JP2006052067A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像が形成された記録材にしわが発生する兆候をより早くより確実に検知することにある。
【解決手段】 画像形成装置１００は、不可視トナーを用いて規則的な不可視画像を用紙に形成する。定着処理後にセンサ４５によって用紙上の不可視画像を読み取り、その規則性に乱れがあるか否かを判断する。乱れがあると判断された場合には、用紙におけるしわの発生に関連した情報を出力する。よって、画質に重大な影響を及ぼすようなしわが発生する前に、しわ発生に関連する情報をユーザに伝えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像が形成された記録材にしわが発生する兆候を検知するための技術に関する。

カラープリンタやカラー複写機等の電子写真方式の画像形成装置は、露光、現像、転写、定着、という幾つかの工程を経ることによって用紙（記録材）にトナー像を形成する。これら各工程のうち定着を行う定着装置は、用紙の搬送路を挟んで対向するように配置された一対のロール部材を備えており、これらのロール部材が互いに接触する領域（ニップ領域）を用紙が通過する際に、その用紙に熱と圧力を加えることによってトナーを用紙に定着させる。

ところが、ニップ領域に突入する際の用紙の突入姿勢が悪かったり、用紙における熱や含水率の分布が不均一であったりすると、用紙にしわが発生してしまうことが知られている。このようなしわが連続して発生するようになると、用紙に形成されたトナー像が歪んでしまって画質が極度に劣化してしまうから、画像形成装置はそれ以上の使用に堪えることはできない。このような場合には、ユーザは直ちに、画像形成装置のメンテナンスを専門に行う者に連絡し、装置の修理や調整を依頼する必要がある。

そこで、用紙に発生したしわを検知するための技術が従来から幾つか提案されている。その代表的なものに、例えば特許文献１〜３に記載された技術がある。特許文献１に記載された技術は、しわが発生すると用紙の一部が折れ曲がって用紙の厚みが変化する現象に着目したものである。具体的には、１対の搬送ロールの軸が変位した量を監視しておき、その変位量が極端に大きくなった場合にはしわが発生したと判断する、という仕組みである。また、特許文献２に記載された技術も、特許文献１と同様にしわが発生すると用紙の厚みが変化することに着目し、定着ロールの軸の両端の変位量をセンサで検出してしわの発生を検知するというものである。そして、特許文献３に記載された技術は、しわが発生すると用紙面が凸凹形状になることに着目したものであり、搬送路面から用紙までの距離の変位量（つまり用紙の凸凹形状）をセンサで検出してしわの発生を検知する、という構成を採っている。

特開平５−２４７１３号公報 特開平９−２６９６９７号公報 特開平９−２０２５１９号公報

特許文献１〜３に記載された技術（以下、従来技術という）は、用紙の一部が折れ曲がったり用紙面が凸凹形状になったりする等の比較的明瞭なしわが発生した場合には、それを検知することができる。ただし、そのようなしわが発生したことは、そもそも画質を見れば一目瞭然であるから、ユーザは従来技術に頼らずともしわの存在を自ら認知することができるはずである。要するに、これらの従来技術は、しわが発生したことをユーザに直ちに警告することによって、例えばユーザがしわの発生を見過ごしてしまった状態で連続何十枚〜何百枚もの多数枚の画像形成処理を行ってしまうような無駄を防止する、という効果を奏するにすぎない。

本願発明者がしわの発生するメカニズムについて考察したところ、しわは唐突に発生するのではなく、最初は人間の目では知覚できない程度の兆候が徐々に現れ、それから時間が経過するに従って段々と大きなしわが発生することが解明されている。このようなしわ発生の兆候が現れた段階でそれを検知することが出来れば、その時点ではほとんど視認できない程度でしか画質が劣化していないはずだから、ユーザは当分の間は画像形成装置を使用し続けることができるし、その使用期間中に時間的な余裕をもって装置の修理や調整等を依頼することもできる。即ち、しわが発生する兆候をいち早く察知して適切な対応を採ったほうがユーザにとっては利便性が高いと言える。

本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像が形成される記録材にしわが発生する兆候をより早くより確実に検知することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、記録材の搬送方向に沿って一定の距離間隔で規則的に配列された複数の画像を像担持体に形成し、該複数の画像を記録材に転写する画像形成手段と、前記記録材の搬送路を挟んで対向する一対の部材が接触するニップ領域において、前記記録材を加熱及び加圧することによって、前記複数の画像を前記記録材に定着させる定着手段と、前記定着手段によって記録材に定着させられた前記複数の画像をそれぞれ読み取る読取手段と、前記読取手段によって前記複数の画像の各々が読み取られた時間間隔を記憶する記憶手段と、前記読取手段によって読み取られた前記複数の画像が規則的に配列されているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記複数の画像が規則的に配列されていないと判断された場合には、前記記録材におけるしわの発生に関連した情報を出力する情報出力手段と、自装置の動作モードを第１の動作モード又は第２の動作モードに遷移させるモード切替手段とを備え、前記第１の動作モードにおいては、前記記憶手段が、前記読取手段によって前記複数の画像の各々が読み取られた時間間隔を記憶し、前記第２の動作モードにおいては、前記判断手段が、前記第１の動作モードにおいて前記記憶手段によって記憶された時間間隔と、当該第２の動作モード中に前記読取手段によって前記複数の画像の各々が読み取られた時間間隔とを比較し、両者が一致していない場合には、前記複数の画像が規則的に配列されていないと判断する画像形成装置を提供する。

