(57)【要約】【課題】  専用の剛性率や厚みの測定器をセンサとして画像形成装置の用紙搬送路に設置してコストアップさせる手段を採ることなく、使用する用紙の搬送に関する剛性等を加味した的確な特性を、簡単に安定して検知できるようにして、高精度の用紙搬送性を達成できる画像形成装置を提供する。【解決手段】  用紙に画像を形成する画像形成部と、用紙を搬送する搬送路とを有し、前記搬送路に屈曲部を有する搬送経路が設けられた画像形成装置において、前記屈曲部を有する搬送経路の用紙搬送方向上流側および用紙搬送方向下流側にそれぞれ用紙を検知する第１センサおよび第２センサを設け、前記第１センサおよび第２センサの間を用紙が通過する通過時間を検知し、検知された前記通過時間に基づき用紙の剛性の強さを判定する判定手段を有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に画像を形成する画像形成部と、用紙を搬送する搬送路とを有し、前記搬送路に屈曲部を有する搬送経路が設けられた画像形成装置において、
前記屈曲部を有する搬送経路の用紙搬送方向上流側および用紙搬送方向下流側にそれぞれ用紙を検知する第１センサおよび第２センサを設け、前記第１センサおよび第２センサの間を用紙が通過する通過時間を検知し、検知された前記通過時間に基づき用紙の剛性の強さを判定する判定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判定手段は、所定の基準通過時間が設けられ、前記基準通過時間より短い場合は、用紙の剛性が強いと判断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】
前記屈曲部を有する搬送経路の用紙搬送方向下流側に設けられ、用紙を突き当てた後に用紙にループを形成することで用紙の紙曲がりを修正するレジストローラとループ形成ローラと、前記ループ形成ローラの駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記判定手段による前記用紙の剛性の強さの判定結果に基づき、前記ループ形成ローラにより形成するループ量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記判定手段により前記用紙の剛性が強いと判定された場合、前記ループ形成ローラにより形成するループ量を小さくするように制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記屈曲部を有する搬送経路は、用紙を反転搬送して再給紙する反転搬送路に設けられることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記屈曲部を有する搬送経路は、感光体へ用紙を給紙する搬送路に設けられることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は用紙の搬送路に設けたセンサにより、用紙の剛性を検知して用紙の搬送を制御する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体上等に形成されたトナー像を、種々の異なる特性を持つ用紙上にタイミング良く転写させて、ずれや歪みの無い画像形成が安定してなされることが必要である。用紙の搬送性に影響を与える特性として例えば紙の腰の強さ等の剛性がある。従来においては、紙の厚さに置き換えて厚さの大小によって搬送状態を調整するものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、手差し給紙において給紙ローラのシート保持力が小さい場合に、ループ形成後、シート自身の剛性の強さ（腰の強さを意味する）の差異によりシートが搬送方向と逆方向にずれ、この際、レジストローラのニップ部からシートの先端が離れることがあり、このようなシートの先端がレジストローラのニップ部から離れた場合には、この後レジストローラが回転を開始してもシートは搬送されず、ジャムが発生するという課題が記載されている。この課題を達成するためにシートの剛性に応じてループ形成中にレジストローラを駆動して挟持部に一旦挟持することで、ジャムの発生を解決するものである。シートの剛性の検知においては、直接測定するのではなく、シートの厚さで代用して判断するようになされている。このためシートの厚さを検知する検知手段が設けられている。しかしながら、紙厚により代用した検知結果によりシートの剛性を判断しても、精度の高いものではない。即ち、シートの剛性が決定される因子としては、紙厚の他に、添加剤の種類や添加量、製造時に紙のすく方向により決まる縦目か横目か等の因子が関連するものである。従って、従来例におけるシートの剛性の判断は精度が低いものである。前述のように紙厚に基づく判断結果によりシートの搬送制御を行っているため、本質的な解決になっていないのが第１の課題である。
