JP2013242399A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光導電性の感光体を均一帯電させ、光による画像書き込みを行って静電潜像を形成し、該静電潜像をトナー像として可視化し、トナー画像をシート状記録媒体に転写し、定着する画像形成装置であって、定着装置の定着部材の表面情報を検出する表面情報検出装置200、300を有し、この表面情報検出装置は、定着部材の表面における搬送方向と交わる方向に、複数の光スポットを照射し、各光スポットにおける反射光を受光して検知し、複数の検知結果に基づいて定着部材表面の表面情報を検出するものである。
【選択図】図1
Description
定着されるトナー画像は、モノクロ画像であることもあるが、近来の画像形成装置では「色の異なる複数のトナー画像を互いに重ねて得られるカラートナー画像」であることが多い。
ローラ状に形成された定着部材は「定着ローラ」とも呼ばれる。また、ベルト状に形成された定着部材は「定着ベルト」とも呼ばれる。定着ベルトは「駆動ローラを含む複数のローラ」に巻き掛けられて回転駆動される。
転写紙の切断部(端部の厚みをなす部分)のエッジ部(転写紙表面と切断端面との稜線部)は鋭く、定着の際に、転写部材表面との接触部に力が集中し、定着部材の表面に「切れ込み様の傷」を生じさせ易い。上記「エッジ部」が鋭いことは、日常の紙の取り扱いで「紙のエッジで指を切ったりする」ことからも理解されるであろう。
即ち、切断面に剥きだしになった添加剤が、切断面にそって定着部材表面に付着すると、転写紙を挟持搬送するニップ部において定着部材表面に強く押し付けられ、微小な粒子に応力が集中して定着部材表面を損傷する。特に、定着部材の表面が硬い材質である場合にこのようなことが起こり易い。
特許文献1では、定着部材である定着ローラの表面に光源からの光を照射し、上記表面による反射光を光センサで受光して、上記表面の反射率が測定される。この反射率の経時変化が「定着ローラ表面におけるオフセット量の変化」と関連づけられて、反射率によりオフセットの程度が検出される。
特許文献2の方法では「定着ベルトの表面の粗さと光沢度の相関関係」が知られていることが前提として必要であるが、上記「筋状の傷による定着ベルト表面の粗さ」に関して、特許文献2は何ら記載していない。
図1は、画像形成装置の1種である「カラープリンタ」を説明するための図である。なお、前述の通り、この発明の画像形成装置は、図1に示すカラープリンタに限らず、モノクロ複写機やカラー複写機、ファクシミリ装置やプロッタ装置等として、あるいはこれらの各機能を複合させたMFP等として実施できることは言うまでもない。
図1(b)に示す作像ユニットUYは、光導電性の感光体として感光体ドラム20Yを有し、感光体ドラム20Yの周囲に、帯電器30Y、現像ユニット40Y、転写ローラ50Y、クリーニングユニット60Yを配置した構造となっている。
帯電器30Yは「接触式の帯電ローラ」である。
なお、このような画像書き込みを行なう光走査装置13は、従来から種々のものが良く知られており、光走査装置13としては、これら周知のものが適宜利用される。
形成された静電潜像は、現像ユニット40Mによりマゼンタトナーを用いる反転現像により「マゼンタトナー画像」として可視化される。
形成された静電潜像は、現像ユニット40Cによりシアントナーを用いる反転現像により「シアントナー画像」として可視化される。
形成された静電潜像は、現像ユニット40Bによりブラックトナーを用いる反転現像により「ブラックトナー画像」として可視化される。
同様に、シアントナー画像は、転写ローラ50Cにより、転写ベルト11上に「先に重ね合わせて転写されたイエロートナー画像、マゼンタトナー画像」に重ね合わせられて1次転写される。ブラックトナー画像は、転写ローラ50Bにより、転写ベルト11上のイエロー、マゼンタ、シアンの各色トナー画像に重ね合わせて1次転写される。
加圧ローラ63は、アルミ又は鉄等の芯金の上にシリコーンゴムなどの弾性層を設け、表層はPFAやPTFE等の離型層により構成されている。
クリーニング装置はまた、転写ベルト11から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための排出手段(図示されず)も有している。
