JP4444678B2

JP4444678B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4444678B2
Application number: JP2004017859A
Authority: JP
Inventors: 俊明宮代; 章治木村; 修小山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2024-01-27
Also published as: JP2005215001A

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いた複写機・プリンタ・ファックス等の画像形成装置に関する。

複写機・プリンタ・ファックス等の画像形成装置には、トナーを用いた電子写真方式が多く用いられている。従来、これら電子写真方式の画像形成装置では、後述する理由により、用紙のエッジ部から一定の余白部（縁）を設けた部分のみに画像が印字されていた。しかし、近年のプリンタ需要の多様化から余白レス（縁無し）印字に対する要望が高まっており、特に、従来、一回り大きい記録材に印刷後、その余白をカットしていた作業を簡略化するという目的から余白レス印字の必要性が高まっている。

電子写真方式の画像形成装置では、トナーを加熱溶融させて記録材に溶融定着させるため、溶融したトナーの粘性によって記録材が定着装置の定着ローラに巻付く、所謂、巻付きジャムを防止する。そのため、少なくとも分離性が悪い記録材の先端部の余白を無くした印字をユーザーに開放する事は困難とされていた。

定着装置での巻きつきジャムは、定着ローラ外径およびニップ形状にもよるが、基本的には図１０に示したように、溶融したトナーの粘着力Ｆｔと、記録材が定着ローラの曲率に追従する際に発生する記録材の復元力Ｆｓ（コシ）とのバランスで発生する。

従って、上記の余白レス印字をおこなっても、例えば厚紙や厚手のフィルムなどコシの強い記録材では、定着器への巻付きジャムは容易に発生しない。

すなわち、ユーザーが使用しようとする記録材が余白ナシ印字でも分離可能か否かを判別できれば、限定された記録材ではあるが、従来の画像形成装置であっても、余白ナシ印字は可能である。

しかし、記録材の特性をユーザーが判断することは、非常に困難である。記録材のコシは、温湿度の影響を受けやすく、単に厚みや秤量などで簡単に区分できない。さらに、誤って余白レス印字が不可能な記録材を用いた場合に生じる巻付きジャムは、ユーザーにとっては煩雑なジャムとなり、ジャム処理する際、装置の破損や、ユーザー自身の火傷などを招く虞があった。

それ故、従来の電子写真方式の画像形成装置では、少なくとも画像先端に余白部を設け、このような巻付きジャムを回避することに重きをおいていた。

なお、分離不良に起因する定着器への巻付きジャム発生を防止するべく、トナー画像の先端部の濃度に応じてシートの先端部位の余白を調整する技術がしられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−４７５１５号公報

本発明は、上記問題点を鑑み、ユーザーが用いる記録材が余白レス印字可能か否かを判別できる機能をユーザーに提供し、ユーザーに余白レス印字可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置である。

像担持体と、画像信号に従って前記像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段によって現像された画像を前記像担持体から記録材に転写する転写手段と、記録材に転写された画像を定着する定着手段と、記録材の搬送路において、前記定着手段における記録材の分離性能に関する情報を検知する検知手段を備え、記録材に余白を設けることなく印字することが可能な縁無し印字モードを有する画像形成装置において、
記録材を前記転写手段に搬送する搬送手段を有し、
前記検知手段は、前記搬送手段によって搬送され、前記転写手段に到達する前に屈曲されて一時停止した状態の記録材の先端部と接触し、該記録材のコシによって生じる圧力を伝達するローラ部と、前記ローラ部から伝達される前記圧力を検知して、該記録材の圧力を示す信号を出力する圧力検知部とを有するセンサーであって、
前記縁無し印字モードが選択された場合に、前記センサーによって検知された記録材の圧力を示す信号に基づいて、前記縁無し印字モードによる印字が可能な記録材であるか否かを判断することを特徴とする画像形成装置。

これにより、限定条件下であるものの電子写真方式で余白レス（縁ナシ）印字をユーザーに開放でき、かつ、ユーザーが間違った記録紙を用いた場合に発生する定着器への巻きつきジャムというこの印字モードをユーザーに開放した場合に生じる新たな問題も防止できる。さらに、本発明では、本体装置が記録材の特性を判別できるので、専門知識や温湿度による微妙な記録材の特性変化を関知せずとも記録材の判別が可能となり、ユーザーは、簡単に余白ナシ印字を行うことが可能になる。

