(57)【要約】【課題】転写材の厚さを自動的に検知し、その転写材の厚さに応じて適正な定着制御及び転写電圧制御を行うことができる転写材供給装置を提供する。【解決手段】転写紙Ｐの厚みによって搬送ローラ２５０が押し上げられたときの移動量を検知するローラ移動量検知手段２５４を備え、ローラ移動量検知手段２５４の検知情報に基づいて転写紙Ｐの厚さを判別する。ローラ移動量検知手段２５４の検知情報から判別した転写紙Ｐの厚さに応じて転写電圧の制御及び定着ローラの温度制御を行うようにする。【選択図】      図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材がセットされる転写材載置部と、前記転写材載置部からの前記転写材を搬送する搬送ローラとを備えた転写材供給装置において、
前記転写材の厚みによって前記搬送ローラが押し上げられたときの移動量を検知するローラ移動量検知手段を備え、前記ローラ移動量検知手段の検知情報に基づいて前記転写材の厚さを判別するようにしたことを特徴とする転写材供給装置。
【請求項２】
転写材がセットされる複数の転写材載置部と、選択された前記転写材載置部へ移動して前記転写材を最上位側から順次供給搬送する転写材供給部と、前記転写材供給部からの前記転写材を搬送する搬送ローラとを備えた転写材供給装置において、
前記転写材の厚みによって前記搬送ローラが押し上げられたときの移動量を検知するローラ移動量検知手段を備え、前記ローラ移動量検知手段の検知情報に基づいて前記転写材の厚さを判別するようにしたことを特徴とする転写材供給装置。
【請求項３】
前記ローラ移動量検知手段の検知情報から判別した前記転写材の厚さに応じて転写電圧を制御するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の転写材供給装置。
【請求項４】
前記ローラ移動量検知手段の検知情報から判別した前記転写材の厚さに応じて画像定着用の定着ヒータの温度制御を行うようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の転写材供給装置。
【請求項５】
前記ローラ移動量検知手段を前記転写材供給部に備えたことを特徴とする請求項２記載の転写材供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタなどの画像形成装置に適用して好適な転写材供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機などの画像形成装置では、装置内部にセットした転写材（以下、転写材として転写紙を用いた場合を説明する）を転写材供給装置によって装置内で搬送しながらその転写紙に画像を形成するものが知られている。転写材載置部から引き出された転写紙は搬送されながら感光体などの像担持体からトナー画像が転写され、その後、ヒーターで加熱された定着ローラを通過することによってトナー像が定着される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の転写材供給装置を備えた画像形成装置では、厚い転写紙を使うと、転写紙の厚みの分だけ定着ローラの熱が奪われるためにトナ−の定着率が低下してしまう。この問題では、コピーをとる枚数が少なければ支障は少ないが、コピ−枚数が多いと（ＣＰＭの高い複写機ほどこの現象が発生しやすい）、徐々に定着ローラの温度が下がり、定着不良が顕著になる。これを避けるには、定着ヒ−タの出力を上げる方法があるが、通常に使用する普通紙の転写紙をコピーするときに必要以上の電力が消費され、装置システムの消費電力が上がり、省エネに繋がらない。したがって、省エネを考慮して消費電力を制限した場合は、定着不良を起こさないために使用可能な転写紙の種類を制限しなくてはならない。また、感光体上に形成された画像を転写紙に移す転写動作では、転写紙の裏側から電圧を印加して行うが、このときの転写効率も紙の厚さに左右され、転写紙が厚くなるほど転写効率が低下する。それゆえ、転写に必要な電力を制限した単一の転写制御方法で転写を行ったのではやはり転写紙の種類が限られてしまう。厚紙と普通紙に対する転写電圧値を同値にすると放電抜けが発生し転写紙に転写し難くなるからである。
図１６は転写電流と転写効率の関係を示したもので、この図から分かるように、転写電流が同等であっても転写効率は厚紙と普通紙とで異なり、厚紙の方が転写効率が悪い傾向にある。このようなことに対応して、厚い転写紙を使用するときは、操作部上などからユーザが使用する転写紙を設定できるようにしているものがあるが、この場合でも、設定の作業が煩わしかったり、操作部等に専用のスイッチが新たに必要になるために操作部の構成が複雑化するなどの問題を内包している。
