JP4871706B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。特に、搬送される記録媒体に画像形成を行う画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置として、記録紙検知機能を有する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来例に係る画像形成装置は、記録紙の種類の検出を行い、記録紙種類に応じて設定された画像形成条件を切り替えて画像形成動作を行うものである。
特開昭６４−８２０４９号公報

しかしながら、従来例に係る画像形成装置では、異物が付着した記録紙が給紙搬送された場合であっても、そのまま画像形成部に搬送して画像形成動作を行っていた。

そのため、記録紙に付着した異物が例えばクリップ、ステープラ等の場合、異物が、電子写真プリンタであれば定着器等に大きなダメージを与え、インクジェットプリンタであれば画像形成部のインクヘッドに大きなダメージを与えてしまうという問題があった。

あるいは、記録紙に付着した異物が例えば組み込まれた無線ＩＣタグメモリ等の場合には、該記録紙を電子写真プリンタの定着器に通紙した際に、圧力と熱で異物がダメージを受けてしまうという問題があった。

本発明は、係る状況下でなされたものであり、記録媒体に異物が付着している場合に、装置が異物により受けるダメージあるいは異物が装置により受けるダメージを軽減することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、以下の構成を備える。
（１）搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、記録媒体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送される記録媒体に含まれる異物を、電気的特性の変化を示す異物検出信号として検出する異物検出手段と、前記異物検出手段による検出結果に応じて、前記搬送手段による記録媒体の搬送動作を停止させるか、又は、画像形成装置の動作条件を変更して前記搬送動作を継続させるかを決定する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記異物検出手段によって検出された前記異物検出信号の値が、第一の値より大きく、前記第一の値より大きい第二の値以下の場合、前記画像形成装置の動作条件を変更して記録媒体の搬送動作を継続させ、前記異物検出信号の値が、前記第二の値より大きい場合、記録媒体の搬送動作を停止させるように前記搬送手段の動作を制御することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、記録媒体に異物が付着している場合に、装置が異物により受けるダメージあるいは異物が装置により受けるダメージを軽減することが可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づいて説明する。

ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

以下、本実施例に係る画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。本実施例に係る画像形成装置としては、一例として、電子写真方式を採用した画像形成装置を用いた。

図１は、本実施例に係る画像形成装置の概略ブロック図である。

図１において、１０１は周知の電子写真プロセスで画像形成（プリント）を行う画像形成装置である。画像形成装置１０１は、不図示のホストコンピュータと通信を行い、ホストコンピュータから送られる画像データに基づいて、記録媒体としての記録紙にプリントを行う。１０７は、記録紙を積載保持する記録紙カセットである。記録紙カセット１０７に積載された記録紙は、給紙ローラ１０８と不図示の分離パッドによって１枚ずつ給紙され、記録紙搬送路１２１（図中の破線）上を搬送される。１２３は、搬送される記録紙の先端を検知する記録紙先端検知センサであり、記録紙先端検知センサ１２３からの信号によって、電子写真プロセス制御が開始される。

１０９は、像担持体としての感光体ドラム、現像手段としての現像ローラを含み、帯電プロセス、現像プロセス、転写プロセスを行うための画像形成部である。１０６は、画像形成部１０９とともに転写プロセスを行う転写ユニットである。転写ユニット１０６は、搬送されてきた記録紙を感光体ドラムに押圧するとともに所定値の電圧を印加する転写手段としての転写ローラを含む。本実施例においては、転写ユニット１０６を、記録紙に付着した異物を検出するための異物検出部として利用する。そして、転写ユニット１０６に所定値の電圧あるいは電流を印加したときに検知された転写電流値あるいは転写電圧値が、後述する異物判断部１０２に送信される。１１０は、不図示のホストコンピュータ等からの画像信号に応じてレーザビームをオンオフし、回転ミラーによって感光体ドラム面上を光走査して静電潜像を形成するレーザスキャナユニットである。

