(57)【要約】【課題】  記録材の厚さを検出する装置を用いて、記録材の先端、後端、重送、重送発生時における画像形成対象の記録材位置を検出する。【解決手段】  記録材を給紙する給紙手段と、給紙された記録材を搬送する搬送手段と、搬送された記録材の厚さを検出する検出手段と、前記記録材厚さ検出手段により検出した記録材の厚さに基づき画像形成条件を設定する設定手段と、副走査基準信号を生成する手段によって構成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材を給紙する給紙手段と、給紙された記録材を搬送する搬送手段と、搬送された記録材の厚さを検出する検出手段と、前記記録材厚さ検出手段により検出した記録材の厚さに基づき画像形成条件を設定する設定手段を有し、前記記録材厚さ検出手段により検出した記録材の厚さに基づき画像形成条件を設定すると共に、前記記録材厚さ検出手段の出力に基づき画像形成における副走査基準信号を生成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記記録材厚さ検出手段の出力に基づき記録材の後端及び該記録材の長さを検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記録材厚さ検出手段の出力信号変化により記録材の重なりを検出する手段を有し、前記検出手段により記録材の重なりを検出すると共に該記録材への画像形成位置を最適化することを特徴とする請求項１に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、記録材の厚さを検出する手段を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式やインクジェット方式の画像形成装置は、画像形成技術が発達し、フルカラーで画像形成を行えるものも広く普及し始めている。一方、記録材はより広範な種類の画像形成を行うために、様々な種類が開発されている。しかし、様々な厚さの記録材に対応して高品質の画像を得るためには、画像形成時の諸条件を最適化する必要がある。
【０００３】
例えば、電子写真方式において記録材上に転写されたトナーを加熱、加圧して記録材に定着させる定着プロセスでは、記録材が厚さごとに必要となる熱量が異なるため、記録材の厚さに基づいて定着時の温度を制御する必要がある。
【０００４】
また、記録材にトナーを転写する転写プロセスでは、記録材の厚さが異なると体積抵抗値が異なるため、転写帯電器を駆動する転写電流も記録材の厚さに基づいて変化させることが必要である。
【０００５】
一方、インクジェット記録方式においては、記録ヘッドと記録材の距離が画質に大きな影響を与える。そのため、常に一定の画質を維持するためには、記録材の厚さにかかわらず記録材表面と記録ヘッドの距離を一定に保つ必要がある。
【０００６】
さらに、搬送方向に対して一定幅ずつ画質形成を行うため、一定の画質を維持するためには、記録材を正確に記録幅と等しい量で間欠搬送する必要があるが、搬送ローラーの回転角が一定である場合、記録材の厚さに基づいて記録材の搬送量が変化する。
【０００７】
以上の点から、近年では、記録材の厚さを検出する機能を有する画像形成装置の開発が行われている。
【０００８】
従来、記録材の厚さを検出するためには、特許文献１や特許文献２のような検出装置が用いられている。
【０００９】
特許文献１では、任意のローラー対の軸間距離に基づいて、記録材の厚さを検出することを特徴としている。
【００１０】
特許文献２では、レバー部材の後端を複数に分岐し、分岐させたレバー後端部の通過の有無を検出する手段を用いて、レバー部後端の通過回数を変位量に換算して、記録材の厚さを検出することを特徴としている。
【特許文献１】特開平７−１３４０２２号公報
