JP3630891B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
1枚ずつ給送されたシートに対して画像を形成する画像形成装置から出力された適数枚(1枚あるいは複数枚)の画像形成済みシートをまとめて冊子を作製する場合がある。そして、この冊子には、表表紙部と裏表紙部と背表紙部とが一体になっている表紙が付けられることが多い。
【0003】
この冊子用の表紙は画像形成装置により作製されるのが一般的であるが、この場合、画像形成装置が冊子枚数分の画像形成済みシートを出力した後に、表紙の作製がなされるようになっている。
【0004】
この冊子用の表紙を作製するに当たっては、表紙として使用されるシートサイズを選択しなければならないが、ここで、背表紙部のサイズ(シートが重ねられる方向のサイズ)を決定することがシートサイズを選択する上で必要となる。
【0005】
表紙の背表紙部のサイズは、画像形成用シートの厚さ×冊子枚数で決定することができる。しかし、シートに多色のトナー画像が重ねて転写される画像形成装置の場合には、シートの厚さにトナー画像の厚さを加えなければならない。
【0006】
従来の画像形成装置において表紙の作製を行う場合、表紙の背表紙部のサイズを決定するためのシート厚さや冊子枚数等をオペレータの手によって演算部に入力しているのが普通である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなオペレータによるマニュアル入力の場合、仮にオペレータが入力ミスをしたとすると、演算部においては正しいサイズの算出をすることができず、結果、不適当な表紙が出力されてしまい、シートが無駄に使用されると言った問題点があった。
【0008】
そこで本発明は、上述の如き事情に鑑みてなされたもので、表紙を作製する場合において、表紙の背表紙部のサイズを決定するための情報を正しく入力して、不適当な表紙が出力しないようにした画像形成装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、1枚ずつ給送されたシートに対して画像を形成する画像形成装置に係る。
【0010】
そして、本発明は、上記目的を達成するため、1枚ずつ給送されたシートに対して画像を形成する画像形成装置において、前記シートに画像を形成すると共に、適数枚の画像形成済みシートをまとめた冊子用の表紙に画像を形成する画像形成部と、給送されたシートの厚さを検出するシート厚検出手段と、適数枚の画像形成済みシートをまとめた冊子用の表紙を作製する表紙作製モードが選択された場合、出力されるシート枚数を計数する計数手段と、前記表紙作製モードが選択された場合、前記シート厚検出手段が検出したシート厚と前記計数手段が計数したシート枚数とに基づいて前記表紙の背表紙部のサイズを算出する背表紙部サイズ算出手段と、前記背表紙部サイズ算出手段が算出した背表紙部のサイズに基づいて表紙として用いるシートサイズを選択するシートサイズ選択手段と、を有することを特徴とする。
【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。
【0014】
図1に、本発明に係る画像形成装置の一例としての、デジタルカラー画像形成装置1の概略構成を示す。
【0015】
まず、同図を参照してその構成及び動作を説明する。
【0016】
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(シート)Pの給搬送部50を備えている。
【0017】
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12、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。
【0018】
画像処理部16は、図3に示すように、CCD16a、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16e、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。
【0019】
上述構成のリーダ部10の動作は次のとおりである。
【0020】
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CCD16a上に結像され、ここで、RGBの各色の信号に光電変換される。
【0021】
電気信号となった画像信号は、画像処理部16において、図3に示す流れに従って、以下のように処理される。
【0022】
CCD16a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、さらに変換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。
【0023】
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。
【0024】
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上のトナー画像を転写材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36、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画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。
【0025】
なお、他の色の画像形成部30C、30Y、30Kについては、上述のマゼンタの画像形成部30M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。
【0026】
上述の構成のプリント部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上にトナー画像を形成する。
【0027】
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33aによってマゼンタのトナーが付着されてトナー画像として現像される。
【0028】
このトナー画像は、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。トナー画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36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。
【0029】