記録材にしわが発生し始める前には、記録材が不均一に延びたり縮んだりしてくる。例えそれが微少な伸び縮みであっても、記録材に形成されている画像に影響を及ぼし、その規則性が乱れてくる。本発明に係る画像形成装置によれば、判断手段が、読取手段によって読み取られた画像が規則性を有しているか否かを判断し、規則性を有していないと判断された場合には、情報出力手段が、記録材におけるしわの発生に関連した情報を出力する。よって、画質に重大な影響を及ぼすようなしわが発生する前に、しわ発生に関連する情報を伝えることができる。また、前記第１の動作モードにおいて複数の画像の各々が読み取られた時間間隔を記憶し、この時間間隔を基準値として第２の動作モードで画像の規則性を判断する。このように、例えば製品出荷時等に固定的に定められた基準値を用いるのではなく、第１の動作モードと第２の動作モードとの比較で画像の規則性を判断するので、外乱によってあまり影響を及ぼされることなく、しわの兆候を検出することが期待できる。

また、本発明は、可視画像を像担持体に形成し、該画像を記録材に転写する可視画像形成手段と、記録材の搬送方向に沿って一定の距離間隔で規則的に配列された複数の不可視画像を像担持体に形成し、該複数の画像を記録材に転写する不可視画像形成手段と、前記記録材の搬送路を挟んで対向する一対の部材が接触するニップ領域において、前記記録材を加熱及び加圧することによって前記可視画像又は前記不可視画像を前記記録材に定着させる定着手段と、前記定着手段によって記録材に定着させられた前記複数の不可視画像を読み取る読取手段と、前記読取手段によって前記複数の不可視画像の各々が読み取られた時間間隔を記憶する記憶手段と、前記読取手段によって読み取られた前記複数の不可視画像が規則的に配列されているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記複数の不可視画像が規則的に配列されていないと判断された場合には、前記記録材におけるしわの発生に関連した情報を出力する情報出力手段と、自装置の動作モードを第１の動作モード又は第２の動作モードに遷移させるモード切替手段とを備え、前記第１の動作モードにおいては、前記記憶手段が、前記読取手段によって前記複数の不可視画像の各々が読み取られた時間間隔を記憶し、前記第２の動作モードにおいては、前記判断手段が、前記第１の動作モードにおいて前記記憶手段によって記憶された時間間隔と、当該第２の動作モード中に前記読取手段によって前記複数の不可視画像の各々が読み取られた時間間隔とを比較し、両者が一致していない場合には、前記複数の不可視画像が規則的に配列されていないと判断する画像形成装置を提供する。

本発明に係る画像形成装置によれば、判断手段が、読取手段によって読み取られた不可視画像が規則性を有しているか否かを判断し、規則性を有していないと判断された場合には、情報出力手段が、記録材におけるしわの発生に関連した情報を出力する。よって、画質に重大な影響を及ぼすようなしわが発生する前に、しわ発生に関連する情報を伝えることができる。また、前記第１の動作モードにおいて複数の画像の各々が読み取られた時間間隔を記憶し、この時間間隔を基準値として第２の動作モードで画像の規則性を判断する。例えば製品出荷時等に固定的に定められた基準値を用いるのではなく、上記のように第１の動作モードで決定された基準値を用い、この基準値と第２の動作モードでの検出値（読み取り時間間隔）との比較で画像の規則性を判断するので、外乱による影響をそれ程受けることことなく、しわの兆候を検出することが期待できる。

なお、本発明において、「可視」および「不可視」とは、記録材に形成された画像が、可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性の有無により、人間の目で認識し得る程度であるかどうかを意味する。「可視画像」とは、その可視画像を形成する可視現像剤が可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性を有するために、可視光領域において目視により認識できる画像である。一方、「不可視画像」とは、可視光領域以外の領域（例えば赤外光領域）において、例えば赤外光領域の光を光源とした場合にフォトダイオードやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の読取手段により読み取ることができる画像であると共に、その不可視画像を形成する不可視現像剤が可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性を有さないために、可視光領域においては目視によりほとんど認識することができない画像を意味する。

本発明の好ましい態様においては、前記モード切替手段は、自装置において電源が投入されたとき又は自装置の動作条件が初期設定されたときには、前記第１の動作モードに切り替えるようにしてもよい。自装置において電源が投入されたとき又は自装置の動作条件が初期設定されたときは、比較的しわが発生しにくい状態にあるので、このような状態のときに第１の動作モードに遷移させて画像の規則性を判断するための基準を求めるのが適切である。

また、本発明の別の好ましい態様においては、画像が形成された記録材の枚数をカウントするカウント手段を備え、前記モード切替手段は、前記カウント手段によってカウントされた枚数が決められた値に達する毎に前記第２のモードに遷移させるようにしてもよい。このようにすれば、画像が形成される記録材の枚数が決められた値に達する毎に、しわの兆候について検査することができる。

本発明の別の好ましい態様においては、時刻を計測する計時手段を備え、前記モード切替手段は、前記計時手段によって計測された時刻が決められた時間間隔を経過する毎に、前記第２のモードに遷移させるようにしてもよい。このようにすれば、一定の時間間隔でしわの兆候について検査することができる。

さらに、前記不可視画像形成手段は、前記記録材の搬送方向に平行な第１の方向成分と、該搬送方向と直交する方向に平行な第２の方向成分とを有する複数の線分画像を形成してもよい。このようにすれば、１つの不可視画像の位置によって、不可視画像が形成された位置から見て搬送方向に現れた用紙の伸び縮み（しわの兆候）と、搬送方向に直交する方向に現れた用紙の伸び縮み（しわの兆候）とを検出することが可能となる。

また、前記不可視画像形成手段は、前記複数の線状の不可視画像を前記記録材の搬送方向に沿って一定の距離間隔で配列することによって前記記録材の搬送方向に延びる画像列を形成すると共に、該画像列を前記搬送方向に直交する方向に複数並べて形成し、前記読取手段は、前記記録材に形成された不可視画像の前記複数の列にそれぞれ対応するように複数配置されてもよい。このように複数の例をなすようにして不可視画像を形成すれば、用紙のどの箇所にしわの兆候が現れたとしても、それをより正確に検出することができる。

