(57)【要約】【課題】  全ての転写材に対し最適な排紙積載角度を維持し、良好な排紙積載性能が発揮できる画像形成装置を提供する。【解決手段】  転写材の表面に光を照射し転写材の種類を判別する転写材判別手段により転写材の種類を判別し、装置周辺の温度や湿度を検知する環境検知手段の検知結果、印刷ジョブのピクセルカウントから換算した印字比率を総合的に演算し、積載角度を決定し変動させる構成。【選択図】  図１
2005219826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を有し、像担持体上のトナー像を転写材に転写し、定着手段で定着した後、排紙トレイに排紙し積載する構成の画像形成装置において、
前記排紙トレイの積載角度を可変にすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写材の種類を判別するために、転写材判別手段を具備していることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置の周囲の雰囲気温度、湿度を検知する環境検知手段を具備することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写材識別手段または前記環境検知手段のどちらか一方から得られた出力結果により前記排紙トレイの積載角度を設定することを特徴とする請求項１〜３の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写材識別手段から得られた出力結果と、前記環境検知手段から得られた出力結果を演算し、両方の条件に最適な前記排紙トレイの積載角度を設定することを特徴とする請求項１〜３の画像形成装置。
【請求項６】
前記転写材識別手段から得られた出力結果、前記環境センサから得られた出力結果に加え、印字画像の印字比率も含めて全てに最適な前記排紙トレイの積載角度を設定することを特徴とする請求項１〜３の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置に関し、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、図７に示すように、像担持体である感光体101上の表面に静電潜像を形成し、像担持体101上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により転写材P上に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置110によって転写材上のトナー画像を転写材P上に定着させ排紙トレイ120、120'上に排出する構成の装置である。
【０００３】
上記に示した画像形成装置で使用される転写材P には、様々な種類(サイズ、坪量、メーカー、表面性、材質等が違う)の転写材がある。そして、それぞれの転写材ごとの特性により、定着後の転写材に方向や量の異なるカールが発生する。また、画像形成装置周囲の温度、湿度等の環境、転写材へのトナーの載り量によっても発生するカールは異なる。
【０００４】
そこで、従来の画像形成装置はすべての転写材の特性等により発生するカールに対応するような排紙トレイ120の積載角度θ'を設定している。
【０００５】
また、排紙トレイに対して角度を可変可能な延長部材を付加することで、排紙トレイの積載性を高める技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平４−８５２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来例において、画像形成装置で使用される転写材の種類は多岐にわたっていて、その特性、環境、印字比率によって、排紙された転写材に発生するカール量と方向が大きく異なってしまう。特に、カラー画像形成装置においては使用される転写材の種類が多く、それぞれの条件が更に厳しくなっている。よって、1つの排紙角度しか持たない排紙トレイでは最適角度を見出す事が難しく、排紙積載性が悪化したり、設定枚数の転写材を積載できなかったり、場合によっては転写材がロール状に丸まってしまい排紙トレイから落下することが課題となっていた。
【０００７】
従って、本発明の目的は、全ての転写材に対し最適な排紙角度を維持し、良好な排紙積載性能が発揮できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記欠点即ち、転写材の種類により最適な積載角度が異なり、一つの積載角度ではカバーしきれず、排紙積載性能が悪化するという課題に対し、転写材の表面に光を照射し転写材の表面の光照射手段による光照射領域内を像として読み取り、読み取りの出力値から転写材の種類を判別する転写材判別手段(以後、メディアセンサ)により転写材の種類を判別する。さらに、装置周辺の温度や湿度を検知する環境検知手段(以後、環境センサ)の検知結果、印刷ジョブのピクセルカウントから換算した印字比率を総合的に演算し、積載角度を決定し、変動させることで上記従来の欠点を解決することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、メディアセンサにより判別した転写材に応じた最適な積載角度に排紙トレイを変動させることで、発生するカール量と方向に対応した設定にすることができるので、転写材の種類によらず常に良好な排紙積載性能を発揮できる。