図2は、定着装置19による定着を、説明図的に示す図である。
符号Sは、定着されるカラートナー画像を有する転写紙を示している。この説明例では、転写紙Sは「A4サイズ」であり、これを長手方向と幅方向に搬送できるようになっている。符号A4Tは、A4サイズの転写紙Sを長手方向に搬送するときの紙幅を示し、符号A4Lは、A4サイズの転写紙Sを幅方向(短手方向)に搬送するときの紙幅を示している。
この場合は同一サイズの転写紙が「搬送方向に幅が異なる状態」で搬送されるのであるが、このような場合も「搬送方向に幅の異なる複数サイズのシート状記録媒体」の1例とする。
余裕幅:W1、W2は、このような場合にも考慮される。尤も、余裕幅は大きくても「10mm」程度である。
そして、転写紙の幅方向端部が検知領域Aに含まれるとき、転写紙の幅方向端部により形成される筋状の傷の情報である「傷レベル」および/または「傷の位置(主走査方向の位置)」を定着ベルト61の表面情報として定量化する。この点については後述する。
定着部材の表面に「傷(サーミスタや剥離爪との接触による傷や、筋状の傷)」が生じると、前述の如くに、傷の部分で「定着部材とトナー画像の接触圧」が弱くなり、傷に応じて「定着不全」が生じ、定着された画像では「白抜け(画像濃度の低下する減少)」と呼ばれる「画像異常」が発生する。
X方向は、上の説明における「搬送方向に交わる方向」で、説明中の例では「主走査方向」である。
Y方向は「搬送方向」に対応する。Z方向は「X、Y両方向に直交する方向」である。
レンズ素子204は、2つの領域部分から構成されている。
即ち、図3(a)、(b)に示すように、照射用レンズ204-n(n=1〜N)をアレイ配列した照射用レンズアレイの領域と、受光用レンズ204Cによる領域とである。
受光用レンズ204Cは、Y方向にのみ正のパワーを有する。
また、図3(b)に示す符号232は、LED211−nの配列と、PD212−nの配列の間でのフレア光を防止するための遮光壁を示している。
例えば、m=2であるとすれば、反射光を受光する複数のPDは、PD212−n−2、PD212−n−1、PD212−n(これがLED211−nに対応する。)、PD212−n+1、PD212―n+2の5個である。
このために、上記の如くして得られた検知結果:R−nを「微分」する。微分操作には、種々のやり方があるが、ここでは最も簡単な操作として「隣接する検知結果:R−n、R−n+1の差分:(R−n+1)−(R−n)を、PDの配列ピッチ:Pで割算する」ものとして説明する。即ち「隣接する検知結果の傾き」を演算する操作である。
図3に示した如き反射型光センサ200を以下のように構成した。
LED211、PD212の配列数:N=24、順次点灯させるLED:n=3〜22、LED211、PD212の配列ピッチ:1mmとした。
光スポットは、定着ベルト表面にP=1mmで照射されるので、図7(a)における横軸のnは、光スポット照射位置を「mm単位」で表したのと同等である。
傷レベルとしては、前述の「傷の深さ」と「傷の幅」があるが、先ずは「傷の深さ」の検出を説明する(図5における「傷の深さを判定する」)。
この例では「傷の深さは63.1」である。
傷の位置における「反射光強度の低下の比率」は0.16(16%)である。
即ち、傷のある位置での検知結果:R−nから「傷の深さ(粗さ)に相当する反射光強度の低下量」が所定量(例えば50%)低下する反射光強度を持つ位置を算出する。
図10の結果から「傷の半値幅」を3mmとして検出(判定)することができる。
この場合、表面情報検出装置では、上記のようにPD212の検知信号の和を取ることなく「LED211−nに対応したPD212−nの検知内容」を検知結果:R−nとして採用する。
すなわち、主走査方向に照射される各々の光スポット、換言すれば「定着ベルト表面上の主走査方向の各位置」に対応して反射光強度を得ることができる。
また「1つのLEDと1つのPDからなる光センサ」を駆動手段により主走査方向に移動させるセンサ駆動タイプでも良い。
一般的には、最大通紙できる転写紙はA3サイズで、これを長手方向に搬送する場合が多く、「小サイズの用紙幅」としては、A3サイズを除くサイズの転写紙による「筋状の傷」による表面情報の検出が対象となる。
仮に、A2サイズを長手方向に通紙可能な画像形成装置である場合には、A2サイズを除くサイズの転写紙による筋状の傷による表面情報が検出の対象となる。
