユニット7等が配されている。
【0046】
搬送ローラ12a〜12dは、記録紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路S1に沿って複数設けられている。また、ピックアップローラ11aは、給紙カセット81の端部近傍に備えられ、給紙カセット81から記録紙を1枚ずつピックアップして用紙搬送路S1に供給する。同様に、ピックアップローラ11bは、手差し給紙カセット82の端部近傍に備えられ、手差し給紙カセット82から記録紙を1枚ずつピックアップして用紙搬送路S1に供給する。
【0047】
また、レジストローラ13は、用紙搬送路S1を搬送されている記録紙を一旦保持するものである。そして、感光体ドラム3上のトナー像の先端と記録紙の先端を合わせるタイミングで記録紙を転写ローラ10に搬送する機能を有している。
【0048】
定着ユニット7は、図1の定着部114に相当するものであり、ヒートローラ71及び加圧ローラ72を備えている。ヒートローラ71及び加圧ローラ72は、記録紙を挟んで回転するようになっている。またヒートローラ71は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御手段によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ72とともにトナーを記録紙に熱圧着することにより、記録紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、記録紙に対して熱定着させる機能を有している。
【0049】
定着ユニット7では、上記のようにトナー像の定着処理が行われるとともに、トナー像を転写せずに定着ユニット7に記録紙を通過させることにより、記録紙の平滑化処理が行われる。平滑化処理に際して、定着ユニット7のヒートローラ71と加圧ローラ72による加圧力は可変設定可能となっている。また、定着ユニット7を通過させ、両面搬送路S2を使用して再度定着ユニット7を通過させる回数が可変設定可能になっている。加圧ローラ72によるヒートローラ71への加圧機構については図2では図示を省略し、その具体的構成例は後述する。
【0050】
次に、記録紙の搬送経路をより具体的に説明する。上述のように、画像形成装置100には、予め記録紙を収納する給紙カセット81、及び手差し給紙カセット82が設けられている。これら給紙カセット81,82から記録紙を給紙するために、各々ピックアップローラ11a,11bが配置され、記録紙を1枚ずつ搬送路S1に導くようになっている。
【0051】
各給紙カセット81,82から搬送される記録紙は、用紙搬送路S1の搬送ローラ12aによってレジストローラ13まで搬送され、記録紙の先端と中間転写ベルト61上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ10に搬送され、記録紙上にトナー像が転写される。その後、記録紙は定着ユニット7を通過することによって記録紙上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、その後に配された搬送ローラ12bを経て排紙トレイ91上に排出される。
【0052】
上記の搬送経路は、記録紙に対する片面印字要求のときのものであるが、これに対して両面印字要求のときは、上記のように片面印字が終了し定着ユニット7を通過した記録紙の後端が最終の搬送ローラ12bで把持されたときに、搬送ローラ12bが逆回転することによって記録紙を搬送ローラ12c,12dが配された搬送路S2に導く。そして、搬送路S2は搬送路S1に合流して、記録紙はレジストローラ13から転写ローラ10に搬送される。このとき、搬送路S2からS1に合流する段階で記録紙の表裏が反転されているため、転写ローラ10では記録紙の裏面に印刷が行わる。そして裏面に印刷された記録紙は定着ユニット7で定着され、排紙トレイ91に排出される。
【0053】
上記の両面印字のときに使用する搬送路S2は、エンボス紙や折り目付いた記録紙などの表面が粗い記録紙に印刷を行う際に用いられる。
この場合、給紙カセット81,82から給紙された記録紙は、中間転写ベルトユニット6及び転写ローラ10の転写部で画像形成を行うことなく定着ユニット7に送られ、定着ユニット7で加熱・圧着されて平滑化する処理が行われる。
【0054】
そして平滑化処理された記録紙を両面印刷用の搬送路S2を使用して、再度搬送路S1から転写部に搬送する。ここで転写部では、目的とする画像データのトナー画像を記録紙に転写させる。記録紙はすでに定着ユニット7で平滑化されているため、中間転写ベルト61からの転写を確実に行うことができる。そして記録紙に転写されたトナー画像は、定着ユニット7で定着され、その後排紙される。また、このときに、両面印刷を行う場合には、再度両面印刷用の搬送路S2に記録紙を搬送し、1回目で画像形成した面とは反対側の面に画像形成を行わせることができる。
【0055】
また、上記の平滑化処理は、紙の厚さやエンボスの程度の違い等に応じて適宜複数回行わせることができる。ここでは、ユーザ操作に応じて、平滑化処理の実行回数を設定することができる。この場合、定着ユニット7で記録紙を加熱・圧着して平滑化処理を行った後、両面印刷用の搬送路S2を使用して、トナー画像を転写させることなく再度記録紙を定着ユニット7に送り、加熱・圧着処理を行う。ユーザの設定に応じて、この動作をさらに複数回実行させることができる。また、平滑化処理を行うときに、ユーザ設定に応じて、定着ユニット7における加圧力を設定することができる。
【0056】