本発明の別の好ましい態様においては、前記可視画像形成手段と前記不可視画像形成手段とは、それぞれが像担持体に形成した可視画像及び不可視画像を重ね合わせて同一の記録材に転写するようにしてもよい。このようにすれば、わざわざ不可視画像のみを記録材に転写する必要がない。ただし、この態様においては、読取手段が、重ね合わされて用紙に転写された可視画像及び不可視画像の中から不可視画像だけを正確に読み取る必要がある。このため、不可視画像は、可視光領域においては目視によりほとんど認識することができない画像であると共に、可視光領域以外の領域（例えば赤外光領域）においては、例えば可視光領域の光を光源とした場合にフォトダイオードやＣＣＤ等の読取手段により読み取ることができないような画像にする必要がある。

また、本発明の別の好ましい態様においては、前記情報出力手段は、前記記録材にしわが発生する可能性があること乃至前記記録材にしわが発生し始めていることを表すメッセージを出力してもよい。このようにすれば、画像形成装置のユーザは、記録材にしわが発生する可能性があること乃至記録材にしわが発生し始めていることを簡単に知ることができ、直ちに適切な対応をとることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
（１）装置構成
図１は、実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を示した図である。この画像形成装置１００は、例えばカラープリンタやカラー複写機、或いはこれらの複数の機能を兼ね備えた複合機等である。図１に示すように、画像形成装置１００の構成は、画像形成ユニット１０と、画像読取ユニット２０と、用紙供給ユニット３０とに大別される。さらに、画像形成装置１００は、ユーザが各種の操作を行うためのユーザインタフェース装置５０を備えている。このユーザインタフェース装置５０は、タッチパネルとして機能する液晶ディスプレイを備えており、ユーザはこの液晶ディスプレイに触れることで各種操作を行うことができる。

用紙供給ユニット３０は、用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び手差しトレイ３２といった用紙供給源と、この用紙供給源から図中の点線Ｓによって示される搬送路を経由して画像形成ユニット１０へ用紙を搬送するための搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄとを備えている。より具体的には、用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃにそれぞれ収容された用紙Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、各用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃに設けられた給紙ロール３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃによって１枚ずつ搬送路Ｓに送り出され、さらに、搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄによって画像形成ユニット１０へと搬送される。また、手差しトレイ３２の上面には用紙Ｐ４が複数枚載置されるようになっている。これらの用紙Ｐ４は給紙ロール３２１によって１枚ずつ搬送路Ｓに送り出され、さらに、搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄによって画像形成ユニット１０へと搬送されるようになっている。

画像読取ユニット２０は、原稿送り装置２１と、ＣＣＤ等により構成される光学系部材２２とを備えている。画像読取ユニット２０は、原稿送り装置２１によって図示せぬプラテンガラスに順番に載置される原稿の画像を光学系部材２２によって読み取り、読み取った画像を表す画像データを生成する。また、画像形成装置１００は図示しない通信インタフェースを介してＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークに接続されており、パーソナルコンピュータやサーバマシンなどのホスト装置からＬＡＮを経由して送信されてくる画像データを受信する。画像形成ユニット１０は、画像読取ユニット２０によって生成された画像データや、通信インタフェースを介して受信した画像データに基づいて画像形成処理を行う。また、画像の濃度補正時（いわゆるキャリブレーション）や後述するような「しわ検知モード」において、画像形成装置１００は、自身が予め記憶している画像データに基づいて画像形成処理を行うこともできるようになっている。

次に、画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１と、帯電装置１２と、露光装置１３と、ロータリー現像装置１４と、クリーニング装置１５と、中間転写ベルト１６と、支持ロール１７と、一次転写ロール１８と、二次転写ロール１９と、対向ロール４０と、搬送ベルト４１と、定着装置４２とを備えている。感光体ドラム１１の外周面（ドラム表面）には感光層が形成されており、この感光体ドラム１１は図示せぬ駆動機構によって図中矢印ａ方向に回転させられる。帯電装置１２は、例えばロール型帯電装置やコロトロン型帯電装置であり、感光体ドラム１１の表面を所定の電位に一様に帯電させる。露光装置１３は、一様に帯電した感光体ドラム１１に対し、画像データに応じて変調されたレーザ光を照射し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。

ロータリー現像装置１４は、それぞれＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー（現像剤）をそれぞれ収容する現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋの他、不可視トナーを収容する現像器１４Ｆを備えている。本実施形態で用いる不可視トナーは、可視光領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）における吸収率が所定割合以下のために人間の目では認識できない程度であり、近赤外光領域（８００ｎｍ〜１０００ｎｍ）における吸収率が所定割合以上のために、赤外光感度を有するセンサによって読み取り可能なものである。このロータリー現像装置１４が図示せぬ駆動機構によって図中矢印ｂ方向に回転させられることにより、これら５つの現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ，１４Ｆは順番に感光体ドラム１１と近接した位置に移動させられる。そして、各現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ，１４Ｆに収容された各トナーが、それぞれの色（不可視トナーを含む）に対応する静電潜像に電気的に転移させられることによって、感光体ドラム１１の表面にトナー像が形成される。図１においては、不可視トナーを収容する現像器１４Ｆが感光体ドラム１１と近接する位置にあり、感光体ドラム１１の表面に不可視トナー像が形成されている時の様子が示されている。

