(57)【要約】【課題】転写ずれやしわのない画像を形成する。【解決手段】ループ量センサ２９は、搬送ガイド部材２５、２７を通過するシート材Ｐに向けて、光学基準面に対して所定の角度（θ）をもって光ビームを照射する発光素子３１と、シート材Ｐで反射してきた発光素子３１の反射光ビームを受光する受光面３３を備えた受光素子３５と、受光素子３５で受光した反射光ビームの受光面３３における到着点Ｑ３に基づき、シート材Ｐのループ量を三角測量方式で演算するループ量演算部３７と、を備え、ループ量演算部３７の演算結果に基づきシート材Ｐのループ量を検知する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が担持される像担持体と、当該像担持体のトナー像をシート材に転写するための転写手段と、前記シート材の転写トナー像を定着させるための定着手段と、前記転写手段と前記定着手段の各別に独立して設けられる駆動系と、当該駆動系によって前記転写手段から送り出された前記シート材を前記定着手段へ向けて案内するための搬送ガイド部材と、を備えて構成される画像形成装置であって、
前記搬送ガイド部材を通過する前記シート材のループ量を検知するループ量検知手段と、
前記ループ量検知手段の検知結果に基づき前記駆動系の駆動制御を行う駆動制御手段と、
をさらに備え、
前記ループ量検知手段は、
前記搬送ガイド部材を通過する前記シート材に向けて、光学基準面に対して所定の角度をもって光ビームを照射する発光素子と、
前記シート材で反射してきた前記発光素子の反射光ビームを受光する受光面を備えた受光素子と、
前記受光素子で受光した反射光ビームの前記受光面における到着点に基づき、前記シート材のループ量を三角測量方式で演算するループ量演算手段と、を備え、
前記ループ量演算手段の演算結果に基づき前記シート材のループ量を検知する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置であって、
前記発光素子は、赤外線ＬＥＤである
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式によりシート材に画像を形成する画像形成装置に係り、特に、転写手段と定着手段間におけるシート材のループを適量に維持してシート材を搬送可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体上のトナー像が転写部にてシート材に転写された後、シート材が搬送ガイド部を経て定着器のニップ部に導かれる。ここで、シート材の先端が定着器のニップ部に突入した状態では、その後端部がまだ転写部を通過していない状態の場合がある。
【０００３】
一方、定着器に具備される加圧ローラの熱膨張や固体差あるいは経年変化等によって、定着器におけるシート材搬送速度と転写部におけるシート材搬送速度との間に差が生じる場合がある。かかる場合において、定着器におけるシート材搬送速度が転写部のそれを上回ると、未定着トナー像を担持しているシート材が定着器と転写部間で定着器側に引っ張られる現象が生じ、転写ずれを招くおそれがある。
【０００４】
かかる転写ずれ現象の発生を未然に防ぐために、転写部と定着器との間を搬送されるシート材に、たるみ（以下、「ループ」という。）を形成しておくことが従来行われている。ところが、シート材に過度のループを与えると、今度はしわを生じるおそれがある。従って、転写部と定着器間におけるシート材のループ量を適切に維持してシート材を搬送することが望まれる。
【０００５】
こうした要請に応えるためのアプローチのひとつとして、定着ユニットと転写ユニットを有する画像形成装置において、各ユニットに独立した駆動系を設け、定着ユニット入口手前で用紙の形成するループ量の上限及び下限を検出して、ループ量の上限を検知したとき定着手段側の駆動手段の速度を速くし、また、ループ量の下限を検知したとき定着手段側の駆動手段の速度を遅くするようにして、検出したループ量に基づいてシート材の搬送速度制御を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、検出したループ量の上限及び下限に基づいてシート材の搬送速度制御を行っているために、転写ずれやしわのない画像を形成するといった観点からは未だじゅうぶんとはいえなかった。すなわち、転写ずれやしわのない画像を形成するといった観点からは、きめ細かくループ量を検出してこれを搬送速度の制御系に反映させる必要があるところ、特許文献１に記載の技術では、上限及び下限間の中間段階を含む多段階でのループ量をきめ細かく検出することはできない。