画像形成部１０９において、感光体ドラムが帯電プロセスによって一様に帯電され、レーザスキャナユニット１１０によって感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。続いて、現像プロセスによって現像剤としてのトナーでトナー像が形成され、転写プロセスによって記録紙にトナー像が転写される。記録紙に転写されたトナー像は、温度検出素子１１４によって温度制御されている加熱ローラ１１３と、加圧ローラ１１２とから構成される加熱定着器において、圧力と熱で記録紙に定着される。加圧ローラ１１２は、不図示の駆動機構により加熱ローラ１１３への当接離間が可能な構成となっている。

トナー像の定着された記録紙は、記録紙搬送路１２１を通り、排紙ローラ１１５によって記録紙排出部１１１に積載される。

１２２は、制御手段としての画像形成装置制御部であり、画像形成装置のシーケンスを司る画像形成制御部１０４、動作条件変更部１０３、ユーザ報知部１０５を備える。１０２は、異物検出部１０６において検出された信号に基づいて異物を判断する異物検出手段としての異物判断部である。異物判断部１０２は、異物検出部１０６で検知された転写電流値から不図示の微分回路において転写電流変化分を取り出し、転写電流変化部と後述するマスク信号とから異物検出信号を生成し、異物を判断する。異物判断部１０２において異物があると判断された場合は、動作条件変更部１０３によって画像形成装置１０１及び異物のダメージを極力最小限にし、画像形成装置１０１及び異物の劣化を抑える所定の画像形成装置の動作条件が選択される。そして画像形成制御部１０４が、選択された動作条件による動作を実行する。また、ユーザ報知部１０５がユーザにエラーを報知する。

１２０は、異物検出部１０６で検出した信号から、記録紙の有無等の通常の変化で生じる信号を取り除くためのマスク信号である。マスク信号１２０は、記録紙先端検知センサ１２３からの信号によって、画像形成制御部１０４において生成され、異物判断部１０２に送信される。また、異物検出部１０６が記録紙材質、記録紙サイズ等の検出を行う場合は、これらの記録紙情報が画像形成制御部１０４に送出され、検出された記録紙情報に応じた画像形成動作条件でプリントが行われる。

続いて、図２ないし図４を用いて本実施例に係る画像形成装置における異物判断制御を説明する。

図２は、異物を含まない記録紙を搬送した場合、すなわち通常状態で異物検出部１０６において検出される転写電流波形と転写電圧波形の関係を示す図である。図３は、例として導電性の異物が付着した記録紙を搬送した場合に、異物検出部１０６において検出される転写電流波形と転写電流変化、異物検出信号との関係を示す図である。図４は、異物判断制御フローチャートである。

図２において、横軸は時間であり、縦軸２０１は転写電流値、縦軸２０２は転写電圧値である。横軸の０からＴ２０１までは、スタンバイ期間２０３であり、Ｔ２０１からＴ２０２までは、電子写真プロセスをイニシャライズするための前回転期間２０４である。また、Ｔ２０２からＴ２０３までとＴ２０４からＴ２０５までは、それぞれプリント期間２０５、２０７である。Ｔ２０３からＴ２０４までは記録紙と記録紙の紙間２０６、Ｔ２０５以降は後回転処理期間２０８である。

同様に、図３の横軸は時間であり、縦軸３０１は転写電流値である。横軸の０からＴ３０１までは、スタンバイ期間３０３であり、Ｔ３０１からＴ３０２までは、電子写真プロセスをイニシャライズするための前回転期間３０４である。Ｔ３０２からＴ３０３までとＴ３０４からＴ３０５までは、それぞれプリント期間３０５、３０７である。Ｔ３０３からＴ３０４までは記録紙と記録紙の紙間３０６、Ｔ３０５以降は後回転処理期間３０８である。Ｔ３０６は、異物を検出した時間である。３０２は転写電流変化分であり、不図示の微分回路において、転写電流値３０１から転写電流値の変化分が取り出される。３１０は、記録紙搬送と画像形成動作のタイミングから通常状態の変化分、例えば、記録紙の先端突入時、転写出力を変更したとき等における変化分を無効とするマスク信号である。転写電流変化分３０２とマスク信号３１０とから、異物検出信号３１１が得られる。また、２つの異なるスライスレベルが予め設定されており、検出された異物検出信号３１１が第１の変化レベルとしての第１スライスレベル３１３を超えた場合に異物が存在すると判断される。さらに、異物検出信号３１１が第２の変化レベルとしての第２スライスレベル３１２を超えるか否かによって、ダメージレベルが判断される。

