JP5742783B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は画像形成装置、より詳細には、電子写真プロセスで形成されるトナー画像をシート状記録媒体に定着する方式の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus that fixes a toner image formed by an electrophotographic process onto a sheet-like recording medium.
この発明の画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタやこれらの複合機(MFP)等として実施できる。 The image forming apparatus according to the present invention can be implemented as a copying machine, a printer, a facsimile machine, a plotter, a multi-function machine (MFP) thereof, or the like.
光導電性の感光体を均一帯電させ、均一帯電した感光体に「光による画像書き込み(光像照射や光書き込み)」を行なって、書き込まれた画像に対応する静電潜像を形成し、この静電潜像を現像してトナー画像を得、得られるトナー画像を「転写紙等のシート状記録媒体」に転写し、該シート状記録媒体に定着する方式の画像形成装置は、従来から複写機やMFP(マルチファンクションプリンタ)等として広く知られている。 Uniformly charge the photoconductive photoconductor, and perform “image writing by light (light image irradiation and light writing)” on the uniformly charged photoconductor to form an electrostatic latent image corresponding to the written image. An image forming apparatus of a type that develops the electrostatic latent image to obtain a toner image, transfers the obtained toner image to a “sheet-like recording medium such as transfer paper”, and fixes the toner image on the sheet-like recording medium has been conventionally used. It is widely known as a copier or MFP (multifunction printer).
このような画像形成装置において、定着装置は「トナー画像を転写紙等に固定する」ものであり、定着装置が適正に機能しないと、良好な画像形成が行われない。
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。
In such an image forming apparatus, the fixing device “fixes the toner image to a transfer sheet or the like”, and good image formation cannot be performed unless the fixing device functions properly.
The toner image to be fixed may be a monochrome image, but in a recent image forming apparatus, it is often a “color toner image obtained by superimposing a plurality of toner images of different colors”.
定着装置には、種々の方式のタイプのものがあるが、1対の回転体により「トナー画像を転写されたシート状記録媒体」を挟んで搬送しつつ、トナー画像に熱と圧力とを加えてシート状記録媒体に融着させる方式のものが多い。シート状記録媒体を「挟んで搬送」することを、シート状記録媒体を「挟圧搬送する」と言う。 There are various types of fixing devices, but heat and pressure are applied to the toner image while conveying the “sheet-like recording medium on which the toner image is transferred” between a pair of rotating members. In many cases, it is fused to a sheet-like recording medium. To “carry and convey” the sheet-like recording medium is referred to as “carrying and conveying the sheet-like recording medium”.
回転体の個々は、形態としては「ローラあるいはベルト」が一般的であり、1対の回転体の構成として、ローラ同士の組み合わせや、ベルト同士の組み合わせ、ベルトとローラの組み合わせが可能である。 Each of the rotating bodies is generally “roller or belt” in form, and as a configuration of a pair of rotating bodies, a combination of rollers, a combination of belts, and a combination of a belt and a roller are possible.
これら1対の回転体のうちで、シート状記録媒体の表面側、即ち、トナー画像が形成されている側の面に接触するものを「定着部材」と称する。
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。
Of the pair of rotating bodies, a member that contacts the surface of the sheet-like recording medium, that is, the surface on which the toner image is formed is referred to as a “fixing member”.
The fixing member formed in a roller shape is also called a “fixing roller”. The fixing member formed in a belt shape is also called a “fixing belt”. The fixing belt is wound around “a plurality of rollers including a driving roller” and rotated.
定着部材の表面が「定着部材の回転により移動する方向」を、「定着部材の回転移動方向」と呼ぶが、この方向はまた「記録シートが挟圧搬送される方向」に対応するので、定着部材の表面上でこの方向を「搬送方向」とも呼ぶ。 The “direction in which the surface of the fixing member moves due to the rotation of the fixing member” is referred to as the “direction of rotational movement of the fixing member”, but this direction also corresponds to the “ direction in which the recording sheet is nipped and conveyed ”. This direction is also referred to as the “conveying direction” on the surface of the member.
定着部材の表面は、定着されるトナー画像に接触するので、定着の際に「トナー画像を構成するトナーの一部」が表面に付着する。このように定着部材表面に付着したトナーは、これを放置すれば定着部材表面に固着(以下、「オフセット」とも言う。)したり、シート状記録媒体表面の非画像部に付着したりして定着不全の原因となる。 Since the surface of the fixing member is in contact with the toner image to be fixed, “a part of the toner constituting the toner image” adheres to the surface at the time of fixing. The toner adhering to the surface of the fixing member as described above may be fixed to the surface of the fixing member (hereinafter also referred to as “offset”) if it is left alone, or may adhere to a non-image portion on the surface of the sheet-like recording medium. Causes colonization failure.
これを避けるため、ブラシ等のクリーニング手段によりシート状記録媒体の表面を摺擦して、付着トナーの除去を行なうことも多い。また、定着部材の表面には「トナー画像を定着されたシート状記録媒体」を、定着部材表面から剥離するための剥離爪や、定着部材の表面温度を検知するための温度検知手段(サーミスタ)が当接することがある。 In order to avoid this, the surface of the sheet-like recording medium is often rubbed with a cleaning means such as a brush to remove the adhered toner. Also, on the surface of the fixing member, a “peeling sheet for fixing the toner image” from the surface of the fixing member, and a temperature detecting means (thermistor) for detecting the surface temperature of the fixing member. May come into contact.
これらクリーニング手段や剥離爪、サーミスタは、定着部材表面に物理的に接触するので、この物理的な接触により、定着部材の表面が「磨耗したり損傷したり」する。 Since the cleaning means, the peeling claw, and the thermistor are in physical contact with the surface of the fixing member, the surface of the fixing member is “worn or damaged” by the physical contact.
定着部材の表面の磨耗や損傷は、ある程度に達すると定着部材としての機能を果たせなくするので、このようになった定着部材は交換されることになる。 When the surface of the fixing member becomes worn or damaged to some extent, the fixing member cannot function as a fixing member, and thus the fixing member thus formed is replaced.
定着部材を損傷させる原因として、上には「クリーニング手段や剥離爪、サーミスタとの接触」を挙げたが、損傷の原因となるものは、これらに限らない。「定着動作そのものに起因する損傷」がある。 As a cause of damaging the fixing member, “contact with cleaning means, peeling claw, and thermistor” is mentioned above. However, the cause of damage is not limited thereto. There is “damage caused by the fixing operation itself”.
即ち、定着が行なわれるときには、1対の回転体でシート状記録媒体を挟圧搬送するので、定着部材の表面は、シート状記録媒体から「挟圧力に対する反作用」を受ける。 That is, when fixing is performed, the sheet-like recording medium is nipped and conveyed by a pair of rotating bodies, so that the surface of the fixing member receives a “reaction against the nipping pressure” from the sheet-like recording medium.
シート状記録媒体は、一般には「転写紙」であり、A4サイズやB5サイズ等のように定形にカットされている。
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。
The sheet-like recording medium is generally “transfer paper” and is cut into a fixed shape such as A4 size or B5 size.
The edge part (ridge line part between the transfer paper surface and the cut end surface) of the cut part of the transfer paper (the part forming the thickness of the end part) is sharp, and during fixing, the force concentrates on the contact part with the transfer member surface, It is easy to cause “scratch-like scratches” on the surface of the fixing member. The sharpness of the “edge portion” will be understood from “cutting a finger at the edge of paper” in daily paper handling.
シート状記録媒体のエッジ部による傷は、定着部材の表面に「搬送方向の筋状」に発生するので、以下「筋状の傷」と呼ぶことにする。 Scratches due to the edge portion of the sheet-shaped recording medium occur on the surface of the fixing member as “streaks in the conveying direction”, and are hereinafter referred to as “striated scratches”.
「筋状の傷」を発生させる原因としては、上記のほかに、転写紙が定形サイズに切断されることで「炭酸カルシウムに代表される紙の添加剤(微粒子状で硬い)」が切断面に剥き出しになることを挙げることができる。
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。
In addition to the above, the cause of the occurrence of “streak-like scratches” is that the transfer paper is cut to a standard size, so that “paper additives typified by calcium carbonate (fine and hard)” are cut surfaces. Can be exposed.
