JP2005154096A - 記録材検知機構、およびそれを利用した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録材の表面平滑性を検知する検知手段に対して、被検知体のバタツキ等の外乱を除去する。
【解決手段】記録材検知手段７４の検知距離を確保するために、搬送されてくる記録材に対して検知手段の近傍に記録材押え部材７５を配置する。この押え部材による搬送抵抗を軽減するために、押え部材を回転しうるコロ形状にする。または、このコロの軸受部を全周受けせずに検知距離を確保する部分のみを受けるようにする。さらに、2軸で受けるコロのうち、一方の軸を記録材に向かってガタが有り、コロや記録材ガイドなどの位置精度が悪くても、コロが記録材に確実に接触するようにする。
【選択図】図３

Description

本発明はコンピュータ用プリンタ、複写機や印刷機など、インク塗布方式や電子写真方式を利用して記録材に画像を担持する画像形成装置に関するものである。

画像形成装置には、微小粉末からなる現像剤を静電的に制御吸着する電子写真技術を利用するものや、インク吹き付けやオフセット印刷などを利用して、画像形成を行なうものがある。

例えば前者では、像担持体である感光ドラムや感光ベルト上の表面に静電潜像を形成し、像担持体上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化する。現像された画像を転写装置により転写材上に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって転写材上のトナー画像を転写材上に定着させる。これら各工程を順次行なうことによって画像を形成している。この技術をさらに応用して、複数色の画像(いわゆるカラー画像)を得るためには、複数の色の現像剤を使用することによって可能である。原理的にイエロー・マゼンタ・シアン色の現像剤を用いれば、混色によってフルカラーの画像を得ることができる (場合によって、前記三種類に加えてブラック色の現像剤を用いる)。

また後者のインク・顔料を利用したものでは、原稿(実体または画像データを問わず)に即した場所にインク・顔料を記録材に対して塗布することによって、画像が得られる。インク吹き付けには、インクの入った微小ノズルに物理的圧縮を加えて、またはノズル内に気泡生成・消滅を繰り返し、インクを噴射させる。オフセット印刷では版下に合わせてインクを塗布して記録材にインクを転写する。いずれの方式でもイエロー・マゼンタ・シアン(ブラックや他の色も適宜加えて)のインク・顔料を利用することによってフルカラー画像を得ることができる。

画像形成装置の記録材には、いわゆる普通コピー用紙、プロジェクター用透明フィルム(OHTシート)や高画質画像を得るための白色フィルム(グロスフィルム)など多数ある。さらに普通紙にも厚さがいろいろあり、例えば坪量60g/m²のものあれば200ｇ/ｍ²のものある。

これら多種の記録材のいずれに対しても良好な画像を得るには、記録材ごとに画像形成条件を変更しなければならない。例えば電子写真方式の画像形成装置では、記録材上に静電吸着された現像剤を熱と圧力によって溶融・定着させている。記録材が厚いほど、またはプラスチックフィルムであると、より大きい熱容量である。加熱熱量としては、現像剤を溶融するためと、記録材を暖めるためのものが必要となり、記録材種類によって必要熱量が異なるのである。またインク・顔料を利用した画像形成装置では、記録材の表面平滑性や繊維構成などによりインクのにじみ方などが異なってくる。また両方式に言えることに、記録材種類によって背景地の白色が異なるため、得られる画像の色合いが異なることがある。

そのため、記録材種類によらずにより良好な画像を得るためには、その記録材種類を検知しなければならない。特許文献1にあるように、記録材の表面平滑性を検知する手段を備えることによって、記録材によらず高画質な画像を得ることができる。この検知手段の検知方法としては例えば、記録材表面の凹凸を定量的に判断する第一の演算手段と、その凹凸の間隔を定量的に判断する第二の演算手段を備えている。これを画像転写前の記録材検出に利用することにより、後工程の転写・定着工程などに対して最適条件に変更することができる。
出願番号2002-109922

この表面平滑性を検知する手段は、記録材の厚さより非常に小さい凹凸を検知する必要がある。記録材が検知手段の検知部を通過する際に、記録材のコシや搬送機構の構成・状態などにより、記録材がばたつく可能性が大いにある。このバタツキによって検知手段と焦点が定まらなくなり、正確な検知が行なわれなくなる。