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画像が形成される。
【0030】
表面にマゼンタのトナー画像が転写された転写材Pは、転写ベルト57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画像が次々と転写され、表面に4色のトナー画像が重ねられる。
【0031】
こうして4色のトナー画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画像が定着される。
【0032】
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外部に排出される。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、裏面にトナー画像が形成された後、装置本体2外部に排出されることになる。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
上述の用紙送り装置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、非定形の種々の転写材Pを供給することができる。供給される転写材Pについての情報、例えば、サイズ、厚さ等は、後述のように紙厚検出部等によって自動的に検出される。
【0036】
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30M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と下ローラ56bとを備えており(図7参照)、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が上方に移動し、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を紙厚検出ローラとしても使用している。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(シート厚検出手段)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。
【0037】
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方向に回転する転写ベルト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。
【0038】
転写ベルト57の下流側には、定着器40との間に、矢印K58方向に回転可能な定着前ベルト58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。
【0039】
上述の構成の給搬送装置50は、次のように動作する。
【0040】
用紙送り装置54又はマルチ用紙送り装置55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画像に同期するようにして、レジストローラ56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を含む紙厚検出部S5 により、紙厚(シート厚)が検出される。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画像が転写される。
【0041】
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画像が順次に転写される。4色のトナー画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画像が定着される。トナー画像定着後の転写材Pは、加圧機構部59によって腰付けが行われる。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
以上で、画像形成装置全体についての概略的な構成及び動作の説明を終える。
【0045】
次に、図2に、上述の画像形成装置1におけるブロック構成図を示す。この構成は、転写材Pに応じた最適な画像形成を行うためのものである。
【0046】
システムコントローラ71は、画像形成装置1の各種制御を行うものであり、内部のCPU71aによって統括的に制御を行う。
【0047】
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、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ーである。
【0048】
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、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上のトナー画像を転写材Pに転写する転写帯電器である。
【0049】
さらに、40は転写材P上のトナー画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。
【0050】
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「推定回路」と略称する)である。この推定回路S6については後述する。
【0051】
続いて、図2のブロック構成図を参照して、最適な画像形成を行うための動作についての説明をする。
【0052】
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。
【0053】
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画像として現像される。
【0054】
このマゼンタのトナー画像は、前述の給搬送部50によって搬送されてきた転写材Pの表面に転写される。この転写材Pは、トナー画像転写前に、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 によって厚さが検出されたものである。
【0055】
またトナー画像の転写によって、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ではトナー画像は、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。
【0056】