That is, when the additive that has been exposed on the cut surface adheres to the surface of the fixing member along the cut surface, it is strongly pressed against the surface of the fixing member at the nip portion where the transfer paper is nipped and conveyed, and stress is concentrated on the fine particles. As a result, the surface of the fixing member is damaged. In particular, this is likely to occur when the surface of the fixing member is made of a hard material.
転写紙以外のシート状記録媒体としてしばしば用いられるオーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシートの場合にも勿論「筋状の傷」が発生し易い。 Of course, even in the case of a plastic sheet for an overhead projector that is often used as a sheet-like recording medium other than transfer paper, “striated scratches” are likely to occur.
このような「筋状の傷」は、定着部材の寿命に悪影響を与えるのみならず、画像の質にも悪影響を与える。 Such “streak-like scratches” not only adversely affect the life of the fixing member, but also adversely affect the image quality.
例えば、画像形成装置による画像形成がA3サイズとA4サイズの転写紙に対して行なわれ、これら2種の転写紙を「長手方向に搬送しつつ定着を行なう」場合を考える。 For example, consider a case where image formation by an image forming apparatus is performed on A3 size and A4 size transfer sheets, and these two types of transfer sheets are “fixed while being conveyed in the longitudinal direction”.
このとき、搬送される転写紙の幅(搬送方向に直交する方向の長さ)は、A4サイズの方がA3サイズよりも小さいが、上記「筋状の傷」は、定着領域における「A4サイズの幅方向端部と、A3サイズの幅方向端部と」に生じることになる。 At this time, the width (the length in the direction perpendicular to the transport direction) of the transfer paper to be transported is smaller in the A4 size than in the A3 size. And the width direction end of A3 size ”.
A4サイズの幅方向端部に「筋状の傷」が生じている定着部材で、A3サイズの転写紙への定着を行なうと、「筋状の傷」はA3サイズの転写領域内にあり、傷の部分では、定着部材とトナー画像の接触圧が弱くなり、筋状の傷にそって「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「筋状の画像異常」が発生することになる。 When fixing to an A3 size transfer paper with a fixing member having “striped scratches” at the end of the A4 size in the width direction, the “striped scratches” are in the A3 size transfer region, In the scratched area, the contact pressure between the fixing member and the toner image becomes weak, and “fixing failure” occurs along the streak, and in the fixed image, this is called “white spot (decrease in image density decreases)”. A “streaky image abnormality” occurs.
上記の「剥離爪やサーミスタ」の接触に起因する傷の場合にも、これと似た画像異常の発生が見られる。 In the case of a scratch caused by contact with the above-mentioned “peeling nail or thermistor”, an image abnormality similar to this is observed.
定着部材表面における前記「トナーの固着(「オフセット」)」の状態や、上記「剥離爪やサーミスタとの接触による傷」の状態については、これを検出する方法が提案されている(特許文献1、2)。
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。
A method for detecting the “toner sticking (“ offset ”)” state on the surface of the fixing member and the “scratch caused by contact with the peeling claw or thermistor” has been proposed (Patent Document 1). 2).
In
また、特許文献2では「剥離爪やサーミスタとの接触による傷」の程度を対象とし、フォトセンサによる「定着ベルトの表面上の傷跡部とその周囲の光沢度」を検知する。光沢度は「定着ベルト表面の表面粗さ」と相関関係があり、この相関関係に基づき、傷の程度を検出する。
In
これに対して、上述した「シート状記録媒体との接触により生じる筋状の傷」については、傷の程度の検出を行なう技術は知られていない。 On the other hand, with respect to the above-mentioned “streaky wound caused by contact with the sheet-like recording medium”, a technique for detecting the degree of the scratch is not known.
特許文献1は「オフセットの程度の検出」以外については開示していない。
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。
In the method of
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、定着部材表面の状態、即ち、上記オフセットや「剥離爪やサーミスタとの接触による傷」のみならず、特に上記「シート状記録媒体との接触により生じる筋状の傷」についても有効に検出可能とした画像形成装置の実現を課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is not limited to the state of the surface of the fixing member, that is, not only the offset and “scratches caused by contact with the peeling claw and the thermistor”, It is an object of the present invention to realize an image forming apparatus that can effectively detect “striated flaws caused by contact with an image”.
この発明の画像形成装置は、回転する定着部材と、該定着部材の外周面と当接し、通過する記録媒体上の未定着トナーを該記録媒体に定着させるニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、を備える定着装置を有する画像形成装置であって、前記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、前記表面情報検出装置は、前記定着部材の外周面に、当該定着部材の回転移動方向に対して直角と異なる角度で交わる方向に複数の光スポットの配列を形成し、各光スポットにおける反射光を受光して検知した複数の検知結果に基づいて、前記定着部材の外周面の表面情報を検出することを特徴する。 An image forming apparatus according to the present invention includes a rotating fixing member, a pressure member that contacts an outer peripheral surface of the fixing member, and forms a nip portion that fixes unfixed toner on the recording medium passing therethrough to the recording medium; An image forming apparatus having a fixing device including a heating unit that heats the fixing member, the image forming apparatus including a surface information detecting device that detects surface information of the fixing member, wherein the surface information detecting device includes the fixing member. the outer peripheral surface of, for the rotational movement direction of the fixing member to form an array of a plurality of light spots in the direction intersecting at different angles perpendicular, a plurality of detection results detected by receiving the reflected light at each light spot Based on this, surface information of the outer peripheral surface of the fixing member is detected.
この発明の画像形成装置によれば、定着部材におけるオフセットや「剥離爪やサーミスタとの接触による傷」のみならず、特に「シート状記録媒体との接触により生じる筋状の傷」についても有効に検出可能であり、定着部材の表面情報の把握により、定着性を良好に維持することが可能となる。 According to the image forming apparatus of the present invention, not only the offset in the fixing member and “scratches due to contact with the peeling claw or thermistor” but also particularly “streak scratches caused by contact with the sheet-like recording medium” are effective. It is possible to detect, and it is possible to maintain good fixability by grasping the surface information of the fixing member.
以下、実施の形態を説明する。
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。
Hereinafter, embodiments will be described.
FIG. 1 is a diagram for explaining a “color printer” which is one type of image forming apparatus. As described above, the image forming apparatus of the present invention is not limited to the color printer shown in FIG. 1, but is a monochrome copying machine, a color copying machine, a facsimile apparatus, a plotter apparatus, etc., or an MFP in which these functions are combined. Needless to say, it can be implemented as such.
図1(a)は、カラープリンタ100の要部のみを説明図的に示している。カラープリンタ100は、所謂「タンデム型のプリンタ」である。
FIG. 1A illustrates only a main part of the
符号11で示す「中間転写体である転写ベルト」は無端ベルトであって、複数のローラ(図においては3本)に掛け回されて設けられ、これらローラのうちの1本である駆動ローラに駆動されて反時計回りに回転するようになっている。
The “transfer belt as an intermediate transfer member” denoted by
転写ベルト11の、図で下側の部分は「平面的」に張られ、この部分に作像ユニットUY、UM、UC、UBが配設されている。ここに、符号中の「Y、M、C、B」は、それぞれ「イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック」の各色を表し、作像ユニットUYはイエロー画像を作像するユニット、作像ユニットUMはマゼンタ画像を作像するユニット、作像ユニットUCはシアン画像を作像するユニット、作像ユニットUBはブラック画像を作像するユニットである。
The lower portion of the
作像ユニットUY〜UBの下方には、「画像書き込み装置」である光走査装置13が配備され、更にその下方にカセット15が配置されている。
Below the image forming units UY to UB, an
上記作像ユニットUY〜UBは、構造的には同一のものであるので、作像ユニットUYを例に取り、図1(b)を参照して簡単に説明する。
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。
Since the image forming units UY to UB are structurally the same, the image forming unit UY is taken as an example and will be briefly described with reference to FIG.
