【解決手段】 画像が形成される記録媒体を複数の部材で挟んで搬送する搬送部と、上記部材を駆動する駆動部と、上記記録媒体が上記部材の相互間に突入するときに上記駆動部で生じる負荷の極大が、記録媒体の1枚分に相当する大きさよりも大きく生じた場合と、記録媒体の1枚分に相当する時間間隔より短い時間間隔で生じた場合との少なくとも一方について、記録媒体が重なったまま搬送された重送として検知する重なり検知部と、を備える。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の実施形態について、以下図面を参照して説明する。
【0013】
図1は、画像形成装置の一実施形態を表した概略構成図である。
【0014】
この
図1を参照して、本実施形態の画像形成装置10の構成を説明する。なお、以下では、黄色をY、マゼンタ色をM、シアン色をC、黒色をKで表すと共に、各構成部品及びトナー画像(画像)を色毎に区別する必要がある場合には、符号の末尾に各色に対応する色の符号(Y、M、C、K)を付して説明する。また、以下では、各構成部品及トナー画像を色毎に区別せずに総称する場合には、符号の末尾の色の符号を省略して説明する。
(全体構成)
本実施形態の画像形成装置10はカラープリンタであり、
図1に示すように、画像形成装置10の装置本体10Aの内部には、画像処理部12が設けられている。この画像処理部12は、パーソナルコンピュータなどの外部装置から入力された画像データをY、M、C、Kの4色の階調データに変換する画像処理を行う。
【0015】
また、装置本体10Aの中央部分には、各色のトナー画像を形成する画像形成ユニット16が、水平方向に対して傾斜する方向に並べられ互いに間隔をおいて配置されている。また、各色の画像形成ユニット16の鉛直方向の上方には、各色の画像形成ユニット16で形成されたトナー画像が多重に転写される一次転写ユニット18が設けられている。
【0016】
さらに、一次転写ユニット18の側方(
図1の左側)には、後述する供給搬送ユニット30によって搬送経路60に沿って搬送された記録媒体の一例としての用紙Pに、一次転写ユニット18に多重に転写されたトナー画像を転写する二次転写ロール22が設けられている。
【0017】
二次転写ロール22に対して用紙Pの搬送方向(以下、「用紙搬送方向」という。)の下流側には、用紙Pに転写されたトナー画像を熱及び圧力によって用紙Pに定着させる定着装置24が設けられている。
【0018】
本実施形態における定着装置24は、加熱部材24Aと加圧部材24Bを備えている。また、加圧部材24Bは、駆動手段の一例としてのモータ112(
図2参照。)により回転駆動され、加熱部材24Aは、加圧部材24Bの回転に伴い、従動して回転する。そして、定着装置24は、用紙Pを加熱部材24Aと加圧部材24Bとの間に挟み込み、各部材の回転によって用紙Pを搬送する。つまり、本実施形態における定着装置24は、用紙Pを挟んで搬送する搬送部の一例に相当する。なお、加熱部材24Aおよび加圧部材24Bの具体的な形状についてはここでは特に限定しないが、円柱状の部材であってもよいし、円筒状の部材であってもよいし、無端状のベルト部材であってもよい。
【0019】
また、定着装置24に対して用紙搬送方向の下流側には、トナー画像が定着された用紙Pを画像形成装置10の装置本体10Aの上部に設けられた排出部26に排出する排出ロール28が設けられている。
【0020】
一方、画像形成ユニット16の鉛直方向の下方には、用紙Pを供給し搬送する供給搬送ユニット30が設けられている。また、一次転写ユニット18の鉛直方向の上方には、現像器38に補給されるトナーが充填された各色のトナーカートリッジ14が装置幅方向に並んで配置されている。各色のトナーカートリッジ14は、各色の現像器38と図示しない補給管を介して接続されている。
(画像形成ユニット)
