JP2012103566A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】用紙に画像を形成する画像形成手段と、無端移動する表面に用紙を接触させて搬送する表面移動体とを備えた画像形成装置において、表面移動体から用紙が分離可能な予め設定された分離位置よりも表面移動方向下流側の所定位置にある表面移動体から前記分離位置を通過した用紙の先端部までの距離を検出する距離検出手段と、距離検出手段の検出結果に基づいて前記距離が所定距離も短い場合に、表面移動体による用紙の搬送を停止する制御を行う制御手段とを有する。
【選択図】図1
Description
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記距離検出手段は、被対象物に光を照射する発光手段と該被対象物から反射された光を受光する受光手段とを有する光学検知手段を有しており、前記光学検知手段は、上記所定位置にある表面移動体に光を照射し反射された光を受光して該所定位置にある表面移動体と該光学検知手段との距離を検知し、上記分離位置を通過した用紙の先端部に光を照射し反射された光を受光して該用紙の先端部と該光学検知手段との距離を検知して、前記所定位置にある表面移動体から前記分離位置を通過した用紙の先端部までの距離を検出することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記表面移動体は画像を用紙に定着する定着部に設けられており、画像形成手段によって用紙の少なくとも先端部分に画像を形成し、上記分離位置よりも表面移動方向下流側で表面移動体に用紙が巻き付くように用紙を所定量搬送した後に、表面移動体による用紙の搬送を停止させ、表面移動体に巻き付ついている用紙の前記画像が形成された箇所からの反射光を上記光学検知手段で検知して、前記表面移動体の用紙が巻き付いている部分と前記光学検知手段との距離を求め、前記表面移動体と前記光学検知手段との距離の校正データを取得する校正データ取得モードを有することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記表面移動体は用紙に画像を転写する転写部に設けられており、上記分離位置よりも表面移動方向下流側で表面移動体に用紙が巻き付くように用紙を所定量搬送した後に、表面移動体による用紙の搬送を停止させ、表面移動体に巻き付ついている用紙の前記画像が形成された箇所からの反射光を上記光学検知手段で検知して、前記表面移動体の用紙が巻き付いている部分と前記光学検知手段との距離を求め、前記表面移動体と前記光学検知手段との距離の校正データを取得する校正データ取得モードを有することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項2、3または4の画像形成装置において、上記光学検知手段から上記所定位置にある表面移動体までの距離と同距離で表面移動部材の軸方向端部に設けられ、前記光学検知手段によって自身からの反射光が検知され得る位置に設けられた被検知部材と、前記表面移動部材に対向する位置と前記被検知部材に対向する位置との間で前記光学検知手段を変位可能に保持する保持手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1、2、3、4または5の画像形成装置において、上記光学検知手段と上記表面移動体との間に距離検出部材を配設したことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の画像形成装置において、上記距離検出部材は上記光学検知手段が受光する反射光の光路を開放及び遮断可能に構成されており、前記光学検知手段を囲うケース部材に形成された開口の開閉部材を兼ねることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項7の画像形成装置において、上記ケース部材が内部に気流が流れるダクトを兼ねることを特徴とするものである。
定着ベルト26は、基材(ポリイミドフィルム)−弾性層(シリコンゴム)−離型層(PFA)の3層によって構成された無端ベルトである。(勿論、ベルトを用いないローラ方式であってもよい。)
図は中間転写ベルト10を用いた二次転写部を表しているが、直接転写でも同様である。その場合、中間転写ベルト10の代わりに感光体(ドラムやベルト)になる。また、分離方式は図示しないが、バイアスを印加した除電針を二次転写ニップよりも用紙搬送方向下流側に配設している。
測距センサ1が有する検出器3ではPSD(または分割型フォトダイオード)を検出素子に利用して、LEDなどの光源2と組み合わせ、レンズ4a,4bなどの適切な光学系を用いると、検出器3の上の光スポット重心位置d、光源2と検出器3との距離B、及び、検出器3からレンズ4bの焦点距離fから、三角測距により数2で示すように測距センサ1から検出対象面501までの距離Lを測定できる。
測距センサ1から距離Lだけ離れた位置に所望の検出対象物500を配し、測距センサ1の出力を測定する。ここでは検出対象物500として、普通紙の白紙と、普通紙に黒ベタ画像を印刷した物との2種類を用意した。
