JP2005148676A

JP2005148676A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005148676A
Application number: JP2003390206A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Takahashi; 克実高僑
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】転写紙の紙詰まり処理を容易に行うことができるとともに、厚さ検出手段の損傷を防ぐ。
【解決手段】以下の構成を有する画像形成装置、転写材上に当接する位置に配置され、自在に位置変位する可動磁性体と、可動磁性体が作る磁界の大きさを、転写材の厚みとして検出する磁界センサとからなる厚さ検出手段・画像形成装置内で紙詰まりが発生した場合には、可動磁性体を転写材に当接しない方向へ退避させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に関する。

複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置において使用される転写材は、それぞれの装置によって推奨される転写材がほぼ決められている。これは、複写機等では、紙などの転写材に画像を形成する際、転写材の重さ、つまり重さとの相関関係が知られている転写材の厚さが、画像の品質を決める上で非常に大きなファクタになっているためである。特に、４色のトナー（現像剤）を１枚の転写材上に重ね合わせて１つの画像を形成するカラー複写機にあっては、白黒複写機に比べて転写材上に載せられるトナーの量がかなり多くなるため、転写材の厚さの違いが画質に大きく影響する。すなわち、トナーを溶融させて定着する一般的な加熱方式の定着器にあっては、転写材の厚さが厚い程、定着時に転写材によって奪われる熱量が多くなり、その分、トナーの溶融に供される熱量が少なくなる。このため、トナー量の多いカラー画像にあってはトナーが十分に溶融されずに定着不良を起こしがちとなる。このような定着不良を防止するため、カラー複写機においては、白黒複写機に比して、特に、シビアな温度管理が要求される。

また、転写材の厚さ（素材の密度）に応じて、トナー像を転写材に転写するための転写条件（例えば、転写バイアス）を変更することなども、良好な転写を行う上で重要である。

この転写材の厚さを自動的に検知すべく、転写材の厚さを検出する厚さ検出手段を、搬送路中に有する画像形成装置が、現在考案されている。（例えば、特許文献１参照）
ここでいう厚さ検出手段とは、転写材上に当接する位置に配置され移動自在に位置変位するように設けられた可動磁性体と、可動磁性体の周囲に固定され、可動磁性体が作る磁界の大きさを転写材の厚みとして検出する磁界センサとからなるもので、厚さ検出手段に転写材が到達する前には、可動磁性体が転写材に当接しない方向へ可動磁性体を待避させ、また厚さ検出手段に転写材が到達した後に、可動磁性体を転写材に当接させる方向へ移動させて、厚さ検出手段が出力するデータに基づいて画像形成条件を変更するものである。
特開２００１−１１６５０６号公報（図１）

上記の構成において、転写紙が厚さ検出手段に侵入した状態で紙詰まりによって停止した場合には、可動磁性体が転写材に当接しつづけていると、紙詰まりの処理が行い難く、また更には厚さ検出手段を損傷してしまう懸念もある。

本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであって、画像データに基づいて像担持体上に形成したトナー像を、搬送路を介して供給される転写材に転写した後、転写材上に定着して画像形成を行う画像形成装置において、前記搬送路中に配置されて転写材の厚さを検出する厚さ検出手段と、該厚さ検出手段が出力する厚さについてのデータに基づいて画像形成条件を変更する制御手段とを備え、前記厚さ検出手段は、転写材上に当接する位置に配置され当接によって移動自在に位置変位するように設けられた可動磁性体と、可動磁性体の周囲に固定され、可動磁性体が作る磁界の大きさを転写材の厚みとして検出する磁界センサを具備し、画像形成装置内で紙詰まりが発生した場合には、前記可動磁性体を、前記転写材に当接しない方向へ退避させることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によると、転写材上に当接する位置に配置され移動自在に位置変位するように設けられた可動磁性体と、可動磁性体の周囲に固定され、可動磁性体が作る磁界の大きさを転写材の厚みとして検出する磁界センサとからなる厚さ検出手段を有する画像形成装置において、転写紙が厚さ検出手段に侵入した状態で停止した紙詰まり処理を容易に行うことができるとともに、厚さ検出手段の損傷を防ぐことができる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、デジタルカラーの画像形成装置１の概略構成を示す。

