JP4072796B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置、たとえば複数の給紙口とヒートローラ定着装置を有する複写装置、ファクシミリ、プリンタ等において好適な給紙制御を行えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
画像形成装置においては、転写紙の厚さを検知し、これに応じて最適な画像形成条件を設定して画像形成装置の品質向上を図る技術が提案されてきている（たとえば特開平９−３４３１０号公報参照）。転写紙の厚さを検知するには、先ずその転写紙の通紙を行うが、転写紙の厚みにより給紙条件を変更するようになっている場合、１枚目の転写紙の条件が不明で最適な条件として通紙が行われない欠点がある。
【０００３】
また広幅のＡ２サイズ等の転写紙を給紙トレイから給紙する場合、小サイズの転写紙を給紙する場合より転写紙の面積が大きく、したがって紙同士の摩擦抵抗も大きい。しかも転写紙が厚紙の場合には、薄紙に比べて紙自体が重くて搬送抵抗が増大する。従って、幅広のＡ２サイズ等で厚紙の転写紙を給紙する場合、給紙ローラと紙がスリップし、不送りジャムになりやすい。一方、転写紙が薄紙の場合は、搬送時間を長いまま給紙すると、給紙ローラとその搬送方向下流側で転写紙を一枚ずつ分離して搬送する分離ローラとの間で、転写紙がブロックで送られ、搬送時間が長いままではブロックで送られた最後（一番下）の紙がストレスを受け、座屈ジャムが発生しやすい。そのため、従来では転写紙が薄紙のときは一律に搬送時間を長く設定することができなかった。
【０００４】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、画像形成装置の品質を、生産性を低下させることなく向上させ得るようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、通紙される転写紙の紙厚または紙種を検出する紙種検知手段、該紙種検知手段により検出された紙種情報を記憶する紙種記憶手段及び検出された紙種情報に応じて画像形成条件を変更する制御手段を有する画像形成装置において、上記紙種検知手段が、少なくとも転写紙１枚目の紙種情報により紙種情報を検出し、上記制御手段が、該検出した紙種情報により画像形成条件を変更するまで次の転写紙の給送を遅延する遅延制御手段を有するとともに、前記紙種検知手段は、少なくとも転写紙が厚紙か薄紙かを検知し、前記制御手段は、前記紙種検知手段が転写紙１枚目の紙種情報を検知する前に、紙種情報の初期値を厚紙にすることを特徴とする。
【０００６】
同請求項２に係るものは、通紙される新しい転写紙がセットされたかどうかを検出する転写紙セット検知手段を有するとともに、上記遅延制御手段が、上記転写紙セット検知手段により転写紙がセットされた時にのみ上記遅延制御を実行することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態となる画像形成装置を示す概念図である。この装置は、第一帯電器１により均一に帯電された感光体２上に図示せぬ光学系により第一画像露光３が施され、ネガ−ポジの潜像が形成され、第一現像器４により第一画像が感光体２上に現像される。例えば、接触２成分現像により黒トナーが現像される。
【０００８】
続いて、第二帯電器１３により黒トナー画像部、非画像部を含めて感光体２上の再帯電が行われ、図示せぬ光学系により第二画像露光６が施され、再びネガ−ポジ潜像が形成され、第二現像器５により第一現像とは色調の異なるトナーがネガ−ポジ現像される。例えば、非接触現像により赤トナーが現像される。
【０００９】
このように現像された黒赤の２色画像は、バイアスローラ７を通して電圧印加装置８により電圧を印加された転写ベルト９により転写紙１０に転写され、同じく転写ベルト９により搬送される。なお、第二現像器５は、現像時のみ感光体２と微小ギャップを保つようソレノイド１１とバネ１２にて感光体２に対して、近接、離間位置に移動される。
【００１０】
このような２色現像における第二帯電器１３による再帯電の条件は、黒トナー現像領域への赤トナーの混色現像の防止、かつ赤現像器である第二現像器５への黒トナーの逆現像の防止が達成されるよう設定されている。例えば、第一帯電電位−８５０ｖ、第一露光電位−１００ｖ、第一現像バイアス−５５０ｖにて黒トナー画像を形成し、第二帯電は、前記した条件を満たすために、実験により求められた黒トナー画像部再帯電電位−８００〜−９００ｖを達成するよう、第二帯電グリッド電位−９００ｖにて施され、第二露光電位−１００ｖ、第二現像バイアス−７５０ｖにて第二現像器５により赤トナー画像を形成させる。
【００１１】
このような画像形成装置では、一般に、図示せぬ操作部より黒色または赤色、あるいは黒、赤同時２色のそれぞれのモードを選択し、それに対応して黒現像器または赤現像器を作動させ、転写紙に黒トナー、赤トナーを転写する。黒色または赤色のトナーを保持した転写紙は定着装置へ搬送され、トナー像を定着される。
【００１２】
図２は、図１の画像形成装置に用いられている定着装置を示す斜視図である。定着ローラ２１は表面がＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の耐熱離型層でコーティングされ、内部に熱源２２を有している。熱源２２は、ハロゲンヒータまたは赤外線（ニクロム線）ヒータを用いている。定着ローラ２１は熱源より加熱され、温度検知センサ２３により定着ローラの温度を検出し、ローラの温度がある一定の温度になるように、熱源を制御している。また、加圧ローラ２４は表面が耐熱ゴム（シリコンゴム）層で構成され、加圧ローラの両端の軸に軸受２５が配設され、加圧ローラ２４は定着ローラ２１と離間する方向に自在に付勢されている。加圧ローラ２４は、その軸受２５の下方から加圧レバー２６により定着ローラ２１に押圧されている。加圧レバー２６は、その一端が軸２７により回転自在に軸支され、他端にスプリング３１が掛けられている。定着ローラ２１は、図示せぬ駆動部で図中矢印方向に回転駆動され、転写紙を搬送しながら定着を行う。
