JP2001209291A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 幅が狭く長さが短い小サイズ記録材の通紙
を、余分なセンサー等の採用による大型化、コストアッ
プ化なしに検出して、小サイズ記録材通紙時の定着手段
の非通紙部の過昇温を低減し、これにともなう定着手段
の破壊等の重大な危機や高温オフセットを防止すること
を可能とした画像形成装置を提供することである。 【解決手段】 記録材の搬送方向に直交する幅方向にお
ける画像情報の存在する範囲が偏っていて、画像情報が
小サイズ紙に対応する画像幅内にしかないことを、画像
情報に基づき判別したら、記録材を小サイズ紙と判定、
検知する。そして記録材サイズの検知結果に基づき、記
録材の給紙間隔を調整するスループット制御により画像
形成に供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式等を
用いた画像形成装置に関し、特に長さ、幅の異なる記録
材に画像形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いた画像形成装置とし
て、たとえば図１に示すようなレーザープリンタが知ら
れている。

【０００３】このプリンタは、図１に示すように、給紙
カセット１０から記録材としての用紙が給紙ガイド７に
導かれ、導かれた用紙は、その搬送路上にあるトップセ
ンサ１３のレバーを倒し、用紙の先端がトップセンサ１
３の位置を通過したことが検知される。トップセンサ１
３のレバーは、用紙の後端が通過すると元に戻り、用紙
後端がトップセンサ１３の位置を通過したことが検知さ
れる。

【０００４】先端がトップセンサ１３を通過した用紙
は、感光ドラム１下部の転写ローラ６と対向した転写部
に達し、感光ドラム１上のトナー像が転写される。

【０００５】感光ドラム１は、その表面に帯電ローラ１
１によって一様均一な帯電がなされ、レーザー走査露光
装置２から出た画像信号に対応したレーザー光Ｌを照射
されて、表面に静電潜像が形成される。その潜像は、現
像器２によって選択的にトナーが付着されて現像され、
トナー像として可視化され、感光ドラム１の回転にとも
ない転写部へ搬送される。転写部では、転写ローラ６が
用紙の裏面（背面）からトナーと逆極性の電界を加える
ことにより、トナー像を用紙に転写する。

【０００６】トナー像が転写された用紙は、搬送ガイド
に導かれて定着器１２へと達し、そこで熱および圧力が
印加されて、用紙の先端からトナー像が用紙に定着され
ていく。

【０００７】定着器１２は、図２に示すような構成で、
いわゆるフィルム加熱方式を用いた定着装置である。加
熱体としてのヒーター２２をヒーターホルダー２３に支
持し、これを定着フィルム２１を介して加圧ローラ２５
に図示しない加圧手段によって圧接している。定着フィ
ルム２１は加圧ローラ２５の回転駆動によって従動回転
し、ニップＮに導入された記録材を搬送するとともに加
熱体の熱をフィルムを介して記録材に付与する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】通常、画像形成装置に
は、様々な幅や長さを持った記録材が通紙される。封筒
のような特に幅の狭い記録材を定着器１２に連続通紙す
ると、定着器内で記録材の通過する部分と通過しない部
分との熱の消費量の差から、通過しない部分での温度上
昇が大きくなる、いわゆる非通紙部過昇温が発生する。

【０００９】この過昇温が発生すると、加熱ローラの熱
膨張に不均一を生じ、ゴムが破断したり、フィルムの送
り速度に差が生じて、ねじれが発生したりする。あるい
は、小サイズ紙の通紙直後に大サイズ紙を通紙すると、
小サイズ紙の非通紙部が高温になっているため、ここで
トナーの溶融過多が起こり、小サイズ紙の非通紙部に相
当する部分で高温オフセットも発生する。

【００１０】したがって、このような問題を防止するた
め、従来の装置では、封筒のような小サイズ紙の通紙時
には、記録材の給紙間隔（紙間）を長くする、いわゆる
スループットを下げることによって、定着器の非通紙部
の過昇温の低減を図っている。

【００１１】すなわち、通紙中は、紙に熱を奪われる通
紙部も、奪われない非通紙部も加熱体上は全く同じ発熱
量であるため、非通紙部に蓄積される熱量が過剰に増大
していくのに対して、紙のないときや紙間では、長手方
向で蓄積される熱量はほぼ等しく、かつ紙がない分、発
熱量が下がるため、通紙中に生じた熱量のムラをならす
効果が期待できる。したがって、紙のない紙間時間を長
くすることにより、ある程度レベルを良くすることがで
きるのである。