【０００４】
また、用紙の紙曲がりの修正は、レジストローラに用紙の先端を突き当てた後に、用紙にループを形成することでレジストローラ側へ用紙を押しつける力を作用させて行われるが、用紙の剛性が大きいい場合には、レジストローラへ用紙が押しつけられる力が大き過ぎるために、ニップ部入り口の所定の位置に用紙を保つことができなくなり、レジストローラのニップ部に深く用紙が侵入したり、過度の場合にはニップ部をを通過してしまうという問題がある。このように、所定の位置に用紙を停止させることができず、用紙の先端の停止位置がずれた場合には、用紙の搬送タイミングのずれが発生し、搬送制御においてジャム発生等の誤判断がなされて画像形成装置の停止等の問題を発生してしまうという第２の課題を有する。
【特許文献１】特開２００２−１７９２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の課題を解決するためには、精度の高い用紙の剛性の検知が必要であるが、画像形成装置に組み込み可能な小型でコンパクトな測定手段が無いのが現状である。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消し、精度の高い用紙の剛性を検知する画像形成装置を提供することを目的にする。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、用紙の剛性の検知結果に基づき、用紙の搬送性を向上することができる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】
【０００８】
この目的は次の技術手段（１）〜（６）の何れかによって達成される。
【０００９】
（１）用紙に画像を形成する画像形成部と、用紙を搬送する搬送路とを有し、前記搬送路に屈曲部を有する搬送経路が設けられた画像形成装置において、
前記屈曲部を有する搬送経路の用紙搬送方向上流側および用紙搬送方向下流側にそれぞれ用紙を検知する第１センサおよび第２センサを設け、前記第１センサおよび第２センサの間を用紙が通過する通過時間を検知し、検知された前記通過時間に基づき用紙の剛性の強さを判定する判定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
（２）前記判定手段は、所定の基準通過時間が設けられ、前記基準通過時間より短い場合は、用紙の剛性が強いと判断することを特徴とする（１）項に記載の画像形成装置。
【００１１】
（３）前記屈曲部を有する搬送経路の用紙搬送方向下流側に設けられ、用紙を突き当てた後に用紙にループを形成することで用紙の紙曲がりを修正するレジストローラとループ形成ローラと、前記ループ形成ローラの駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記判定手段による前記用紙の剛性の強さの判定結果に基づき、前記ループ形成ローラにより形成するループ量を制御することを特徴とする（１）又は（２）項に記載の画像形成装置。
【００１２】
（４）前記制御手段は、前記判定手段により前記用紙の剛性が強いと判定された場合、前記ループ形成ローラにより形成するループ量を小さくするように制御することを特徴とする（３）項に記載の画像形成装置。
【００１３】
（５）前記屈曲部を有する搬送経路は、用紙を反転搬送して再給紙する反転搬送路に設けられることを特徴とする（１）〜（４）項の何れか１項に記載の画像形成装置。
【００１４】
（６）前記屈曲部を有する搬送経路は、感光体へ用紙を給紙する搬送路に設けられることを特徴とする（１）〜（４）項の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明者等は、屈曲部を有する搬送経路において用紙を搬送した場合に、用紙の剛性の強さの差によって、用紙の搬送時間に差異を生ずる現象に着目し、この現象を利用することで用紙の剛性を判断出来るということを見出したものである。即ち、屈曲部を有する搬送経路にて用紙を搬送し、搬送時間の差異に基づき、剛性を判断するため、検出精度を向上できると共に、新たな小型でコンパクトな剛性検出手段を設けることもなく、低コストで用紙の剛性の検知を達成したものである。