【特許文献２】特開２００３−２９４４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、昨今の画像形成装置は、市場からの小型化の要望が非常に多い。この小型化を実現する為には、現状の機能を構成する部品に対して、小型化や部品点数の削減を行わなければならない。この様な状況のもと、新たに記録材の厚さを検出する機能を追加するために新たな部品を追加することは、装置の小型化を達成するのは困難である。
【００１２】
そこで本発明の目的は、記録材の厚さを検出すると同時に、他の様々な検出を行う検出装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本出願にかかる第１の発明では、記録材の厚さを検出する手段を用い、この検出手段が記録材無しを検出したときの出力電圧と、記録材有りを検出した時の出力電圧との差が一定値以上となった時、画像形成装置は記録材先端として検出を行い、画像形成における副走査基準信号を生成する。この制御と共に、記録材の厚さを検出する手段により検出された記録材の厚さの出力データに基づき、この記録材に適した画像形成条件を設定し、画像形成を行う。
【００１４】
また第２の発明では、記録材の厚さを検出する手段が、第１の発明の手段により記録材の先端検出後に、記録材無しの時の出力電圧を検出する事により、記録材後端として検出し、記録材の先端を検出してから後端を検出するまでの時間を計測する事により、記録材の長さを検出する。
【００１５】
さらに第３の発明では、記録材の厚さを検出する手段が、第１の発明の手段により記録材の先端検出後、検出手段の出力電圧がさらに記録材の厚さだけ出力電圧の変化を検出した場合、画像形成装置は、記録材の重送を検出する。そして、検出手段の出力電圧の変化点を副走査基準信号に再設定を行い、記録材の画像形成面に対して、適正な位置に画像形成を行う。
【００１６】
なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。
【００１７】
（１）記録材を給紙する給紙手段と、給紙された記録材を搬送する搬送手段と、搬送された記録材の厚さを検出する検出手段と、前記記録材厚さ検出手段により検出した記録材の厚さに基づき画像形成条件を設定する設定手段を有し、前記記録材厚さ検出手段により検出した記録材の厚さに基づき画像形成条件を設定すると共に、前記記録材厚さ検出手段の出力に基づき画像形成における副走査基準信号を生成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１８】
本出願にかかる第１の発明によれば、記録材の厚さを検出する装置によって記録材の厚さを検出して適正な画像形成条件を設定すると共に記録材の先端を検出し、記録材が画像形成部に到達するタイミングを推測する．そして，感光体に形成する潜像の先端位置を記録材が画像形成部に到達するタイミングにより調節することで、画像の位置を合わせることができる。
【００１９】
また第２の発明によれば、記録材の厚さを検出する装置によって記録材の厚さを検出して適正な画像形成条件を設定すると共に、記録材の後端を検出し、記録材の長さを検出することで、トナーの浪費、感光体の消耗を防いだ上、適切な画像形成速度で画像形成を行うことができる。
【００２０】
さらに第３の発明によれば、記録材の厚さを検出する装置によって、記録材の厚さの変化により記録材の重送を検出すると共に、画像形成対象の記録材の位置を検出することで画像形成対象の記録材に対して正しい位置に画像形成を行い、記録材の無駄を削除することができる。
【００２１】
また、第１、第２、第３の発明によって、１つの検出装置で複数の記録材に関する検出を行うことで、検出装置の設置に必要なスペースを減らすことと、検出装置に関連するコストを軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施例１で使用する画像形成装置の側断面図を示している。
【００２４】
