(57)【要約】【課題】  複数の記録材搬送部があっても１つの信号出力手段により記録材を検知することができ、且つ検知時に記録材に衝撃を与えて記録材を判別する装置であっても転写中における画像ブレを防止する。【解決手段】  信号出力手段が記録材の搬送方向で複数の搬送部が合流した合流部の下流側に配置され、且つ衝撃印加部による衝撃印加は、記録材の先端が転写手段に到達する前に完了する。【選択図】  図１
2006184362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に衝撃を与える衝撃印加部と、この衝撃により信号を出力するための検知部とを備えた信号出力手段と、記録材を搬送するための搬送手段と、記録材にトナー像を転写するための転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記搬送手段は複数の搬送部が合流した合流部を有し、前記信号出力手段は、記録材の搬送方向で前記合流部の下流側に配置され、且つ前記衝撃印加部による衝撃印加は、記録材の先端が前記転写手段に到達する前に完了することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の搬送部の一つは、両面画像形成用の搬送部であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、記録材に衝撃を与えて記録材の種類を検知する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体上にトナー像が形成された後、転写手段によってそのトナー像はシート材上に転写され、シート材は転写手段近傍に配置された分離手段によって感光体から分離される。その後、転写手段のシート材搬送方向下流側の定着手段によってシート材は加熱及び加圧されることによりトナー像がシート材上に溶融固着される。
【０００３】
ところで、これら画像形成装置に使用されるシート材は、例えば、平滑紙、ラフ紙、厚紙、薄紙、ＯＨＰ用樹脂製シート、封筒、葉書等多種多様であり、前述の分離手段や定着手段は、シート材の画質低下やカールを防ぐために、それぞれの機械的特性に合わせた最適値によって制御されることが好ましい。
【０００４】
しかしながら、実際には、これらの制御は多種多様なシート材の機械的特性を平均した値で設定されることが多く、前述の分離手段に関しては、薄紙を感光体から分離するため、厚紙には多目の除電バイアスが印加されることがあり、また前述の定着手段に関しては、ラフ紙にトナーを溶融固着させるため、平滑紙には高目の温度で定着されることがある。
【０００５】
この様な多目の除電バイアスや高目の定着温度によって画像不良やカールが発生しない様に、特別な選択モードを用意してユーザーに選択させるという方法がある。
【０００６】
また、上述の様なユーザーの煩雑な設定作業を軽減するための方法としては、シート材に物性情報を表したマーキングやバーコードを予め施し、画像形成装置内に設置されたセンサーでこのマーキングやバーコードを読み取った後、この物性情報に基づいた最適制御を行なうというものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、上記方式では、マーキングやバーコードが付与されていないシート材については、その機械的特性を検知することができない。このため、マーキングやバーコードが付与されていないシート材であっても、その機械的特性を判別できる検知装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
これは、シート材にその外部から衝撃を加える衝撃印加部、及びこの衝撃により信号を出力するための検知部を備えた装置であり、画像形成装置はこの検知部からの信号に基づき、予め記憶したシート材の物性情報を用いてこのシートの種類を判別可能である。
【０００９】
この検知装置を用いた画像形成装置においては、特定のプロセス条件に対して選択モードを設定する必要も無く、ユーザーがセットした如何なるシート材に対しても、自動的にプロセス手段の最適制御が可能である。
【特許文献１】特開平０６−２０２４２２号公報
【特許文献２】特開２００４−２６４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記検知装置では、シート材に衝撃を印加することが必要なため、衝撃による画像不良が発生する場合があった。また衝撃の影響だけを考慮すると特定の給送装置からのシート材しか判別できない事態が発生する可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明は、記録材に衝撃を与える衝撃印加部と、この衝撃により信号を出力するための検知部とを備えた信号出力手段と、記録材を搬送するための搬送手段と、記録材にトナー像を転写するための転写手段と、を有する画像形成装置において、前記搬送手段は複数の搬送部が合流した合流部を有し、前記信号出力手段は、記録材の搬送方向で前記合流部の下流側に配置され、且つ前記衝撃印加部による衝撃印加は、記録材の先端が前記転写手段に到達する前に完了することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
