JP2797803B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機等の
画像形成装置に関し、特に、感光体等のトナー像保持手
段上に残った用紙を検知する用紙検知装置の誤検知防止
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、転写工程終了後の用紙を感光体か
ら剥離する剥離位置を通過した感光体に対して、感光体
上に剥離されずに巻き付いた用紙を検知する用紙検知装
置が用いられている。そして、この用紙検知装置によっ
て感光体の表面に用紙が巻き付いたことを検知すると、
感光体の回転を直ちに停止させ、用紙がクリーナーに突
入して電子写真複写機等が使用不可能になるのを防止す
るように構成されている。

【０００３】この種の用紙検知装置としては、例えば、
特開昭５４−６１９３８号公報や特開昭５４−１５５０
５４号公報に示すようなものがある。特開昭５４−６１
９３８号公報に開示されたものは、感光体が帯電・露光
・現像・転写・分離・清掃の各過程位置を順次に移動す
ることによって一回の複写サイクルを完了する如く設定
された複写機において、露光操作毎に感光体の転写所要
面積外の前端又は後端にトナー濃度制御画像の潜像を形
成せしめる原稿台又は原稿押えカバーに備えた基準像
と、上記潜像が現像されることにより感光体に顕像せら
れたトナー濃度制御画像と感光体から分離不良の転写紙
とを検知する為に照射する発光素子と照射された反射光
を受光する受光素子と、該トナー濃度制御画像を検出す
ることにより発生する上記受光素子からの出力電圧レベ
ルと基準画像濃度の設定レベルを比較してトナー補給動
作を制御する為の比較手段と、感光体と分離不良の転写
紙を検出することにより発生する上記受光素子からの出
力電圧レベルと転写紙分離良好時の設定レベルとを比較
して感光体及び転写紙の移動を停止せしめる為の比較手
段を備えるように構成したものである。

【０００４】また、特開昭５４−１５５０５４号公報に
開示されたものは、検出位置へ発光する発光手段と、前
記検出位置からの正反射光及び乱反射光を検知する検知
手段とを備え、この検知手段の出力手段から前記正反射
光量及び乱反射光量が前記検出位置における検出物の有
無によって異なる状態となることを利用して検出物の有
無を判定するように構成したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上記提案に係る装置の場合には、いずれも感光体上
に残った用紙を、感光体の表面に光を照射する発光素子
と感光体表面側から反射又は拡散される光を受光する受
光素子との組み合わせによって検知するように構成され
ている。そのため、感光体上に残った用紙を当該用紙に
よって拡散反射される光を受光素子により検知すること
で検知可能であるが、感光体上に未転写トナー像があっ
た場合には、これを用紙と誤検知するという問題点があ
った。つまり、電子写真複写機等の画像形成装置で使用
される用紙には、色々な種類があり、使用できる用紙の
全てを検知できるように検出レベルを設定している。そ
のため、現像剤のトナーが黒色トナーの場合には、感光
体上の未転写トナーがセンサ発光部からの光を吸収する
ので問題はないが、現像剤のトナーがカラートナー（特
にイエロートナー）の場合は、感光体上の未転写トナー
像がセンサ発光部からの光を乱反射させて拡散反射光成
分の光量が増加し、検出レベルに達してしまうため、誤
検知が発生するという問題点があった。

【０００６】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、白黒は勿論のことカラー電子写真複写機などに
おいても、感光体上から剥離されずに感光体表面に残っ
た用紙を正確に検知することができ、感光体上の未転写
トナー像と誤検知することのない用紙検知装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
用紙に転写すべきトナー像を画像形成領域に保持するト
ナー像保持手段と、前記トナー像保持手段に保持された
トナー像を用紙に転写した後に前記トナー像保持手段か
ら用紙を剥離する剥離位置の下流側に設けられ、前記ト
ナー像保持手段表面に光を照射する発光素子と当該検知
位置から反射される光を受光する受光素子とからなる光
学式センサを有する前記トナー像保持手段に残った用紙
を検知する検知手段と、前記光学式センサの受光素子か
ら出力される検知信号の立ち上がり特性を識別する識別
手段と、を備えるように構成されている。

