JP2012168298A

JP2012168298A - 厚さ検出装置、画像形成装置、画像形成方法、画像形成プログラム及び記録媒体

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Publication number: JP2012168298A
Application number: JP2011027955A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Funada; 直裕船田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-02-11
Filing date: 2011-02-11
Publication date: 2012-09-06

Abstract

【課題】本発明は、シート状部材の厚さを正確に検出し、また、該シート状部材の厚さに適した定着温度制御を行う。
【解決手段】複写装置１は、用紙が搬送される搬送路上の所定位置で、該用紙の搬送に先立って予め厚さの分かっている基準厚さ部材５０４の該厚さを、基準紙厚検出センサ５０１によって基準厚さとして検出するとともに、該搬送路上を搬送される用紙の厚さを、紙厚検出センサ５０２によって検出して、該用紙の厚さを該基準厚さに基づいて補正して該用紙の実厚さを求め、該用紙の実厚さに基づいて、定着ユニット２７０で、該用紙を加熱して画像を定着させる際の定着温度を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、厚さ検出装置、画像形成装置、画像形成方法、画像形成プログラム及び記録媒体に関し、詳細には、シート状部材の厚さを正確に検出する厚さ検出装置、該シート状部材の厚さに適切な定着温度制御を行う画像形成装置、画像形成方法、画像形成プログラム及び記録媒体に関する。

複写装置、プリンタ装置、複合装置等の画像形成装置においては、近時、電子写真方式を用いて画像形成を行っている。このような電子写真方式で画像形成を行う画像形成装置は、一様に帯電させた感光体上に画像データにより変調したレーザ光を照射して静電潜像を形成して、感光体上に形成した静電潜像を現像ユニットでトナー（現像剤）を用いて現像し、給紙部からレジストローラでタイミング調整されて感光体と転写ローラ（転写部材）との間に搬送されてくる用紙等のシート状部材（以下、適宜、用紙という。）に、転写電源から転写ローラを介して高圧の転写バイアス（電圧、電流）を印加して感光体上のトナー画像を転写することで、トナー画像を用紙に形成している。電子写真方式の画像形成装置は、このようにしてトナー画像を転写した用紙を定着部で、加熱・加圧しつつ搬送して、トナー画像を用紙に定着させている。

このような電子写真方式の画像形成装置においては、上述のように、定着部で、トナー画像を転写した用紙を、加熱・加圧しつつ搬送して、トナー画像を用紙に定着させているが、カラー画像形成装置の場合、トナー画像が、少なくとも色の三原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの三色のトナーが重ね合わされて転写されており、また、用紙の種類（表面性等）や用紙厚みによって用紙上のトナー画像に対する圧力のかかり方や熱の伝わり方に差が生じ定着性能が用紙厚さによって変化する。その結果、薄い用紙に定着温度を合わせると、厚い用紙では、トナー画像が未定着となったり、逆に、厚い用紙に定着温度を合わせると、薄い用紙ではローラへのトナーのオフセットが発生したり、トナーのグロスが上がって、画像品質が劣化するという問題があった。

そこで、従来、定着部より上流側の被記録部材搬送路に被記録部材の厚みを検出する厚み検出手段を設け、該厚み検出手段の検出信号に基づいて定着部の温度を制御する技術が提案されている（特許文献1参照）。そして、この従来技術にあっては、被記録部材であるシート状部材の厚みを検出するために、シート状部材で変位する部材の回折格子に対する位置変動を光センサで検出することで、シート状部材の厚みを検出している。

しかしながら、上記公報記載の従来技術にあっては、シート状部材の厚みを定着部の上流側で1度だけ検出してああい検出結果に基づいて定着温度を制御しているため、シート状部材の挙動による誤差や温湿度等の環境変動によるシート状部材の厚さの検出に誤差が発生することによる定着温度制御の不適切さを招く恐れがあり、正確にシート状部材の厚さを検出して、画像品質を向上させる上で、改良の必要があった。

そこで、本発明は、シート状部材の厚さを正確に検出する厚さ検出装置及び画像形成されるシート状部材の厚さを正確に検出して、画像品質を向上させることのできる画像形成装置、画像形成方法、画像形成プログラム及び記録媒体を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、シート状部材が搬送される搬送路上の所定位置で、該シート状部材の搬送に先立って予め厚さの分かっている基準部材の該厚さを基準厚さとして検出するとともに、該搬送路上を搬送される該シート状部材の厚さを検出して、該シート状部材の厚さを該基準厚さに基づいて補正して該シート状部材の実厚さを求めることを特徴としている。

また、本発明は、シート状部材が搬送される搬送路上の所定位置で、該シート状部材の搬送に先立って予め厚さの分かっている基準部材の該厚さを基準厚さとして検出するとともに、該搬送路上を搬送される該シート状部材の厚さを検出して、該シート状部材の厚さを該基準厚さに基づいて補正して該シート状部材の実厚さを求め、該シート状部材の実厚さに基づいて、該シート状部材を加熱して画像を定着させる際の定着温度を調整することを特徴としている。

また、本発明は、検出した前記シート状部材の厚さから検出した前記基準厚さを減算した差分値に基づいて前記実厚さを求めることを特徴としていてもよい。

本発明によれば、シート状部材の厚さを正確に検出することができ、また、シート状部材の厚さを正確に検出して、画像品質を向上させることができる。

本発明の一実施例を適用した複写装置の正面概略構成図。ローラと紙厚検出センサの配置関係を示す図。基準紙厚検出センサと紙厚検出センサ部分の概略構成図。複写装置の要部ブロック構成図。紙厚検出に基づく定着制御系の機能ブロック構成図。紙厚に基づく画像形成制御処理を示すフローチャート。紙厚検出センサの紙厚に対する出力特性を示す図。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。