前回転期間２０４、３０４においては、図４のステップＳ４０１からステップＳ４０９のフローで制御される。前回転処理制御が開始されると（ステップＳ４０１）、画像形成装置の状態の判別が行われる（ステップＳ４０２）。前回転処理が必要と判断された場合には、前回転処理期間中、予め設定された定電流値で転写出力が行われる（ステップＳ４０３、Ｓ４０６）。そのため、図２において、転写電流値２０１は一定となり、転写電圧値２０２は変動した波形となっている。この期間中の転写電圧値はサンプリングされ（ステップＳ４０５）、前回転処理が終了した時点で（ステップＳ４０６）、前回転処理中にサンプリングした転写電圧値に応じて、プリント時の電圧値を設定する（ステップＳ４０７）。

プリント期間２０５、２０７、３０５、３０７においては、図４のステップＳ４１０からステップＳ４２５のフローで制御される。プリント制御が開始されると（ステップＳ４１０）、状態がチェックされ（ステップＳ４１１）、ステップＳ４０７において設定された電圧値で定電圧制御が行われる（ステップＳ４１２）。そして、転写電流値がモニタされ（ステップＳ４１３）、転写電流値の変化が図３の異物検出信号３１１として検出される（ステップＳ４１４）。ステップＳ４１４において、転写電流値の異常変化が検出されなかった場合、すなわち異物検出信号３１１が第１スライスレベル３１３を超えなかった場合は、プリントが終了するまで定電圧で制御される（ステップＳ４１５）。プリントが終了すると、後回転処理が行われ（ステップＳ４１６）、終了する（ステップＳ４１７）。

ステップＳ４１４において、転写電流値の異常変化が検出された場合、すなわち異物検出信号３１１が第１スライスレベル３１３を超えた場合は、異常処理ルーティンが実行される（ステップＳ４１８）。これは、図３のＴ３０６で示す異物検出信号３１１を検出した場合の処理ルーティンである。異物処理ルーティンにおいて、まず画像形成装置１０１及び異物のダメージレベルが判定される（ステップＳ４１９）。異物検出信号３１１が第２スライスレベル３１２を超えた場合は、このままプリント動作を続行すると画像形成装置１０１あるいは異物に不具合を生じさせる恐れが高いと判断し、プリント動作を緊急停止させる（ステップＳ４２０）。そして、ユーザにエラーを報知し（ステップＳ４２１）、エラー処理を行うとともにメインプログラムへ復帰し、ウェイトする（ステップＳ４２２）。

異物検出信号３１１が第２スライスベル３１２を越えない場合は、画像形成装置１０１あるいは異物に不具合を生じさせる恐れは低いと判断し、記録紙搬送速度の低下、加熱定着器の温度及び圧力の低下等の処理を行い、自動排紙する（ステップＳ４２３）。そして、エラー処理を行い、ユーザにその旨を報知して（ステップＳ４２４）、ウェイトする（ステップＳ４２５）。

以上、本実施例によれば、記録媒体に異物が付着している場合であっても、装置及び異物に与えるダメージを軽減することが可能となる。また本実施例では、電子写真プロセスで使用される転写電流値をモニタすることによって異物検出を行うため、低コストで、ユーザフレンドリーな画像形成装置を提供することができる。さらには、転写電流値の変化分を比較して異物検出を行うため、記録紙や環境等の変動要因をキャンセルして精度良く異物を検出することができる。

なお、本実施例においては、転写電流値をモニタして異物判断を行ったが、特にこれに限定されず、転写電圧値をモニタして異物判断を行ってもよい。

本実施例に係る画像形成装置について説明する。本実施例においては、異物検出部として記録紙搬送路上に設けたレジストローラ対を用いた点が実施例１と異なる。それ以外の実施例１と同様の構成については同一の図面を用いるとともに同一の符号を付し、説明は省略する。

