JP2005241799A - 画像形成装置及び記録材種類検知手段 - Google Patents

Abstract

【課題】 接触式の紙種検知センサの寿命を長くすると共に、ラフ紙に対する定着性を向上させた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 紙と離間可能な接触式の紙種検知手段を配し、かつ複数の給紙口を有する画像形成装置において、給紙口に応じて紙種検知回数を異ならせる。加えて検知結果に応じて、画像形成条件（定着温度、転写バイアス）の補正をする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多種多様な記録材を通紙させる記録材搬送装置を有する装置に関するもので、特に電子写真方式のプリンタ−、複写機、ファクシミリなどの定着装置を有する画像形成装置及び記録材種類検知手段に関する。

従来、電子写真方式を応用したプリンター、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置では、トナーを現像剤として用い、静電的な画像形成手段によって、記録材上にトナー像を形成した後、定着手段によって記録剤を加熱加圧定着して、トナー像を溶融固着させ画像形成することが一般的である。前述の画像形成装置は、近年改良が施され、高画質化と装置の高速化と相まって、様々な工夫がされると共に、コストダウンによる低価格化が進み、ワールドワイドに普及している。

具体例として、電子写真方式のプリンターを図６に示す。図において、帯電ローラ１で感光ドラム２の表面を一様にある極性に帯電させた後、レーザ等の露光手段３により、感光ドラムを露光した領域のみを除電して潜像を形成し、現像器４のトナー５を現像ブレード４ａと現像スリーブ４ｂの間で感光ドラムの帯電表面と同極性に摩擦帯電させ、感光ドラムと現像スリーブが対向する現像ギャップ部においてＤＣ及びＡＣバイアスを重畳印加して、電界の作用によりトナーを浮遊振動させつつ感光ドラムの潜像形成部に選択的に付着させた後、転写ローラ１０と感光ドラムで形成される転写ニップ部まで感光ドラムの回転によって搬送させる。

一方、画像を記録される紙等の記録材７は、記録材収納箱７’から給紙ローラ対７”によって垂直搬送ローラ対６’まで先端部を給紙された後、この垂直搬送ローラ対により転写前搬送ローラ６まで搬送され、更にこの転写前搬送ローラにより、転写ガイド板９を通じて予め規定された進入角度で転写ニップ部まで搬送される。この転写前搬送ローラから転写ニップ部まで記録材が搬送されるまでの間には、記録材がこの領域に搬送されて来るまでに接触した様々な部材との摺擦により、記録材表面が帯電している可能性がある為、静電的記録を行うに際して画像を乱す要因となるこのような不要な帯電を取り除く為の除電ブラシ８が、搬送中の記録材の背面側に接するように設けられ、接地されている。このように搬送されてきた記録材は転写部において感光ドラム上のトナーを静電的に引き付けて記録材側に移動させるようにトナーと逆極性の高電圧が記録材背面の転写ローラに印加されて記録材の裏面にトナーを静電的に引き付けて画像を転写されると共に、記録材裏面はトナーと逆極性に帯電され、転写されたトナーを保持し続ける為の転写電荷が記録材裏面に付与される。

最後に、トナー画像を転写された記録材は、加熱回転体１３とニップ部を形成する加圧ローラ１４で構成される定着器１２まで搬送され、このニップ部で予め設定されている定着温度を保持するように加熱回転体側に設けられた温度検知手段によって定温制御されながら加熱加圧されてトナー像を記録材表面に永久固着させる。一方、転写後の感光ドラム表面には極性の異なるトナー等の付着物がわずかに残るため、転写ニップ部を通過した後の感光ドラム表面はクリーニング容器１１で感光ドラム表面にカウンター当接されるクリーニングブレード１１ａにより付着物を掻き落とされて清掃された後、次回の画像形成に待機する。

