(57)【要約】【課題】印字媒体を判別し印字媒体に適した印字条件の下で画像形成を行う。【解決手段】一定温度に制御された発熱体により金属接触体を加熱し定温に保つ。この金属接触体を印字媒体へ接触させ金属接触体の温度変化により印字媒体を特定する。特定された印字媒体毎に予め規定された印字条件により画像形成を行う。【選択図】　　　　図１
2004012688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱量を制御する制御装置と制御装置により発熱量を制御された発熱体により加熱し定温制御された金属接触体を印字媒体に接触させ、接触中の金属接触体の温度変化の勾配及び接触後の接触体の温度を検知することにより印字媒体の種類を判別する事を特徴とする印字媒体判別装置。
【請求項２】
請求項１において環境温度・湿度により印字媒体接触中の金属接触体の温度変化の勾配及び接触後の接触体の温度に補正をおこない印字媒体の種類を判別する事を特徴とする印字媒体判別装置。
【請求項３】
請求項１記載の印字媒体判別装置により印字媒体を特定する手段と各印字媒体毎に定められた印字条件をあらかじめ規定し格納した格納手段と印字媒体により格納された印字条件を呼び出し各印字機構を制御する制御手段を備え、印字媒体判別装置で特定した印字媒体毎に印字条件を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３において各印字媒体毎に定められた印字条件とは転写手段への印加電圧及び定着装置の定着温度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３において印字媒体により定着速度を制御する事を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
ホストコンピュータとそれに接続された請求項３記載の画像形成装置において複数の給紙機構と各給紙機構内に装填された印字媒体の種類を判別する手段と印字媒体の種類を給紙機構毎に格納する手段を備え、各給紙機構内に装填された印字媒体を認識し格納手段に格納する事を特徴とした画像形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像形成装置においてホストコンピュータ側で選択された給紙機構内の印字媒体の種類と画像形成装置側で判別した印字媒体の種類が異なる際にホストコンピュータに印字媒体不一致の情報を送信することを特徴とした画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は印字媒体判別機構及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より広く用いられている静電式画像形成装置では一様に帯電された感光体上に光を走査することによりその部分の電荷が除去され静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置によりトナー像となり顕像化される。トナー像は転写手段により印字媒体へと転写され印字媒体上のトナーを加熱定着することにより画像形成がなされる。このような画像形成装置において印字媒体に応じて印字条件を制御することは重要である。印字媒体の判別手段としては光学系のセンサを用いたものや印字媒体自体に高電圧を印加し印字媒体全体の抵抗を計測する方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例のように光学系センサを用いた場合普通紙とＯＨＴなどの透過紙の判別は可能であるが、普通紙の薄紙と厚紙との判別は不可能である。また光学系であるため紙のよれ、波打ち等の影響を受けやすい。一方、高電圧をかけ紙全体の抵抗を計測する方法は計測の際に紙が帯電してしまうため除電を行う必要がありコストが大きい。また、計測時に高電圧をかけるため紙からフレームなどの端部にリークする可能性もある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の発明は発熱量を制御する制御装置と制御装置により発熱量を制御された発熱体により加熱し定温制御した金属接触体を印字媒体に一定時間接触させ、接触中の金属接触体の温度変化の勾配及び接触後の接触体の温度を検知することにより印字媒体の種類を判別する事を特徴とする印字媒体判別装置。
【０００５】
第２の発明は第１の発明において環境温度・湿度により印字媒体接触中の金属接触体の温度変化の勾配及び接触後の接触体の温度に補正をおこない印字媒体の種類を判別する事を特徴とする印字媒体判別装置。
【０００６】
第３の発明は第１の発明の印字媒体判別装置により印字媒体を特定する手段と各印字媒体毎に定められた印字条件をあらかじめ規定し格納した格納手段と印字媒体により格納された印字条件を呼び出し各印字機構を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【０００７】
