JP2009214979A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プレプリント紙や裏紙など既に画像が印字されている用紙を給紙した場合にも良好な重送検知結果を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数枚の用紙を積載する用紙積載手段と、用紙積載手段に積載した用紙を給紙する際に発生する重送を検知するための重送検知手段と、重送手段に並置あるいは搬送上流側に配した用紙の表面の状態を測定する表面検知手段と、重送検知手段における検知条件を変更する重送検知条件変更手段とを備え、重送検知条件変更手段は、表面検知手段の検知結果により（Ｓ２０１）、検知条件を変更する（Ｓ２０２）画像形成装置により前記課題を解決する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特にその用紙の重送検知に関するものである。
ここで画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）ファクシミリ装置およびワードプロセッサ等が含まれる。

従来、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は、用紙トレイ上にセットされた用紙を１枚ずつ分離し、分離された用紙を画像形成部に搬送し、用紙に画像を形成、転写後、定着部により用紙に定着させた後機外に排紙させている。このことで、用紙上に任意の画像を形成する。この時、用紙トレイ上にセットされた用紙を分離・搬送する際に、２枚またはそれ以上の用紙が重なった状態で画像形成部に搬送されてしまう重送が発生することがある。そこで重送が発生した用紙を、ユーザが容易に除去できるような位置に当該用紙を停止させたり、画像を用紙に転写する前に停止させて当該用紙の除去の際に未定着画像によってユーザの手が汚れないようにしたりするために、当該用紙の重送を検知する必要がある。

そのため、従来、用紙トレイでの分離後から画像形成部までの搬送路上に重送を検知する重送検知機構を設け、重送を検知した場合に画像形成部あるいは定着部に当該用紙が到達する前に停止させる構成が広く知られている。重送検知機構としては、搬送される用紙の紙厚を検知してなされる構成が一般的である。

しかし、様々な紙種・状態の用紙を混在して搬送させる場合、紙厚を検知して重送を判断する構成ではその基準を設定することが難しく、重送を誤検知する可能性がある。例えば、紙厚が薄い用紙の場合と厚い用紙の場合、単純に紙厚を検知しただけでは薄い用紙が複数枚重なっているのか、厚い用紙が１枚なのかを判別するのは困難である。

そこで、特許文献１によれば、紙厚検知手段と用紙のサイズを検知する用紙サイズ検知手段を有し、搬送される用紙の用紙サイズの違いから紙種の違いを推定し、その情報と紙厚検知手段の結果をあわせて重送検知を行う構成がとられている。また特許文献２によれば、紙厚検知手段と紙種検知手段を搬送路上に並設し、紙種検知手段によって検知した紙種から得た対応した基準紙厚データと、紙厚検知手段によって測定した当該用紙の紙厚データとを用いて搬送中の用紙の重送を検知する構成としている。

図１２に、特許文献２における重送検知の制御を表すフローチャートを示す。用紙トレイより給紙し（ステップ４００、以下Ｓ４００のように略記する）、紙種検知手段によって用紙の紙種を、紙厚検知手段によって用紙の紙厚をそれぞれ検知し（Ｓ４０１、Ｓ４０２）、紙種別の紙厚基準値を設定し（Ｓ４０３）、紙圧検知結果と比較して重送検知を行う（Ｓ４０４）。比較の結果重送とみなされないのであれば印字を行い（Ｓ４０５）、次の印字があればさらに給紙を行う（Ｓ４０６）。比較の結果重送と判断した場合には給紙を停止し（Ｓ４０７）、エラーを表示する（Ｓ４０８）。
特開平５−４３０９１号公報 特開２００３−１３７４５７号公報

前述のような画像形成装置においては、いずれの手段によっても給紙する用紙の紙種に応じて用紙の厚さの基準が変化することに着目して重送検知の条件を変化させ、紙種が混在する場合の重送検知における誤検知の割合を低減させる手法である。しかし、給紙する用紙には紙種の違いだけではなく、用紙の状態が異なる場合がある。特に用紙に予めテンプレートが印字された用紙（以下プレプリント紙という）や、既に印字が行われた用紙の裏面に再び印字を行う（以下裏紙という）場合、重送検知位置にトナー像が存在すると、その影響を受けて重送を誤検知する恐れがある。