以上の工程の中で、定着方式としては熱効率、安全性が良好な接触加熱型の定着装置が広く知られており、従来は主に、金属性円筒芯金表面に離型性層を形成し、円筒内部にハロゲンヒータを内包する熱定着ローラと金属芯金に耐熱性ゴムからなる弾性層、その表面に加圧側離型性層を形成した加圧ローラを加圧当接して構成される熱ローラ定着器が用いられてきたが、近年更に高い方式として図７に示すような、低熱容量の耐熱性樹脂フィルム１３’ｃ、その上に導電性プライマー層１３’ｂ、更にその表面に離型性層を形成した定着フィルム１３’とその内側のセラミックヒータ１５とフィルムガイド部材を兼ねるヒータホルダー１３’ｄと均一加圧する為の金属ステー１３’ｅで構成される定着フィルムユニット１３’に、加圧芯金１４ｃの上にシリコンゴム層１４ｂとＰＦＡチューブ層１４ａを形成した加圧ローラを加圧当接させるフィルム加熱型定着器が用いられるようになっており、そのセラミックヒータ１５は８の断面図に示すように、アルミナ等を材料とするセラミック基板の片面に銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等を材質とした帯状パターンからなる通電発熱体１５ｂが２列で形成されており、その表面は保護ガラス１５ｃで覆われ、発熱体形成面と逆側の面には温度検知手段としてサーミスタ１５ｄが形成されている。

後者は近年の省エネルギー推進の観点から、熱ローラ方式に比べて熱伝達効率が高く、ファーストプリントタイムも速い方式として注目され、より高速の機種にも適用されるようになってきている。特にこの方式（以下オンデマンド定着と称するでは、昇温温速度を重視するため、定着部の加熱表面の熱容量を少なくする必要が有り、結果として、加熱面には弾性層を形成することが難しく、硬い加熱面が使用されている。このため、オンデマンド定着方式では、記録材表面の凹凸差によって、加熱効率の差がつきやすい構成になっている。加えて、ユーザニーズも多様化し、画像形成装置に使用される記録材の種類も普通紙から特殊な表面処理が施された、特殊紙、厚紙、ＯＨＴ等多種多様となっている。

上記、装置の高速化及び使用メディアの多様化に伴い、様々な問題が発生しており、定着プロセスにおいても、記録材の種類によって定着性の差が顕著になるという問題がある。これは、紙の種類によってその表面性に差があり、紙表面に凹凸が少ない平滑度の高い紙（以下平滑紙と称する）では、表面の接触熱抵抗が少なくなる為、定着部において熱の伝播が良好で、トナーを溶融させる為に必要な定着エネルギーが紙側に十分伝わりやすく良好な定着性が得られるが、逆に紙表面が粗く、平滑度の低い紙（以下ラフ紙と称する）を用いると表面の接触熱抵抗が大きくなる為、定着部において熱の伝播が鈍化してトナーを溶融させる為に必要な定着エネルギーが紙側に十分伝わらなくなり、定着性が不足してしまうという問題である。

上記問題に対しては、メディアの表面性等の検知手段を持たない場合、ユーザが任意に定着モードを指定して、ラフ紙を選択した場合は、定着温度を上げて、ラフ紙に必要とされる、熱エネルギーを与えることで、定着性を確保するといった方法が一般的である。

ただし、ユーザにモード選択を強いることはユーザの作業負担の増加になると共に、選択モードを間違えた場合にはそのプリント分の定着性が不足したり、逆に過剰に加熱して電力を無駄にすると共に高温オフセットによる画像不良を生じたり、定着器のトナー汚染を招く等の危険があった。更に、近年のように、１台のネットワークプリンターを複数のユーザが共有するような使用環境においては、一人のユーザが特殊な紙を用いてそれに応じたモード設定切り替えを行った後、その特殊紙を装置に残したままになることも生じ得るため、そのことを知らない他のユーザが使用する際にモードが一致せず、適切な定着がなされず上記のような問題を生じてしまう可能性も高くなっている。

また、使用する紙の種類によってその都度定着条件を切り替える為に一方、設定可能な定着モードの数に関しても、実際の紙の平滑度には厳密には様々なレベルが存在し、その各々に対して最適な条件を設けることは不可能な為、ある範囲の平滑度を有する紙をまとめて同一モードで定着させることで設定モードの数を制限しているため、特定の紙に対しては必要以上の電力を用いて定着させている場合があり、紙と設定の組み合わせによっては効率の悪い定着が行われる場合もある。