第４の発明は第３の発明において各印字媒体毎に定められた印字条件とは帯電手段への印加電圧、及び転写手段への印加電圧であることを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
第５の発明は第３の発明において印字媒体により定着速度を制御する事を特徴とする画像形成装置。
【０００９】
第６の発明はホストコンピュータとそれに接続された請求項３の記載の画像形成装置において複数の給紙機構と各給紙機構内に装填された印字媒体の種類を判別する手段を備えた画像形成装置において印字媒体の種類を給紙機構毎に格納する手段を備えたことを特徴とした画像形成装置。
【００１０】
第７の発明は請求項６記載の画像形成装置においてホストコンピュータ側で選択された給紙機構内の印字媒体の種類と画像形成装置側で判別した印字媒体の種類が異なる際にホストコンピュータに印字媒体不一致の情報を送信することを特徴とした画像形成装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態を示す図で、図において１は印字媒体と接触させる接触部、１の接触部の構造を図２に示す。図２において７は自己発熱体でその一例として電圧を印加し電流を流すと自己発熱する抵抗発熱体を用いている。８はサーミスタ、９は接触体の外穀をなす金属である。この金属はアルミニウムやステンレス等の熱容量の小さいものをもちいる。７の抵抗発熱体に電流を印加することにより自己発熱を起こす。この熱により７の外殻金属を加熱する。９の外穀金属の温度は８のサーミスタにより検知され規定温度一定に保たれるように３の電流制御部で制御される。
【００１２】
２は８のサーミスタによる接触部１の温度検知部、３は温度検知部からの信号により接触部１を定温に保つための電流制御部、４はＣＰＵで５の温度変化勾配演算部と５の結果によりあらかじめ規定された各印字媒体毎の温度変化勾配及び到達温度との比較部６を含んでいる。１０は環境温度、湿度を測定する環境センサ、１１は各種印字媒体の温度変化勾配、到達温度のデータを格納しているメモリである。
【００１３】
上記構成の印字媒体判別装置について動作説明をおこなう。図３は印字媒体を判別するまでのチャート図である。図３中のグラフは接触体の時間温度変化を示したものでＴｌは規定温度、Ｔａ・Ｔｂはｔ秒間の印字媒体への接触後の到達温度でａ，ｂはそれぞれの温度変化勾配である。給紙カセットあるいは手差しトレイなどの給紙機構へ新規に印字媒体がセットされると一枚目の印字媒体を印字媒体判別部へ搬送する。このとき同時に７の抵抗発熱体に電流を流し始め２の温度検知部により１の接触部の温度をモニタする。１の接触部の温度が規定温度Ｔｌに達し、その後規定温度Ｔｌ一定になるよう３の電流制御部で制御する。２の温度検知部で一定温度に１の接触部が制御されてることを確認後、印字媒体を接触部へ接触させる。接触させると同時に７の抵抗発熱体への電流供給を止め２の温度検知部によるサンプリングを開始する。接触部の温度のサンプリングは一定間隔毎にｔ秒間おこない５の演算部により温度変化勾配を演算する。サンプリング開始ｔ秒後に接触部から印字媒体を離間させる。演算後の温度変化勾配値ａ，あるいはｂと到達温度ＴａあるいはＴｂを１１のメモリ内の各印字媒体毎の温度変化勾配値、到達温度と６の比較部により比較し４のＣＰＵで印字媒体を特定する。
【００１４】
しかしながら、印字媒体の持つ熱容量は周囲の湿度によって異なる。例えば湿度の高い環境において普通紙は熱容量が大きくなり湿度の低い環境においては小さくなる。また環境温度が異なると温度変化勾配、到達温度も異なるため１０の環境センサによりその時点の湿度、温度を検知し実測値に補正を加える。
【００１５】
実測値に補正を加えた後５の演算部でｔ秒間１の接触部の温度変化勾配、到達温度Ｔ２を演算し温度変化勾配値を６の比較部へ送る。６の比較部ではあらかじめ１１のメモリに格納された各種印字媒体の温度変化勾配及び到達温度と比較し４のＣＰＵにより給紙部にセットされた印字媒体が何であるかを判断する。
【００１６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を図１，図２、図４を用いて説明する。図４は印字媒体を判別するまでのチャート図である。図４中のグラフは接触体の時間温度変化を示したものでＴｌは規定温度、Ｔｃは目標温度ｔｌ、ｔ２はそれぞれの印字媒体が目標温度Ｔｃに到達するために要する時間である。給紙カセットあるいは手差しトレイなどの給紙機構へ新規に印字媒体がセットされると一枚目の印字媒体を印字媒体判別部へ搬送する。このとき同時に７の抵抗発熱体に電流を流し始め２の温度検知部により１の接触部の温度をモニタする。１の接触部の温度が規定温度Ｔｌに達し、その後規定温度Ｔｌ一定になるよう３の電流制御部で制御する。２の温度検知部で一定温度に１の接触部が制御されてることを確認後、印字媒体を接触部へ接触させる。接触させると同時に７の抵抗発熱体への電流供給を止め２の温度検知部による温度モニタを開始する。温度モニタ開始にともないタイマをスタートさせる。温度モニタにより接触部の温度が目標温度Ｔｃに到達した際、タイマ値を確認する。タイマ値サンプリング後に接触部から印字媒体を離間させる。タイマ値ｔｌ，あるいはｔ２を１１のメモリ内の各印字媒体毎に規定された到達時間と６の比較部により比較し４のＣＰＵで印字媒体を特定する。