そして所定回数の平滑化処理が終了したら、両面印刷用の搬送路S2を再度使用して、中間転写ベルト61に形成されたトナー像を転写して画像形成を行う。このような処理により、ユーザは、エンボス紙や折り目がつけられた紙の表面粗さや紙の厚さに応じて平滑度の改善処理を最適な状態で実行させることができる。
【0057】
上記のように本発明に係る画像形成装置の実施形態では、表面粗さが粗い記録紙や折り目がついた記録紙を用いて画像形成を行う場合、記録紙へのトナー画像の転写・定着を行う前に、定着ユニット7を使用して記録紙を加熱しながら加圧する平滑化処理を行う。これにより、表面が粗い記録紙や折り目が付いた記録紙を平滑化させることができ、中間転写ベルト61に対して確実に記録紙を接触させて高品位の転写画像を得ることができる。
このときに、定着ユニット7による平滑化処理を行う回数、および定着ユニット7における加圧力を可変設定可能とすることにより、記録紙の表面粗さや厚さに応じて最適な条件で平滑化処理を行うことができるようになり、中間転写ベルト61に形成した画像を確実かつ安定して記録紙に転写して画質劣化のない高品位の画像形成が可能となる。また、加熱によって記録紙の水分が抜けて記録紙の抵抗が上がることにより、トナーの転写性を向上させる効果も得られる。
【0058】
上記の動作を行わせるために、本発明に係る実施形態では、(A)カラー画像形成モード、(B)モノクロ画像形成モード、(C)非画像形成モードのいずれかを取り得るように画像形成装置を構成する。記録紙に画像形成を行うことなく、平滑化処理として加熱・加圧する場合には、上記(C)の非画像形成モードとする。非画像形成モードでは、中間転写ベルト61の走行位置を移動させて、中間転写ベルト61と全ての感光体ドラム3とを離間させる。これにより、感光体ドラム3上に存在する残留トナー(所謂かぶりトナー)の記録紙への付着を防止する。
【0059】
また、カラー画像形成モードでは、Y,M,C,K用の全ての感光体ドラム3に対して、中間転写ベルト61が接触するように制御する。そしてモノクロ画像形成モードでは、K用の感光体ドラム3にのみ、中間転写ベルト61が接触するように制御する。このようにカラーまたはモノクロに応じて画像形成に使用する感光体ドラム3のみに中間転写ベルト61を接触させるように制御する。
【0060】
上記の各モードを切り換えるための構成を説明する。以下の構成は、本発明の駆動機構部構成を具体的に示すものである。
図3〜図5は、感光体ドラムに対する中間転写ベルトの駆動機構部の構成及び動作を説明する図である。なお、以下の説明及び各図において、Y,M,C,Kの各色に対応して感光体ドラム3及び中間転写ローラ64を区別する必要がある場合には、各感光体ドラム3及び各中間転写ローラ64の符号の後に各色を示すY,M,C,Kを付して区別することとする。
【0061】
図3は、全ての感光体ドラムを使用して画像形成を行うカラー画像形成モードの状態を示す図である。Y,M,Cの各感光体ドラム3Y,3M,3Cに対向配置された各中間転写ローラ64Y,64M,64Cのそれぞれは、略L字状に形成された転写ローラアーム31の一方の腕杆(以下、「横腕杆」という)31aの先端部に回動可能に支持されている。
転写ローラアーム31は、L字状の屈曲部31bが図示しない装置フレームに回動可能に支持固定されており、転写ローラアーム31の他方の腕杆(以下、「縦腕杆」という)31cの先端部が、第1スライド杆35に回動可能に支持される。第1スライド杆35は、水平方向に往復移動可能に配置されている。
【0062】
第1スライド杆35は、図3の右側端部35aが、図示しない装置フレームにカム軸36によって回転可能に保持されている第1偏心カム37のカム面に当接している。また、一方の端部32aが図示しない装置フレームに係止固定され、他方の端部32bが第1スライド杆35に係止固定された第1スプリング32によって、第1スライド杆35の右側端部35aが第1偏心カム37のカム面に常に圧接するように付勢されている。
【0063】
一方、感光体ドラム3Kに対向配置された中間転写ローラ64Kは、L字状に形成された転写ローラアーム33の一方の腕杆(以下、「横腕杆」という)33aの先端部に回動可能に支持されている。転写ローラアーム33は、L字状の屈曲部33bが図示しない装置フレームに回動可能に支持固定され、転写ローラアーム33の他方の腕杆(以下、「縦腕杆」という)33cの先端部が、水平方向に往復移動可能に配置された第2スライド杆38に回動可能に支持されている。
【0064】
バックアップローラ66は、略L字状に形成されたバックアップローラアーム43の一方の腕杆(以下、「横腕杆」という)43aの先端部に回動可能に支持されている。バックアップローラアーム43は、L字状の屈曲部43bが図示しない装置フレームに回動可能に支持固定されており、このバックアップローラアーム43の他方の腕杆(以下、「縦腕杆」という。)43cの先端部が第2スライド杆38に回動可能に支持されている。
【0065】
第2スライド杆38は、図3の左側端部38aが、図示しない装置フレームにカム軸36によって回転可能に保持されている第2偏心カム39のカム面に当接している。また、第2スライド杆38は、一方の端部34aが図示しない装置フレームに係止固定され、他方の端部34bが第2スライド杆38に係止固定された第2スプリング34によって、第2スライド杆38の左側端部38aが第2偏心カム39のカム面に常に圧接するように付勢されている。
【0066】
また、中間転写ベルト61を介してバックアップローラ66と対向する位置に、光学センサ51が配置されている。バックアップローラ66は光学センサ51の正面に設けられており、中間転写ベルト61を平坦にして正確に基準トナーの反射光(濃度)を検出できる。