このため、記録材表面の粗さを検知して、その検知結果に応じて画像形成条件（定着温度）を変更して画像形成を行なう提案がいくつかなされており、中でも、記録材表粗さに対する検知手段の検知原理を応用したものが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。

これらの提案では、記録材表面に接触する接触手段が記録材表面との摺擦によって生じる振動、摺擦音などの物理現象を検知して、その検知量の差を表面粗さの差として、検知する方法が記載されており、具体的構成として接触手段に圧電素子を設けて信号を電気信号に変換して検知する構成が提案されており（例えば、特許文献３）、構成を図９、１０に示す。

図９は、紙種センサ１７の断面図であり、図１０は、紙種センサ１７の上視図である。２０は、摺擦手段を兼ねる、例えば黄銅、銅、鉄、ステンレスなどの金属の薄膜であり、厚みは、０．１ｍｍ程度である。１８は、圧電セラミックであり、例えばチタン酸バリウム、ジルコン酸チタン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛系ジルコン酸、ビスマスニオブ酸鉛系チタン酸鉛などの圧電効果を有するセラミックによりなる。１９は、薄膜電極であり、ＡｇＰｄなどのペースト材を塗布して設けられる。２０ａは薄板２０の先端であり、自由端部とされた接触端部で、被記録媒体である、記録材である、紙７との摺擦部となる。２１は取り付け穴であり、ビス留めのための穴である。そして、２０は負電極、薄膜電極１９は正電極となり、間に圧電セラミック１８を有して圧電素子を構成している。薄膜電極１９及び薄板２０は、不図示の信号処理回路へ繋がる。

上述の構成において、図１１に紙種センサを電子写真方式の画像形成装置に使用した構成を示す。図において、紙７の搬送中において、紙種センサ１７の薄板２０の先端２０ａが常に紙７と摺擦する位置に配置され、加えて先端２０ａは、薄膜電極１９の固定端部とは反対側の自由端部に設けられており、紙７との摺擦で薄板２０が大きく振動できるようになっており、薄膜電極１９と薄板２０の２つの電極間には、振動に応じて電圧が出力される。この圧電素子の２つの電極間からの微弱な電圧出力をオペアンプで３００倍程度に増幅し、その波形から振動を表す交流成分のみ抽出する。その交流電力を９種類の紙７に応じて測定した結果を図１２に示す。ここで、振動エネルギーの単位は、任意単位［Ａ．Ｕ．］である。

一般に、紙の表面性が悪いと、紙種センサ１７に紙が擦られたときに、紙種センサ１７の振動が大きくなることから、振動エネルギーが大きく測定される。また紙の坪量が大きいと一般に厚みが増し、紙の剛性が高くなる。この場合、紙種センサ１７と紙７との当接圧が高くなり、振動が大きくなる。逆に表面性の良い普通紙では、振動が小さく測定され、振動エネルギーは小さくなる。このように、紙種センサの振動を測ることで、紙の表面性の検出が可能となり、表面性に応じた定着温度を選択することで、良好な定着性を得ることが可能となる。例えば、図１２の結果において、表面性が良いものは、普通紙、再生紙Ａ、再生紙Ｂ、光沢紙であり、表面性が悪いものが、ラフ紙Ａ〜Ｄと封筒である。図１２の結果をグラフにしたものが図１３であり、振動エネルギーの閾値を９．６Ａ．Ｕ．にすることで、閾値Ａ以下は定着性の良い紙種で、定着温度を下げ、閾値Ａ以上は定着性の悪いラフ紙で、定着温度を上げることで、紙種に応じた定着温度の提供が可能となる。
特開２０００−３１４６１８号公報 特開２０００−３５６５０７号公報 特開２００２−３５６５０７号公報

ユーザニーズの多様化から、複数の給紙口を持ち、プリンター、複写機、ＦＡＸ、スキャナー等の複数の機能を持った、複合機が多数発売されており、装置の高速化及びネットワークでの共有化等の理由から、プリントボリュームが増加する傾向である。以上の状況下で、従来例で説明した、紙種センサを持った画像形成装置を使用した場合、以下のような問題があった。

