JPH10171192A

JPH10171192A - 画像形成装置および画像形成方法

Info

Publication number: JPH10171192A
Application number: JP8335423A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhito Kataoka; 達仁片岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】転写材の厚さに基づいて画像形成条件を自動
設定すると共に、転写材の重送を検知できるよう構成し
た画像形成装置および画像形成方法を提供する。【解決手段】転写材が重送されてきたことを、厚さ検
出手段Ｓ₅ が出力する厚さデータの変化の具合を監視す
ることで検出し、転写材Ｐが重送されてきたことを検出
した場合、搬送路上の転写材の搬送を中断させ、重送さ
れてきていないと判断された場合は、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
カールを補正する湾曲加圧装置における加圧量とのうち
少なくとも１つの画像形成条件を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
に基づいた画像形成装置および画像形成方法に関するも
のである。

【０００２】さらに詳述すると、本発明は、電子写真プ
ロセスによって画像を形成する画像形成装置の転写材の
厚さを判別し、最適な画像形成プロセスを制御するのに
好適な、画像形成装置および画像形成方法に関するもの
である。

【０００３】

【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、転写材の厚さ、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。

【０００４】特に４色のトナー（現像材）を１枚に転写
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
では、白黒複写機に比べて転写材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像に
大きく影響する。

【０００５】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
いほど、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。

【０００６】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、厳密
な温度管理が要求される。

【０００７】また、転写材に厚さ（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。

【０００８】そこで、上述の定着および転写を良好に行
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。

【０００９】

【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
具合点が発生するという可能性があった。

【００１０】また、ユーザの誤入力が無かった場合に
も、転写材の重送により、転写材１枚の厚さよりかなり
厚い転写材として搬送されるという可能性があった。例
えば、定着条件１つをとっても、入力ミスや転写材の重
送による定着不良や熱のかけすぎによる転写材の変形等
の問題点があった。

【００１１】よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、
転写材の厚さに基づいて画像形成条件を自動設定すると
共に、転写材の重送を検知できるよう構成した画像形成
装置および画像形成方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、請求項１に記載した画像形成装置は、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、該転写材上に定
着して画像形成を行う画像形成装置において、前記搬送
路中に配置されて前記転写材の厚さを検出し、厚さデー
タを出力する厚さ検出手段と、前記厚さデータに基づい
て画像形成条件を変更する制御手段と、前記厚さデータ
の変化の程度を監視することにより、前記転写材が重送
されたものと判断したときには、重送検知信号を前記制
御装置に出力する検知手段とを具備したものである。

【００１３】ここで、前記厚さデータの値が急増したと
きには、複数の転写材が一部重複し、あるいは完全に重
複して重送されたものと判断する。特に、前記厚さデー
タの値が、継続的に通常データ値の約整数倍に変化した
ときには、複数の転写材が完全に重複して重送されたも
のと判断する。

【００１４】そして、前記検知手段により前記転写材が
重送されていないことを判断した場合、前記制御装置
は、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補正する湾曲加圧装置に
おける加圧量とのうち少なくとも１つの画像形成条件を
制御する。また、前記検知手段により前記転写材が重送
されてきたことを検出した場合、前記搬送路上にある転
写材の搬送を中断させる。

【００１５】請求項６に記載した画像形成方法は、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、該転写材
上に定着して画像形成を行うにあたり、前記転写材の厚
さを表わす厚さデータを出力し、前記厚さデータに基づ
いて画像形成条件を変更すると共に、前記厚さデータの
変化の程度を監視することにより、前記転写材が重送さ
れたものと判断したときには、重送検知に基づいた所定
の処理を実行するものである。

【００１６】ここで、前記厚さデータの値が急増したと
きには、複数の転写材が一部重複し、あるいは完全に重
複して重送されたものと判断する。特に、前記厚さデー
タの値が、継続的に通常データ値の約整数倍に変化した
ときには、複数の転写材が完全に重複して重送されたも
のと判断する。