【００１２】小サイズ紙と通常サイズ紙の判別の方法と
しては、搬送路上にトップセンサとは別にもう一つ紙幅
検知センサを設け、図８に示すように、その別のセンサ
１４を幅方向において小サイズと通常サイズの用紙を判
別できる位置に配置する。図８の場合では、中央を通紙
基準とする装置で、紙幅検知センサ１４を通紙基準中央
から７８ｍｍの位置に配置してあり、トップセンサ１３
が用紙を検知し、かつこの紙幅検知センサ１４が用紙を
検知した場合に、用紙が通常サイズであると認識する。
トップセンサ１３が用紙を検知し、かつ紙幅検知センサ
１４が用紙を検知しない場合は、幅の狭い小サイズ用紙
と判断する。

【００１３】この方法では、確実に小サイズ紙を検知で
きるが、装置のコストダウンおよび小型化の点で好まし
くない。そのため、簡易的にトップセンサを用いて、単
純に長さの短い用紙を幅も狭い用紙として認識する方法
がよく用いられている。すなわち、トップセンサ１３が
用紙の検知状態にある時間に応じて、用紙のサイズを判
断し、たとえば長さが２５０ｍｍ以上の用紙を通常サイ
ズ、２５０ｍｍ未満のサイズを幅の狭い小サイズと判定
して、小サイズの場合にスループットを下げるのであ
る。

【００１４】しかしながら、上記のように単純に用紙の
長さのみで、小サイズ紙の判定を行うと、幅が狭くて長
さが長い特殊な用紙サイズに対しては、対応できないと
いう問題がある。

【００１５】たとえば、名刺作成用途の幅９０ｍｍ、長
さ２９７ｍｍといった特殊用紙の場合、幅は極めて狭い
にもかかわらず、長さはＡ４サイズと同等であるため、
上記の判定方法では、通常のＡ４サイズ紙と認識してし
まう。そのため、スループットが下がらず、しかも小サ
イズ紙と認識できるものよりも長さが長いため、非通紙
部過昇温は封筒等の小サイズ紙よりもさらに悪化する。
場合によっては、定着器自体が溶融し、発火の恐れも出
てくる。

【００１６】本発明の目的は、幅が狭く長さが短い小サ
イズ記録材の通紙を、余分なセンサー等の採用による大
型化、コストアップ化なしに検出して、小サイズ記録材
通紙時の定着手段の非通紙部の過昇温を低減し、これに
ともなう定着手段の破壊等の重大な危機や高温オフセッ
トを防止することを可能とした画像形成装置を提供する
ことである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
電気信号化された画像情報に基づきトナー像を給紙され
る記録材上に形成し、定着手段により加熱定着して排出
する画像形成装置において、前記画像情報に基づいて記
録材の搬送方向と直交する方向のサイズを判別して、前
記判別された記録材の前記直交方向のサイズに基づいて
記録材の給紙間隔を制御することを特徴とする画像形成
装置である。

【００１８】本発明の一態様によれば、前記トナー像を
像担持体上に形成した後、転写手段によって記録材上に
転写することにより、前記記録材上にトナー像を形成す
る。また、前記転写手段は、記録材の裏面に接触して転
写電圧を付与することにより、前記トナー像を記録材上
に転写するようになっており、そして前記転写手段によ
る転写時の転写電流値を検知する検知手段を有し、前記
画像情報に基づく前記記録材の前記直交方向のサイズの
判別の他に、前記検知された転写電流値に基づく前記記
録材の前記直交方向のサイズの判別を加味する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例を図面
に則して更に詳しく説明する。

【００２０】実施例１ 図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す断面図
である。本装置の機械的構成は既に従来の技術の項で説
明したので、詳しい説明は省略する。

【００２１】本実施例では、最大用紙幅がレター（ＬＥ
ＴＴＥＲ）サイズで、プロセススピードが３４．７ｍｍ
／秒、Ａ４サイズ紙を６枚／分で出力する装置を例にと
って説明する。