図１〜図７は、本発明の厚さ検出装置、画像形成装置、画像形成方法、画像形成プログラム及び記録媒体の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の厚さ検出装置、画像形成装置、画像形成方法、画像形成プログラム及び記録媒体の一実施例を適用した複写装置１の正面概略構成図である。

図１において、複写装置（厚さ検出装置、画像形成装置）１は、給紙部１００、プリンタ部２００及びスキャナ部３００が順次重ねられた構成となっており、スキャナ部３００の上には、原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという。）４００が搭載されている。

プリンタ部２００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ２１０Ｙ、２１０Ｃ、２１０Ｍ、２１０Ｋからなる画像形成ユニット２１０、光書込ユニット２３０、中間転写ユニット２４０、２次転写部２５０、レジストローラ対２６０、ベルト定着方式の定着ユニット２７０及び用紙反転ユニット２８０等を備えている。

光書込ユニット２３０は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラー等を有し、各色の画像データに基づいて変調させたレーザ光を、各色のプロセスカートリッジ２１０Ｙ、２１０Ｃ、２１０Ｍ、２１０Ｋの感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋの表面に照射して、該感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋ上に各色の画像の静電潜像を形成する。各プロセスカートリッジ２１０Ｙ、２１０Ｃ、２１０Ｍ、２１０Ｋは、それぞれＩＣタグが付与されて、複写装置１に着脱可能に搭載されている。

プロセスカートリッジ２１０Ｙ、２１０Ｃ、２１０Ｍ、２１０Ｋは、番号は付さないが、ドラム状の感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋの周囲に、帯電器、現像器、クリーニング装置及び除電器等を備えており、帯電器が、交流電圧の印加される帯電ローラを感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋに摺擦させることで、感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋの表面を一様に帯電させる。なお、帯電器としては、帯電ローラに代えて帯電ブラシ等の他の部材を接触させるものであってもよく、また、接触帯電方式のものに限るものではなく、非接触帯電方式のスコロトロンチャージャを用いてもよい。

帯電処理の施された感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋの表面には、光書込ユニット２３０によってそれぞれ各色の画像データに基づいて変調及び偏向されたレーザ光Ｌが照射され、感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋのドラム表面に、それぞれ各色用の静電潜像が形成される。

プロセスカートリッジ２１０Ｙ、２１０Ｃ、２１０Ｍ、２１０Ｋは、静電潜像の形成された各色の感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋに現像器からそれぞれ各色のトナーを供給して、該静電潜像を現像して、それぞれ各色のトナー画像を形成する。感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋ上に形成されたトナー画像は、後述の中間転写ベルト２４１に中間転写され、中間転写後の感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋの表面は、クリーニング装置によって残トナーがクリーニングされる。クリーニング装置によってクリーニングされた感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋは、回転に伴って、除電器によって除電され、帯電器によって一様帯電されて、初期状態に戻って、再度画像形成に供される。

中間転写ユニット２４０は、中間転写ベルト２４１及び中間転写ベルト２４１の張り渡されている第１支持ローラ２４２、第２支持ローラ２４３、第３支持ローラ２４４及び中間転写ベルトクリーニング部２４５等を備えており、中間転写ベルト２４１を挟んで、各感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋに対向する位置に、４つの中間転写バイアスローラが配設されている。中間転写ベルト２４１は、第１支持ローラ２４２、第２支持ローラ２４３及び第３支持ローラ２４４のうち少なくとも１つが回転駆動されることで、図１に矢印で示す時計方向に回転駆動され、第１支持ローラ２４２と第２支持ローラ２４３の間の中間転写ベルト２４１に沿って、上記各プロセスカートリッジ２１０Ｙ、２１０Ｃ、２１０Ｍ、２１０Ｋの各感光体２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋが並んで配設されている。中間転写ベルトクリーニング部２４５は、第３支持ローラ２４４の中間転写ベルト２４１の回転方向下流側の位置で画像転写後の中間転写ベルト２４１に残留する残留トナーを除去する。

中間転写ベルト２４１は、例えば、伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布等の伸び難い材料で構成された基層に、弾性層重ね合わせた複層ベルトであり、弾性層は、例えば、フッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムの表面に、例えば、フッ素系樹脂をコーティングして平滑性の良好なコート層を形成したものである。

この中間転写ユニット２４０の下方には、２次転写部２５０が配設されており、２次転写部２５０は、無端ベルト状の２次転写ベルト２５１が２本の張架ローラ２５２によって張架されている。２次転写ベルト２５１は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２５２の回転駆動に伴って、図１中反時計回りに無端回転移動され、２本の張架ローラ２５２のうち、図１中右側に配設された張架ローラ２５２は、中間転写ユニット２４０の第３支持ローラ２４４との間に、中間転写ベルト２４１及び２次転写ベルト２５１を挟み込んで、中間転写ベルト２４１を押し上げて第３支持ローラ２４４に押し当てる状態（２次転写ニップ）となっている。

そして、第３支持ローラ２４４側の張架ローラ２５２には、トナーと逆極性の２次転写バイアスが図示しない電源によって印加され、この２次転写バイアスの印加により、中間転写ベルト２４１上のカラーのトナー画像を中間転写ベルト２４１から第３支持ローラ２４４側の張架ローラ２５２側に向けて静電移動させる２次転写電界が形成される。