【００１７】そして、前記転写材が重送されていないと
判断された場合、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補正する湾
曲加圧装置における加圧量とのうち少なくとも１つの画
像形成条件を制御する。また、前記転写材が重送されて
きたことが検出された場合、前記搬送路上にある転写材
の搬送を中断させる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明を適用した画像形成装置
は、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、転写材が重送されてきたことを、前記厚さ検
出手段が出力する厚さデータの変化の具合を監視するこ
とで検出し、転写材が重送されてきたことを検出した場
合、搬送路上の転写材の搬送を中断させ、重送されてき
ていないと判断された場合は、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
を補正する湾曲加圧装置における加圧量とのうち少なく
とも１つの画像形成条件を制御するようにしたものであ
る。

【００１９】以下、図面を参照して、本発明の実施の形
態を詳細に説明する。

【００２０】図１に、本発明に係る画像形成装置の一例
として、デジタルカラー画像形成装置１の概略構成を示
す。

【００２１】まず、同図を参照してその構成および動作
を説明する。

【００２２】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。

【００２３】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（Ａ／Ｄ変換）＆Ｓ／Ｈ（サンプル
／ホールド）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（下色
除去）部１６ｈ、γ補正部１６ｉ、そしてエッジ強調部
１６ｊを有している。

【００２４】上述構成のリーダ部１０の動作は次のとお
りである。

【００２５】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およびレンズ１５を介して、ＲＧ
Ｂ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、以下にように処理される。

【００２６】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１６
ｃ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ＣＭ
Ｙ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。

【００２７】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
のレーザ素子２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｙ，２２Ｋ、後述の
感光ドラム表面をレーザ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
さら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。

【００２８】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３
２、感光ドラム３１上の静電潜像を現像する現像器３
３、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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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上にトナー像を形成する。

【００３２】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像として
現像される。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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５
０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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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
細な構成および動作については後に説明する。

【００３９】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。

【００４０】転写ベルトの下流側には、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（湾曲
加圧装置）５９（後に詳述）が配設されている。

【００４１】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。

【００４２】上述の構成の給搬送装置５０は、次のよう
に動作する。

【００４３】用紙送り装置５４また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３０
Ｍ，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５６によって挾持搬送され、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。

【００４４】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，３
０Ｋ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。

【００４５】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。

【００４６】以上で、画像形成装置全体についての構成
および動作の説明を終える。

【００４７】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
き半導体レーザを変調駆動するレーザ駆動回路（画像制
御部）、そして２２はレーザ駆動回路２１によって駆動
される半導体レーザ（レーザ素子）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、それぞれ
３１は半導体レーザ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。

【００４９】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、後に詳述する。）である。

【００５０】続いて、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
めの動作について説明する。

【００５１】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、レーザ駆動回路２１が駆動され、半導
体レーザ２２を変調駆動する。その半導体レーザ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。

【００５２】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。

【００５３】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３０Ｃ，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。

【００５４】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。

【００５５】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を挾持搬送しなが
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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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 、紙厚検知
部Ｓ₅ 、加圧機構部５９について詳述する。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】８１は主走査の領域を係数するカウンタ、
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は副走査の領域を係
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、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、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、９７，９８，８９
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。

【００６３】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を再ロードすると共にアップカウンタ
８３にｎクロックとなるキャリを出力し、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
こでは、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。

【００６４】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
ップフロップ８８にＶ_clk 同期で記憶される。そのフリ
ップフロップ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９７，
９８，９９からの所定の領域のデータ出力が入力され
る。

【００６５】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
プフ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
リップフロップに記憶され、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。

【００６６】図６には、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。

【００６７】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。

【００６８】次に、図７に本実施の形態で使用した紙厚
検知部Ｓ₅ を示す。紙厚検知部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。

【００６９】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
ーの状態に設置されているため、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１０１から離れるよ
うになっている。

【００７０】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。ここで、発光ダイオード１０１
の明滅およ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。

【００７１】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。

【００７２】次に、図９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。

【００７３】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に食い込むことを利用して、
カールを抑えている。

【００７４】また、加圧量の調整は、カム５９ｃを駆動
することにより、軸５９ｄ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、複数段または無段階に調整可能である。さらに、５
９ｆは転写材Ｐの搬送性を良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および金
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の厚さおよび推定回路Ｓ
₆ 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。

