(57)【要約】【課題】同一のセンサ構成にてカラーセンサ、メディアセンサを実現し、搭載することで、色み変動が少なく、メディアによらず高画質でありながら、小型、低コストなカラー画像形成装置を提供すること。【構成】記録媒体定着後の記録媒体搬送路に、記録媒体上に形成されたパッチ列の濃度又は色度を検知する検知手段と、前記検知手段の一部に配置された記録媒体との接触面と、記録媒体搬送時に、該記録媒体を前記接触面に対して付勢し、且つ、付勢力を少なくとも２段階に可変である付勢手段、前記検知手段の上流側に位置し、且つ、前記検知手段の一部に配置された記録媒体との接触面から記録媒体が離れる方向に記録媒体を搬送する記録媒手段を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの露光装置と少なくとも１つの電子写真プロセスユニットを用いてトナー画像形成を行い、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上トナー画像に定着器を用いて所望の熱と圧力を与えることにより記録媒体へトナー画像を定着するカラー画像形成装置において、
記録媒体定着後の記録媒体搬送路に記録媒体上に形成されたパッチ列の濃度又は色度を検知する検知手段と、前記検知手段の一部に配置された記録媒体との接触面と、記録媒体搬送時に該記録媒体を前記接触面に対して付勢し、且つ、付勢力を少なくとも２段階に可変である付勢手段と、前記検知手段の上流側に位置し、且つ、前記検知手段の一部に配置された記録媒体との接触面から記録媒体が離れる方向に記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
記録媒体先端が、前記検知手段の一部に配置された記録媒体との接触面と前記付勢手段の接触位置を通過した後に、前記付勢手段の付勢力を大きくすることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記付勢手段が記録媒体より光反射率の低いことを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体に形成された潜像をトナーにより現像し、記録媒体にトナー転写、定着して記録を行う電子写真方式のカラー画像形成装置の構成に関するものである。特に、複写機、プリンタ等の機能を有するカラー画像記録装置やそれ等の機能を兼ね備える複合機、ワークステーション等の出力機器として用いられるカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラープリンタがネットワークで複数のホストコンピュータに接続されて共用され、小ロットの商業印刷（ＰＯＤ）用に利用されることが多い。代表的なカラープリンタとして、ランニングコストが低く、故障が少ない電子写真式のカラー画像形成装置がある。
【０００３】
電子写真式のカラー画像形成装置の短所として、環境の変化や長時間の使用により装置各部の変動があると、得られる画像の色が変動すること、使用するメディアによって、最適な画像形成条件が異なることがある。
【０００４】
１つ目の短所を克服するために、メディアに印刷された印字サンプルの色みを簡単な検知手段により検知し、検知結果を用いて、現像、転写等の設定を制御することで、色変動を防止する手法（以降、カラーセンサと略す）が提案されている。
【０００５】
２つ目の短所を克服するために、特許文献１に示されるように、メディアの厚みを簡単な検知手段で検知し、検知されたメディアの厚みに応じて転写、定着等の設定を変更することで、ユーザが手動で設定しなくても、自動的に使用するメディアに最適な画像形成条件を選択する手法（以降、メディアセンサと略す）が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８２５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記２つの短所を同時に克服するために、今まで提案されている手法を同時に実現すると、各々に必要な構成を別個に設ける必要があり、カラー画像形成装置の小型化、低コスト化を困難にしていた。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、環境の変化や長時間の使用により生じる装置各部の変動によらず色が変動せず、使用するメディアの厚みが変わっても最適な条件にて画像形成を行うことができる小型で低コストなカラー画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、少なくとも１つの露光装置と少なくとも１つの電子写真プロセスユニットを用いてトナー画像形成を行い、記録媒体上へトナー画像を転写後、記録媒体上トナー画像に定着器を用いて所望の熱と圧力を与えることにより記録媒体へトナー画像を定着するカラー画像形成装置において、記録媒体定着後の記録媒体搬送路に記録媒体上に形成されたパッチ列の濃度又は色度を検知する検知手段と、前記検知手段の一部に配置された記録媒体との接触面と、記録媒体搬送時に該記録媒体を前記接触面に対して付勢し、且つ、付勢力を少なくとも２段階に可変である付勢手段と、前記検知手段の上流側に位置し、且つ、前記検知手段の一部に配置された記録媒体との接触面から記録媒体が離れる方向に記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、記録媒体先端が、前記検知手段の一部に配置された記録媒体との接触面と前記付勢手段の接触位置を通過した後に、前記付勢手段の付勢力を大きくすることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記付勢手段が記録媒体より光反射率の低いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、環境の変化や長時間の使用により生じる装置各部の変動によらず色が変動せず、使用するメディアの厚みが変わっても最適な条件にて画像形成を行うことができる小型で低コストなカラー画像形成装置を提供できる。