中間転写ベルト１６は、無端のベルト部材であり、その内周面を複数の支持ロール１７（図１では２つ）と一次転写ロール１８と二次転写ロール１９とによって張架された状態で、矢印ｃ方向に周回移動させられる。一次転写ロール１８は、感光体ドラム１１との間で中間転写ベルト１６を挟持しつつ、感光体ドラム１１表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１６の外周面に転写（一次転写）する。感光体ドラム近傍に設けられたクリーニングブレード１５は、一次転写後の感光体ドラム１１表面に残ったトナーを除去する。二次転写ロール１９は、対向ロール４０との間に形成されるニップ領域において、中間転写ベルト１６の外周面に転写されているトナー像を用紙へ転写（二次転写）する。二次転写後の中間転写ベルト１６の表面に残留しているトナーはベルトクリーナ２３によって除去される。

定着装置４２は、搬送路Ｓを挟んで互いに対向する定着ロール４２ａ及び加圧ロール４２ｂを備えている。定着ロール４２ａは、例えばアルミニウム等の金属製コアの周囲にシリコンゴム等の弾性体層が形成され、さらに弾性体層の表面にＰＦＡ（四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）チューブ等からなる離型層が形成されたロール部材である。この金属製コアの内部には、例えばハロゲンランプ等の熱源が設けられており、定着ロール４２ａの表面温度が所定の温度となるようにロールの内部から加熱する。加圧ロール４２ｂは、金属製コアの周囲に弾性体層が形成され、さらにＰＦＡチューブからなる離型層が形成されたロール部材であり、図示せぬ加圧バネ等によって定着ロール４２ａの方向に付勢されている。定着装置４２は、トナー像が二次転写された用紙に対し、定着ロール４２ａ及び加圧ロール４２ｂによって圧力を加えながら急速に加熱することによってトナー像を用紙に定着させる。この定着処理がなされた後に、用紙は排紙ロール４３ａ，４３ｂによって排紙トレイ４６に排出される。

定着装置４２と排紙ロール４３ａ，４３ｂとの間には、用紙搬送路を形成するためのガイド４４が設けられている、搬送路上方に設けられたガイドの一部には穴４４ａが開けられており、その穴４４ａの上方には赤外光感度を有するセンサ４５が設けられている。図１ではセンサ４５を１つのみ図示しているが、実際には３つのセンサ４５が紙面奥行き方向に一列に並ぶようにして配置されている。このセンサ４５は用紙に現れるしわの兆候を検知するために利用される。

次に、図２のブロック図を参照しながら、画像形成装置１００の制御系の構成について説明する。図２において、制御部１１０は、例えばＭＰＵ（Micro Processor Unit）や各種の特定用途向けのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を備えており、記憶部１２０に記憶されている制御プログラムなどに従って、画像形成装置１００の画像形成ユニット１０、画像読取ユニット２０及び用紙供給ユニット３０の動作を制御する。画像形成ユニット１０には前述したセンサ４５が含まれており、制御部１１０はこのセンサ４５からの出力信号に基づいてしわが発生する兆候について監視しており、しわ発生の兆候が現れたらその旨のメッセージをユーザインタフェース装置５０に表示させる。

（２）画像形成装置の動作モード
画像形成装置１００の動作モードは、「通常モード」と「しわ検知モード」とに大別される。これらの動作モードのうち、「通常モード」は通常の画像形成処理を行う動作モードである。即ち、露光装置１３によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の画像データに対応した静電潜像を感光体ドラム１１の表面に形成し、次いで、ロータリー現像装置１４によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナーを静電潜像に電気的に転移させて顕像化する。そして、中間転写ベルト１６を介してこれら各色のトナー像を重ね合わせるようにして用紙に二次転写し、さらに、定着装置４２によってトナー像を用紙に定着させて排紙トレイ４６に排出する。

一方、「しわ検知モード」とは、前述したような用紙にしわが発生する兆候が現れているか否かを検知するための動作モードである。このしわ検知モードにおいては、露光装置１３は、画像形成装置１００の記憶部１２０に予め記憶されている画像データに対応した静電潜像を感光体ドラム１１の表面に形成する。この画像データは、用紙において規則的に配列される画像を表すデータである。次いで、ロータリー現像装置１４は、現像器１４Ｆに収容されている不可視トナーを上記静電潜像に電気的に転移させて顕像化する。この不可視トナー像は中間転写ベルト１６に一次転写され、さらに、用紙供給源から搬送されてくる用紙に二次転写される。二次転写された不可視トナー像は定着装置４２によって用紙に定着させられる。画像形成装置１００は、定着装置４２によって不可視トナー像を用紙に定着させてから、センサ４５によって用紙上の不可視トナー像を読み取る。用紙が微少に伸び縮みしてしわの兆候が発生し始めると、それによって不可視トナー像の規則性が乱されるから、画像形成装置１００は、ある基準値を基準にして不可視トナー像の規則性の乱れをセンサ４５で検知することによって、しわ発生の兆候をいち早く察知することができる。

このしわ検知モードは、さらに、「第１の動作モード」と「第２の動作モード」とに区分される。第１の動作モードは、画像形成装置１００が用紙上の不可視トナー像の規則性を判断するための基準値を決定するためのモードであり、第２の動作モードは、画像形成装置１００が第１の動作モードで決定された基準値をもとに用紙上の不可視トナー像の規則性を判断するモードである。画像形成装置１００は、電源が投入されたときや、自装置がオフィス等の利用場所に新たに設置されてその動作条件が初期設定されたようなときには、動作モードを「しわ検知モード」の「第１の動作モード」に遷移させる。なぜなら、このような電源投入時とか動作条件が初期設定されたときには、しわが比較的発生しにくいので、不可視トナー像の規則性を判断するための基準値を決定するのには都合がよいからである。一方、画像形成装置１００は、所定枚数の用紙に画像を形成する毎とか、或いは、所定時間が経過する毎等の予め決められたタイミングで、動作モードを「しわ検知モード」の「第２の動作モード」に遷移させる。このようにすれば、画像が形成される記録材の枚数が決められた値に達する毎にしわの兆候について検査したり、一定の時間間隔でしわの兆候について検査することができる。