本発明によれば、検出箇所での記録材のバタツキを押えて正確な検知を行い、しいては記録材の種類によって最適な画像形成条件を選択することができる。

検知手段の近傍に記録材押え部材を配することによって実現できる。検知箇所が1mm以下四方などごく狭い範囲であれば、記録材押え部材も数や大きさなどを必要最小限にとどめることができる。押え部材が大きいと、記録材搬送の抵抗になる可能性がある。検知手段に対して記録材搬送方向と垂直な方向に記録材押え部材を片側または両側に配置すればよい。

また、押え部材の記録材の搬送抵抗を減らすには、回転するコロを使用すればよい。このコロは外部から駆動されて回転してもよいし、移動する記録材から従動的に回転させられるものでもよい。このコロを検知手段に対して記録材搬送方向と垂直な位置に配置することによって、記録材のバタツキを押え、適切な検出距離を確保できるのである。

コロの配置方法として、記録材の搬送方向と同じ方向に配置する場合もある。検知手段の読み取り部の対象範囲での記録材表面が波打ったりシワになったりしないように、コロを配置する。コロは記録材の動きに対して従動でもいいし、回転駆動をもらったりブレーキをつけたりしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、記録材の表面平滑性の検知手段を適切に機能させることができる。

微小凹凸を測定する検知手段は記録材のバタツキ等、焦点距離の変化に対して敏感であり、この外乱を抑えなければ記録材の表面平滑性を正確に測定することができない。そこで、より正確な焦点距離を確保するために、検知手段の近傍に記録材押え部材を配置して、記録材のバタツキを小さくすることができる。

しいては、正確な記録材種類の検知が行なえると、画像形成の後工程に対して条件の変更を行なうことができる。その記録材に適した条件を選択でき、結果的に高画質な画像が得られるのである。

以下、本発明の実施の形態を添付図面にもとづいて説明する。

本発明に係る本実施例の画像形成装置の概略構成を図１に示す。尚、本実施例では、画像形成装置は、電子写真方式を利用したカラー画像形成装置Ａであり、４色フルカラー画像を形成できるレーザビームプリンタである。そして、現像剤（例えば、トナー）で可視像化された画像を熱等によって転写材に定着させる画像形成工程を経て画像形成を行なう。

カラー画像形成装置Ａは、形成する色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）毎に、第１の像担持体としてドラム型の電子写真感光体である、感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ）を備えている。尚、それぞれの感光ドラム１は駆動手段（図示せず）によって、例えば図１では反時計周りに回転駆動されるようになっている。

感光ドラム１の回転方向に沿ってその周囲に、画像形成手段として、帯電工程にて感光ドラム１の表面を均一に帯電させる帯電手段である帯電装置２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ＢＫ）、潜像形成工程（露光工程）にて画像情報に基づいて光源（例えば、レーザ光やＬＥＤ光）を点滅させ、感光ドラム１上に静電潜像を形成する潜像形成手段（露光手段）である露光装置３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ＢＫ）、現像工程にて感光ドラム１上の静電潜像に現像剤であるトナーを付着させて可視像化（現像）して現像剤像（トナー像）を形成する現像手段である現像装置４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ＢＫ）、転写工程にて感光ドラム１上のトナー像が転写される第二の像担持体としての中間転写体５ａを含む中間転写部（中間転写ユニット）５等が設置されている。そして、この中間転写ユニット５を構成する中間転写体５ａはベルト形状であり、時計回りに回転している。

ここで、感光ドラム１と帯電装置２と現像装置４等の画像形成手段は、それぞれの色毎に一体化されて画像形成部Ｓ（ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫ）を構成している。そして、この画像形成部Ｓは、中間転写ユニット５に対して、鉛直方向で並列に固定配置されている。感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像装置４は、それぞれの色毎にトナーを収容する現像剤収容部４１を有している。各現像剤収容部４１には、表面に現像剤であるトナーを担持するとともに、感光ドラム１と対向し、現像剤収容部４１から感光ドラム１へとトナーを移動させる現像剤担持体である現像剤担持ローラ４２が設けられており、現像剤担持ローラ４２により感光ドラム１上の静電潜像を現像できるようになっている。

各色の感光ドラム１上のトナー像を、対向した中間転写体５ａに各色順次転写、重ね合わせることにより、中間転写体５ａ上に静電吸着されたひとつのフルカラートナー像が形成される。尚、感光ドラム１から中間転写ベルト５ａにトナーを転写させるために、各感光ドラム１に対向させて電気バイアスを発生させる転写手段５ｄ（５ｄＹ、５ｄＭ、５ｄＣ、５ｄＢＫ）を、ベルトである中間転写体５ａを挟んで感光ドラム１の反対側に設けている。