レジストローラ対２６０によって中間転写ベルト２４１上のカラーのトナー画像に同期するように２次転写ニップに用紙（被記録部材）が送り込まれ、この２次転写ニップに送り込まれた用紙に、２次転写電界やニップ圧によってカラーのトナー画像が中間転写ベルト２４１から用紙に２次転写される。

上記２次転写ニップよりも中間転写ベルト２４１の移動方向上流側に、レジストローラ対２６０が配設されており、レジストローラ対２６０のローラ間には、後述する給紙部１００からプリンタ部２００内に給紙された用紙が搬送されてくる。レジストローラ対２６０の用紙搬送方向手前には、レジストローラ対２６０に搬送される用紙を検出するレジストセンサ２６１が配設されている。レジストセンサ２６１は、例えば、発光素子と受光素子を備えた反射型のフォトセンサが用いられており、駆動信号に応じた大きさの光を発光素子から用紙搬送路に出射して、該光の反射光を受光素子で受光して、該受光素子が受光した光を光電変換した検出信号を出力する。

一方、上記中間転写ユニット２４０において、中間転写ベルト２４１上に形成されたカラーのトナー画像は、中間転写ベルト２４１の無端回転移動に伴って２次転写ニップに進入する。レジストローラ対２６０は、レジストセンサ２６１の検出結果に基づいて、ローラ間に用紙を挟み込んで、該ローラ間に挟み込んだ用紙を、２次転写ニップでカラーのトナー画像に密着させるタイミングにタイミング調整して送り出し、２次転写ニップでは、中間転写ベルト２４１上のカラーのトナー画像がタイミング調整して送られてきた用紙に密着して、用紙上に２次転写されて、白色の用紙上でフルカラー画像となる。

このようにしてフルカラー画像が形成された用紙は、２次転写ベルト２５１の無端回転移動に伴って２次転写ニップを出た後、２次転写ベルト２５１上から定着ユニット２７０に送られる。なお、レジストローラ対２６０は、一般的には、接地されて使用されることが多いが、用紙から受ける紙粉の除去のために、バイアスを印加してもよい。例えば、レジストローラ対２６０として導電性ゴムローラを用いてバイアスを印加するが、直径１８ｍｍで、表面を１ｍｍ厚みの導電性ＮＢＲゴムとすると、電気抵抗はゴム材の体積抵抗で１０９Ωcm程度である。このようにバイアスを印加したレジストローラ対２６０を通過した後の紙表面は、若干マイナス側に帯電しており、中間転写ベルト２４１から用紙への２次転写において、レジストローラ対２６０に電圧を印加しなかった場合に比較して、転写条件が変わって、転写条件を変更する場合がある。中間転写ベルト２４１には、トナーを転写する側（表側）である第３支持ローラ２４４には、−８００Ｖ程度の電圧を印加し、紙裏面側である張架ローラ２５２には＋２００Ｖ程度の電圧を印加する。

定着ユニット（定着手段）２７０は、加熱されながら無端回転移動される定着ベルト２７１に加圧ローラ２７２を押し当てた構成となっており、２次転写ベルト２５１から受け取った用紙を加熱される定着ベルト２７１で所定の定着温度に加熱しつつ、加圧ローラ２７２との間で加圧しながら搬送して、カラー画像を用紙に定着させる。

給紙部（搬送手段）１００は、ペーパーバンク１０１内に多段に給紙カセット１０２が収納されており、各給紙カセット１０２には、それぞれ用紙種類や用紙サイズの異なる用紙（シート状部材）が複数枚収納可能である。各給紙カセット１０２には、当該給紙カセット１０２内の用紙を送り出す給紙ローラ１０３と給紙ローラ１０３で送り出された用紙を１枚ずつ分離して送り出す分離ローラ（搬送ローラ）１０４が配設されており、給紙部１００には、それぞれの給紙カセット１０２から送り出された用紙をプリンタ部２００に搬送する給紙路（搬送路）１０５と搬送ローラ１０６が配設されている。給紙部１００は、原稿読み取り動作の開始とほぼ同時に、給紙動作を開始して、給紙ローラ１０３の１つが選択回転され、ペーパーバンク１０１内の多段に収容されている給紙カセット１０２の１つから用紙を送り出す。給紙部１００は、送り出された用紙を、分離ローラ１０４で１枚ずつ分離して給紙路１０５に進入させた後、搬送ローラ１０６によってプリンタ部２００内の給紙路２０３に給紙する。

また、複写装置１は、プリンタ部２００の側面に、手差しトレイ２０４が設けられており、また、手差しトレイ２０４上の用紙を１枚ずつ分離して送り出す給紙ローラ２０５と分離ローラ２０６が設けられている。

そして、複写装置１は、手差しトレイ２０４が選択されると、給紙ローラ２０５を回転駆動させて、手差しトレイ２０４上の用紙を送り出すとともに、分離ローラ２０６で１枚ずつ分離してプリンタ部２００の手差し給紙路２０７に給紙する。

複写装置１は、プリンタ部２００内の給紙路２０３あるいは手差し給紙路２０７に給紙された用紙を、レジストローラ対２６０、２次転写ニップを経由させて搬送して、カラーのトナー画像を２次転写させ、定着ユニット２７０でトナー画像を定着させた後、機外へと排出する。