制御部１１０が上記のような動作モードの遷移を行うべく、記憶部１２０に記憶されている制御プログラムには、電源投入を検知したり、動作条件が初期設定されたことを検知したり、時刻を計測したり、或いは、画像が形成された用紙の枚数をカウントするための手順が記述されたコンピュータプログラムが含まれている。

（３）不可視トナー像
次に、用紙に形成される不可視トナー像について具体的に説明する。
図３は、用紙に不可視トナー像が形成されている様子を示した平面図である。この図３に示すように、複数の山形の不可視トナー像ｐｔが用紙Ｐの搬送方向（矢印ｍ方向）に沿って一定の間隔ｄで規則的に配列されることによって用紙の搬送方向ｍに延びる画像列が形成されている。さらに、このような不可視トナー像によって構成される画像列が搬送方向ｍと直交する方向に複数個（図３では３列）並ぶようにして形成されている。

ここで、図４は、１つの不可視トナー像ｐｔを示した拡大図である。不可視トナー像ｐｔは、互いに異なる方向に延びる線分ｐｔ１と線分ｐｔ２によって構成されている。これらの線分ｐｔ１，ｐｔ２はいずれも用紙の搬送方向ｍに平行な方向成分と、その搬送方向ｍに直交する方向ｎに平行な方向成分とを有している。１つの線分ｐｔ１，ｐｔ２の各々が上記のような２つの方向成分を有していれば、搬送方向ｍに平行な方向に用紙が伸び縮みした場合であっても、搬送方向ｍに直交する方向ｎに用紙が伸び縮みした場合であっても、その伸び縮みによって用紙上の線分ｐｔ１，ｐｔ２の位置がずれることになる。図４には、特に好適な場合を例示しており、線分ｐｔ１，ｐｔ２はそれぞれ搬送方向ｍに対して４５°だけ傾いており、線分ｐｔ１と線分ｐｔ２とは互いに９０°をなしている。

次に、図５は、センサ４５の平面図である。センサ４５は４つのフォトダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２によって構成されており、フォトダイオードＤ１１及びフォトダイオードＤ１２によって１組のセンサＤ１が構成されており、フォトダイオードＤ２１及びフォトダイオードＤ２２によって１組のセンサＤ２が構成されている。搬送方向ｍの上流側に配置されたフォトダイオードＤ１２，Ｄ２２は、検出レベルに応じたマイナス方向の出力信号を出力し、搬送方向ｍの下流側に配置されたフォトダイオードＤ１１，Ｄ２１は、検出レベルに応じたプラス方向の出力信号を出力する。フォトダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２は、搬送方向ｍに対して、それぞれ線分ｐｔ１，ｐｔ２と同様の角度４５°だけ傾くように左右対称で設けられている。このようにフォトダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２は線分ｐｔ１，ｐｔ２と同様の角度４５°だけ傾いて配置されているから、用紙が伸び縮みすることによって線分ｐｔ１，ｐｔ２の位置がずれた場合、そのずれを正確に検知することができる。また、前述した図４を用いて説明したように、線分ｐｔ１，ｐｔ２はそれぞれ搬送方向ｍに対して４５°だけ傾いているから、搬送方向ｍに平行な方向に用紙がある量Δｄだけ伸び縮みした場合に線分ｐｔ１（或いは線分ｐｔ２）の位置がずれる量と、搬送方向ｍに直交する方向ｎに用紙がある量Δｄだけ伸び縮みした場合に線分ｐｔ１（線分ｐｔ２）の位置がずれる量とが１：１の関係になるはずである。このような関係を利用して線分ｐｔ１，ｐｔ２の位置のずれ量を解析すれば、しわ兆候の発生位置を特定することも可能である。

次に、図６は、不可視トナー像が形成された用紙Ｐが定着装置４２を通過する際の様子を図１の矢印ｘ方向から見たときの平面図である。なお、説明をわかりやすくするため、定着装置４２と排紙ロール４３ａ，４３ｂとの間に設けられたガイド４４は図示していない。図６において、定着ロール４２ａと排紙ロール４３ａが図中矢印ｅ方向に回転することによって、用紙Ｐは矢印ｍ方向に搬送され、画像形成装置１００の筐体１に設けられた排紙口から排紙トレイ４６に排出される。また、センサ４５として、不可視トナー像の列に対応するように３つのセンサ４５ａ，４５ｂ，４５ｃが搬送方向ｍに直交する方向に並ぶようにして設けられている。これらのセンサ４５ａ，４５ｂ，４５ｃは、それぞれに対応する列を構成する不可視トナー像ｐｔを読み取る。

（４）動作例
図７は、制御部１１０による動作モードの遷移処理の流れを示すフローチャートである。
図７において、制御部１１０は、まず、第１の動作モードの遷移条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ１）。ここでいう第１の動作モードの遷移条件とは、電源が投入されたとか、自装置の動作条件が初期設定された、という条件である。制御部１１０は、この遷移条件を満たすと判断した場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、不可視トナー像を用紙に形成し、これを定着装置４２によって定着させてから（ステップＳ２）、センサ４５によって用紙上の不可視トナー像を読み取る（ステップＳ３）。そして、制御部１１０は、センサ４５によって不可視トナー像の各々を読み取った時間間隔を基準値ｔ₀として記憶部１２０に記憶させる（ステップＳ４）。