【００２２】図１において、プリント指令が装置に入力
されると、給紙カセット１０から給紙された記録材とし
ての用紙が給紙ガイド７に導かれ、導かれた用紙は、そ
の搬送路上にあるトップセンサ１３のレバーを倒し、用
紙の先端がトップセンサ１３の位置を通過したことが検
知される。用紙後端がトップセンサ１３を通過するま
で、トップセンサ１３は用紙が存在していること（紙有
り状態）を検知し続ける。やがて用紙は、感光ドラム１
下部の転写ローラ６と対向した転写部に達し、感光ドラ
ム１上のトナー像が転写される。

【００２３】感光ドラム１は、その表面に帯電ローラ１
１によって一様均一な帯電がなされ、レーザー走査露光
装置（露光手段）３から出た画像信号に対応したレーザ
ー光Ｌを照射されて、表面に静電潜像が形成される。そ
の潜像は、現像器２によって選択的にトナーが付着され
て現像され、トナー像として可視化され、感光ドラム１
の回転にともない転写部へ搬送される。転写部では、転
写ローラ６が用紙の裏面（背面）からトナーと逆極性の
電界を加えることにより、トナー像を用紙に転写する。

【００２４】トナー像が転写された用紙は、搬送ガイド
に導かれてフィルム加熱方式の定着器１２へと達し、そ
こで熱および圧力が印加されて、用紙の先端からトナー
像が用紙に定着されていく。用紙の後端がトップセンサ
１３の位置を通過すると、トップセンサ１３のレバーが
元に戻り、用紙後端がトップセンサ１３の位置を通過し
たことが検知される。つまり、トップセンサ１３は用紙
が存在しない状態（紙無し状態）になったことを検知す
る。そして、連続プリントの場合には、一定間隔でつぎ
の用紙を給紙し、同様のプロセスを経てプリントを生成
していく。

【００２５】用紙のスループットは、トップセンサ１３
が紙先端、あるいは後端を検知してから一定時間経過後
につぎの用紙を給紙することで保たれる。用紙の幅が狭
い所謂小サイズ紙が通紙された場合は、スループットを
４枚／分に下げ、非通紙部過昇温の低減を図る。

【００２６】つぎに本実施例による小サイズ紙の認識方
法について説明する。

【００２７】本実施例では、記録材の搬送方向に直交す
る方向、つまり記録材の幅方向における画像信号の存在
する範囲が、図３、図４のように偏っている場合、すな
わち画像情報が小サイズ紙に対応する画像幅内にしかな
い場合に、小サイズ紙と判定する。図３は通紙基準位置
が中央の場合、図４は通紙基準位置が左側端部の場合で
ある。小サイズ紙と判定する幅サイズは、本実施例では
１５０ｍｍとする。もちろん、この値は装置によって異
なり得る。

【００２８】具体的には、まず１枚目の画像情報として
のレーザー走査露光装置３の点灯を検出する。このと
き、レーザー走査露光装置３が上記のような小サイズ紙
に対応する位置でしか点灯されていなかった場合、１枚
目は小サイズ紙であったと判定し、２枚目の給紙タイミ
ング（給紙間隔）を遅らせて、スループットを以降４枚
／分に低下させる。

【００２９】そして、２枚目以降で図３、図４の範囲外
にレーザー走査露光装置３の点灯があった場合は、つぎ
の用紙の給紙でのスループットは、通常の６枚／分のタ
イミングとする。

【００３０】このように、画像情報によって用紙のサイ
ズを判定し、小サイズ紙の場合にスループットを低下さ
せる制御を用いることにより、幅が狭く長さが長い特殊
紙の通紙に対して、余分なセンサー等の採用による装置
の大型化、コストアップ化をすることなしに、定着器１
２の非通紙部昇温の低減を達成し、定着器の破壊、発火
といった最悪の事態を防止することができる。

【００３１】ところで、画像パターンで小サイズ紙の判
断を行うと、通常サイズの用紙に偏った範囲で画像デー
タを印刷した場合に誤検知をする恐れがある。しかし、
このスループット制御が働くのは連続プリント時のみで
あり、連続でそのような画像が出力されることはほとん
どない。しかし、誤検知の可能性を減らすために、数枚
連続でそのような画像パターンがきたときに、たとえば
２枚続いたなら、スループットを低下させるといった方
法とをとることもできる。