【００７５】図１０に、本実施の形態におけるマテリア
ルの厚さに対する一連の制御を行うフローチャートを示
す。

【００７６】この転写材Ｐの厚さ算出も全てシステムコ
ントローラ７１上のＣＰＵにより統括的に制御、演算さ
れる。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
し転写材Ｐの紙厚検知が実行される（Ｓ１）。

【００７７】レジストローラ３６に転写材Ｐが到達する
前のデータを収集すべく、レジストローラをＯＮする
（Ｓ２）。レジストローラ５６は前述のように紙厚検知
ローラを兼ねている。

【００７８】ここで、転写材Ｐの厚さは、前述のよう
に、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５
６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。

【００７９】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データと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。

【００８０】よって、本実施の形態では給紙を開始する
前の比較的時間に余裕のある時点で、ここの第１データ
を数多く収集し、データの信頼性をアップするという観
点から、レジストローラ５回転分のデータ（Ｄ_r1，₂ ，
…_m ）を収集している（Ｓ３，Ｓ４）。

【００８１】レジストローラ５６が５回転した時点で、
これが転写材Ｐを挟む前の状態の第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（Ｓ
５）、この間データ収集は中断される。

【００８２】レジストローラ５６に転写材Ｐが到達する
と（Ｓ６）、レジストローラ５６が転写材を挟んだ状態
の第２のデータ（Ｄ_p1，₂ ，…_n ）のデータ収集が開始
される（Ｓ７）。

【００８３】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（Ｓ８）。これは第１データのデ
ータ収集の時のレジストローラの回転と同じである。

【００８４】次に、収集された第２データ（Ｄ_p1，₂ ，
…_n ）から給紙された転写材が重送されたか否かを検出
する（Ｓ９）。

【００８５】一般に転写材が重送される場合は、完全に
複数枚重なった状態より、図７に示すようにずれた形で
搬送されるのがほとんどである。ここでは図７により紙
厚検知ローラが転写材Ｐを挟んだ状態および挟む前の状
態でのデータの変化の様子を示す。

【００８６】図８の（１）は給紙されていない状態、第
１データ（Ｄ_r1，₂ ，…_m ）を収集するときのデータを
現しており、同図の（２）は転写材Ｐを挟んでいない状
態から、転写材Ｐを１枚のみ正規に挟んだ状態に移行し
た第２データ（Ｄ_p1，₂ ，…_n ）を現している。同図の
（３）は転写材Ｐが３枚重送されてきた場合の変化の状
態を現しており、転写材Ｐを挟んだ状態でのデータ（Ｄ
_p1，₂ ，…_n ）に対応する部分が約整数倍に３段階に変
化するデータが収集される。２枚重送した場合は同様に
２段階に変化するデータが収集される。

【００８７】このように第２データ（Ｄ_p1，₂ ，…_n ）
を収集する際にデータの変化が約整数倍に複数段に変化
していることを確認した場合は、重送給紙と判断してい
る。

【００８８】重送給紙でないと判断された場合には、Ｓ
３〜Ｓ４で収集されたレジストローラ５６が転写材Ｐを
挟む前の状態のｎ個の第１データの平均と、Ｓ７〜Ｓ８
で収集されたレジストローラ５６が転写材Ｐを挟んだ状
態のｍ個の第２データの平均値との差Ｋにより転写材Ｐ
の厚みを表す紙厚値が決定される（Ｓ１０）。

【００８９】その後、転写材Ｐがレジストローラ５６を
通過した後、レジストローラ５６をＯＦＦし（Ｓ１
１）、作像シーケンスを終了させた後（Ｓ１２）、紙厚
検知シーケンスは終了する（Ｓ１４）。

【００９０】また、重送給紙と判定された場合には、転
写材Ｐが定着器に到達する前に作像シーケンスを中断さ
せ（Ｓ１３）、終了させる（Ｓ１４）。

【００９１】このようにして重送給紙を検出して、重送
給紙による定着不良、定着器内部におけるジャム等の、
通常シーケンスでは発生し得ない不具合点の発生を未然
に防ぐようにしている。

【００９２】なお、上述した実施の形態では、転写材が
完全に重なった形ではなく、少しずれた形で給紙された
場合の重送検知方法を示しているが、完全に重なって給
紙された場合にも、前後の厚さデータと比較して、一時
的に厚さデータが約整数倍の変化をしていれば、これも
重送と判断でき、同様に処理することができる。