The image forming unit UY shown in FIG. 1B has a photosensitive drum 20Y as a photoconductive photosensitive member, and around the photosensitive drum 20Y, a
The
帯電器30Yと現像ユニット40Yとの間は「走査光LYによる画像書き込み部」として設定されている。転写ローラ50Yは、転写ベルト11を介して感光体ドラム20Yと反対側に配置され、転写ベルト11の裏面に接触している。
A space between the
作像ユニットUM〜UBも、作像ユニットUYと同様の構成であり、これらについて必要あるときは、感光体ドラム20M〜20B、帯電器30M〜30B、現像ユニット40M〜40B、転写ローラ50M〜50B、クリーニングユニット60M〜60Bとする。 The image forming units UM to UB have the same configuration as the image forming unit UY. When necessary, the photoconductor drums 20M to 20B, the chargers 30M to 30B, the developing units 40M to 40B, and the transfer rollers 50M to 50B are used. The cleaning units are 60M to 60B.
このようなカラープリンタ100による「カラー画像プリントのプロセス」は良く知られているが、以下に簡単に説明する。なお、図1(b)における「破線で示す長方形」は、作像ユニットUYのユニットを「一まとめ」に示すものであり、ケーシング等の実体を示すものでは必ずしも無い。
Such a “color image printing process” by the
カラー画像形成のプロセスが開始すると、感光体ドラム20Y〜20B、転写ベルト11が回転を開始する。各感光体ドラム20Y〜20Bの回転は時計回り、転写ベルト11の回転は反時計回りである。
When the color image forming process starts, the photosensitive drums 20Y to 20B and the
感光体ドラム20Y〜20Bの感光面は、帯電器30Y〜30Bによりそれぞれ均一帯電される。光走査装置13は、それぞれの感光体ドラム20Y〜20Bに対して、走査光LY〜LBによる光走査で画像書き込みを行なう。
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。
The photosensitive surfaces of the photosensitive drums 20Y to 20B are uniformly charged by the
Various types of
感光体ドラム20Yに対しては、イエロー画像に応じて強度変調されたレーザビームを走査光LYとして光走査が行われ、イエロー画像が書き込まれ、イエロー画像に対応する静電潜像が形成される。 The photosensitive drum 20Y is optically scanned using a laser beam whose intensity is modulated according to the yellow image as the scanning light LY, and the yellow image is written to form an electrostatic latent image corresponding to the yellow image. .
形成された静電潜像は所謂ネガ潜像であり、現像ユニット40Yによりイエロートナーを用いる反転現像により「イエロートナー画像」として可視化される。
The formed electrostatic latent image is a so-called negative latent image, and is visualized as a “yellow toner image” by reversal development using yellow toner by the developing
可視化されたイエロートナー画像は、転写ローラ50Yにより、転写ベルト11の表面側に静電的に1次転写される。
The visualized yellow toner image is electrostatically primarily transferred onto the surface side of the
感光体ドラム20Mに対しては、マゼンタ画像に応じて強度変調されたレーザビームを走査光LMとして光走査が行われ、マゼンタ画像が書き込まれ、マゼンタ画像に対応する静電潜像(ネガ潜像)が形成される。
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。
The photosensitive drum 20M is optically scanned using a laser beam whose intensity is modulated in accordance with the magenta image as the scanning light LM, and the magenta image is written, and the electrostatic latent image (negative latent image) corresponding to the magenta image ) Is formed.
The formed electrostatic latent image is visualized as a “magenta toner image” by reversal development using magenta toner by the developing unit 40M.
感光体ドラム20Cに対しては、シアン画像に応じて強度変調されたレーザビームを走査光LCとして光走査が行われ、シアン画像が書き込まれ、シアン画像に対応する静電潜像(ネガ潜像)が形成される。
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。
The photosensitive drum 20C is optically scanned using a laser beam whose intensity is modulated according to the cyan image as the scanning light LC, and the cyan image is written, and an electrostatic latent image (negative latent image) corresponding to the cyan image is written. ) Is formed.
The formed electrostatic latent image is visualized as a “cyan toner image” by reversal development using cyan toner by the developing unit 40C.
感光体ドラム20Bに対しては、ブラック画像に応じて強度変調されたレーザビームを走査光LBとして光走査が行われ、ブラック画像が書き込まれ、ブラック画像に対応する静電潜像(ネガ潜像)が形成される。
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。
The photosensitive drum 20B is optically scanned using a laser beam whose intensity is modulated in accordance with the black image as the scanning light LB, the black image is written, and an electrostatic latent image (negative latent image) corresponding to the black image is written. ) Is formed.
The formed electrostatic latent image is visualized as a “black toner image” by reversal development using black toner by the developing unit 40B.
マゼンタトナー画像は、転写ローラ50Mにより転写ベルト11側へ静電的に1次転写されるが、このとき、転写ベルト11上に「先に転写されているイエロートナー画像」に重ね合わせられる。
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。
The magenta toner image is electrostatically primarily transferred to the
Similarly, the cyan toner image is primarily transferred onto the
このようにして、転写ベルト11上で、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー画像が重ね合わせられて「カラートナー画像」が形成される。
In this way, four color toner images of yellow, magenta, cyan, and black are superimposed on the
なお、各感光体ドラム20Y〜20Bは、トナー画像転写後にそれぞれ、クリーニングユニット60Y〜60Bによりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等を除去される。 The photosensitive drums 20Y to 20B are cleaned by the cleaning units 60Y to 60B, respectively, after the toner image is transferred, and residual toner and paper dust are removed.
このようにして転写ベルト11に形成されたカラートナー画像は、2次転写ローラ17により転写ベルト11上からシート状記録媒体である転写紙S上に静電的に「2次転写」され、定着装置19により転写紙S上に定着されてプリンタ外に排出される。
The color toner image formed on the
転写紙Sは、カセット15内に積載されて収容され、図示されない周知の給紙機構により給紙され、図示されないタイミングローラ(レジストローラとも言う。)により尖端部を保持された状態で待機し、転写ベルト11上のカラートナー画像の移動にタイミングを合わせて2次転写部へ送り込まれる。
The transfer sheet S is stacked and accommodated in the
2次転写部は、転写ベルト11と、これに接して連れ回りする2次転写ローラ17との当接部であり、転写ベルト11上のカラートナー画像が2次転写部に到達するのにタイミングを合わせて、転写紙Sがタイミングローラにより2次転写部に送り込まれる。
The secondary transfer portion is a contact portion between the
かくして、カラートナー画像と転写紙Sが重ね合わせられ、カラートナー画像は転写紙S上に静電転写される。 Thus, the color toner image and the transfer paper S are superimposed, and the color toner image is electrostatically transferred onto the transfer paper S.