【００１６】
また、上記した検知法により検知した用紙の剛性の判断結果に基づき、ループ形成量を調整することで、用紙の搬送タイミングのずれを解消でき、用紙の搬送性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の画像形成装置の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１に示す画像形成装置１は、本発明の一例としてのデジタル方式による画像形成装置であって、画像読取り部Ａ、画像処理部Ｂ、画像形成部Ｃ、用紙Ｐを供給搬送する用紙供給搬送部Ｄから構成されている。
【００１９】
画像読取り部Ａの上部には原稿を自動搬送する自動原稿送り手段が設けられていて、原稿載置台１１上に載置された原稿は原稿搬送ローラ１２によって１枚宛分離搬送され読み取り位置１３ａにて画像の読み取りが行われる。原稿読み取りが終了した原稿は原稿搬送ローラ１２によって原稿排紙皿１４上に排出される。
【００２０】
一方、プラテンガラス１３上に置かれた場合の原稿の画像は走査光学系を構成する照明ランプ及び第１ミラーから成る第１ミラーユニット１５の速度ｖによる読み取り動作と、Ｖ字状に位置した第２ミラー及び第３ミラーから成る第２ミラーユニット１６の同方向への速度ｖ／２による移動によって読み取られる。
【００２１】
読み取られた画像は、投影レンズ１７を通して撮像素子ＣＣＤの受光面に結像される。撮像素子ＣＣＤ上に結像されたライン状の光学像は順次電気信号（輝度信号）に光電変換されたのちＡ／Ｄ変換を行い、画像処理部Ｂにおいて濃度変換、フィルタ処理などの処理が施された後、画像データは一旦メモリに記憶される。
【００２２】
画像形成部Ｃでは、画像形成ユニットとして、ドラム状の感光体２１、その外周に、該感光体２１を帯電させる帯電手段２２、現像手段２３、転写極２４、分離極２５、前記感光体２１のクリーニング装置２６が各々動作順に配置されている。感光体２１は、光導電性化合物をドラム基体上に塗布形成したもので、例えば有機感光体（ＯＰＣ）が好ましく使用され、図示の時計方向に駆動回転される。
【００２３】
回転する感光体２１へは帯電手段２２による一様帯電がなされた後、露光光学系３０により画像処理部Ｂのメモリから呼び出された画像信号に基づいた像露光が行われる。露光光学系３０はレーザーダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラー３１、ｆθレンズ３４、シリンドリカルレンズ３５を経て反射ミラー３２により光路が曲げられ主走査がなされるもので、感光体２１に対してＡｏの位置において像露光が行われ、感光体２１の回転による副走査によって潜像が形成される。
【００２４】
感光体２１上の潜像は現像手段２３によって反転現像が行われ、感光体２１の表面に可視像のトナー像が形成される。用紙搬送部Ｄでは、画像形成ユニットの下方に異なるサイズの用紙Ｐが収納された用紙収納手段としての給紙ユニット４１（Ａ）、４１（Ｂ）、４１（Ｃ）と搬送ローラ４３Ｄが設けられていて、それらの何れかから選択された用紙Ｐは案内ローラ４３によって搬送路４０に沿って給紙される。
【００２５】
給紙される用紙Ｐの紙曲がりの修正を行うレジストローラ対４４により用紙Ｐは一時停止される。その後用紙Ｐは、レジストローラ４４から転写位置に向かって再給紙され、転写前ローラ４３ａおよび進入ガイド板４７により案内されて転写位置Ｂｏへ搬送され、転写位置Ｂｏにて転写極２４によって用紙Ｐ上にトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙は、分離極２５により感光体表面から分離され、搬送ベルト装置４５により定着装置５０に搬送される。
【００２６】
定着装置５０は、加熱源が設けられた加熱ローラ５１と加圧ローラ５９とを有しており、用紙Ｐを加熱ローラ５１と加圧ローラ５９との間を通過させることにより、加熱、加圧によってトナー像を用紙に定着させる。
【００２７】
トナー像が定着された用紙Ｐは、経路切換ゲート１７１を通り、直線的に搬送され、排紙トレイ８１上に排出される。
