(57)【要約】【課題】トナーパッチを必要に応じてトナー綴じに利用し、無駄なトナー消費を抑え得る画像形成装置を提供する。【解決手段】用紙の綴じ代相当部分に熱軟化性を有する電子写真用トナーを付着させ、かつ該部分に他のシートの綴じ代相当部分を重ねた状態で、該綴じ代相当部分同士を加熱及び加圧して接着する。すなわち画像調整用のトナーパッチＰＴ（ＰＴＣ、ＰＴＭ、ＰＴＹ、ＰＴＫ）を画像領域ＰＡの外側の非画像領域で用紙の綴じ代となる部分に転写する。コーナー綴じの場合は一つのトナーパターンを使って用紙綴じを行う。用紙の長辺の２箇所で綴じる２箇所綴じもトナーパッチＰＴ（ＰＴＣ、ＰＴＭ、ＰＴＹ、ＰＴＫ）を用いて行る。２箇所綴じは、４色のカラートナーを主走査方向の別々の位置に割り付けて、別々のトナー付着量検知センサ（７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｋ）で検出する。【選択図】図３
2014238561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙上のトナーをトナー融着手段によって再溶融させて用紙束を綴じる用紙綴じ手段を有し、
該用紙綴じ手段による用紙綴じに使用するトナーパッチを濃度調整用パターンに使用してトナー付着量の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記トナー付着量の検知を行うトナー付着量検知センサを備え、
該トナー付着量検知センサを、主走査方向の用紙綴じに使用する前記トナーパッチの位置を検知できる位置に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、
用紙綴じを行うための前記トナーパッチの位置に応じて、前記トナー付着量検知センサの位置を移動可能としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の画像形成装置において、
前記トナー付着量検知センサを、用紙にトナー像が転写された後にトナーパッチを検出する位置に配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、
用紙にトナー像が転写、定着された後にトナーパッチを検出する位置にカラーセンサを配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナーパッチを用紙に転写するかどうかを選択できるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に関し、詳細には、トナーの融着特性を用いて用紙を綴じるトナー用紙綴じを行うものに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、金属針を用いたステイプラの替わりにトナーの融着特性を用いて用紙を綴じる、「トナー用紙綴じ」の開発が進められている。トナー用紙綴じは金属針を用いないため、消耗品の供給を行わなくてよい。トナー用紙綴じでは、綴じ部にトナー像を形成する必要がある。これに対応して、複写機等の画像形成装置では、画像品質の安定化のため、中間転写体にトナーパッチ（以下、パッチ像ともいう）を形成して、トナー付着量センサで読み取る。そして、規定の付着量を維持するようにプロセス条件を調整するプロセス制御が実装されるようになっている。
【０００３】
例えば特許文献１には、綴じ代を加圧・加熱することでトナーを接着剤として用いて綴じ処理を行う綴じ装置を備えた画像形成装置が開示されている。この綴じ装置は、綴じ代となる部分にトナーが定着された状態の複数の用紙からなる用紙束に対して綴じ処理を行う。
【０００４】
また、特許文献２には、現像電位制御などの画像濃度安定化を図るための因子として活用するなどの目的で、紙間に対応する像担持体の非画像領域に帯状のトナーパッチを作製するとともに、中間転写体を介してローラ等の２次転写手段上に転写させる構成が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のトナー用紙綴じでは、綴じ部にトナー像を形成する必要がある。また、プロセス制御においては、中間転写体に形成されたトナーパッチはセンサによる付着量検出後、クリーニング手段によってクリーニングされるだけの無駄なトナー消費である。さらに、クリーニングされたトナーははいトナーボトルに蓄積され廃トナーとして廃棄処分する必要がある。