【0067】
中間転写ベルト61に所定の張力を与えるためのテンションローラ67は、テンションローラアーム45の先端部45aに回動可能に支持されている。テンションローラアーム45の下端部45bは、図示しない装置フレームに回動可能に支持されている。なお、図示は省略しているが、テンションローラアーム45はコイルスプリング等の付勢手段によって中間転写ベルト61に常に所定の張力を与えるように付勢されている。
さらに、第1スライド杆35には、突起部35dが設けられており、突起部35dの近傍に検知スイッチ48が図示しない装置フレームに取り付け固定されて配置されている。検知スイッチ48により第1スライド杆35がスライドしているか否かが検知される。
【0068】
上記のような配置構成において、Y,M,Cに対応した各転写ローラアーム31Y,31M,31Cの各横腕杆31aと、Kに対応した転写ローラアーム33Kの横腕杆33a及びバックアップローラアーム43の横腕杆43aとは、互いに反対方向を向いた状態で配置されている。
【0069】
第1偏心カム37及び第2偏心カム39の回動制御によって、第1スライド杆35を、図3に示す位置から図4に示すように右方向X1に移動させることができる。このとき、各転写ローラアーム31Y,31M,31Cが各屈曲部31bの回動支点を中心として右方向R1に回転し、各横腕杆31aが上方に移動して、各中間転写ローラ64Y,64M,64Cが中間転写ベルト61から離れる。この結果、中間転写ベルト61が各感光体ドラム3Y,3M,3Cから離間することになる。このとき、検知スイッチ48は、図3に示すOFF状態から図4に示すON状態となる。図4は、K用の感光体ドラム3Kでのみ画像形成を行うモノクロ画像形成モードの状態である。
【0070】
一方、第1偏心カム37及び第2偏心カム39の回動制御によって、第2スライド杆38が、図4に示す位置から図5に示すように左方向X2に移動すると、転写ローラアーム33K及びバックアップローラアーム43が、各屈曲部33b,43bの回動支点を中心として左方向R2に回転する。このとき各横腕杆33a,43aが上方に移動して、中間転写ローラ64K及びバックアップローラ66が中間転写ベルト61から離れる結果、中間転写ベルト61が感光体ドラム3K及び光学センサ51から離間することになる。
この状態では、全ての感光体ドラム3Y,3M,3C,3Kから中間転写ベルトが離間した非画像形成モードとなる。画像形成装置では、表面の粗い記録紙や折り目のついた記録紙に対して平滑化処理を行う際に、この非画像形成モードの状態に移行する。
【0071】
上記の構成で、画像形成装置の図示しない制御部は、中間転写ベルト61の状態を例えばカラー画像形成モードに変更したり、モノクロ画像形成モードに変更したり、非画像形成モードに変更したりする制御を行う。モード変更は、例えば、操作パネルに対するユーザ操作に基づいて設定されたモード条件に基づいて実行することができる。また、画像データがPC(personal computer)等の外部機器や記録媒体から入力される場合、その画像データにモードを指示する情報が含まれていれば、その情報に従ってモード変更を行う。例えば、記録紙平滑化処理を指示する情報が画像データに含まれていれば、画像形成装置の制御部は、非画像形成モードに移行して、記録紙の平滑化処理を行う。
【0072】
また、上記の制御部は、これら上記の各モードを、光学センサ51からの出力と検知スイッチ48からの検知信号とに基づいて判定する。例えば検知スイッチ48がOFF、光学センサ51がON(反射光有り)であれば図3に示す状態のカラー画像形成モードであると判定し、検知スイッチ48がON、光学センサ51がON(反射光有り)であれば図4に示す状態のモノクロ画像形成モードであると判定し、検知スイッチ48がON、光学センサ51がOFF(反射光無し)であれば図5に示す状態の非画像形成モードであると判定する。制御部には、偏心カム駆動源(モータ)が接続されており、中間転写ベルト61がどの状態にあるかを検出して、偏心カム駆動源を制御することにより、第1偏心カム37と第2偏心カム39の回動を制御して各動作モードに設定することができる。
【0073】
次に定着ユニット7の加圧調整機構について説明する。
中間転写ベルトユニット6と転写ローラ10の記録紙の搬送方向下流側には、記録紙上に転写されたトナー像を熱により定着させるための定着ユニット7が設けられる。
図6は、圧力調整部を有する定着ユニット7を側面から視た概略構成図である。定着ユニット7は、定着部材としてのヒートローラ(定着ロータ)71と加圧部材としての加圧ローラ72と、ヒートローラ71と加圧ローラ72との圧力を調整する圧力調整部73とを備えている。
【0074】
ヒートローラ71は、内部にヒータ71aが内蔵され、定着温度を所定の定着温度まで加熱できるようになっている。定着温度は、例えば普通紙を用いる場合には180〜190度に設定され、例えばOHPシートなどの合い紙に対して定着を行う場合には200〜210度に設定することができる。従って、ヒートローラ71に内蔵されたヒータ71aは、定着温度を多段階に切換えて制御することができる。ヒートローラ71の温度は、定着温度センサ71bにより検出され、定着温度センサ71bからの信号に基づいてヒータ71aの温度制御や用紙搬送路の駆動制御が行われる。
【0075】