複写装置１は、上記２次転写ニップでトナー画像の転写された用紙の搬送経路上には、図示しないが、該用紙の有無を検出する搬送路センサが設けられており、用紙の搬送やその搬送先のユニットの動作制御を行う。この搬送路センサは、レジストセンサ２６１と同様に、駆動信号（駆動電源）の大きさで、その検出信号の大きさの変化する反射式または透過式の光センサが用いられている。

そして、定着ユニット２７０を通過した用紙は、図１の排紙ローラ対２０１を経て機外へと排出されてスタック部２９０にスタックされるか、あるいは、定着ユニット２７０の下方に配設された用紙反転ユニット２８０に送られる。

用紙反転ユニット２８０は、送り込まれてきた用紙を上下反転された後、再度、レジストローラ対２６０を通して、中間転写ユニット２４０の中間転写ベルト２４１と２次転写部２５０の２次転写ベルト２５１とが接触する２次転写ニップに搬送して、他面（裏面）にもカラーのトナー画像を２次転写させ、定着ユニット２７０を経由してから機外へと排出させる。なお、用紙を定着ユニット２７０から排紙ローラ対２０１に送るのか、あるいは、用紙反転ユニット２８０に送るのかは、切換爪２０２による紙搬送路の切り換えによって行われる。

スキャナ部３００は、コンタクトガラス３０１、光源と第１ミラーを搭載する第１走行体３０２、第２ミラーと第３ミラーを搭載する第２走行体３０３、結像レンズ３０４及び読み取りセンサ３０５等を備えており、第１走行体３０２及び第２走行体３０３は、コンタクトガラス３０１の下方の複写装置１本体筐体内に収納されて、副走査方向（図１の左右方向）に移動可能に配設されている。スキャナ部３００は、第１走行体３０２と第２走行体３０３が副走査方向に移動しつつ、第１走行体３０２上の光源からコンタクトガラス３０１上にセットされた原稿に読み取り光を照射して、当該読み取り光の原稿からの反射光を第１走行体３０２上の第１ミラーで第２走行体３０３上の第２ミラーに反射し、第２ミラーで入射光を第２走行体３０３上の第３ミラーに反射して、第３ミラーで、入射光を結像レンズ３０４方向に反射する。結像レンズ３０４は、入射光を読み取りセンサ３０５に集光させ、読み取りセンサ３０５は、入射光を光電変換して、原稿の画像を読み取る。

ＡＤＦ４００は、原稿台４０１、給紙ローラ４０２、分離ローラ４０３、搬送ローラ４０４、搬送ベルト４０５、排紙ローラ４０６及び排紙台４０７等を備えており、コンタクトガラス３０１を開閉可能に複写装置１の本体筐体に取り付けられている。

ＡＤＦ４００は、開くことでコンタクトガラス３０１の上面を開放して、コンタクトガラス３０１上へのブック型原稿等の原稿のセットを可能とし、コンタクトガラス３０１上に原稿がセットされた状態で閉じられると、当該原稿をコンタクトガラス３０１上に押しつける押さえ板としての機能を果たす。

ＡＤＦ４００は、閉じられた状態で、原稿台４０１上にシート状の原稿がセットされ、図示しない操作表示部でスタートキーが押されて読み取り開始が指示されると、給紙ローラ４０２で原稿台４０１上の原稿を送り出して、分離ローラ４０３で当該送り出される原稿を１枚ずつ分離する。ＡＤＦ４００は、１枚ずつ分離されて送り出された原稿を搬送ローラ４０４で搬送ベルト４０５に搬送し、搬送ベルト４０５で、搬送されてきた原稿をコンタクトガラス３０１上の読み取り位置に搬送してセットする。ＡＤＦ４００は、コンタクトガラス３０１上の読み取り位置の原稿のスキャナ部３００による読み取りが完了すると、当該読み取りの完了した原稿を搬送ベルト４０５で排紙ローラ４０６へと搬送して、搬送ローラ４０６で、排紙台４０７上に排出する。

そして、複写装置１は、基準紙厚検出センサ（基準厚さ検出手段）５０１が分離ローラ１０４の近傍に配設されており、紙厚検出センサ（部材厚さ検出手段）５０２が、搬送ローラ１０６の近傍に配設されている。また、給紙カセット１０２の出口部分に配設されている搬送ローラ１０６の用紙搬送方向手前には、それぞれ搬送ローラ１０６への用紙の搬送の有無を検出する搬送センサ５０３が配設されている。

基準紙厚検出センサ５０１及び紙厚検出センサ５０２は、図２に示すように、分離ローラ１０４及び搬送ローラ１０６の基準紙厚検出センサ５０１及び紙厚検出センサ５０２方向への変位を検出する位置に配設されている。そして、分離ローラ１０４及搬送ローラ１０６には、対向する位置に、対向ローラ１０４ｔ、１０６ｔが配設されており、分離ローラ１０４と対向ローラ１０４ｔ及び搬送ローラ１０６と対向ローラ１０６ｔがそれぞれ用紙を挟みこんで回転することで、用紙を搬送する。分離ローラ１０４及び搬送ローラ１０６は、支持軸１０４ｊ、１０６ｊを介して回転可能に、かつ、対向ローラ１０４ｔ、１０６ｔから基準紙厚検出センサ５０１及び紙厚検出センサ５０２方向に離隔可能な状態で支持されているとともに、図示しない付勢部材（例えば、バネ等）によって対向ローラ１０４ｔ、１０６ｔ方向に付勢されている。一方、対向ローラ１０４ｔ、１０６ｔは、回転可能かつ位置固定された状態の支持軸１０４ｔｊ、１０６ｔｊにより回転可能に支持されている。