【００９３】本実施の形態のごとく、転写材の搬送経路
が長く、搬送経路中に複数枚の転写材を配置可能な構成
であれば、例えば、コピー初期の２枚が重送で、３枚目
が正常な給紙であった場合にも、最初の１枚が定着器に
到達する前に、定着動作を停止することが可能である。

【００９４】以上説明した通り、本発明の実施の形態で
は、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、転写材が重送されてきたことを、前記厚さ検
出手段が出力する厚さデータの変化の具合を監視するこ
とで検出し、転写材が重送されてきたことを検出した場
合、搬送路上の転写材の搬送を中断させ、重送されてき
ていないと判断された場合は、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
を補正する湾曲加圧装置における加圧量とのうち少なく
とも１つの画像形成条件を制御することで、ユーザの使
用転写材の誤入力があった場合でも、転写材の種類に応
じた最適な画像形成を行うことができ、また転写材の重
送による定着不良や熱のかけすぎによるマテリアルの変
形等を防ぐことができる。

【００９５】

【発明の効果】本発明によれば、転写材の厚さに基づい
て画像形成条件を自動設定すると共に、転写材の重送を
検知できるよう構成した画像形成装置および画像形成方
法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像形成装置の概略構成を示
す縦断面図である。

【図２】画像処理部の詳細を示すブロック図である。

【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である。

【図４】推定回路の詳細を示すブロック図である。

【図５】推定回路の算出領域を示す図である。

【図６】推定回路を駆動する各制御信号のタイミング図
である。

【図７】紙厚検知部の構成の詳細を示す図である。

【図８】実際に紙厚検知部に転写材が通過したときの転
写材厚さデータの変化を示した図である。

【図９】加圧制御部の構成の詳細を示す図である。

【図１０】転写材の厚さおよび重送を検知するための制
御手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１画像形成装置１０リーダ部１６画像処理部２０プリント部５０給搬送部

Claims

【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、該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前記転写材の厚さを検出し、
厚さデータを出力する厚さ検出手段と、前記厚さデータに基づいて画像形成条件を変更する制御
手段と、前記厚さデータの変化の程度を監視することにより、前
記転写材が重送されたものと判断したときには、重送検
知信号を前記制御装置に出力する検知手段とを具備した
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１において、前記厚さデータの値
が急増したときには、複数の転写材が一部重複し、ある
いは完全に重複して重送されたものと判断することを特
徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１において、前記厚さデータの値
が、継続的に通常データ値の約整数倍に変化したときに
は、複数の転写材が完全に重複して重送されたものと判
断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１において、前記検知手段により
前記転写材が重送されていないことを判断した場合、前
記制御装置は、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補正する湾曲
加圧装置における加圧量とのうち少なくとも１つの画像
形成条件を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項１において、前記検知手段により
前記転写材が重送されてきたことを検出した場合、前記
搬送路上にある転写材の搬送を中断させることを特徴と
する画像形成装置。
【請求項６】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、該転写材上に定着して画像形成を行うにあた
り、前記転写材の厚さを表わす厚さデータを出力し、前記厚さデータに基づいて画像形成条件を変更すると共
に、前記厚さデータの変化の程度を監視することによ
り、前記転写材が重送されたものと判断したときには、
重送検知に基づいた所定の処理を実行することを特徴と
する画像形成方法。
【請求項７】請求項６において、前記厚さデータの値
が急増したときには、複数の転写材が一部重複し、ある
いは完全に重複して重送されたものと判断することを特
徴とする画像形成方法。
【請求項８】請求項６において、前記厚さデータの値
が、継続的に通常データ値の約整数倍に変化したときに
は、複数の転写材が完全に重複して重送されたものと判
断することを特徴とする画像形成方法。
【請求項９】請求項６において、前記転写材が重送さ
れていないと判断された場合、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
を補正する湾曲加圧装置における加圧量とのうち少なく
とも１つの画像形成条件を制御することを特徴とする画
像形成方法。
【請求項１０】請求項６において、前記転写材が重送
されてきたことが検出された場合、前記搬送路上にある
転写材の搬送を中断させることを特徴とする画像形成方
法。