JP3081517B2

JP3081517B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3081517B2
Application number: JP07257977A
Authority: JP
Inventors: 成道浜野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-10-04
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 2000-08-28
Anticipated expiration: 2015-10-04
Also published as: JPH09101722A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【従来の技術】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。

【０００３】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。

【０００４】上述の定着及び転写を良好に行うべく、カ
ラー複写機をはじめとする画像形成装置においては、従
来、ユーザー自身が転写材の厚さについての情報を装置
本体上の操作部から入力し、この入力情報に基づいて、
制御装置により定着温度や定着速度等の定着条件、また
転写バイアス等の転写条件を制御するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例によると、ユーザー自身が手入力によって転写材
の厚さについての情報を入力するため、ユーザーの誤入
力があった場合でも、制御装置はその誤入力に基づいて
定着条件、転写条件等の画像形成条件を設定してしま
い、不具合が発生するおそれがあった。例えば、定着条
件１つをとっても、入力ミスによる定着不良や熱のかけ
すぎによる転写材の変形等の問題があった。

【０００６】なお、近時、画像形成に使用される転写材
の種類は非常に多く、転写材についての情報としては、
上述の厚さ以外にも、その大きさ、普通紙か特種紙か、
さらには紙かそれ以外の樹脂フィルムか等のさまざまな
ものがある。これらについて、ユーザーが正確に認識
し、装置本体に正しく入力することはほとんど困難であ
り、また煩雑な作業でもある。さらに複数枚の転写材に
対して連続的に画像形成を行う際には、異なる転写材が
混在されていて１枚目の転写材とＮ枚目（Ｎ≠１）の転
写材とで種類が異なった場合であっても、停止すること
なく給紙、画像形成を継続すると、転写材の混載を判別
する手段がなかったため、それぞれの転写材に応じた転
写条件、定着条件等のプロセス条件を調整しなければ最
適な画像を得ることができないとともに、定着器の消耗
が激しくなり、定着器の寿命が短縮されるおそれもあっ
た。

【０００７】そこで、本発明は、連続画像形成時に種類
の異なる転写材が混載されている場合に、これを検出
し、さらに画像形成を停止して、画像不良の画像形成が
行われることを防止するとともに、定着器の消耗を防止
するようにした画像形成装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】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
段の出力に基づいて、連続画像形成時の複数の転写材中
に種類の異なる転写材が混在していることを検出する転
写材混載判別手段と、前記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、少なくとも一
方のローラが他方のローラに対して変位可能に配置され
るとともに前記搬送路中の転写材をその表裏方向から挟
み込む一対の厚さ検知ローラと、該一対の厚さ検知ロー
ラが転写材を挟み込む前の前記他方のローラの相対位置
についての第１データと、転写材を挟み込んだ状態での
前記他方のローラの相対位置についての第２データとを
１セットのデータとして収集する変位量検知手段とを有
し、前記転写材混載判別手段は、前記厚さ検出手段が検
出する、連続画像形成時の複数の転写材のうちの１枚目
の転写材についての第２データと、２枚目以降のＮ枚目
の転写材についての第２データとの差があらかじめ設定
された値を超えた場合に、前記１枚目の転写材とＮ枚目
の転写材との種類が異なることを判別する、ことを特徴
とする。

【０００９】また、前記制御装置は、前記転写材混載判
別手段がＮ枚目の転写材を１枚目の転写材と異なる種類
の転写材であると判別した場合、その後に連続画像形成
の残りの画像形成が予定されている場合であっても、前
記Ｎ枚目の転写材までそれぞれの転写材に応じた画像形
成条件を設定し、転写材に画像形成し、画像形成後の転
写材を排出した後、画像形成シーケンスを停止させる画
像形成停止手段を有するようにしてもよい。

【００１０】さらに、前記転写材混載判別手段が種類の
異なる転写材を判別したときに、この旨を画像形成装置
本体の操作部に表示する転写材混載警告手段を有する、
こともできる。

【００１１】なお、前記制御装置が変更する画像形成条
件が、像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写
する際の転写バイアスの大きさと、転写材上に転写され
たトナー像を熱定着する際の定着温度と、同じく定着速
度と、定着後の転写材のカールを矯正する湾曲加圧装置
における加圧量とのうちの少なくとも１の画像形成条件
とすることができる。

【００１２】〔作用〕以上構成に基づき、連続画像形成
時に、転写材中に種類の異なる転写材が混在されていた
場合には、これを転写材混載判別手段が判別する。そし
て、連続画像形成時の途中で種類の異なる転写材が判別
された場合には、画像形成停止手段によってその後の画
像形成を停止する。