【００１７】
しかしながら、印字媒体の持つ熱容量は周囲の湿度によって異なる。例えば湿度の高い環境において普通紙は熱容量が大きくなり湿度の低い環境においては小さくなる。また環境温度が異なると目標温度に達するまでの時間も異なるため１０の環境センサによりその時点の湿度、温度を検知し実測値に補正を加える。
【００１８】
実測値に補正を加えた後５の目標温度Ｔｃに到達するのに要した時間ｔを６の比較部へ送る。６の比較部ではあらかじめ１１のメモリに格納された各各印字媒体毎に規定された到達時間と比較し４のＣＰＵにより給紙部にセットされた印字媒体が何であるかを判断する。
【００１９】
（第３の実施形態）
図５は本発明の第２の実施形態を示す図であり図において１２はスキャナユニットで不図示の半導体レーザと多面鏡により構成される。１３は現像剤格納および感光体クリーニングによる廃トナーＢＯＸ、１４は感光体、１５は感光体上の潜像を現像するための現像スリーブである。１６は１４の感光体表面を均一に帯電させるための帯電器。１７は１３，１４，１５をまとめて現像カートリッジとし特に１７はイエローの現像カートリッジ、１８はマゼンタの現像カートリッジ、１９はシアンの現像カートリッジ、２０はブラックの現像カートリッジ、２１は中間転写体、２２はマルチサイズ対応の手差しユニット、２３は印字媒体は印字媒体搬送用のローラ、２４は給紙カセットから印字媒体を一枚分離させるための分離ローラ、２５は給紙カセット、２６は中間転写体上のトナー像を印字媒体へと転写するための転写ローラ、２７は印字媒体上のトナー像を定着させるための定着器、２８は印字媒体の種類を判別するための印字媒体判別装置である。
【００２０】
上記構成の画像形成装置について動作説明を行う。コントローラより画像データが送信されてくると第１色目である１７のイエロー現像カートリッジＹＣの１４の感光体を走査すべく１２のスキャナユニット中の半導体レーザと回転多面鏡によりレーザを画像データに応じて点灯させる。１６の帯電器により表面が一様に帯電された１４の感光体はレーザ光を走査されることにより１４の感光体上に電荷の分布が生じ静電潜像を形成する。１４の感光体上の静電潜像は１５の現像スリーブにより顕像化されトナー像となり２１の中間転写体へ転写される。その後順次画像の先端を一致させ１８のマゼンタの現像カートリッジによりマゼンダのトナー像が形成され１９のシアンの現像カートリッジによりシアンのトナー像が形成され、２０のブラックの現像カートリッジによりブラックのトナー像が形成され２１の中間転写体上でフルカラーのトナー像が形成されることになる。一方２５の給紙カセットあるいは２２の手差しユニットに装填された印字媒体を２４の分離ローラ及び２３の印字媒体搬送用ローラにより転写部まで搬送し２６の転写ローラにより印字媒体上へ２１の中間転写体上のトナー像は転写される。
【００２１】
トナー像は電気的に印字媒体上に吸着されているため２７の定着器により加熱加圧し印字媒体上のトナーを印字媒体に融着させ指定の排紙ロヘと搬送される。
【００２２】
以上が動作の概要であるが一般に画像形成装置に用いられる印字媒体としては普通紙、フィルムなど様々なものがある。そのため定着装置により印字媒体上のトナー像を定着する際に定着温度として１種類の温度を設定し、この定着温度のみで全ての印字媒体を定着しようとすると印字媒体毎に熱容量やトナーの付着性が異なるため適切な定着を行うことは不可能である。
【００２３】
ここで印字媒体判別装置によりあらかじめ印字媒体を判別しそれぞれに適した印字制御を行う必要がある。その方式について図５，６を用いて説明する。
【００２４】
図６において３１はホストコンピュータ、３２は印字データをホストコンピュータより受け取り処理するコントローラ、３３は各印字媒体毎の最適な印字条件を格納したメモリ、４は接触部１の温度変化演算部５と比較部６を含むＣＰＵである。コントローラから印字開始信号を受けると２２，２４のいずれか指定の給紙機構より一枚目の印字媒体を２８の印字媒体判別部に搬送する。２８の印字媒体判別部は図７に示すように２つの金属接触部１と印字媒体を１の接触部へ確実に接触させ固定するためのローラ２９により構成されている。２８の印字媒体判別部では１の接触部を加熱定温制御した後、１の接触部と印字媒体とを接触させ印字媒体の判別を行う。４のＣＰＵでは印字媒体の種類が何であるかを認識し、あらかじめ３３のメモリに格納してある各種印字媒体毎の印字制御条件を呼び出し印字条件に従い３２の画像形成部にて画像形成をおこなう。３３のメモリに格納している印字条件は中間転写体上のトナー像を印字媒体へ転写する際に印加する転写バイアス、定着器の定着温度、定着速度である。
【００２５】