特に発光素子と受光素子を搬送する用紙を挟んで対向配置して透過光量を検知することで紙厚検知および重送検知を行う構成では、光路上にトナー像が存在するとトナーにより光が遮られ重送を誤検知しやすい。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、プレプリント紙や裏紙など既に画像が印字されている用紙を給紙した場合にも良好な重送検知結果を得ることができる画像形成装置を提供することを課題とするものである。

本発明では、前記課題を解決するため、画像形成装置を次の（１）のとおりに構成する。

（１）複数枚の用紙を積載する用紙積載手段と、
前記用紙積載手段に積載した用紙を給紙する際に発生する重送を検知するための重送検知手段と、
前記用紙積載手段から給紙される用紙の表面の状態を測定する表面検知手段と、
前記重送検知手段における検知条件を変更する重送検知条件変更手段とを備え、
前記重送検知条件変更手段は、前記表面検知手段の検知結果により、前記検知条件を変更する画像形成装置。

本発明によれば、用紙の表面の状態を測定して、その結果に基づいて重送検知条件を変化させることで、重送を正確に検知することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、画像形成装置の実施例により、例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。

図１は、実施例１である“画像形成装置”の概略構成を示す断面図である。本実施例はレーザビームプリンタの例である。

本実施例の画像形成装置は、画像形成ステーションにおいて画像信号に基づいて静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して可視画像を形成し、この可視画像を中間転写体上に重畳転写してカラー画像とするものである。そして、さらに、このカラー画像を記録媒体である記録材に二次転写し、ついでカラー可視画像を定着させるものである。

本画像形成装置は、用紙トレイ１、３（請求項でいう、複数枚の用紙を積載する用紙積載手段に相当）、メディアセンサ（光学式センサ）４（請求項でいう、分離手段より搬送下流側に配した重送検知手段に相当）、レジストローラ１２、レジセンサ１４、搬送路上に配置された各センサ１５、１６、１７、１８、１９、などからなる用紙２を搬送する用紙搬送手段、感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、現像手段としての現像器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ、露光手段としてスキャナ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、トナーカーとリッジ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋなどからなる画像形成手段、一次転写手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、中間転写体２０、二次転写手段７、および定着手段９などによって構成されている。

本実施例の画像形成装置は、用紙トレイ１および３より用紙を給紙搬送し、中間転写体上に形成されたトナー像にタイミングをあわせて二次転写手段７に用紙を搬送し、用紙上にトナー像を転写する。トナー像が転写された転写材はさらに定着手段９によってトナー像を転写材に定着させ、機外に排出されるか、裏面にさらにトナー像を形成する場合には用紙両面搬送路に搬送され、表側と同様の手段でトナー像を転写、定着し、機外に排出される。

図２は、本実施例のシステム構成を説明するためのブロック図である。画像形成装置の制御は、エンジン制御部１００によって実現される。搬送制御部１０１は、搬送路上のセンサによって用紙の搬送情報を得て画像形成装置内の用紙の搬送を制御する。表面検知部１０２は、前記搬送制御部１０１より用紙の搬送情報を得て表面検知手段１０４によって表面検知測定を実施する。重送検知部１０３は、搬送制御部１０１より用紙搬送情報を得て重送検知手段１０５によって重送検知測定を実施する。重送検知部１０３は条件変更手段１０７（請求項でいう重送検知条件変更手段に相当）を有し、表面検知手段より得た結果から重送検知時の条件を変更する。その変更された条件と重送検知手段の測定結果から、重送を判断し結果を搬送制御部１０１に送信する。その他、エンジン制御部１００は、画像形成制御部１０８や定着制御部１０９等を有する。

本実施例における重送検知手段および表面検知手段としては前記メディアセンサ４を用いる。
図３に、前記メディアセンサ４の構成を示す。発光素子としてのＬＥＤ２００および２０１と受光素子２０２および２０３から構成され、通常、搬送する用紙の紙種を判別するための測定が行われる。本実施例ではこのメディアセンサ４を用い、ＬＥＤ２００と受光素子２０２によって構成される透過型センサ（請求項でいう、発光素子と受光素子を用紙搬送路を挟んで対向配置した透過型センサに相当）によって用紙の透過光レベルを測定し重送を検知する。さらにはＬＥＤ２０１と受光素子２０３によって構成される反射型センサ（請求項でいう、用紙の一方の面側に配置した反射型のセンサに相当）によって反射光レベルを測定し、用紙の表面を測定し、トナー像の有無を検知する。このように、メディアセンサ４で重送検知、表面検知を行っているので、重送検知手段に表面検知手段を並置していることになる。