次に、制御部１１０は、第２の動作モードの遷移条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ５）。ここでいう第２の動作モードの遷移条件とは、所定枚数の用紙に画像を形成したとか、所定時間が経過した、という条件である。制御部１１０は、この遷移条件を満たすと判断した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、不可視トナー像を用紙に形成し、これを定着装置４２によって定着させてから（ステップＳ６）、センサ４５によって用紙上の不可視トナー像を読み取る（ステップＳ７）。そして、制御部１１０は、センサ４５によって不可視トナー像の各々を読み取った時間間隔ｔと、第１の動作モードにおいて記憶部１２０に記憶された基準値ｔ₀と比較し、両者が一致しているか否かを判断する（ステップＳ８）。このとき、計測値ｔは誤差を含む場合もあり得るので、計測値ｔがｔ₀から一定の微少な値Δｔ₀だけずれたとしても、ｔ₀に一致するとみなすようにしてもよい。

両者が一致しなければ、制御部１１０は、しわの兆候があると判断し（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、用紙におけるしわの発生に関連した情報を出力する（ステップＳ１０）。例えば用紙にしわが発生する可能性があること或いは用紙にしわが発生し始めていることを表すメッセージをユーザインタフェース装置５０に表示させる。なお、不可視トナー像が読み取られた後の用紙Ｐはそのまま排紙トレイ４６に排出する等すればよい。この後、動作モードは通常モードに遷移し（ステップＳ１１）、制御部１１０によって一般的な画像形成サイクルが実行される。本実施形態では、しわが現実に発生して画像形成処理が不可能になる前の状態を検知するので、ステップＳ９においてしわの兆候があると判断された場合であっても、通常の画像形成サイクルを継続することができる。ただし、これに限らず、ここで通常モードに遷移させずに、処理を中止してもよい。一方、ステップＳ８において両者が一致すれば、制御部１１０は、しわの兆候はないと判断し（ステップＳ９；Ｎｏ）、通常モードに遷移させる（ステップＳ１１）。通常モードにおいては、制御部１１０によって一般的な画像形成サイクルが実行される。

次に、図８は、不可視トナー像がセンサ４５の検出領域に進入するタイミングと、センサ４５によって検知されるレベル波形及びセンサ４５によって出力される出力信号との関係を例示した図である。
搬送方向ｍの上流側に配置されたフォトダイオードＤ１２，Ｄ２２は、検出レベルに応じたマイナス方向のレベル波形を出力し、搬送方向ｍの下流側に配置されたフォトダイオードＤ１１，Ｄ２１は、検出レベルに応じたプラス方向のレベル波形を出力する。従って、フォトダイオードＤ１２，Ｄ２２による検知領域に不可視トナー像ｐｔが進入すると、まず、マイナス方向のレベル波形が現れ、次いで、フォトダイオードＤ１１，Ｄ２２による検知領域に不可視トナー像ｐｔが進入すると、プラス方向のレベル波形が現れる。このセンサ４５には予め閾値ｋが設定されており、レベル波形がこの閾値ｋ未満の場合には、センサ４５はロー（Ｌ）レベル信号を制御部１１０に出力する一方、閾値ｋ以上の場合には、センサ４５はハイ（Ｈ）レベル信号を制御部１１０に出力する。制御部１１０は、この出力信号がローレベルからハイレベルへ立ち上がったタイミングと、その次の立ち上がりのタイミングとの間の時間ｔが記憶部１２０に記憶されている基準値ｔ₀と一致すれば、しわ発生の兆候はないと判断する。即ち、一定の距離間隔ｄで形成した不可視トナー像を基準値ｔ₀で読み取った場合には、不可視トナー像が規則性を有しているから、用紙は伸び縮みしておらず、しわ発生の兆候はないというわけである。

これに対し、図９に示すように、時間ｔが基準値ｔ₀と一致しないｔ₁とかｔ₂の場合には、不可視トナー像の位置がずれてきていることを意味するので、制御部１１０はしわ発生の兆候があると判断する。即ち、一定の距離間隔ｄで形成した不可視トナー像を記憶部１２０に記憶されている基準値ｔ₀で読み取ることができなかった場合には、不可視トナー像が規則性を有していないから、用紙が伸び縮みしており、しわ発生の兆候があるというわけである。

以上説明したように、用紙にしわが発生し始める前には、用紙が不均一に延びたり縮んだりしてくるため、用紙に形成されている不可視画像の規則性が乱れてくる。本実施形態に係る画像形成装置１００は、その規則性に乱れがあるか否かを判断し、乱れがあると判断された場合には、用紙におけるしわの発生に関連した情報を出力する。よって、画質に重大な影響を及ぼすようなしわが発生する前に、しわ発生に関連する情報をユーザに伝えることができる。
また、第１の動作モードにおいて複数の画像の各々が読み取られた時間間隔を記憶し、この時間間隔を基準値として第２の動作モードで画像の規則性を判断する。例えば製品出荷時等に固定的に定められた基準値を用いるのではなく、上記のように第１の動作モードで決定された基準値を用い、この基準値と第２の動作モードでの検出値（読み取り時間間隔）との比較で画像の規則性を判断するので、外乱によって影響を及ぼされることなく、しわの兆候を検出することが期待できる。

（５）変形例
上述した実施形態は次のような変形が可能である。
実施形態においては、像担持体としての感光体ドラム１１とロータリー現像装置１４とを備えたいわゆるサイクル方式や画像形成装置を例に挙げて説明したが、この他にも、例えば、複数の感光体ドラムを中間転写ベルトに外周に沿って直列に配置したいわゆるタンデム方式の画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置１００はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色のトナー（現像剤）を用いたカラー画像を形成するものに限定されず、レッド、ブルー、グリーン等の色の現像剤を用いるものであってもよいし、モノクロ画像を形成するものであってもよい。

