(57)【要約】【課題】加熱ローラと加圧ローラとを有する定着手段によって用紙表面に載ったトナー画像を加熱して用紙に溶着させる画像形成装置において、裏面に形成画像のある用紙に画像を形成する場合に、加熱ローラに用紙が巻き付くのを防止する。【解決手段】給紙ローラ２の用紙搬送下流側に第１センサＳ1を設け、第１センサＳ1によって用紙裏面の前端から所定領域内に形成画像のあることが検知された場合は、用紙搬送を停止させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ローラと加圧ローラとを有する定着手段を備え、当該定着手段によって用紙表面に載ったトナー画像を加熱して用紙に溶着させる画像形成装置において、
用紙収納部から給紙手段によって給紙された用紙の、画像転写面と反対側の面における形成画像の有無を検知する第１検知部材を設け、
第１検知部材によって、用紙の、画像転写面と反対側の面に、搬送方向前端から所定領域内に形成画像のあることが検知された場合、用紙搬送を停止させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
用紙の、搬送方向前端の通過を検知する第２検知部材をさらに備え、用紙の搬送方向前端の通過が第２検知部材で検知された時を基準として、前記所定領域を判断する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記所定領域が、用紙の搬送方向前端から３ｍｍまでの領域である請求項１又は２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、より詳細には用紙上に載ったトナー画像を加熱して用紙に溶着させる定着手段を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリやプリンタ、複写機などの画像形成装置には定着装置として、加熱ローラと加圧ローラを圧接させてそのニップ部にトナー画像が載った用紙を通過させてトナー画像を用紙に溶融定着させるヒートローラ方式が広く用いられている。
【０００３】
このヒートローラ方式では、溶融したトナーが接着剤として働き用紙が加熱ローラに巻き付くといった不具合の起こることがあった。そこで加熱ローラに摺接するように分離爪を設けて加熱ローラへの用紙の巻き付きを防止していた（例えば特許文献１など）。
【０００４】
ところが近年、フルカラー画像を形成できる装置が普及し始めた。フルカラー画像を用紙に定着させるには、単色画像に比べて格段に多くの熱量を必要とするため、加熱ローラと加圧ローラのニップ部を広くする必要がある。このため、両ローラともに外周に弾性層を形成している。外周が弾性層の場合、分離爪を加熱ローラに摺接させることができず、定着装置の構造を工夫して用紙の巻き込みを防止しようとしているが完全に防止するには至っていない。
【０００５】
一方、資源の有効活用の観点から、一方面（以下、「裏面」と記すことがある）に形成画像のある用紙を再び給紙カセットなどに載置して、用紙の他方面（以下、「表面」と記すことがある）に画像形成を行うことが珍しくないようになってきている。
【０００６】
しかしながら、裏面に形成画像のある用紙を用いて、表面に画像を形成し定着装置を通過させると、既に定着されていた裏面のトナー画像が再び溶融して、加圧ローラに用紙が巻き付くことがあった。特に、裏面の形成画像がフルカラー画像の場合には用紙の巻き付きが発生しやすかった。
【０００７】
加熱ローラや加圧ローラに用紙が一旦巻き付くと、これを完全に取り除くことは非常に難しい作業で、多くの時間と労力が必要であった。
【特許文献１】特開平５−３５１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、裏面に形成画像のある用紙を使用する場合に、加圧ローラへの巻き付きを未然に防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため本発明の画像形成装置では、用紙表面に載ったトナー画像を加熱して用紙に溶着させる定着手段を設け、用紙収納部から給紙手段によって給紙された用紙の、画像転写面と反対側の面における形成画像の有無を検知する第１検知部材を設け、第１検知部材によって、用紙の、画像転写面と反対側の面に、搬送方向前端から所定領域内に形成画像のあることが検知された場合は、用紙搬送を停止させることを特徴とする。
【００１０】
ここで、検知精度をより向上させるなどの観点から、用紙の搬送方向前端の通過を検知する第２検知部材をさらに設け、用紙の搬送方向前端の通過が第２検知部材で検知された時を基準として、前記所定領域を判断するようにするのが好ましい。前記所定領域としては、用紙の搬送方向前端から３ｍｍまでの領域としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置では、第１検知部材によって、用紙裏面の搬送方向前端から所定領域内に形成画像のあることが検知されると、当該用紙は加圧ローラ等に巻き付く可能性の高い用紙と判断され、用紙搬送が停止される。これにより、定着装置における用紙の巻き付きが未然に防止される。また、定着装置に巻き付く可能性の高い用紙は転写部へ搬送されなくなるので、感光体から当該用紙へトナー画像の転写が行われずトナーの無駄な消費が回避される。