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30C、30Y、30Kによって、それぞれの色のトナー画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。
【0057】
転写材P上に転写された4色分のトナー画像は、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。
【0058】
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、トナー画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。
【0059】
また、感光ドラム31から転写材P上にトナー画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。
【0060】
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59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。
【0061】
すなわち、図2に示すブロック構成図においては、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。
【0062】
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。
【0063】
図4に、推定回路S6 の詳細な回路構成を示す。
【0064】
ここでは、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1画像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構成とする。本実施の形態では、図5に示すように、1画像を4×4の16領域C00〜C33に分割した例で説明を行う。ここで、Cmnは各分割領域の画像濃度値である。
【0065】
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。Vclk は画像データの同期信号であり、Vsyncは1画像区間開始を示す副走査同期信号である。Henableは主走査画像有効区間信号であり、Venableは副走査画像有効区間信号である。
【0066】
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1領域に対応するM/4、N/4の算出を行う。
【0067】
81は主走査の分割領域を計数するカウンタ、82、85はORゲート、83は主走査の分割領域を指示する数値を示すアップカウンタ、84は副走査の分割領域を計数するカウンタ、86は副走査の分割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の分割領域を示す数値をエンコードするエンコーダ、88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ゲートである。
【0068】
90は画像データと選択された分割領域の画像データ積算値とを加算する加算器、91、93、95は各分割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は各分割領域のイネーブルを生成するANDゲート、97、98、99は各分割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。
【0069】
主走査の分割領域の計数は主走査の分割領域の画素数N/4を画像形成前にVsyncによりカウンタにロードし、Vclk 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、分割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行くことで、N/4画素ごとにアップカウンタ83の出力を増加させて実現する。副走査の領域に関しても主走査の場合と同様に、Hsync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。
【0070】
一方、画像データは、HenableとVenable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Vclk 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の一方の入力端子Aに入力される。加算器90の他方の入力端子Bには、各分割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97、98、99からの所定の分割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、所定の分割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が指示する分割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。図6に、ビデオ系の各信号、すなわちVsync、Venable、Hsync、Henable、Data、Cの概略のタイミングを示す。
【0071】
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。
【0072】
次に、図7に、本実施の形態で使用した紙厚検出部S5 の構成を示す。
【0073】
紙厚検出部S5 は、変位量検出手段100と紙厚検出ローラ56とを備えて構成されている。なお、この紙厚検出ローラ56は、前述のレジストローラと兼用されている。
【0074】
変位量検出手段100の発光ダイオード101からの照射光Li は、レジストローラ(紙厚検出ローラ)56の上ローラ56aの測定面である反射面56rで反射して受光位置センサ102に入射する。
【0075】
レジストローラ56の下ローラ56bは上下の方向には位置固定されており、上ローラ56aは上下の方向に垂直移動可能な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が上方に移動する構成になっている。従って、転写材Pの厚さに対応して反射面56rが点線図示するように上下の方向に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101から離れるようになる。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S11としてA/D変換器103に入力される。