加圧ローラ72は、ヒートローラ71に対面して設けられ、圧力調整部73によりヒートローラ71への加圧力が調整される。圧力調整部73は、加圧ローラ72を揺動自在に支持する調整レバー75と、その調整レバー75を揺動自在に駆動する駆動部74とを備えている。調整レバー75は、その中央部に加圧ローラ72のローラ軸72aを支持し、調整レバー75の一端側に形成された支点75aを中心に揺動自在とされる。
【0076】
駆動部74は、調整レバー75の他端部の下面に当接して回転する楕円状の偏心カム76と、偏心カム76を回転駆動する駆動モータ77と、駆動モータ77の駆動力を偏心カム76に伝達するギヤ78,79とから構成される。偏心カム76と同軸にはギヤ78が支持され、駆動モータ77の軸に固定されたギヤ79と噛み合っている。偏心カム76は、ヒートローラ71への加圧ローラ72の加圧力を調整する。加圧力の調整はユーザ設定値に従うものとする。
【0077】
定着ユニット7の圧力調整動作では、駆動モータ77を回動させることにより偏心カム76が回動し、これにより偏心カム76に当接している調整レバー75がその端部の支点75aを中心に揺動する。調整レバー75は、加圧ローラ72の軸72aの軸受を兼ねているので、駆動モータ77を制御することにより、加圧ローラ72のヒートローラ71に対する接圧力が可変設定可能となる。
【0078】
例えばユーザは、表面粗さの粗い紙の場合には、加圧力を高く設定して平滑化処理をより効率よく行うことができるようにする。またこのときに、厚紙の場合には、普通紙の圧力よりも高い加圧力を設定することができる。ユーザは、加圧力の設定と、平滑化処理の回数の設定とを併用して、適宜、記録紙の状態に応じた平滑化処理の条件を設定することができる。これにより、定着ユニット7の加圧力を最適化して、記録紙の厚さや表面粗さに応じて適宜設定された加圧力により平滑化処理を行うことができる。
【0079】
図7および図8は、本発明による画像形成装置における画像形成処理例を説明するためのフローチャートである。画像形成装置としては、図2に示すような複合機を適用できる。この場合、画像形成装置において画像形成する画像データは、複合機の画像読み取り手段で読み取った画像データや、PC等の外部機器等から入力した画像データ等を用いることができる。以下の例では、外部のPCで編集した画像データを画像形成装置で画像形成(印刷)させるときの処理例を説明する。
【0080】
まず、外部のPCでは画像編集用のアプリケーションが動作し、ユーザにより印刷(画像形成)用の画像データの編集が行なわれる(ステップS1)。編集が終了すると(ステップS2−Yes)、ユーザは、編集した画像を画像形成装置で印刷させるか否かを判断する(ステップS3)。印刷させない場合には、編集した画像データをPCにて保存し、画像編集用のアプリケーションを閉じて処理が終了する。
【0081】
ステップS3で印刷を行う場合、ユーザはPCを操作して印刷設定(画像形成条件の設定)を行う(ステップS4)。印刷設定では、例えば、記録紙サイズ、片面印刷、両面印刷、余白設定などの一般的な印刷設定が行われる。
【0082】
そして、記録紙が例えば、エンボス紙や招待状などの折り目付き記録紙などの表面が粗い記録紙の場合に、記録紙の平滑化処理を実行させる設定を行う(ステップS5)。そして平滑化処理を実行させるときの加圧力を設定し(ステップS6)、平滑化処理回数を設定する(ステップS7)。ここでいう平滑化処理の加圧力とは、定着ユニット7のヒートローラ71と加圧ローラ72とによる加圧力のことを指し、平滑化処理回数とは、記録紙を定着ユニット7に通過させる回数を指す。
【0083】
次いで、平滑化処理回数が奇数であるかどうかを判別する(ステップS8)。定着ユニット7を複数回通過させる場合、定着ユニット7で記録紙を加熱・圧着して平滑化処理を行った後、両面印刷用の搬送路S2を使用して再度記録紙を定着ユニット7に送る。このときに記録紙の表裏が反転する。定着ユニット7を奇数回通過させると、その後にトナーを転写して画像形成する際には、記録紙は最初の状態から表裏反転した状態となっている。
【0084】
ステップS8で、設定された平滑化処理回数が奇数回であれば、面を指定する記録紙であるか否かを判別する(ステップS9)。面を指定する記録紙とは、例えば、片面印刷済みの記録紙で、印刷面の反対面に新たに画像形成を行う必要がある記録紙や、折り目付の記録紙で、折り目の表側と裏側で画像形成すべき面が指定されるような記録紙を指す。
また、面を指定する記録紙であるか否かの判別は、例えば、平滑化処理の設定時に、面を指定する記録紙であるか否かをユーザに設定させるようにしてもよく、あるいは、平滑化処理回数が奇数回に設定されたときに、面を指定する紙であるか否かをユーザに設定させるように要求してもよい。
【0085】
記録紙が面を指定する紙である場合、ユーザに対して記録紙が表裏反転する旨を警告する(ステップS10)。警告は、例えば表示部116に対してその旨を表示させることで警告を行うようにしてもよく、あるいは音声出力手段を設けて、音声により警告を行うようにしてもよい。また、記録紙が表裏反転する旨の警告は、面を指定する紙であるかにかかわらず、平滑化処理回数が奇数回であるときに実行するものであってもよい。
【0086】
ステップS10で警告を行った場合、またはステップS8で設定された平滑化処理回数が奇数回数ではなかった場合、またはステップS9で面を指定する記録紙ではなかった場合、画像形成装置は、ユーザ操作に従って印刷を実行するかどうかを判断する(ステップS11)。例えば、警告を行った時点で、ユーザは平滑化処理回数を変更するなどの操作を行った上で印刷を実行させることができる。ここでユーザがPCを操作して印刷を実行すると、編集した画像データが印刷データとして画像形成送信される。