本実施例では、反射光としてＬＥＤ２０１で発光した光を受光素子２０３によって受光する反射光量（以降正反射光量という）を表面検知の測定値とした。しかし、さらには、ＬＥＤ２０１で発光した光を受光素子２０２によって受光する反射光量（以降乱反射光量という）を用いることもできる。その場合、正反射光量と乱反射光量の比（以下正乱比という）をとることで、より用紙表面の状態を正確に捉えることができる（この正反射光量、乱反射光量を検知するセンサが、請求項でいう、用紙の一方の面側に配置した反射型のセンサに相当する。）。

重送検知として測定する透過光量は、用紙が存在しない場合の透過光量に対する用紙を透過した場合の測定値の比（以下透過光比という）として扱う。また、受光素子２０２を時分割動作させ、表面検知における反射型センサの受光素子と、重送検知における透過型センサの受光素子に兼用させることができる（これが、請求項でいう、前記重送検知手段および前記表面検知手段は、発光素子および受光素子の少なくとも一部が共通の素子で構成されるに相当する。）。

図４にトナー像の影響による正乱比および透過光比の測定結果の例を示す。図に現れているとおり、トナー像が濃いほど表面検知結果である正乱比は大きな値を示し、重送検知結果である透過光比はトナーの濃度が濃くなるにしたがって低くなっている特性を示している。そこで、実施例の変形として、表面検知結果である正乱比をもとに重送検知での透過光比の減衰を予測して、重送検知の条件を変更することもできる。

図５に本実施例の制御の流れを示すフローチャートを示す。このフローチャートにおける処理は、エンジン制御部１００内の不図示のＣＰＵにより行われる。用紙トレイ１または３より用紙を給紙し（Ｓ１００）、表面検知位置まで用紙を搬送し表面検知手段である反射型センサによって測定を実施する（Ｓ１０１）。測定の結果から重送検知閾値Ｘを設定する（Ｓ１０２）。続いて表面検知が終了した後、重送検知手段である透過型センサによって重送検知を実施し（Ｓ１０３）、測定値と先に設定した閾値Ｘとを比較し重送を検知する（Ｓ１０４）。重送で無いと判断した場合には印字を継続し（Ｓ１０５）、次の印字要求があればさらに給紙をして継続する（Ｓ１０６）。重送と判断した場合には搬送を停止して（Ｓ１０７）、ユーザに通知する（Ｓ１０８）。

本実施例では、表面検知手段と重送検知手段が搬送路上の同じ位置に配置されているため、表面検知動作と重送検知動作の間に用紙の搬送動作が無いが、搬送路上の異なる位置に配置した場合も当該動作間に搬送動作が入るのみでその他の制御は同じである。ただし、注意すべき点として、表面検知は、重送検知位置にトナー像があるかどうかを検知しているため、表面検知と重送検知は必ず用紙の同じ位置で実施するように制御するということである。また、本実施例においては特に記述していないが、表面検知および重送検知は用紙の異なる場所で複数回実行するように動作させても良い。

表面検知結果による重送検知条件の設定は次のように行われる。用紙表面に光を当てて得る反射光量は、用紙表面にトナー像が存在する場合、そのトナー像が濃いほど高くなる傾向がある。一方、用紙に光を透過して得る透過光量は、このトナー像が濃いほど、つまりトナー像の皮膜が厚いほど減衰する傾向にある。重送検知条件としてこの透過光量の測定値が閾値以下であることとしている場合、その閾値を、表面検知結果の測定値が大きくなるほど段階的に小さな値に設定することで、トナー像による透過光量の減衰を加味して重送の誤検知を低減させることがただしとなる。

図６に示すとおり、表面検知結果に応じて閾値Ｘに適用するオフセット値を段階的に設定し、透過光量の閾値、即ち重送検知条件の閾値をこのオフセット値分減算することで重送検知条件を変更する。図４に示した表面検知結果は、先に述べた正反射光量と乱反射光量の比であり、正反射光量が大きくなるほど大きな値となる。オフセット値は重送検知条件である重送検知条件の補正分である。

本実施例の構成では用紙の裏側に存在するトナー像を検出することは困難である。そのため、用紙の表側にまず印字を行い、出力された用紙を裏返して用紙トレイに再びセットして裏側を印字する手差し両面の実行時や、裏紙の利用時にはそのトナー像を検出することが難しい。しかしそのような状況での重送の誤検知を回避するため、前記手差し両面の実行時やユーザからの指定があった場合に前記重送検知条件を変更あるいは無効化することで、重送の誤検知を回避する構成がある。