【００３２】また、他の画像情報の検知方法としては、
ホストコンピューターから送られてくるデータの画像処
理をするプリントコントローラー上において、予め画像
パターンを認識し、その情報を装置本体の制御をするエ
ンジンコントローラーに伝達して、スループットの制御
を行うようにしてもよい。この方法では、装置のレーザ
ー点灯を検出するよりも速くスループット制御を決定で
きる。特に画像データー１枚分を完全にプリントコント
ローラーのメモリーに蓄積してから、プリントを開始す
る装置の構成の場合には、プリント開始前にスループッ
トを決定することができる。

【００３３】実施例２ 本実施例では、実施例１において、通紙時の転写電流の
検知による用紙サイズの判別を加えて、用紙サイズの判
定をより正確に行うようにした。

【００３４】本実施例の画像形成装置の基本構成は、実
施例１とほぼ同様であり、感光ドラム１上に帯電ローラ
１１によって一様均一な帯電を施し、レーザー走査露光
装置３から出た画像信号に対応した光Ｌによって潜像を
形成し、この潜像を現像器２によって現像し、得られた
トナー像を搬送されてきた用紙に転写ローラ６によって
転写し、その後、定着器１２によって画像の定着を行
う。

【００３５】図５は、感光ドラムおよびその周辺の転写
ローラ等を示す拡大図である。

【００３６】転写ローラ６は、鉄、ＳＵＳ等の芯金６ａ
上に、ＥＰＤＭ、シリコーン、ＮＢＲ、ウレタン等のソ
リッド状または発泡スポンジ状の弾性層６ｂを形成して
なっており、図示しない加圧バネ等により所定の加圧力
で感光ドラム１に圧接されている。転写ローラ６の硬度
（ローラ硬度）は３０〜７０°（アスカーＣ、１ｋｇ加
重）、抵抗値は１０⁶〜１０¹⁰Ωの範囲とする。

【００３７】この転写ローラ６と感光ドラム１との間で
用紙を挟んで搬送する間に、転写ローラ６の芯金６ａに
トナーと逆極性の電圧を印加することにより、感光ドラ
ム１上のトナー像が用紙の表面に静電的に転写される。

【００３８】転写電圧の制御としては、転写ローラ６の
抵抗値変動等に起因する転写不良等を防止するために、
特開平２−１２３３８５号公報に開示されるように、転
写ローラの抵抗値に応じて転写電圧を適切に制御するＡ
ＴＶＣ（Ａctive ＴransferＶoltage Ｃontrol）を用
いている。

【００３９】ＡＴＶＣ制御は、画像形成装置の前回転工
程中の転写ローラから感光ドラムに所望の定電流バイア
スＩ０を印加し、そのときの電圧値Ｖ０から転写ローラ
６の抵抗値を検知し、印字工程の転写時に転写バイアス
としてその抵抗値に応じた定電圧バイアスＶｔを転写ロ
ーラ６に印加して、転写不良等を防ぐものである。本実
施例では、Ｉ０として定電流２μＡを印加して、転写ロ
ーラ６の抵抗値を検知した。また定電圧バイアスＶｔの
印加時には転写電流Ｉｔの値を検知している。

【００４０】図６は幅の狭い用紙の通紙時、図７は通常
サイズ紙の通紙時の転写部を示す模式図である。幅の狭
い用紙の通紙時、転写部では図６に示すように、転写ロ
ーラ６と感光ドラム１が直接接触する面積が、通常サイ
ズ紙通紙時よりも大きくなる。定電圧印加時の転写電流
は、感光ドラム１と転写ローラ６の間に挟まれている用
紙Ｐの抵抗値によって変化するが、用紙の幅が狭いほ
ど、転写ローラ６と感光ドラム１が直接接触する面積が
増えるため、転写電流も大きくなる。したがって、転写
電流Ｉｔによって、用紙の幅をある程度検知することが
可能である。

【００４１】本実施例では、まず実施例１のように画像
情報に基づいて、小サイズ紙（幅の狭い用紙）の識別を
行うとともに、その画像情報が転写される用紙が、搬送
・転写を受けているときの転写電流Ｉｔによってもう一
度、用紙サイズ（幅）の識別を行う。

【００４２】本実施例では、転写電流Ｉｔの閾値を２．
５μＡとし、これ以上の値を検出したら小サイズ紙と認
識する。むろん、これは装置構成によって異なるもので
ある。