【0076】
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103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。
【0077】
次に、図8に、加圧機構部59の構成を示す。
【0078】
一般的に、転写材P上に転写されたトナー画像が加熱定着されると、定着後の転写材Pは、トナー画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。
【0079】
本実施の形態では、カール量の管理方法として、1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。転写材Pの上面にトナー画像が転写されていることから、転写材Pには上向きのカールが生じる。従って、それと反対の方向に圧力を加えるべく、上側にスポンジローラ59aを、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、上向きのカールの成長を抑えている。
【0080】
加圧量の調整は、カム59cを回転駆動させることにより、軸59dを中心にして上下の方向に揺動可能な金属ローラ可動板59eを上下方向に揺動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。なお、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。
【0081】
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CPU71aにより統括的に制御される。
【0082】
本画像形成装置においては、表紙作製モードを選択すると、適数枚の画像形成済みシート(転写材P)をまとめた冊子用の表紙の作製が自動的に行われるようになっている。
【0083】
図9(a)、(b)に、表紙の一例を示す。
【0084】
表紙は、表表紙部と裏表紙部と背表紙部が一体となっている。これらは、表紙用として出力された1枚の転写材Pを折り込んで形成される。表表紙部には表紙画像Aが形成され、裏表紙部には表紙画像Bが形成され、背表紙部にはタイトル画像が形成されている。表紙画像A、B並びにタイトル画像は画像処理部16の圧伸部16g内のメモリ部で画像合成されて出力時には画像形成済みになっている。
【0085】
表紙となる転写材は、画像形成済みシート(転写材P)の見開き方向の長さの倍+複数枚の画像形成済みシートを重ね合わせた厚さ分以上のサイズが必要である。例えば、画像形成済みシートがA4サイズであるならば表紙サイズはA3+αのサイズが必要である。
【0086】
表紙作製モードはすべてシステムコントローラ71上のCPU71aにより統括的に制御、演算される。図10、図11に、その動作例を示す。
【0087】
なお、表紙作製をするか否かの選択は、不図示の操作部によりオペレータが任意に選択できる構成になっている。表紙画像A、B及びタイトル画像の読み込みに際しても、不図示の操作部により逐次画像を置き換える指示がされるように構成されている。
【0088】
まず、通常の画像出力を行い(Step1)、表紙作製モードの場合(Step2)、画像出力時に得られた厚さデータK及び使用されたトナー量から転写されたトナーの厚さを推定し保存する。また、転写材Pの枚数をカウントする(Step3)。表紙作製モードでない場合には前記データの保存及び数枚カウントはしない。
【0089】
次に、オペレータはコピーする画像(原稿)を交換したり、そのまま同じ画像をコピーするかを任意に選択し、別の画像をコピーする場合には原稿台11上に別の原稿を置く。そして、コピーを終了した場合には(Step4)、表紙作製モードであるか否かをチェックし(Step5)、表紙作製モードではない場合にはコピーシーケンスを終了する。
【0090】
ここで、Step1における詳細な動作を図11を用いて説明する。
【0091】
画像出力が実行されると、レジストローラ56に転写材Pが到達する前のデータを収集すべく、レジストローラ56をONにする(Step1−1)。
【0092】
レジストローラ56は紙厚検出ローラを兼ねている。そして、転写材Pの厚さは、レジストローラ56の上ローラ56aの変位量を測定することによって求めているため、レジストローラ56が転写材Pを挟んでいない状態での第1データを収集することが必要である。転写材Pの厚さはレジストローラ56が転写材Pを挟んでいないときの第1データと挟んでいるときの第2データの差から導き出すため、この転写材Pを挟んでいないときの第1データは、転写材Pの厚さを算出する際の基準値となる。
【0093】
従って、給紙を開始する前の比較的時間に余裕のある時点で、第1データを数多く収集し、データの信頼性をアップさせる。このため、レジストローラONに続いてレジストローラ5回転分のデータ(Dr1,r2…rm)を収集する(Step1−2)。レジストローラ56が5回転した時点(Step1−3)で第1データの収集は停止され、給紙を開始する(Step1−4)。この間データ収集は中断される。
【0094】
レジストローラ56に転写材Pが到達すると(Step1−5)、レジストローラ56が転写材Pを挟んだ状態での第2データ(Dp1,P2…Pn)のデータ収集を開始する(Step1−6)。ここでのデータ収集は、レジストローラ56の5回転分としている(Step1−7)。これは、第1データのデータ収集時のレジストローラ56の回転数と同じである。
【0095】
次に、n個の第1データの平均値と、m個の第2データの平均値との差により、転写材Pの厚みを表す紙厚値Kを求める(Step1−8)。
【0096】
こうして得られた転写材Pの厚さデータを基に、前述の如く定着条件または転写条件を決定し、最適な条件で作像を行う(Step1−9)。作像終了後、レジストローラ56をOFFにし(Step1−10)、作像シーケンスを終了する(Step1−11)。
【0097】
作像シーケンスは上述の如く実行され、すべての画像の作像が終了したならば(Step4)、表紙作製モードであるか否かをチェックする(Step5)。そして、表紙作製モードが設定されていた場合には、表紙の背表紙部サイズの算出を行う(Step6)。この背表紙部サイズは、Step3で格納された転写材Pの厚さデータK及び使用トナー量に基づくトナー厚さデータと転写材Pの枚数より算出する。
【0098】
例えば、一般的な厚紙(約200g/1mm2)ではその厚さはおよそ0.2mm、普通紙(約100g/1mm2)では0.lmmと言ったデータとなるため、厚紙が100枚で厚さ20mm、更にそれに加え普通紙200枚で20mm、計300枚の画像出力では約40mmの厚さになる。