61 定着ベルト(定着部材)
62 加熱ローラ
63 加圧ローラ
64 定着部ローラ64
65 テンションローラ65
66 剥離爪
200 反射型光センサ
300 表面情報検出装置
S トナー画像を転写されたシート状記録媒体(転写紙)
Claims (11)
- 光導電性の感光体と、この感光体の感光面を均一帯電させる帯電装置と、帯電された感光体に光による画像書き込みを行い、静電潜像を形成する画像書き込み装置と、形成された静電潜像をトナー像として可視化する現像装置と、上記トナー画像をシート状記録媒体に転写する転写装置と、転写されたトナー画像を上記シート状記録媒体に定着する定着装置とを有する画像形成装置であって、
定着装置の定着部材の表面情報を検出する表面情報検出装置を有し、
この表面情報検出装置は、上記定着部材の表面における搬送方向と交わる方向に、複数の光スポットを照射し、各光スポットにおける反射光を受光して検知し、複数の検知結果に基づいて上記定着部材表面の表面情報を検出するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
定着部材表面の表面情報が、シート状記録媒体と定着部材表面との接触に起因する、搬送方向の筋状の傷に係る情報であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2記載の画像形成装置において、
定着部材表面の表面情報が、筋状の傷の傷レベルと傷の位置の少なくとも一方に係る情報であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3記載の画像形成装置において、
定着部材表面の表面情報が、筋状の傷の傷レベルと傷の位置とに係る情報であり、傷の位置を、複数の検知結果に対し、光スポットの配列方向における微分操作により特定することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4記載の画像形成装置において、
表面情報検出装置が、傷の位置での検知結果と、複数の検知結果に対する微分操作の結果である微分値の絶対値がゼロ付近に集まる少なくとも2つの位置での検知結果から、傷レベルを判定するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜5の任意の1に記載の画像形成装置において、
表面情報検出装置が、複数の光スポットを、定着部材表面に、搬送方向に交わる方向へ順次に照射するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項6記載の画像形成装置において、
表面情報検出装置は、1方向に配列されたN(≧1)個のLEDと、これらN個のLEDの個々からの光を定着部材表面に光スポットとして集光させるM(N≧M≧1)個のレンズと、各光スポットにおける定着部材表面での反射光を受光するK(N≧K≧1)個のフォトセンサとを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7記載の画像形成装置において、
搬送方向に幅の異なる複数サイズのシート状記録媒体へのトナー画像の定着が可能であり、
表面情報検出装置を、最大サイズでないシート状記録媒体の幅方向端部を含む該幅方向端部近傍に配置することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜8の任意の1に記載の画像形成装置において、
表面情報検出装置により定着装置の表面に照射される複数の光スポットの配列が、搬送方向に対して直角と異なる方向であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜9の任意の1に記載の画像形成装置において、
表面情報検出装置が1つであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜10の任意の1に記載の画像形成装置において、
定着装置の定着部材が定着ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
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