【００１２】
用紙の搬送方向前端の通過を検知する第２検知部材をさらに設け、用紙の搬送方向前端の通過が第２検知部材で検知された時を基準として、前記所定領域を判断するようにすると検知精度がより向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の画像形成装置について図に基づいて具体的に説明する。図１は、４個の現像手段を備えた従来の画像形成装置の一実施態様であるタンデム方式のフルカラープリンタの概略構成図である。図１のプリンタでは、搬送ベルト４０の上方にその搬送方向の上流から下流方向に向かって（図１では右方から左方にかけて）、ブラック、イエロ、シアン、マゼンタの各色の画像を形成する画像形成ユニット５が並列に設けられている。各々の画像形成ユニット５には、アモルファスシリコン感光体ドラム（像担持体）５１と、その周囲には主帯電器（帯電手段）５２と、ＬＥＤ露光部（露光手段）５３と、ドラムと対向するように取り付けられた現像スリーブ（現像剤担持体）５４１を有する現像装置（現像手段）５４と、転写ローラ（転写手段）５５と、クリーニング装置５６とが備えられている。また、各画像形成ユニット５の上部には、各現像装置５４へトナーを供給するトナー供給容器６Ｋ，６Ｙ，６Ｃ，６Ｍとが配設されている。
【００１４】
搬送ベルト４０は回転ローラ４１，４２，４３，４４に掛け渡され、回転ローラ４２が駆動ローラとなり、そして回転ローラ４１，４３，４４が従動ローラとなって搬送ベルト４０は循環回転される。回転ローラ４１の対向位置には搬送ベルト４０に圧接するように吸着ローラ４が配置され、用紙Ｐを搬送ベルト４０に吸着させる作用を果たしている。また、回転ローラ４３の対向位置には搬送ベルト４０と非接触で近接位置に画像濃度検知センサ８が配設されている。濃度調整のために搬送ベルト上に転写されたトナーパッチの濃度をここで検知し、これを基に現像バイアスや転写バイアスなどの画像形成条件が調整される。
【００１５】
給紙カセット（用紙収納部）Ｃに収納された用紙Ｐは、ピックアップローラ（給紙手段）１によって最上紙から順に搬送路方向へ引き出され、給紙ローラ（給紙手段）２とさばきローラ（給紙手段）３とによって１枚ずつ搬送路Ｒ1へ送り出される。給紙ローラ２よりも用紙搬送方向下流側には、用紙前端の通過を検知する第２センサ（第２検知部材）Ｓ2と、用紙裏面の形成画像の有無を検知する第１センサ（第１検知部材）Ｓ1とが、幅方向略中央部で用紙搬送方向にこの順で並んで設置されている。第１センサＳ1と第２センサＳ2の働きについては後述する。カセットＣから給紙された用紙Ｐは、搬送路Ｒ1を通って搬送ベルト４０へ送られる。送られてきた用紙Ｐは、吸着ローラ４に印加されるバイアス電圧によって搬送ベルト４０上に静電吸着され、各画像形成ユニット５における感光体ドラム５１と転写ローラ５５との間を順次通過する。そして、感光体ドラム５１と転写ローラ５５の間を通過する際に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が転写ローラ５５に印加され、感光体ドラム５１上に形成されたトナー画像が搬送ベルト４０上の用紙Ｐに転写される。各画像形成ユニット５を通過するごとに各色のトナー画像が用紙上に次々に転写され、最終的なトナー画像が用紙上に形成される。
【００１６】
トナー画像が形成された用紙Ｐは次に定着装置７に運ばれる。定着装置７は、中空円筒状の加熱ローラ７１と円筒状の加圧ローラ７２が圧接してなり、加熱ローラ７１の中心軸部にはハロゲンヒータなどの管状熱源Ｈが配設されている。そして加熱ローラ７１と加圧ローラ７２とのニップ部を用紙Ｐが通過することによって、熱と圧力が用紙Ｐに加わって用紙上のトナー画像が用紙Ｐに溶融定着する。定着装置７を通過した用紙Ｐは搬送路Ｒ2を通って排紙トレイ９へ排出される。
【００１７】
このような構成の画像形成装置において、給紙カセットＣから給紙される用紙Ｐの裏面に形成画像があるかどうかが、給紙ローラ２の用紙搬送方向下流側に設けられ第１センサＳ1によって検知される。第１センサＳ1としては、濃度調整のために搬送ベルト４０上に転写されたトナーパッチの濃度を測定する画像濃度検知センサ８（図１に図示）と同じものがここでも使用される。そして第１センサＳ1によって、用紙裏面の前端から所定領域内に形成画像のあることが検知されると用紙搬送は停止される。
【００１８】
すなわち、本発明に係る画像形成装置を含め通常の画像形成装置では、用紙の前端からおおよそ５ｍｍまでの領域は画像形成を行わないように設定されている。しかし、一方面に画像形成がなされた用紙の、もう一方面に画像形成する場合、用紙裏面の前端から５ｍｍまでの領域内に画像が形成されていることがある。このような用紙を用いて画像形成を行い、形成したトナー画像を定着装置によって溶融定着させると、用紙裏面の形成画像が溶融して接着作用を奏し、加圧ローラ７２に用紙が巻き付くことがある。本発明者らの検討結果によれば、用紙裏面の前端から３ｍｍまでの領域内に画像が形成されている場合に用紙の巻き付きが特に起こりやすかった。