まず、同図を参照してその構成及び動作を説明する。

同図の画像形成装置１は、装置本体２の上部にリーダ部１０を、また中間部にプリント部２０を、そして下部に転写材Ｐの給搬送部５０を備えている。

リーダ部１０は、原稿が載置される原稿台１１、載置された原稿を上方から押圧する原稿圧板１２、原稿の画像面を照射する光源１３、画像面からの反射光を導く複数のミラー１４とレンズ１５、反射光の光電変換を行うＣＣＤ１６ａ、そして種々の画像処理を行う画像処理部１６を主要構成部材として構成されている。さらに、画像処理部１６は、図２に示すように、ＣＣＤ１６ａ、Ａ／Ｄ＆Ｓ／Ｈ部１６ｂ、シェーディング補正部１６ｃ、入力マスキング部１６ｄ、変倍処理部１６ｅ、ＬＯＧ変換部１６ｆ、圧伸部１６ｇ、マスキング・ＵＣＲ部１６ｈ、γ補正部１６ｉ、そしてエッジ強調部１６ｊを有している。

上述構成のリーダ部１０の動作は次のとおりである。

原稿台１１上に原稿を、その画像面が下方を向くようにして載置し、その上から原稿圧板１２で押える。光源１３は、光を照射しながら矢印Ｋ１方向に移動し、原稿の画像面を走査する。画像面からの反射光像は、複数のミラー１４及びレンズ１５を介して、ＲＧＢの３色のフィルタが施されたＣＣＤ１６上に結像され、ここで、ＲＧＢの各色の信号に光電変換される。電気信号となった画像信号は、画像処理部１６において、図２に示す流れに従って、以下のように処理される。ＣＣＤ１６ａからの信号は、Ａ／Ｄ＆Ｓ／Ｈ部１６ｂにおいてデジタルデータに変換され、さらに返還されたデジタルデータはシェーディング補正部１６ｃと入力マスキング部１６ｄとによって修正される。また、変倍動作時には変倍処理部１６ｅで変倍処理を受ける。次に、ＬＯＧ変換部１６ｆでＲＧＢのデータがＣＭＹのデータに変換され、画像データの圧縮、記憶、伸長を行う圧伸部１６ｇに入力される。格納された画像データは、後述のプリント部２０のそれぞれの色に同期して読み出され、マスキング・ＵＣＲ部１６ｈにてマスキング処理された後、γ補正部１６ｉとエッジ強調部１６ｊとによりＹＭＣＫの出力画像データが作られ、次のプリント部２０に送出される。

プリント部２０は、図１に示すように、各色の同期をとる画像制御部２１、４つのレーザー素子、すなわちマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色用のレーザー素子２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ、２２Ｋ、後述の感光ドラム表面をレーザー光によって走査するポリゴンスキャナ２３、４つの画像形成部、すなわち転写材Ｐの搬送方向上流側から下流側に向かって（同図中、右側から左側にかけて）順に配置されたマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色用の画像形成部３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙ、３０Ｋ、そして最下流側の画像形成部３０Ｋの更に下流側に配設した定着器４０を主要構成部材として構成されている。また、上述の最上流側のマゼンタの画像形成部３０Ｍは、矢印方向に回転自在に支持された感光ドラム３１、その周囲にその回転方向に沿ってほぼ順に配設された、感光ドラム３１表面を帯電する一次帯電器３２、感光ドラム３１上の静電潜像を現像する現像器３３、感光ドラム３１上のトナー像を転写材Ｐに転写する転写帯電器３４、感光ドラム３１の転写残トナーを除去するクリーナ３５、除電を行う補助帯電器３６、そして残留電荷を除去する前露光ランプ３７とを備えている。さらに、現像器３３の現像ローラ３３ａ上の現像剤からの反射光量により現像剤濃度を検出する現像剤濃度センサＳ1と、感光ドラム３１上に形成されたトナー像からの反射光量を検出する現像濃度センサＳ2とが配置されている。

なお、他の色の画像形成部３０Ｃ、３０Ｙ、３０Ｋについては、上述のマゼンタの画像形成部３０Ｍと同様の構成であるのでその説明は省略するものとする。

上述構成のプリント部２０は、前述のリーダ部１０から送出された出力画像データに基づいて、次のようにして転写材Ｐ上にトナー像を形成する。

マゼンタの画像形成部３０Ｍにおいて、一次帯電器３２によって感光ドラム３１表面を所定の電位に均一に帯電する。画像制御部２１により出力画像データに基づいて他の色との同期をとってマゼンタ用のレーザー素子２２Ｍを駆動し、上述の感光ドラム３１表面を走査する。これにより感光ドラム３１表面には、原稿画像のうちのマゼンタに対応する静電潜像が形成される。静電潜像は、現像バイアスが印加された現像ローラ３３ａによってマゼンタのトナーが付着されてトナー像として現像される。このトナー像は、後述の転写ベルトによって搬送されてくる転写材Ｐの表面に、転写ベルト内側からの転写帯電器３４の放電によって転写される。トナー像転写後の感光ドラム３１は、表面の転写残トナーがクリーナ３５によって除去され、さらに、補助帯電器３６による除電を受け、前露光ランプ３７によって残留電荷が除去されて、一次帯電器３２の帯電から始まる次の画像形成に供される。