中間転写体５ａ上にひとつのトナー像を形成した後、中間転写体５ａはトナー像を担持し、転写材Ｐへの転写部Ｅまで更に回転する。一方、転写材収納箱６内の転写材Ｐは、給搬送装置７によって所定のタイミングで転写場所Ｅへ供給される。この転写場所Ｅには、転写ベルト５ａに対して電気バイアスを発生させる転写手段５ｅを、転写材Ｐを挟んで中間転写体５ａの反対側に設けている。

このように静電吸着力を利用して、トナー像を転写材Ｐに転写させる。更に、定着工程にて転写材Ｐへトナー像を固定化させるために、転写材Ｐは定着手段である定着装置８へと搬送される。定着装置８では熱・圧力などを利用して、転写材Ｐ上のトナーを溶融・定着させる。

定着装置８を通過した転写材Ｐは搬送ユニット９により、排紙トレイ１０に排出される。尚、転写材Ｐは定着装置８〜排紙トレイ１０まで底面から上面へと曲線である搬送経路２０に沿って搬送される。

転写材(または記録材)には、いわゆる普通コピー用紙、プロジェクター用透明フィルム(OHTシート)や高画質画像を得るための白色フィルム(グロスフィルム)など多数ある。さらに普通紙にも厚さがいろいろあり、例えば坪量60g/m²のものあれば200g/m²のものある。これらに対して最適な画像形成条件を割り出し、良質な画像を出すには、画像形成装置内に記録材検出手段を配すればよい。この検知手段の検知方法としては例えば、記録材表面の凹凸を定量的に判断する第一の演算手段と、その凹凸の間隔を定量的に判断する第二の演算手段を備えている。検知手段の配置場所は転写手段5eより上流などにすると、転写工程を含めて後工程の定着工程などの画像形成条件を変更することができる。

ただし、このような検知手段は検出焦点距離に対して敏感なので、記録材との距離をほぼ一定に保っていなければならない。検出場所での記録材のバタツキが表面平滑性と誤検知される恐れがある。図10に示す従来例のように、記録材ガイド部材71、72の間で記録材73がばたついて、検知手段74と記録材73の距離が著しく変化し、記録材73の実際の表面平滑性を読み取ることができなくなっている。

本発明によれば、記録材検知手段74の近傍に記録材押え部材75を配置することによって、記録材のバタツキの影響を抑制し、記録材の表面平滑性を検出することができる。

図3に示すように、記録材検知手段74に対して記録材搬送方向と垂直な方向に記録材押え部材75を配置する。記録材押え部材75はその機能を満足するのであれば、不動で記録材に対して摺擦が起きていてもよい。ただ、その押え部材のために記録材73の搬送抵抗が大きくなることや、記録材73を傷つけるなど、運用上に不具合であれば、記録材押え部材をコロにすることで搬送抵抗を小さくすることができる。コロであれば搬送抵抗が転がり抵抗に変換されるので、効果は絶大である。図4のように、コロ75の軸部分を軸受78が保持しているのである。

さらに図7に示すように、コロ75とそのホルダ76の摺動面を少なくするために、例えば、コロの軸側の断面形状を丸にして、コロホルダ側の支持部81を角形状する。この構成にすることでコロ軸＝支持部81の嵌めあいでの接触面積が少なくなり、これらお互いの摺擦削れ等を抑制することができる。

また、図8に示すように、記録材検知機構に2つの記録材押え部材75があり、それぞれ2つの軸部が設けられている。それらの一方が軸周り全体を支持するような完全保持軸受78で受けられ、もう一方が不完全保持軸受81で受けられている。不完全保持軸受81はそれぞれAまたはBの矢印から見た方向に切り欠かれているため、その矢印方向にガタがある。図8では完全保持軸受78を支点にして、記録材押え部材75がぶら下がっている状態である。この構成をとることにより、記録材押え部材75の同軸度がずれていたり、ホルダ76の位置がずれていたとしても、記録材押え部材75は揺動範囲に余裕があるため、記録材と確実に接触する構成となる。よって、記録材のバタツキを抑制して検知手段によって記録材の表面平滑性を検知することができるのである。