【００１０】
また、メディアセンサの判別結果のほかに、環境センサ、印字比率の条件も加味することで、より最適な排紙トレイ積載角度を設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［画像形成装置の全体の説明］
まずカラー画像形成装置の全体構成について、図６を参照して概略説明する。
【００１２】
図６はカラー画像形成装置の一形態であるレーザープリンタの全体構成説明図である。
【００１３】
カラーレーザープリンタは図６に示すように、Y,M,C,Bk各色毎に一定速度で回転する像担持体21(21Y,21M,21C,21K)を含むカラー現像器2(2Y,2M,2C,2K)をもつ画像形成部と、画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し給送部から給送された転写材Pに転写する中間転写体35とからなる。カラー画像を転写された転写材Pを定着部6へ搬送してカラー画像を転写材Pに定着し、排出ローラ対53、54、55によって装置上面の排出部65へ排出するものである。また、転写材Pは搬送路切替手段57により排紙トレイ58へも排出できる。尚上記４色のカラー現像器2はプリンタ本体に対して個別に着脱可能に構成されている。
【００１４】
次に上記画像形成装置の各部の構成について本発明に関係する部分を順次詳細に説明する。
［像担持体］
像担持体（感光ドラム）21（21Y,21M,21C,21K）は現像器2の容器24（24Y,24M,24C,24K）と一体的に構成され、この現像ユニット2（2Y,2M,2C,2K）はプリンタ本体に対して着脱自在に支持され、像担持体21の寿命に合わせて容易にユニット交換可能であるよう構成されている。本実施例に係わる像担持体(感光ドラム)21はアルミシリンダーの外側に有機光導電体層を塗布して構成し、像担持体21の容器24に回転自在に支持されている。また図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、像担持体21を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転させるようにしている。
［中間転写体］
中間転写体35はカラー画像形成動作時には各現像器2により可視化された像担持体21上のトナー画像を多重転写するため像担持体21の外周速度と同期して図示時計回りに回転する。像担持体21上に形成されたトナー画像は像担持体21に中間転写体35を挟んで対向位置に配置され、電圧を印加された一次転写ローラ34(34Y,34M,34C,34K)との接点である一次転写部T1(T1Y,T1M,T1C,T1K)で中間転写体35上に多重転写される。多重転写を受けた中間転写体35は二次転写部T2において電圧を印加された転写ローラ51によって転写材Pを挟み込み搬送することにより転写材Pに中間転写体35上の各色トナー像を同時多重転写する。
中間転写体35は本体に駆動ローラ31を支点とし支持され、駆動ローラ31の図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、中間転写体31を画像形成動作に応じて図示時計回りに回転させるようにしている。
［転写部］
転写部は揺動可能な転写ローラ51からなる。転写ローラ51は金属軸を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図示略上下方向に移動可能で且つ駆動を有す。転写材Pにカラー画像を転写するタイミングに合わせて転写ローラ51は図示しないカム部材により上方の位置、即ち転写材Pを介して中間転写体35に所定の圧で押しつけられる。この時同時に転写ローラ51にはバイアスが印加され中間転写体35上のトナー画像は転写材Pに転写される。ここで中間転写体35と転写ローラ51とは夫々駆動されているため、両者に挟まれた状態の転写材Pは転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され、搬送ベルト52により次工程である定着器6にむけて搬送される。
［定着部］
定着部6は上記現像手段により形成されたトナー画像を中間転写体35を介して転写材P上に形成したトナー画像を定着させるものであり、転写材Pに熱を加えるためのセラミックヒータ63を内蔵している定着スリーブ61と転写材Pを定着スリーブ61に圧接させるための加圧ローラ62とから成る。即ちトナー像を保持した転写材Pは定着スリーブ61と加圧ローラ62とにより搬送されると共に熱及び圧力を加えられることによりトナーが転写材Pに定着される。
［画像形成動作］
次に上記のように構成された装置によって画像形成を行う場合の動作について説明する。
【００１５】
先ず図14に示す給紙ローラ41を回転して給紙カセット4内の転写材Pを一枚分離し、レジストローラ44へと搬送する。
【００１６】
一方像担持体21と中間転写体35とが各々所定の外周速度Ｖ（以下プロセス速度と呼ぶ）で図示矢印方向へ回転する。