このマゼンタの画像形成部３０Ｍと同様にして、下流側のシアン、イエロー、ブラックの各色の画像形成部３０Ｃ、３０Ｙ、３０Ｋにおいても、各感光ドラム表面にそれぞれの色のトナー像が形成される。表面にマゼンタのトナー像が転写された転写材Ｐは、転写ベルトによって下流側のシアン、イエロー、ブラックの画像形成部３０Ｃ、３０Ｙ、３０Ｋに順次に搬送され、それぞれの色のトナー像が次々と転写され、表面に４色のトナー像が重ねられる。こうして４色のトナー像が転写された転写材Ｐは、後述の定着前ベルトによって定着器４０に搬送され、ここで定着ローラ４０ａと加圧ローラ４０ｂとによる加熱加圧を受けて表面のトナー像が定着される。定着後の転写材Ｐは、裏面に対する画像形成が行われない場合は、そのまま装置本体２外部に排出され、一方、裏面に画像を形成する場合には、次に説明する給搬送部５０によって、再度、画像形成部３０Ｍ等に供給されて、裏面にトナー像が形成された後、装置本体２外部に排出されることになる。

転写材Ｐの給搬送を行う給搬送部５０は、転写材Ｐの搬送路を有し、その転写材Ｐの搬送方向についての最上流側に、給紙カセット５１ａ、５１ｂ、給紙ローラ５２ａ、５２ｂ、搬送ローラ５３ａ、５３ｂ等を有する用紙送り装置５４を備えている。さらに給紙カセット５１ａ、５１ｂの下方には、これらを装置本体２に装着したときに、これら給紙カセット５１ａ、５１ｂに収納された転写材Ｐのサイズを検知するための用紙サイズ検出部Ｓ3、Ｓ4が付設されている。用紙サイズ検出部Ｓ3、Ｓ4は、給紙カセット５１ａ、５１ｂ側に配置された係合部と装置本体２側のサイズ検知スイッチ（いずれも不図示）とを備えており、給紙カセット５１ａ、５１ｂが装着された際に、係合部が転写材Ｐのサイズに対応したサイズ検知スイッチを作動させ、これによってサイズに対応したコード信号をサイズ情報として装置本体２に対して出力する。この用紙送り装置５４のほかに、マルチ用紙送り装置５５が設けられている。このマルチ用紙送り装置５５からは画像形成部３０Ｍ等に対して、材質、大きさ等の性状の異なる種々の転写材Ｐを供給することができる。ここから供給される転写材Ｐについての情報、例えば、材質、サイズ、厚さ等は、例えば、ユーザーが操作部（不図示）から入力したり、あるいは、厚さについては、後述のように紙厚検出部によって自動的に検出したりする。

画像形成部３０Ｍの少し上流側には、搬送されてきた転写材Ｐを一旦停止させ、また画像形成部３０Ｍ等に同期させて搬送するレジストローラ５６が配置されている。レジストローラ５６は、上下一対の上ローラ５６ａ（図７参照）と下ローラ５６ｂとを備えており、これらのローラ５６ａ、５６ｂにより転写材Ｐを表裏両面から挟み込むようにして搬送する。

この時、一旦停止させられて転写材Ｐの厚さを検出するために、レジストローラ５６の上流側に紙厚検出部（厚さ検出手段）Ｓ5が構成されている。なお、紙厚検出部Ｓ5の詳細な構成及び動作については後に説明する。

レジストローラ５６の下流側には、前述の各色の画像形成部３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙ、３０Ｋの各感光ドラムに下方から接触するようにして矢印Ｋ５７方向に周回する転写ベルト５７が配置されている。転写ベルト５７はその表面に転写材Ｐを担持して、これを各画像形成部３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙ、３０Ｋに搬送するように構成されている。