各色の画像形成ユニット16は、すべて同様に構成されている。そして、各画像形成ユニット16は、回転する円柱状の像保持体34と、像保持体34の表面を帯電させる帯電器36と、帯電した像保持体34の表面に露光光を照射するLED(Light Emitting Diode)ヘッド32と、を備えている。LEDへッド32は、各色の階調データに従って露光光を照射して像保持体34上に静電潜像を形成する。
【0021】
画像形成ユニット16は、静電潜像を現像剤(本実施形態では、帯電したトナーと磁性キャリアとを含んだ2成分現像剤)で現像してトナー画像として可視化する現像器38と、像保持体34の表面を清掃する図示しない清掃ブレードを備えている。現像器38には、像保持体34と対向して現像ロール39が配置されており、現像ロール39は現像剤を周面に保持して像保持体34との対向位置へと搬送する。
【0022】
帯電器36、LEDへッド32、現像ロール39、及び清掃ブレードは、像保持体34の表面と対向して、像保持体34の回転方向の上流側から下流側へ向けてこの順番で配置されている。
【0023】
以上の構成により、各色の画像形成ユニット16では、像保持体34上に各色のトナー画像が形成される。
(転写部(一次転写ユニット・二次転写ロール))
一次転写ユニット18は、無端状の中間転写ベルト42と、中間転写ベルト42が巻き掛けられ、図示しないモータにより回転駆動して中間転写ベルト42を矢印A方向に周回させる駆動ロール46と、を備えている。また、一次転写ユニット18は、中間転写ベルト42が巻き掛けられ、中間転写ベルト42に張力を付与する張力付与ロール48と、張力付与ロール48の鉛直方向上方に配置されて中間転写ベルト42と従動回転する補助ロール50と、を備えている。また、一次転写ユニット18は、中間転写ベルト42を挟んで各色の像保持体34の反対側に各々配置される一次転写ロール52を備えている。
【0024】
以上の構成により、各色の画像形成ユニット16の像保持体34上に形成されたY、M、C、Kの各色のトナー画像が、各色の一次転写ロール52によって、中間転写ベルト42上に多重に転写される。
【0025】
画像形成装置10には、中間転写ベルト42を挟んで駆動ロール46の反対側に、ベルトクリーナ56が配置され、中間転写ベルト42を挟んで補助ロール50の反対側に、上述した二次転写ロール22が設けられている。ベルトクリーナ56は、中間転写ベルト42の表面に接して中間転写ベルト42の表面を清掃する。二次転写ロール22は、補助ロール50との間に二次転写電圧が印加されることにより、用紙Pにトナー画像を転写する。
【0026】
これら画像形成ユニット16と一次転写ユニット18と二次転写ロール22とを併せたものが、本発明にいう形成部の一例に相当する。
(供給搬送ユニット)
供給搬送ユニット30は、装置本体10A内において、画像形成ユニット16に対して鉛直方向の下方に配置されて複数の用紙Pが積載される給紙トレイ62を備えている。
【0027】
さらに、供給搬送ユニット30は、給紙トレイ62に積載された用紙Pを搬送経路60へ送り出す給紙ロール64と、給紙ロール64によって送り出された用紙Pを1枚ずつ分離する分離ロール66と、用紙Pの搬送タイミングを合わせるレジロール68と、を備えている。そして、各ロールが、用紙搬送方向の上流側から下流側に向けてこの順番で配置されている。
【0028】
以上の構成により、給紙トレイ62から供給された用紙Pは、回転するレジロール68によって中間転写ベルト42と二次転写ロール22との接触部(二次転写位置)へ定められたタイミングで送り出される。
【0029】
二次転写位置に送り出された用紙Pは、トナー画像の転写を受けて定着装置24へと搬送される。そして、定着装置24に搬送された用紙Pは、加熱部材24Aにより加熱され、かつ加熱部材24A及び加圧部材24Bにより加圧されて、用紙Pの一方の面(画像形成面)にトナー画像が定着される。
【0030】
画像形成装置10は、定着装置24によって一方の面にトナー画像が定着された用紙Pを、他方の面にトナー画像を形成するために搬送経路60の上流側に回送する両面搬送装置70を備えている。この両面搬送装置70は、排出ロール28からレジロール68に向けて用紙Pが搬送される両面搬送経路72と、両面搬送経路72に沿って用紙Pを搬送する搬送ロール74、76とを備えている。用紙Pは両面搬送経路72を搬送されることで表裏が反転される。