【００２８】
以上は用紙Ｐの片側のみへの画像形成を行う片面モードが設定された場合を説明したものである。
【００２９】
一方、両面複写を行う両面モードが設定されている場合は、経路切換ゲート１７１が両面複写用の第１搬送路１７４の方向に切り換えられ、片面にトナー像が定着された用紙Ｐは破線矢印の方向に搬送される。
【００３０】
以下、図１の一部拡大図である、図２の両面複写のための反転搬送路の断面構成図も用いて説明する。
【００３１】
用紙Ｐは、駆動ローラ対１７５と、その下流側に配列された複数の駆動ローラ対１７６Ａ，１７７Ａにより下流方向に搬送され、両面複写反転部１８０の第２搬送路１８１に搬送され、反転ローラ対１８２により正逆方向に搬送方向が切り換えられてスイッチバックさせられ、今までの用紙Ｐの後端部が先端部となって、通路幅を大きく膨らませた屈曲部を有する搬送経路１８３、搬送ローラ対１８４、を経て両面複写用の第３搬送路１８５内に搬送される。
【００３２】
更に用紙Ｐは、第３搬送路１８５内の搬送ローラ１８６、ループ形成ローラ１８７、フォトセンサ１８７Ｓを経て、プレレジストローラ１８８に達する。尚、前記第１、第２、第３搬送路を含めて反転搬送路という。
【００３３】
そして用紙Ｐは、プレレジストローラ１８８から再給紙され、給紙ローラ１３２、通路幅を大きく膨らませた屈曲部を有する搬送経路１３３およびループ形成ローラ４３Ｄ２を経て、レジストローラ４４へ搬送される。
【００３４】
更に用紙Ｐは片面画像形成と同様にして、レジストローラ４４から排紙トレイ８１上まで搬送される。
【００３５】
次に本発明の主要部について図２により説明する。
【００３６】
屈曲部を有する搬送経路１８３の用紙搬送方向上流側および用紙搬送方向下流側には、それぞれ用紙の先端を検知する第１センサとしてのフォトセンサ１８２Ｓおよび第２センサとしてのフォトセンサ１８４Ｓが設けられ、前記第１センサおよび第２センサの間を用紙が通過する通過時間が検知される。
【００３７】
図７は、本発明における制御を行うためのハード構成を示すブロック図である。６０は制御手段であり、該制御手段６０には、用紙の剛性の強さを判断するための判定手段６１および基準通過時間のデータが記憶されたメモリ６２が設けられている。第１センサとしてのフォトセンサ１８２Ｓおよび第２センサとしてのフォトセンサ１８４Ｓにより用紙の先端が検知されて制御手段６０に検知信号が送られ、該検知信号により第１センサと第２センサの間を用紙が通過する通過時間が算出される。検知された通過時間に基づき、判定手段６１にて用紙の剛性の強さが判定される。判定手段６１においては、検知された通過時間が前記基準通過時間より短い場合は、用紙の剛性が強いと判断する。該基準通過時間は、剛性の弱い普通紙等の通過時間を適用し、時間差は所定の閾値、例えば３ｍｓ以上の時間差があるか否かにより剛性が強いかどうかが判定される。
【００３８】
因みに、図４の通過時間差のグラフの（ｂ）に示すように、第１センサとしてのフォトセンサ１８２Ｓの先端検知から第２センサとしてのフォトセンサ１８４Ｓの先端検知までの用紙の通過時間は、剛性の弱い普通紙の通過時間を基準通過時間としたとき、坪量６４ｇ／ｍ2の普通紙の通過時間である基準通過時間は２８６．４１ｍｓであるのに対し、坪量２００ｇ／ｍ2の厚手の用紙の通過時間は２８２．０４ｍｓとなり、４．３７ｍｓの時間差を有している。
【００３９】
図５および図６により、用紙Ｐの搬送路に通路幅を大きく膨らませた屈曲部を有する搬送経路を設けておくと、屈曲部を有する搬送経路を剛性が強い厚手の用紙と剛性が弱い薄手の用紙が搬送される場合に、通過時間差を生じる挙動を説明する。
【００４０】
剛性の強い用紙Ｐは、上流側の搬送ローラによって屈曲部を有する搬送経路の内面の外周に先端が当たりながら搬送されて行くが、そのとき腰砕けになることなくほぼ最短距離にて短時間で搬送される。これに対して剛性が弱い普通紙等の用紙は、柔軟性があるため、ガイド部材の外周面に当接した後に矢印方向に一旦挫屈した後にガイド部材の内面の外周側に沿って搬送されることとなるため、剛性の強い用紙に比べて通過時間に遅れが発生してしまう。
【００４１】
従って、使用する用紙の搬送性能に実質的に密接に関わる紙の腰の強さ等の剛性として、屈曲部を有する搬送経路を通過する通過時間差に着目し、通過時間の差異に基づき用紙の剛性の強さを判断することにより、直接的に検知することから従来例よりも検知精度の高い剛性の検知ができると共に、新たな小型でコンパクトな剛性検出手段を設けることもなく、低コストで用紙の剛性の検知を達成きることが理解される。