【０００６】
本発明は、上述した従来の諸問題点にかんがみ、廃トナーの発生を低減とクリーニングへの負荷軽減を実現し得る画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像形成装置は、用紙上のトナーをトナー融着手段によって再溶融させて用紙束を綴じる用紙綴じ手段を有し、該用紙綴じ手段による用紙綴じに使用するトナーパッチを濃度調整用パターンに使用してトナー付着量の制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プロセス制御に用いるトナーパッチを用紙の画像領域外の用紙綴じ部分に形成し、用紙に転写させることで、必要に応じてトナー綴じに利用するので、無駄なトナー消費を抑え得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る画像形成装置の画像形成部と後処理部の概略図である。
【図２】図１に示したトナー融着ユニットの詳細を示す断面図である。
【図３】用紙上に形成する濃度調整用パターンとトナー付着量検知センサの配置例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態で紙間短縮ができることを説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態２を示す、図１相当の図である。
【図６】本発明の実施形態３を示す、図４（Ｂ）相当の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本発明の実施の形態は、用紙の綴じ代相当部分に熱軟化性を有する電子写真用トナーを付着させ、かつ該部分に他のシートの綴じ代相当部分を重ねた状態で、該綴じ代相当部分同士を加熱及び加圧して接着する。要するに、画像調整用のトナーパッチを非画像領域で用紙の綴じ代部分に転写し、そのパターンを使って用紙綴じを行うことが特徴になっている。
【００１１】
＜実施形態１＞
図１は、後処理装置を含む本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成部と後処理部の概略図である。
画像形成部１は一般的な電子写真方式と同様の構成を有するものである。図中２は光書込ユニット、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色用のプロセスユニットである。また図中４は転写ユニット、５は搬送ベルト、６は定着ユニットである。トナーは、熱軟化性を有する電子写真用トナーを用いる。
【００１２】
プロセスユニット３Ｙ〜３Ｋは、それぞれ、感光体３０、現像装置３１、クリーニング装置３２、温湿度センサ３３等をユニット化してある。なお図では各要素にＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋを添字として付して色を表す符号としてあるが、以下の説明では特に必要がない限り添字を省略する。
【００１３】
転写ユニット４は、中間転写ベルト４０を、プロセスユニット３Ｋの下側位置に配した駆動ローラ４１と、プロセスユニット３Ｙの下側位置に配した従動ローラ４２に掛け回ししてある。掛け回した中間転写ベルト４０の下側走行部分の内側には２次転写バックアップローラ４３を配し、中間転写ベルト４０にテンションを掛けている。また中間転写ベルト４０の上側走行部分の内側（駆動ローラ４１と従動ローラ４２の間）には複数の１次転写ローラ４４が配置してある。１次転写ローラ４４は各プロセスユニット３の感光体３０と中間転写ベルト４０を介して対峙している。
【００１４】
図中７はトナー付着量検知センサであり、中間転写ベルト４０へのトナーの付着量を検知するため、図示の形態では駆動ローラ４１の下側で若干２次転写バックアップローラ４３寄りの位置に配置してある。このトナー付着量検知センサ７の検知した値によりトナー濃度の調整を行る。
【００１５】
この画像形成部１では、中間転写ベルト４０上に形成されたトナー像を、図の右側から２次転写バックアップローラ４３と搬送ベルト５の間に搬送されてくる用紙にトナー像を転写する。転写されたトナー像は、定着ユニット６で画像を定着させ、その後、後処理部８に用紙を送る。
【００１６】