そして、基準紙厚検出センサ５０１の配設されている分離ローラ１０４には、図３に示すように、分離ローラ１０４の外周面の一部に、基準の紙厚に相当する基準厚さを有する基準厚さ部材（基準部材）５０４が貼り付けられており、基準厚さ部材５０４は、その厚さが、熱や湿度で変化しない部材が用いられている。

したがって、分離ローラ１０４は、回転駆動されて基準厚さ部材５０４が対向ローラ１０４ｔとの対向位置に回転してくると、図３に矢印で示すように、基準紙厚検出センサ５０１方向に変位し、また、破線矢印で示すように、用紙が搬送されて、搬送ローラ１０６と対向ローラ１０６ｔとの間に用紙が挟み込まれて搬送されると、搬送ローラ１０６は、矢印で示すように、紙厚検出センサ５０２方向に変位する。

基準紙厚検出センサ５０１及び紙厚検出センサ５０２は、例えば、同じ種類の光変位センサが用いられており、それぞれ、発光素子から分離ローラ１０４及び搬送ローラ１０６に検出光を照射して、発光素子から分離ローラ１０４及び搬送ローラ１０６が位置変位すると、その変位量に応じて分離ローラ１０４及び搬送ローラ１０６からの反射光が受光素子に入射する位置が変化することを検出して、分離ローラ１０４及び搬送ローラ１０６の変位量を検出する。基準紙厚検出センサ５０１及び紙厚検出センサ５０２は、用紙の挙動及び環境変動が同程度の位置に配設されている。

そして、複写装置１は、図４に示すように、ブロック構成されており、コントローラ１０００、コントローラ１０００に接続されている定着ユニット２７０、基準紙厚検知センサ５０１、紙厚検出センサ５０２及び各種負荷１１００等が接続されている。複写装置１には、パーソナルコンピュータ等の外部装置ＰＣが接続され、複写装置１は、外部装置ＰＣとの間でコマンドやデータの授受を行う。

コントローラ１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）１００１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１００２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１００３、Ｉ／Ｏ制御部１００４、定着制御部１００５及び検出Ｉ／Ｏ部１００６等を備えており、バス１００７により接続されている。

ＲＯＭ１００３は、複写装置１の基本プログラムや本発明の用紙厚に基づく定着制御等の画像形成制御方法を実行する画像形成制御プログラム及び必要なシステムデータを格納している。

ＣＰＵ（厚さ算出手段、定着温度調整手段）１００１は、ＲＯＭ１００３内のプログラムに基づいてＲＡＭ１００２をワークメモリとして利用しつつ、複写装置１の各部を制御して、複写装置１としての基本処理を実行するとともに、本発明の用紙厚に基づく定着制御等の画像形成制御方法を実行する。また、ＣＰＵ１００１は、外部装置ＰＣから入力される画像データの受信及び制御コマンドの送受信制御を行う。

Ｉ／Ｏ制御部１００４には、モータ、クラッチ、ソレノイド、センサ等の各種負荷１１００が接続され、ＣＰＵ１００１からの制御信号を出力し、また、ＣＰＵ１００１にセンサの検出信号を出力する。

定着制御部１００５には、上記定着ユニット２７０が接続され、定着制御部１００５は、ＣＰＵ１００１の制御下で、定着ユニット２７の動作、特に、温度制御を行う。

検出Ｉ／Ｏ部１００６には、基準紙厚検出センサ５０１と紙厚検出センサ５０２が接続され、基準紙厚検出センサ５０１と紙厚検出センサ５０２の検出信号をＣＰＵ１００１に出力する。

そして、複写装置１は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory ）、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory ）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc Rewritable ）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＭＯ（Magneto-Optical Disc）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されている本発明の用紙厚に基づく定着制御等の画像形成制御方法を実行する画像形成制御プログラムを読み込んでＲＯＭ１００３やハードディスク等に導入することで、後述する用紙厚に基づく定着制御等の画像形成制御方法を実行する画像形成装置として構築されている。この画像形成制御プログラムは、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）等のレガシープログラミング言語やオブジェクト指向ブログラミング言語等で記述されたコンピュータ実行可能なプログラムであり、上記記録媒体に格納して頒布することができる。

そして、複写装置１は、上記画像形成制御プログラムが実行されることで、図５に示すような、紙厚検出に基づく定着制御系の機能ブロックとして、センサ制御部１２０１、基準値記憶部１２０２、検知結果記憶部１２０３、紙厚演算部１２０４及び制御値判定部１２０５等が構築される。

センサ制御部１２０１、紙厚演算部１２０４３及び制御値判定部１２０５は、ＣＰＵ１００１によって実現され、基準値記憶部１２０２及び検知結果記憶部１２０３は、ＲＡＭ１００２によって実現される。

センサ制御部１２０１は、基準紙厚検出センサ５０１及び紙厚検出センサ５０２の検出動作を制御して、基準紙厚検出センサ５０１の基準紙厚検出値を基準値記憶部１２０２に記憶させ、紙厚検出センサ５０２の紙厚検出値を検知結果記憶部１２０３に記憶させる。

紙厚演算部１２０４は、基準値記憶部１２０２の基準紙厚検出値と、検知結果記憶部１２０３の紙厚検出値に基づいて実際に定着ユニット２７０に搬送される用紙の紙厚を演算して、制御値判定部１２０５に出力する。