感光ドラム１０１は、帯電ローラー１０２で表面を一様にある極性に帯電された後に、レーザーなどの露光手段１０３によって感光ドラム１０１の露光下領域のみを除電され、潜像が形成される。現像器１０４のトナー１０５は、現像ブレード１０４ａと現像スリーブ１０４ｂの間で感光ドラム１０１の帯電表面と同極性に摩擦帯電される。そして感光ドラム１０１と現像スリーブ１０４ｂが対向する現像ギャップ部に、ＤＣ及びＡＣバイアスを重畳印加することで、トナー１０５は電解の作用により浮遊振動しつつ感光ドラム１０１の潜像形成部に選択的に付着した後に、転写ローラー１０６と感光ドラム１０１の回転によって搬送される。
【００２５】
一方、記録材は搬送路１０７を通って搬送される。記録材は、給紙ローラー１０８により転写前搬送ローラー対１０９まで搬送され、転写前搬送ローラー対１０９により搬送露天板１１０を通じて、あらかじめ規定された進入角度で転写ニップ部まで搬送される。
【００２６】
そして、搬送されてきた記録材は、記録材背面の転写ローラー１０６により、トナー１０５と逆極性の高電圧が印加される。印加された記録材は、トナー１０５を静電的に引きつけて記録材側に移動させて、画像を転写する。さらに、記録材裏面は、トナー１０５と逆極性に印加され、転写されたトナー１０５を保持し続けるための転写電化が付与される。
【００２７】
最後に、画像を転写された記録材は、加熱回転体１１１と加圧ローラー１１２で構成される定着器１１３まで搬送される。そして、記録材は加熱回転体１１１と加圧ローラー１１２によって画像が定着され、排紙ローラー１１４によって排紙される。
【００２８】
図２は、本実施例で使用する記録材厚さ検出手段を示している。
【００２９】
レバー２０１は回転軸２０２と軸受け２０３により、搬送露天板１１０に固定されている。レバー２０１は、記録材が搬送されると、記録材の厚さの分だけ押し上げられる。そして、記録材が通過すると、加圧バネ２０４により記録材が通過する前の状態に戻る。記録材の厚さとレバー２０１の変動量の関係は、以下の式で表される。
【００３０】
2006162860.tif 000003
ただし、
ｙ：変位検出装置が検出するレバー変動量［ｍｍ］
ｓ：記録材の厚さ［ｍｍ］
ｌ：回転軸から検出装置までの水平方向の距離［ｍｍ］
Ｌ：回転軸から搬送路１０７までのレバーの長さ［ｍｍ］
ｈ：搬送路１０７から搬送路天板までの高さ［ｍｍ］
とする。
【００３１】
画像形成装置は、レバー２０１の変動を変位検出装置２０６により検出する。
【００３２】
図３は変位検出装置２０６の構造を示している。
【００３３】
まず、レーザー駆動回路３０１によって駆動された半導体レーザー３０２から投光レンズ３０３を通して、測定対象３０４に光線３０５を照射する。照射された光線３０５は、測定対象３０４に当たり拡散反射する。拡散反射された光線３０５の一部は、受光レンズ３０６を通してＰＳＤ３０７上に光スポットを作る。
【００３４】
そして、ＰＳＤ３０７は、この光スポットの中心位置を検出し、光スポットの中心位置に応じて信号３０８を出力する。そして、信号増幅回路３０９はこの信号３０８を増幅して、変位検出装置の信号３１０として出力する。
【００３５】
図４は、変位検出装置から測定対象までの距離と変位検出装置の出力の関係を示している。変位検出装置の出力は、測定対象までの距離に比例しており、測定対象までの距離が距離ｄ４０１遠くなると、出力は電圧ｖ４０１下がる。
【００３６】
図５は、本実施例で使用する記録材厚さ検出手段の配置を示している。記録材厚さ検出手段は、転写前搬送ローラー対１０９と転写ローラー１０６の間に配置する。記録材は転写前搬送ローラー対１０９によって、記録材厚さ検出手段を通過して、転写ローラー１０６、帯電ローラー１０２まで搬送される。
【００３７】
そして、記録材厚さ検出手段の出力は、記録材の通過により図６のように変化する。
【００３８】
時間ｔ６０１は画像形成装置が画像形成可能となる時間、時間ｔ６０２は画像形成装置が記録材を給紙する時間、時間ｔ６０３は記録材の先端がレバー２０１に接触する時間であり、時間ｔ６０１から時間ｔ６０３までの記録材厚さ検出手段の出力は、電圧ｖ６０１である。時間ｔ６０４は、記録材がレバー２０１を押し上げることにより、記録材厚さ検出手段の出力電圧が時間ｔ６０１における記録材厚さ検出手段の出力電圧ｖ６０１から任意の閾値ｖ６０２下がったときの時間であり、時間ｔ６０４における記録材厚さ検出手段の出力は、電圧ｖ６０３である。