一般的に普通紙の場合、紙の密度が大きいと転写バイアスを高く制御する。また、熱容量も大きくなり定着器を通過する際にそれだけ定着器から奪う熱量も増えるため定着器の温度を高く制御する必要がある。ＯＨＴなどのフィルム紙に関しては普通紙に比べ、熱容量が大きいため印字媒体ヘトナーを定着するために定着速度を落とす制御をおこない熱量を多くかけなければならない。
【００２６】
４のＣＰＵはメモリから呼び出した各種の条件をもとに３２の画像形成部の制御を行うことで印字媒体への最適な転写、定着を行うことが可能である。
【００２７】
（第４の実施形態）
図８は本発明の第３の実施形態を示す図で、給紙機構とその制御部を表したものである。図の２２は手差しユニット、２３は搬送用のローラ、２４は給紙カセット内の印字媒体束より一枚分離するための分離ローラ、２５は給紙カセット、２８は印字媒体判別装置、３１はホストコンピュータ、３２は印字データを３０のホストコンピュータより受け取り処理するコントローラ、４は接触部１の温度変化演算部５と比較部６を含むＣＰＵ、３４は２８で印字媒体を判別した情報を格納するためのＲＡＭ。
【００２８】
上記構成の画像形成装置について動作説明を行う。
【００２９】
２２の手差しユニット、２５の給紙カセットいずれかに新規で印字媒体がセットされると２４の分離ローラにより１枚目の印字媒体を印字媒体束より分離し２３の搬送ローラにより２８の印字媒体判別部まで搬送する。２８の印字媒体判別部で特定した種類はカセットのＩＤとともに４のＣＰＵを通し３４のＲＡＭに格納する。この動作を各給紙機構の新規装着毎に行うことでＣＰＵでは現在の各給紙機構にどの種類の印字媒体が装填されているかを認識することが可能である。
【００３０】
図１０のチャート図は上記構成を応用した例である。
【００３１】
ユーザが画像形成装置を用いて印字する際カセット・紙種を設定しその情報と画像データとを３０のホストコンピュータにより３１のコントローラヘ送信する。３１のコントローラではまずカセット・紙種情報を４のＣＰＵへ送信する。４のＣＰＵでは指定のカセット内の紙種がユーザで指定された紙種と一致しているかどうか確認する。一致している場合はそのまま画像データをコントローラより受け取り画像形成を開始する。一致しない場合は他の給紙機構に装填の紙種と一致するかを確認する。一致する給紙機構があればその給紙機構を選択し、そこから給紙をおこない画像形成を開始する。しかしながらコントローラより送信されたユーザ指定の紙種情報と一致する紙種がどの給紙機構にも存在しない場合は紙種不一致としてエラーを表示しユーザに紙種交換を促す。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、発明１，２により環境に影響されることなく印字媒体の種類を判別することが可能である。
【００３３】
発明３，４，５により様々な印字媒体に対応した画像形成を行うことが可能であるため同一の給紙機構内において様々な印字媒体を混在させ装填することが可能である。
【００３４】
発明６，７により画像形成装置持体で各給紙機構に装填の印字媒体を認識することが可能であるためユーザ指定外の印字媒体に画像形成を行うことを防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】印字媒体判別機構。
【図２】接触体の構造図。
【図３】印字媒体判別のチャート図。
【図４】印字媒体判別のチャート図。
【図５】画像形成装置。
【図６】印字制御。
【図７】印字媒体判別装置。
【図８】給紙機構と印字媒体判別装置。
【図９】給紙機構内の印字媒体判別。
【図１０】印字媒体判別と印字開始のチャート図。
【符号の説明】
１　金属接触体
２　温度検知部
３　定温制御部
４　温度変化演算部
５　紙種比較部
６　ＣＰＵ
７　抵抗発熱体
８　サーミスタ
９　外殻金属
１０　環境センサ
１１　メモリ
１２　スキャナユニット
１３　廃トナーＢＯＸ
１４　感光体
１５　現像スリーブ
１６　帯電器
１７　イエロー現像カートリッジ
１８　マゼンタ現像カートリッジ
１９　シアン現像カートリッジ
２０　ブラック現像カートリッジ
２１　中間転写体
２２　手差しユニット
２３　搬送ローラ
２４　分離ローラ
２５　給紙カセット
２６　転写ローラ
２７　定着器
２８　印字媒体判別装置
２９　支持ローラ
３０　画像形成部
３１　ホストコンピュータ
３２　コントローラ
３３　印字条件格納部
３４　ＲＡＭ
【図１】
2004012688.tif 000003
【図２】
2004012688.tif 000004
【図３】
2004012688.tif 000005
【図４】
2004012688.tif 000006
【図５】
2004012688.tif 000007
【図６】
2004012688.tif 000008
【図７】
2004012688.tif 000009
【図８】
2004012688.tif 000010
【図９】
2004012688.tif 000011
【図１０】
2004012688.tif 000012