【0087】
画像データを受信した画像形成装置は、ユーザによって設定された記録紙の平滑化処理の実行の有無を確認する(ステップS12)。記録紙の平滑化処理を実行する場合、画像形成装置は、非画像形成モードに移行し、全ての感光体ドラム3から中間転写ベルト61を離間させる(ステップS13)。これにより、感光体ドラム表面の残留トナーの記録紙への付着を防止する。そして画像形成装置は、定着ユニットの加圧力をユーザ設定に従って設定する(ステップS14)。
【0088】
次いで画像形成装置は、感光体ドラムの帯電バイアス、中間転写ベルトの帯電バイアス、及び転写ローラへの帯電バイアスを設定する(ステップS15)。
平滑化処理を行う場合には、記録紙にトナー画像を転写させずに転写ローラ10を通過させ、定着ユニット7に送る。このとき、記録紙にトナーが付着しないように、以下のようなバイアス印加が行なわれる。
【0089】
例えば、マイナス極性のトナーを使用している場合、感光体ドラム3は中間転写ベルト61と離間しているため、クリーニングバイアスを印加するか、またはバイアスを印加しない。中間転写ベルト61には、数百ボルト程度(+100〜+200)の弱いプラスバイアスを印加することで、中間転写ベルト61上に残留するマイナス極性のトナーを吸引することができる。これにより、残留トナーが記録紙に付着することを防止できる。
また、転写ローラ10には、数百ボルト程度(−100〜−200)の弱いマイナスバイアスを印加することで、マイナス極性のトナーを反発するので、記録紙にトナーを付着させることなく転写ローラ10と中間転写ベルト61とのニップ部分を通過させることができる。
【0090】
画像形成装置は、ステップS15でバイアス設定及び印加等の印刷に必要な前処理が行われると、定着ユニット7の温度設定等の全ての前処理が完了して印刷が可能となっているか否かの確認を行う(ステップS16)。
印刷が可能となっていれば、設定された平滑化処理回数が全て終了しているかを判別し(ステップS17)、終了していなければ、記録紙の平滑化処理を行う(ステップS22)。ここでは、露光ユニット1による感光体ドラム3への画像データの書き込みを行うことなく、記録紙を給紙して転写ローラ10と中間転写ベルト61とのニップ部分を通過させて定着ユニット7に到達させる。
【0091】
定着ユニット7では、ヒートローラ71と加圧ローラ72によって、記録紙が加熱・加圧され、折り目の跡を消したり、表面粗さを小さくしたりするなどの平滑化処理が行われる。この場合、平滑化処理に際して平滑化圧力の設定に従って、ヒートローラ71と加圧ローラ72による記録紙の加圧力を調整することで、記録紙の平滑化をより効果的に行うことができる。これにより、記録紙に対する加熱・圧着処理の条件を記録紙に応じて適切に調整することができる。
【0092】
記録紙を定着ユニット7に通過させて平滑化処理が行われると、処理回数を1インクリメント(処理回数+1)する(ステップS23)。そしてステップS17に戻り、平滑化処理回数が設定された回数に達していなければ、ステップS22の平滑化処理を繰り返す。また、ステップS17で平滑化処理回数が終了していれば、画像データの印刷処理を行う。ここではまず感光体ドラム3から離間している中間転写ベルト61を再度感光体ドラム3に接触させる(ステップS18)。ここでは、カラー画像形成モードかモノクロ画像形成モードかに応じて、必要な感光体ドラム3に対して中間転写ベルト61を接触させるようにする。
【0093】
そして印刷設定に応じて、記録紙に対する片面印刷もしくは両面印刷を行う(ステップS19)。ここでは、ステップS22の平滑化処理によって定着ユニット7を通過した記録紙の後端部が、定着ユニット7の後の搬送ローラ12bに達した時点で、搬送ローラ12bを逆回転させる。これにより、記録紙の表裏が反転されるスイッチバックにより、搬送ローラ12c,12dが配置された両面搬送路S2に記録紙が搬送される。そしてレジストローラ13から再度転写ローラ10と中間転写ベルト61との間に記録紙を送り込む。画像形成装置100では、平滑化処理の終了後、記録紙が両面搬送路S2を搬送されている間に、中間転写ベルト61を感光体ドラム3に接触させる動作を行う。そして、両面搬送路S2を搬送された記録紙が再度、転写ローラ10と中間転写ベルト61との間を通過する際に、記録紙に対するトナー画像の転写を行う。
【0094】
また上記の処理で、平滑化対象の記録紙が折り目の付いたものである場合、定着ユニット7のヒートローラ71側に記録紙の折り目の山側が当接するように、記録紙を搬送させると、折り目をより有効に平滑化することができる。この場合、折り目付きの記録紙を利用者が開いた状態にし、手差し給紙カセット82に載置する。このとき、記録紙の折り目の山側が下向きとなり、折り目の谷側が上向きになるように記録紙を載置する。これにより、定着ユニット7に搬送された記録紙の山側がヒートローラ71に接触して折り目が効果的に平滑化される。
【0095】
そして記録紙の後端部が搬送ローラ12bに達した時点で搬送ローラ12bを逆回転させ、スイッチバックにより両面搬送路S2に記録紙が搬送された後、転写ローラ10と中間転写ベルト61との間を通過させて印刷を行う。このとき、スイッチバックによって記録紙の表裏が反転しているので、印刷を行う際には、折り目付き記録紙の谷側の面に印刷が行われる。
また、この折り目つき記録紙の載置の方向は、平滑化処理回数の設定に応じて変更する。例えば平滑化処理回数を奇数回に設定した場合には、画像形成時には表裏が判定するので、上記の手差し給紙カセット82に対する折り目付の記録に載置の方向を上記と逆にする。