以上説明したように本発明を用いれば、限定条件下であるものの電子写真方式で余白レス（縁ナシ）印字をユーザーに開放でき、かつ、ユーザーが間違った記録紙を用いた場合に発生する定着器への巻きつきジャムという新たな問題も防止できる。さらに、本発明では、本体装置が記録材の特性を判別できるので、専門知識や温湿度による微妙な記録材の特性変化を関知せずとも記録材の判別が可能となり、ユーザーは、簡単に余白ナシ印字を行うことが可能になった。

〈実施形態例１〉
図１は本発明を実施した画像形成装置の第１の実施形態例である。本図は、本発明を実施したタンデムカラー画像形成装置である。以下、本実施例での画像形成プロセスを説明する。

Ｄは、像担持体としての感光ドラムである。タンデムカラー画像形成装置では、転写搬送手段としての転写ベルト２上に各色毎に該感光ドラムＤを中心とした作像ステーションを配置している。各色の感光ドラムＤの外周には、その表面を一様に帯電する１次帯電器３、帯電した感光ドラムＤ上に静電潜像を作成する露光装置４、該静電潜像を現像材としてのトナーＴで顕像化する現像器５、該トナー像を転写ベルト上の記録材に静電的に転写する転写装置６が配置されている。

転写ベルト２の回転方向下流には、記録材Ｐを給紙する給紙装置７、また、上流には各色ステーションで重ね転写された未定着画像を定着する定着装置８が配置されている。

まず、給紙装置７より給紙された記録材Ｐは、レジローラ９でその先端レジを整えられた後、転写ベルト２上流に搬送され、転写ベルト２と、これに当接配置された吸着ローラ１０に狭持される。このとき、記録材Ｐは、吸着ローラ１０に印加された吸着バイアスにより、前記転写ベルト２に静電的に吸着保持される。記録材Ｐは、転写ベルト２の回転により回転方向下流側に搬送され、かつ、各ステーションの転写装置６によって各色の感光ドラムＤ上のトナーＴを重ね転写される。未定着のトナーＴを重ね転写された記録材Ｐは、転写ベルト２の回転により、さらにその回転方向下流側に搬送され、転写ベルト２から分離後、定着手段としての定着装置８に搬送され、永久像となる。なお、上記転写ベルト２から記録材Ｐが分離した後の転写ベルト表面は、転写ベルトクリーナーＥＣでその表面をクリーニングされる。本発明では、記録材Ｐに余白ナシ印字をおこなうため、従来の画像形成装置で記録材Ｐ内の印字領域を決定するマスク領域Ｅを図２に示したように、記録材Ｐの大きさより概略１ｍｍ大きくしてある。従って、転写時に記録材Ｐより外側のあるトナーＴは、転写ベルト２上に残留してしまうこととなるが、それは、この転写ベルトクリーナーＥＣでクリーニングされることになる。

本発明では、図３に示すように、記録材Ｐの分離性能、すなわち記録紙のコシを測定するため、印字開始時の記録材Ｐの搬送時に該記録材Ｐを屈曲させながら所定のタイミングで停止させ、このときの記録材Ｐ先端部が到達する位置に配置したセンサーローラＳＲにより検知している。このセンサーローラＳＲは、その両端をベアリングＢで支持され、スムーズな回転が可能な構成となっており、さらに、該ベアリングＢはセンサーローラＳＲが受けた記録材Ｐからの復元力を該ベアリングＢに接して配置されている圧力セルに伝達している。該圧力セルＰＣは、上記ベアリングＢからの圧力を電気信号に変換し、本体装置を制御するＣＰＵに伝達している。

本実施例で用いた画像形成装置には、プリントモードとして余白がある従来の印字モードと、余白ナシの印字をおこなう余白ナシ印字モードの２つの印字モードが存在するが、本実施例では、以下に余白ナシモードを説明する。これらの、モード切り替えは、従来、厚紙や特殊紙（ＯＨＴなど）の印字モード切替と同様に処理される。