通紙枚数に対応して、通紙枚数0枚から1127枚までの正常状態内では定着ベルト表面の光沢度が単調減少し、通紙枚数1251枚での故障したところで定着ベルト表面の光沢度が大きくなっている。これは次のように説明できる。
(2)通紙を繰り返すにしたがい定着ニップ部では、定着ベルト26と用紙Pとの間の微小なスリップによって用紙Pの研磨作用が働き、定着ベルト表面が荒らされ光沢度が小さくなる。
(3)オフセットが発生すると、定着ベルト表面にトナーがまばらに固着し始め、固着したトナーが定着の熱によって溶融し光沢を発するようになる。この結果、検出される光沢度は再び大きくなる。(トナーは、先ず、まばらに固着するため、標準偏差も大きくなる。)
光沢センサ600に用いられる検出器603には、図7で示した検出器3と同じくPSDや分割型フォトダイオードが用いられる。ただし、図7の検出器3では拡散光を検出していたのに対し、図17の検出器603では光源602からレンズ604aを通過して検出対象物500の検出対象面501で正反射されレンズ604bを通過した正反射光を検出している点が異なる。そして、光沢センサ600と検出対象物500との距離は、測距センサ1に比べて小さく、その結果、測距センサ1と比べてレンズや検出器3の向きに違いが生じる。
本来の測距センサ1の検出メカニズムは、検出対象物500の検出対象面501の拡散光を検出することによって距離Lを求めることである(三角測距)。
測距センサ信号は、時刻に対して分割された多次元情報として扱い、波形パターンを表す一つの指標値を算出する。指標値としては、例えばMTSによってマハラノビス距離を算出する方法が知られている。なお、代表的な用紙Pと画像比率との組み合わせの波形に関するデータは予めデータベース化されている。
指標値(ここではDで表す)の算出は、本出願人による特願2003−184929号公報に記載の方法を用いて行われる。すなわち、データベースに格納された画像形成装置の状態を表す各種センサの情報、稼動情報などの多次元データを用い、入力する複数の情報それぞれに対して互いに異なる座標軸を設定した多次元空間を定義し、その多次元空間での距離を算出する。この距離が指標値Dとなる。指標値Dを使うことにより、所定時間後の装置の故障有無や画像ランクが判定できる。そして、実際に異常が発生したり危険性が高くなったりするまでの期間が時間的猶予となる。
処置方法の決定は以下(1)〜(4)により行われる。
(1)データベースに格納された指標値算出用項目の全項目を使って指標値を算出する。
(2)項目を1つずつ除きそれぞれについて指標値D’を算出する。
(3)「(2)」で算出したそれぞれの指標値を比較し、指標値を増大させる項目を抽出する(すなわち、指標値の増大に対して寄与率の大きい項目を選び出す)。
(4)「(3)」によって修復すべき特性(=部品)が判明するので予め設定した処置方法(交換/調整/清掃など)を参照することによって処置方法を決定できる。
補正された指標値は通紙枚数の増加と共に増大する。そこで定着ベルト26の状態を復旧可能なレベルの指標値を閾値1として、指標値が閾値1を越えたことが検出されたところで後述する回避動作を行う。これによって定着ベルト26の状態が回復するので、指標値は図中の破線で示すような時系列変化となり、定着ベルト26の長寿命化が図られる。さらに通紙枚数が増加していくと回避動作の頻度はやがて常時動作になり、回避動作を行っても指標値は閾値1を越える。そこで、閾値1よりも大きい指標値を閾値2とし複数の閾値を設けることで、ウェブの送り速度を複数段に変えたり、最終的に分離爪9を当接させたりするなど、制御対象や制御量を増やすことができる。
まず、校正データ取得モードを選択し通紙を開始する(S1)。校正データ取得モードは、製造工程やフィールドの保守要員によって実行されるモードであり、画像形成条件や動作が異なる。搬送上の不具合を回避するために紙厚を検出し規格外の用紙Pを遮断する機能を持つ装置では、意図的に巻き付きジャムを発生させる必要があるため、それらは無効に設定する。
また、本実施形態によれば、距離検出手段は、被対象物に光を照射する発光手段である光源2と被対象物から反射された光を受光する受光手段である検出器3とを有する光学検知手段である測距センサ1を有しており、測距センサ1は、検知位置にある表面移動体に光を照射し反射された光を受光して前記検知位置にある表面移動体と測距センサ1との距離を検知し、前記分離位置を通過した用紙Pの先端部に光を照射し反射された光を受光して用紙Pの先端部と測距センサ1との距離を検知して、前記検知位置にある表面移動体から前記分離位置を通過した用紙Pの先端部までの距離を検出する構成を採用することができる。