【００１３】
又、請求項２記載の発明によれば、記録媒体が腰の弱い薄紙であって、且つ、その表面に局所的に凹凸がある場合においても、ジャムを防止し、且つ、精度良く色み検知を行うことが可能となる。
【００１４】
更に、請求項３記載の発明によれば、カラーセンサ、メディアセンサを共用するセンサにて記録媒体先端を検知できるため、従来必要であった記録媒体先端を検知するためのセンサを廃止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
＜実施の形態１＞
先ず、図１を用いてカラー画像形成装置全体について説明する。
【００１７】
図１は本発明を４つの像担持体を備えたフルカラー画像形成装置に実施したときの概略を示す断面図である。  
同図に示すカラー画像形成装置は、４個の感光ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）を備えており、それぞれの感光ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光ドラム１表面を均一に帯電する帯電手段２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光ドラム１上の静電潜像を形成する露光手段３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像手段４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、感光ドラム１上のトナー像を転写材に転写させる転写手段（転写ローラ）５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、転写後の感光ドラム１表面に残った転写後トナーを除去するクリーニング手段６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等が配設されて画像形成手段が構成されている。ここで、感光ドラム１と帯電手段２、現像手段４、トナーを除去するクリーニング手段６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を形成している。
【００１８】
又、給送部８から給送された記録媒体Ｓは、搬送ベルトで構成した搬送手段９によって前記画像形成手段へ搬送され、各色トナー像が順次転写されてカラー画像が記録された後、定着手段１０で画像定着されて排出ローラ対１１，１２によって排出部１３へ排出される。又、両面印字の際は、定着部１０で記録媒体Ｓが定着されて排紙ローラ１１，１２によって排紙される前に、排紙ローラ１１，１２を逆転することにより、両面搬送経路１５に搬送される（矢印Ａ方向）。両面搬送経路１５に搬送された記録媒体Ｓは、装置本体正面にある斜送ローラ１６を通過し、Ｕターンローラ１７まで垂直下方向に搬送され、Ｕターンローラ１７及びレジストローラ８ｄによって画像形成部まで搬送される。
【００１９】
次に、本発明の請求項１に係る実施の形態について、図２により詳細に説明する。
【００２０】
レジストローラ８ｄの軸に対して、回動自由に装着されたレジストシャッタ１４には、図示しないトーションバネによって反時計向き、即ち記録媒体の先端が当接したときに抵抗力を与えるような力が掛かっている。中間搬送ローラ８ｃ２によって搬送される記録媒体の先端がレジストシャッタ１４に突き当てられると、レジストシャッタ１４が時計向きに回動し、記録媒体先端に抵抗力を与えることによって斜行が補正されるとともに、レジストシャッタ１４に設けられたフラグ１４ａがフォトインタラプタ１９を遮光することによって、記録媒体Ｓ先端が到達するタイミングを検知する。
【００２１】
検知タイミングに合わせて、図示されていないスキャナ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを照射し、静電潜像を形成する。静電画像上にトナーが現像され、トナー像が形成される。
【００２２】
記録媒体は、レジストローラ８ｄによって搬送され、吸着ローラ９ｆのニップへ進入し、搬送ベルト９ａに静電吸着されて搬送される。記録媒体Ｓ先端が感光ドラム１ａと転写ローラＴｐ１のニップに到達すると、感光ドラム１ａ上に形成されたトナー像が記録媒体Ｓに転写される。
【００２３】
本実施の形態では、記録媒体の搬送路中に検出手段としてのセンサ２０が配置されている。センサ２０の対向側に記録媒体Ｓにセンサ２０に向かって付勢力を与えるガイド部材２１が配置されている。
【００２４】
センサ２０の詳細構成と記録媒体Ｓの厚みを検知する原理を図３〜図６を用いて説明する。
【００２５】