【００４３】転写電流の検知は、用紙に対して転写バイ
アスを印加してから０．５秒後に開始し、少なくとも転
写ローラ１周分以上の時間行い、それらの平均値をとる
のが好ましい。これは、転写ローラの周方向での抵抗値
のむらを考慮して、なるべく精度よく転写電流Ｉｔを検
知するためである。

【００４４】そして、画像情報と転写電流Ｉｔの両方
で、用紙が小サイズ紙と識別されたら、連続プリントの
場合、つぎの用紙の給紙を遅らせ、スループットを低下
させる。画像情報が小サイズの領域にしかなく、実施例
１では小サイズ紙と認識されていたものでも、転写電流
Ｉｔが２．５μＡ以下の場合には通常サイズ紙として、
スループットの低下は行わない。画像情報が通常サイズ
を示していた場合も、むろん同様である。

【００４５】実施例１のように画像情報だけで小サイズ
の識別を行うと、１枚通紙だけでの識別では用紙サイズ
の誤検知の恐れがかなりあったが、本実施例のように転
写電流Ｉｔによる識別を組み合わせてさらに細かい識別
を行うことにより、誤検知の可能性を限りなくゼロにす
ることができる。

【００４６】これにより、正確に必要なときだけスルー
プットを低下させ、小サイズ紙通紙時の非通紙部過昇温
を低減することができる。

【００４７】なお、上記の構成にトップセンサを用いて
単純に長さの短い用紙を幅も狭い用紙として認識する従
来の方法を組み合わせても、何ら問題がないことはいう
までもない。これは、実施例１も同様である。

【００４８】また定着器も定着フィルムを用いたオンデ
マンド方式のものを用いたが、いわゆる熱ローラ方式の
ものでも同様の効果を得ることができ、これも実施例１
への適用に対してなんら障害はない。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像情報に基づいて、もしくはこれと転写時の転写電流
とに基づいて記録材の搬送方向と直交する幅方向のサイ
ズを検知するようにしたので、幅が狭く長さが短い小サ
イズ記録材の通紙を、余分なセンサー等の採用による大
型化、コストアップ化なしに検出でき、そして検出結果
に基づき記録材の給紙間隔を制御するようにしたので、
小サイズ記録材通紙時の定着手段の非通紙部の過昇温を
低減し、これにともなう定着手段の破壊等の重大な危機
や高温オフセットを防止することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す断面図
である。

【図２】図１の画像形成装置に設置された定着器を示す
断面図である。

【図３】図１の実施例において小サイズ紙と認識すると
きの通紙基準位置が中央の場合の画像パターンを示す説
明図である。

【図４】図１の実施例において小サイズ紙と認識すると
きの通紙基準位置が左端部の場合の画像パターンを示す
説明図である。

【図５】図１の画像形成装置の感光ドラムの近辺を示す
模式図である。

【図６】図１の画像形成装置の小サイズ紙通紙時の転写
部の様子を示す断面図である。

【図７】図１の画像形成装置の通常サイズ紙通紙時の転
写部の様子を示す断面図である。

【図８】従来の画像形成装置における小サイズ紙を検知
するセンサーを示す配置図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ 現像器 ３ 露光装置 ６ 転写ローラ ７ 給紙ガイド １０ 給紙カセット １２ 定着器 １３ トップセンサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気信号化された画像情報に基づきトナ
   ー像を給紙される記録材上に形成し、定着手段により加
   熱定着して排出する画像形成装置において、 前記画像情報に基づいて記録材の搬送方向と直交する方
   向のサイズを判別して、前記判別された記録材の前記直
   交方向のサイズに基づいて記録材の給紙間隔を制御する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記トナー像を像担持体上に形成した
   後、転写手段によって記録材上に転写することにより、
   前記記録材上にトナー像を形成する請求項１の画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 前記転写手段は、記録材の裏面に接触し
   て転写電圧を付与することにより、前記トナー像を記録
   材上に転写するようになっており、そして前記転写手段
   による転写時の転写電流値を検知する検知手段を有し、
   前記画像情報に基づく前記記録材の前記直交方向のサイ
   ズの判別の他に、前記検知された転写電流値に基づく前
   記記録材の前記直交方向のサイズの判別を加味する請求
   項２の画像形成装置。