【００１３】
スプリング３１には加圧力を調整する圧力調整手段が設けられている。この圧力調整手段は、側板３３に沿って上下動可能に設けられている可動板３２を有し、この可動板３２にはその上下方向に沿って長孔が設けられ、この長孔に側板３３に回動可能に支持された回動軸３４が摺動可能に嵌合している。そして回動軸３４の一端には図示せぬ駆動部から回転駆動を伝達されるギヤ３５が、さらに同軸上にカム３６がそれぞれ取り付けられている。カム３６は可動板３２に図示のように常時係合し、図示せぬ駆動部により、図３に示すようにその最低部位が可動板３２に係合する第１加圧位置、図４に示すように最高部位が可動板に係合する第２加圧位置に切り換えられるようになっている。
【００１４】
図５、図６、図８、図９は、本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第一の例の構成、動作を説明するための図である。電源投入後、熱源２２により定着ローラ２１が加熱され、温度検知センサ２３により定着ローラ２１の温度を検出し、転写紙の未定着画像を定着できる温度に達した状態で複写関始可能となる。複写開始後、通紙した転写紙のサイズをチェックし（図９：ステップ１）、転写紙１０の種類が異なる場合、その定着からの供給熱量も異なるため、定着ローラ２１と加圧ローラ２４の対で挟持されるニップ部の幅を固定した場合、図５に示すように通紙サイズに対応させて普通紙（坪量約７０ｇ／ｍ2）における温度低下△ｔと温度変化△ＴNにより温度勾配：ＡN（＝△ＴN／△ｔ）を設定し（同ステップ２）、転写紙連続通紙中に定着ローラ２１の熱源２２を一定時間（△ｔ＝ｔ2−ｔ1）にわたりＯＦＦする（同ステップ３）。この間、定着ローラ２１の熱源２２による熱の供給はなくなるため、定着ローラ２１の蓄熱だけで転写紙１０に熱を供給することになる。そして温度変化△ＴNを検出し（同ステップ４）、実通紙時の温度勾配（Ａ）を算出し（同ステップ５）、Ａ＜ＡNならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、ＡN≦Ａならば通紙されている転写紙を厚紙と判断する（同ステップ６〜８）。
【００１５】
また図７、図１０に示すように、定着ローラ２１の熱源２２をＯＦＦして△ｔ時間後の普通紙（坪量約７０ｇ／ｍ2）の温度（ＴN）を設定しておき、複写開始後、通紙した転写紙のサイズをチェックし（図１１：ステップ１）、通紙サイズに対応させて普通紙（坪量約７０ｇ／ｍ2）における温度変化△ＴNを設定し（同ステップ２）、そして温度変化△ＴNを検出し（同ステップ３）、実通紙時の温度（Ｔ）がＴN＜Ｔならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、Ｔ≦ＴNならば通紙されている転写紙を厚紙と判断するようにしてもよい（同ステップ４〜６）。
【００１６】
図１２〜図１４は、本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第二の例の構成、動作を説明するための図である。図１２に示すように、定着ローラ２１と加圧ローラ２４のニップ部より距離Ｌだけ転写紙の搬送方向上流側にある検知部材４０によって、第１枚目に給紙された転写紙１０の先端を検知するように構成すると、転写紙１０の搬送速度より転写紙１０の先端がローラ対のニップ部に到達する時間は到達時間（ｔL）となる。そして複写開始後、通紙した転写紙のサイズをチェックし（図１４：ステップ１）、図１３に示すように通紙サイズに対応させて普通紙（坪量約７０ｇ／ｍ2）における温度低下△ｔと温度変化△ＴNにより温度勾配ＡN（＝△ＴN／△ｔ）を設定し（同ステップ２）、検知部材４０が転写紙１０の先端を検知して到達時間（ｔL）後に定着ローラ２１の熱源２２を一定時間（△ｔ＝ｔ2−ｔ1）にわたりＯＦＦする（同ステップ３）。この間、定着ローラ２１の熱源２２による熱の供給はなくなるため定着ローラ２１の蓄熱だけで転写紙に熱を供給することになる。そして温度変化△ＴNを検出し（同ステップ４）、実通紙時の温度勾配（Ａ）を算出し（同ステップ５）、Ａ＜ＡNならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、ＡN≦Ａならば通紙されている転写紙を厚紙と判断する（同ステップ６〜８）。
【００１７】
さらに図１５、図１６は、本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第三の例の構成、動作を説明するための図である。複写開始後、通紙した転写紙のサイズをチェックし（図１６：ステップ１）、図１５に示すように通紙サイズに対応させて普通紙（坪量約７０ｇ／ｍ2）における温度低下△ｔと温度変化△ＴNにより温度勾配ＡN（＝△ＴN／△ｔ）を設定し（同ステップ２）、通紙した転写紙を連続通紙中に一定時間（△ｔ’）の間に変化した定着ローラ２１の温度の絶対値（△Ｔ’）が許容変化温度（△ＴA）より小さい時（△Ｔ’＜△ＴA）（同ステップ３）、定着ローラ２１の熱源２２を一定時間（△ｔ＝ｔ2−ｔ1）にわたりＯＦＦする（同ステップ４）。この間、定着ローラ２１の熱源２２による熱の供給はなくなるため定着ローラ２１の蓄熱だけで転写紙に熱を供給することになる。そして温度変化△ＴNを検出し（同ステップ５）、実通紙時の温度勾配（Ａ）を算出し（同ステップ６）、Ａ＜ＡNならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、ＡN≦Ａならば通紙されている転写紙を厚紙と判断する（同ステップ７〜９）。