【００１７】
帯電手段23によって表面を均一に帯電された像担持体21はレーザー10の露光を受け画像形成を行う。
【００１８】
１：イエロー画像の形成
スキャナー部1Yによりイエロー画像のレーザー10Y照射を行い、像担持体21Y上にイエロー潜像を形成する。この潜像形成と同時にイエロー現像器22Ｙを駆動し像担持体21Y上の潜像にイエロートナーが付着するように像担持体21Yの帯電極性と同極性で略同電位の電圧を印加してイエロー現像を行う。同時に現像部の下流の第一転写位置T1Yで像担持体21上のイエロートナー像を中間転写体35の外周に一次転写する。この時中間転写体35には上記イエロートナーと逆特性の電圧を印加して一次転写を行う。
【００１９】
２：マゼンタ画像の形成
次いで中間転写体35の外周のイエロー画像の先端が一致するように、スキャナー部1Mによりマゼンタ画像のレーザー10M照射がスタートされイエローと同様にして像担持体21M上の潜像にマゼンタトナー像が現像され、像担持体21M上のマゼンタトナー像を第一転写位置T1Mで中間転写体35上に転写する。
【００２０】
３：シアン画像の形成
次いで中間転写体35の外周のイエロー及びマゼンタ画像の先端が一致するように、スキャナー部1Cによりシアン画像のレーザー10C照射がスタートされマゼンタ同様にして像担持体21C上の潜像にシアントナー像が現像され、像担持体21C上のシアントナー像を第一転写位置T1Cで中間転写体35上にイエロー、マゼンタの各トナー像に重ねて転写する。
【００２１】
４：ブラック画像の形成
次いで中間転写体35の外周のイエロー／マゼンタ／シアン画像の先端が一致するように、スキャナー部1Kによりブラック画像のレーザー10K照射がスタートされシアン同様にして像担持体21K上の潜像にブラックトナー像が現像され、像担持体21K上のブラックトナー像を第一転写位置T1Kで中間転写体35上に更に重ねて転写する。
【００２２】
以上イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で潜像形成及び現像及び中間転写体35へのトナー転写をそれぞれの1次転写位置T１Y，T１M,T１C,T１Kで行い、中間転写体35の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種のトナーから成るフルカラーの画像を形成することになる。
【００２３】
ブラックトナーの中間転写体35への転写が終了する前に、即ち４色目のブラックトナーの一次転写を終えてフルカラー画像を形成した中間転写体35の画像先端が第二転写部T２へ到達する前に、先述のレジストローラ44aで待機させておいた転写材Pをタイミングを合わせて搬送スタートさせる。上記４色の中間転写体35上への各色の画像形成時には下方に待機し中間転写体35とは非接触状態であった転写ローラ51を同時に上方へカム(図示せず)で移動させ転写材Pを中間転写体35の第二転写部T２で圧接すると同時に転写ローラ51にトナーと逆特性のバイアスを印加することで、中間転写体35上のフルカラー画像を転写材Pに４色同時に一括転写する。第二転写部T２を経た転写材Pは中間転写体35から剥離され定着部6へ搬送されトナー定着を行った後に排出され画像面を上向きに積載する排紙トレイ58、あるいは、排出ローラ対53、54、55を介して本体上部の排出トレイ56上へ画像面を下向きに積載する排紙トレイ56に搬送路切替手段57で切り替えられ排出される。また、両面印字のために両面印字搬送経路に搬送され両面印字し定着部6から排出された後、前記排紙トレイ58あるいは、排紙トレイ56に排出され画像形成動作を終了する。
【００２４】
次に本発明の中心となる構成について図１〜図５を用いて詳述する。
【００２５】
図１に示すように、排紙トレイ58は、軸58aを揺動中心とし、駆動源59により排紙トレイ58と一体となったギア部58bに回転力を伝達し積載角度θを変動させる。また、図2に示すように、排紙トレイ58側にボス58c、装置本体側に穴59aを設け、ボス58cを適当な穴59aに合わせることで排紙トレイ58の角度を変化させることができる。
【００２６】
転写材Pの判別基準として、本発明では坪量により３種類(たとえば、薄紙、普通紙、厚紙)に分類している。薄紙は坪量60gf/mm2以下の転写材P、普通紙は60gf/mm2〜120gf/mm2の転写材P、厚紙は120gf/mm2以上の転写材Pを指す。また、表面性により平滑度の高い転写材Pを光沢紙あるいはグロス紙と呼び、逆に表面性が粗い転写材Pはラフ紙と呼ぶ。さらに、透明なポリエチレンシートをOHTシートと呼ぶ。
【００２７】