そこで、本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、転写材の厚さを自動的に検知し、その転写材の厚さに応じて適正な定着制御及び転写電圧制御を行うことができる転写材供給装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の問題点を解決するために、請求項１記載の発明では、転写材がセットされる転写材載置部と、前記転写材載置部からの前記転写材を搬送する搬送ローラとを備えた転写材供給装置において、前記転写材の厚みによって前記搬送ローラが押し上げられたときの移動量を検知するローラ移動量検知手段を備え、前記ローラ移動量検知手段の検知情報に基づいて前記転写材の厚さを判別するようにした転写材供給装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、転写材がセットされる複数の転写材載置部と、選択された前記転写材載置部へ移動して前記転写材を最上位側から順次供給搬送する転写材供給部と、前記転写材供給部からの前記転写材を搬送する搬送ローラとを備えた転写材供給装置において、前記転写材の厚みによって前記搬送ローラが押し上げられたときの移動量を検知するローラ移動量検知手段を備え、前記ローラ移動量検知手段の検知情報に基づいて前記転写材の厚さを判別するようにした転写材供給装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記ローラ移動量検知手段の検知情報から判別した前記転写材の厚さに応じて転写電圧を制御するようにした転写材供給装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、前記ローラ移動量検知手段の検知情報から判別した前記転写材の厚さに応じて画像定着用の定着ヒータの温度制御を行うようにした転写材供給装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記ローラ移動量検知手段を前記転写材供給部へ備えた転写材供給装置を主要な特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る転写材供給装置１の転写材供給機構周辺を示した概略構成図であり、図２は転写材供給装置１全体の機構部を示す概略構成図である。図１に示すように、転写材供給装置１は装置本体５内に転写材載置部としての５つのトレイ４Ａ〜４Ｅ（以下給紙段を特定しない場合には単にトレイ４とする）が多段に配置され、サイズの異なる複数種類の転写材（以下、転写材として転写紙Ｐを用いた場合を説明する）をセットすることができるようになっている。
各トレイ４からの転写紙Ｐの取り出しは転写材供給部としての給紙ユニット３によって行われる。給紙ユニット３はモータ８３を有する給紙ユニット昇降装置３０によって駆動される。給紙ユニット昇降装置３０はＣＰＵ１２０からの指示に基づいてモータ８３を駆動することで給紙ユニット３を任意の段のトレイ４まで移動させ、転写紙Ｐの最上位側から順次供給搬送するようになっている。なお、給紙ユニット３の構成及び動作については後述する。
図２に示すように、転写材供給装置１は画像形成部２の下側に備えられ、そこから画像形成部２に転写紙Ｐを供給するようになっている。転写紙供給装置１は画像形成部２の架台としての役割も果たしている。画像形成部２に供給された転写紙Ｐは電子写真方式による後述する画像形成工程によって画像が形成される。画像形成部２はその上部（図２では上側）に自動原稿送り装置２０が備えられ、本体の前部（図２では右上）には操作部６が設けられ、操作部６内に設けられたトレイ選択釦２４によって使用するトレイ４を選択できるようになっている。
【０００６】
ここで、電源投入時の主な動作を図３〜５を用いて説明する。図３及び図４は転写材供給装置１の一部を省略して内部を示す斜視図、図５は図３に示すトレイ４の動作に係わるセンサ部位を拡大した図である。メインスイッチが入った時の初期動作では、給紙ユニット３は給紙ユニットセンサ９７が後述する突起部９６を検知する位置まで移動して、次の動作まで待機している。また、トレイ４Ａ〜４Ｅをホ−ムポジションにセットするため、各トレイ４に設けられているトレイ駆動モータ３５が作動する（図１参照）。