【0099】
しかし、実際には転写材P上にはトナーを転写させて画像を形成しているため、転写材Pの厚さより転写されたトナーの分だけ厚さが増していることになる。そこで、推定回路S6により算出された使用トナー量から、転写材Pに転写されたトナーの厚さの分に対応する係数を厚さデータに乗算することで、正確な背表紙部のサイズを算出している。
【0100】
続いて、表紙画像A、Bを読み込む(Step7)、(Step8)。この表紙画像A、Bを必要としない場合には、不図示の操作部からその旨を入力することで白紙にも設定できる。この表紙画像A、Bは前述の通り、画像処理部16の圧伸部16g内のメモリ部に一旦保存されている。同メモリ部内には表紙画像A、B及びタイトル画像用の領域が予め定められており、適宜その領域に保存される。
【0101】
続いて、背表紙部のタイトル画像の読み込みを行う(Step9)。このタイトル画像も表紙画像A、Bと同様に白紙設定が可能である。しかし、背表紙部は出力画像の厚さ、枚数等でサイズが異なるため、タイトル画像はStep6において算出した背表紙部サイズに応じて変倍し、上記圧伸部16g内のメモリ部の所定領域内に表紙画像A、Bと合成格納する(Step10)。
【0102】
次に、表紙に使用する転写材Pのサイズの選択を行い(Step11)、選択されたサイズの転写材Pに表紙画像を出力(Step12)して表紙作製シーケンスを終了する。
【0103】
表紙に使用する転写材Pのサイズは、定型紙(A3、A4等)を用い、表紙画像より大き目の転写材Pに画像を形成することは勿論、マルチ用紙送り装置55からの任意のサイズの転写材Pに画像を形成することも可能である。
【0104】
本実施の形態では、第1データ及び第2データを収集するためのレジストローラ56の回転数をいずれの場合にも5回転としているが、これに限らず、第1データと第2データで回転数を変えるようにしてもよい。
【0105】
また、本実施の形態の紙厚検出ローラ(レジストローラ)56は、一方のローラ56bが位置固定され、他方のローラ56aが上下の方向に移動可能な構成になっているが、双方のローラ56a、56bが上下の方向に移動可能な構成であってもよい。
【0106】
なお、本発明は、デジタルカラー機に限らず、デジタル白黒機にも同様に適用することが可能である。この白黒機の場合には、転写材上に転写されるトナーの量はカラー機に比べ極めて少ないことから、表紙の背表紙部のサイズ設定条件としてトナーの量を考慮する必要はない。
【0107】
また、表紙画像を画像メモリにストアせず、原稿として直接画像形成を行う(背表紙部のタイトル画像の変倍合成を行わない)ならば、本発明は白黒のアナログ機にも適用可能である。
【0108】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置においては、給紙されたシートの厚さを検出する機能と、検出されたシートの厚さと冊子枚数とに基づいて表紙の背表紙部のサイズを算出する機能を備えているので、オペレータが表紙作製上の情報をマニュアル入力する場合のような入力ミスがなくなり、不適当な表紙の出力によりシートが無駄に使用されることもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された画像形成装置の全体的な概略構成を示す縦断面図。
【図2】本発明が適用された画像形成装置の制御系を示すブロック構成図。
【図3】画像処理部の詳細を示すブロック構成図。
【図4】推定回路の詳細を示すブロック構成図。
【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】表紙の構成を示す斜視図(図9(a))及び展開状態の平面図(図9(b))。
【図10】CPU71aの動作例を説明するフローチャート。
【図11】図10の画像出力ステップにおける詳細な動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
16e 変倍処理部(倍率変更手段)
56 シート厚検出ローラ(シート厚検出手段)
71a CPU(背表紙部サイズ算出手段、トナー厚算出手段、計数手段、シートサイズ選択手段)
100 変位量検出手段(シート厚検出手段)
P 転写材(シート)
Claims (4)
- 1枚ずつ給送されたシートに対して画像を形成する画像形成装置において、
前記シートに画像を形成すると共に、適数枚の画像形成済みシートをまとめた冊子用の表紙に画像を形成する画像形成部と、
給送されたシートの厚さを検出するシート厚検出手段と、
適数枚の画像形成済みシートをまとめた冊子用の表紙を作製する表紙作製モードが選択された場合、出力されるシート枚数を計数する計数手段と、
前記表紙作製モードが選択された場合、前記シート厚検出手段が検出したシート厚と前記計数手段が計数したシート枚数とに基づいて前記表紙の背表紙部のサイズを算出する背表紙部サイズ算出手段と、
前記背表紙部サイズ算出手段が算出した背表紙部のサイズに基づいて表紙として用いるシートサイズを選択するシートサイズ選択手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記背表紙部サイズ算出手段が算出したサイズに基づいて前記背表紙部に形成される画像の倍率を変更する倍率変更手段を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記シート厚検出手段は、一方のローラ又は双方のローラが変位可能に配置されるとともに双方のローラで移動中のシートをその表裏方向から挟み込む1対の厚さ検出ローラと、前記双方のローラの相対位置を検出する変位量検出手段と、を有して構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記変位量検出手段は、前記1対の厚さ検出ローラがシートを挟み込む前の前記双方のローラの相対位置についての第1データと、シートを挟み込んだ状態での前記双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と共に、前記1対の厚さ検出ローラの複数回転分の前記第1データと、これと同数あるいは異なる数の回転分の前記第2データとから算出したシートの厚さについてのデータを出力することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
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