2次転写によりカラートナー画像を転写された転写紙Sは、続いて、定着装置19を通過する際にカラートナー画像を定着され、その後、カラープリンタ100の上部のトレイTR上に排出される。
The transfer sheet S on which the color toner image is transferred by the secondary transfer is subsequently fixed on the color toner image when passing through the fixing
以上が、カラープリンタ100による「カラー画像プリントのプロセス」の概略説明である。
The above is a schematic description of the “color image printing process” by the
次に、図1(a)のカラープリンタにおける定着装置19を、図1(c)を参照して説明する。
Next, the fixing
定着装置19は、図1(c)に示すように所謂「ベルト定着方式」であり、定着を行なう部分は、図示の如く、定着部材としての定着ベルト61とともに、加熱手段としての加熱ローラ62、定着部ローラ64、加圧部材としての加圧ローラ63、テンションローラ65、剥離爪66等を有している。
The fixing
定着ベルト61は、ニッケル、ポリイミドなどの基材に「PFAやPTFEなどによる離型層」を有するもの、さらには、これら基材と離型層との間に「シリコーンゴムなどの弾性層」を設けた構成である。
The fixing
従って、定着ベルト61の表面は「離型層をなすPFAやPTFEなどの樹脂」であり、その表面の情報が検出の対象である。
Therefore, the surface of the fixing
定着ベルト61は無端ベルトで、加熱ローラ62と転写用ローラ64とに巻き掛けられ、テンションローラ65により「必要な張り」を与えられている。
The fixing
加熱ローラ62は、アルミや鉄による中空ローラで、ハロゲンヒータなどの熱源Hを内包しており、この熱源Hにより、加熱ローラ62を介して定着ベルト61を加熱する。なお、図示されていないが、定着ベルト61の表面温度を検出するための温度センサ(サーモパイル等)が、定着ベルト61の表面に「非接触」で設けられている。
The
定着用ローラ64は、金属の芯金をシリコーンゴムで囲繞し、弾性を付与したものである。定着用ローラ64は、定着ベルト61を反時計回りに回転駆動する。
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。
The fixing
The
加圧ローラ63は、定着用ローラ64と対応する位置で、定着ベルト61に圧接する。この圧接は、定着用ローラ64を変形させ「ニップ部」を形成する。このニップ部が定着部となる。
The
テンションローラ65は、金属の芯金にシリコーンゴムを設けたものである。
The
剥離爪66はその尖端部が、定着ベルト61の表面に当接するようにして、定着用ローラ64の軸方向(紙面に垂直な方向)に複数個配設されている。
A plurality of peeling
前述の如く、定着ベルト61の表面温度を検知する非接触の温度センサ(図示されず)が設けられているが、これに代えて、接触型の温度センサ(サーミスタ)を用いることも可能である。
As described above, a non-contact temperature sensor (not shown) for detecting the surface temperature of the fixing
定着が行なわれるときは、ヒータHにより加熱されつつ定着ベルト61が反時計回り、加圧ローラ63が時計回りにそれぞれ回転し、定着ベルト61の表面温度が定着可能な温度になると、カラートナー画像を転写された転写紙Sが、矢印方向へ搬送されて定着部に進入する。
When fixing is performed, when the fixing
そして、カラートナー画像は、転写部において定着ベルト61側から熱を受け、加圧ローラ63により定着ベルト61に対して押圧されて圧力を受け、転写紙Sに定着される。
The color toner image receives heat from the fixing
補足すると、カラープリンタ100は、転写ベルト11をクリーニングするクリーニング装置(図示されず)を有している。
Supplementally, the
この「クリーニング装置」は、図1(a)において作像ユニットUYの左方において、転写ベルト61がローラに撒き掛けられた部分に対向して、転写ベルト11に当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有し、転写ベルト11上の「残留トナーや紙粉等の異物」を、上記クリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト11をクリーニングするようになっている。
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。
This “cleaning device” is arranged on the left side of the image forming unit UY in FIG. 1A so as to be in contact with the
The cleaning device also has discharge means (not shown) for carrying out and discarding the residual toner removed from the
図1に示した画像形成装置例では、転写方式は、上述の如く「転写ベルト11上に各感光体ドラム20Y〜20Bに形成されたカラートナー画像を順次重畳して1次転写し、転写されたカラートナー画像を2次転写ローラ17により転写紙S上に一括転写する方式」であるが、転写方式はこれに限らない。
In the example of the image forming apparatus shown in FIG. 1, as described above, the transfer method is as follows. “The color toner images formed on the photosensitive drums 20Y to 20B are superimposed one after another on the
例えば、転写ベルト11上に転写紙Sを担持して搬送し、この転写紙Sを各感光体ドラムに対向接触させて各色のトナー画像を、直接転写紙S上に重畳して転写する方式とすることも可能である。この場合も、カラートナー画像の定着は、上記と同様でよい。
For example, the transfer paper S is carried on the
さて、図1に示す画像形成装置(カラープリンタ100)は、定着装置19が、定着部材(定着ベルト64)の表面情報を検出する「表面情報検出装置」を有する。
The image forming apparatus (color printer 100) shown in FIG. 1 has a “surface information detection device” in which the fixing
表面情報検出装置は「定着部材の表面における搬送方向(定着部材の回転移動方向)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の表面(外周面)の表面情報を検出する」ものであるが、説明中の実施の形態においては、反射型光センサ200と表面情報検出部300とにより構成される。
The surface information detection device irradiates a plurality of light spots in a direction intersecting with the conveyance direction (the rotation movement direction of the fixing member) on the surface of the fixing member, receives and detects reflected light at each light spot, and detects a plurality of detections. The surface information of the surface ( outer peripheral surface) of the fixing member is detected based on the result ”, but in the embodiment being described, it is configured by the
以下、図1(c)を参照しつつ、反射型光センサ200について説明する。
図1(c)に示すのは、反射型センサ200の配置の参考例であり、この発明においては、反射型センサ200は後述するように、以下の説明とは異なるように配置される。
反射型光センサ200は、図1(c)に示すように、定着ベルト61の「加熱ローラ62に巻き掛けられた部分」に対向して配置され、定着ベルト61の表面に向かって「定着ベルト61の表面における搬送方向と直角をなして交わる方向」に複数の光スポットを照射する照射部と、定着ベルト61からの反射光を受光するセンサ部とからなる。
Hereinafter, the reflective
FIG. 1C shows a reference example of the arrangement of the
As shown in FIG. 1C, the reflective
上記「定着ベルト61の表面における搬送方向と直角をなして交わる方向」は、光走査による画像書き込みの際の「主走査方向」に対応するので、以下では簡単に「主走査方向」と言う。
The above-mentioned “direction intersecting at right angles to the conveyance direction on the surface of the fixing
表面情報検出部300は、反射型光センサ200に接続され、カラープリンタ100内に配置され、反射型光センサ200からの検知信号を受けて定着ベルト61の表面状態を表面情報として検出する。
The surface
定着部材である定着ベルト61の表面は、当初は無傷であるが、定着動作が繰り返されるに従い、前述のオフセットや、剥離爪66等との接触による傷、シート状記録部材による「筋状の傷」が発生する。
The surface of the fixing
このような「傷やオフセットの生じた表面の状態」、即ち、オフセットの有無や程度、傷の状態や位置」が表面状態であり「表面情報」である。 Such a “surface state in which scratches or offset has occurred”, that is, the presence / absence or degree of offset, the state or position of scratches, is the surface state and is “surface information”.
以下では、主として「筋状の傷」に対する表面情報の検出を説明する。
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。
In the following, detection of surface information for “striated wounds” will be mainly described.
FIG. 2 is a diagram illustratively showing fixing by the fixing
図2における上下方向は「定着ベルト61表面で搬送方向TRDと交わる方向(前述の主走査方向)」に対応する。
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。
The vertical direction in FIG. 2 corresponds to the “direction intersecting the transport direction TRD on the surface of the fixing belt 61 (the aforementioned main scanning direction)”.
Reference numeral S indicates a transfer sheet having a color toner image to be fixed. In this example, the transfer sheet S is “A4 size”, and can be conveyed in the longitudinal direction and the width direction. Symbol A4T indicates the paper width when the A4-size transfer paper S is conveyed in the longitudinal direction, and symbol A4L indicates the paper width when the A4-size transfer paper S is conveyed in the width direction (short direction). .
In this case, the transfer paper of the same size is conveyed in a “state in which the width is different in the conveyance direction”. In such a case as well, an example of “a plurality of sizes of sheet-like recording media having different widths in the conveyance direction” is used. To do.
紙幅A4Lは、定着ベルト61の幅(図の上下方向の長さ)に略等しく、従って、A4サイズの転写紙Sを幅方向(短手方向)に搬送するときには、長手方向の端部に生じる筋状の傷は、実際上殆ど問題とならない。 The paper width A4L is substantially equal to the width of the fixing belt 61 (the length in the vertical direction in the figure). Therefore, when the A4 size transfer paper S is conveyed in the width direction (short direction), it is generated at the end in the longitudinal direction. A streak scar is hardly a problem in practice.
一方、紙幅A4Tは、定着ベルト61の幅よりも短く、筋状の傷は、紙幅A4Lの内側に発生し、前述した問題を生じさせ得る。
On the other hand, the paper width A4T is shorter than the width of the fixing
図2における符号W1、W2は、A4サイズの転写紙Sを長手方向に搬送するとき、主走査方向における転写紙幅端部の移動の「余裕幅」を示している。 Reference numerals W1 and W2 in FIG. 2 indicate “margin width” of movement of the transfer paper width end portion in the main scanning direction when the A4-size transfer paper S is conveyed in the longitudinal direction.