転写ベルトの下流側には、定着器４０との間に、矢印Ｋ５８方向に周回可能な定着前ベルト５８が配設されている。また、定着器４０のすぐ下流側には、定着後の転写材Ｐの腰付けのための加圧を、切り換え可能な複数の加圧力で行うことができる加圧機構部（湾曲加圧装置）５９（後に詳述）が配設されている。加圧機構部５９の下流側には、転写材Ｐの排出か再給紙かを選択する排出フラッパ６０、排紙トレイ６１が配設され、また、排出フラッパ６０の下方には、反転搬送路６２、反転フラッパ６３が配設され、さらに下流側には、再給紙搬送路６４、再給紙装置６５が配設されている。

上述構成の給搬送装置５０は、次のように動作する。用紙送り装置５４又はマルチ用紙送り装置５５から給紙された転写材Ｐは、レジストローラ５６によって一時停止され、その後、前述の画像形成部３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙ、３０Ｋの感光ドラム上に形成された各色のトナー像に同期するようにして、レジストローラ５６によって挟持搬送され、さらに転写ベルト５７によって担持搬送される。マゼンタの画像形成部３０Ｍを通過する際に、転写帯電器３４によって、表面にマゼンタのトナー像が転写される。転写材Ｐは、その後同様にして、シアン、イエロー、ブラックの各画像形成部３０Ｃ、３０Ｙ、３０Ｋを通過する際に、それぞれの色のトナー像が順次に転写される。４色のトナー像の転写が終了した転写材Ｐは、定着前ベルト５８によって定着器４０に運ばれ、ここで加熱、加圧を受けて表面のトナー像が定着される。トナー像定着後の転写材Ｐは、加圧機構部５９によって腰付けが行われる。ここで、片面画像形成時には、排出フラッパ６０が排出側にセットされ、転写材Ｐは排紙トレイ６１上に排出される。一方、両面画像形成時には、排出フラッパ６０が再給紙側にセットされ、これにより、転写材Ｐは、反転搬送路６２に導かれ、その後端が反転フラッパ６３を通過するまで下方に向けて搬送される。その後、反転フラッパ６３を切り換え、転写材Ｐを上方に向けて搬送すると、転写材Ｐは、反転フラッパ６３により再給紙搬送路６４に導かれ、再給紙装置６５に収納される。これにより、転写材Ｐは、表裏反転される。転写材Ｐは、ここから画像形成部３０Ｍ等に再給紙され、表面に画像形成を行ったときと同様にして、裏面に画像形成が行われ、その後、排紙トレイ６１上に排出される。

以上で、画像形成装置全体についての構成及び動作の説明を終える。

次に、図３に、上述の画像形成装置におけるブロック図を示す。このブロック図は、転写材Ｐに応じた最適な画像形成を行うためのブロック図である。システムコントローラ７１は、画像形成装置の各種制御を行うものであり、内部のＣＰＵによって統括的に制御を行う。同図中、７２はリーダ部１０の一部を構成する画像入力部、１６は画像処理部、２１は画像データに基づき半導体レーザーを変調駆動するレーザー駆動回路（画像制御部）、そして２２はレーザー駆動回路２１によって駆動される半導体レーザ（レーザー素子）である。また、３１、３３、３４は、前述のマゼンタの画像形成部３０Ｍを構成する部材であり、それぞれ３１は半導体レーザー２２の出力光により静電潜像が形成される感光ドラム、３３は感光ドラム３１上の潜像に応じた現像を行う現像器、そして３４は感光ドラム３１上のトナー像を転写材Ｐに転写する転写帯電器である。さらに、４０は転写材Ｐ上のトナー像を加熱加圧して定着させる定着器、５９は定着後の転写材Ｐに腰を付けるための加圧機構部である。そしてＳ6は、画像処理部１６から出力される画像データに基づいて画像濃度分布を推定する濃度分布推定回路（以下適宜「推定回路」という、後に詳述）である。

つづいて、図３のブロック図を参照して前述構成の画像形成装置において、最適な画像形成を行うための動作について説明する。原稿の画像情報は、画像入力部７２を通して電気信号として入力され、画像処理部１６において、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、ＬＯＧ変換、ＵＣＲ処理、γ補正など画像形成に必要な画像処理が加えられ、出力画像データとして出力される。この出力画像データに基づいて、レーザー駆動回路２１が駆動され、半導体レーザー２２を変調駆動する。その半導体レーザー２２の出力光を帯電済の感光ドラム３１上にスキャン露光することにより、感光ドラム３１表面には、画像データに対応する電荷分布、すなわち静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器３３によってトナーが付着されマゼンタのトナー像として現像される。