【0031】
次に、画像形成装置10の電気系の要部構成について説明する。
【0032】
図2は、画像形成装置10の電気系の要部構成を示す図である。
【0033】
本実施形態の画像形成装置10は、画像形成装置10の全体的な動作を司るCPU(Central Processing Unit)100、及び各種プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたROM(Read Only Memory)102を備えている。
図1に示す画像処理部12の機能はこのCPU100の動作の一部として実行される。また、画像形成装置10は、CPU100による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるRAM(Random Access Memory)104、及びフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部106を備えている。
【0034】
また、画像形成装置10は、外部装置と通信データの送受信を行う通信回線I/F(Interface)部108を備えている。また、画像形成装置10は、画像形成装置10に対するユーザからの指示を受け付ける一方、ユーザに対して画像形成装置10の動作状況等に関する各種情報を表示する操作表示部110を備えている。なお、操作表示部110は、例えば、プログラムの実行により操作指示の受け付けを実現する表示ボタンや各種情報が表示される表示面にタッチパネルが設けられたディスプレイ、及びテンキーやスタートボタン等のハードウェアキーを含む。
【0035】
画像形成装置10は、上述したように、加圧部材24Bを回転駆動するモータ112を備えている。このモータ112が、本発明にいう駆動部の一例に相当する。また、画像形成装置10は、モータ112の負荷(トルク)を検出するトルク検出部114を備えている。このトルク検出部114が、本発明にいう検出部の一例に相当する。本実施形態におけるトルク検出部114は、モータ112に接続されており、モータ112のトルクを、モータ112に流れる電流値として検出する。
【0036】
なお、本発明にいう検出部は、駆動部の負荷を検出するものであれば特に限定されない。例えば、検出部は、シャント抵抗間の電圧を測定して電流を検知するものであってもよいし、モータ112に電流が流れる経路上に抵抗を設け、その抵抗間の電圧を測定して電流を検知するものであってもよい。また、例えば、検出部は、モータ112に電流が流れる経路上にホール素子による電流センサを設けて電流を検知するものであってもよい。
【0037】
これらCPU100、ROM102、RAM104、記憶部106、通信回線I/F部108、操作表示部110、モータ112、及びトルク検出部114の各部がアドレスバス、データバス、及び制御バス等のバス116を介して互いに接続されている。
【0038】
以上の構成により、本実施形態に係る画像形成装置10は、CPU100によりROM102、RAM104、及び記憶部106に対するアクセスを行うとともに、CPU100により通信回線I/F部108を介して外部装置との間で通信データの送受信も行う。また、画像形成装置10は、CPU10により、操作表示部110を介した各種指示情報の取得、及び操作表示部110に対する各種情報の表示を各々行う。また、画像形成装置10は、CPU100により、モータ112の制御、及びトルク検出部114によって検出された電流値の取得を各々行う。
【0039】
ところで、本実施形態に係る画像形成装置10では、用紙Pの重送を検知する重送検知機能が搭載されている。
【0040】