図示の後処理部８は、プレスタック機能を有する用紙綴じ装置の例である。複数のローラと、これらにより構成される複数の用紙搬送経路とを備えている。図中８０はプレスタック部、８１はトナー融着ユニット、８２は用紙の進入口、８３は同じく排出口である。トナー融着手段であるトナー融着ユニット８１によって、用紙の所定の位置に付着しているトナーを溶着させた後、複数の用紙を綴じられた用紙束として排出口８３から外部へ排出する。トナー融着ユニット８１は用紙綴じ手段としてヒータを内蔵している。ただし、トナー融着による用紙綴じ機能を提供できればよいので、後処理部８が図示したような装置である必要はない。
【００１７】
図２はトナー融着ユニット８１の詳細を示す断面図である。図示の例では、加圧側８１ａと受け台側８１ｂの両側に熱源を併せ持ち、用紙束の綴じ部を加圧すると共に加熱し、再溶融させる構造となっている。図中８１ａ１は加圧側熱源、８１ａ２は加圧側ゴムパッド、８１ａ３はリンク機構、８１ａ４はその回転中心、８１ａ５は偏心カム、８１ａ６は引張バネである。これらが加圧側８１ａを構成している。また図中８１ｂ１は受け台側熱源、８１ｂ２は受け台側ゴムパッド、８１ｂ３は受け台突き当てガイドである。受け台突き当てガイド８１ｂ３は、例えば板金部材とする。これらが受け台側８１ｂを構成している。図中９０は綴じ代部、９１は搬送ローラ、Ｐは用紙束である。
【００１８】
本例では、綴じ代部９０にトナーパッチを形成し、そのトナーパッチを加熱融着するトナー融着手段（図示の例では加圧側熱源８１ａ１、受け台側熱源８１ｂ１等）を有していれば、どのような構成でもかまわない。
【００１９】
図３は、用紙上に形成する濃度調整用パターンとトナー付着量検知センサの配置例を示す図である。本例では、４色のカラートナーを主走査方向の別々の位置に割り付けて、別々のトナー付着量検知センサ７（図３（Ｂ）に符号７Ｃ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｋで示す）で検出する。一般的な針ステイプラでは、用紙の一つのコーナーで綴じるコーナー綴じか、用紙の長辺の２箇所で綴じる２箇所綴じが多い。ここでは、コーナー綴じと２箇所綴じの位置にそれぞれ異なるカラートナーを割り付けている。
【００２０】
動作を説明する。通常の画像形成ジョブにおいて、図３（Ａ）に示したように濃度調整用パターンＰＴＣ、ＰＴＭ、ＰＴＹ、ＰＴＫを用紙ｐ内でかつ画像領域（あるいは印字領域）ＰＡ外に形成する。なお以下では、色を特定する必要がなければ濃度調整用パターンＰＴＣ、ＰＴＭ、ＰＴＹ、ＰＴＫを単に濃度調整用パターンＰＴと記載する。中間転写ベルト４０上にトナー像が形成された段階で、トナー付着量検知センサ７によって、それぞれのトナーのパッチを読み取り、同時に作像条件の補正を行う。トナー像が転写、定着された用紙は、後処理部８に移送され、綴じ代部９０で、ユーザー指定の位置を加圧、加熱し、トナー融着により用紙束Ｐにまとめる。
【００２１】
この形態では、利用頻度の高いコーナー綴じと２箇所綴じの綴じ位置にトナー付着量調整用のトナーパッチ（濃度調整用パターンＰＴ）を形成し、これをトナー付着量検知センサ７で検知する配置とし得る。これにより、綴じ機能を使用する際に常にトナーの付着量確認ができる。また用紙に転写されないトナーがなくなるため、クリーニング負荷が減る。
【００２２】
またこの種の画像形成装置では、紙間でプロセス制御パターンを印字して、濃度調整を行っている。しかし本実施形態では、紙間ではなく、画像領域ＰＡ外の用紙端に濃度調整用パターンＰＴを印刷して、用紙綴じに使う。２次転写、定着分離の問題が起こらないように、搬送方向での後端に濃度調整用パターンＰＴが入るようにすることが好ましい。
【００２３】
なお、用紙綴じを行うためのトナーパッチの位置に応じて、トナー付着量検知センサ７の位置を移動可能としてもよい。すると、任意の場所で用紙を綴じる場合でも、トナーパッチを形成するためのトナーの付着量を計測できる。
【００２４】
従来、画像濃度調整のプロセスでは中間転写ベルト４０上に形成された濃度調整用パターンの濃度を読み取った後は、図示しないクリーニング手段によって中間転写ベルト４０上をクリーニングし、除去したトナーは廃トナーとして廃棄処理していた。また、トナー融着では用紙束を綴じるためだけにトナー消費が必要だった。またトナー濃度調整は紙間や濃度調整モードによって実行していた。そのため、トナー濃度調整を行う紙間や、トナー濃度調整のための作像動作時間が必要であった。本実施形態では、トナー付着量調整用のパッチ（濃度調整用パターンＰＴ）と、用紙綴じ用のトナーパターンを共有し得るため、それぞれを独立に実施するよりもトナー消費量が低減できる。また中間転写ベルト４０上ではなく用紙上にトナー濃度パターンを載せるため、濃度調整のための紙間パッチが不要になり、紙間レスが実現できる。そのため生産性が向上する。