【0096】
上記ステップS12で記録紙の平滑化処理を行わない場合には、通常の印刷処理であるため、画像形成装置は、印刷する画像データや温度、湿度、各デバイスの劣化状態等に応じて通常印刷時のバイアスを設定する(ステップS21)。そして、ステップS19に移行し、印刷設定に応じて、記録紙に対する片面印刷もしくは両面印刷を行う。
【0097】
こうして記録紙に対する印刷が行われると、次に他の印刷の有無の確認が行われ、印刷が終了していれば(ステップS20−Yes)、処理を終了する。また、印刷が終了していない場合(ステップS20−No)、ステップS12に戻って次の記録紙の平滑化処理の有無を判定し、平滑化処理および印刷処理を続行する。
【0098】
図9は、画像形成装置の操作パネルの一例を示す図である。画像形成装置100には、ユーザ操作を行うための操作部及び表示部を構成する操作パネル200が設けられる。操作パネル200には、スタートキー201、全解除キー202、クリアキー203、テンキー204が設けられ、さらにドキュメントファイリング、ファックス、コピーなどの機能を設定したり、ジョブ状況を確認するためのハードキー群205が設けられ、適宜ユーザ操作が可能となっている。また、操作パネル200には、タッチパネルとして構成された操作表示部206が設けられる。
【0099】
操作表示部206には、画像形成処理を行うための操作画面210を表示させることができる。図9の操作画面210は、コピー機能の設定を行うための操作画面であり、両面コピーや仕上げどの仕上げに関する設定ボタン212,213、ファイリングや自動一時保存などのデータ保存に関する設定ボタン214,215、給紙トレイの状態を表す状態表示部216、原稿の各種設定を行う原稿設定ボタン217等が表示され、さらに画像形成装置の特別機能を設定するための特別機能設定ボタン211が表示される。
【0100】
図9の操作画面210で特別機能設定ボタン211をユーザが操作すると、図10に示す特別機能の設定画面220が表示される。特別機能の設定画面220では、各種の特別機能の項目を設定するためのボタンが設定される。この例では、特別機能の設定画面は、設定項目数が多いため複数の画面に別れて表示される。ここでユーザが下向き矢印221を操作すると、図11に示すような特別機能の次の設定画面230が表示される。
【0101】
図11の設定画面230には、記録紙平滑化印刷の設定ボタン231が設けられている。この設定ボタン231をユーザが操作することで、図12に示すように設定ボタン231が反転表示され、記録紙平滑化印刷設定が選択中であることが明示される。この状態でOKボタン232を押すことにより、図13の平滑化印刷設定画面240に移行する。平滑化印刷設定画面240では、平滑化処理、すなわち定着ユニット7を通過させて記録紙を平滑化させるときの圧力と、定着ユニット7を通過させる回数(平滑化回数)とがユーザにより設定可能となっている。
【0102】
例えば、圧力設定部250として、圧力設定値の増加ボタン251と減少ボタン252が設けられ、ユーザがこれらを適宜操作することで、段階的に加圧力を変化させることができる。そして圧力設定表示部253により、その設定状態が視覚的に視認できるようになっている。圧力設定値と、実際に定着ユニット7に設定する圧力調整値との関係は予め定められていて、画像形成装置100の制御部110は、ユーザにより設定された圧力設定値に基づいて、定着ユニット7における加圧ローラ72のヒートローラ71への加圧力を調整して、平滑化処理を実行させる。
【0103】
また、平滑化印刷設定画面240には、平滑化回数設定部260として、回数設定値の増加ボタン261と減少ボタン262が設けられ、ユーザがこれらを適宜操作することで、平滑化回数を増減させることができる。平滑化回数設定表示部263には、平滑化処理の設定回数が示される。画像形成装置100の制御部110は、設定された平滑化回数に基づいて、記録紙を定着ユニット7に通過させる回数を制御して、平滑化処理を実行される。
【0104】
そして平滑化印刷設定画面240のOKボタン270を操作すると、図14の操作画面210に移行する。操作画面210は、図9に示す操作画面210と同じ画面であるが、図14の状態では、特別機能として記録紙平滑化印刷が設定されていることを示す、記録紙平滑化印刷設定表示部218が表示されている。ユーザはこの表示により、記録紙の平滑化処理が設定されていることを確認することができる。この状態でコピーの実行指示を行うことにより、原稿画像の読み取り及び印刷処理が実行され、このときに、定着ユニット7で記録紙を加熱・加圧した後に、読み取った画像データの印刷が行われる。
【0105】
また、図14の操作画面210で、記録紙平滑化印刷の設定を解除する場合、図12の操作画面230に移行し、記録紙平滑化印刷の設定ボタン231を再度操作することで、当該設定を解除することができる。もしくは、図9の操作パネル200に設けられた全解除キー202を操作することで、記録紙平滑化印刷設定も解除することができる。
【符号の説明】
【0106】