【００１３】

【発明の実施の形態】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。

【００１４】まず、同図を参照してその構成及び動作を
説明する。

【００１５】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。

【００１６】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１
２、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、Ｃ
ＣＤ１６ａ、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１
６ｅ、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。

【００１７】上述構成のリーダ部１０の動作は次のとお
りである。

【００１８】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。ＣＣＤ
１６ａ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。

【００１９】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３
６、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。

【００２０】なお、他の色の画像形成部３０Ｃ、３０
Ｙ、３０Ｋについては、上述のマゼンタの画像形成部３
０Ｍ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。

【００２１】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。

【００２２】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３３
ａ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３
６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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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３
０Ｍ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。このとき、転
写材Ｐの厚さに応じて、上ローラ５６ａが移動し、下ロ
ーラ５６ｂに対する上ローラ５６ａの位置が変化するこ
とを利用して、このレジストローラ５６を紙厚検知ロー
ラとしても流用している。このレジストローラ５６と、
後述のセンサ等によって、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。

【００２６】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。

【００２７】転写ベルト５７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５
８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。

【００２８】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５
５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５
６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。このとき、レジストローラ５６を有
する紙厚検出部Ｓ₅ により、紙厚が検知される。転写ベ
ルト５７に担持された転写材Ｐは、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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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を説明する。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。

【００３２】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３０
Ｃ、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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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５
９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。

【００３７】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。

【００３８】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 、紙厚検出
部Ｓ₅ 、加圧機構部５９について詳述する。

【００３９】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、Ｃ
_mnは各領域の画像濃度値である。

【００４０】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。Ｖ_clk は画像デ
ータの同期信号であり、Ｖ_syncは一画像区間開始を示す
副走査同期信号である。Ｈ_enableは主走査画像有効区間
信号であり、Ｖ_enable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、８
８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。

【００４１】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Ｖ_syncによりカウンタにロード
し、Ｖ_clk 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、Ｈ_sync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、Ｈ_enableと
Ｖ_enable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Ｖ_clk 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９
７、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Ｖ_sync、Ｖ_enable、Ｈ_sync、Ｈ_enable、
Ｄａｔａ、Ｃの概略のタイミングを示す。

【００４２】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。

【００４３】次に、図７に本実施の形態で使用した紙厚
検出部Ｓ₅ を示す。紙厚検出部Ｓ₅は、変位量検知手段
１００と紙厚検知ローラ（厚さ検知ローラ）５６とを備
えている。なお、この紙厚検知ローラ５６は、前述のレ
ジストローラと兼用されている。変位量検知手段１００
の発光ダイオード１０１からの照射光Ｌ_i は、レジスト
ローラ（紙厚検知ローラ）５６の上ローラ５６ａの測定
面である反射面５６ｒで反射され、反射光Ｌ_r は受光位
置センサ１０２に入射される。レジストローラ５６の下
ローラ５６ｂはスラスト方向には固定されており、上ロ
ーラ５６ａはフリーの状態に設置さているため、転写材
Ｐが上下のローラ５６ａ、５６ｂに挟まれると、転写材
Ｐの厚さに応じて上ローラ５６ａが移動する構成になっ
ている。したがって、転写材Ｐの厚さに対応して反射面
５６ｒが移動することになる。反射面５６ｒは、転写材
Ｐが厚い場合は上方に移動して発光ダイオード１０１に
近寄り、薄い場合は下方に移動して発光ダイオード１０
１から離れるようになっている。この結果、転写材Ｐの
厚さに応じて受光位置センサ１０２に入射する反射光位
置が変化し、転写材Ｐの厚さ信号であるアナログ信号Ｓ
₁₁としてＡ／Ｄ変換器１０３に入力される。ここで、発
光ダイオード１０１の明滅及び光量制御はシステムコン
トローラ７１からの制御信号Ｓ₁₂によってセンサＬＥＤ
制御部１０４から出力される信号Ｓ₁₃を介して制御され
ている。また、制御信号Ｓ₁₂はＡ／Ｄ変換器１０３のＡ
／Ｄ変換タイミングをも制御しており、Ａ／Ｄ変換器１
０３からのデジタル化された転写材Ｐの厚さに対応した
信号Ｓ₁₄がシステムコントローラ７１に送られ、ここで
ＣＰＵにより転写材Ｐの厚さが演算される。

【００４４】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５
９ｄ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。