センサ２０の筐体の一部は、記録媒体Ｓと接触するガイドを構成している。センサ２０の内部には、発行素子としてＬＥＤ２０１、受光素子としてフォトダイオード２０２が配置されていて、ＬＥＤ２０１が発光した光の反射光量をフォトダイオード２０２によって検知可能となっている。
【００２６】
記録紙Ｓの先端がＬＥＤ２０１とフォトダイオード２０２の焦点Ｐを通過した直後の状態を図３に示す。
【００２７】
レジストローラ８ｄと対向従動ローラ８ｅにより、記録紙Ｓはセンサ２０が遠ざかるＤ方向に搬送されるが、付勢ガイド部材２１により強制的にセンサ２０のガイド部に沿ってＣ方向に搬送される。
【００２８】
付勢ガイド部材２１は２１ａを支点に回動自由に支持されていて、圧縮バネ２２による押圧力Ｆ１により記録媒体Ｓを押圧する。圧縮バネ２２の他方はカムフォロア２３により支持されている。カムフォロア２３は２３ａを支点に回動自由に支持されていて、カム２４の動作に従がって回動する。
【００２９】
カム２４は２４ａを支点に回転自由に支持されていて、図示していない駆動手段により、互いに１８０度位相の異なる２つの回転位相に設定可能となっている。
【００３０】
記録媒体Ｓの先端がＬＥＤ２０１とフォトダイオード２０２の焦点Ｐを通過してから一定時間Ｔ１が経過し、カム２４が図示されていない駆動手段により１８０度回転したときの状態を図４に示す。
【００３１】
圧縮バネ２２の実効長は、図３の状態より短くなるので、Ｆ１より大きい押圧力Ｆ２により、付勢ガイド部材２１を介して記録媒体Ｓを規制する。
【００３２】
記録媒体Ｓが腰の弱い薄紙のときに、図３及び図４で説明した動作を行ったときに得られる時間とフォトダイオード２０２により検知される反射光量のプロットを図５に示す。
【００３３】
付勢ガイド部材２１を介して記録媒体Ｓを押圧する力が時間Ｔ１前後でＦ１からＦ２と強くなっても反射光量の平均値、バラツキの大きさともに変化しない。なぜなら、記録媒体Ｓが腰の弱い薄紙のときは、弱い押圧力Ｆ１にて安定してセンサ２０のガイド部に沿って搬送されているからである。
【００３４】
記録媒体Ｓが腰の強い厚紙のときに、図３及び図４で説明した動作を行ったときに得られる時間とフォトダイオード２０２により検知される反射光量のプロットを図６に示す。
【００３５】
付勢ガイド部材２１を介して記録媒体Ｓを押圧する力が時間Ｔ１前後でＦ１からＦ２と強くなると反射光量の平均値は大きくなり、バラツキの大きさは小さくなる。なぜなら、記録媒体Ｓが腰の強い厚紙のときは、弱い押圧力Ｆ１では安定してセンサ２０のガイド部に沿って搬送されていないのに対して、強い押圧力Ｆ２では安定してセンサ２０のガイド部に沿って搬送されているからである。
【００３６】
以上説明したように、記録媒体Ｓの厚みを画像形成前に検知できるため、記録媒体Ｓの厚みに応じた最適な条件にて画像形成を行うことが可能となる。
【００３７】
例えば、厚紙であれば薄紙よりも定着温度を高く、或は搬送速度を遅くして、良好な定着性を確保することが良く行われる。
【００３８】
色み検知を行う際のトナー像パターンも記録媒体Ｓの厚みに応じた最適な条件に画像形成を行う。トナー像パターンを印字された記録媒体Ｓが両面搬送路１５を通過し、センサ２０に到達すると色み検知を行うことが可能となる。
【００３９】
色み検知を行う際には、既に検知されている記録媒体Ｓの厚みに応じた押圧力により、付勢ガイド手段２１を介して記録媒体Ｓをセンサ２０のガイド部に押圧すると、記録媒体Ｓのバタツキによる反射光量のばらつきが少ない精度の良い色味検知が可能となり、且つ、大き過ぎる押圧力を与えられることによる記録媒体Ｓのジャムを防止できる。
【００４０】
腰の弱い薄い記録媒体に印字されたトナー像Ｋの色み検知を行う様子を図７に、腰の強い厚い記録媒体に印字されたトナー像Ｋの色み検知を行う様子を図８にそれぞれ示す。
【００４１】
色み検知を行う原理については、特開平９−１７１２７９号公報に開示されているので、ここでは詳細を略す。
【００４２】
以上説明してきた記録媒体Ｓの厚み検知と記録媒体Ｓに印字されたトナー像パターンによる色み検知のシーケンスを図９にフローチャートに示す。
【００４３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、同一のセンサ構成にてカラーセンサ、メディアセンサを実現し搭載することにより、環境の変化や長時間の使用により装置各部の変動によらず得られる画像の色みが安定し、且つ、使用するメディアによって、最適な画像形成条件にて画像形成を行える小型で低コストなカラー画像形成装置を提供するという本発明の目的が達成される。
【００４４】
＜実施の形態２＞
次に、記録媒体Ｓが腰の弱い薄紙であるが表面に局部的な凹凸が存在する場合でも、本発明に係るセンサ２０を用いて、精度良く色み検知を行う手法を説明する。
【００４５】
腰の弱い薄紙であるが表面に局部的な凹凸が存在する記録媒体Ｓを通紙し、図３及び図４で説明した動作を行ったときに得られる、時間とフォトダイオード２０２により検知される反射光量のプロットを図１０に示す。
【００４６】
付勢ガイド部材２１を介して記録媒体Ｓを押圧する力が時間Ｔ１前後でＦ１からＦ２と強くなると、反射光量の平均値は変わらないが、局所的に存在したバラツキの大きい箇所が無くなる。なぜなら、記録媒体Ｓの表面に局部的に存在する凹凸を弱い押圧力Ｆ１では平坦にできないのに対して、強い押圧力Ｆ２では平坦にできるからである。
【００４７】