ここで、図１０は、タンデム方式の画像形成装置に本発明を適用した場合の画像形成装置１０１の構成を示した図である。図１０において、画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋはそれぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンダ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色およびブラック（Ｋ）色の各色のトナー像を形成する。また、画像形成エンジン１Ｆは、不可視トナーを用いた不可視トナー像を形成する。例えば画像形成エンジン１Ｙは、矢印Ａ方向に回転する感光体１１ドラムＹと、感光体ドラム１１Ｙを決められた帯電電位に一様に帯電させる帯電装置１２Ｙと、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の画像データのうちＹ（イエロー）の画像データに応じた光を感光体ドラム１１Ｙに照射して静電潜像を形成する露光装置１３Ｙと、静電潜像にイエローのトナーを供給し感光体ドラム１１Ｙの表面にトナー像を形成させる現像装置１４Ｙと、中間転写ベルト２にトナー像を一次転写するための一次転写ロール１５Ｙと、一次転写後の感光体ドラム１１Ｙの表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置１６Ｙとを備えている。また、画像形成エンジン１Ｆは、感光体ドラム１１Ｆと、感光体ドラム１１Ｆを決められた帯電電位に帯電させる帯電装置１２Ｆと、画像形成装置１０１によって予め記憶された不可視トナー像を示す画像データに応じた光を感光体１１Ｆに照射して静電潜像を形成する露光装置１３Ｆと、静電潜像に不可視トナーを供給し感光体１１Ｆの表面に不可視トナー像を形成させる現像装置１４Ｆと、中間転写ベルト２に不可視トナー像を一次転写するための一次転写ロール１５Ｆと、一次転写後の感光体１１Ｆの表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置１６Ｆとを備えている。これ以外の画像形成エンジン１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの構成も、トナーの種類が異なる点を除けば、画像形成エンジン１Ｋ，１Ｆとほぼ同様である。

中間転写ベルト２は、複数の各種ロール３に掛け渡されており、これらロール３によって矢印Ｂ方向に周回移動させられる。このように周回移動させられる中間転写ベルト２には、画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって形成されたトナー像が重ね合わされるようにして一次転写される。また、この中間転写ベルト２には、画像形成エンジン１Ｆによって形成された不可視トナー像が一次転写される

用紙トレイ４には用紙が複数枚収容されており、給紙トレイ４ａによって搬送路に送り出された用紙は複数の搬送ロール５によって矢印Ｃ方向に搬送される。二次転写ロール６は、上述したように中間転写ベルト２に一次転写されたトナー像を、搬送路上を搬送される用紙に二次転写する。定着装置７は、用紙に二次転写されたトナー像を加熱および加圧することによって用紙に定着させる。定着装置７と排紙ロール８との間には、用紙搬送路を形成するためのガイド９が設けられている、搬送路上方に設けられたガイドの一部には穴９ａが開けられており、その穴９ａの上方には赤外光感度を有するセンサ９ｂが設けられている。図１０ではセンサ９ｂを１つのみ図示しているが、実際には３つのセンサ９ｂが紙面奥行き方向に一列に並ぶようにして配置されている。このセンサ９ｂは用紙上の不可視トナー像を読み取り、その読み取り結果に応じて図８乃至図９に示すような出力信号を出力する。画像形成装置１０１の制御部はこのセンサ９ｂからの出力信号に基づいて、しわが発生する兆候について監視しており、しわ発生の兆候が現れたらその旨のメッセージを画像形成装置１０１の筐体上面に設けられたユーザインタフェース装置５０に表示させる。以上が、タンデム方式の画像形成装置に本発明を適用した場合の実施例である。

また、実施形態では、通常の画像形成モードとは異なるしわ検知モードにおいて、用紙に不可視トナー像のみを形成してしわ発生の兆候を監視するようにしていたが、これに限らない。例えば、通常の画像形成モードにおいて形成される画像に不可視トナー像を重ね合わせてもよい。不可視トナー像の材料として適切なものを選択すれば、例えば特開２００３−１８６２３８号公報に記載されているように、可視画像と不可視画像とが混在しているような画像であっても、センサは可視画像に邪魔されることなく不可視画像のみを正確に読み取ることが可能である。

また、不可視トナー像の形状や配置パターンは図３に例示したものに限らず、一定の規則性を有するものであれば、任意の形状や配置パターンを採用し得る。また、しわの兆候を検知するための画像が不可視であれば、その不可視画像の存在をユーザに知られる必要がないとか、或いは、その不可視画像が形成された用紙を再度使用することができるといった様々なメリットがある。ただし、これらのメリットを受ける必要がない場合には、しわの兆候を検知するための画像は必ずしも不可視である必要はなく、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ等の可視トナーを用いた可視画像であってもよい。

また、センサ４５はフォトダイオードに限定されず、画像を読み取ることが可能なセンサであればよい。例えばＣＣＤであっても良い。

また、定着装置４２は２つのロール部材によって構成されるものに限らず、要は、用紙の搬送路を挟んで対向する一対の部材が接触するニップ領域において、その用紙を加熱及び加圧することによってトナー像を用紙に定着させるような構成であればよい。例えば定着ロールと加圧ロールとの間にベルト部材を挟みこみ、加圧ロールを定着ロール側に付勢することでニップ領域を形成した定着装置であってもよい。また、チューブ部材の内側にパッド乃至ロールを設けておき、そのパッド乃至ロールを、チューブを介して定着ロール側に付勢することでニップ領域を形成した定着装置であってもよい。

また、実施形態においては、トナー像が形成される記録材の一例として用紙を挙げて説明したが、これ以外にも、例えばＯＨＰフィルム等のプラスティックや布などの種々の記録材を用いることができる。

