(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成部へ搬送される記録材が通る第１搬送路及び第２搬送路と、
前記第１搬送路及び前記第２搬送路を搬送される記録材に向けて超音波を発信する発信手段と、
前記発信手段から発信され記録材を通過した超音波を受信し、受信された超音波に対応する信号を出力する一の受信手段と、
前記受信手段の出力する信号に基づいて記録材に画像を形成する画像形成条件を制御する画像形成装置であって、
前記第１搬送路と前記第２搬送路の間に配置された反射部を有し、
前記発信手段は前記第１搬送路を挟んで前記反射部に対向して配置された一の発信器であって、前記受信手段は前記第２搬送路を挟んで前記反射部に対向して配置された一の受信器であり、
前記発信器が発信した超音波は前記第１搬送路を通過して前記反射部で反射され、前記第２搬送路を通過して前記受信器へ到達することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記発信器から発信される超音波の中心軸は前記第１搬送路を搬送される記録材に対して交差し、
前記発信器から発信され前記第１搬送路を通過して前記反射部で反射された超音波の中心軸は前記第２搬送路を搬送される記録材に対して交差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】
前記発信器から発信される超音波は前記第１搬送路を搬送される記録材に直角に当たり、
前記発信器から発信され前記第１搬送路を通過して前記反射部で反射された超音波は前記第２搬送路を搬送される記録材に直角に当たることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記反射部は金属板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１搬送路を形成する第１搬送ガイド部材と、前記第２搬送路を形成する第２搬送ガイド部材と、を有し、前記第１搬送ガイド部材は前記発信器から発信される超音波が通過する第１穴を備え、前記第２搬送ガイド部材は前記発信器から発信され前記反射部で反射した超音波が通過する第２穴を備え、前記第１搬送路の前記第１穴の位置における記録材の搬送方向と前記第２搬送路の前記第２穴の位置における記録材の搬送方向とが交差することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１搬送路の前記第１穴よりも記録材搬送方向下流側の部分と前記第２搬送路の前記第２穴よりも記録材搬送方向下流側の部分とが合流する搬送路合流部を有することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
記録材を積載する第１積載部と、記録材を積載する前記第１積載部とは別の第２積載部と、を有し、前記第１積載部に積載された記録材は前記第１搬送路を通って前記画像形成部へ搬送され、前記第２積載部に積載された記録材は前記第２搬送路を通って前記画像形成部へ搬送されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１積載部は前記画像形成部の下方に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
水平方向に関して前記第２積載部は前記第１積載部とずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像形成部は記録材にトナー像を転写する転写部を備え、前記画像形成条件は前記転写部における転写バイアスであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記画像形成部は記録材を加熱してトナー像を記録材に定着させる定着部を備え、前記画像形成条件は前記定着部における定着温度であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像形成条件は記録材の搬送速度であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一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、画像形成を行うシートの厚みや坪量を検知する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンタや、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置では、画像形成される記録材の厚さや坪量（単位面積あたりの重さ）を自動で検知し、この検知結果に応じて転写条件や定着条件等の画像形成条件を変更している。
【０００３】
特許文献１には、シートに対して超音波を発信する発信器と、発信器から発信されシートを通過した超音波を受信する受信器と、受信器の受信結果からシートの種類を判別する検知手段を備えた超音波シート検知機構（超音波センサユニット）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９３１４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、１つのシートを搬送する搬送路でシートを検知する為には、１組の発信器、受信器が必要となる。そのため、搬送路が複数ある装置において、複数の搬送路のシートを超音波シート検知機構で検知する場合、搬送路と同じ数の発信器と受信器が必要となり、装置の小型化やコストダウンの弊害になってしまう。