【００１８】
本画像形成装置で用いられる転写紙を給紙する給紙装置を図１７に示す。この給紙装置は、トレイ５０を画像形成装置本体にセットすると、図示せぬセット検知手段によりこれを検知し、底板上昇機構に連動したレバー５１により、底板６０上に搭載した転写紙１０の束の上面が給紙適正位置になるよう底板６０を上昇させ、その位置を維持するように制御する。給紙信号によりフィードローラ５２及びピックアップローラ５３は時計方向に回転駆動され、同時にピックアップアーム５４が時計方向に回転しローラを転写紙上面に所定圧にて圧接する。従って転写紙１０は図中で左方に送り出される。ピックアップローラ５３は、転写紙１０をフィードローラ５２、リバースローラ５５間のニップまで送り込むのに十分な設定時間後に紙面より解除される。この設定時間を給紙時間と称する。
【００１９】
リバースローラ軸５６は、給紙信号と同時に図中時計方向に回転駆動される。リバースローラ軸５６にトルクリミッタ５７を介して軸支されるリバースローラ５５は、加圧スプリング５８による初期圧と、トルクリミッタトルクの反力として得られる作動圧を与えられ、フィードローラ５２に圧接されている（図１８参照）。トルクリミッタ５７は、リバースローラ５５がフィードローラ５２と接触する時（ニップ間に紙が無い時）及び転写紙が一枚ニップ間に送り込まれた時に滑り、図中で反時計方向に連れ回る。転写紙が２枚以上ニップ間に送り込まれた場合、トルクリミッタ５７のトルクが転写紙間の摩擦力に打ち勝って、リバースローラ５５を図中時計方向に回転させ、下側の転写紙をトレイ側に押し戻し、多枚送りを防止する。なお図中５９は転写紙検知センサ、６２は加圧アーム、６３は軸受、６４はリバースローラ従動ギヤである。
【００２０】
本例で用いられている紙種情報による給紙条件の変更では以下のように実施される。すなわち上述した紙厚検出により転写紙の紙厚を検出し、転写紙の厚みにより給紙時間を変化させる。転写紙が厚紙と検出されたら、給紙時間Ｓは、Ｓ１と設定され、薄紙の場合はＳ２と設定される。ここでは、Ｓ１＞Ｓ２なる関係になっていて、Ｓ１は厚紙が十分給紙できる時間に設定され、Ｓ２は薄紙が十分給紙可能な時間に設定される。また転写紙一枚目がスタートして紙厚が検出されるまでは、本例では給紙時間はＳ１で設定される。給紙時間は、紙厚が検出されてから紙厚の検出結果に対応してＳ１のままとするか、またはＳ２に変更される。また給紙部より送られてきた転写紙は、その有無を検出する転写紙検知センサ５９による先端検出によって転写紙が給紙部でジャム発生がなく正常に搬送されているかどうかを検出する（ジャム検出）。このジャム検出方法は、動作開始後、転写紙の種類のチェックを行い（図１９：ステップ１）、図２０に示すように紙種に対応して給紙信号から転写紙検知センサ５９が転写紙先端を検出するまでの時間Ｕを決定し（同ステップ２）、時間Ｕをカウントし（ステップ３）、時間ＵがＵ≧Ｕ0ならばジャムと判断し、Ｕ＜Ｕ0ならばジャムでなく正常搬送と判断する（同ステップ４〜６）。すなわち厚紙の場合はＵ1、薄紙の場合はＵ2以上時間が掛かるとジャム発生とする。なお転写紙一枚目がスタートして紙厚が検出されるまでは、ジャム検出時間はＵ1で設定されている。紙厚が検出されてから、紙厚の検出結果に対応してＵ1のままとするかまたはＵ2に変更される。
【００２１】
ところで本発明実施形態では紙種検知は、転写紙が定着装置を通紙するときの温度変化により紙種（紙厚）を判定している。従って、セットされた１枚目の転写紙は、紙種が判定されていない状態で給紙している。この場合、給紙条件として、厚紙条件で給紙するように予め設定されている。その理由は、厚紙での給紙不送りは転写紙１枚目でも発生する現象であるが、薄紙での座屈ジャムは、転写紙１枚目では発生せず、約２０枚位ブロックで給紙分離部まで送られた場合の２０枚目、すなわちラスト紙で発生する現象であるからである。従って、薄紙の場合でも転写紙セット後に１枚目の給紙を厚紙条件で通紙しても座屈ジャムは発生しない。
【００２２】
転写紙が新しく給紙口にセットされ、その状態で、その給紙口から複数枚の転写紙を連続給紙する場合、１枚目の給紙が厚紙条件で給紙され、その転写紙の紙種判定結果によりその給紙口にセットされている紙種が紙種記憶手段に保存され、転写紙２枚目より、紙種記憶手段に新しく保存された紙種情報で給紙条件を変更して給紙される。通常連続給紙の場合は、転写紙の紙間をたとえば１００ｍｍとして連続に給紙を行うが、本例の場合は、２枚目の転写紙の給紙は１枚目の転写紙の種類が判別されるまで給紙することを待ち、紙種判別が終了し、給紙条件の変更がなされてから給紙を再開する遅延制御を行う。
【００２３】