以上説明したように、本実施例によれば、搬送中の用紙の反射光量および透過光量を測定することによって用紙上のトナーの有無を検知し、その結果に基づいて重送検知条件を変化させることで、良好に重送を検知することができる。

実施例２である“画像形成装置”について説明する。
実施例１の構成では、先に述べたとおり裏側のトナー像を検出することが困難である。そこで本実施例の画像形成装置は、実施例１の構成に加えて、表面検知手段である反射型センサを裏側に対してもう１つ配置した構成にする。画像形成装置全体の構成、動作は実施例１と同様なので、実施例１の説明を援用し、ここでの説明を省略する。

図７に本実施例におけるセンサの構成を示す。実施例１の構成に加えて、用紙の裏側のＬＥＤ３００側に、新たにＬＥＤ３０５と受光素子３０６を配している。この新たな反射型センサによって用紙の裏側のトナー像を検知する。

図８に本実施例の制御の流れを示すフローチャートを示す。用紙トレイより用紙を給紙し（Ｓ２００）、表面検知位置まで用紙を搬送しＬＥＤ３０１と受光素子３０３からなる反射型センサによって用紙の表側の表面検知測定を実施する（Ｓ２０１）。続いて表面検知が終了した後、ＬＥＤ３０５と受光素子３０６からなる反射型センサによって用紙の裏側の表面検知測定を実施する（Ｓ２０２）。表側と裏側（請求項でいう、用紙の表側、裏側双方の面に相当）の測定の結果を比較し（Ｓ２０３）、測定光量の大きい方を表面検知結果として重送検知閾値Ｘを設定する（Ｓ２０４、Ｓ２０５）。続いて重送検知手段である透過型センサによって重送検知を実施し（Ｓ２０６）、測定値と先に設定した閾値Ｘとを比較し重送を検知する（Ｓ２０７）。重送で無いと判断した場合には印字を継続し（Ｓ２０８）、次の印字要求があればさらに給紙をして継続する（Ｓ２０９）。重送と判断した場合には搬送を停止して（Ｓ２１０）、ユーザに通知する（Ｓ２１１）。

表側と裏側の表面検知結果から重送検知閾値を変更する手法は、前述のとおり、トナー像が存在すると推定される、反射光量の大きい方を基準と取る手法の他に、以下のようにする手法が考えられる。

実施例１と同様に重送検知条件は、表面検知結果に応じて閾値Ｘに適用するオフセット値を段階的に設定する。ここでは表側および裏側の表面検知結果から得たオフセット値分減じた値として重送検知条件を変更する。例えば、表側の表面検知結果で得たオフセット値をａ、裏側の表面検知結果で得たオフセット値ｂとし、重送検知の基準値をＸ０とすると、
Ｘ＝Ｘ０−ａ−ｂ
として重送検知を行う。

本実施例では、表側の表面検知手段、裏側の表面検知手段、そして重送検知手段を搬送路上の同じ位置に配置して、用紙搬送が停止状態で測定を行えば、特別な制御を必要とせずに用紙の同じ位置で検知が可能な構成を例に挙げた。本実施例の場合も先の実施例１と同様にこれら３つの検知手段は、用紙の同じ位置で検知動作ができるように制御すれば、搬送路上の異なる位置に配置しても良い。本実施例で例示した裏側の表面検知手段の反射型センサも同位置に配置する構成では、先の実施例１で示したような裏側の表面検知において乱反射光量を測定することはできないが、異なる位置に配置した場合にはそれも可能となる。

以上説明したように、本実施例によれば、用紙の表裏面上のトナーの有無を検知し、その結果に基づいて重送検知条件を変化させることで、より良好に重送を検知することができる。

実施例３である“画像形成装置”について説明する。実施例２までの画像形成装置は、プレプリントなどトナー像が存在する領域で重送検知を実施する構成を示した。本実施例ではトナー像の有無を検知して可能な限りトナー像が存在する領域外にて重送検知を実施する構成を示す。