【０００８】

【作用】この発明においては、光学式センサの受光素子
から出力される検知信号の立ち上がり特性を識別する識
別手段を備えるように構成されているので、感光体表面
の検知位置に光を照射し、当該検知位置から反射される
光を受光素子によって受光し、当該受光素子から出力さ
れる検知信号によって感光体表面に残った用紙を検知す
る際に、識別手段によって受光素子から出力される検知
信号の立ち上がり特性を識別することができる。そのた
め、感光体上から剥離されずに感光体表面に残った用紙
を正確に検知することができるのは勿論のこと、感光体
上の未転写トナー像の場合には、受光素子から出力され
る検知信号の立ち上がり特性が用紙よりも遅れるため、
両者を識別することができ、未転写トナー像を用紙と誤
検知するのを防止することができる。

【０００９】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１０】図２はこの発明に係る用紙検知装置を適用
し得るカラー電子写真複写機を示すものである。

【００１１】図において、１は感光体ドラムであり、こ
の感光体ドラム１の周囲には、当該感光体ドラム１の表
面を所定の電位に一様に帯電する一次帯電器２と、この
一様に帯電された感光体ドラム１の表面に画像を露光し
て静電潜像を形成するための画像露光３と、感光体ドラ
ム１の表面に形成された静電潜像を現像するためのシア
ン・マゼンタ・イエロー・ブラックの各色のトナー像に
より現像する４個の現像器４と、感光体ドラム１の表面
に形成されたトナー像を転写用紙５上に転写する転写コ
ロトロン６と、感光体ドラム１の表面から転写用紙５を
剥離する剥離爪７と、感光体ドラム１表面の残留トナー
等を清掃するクリーナー８とが配設されている。

【００１２】そして、上記感光体ドラム１の表面から用
紙を剥離する剥離爪７の下流側には、図３に示すよう
に、感光体ドラム１表面の検知位置に光を照射するＬＥ
Ｄ等からなる発光素子１０と当該検知位置から反射され
る光を受光するフォトダイオード等からなる受光素子１
１とから成る光学式センサ１２が配設されている。上記
発光素子１０は、感光体ドラム１の表面に対して所定の
入射角で光を照射するように配置されているとともに、
受光素子１１は、上記発光素子１０の感光体ドラム１の
表面からの正反射光を受光しないように、感光体ドラム
１の表面に対して直角に配置されており、受光素子１１
によって感光体ドラム１表面の検知位置で乱反射される
拡散反射光を受光するようになっている。ここで、感光
体ドラム１表面の検知位置とは、図３に示すように、感
光体ドラム１の表面そのものに設定されている。

【００１３】図１は上記用紙検知装置の電気回路を示す
ものである。図において、２０は発光素子１１を所定の
周期でパルス発光させるための発振回路、１２は拡散反
射型の上記光学式センサ、２１は上記光学式センサ１２
の受光素子１１から出力される検知信号を微分して立ち
上がりを遅らせるとともに、検知信号のノイズを除去す
る微分フィルタ回路、２２はこの微分フィルタ回路２１
からの出力信号を閾値電圧と比較して２値化する２値化
回路、２３はこの２値化回路２２によって２値化された
信号をワンショットトリガにより保持するラッチ回路、
２４はラッチ回路２３の出力を複写機本体側が認識する
まで一定時間保持するタイマ、２５はこのタイマ２４に
よって一定時間保持された信号を解除するリセット回路
である。