また別の構成として、図5に示すように記録材押え部材を次のように配置することも可能である。記録材検知手段74の前後で記録材搬送方向と同じ方向に、記録材押え部材79を配置することによって、記録材のバタツキを押えることができる。

本発明の実施例2を説明する。

実施例1で説明した電子写真方式の画像形成装置と同様に、インク吐き出し方式による画像形成装置に対して述べる。

図9にインク吐き出し方式の画像形成装置の概略断面図を示す。給紙トレイ91にある記録材が点線に沿ってピックアップローラ92や搬送ローラ93、94、95などによって排紙トレイ96へと搬送される。インク吐き出し部90において、インクによる画像を記録材へと形成していく。

また、記録材検知手段74を配置して、記録材の表面平滑性などの特性を検知する。

インク塗布する際に記録材の表面状態によって、インクのにじみ等が大きく異なってくる。表面の繊維が粗い紙などはにじみが大きく、プラスチックフィルムなどであれば逆にインク吐き出し形状でそのまま付着する可能性がある。微小インク滴により画像を形成する場合には、微妙に色合いが異なってしまう。

そこで実施例1で述べたように、記録材検知手段74とその近傍に記録材押え部材を配置することによって、記録材の種類・状態をあらかじめ知ることができる。その検出結果をインク吐き出しの画像形成工程に反映させることによって、記録材に適した高画質な画像を得ることができるのである。記録材検知手段と記録材押え部材の構成は、実施例1と同様であり、図3から図8が実施例2にも該当する。

本発明に係る実施例1の画像形成装置の概略断面図である。 本発明の概略図で、記録材給紙部の一部を含む図である。 本発明実施例1の概略図で、記録材押え部材の状態を示す図である。 本発明実施例1の概略図で、記録材押え部材の状態を示す図である。 本発明実施例1の概略図で、記録材押え部材の状態を示す図である。 本発明実施例1の概略図で、記録材押え部材の状態を示す図である。 本発明実施例1の概略図で、記録材押え部材の状態を示す図である。 本発明実施例1の概略図で、記録材検知機構単体の状態を示す図である。 本発明に係る実施例2の画像形成装置の概略断面図である。 従来の記録材検知部の概略断面図である。

符号の説明

１ 像担持体(感光ドラム)
５ 中間転写体
74 記録材検知手段
75，79 記録材押え部材
76 ホルダ
78 軸受

Claims (7)

1. 記録材に画像を担持させることによって画像を得るため画像形成装置において、前記記録材のための搬送手段と、その搬送手段経路中に前記記録材表面の表面平滑性を検出する検知手段を備え、
   前記検知手段の近傍に、前記検知手段と前記記録材間の距離を一定にするための記録材押え部材を配置することを特徴とする記録材検知機構。
2. 記録材に画像を担持させることによって画像を得るため画像形成装置において、前記記録材のための搬送手段と、その搬送手段経路中に前記記録材表面の表面平滑性を検出する検知手段を備え、
   前記検知手段に対して記録材搬送方向と垂直な方向に、前記検知手段と前記記録材間の距離を一定にするための記録材押え部材を配置することを特徴とする記録材検知機構。
3. 請求項1または2における記録材押え部材が、記録材の搬送と順方向に回転する回転体であることを特徴とする記録材検知機構。
4. 請求項3における前記回転体が、前記記録材が搬送移動することを駆動源として従動に回転する回転体であることを特徴とする記録材検知機構。
5. 請求項3または4にかかる記録材検知機構のうち、前記回転体の両端部から2軸を設けて支持される回転体であり、記録材押え部材の保持部品が少なくとも1本の軸が軸周り全体を保持されることなく、その軸受部のうち、前記記録材と前記検知手段の距離を一定にするための箇所のみを保持することを特徴とする記録材検知機構。
6. 請求項3または4にかかる記録材検知機構に対して、前記回転体の両端部から2軸を設けて支持される回転体であり、記録材押え部材の保持部品が少なくとも1本の軸が軸周り全体を保持されない不完全保持軸受があり、前記記録材と前記回転体が接触する箇所の方向に前記不完全保持軸受が切り欠かれており、前記回転体が前記不完全保持軸受に対して揺動可能であることを特徴とする記録材検知機構。
7. 請求項1から6にかかる記録材検知機構に対して、画像形成条件を選択するために前記記録材検知機構を持つことを特徴とする画像形成装置。
   

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