すなわち図２１に示すように、動作開始後、転写紙セット検知のОＦＦ／ОＮ有りかどうかを判断し（ステップ１）、なければ紙種記憶手段の紙種データによって画像形成手段の制御を最適化し（ステップ２）、給紙をスタートさせ（リピートジョブを実施、ステップ３）、転写紙の種類をチェックし（ステップ４）、紙種データを書き換える（ステップ５）。一方、ステップ１において転写紙セット検知のОＦＦ／ОＮ有りであれば紙種データを初期データに変換し（ステップ６）、一枚目の転写紙の給紙をスタートさせ（ステップ７）、ジョブがリピートされるか否かを判断し（ステップ８）、リピート有りであれば転写紙の種類のチェック、紙種記憶データの書き換え（ステップ９）、紙種記憶手段の紙種データにより画像形成手段の制御の最適化（ステップ１０）、二枚目の給紙スタート（ステップ１１）、転写紙の種類のチェック、紙種記憶データの書き換え（ステップ１２）という手順を実施し、ステップ８においてリピートなしであれば転写紙の種類のチェック、紙種記憶データの書き換え（ステップ１３）を実施する。すなわち紙種が判断されるまでは２枚目の転写紙の給紙を遅らせておき、２枚目の給紙開始時点では、紙種が判別できているので、その紙種に最適な条件に変更して給紙する。ただし、このような２枚目の給紙の遅延制御をいつも実施していると、画像形成装置としての生産性が低下するので、上記のフローに示すように、新しい転写紙が給紙口にセットされた時にのみ上述のような制御を行い、生産性の低下を防止している。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係る画像形成装置においては、以上説明してきたように、通紙される転写紙の紙種検知手段が、少なくとも転写紙が厚紙か薄紙かを検出し、紙種検知手段が転写紙１枚目の紙種情報を検知する前に、制御手段はその紙種情報の初期値を厚紙にするようにしているので、連続通紙時に紙種が不明なことに起因する品質の低下が防止でき、コピー等画像形成の生産性の向上が図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態となる画像形成装置を示す概念図である。
【図２】図１の画像形成装置に用いられている定着装置を示す斜視図である。
【図３】図２の定着装置の第一加圧位置を示す断面図である。
【図４】図２の定着装置の第二加圧位置を示す断面図である。
【図５】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第一の例の定着ローラ温度変化の設定を示す図である。
【図６】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第一の例の定着ローラ温度変化の設定を薄紙と厚紙の場合について示す図である。
【図７】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第一の例における変形例の定着ローラ温度変化の設定を示す図である。
【図８】図５の設定に対応する通紙サイズと定着ローラと加圧ローラのニップ幅の中間位置における温度勾配の関係を示す図である。
【図９】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第一の例の構成、動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図７の設定に対応する通紙サイズと定着ローラと加圧ローラのニップ幅の中間位置における温度の関係を示す図である。
【図１１】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第一の例における変形例の構成、動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第二の例となる画像形成装置の構成を示す概念図である。
【図１３】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第二の例の定着ローラ温度変化の設定を示す図である。
【図１４】図１２の例の構成、動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第三の例の定着ローラ温度変化の設定を示す図である。
【図１６】図１５の例の構成、動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】画像形成装置で用いられる転写紙を給紙する給紙装置の一例を示す断面図である。
【図１８】図１７の給紙装置に用いるトルクリミッタ、リバースローラ等を示す側面図である。
【図１９】本発明で用いるジャムの判定のフローチャートである。
【図２０】本発明で用いる転写紙の種類とジャム検出時間の設定を薄紙と厚紙の場合について示す図である。
【図２１】本発明の実施形態における給紙の遅延制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 第一帯電器
２ 感光体
３ 第一画像露光
４ 第一現像器
５ 第二現像器
６ 第二画像露光
７ バイアスローラ
８ 電圧印加装置
９ 転写ベルト
１０ 転写紙
１１ ソレノイド
１２ バネ
１３ 第二帯電器
２１ 定着ローラ
２２ 熱源
２３ 温度検知センサ
２４ 加圧ローラ
２５ 軸受
２６ 加圧レバー
２７ 軸
３１ スプリング
３２ 可動板
３３ 側板
３４ 回動軸
３５ ギヤ
３６ カム
４０ 検知部材
５０ トレイ
５１ レバー
５２ フィードローラ
５３ ピックアップローラ
５４ ピックアップアーム
５５ リバースローラ
５６ リバースローラ軸
５７ トルクリミッタ
５８ 加圧スプリング
５９ 転写紙検知センサ
６０ 底板
６２ 加圧アーム
６３ 軸受
６４ リバースローラ従動ギヤ
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置、たとえば複数の給紙口とヒートローラ定着装置を有する複写装置、ファクシミリ、プリンタ等において好適な給紙制御を行えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