また、本実施形態によれば、上記表面移動体である定着ベルト26は画像を用紙Pに定着する定着部に設けられており、画像形成手段によって用紙Pの少なくとも先端部分に画像を形成し、上記分離位置よりも表面移動方向下流側で定着ベルト26に用紙Pが巻き付くように用紙Pを所定量搬送した後に、定着ベルト26による用紙Pの搬送を停止させ、定着ベルト26に巻き付ついている用紙Pの前記画像が形成された箇所からの反射光を測距センサ1で検知して、定着ベルト26の用紙Pが巻き付いている部分と測距センサ1との距離を求め、定着ベルト26と測距センサ1との距離の校正データを取得する校正データ取得モードを有する。これにより、意図的に用紙Pの巻き付き状態を作ることによって、定着ベルト26の光沢の影響を受けることなく、精度良く校正データとなる定着ベルト26と測距センサ1との距離を取得することができる。また、校正データを得るためだけに装置内の構造の変更が生じないので、校正データの取得が容易である。
また、本実施形態によれば、上記表面移動体である中間転写ベルト10は用紙Pに画像を転写する転写部に設けられており、上記分離位置よりも表面移動方向下流側で中間転写ベルト10に用紙Pが巻き付くように用紙Pを所定量搬送した後に、中間転写ベルト10による用紙Pの搬送を停止させ、中間転写ベルト10に巻き付ついている用紙Pの前記画像が形成された箇所からの反射光を測距センサ1で検知して、中間転写ベルト10の用紙Pが巻き付いている部分と測距センサ1との距離を求め、中間転写ベルト10と測距センサ1との距離の校正データを取得する校正データ取得モードを有する。これにより、意図的に用紙Pの巻き付き状態を作ることによって、中間転写ベルト10の光沢の影響を受けることなく、精度良く校正データとなる中間転写ベルト10と測距センサ1との距離を取得することができる。また、校正データを得るためだけに装置内の構造の変更が生じないので、校正データの取得が容易である。
また、本実施形態によれば、測距センサ1から前記検知位置にある表面移動体である定着ベルト26までの距離と同距離で定着ベルト26を張架する定着ローラ28の軸方向端部に設けられ、測距センサ1によって自身からの反射光が検知され得る位置に設けられた被検知部材である校正リング12と、定着ベルト26に対向する位置と校正リング12に対向する位置との間で測距センサ1を変位可能に保持する保持手段であるセンサブラケット13とを有することで、校正データを得るために画像形成動作を行う必要が無く、トナーや用紙Pを無駄に消費するのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、定着ベルト26または中間転写ベルト10と測距センサ1との間に距離検出部材であるシャッタ部材6を配設したことで、基準となる定着ベルト26または中間転写ベルト10と測距センサ1との距離以外の取得データがあることにより、測距センサ1と前記距離との関係を示す検量線の精度が高まるので、校正精度を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、シャッタ部材6は測距センサ1が受光する反射光の光路を開放及び遮断可能に構成されており、測距センサ1を囲うケース部材である断熱ケース5に形成された開口である窓部5aの開閉部材を兼ねる。これにより、通常動作で窓部5aをシャッタ部材6で閉じた状態にしてシャッタ部材6を用いた測距センサ1の出力チェックが可能となり、センサ精度の維持を図ったりセンサ異常を早期に検出したりすることができる。また、シャッタ部材6の測距センサ1による検出面が通常動作時では断熱ケース5の内部に面した状態となるので、飛散トナーがシャッタ部材6の検出面に付着し汚れてしまうのが抑えられ、長期にわたって前記検出面の状態を良好に維持することができる。
また、本実施形態によれば、断熱ケース5が内部に気流が流れるダクトを兼ねることで、測距センサ1とシャッタ部材6との間の空間を気流の流路に活用できるので、測距センサ1に対する防塵と冷却に有効である。また、測距センサ1を定着部近傍に設けた場合には、測距センサ1が定着部からの熱の影響を受けにくくなるので、その分、測距センサ1を定着部に近づけて配設することができ、測距センサ1の感度がより高い領域で使用することができる。
2 光源
3 検出器
4a レンズ
4b レンズ
5 断熱ケース
5a 窓部
6 シャッタ部材
7 上ガイド板
8 下ガイド板
9 分離爪
10 中間転写ベルト
11 基層
12 校正リング
13 センサブラケット
13a ガイド面
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 ローラ
17 ベルトクリーニング装置
18 プロセスユニット
20 タンデム部
21 露光装置
22 二次転写装置
22a 二次転写ローラ
23a 張架ローラ
23b 張架ローラ
24 搬送ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 定着ローラ
29 加熱ローラ
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第一走行体
34 第二走行体
35 結像レンズ
36 読み取りセンサ
40 感光体
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ
48 給紙路
49 レジストローラ対
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 給紙路