このマゼンタのトナー像は、前述の給搬送部５０によって搬送されてきた転写材Ｐ表面に転写される。この転写材Ｐは、トナー像転写前に、あらかじめ用紙サイズ検出部Ｓ3（Ｓ4）によってサイズが検出され、また、紙厚検出部Ｓ5によって厚さが検知されたものである。またトナー像の転写によって、現像器３３内のトナーは転写材Ｐ上に転移することになるが、転写材Ｐではトナー像は、トナーの分布として認識される。推定回路Ｓ6は、この転写材Ｐ上のトナーの分布、すなわち画像濃度分布を、画像形成に用いたものと同じ画像データを基にして推定する。転写材Ｐ上には、さらに、下流側のシアン、イエロー、ブラックの各画像形成部３０Ｃ、３０Ｙ、３０Ｋによって、それぞれの色のトナー像が順次に転写される。これらの転写に際しても、上述の推定回路Ｓ6によって、同様に、それぞれの色の画像濃度分布の推定が行われる。

転写材Ｐ上に４色分のトナー像は、定着器４０によって加熱、加圧されて定着される。このトナーを加熱定着するには、最適な定着温度があり、それは、用紙サイズ検出部Ｓ3、Ｓ4が検出する転写材Ｐのサイズ、紙厚検出部Ｓ5が検出する転写材Ｐの厚さ、そして推定回路Ｓ6が推定する画像濃度分布等に基づいて定着条件を変更することで、実現している。

例えば、定着器４０の定着ローラ４０ａと加圧ローラ４０ｂとによって転写材Ｐを挟持搬送しながら加熱するに際し、転写材Ｐの厚さに応じて、定着ローラ４０ａの回転数制御を行って転写材Ｐの搬送速度（定着速度）を変化させ、これにより、最適な定着条件を実現している。すなわち、転写材Ｐの厚さが厚い場合には、定着速度を遅くし、反対に転写材Ｐの厚さが薄い場合には、定着速度を速くして、トナー像に対しこれを溶融するに十分な熱量が与えられるようにしている。

また、感光ドラム３１から転写材Ｐ上にトナー像を転写する際に転写帯電器３４に印加する転写バイアスを、転写材Ｐのサイズ、厚さについての情報に基づいて、決定するようにしている。

さらに、転写材Ｐのサイズ、厚さに応じて、加熱定着後の転写材Ｐの腰付けを行う加圧機構部５９の加圧量を切り換えることにより、最適なカール取りの加圧制御が可能となる。

すなわち、図３に示すブロック図においては、用紙サイズ検出部Ｓ3、Ｓ4、紙厚検出部Ｓ5、推定回路Ｓ6の出力に基づいて、転写帯電器３４、定着器４０、加圧機構部５９等を適宜に制御し、最適な画像形成を行うようにしている。

次に、用紙サイズ検出部Ｓ3、Ｓ4については前述したので、ここでは、推定回路Ｓ6、紙厚検知部Ｓ5、加圧機構部５９について詳述する。

図４に、推定回路Ｓ6の詳細な回路図を示す。ここで、現像剤（トナー）使用量は概略としては画像データの積算値に比例すると考えられることから、推定回路Ｓ6として一画像中を複数の領域に分け、その各領域での画像データ値の積算を行う回路を考え、本実施の形態では画像を４×４の１６領域に分割した、図５に示すＣ00〜Ｃ33を算出する例で説明を行う。ここで、Ｃmnは各領域の画像濃度値である。

図４中、Ｄａｔａは画像データであり、本実施の形態では８ビットの信号とする。Ｖclkは画像データの同期信号であり、Ｖsyncは一画像区間開始を示す副走査同期信号である。Ｈenableは主走査画像有効区間信号であり、Ｖenableは副走査画像有効区間信号である。用紙サイズ検出部Ｓ3、Ｓ4によって検出された転写材Ｐのサイズに基づき、システムコントローラ７１は画像形成を行う主走査の画素数Ｎ、副走査の画素数Ｍを導き出し、濃度分布の一領域に対応するＭ／４、Ｎ／４の算出を行う。８１は主走査の領域を計数するカウンタ、８２、８５はＯＲゲート、８３は主走査の領域を指示する数値を示すアップカウンタ、８４は副走査の領域を計数するカウンタ、８６は副走査の領域を指示する数値を示すアップカウンタ、８７はアップカウンタ８３、８６の領域を示す数値をエンコードするエンコーダ、８８は画像データが入力されるフリップフロップ、８９はイネーブル信号を生成するＡＮＤゲート、９０は画像データと選択された領域の画像データ積算値とを加算する加算器、９１、９３、９５は各領域の画像データ加算値を記憶するフリップフロップ、９２、９４、９６は各領域のイネーブルを生成するＡＮＤゲート、９７、９８、９９は各領域の画像データ積算値を加算器に出力する出力イネーブル付きのバッファである。