画像形成装置においては、転写紙の厚さを検知し、これに応じて最適な画像形成条件を設定して画像形成装置の品質向上を図る技術が提案されてきている（たとえば特開平９−３４３１０号公報参照）。転写紙の厚さを検知するには、先ずその転写紙の通紙を行うが、転写紙の厚みにより給紙条件を変更するようになっている場合、１枚目の転写紙の条件が不明で最適な条件として通紙が行われない欠点がある。
【０００３】
また広幅のＡ２サイズ等の転写紙を給紙トレイから給紙する場合、小サイズの転写紙を給紙する場合より転写紙の面積が大きく、したがって紙同士の摩擦抵抗も大きい。しかも転写紙が厚紙の場合には、薄紙に比べて紙自体が重くて搬送抵抗が増大する。従って、幅広のＡ２サイズ等で厚紙の転写紙を給紙する場合、給紙ローラと紙がスリップし、不送りジャムになりやすい。一方、転写紙が薄紙の場合は、搬送時間を長いまま給紙すると、給紙ローラとその搬送方向下流側で転写紙を一枚ずつ分離して搬送する分離ローラとの間で、転写紙がブロックで送られ、搬送時間が長いままではブロックで送られた最後（一番下）の紙がストレスを受け、座屈ジャムが発生しやすい。そのため、従来では転写紙が薄紙のときは一律に搬送時間を長く設定することができなかった。
【０００４】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、画像形成装置の品質を、生産性を低下させることなく向上させ得るようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、通紙される転写紙の紙厚または紙種を検出する紙種検知手段、該紙種検知手段により検出された紙種情報を記憶する紙種記憶手段及び検出された紙種情報に応じて画像形成条件を変更する制御手段を有する画像形成装置において、上記紙種検知手段が、少なくとも転写紙１枚目の紙種情報により紙種情報を検出し、上記制御手段が、該検出した紙種情報により画像形成条件を変更するまで次の転写紙の給送を遅延する遅延制御手段を有するとともに、前記紙種検知手段は、少なくとも転写紙が厚紙か薄紙かを検知し、前記制御手段は、前記紙種検知手段が転写紙１枚目の紙種情報を検知する前に、紙種情報の初期値を厚紙にすることを特徴とする。
【０００６】
同請求項２に係るものは、通紙される新しい転写紙がセットされたかどうかを検出する転写紙セット検知手段を有するとともに、上記遅延制御手段が、上記転写紙セット検知手段により転写紙がセットされた時にのみ上記遅延制御を実行することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態となる画像形成装置を示す概念図である。この装置は、第一帯電器１により均一に帯電された感光体２上に図示せぬ光学系により第一画像露光３が施され、ネガ−ポジの潜像が形成され、第一現像器４により第一画像が感光体２上に現像される。例えば、接触２成分現像により黒トナーが現像される。
【０００８】
続いて、第二帯電器１３により黒トナー画像部、非画像部を含めて感光体２上の再帯電が行われ、図示せぬ光学系により第二画像露光６が施され、再びネガ−ポジ潜像が形成され、第二現像器５により第一現像とは色調の異なるトナーがネガ−ポジ現像される。例えば、非接触現像により赤トナーが現像される。
【０００９】
このように現像された黒赤の２色画像は、バイアスローラ７を通して電圧印加装置８により電圧を印加された転写ベルト９により転写紙１０に転写され、同じく転写ベルト９により搬送される。なお、第二現像器５は、現像時のみ感光体２と微小ギャップを保つようソレノイド１１とバネ１２にて感光体２に対して、近接、離間位置に移動される。
【００１０】
このような２色現像における第二帯電器１３による再帯電の条件は、黒トナー現像領域への赤トナーの混色現像の防止、かつ赤現像器である第二現像器５への黒トナーの逆現像の防止が達成されるよう設定されている。例えば、第一帯電電位−８５０ｖ、第一露光電位−１００ｖ、第一現像バイアス−５５０ｖにて黒トナー画像を形成し、第二帯電は、前記した条件を満たすために、実験により求められた黒トナー画像部再帯電電位−８００〜−９００ｖを達成するよう、第二帯電グリッド電位−９００ｖにて施され、第二露光電位−１００ｖ、第二現像バイアス−７５０ｖにて第二現像器５により赤トナー画像を形成させる。
【００１１】
このような画像形成装置では、一般に、図示せぬ操作部より黒色または赤色、あるいは黒、赤同時２色のそれぞれのモードを選択し、それに対応して黒現像器または赤現像器を作動させ、転写紙に黒トナー、赤トナーを転写する。黒色または赤色のトナーを保持した転写紙は定着装置へ搬送され、トナー像を定着される。
【００１２】
図２は、図１の画像形成装置に用いられている定着装置を示す斜視図である。定着ローラ２１は表面がＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の耐熱離型層でコーティングされ、内部に熱源２２を有している。熱源２２は、ハロゲンヒータまたは赤外線（ニクロム線）ヒータを用いている。定着ローラ２１は熱源より加熱され、温度検知センサ２３により定着ローラの温度を検出し、ローラの温度がある一定の温度になるように、熱源を制御している。また、加圧ローラ２４は表面が耐熱ゴム（シリコンゴム）層で構成され、加圧ローラの両端の軸に軸受２５が配設され、加圧ローラ２４は定着ローラ２１と離間する方向に自在に付勢されている。加圧ローラ２４は、その軸受２５の下方から加圧レバー２６により定着ローラ２１に押圧されている。加圧レバー２６は、その一端が軸２７により回転自在に軸支され、他端にスプリング３１が掛けられている。定着ローラ２１は、図示せぬ駆動部で図中矢印方向に回転駆動され、転写紙を搬送しながら定着を行う。
【００１３】