上述したように、供給搬送ユニット30は分離ロール66で用紙Pを1枚ずつ分離するが、環境や用紙Pの状態によっては複数の用紙Pが重なり合って搬送される重送を生じる場合がある。このように重なり合って搬送された用紙Pにトナー画像が転写され定着装置24を通過すると、トナー画像の定着が不十分なためにトナーの一部が用紙Pから剥がれて加熱部材24Aに付着する虞がある。このように加熱部材24Aに付着したトナーは、別の用紙Pに付着して画像欠陥を生じたり、画像形成装置10内の他の箇所に移って汚損したりする。このため、本実施形態に係る画像形成装置10では、用紙Pの重送を重送検出機能によって検出することでこのような画像欠陥などを回避している。
【0041】
この重送検知機能は、トルク検出部114によって検出された電流値がCPU10によって分析されることで実現されている。このような重送検知機能を担うCPU10が、本発明にいう重なり検知部の一例に相当する。ここで、用紙Pが定着装置24を通過する際に生じるトルクの変化に伴って生じる電流値の変化について説明する。
【0042】
図3は、用紙Pが定着装置24を通過する際に生じる電流値の変化を例示したグラフである。
【0043】
図3の縦軸は、トルク検出部114によって検出された電流値を表し、横軸は時間を表している。
【0044】
図3に示すように、トルク検出部114によって検出された電流値(即ちモータ112のトルク)は、タイミングt1で上に凸のピーク値を生じ、その後、ノイズを除けばほぼ一定値となり、タイミングt2で下に凸のピーク値を生じる。
【0045】
タイミングt1では用紙Pが定着装置24に突入し、加圧部材24Bに、加圧部材24Bの回転方向とは逆方向のカが働いてモータ112のトルクが増加する。その結果、トルク検出部114により出力される電流値も増加して上に凸のピーク値(極大値)を生じる。その後、用紙Pは加熱部材24Aと加圧部材24Bに挟まれて搬送され、用紙Pが定着装置24に突入した際の上記逆方向の力が働かなくなるため、上記ピーク値から電流値が減少して安定する。そして、タイミングt2では用紙Pが定着装置24から排出され、加圧部材24Bに、加圧部材24Bの回転方向に力が働いてモータ112のトルクが減少する。その結果、トルク検出部114により出力される電流値も減少して下に凸のピーク値(極小値)を生じる。
【0046】
次に、このような電流値(トルク)の変化に基づいて重送を検知する原理について説明する。用紙Pの重送の形態としては、複数枚の用紙Pの先端が揃っている第1ケースと、複数枚の用紙Pの先端が互いにずれている第2ケースが考えられる。なお、用紙Pの重送は典型的には2枚の用紙Pが重なり合った重送であって3枚以上の重送はまれであるので、以下の説明では2枚の用紙Pの重送のみについて説明する。
【0047】
まず、第1ケースの重送を検知する原理について説明する。
【0048】
図4は、第1ケースにおける用紙Pの状態を示す図であり、
図5は、第1ケースの重送を検知する原理を説明する図である。
図5の縦軸はトルク検出部114によって検出された電流値を表し、横軸は時間を表している。
【0049】
第1ケースでは、
図4に示すように、2枚の用紙Pが、互いに先端(および後端)が揃った状態で重なり合っている。このように重なり合った2枚の用紙Pが定着装置24に突入した場合には、加圧部材24Bの回転方向と逆方向のカは、1枚の用紙Pが定着装置24に突入した場合に生じる力よりも大きな力となる。
【0050】
このため、
図5に示すように、用紙Pの突入時に生じる電流値(トルク)のピーク値は、1枚の用紙Pが突入したタイミングt3、t4よりも、重なり合った2枚の用紙Pが突入したタイミングt5の方が大きなピーク値となる。ここで、ピーク値の大きさは、定着装置24に記録媒体が挟まっていないときや挟まって定常通過中における定常的な電流値を基準として測るものとする。
【0051】
本実施形態に係る重送検知機能では、1枚の用紙Pが突入した場合に生じる平均的なピーク値p0よりも大きな閾値p1が設定されていて、タイミングt5のように、この閾値p1を超えたピーク値を生じた場合に第1ケースの重送が生じたと検知されることになる。
【0052】
次に、第2ケースの重送を検知する原理について説明する。
【0053】