【００４２】
次に前述の用紙の剛性の強さを判断した判断結果の利用法について説明する。
【００４３】
屈曲部を有する搬送経路１８３の用紙搬送方向下流側には、用紙を突き当てた後に用紙にループを形成することで用紙の紙曲がりを修正するレジストローラ１８８とループ形成ローラ１８７が設けられている。ループ形成ローラ１８７は、制御手段６０により駆動が制御される。前記制御手段６０は、前記判定手段６１による用紙の剛性の強さの判定結果に基づき、前記ループ形成ローラにより形成するループ量を制御する。具体的には前記制御手段６０は、前記判定手段６１により前記用紙の剛性が強いと判定された場合、ループ形成ローラ１８７の停止時間を、例えば、１０ｍｓｅｃ早くするように制御することで前記ループ形成ローラ１８７により形成するループ量を小さくする。この制御により、剛性の強い用紙がレジストローラ１８８に強く押し付けられてニップに深く侵入する事を防止できる。
【００４４】
前述した剛性の判断は最初の給紙ユニットからの給紙時にも勿論適用できる。
【００４５】
この場合には、通路幅を大きく膨らませた屈曲部を有する搬送経路４３０に適用され、それぞれの部材は、第１センサとしてフォトセンサ４３１、第２センサとしてフォトセンサ（ＰＳ）４３２、レジストローラ４４およびループ形成ローラ４３Ｄ２が用いられ、前述と同様になされる。
【００４６】
図４の通過時間差のグラフの（ａ）に示すように、基準通過時間としての普通紙の通過時間は２８５．５０ｍｓであるのに対し、剛性の強い坪量２００ｇ／ｍ2の厚手の用紙の通過時間は、２８１．１５ｍｓとなり、４．３５ｍｓの時間差を有し、判定の閾値は３ｍｓｅｃが同様に適用できる。
【００４７】
更に、前述した剛性の判断は再給紙時にも勿論適用できる。
【００４８】
この場合には、通路幅を大きく膨らませた屈曲部を有する搬送経路１３３に適用され、それぞれの部材は、第１センサとしてフォトセンサ１８８Ｓ、第２センサとしてフォトセンサ４３２、レジストローラ４４およびループ形成ローラ４３Ｄ２が用いられ、前述と同様になされる。
【００４９】
図４の通過時間差のグラフの（ｃ）に示すように、基準通過時間としての普通紙の通過時間は４０９．５６ｍｓであるのに対し、厚手の用紙紙の通過時間は４０４．５１ｍｓとなり、５．０４ｍｓの時間差を有し、判定の閾値は３ｍｓｅｃが同様に適用できる。
【００５０】
尚、第１センサ及び第２センサとしてフォトセンサを用いて説明したがセンサはこれらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の断面構成図である。
【図２】両面複写用反転搬送路の断面構成図である。
【図３】図２の一部拡大図である。
【図４】用紙が各屈曲部を通過する通過時間のグラフである。
【図５】屈曲部のガイド部材中を搬送される剛性の強い用紙の挙動を表す図である。
【図６】屈曲部のガイド部材中を搬送される剛性が弱い用紙の挙動を表す図である。
【図７】本発明における制御を行うためのハード構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  画像形成装置
２１  感光体
２４  転写器
２５  分離器
４３Ｄ１  搬送駆動ローラ
４３Ｄ２  ループ形成ローラ
４４  レジストローラ対
５０  定着器
１７０  排紙反転部
１７１  経路切換ゲート
１７４  両面複写用の第１搬送路
１７５，１７６Ａ，１７７Ａ  駆動ローラ対
１８０  両面複写用反転部
１８１  両面複写用の第２搬送路
１８２  搬送ローラ対
１８２Ｓ，１８８Ｓ，４３１  第１センサとしてのフォトセンサ
１８４Ｓ，４３２  第２センサとしてのフォトセンサ
１８３，１３３，４３０  屈曲部を有する搬送経路
１８４  搬送ローラ対
１８５  両面複写用の第３搬送路
１８７  ループ形成ローラ
１８８  プレレジストローラ
Ｐ  用紙
【図１】
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【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】
2006267193.tif 000009