スプリング３１には加圧力を調整する圧力調整手段が設けられている。この圧力調整手段は、側板３３に沿って上下動可能に設けられている可動板３２を有し、この可動板３２にはその上下方向に沿って長孔が設けられ、この長孔に側板３３に回動可能に支持された回動軸３４が摺動可能に嵌合している。そして回動軸３４の一端には図示せぬ駆動部から回転駆動を伝達されるギヤ３５が、さらに同軸上にカム３６がそれぞれ取り付けられている。カム３６は可動板３２に図示のように常時係合し、図示せぬ駆動部により、図３に示すようにその最低部位が可動板３２に係合する第１加圧位置、図４に示すように最高部位が可動板に係合する第２加圧位置に切り換えられるようになっている。
【００１４】
図５、図６、図８、図９は、本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第一の例の構成、動作を説明するための図である。電源投入後、熱源２２により定着ローラ２１が加熱され、温度検知センサ２３により定着ローラ２１の温度を検出し、転写紙の未定着画像を定着できる温度に達した状態で複写関始可能となる。複写開始後、通紙した転写紙のサイズをチェックし（図９：ステップ１）、転写紙１０の種類が異なる場合、その定着からの供給熱量も異なるため、定着ローラ２１と加圧ローラ２４の対で挟持されるニップ部の幅を固定した場合、図５に示すように通紙サイズに対応させて普通紙（坪量約７０ｇ／ｍ2）における温度低下△ｔと温度変化△ＴNにより温度勾配：ＡN（＝△ＴN／△ｔ）を設定し（同ステップ２）、転写紙連続通紙中に定着ローラ２１の熱源２２を一定時間（△ｔ＝ｔ2−ｔ1）にわたりＯＦＦする（同ステップ３）。この間、定着ローラ２１の熱源２２による熱の供給はなくなるため、定着ローラ２１の蓄熱だけで転写紙１０に熱を供給することになる。そして温度変化△ＴNを検出し（同ステップ４）、実通紙時の温度勾配（Ａ）を算出し（同ステップ５）、Ａ＜ＡNならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、ＡN≦Ａならば通紙されている転写紙を厚紙と判断する（同ステップ６〜８）。
【００１５】
また図７、図１０に示すように、定着ローラ２１の熱源２２をＯＦＦして△ｔ時間後の普通紙（坪量約７０ｇ／ｍ2）の温度（ＴN）を設定しておき、複写開始後、通紙した転写紙のサイズをチェックし（図１１：ステップ１）、通紙サイズに対応させて普通紙（坪量約７０ｇ／ｍ2）における温度変化△ＴNを設定し（同ステップ２）、そして温度変化△ＴNを検出し（同ステップ３）、実通紙時の温度（Ｔ）がＴN＜Ｔならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、Ｔ≦ＴNならば通紙されている転写紙を厚紙と判断するようにしてもよい（同ステップ４〜６）。
【００１６】
図１２〜図１４は、本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第二の例の構成、動作を説明するための図である。図１２に示すように、定着ローラ２１と加圧ローラ２４のニップ部より距離Ｌだけ転写紙の搬送方向上流側にある検知部材４０によって、第１枚目に給紙された転写紙１０の先端を検知するように構成すると、転写紙１０の搬送速度より転写紙１０の先端がローラ対のニップ部に到達する時間は到達時間（ｔL）となる。そして複写開始後、通紙した転写紙のサイズをチェックし（図１４：ステップ１）、図１３に示すように通紙サイズに対応させて普通紙（坪量約７０ｇ／ｍ2）における温度低下△ｔと温度変化△ＴNにより温度勾配ＡN（＝△ＴN／△ｔ）を設定し（同ステップ２）、検知部材４０が転写紙１０の先端を検知して到達時間（ｔL）後に定着ローラ２１の熱源２２を一定時間（△ｔ＝ｔ2−ｔ1）にわたりＯＦＦする（同ステップ３）。この間、定着ローラ２１の熱源２２による熱の供給はなくなるため定着ローラ２１の蓄熱だけで転写紙に熱を供給することになる。そして温度変化△ＴNを検出し（同ステップ４）、実通紙時の温度勾配（Ａ）を算出し（同ステップ５）、Ａ＜ＡNならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、ＡN≦Ａならば通紙されている転写紙を厚紙と判断する（同ステップ６〜８）。
【００１７】
さらに図１５、図１６は、本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第三の例の構成、動作を説明するための図である。複写開始後、通紙した転写紙のサイズをチェックし（図１６：ステップ１）、図１５に示すように通紙サイズに対応させて普通紙（坪量約７０ｇ／ｍ2）における温度低下△ｔと温度変化△ＴNにより温度勾配ＡN（＝△ＴN／△ｔ）を設定し（同ステップ２）、通紙した転写紙を連続通紙中に一定時間（△ｔ’）の間に変化した定着ローラ２１の温度の絶対値（△Ｔ’）が許容変化温度（△ＴA）より小さい時（△Ｔ’＜△ＴA）（同ステップ３）、定着ローラ２１の熱源２２を一定時間（△ｔ＝ｔ2−ｔ1）にわたりＯＦＦする（同ステップ４）。この間、定着ローラ２１の熱源２２による熱の供給はなくなるため定着ローラ２１の蓄熱だけで転写紙に熱を供給することになる。そして温度変化△ＴNを検出し（同ステップ５）、実通紙時の温度勾配（Ａ）を算出し（同ステップ６）、Ａ＜ＡNならば通紙されている転写紙を薄紙と判断し、ＡN≦Ａならば通紙されている転写紙を厚紙と判断する（同ステップ７〜９）。
【００１８】