制御値判定部１２０５は、定着制御部１００５を介して制御している定着ユニット２７０の定着温度が適切であるか否かを紙厚演算部１２０４の演算した実紙厚に基づいて判定し、判定結果をＲＡＭ１００２に定着制御判定値として記憶して、定着制御部１００５は、ＲＡＭ１００２の定着制御判定値に基づいて定着ユニット２７０の定着温度の補正制御を行う。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例の複写装置１は、定着ユニット２７０に搬送される用紙の厚さを正確に検出して定着ユニット２７０の定着温度を適切に制御する。

複写装置１は、複写モード、プリンタモード等の画像形成状態において、画像形成を行う場合、図６に示すように、まず、ＣＰＵ１００１の制御下で、給紙部１００の給紙ローラ１０３をプレ駆動させて、給紙カセット１０２内の用紙の先端の位置調整を行う（ステップＳ１０１）。このとき、ＣＰＵ１００１は、分離ローラ１０４を回転駆動させて、分離ローラ１０４が回転することで、分離ローラ１０４に取り付けられている基準厚さ部材５０４が対向ローラ１０４ｔとの間に進入することで、基準厚さ部材５０４の厚さＸと、該基準厚さ部材５０４通過時に分離ローラ１０４が変位する変位量を、基準紙厚検出センサ５０１によって検出して、現在の環境条件での厚さＸに対する基準紙厚検出値として取得してＲＡＭ１００２に記憶する(ステップＳ１０２）。

次に、ＣＰＵ１００１は、印刷動作を起動（開始）して（ステップＳ１０３）、給紙部１００の各ローラを駆動させて、給紙カセット１０２内の用紙の給紙を開始し（ステップＳ１０４）、用紙の搬送を開始する（ステップＳ１０５）。

そして、ＣＰＵ１００１は、搬送センサ５０３がＯＦＦ（用紙未検出）からＯＮ（用紙検出）に変化して、用紙を検出すると（ステップＳ１０６）、紙厚検出センサ５０２の出力信号から紙厚検出値を取得してＲＡＭ１００２に記憶する（ステップＳ１０７）。

次に、ＣＰＵ１００１は、ステップＳ１０２で取得してＲＡＭ１００２に記憶した基準紙厚検出値とステップＳ１０７でＲＡＭ１００７に記憶した紙厚検出値から、現在の環境状態における実紙厚値の演算を行い、実紙厚を決定する（ステップＳ１０８）。

すなわち、基準紙厚検出センサ５０１及び紙厚検出センサ５０２は、図７に示すように、紙厚変位量に対して、その出力特性が１次比例している。

ところが、紙厚検出センサ５０２は、用紙の挙動や環境温湿度の変動によって、検出する検出紙厚値が変動する。

そこで、本実施例の複写装置１は、用紙の挙動や環境温湿度の変動等の誤差要因によってその厚さが変動しない基準厚さ部材５０４を基準紙厚検出センサ５０１で検出して、ＣＰＵ１００１が、実厚検出センサ５０２の検出する用紙厚さのうち、用紙の挙動や環境温湿度の変動等の誤差要因による検出誤差分を、基準紙厚検出センサ５０１の検出する基準紙厚検出値を用いて補正する。また、上述のように、基準紙厚検出センサ５０１及び紙厚検出センサ５０２は、同じ種類のセンサが用いられており、また、用紙の挙動及び環境変動が同等の位置に配設されている。

そして、ＣＰＵ１００１は、紙厚検出センサ５０２の検出した紙厚検出値から基準紙厚検出センサ５０１の検出した基準紙厚検出値を減算した差分値を用いて紙厚検出センサ５０２と基準紙厚検出センサ５０１の検出値同士の誤差要因をキャンセルして、実紙厚を決定する。

次に、ＣＰＵ１００１は、実紙厚を決定すると、該実紙厚に対して現在の定着温度が適切か否か判定し（ステップＳ１２０９）、定着温度が適切であると、そのまま転写等の電子写真プロセスの次ステップへ移行して、画像形成を継続して１枚用紙への画像形成処理を終了する。

ステップＳ１０９で、決定した実紙厚に対して現在の定着温度が適切でないときには、ＣＰＵ１００１は、用紙を搬送するためのモータ（以下、紙搬送モータという。）の駆動を停止し（ステップＳ１１０）、現在の定着ユニット２７０の定着ベルト２７１の温度である定着温度が最適温度（最適値）より高いかチェックする（ステップＳ１１１）。

ステップＳ１１１で、現在の定着温度が最適温度よりも高いときには、ＣＰＵ１０１１は、定着ベルト２７１を加熱するヒータへの通電をＯＦＦにし（ステップＳ１１２）、再度、定着温度が最適温度よりも高いかチェックする処理を、定着温度が最適温度以下になるまで繰り返し行う（ステップＳ１１１、Ｓ１１２）。

ステップＳ１１１で、定着温度が最適温度以下になると、ＣＰＵ１００１は、定着温度が最適温度よりも低いかチェックし（ステップＳ１１３）、定着温度が最適温度よりも低いときには、ヒータへの通電をＯＮにして（ステップＳ１１４）、再度、定着温度が最適温度よりも低いかチェックする処理を、定着温度が最適温度以上になるまで繰り返し行う（ステップＳ１１３、Ｓ１１４）。

ステップＳ１１３で、定着温度が最適温度以上になると、紙搬送モータの駆動を再開して（ステップＳ１１４）、転写等の電子写真プロセスの次ステップへ移行して画像形成を継続し、１枚用紙への画像形成処理を終了する。