ここで、転写材Pのカール特性について述べる。一般的に坪量は小さいほどカール量が大きくなるので、薄紙は排紙トレイ58の積載角度θを大きくする(たとえば、排紙方向に対し60°以上)と排紙整列性が良くなる。一方、厚紙はカール量が小さい為排紙トレイ58の積載角度θは小さくて良く、積載角度θが大きすぎると転写材Pを屈曲させながら排紙・積載することになり好ましくない。光沢紙、グロス紙は一般的に腰が強い為、屈曲させない方が良いので積載角度θは小さく設定する必要がある。OHTシートの場合は定着器6から排出された直後は過熱されているので腰がなく排紙トレイ58や搬送路の形状等に影響を受けてカール方向とカール量が支配されるので排紙トレイ58の積載角度θは定着器6からの排出角度に沿って、OHTシートを屈曲させない角度に設定するのが良い。また、カール量の大きさだけでなく、カールする方向も排紙トレイ58の積載角度θ設定に影響があり、排紙方向に対し上方(印字面側)にカールする場合は排紙トレイ58の積載角度θは小さい方が良く(図３)、下方(非印字面側)にカールする場合は転写材Pがカールにより丸まらないように積載角度θは大きい方が良い(図４)。上記に示したカール特性は一般的なもので、転写材Pの種類(坪量やサイズ、メーカー等)により特性は異なるので、転写材Pの種類でカール特性を把握しておいて、判別した結果により所定の積載角度θに合わせることもできる。
【００２８】
上記、転写材Pの判別には、図５に示すように転写材Pの表面に光を照射し転写材Pの表面の光照射手段70による光照射領域内を像として読み取り、読み取りの出力値から転写材Pの種類を判別するメディアセンサ7を用いる。メディアセンサ7は、LED70を点灯させ、センサ71がレンズ72を介して転写材Pの表面映像と出力値を読み取る。メディアセンサ7で転写材Pを判別し出力結果として得られるのは、転写材Pの種類(坪量(厚さ)、メーカー等)とOHTシート、光沢紙、グロス紙、ラフ紙等である。
【００２９】
メディアセンサ7は搬送路の途中にある搬送ローラ43aおよび搬送コロ43bよりなる紙搬送手段とその下流に位置するレジローラ44aおよびその対向ローラ44bよりなる紙搬送手段の間で、この２つの搬送手段間に作られた直線搬送路45上に配置されている。転写材Pは２つの搬送手段によりその挙動は制限され、２つの搬送手段の周速差により転写材Pがピンと弛みなく張られた状態になる直線搬送路45中にて検知するため、安定した転写材Pの検知が可能となる。
【００３０】
環境センサ(不図示)は装置稼動時の周辺の温度や、湿度を検知する手段であり、装置の内部で動作による影響を受けにくい場所に配置している。周囲温度が高いと転写材の腰が弱くなり、カール特性に影響がでやすい。また、湿度が高いと転写材が吸湿して含水量が大きくなってしまいカール量が大きくなる傾向がある。一方、湿度が低いと含水量が減ってカール特性への影響は小さくなる傾向がある。
【００３１】
印字比率は、印刷ジョブデータからピクセルカウントを算出することで計算できる。たとえば、任意の1種類の転写材に対しテキストのみの印字パターンの場合はカール特性への影響度は小さいが、一方、写真画像等印字比率の高いベタ画像の場合は印字面側が内側になる方向でカール量が大きくなる傾向がある。
【００３２】
排紙トレイ58の積載角度θはメディアセンサ7で転写材Pを判別し、環境センサの検知結果と、印字比率を総合的に演算し、最適な積載角度θに決定できる。そして、決定した排積載角度θになるように駆動源59で調整する。また、ユーザーに手動で変更してもらう構成の排紙トレイ58の場合は装置に配置したオペレーションパネルに変更位置を表示することでユーザーが最適な排紙トレイ積載角度θを選択することができる。こうして、本発明の課題である転写材Pのカール特性の違いによる排紙積載性の悪化を防ぎ、転写材Pそれぞれに最適な排紙トレイ積載角度θを設定し良好な排紙積載性能を得ることができる。
【００３３】
本実施例では排紙トレイ58について説明しているが、他の排紙トレイ56について同様の構成にして積載角度θを調整する事で良好な排紙積載性能を得る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形で排紙トレイ積載角度の調整手段構成を示す断面図
【図２】本発明の実施形で排紙トレイ積載角度の調整手段構成の他の一例を示す断面図
【図３】本発明の実施形で排紙トレイ上にカールした転写材が積載された一例
【図４】本発明の実施形で排紙トレイ上にカールした転写材が積載された他の一例
【図５】本発明の実施形でメディアセンサの配置されている状態を示す構成図
【図６】画像形成装置の全体構成の概略を示す主断面図
【図７】従来例の画像形成装置の全体構成の概略を示す主断面図
【符号の説明】
【００３５】
2  カートリッジ
3  中間転写体ユニット
6  定着器
7  メディアセンサ
21  像担持体
35  中間転写体
43a  搬送ローラ
43b  搬送コロ
44a  レジストローラ
44b  レジスト対向ローラ
51  二次転写ローラ
53、54、55  排紙ローラ対
56  排紙トレイ
57  搬送路切替手段
61  ヒータローラ
62  加圧ローラ
58  排紙トレイ
70  LED(発光部)
71  センサ(受光部)
72  レンズ
P  転写材
θ  積載角度
【図１】
2005219826.tif 000003
【図２】
2005219826.tif 000004
【図３】
2005219826.tif 000005
【図４】
2005219826.tif 000006
【図５】
2005219826.tif 000007
【図６】
2005219826.tif 000008
【図７】
2005219826.tif 000009