本画像形成装置で用いられる転写紙を給紙する給紙装置を図１７に示す。この給紙装置は、トレイ５０を画像形成装置本体にセットすると、図示せぬセット検知手段によりこれを検知し、底板上昇機構に連動したレバー５１により、底板６０上に搭載した転写紙１０の束の上面が給紙適正位置になるよう底板６０を上昇させ、その位置を維持するように制御する。給紙信号によりフィードローラ５２及びピックアップローラ５３は時計方向に回転駆動され、同時にピックアップアーム５４が時計方向に回転しローラを転写紙上面に所定圧にて圧接する。従って転写紙１０は図中で左方に送り出される。ピックアップローラ５３は、転写紙１０をフィードローラ５２、リバースローラ５５間のニップまで送り込むのに十分な設定時間後に紙面より解除される。この設定時間を給紙時間と称する。
【００１９】
リバースローラ軸５６は、給紙信号と同時に図中時計方向に回転駆動される。リバースローラ軸５６にトルクリミッタ５７を介して軸支されるリバースローラ５５は、加圧スプリング５８による初期圧と、トルクリミッタトルクの反力として得られる作動圧を与えられ、フィードローラ５２に圧接されている（図１８参照）。トルクリミッタ５７は、リバースローラ５５がフィードローラ５２と接触する時（ニップ間に紙が無い時）及び転写紙が一枚ニップ間に送り込まれた時に滑り、図中で反時計方向に連れ回る。転写紙が２枚以上ニップ間に送り込まれた場合、トルクリミッタ５７のトルクが転写紙間の摩擦力に打ち勝って、リバースローラ５５を図中時計方向に回転させ、下側の転写紙をトレイ側に押し戻し、多枚送りを防止する。なお図中５９は転写紙検知センサ、６２は加圧アーム、６３は軸受、６４はリバースローラ従動ギヤである。
【００２０】
本例で用いられている紙種情報による給紙条件の変更では以下のように実施される。すなわち上述した紙厚検出により転写紙の紙厚を検出し、転写紙の厚みにより給紙時間を変化させる。転写紙が厚紙と検出されたら、給紙時間Ｓは、Ｓ１と設定され、薄紙の場合はＳ２と設定される。ここでは、Ｓ１＞Ｓ２なる関係になっていて、Ｓ１は厚紙が十分給紙できる時間に設定され、Ｓ２は薄紙が十分給紙可能な時間に設定される。また転写紙一枚目がスタートして紙厚が検出されるまでは、本例では給紙時間はＳ１で設定される。給紙時間は、紙厚が検出されてから紙厚の検出結果に対応してＳ１のままとするか、またはＳ２に変更される。また給紙部より送られてきた転写紙は、その有無を検出する転写紙検知センサ５９による先端検出によって転写紙が給紙部でジャム発生がなく正常に搬送されているかどうかを検出する（ジャム検出）。このジャム検出方法は、動作開始後、転写紙の種類のチェックを行い（図１９：ステップ１）、図２０に示すように紙種に対応して給紙信号から転写紙検知センサ５９が転写紙先端を検出するまでの時間Ｕを決定し（同ステップ２）、時間Ｕをカウントし（ステップ３）、時間ＵがＵ≧Ｕ0ならばジャムと判断し、Ｕ＜Ｕ0ならばジャムでなく正常搬送と判断する（同ステップ４〜６）。すなわち厚紙の場合はＵ1、薄紙の場合はＵ2以上時間が掛かるとジャム発生とする。なお転写紙一枚目がスタートして紙厚が検出されるまでは、ジャム検出時間はＵ1で設定されている。紙厚が検出されてから、紙厚の検出結果に対応してＵ1のままとするかまたはＵ2に変更される。
【００２１】
ところで本発明実施形態では紙種検知は、転写紙が定着装置を通紙するときの温度変化により紙種（紙厚）を判定している。従って、セットされた１枚目の転写紙は、紙種が判定されていない状態で給紙している。この場合、給紙条件として、厚紙条件で給紙するように予め設定されている。その理由は、厚紙での給紙不送りは転写紙１枚目でも発生する現象であるが、薄紙での座屈ジャムは、転写紙１枚目では発生せず、約２０枚位ブロックで給紙分離部まで送られた場合の２０枚目、すなわちラスト紙で発生する現象であるからである。従って、薄紙の場合でも転写紙セット後に１枚目の給紙を厚紙条件で通紙しても座屈ジャムは発生しない。
【００２２】
転写紙が新しく給紙口にセットされ、その状態で、その給紙口から複数枚の転写紙を連続給紙する場合、１枚目の給紙が厚紙条件で給紙され、その転写紙の紙種判定結果によりその給紙口にセットされている紙種が紙種記憶手段に保存され、転写紙２枚目より、紙種記憶手段に新しく保存された紙種情報で給紙条件を変更して給紙される。通常連続給紙の場合は、転写紙の紙間をたとえば１００ｍｍとして連続に給紙を行うが、本例の場合は、２枚目の転写紙の給紙は１枚目の転写紙の種類が判別されるまで給紙することを待ち、紙種判別が終了し、給紙条件の変更がなされてから給紙を再開する遅延制御を行う。
【００２３】
すなわち図２１に示すように、動作開始後、転写紙セット検知のОＦＦ／ОＮ有りかどうかを判断し（ステップ１）、なければ紙種記憶手段の紙種データによって画像形成手段の制御を最適化し（ステップ２）、給紙をスタートさせ（リピートジョブを実施、ステップ３）、転写紙の種類をチェックし（ステップ４）、紙種データを書き換える（ステップ５）。一方、ステップ１において転写紙セット検知のОＦＦ／ОＮ有りであれば紙種データを初期データに変換し（ステップ６）、一枚目の転写紙の給紙をスタートさせ（ステップ７）、ジョブがリピートされるか否かを判断し（ステップ８）、リピート有りであれば転写紙の種類のチェック、紙種記憶データの書き換え（ステップ９）、紙種記憶手段の紙種データにより画像形成手段の制御の最適化（ステップ１０）、二枚目の給紙スタート（ステップ１１）、転写紙の種類のチェック、紙種記憶データの書き換え（ステップ１２）という手順を実施し、ステップ８においてリピートなしであれば転写紙の種類のチェック、紙種記憶データの書き換え（ステップ１３）を実施する。すなわち紙種が判断されるまでは２枚目の転写紙の給紙を遅らせておき、２枚目の給紙開始時点では、紙種が判別できているので、その紙種に最適な条件に変更して給紙する。ただし、このような２枚目の給紙の遅延制御をいつも実施していると、画像形成装置としての生産性が低下するので、上記のフローに示すように、新しい転写紙が給紙口にセットされた時にのみ上述のような制御を行い、生産性の低下を防止している。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係る画像形成装置においては、以上説明してきたように、通紙される転写紙の紙種検知手段が、少なくとも転写紙が厚紙か薄紙かを検出し、紙種検知手段が転写紙１枚目の紙種情報を検知する前に、制御手段はその紙種情報の初期値を厚紙にするようにしているので、連続通紙時に紙種が不明なことに起因する品質の低下が防止でき、コピー等画像形成の生産性の向上が図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態となる画像形成装置を示す概念図である。