このように、本実施例の複写装置１は、用紙（シート状部材）が搬送される搬送路上の所定位置で、該用紙の搬送に先立って予め厚さの分かっている基準厚さ部材（基準部材）５０４の該厚さを、基準紙厚検出センサ５０１によって基準厚さとして検出するとともに、該搬送路上を搬送される該用紙の厚さを、紙厚検出センサ５０２で検出して、該用紙の厚さを該基準厚さに基づいて補正して該用紙の実厚さ（実紙厚）を求めている。

したがって、用紙の厚さ検出における用紙の挙動や環境変動による誤差要因をキャンセルして、用紙の実際の厚さを安価にかつ正確に求めることができる。

また、本実施例の複写装置１は、用紙が搬送される搬送路上の所定位置で、該用紙の搬送に先立って予め厚さの分かっている基準厚さ部材５０４の該厚さを、基準紙厚検出センサ５０１によって基準厚さとして検出するとともに、該搬送路上を搬送される用紙の厚さを、紙厚検出センサ５０２によって検出して、該用紙の厚さを該基準厚さに基づいて補正して該用紙の実厚さを求め、該用紙の実厚さに基づいて、定着ユニット２７０で、該用紙を加熱して画像を定着させる際の定着温度を調整している。

したがって、用紙の厚さ検出における用紙の挙動や環境変動による誤差要因をキャンセルして、用紙の実際の厚さを安価にかつ正確に求めることができ、定着温度を用紙の実際の厚さに適切な定着温度に調整して、画像品質を向上させることができる。

さらに、本実施例の複写装置１は、検出した用紙の厚さから検出した基準厚さを減算した差分値に基づいて用紙の実厚さを求めている。

また、本実施例の複写装置１は、基準紙厚検出センサ５０１と紙厚検出センサ５０２が、同じ種類の紙厚検出センサである。

したがって、用紙の厚さ検出における用紙の挙動や環境変動による誤差要因をより一層適切にキャンセルして、用紙の実際の厚さを安価にかつ正確に求めることができ、定着温度を用紙の実際の厚さに適切な定着温度に調整して、画像品質を向上させることができる。

さらに、本実施例の複写装置１は、基準紙厚検出センサ５０１と紙厚検出センサ５０２が、搬送路上のうち、用紙の挙動と環境変動のうち少なくともいずれかが同等である位置に配設されている。

また、本実施例の複写装置１は、搬送路上の用紙の搬送方向において、基準紙厚検出センサ５０１が、紙厚検出センサ５０２よりも上流側に配設されている。

したがって、用紙の厚さ検出における用紙の挙動や環境変動による誤差要因をより一層適切にかつ速やかにキャンセルして、用紙の実際の厚さを安価にかつ正確に求めることができる。

さらに、本実施例の複写装置１は、給紙部１００が、支持軸の軸心位置が一定している対向ローラ１０４ｔ、１０６ｔと対向する複数の搬送ローラ１０４、１０６を備えており、基準紙厚検出センサ５０１が、基準厚さ部材５０４の取りつけられている搬送ローラである分離ローラ１０４が回転して該基準厚さ部材５０４が対向ローラ１０４ｔとの間に進入することによる該分離ローラ１０４の位置変位を基準厚さとして検出して、紙厚検出センサ５０２が、搬送ローラ１０６が対向ローラ１０６ｔとの間に用紙を挟んで搬送する際の該搬送ローラ１０６の位置変位を該用紙の厚さとして検出している。

したがって、簡単な構成で、用紙の厚さ検出における用紙の挙動や環境変動による誤差要因をより一層適切にキャンセルして、用紙の実際の厚さを安価にかつ正確に求めることができ、定着温度を用紙の実際の厚さに適切な定着温度に調整して、画像品質を向上させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明は、電子写真方式で画像形成するプリンタ装置、複写装置、複合装置等の厚さ検出装置、画像形成装置、画像形成方法、画像形成プログラム及び記録媒体に利用することができる。

１複写装置
１００給紙部
１０１ペーパーバンク
１０２給紙カセット
１０３給紙ローラ
１０４分離ローラ
１０６搬送ローラ
１０４ｔ、１０６ｔ対向ローラ
１０４ｊ、１０６ｊ支持軸
２００プリンタ部
２０１排紙ローラ対
２０２切換爪
２０３給紙路
２０４手差しトレイ
２０５給紙ローラ
２０６分離ローラ
２０７手差し給紙路
２１０Ｙ、２１０Ｃ、２１０Ｍ、２１０Ｋプロセスカートリッジ
２１０画像形成ユニット
２１１Ｙ、２１１Ｃ、２１１Ｍ、２１１Ｋ感光体
２３０光書込ユニット
２４０中間転写ユニット
２４１中間転写ベルト
２４２第１支持ローラ
２４３第２支持ローラ
２４４第３支持ローラ
２４５中間転写ベルトクリーニング部
２４１中間転写ベルト
２５０２次転写部
２５１２次転写ベルト
２５２張架ローラ
２６０レジストローラ対
２６１レジストセンサ
２７０定着ユニット
２７１定着ベルト
２７２加圧ローラ
２８０用紙反転ユニット
３００スキャナ部
３０１コンタクトガラス
３０２第１走行体
３０３第２走行体
３０４結像レンズ
３０５読み取りセンサ
４００ＡＤＦ（原稿自動搬送装置）
４０１原稿台
４０２給紙ローラ
４０３分離ローラ
４０４搬送ローラ
４０５搬送ベルト
４０６排紙ローラ
４０７排紙台
５０１基準紙厚検出センサ
５０２紙厚検出センサ
５０３搬送センサ
５０４基準厚さ部材
１０００コントローラ
１００１ＣＰＵ
１００２ＲＡＭ
１００３ＲＯＭ
１００４Ｉ／Ｏ制御部
１００５定着制御部
１００６検出Ｉ／Ｏ部
１００７バス
１１００各種負荷
１２０１センサ制御部
１２０２基準値記憶部
１２０３検知結果記憶部
１２０４紙厚演算部
１２０５制御値判定部