これにより本発明は、１つの信号出力手段により複数の搬送部からの記録材を検知することができるので、特定の搬送部からの記録材しか判別できない事態は無くなり、更に転写中に記録材に衝撃が印加されることが無いため、画像ブレ等が発生しない良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態である画像形成装置の基本構成を示す図である。図１において画像形成装置本体１は、光学系２から画像情報に基づいたレーザー光を帯電されたドラム形状の電子写真感光体３（以下、感光体ドラムと言う）に照射して感光体ドラム３上に潜像を形成し、この潜像をトナーを用いて現像することで、感光体ドラム上にトナー像が形成される。
【００１５】
給紙手段は、記録材であるシート材Ｓを積載する給紙カセット５と、積載されたシート材Ｓから一枚づつピックアップして画像形成装置本体１内へ給送する給紙ローラ６を備えている。
【００１６】
給紙手段より給送されたシート材Ｓは給紙手段下流に配置されたレジストローラ対７によりシート材Ｓの姿勢を整えて転写手段である転写ローラ１１に搬送される。
【００１７】
ここで、衝撃印加部８と検知部９を有する信号出力手段１０は、レジストローラ対７と転写ローラ１１の間であって、シート材の搬送方向でレジストローラ対７の近傍下流側に配置されている。
【００１８】
レジストローラ対７により搬送されたシート材Ｓは、感光体ドラム３と対向する位置に所定の押圧力で付勢された転写ローラ１１とのニップ部に突入する。転写手段においては、感光体ドラム３上のトナー像を静電的に引き付けてシート材Ｓ側に移動させるために、トナーと逆極性の高電圧が転写ローラ１１に印加されるため、シート材Ｓの非印字面側はトナーと逆極性に帯電され、定着手段１３にてシート材Ｓにトナー像が永久固着されるまで、転写されたトナー像を保持し続けるための転写電荷が付与される。
【００１９】
更には、転写電荷が付与されたシート材Ｓが静電的に吸着し、感光体ドラム３に巻き付くのを防止するため、トナー像転写後のシート材Ｓに帯電している不要電荷を除電する分離手段としての除電部材（除電針）１２が転写ローラ１１の近傍であって、シート材の搬送方向下流側に設けられている。除電部材１２は、所定の高電圧値によって、シート材Ｓの非印字面側と逆極性に帯電される。
【００２０】
更に、除電部材１２は導電性部材で構成され、除電部材１２のシート材対向側には突起が形成され、この突起部が搬送されるシート材Ｓの非印字面と微小間隔をもって対峙している。そして、転写手段においてトナー像が転写されたシート材Ｓが搬送される際に、シート材Ｓに帯電した不要電荷が近接した除電部材１２を介して放電除去される。
【００２１】
この分離手段よって感光体ドラム３から分離されたシート材Ｓは、下流の定着手段１３へ搬送される。
【００２２】
定着手段１３から搬送されたシート材Ｓは排出ローラ対１４により、画像形成装置本体１内から機外へ排出される。
【００２３】
本実施形態の画像形成装置１は、手差し給送手段１５及び両面搬送手段１６を有しており、手差しトレイ１５ａからの給送及びシート材Ｓへの両面印字が可能である。
【００２４】
ここで４０ａは給紙カセット５からの記録材が通る搬送部、４０ｂは両面画像形成時に記録材が通る搬送部、４０ｃは手差し時に記録材が通る搬送部であり、本実施形態では、記録材を搬送するための搬送手段は複数の搬送部４０ａ、４０ｂ、４０ｃと、これらの搬送部が合流する合流部４１を有する。
【００２５】
プロセスカートリッジ１７は、感光体ドラム３と、少なくとも一つのプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体１に対して着脱可能にしたものである。ここで、プロセス手段としては、例えば感光体ドラム３に所定の電圧を印加して帯電させる帯電手段、感光体ドラム３上に形成された潜像にトナーを付着させて現像するための現像手段、感光体ドラム３表面に残留したトナーをクリーニングするクリーニング手段等である。
【００２６】
図２は本発明の定着手段であるフィルム加熱方式の定着装置１３を示す概略構成図である。断熱ホルダー１８は、加熱部１９を保持し、定着ニップ部Ｎ以外への放熱を防ぐ部材であり、耐熱性、電気絶縁性で、高い荷重に耐えられる材質からなり、好ましくは液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成されている。本実施形態の断熱ホルダー１８は、略半円弧状断面を最大通紙幅まで延長した形状であり、下面のほぼ中央部に長手（シート材の移動方向と直交する方向、つまりここでは図面の紙面に垂直な方向）に沿って設けた溝部に、加熱部１９の表面側を下向きに露呈させて、嵌入し固定保持させている。