1…露光ユニット、2…現像器、3…感光体ドラム、4…クリーナユニット、5…帯電器、6…中間転写ベルトユニット、7…定着ユニット、10…転写ローラ、11a,11b…ピックアップローラ、12a〜12d…搬送ローラ、13…レジストローラ、31…転写ローラアーム、31a…腕杆、31b…屈曲部、32…スプリング、33…転写ローラアーム、33a…横腕杆、33b…屈曲部、34…スプリング、35…スライド杆、36…カム軸、37…偏心カム、38…スライド杆、39…偏心カム、43…バックアップローラアーム、43a…横腕杆、43b…屈曲部、45…テンションローラアーム、48…検知スイッチ、51…光学センサ、61…中間転写ベルト、62…中間転写ベルト駆動ローラ、63…中間転写ベルト従動ローラ、64…中間転写ローラ、65…中間転写ベルトクリーニングユニット、66…バックアップローラ、67…テンションローラ、71…ヒートローラ、71a…ヒータ、71b…定着温度センサ、72…加圧ローラ、72a…ローラ軸、73…圧力調整部、74…駆動部、75…調整レバー、75a…支点、76…偏心カム、77…駆動モータ、78,79…ギヤ、81,82…給紙カセット、90…画像読取手段、91…排紙トレイ、92…原稿載置台、93…光源ユニット、94…ミラーユニット、95…CCD、100…画像形成装置、110…制御部、111…操作部、112…画像形成部、113…転写部、114…定着部、115…記録紙搬送部、116…表示部、117…画像入力部、120…自動原稿処理装置、130…装置本体、200…操作パネル、201…スタートキー、202…全解除キー、203…クリアキー、204…テンキー、205…ハードキー群、206…操作表示部、210…操作画面、211…特別機能設定ボタン、212,213…設定ボタン、214,215…設定ボタン、216…状態表示部、217…原稿設定ボタン、220…設定画面、221…矢印、231…設定ボタン、232…OKボタン、240…平滑化印刷設定画面、250…圧力設定部、251…増加ボタン、252…減少ボタン、253…圧力設定表示部、260…平滑化回数設定部、261…増加ボタン、262…減少ボタン、263…平滑化回数設定表示部、270…OKボタン。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
記録紙を搬送する記録紙搬送部と、該記録紙搬送部により搬送される記録紙に画像形成を行う画像形成部と、前記記録紙搬送部及び前記画像形成部を制御する制御部とを有する画像形成装置であって、
前記画像形成部は、像担持体に形成したトナー画像を前記記録紙上に転写する転写部と、該転写部で前記トナー画像が転写された記録紙を加熱圧着して前記トナー画像を記録紙に定着する定着部とを有し、
前記制御部は、所定条件下において、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記記録紙を前記定着部で加熱圧着する制御を行い、前記記録紙のトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させる回数と、前記記録紙が前記定着部を通過するときの前記定着部の加圧力とを可変設定可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
請求項1に記載の画像形成装置において、
前記記録紙搬送部は、前記定着部で加熱圧着された記録紙を再度前記転写部に搬送する搬送路を有し、
前記制御部は、前記所定条件下において、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記定着部で加熱圧着した記録紙を再度前記転写部に搬送することを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】
請求項2に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記記録紙が定着部を通過させる回数が、2回以上の複数回に設定された場合、前記記録紙にトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させた後、前記搬送路によって前記転写部に前記記録紙を搬送し、該転写部で前記記録紙にトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させる制御を、設定された回数分実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項4】
請求項3に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記所定の条件下において、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記記録紙を前記定着部を通過させる回数が、奇数回に設定されているとき、該奇数回の設定により記録紙の表裏が反転する旨を所定の手段で警告することを特徴とする画像形成装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか1に記載の画像形成装置において、
前記転写部は、複数の像担持体と、該複数の像担持体上に形成した前記トナー画像を転写する中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに転写された前記トナー画像を前記記録紙上に転写するための転写ローラと、前記像担持体と前記中間転写ベルトとを接触または離間させる駆動機構部とを有し、
前記駆動機構部は、前記所定の条件下において、前記像担持体と前記中間転写ベルトとを離間させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項6】
像担持体に形成したトナー画像を前記記録紙上に転写する転写部と、該転写部で前記トナー画像が転写された記録紙を加熱圧着して前記トナー画像を記録紙に定着する定着部とを有する画像形成装置で実行する画像形成方法であって、