主走査の領域の計数は主走査の領域の画素数Ｎ／４を画像形成前にＶsyncによりカウンタにロードし、Ｖclkを計数しダウンカウントし、Ｎ／４まで計数した時点でＮ／４を再ロードするとともにアップカウンタ８３にｎクロックとなるキャリーを出力し、領域を示すアップカウンタ８３の出力をインクリメントしていくこで、Ｎ／４画素ごとにアップカウンタ８３の出力を増加させることで実現する。副走査の領域に関しても主走査の場合と同様に、ＨsyncをＭ／４個ずつカウントすることで、Ｍ／４ラインごとの領域信号を生成し、エンコーダ８７に出力する。一方、画像データは、ＨenableとＶenableとのＡＮＤゲート８９によるイネーブル区間の間、フリップロップ８８にＶclk 同期で記憶される。そのフリップロップ８８の出力は加算器９０の一方の入力に入力される。加算器９０の他方の入力には、各領域を示すエンコード信号によって出力制御されたバッファ９７、９８、９９からの所定の領域のデータ出力が入力される。この２つのデータを加算しその出力を、所定の領域に対応するようにイネーブル制御されたフリップロップに記憶することで、エンコーダ８７が指示する領域に対応する画像データの積算値Ｃ00〜Ｃ33が各フリップロップに記憶され、システムコントローラ７１に読み込まれた濃度分布が推定される。また、図６にビデオ系の各信号、すなわちＶsync、Ｖenable、Ｈsync、Ｈenable、Ｄａｔａ、Ｃの概略のタイミングを示す。

算出された画像濃度データＣ00〜Ｃ33からの画像濃度分布の推定はシステム
コントローラ７１での演算によって行う。

次に、図７ａに本実施の形態で使用した紙厚検出部Ｓ5を示す。

紙厚検知部Ｓ5は、変位量検知手段１００とレジストローラ５６、転写材検知センサ１０５、変位量検知手段１００の磁性体１００ａ（本装置ではsus304を使用）を上下動させるための検知レバー１０６とその支持部材１０３、および検知レバーを駆動して、磁性体１００ａを上下動させるためのソレノイド１０２とその駆動部１０４、更に、磁性体１００ａを常時磁界センサ１００ｂ側に位置決めさせるためのスプリング１０３とを備えている。

この磁性体１００ａは、ソレノイド１０２が駆動されていない場合、即ち、装置のスタンバイ状態などの通常状態では、スプリング１０１によって、磁界センサ１００ｂ側に固定されており、磁界センサ１００ｂ出力が、転写材を挟んでいない状態の信号を出力するように設置されている。

以下には、紙厚検出部Ｓ5の制御について詳細な説明をする。紙厚検出部Ｓ5の制御は図示しない各種センサ、特に転写材検知センサ１０５等の出力をもとに、ソレノイド１０２の駆動、また、磁界センサ１００ｂの信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器の制御信号Ｓ１２（Ａ／Ｄクロックなど）、およびＡ／Ｄ後の厚さデータＳ１４（本装置では８ｂｉｔ）は、全てシステムコントローラ７１上のＣＰＵにより統括的に制御演算される。

まず、変位量検知手段１００の詳細について説明する。

磁界センサ１００ｂは、互いが磁気的に結合しており、可動磁性体１００ａの位置変化に応じてインダクタンスが変化するように配置されたコイルＬ１、Ｌ２と、既定周波数の発振器ＯＳＣの出力信号をコイルＬ１に出力し、コイルＬ２との間で共振回路が構成されるコンデンサＣ１、Ｃ２とを備えており、コイルＬ１とＬ２により可動磁性体１００ａが基準位置（転写材Ｐがなく、可動磁性体１００ａの下面が磁界センサ１００ｂに当接した状態）で発振周波数に同調するように構成されている。その後、検波回路を経由して、可動磁性体１００ａが作る磁界の大きさを、電圧として出力させ、アンプＡＭＰ１によって、Ａ／Ｄ変換器ＡＤ１の入力既定電圧まで増幅された後、Ａ／Ｄ変換器ＡＤ１によって、厚さデータが出力される。