54 出口ローラ対
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
60 帯電装置
61 現像装置
62 一次転写ローラ
63 クリーニング装置
63 感光体クリーニング装置
64 除電装置
65 現像スリーブ
66 攪拌部
67 現像部
68 スクリュウ
70 現像ケース
71 トナー濃度センサ
72 マグネットローラ
73 ドクタブレード
74 導電性ローラ
75 クリーニングブレード
76 ファーブラシ
77 電界ローラ
78 スクレーパ
79 回収スクリュ
80 トナーリサイクル装置
85 用紙反転装置
90 ファーブラシ
91 ファーブラシ
92 金属ローラ
93 金属ローラ
94 電源
95 電源
96 ブレード
97 ブレード
100 プリンタ部
200 給紙部
300 スキャナ部
400 原稿搬送部
500 検出対象物
501 検出対象面
600 光沢センサ
602 光源
603 検出器
604a レンズ
604b レンズ
Claims (8)
- 用紙に画像を形成する画像形成手段と、
無端移動する表面に用紙を接触させて搬送する表面移動体とを備えた画像形成装置において、
前記表面移動体から用紙が分離可能な予め設定された分離位置よりも表面移動方向下流側の所定位置にある表面移動体から前記分離位置を通過した用紙の先端部までの距離を検出する距離検出手段と、
前記距離検出手段の検出結果に基づいて前記距離が所定距離も短い場合に、前記表面移動体による用紙の搬送を停止する制御を行う制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記距離検出手段は、被対象物に光を照射する発光手段と該被対象物から反射された光を受光する受光手段とを有する光学検知手段を有しており、
前記光学検知手段は、上記所定位置にある表面移動体に光を照射し反射された光を受光して該所定位置にある表面移動体と該光学検知手段との距離を検知し、上記分離位置を通過した用紙の先端部に光を照射し反射された光を受光して該用紙の先端部と該光学検知手段との距離を検知して、前記所定位置にある表面移動体から前記分離位置を通過した用紙の先端部までの距離を検出することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2の画像形成装置において、
上記表面移動体は画像を用紙に定着する定着部に設けられており、
画像形成手段によって用紙の少なくとも先端部分に画像を形成し、上記分離位置よりも表面移動方向下流側で表面移動体に用紙が巻き付くように用紙を所定量搬送した後に、表面移動体による用紙の搬送を停止させ、表面移動体に巻き付ついている用紙の前記画像が形成された箇所からの反射光を上記光学検知手段で検知して、前記表面移動体の用紙が巻き付いている部分と前記光学検知手段との距離を求め、前記表面移動体と前記光学検知手段との距離の校正データを取得する校正データ取得モードを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2の画像形成装置において、
上記表面移動体は用紙に画像を転写する転写部に設けられており、
上記分離位置よりも表面移動方向下流側で表面移動体に用紙が巻き付くように用紙を所定量搬送した後に、表面移動体による用紙の搬送を停止させ、表面移動体に巻き付ついている用紙の前記画像が形成された箇所からの反射光を上記光学検知手段で検知して、前記表面移動体の用紙が巻き付いている部分と前記光学検知手段との距離を求め、前記表面移動体と前記光学検知手段との距離の校正データを取得する校正データ取得モードを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2、3または4の画像形成装置において、
上記光学検知手段から上記所定位置にある表面移動体までの距離と同距離で表面移動部材の軸方向端部に設けられ、前記光学検知手段によって自身からの反射光が検知され得る位置に設けられた被検知部材と、
前記表面移動部材に対向する位置と前記被検知部材に対向する位置との間で前記光学検知手段を変位可能に保持する保持手段を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1、2、3、4または5の画像形成装置において、
上記光学検知手段と上記表面移動体との間に距離検出部材を配設したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6の画像形成装置において、
上記距離検出部材は上記光学検知手段が受光する反射光の光路を開放及び遮断可能に構成されており、前記光学検知手段を囲うケース部材に形成された開口の開閉部材を兼ねることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7の画像形成装置において、
上記ケース部材が内部に気流が流れるダクトを兼ねることを特徴とする画像形成装置。
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