このため、転写ずれやしわのない画像を形成するといった観点からは未だじゅうぶんとはいえなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２３４６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、特許文献１に記載の技術では、転写ずれやしわのない画像を形成するといった観点から未だじゅうぶんとはいえず、改良の余地があった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、転写ずれやしわのない画像を形成することを目的として、トナー像が担持される像担持体と、当該像担持体のトナー像をシート材に転写するための転写手段と、前記シート材の転写トナー像を定着させるための定着手段と、前記転写手段と前記定着手段の各別に独立して設けられる駆動系と、当該駆動系によって前記転写手段から送り出された前記シート材を前記定着手段へ向けて案内するための搬送ガイド部材と、を備えて構成される画像形成装置であって、前記搬送ガイド部材を通過する前記シート材のループ量を検知するループ量検知手段と、前記ループ量検知手段の検知結果に基づき前記駆動系の駆動制御を行う駆動制御手段と、をさらに備え、前記ループ量検知手段は、前記搬送ガイド部材を通過する前記シート材に向けて、光学基準面に対して所定の角度をもって光ビームを照射する発光素子と、前記シート材で反射してきた前記発光素子の反射光ビームを受光する受光面を備えた受光素子と、前記受光素子で受光した反射光ビームの前記受光面における到着点に基づき、前記シート材のループ量を三角測量方式で演算するループ量演算手段と、を備え、前記ループ量演算手段の演算結果に基づき前記シート材のループ量を検知することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置は、トナー像が担持される像担持体と、当該像担持体のトナー像をシート材に転写するための転写手段と、前記シート材の転写トナー像を定着させるための定着手段と、前記転写手段と前記定着手段の各別に独立して設けられる駆動系と、当該駆動系によって前記転写手段から送り出された前記シート材を前記定着手段へ向けて案内するための搬送ガイド部材と、を備えて構成される画像形成装置であって、前記搬送ガイド部材を通過する前記シート材のループ量を検知するループ量検知手段と、前記ループ量検知手段の検知結果に基づき前記駆動系の駆動制御を行う駆動制御手段と、をさらに備え、前記ループ量検知手段は、前記搬送ガイド部材を通過する前記シート材に向けて、光学基準面に対して所定の角度をもって光ビームを照射する発光素子と、前記シート材で反射してきた前記発光素子の反射光ビームを受光する受光面を備えた受光素子と、前記受光素子で受光した反射光ビームの前記受光面における到着点に基づき、前記シート材のループ量を三角測量方式で演算するループ量演算手段と、を備え、前記ループ量演算手段の演算結果に基づき前記シート材のループ量を検知するので、従って、受光素子で受光した反射光ビームの前記受光面における到着点に基づき、上限及び下限間の中間段階を含む多段階かつ高精度のループ量が三角測量方式で演算によって求められ、こうして求められた多段階かつ高精度のループ量を駆動制御系に反映させることで、搬送ガイド部材を通過中のシート材のループを適量に維持してシート材を搬送可能となる結果として、転写ずれやしわのない画像形成に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
転写ずれやしわのない画像を形成するといった目的を、搬送ガイド部材を通過するシート材に向けて、光学基準面に対して所定の角度をもって光ビームを照射する発光素子と、前記シート材で反射してきた前記発光素子の反射光ビームを受光する受光面を備えた受光素子と、前記受光素子で受光した反射光ビームの前記受光面における到着点に基づき、前記シート材のループ量を三角測量方式で演算するループ量演算手段と、を備え、前記ループ量演算手段の演算結果に基づき前記シート材のループ量を検知するループ量検知手段によって実現した。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明に係る画像形成装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
［画像形成装置の主要部構成］
図１は、本発明実施例に係る画像形成装置の主要部の構成図、図２は、本発明実施例に係るループ量センサを側方から視た外観図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明実施例に係る画像形成装置の画像形成部１１は、縦方向の下方から上方に向けてシート材Ｐを搬送するものである。搬送方向上流側には、像担持体としての電子写真感光体１３が配設されている。この感光体１３は、導電性の感光体基体の外周面に有機感光層を形成したものであり、図１の矢印で示す時計方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光体１３は、その回転過程で帯電器（不図示）によりその周面が所定の極性・電位、本例では負極性の所定の電位に一次帯電される。その感光体帯電面に対してレーザスキャナ（不図示）で画像情報のレーザ走査露光がなされる。これにより、感光体帯電面の露光明部の電位が減衰して、走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像は現像器（不図示）により現像剤像（以下、トナー像という。）として現像される。本例においては、静電潜像は負極性に帯電したネガトナーにより反転現像（露光明部にトナーが付着）される。