ここで、発振周波数は、経済的な理由により数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚに選定されている。これは、周波数が低いと、Ｌ１、Ｌ２、Ｃ１、Ｃ２の容量を大きくする必要性がある一方、周波数が高いと、回路上の取り扱いが難しくなり、どちらにしても、コストアップを招くためである。また、検波回路は、カップリングコンデンサＣ３、ダイオードＤ１、Ｄ２、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ４、アンプＡＭＰ１から構成されている。抵抗Ｒ１、コンデンサＣ４の時定数は、アンプＡＭＰ１の入力レベルがリップルによって変動しない程度まで高くすることが望ましい。以上の回路は全て、磁界センサ１００ｂに収められている。

具体的に動作を説明する。

転写材Ｐが無く、可動磁性体１００ａが上記基準位置にある時、共振回路の共振周波数がOSCによる発振周波数と等しくなり、共振回路としてのインピーダンスが最小となり、共振回路から出力される信号レベルは最大となり、アンプＡＭＰ１から出力される信号のレベルも最大となる。

一方、転写材Ｐが搬送されてきて、その厚みに応じて可動磁性体１００ａの位置が変化すると、コイルＬ１、Ｌ２のインダクタンスが変化し、これに伴い、共振回路の共振周波数が発振周波数から外れて小さくなり、共振回路のインピーダンスも高くなる。その結果、共振回路から出力されるレベルは、上記に比較して低下する。即ち、コイルＬ２を含んだ共振回路の共振周波数の変化は、コイルＬ１を含んだ共振回路の共振周波数の変化より大きく、この共振周波数の変化を同調の変化として検出している。

では次に転写材Pの紙詰まり発生時における制御について説明する。

転写材Pが給紙カセット５１ａ（または５１ｂ）から給紙されると同時に、システムコントローラ７１はカウント動作を開始する。システムコントローラ７１は、このカウント値に基づいて、転写材Ｐが転写材検知センサ１０５に到達するまでの時間を測定し、転写材Pが規定時間内に転写材検知センサ１０５に到達するか、否かを１枚ごとに判断する。転写材Pが、転写材検知センサ１０５に規定時間内に到達しない場合には、転写材Pの搬送が遅延または早着していると判断し、画像形成動作を停止させて、図示しない操作部上にジャム表示を行う。

この際に、システムコントローラ７１は、ソレノイド１０２を駆動して磁性体１００ａを磁界センサ１００ｂ側から退避させる。このことにより、転写材Pが、磁性体１００ａと磁界センサ１００ｂとに挟まれていた場合に、紙詰まり処理を容易に行えるようにするとともに、紙厚検知部Ｓ5における磁性体１００ａ及び、磁界センサ１００ｂの損傷を防げる。詳細なシーケンスについては図９を用いて後述する。

次に、図８に、加圧機構部５９の詳細図を示す。一般に、転写材Ｐ上に転写されたトナー像が加熱定着されると、定着後の転写材Ｐは、トナー像側にカールすることが知られている。こうした状態では排紙トレイ６１上での積載性が著しく損なわれると同時に、複写機、プリンタ等で広く使用されているソータ（後処理装置）への排紙性の悪化、さらにはジャム等へも発展する可能性があり、定着後のカール量の管理は非常に重要な問題である。本実施の形態ではカール量の管理方法として、一対のスポンジローラ５９ａと金属ローラ５９ｂとにより定着後の転写材Ｐを挟み込むことで実現している。カールは転写材Ｐの上面にトナー像が形成されていることから、それと反対の方向にカールを加えるべく上側にスポンジローラ５９ａ、下側に金属ローラ５９ｂを配置し、金属ローラ５９ｂがスポンジローラ５９ａに食い込むことを利用して、カールを抑えている。また、加圧量の調整は、カム５９ｃを駆動することにより、軸５９ｄを中心にして揺動可能な金属ローラ可動板５９ｅを、同図中の矢印方向に上下させて制御している。この加圧量はカム５９ｃの形状に応じて、複数段又は無段階に調整可能である。また、５９ｆは転写材Ｐの搬送性をよくするために設けられた搬送ローラである。加圧機構部５９のカム５９ｃ及び金属ローラ可動板５９ｅによる、加圧量の調整は、前述の紙厚検出部Ｓ5による転写材Ｐの厚さ及び推定回路Ｓ6による画像濃度分布等のデータを参照して、システムコントローラ７１上のＣＰＵにより統括的に制御されている。