【００１４】図４は上記用紙検知装置の電気回路を更に
具体的に示す回路図を示すものである。図において、２
０はフリップフロップ回路からなる上記発振回路であ
り、この発振回路２０は、複写機のプロセススピードに
よって決定される所定の周波数（１〜３ＫＨｚ）、例え
ば、２ＫＨｚで発振するように設定される。ＣＲ１は光
学式センサ１２の発光素子としての発光ダイオードを示
すものであり、この発光ダイオードＣＲ１は、例えば、
可視光領域で発光する。Ｑ４は光学式センサ１２の受光
素子としてのフォトトランジスタである。２１はオペア
ンプＵ４と抵抗Ｒ７、Ｒ２７とコンデンサＣ４、Ｃ１６
等からなる微分フィルタ回路である。２２は作動増幅器
Ｕ１と抵抗Ｒ９、Ｒ１１とからなる２値化回路であり、
抵抗Ｒ９とＲ１１は、閾値電圧を決定するためのもので
ある。Ｕ２はラッチ回路２３、タイマ２４及びリセット
回路２５を兼ねるＩＣ回路、Ｕ３はＩＣ回路Ｕ２の出力
を増幅するオペアンプＵ３等からなる増幅回路である。

【００１５】以上の構成において、この実施例に係る用
紙検知装置では、次のようにして感光体ドラム上に残っ
た用紙の検知が行われる。すなわち、カラー電子写真複
写機では、感光体ドラム１の表面を一次帯電器２によっ
て一様に帯電した後、画像露光３によって３色に色分解
されたブルー、グリーン、レッドのうちの１色目の画像
が露光され、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成さ
れる。この感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、
例えば、１色目のシアン色トナーの現像器４によって現
像され、このトナー像は、転写コロトロン６の帯電によ
って転写用紙５上に転写される。そして、トナー像が転
写された転写用紙５は、図示しない分離帯電器により帯
電を受けるとともに剥離爪７によって感光体ドラム１表
面から剥離され、１色のみの複写の場合には、図示しな
い定着器によってトナー像が定着された後、機外に排出
される。また、２色以上の画像複写を行なう場合には、
定着処理後の転写用紙５を用紙搬送路を介して、再度感
光体ドラム１の転写位置へ所定のタイミングで搬送し、
上記と同様の工程を経て感光体ドラム１上に形成される
２色目以降のトナー像を転写用紙５上に順次転写する。
その際、転写工程終了後の感光体ドラム１表面は、クリ
ーナー８によって清掃され、残留トナー等が除去され
る。

【００１６】ところで、上記感光体ドラム１表面に転写
用紙５が剥離爪７によって剥離されずに巻付いた場合に
は、次のようにして、この転写用紙５が光学式センサ１
２によって検知される。すなわち、感光体ドラム１の表
面には、所定の周波数で点滅する光学式センサ１２の発
光素子１０によって光が照射される。その際、感光体ド
ラム１の表面に転写用紙５が存在しない場合には、図３
に示すように、発光素子１０から照射される光が感光体
ドラム１の表面で正反射され、光学式センサ１２の受光
素子１１には、光が入射しないため、受光素子１１の出
力はなく、感光体ドラム１の表面には、転写用紙５が存
在しないことが検知される。

【００１７】次に、感光体ドラム１の表面に転写用紙５
が巻付いて存在する場合には、図３に示すように、発光
素子１０から照射される光が、感光体ドラム１の表面に
巻付いた転写用紙５の表面によって乱反射され、光学式
センサ１２の受光素子１１には、転写用紙５の表面によ
って乱反射された拡散反射光が入射する。そのため、上
記光学式センサ１２の受光素子１１からは、図６（ａ）
に示すような信号３０が出力される。この受光素子１１
からの出力信号３０は、微分フィルタ回路２１によって
微分され立ち上がりが遅らされるとともに、検知信号３
０のノイズが除去され、この微分フィルタ回路２１から
は、図６（ｂ）に示すような信号３１が出力される。次
に、上記微分フィルタ回路２１から出力された信号３１
は、２値化回路２２によって閾値電圧と比較され、図６
（ｃ）に示すように２値化された信号３２となる。この
２値化された信号３２は、ラッチ回路２３に入力されて
このラッチ回路２３によってタイマ２４によって決定さ
れる所定時間ＴだけＨレベルの信号３３が出力される。
その間、複写機本体の制御回路によって感光体ドラム１
の表面への転写用紙５の巻付きが検出され、感光体ドラ
ム１の回転が直ちに停止される。