【００３９】
時間ｔ６０５は記録材の先端がレバー２０１を通過した時間、時間ｔ６０６は、時間ｔ６０５から任意の時間ｔ６０７経過した時間、時間ｔ６０８は記録材の後端がレバー２０１下に到達した時間であり、時間ｔ６０５から時間ｔ６０８までの記録材厚さ検出手段の出力は、電圧ｖ６０４となる。時間ｔ６０９は、記録材の先端を検出後、記録材厚さ検出手段の出力電圧が出力電圧ｖ６０３となる時間である。時間ｔ６１０は、記録材の後端がレバー２０１を通過した時間であり、時間ｔ６１０における記録材厚さ検出手段の出力は、電圧ｖ６０１となる。
【００４０】
以上説明した記録材厚さ検出手段を備えた画像形成装置を用いて、本出願にかかる第１の発明を説明する。
【００４１】
本実施例における画像形成装置の動作を、図７を用いて説明する。
【００４２】
Ｓ７０１では、画像形成装置は時間を監視しており、時間が時間ｔ６０１となるまで待機し、時間ｔ６０１となったらＳ７０２に移行する。Ｓ７０２では、画像形成装置は時間ｔ６０１における記録材厚さ検出手段出力の電圧ｖ６０１を検出する。Ｓ７０３では、画像形成装置は時間を監視しており、時間ｔ６０２となるまで待機し、時間ｔ６０２となったらＳ７０４へ移行する。Ｓ７０４では、画像形成装置は記録材を給紙する。
【００４３】
Ｓ７０５では、画像形成装置は記録材厚さ検出手段の出力を監視しており、電圧ｖ６０１と現在の記録材厚さ検出手段の出力との差が閾値ｖ６０２となるまで待機し、出力の差が閾値ｖ６０２となったらＳ７０６に移行する。Ｓ７０６では、画像形成装置は副走査基準信号を生成する。Ｓ７０７では、画像形成装置は記録材厚さ検出手段の出力を監視しており、記録材厚さ検出手段の出力が時間ｔ６０７の間一定となるまで待機し、記録材厚さ検出手段の出力が時間ｔ６０７の間一定であった場合、Ｓ７０８に移行する。
【００４４】
Ｓ７０８では画像形成装置は記録材の厚さを検出しており、電圧ｖ６０１と時間ｔ６０６における記録材厚さ検出手段の出力電圧ｖ６０４との差から記録材の厚さを検出する。Ｓ７０９では、画像形成装置は定着温度の最適化を行っており、Ｓ７０８で検出した記録材の厚さに適した定着温度を設定する。
【実施例２】
【００４５】
本出願にかかる第２の発明について、図８を用いて説明する。なお、装置構成は実施例１に記載のものを用いる。
【００４６】
Ｓ８０１では、画像形成装置は時間を監視しており、時間が時間ｔ６０１となるまで待機し、時間ｔ６０１となったらＳ８０２に移行する。Ｓ８０２では、画像形成装置は時間ｔ６０１における記録材厚さ検出手段の出力電圧ｖ６０１を検出する。Ｓ８０３では、画像形成装置は時間を監視しており、時間ｔ６０２となるまで待機し、時間ｔ６０２となったらＳ８０４へ移行する。Ｓ８０４では、画像形成装置は記録材を給紙する。
【００４７】
Ｓ８０５では、画像形成装置は副走査基準信号が生成されたか監視を行っており、副走査基準信号が生成されるまで待機し、副走査基準信号が生成されたらＳ８０６へ移行する。Ｓ８０６では、画像形成装置は記録材厚さ検出手段の出力電圧を監視しており、記録材厚さ検出手段の出力が時間ｔ６０７の間一定となるまで待機し、記録材厚さ検出手段の出力が時間ｔ６０７の間一定であった場合、Ｓ８０７に移行する。Ｓ８０７では、画像形成装置は記録材の厚さを検出しており、出力電圧ｖ６０１と時間ｔ６０６における記録材厚さ検出手段の出力電圧ｖ６０４との差から記録材の厚さを検出する。
【００４８】
Ｓ８０８では、画像形成装置は定着温度の最適化を行っており、Ｓ８０７で検出した記録材の厚さに適した定着温度を設定する。Ｓ８０９では、画像形成装置は記録材厚さ検出手段の出力を監視しており、出力電圧ｖ６０１と現在の記録材厚さ検出手段の出力電圧との差が閾値ｖ６０２となるまで待機し、出力電圧の差が閾値ｖ６０２となったらＳ８１０に移行する。Ｓ８１０では、画像形成装置は記録材の後端を検出し、記録材の後端を基準とした制御を行う。