【００２７】
断熱ホルダー１８の外周には、耐熱性フィルムとして円筒状のエンドレスフィルム（定着フィルム２０）が外嵌されており、断熱ホルダー１８は内面から定着フィルム２０を支えている。定着フィルム２０の周長の少なくとも一部は常にテンションフリー（テンションが加わらない状態）とし、定着フィルム２０は加圧回転部材としての加圧ローラ２１の回転駆動力により回転するよう構成されている。
【００２８】
定着フィルム２０の特徴としては、伝熱性を高めて熱容量を小さくするために、膜厚は１００μｍ以下、好ましくは１０〜５０μｍ程度であり、材質としては、耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの単層、もしくはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした膜厚６０μｍ程度の複合層フィルムを使用できる。
【００２９】
加圧部材としての加圧ローラ２１は、芯金とその外側にシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、あるいはシリコンゴムを発泡して形成された弾性層からなり、さらには、その外周表面にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等をコーティングしても良い。
【００３０】
この加圧ローラ２１は不図示の軸受部材に保持させ、断熱ホルダー１８の下向き表面に対して定着フィルム２０を挟持し、不図示の加圧手段により、長手方向両端部から、加熱定着に必要な定着ニップ部Ｎを形成するべく、十分に加圧されている。
【００３１】
加熱部１９は、Ａｌ２Ｏ３またはＡｌＮ等のセラミックス系の電気的絶縁基板２２と、絶縁基板２２面上に、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等で塗工・焼成した複数の発熱抵抗体（発熱体２３）と、発熱体２３を保護するガラスやフッ素樹脂等の保護層２４からなる。この加熱部１９は発熱体２３に通電することにより、その長手方向全長にわたって発熱することで、速やかに昇温することができる。また、加熱部１９の非通紙面側には温度検知用のサーミスタ２５が複数個設けられ、電圧を検出して温度制御を行なっている。
【００３２】
加圧ローラ２１は不図示の駆動手段により図中の反時計方向ＣＣＷに回転駆動される。定着フィルム２０の外周面は、定着ニップ部Ｎでの加圧ローラ２１外周面との圧接摩擦力により、その内周面を加熱部１９表面に密着摺動しながら、加圧ローラ２１の回転周速度にほぼ対応した周速度で従動回転している。
【００３３】
このとき、定着フィルム２０と加熱部１９及び断熱ホルダー１８との摺動抵抗を軽減させるため、加熱部１９と断熱ホルダー１８の表面に耐熱性グリース等の潤滑部材を少量介在させている。これにより、定着フィルム２０はスムーズに回転可能となる。
【００３４】
加圧ローラ２１が回転駆動され、それに伴って定着フィルム２０が従動回転状態になり、加熱部１９に通電がなされて、温度検知用サーミスタ２５を使ったフィードバック制御により、定着ニップ部Ｎが所定の温度に維持されると、未定着トナー像Ｔｎを担持したシート材Ｓが定着ニップ部Ｎに導入され、未定着画像担持面が定着フィルム２０の外周に密着して定着フィルム２０と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送される。この過程において、加熱部１９からの熱が定着フィルム２０を介してシート材Ｓに付与され、未定着トナー像Ｔｎが熱と圧力によってシート材Ｓに永久固着される。
【００３５】
次に信号出力手段である信号出力装置の基本構成について、図３を用いて説明する。レジストローラ対７の近傍下流側において、シート材Ｓの印字面側に検知部９、非印字面側に衝撃印加部８が配置されている。検知部９においては、圧電素子２６に電極を設けておき、この電極からの信号が出力される。つまり検知部は衝撃により信号を出力する。圧電素子２６は凹部を有する支持台２７の底面２８に弾性部材２９を介して設けられている。また、圧電素子２６の印字面側すなわち衝撃付与側には圧電素子２６の破損を防止するための衝撃受け材３０が設けられており、衝撃受け材３０の高さは、支持台２７凹部の天面３１から所定のクリアランスＣを保つよう低く設定されている。
【００３６】
衝撃印加部８においては、シート材Ｓの搬送方向Ｄｔと直交する方向Ｄｖに平行移動可能で、圧電素子２６に対してシート材Ｓを介して接触−離間することにより衝撃を付与するロッド３２と、ロッド３２の接触−離間を制御する制御カム３３及び制御カム３３を回転駆動する駆動モータ３４、さらにはロッド３２と同軸上に設けられ、ロッド３２に衝撃力を付与する付勢バネ３５で構成されている。
【００３７】