特開２００８−１２９２３９号公報

Claims

シート状部材を搬送路に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送路上の所定位置に配設され、前記搬送手段の前記シート状部材の搬送に先立って予め厚さの分かっている基準部材の該厚さを基準厚さとして検出する基準厚さ検出手段と、
前記搬送路上の所定位置に配設され、前記搬送手段によって搬送される前記シート状部材の厚さを検出する部材厚さ検出手段と、
前記部材厚さ検出手段の検出した厚さを前記基準厚さ検出手段の検出した前記基準厚さに基づいて補正して前記シート状部材の実厚さを求める厚さ算出手段と、
を備えていることを特徴とする厚さ検出装置。
画像形成済みのシート状部材を所定の定着温度で加熱して画像を該シート状部材に定着させる定着手段と、
前記シート状部材を搬送路に沿って前記定着手段に搬送する搬送手段と、
前記搬送路上の所定位置に配設され、前記搬送手段の前記シート状部材の搬送に先立って予め厚さの分かっている基準部材の該厚さを基準厚さとして検出する基準厚さ検出手段と、
前記搬送路上の所定位置に配設され、前記搬送手段によって搬送される前記シート状部材の厚さを検出する部材厚さ検出手段と、
前記部材厚さ検出手段の検出した厚さを前記基準厚さ検出手段の検出した前記基準厚さに基づいて補正して前記シート状部材の実厚さを求める厚さ算出手段と、
前記厚さ算出手段で求められた前記シート状部材の前記実厚さに基づいて前記定着手段の前記定着温度を調整する定着温度調整手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
前記厚さ算出手段は、
前記部材厚さ検出手段の検出した前記シート状部材の厚さから前記基準厚さ検出手段の検出した前記基準厚さを減算した差分値に基づいて、該部材厚さ検出手段の検出した厚さを補正して前記実厚さを求めることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
前記基準厚さ検出手段と前記部材厚さ検出手段は、
同じ種類の検出手段であることを特徴とする請求項２または請求項３記載の画像形成装置。
前記基準厚さ検出手段と前記部材厚さ検出手段は、
前記搬送路上のうち、前記シート状部材の挙動と環境変動のうち少なくともいずれかが同等である位置に配設されていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記画像形成装置は、
前記搬送路上の前記シート状部材の搬送方向において、前記基準厚さ検出手段が前記部材厚さ検出手段よりも上流側に配設されていることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
前記搬送手段は、
支持軸の軸心位置が一定している対向ローラと対向する複数の搬送ローラを備えており、
前記基準厚さ検出手段は、
前記基準部材の取りつけられている前記搬送ローラが回転して該基準部材が前記対向ローラとの間に進入することによる該搬送ローラの位置変位を前記基準厚さとして検出し、
前記部材厚さ検出手段は、
前記搬送ローラが前記対向ローラとの間に前記シート状部材を挟んで搬送する際の該搬送ローラの位置変位を該シート状部材の厚さとして検出することを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
画像形成済みのシート状部材を所定の定着温度で加熱して画像を該シート状部材に定着させる定着処理ステップと、
前記シート状部材を搬送路に沿って前記定着処理ステップに搬送する搬送処理ステップと、
前記搬送路上の所定位置で、前記搬送処理ステップによって前記シート状部材の搬送に先立って予め厚さの分かっている基準部材の該厚さを基準厚さとして検出する基準厚さ検出処理ステップと、
前記搬送路上の所定位置で、前記搬送処理ステップによって搬送される前記シート状部材の厚さを検出する部材厚さ検出処理ステップと、
前記部材厚さ検出処理ステップで検出された厚さを前記基準厚さ検出処理ステップで検出された前記基準厚さに基づいて補正して前記シート状部材の実厚さを求める厚さ算出処理ステップと、
前記厚さ算出処理ステップで求められた前記シート状部材の前記実厚さに基づいて前記定着処理ステップでの前記定着温度を調整する定着温度調整処理ステップと、
を有していることを特徴とする画像形成制御方法。
コンピュータに、
画像形成済みのシート状部材を所定の定着温度で加熱して画像を該シート状部材に定着させる定着処理と、
前記シート状部材を搬送路に沿って前記定着処理に搬送する搬送処理と、
前記搬送路上の所定位置で、前記搬送処理によって前記シート状部材の搬送に先立って予め厚さの分かっている基準部材の該厚さを基準厚さとして検出する基準厚さ検出処理と、
前記搬送路上の所定位置で、前記搬送処理によって搬送される前記シート状部材の厚さを検出する部材厚さ検出処理と、
前記部材厚さ検出処理で検出された厚さを前記基準厚さ検出処理で検出された前記基準厚さに基づいて補正して前記シート状部材の実厚さを求める厚さ算出処理と、
前記厚さ算出処理で求められた前記シート状部材の前記実厚さに基づいて前記定着処理での前記定着温度を調整する定着温度調整処理と、
を実行させることを特徴とする画像形成制御プログラム。
請求項９記載の画像形成制御プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記録媒体。