プリントボリュームの増加に伴い、画像形成装置の印字保証枚数も増加するが、印字枚数後半において、紙種センサの紙の誤検知により、紙種検知が正常に働かない場合があった。これは、紙との接触部である薄板先端２０ａが、紙７との摺擦が続き、磨耗することで、紙との当接圧が低下し、紙種に応じた振動が伝わらなくなり、紙種に応じた振動エネルギーが検出できないため、紙種の誤検知が発生する現象である。

更に、給紙カセット等で、連続プリントを続けた場合、常に紙と薄板先端２０ａが当接を続けるため、数十万枚のプリントで、誤検知が発生する場合があった。ここで、カセットには、２５０枚や５００枚がペーパーデッキ等の給紙ユニットでも２０００枚程度の同一紙種を一度に挿入することが一般的である。

そこで、紙種センサに、前記紙種センサの薄板先端が紙と離間する機構を設け、カセットに紙を装入した時の一枚目のみ、紙種検知を行なったところ、カセット給紙における、耐久後半の誤検知は、防止できた。しかし、ネットワークで使用される場合、カセット以外の給紙口（例えばマルチ給紙、多重プリントの再給紙）で、割り込みプリントが行なわれると、紙種センサが働かず、紙種検知による、最適定着温度の選定ができず、定着不良が発生する場合があった。特にマルチ給紙では、毎回使用ユーザが異なり、普通紙、厚紙、封筒、ＯＨＴ等様々な記録材が使用されるため、毎回紙種センサを作動させる必要があった。

そこで、給紙口毎に離間可能な紙種センサを設け、カセット、マルチの紙種センサの検知回数を異ならせることで、耐久時のカセットでの紙種センサの磨耗を防止して、かつマルチ給紙での紙種検知も実行できる。しかし、紙種センサを複数設けることは、装置の小型化、低価格化が進む中、大型化、コストアップに繋がり望ましくない。

そこで、本発明の課題は、複数の給紙口を持ち、紙種センサを装備した画像形成装置において、給紙センサの寿命延長と正確な紙種検知による、紙種毎の定着温度等、画像形成条件を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明によれば、複数の給紙口を配し、かつ接触型の記録剤検知センサを配する画像形成装置において、前記記録剤接触センサの記録材との接触部材が記録材と離間可能であり給紙口に応じて、記録材の検知回数を異なる設定とする。

上記構成において、同一種類の記録材が使用される給紙口（例えばカセット）では、センサの検知回数を記録材交換時のみとし、毎回記録材が異なると推定される、マルチ給紙では、毎回検知を行なう。例えば、５００枚給紙可能なカセットでは、カセット給紙直後の１枚面のみ、記録材検知を行なうため、毎回検知を行なう場合に比べ、１／５００とすることができる。よって、５０万枚給紙した時でも、検知回数を１０００回に減らすことが可能となり、センサの磨耗等による劣化を防止できセンサ寿命の延長が可能となる。加えて、マルチ給紙等の給紙口からプリントする場合は、毎ページ記録材検知を行なうため、常に記録材に応じた、最適な画像形成条件（定着温度、転写バイアス）等が決定可能であり、良好な出力画像を提供できる。また、マルチ給紙等では、プリント枚数も少ないため、毎回検知を行なっても、磨耗によりセンサが劣化することは無く安定した紙種検知が可能である。

なお、更に詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。

（１）接触式の記録材種類検知手段を配し、かつ前記、記録材種類検知手段が記録材から離間可能であり、合わせて複数の給紙口を配する画像形成装置において、画像形成時、給紙口に応じて、記録材種類検知手段の、検知回数が異なり、かつ検知結果に応じて画像形成条件を変更することを特徴とする画像形成装置。

（２）記録材種類検知結果に応じて変更する画像形成条件が転写、定着等のプロセス条件であることを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。

（３）記録材種類検知結果に応じて紙間の速度を変更することを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。