衝撃印加の際には、検知部９が検出するのはシート材Ｓに付与された衝撃力自体では無く、所定のクリアランスＣによってシート材Ｓが弾性変形した反作用による力、あるいはシート材Ｓにより減衰した力を検知しているのであり、これにより、シート材Ｓの機械的特性、例えば剛性等を含めた精度の高い検知が可能である。このとき予め記憶されているシート材に関する情報と、検知部からの信号を用いて、シート材の種類の判別が行なわれる。
【００３８】
次に図４を用いて信号出力装置の動作を説明する。図中縦軸はセンサー及び信号出力装置１０の出力、横軸は時間軸である。
【００３９】
まず、画像形成装置がプリント動作を開始する前に、シート材Ｓが無い状態で検知部に衝撃が付与される。これは、量産時の信号出力装置１０の位置精度や付勢バネ３５のバネ力精度の誤差が、検知部９からの信号波形に与える影響を除去するためである。
【００４０】
次にレジストローラ対７下流近傍のセンサー（不図示）により、シート材Ｓ先端位置が検知されると、シート材Ｓ先端部が検知部９を通過すると推測される所定時間後に駆動モータ３４及び制御カム３３が回転を開始し、ロッド３２によりシート材Ｓに第１の衝撃が付与される。第１の衝撃による圧電素子２６の信号波形が十分減衰した後、第２の衝撃が付与される。この時の衝撃力は第１の衝撃力よりも弱い衝撃力が付与されている。尚、衝撃は、シート材が動いている（搬送されている）時に、シート材に加えられる。
【００４１】
この様に異なる衝撃力を複数回付与することにより、複数のデータが得られるため、識別精度をより高めることができる。
【００４２】
ここで、センサーがシート材Ｓの先端位置を検知してから、シート材Ｓの先端が転写ローラ１１ニップに突入する時間をＴ１、センサーがシート材Ｓの先端位置を検知してから駆動モータ３４が回転を開始するまでの時間をＴ２、駆動モータ３４が回転を開始してから第２の衝撃が付与されるまでの時間をＴ３とすると、Ｔ１＞Ｔ２＋Ｔ３を満たしているので、シート材Ｓの先端が転写ローラ１１ニップに突入する前に、シート材Ｓへの衝撃印加が完了する。
【００４３】
つまり信号出力装置は、シート材の搬送方向で合流部の下流側に配置され、且つ衝撃印加部による衝撃印加は、シート材の先端が転写ローラに到達する前に完了する。言い換えると、信号出力装置は、シート材の搬送方向で合流部の下流側であり、且つ衝撃印加部による衝撃印加時、シート材の先端が転写ローラに到達しない位置に設けられている。
【００４４】
これにより本実施形態では、転写プロセスに対して衝撃印加が影響を与えないため、良好な画像を得ることが可能である。
【００４５】
更に、第２の衝撃が付与されてから、画像形成装置１が検知部９からの信号出力を用いてシート材Ｓの判別を完了するまでの時間をＴ４とすると、Ｔ１＞Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４を満たしているので、転写手段での転写プロセス、及び分離手段での除電プロセスにおいて、それぞれの高電圧値を最適な値で制御可能である。
【００４６】
また、定着手段においては、上述の様にフィルム加熱方式を用いているため、速やかに昇温することが可能である。従って、信号出力装置１０からの信号を用いて、シート材Ｓの機械的特性である坪量や表面粗さ、厚みといった物性情報を総合的に判断し、シート材Ｓの先端部が定着装置１３に到達する前に、最適な定着温度に制御することが可能である。
【００４７】
このように本実施形態では、信号出力装置を、転写手段と、両面搬送を含む画像形成装置内の全ての搬送部（搬送路）が合流した後の搬送ローラとの間に配置したので、１つの信号出力装置で複数の搬送部を通るシート材の判別を行うことができて特定の搬送部からのシート材しか判別できない事態は無くなる。このとき信号出力装置は合流部の後（下流側）に配置されるため転写手段に近づくことになるが、シート材の先端が転写手段に到達する前に衝撃印加を完了するように構成したので、転写プロセス中にシート材に衝撃が印加されることが無くなり、画像ブレ等が発生しない良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態である画像形成装置を示す図。
【図２】実施形態における定着装置を示す図。
【図３】実施形態における信号出力装置を示す図。
【図４】実施形態における出力信号を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１  画像形成装置
３  感光体ドラム
５  給紙カセット
６  給紙ローラ
７  レジストローラ対
８  衝撃印加部
９  検知部
１０  信号出力装置
１１  転写ローラ
１２  除電部材
１３  定着装置
１５  手差し給送装置
１６  両面搬送装置
【図１】
2006184362.tif 000003
【図２】
2006184362.tif 000004
【図３】
2006184362.tif 000005
【図４】
2006184362.tif 000006