第１の動作モードに遷移させる条件は実施形態で例示したものに限らず、画像形成装置１００においてしわが発生しにくい状態であれば、その状態のときを第１の動作モードとすればよい。また、第２の動作モードも同様に、実施形態で例示したものに限らず、例えばユーザがしわ検知を指示した場合には、直ちに第２の動作モードに遷移するようにしてもよい。

なお、実施形態で述べた制御部１１０によって実行される制御プログラムは、磁気テープ、磁気ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、光記録媒体、光磁気記録媒体、ＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＲＡＭなどの記録媒体に記録した状態で提供し得る。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 同画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。 同画像形成装置によって用紙に形成される不可視トナー像を示す平面図である。 不可視トナー像を示す図である。 センサの構成を示す図である。 不可視トナー像が形成された用紙が定着装置と排紙ロールとを通過する様子を示した平面図である。 制御部による動作モードの遷移処理の流れを示すフローチャートである。 不可視トナー像がセンサの検出領域に差し掛かるタイミングと、センサによって検知される検知信号の波形及びセンサによって出力される出力信号の波形との関係を例示した図である。 不可視トナー像がセンサの検出領域に差し掛かるタイミングと、センサによって検知される検知信号の波形及びセンサによって出力される出力信号の波形との関係を例示した図である。 本発明の変形例に係る画像形成装置の構成を示す図である。

符号の説明

１００・・・画像形成装置、１０・・・画像形成ユニット、１１・・・感光体ドラム、１２・・・帯電装置、１３・・・露光装置、１４・・・ロータリー現像装置、１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ，１４Ｆ・・・現像器、１６・・・中間転写ベルト、１８・・・一次転写ロール、１９・・・二次転写ロール、２０・・・画像読取ユニット、３０・・・用紙供給ユニット、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ・・・用紙トレイ、４２・・・定着装置、４３・・・排紙ロール、４４・・・ガイド、４５（４５ａ，４５ｂ，４５ｃ）・・・センサ、５０・・・ユーザインタフェース装置、１１０・・・制御部、１２０・・・記録部、ｐｔ・・・不可視トナー像、ｐｔ１，ｐｔ２・・・線分、Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２・・・フォトダイオード。

Claims (5)

1. 記録材の搬送方向に沿って一定の距離間隔で規則的に配列された複数の画像を像担持体に形成し、該複数の画像を記録材に転写する画像形成手段と、
   前記記録材の搬送路を挟んで対向する一対の部材が接触するニップ領域において、前記記録材を加熱及び加圧することによって、前記複数の画像を前記記録材に定着させる定着手段と、
   前記定着手段によって記録材に定着させられた前記複数の画像をそれぞれ読み取る読取手段と、
   前記読取手段によって前記複数の画像の各々が読み取られた時間間隔を記憶する記憶手段と、
   前記読取手段によって読み取られた前記複数の画像が規則的に配列されているか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段によって前記複数の画像が規則的に配列されていないと判断された場合には、前記記録材におけるしわの発生に関連した情報を出力する情報出力手段と、
   自装置の動作モードを第１の動作モード又は第２の動作モードに遷移させるモード切替手段とを備え、
   前記第１の動作モードにおいては、前記記憶手段が、前記読取手段によって前記複数の画像の各々が読み取られた時間間隔を記憶し、
   前記第２の動作モードにおいては、前記判断手段が、前記第１の動作モードにおいて前記記憶手段によって記憶された時間間隔と、当該第２の動作モード中に前記読取手段によって前記複数の画像の各々が読み取られた時間間隔とを比較し、両者が一致していない場合には、前記複数の画像が規則的に配列されていないと判断する画像形成装置。
2. 可視画像を像担持体に形成し、該画像を記録材に転写する可視画像形成手段と、
   記録材の搬送方向に沿って一定の距離間隔で規則的に配列された複数の不可視画像を像担持体に形成し、該複数の画像を記録材に転写する不可視画像形成手段と、
   前記記録材の搬送路を挟んで対向する一対の部材が接触するニップ領域において、前記記録材を加熱及び加圧することによって前記可視画像又は前記不可視画像を前記記録材に定着させる定着手段と、
   前記定着手段によって記録材に定着させられた前記複数の不可視画像を読み取る読取手段と、
   前記読取手段によって前記複数の不可視画像の各々が読み取られた時間間隔を記憶する記憶手段と、
   前記読取手段によって読み取られた前記複数の不可視画像が規則的に配列されているか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段によって前記複数の不可視画像が規則的に配列されていないと判断された場合には、前記記録材におけるしわの発生に関連した情報を出力する情報出力手段と
   自装置の動作モードを第１の動作モード又は第２の動作モードに遷移させるモード切替手段とを備え、
   前記第１の動作モードにおいては、前記記憶手段が、前記読取手段によって前記複数の不可視画像の各々が読み取られた時間間隔を記憶し、
   前記第２の動作モードにおいては、前記判断手段が、前記第１の動作モードにおいて前記記憶手段によって記憶された時間間隔と、当該第２の動作モード中に前記読取手段によって前記複数の不可視画像の各々が読み取られた時間間隔とを比較し、両者が一致していない場合には、前記複数の不可視画像が規則的に配列されていないと判断する画像形成装置。
3. 前記モード切替手段は、自装置において電源が投入されたとき又は自装置の動作条件が初期設定されたときには、前記第１の動作モードに遷移させる請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 画像が形成された記録材の枚数をカウントするカウント手段を備え、
   前記モード切替手段は、前記カウント手段によってカウントされた枚数が決められた値に達する毎に前記第２のモードに遷移させる請求項１又は２記載の画像形成装置。
5. 時刻を計測する計時手段を備え、
   前記モード切替手段は、前記計時手段によって計測された時刻が決められた時間間隔を経過する毎に、前記第２のモードに遷移させる請求項１又は２記載の画像形成装置。

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