前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記記録紙を前記定着部で加熱圧着するステップと、
前記加熱圧着した記録紙を前記転写部に搬送して、前記トナー画像を前記記録紙上に転写する転写ステップとを有し、
前記トナー画像の転写を行わずに加熱圧着するステップは、前記記録紙のトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させる回数と、前記記録紙が前記定着部を通過するときの前記定着部の加圧力とを可変設定可能とすることを特徴とする画像形成方法。
【請求項1】
記録紙を搬送する記録紙搬送部と、該記録紙搬送部により搬送される記録紙に画像形成を行う画像形成部と、前記記録紙搬送部及び前記画像形成部を制御する制御部とを有する画像形成装置であって、
前記画像形成部は、像担持体に形成したトナー画像を前記記録紙上に転写する転写部と、該転写部で前記トナー画像が転写された記録紙を加熱圧着して前記トナー画像を記録紙に定着する定着部とを有し、
前記制御部は、所定条件下において、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記記録紙を前記定着部で加熱圧着する制御を行い、前記記録紙のトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させる回数と、前記記録紙が前記定着部を通過するときの前記定着部の加圧力とを可変設定可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
請求項1に記載の画像形成装置において、
前記記録紙搬送部は、前記定着部で加熱圧着された記録紙を再度前記転写部に搬送する搬送路を有し、
前記制御部は、前記所定条件下において、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記定着部で加熱圧着した記録紙を再度前記転写部に搬送することを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】
請求項2に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記記録紙が定着部を通過させる回数が、2回以上の複数回に設定された場合、前記記録紙にトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させた後、前記搬送路によって前記転写部に前記記録紙を搬送し、該転写部で前記記録紙にトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させる制御を、設定された回数分実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項4】
請求項3に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記所定の条件下において、前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記記録紙を前記定着部を通過させる回数が、奇数回に設定されているとき、該奇数回の設定により記録紙の表裏が反転する旨を所定の手段で警告することを特徴とする画像形成装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか1に記載の画像形成装置において、
前記転写部は、複数の像担持体と、該複数の像担持体上に形成した前記トナー画像を転写する中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに転写された前記トナー画像を前記記録紙上に転写するための転写ローラと、前記像担持体と前記中間転写ベルトとを接触または離間させる駆動機構部とを有し、
前記駆動機構部は、前記所定の条件下において、前記像担持体と前記中間転写ベルトとを離間させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項6】
像担持体に形成したトナー画像を前記記録紙上に転写する転写部と、該転写部で前記トナー画像が転写された記録紙を加熱圧着して前記トナー画像を記録紙に定着する定着部とを有する画像形成装置で実行する画像形成方法であって、
前記転写部で前記トナー画像の転写を行わずに前記記録紙を前記定着部で加熱圧着するステップと、
前記加熱圧着した記録紙を前記転写部に搬送して、前記トナー画像を前記記録紙上に転写する転写ステップとを有し、
前記トナー画像の転写を行わずに加熱圧着するステップは、前記記録紙のトナー画像の転写を行わずに前記定着部を通過させる回数と、前記記録紙が前記定着部を通過するときの前記定着部の加圧力とを可変設定可能とすることを特徴とする画像形成方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2013−101197(P2013−101197A)
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−244192(P2011−244192)
【出願日】平成23年11月8日(2011.11.8)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年11月8日(2011.11.8)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】
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