【０００６】
そこで、装置内の複数の搬送路が搬送方向下流で合流し、一つの搬送路となった箇所において、１つの発信器と受信器でシートを検出する構成が考えられる。しかし、近年では装置の小型化が進み、複数の搬送路が合流して一つの搬送路となる箇所は、シートに画像が形成される画像形成部の直前（レジストローラの直前）となることが多い。このような場合、シートを検知してから画像形成部に到着するまでシートを搬送する距離は短いため、超音波シート検知機構でシート検知してから短時間でシートが画像形成部に到着する。このため、例えば、転写条件の変更についてはシートの到着に間に合わないので転写条件を変更することができない等、一部の画像形成条件しかシート検知に応じた変更に対応できなくなってしまう可能性がある。
【０００７】
上記の課題に鑑みて、本発明は、なるべく少ない発信器及び受信器によって、複数の搬送路を搬送されるシートを検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、画像形成部へ搬送される記録材が通る第１搬送路及び第２搬送路と、前記第１搬送路及び前記第２搬送路を搬送される記録材に向けて超音波を発信する発信手段と、前記発信手段から発信され記録材を通過した超音波を受信し、受信された超音波に対応する信号を出力する一の受信手段と、前記受信手段の出力する信号に基づいて記録材に画像を形成する画像形成条件を制御する画像形成装置であって、前記第１搬送路と前記第２搬送路の間に配置された反射部を有し、前記発信手段は前記第１搬送路を挟んで前記反射部に対向して配置された一の発信器であって、前記受信手段は前記第２搬送路を挟んで前記反射部に対向して配置された一の受信器であり、前記発信器が発信した超音波は前記第１搬送路を通過して前記反射部で反射され、前記第２搬送路を通過して前記受信器へ到達することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、なるべく少ない発信器及び受信器によって、複数の搬送路を搬送されるシートを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の全体構成を示す概略断面図。
【図２】超音波センサユニットの概略断面図。
【図３】超音波センサユニットの配置を示す概略断面図。
【図４】（ａ）カセット搬送路でシートが搬送されている状態を示す図、（ｂ）マルチ搬送路でシートが搬送されている状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
（画像形成装置）
本実施形態の画像形成装置について説明する。まず、画像形成装置の全体構成について説明する。図１は画像形成装置１００の全体構成を示す概略断面図である。
【００１２】
図１に示すカラーレーザープリンタ１００は、４個の感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）を備えている。それぞれの感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム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体ドラム１上の静電潜像を形成する露光手段３、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）、感光体ドラム１上のトナー像を中間転写材５（中間転写ベルト）に転写させる転写手段１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）、転写後の感光体ドラム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２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）等が配設された画像形成手段で構成されている。
【００１３】
露光手段３は、プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの鉛直下方に配置され、画像信号に基づく露光を感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対して行う。現像ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナーを収納したトナー収納部、現像ローラ等から構成される。
【００１４】
上述の構成により，感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、帯電ローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによって所定の負極性の電位に帯電された後、スキャナユニット３によってそれぞれ静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによって反転現像されて負極性のトナーが付着され、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのトナー像が形成される。
【００１５】