【００１９】
そこで本発明では、加圧ローラ７２への巻き付きの起こりやすい、用紙裏面の前端から所定領域内に画像が形成されている用紙は、給紙カセットＣからの給紙の段階で用紙搬送を停止し、定着装置７での巻き付きを未然に防止すると同時に、巻き付く可能性の高い用紙へのトナー画像の転写を回避して、無駄なトナー消費を抑えるようにした。
【００２０】
図１の画像形成装置では、用紙裏面の前端から所定距離までの計測は、第２センサＳ2を用いて行っている。図２に、給紙ローラ２と第１センサＳ1、第２センサＳ2の位置関係を示す。第２センサＳ2から第１センサＳ1までの搬送方向距離と用紙搬送速度とから、第２センサＳ2から第１センサＳ1までの用紙搬送時間を予め算出しておく。そして、第２センサＳ2を用紙前端が通過した時を基準にして、用紙前端が第１センサＳ1を通過する時および用紙前端から所定距離搬送された時を算出する。そうして、第１センサＳ1を用紙前端が通過してから所定時間内の第１センサＳ1の出力値から、用紙裏面の前端から所定領域内に形成画像が有るかどうかを検知する。
【００２１】
本発明で使用する第２センサＳ2としては、搬送される用紙前端の通過を検知できるものであれば特に限定はなく、フォトインターラプタなどの光学的センサであってもよいし、アクチュエータなどの機械的センサであってもよい。また、図２の画像形成装置では、第２センサＳ2を、第１センサＳ1よりも用紙搬送方向上流側に設けているが、図３に示すように、第２センサＳ2を第１センサＳ1と用紙搬送方向同じ位置に設けても構わない。この場合、用紙前端が第２センサＳ2を通過した時が、すなわち第１センサＳ1を通過した時となる。
【００２２】
第１センサＳ1の取り付け位置は、用紙裏面の形成画像の有無が検知できる位置であれば特に限定はないが、トナー画像が用紙上に転写された後に用紙搬送を停止させると、無駄にトナーが消費されることになり、また搬送路上の用紙の取り除き作業が煩雑になることから、第１センサＳ1は給紙ローラ２の用紙搬送方向直後に取り付けるのが望ましい。また、種々の用紙に対応させるとともに、用紙裏面の形成画像の状態を精度よく検知する観点からは、図２及び図３に示すように、第１センサＳ1は用紙幅方向に複数個設けるのが望ましい。より具体的には用紙幅方向の中央部を中心として対称に幅方向両側部に設けるのが好ましい。
【００２３】
第１センサＳ1によって、給紙された用紙裏面の前端から所定領域内に形成画像のあることが検知されると、用紙搬送が停止される。そして、搬送路上の用紙を取り除くこと、給紙カセットＣに載置された用紙裏面の前端部に形成画像があることが、画像形成装置の表示画面に表示され、利用者に搬送路上の用紙の除去と、給紙カセット内の用紙の確認が促される。
【００２４】
図４に、以上説明した本発明に係る画像形成装置の制御のフローチャートを示す。まず給紙カセットＣから用紙Ｐの搬送が開始されると（ステップＳ１０１）、第２センサＳ2によって用紙前端の通過が検知される（ステップＳ１０２）。第２センサＳ2によって用紙前端の通過が検知されるとタイマーＴがスタートする（ステップＳ１０３）。そして、用紙前端が第２センサＳ2から第１センサＳ1に到達するまでの時間Ａ（ｍｓｅｃ）経過後（ステップＳ１０４）、且つ用紙Ｐの前端から所定距離（例えば３ｍｍ）の所が第１センサＳ1を通過するまでの時間Ｂ（ｍｓｅｃ）の間、第１センサＳ1によって用紙裏面に画像が形成されているかどうか検知される（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。
【００２５】
第１センサＳ1によって、用紙裏面の所定領域内に画像が形成されていることが検知された場合は（ステップＳ１０５）、用紙搬送が直ちに停止され（ステップＳ１０８）、給紙カセットＣ内の用紙Ｐを確認するよう表示画面に表示される（ステップＳ１０９）。他方、第１センサＳ1によって、用紙裏面の所定領域内に画像が形成されていることが検知されなかった場合は（ステップＳ１０５）、用紙Ｐの搬送が続行される（ステップＳ１０７）。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図である。
【図２】図１の装置の第１センサと第２センサの取り付け位置を示す説明図である。
【図３】第１センサと第２センサの取り付け位置の他の形態を示す説明図である。
【図４】給紙・搬送の制御例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１    ピックアップローラ（給紙手段）
２    給紙ローラ（給紙手段）
３    さばきローラ（給紙手段）
７    定着装置（定着手段）
Ｃ    給紙カセット（用紙収納部）
Ｐ    用紙
Ｓ1    第１センサ（第１検知部材）
Ｓ2    第２センサ（第２検知部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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