本発明では、記録材Ｐのコシを本体装置にて測定することで余白ナシ印字をユーザーに開放しているため、記録材Ｐのコシと余白ナシ印字の可能性との間に相関があることが前提である。そこで、本発明者は、Ｃａｎｏｎ株式会社製ＬＢＰ２８１０を用いて、先端余白を無くした状態で最も分離性が悪いトナーの三色重ねたベタ画像の分離性能を検証した。さらに、このとき使用した記録材Ｐのコシも同時に測定した。その結果を、図４、図５に示す。この図から余白ナシ印字が概略５０ｃｍ３／１００以上のコシを持った記録材Ｐではいかなる環境下でも余白ナシ印字が可能であることが観測された。

したがって、上述したセンサーローラＳＲで得られた信号から印字時に用いられる記録材Ｐのコシが判明すれば、余白ナシ印字が可能かどうかを本体装置が判断できることになる。

図６に上記図５で測定した記録材Ｐを用いて印字した際の圧力セルＰＣからの信号を示す。

本実施例で用いたセンサーローラＳＲからの信号は、全ての記録材Ｐのコシを正確に測定することは困難であるが、余白ナシ印字を行った際に、定着部で分離不可能な記録材Ｐと分離可能なそれとの判別は可能であることが上記図６の結果から判明した。

本発明では、上記の判断条件から余白ナシ印字モードにそれが不可能な記録材Ｐが搬送された場合、給紙装置７の動作を停止し、本体装置のオペレーションパネル（不図示）に警告表示することで、ユーザーに現状使用している記録材Ｐの特性が余白ナシ印字に適していないことを告知する。図７に本発明の動作アルゴリズムを示す。

本実施例では、ユーザーへ告知としてオペレーションパネルを用いたが、近年、ネットワークされた環境下では、ユーザーが印字装置の近傍に居る場合も少なく、このような場合は、コンピュータネットワークを介し、ユーザーに告知しても良い。

さらに、本実施例では、実際の印字動作時に記録材Ｐの特性を判別しているが、通常の印字動作とは異なるテストモードを本体装置に設け、実際の画像を印字せずに記録材Ｐのみを通紙することで、その特性を実際の印字に先んじてユーザーがチェックしても良い。

この場合、実際に印字するわけではないので、記録材Ｐ上にはトナーＴが存在しない。そのため、余白ナシ印字に不適切な記録材Ｐであっても、そのまま排出することが可能である。したがって、給紙装置７を停止する必要が無く、給紙装置７を停止した場合に生じる搬送路上の記録材Ｐを処理しなくても良い利点がある。

本実施例では、記録材Ｐを屈曲させ、その復元力を測定することで記録材Ｐの分離特性を測定したが、記録材Ｐの分離特性と相関があるものならこれに限定するものではなく、その他、公知の手法を用いることもできる。

〈実施形態例２〉
図８に本発明の第二の実施例における画像作成アルゴリズムを示す。本発明では、センサーローラＳＲにて検知された信号が、ＣＰＵにて余白ナシ印字が困難であると判断された場合、露光装置４から給紙タイミングに合わせて露光が開始される露光タイミングを遅延している。露光タイミングを遅延することで、本来、正規の露光タイミングならば記録材先端に印字されるべき画像の印字位置が正規の記録材上の位置より、その搬送方向下流側にずれるため、記録材Ｐの先端に余白が自動的に発生する。従って、余白ナシ印字ではなくなるものの、第一の実施例で示したように印字時に不適切な記録材Ｐが搬送されてきても、巻きつきジャムが発生しないため、給紙動作を停止する必要が無い。このような処理をおこなうことで、ネットワーク環境で複数のユーザーが使用する環境下でも、不適切な記録材Ｐへの余白ナシ印字指定によって装置が停止することを防止でき、多くのプリント処理が停滞することを防止できる利点がある。

もちろん、このような場合、上述した実施例のように、オペレーションパネルやネットワークを通じてユーザーに余白無し印字を行えなかったことを告知する。

ところで、本実施例を実現するには、検知手段としてのセンサーローラＳＲが、少なくとも第１色目の画像を作成する第１ステーションにて画像が露光される前に検知を終了させていなければならない。故に、センサーローラＳＲの配置と露光位置には、図９に示すような第１ステーションの転写位置との間で以下の関係が必要になってくる。

