JP2006071924A - 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、可視トナー及び不可視トナーを用いて規則的な可視トナー像及び不可視トナー像を用紙に形成する。可視トナー像は用紙の余白領域に形成され、不可視トナー像は用紙の通常の画像形成領域に形成される。定着処理後にセンサ４５によって用紙上の可視トナー像及び不可視トナー像を読み取り、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、任意の画像データによって表される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通常画像形成手段と、所定の画像データに基づいて、規則的に配列された規則的可視画像を像担持体に形成し、前記記録材の記録領域のうち前記通常画像形成手段によって可視画像が形成されない領域に前記規則的可視画像を転写する規則的可視画像形成手段と、所定の画像データに基づいて、規則的に配列された不可視視画像を像担持体に形成し、前記記録材の記録領域のうち前記通常画像形成手段によって可視画像が形成される領域に、前記不可視画像を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、前記規則的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規則的可視画像又は前記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読み取られた前記規則的可視画像又は前記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規則的可視画像又は前記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を備えた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、画像形成装置は、通常画像形成手段によって可視画像が形成される領域に不可視画像を形成し、それ以外の領域には規則的可視画像を形成する。通常画像形成手段によって可視画像が形成される領域にはユーザが所望する任意の可視画像が形成されるが、しわ発生の兆候を検知するためにこの領域に形成されるのは不可視画像であるから、ユーザが可視画像を視認するのにこの不可視画像が邪魔になることはない。従って、通常画像形成手段が記録材に可視画像を形成するたびに、この不可視画像によってしわ発生の兆候について検査することが可能となる。

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。特に、本発明においては、通常画像形成手段によって形成された可視画像と不可視画像形成手段によって形成された不可視画像とが重ね合わされて用紙に転写される。よって、この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。

本発明に係る画像形成装置において、前記規則的可視画像を表す所定の画像データと、前記不可視画像を表す所定の画像データとが、異なる規則性を有する画像を表したデータであり、前記判断手段は、読み取られた前記規則的可視画像又は前記不可視画像について、それぞれで異なる規則性に基づいて前記判断を行うようにしてもよい。規則的可視画像が形成される記録材上の位置と、不可視画像が形成される記録材上の位置とは異なる。よって、しわの方向や、しわの強弱或いはしわが発生する頻度といった、様々なしわの発生状況が記録材上の位置に応じて異なることを、実験的、経験的或いは論理的に明らかにし、それぞれのしわの発生状況に応じた適切な規則性を規則的可視画像と不可視画像とについてそれぞれ定めることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様においては、前記通常画像形成手段によって可視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、前記規則的可視画像形成手段は、前記カウント手段によってカウントされた枚数が第１の所定値に達する毎に、前記規則的可視画像を像担持体に形成し、該画像を記録材に転写し、前記不可視画像形成手段は、前記カウント手段によってカウントされた枚数が第２の所定値に達する毎に、前記不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。

また、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、前記規則的可視画像形成手段は、前記計時手段によって計測された時刻が所定の第１の時間を経過する毎に、前記規則的可視画像を像担持体に形成し、該画像を記録材に転写し、前記不可視画像形成手段は、前記計時手段によって計測された時刻が所定の第２の時間を経過する毎に、前記不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。

また、別の好ましい態様においては、前記規則的可視画像形成手段が前記規則的可視画像を形成することをユーザが禁止するための操作を行う操作手段を備え、前記操作手段において前記規則的可視画像を形成することが禁止された場合は、前記規則的可視画像形成手段は前記規則的可視画像を形成せずに、前記可視画像形成手段が前記可視画像を形成しつつ、前記不可視画像形成手段が前記不可視画像を形成する。

また、別の好ましい態様においては、前記不可視画像形成手段は、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形成し、前記判断手段は、前記読取手段によって前記複数の線状の不可視画像が一定の時間間隔で読み取られた場合には、該不可視画像が規則的に配列されていると判断し、前記読取手段によって前記複数の線状の不可視画像が一定の時間間隔で読み取られなかった場合には、該不可視画像が規則的に配列されていないと判断するようにしてもよい。このようにすれば、判断手段は、読取手段によって前記複数の線状の不可視画像が一定の時間間隔で読み取られたか否かに基づいて不可視画像が規則性を有しているか否かを判断することができる。即ち、比較的簡易な構成によって不可視画像の規則性を判断することが可能となる。この態様は、前記不可視画像形成手段に限らず、前記規則的可視画像形成手段についても同様である。