そして、図３のギヤ３２〜３４を介してラックギヤ５１が駆動され、トレイ４は点線矢印Ｊ方向（ホ−ムポジション側）へ移動を開始する。図５に示すように、トレイ４には突起部５５が設けられると共にこれに関連してホ−ムセンサ６２、セットセンサ６１が備えられており、トレイ４の移動によって突起部５５がホ−ムセンサ６２を遮光（ＯＦＦ）すると、トレイ駆動モータ３５が停止してトレイ４の移動が止まる。次に、図４に示すように、モ−タ８３、ウォームギヤ９１、ギヤ８１、ギヤ９２、ギヤ９３、プ−リ７９、プーリ８０、ベルト７５、ベルト７４、スライド軸７６で構成された駆動系により、給紙ユニット３を上昇させる。給紙ユニット３の上部には突起部９６が設けられ、突起部９６が給紙ユニットセンサ９７を遮光（ＯＦＦ）した位置でモ−タ８３は停止する。以上が電源投入時の初期動作である。
【０００７】
次に、ユーザがあるトレイ４を選択した時の動作を図３〜図９を用いて説明する。図６に示すように、操作部６には装置本体５内のトレイ４Ａ〜４Ｅに対応して、トレイ選択釦２４ａ〜２４ｅが配設されている。ユーザがトレイ４Ａを選択した場合について説明すると、先ず、操作部６（図６）よりトレイ選択釦２４ａを選択すると、図３のトレイ駆動モータ３５が作動し、ウォームギヤ３６、ギヤ３２〜３４、ラックギヤ５１を介してトレイ４Ａは実線矢印Ｂ方向に移動する。そして、突起部５５によるセットセンサ６１の遮光が解除（ＯＮ）されるとＣＰＵ１２０の指示によってトレイ駆動モータ３５を停止させる（図７）。続いて転写紙Ｐの分離及び通紙の動作に入るが、その説明の前に給紙ユニット３の構成について説明する。
図８に示すように、給紙ユニット３は転写材供給部１００、搬送ローラ２５０、ローラ移動量検知手段２５４、リバースローラ２５１を有している。転写材供給部１００は、ピックアップローラ１０２、フィードローラ１０６、リバースローラ１０４、支持板１０１、ピックアップセンサ１０８とで構成されている。ピックアップローラ１０２は転写紙Ｐに当接した状態で回転し、転写紙Ｐを最上位側から取り出すためのローラである。このピックアップローラ１０２は揺動自在の支持板１０１に取り付けられており、給紙ユニット３が下降してピックアップローラ１０２が転写紙Ｐに当接したときにはピックアップローラ１０２が上方へ揺動するようになっている（図９）。
支持板１０１には突起部１０１ａが形成されており、ピックアップローラ１０２の上方への揺動によってピックアップセンサ１０８に近づいて遮光（ＯＦＦ）するようになっている。これにより、ピックアップローラ１０２が転写紙Ｐに当接したことが認識される。ピックアップローラ１０２によって取り出された転写紙Ｐはピックアップローラ１０２に並設されたフィードローラ１０６とフィードローラ１０６に対向配置されたリバースローラ１０４によって次の搬送工程へ送られる。すなわち、搬送ローラ２５０及びリバースローラ２５１によって転写紙Ｐは継続的に搬送される。
【０００８】
搬送ローラ２５０とこれに対向配置されたリバースローラ２５１は、転写紙Ｐを挟み込んだ状態で回転しながら搬送する。リバースローラ２５１の回転軸は給紙ユニット３の本体に固定されているが、搬送ローラ２５０は転写紙Ｐの厚みによって上方（リバースローラ２５１から離間する方向）へ移動できるようになっている。そして、その移動量を検知するためにローラ移動量検知手段２５４が搬送ローラ２５０の上方に設けられ、これにより、転写紙Ｐの厚さが判別されるようになっている。
ローラ移動量検知手段２５４は図１１に示すように、発光部２５２とこの例ではＣＣＤを用いた受光部２５３とを備えており、搬送ローラ２５０がローラ移動量検知手段２５４に近づいたり離れたりしたときの移動量を検知している。図１０（ａ）に示すように、転写紙Ｐが厚紙の場合は厚みの分だけ搬送ローラ２５０がローラ移動量検知手段２５４側へ移動する。一方、転写紙Ｐが普通紙のように比較的薄い紙の場合には、図１０（ｂ）のように搬送ローラ２５０はローラ移動量検知手段２５４から離れる方向へ移動する。
図１０（ａ）の要部拡大図である図１２と図１０（ｂ）の要部拡大図である図１１を用いて説明すると、普通紙と厚紙では、受光部２５３における検知位置は異なったものとなる。厚紙の場合は図１１の普通紙の場合に比べて検知位置に距離Ｌの差が生じる（図１２）。この値ＬはＡ／Ｄコンバータ１２６（図７）によってデジタル値に変換され、その後、ＣＰＵ１２０によって使われた転写紙Ｐの厚さについて判定が行われ、或る値以上であれば転写紙Ｐが厚紙であると判断される。
【０００９】