（４）前記、記録材種類検知手段が搬送される記録材の記録面と摺擦する摺擦部を有し、前記摺擦部が摺擦することによって振動する摺擦手段と、２つの電極を有し、前記２つの電極間から、前記摺擦手段の振動に応じた電圧を出力する圧電素子と、を備え前記圧電素子の電圧出力で記録材の種類を検知して、かつ前記摺擦手段が、前記２つの電極の内いずれか一方の電極を兼ね備えた薄板で構成されることを特徴とする記載の記録材種類検知手段。

（５）前記薄板は、一端部を固定すると固定すると共に他端部を自由端部として前記他端部に前記摺擦部を設けたことを特徴とする前記（４）に記載の記録材種類検知手段。

（６）前記薄板は、前記２つの電極の内いずれか一方の装置本体に固定された電極とは反対側の電極を兼ね備えたことを特徴とする前記（４）または（５）に記載の記録材種類検知手段。

本発明によれば、複数の給紙口を配し、かつ接触型の記録剤検知センサを配する画像形成装置において、前記記録剤接触センサの記録材との接触部材が記録材と離間可能であり給紙口に応じて、記録材の検知回数を異なる設定とすることで、記録材検知センサの磨耗が減り寿命が延長すると共に、紙種検知結果に応じて最適な画像形成条件が選択でき、紙種によらず良好な出力画像を提供できる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１は、実施例１における画像形成装置の構成図であり、画像形成工程は従来例と同じであり、説明を省略する。図１において、搬送ローラ対６の手前に紙種センサ２３が配してあり、紙７の給紙口として、カセット給紙２６とマルチ給紙２７の２種類を装備している。紙種センサ２３は、図２に示すように、従来例と異なり、先端２４ａ及び薄板２４が固定フレーム２５で固定されず、圧電セラミック１８を介して、薄膜電極１９で固定してある。加えて、紙種センサ２３は、図示しない機構により、矢印Ａの方向に移動可能であり、紙種検知時のみ、先端２４ａが紙７と接触し、それ以外は離間する構成になっている。従来例で説明した紙種センサと異なり、薄板２４をフレーム２５で固定せず電極１９で固定したあるため、従来例に比べ、圧電セラミックへの振動伝達量が増えるため、紙種センサ２３の感度が高まり、Ｓ／Ｎ比が改善されている。

以上の構成において、実施例１における紙種センサの稼働工程のフローチャートを図３に示す。スタート後まず、画像形成装置は、スタンバイ待機で、プリント指令を待っている（Ｓｔｅｐ１）。そこで、プリント指令を受けたかどうか判断して（Ｓｔｅｐ２）、Ｎｏの場合Ｓｔｅｐ１に戻り、スタンバイ待機を継続する。Ｙｅｓの場合、プリント命令の給紙口がカセットかどうか判断を行なう（Ｓｔｅｐ３）。Ｎｏの場合マルチ給紙の指定であり、紙種センサ２３を作動させるため、紙種センサが移動回転して、紙種検知可能な状態となる（Ｓｔｅｐ４）。続いて、マルチ給紙口から、紙の給紙が開始される（Ｓｔｅｐ５）。前述のＳｔｅｐ３がＹｅｓの場合、給紙口はカセットであり、記録材がカセットに補給直後か判定する（Ｓｔｅｐ６）。この判定手段は、カセット保持部材とカセットとの接合部に接触センサ等を配し、前記センサの信号の変化や、カセット内の紙の積載量を図示しないフォトカプラー等の信号を画像形成装置のドライバー回路のＣＰＵが検出することで容易に可能である。加えて前述の接触センサの信号変化等は、信号変化後、次のプリント指令が来るまで、メモリに書き込み保持しておくことが望ましい。そこで、Ｓｔｅｐ６がＹｅｓの場合、紙種センサ２３を作動させるため、Ｓｔｅｐ４と同様に、紙種センサは移動回転により、紙種検知可能な状態とり（Ｓｔｅｐ７）、カセット給紙が開始される。以下Ｓｔｅｐ５，８終了後、紙が紙種センサ２３を通過する際（Ｓｔｅｐ９）、紙種センサが紙の振動を検出して（Ｓｔｅｐ１０）、紙種判定（Ｓｔｅｐ１１）を行なう。