中間転写ベルトユニット５は、中間転写ベルト５が駆動ローラ１０、テンションローラ１１に張架されており、該テンションローラ１１が張力をかけている。また、各感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向して、中間転写ベルト５の内側に一次転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが配設されており、不図示のバイアス印加手段により転写バイアスを印加する構成となっている。
【００１６】
感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに正極性のバイアスを印加することにより、感光ドラム１ａ上のトナー像から順次、中間転写ベルト５上に一次転写され、４色のトナー像が重なった状態で二次転写部１５まで搬送される。
【００１７】
一方、カセット給送装置は、シート（記録材）Ｓを収納する給紙カセット２４内からシートＳを給紙する給紙ローラ８を有している。給紙カセット２４に収納されたシートＳは、カセット給紙ローラ８に圧接され、分離パッド９によって一枚ずつ分離され（摩擦片分離方式）カセット搬送路３０へと搬送される。
【００１８】
また、画像形成装置１００には、このカセット給紙装置の他に、マルチ給紙装置が設けられている。マルチ給紙トレイ２９に積載されたシートＳは、マルチ給紙ローラ２７に圧接され、分離パッド２８によって一枚ずつ分離されマルチ搬送路３１へと搬送される。このマルチ給紙装置は、カセット給紙装置と比べて、材質、単位面積あたりの重さ（坪量）、大きさ等の異なる種々のシートＳを給紙搬送することが出来る。
【００１９】
カセット搬送路３０とマルチ搬送路３１はシートの搬送方向下流のレジストローラ対１７の直前の搬送路合流部２１で合流して一つの搬送路となっている。カセット給送装置又はマルチ給紙装置から搬送されたシートＳは上記の搬送路を通って、レジストローラ対１７、二次転写部１５へと搬送される。
【００２０】
二次転写ローラ１８に正極性のバイアスを印加することにより、二次転写部１５に搬送されたシートＳに、中間転写ベルト５上の４色のトナー像が二次転写される。シートＳは、二次転写部１５から、定着手段である定着部１４の円筒状の定着ベルト１４ａと加圧ローラ１４ｂにより形成される定着ニップに搬送され、熱及び圧力を加えられシート上に形成されたトナー像をシート上に定着させられる。定着されたシートＳは排紙ローラ対１９によって排紙トレイ２０に排出される。
【００２１】
（超音波センサユニット）
次に超音波センサユニットについて説明する。図２は超音波センサユニットの概略断面図である。超音波センサユニットにはシートＳが搬送される搬送路を間に挟んで発信器４０と受信器４１を有する。
【００２２】
発信器（発信手段）４０は、発信ドライバ（不図示）を有し、この発信ドライバで基板４４ａに支持された圧電素子４５ａに電圧を加えて、圧電素子４５ａを振動させ、圧電素子４５ａの振動が金属板４６ａに伝わり、金属板４６ａを振動させる。次に、金属板４６ａの振動が共振子であるコーン４７ａに伝わり、コーン４７ａを振動させる。コーン４７ａに与えられた振動は、空気振動（超音波）に変換し、コーン４７ａから中心軸Ｘ１の超音波４２が出力される。出力された超音波４２は、音響インピーダンスの高い材料で形成された円筒形のガイド４３ａによって指向され、発信器４０からシートＳに向かって出力される。
【００２３】
発信器４０から出力された超音波４２は、シートＳに到達してシートＳを振動させる。シートＳを介して出力される超音波４２は、受信器（受信手段）４１の円筒形のガイド４３ｂによって集められ、振動子であるコーン４７ｂに振動を与える。コーン４７ｂに与えられた振動は、金属板４６ｂ、基板４４ｂに支持された圧電素子４５ｂへと伝わる。圧電素子４５ｂは受信した振動を電圧に変換し、受信ドライバ（不図示）へと信号を出力する。
【００２４】
超音波がシートＳを透過する率（透過率）は、シートの面積あたりの重量（坪量）の対数に比例することから、圧電素子４５ｂで受けた振動の電圧値によってシートＳの坪量を判別することが可能となる。具体的には、坪量の大きいシートのときは受信される信号の電圧値が小さくなり、坪量の小さいシートのときには受信される信号の電圧値は大きくなる。
【００２５】
本実施形態の画像形成装置では、判別したシートＳの坪量に対応する出力に基づいて、画像形成部でシートＳに画像形成を行う画像形成条件として、定着手段１４での定着温度や搬送速度や、二次転写部１５における転写バイアスや搬送速度、を変更するような制御を行っている。そして本実施形態では、シートＳの坪量を超音波センサユニットで検出し、二次転写部１５での転写バイアスや搬送速度を制御するために、シートＳを搬送路合流部２１よりも上流の位置で検知する。これは、搬送路合流部２１から二次転写部１５までのシートＳの搬送距離が短いので、シートＳの坪量の検知結果を二次転写部１５での転写バイアスや搬送速度にフィードバックするための時間を稼げるようにするためである。
【００２６】
次に、本実施形態の超音波センサユニットについて図３、図４を参照して説明する。図３は、超音波センサユニットの配置を示す概略断面図である。カセット給紙装置から給紙されたシート材を搬送路合流部２１まで搬送するカセット搬送路３０があり、カセット搬送ガイド３３と内搬送ガイド３２によって形成されている。また、マルチ給紙装置から給紙されたシート材を搬送路合流部２１まで搬送するマルチ搬送路３１があり、マルチ搬送ガイド３５と内搬送ガイド３２によって形成されている。
【００２７】