A4サイズの転写紙Sを長手方向に搬送するにしても「主走査方向の搬送位置を各転写紙に対して完全に一致させる」ことはできず、転写紙Sの両側端部の通過位置は、主走査方向にわずかながら変動する。 Even if the A4-sized transfer sheet S is transported in the longitudinal direction, the “transport position in the main scanning direction cannot be completely matched with each transfer sheet”, and the passing positions of both end portions of the transfer sheet S are Fluctuates slightly in the main scanning direction.
あるいはまた、定着ベルト61自体にも、所謂「ベルトの寄り」が発生すると、定着ベルト表面は、主走査方向において転写紙Sの両側端部に対して変動する。
Alternatively, when a so-called “belt shift” occurs in the fixing
余裕幅:W1、W2は、このような変動を考慮したものである。 The margin widths W1 and W2 consider such fluctuations.
また、転写紙Sと定着ベルト61の接触する位置の変動幅が「狭い」と、筋状の傷も狭い範囲に集中して発生するので、転写紙を搬送する際に、転写紙ごとに意図的に「主走査方向での搬送位置」をずらす場合もある。
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。
Further, when the fluctuation range of the position where the transfer sheet S and the fixing
The margin widths W1 and W2 are also considered in such a case. However, the margin width is about “10 mm” at most.
このように、余裕幅:W1、W2を考慮すると、A4サイズの転写紙Sを長手方向に送る場合「筋状の傷の有無」を表面状態として検出するのであれば、検出領域Aは、余裕幅よりも大きく設定する必要がある。 As described above, when the margin widths W1 and W2 are taken into account, when the A4 size transfer sheet S is fed in the longitudinal direction, if “surface presence / absence of streak” is detected as the surface state, the detection region A has a margin. It must be set larger than the width.
図2の例では、検出領域Aは、余裕幅:W1、W2のうち「余裕幅:W2を含む」ように設定され、余裕幅:W1のある側には設けられていない。これは、筋状の傷の発生は、余裕幅:W1の領域と余裕幅W2の領域とで略同様に起こるであろうと考えられ、一方の余裕幅内での検出で実用上は十分であると考えられるからである。 In the example of FIG. 2, the detection area A is set to “include margin width: W2 ” among the margin widths: W1 and W2, and is not provided on the side where the margin width: W1 is present. It is considered that the occurrence of the streak is likely to occur in substantially the same manner in the margin width: W1 region and the margin width W2 region, and detection within one margin width is practically sufficient. Because it is considered.
勿論、余裕幅:W1、W2の各領域に対して検出領域を設定してもよく、さらには、検出領域の大きさを「転写ベルト61の幅全体」に亘るように設定しても良い。
Of course, a detection area may be set for each of the margin widths W1 and W2, and further, the size of the detection area may be set so as to cover “the entire width of the
反射型光センサ200は、主走査方向に複数の光スポットを照射する。これら複数の光スポットが照射される領域が検出領域Aをなす。
The reflective
反射型光センサ200は、長い検出領域Aを形成できるため、反射型光センサ200と転写紙の幅方向端部との「主走査方向の相対的な位置関係」は比較的ラフでよい。
Since the reflective
表面情報検出部300は、反射型光センサ200からの検知信号を受けて、主走査方向に長い検知領域Aにおける「定着ベルトの表面状態」を検知することができる。
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。
The surface
When the width direction end portion of the transfer paper is included in the detection area A, the “scratch level” and / or “scratch position (main position) that is information on the streak formed by the width direction end portion of the transfer paper. The position in the scanning direction) ”is quantified as the surface information of the fixing
ここで傷レベルとは「傷の程度」、すなわち「傷の深さ(粗さ)や傷の幅(大きさ)」を言う。 Here, the scratch level refers to “scratch level”, that is, “scratch depth (roughness) and scratch width (size)”.
「傷の深さ」について補足する。
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。
It supplements about "the depth of a wound".
When “scratches (scratches due to contact with thermistor or peeling claw or streak-like scratches)” occur on the surface of the fixing member, as described above, the “contact pressure between the fixing member and the toner image” is weak at the scratched portion. Thus, “fixing failure” occurs according to the scratch, and “fixed image” causes “image abnormality” called “white spot (decrease in decrease in image density)”.
この明細書に言う「傷の深さ」は、このような「傷と、傷に起因する画像異常との相関関係」を定量的に捉え、画像異常の程度を表すパラメータとして表現したものである。 The “scratch depth” referred to in this specification is a parameter that represents the degree of image abnormality by quantitatively grasping such “correlation between the scratch and image abnormality caused by the wound”. .
次に、反射型光センサ200の1具体例を説明する。
Next, one specific example of the reflective
図3は、反射型光センサ200の具体的な1例を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a specific example of the reflective
図3(a)〜(d)に示す如くにX、Y、Z方向を定める。
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。
X, Y, and Z directions are determined as shown in FIGS.
The X direction is the “direction intersecting the transport direction” in the above description, and is the “main scanning direction” in the example being described.
The Y direction corresponds to the “transport direction”. The Z direction is “a direction orthogonal to both the X and Y directions”.
符号61Sは、定着ベルト61の「検出領域(前述の検出領域A)を含む表面部分」を示す。従って、Z方向は、反射型光センサ200から上記「表面部分61S」に向かう方向である。
図3において、符号201は基板、符号202、203は長手方向側板を示し、符号205、206は長手方向側板、符号204はレンズ素子を示す。
In FIG. 3,
まず、図3(c)を参照すると、この図は、基板201上におけるLED(発光ダイオード)とフォトセンサであるフォトダイオード(以下「PD」と表記する。)の配列状態を説明するための図であり、符号211はLED、符号212はPDをそれぞれ示す。
First, referring to FIG. 3C, this diagram is a diagram for explaining an arrangement state of LEDs (light emitting diodes) and photodiodes (hereinafter referred to as “PD”) as photosensors on the
LED211は、複数個(図には18個が描かれているが、これは説明の便宜上のものであり、LED211の配列個数は、設計条件により定められ、一般には数十個〜数百個に設定できる。)が、基板201の長手方向であるX方向に等間隔的に配列されている。
There are a plurality of LEDs 211 (18 are shown in the figure, but this is for convenience of explanation. The number of
PD212も、複数個が、X方向に等間隔で配列されている。この説明例では、PD212の個数は、LED211の個数と同数、配列ピッチもLED212の配列ピッチと同一である。
A plurality of
LED211の個々に、図3(c)の左側から1つずつ順次に番号を振り、図の左側から数えてn番目のものをLED211−nと表す。LED211の総数をNとすると、全LED211は、LED211−1、211−2、・・・、211−n、・・・211-Nの順次の配列である。
Each
同様に、PD212についても、図3(c)の左側から1つずつ順次に番号を振り、図の左側から数えてn番目のものをPD212−nと表す。PD212の総数はNであって、全PD212は、212−1、212−2、・・・、212−n、・・・212-Nの順次の配列である。
Similarly, the
LED211−n(n=1〜N)と、PD212−n(n=1〜N)とは1対1に対応する。図3(c)に示すように、互いに対応するLED211−nとPD212−nとは、Y方向(搬送方向に対応する方向)において「互いにX方向の同一位置」に配置されている。 The LED 211-n (n = 1 to N) and the PD 212-n (n = 1 to N) correspond one-to-one. As shown in FIG. 3C, the LEDs 211-n and PD 212-n corresponding to each other are arranged at “the same position in the X direction” in the Y direction (direction corresponding to the transport direction).
次に、図3(a)、(b)、(d)を参照して、レンズ素子204を説明する。
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。
Next, the
The
That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, there are an irradiation lens array region in which irradiation lenses 20.04-n (n = 1 to N) are arrayed, and a region by the light receiving lens 204C. .
照射用レンズ204−nの個数は、LED211と同数個(N個)であり、LED211のZ方向上部に、個々のLED211−nと照射用レンズ204−nとが1対1に対応するようにして、X方向に配列されている。
The number of irradiation lenses 204-n is the same number (N) as the
受光用レンズ204Cは、図3(b)および(d)に示すように「単一のシリンドリカルレンズ」であり、PD212−1〜212−Nに共通に対応して、PD212のZ方向上方に配置される。なお、図3(d)は、反射型光センサ200を「Y軸の正の方向から負の側へ向かって見た図」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。
The light receiving lens 204C is a “single cylindrical lens” as shown in FIGS. 3B and 3D, and is disposed above the
The light receiving lens 204C has a positive power only in the Y direction.