Ｓｔｅｐ１１の結果に基づいて、紙の振動エネルギーＥを算出し、その値が紙種検知の閾値Ａと比較して、Ａ≦Ｅか判定する（Ｓｔｅｐ１２）。Ｎｏ（Ａ＞Ｅ）なら普通紙と判定（Ｓｔｅｐ１５）して、通常の定着温度Ｔ１の温調で、定着工程を行なう（Ｓｔｅｐ１６）。Ｙｅｓ（Ａ≦Ｅ）なら、ラフ紙と判定（Ｓｔｅｐ１３）して、定着温度をＴ２（Ｔ１＜Ｔ２）と高く設定し、定着工程を実行する（Ｓｔｅｐ１４）。

以上説明した、Ｓｔｅｐ１４，１６，１８終了後は、Ｓｔｅｐ２に戻り（Ｓｔｅｐ１９）、前述のフローチャートと同様な工程を繰り返すことになる。また、図１には記載してないが、Ｓｔｅｐ１０で紙種センサは、振動検出を実施した後、紙と接触位置から離間する方向に移動しており、Ｓｔｅｐ１９から再度Ｓｔｅｐ２を実施する際も、前述の記載同様に機能することは、いうまでも無い。加えて、紙種センサの紙との接触位置からの離間は、電磁クラッチや、機械的な回転で容易に実施できる。

上記構成により、複数の給紙口を配し、紙との接触位置から、離間可能な紙種センサを配する画像形成装置において、給紙口に応じて、紙種センサの使用回数を異ならせることで、カセット給紙等で多数枚プリント時、紙との摺擦によるセンサの磨耗を防止して、寿命延長が可能となる。合わせて、マルチ給紙等使用紙種が不確定な場合が多い時は、毎回紙種検知を行なうことで、常に紙種に応じた定着温度が決定でき、普通紙からラフ紙まで良好な定着画像が提供できる。この場合、マルチ等特殊給紙口で、印字される枚数は、カセット等からの印字に比べ、極端に少ないため、毎回紙種センサを駆動しても、磨耗により、センサが劣化する枚数までは到達せず、問題ないレベルである。

［実験１］
実施例１に示す構成で３５ｐｐｍ．（プロセススピード２３０［ｍｍ／ｓｅｃ］で、解像度６００ｄｐｉ画像形成装置を使用して、以下の実験を行なった。

従来例で使用した図１０に示す紙から以下を使用した。

普通紙〜Ｘｘ７５ｇ−Ｌｔｒ （定着温度Ｔ１＝２００℃）
ラフ紙Ｄ〜ＦｏｘＲｉｖｅｒＢｏｎｄ９０ｇ−Ｌｔｒ
（定着温度Ｔ２＝２１０℃）
トナー：絶縁１成分磁性トナー〜体積平均粒径６．８［μｍ］
定着器：下記構成参照
定着フィルム：厚み５０μｍのポリイミドを基層とし、その上に厚み１０μｍのＰＦＡ
層を設ける構成で、フィルム内径φ２５ｍｍ
定着ヒータ：従来例と同様なＡｌ２Ｏ３基板上にＡｇ・Ｐｂペーストを圧膜印刷し、
焼成して発熱体を作成し、その上にガラスコーティング層５０〜６０
μｍ設ける。
サーミスタ：ヒータ基盤裏側にチップ状サーミスタを接着固定
加圧ローラ：φ１２アルミ芯金上に液状シリコンゴムを熱硬化させたゴム層４ｍｍ、
表層に離型層として、５０μｍＰＦＡチューブをプライマー接着〜外径
約φ３０ｍｍ
転写ローラ：下記参照
材料：ＮＢＲ系スポンジゴム導電転写ローラ
外径：φ１８［ｍｍ］
硬度：３０°（ＪＩＳ−Ａ）
肉厚：６［ｍｍ］
芯金：φ６［ｍｍ］の鉄製芯金に表層クロム鍍金
抵抗：５×１０^７［Ω］（φ３０アルミドラム当接でローラ回転時、芯金
１［ｋｖ］印加時に芯金〜スポンジ表層に流れる電流から算出）
転写バイアス：１５００［Ｖ］定電圧固定
上記構成で、（１）カセット給紙：Ｘｘ７５ｇを５００枚ごとカセットに装着
（２）マルチ給紙：ＦｏｘＲｉｖｅｒＢｏｎｄ９０ｇをマルチ給紙口に
１０枚セット
通紙パターン：印字比率ドット比４％の文字原稿
（１），（２）を繰り返しで３０万枚の連続通紙を行なって、以下の条件で比較を行なった。
通紙モード： 実施例１（定着温度切り替えあり）
紙種センサ離間なし（定着温度切り替えなし）
サンプリング：下記参照
パターン：Ｌｔｒ７５ｇ、ＰＢ９０ｇで、２０ｍｍ四方の黒画像及び２ドット
幅横線白部３ドット幅の繰り返しハーフトーン画像を各１０枚。
サンプリング周期：１、１０００００、２０００００、２５００００、３０００００
［枚］及び紙種検知で以上発生時。