【００１８】一方、感光体ドラム１の表面に転写用紙５
が巻付いていないが、イエロートナー等の未転写トナー
像が残留している場合には、図７に示すように、発光素
子１０から照射される光が、感光体ドラム１の表面に残
留するイエロートナー等の未転写トナー像によって乱反
射され、光学式センサ１２の受光素子１１には、未転写
トナー像によって乱反射された拡散反射光が入射する。
そのため、上記光学式センサ１２の受光素子１１から
は、図８（ａ）に示すような信号３０が出力される。

【００１９】ところが、感光体ドラム１の表面に残留す
る未転写トナー像は、エッジ効果によって未転写トナー
像の周縁に位置するトナー量が極微量であるため、この
未転写トナー像によって乱反射されて受光素子１１に入
射し、この受光素子１１から出力される信号３０は、そ
の立ち上がりが図８（ａ）に示すように転写用紙５の場
合に比べて遅れる。したがって、上記受光素子１１から
の出力信号３０は、微分フィルタ回路２１によって微分
し立ち上がりを遅らせると、微分フィルタ回路２１から
の出力信号３１は、図８（ｂ）に示すように、転写用紙
５の場合に比べて大幅に低下する。次に、上記微分フィ
ルタ回路２１から出力された信号３１は、２値化回路２
２によって閾値電圧と比較され、図８（ｃ）に示すよう
に２値化された信号３２となる。その際、微分フィルタ
回路２１からの出力信号３１は小さいため、この出力信
号３１を２値化回路２２によって２値化した信号３２
は、図８（ｃ）に示すように、転写用紙５の場合と異な
りＬレベルとなる。よって、ラッチ回路２３から出力さ
れる信号３３も、Ｌレベルを維持するため、複写機本体
の制御回路は、感光体ドラム１の表面への転写用紙５の
巻付きがないと検出される。

【００２０】このように、２値化回路２２は、転写用紙
５からの反射光と未転写トナー像からの反射光との立ち
上がり特性の変化を検知するものであるため、２値化回
路２２の閾値電圧及び微分フィルタ回路２１の微分定数
等のパラメータは、転写用紙５からの反射光と未転写ト
ナー像からの反射光との立ち上がり特性および、プロセ
ススピードより決定される発光素子１０の発振周波数の
違いを考慮して設定される。たとえば、微分フィルタ回
路２１の微分定数が小さい場合には、転写用紙５からの
反射光と未転写トナー像からの反射光との立ち上がり特
性に基づいて、微分フィルタ回路２１からの出力信号３
１の立ち上がりに殆ど変化が現れないため、転写用紙５
からの反射光と未転写トナー像からの反射光との立ち上
がり特性を識別できない場合も生じる。また、２値化回
路２２の閾値電圧が低すぎる場合には、当然に転写用紙
５からの反射光と未転写トナー像からの反射光との立ち
上がり特性を識別できないことになる。

【００２１】従って、２値化回路２２の閾値電圧及び微
分フィルタ回路２１の微分定数等のパラメータは、転写
用紙５からの反射光と未転写トナー像からの反射光との
立ち上がり特性の違いを考慮して設定されるようになっ
ている。