照射用レンズアレイの領域と照射用レンズ204Cとは一体的に形成されており、これらは、樹脂成型により一体成形することができる。 The region of the irradiation lens array and the irradiation lens 204C are integrally formed, and these can be integrally formed by resin molding.
図3(a)、(d)において、符号231−1、231−2、・・231−n、・・・231−N−1は「LED211−nと照射用レンズ221−nとの組」の互いに隣接する組間での「フレア光」を防止するための遮光壁を示している。
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。
3 (a) and 3 (d), reference numerals 231-1, 231-2,... 231-n,... 231-N-1 denote “a set of LED 211-n and irradiation lens 221-n”. The light shielding wall for preventing the "flare light" between the mutually adjacent groups is shown.
Moreover, the code |
図3(b)における符号205、206は、幅方向(Y方向)の側板を示す。側板202、203、205、206は、一体化してケースをなしている。
上記遮光壁231、232は「ケース」と樹脂成形により一体化でき、レンズ素子204と遮光壁231、232も樹脂成形により一体化できる。さらに、レンズ素204と遮光壁231、232と「ケース」も樹脂成形により一体化できる。
The
図3(a)に示すように、LED211−nを点灯させると、放射された「発散性の光束」は、LED211−nに対応する照射用レンズ204−nにより集光され、定着ベルト表面61Sを光スポットとして照射する。
As shown in FIG. 3A, when the LED 211-n is turned on, the emitted “divergent light beam” is condensed by the irradiation lens 204-n corresponding to the LED 211-n, and the fixing
定着ベルト表面61Sの「光スポットで照射された部分」での反射光は、図3(d)に示されたように、受光用レンズ222によりY方向にのみ集光されて、PD212−nに入射する。
The reflected light from the “portion irradiated with the light spot” on the
定着ベルト表面61Sによる反射は、鏡面反射と言うわけではなく、反射光はX方向にも広がるので、反射光を受光するPDは「PD221−nのみ」ではない。
The reflection by the fixing
次に、反射型光センサ200の動作を、図4に示すフロー図を用いて説明する。
Next, the operation of the reflective
LED211は、図3(a)の左端のLED211−1から右端のLED211−Nまで(n=1〜N)、「順に1個ずつ点灯と消灯」を繰り返す。所謂「順次点灯」である。 n番目のLED211−nの点灯に同期して、定着ベルト表面61Sからの反射光を、点灯したLED211−nに対向するPD212−nを含む、複数個のPDで受光する。
The
この例では、説明の簡単のため、受光するPDの数は「奇数」であるとし、mを整数として(2m+1)個であるとする。 In this example, for the sake of simplicity of explanation, it is assumed that the number of PDs to be received is “odd”, and m is an integer (2m + 1).
即ち、LED211−nが点灯したときの反射光は、これに対応するPD212−nと「その両側に続くm個のPD」とで受光される。
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。
That is, the reflected light when the LED 211-n is turned on is received by the corresponding PD 212-n and “m PDs on both sides”.
For example, if m = 2, a plurality of PDs that receive reflected light are PD212-n-2, PD212-n-1, PD212-n (this corresponds to LED 211-n), PD212-
これら複数のPDは、受光量を光電変換する。光電変換された信号は、増幅されて「検知信号」となる。PDごとの各検知信号は、検知のつど、表面情報検出部300に送られる。
The plurality of PDs photoelectrically convert the amount of received light. The photoelectrically converted signal is amplified and becomes a “detection signal”. Each detection signal for each PD is sent to the surface
順次点灯が繰り返されて、n=Nとなり、右端のLED211−Nが「点灯・消灯」すると、これを1周期として順次点灯は終了する。 When the lighting is sequentially repeated and n = N, and the rightmost LED 211-N “lights on / off”, the lighting ends sequentially with this as one cycle.
場合によっては検知精度を上げるために、順次点灯を複数周期に亘って行い、各周期での検知結果の平均値処理などを行うこともできる。 In some cases, in order to increase detection accuracy, sequential lighting may be performed over a plurality of cycles, and an average value processing of detection results in each cycle may be performed.
上の説明の場合、n=1で、LED211−1が点灯するとき、受光するPDは5個ではなく、PD212−1、PD212―2、PD212−3の3個である。また、n=Nの場合も、受光するPDは5個ではなく、PD212−N−2、PD212―N−1、PD212−Nの3個である。 In the case of the above description, when n = 1 and the LED 211-1 is lit, the number of PDs received is not five, but three PD21-1, PD212-2, and PD212-3. Even when n = N, the number of PDs to be received is not five, but three PD212-N-2, PD212-N-1, and PD212-N.
このような事情を鑑みると、この場合、順次点灯するLEDを「LED211−1〜LED211−NのN個」とするのではなく、両側の2個ずつを外し「LED211−3〜LED211−N−2のN−4個」について順次点灯を行なうようにしても良い。 In view of such circumstances, in this case, the LEDs that are sequentially turned on are not “LED 211-1 to LED 211-N”, but two LEDs on both sides are removed and “LED 211-3 to LED 211-N—” are removed. You may make it light up sequentially about "N-4 pieces of 2".
即ち、一般的には、点灯・消灯するLED211は、全てのN個を用いる必要はなく、そのうち任意のN’(≦N)個を用いても良い。
That is, in general, it is not necessary to use all
上記の如く、LED211の個々の順次点灯が行なわれ、点灯ごとの検知信号が表面情報検出部300に送られると、表面情報検出部300は、図5に示す如くして表面情報を検出する。
As described above, the individual sequential lighting of LED211 is performed and the detection signal for each lighting is sent to the surface
表面情報検出部300は、各PD(212−1〜212−N)の検知信号を受信する(検知信号数は原則として、LEDが1個点灯・消灯する度に(2m+1)個である。)と、受信するごとに(2m+1)個の検知信号の「和」を演算算出し、これを「検知結果:R−n」とする。n=1〜Nである。
The surface
このようにして、主走査方向に順次に照射される光スポットの各々(主走査方向における定着ベルト表面上の各位置)に対応して、反射光強度:R−nを得ることができる。 In this way, the reflected light intensity: R−n can be obtained corresponding to each of the light spots sequentially irradiated in the main scanning direction (each position on the surface of the fixing belt in the main scanning direction).
次に、検知結果:R−nに基づいて、定着ベルト表面61Sの表面情報を検出する。
Next, surface information of the fixing
一般に、定着ベルト61の表面に傷がある場合には、傷がない場合に比べ、定着ベルト表面61Sからの反射光は「正反射成分が減少」し「拡散反射成分が増加」する。
In general, when the surface of the fixing
上述した例で言えば、LED211−nを点灯したときに、照射される光スポットの位置に傷があれば、この部分では正反射光成分が減少するので、PD212−nが受光する光量は減少し、その周辺のPD212−n−m〜PD212−n−1、PD212−n+1〜PD212−n+mでは、受光量が増大する。しかし、一般的に、傷がある部位に対応する検知結果:R−nは、傷が無い部位のものに比して減少する。
In the above example, when the LED 211-n is turned on, if there is a flaw in the position of the irradiated light spot, the specularly reflected light component is reduced in this portion, so the amount of light received by the PD 212-n is reduced. However, the amount of light received increases in the surrounding PD212-n-m to PD212-n-1 and PD212-
このような検知信号の特性に基づき、表面情報として「傷の有無」と「傷レベル」と「傷の位置(主走査方向の位置)」を表面情報として定量化する。
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。
Based on the characteristics of such detection signals, “surface presence / absence”, “scratch level”, and “scratch position (position in the main scanning direction)” are quantified as surface information.
For this purpose, the detection result: R−n obtained as described above is “differentiated”. There are various methods for the differential operation. Here, as the simplest operation, “adjacent detection result: difference between R−n and R−n + 1: (R−n + 1) − (R−n) Arrangement pitch: Divide by P ". That is, it is an operation for calculating “the inclination of the adjacent detection result”.
図6(a)に、1周期の順次点灯から得られた検知結果:R−nの例を模式的に示す。 FIG. 6A schematically shows an example of the detection result: Rn obtained from sequential lighting in one cycle.