さて、給紙ユニット３の動作を含む転写紙Ｐの分離及び通紙の動作について図８及び図９を用いて説明する。モータ８３の回転を逆転させると給紙ユニット３は下降し始める。そして、給紙ユニット３内のピックアップローラ１０２がトレイ４Ａ内に収容されている転写紙Ｐに当接し、ピックアップローラ１０２と一体に構成された支持板１０１の突起部１０１ａがピックアップセンサ１０８を遮光（ＯＦＦ）し、そのピックアップセンサ１０８のＯＦＦ信号によりモ−タ８３が停止する。そして、ピックアップローラ１０２、フィ−ドローラ１０６、リバ−スローラ１０４により転写紙Ｐが画像形成部２側へ送り出される。
トレイ４Ａ上の転写紙Ｐを連続して給紙している場合は転写紙Ｐの量が少なくなるに連れてピックアップローラ１０２の転写紙Ｐに対する当接力が低下するので、転写紙Ｐに対するピックアップローラ１０２の当接力が適正に保たれるように、ピックアップセンサ１０８の検知状況に基づいて給紙ユニット３が下降するようになっている。
ここで、画像形成部２の画像形成工程に関し、画像の転写と画像の定着について説明する。図２から分かるように、画像形成部２では、搬送されてきた転写紙Ｐは像担持体である感光体２１２から画像が転写され、画像が載った状態で定着工程へ運ばれて定着ローラ２００に加圧・過熱されて画像が定着される。
感光体２１２の近傍には図１３に示すように、転写チャージャ２１４が備えられ、高圧電源２１５からの電圧が印加されるようになっている。これにより、転写紙Ｐの背面から感光体２１２と逆極性の電荷を与え、感光体２１２上に形成された画像を転写紙Ｐ上に転写する。そして、転写材供給装置１では、ローラ移動量検知手段２５４の検知情報から判別した転写紙Ｐの厚さに応じて転写電圧を制御するようになっている。厚紙と普通紙とでは転写効率が異なり、厚紙の方が転写効率が悪いので、厚紙に対しては普通紙よりも高い電圧を与えることにより転写効率が普通紙のときと同じになるようにするためである。
また、図１４及び図１５に示すように、定着ローラ２００はその内部に２つの定着ヒータ２０１、２０２が備えられている。定着ヒータ２０１は普通紙が使用される、いわゆる通常使用時に作動し、定着ヒータ２０２は転写紙Ｐとして厚紙が使用されたときに作動する。つまり、通常使用時には定着ヒータ２０１のみが作動し、厚紙使用時には定着ヒータ２０１と定着ヒータ２０２の両方が作動するようになっている。いずれの場合も定着ローラ２００の表面が一定温度になるように定着ヒ−タ２０１や定着ヒータ２０２が制御（ＯＮ／ＯＦＦ）される。
そのため、定着ローラ２００に接するように定着サーミスタ２０３が備えられ、検出した定着ローラ２００表面の温度情報に基づいて定着ヒ−タ２０１や定着ヒータ２０２の動作タイミングが決定されている。そして、転写材供給装置１では、定着ヒータ２０１、２０２の温度制御をローラ移動量検知手段２５４の検知情報から判別した転写紙Ｐの厚さに応じて行うようにしている。紙が厚い分、定着ローラ２００の熱が奪われ、定着効率が低下するので、厚紙使用時は普通紙のときよりも定着ローラ２００の温度を上げて定着効率が普通紙のときと同じになるようにするためである。
【００１０】
このように構成された転写材供給装置１では、転写紙Ｐの厚みによって搬送ローラ２５０が押し上げられたときの移動量をローラ移動量検知手段２５４によって検知し、その検知情報に基づいて転写紙Ｐの厚さを判別するようにしたので、転写紙Ｐを直接測定する場合に比べ、被測定物の動きが安定しており、転写紙Ｐの厚さを正確に、且つ自動的に検知することができる。したがって、操作部などからユーザが設定する手間を省くことができると共に、設定のし忘れによる画像形成作業の失敗を未然に防止することができる。
また、ローラ移動量検知手段２５４の検知情報から判別した転写紙Ｐの厚さに応じて転写電圧を制御するようにしたので、厚紙使用時に転写電圧を上げて転写効率を普通紙のときと同じにすることができ、厚紙使用時において転写不良を防止することができる。
また、ローラ移動量検知手段２５４の検知情報から判別した転写紙Ｐの厚さに応じて定着ヒータ２０１、２０２の温度制御を行うようにしたので、厚紙使用時に定着ヒータ２０１と定着ヒータ２０２の両方を作動させ、定着ローラ２００の温度を上げることで定着効率を普通紙のときと同じにすることができ、厚紙使用時の定着不良を防止することができる。
さらに、ローラ移動量検知手段２５４を給紙ユニット３に備えたので、ローラ移動量検知手段を全てのトレイに対して備える必要がなく、単一の検知手段で各トレイ上にある転写紙Ｐの厚さ情報を得ることができ、部品数の低減によるコストダウンが達成できる。