以上の条件で、実験を行なったところ、紙種検知及び定着性は図４に示す結果となった。即ち、実施例１では、紙種センサの誤検知も無く、ＦＢ９０ｇにおいても良好な定着性を示したのに対し、紙種センサ離間なしでかつ、ラフ紙の定着温度切り替えが無い場合、２２４０００枚で紙種検知の誤検知がＦＢ９０で始まり、以後３０００００枚まで続いたのに加え、１枚目からＦＢ９０の定着性がＮＧであった。

ここで、通紙中の紙種センサからの振動エネルギー検出結果を図５に示す。図において、実施例１では、３０００００枚までＸｘ７５とＰＢ９０ｇが普通紙とラフ紙の切り替えが閾値９．６を挟んで可能であったのに比べ、紙種センサが離間せずに全枚数において紙と摺擦した場合は、Ｘｘ７５、ＦＢ９０共に通紙後半で、値が小さくなっており更に、ＦＢ９０の値が特に小さくなっている。これは、紙種センサの先端２４ａが磨耗することで、紙との当接圧が弱くなり、表面性の粗いＦＢ９０と当接しても、センサ圧変化〜出力電圧変化が微小となることで、振動エネルギーも小さく算出されるのである。

実施例１では、紙種センサの検知結果に応じて定着温度の変更を行なったが、定着条件に限らず、厚紙と検知した場合など、転写バイアスを高くして、転写不良の防止をすることでも、同様に効果がることは言うまでも無い。また、ネットワーク使用時、給紙口使用状態もカセットではなく、マルチ給紙等が多い場合も考えられ、画像形成装置のドライバーにプリントモードを登録しておく等で、多数のモードで同様な効果を得ることができる。

以上説明したように、複数の給紙口を配し、紙との接触位置が紙と離間可能である紙種センサを配する画像形成装置において、給紙口に応じて、紙種センサの検知頻度を異ならせることで、紙種センサの寿命が延びると共に、複数の紙種を通紙する給紙口では、毎回紙種検知を行い、紙種毎の最適画像条件を設定できるため、紙種によらず、良好な転写、定着画像を提供できる。

実施例１では、プリント開始時に紙種センサの紙との接触部材である薄板２４ａが移動することで、紙と接触して、振動検知を行った後、紙から離間する方向に移動することでカセットに装着した同じ種類の紙を連続プリントする場合などは、紙種センサを稼動さることで、センサの磨耗を防ぎ寿命の延長を図っていた。ここで、簡易な方法で装置の高速化を図る場合などは、連続プリント時の紙間を短くする等の手段が挙げられる。しかしながら、連続プリント時の紙間が短くなると、前記紙種センサを紙間で、紙から離間させる時間が十分とれず、電磁クラッチや機械的構成で離間する際の移動速度を上げる等でコストアップに繋がってしまう。

そこで、以下に実施例２を示す。

画像形成装置の構成は実施例１と同様であり、説明を省略する。実施例２では、カセット給紙で連像プリントが実行された場合、１枚目プリントで紙センサが稼動した場合、１枚目と２枚目の紙間を延長しこの間に紙種センサを紙と離間するよう移動させている。続いて２枚目と３枚目の紙間以降は通常の紙間に戻し連続プリントを続ける。また、マルチ等で連続プリントする場合は、印字枚数は少ないが、通紙される紙種が様々である場合が多いため、紙種センサを離間せず、紙間そのままで連続プリント及び紙種検知を実施し、実施例１同様に紙種に応じた最適な画像形成条件（定着温度、転写バイアス）に変更することが望ましい。上記構成は、連続プリント時の最初の紙間のみが長くなるだけの現象であり、画像形成装置のスループットが大きく減少することはないため、実使用上問題ないレベルと判断できる。