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。この態様は、前記不可視画像形成手段に限らず、前記規則的可視画像形成手段についても同様である。

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。この態様は、前記不可視画像形成手段に限らず、前記規則的可視画像形成手段についても同様である。

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。これらの画像データは、ユーザが所望する任意の画像データである。これに対し、画像形成装置１００は、しわの発生の兆候を検知する際には、自身が予め記憶している所定の画像データに基づいて画像形成処理を行う。

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）の各色の可視トナー（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。また、後述するように、画像形成装置１００は、用紙上で可視トナーと不可視トナーとが重ね合わされた状態の画像から不可視トナーだけを検出する必要がある。このため、不可視トナーは、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等により検出することができないような画像にする必要がある。

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）しわ発生の兆候を検知するための原理
制御部１１０は、画像形成ユニット１０を用いて一定の規則性を有するトナー像を用紙に形成し、その用紙上のトナー像をセンサ４５に読み取らせる。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、それによってトナー像の規則性が乱されるから、画像形成装置１００は、そ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。これが本実施形態の原理である。

ここで、用紙に形成されるトナー像について具体的に説明する。
図３は、上述したような規則性を有するトナー像が用紙に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、これによって、用紙Ｐの搬送方向ｍに延びる画像列ｌｘ，ｌｙ１，ｌｙ２が搬送方向ｍと直交する方向にわたって複数形成されている。図３において、点線によって囲まれた領域ＡＸは、ユーザが所望する任意の画像データに基づいて画像形成装置１００が可視画像を形成することが可能な領域である。この領域ＡＸを、以下では「通常画像領域」という。この通常画像領域ＡＸ以外の領域ＡＹは、一般的な画像形成装置では画像を形成することのない、いわゆる余白領域である。

通常画像領域ＡＸ内のトナー像ｐｔ（画像列ｌｘ）は不可視トナーによって形成される。その理由は、通常画像領域ＡＸには前述したように任意の画像データに基づく可視画像が形成されるから、ユーザがこの可視画像を視認するのにトナー像ｐｔが邪魔にならないようにするためである。一方、余白領域ＡＹ内のトナー像ｐｔ（画像列ｌｙ１，ｌｙ２）は可視トナーによって形成される。なぜなら、この余白領域ＡＹには、ユーザが所望する可視画像は形成されないので、この余白領域に可視的なトナー像ｐｔを形成したとしても、それが邪魔になることはないからである。

ただし、用紙の使用目的やユーザの好み等の観点から、余白領域ＡＹに可視画像が形成されているのは適切でない場合もある。従って、本実施形態では、ユーザがユーザインタフェース装置５０やホスト装置などの操作手段を操作することによって、余白領域ＡＹにトナー像ｐｔを形成することを禁止することもできるようになっている。具体的には、余白領域ＡＹにトナー像ｐｔを形成することが禁止されているか否かを示す禁止情報が記憶部１２０に記憶されており、この禁止情報がユーザの操作に従って書き換えられることになる。余白領域ＡＹにトナー像ｐｔを形成することを禁止する禁止情報が記憶部１２０に記憶されている場合には、制御部１１０は、画像形成ユニット１０を制御して、余白領域ＡＹにはトナー像ｐｔを形成せずに、通常画像領域ＡＸに任意の可視画像と不可視のトナー像ｐｔとを重ね合わせた状態で形成する。一方、余白領域ＡＹにトナー像ｐｔを形成することを禁止しないことを意味する禁止情報が記憶部１２０に記憶されている場合には、制御部１１０は、画像形成ユニット１０を制御して、余白領域ＡＹには可視のトナー像ｐｔを形成するとともに、通常画像領域ＡＸに任意の可視画像と不可視のトナー像ｐｔとを重ね合わせた状態で形成する。

可視トナーで形成されたトナー像ｐｔと、不可視トナーで形成されたトナー像ｐｔとは、トナーの種類が異なるだけで、それ以外の構造は同じである。以下の説明においては、両者を区別するときには、前者を「可視トナー像ｐｔ」と呼び、後者を「不可視トナー像ｐｔ」と呼ぶ。また、両者を区別する必要のないときには、単に、「トナー像ｐｔ」と呼ぶことにする。