【図２】図１の画像形成装置に用いられている定着装置を示す斜視図である。
【図３】図２の定着装置の第一加圧位置を示す断面図である。
【図４】図２の定着装置の第二加圧位置を示す断面図である。
【図５】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第一の例の定着ローラ温度変化の設定を示す図である。
【図６】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第一の例の定着ローラ温度変化の設定を薄紙と厚紙の場合について示す図である。
【図７】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第一の例における変形例の定着ローラ温度変化の設定を示す図である。
【図８】図５の設定に対応する通紙サイズと定着ローラと加圧ローラのニップ幅の中間位置における温度勾配の関係を示す図である。
【図９】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第一の例の構成、動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図７の設定に対応する通紙サイズと定着ローラと加圧ローラのニップ幅の中間位置における温度の関係を示す図である。
【図１１】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第一の例における変形例の構成、動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第二の例となる画像形成装置の構成を示す概念図である。
【図１３】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第二の例の定着ローラ温度変化の設定を示す図である。
【図１４】図１２の例の構成、動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明に用いる紙種（紙厚）検知の第三の例の定着ローラ温度変化の設定を示す図である。
【図１６】図１５の例の構成、動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】画像形成装置で用いられる転写紙を給紙する給紙装置の一例を示す断面図である。
【図１８】図１７の給紙装置に用いるトルクリミッタ、リバースローラ等を示す側面図である。
【図１９】本発明で用いるジャムの判定のフローチャートである。
【図２０】本発明で用いる転写紙の種類とジャム検出時間の設定を薄紙と厚紙の場合について示す図である。
【図２１】本発明の実施形態における給紙の遅延制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 第一帯電器
２ 感光体
３ 第一画像露光
４ 第一現像器
５ 第二現像器
６ 第二画像露光
７ バイアスローラ
８ 電圧印加装置
９ 転写ベルト
１０ 転写紙
１１ ソレノイド
１２ バネ
１３ 第二帯電器
２１ 定着ローラ
２２ 熱源
２３ 温度検知センサ
２４ 加圧ローラ
２５ 軸受
２６ 加圧レバー
２７ 軸
３１ スプリング
３２ 可動板
３３ 側板
３４ 回動軸
３５ ギヤ
３６ カム
４０ 検知部材
５０ トレイ
５１ レバー
５２ フィードローラ
５３ ピックアップローラ
５４ ピックアップアーム
５５ リバースローラ
５６ リバースローラ軸
５７ トルクリミッタ
５８ 加圧スプリング
５９ 転写紙検知センサ
６０ 底板
６２ 加圧アーム
６３ 軸受
６４ リバースローラ従動ギヤ
Claims (2)
- 通紙される転写紙の紙厚または紙種を検出する紙種検知手段、該紙種検知手段により検出された紙種情報を記憶する紙種記憶手段及び検出された紙種情報に応じて画像形成条件を変更する制御手段を有する画像形成装置において、
上記紙種検知手段が、少なくとも転写紙１枚目の紙種情報により紙種情報を検出し、
上記制御手段が、該検出した紙種情報により画像形成条件を変更するまで次の転写紙の給送を遅延する遅延制御手段を有するとともに、
前記紙種検知手段は、少なくとも転写紙が厚紙か薄紙かを検知し、
前記制御手段は、前記紙種検知手段が転写紙１枚目の紙種情報を検知する前に、紙種情報の初期値を厚紙にすることを特徴とする画像形成装置。 - 通紙される新しい転写紙がセットされたかどうかを検出する転写紙セット検知手段を有するとともに、上記遅延制御手段が、上記転写紙セット検知手段により転写紙がセットされた時にのみ上記遅延制御を実行することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
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