【００１５】
そのトナー像は、感光体１３と転写ローラ（転写手段）１５との当接部である転写ニップ部Ｔにおいて、不図示の給紙機構部から給送されたシート材Ｐに順次に転写されていく。シート材Ｐが転写ニップ部Ｔを挟持搬送されていく過程において、転写ローラ１５には所定の転写バイアスが印加されて、感光体１３面のトナー像がシート材Ｐ面に順次に静電転写される。
【００１６】
転写ニップ部Ｔから送り出されたシート材は、感光体１３面から分離されて定着装置（定着手段）１７へと搬送される。なお、シート材分離後の感光体１３の表面は、不図示のクリーナによって転写残トナー等の残留付着物が除去・清掃されて、繰り返し作像に供される。
【００１７】
定着装置１７は、例えば、加圧回転体駆動方式の加熱装置であり、定着ローラ２１と、加圧ローラ２３とを含んで構成されている。定着ローラ２１と、加圧ローラ２３との間には、定着ニップ部Ｎが形成されている。この定着ニップ部Ｎにおいて、転写ニップ部Ｔから搬送されてきた未定着トナー像を加熱・圧接することで溶融定着させる。なお、定着ローラ２１及び加圧ローラ２３は、図１において紙面に垂直方向を長手とする部材である。定着ニップ部Ｎを通過したシート材Ｐは、下流側の機構へと排出搬送されていく。
【００１８】
転写ローラ１５から定着装置１７へと至る経路には、シート材の搬送を案内するための一対の搬送ガイド部材２５、２７が、シート材Ｐを挟んで相互に対面するように配設されている。一方の搬送ガイド部材２７には、シート材のループ量を検知するためのループ量センサ２９が配設されている。このループ量センサ２９は、転写ニップ部Ｔから定着ニップ部Ｎに至るシート材の搬送経路のうちほぼ中間付近に設けてある。同中間付近において、転写ニップ部Ｔから定着ニップ部Ｎに至るシート材のループ量が最も大きくなると考えられるからである。
【００１９】
ここで、シート材の搬送経路にループ量センサ２９を設けるあたっては、以下の諸点を考慮することが好ましい。第一に、定着装置１７からある程度の距離を隔ててループ量センサ２９を配置する。このように配置することで、定着装置１７における発熱がループ量センサ２９に与える影響を未然に回避可能だからである。なお、定着装置１７における発熱の影響を可及的に回避するために、例えばファン等の冷却装置をループ量センサ２９に設ける構成を採用してもよい。第二に、紙粉などの影響を排除するために、ループ量センサ２９の設置場所について、例えば用紙のこすれ対策用リブを設ける構造を採用する。第三に、用紙の帯電に係る影響を避けるために、例えば避雷針を設けたり、沿面距離を最適化するなどの手段を採用してもよい。ループ量センサ２９は、シート材のループ量を多段階で検知する役割を果たす。
【００２０】
本発明のループ量検知手段として機能するループ量センサ２９は、図１及び図２に示すように、搬送ガイド部材２５、２７を通過するシート材Ｐに向けて、光学基準面（図２参照）に対して所定の角度（例えば、図２中の角度θを参照）をもって光ビームを照射する発光素子３１と、シート材Ｐで反射してきた発光素子３１の反射光ビームを受光する受光面３３を備えた受光素子３５と、受光素子３５で受光した反射光ビームの受光面３３における到着点に基づき、シート材Ｐのループ量を三角測量方式で演算するループ量演算部（本発明の「ループ量演算手段」に相当する。）３７と、を備え、ループ量演算部３７の演算結果に基づきシート材Ｐのループ量を検知する機能を有している。
【００２１】
発光素子３１としては、例えば赤外線ＬＥＤを用いることができる。発光素子３１の光ビーム出射口に適宜の光学系を採用してもよい。
【００２２】
受光素子３５としては、例えば位置検出素子を用いることができる。受光素子３５における受光面３３の前面に適宜の光学系を採用してもよい。
【００２３】
図１の例では、発光素子３１及び受光素子３５を含むループ量センサ２９を、搬送ガイド部材２７の側に設けてある。ただし、ループ量センサ２９を、搬送ガイド部材２５の側に設ける構成を採用してもよい。
【００２４】