では次に、図９を用いて本発明による制御の具体例について説明する。

図９は、本発明に係わる画像形成装置のシステムコントローラ７７の制御手順を示すフローチャートで、転写材のジャム検知時における制御の例について示したものである。

コピー動作が開始され、ステップ９０１で給紙搬送制御が開始されると、次にステップ９０２で、システムコントローラはカウントを開始する。カウント値Ｃはコピー動作ごとに初期化されて０に戻り、ステップ９０２においてカウント値Ｃは1づつ計数される。

ステップ９０３では、転写材検知センサ１０５からの信号をもとに、転写材Ｐが転写材検知センサ１０５の位置まで到達したか、否かを検出し、未到達であればステップ９０２に戻ってカウント値Ｃを１だけ加算し、再びステップ９０３へ進む。

ステップ９０３において、転写材Ｐが転写材検知センサ１０５の位置まで到達した場合には、カウント動作を停止して、次のステップ９０４にて、カウント値Ｃが最小規定値Ｃｍｉｎより大きく、また最大規定値Ｃｍａｘより小さいかを比較する。

ここでカウント値ＣがＣｍｉｎより小さい場合には、転写材Ｐが規定時間より速く転写材検知センサ１０５へ到達してしまった、即ち搬送早着であることを意味し、またカウント値ＣがＣｍａｘより大きい場合には、転写材Ｐが規定時間より遅く転写材検知センサ１０５へ到達してしまった、即ち搬送遅延であることを意味する。

よって、カウント値Ｃがステップ９０５にて示した条件内である時は、転写材Ｐ規定時間内に転写材検知センサ１０５に到達したものと判断してステップ９０６へと進み、この範囲外である時は、搬送の早着ジャム或いは遅延ジャムであると判断し、ステップ９０８へと進む。

ステップ９０６では紙厚検出部Ｓ５において転写材Ｐの厚さ検知を行い、次のステップ９０７にて、転写材Ｐの厚さに応じた最適な画像形成動作を行って、一連のコピー動作が終了する。

一方、ステップ９０７で、搬送の早着ジャム或いは遅延ジャムであると判断したシステムコントローラは、ステップ９０８にて各種の画像形成動作を停止しするとともに、紙厚検出部Ｓ５内の、ソレノイド１０２を駆動して磁性体１００ａを磁界センサ１００ｂ側から退避させる。

そして、次のステップ９０９にて図示しない操作部上にジャム表示を行い、コピー動作が終了する。

上述の実施の形態１においては、紙厚検出部S５に設けた転写材検知センサ１０５を用いて、転写材の搬送ジャムを検知した場合の制御について説明したが、装置内の他の位置に設けられた転写材検知センサを用いて、異なる搬送部、例えば給紙部、定着部等におけるジャム発生時においても、同様の制御を行うことが可能である。

本発明を適用した、画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。画像処理部の詳細を示すブロック図である。画像形成に供せられる転写材の性状によって、画像形成条件を変更する様子を示す図である。推定回路の詳細を示すブロック図である。推定回路の算出を示す図である。推定回路を駆動する各制御信号のタイミング図である。紙厚検知部の構成の詳細を示す図である。加圧制御部の構成の詳細を示す図である。本発明に関わる制御のフローチャートである。

符号の説明

１画像形成装置
１０リーダ部
１６画像処理部
２０プリント部
５０給紙搬送部

Claims

画像データに基づいて像担持体上に形成したトナー像を、搬送路を介して供給される転写材に転写した後、転写材上に定着して画像形成を行う画像形成装置において、
前記搬送路中に配置されて転写材の厚さを検出する厚さ検出手段と、
該厚さ検出手段が出力する厚さについてのデータに基づいて画像形成条件を変更する制御手段とを備え、
前記厚さ検出手段は、転写材上に当接する位置に配置され、当接によって移動自在に位置変位するように設けられた可動磁性体と、可動磁性体の周囲に固定され、可動磁性体が作る磁界の大きさを転写材の厚みとして検出する磁界センサを具備し、
画像形成装置内で紙詰まりが発生した場合には、前記可動磁性体を、前記転写材に当接しない方向へ退避させることを特徴とする、画像形成装置。
請求項１において、前記搬送路を搬送されてきた前記転写材が、前記厚さ検出手段に侵入した状態で紙詰まりによって停止した場合には、前記可動磁性体を、前記転写材に当接しない方向へ退避させることを特徴とする、画像形成装置。