加えてネットワークで使用され、プリントされた原稿が、装置に付属するソータやメールＢｏｘで保管される場合などは、数秒のスループットの遅れよりも、印字品質が優先に考えられ、問題ないと考えられる。

以上説明したように、装置の更なる高速化が図られた場合でも、紙種センサの離間機構のコストアップなく、最初の紙間を延長するだけで、紙種センサの離間が可能となる。

実施例１の画像形成装置の構成図。 実施例１の紙種検知手段の構成図。 実施例１のフローチャートを表す図。 実施例１の比較実験結果。 実施例１の比較実験の紙種検知結果。 従来例の画像形成装置の構成図。 従来例のオンデマンド定着器の構成図。 従来例のオンデマンド定着器のヒータ断面図。 紙種センサの断面図。 紙種センサの上視図。 紙種センサの画像形成装置での使用図。 紙種センサの検出結果を表す図。 紙種センサ検出結果のグラフ。

符号の説明

１ 帯電ローラ
２ 感光ドラム
３ 露光手段
４ 現像器、
４ａ 現像ブレード
４ｂ 現像スリーブ
５ トナー
６ 転写前搬送ローラ
６’ 垂直搬送ローラ
７ 記録材
７’ 記録材収納箱
７” 給紙ローラ
８ 除電ブラシ
９ 転写ガイド板
１０ 転写ローラ
１１ クリーニング容器
１１’ クリーニングブレード
１２ 定着器
１３ 加熱回転体
１３’ 定着フィルム
１３’ａ 絶縁性離型性層
１３’ｂ 導電性プライマー層
１３’ｃ 耐熱性樹脂フィルム
１４ 加圧ローラ
１４ａ ＰＦＡチューブ層
１４ｂ シリコンゴム層
１４ｃ 加圧芯金
１５ セラミックヒータ
１５ａ セラミック基板
１５ｂ 通電発熱体
１５ｃ 保護ガラス
１５ｄ サーミスタ
１６ 低温制御回路
１６’ 定電力制御回路
１７ 紙種センサ
１８ 圧電セラミック
１９ 薄膜電極
２０ 薄板
２０ａ 先端
２１ 取り付け穴
２２ フォルダー
２３ 紙種センサ
２４ 薄板
２４ａ 先端ａ
２５ フォルダー

Claims (6)

1. 接触式の記録材種類検知手段を配し、かつ前記、記録材種類検知手段が記録材から離間可能であり、合わせて複数の給紙口を配する画像形成装置において、画像形成時、給紙口に応じて、記録材種類検知手段の、検知回数が異なり、かつ検知結果に応じて画像形成条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 記録材種類検知結果に応じて変更する画像形成条件が転写、定着等のプロセス条件であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録材種類検知結果に応じて紙間の速度を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記、記録材種類検知手段が搬送される記録材の記録面と摺擦する摺擦部を有し、前記摺擦部が摺擦することによって振動する摺擦手段と、２つの電極を有し、前記２つの電極間から、前記摺擦手段の振動に応じた電圧を出力する圧電素子と、を備え前記圧電素子の電圧出力で記録材の種類を検知して、かつ前記摺擦手段が、前記２つの電極の内いずれか一方の電極を兼ね備えた薄板で構成されることを特徴とする記載の記録材種類検知手段。
5. 前記薄板は、一端部を固定すると固定すると共に他端部を自由端部として前記他端部に前記摺擦部を設けたことを特徴とする請求項４に記載の記録材種類検知手段。
6. 前記薄板は、前記２つの電極の内いずれか一方の装置本体に固定された電極とは反対側の電極を兼ね備えたことを特徴とする請求項４または５に記載の記録材種類検知手段。

Images