ループ量演算部３７は、受光素子３５で受光した反射光ビームの受光面３３における到着点に基づき、シート材Ｐのループ量を三角測量方式で演算する役割を果たす。これを受けてループ量センサ２９は、ループ量演算部３７の演算結果に基づきシート材Ｐのループ量を検知する。ループ量演算部３７の演算結果は、転写ローラ１５や定着ローラ２１又は加圧ローラ２３などの駆動系の駆動制御を行う駆動制御手段（不図示）に与えられる。これによって、ループ量センサ２９で得られた多段階かつ高精度のループ量を、駆動制御系に反映させることができるように構成されている。
【００２５】
なお、ループ量センサ２９としては、具体的には、例えば、赤外線ＬＥＤからなる発光素子３１と、位置検出素子からなる受光素子３５と、赤外線ＬＥＤ駆動回路（不図示）及び位置検出素子信号処理回路（不図示）とを内蔵し、電源端子とグランド端子に電源をつなぐだけで、対象物の距離に応じたアナログ電圧出力を得る態様の一体型赤外線測距センサを好適に採用することができる。
【００２６】
［ループ量センサの動作］
図２に示すように、例えば、搬送ガイド部材２５、２７間を通過するシート材Ｐに向けて、光学基準面に対して所定の角度（θ）をもって発光素子３１から光ビームを照射すると、シート材Ｐで反射してきた発光素子３１の反射光ビームが受光素子３５における受光面３３で受光される。すると、発光素子３１における出射点Ｑ１と、シート材Ｐ上における光ビームの到着点Ｑ２と、受光素子３５の受光面３３における到着点Ｑ３との各点を線分で結ぶことによって、点Ｑ２を頂点とし、点Ｑ１，Ｑ３を底点とする二等辺三角形が構成される。
【００２７】
ここで、発光素子３１における出射点Ｑ１の座標（X,Y）は既知であるから、後は、受光素子３５で受光した反射光ビームの受光面３３における到着点Ｑ３の座標（X,Y）がわかれば、光学基準面からシート材Ｐに至る距離Ｌを、三角測量方式をもって求めることができる。
【００２８】
［実施例の効果］
以上述べたように、本発明実施例に係る画像形成装置では、ループ量センサ２９は、搬送ガイド部材２５、２７を通過するシート材Ｐに向けて、光学基準面に対して所定の角度（θ）をもって光ビームを照射する発光素子３１と、シート材Ｐで反射してきた発光素子３１の反射光ビームを受光する受光面３３を備えた受光素子３５と、受光素子３５で受光した反射光ビームの受光面３３における到着点Ｑ３に基づき、シート材Ｐのループ量を三角測量方式で演算するループ量演算部３７と、を備え、ループ量演算部３７の演算結果に基づきシート材Ｐのループ量を検知するので、従って、受光素子３５で受光した反射光ビームの受光面３３における到着点に基づき、上限及び下限間の中間段階を含む多段階かつ高精度のループ量が三角測量方式で演算によって求められ、こうして求められたループ量を、転写ローラ１５や定着ローラ２１又は加圧ローラ２３などの駆動系の駆動制御を行う駆動制御手段（不図示）に与えることができる。これによって、多段階かつ高精度のループ量を駆動制御系に反映させることを通じて、搬送ガイド部材２５、２７を通過中のシート材Ｐのループを適量に維持してシート材Ｐを搬送可能となる結果として、転写ずれやしわのない画像形成に寄与することができる。
【００２９】
［その他］
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは技術思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う画像形成装置もまた、本発明における技術的範囲の射程に包含されるものである。
【００３０】
すなわち、本発明実施例において、縦方向の下方から上方に向けてシート材Ｐを搬送する態様の画像形成部１１を例示して説明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、シート材Ｐの搬送方向が横方向又は斜め方向などのいかなる態様の画像形成部１１においても、本発明をそのまま適用することができる。
【００３１】
また、本発明実施例において、像担持体として電子写真感光体を例示して説明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、感光体に代えて、転写ベルトを採用してもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明実施例に係る画像形成装置の主要部の構成図である。
【図２】本発明実施例に係るループ量センサを側方から視た外観図である。
【符号の説明】
【００３３】
１１  画像形成部
１３  感光体（像担持体）
１５  転写ローラ（転写手段）
１７  定着装置（定着手段）
２１  定着ローラ（定着手段）
２３  加圧ローラ（定着手段）
２５、２７  一対の搬送ガイド部材
２９  ループ量センサ（ループ量検知手段）
３１  発光素子
３３  受光面
３５  受光素子
３７  ループ量演算部（ループ量演算手段）
Ｐ    シート材
【図１】
2009042685.tif 000003
【図２】
2009042685.tif 000004