２つの搬送路には、超音波が通過するための穴（３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３５ａ）が設けられ、穴３３ａに対向して発信器４０、穴３５ａに対向して受信器４１が設けられている。カセット搬送路３０とマルチ搬送路３１との間で、穴３２ａ、ｂに対向する位置には超音波を反射する反射板５０が配置されている。
【００２８】
発信器４０はカセット搬送路３０を挟んで反射板５０と対向する位置に配置され、受信器４１はマルチ搬送路３１を挟んで反射板５０に対向する位置に配置されている。発信器４０から発せられる超音波の中心軸Ｘ１がカセット搬送路３０を搬送されるシートＳの面に対して略直交するよう発信器が配置され、発信器４０から発せられて反射板５０で反射した超音波の中心軸Ｘ２がマルチ搬送路３１を搬送されるシートＳの面に対して略直交するように反射板５０が配置されている。反射板５０は、当てられる超音波４２を空気と反射板の境界面で反射させるため、例えば鉄のような音響インピーダンスの高い材料で形成されている。
【００２９】
次に、２つの搬送路を通過するシート材の種類の検知方法について説明する。図４（ａ）は、カセット搬送路３０でシートＳが搬送されている状態を示す図、（ｂ）は、マルチ搬送路３１でシートＳが搬送されている状態を示す図である。
【００３０】
シートＳがカセット搬送路３０で搬送されている場合は、図４（ａ）で示すように、発信器４０から出力された超音波４２は、カセット搬送ガイド３３に空いている穴３３ａを通過して、カセット搬送路３０を搬送中のシートＳに対して直角に当たり振動させる。振動したシートＳを介して出力される超音波４２が内搬送ガイド３２に空いている穴３２ａを通過して反射板５０に届く。反射板５０に届いた超音波４２は、反射板５０によって反射され、内搬送ガイドの穴３２ａとマルチ搬送ガイドの穴３４ａを通過して、超音波センサの受信器４１に受信される。
【００３１】
シートＳがマルチ搬送路３１で搬送されている場合は、図４（ｂ）で示すように、発信器４０から出力された超音波４２は、カセット搬送ガイドの穴３３ａと内搬送ガイドの穴３２ａを通過して、反射板５０に届く。反射板５０に届いた超音波４２は、反射板５０によって反射され、内搬送ガイドの穴３２ａを通過して、マルチ搬送路３１を搬送中のシートＳに対して直角に当たり振動させる。振動したシートＳを介して出力される超音波４２が、マルチ搬送ガイドの穴３４ａを通過して、超音波センサの受信器４１に受信される。
【００３２】
受信器４１は、受信した超音波４２を圧電素子４５により電圧に変換し、受信した電圧値の大きさによって、シート材Ｓの坪量を判別する。シート材Ｓの坪量が大きいと判断されたときには、二次転写手段１５での印加バイアスを大きくしたり、定着手段１４での定着温度を高くしたり、シート材の搬送速度を遅くして、転写不良や定着不良の発生を防ぐ。また、シート材の坪量が小さいと判断されると、二次転写手段１５での印加バイアスを小さくしたり、定着温度を低くして、転写不良や定着不良の発生を防いだり、無駄なエネルギーの消費を抑えたりする。
【００３３】
なお、超音波センサの発信器４０と受信器４１の位置関係を逆としてもよい。
【００３４】
このように本実施形態では、反射板５０を用いることにより、１組の発信器と受信器で２つの搬送路を搬送されるシートを検知することが可能となる。ここで、発信器及び受信器を１組に対して反射板である金属板１枚の方が比較的安価なであるため、発信器及び受信器を２組用いるよりもコストダウンが可能となる。また、２組の発信器及び受信器を配置する場合と比べ、１組の発信器及び受信器と反射板の方が必要な占有するスペースを小さくすることができ、装置を小型化することが可能となる。
【００３５】
また、反射板を配置することで、いずれの搬送路を通過中のシートに対してもシート面に対して略直角に超音波を当てることが可能となる。つまり、発信器４０から発せられる超音波の中心軸Ｘ１がカセット搬送路３０を搬送されるシートＳの面に対して略直角であり、発信器４０から発せられて反射板５０で反射した超音波の中心軸Ｘ２がマルチ搬送路３１を搬送されるシートＳの面に対して略直角である。
【００３６】
このように超音波をシートＳに対して略直角に当てると、シートＳのバタつき（シートが搬送される角度の変化やシートの搬送面に直交する方向の位置の変化）が、受信器が受信する超音波に与える影響を小さくなる。つまり、シート材に対して超音波を直角に当てることで、シート材の位置や姿勢の変化に対して鈍感となり、シートのばたつきによる受信器の出力のばらつきを低減することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１００  画像形成装置
８  カセット給紙ローラ
９  カセット分離パッド
１４  定着部
１５  二次転写部
１７  レジストローラ
２１  搬送路合流部
２４  給紙カセット
２７  マルチ給紙ローラ
２８  マルチ給紙パッド
２９  マルチ分離トレイ
３０  カセット搬送路
３１  マルチ搬送路
３２  内搬送ガイド
３３  カセット搬送ガイド
３５  マルチ搬送ガイド
４０  発信器
４１  受信器
４２  超音波
４３  ガイド
４４  センサ基板
４５  圧電素子
４６  金属板
４７  コーン
【図１】
0005665517.tif 000002
【図２】
0005665517.tif 000003
【図３】
0005665517.tif 000004
【図４】
0005665517.tif 000005