【実施例３】
【００４９】
本実施例１に記載の画像形成装置において、カセットから記録材を給紙する際に、給紙された記録材に追従して装置内に供給されてしまうことがある。この状態を図９に示す。
【００５０】
記録材９０１は、給紙ローラー９０２により給紙される記録材である。本実施例１に記載の画像形成装置では、記録材９０１は、給紙ローラー９０２と接する面と反対側に印字される。一方、記録材９０３は、記録材９０１の次に給紙される記録材である。記録材の材質や表面の粗さなどにより、記録材９０３は、稀に記録材９０１の給紙される際に追従して給紙されることがある。この状態を重送と呼ぶ。この時の記録材同士の重なり量は、一様ではない。
【００５１】
本実施例１に記載の画像形成装置は、記録材が重送したとき、本来印字される記録材の先端を検知すると、そのタイミングを元に画像を形成する。したがって、記録材９０１は、この時の重なり量９０４だけ記録材９０３に覆われるので印字されない。一方、記録材９０３は、記録材の先端から重なり量９０４だけずれた位置に画像が形成され、本来の正しい画像形成位置に描かれないばかりか、２枚の記録材を無駄にしてしまう。
【００５２】
そこで、図１０を用いて本出願にかかる第３の発明について説明する。
【００５３】
記録材厚さ検出手段１００１により記録材９０１の先端が検出されると、ＡＤ変換を行い、画像副走査方向基準信号１００２として画像生成部１００３に伝達する。画像生成部１００３は、画像副走査方向基準信号１００２を受信すると、画像生成部１００３内部にあるカウンタ１００４の動作を開始する。このカウンタ１００４の値により、記録材副走査方向に対する画像形成開始タイミングを生成する。
【００５４】
この画像形成開始タイミング発生後から画像形成開始までの間に、記録材厚さ検出手段１００１の出力の変化により、記録材９０３の先端を検知した場合、画像生成部１００３は、このタイミングを画像副走査方向基準信号１００２により受け取ると、カウンタ１００４をリセットし、新たに画像形成開始タイミングを生成する。そして、記録材９０３に対して画像形成を行う。
【００５５】
また、画像形成中に記録材９０３の先端を検知した場合、画像生成部１００３は画像生成を停止し、記録材９０３への印字を行わない。このことにより、装置内部のトナーによる汚染を防ぐことができ、且つ、記録材９０３を再利用することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例１で用いる使用する画像形成装置の側断面図
【図２】実施例１で用いる記録材厚さ検出手段の側面図
【図３】実施例１で用いる変位検出装置の構造を示す図
【図４】実施例１で用いる変位検出装置の出力特性を示す図
【図５】実施例１で用いる記録材厚さ検出手段の配置図
【図６】通紙時の記録材厚さ検出手段の出力と時間の関係を示した図
【図７】実施例１の制御を示すフローチャート
【図８】実施例２の制御を示すフローチャート
【図９】実施例３で用いる記録材給紙状態図
【図１０】実施例３で用いる制御ブロック図
【符号の説明】
【００５７】
２０１  レバー
２０２  回転軸
２０３  軸受け
２０４  加圧バネ
【図１】
2006162860.tif 000004
【図２】
2006162860.tif 000005
【図３】
2006162860.tif 000006
【図４】
2006162860.tif 000007
【図５】
2006162860.tif 000008
【図６】
2006162860.tif 000009
【図７】
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【図８】
2006162860.tif 000011
【図９】
2006162860.tif 000012
【図１０】
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