なお、この実施の形態では、転写材として転写紙を用いた場合を説明したが、これに限定されることはなく、例えばフィルム状のシートなどであってもよい。また、ローラ移動量検知手段としてはローラの移動量が検知できるセンサであればよく、センサの種類が限定されることはない。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および請求項２によれば、転写材の厚みによって搬送ローラが押し上げられたときの移動量をローラ移動量検知手段によって検知し、その検知情報に基づいて転写材の厚さを判別するようにしたので、転写材を直接測定する場合に比べ、被測定物の動きが安定しており、転写材の厚さを正確に、且つ自動的に検知することができる。したがって、操作部などからユーザが設定する手間を省くことができると共に、設定のし忘れによる画像形成作業の失敗を未然に防止することができる。
請求項３によれば、ローラ移動量検知手段２５４の検知情報から判別した転写紙Ｐの厚さに応じて転写電圧を制御するようにしたので、厚紙使用時に転写電圧を上げて転写効率を普通紙のときと同じにすることができ、厚紙使用時において転写不良を防止することができる。
請求項４によれば、ローラ移動量検知手段の検知情報から判別した転写材の厚さに応じて定着ヒータの温度制御を行うようにしたので、厚紙使用時には定着ローラの温度を上げることで定着効率を普通紙のときと同じにすることができ、厚紙使用時の定着不良を防止することができる。
請求項５によれば、ローラ移動量検知手段を給紙ユニットに備えたので、ローラ移動量検知手段を全てのトレイに対して備える必要がなく、単一の検知手段で各トレイ上にある転写材の厚さ情報を得ることができ、部品数の低減によるコストダウンが達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る転写材供給装置１の転写材供給機構周辺を示した概略構成図である。
【図２】転写材供給装置１全体の機構部を示す概略構成図である。
【図３】転写材供給装置１の一部を省略して内部を示す斜視図である。
【図４】転写材供給装置１の一部を省略して内部を示す斜視図である。
【図５】転写材供給装置１のトレイ４の動作に係るセンサ部位を拡大した図である。
【図６】画像形成部２の操作パネルの概略図である。
【図７】転写材供給装置１の制御部のブロック図である。
【図８】給紙ユニット３の概略構成図である。
【図９】給紙ユニット３の概略構成図である。
【図１０】ローラ移動量検知手段２５４による検知動作を説明する図である。
【図１１】ローラ移動量検知手段２５４の構成を示す図である。
【図１２】ローラ移動量検知手段２５４の構成を示す図である。
【図１３】画像形成部２の感光体２１２周辺の構成を示す図である。
【図１４】定着ローラ２００周辺の構成を示す斜視図である。
【図１５】定着ローラ２００周辺の構成を示す側面図である。
【図１６】転写電流と転写効率の関係を示す図である。
【符号の説明】
１  転写材供給装置、２  画像形成部、３  給紙ユニット、４、４Ａ〜４Ｅ  トレイ、５  装置本体、６  操作部、８  ドア、２０  自動原稿送り装置、２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、２４ｅ  トレイ選択釦、３０  給紙ユニット昇降装置、３２、３３、３４、８１、９２、９３  ギヤ、３５  トレイ駆動モータ、３６、９１  ウォームギヤ、５１  ラックギヤ、５５、９６、１０１ａ  突起部、６１  セットセンサ、６２  ホームセンサ、７４、７５  ベルト、７６スライド軸、７９、８０  プーリ、８３  モ−タ、９７  給紙ユニットセンサ、１００  転写材供給部、１０１  支持板、１０２  ピックアップローラ、１０４、２５１  リバースローラ、１０６  フィードローラ、１０８  ピックアップセンサ、１２０  ＣＰＵ、１２６  Ａ／Ｄコンバータ、２００  定着ローラ、２０１、２０２  定着ヒータ、２０３  定着サーミスタ、２１２  感光体、２１４転写チャージャ、２１５  高圧電源、２５０  搬送ローラ、２５２  発光部、２５３  受光部、２５４  ローラ移動量検知手段、Ｐ  転写紙。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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