【００２５】
図４は、本実施形態で紙間短縮ができることを説明するための図である。図４（Ａ）は従来のように紙間にトナーパターンを形成した例を示す図である。また図４（Ｂ）は本発明の実施形態として、用紙端に濃度調整用パターンＰＴを印刷した例を示す図である。図４（Ａ）、（Ｂ）からわかるように、トナーパターンが用紙ｐ上にあると紙間ＰＢを使わなくてもよいので、紙間ＰＢを小さくし、あるいは無くしても作像が可能になる。
【００２６】
＜実施形態２＞
図５は、本発明の実施形態２を示す、図１相当の図である。基本的な構成はカラーセンサ１０と第２のトナー付着量検知センサ７ａを備える点を除き、図１の例と同じである。第２のトナー付着量検知センサ７ａは、中間転写ベルト４０上のトナーを検知するトナー付着量検知センサ７に代えて、あるいはトナー付着量検知センサ７に加えて用いる。第２のトナー付着量検知センサ７ａは、２次転写バックアップローラ４３より中間転写ベルト４０の移動方向で後方に設ける。図示の例では搬送ベルト５の上側に設けてある。カラーセンサ１０は、定着後の用紙上のトナー像の色を検知する。そのため、カラーセンサ１０は用紙搬送方向で定着ユニット６の下流側に配置する。
【００２７】
従来のカラー調整は、用紙に出力（トナー画像形成）してしまうと用紙が無駄になってしまうため実施されてこなかったが、本発明の実施形態では、トナー綴じ用パターン（濃度調整用パターンＰＴ）を用紙上に形成するため、用紙上のトナーを直接センシングできる。また中間転写ベルト４０上だけでなく、転写後や定着後の用紙上のパッチ（濃度調整用パターンＰＴ）のトナー付着量や色をセンシングすることで、精度の高いカラー調整が行える。
【００２８】
＜実施形態３＞
図６は、用紙をコーナー綴じする場合で、パッチ（濃度調整用パターンＰＴ）がコーナー綴じする部位の一箇所に形成される場合の実施形態を示す。図示のように、各色カラートナーのパッチ（濃度調整用パターンＰＴ）を順に形成して使用すると、それぞれ色の付着量をセンシングできる。
【００２９】
＜実施形態４＞
トナー綴じを使用しない場合には、トナー付着量制御用のトナーパッチを用紙に転写するかどうかを、ユーザーが選択できるようにすることが好ましい。ユーザーの好みに応じて濃度調整用パターンＰＴ制御パターンを用紙に印刷するかどうかを選択できる。
【００３０】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１        ：画像形成部
３        ：プロセスユニット
４        ：転写ユニット
５        ：搬送ベルト
６        ：定着ユニット
７        ：トナー付着量検知センサ
７ａ      ：第２のトナー付着量検知センサ
８        ：後処理部
１０      ：カラーセンサ
３０      ：感光体
３１      ：現像装置
３２      ：クリーニング装置
３３      ：温湿度センサ
４０      ：中間転写ベルト
４１      ：駆動ローラ
４２      ：従動ローラ
４３      ：２次転写バックアップローラ
４４      ：１次転写ローラ
８１      ：トナー融着ユニット
８１ａ１  ：加圧側熱源
８１ｂ１  ：受け台側熱源
８１ｂ３  ：受け台突き当てガイド
８３      ：排出口
９０      ：代部
Ｐ        ：用紙束
ｐ        ：用紙
ＰＡ      ：画像領域
ＰＢ      ：紙間
ＰＴ      ：濃度調整用パターン
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開平７−２２３３８７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９１４８号公報
【図１】
2014238561.tif 000003
【図２】
2014238561.tif 000004
【図３】
2014238561.tif 000005
【図４】
2014238561.tif 000006
【図５】
2014238561.tif 000007
【図６】
2014238561.tif 000008