Ｌ＞Ｉ…………（１）
ここでＬは、検知手段としてのセンサーローラＳＲから少なくとも第１の転写手段までの記録材搬送路上の距離であり、Ｉは、感光ドラムＰの露光位置から該転写手段までの感光ドラム移動方向の周面上の距離である。

このようにすることで、上記制御が可能になるが、この関係に余裕があると、単に露光開始時間を遅延させ、余白を作成させるだけではなく、印字する画像データの先頭部に更なるデータを加算することも可能である。

たとえば、余白ナシ印字が不可能な場合、印字する画像データに先んじて、記録材Ｐが不適切であるため余白ナシ印字が不可能であったことのエラーコメントをデータとして追加し、印字物上でユーザーに告知できるようにしても良い。

このようにすると、誤って印字してしまった印刷物とそうでない物の判別が瞬時に付くので、排紙トレイに多量に排出された印刷物の中から余白ありの印字であったか余白なしのエラー印字であるかが瞬時に判別でき、ユーザーの混乱をも防止できる利点がある。

もちろん、本実施例の配置関係を用いれば、不適切な印字時には、印字すべき画像データを破棄して、全面白紙として記録材Ｐを排出することも可能である。

さらに、（１）の関係から生じる時間でデータ処理が可能ならばマスク領域Ｅを通常の余白ありの領域に可変して、記録材Ｐの先端部だけではなく両端部および後端部に余白を設け、余白あり印字として処理することも可能である。

しかし、これらのエラー処理は、ユーザーの使用状況によって求められる状況が異なるため、その設定を選択できるようにするのが望ましい。

本発明の第一の実施例である。本発明の印字領域の説明図。本発明の第一の実施例のセンサローラ部である。各環境下での各種記録材の余白なし印字の可能性。各環境下での各種記録材のこわさ（コシ）。各環境下での各種記録材のセンサローラからの出力。本発明の第一の実施例のシーケンスアルゴリズム。本発明の第二の実施例のシーケンスアルゴリズム。本発明の第二の実施例の配置関係説明図。従来例の分離性能と記録材のこわさ（コシ）の関係説明図。

符号の説明

Ｄ感光ドラム
Ｃクリーナ
Ｐ記録材
ＥＣ転写ベルトクリーナ
ＳＲセンサローラ
Ｂベアリング
ＰＣ圧力セル
２転写ベルト
３１次帯電器（帯電ローラ）
４露光装置
５現像装置
６転写装置
７給紙装置（ピックアップローラ）
８定着装置
９給紙装置（レジローラ）
１０吸着ローラ

Claims

像担持体と、画像信号に従って前記像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段によって現像された画像を前記像担持体から記録材に転写する転写手段と、記録材に転写された画像を定着する定着手段と、記録材の搬送路において、前記定着手段における記録材の分離性能に関する情報を検知する検知手段を備え、記録材に余白を設けることなく印字することが可能な縁無し印字モードを有する画像形成装置において、
記録材を前記転写手段に搬送する搬送手段を有し、
前記検知手段は、前記搬送手段によって搬送され、前記転写手段に到達する前に屈曲されて一時停止した状態の記録材の先端部と接触し、該記録材のコシによって生じる圧力を伝達するローラ部と、前記ローラ部から伝達される前記圧力を検知して、該記録材の圧力を示す信号を出力する圧力検知部とを有するセンサーであって、
前記縁無し印字モードが選択された場合に、前記センサーによって検知された記録材の圧力を示す信号に基づいて、前記縁無し印字モードによる印字が可能な記録材であるか否かを判断することを特徴とする画像形成装置。
前記縁無し印字モードが選択された場合に、前記センサーによって検知された記録材の圧力を示す信号に基づいて、記録材が前記縁無し印字モードによる印字ができないと判断された場合、記録材の先端に余白を形成するように前記像担持体上への静電潜像を形成するタイミングを設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記縁無し印字モードが選択された場合に、前記センサーによって検知された記録材の圧力を示す信号に基づいて、記録材が前記縁無し印字モードによる印字ができないと判断された場合、エラーを出力することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。