ここで、図４は、１つのトナー像ｐｔを示した拡大図である。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ｐｒ２）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、トナー像ｐｔ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、この図６では、ユーザが所望する任意の可視画像Ｔと、不可視トナー像ｐｔとが重ね合わされている様子を示している。また、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、画像列ｌｘ，ｌｙ１，ｌｙ２にそれぞれ対応するように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。センサ４５ａ，４５ｃは、それぞれに対応する画像列ｌｙ１，ｌｙ２を構成する可視トナー像ｐｔを読み取る。従って、センサ４５ａ，４５ｃは可視トナーを検出するのに好適な素材によって構成されている。一方、センサ４５ｂは、対応する画像列ｌｘを構成する不可視トナー像ｐｔを読み取る。従って、センサ４５ｂは不可視トナーのみを検出するのに好適な素材によって構成されている。

なお、前述したように、余白領域ＡＹにトナー像ｐｔを形成することが禁止されている場合には、余白領域ＡＹには可視トナー像ｐｔが形成されないから、センサ４５ａ，４５ｃのみが通常画像領域ＡＸ内の不可視トナー像ｐｔを読み取る。一方、余白領域ＡＹにトナー像ｐｔを形成することが禁止されていない場合には、センサ４５ｂが余白領域ＡＹ内の可視トナー像ｐｔを読み取り、センサ４５ａ，４５ｃが通常画像領域ＡＸ内の不可視トナー像ｐｔを読み取る。

（３）動作例
次に、図７は、トナー像ｐｔ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が基準値ｔ₀であれば、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で形成したトナー像を一定の時間間隔ｔ₀で読み取った場合には、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８に示すように、時間ｔが基準値ｔ₀ではないｔ₁とかｔ₂の場合には、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で形成したトナー像を一定の時間間隔ｔ₀で読み取ることができなかった場合には、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。この場合、制御部１１０は、用紙におけるしわの発生に関連した情報を出力する。なお、上記の図７及び図８を用いた説明では１つの画像列についてのみ言及したが、可視トナー像ｐｔの画像列であるか不可視トナー像ｐｔの画像列であるかに関わらず、上記と同様の原理でしわ発生の兆候を検知すするようにすればよい。

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トナー像ｐｔ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、画像形成装置１００は、通常画像領域ＡＸにおいてはトナー像ｐｔを不可視トナーによって形成し、余白領域ＡＹにおいてはトナー像ｐｔを可視トナーによって形成する。通常画像領域ＡＸにはユーザが所望する任意の可視画像が形成されるが、通常画像領域ＡＸに形成される不可視トナー像ｐｔは視認できないため、ユーザが可視画像を視認するのにこの不可視トナー像ｐｔが邪魔になることはない。従って、用紙に任意の可視画像を形成すると同時に、同じ用紙に不可視トナー像ｐｔを形成し、この規則性を見ることで、しわ発生の兆候について検査することが可能となる。一方、余白領域ＡＹにはユーザが所望する可視画像は形成されないので、この余白領域ＡＹ内のトナー像ｐｔは可視トナーによって形成される。可視トナーによって画像列を形成した場合、しわ発生の兆候が明瞭に現れてくると、トナー像ｐｔの画像列が視認し得る程度に歪んでくる。このような状態の用紙は、ユーザ或いは画像形成装置のメンテナンスを専門に行うサービスエンジニアが、しわ発生前の用紙の見本などとして活用することができる。

（４）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。
トナー像ｐｔ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、可視トナー像ｐｔの形状や配置パターンと、不可視トナー像ｐｔの形状や配置パターンとは、必ずしも同一である必要はなく、互いに異なる規則性を有する画像であってもよい。図３を見れば分かるように、可視トナー像ｐｔは用紙Ｐの端部に形成され、不可視トナー像ｐｔは用紙Ｐの中央部に形成されることになる。従って、しわの方向や、しわの強弱或いはしわが発生する頻度といった、様々なしわの発生状況が用紙Ｐの端部と中央部とで異なることを実験的、経験的或いは論理的に明らかにしておけば、それぞれのしわの発生状況に応じて、適切な形状又は配置パターンを可視トナー像ｐｔ及び不可視トナー像ｐｔの各々について定めることができる。このようにして定めた形状又は配置パターンを示すデータを記憶部１２０に記憶させておき、制御部１２０がこのデータを読み出して、画像形成ユニット１０を制御して可視トナー像ｐｔ及び不可視トナー像ｐｔを用紙Ｐに形成させる。そして、制御部１１０は、センサ４５によって読み取られた可視トナー像ｐｔ及び不可視トナー像ｐｔについて、記憶部１２０に記憶されている規則性が維持されているか否かを判断すればよい。
なお、図３では、不可視トナー像ｐｔの画像列を１列とし、可視トナーｐｔ像の画像列を２列としたが、これに限らないことはもちろんである。