図6は、第2ケースにおける用紙Pの状態を示す図であり、
図7は、第2ケースの重送を検知する原理を説明する図である。
図7でも、縦軸はトルク検出部114によって検出された電流値を表し、横軸は時間を表している。
【0054】
第2ケースでは、
図6に示すように2枚の用紙Pが、先端がずれた状態で重なり合っている。このように重なり合った2枚の用紙Pが定着装置24に突入した場合には、加圧部材24Bの回転方向と逆方向のカは、1枚の用紙Pが定着装置24に突入した場合に生じる力と同等である。従って、電流値(トルク)のピーク値の大きさでは検知できない。
【0055】
しかし、
図6に示すように用紙Pが重なっている場合には、1枚目の先端が突入した後、1枚分の用紙Pの通過時間を経る前に2枚目の先端が突入することになる。
【0056】
このため、
図7に示すように、用紙Pの突入時に生じる電流値(トルク)のピーク値は、1枚の用紙Pが順次に突入したタイミングt6、t7よりも、重なり合った2枚の用紙Pが突入したタイミングt8、t9の方が短時間の時間間隔で生じることになる。
【0057】
本実施形態に係る重送検知機能では、1枚の用紙Pが順次に定着装置24を通過する平均的な突入間隔T0よりも短い閾値T1が設定されていて、タイミングt8、t9のように、この閾値T1よりも短い時間間隔でピーク値を生じた場合に第2ケースの重送が生じたと検知されることになる。
【0058】
以下、このような原理に基づいて重送を検知する重送検知処理の手順についてフローチャートを参照して説明する。
【0059】
図8は、重送検知処理の手順を示すフローチャートである。
【0060】
重送検知処理が開始されると、まず、トルク検出部114によってモータ112のトルクを表した電流値が検出され(ステップS101)、その電流値が上に凸のピーク値を示しているか判定される(ステップS102)。ピーク値が生じていない場合(ステップS102;N)はステップS101に戻って電流値の検出が繰り返され、ピーク値が生じている場合(ステップS102;Y)はピーク値の発生間隔が
図7に示す閾値T1以下の短い間隔であるか判定される(ステップS103)。
【0061】
ピーク値の発生間隔が閾値T1以下の短い間隔である場合(ステップS103;Y)には、上述した第2ケースの重送が生じているのでジョブが停止され(ステップS105)、ユーザに対し操作表示部110を介して用紙Pの除去が指示される。重送された用紙Pがこのように除去されることで、上述した画像欠陥や汚損が回避される。
【0062】
ピーク値の発生間隔が閾値T1を超す長い間隔である場合(ステップS103;N)には、ピーク値の大きさが
図5に示す閾値p1以上の大きなピークであるか判定される(ステップS104)。そして、ピーク値の大きさが閾値p1以上の大きなピークである場合(ステップS104;Y)は、上述した第1ケースの重送が生じているのでジョブが停止され(ステップS105)、ユーザに対し操作表示部110を介して用紙Pの除去が指示される。
【0063】
ピーク値の大きさが閾値p1未満の小さなピークである場合(ステップS104;N)には、記録媒体は正常に1枚ずつ搬送されているのでステップS101に戻って上記手順が繰り返される。
【0064】
なお、上記説明では、加圧部材が駆動されて加熱部材が従動する例が示されているが、本発明にいう複数の部材は、加熱部材が駆動されて加圧部材が従動するものであってもよく、加圧部材と加熱部材の両方が駆動されるものであってもよい。
【0065】
また、上記説明では、定着装置の負荷によって重送を検知する例が示されているが、本発明の重送検知装置は、レジロールの負荷によって重送を検知するものであってもよく、用紙のフィーダを備えている場合にはフィードロールの負荷によって重送を検知するものであってもよい。
【0066】
また、上記説明では、画像形成装置の実施形態として電子写真方式のカラープリンタが例示されているが、本発明の画像形成装置は、インクジェット方式の装置であってもよく、モノクロ専用機であってもよく、コピー機やファクシミリや複合機であってもよい。