この図では、データ点が13点描かれているが、図示を簡単化するためであり、データ点が13点であることには特に意味がない。 In this figure, 13 data points are drawn, but this is for simplifying the illustration, and it is not particularly meaningful that there are 13 data points.
反射型光センサ200では、主走査方向の定着ベルト表面上の各位置に対応して、反射光強度が得られるので、表面情報検出部300で、複数の反射光強度を主走査方向に比較すると「反射光強度が低下している位置」には傷があることが分かる。
In the reflection type
図6(a)においては、検知領域Aの中央部近傍で、検知結果:R−n(縦軸の反射光強度)の値が減少しており、この事実をもって「傷が存在する」ことが分かる(図5における「傷の有無を判定」)。このようにして、表面情報として「傷の存在」が検出される。 In FIG. 6A, in the vicinity of the center of the detection area A, the value of the detection result: Rn (the reflected light intensity on the vertical axis) is decreased, and this fact indicates that “a flaw exists”. It is understood ("determination of presence / absence of scratch" in FIG. 5). In this manner, “existence of a flaw” is detected as the surface information.
次に、「傷の位置」の検出(図5における「傷の位置を判定」)を説明する。 Next, detection of “scratch position” (“determination of scratch position” in FIG. 5) will be described.
図6(b)は、図6(a)に示した検知結果のデータに対して、前述の微分操作を行なった結果を示している。微分理論一般から明らかなように、極小位置では「微分値が0」であって、極小の前後では「微分値は負から正に向かって変化」している。 FIG. 6B shows a result of performing the above-described differentiation operation on the detection result data shown in FIG. As is clear from general differential theory, “the differential value is 0” at the minimum position, and “the differential value changes from negative to positive” before and after the minimum position.
従って、図6(b)に示すように、微分値が「負から正に大きく変化するゼロクロス位置」を求めることで「傷の位置」を検出(判定)できる。 Accordingly, as shown in FIG. 6B, the “scratch position” can be detected (determined) by obtaining the “zero cross position where the differential value greatly changes from negative to positive”.
なお、「微分値の絶対値」が、予め設定した所定の値より小さい場合は「反射光強度の低下が小さい」ことを示しており「傷は無い」と判定される。 When the “absolute value of the differential value” is smaller than a predetermined value set in advance, it indicates that “the decrease in reflected light intensity is small”, and it is determined that “there is no flaw”.
以下、具体例に即して説明する。
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。
Hereinafter, a description will be given according to a specific example.
The reflection type
The number of
この反射型光センサ200では、定着ベルト表面に1mmピッチで光スポットが照射される。
In the reflection type
40万枚の転写紙(A4サイズの長手方向への搬送)に対して定着を行なった後の定着ベルト61に対して、上述の反射型光センサ200を用いて得られた検知結果:R−nと、主走査方向位置との関係を、図7(a)に示す。
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。
Detection result obtained using the above-mentioned reflection type
Since the light spot is irradiated onto the surface of the fixing belt at P = 1 mm, n on the horizontal axis in FIG. 7A is equivalent to the light spot irradiation position expressed in “mm units”.
図7(b)には、図7(a)の検知結果を主走査方向に対して微分した結果を示す。 FIG. 7B shows a result obtained by differentiating the detection result of FIG. 7A with respect to the main scanning direction.
なお、微分値を平滑化するため「R−(n―1)、R−n、R−(n+1)の3点での傾き」を算出することもできる。 In order to smooth the differential value, “slope at three points of R− (n−1), R−n, and R− (n + 1)” can also be calculated.
図7(b)における「ゼロクロス位置」を求めるとn=12.5となり、LED211−12とLED211−13とに対応する光スポット照射位置の中間である「12.5mmの位置」を傷の位置として検出(判定)できる。 When the “zero cross position” in FIG. 7B is obtained, n = 12.5, and the “12.5 mm position” that is the middle of the light spot irradiation positions corresponding to the LED 211-12 and the LED 211-13 is the position of the scratch. Can be detected (determined).
次に、傷レベルの検出(判定)を説明する。
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」)。
Next, detection (determination) of the scratch level will be described.
The scratch level includes the above-described “scratch depth” and “scratch width”. First, detection of “scratch depth” will be described (“determination of scratch depth” in FIG. 5). .
定性的に見て「傷の深さが深いほど、定着ベルト表面の粗さが大きく、反射光強度の低下が大きい」と考えられる。従って「傷の深さ」を検出するには「反射光強度の低下量」を求めればよい。その模式図を図8に示す。 From a qualitative point of view, it is considered that “the deeper the flaw is, the greater the roughness of the surface of the fixing belt and the greater the decrease in reflected light intensity”. Therefore, in order to detect “the depth of the flaw”, “the amount of decrease in reflected light intensity” may be obtained. A schematic diagram thereof is shown in FIG.
検知結果:R−n(反射光強度)が、図8であるような場合には、単純に「検知結果:R−nの最小値」を求めても良いが、反射型光センサ200の取り付態位の傾きや、定着ベルトの傾き等に起因して、検知結果:R−nに「傾き成分が重畳」されることも考えられる。 When the detection result: Rn (reflected light intensity) is as shown in FIG. 8, the “detection result: minimum value of Rn” may be simply obtained. It is also conceivable that “inclination component is superimposed” on the detection result: R−n due to the inclination of the attached position, the inclination of the fixing belt, and the like.
「傷の位置」は前述のように検出できている。 The “scratch position” can be detected as described above.
傷のない位置は「検知結果:R−nの変動が小さい位置」、即ち「微分値が0付近に集まる位置」である。この点を考慮して、主走査方向に対する微分結果から、傷のない位置を算出できる。 A position without a flaw is “a detection result: a position where the variation of R−n is small”, that is, “a position where the differential value is gathered around 0”. Considering this point, a position without a flaw can be calculated from the differential result with respect to the main scanning direction.
図9を参照して、傷のある位置:n0での検知結果:R−n0と、少なくとも2つの傷のない位置:n1、n2での検知結果:R−n1、R−n2から「反射光強度の低下量」を求める1例を説明する。 Referring to FIG. 9, a detection result at a flawed position: n 0 : R−n 0 and at least two positions without flaws: a detection result at n 1 and n 2 : Rn 1 , R− An example of obtaining the “decrease amount of reflected light intensity” from n 2 will be described.
検知結果:R−nに重畳される傾き成分を差し引くため「複数の傷のない位置での検知結果を結んだ近似直線」と、傷のある位置での検知結果との距離を求めればよい。 Detection result: In order to subtract the slope component superimposed on Rn, the distance between the "approximate straight line connecting the detection results at a position without a plurality of flaws" and the detection result at a flawed position may be obtained.
先に説明した図7(a)、(b)の結果にこの方法を適用し、反射光強度の低下量を求める場合を説明する。 A case will be described in which this method is applied to the results of FIGS. 7A and 7B described above to determine the amount of decrease in reflected light intensity.
図7(b)から、傷の位置に対して「微分値が小さい±20の範囲で複数点集まっている位置」を求めたのが図9(a)である。この図から、傷のない位置としてn=6とn=15を選択できる。 FIG. 9A shows the “position where a plurality of points are collected within a range of ± 20 where the differential value is small” with respect to the position of the scratch from FIG. 7B. From this figure, n = 6 and n = 15 can be selected as positions without scratches.
そこで、傷のある位置:n0=12.5と、傷のない位置:n1=6、n2=15を抽出し、それぞれにおける検知結果:R−nを用いて「傷の深さ(粗さ)」を算出できる。 Therefore, a position having a flaw: n 0 = 12.5, a position having no flaw: n 1 = 6, and n 2 = 15 are extracted, and the detection result in each of them: R−n is used to calculate “depth of flaw ( Roughness) ”can be calculated.
図9(b)における破線は「Rn−n1とRn−n2を結んだ直線」であり、「破線の矢印は傷の深さ」に対応している。
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。
The broken line in FIG. 9B is “a straight line connecting Rn−n 1 and Rn−n 2 ”, and “the broken line arrow corresponds to the depth of the flaw”.
In this example, “scratch depth is 63.1”.
The “ratio of decrease in reflected light intensity” at the position of the scratch is 0.16 (16%).