図９に本実施例の概略断面図を示す。図１との相違は、メディアセンサ４として配置していた表面検知手段としての反射型センサを、搬送上流側の位置にセンサ２１およびセンサ２２として配したことである。本実施例では、用紙の給紙後センサ２１あるいはセンサ２２に用紙先端が到達後、一定間隔で表面検知を実施する。その後重送検知位置に用紙先端が到達した時点で、複数回実施された表面検知結果から、反射光量の測定値の最も小さい用紙位置、即ちトナー像の影響が最も少ない位置を決定する。

図１０に本実施例に係る画像形成装置のシステム構成を説明するためのブロック図である。先の実施例１の構成を示す図２との相違は、重送検知部４０３に表面検知結果と用紙の搬送情報から重送検知位置の変更および実行を指示するタイミング変更手段４０８を有していることである（このタイミング変更手段が、請求項でいう、重送検知手段における検知タイミングを変更する重送検知タイミング変更手段に相当する。）。

図１１に本実施例における制御の流れを示すフローチャートを示す。用紙トレイより用紙を給紙し（Ｓ３００）、表面検知位置まで用紙を搬送し表面検知測定を実施する（Ｓ３０１）。続いて用紙の搬送を継続し、用紙先端が重送検知位置に到達するまで表面検知を実施する（Ｓ３０２）。用紙が重送検知位置まで到達すると、複数回実施した表面検知結果から最も反射光量の低い位置を選択し、あわせて重送検知閾値Ｘを設定する（Ｓ３０３）。また、用紙上の重送検知位置を表面検知測定を実施した位置に設定し、重送検知位置に用紙を搬送し（Ｓ３０４）、重送検知を実施する（Ｓ３０５）。先に設定した重送検知閾値Ｘから重送を判断し（Ｓ３０６）、重送で無いと判断した場合には印字を継続し（Ｓ３０７）、次の印字要求があればさらに給紙をして継続する（Ｓ３０８）。重送と判断した場合には搬送を停止して（Ｓ３０９）、ユーザに通知する（Ｓ３１０）。

以上の制御を実施することで、トナー像の影響を受けないように重送検知を実施することがただしとなる。本実施例では、１枚の用紙で１回の重送検知を実行することについて述べたが、重送検知の後、同一用紙内で同様の制御を複数回繰り返すことで、１枚の用紙で複数回の重送検知を実施しても良い。

実施例１である画像形成装置の構成を示す断面図 実施例１におけるシステム構成を示すブロック図 実施例１における表面検知センサおよび重送検知センサの構成を示す図 トナー像と表面検知結果および重送検知結果の関係を示す図 実施例１の処理を示すフローチャート 表面検知結果と重送検知補正値の対応の例を示す図 実施例２における表面検知センサおよび重送検知センサの構成を示す図 実施例２の処理を示すフローチャート 実施例３の構成を示す断面図 実施例３のシステム構成を示すブロック図 実施例３の処理を示すフローチャート 従来例の処理を示すフローチャート

符号の説明

４ メディアセンサ
１０１、４０１ 搬送制御部
１０２、４０２ 表面検知部
１０３、４０３ 重送検知部
１０７、４０７ 条件変更手段
４０８ タイミング変更手段
２００、２０１、３００、３０１、３０５ ＬＥＤ
２０２、２０３、３０２、３０２ 受光素子
２０４、３０４ トナー像

Claims (7)

1. 複数枚の用紙を積載する用紙積載手段と、
   前記用紙積載手段に積載した用紙を給紙する際に発生する重送を検知するための重送検知手段と、
   前記用紙積載手段から給紙される用紙の表面の状態を測定する表面検知手段と、
   前記重送検知手段における検知条件を変更する重送検知条件変更手段とを備え、
   前記重送検知条件変更手段は、前記表面検知手段の検知結果により、前記検知条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記表面検知手段は、正反射光量および乱反射光量の少なくとも１つを用いるものであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、
   前記表面検知手段は、搬送する用紙の表側、裏側双方の面に対してそれぞれ配置することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記重送検知手段における検知タイミングを変更する重送検知タイミング変更手段を備え、
   前記重送検知タイミング変更手段は、前記表面検知手段の検知結果により重送検知のタイミングを変更することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記表面検知手段は、発光素子と受光素子を用紙の一方の面側に配置した反射型のセンサを有することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記重送検知手段は、発光素子と受光素子を用紙搬送路を挟んで対向配置した透過型センサを有することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置にいて、
   前記重送検知手段および前記表面検知手段は、発光素子および受光素子の少なくとも一部が共通の素子で構成されることを特徴とする画像形成装置。

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