図５は、本実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。

図５において、５０１及び５０２は記録紙の先端書き出し位置を合わせるための搬送手段としてのレジストローラ、５０４は記録紙である。５１３は給紙ローラ、５１４は記録紙先端検知センサ、５１０は感光体ドラム、５０９は帯電ローラである。５０８は不図示のレーザスキャナユニットから照射されたレーザビームであり、画像データに応じてレーザビームが点灯される。５０７は現像ローラであり、トナーにより感光体ドラム５１０上の静電潜像を現像する。５０６は転写ローラであり、感光体ドラム５１０と転写ローラ５０６の当接するニップ部において、感光体ドラム５１０上のトナー像が記録紙に静電転写される。

５１１は加熱ローラであり、内部に発熱ヒータが組み込まれている。５１２は記録紙を加熱ローラ５１１に圧接させるための加圧ローラである。トナー像が静電転写された記録紙は、加熱ローラ５１１と加圧ローラ５１２によって挟持搬送され、熱と圧力によりトナー像が記録紙に定着される。

レジストローラ５０１、５０２は、良導電性の部材から構成される。レジストローラ５０１とレジストローラ５０２とは絶縁されており、また両端が電源５０３に接続され、記録紙がレジストローラ５０１、５０２間を通過する際に、レジストローラ５０１、５０２と記録紙の抵抗値が検出できるようになっている。異物判断部１０２は、この抵抗値とマスク信号とから異物検出信号を生成し、異物を判断する。

図６は、異物検出部において検出される抵抗値と異物検出信号との関係を示す図である。図６において、横軸が時間であり、縦軸６０１が抵抗値、６０２がマスク信号、６０３がマスク処理した後の抵抗値変化分、すなわち異常検出信号である。Ｔ６０２が異物を検出した時間である。ここで、マスク信号６０２は、実施例１では制御に応じてそれぞれマスク信号を生成していたが、本実施例では、記録紙が異物検出部にかかっているときのみ、検出する構成となっている。

異物判断制御フローは実施例１と同様である。しかしながら、図６に示すように１つのスライスレベル６０４のみを設定し、異物による画像形成装置１０１のダメージレベルの判定を行わずに、異常検出信号がスライスレベル６０４を超えた場合、一律に同一の処理を行うようにしてもよい。

以上、本実施例によれば、記録紙搬送に必要なレジストローラを利用して、記録紙の抵抗値を測定することによって、より確実に金属製のステープラ、クリップ等の異物を検出することが可能となる。

なお、記録紙搬送に必要な他の搬送ローラ対を異物検出部として利用してもよい。

もちろん、これらの異物検出部と、記録紙材質や記録紙サイズを検出する記録紙判別部とを兼ねることも可能である。

本実施例に係る画像形成装置について説明する。本実施例においては、異物検出部として記録紙搬送路上に設けた記録紙搬送ガイドを用いた点が実施例１及び実施例２と異なる。それ以外の実施例１及び実施例２と同様の構成については同一の図面を用いるとともに同一の符号を付し、説明は省略する。

図７は、本実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。

図７において、７０１及び７０２は記録紙搬送路上に設けられた記録媒体搬送ガイド部材としての記録紙搬送ガイドであり、７０４は記録紙である。７１３は給紙ローラ、７１４は記録紙紙先端検知センサ、７１０は感光体ドラム、７０９は帯電ローラである。７０８は不図示のレーザスキャナユニットから照射されたレーザビームである。７０７は現像ローラ、７０６は転写ローラである。７１１は加熱ローラであり、内部に発熱ヒータが組み込まれている。７１２は加圧ローラである。

記録紙搬送ガイド７０１、７０２は金属部材であって、交流電源７０３が接続されており、記録紙搬送ガイド７０１、７０２間を通過する記録紙のインピーダンス値を検出することができるようになっている。異物判断部１０２は、このインピーダンス値とマスク信号とから異物検出信号を生成し、異物を判断する。

図８は、異物検出部において検出されるインピーダンス値と異物検出信号との関係を示す図である。図８において、横軸が時間であり、縦軸８０１がインピーダンス値、８０２がマスク信号、８０３がマスク処理した後のインピーダンス変化分、すなわち異常検出信号である。Ｔ８０２が異物を検出した時間である。