この場合、記録媒体Ｓ先端が、センサ２０のガイド部と付勢ガイド部材２１の接触位置を通過した後に、前記付勢手段の付勢力が大きくすることで、記録媒体Ｓ先端が前記接触位置に引っ掛かることで生じるジャムを防止し、且つ、精度良く色み検知を行うことが可能である。
【００４８】
色み検知を行う際に、記録媒体Ｓ先端がレジシャッタ１４に到達したときの様子を図１１に示す。レジシャッタ１４に設けられたフラグ１４ａがフォトインタラプタ１７を遮光することで、記録媒体Ｓ先端がレジローラ８ｄと対向従動ローラ８ｅのニップ位置に到達したタイミングを検知する。
【００４９】
前記検知タイミングから一定時間後、記録媒体Ｓ先端がセンサ２０のガイド部と付勢ガイド部材２１の接触位置Ｑを通過した後に、カム２４を１８０度回転させれば、付勢ガイド部材２１を介して強い押圧力Ｆ２を記録媒体に付与し、局部的に存在する凹凸を平坦にすることができる。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、記録媒体Ｓが腰の弱い薄紙であるが表面に局部的な凹凸が存在する場合でも、本発明に係るセンサ２０を用いて精度良く色み検知を行うことが可能となる。
【００５１】
＜実施の形態３＞
次に、本発明に係るセンサ２０を用いて記録媒体Ｓ先端位置を検知する手法について説明する。
【００５２】
前記付勢ガイド部材２１の光反射率が記録媒体Ｓの光反射率が低い構成で、腰の弱い薄紙、腰の弱い厚紙を通紙した際に、図３及び図４で説明した動作を行ったときに得られる時間とフォトダイオード２０２により検知される反射光量のプロットを図１３、図１４にそれぞれ示す。
【００５３】
図１３及び図１４におけるＴ０、即ちフォトダイオード２０２により検知される反射光量が一定の閾値ＶＳに到達したタイミングを、記録媒体Ｓ先端がＬＥＤ２０１とフォトダイオード２０２の焦点位置を通過したタイミングとして見なすことが可能である。
【００５４】
従って、記録媒体Ｓ先端を検知する専用のセンサ、例えばフォトインタラプタ１９が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の概略構成を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るカラー画像形成装置のセンサ付近の詳細構成を示す側断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るセンサでメディア検知を行う様子を示す側断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るセンサでメディア検知を行う様子を示す側断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るセンサでメディア検知を行った際の時間と反射光量のプロットである。
【図６】本発明の実施の形態１に係るセンサでメディア検知を行った際の時間と反射光量のプロットである。
【図７】本発明の実施の形態１に係るセンサで色み検知を行う様子を示す側断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るセンサで色み検知を行う様子を示す側断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係るセンサでメディア検知と色み検知を行うシーケンスを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係るセンサでメディア検知を行った際の時間と反射光量のプロットである。
【図１１】本発明の実施の形態２に係るセンサで色み検知を行う様子を示す側断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係るセンサで色み検知を行う様子を示す側断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係るセンサでメディア検知を行った際の時間と反射光量のプロットである。
【図１４】本発明の実施の形態３に係るセンサでメディア検知を行った際の時間と反射光量のプロットである。
【符号の説明】
【００５６】
１ａ〜１ｄ    感光体ドラム
２ａ〜２ｄ    帯電装置
３ａ〜３ｄ    スキャナユニット
４ａ〜４ｄ    現像装置
５          転写装置
６ａ〜６ｄ    クリーニング手段
７ａ〜７ｄ    プロセスカートリッジ
８ｄ        レジストローラ
９          静電搬送ベルトユニット
１０        定着器
１２ａ〜１２ｄ  転写ローラ
１３        駆動ローラ
１４        レジシャッタ
１５        両面搬送路
１７        Ｕターンローラ
１９        フォトインタラプタ
２０        センサ
２１        付勢手段
２２        圧縮バネ
２３        カムフォロア
２４        カム
２０１      ＬＥＤ
２０２      フォトダイオード
【図１】
2006030736.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006030736.tif 000013
【図１２】
2006030736.tif 000014
【図１３】
2006030736.tif 000015
【図１４】
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