【００４５】図９（ａ）、（ｂ）に、本実施の形態によ
って給紙を行う際の、転写材Ｐの厚さを算出するフロー
チャートを示す。この転写材Ｐの厚さ算出もすべてシス
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。図９（ａ）において、画像形成が開始される
と（Ｓ１）、用紙送り装置５４、５５（図１参照）から
用紙搬送路を通り給紙された転写材Ｐが紙厚検出部Ｓ₅
に到達する（Ｓ２）。紙厚検出部Ｓ₅ では、転写材Ｐが
レジストローラ５６に到達する前にレジストローラ５６
がＯＮし（Ｓ１１）、レジストローラ５６が転写材Ｐを
挟む前の状態の第１データ（Ｄ_r1、Ｄ_r2…、Ｄ_rn）のデ
ータ収集が開始される（Ｓ１２）。レジストローラ５６
がＲ回転（１枚目及び２枚目以降で変化する）するまで
データ収集がなされる（Ｓ１３）。ここで、前述のよう
に、レジストローラ５６は、紙厚検知ローラを兼ねてい
る。レジストローラ５６がＲ回転した時点で、第１デー
タの収集は停止され、レジストローラ５６に給紙が開始
され、この間データ収集は中断される（Ｓ１４）。レジ
ストローラ５６に転写材Ｐが到達すると（Ｓ１５）、レ
ジストローラ５６が転写材Ｐを挟んだ状態の第２データ
（Ｄ_p1、Ｄ_p2…、Ｄ_pm）のデータ収集が開始される（Ｓ
１６）。レジストローラ５６がＰ回転するまで、第２デ
ータが収集される（Ｓ１７）。レジストローラ５６がＰ
回転した時点で、第２データの収集が終了し、Ｓ１２〜
Ｓ１３で収集されたｎ個の第１データの平均値と、Ｓ１
６〜Ｓ１７で収集されたｍ個の第２データの平均値との
差により１枚目の転写材Ｐの厚みを表わす紙厚値Ｋ_N が
決定される（Ｓ１８）。

【００４６】紙厚値Ｋ_N が算出されると、連続画像形成
時ではなく、１枚だけの画像形成時であれば（Ｓ３）、
レジストローラ５６がＯＦＦし（Ｓ７）、所定の画像形
成プロセスを実行し（Ｓ８）、画像形成シーケンスが終
了する（Ｓ９）。連続画像形成の際には、その転写材Ｐ
が１枚目の画像形成であれば（Ｓ４）、２枚目の紙厚検
出シーケンスが開始され（Ｎｅｘｔ）、２枚目の紙厚値
が演算される。Ｎ枚目（Ｎ≠１）の画像形成の場合には
（Ｓ４）、１枚目の紙厚値であるＫ₁ と２枚目以降の紙
厚値Ｋ_N とが比較され（Ｓ５）、もしその差があらかじ
め設定された誤差範囲であるΔＫを大きく上回れば、そ
のＮ枚目の転写材Ｐが１枚目の転写材Ｐと異なる転写材
Ｐであると判断し、転写材Ｐが混載されたことを判断す
る。この判断は、システムコントローラ７１内の転写材
混載判別手段によって行われる。そして、その後に複数
枚の転写材Ｐに対する画像形成が仮に残っていたとして
も、システムコントローラ７１内の転写材混載警告手段
によって、操作部（不図示）にて、転写材Ｐが混載され
ている旨の警告を行い（Ｓ１０）、レジストローラ５６
がＯＦＦし（Ｓ７）、混載が判断されたその転写材Ｐに
ついてまで画像形成が実行され（Ｓ８）、同じくシステ
ムコントローラ７１内の画像形成停止手段によって画像
形成シーケンスは停止される。

【００４７】一方、Ｋ₁ とＫ_N とが比較された結果、そ
の差が誤差範囲ΔＫ以内であれば、そのＮ枚目の転写材
Ｐは１枚目の転写材Ｐと同じ種類の転写材Ｐであると認
識され、その転写材Ｐが最終の転写材Ｐであれば、レジ
ストローラ５６がＯＦＦし（Ｓ７）、所定の画像形成プ
ロセスを実行し（Ｓ８）、画像形成シーケンスが終了す
る（Ｓ９）。最終の転写材Ｐではなく、この後にも複数
の連続画像形成が残っていれば、次の転写材Ｐの紙厚検
出シーケンスを実行する（Ｎｅｘｔ）。〈実施の形態２〉上述の実施の形態１では、カラーの画
像形成装置を例に説明したが、本発明は、より一般的な
白黒の複写機等の画像形成装置に対しても同様の適用す
ることができ、同様の効果をあげることができる。