実施形態では、ユーザが所望する任意の画像を用紙に形成するたびに、可視トナー像ｐｔ及び不可視トナー像ｐｔの双方を用紙に形成させるものであった。しかし、これに限らず、可視トナー像ｐｔと不可視トナー像ｐｔの各々の形成タイミングを異ならせてもよい。具体的には、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画像形成装置１００に実装しておき、そのカウント手段によってカウントされた枚数が第１の所定値に達する毎に可視トナー像ｐｔを用紙に形成する一方、カウント手段によってカウントされた枚数が第２の所定値に達する毎に不可視トナー像ｐｔを用紙に形成する。第１の所定値＝第２の所定値＝１の場合が、上述した実施形態の内容である。ただし、常に可視トナー像ｐｔが用紙上にあるのは邪魔だと考えるユーザもいるので、例えば、不可視トナー像ｐｔの形成タイミングを“用紙に可視画像を形成するたび（第２の所定値＝１）”とし、可視トナー像ｐｔの形成タイミングを“用紙１００枚に画像を形成する度（第１の所定値＝１００）”などとしてもよい。これらの第１の所定値及び第２の所定値は、ユーザや画像形成装置の設計者の意図に応じて任意に決定し得る。

また、上記と同様の考え方に従い、画像形成装置１００が時刻を計測する計時手段を備えておき、その計時手段によって計測された時刻が所定の第１の時間を経過する毎に可視トナー像ｐｔを用紙に形成する一方、計時手段によって計測された時刻が所定の第２の時間を経過する毎に不可視トナー像ｐｔを用紙に形成するようにしてもよい。例えば、不可視トナー像ｐｔの形成タイミングを１日（２４時間）毎とし、可視トナー像ｐｔの形成タイミングを１０日（２４０時間）毎にする、といった具合である。

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９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９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９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は用紙上のトナー像を読み取り、その読み取り結果に応じて図７乃至図８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、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であってもよい。

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。

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トナー像を示す平面図である。 用紙に形成されるトナー像を示す図である。 センサの構成を示す図である。 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。 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。 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・・・トナー像、ｐｔ１，ｐｔ２・・・線分、Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２・・・フォトダイオード、ｌｘ，ｌｙ１，ｌｙ２・・・画像列、ＡＸ・・・通常画像領域、ＡＹ・・・余白領域。

Claims (5)

1. 任意の画像データによって表される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通常画像形成手段と、
   所定の画像データに基づいて、規則的に配列された規則的可視画像を像担持体に形成し、前記記録材の記録領域のうち前記通常画像形成手段によって可視画像が形成されない領域に前記規則的可視画像を転写する規則的可視画像形成手段と、
   所定の画像データに基づいて、規則的に配列された不可視視画像を像担持体に形成し、前記記録材の記録領域のうち前記通常画像形成手段によって可視画像が形成される領域に、前記不可視画像を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、前記規則的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規則的可視画像又は前記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読み取られた前記規則的可視画像又は前記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規則的可視画像又は前記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
   を備えた画像形成装置。
2. 前記規則的可視画像を表す所定の画像データと、前記不可視画像を表す所定の画像データとが、異なる規則性を有する画像を表したデータであり、
   前記判断手段は、読み取られた前記規則的可視画像又は前記不可視画像について、それぞれで異なる規則性に基づいて前記判断を行う請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記通常画像形成手段によって可視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、
   前記規則的可視画像形成手段は、前記カウント手段によってカウントされた枚数が第１の所定値に達する毎に、前記規則的可視画像を像担持体に形成し、該画像を記録材に転写し、
   前記不可視画像形成手段は、前記カウント手段によってカウントされた枚数が第２の所定値に達する毎に、前記不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請求項１記載の画像形成装置。
4. 時刻を計測する計時手段を備え、
   前記規則的可視画像形成手段は、前記計時手段によって計測された時刻が所定の第１の時間を経過する毎に、前記規則的可視画像を像担持体に形成し、該画像を記録材に転写し、
   前記不可視画像形成手段は、前記計時手段によって計測された時刻が所定の第２の時間を経過する毎に、前記不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請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記規則的可視画像形成手段が前記規則的可視画像を形成することをユーザが禁止するための操作を行う操作手段を備え、
   前記操作手段において前記規則的可視画像を形成することが禁止された場合は、前記規則的可視画像形成手段は前記規則的可視画像を形成せずに、前記可視画像形成手段が前記可視画像を形成しつつ、前記不可視画像形成手段が前記不可視画像を形成する請求項１記載の画像形成装置。

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