【００２２】以上の如く、この実施例においては、光学
式センサ１２の受光素子１１から出力される検知信号３
０の立ち上がり特性を識別するための微分フィルタ回路
２１や２値化回路２２等を備えているため、感光体ドラ
ム１表面の検知位置に光を照射し、当該検知位置から反
射される光を受光素子１１によって受光し、当該受光素
子１１から出力される検知信号３０によって感光体ドラ
ム１表面に残った転写用紙５を検知する際に、微分フィ
ルタ回路２１や２値化回路２２等の識別手段によって受
光素子１１から出力される検知信号３０の立ち上がり特
性を識別することができる。そのため、感光体ドラム１
上から剥離されずに感光体ドラム１表面に残った転写用
紙５を正確に検知することができるのは勿論のこと、感
光体ドラム１上の未転写トナー像の場合には、受光素子
１１から出力される検知信号の立ち上がり特性が用紙よ
りも遅れるため、両者を識別することができ、未転写ト
ナー像を転写用紙５と誤検知するのを防止することがで
きる。

【００２３】なお、上記実施例の場合には、感光体ドラ
ム１上の残留した未転写トナー像が、主にイエロートナ
ー等のカラートナーである場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、感光体ドラム１上の残留
した未転写トナー像が黒色トナー１色の場合、即ち白黒
の１色の複写機の場合でも、この発明は適用することが
できる。

【００２４】すなわち、複写機が黒色トナー１色を使用
する白黒の複写機の場合には、光学式センサ１２の発光
素子１０として、感光体ドラム１の表面で正反射される
波長の光を照射するものを用い、受光素子１１として
は、感光体ドラム１の表面で正反射される光を受光する
ように構成する。その際、感光体ドラム１が例えばＯＰ
Ｃ感光体等である場合には、その表面色を考慮して発光
素子１０の発光波長を決定する。そして、感光体ドラム
１上に転写用紙５が巻き付いている場合には、転写用紙
５の表面で光が乱反射するため、受光素子１１に入射す
る光は、感光体ドラム１表面に比べて急激に低下する。
これに対して、感光体ドラム１上に黒色の残留トナーが
存在する場合には、やはり照射光が黒色の残留トナーに
よって乱反射され、受光素子１１に入射する光が低下す
るが、その低下の割合は、残留トナーのエッジ効果によ
って鈍くなる。そのため、転写用紙５からの反射光と未
転写トナー像からの反射光との立ち上がり特性の違いを
識別することによって、前記実施例と同様に転写用紙５
と未転写トナー像とを識別することが可能となる。

【００２５】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、白黒は勿論のことカラー電子写真複写機など
においても、感光体上から剥離されずに感光体表面に残
った用紙を正確に検知することができ、感光体上の未転
写トナー像と誤検知することのない用紙検知装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る用紙検知装置の一実施
例の電気回路を示す一実施例を示すブロック図である。

【図２】 図２はこの発明に係る用紙検知装置を適用し
得る画像形成装置を示す構成図である。

【図３】 図３は光学式センサを示す構成図である。

【図４】 図４はこの発明に係る用紙検知装置の一実施
例の電気回路を示す回路図である。

【図５】 図５は感光体ドラムの表面に用紙が巻き付い
た状態を示す説明図である。

【図６】 図６（ａ）〜（ｄ）はこの実施例の動作をそ
れぞれ示す波形図である。

【図７】 図７は感光体ドラムの表面に付着した未転写
トナー像を示す説明図である。

【図８】 図８（ａ）〜（ｄ）はこの実施例の動作をそ
れぞれ示す波形図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム、５ 転写用紙、１０ 発光素子、１
１ 受光素子、１２光学式センサ、２１ 微分フィルタ
回路、２２ ２値化回路、２３ ラッチ回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 用紙に転写すべきトナー像を画像形成領
   域に保持するトナー像保持手段と、 前記トナー像保持手段に保持されたトナー像を用紙に転
   写した後に前記トナー像保持手段から用紙を剥離する剥
   離位置の下流側に設けられ、前記トナー像保持手段表面
   に光を照射する発光素子と当該検知位置から反射される
   光を受光する受光素子とからなる光学式センサを有する
   前記トナー像保持手段に残った用紙を検知する検知手段
   と、 前記光学式センサの受光素子から出力される検知信号の
   立ち上がり特性を識別する識別手段と、 を備えることを特徴とする画像形成装置。