本実施例においても異物判断制御フローは実施例１と同様であるが、スライスレベル８０４のみを設定し、実施例２と同様の制御を行う構成であってもよい。

本実施例は、特に、異物として記録紙に埋め込まれたＲＦＩＤを検出する際に有効である。ＲＦＩＤは、近年、バーコードにとって変わり製品や部品の管理に使用され始めている。本実施例においてＲＦＩＤを検出した場合は、図４のステップＳ４２３において、プリント動作条件（定着温度、定着圧力、記録紙搬送速度等）をＲＦＩＤにダメージを与えない条件設定に変更する。

また、本実施例に示されるものの他に、異物検出部としてのアンテナを設けて、ＲＦＩＤに記憶された情報を直接読み取る構成とすることも可能である。

以上、実施例１ないし３では、記録紙搬送路上に低コストで精度の高い異物検出部を設け、記録紙の特性変化を観測することとした。これにより、ユーザが不注意等で導入してしまった画像形成装置にダメージを与える恐れのある異物を含む記録紙を排除することができる。また、異物が無線ＩＣタグメモリやＲＦＩＤ等の場合には、これらの異物が画像形成装置から受けるダメージを排除あるいは軽減することができる。そのため、信頼性の高く、ユーザフレンドリーな画像形成装置を提供することができる。

実施例１に係る画像形成装置の概略ブロック図 転写電流波形と転写電圧波形の関係を示す図 転写電流波形と転写電流変化、異物検出信号との関係を示す図 異物判断制御フローチャート 実施例２に係る画像形成装置の概略断面図 抵抗値と、異物検出信号との関係を示す図 実施例３に係る画像形成装置の概略断面図 インピーダンス値と異物検出信号との関係を示す図

符号の説明

１０２ 異物判断部（異物検出手段に対応）
１０３ 動作条件変更部
１０４ 画像形成制御部
１０５ ユーザ報知部
１０６ 転写ユニット
１２２ 画像形成装置制御部（制御手段に対応）
３１２ 第２スライスレベル（第２の変化レベルに対応）
３１３ 第１スライスレベル（第１の変化レベルに対応）
５０１、５０２ レジストローラ（搬送手段に対応）
７０１、７０２ 記録紙搬送ガイド（記録媒体搬送ガイド部材に対応）

Claims (4)

1. 搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
   記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段により搬送される記録媒体に含まれる異物を、電気的特性の変化を示す異物検出信号として検出する異物検出手段と、
   前記異物検出手段による検出結果に応じて、前記搬送手段による記録媒体の搬送動作を停止させるか、又は、画像形成装置の動作条件を変更して前記搬送動作を継続させるかを決定する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記異物検出手段によって検出された前記異物検出信号の値が、第一の値より大きく、前記第一の値より大きい第二の値以下の場合、前記画像形成装置の動作条件を変更して記録媒体の搬送動作を継続させ、前記異物検出信号の値が、前記第二の値より大きい場合、記録媒体の搬送動作を停止させるように前記搬送手段の動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   静電潜像を担持する像担持体と、
   前記像担持体上の静電潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、
   前記像担持体に圧接して記録媒体を挟持搬送するとともに、所定の電圧又は電流が印加されて該記録媒体に前記現像剤像を転写する転写手段とを備え、
   前記電気的特性の変化は、前記記録媒体が前記像担持体及び前記転写手段により挟持搬送されている際に前記転写手段に所定の電圧又は電流が印加されたときの転写電流値又は転写電圧値の変化であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記搬送手段は、電源に接続された一対の搬送部材を有し、前記搬送部材で記録媒体を挟持搬送するとともに、挟持搬送の際に記録媒体の抵抗値を検知可能であり、
   前記電気的特性の変化は、記録媒体が前記搬送部材により挟持搬送されている際に検知された抵抗値の変化であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   電源に接続された一対の記録媒体搬送ガイド部材を備え、
   前記一対の記録媒体搬送ガイド部材は、前記記録媒体ガイド部材間に記録媒体を通過させることで前記搬送手段による記録媒体の搬送をガイドするとともに、記録媒体が通過する際に記録媒体のインピーダンス値を検知可能であり、
   前記電気的特性の変化は、記録媒体が前記一対の記録媒体搬送ガイド部材を通過する際に検知されたインピーダンス値の変化であることを特徴とする画像形成装置。

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