【００４８】白黒の画像形成装置において連続して画像
形成を行う場合、転写材Ｐの種類を、レジストローラ５
６の変位量で自動的に判別することにより、混載を判別
し、混載が判別された転写材Ｐまでプロセス条件を調整
し、最適なプロセス条件で画像形成を行う。その後、混
載が判別された転写材Ｐ以降の転写材Ｐに対する画像形
成を停止し、種類の異なる転写材Ｐが混載されているこ
とを警告する。これにより、混載による定着器の激しい
摩耗を押えることができる。したがって、本発明は、定
着器を良好な状態に保持するための技術としても非常に
有効である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
連続画像形成に供される複数の転写材中に種類の異なる
転写材が混在されている場合に、転写材混載判別手段が
これを判別し、画像形成停止手段が画像形成シーケンス
を停止する。これにより、その転写材に適さない画像形
成条件で画像形成が行われることを防止するとともに、
定着器の不要な消耗を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す縦
断面図。

【図２】画像処理部の詳細を示すブロック図。

【図３】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。

【図４】推定回路の詳細を示すブロック図。

【図５】推定回路の算出領域を示す図。

【図６】推定回路を駆動する各制御信号のタイミングチ
ャート。

【図７】紙厚検出部の構成の詳細を示す図。

【図８】加圧機構部の構成の詳細を示す図。

【図９】連続給紙時の転写材の厚さを検知するフローチ
ャート。

【符号の説明】

１画像形成装置５６厚さ検知ローラ（レジストローラ）５６ａ上ローラ５６ｂ下ローラ７１制御装置（システムコントローラ、転写材
混載判別手段、画像形成停止手段、転写材混載警告手
段）１００変位量検出手段Ｐ転写材Ｓ₃ 、Ｓ₄ 用紙サイズ検出部Ｓ₅ 厚さ検出手段（紙厚検出部）Ｓ₆ 推定回路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 15/00 ５１０Ｇ０３Ｇ 15/00 ５１０ 15/16 15/16 15/20 １０９ 15/20 １０９ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 15/00 510 - 534 G03G 15/36 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/02 - 21/04 G03G 21/14 G03G 21/20 B41J 11/42 B41J 13/00 B65H 1/00 - 3/68 B65H 7/00 - 7/20 B65H 43/00 - 43/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】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、該厚さ検出手段の出力に基づいて、連続画像形成時の複
数の転写材中に種類の異なる転写材が混在していること
を検出する転写材混載判別手段と、前記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、少なくとも一方のローラが他方のローラに対して変位可
能に配置されるとともに前記搬送路中の転写材をその表
裏方向から挟み込む一対の厚さ検知ローラと、該一対の厚さ検知ローラが転写材を挟み込む前の前記他
方のローラの相対位置についての第１データと、転写材
を挟み込んだ状態での前記他方のローラの相対位置につ
いての第２データとを１セットのデータとして収集する
変位量検知手段とを有し、前記転写材混載判別手段は、前記厚さ検出手段が検出する、連続画像形成時の複数の
転写材のうちの１枚目の転写材についての第２データ
と、２枚目以降のＮ枚目の転写材についての第２データ
との差があらかじめ設定された値を超えた場合に、前記
１枚目の転写材とＮ枚目の転写材との種類が異なること
を判別する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記制御装置は、前記転写材混載判別手
段がＮ枚目の転写材を１枚目の転写材と異なる種類の転
写材であると判別した場合、その後に連続画像形成の残
りの画像形成が予定されている場合であっても、前記Ｎ
枚目の転写材までそれぞれの転写材に応じた画像形成条
件を設定し、転写材に画像形成し、画像形成後の転写材
を排出した後、画像形成シーケンスを停止させる画像形
成停止手段を有する、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記転写材混載判別手段が種類の異なる
転写材を判別したときに、この旨を画像形成装置本体の
操作部に表示する転写材混載警告手段を有する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成
装置。
【請求項４】前記制御装置が変更する画像形成条件
が、像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転写す
る際の転写バイアスの大きさと、転写材上に転写された
トナー像を熱定着する際の定着温度と、同じく定着速度
と、定着後の転写材のカールを矯正する湾曲加圧装置に
おける加圧量とのうちの少なくとも１の画像形成条件で
ある、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１
項記載の画像形成装置。