前述の如く「傷の深さ」は「傷と、傷に起因する画像異常との相関関係」を定量的に捉え、画像異常の程度を表すパラメータとして表現したものであり、この例における傷の深さ「63.1」は「傷そのものの物理的な深さ」ではなく、これに対応する「画像異常(濃度低下)の程度」が特定されるものである。 As described above, “scratch depth” quantitatively captures “correlation between scratches and image abnormalities caused by scratches” and is expressed as a parameter representing the degree of image abnormalities. The depth “63.1” is not the “physical depth of the scratch itself”, but the “degree of image abnormality (density reduction)” corresponding thereto.
図9(b)から、破線で示される傾き成分に「傷の深さが重畳」している様子が見て取れる。 From FIG. 9B, it can be seen that the “scratch depth is superimposed” on the slope component indicated by the broken line.
傷レベル(傷の深さ)が大きくなるにつれ、この「反射光強度の低下」が増加する。 As the scratch level (scratch depth) increases, this “decrease in reflected light intensity” increases.
もう1つの表面情報として「傷の幅(大きさ)」を検出(図5における「傷の幅を判定する」)する方法を説明する。 As another surface information, a method of detecting “scratch width (size)” (“determination of scratch width” in FIG. 5) will be described.
傷の中心位置は前述の如く検出されている。
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。
The center position of the flaw is detected as described above.
That is, a detection result at a position having a flaw: a position having a reflected light intensity at which “a reduction amount of the reflected light intensity corresponding to the depth (roughness) of the flaw” is reduced by a predetermined amount (for example, 50%) from RN. Is calculated.
図10は図9(b)の縦軸を拡大して示す図である。
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。
FIG. 10 is an enlarged view of the vertical axis of FIG.
From the result of FIG. 10, it is possible to detect (determine) the “half-width of the scratch” as 3 mm.
なお、上記の表面情報(表面状態のパラメータ)すべてを検出しても良いし、必要なパラメータのみを判定することもできる。 Note that all of the above surface information (surface state parameters) may be detected, or only necessary parameters may be determined.
上記の例において、反射型光センサ200は「順次点灯」させていたが、複数のLED211を同時点灯することもできる。この場合には、同時点灯のタイミングに同期して、複数のPD212もそれぞれ反射光を受光する。
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。
In the above example, the reflective
In this case, the surface information detection apparatus adopts “detection content of PD 212-n corresponding to LED 211-n” as the detection result: Rn without taking the sum of the detection signals of
That is, the reflected light intensity can be obtained corresponding to each light spot irradiated in the main scanning direction, in other words, “each position in the main scanning direction on the surface of the fixing belt”.
反射型光センサの形態は、上に説明した反射型光センサ200に限定されるものではない。定着ベルトの表面に「主走査方向に複数の光スポットを照射でき,その反射光が受光できる構成」であれば良い。
The form of the reflective optical sensor is not limited to the reflective
上に説明した反射型光センサ200は「複数のLEDと複数のPDが1対1に対向するアレイタイプ」であるが、レーザを光偏向器で偏向し、定着ベルトの表面からの反射光を1つないしは複数のPDで受光するような光偏向タイプも可能である。
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。
The reflection type
Further, a sensor driving type in which “an optical sensor including one LED and one PD” is moved in the main scanning direction by a driving unit may be used.
上に説明した実施の形態例においては、反射型光センサ200は、定着ベルト61の表面上の主走査方向において、A4サイズを長手方向に搬送する場合の用紙幅端部の片側に比較的ラフに配置できる。
In the embodiment described above, the reflective
反射型光センサ200を上記用紙幅端部の近傍に置くことにより、検知領域Aの主走査方向の長さを短くしても、上記用紙幅端部を検知領域Aに含むようにできる。すなわち、検知領域Aを短くできることは「反射型光センサ200を、特に主走査方向に小型化」することが可能になるメリットがある。
By placing the reflective
「傷の幅」は、数100μm〜数mm程度で、傷の位置の変動範囲は数mm程度であることから、検知領域Aは「主走査方向に5mm〜15mm程度」の大きさが好適である。 Since the “scratch width” is about several hundred μm to several mm and the fluctuating position variation range is about several mm, the detection area A preferably has a size of “about 5 mm to 15 mm in the main scanning direction”. is there.
この発明の画像形成装置はまた、例えば、A3サイズ、A4サイズ、A5サイズなどの「複数のサイズの転写紙」を使用することができる。
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。
The image forming apparatus of the present invention can also use “a plurality of sizes of transfer paper” such as A3 size, A4 size, and A5 size.
In general, the transfer paper that can pass the maximum size is A3 size, and this is often conveyed in the longitudinal direction, and the “small paper width” is a “streaked” transfer paper of a size other than A3 size. The detection of surface information due to “scratches” is a target.
If the image forming apparatus is capable of passing the A2 size in the longitudinal direction, the surface information due to the streak of the transfer paper having a size other than the A2 size is a detection target.
上の説明例では、反射型光センサ200は1つ使用されているが、A4サイズの長手方向の搬送幅の両端に存在するから、反射型光センサ200を搬送幅両側に1個ずつ、計2個配置することもできる。
In the above explanation example, one reflection type
しかし、前述したように、筋状の傷の発生は、上記両端部で略同様に起こり、傷レベルに大きな相違は見られないこことから、上の説明のように、片側のみでも十分である。 However, as described above, the occurrence of streak is almost the same at both ends, and no significant difference is seen in the scratch level. From this point on, only one side is sufficient as described above. .
配置する反射型光センサを1個とすると、複数個用いる場合に発生する「反射型光センサの特性ばらつきや取り付ばらつき」の影響を受けることなく、定着部材の表面情報を良好に検知することができる。 If one reflection type photosensor is arranged, the surface information of the fixing member can be detected well without being affected by "variation in characteristics or attachment variation of the reflection type photosensor" that occurs when a plurality of reflection photosensors are used. Can do.
上に説明した例では、前述の如く、反射型光センサの配置は「参考例」であって、反射型光センサにより照射される「光スポットの配列」を、搬送方向に対して直交する「主走査方向」とした(図11(a)はこの場合であり、符号SPは光スポットを表す)。 In the example described above, as described above, the arrangement of the reflection type photosensors is a “reference example”, and the “array of light spots” irradiated by the reflection type photosensors is orthogonal to the conveyance direction. “Main scanning direction” (FIG. 11A shows this case, and symbol SP represents a light spot) .
この発明の画像形成装置における表面情報検出装置は、定着部材の外周面に、定着部材の回転移動方向に対して「直角と異なる角度で交わる方向」に複数の光スポッの配列を形成する。
図11(b)は、「光スポットSPの配列が、搬送方向に対して直角と異なる方向」となる場合の1例であり、搬送方向(Y方向)に対して45度傾けた場合を示す。
このようにすることにより、主走査方向の検知領域A’は、検知領域Aの「1/√2」に短くなるが、主走査方向の光スポットの配列ピッチも1/√2に小さくでき、検知結果の位置分解能を向上させることができる。
勿論、「光スポットSPの配列は、搬送方向(Y方向)に対して45度と異なる角度傾けることもできる。
The surface information detection device in the image forming apparatus of the present invention forms an array of a plurality of light spots on the outer peripheral surface of the fixing member in a “direction intersecting at a different angle from a right angle” with respect to the rotational movement direction of the fixing member.
FIG. 11B is an example of the case where “the arrangement of the light spots SP is different from the direction perpendicular to the transport direction”, and shows a case where the light spot SP is inclined 45 degrees with respect to the transport direction (Y direction). .
By doing so, the detection area A ′ in the main scanning direction is shortened to “1 / √2” of the detection area A, but the arrangement pitch of the light spots in the main scanning direction can also be reduced to 1 / √2. The position resolution of the detection result can be improved.
Of course, “the arrangement of the light spots SP can be inclined at an angle different from 45 degrees with respect to the transport direction (Y direction).
上に説明した実施の形態では、定着ベルトにおける「筋状の傷」による表面情報を主たる検出対象とする場合であるが、検出対象は、これに限らず、前述のオフセットや「サーミスタや剥離爪との接触に起因する傷」であることもできる。 In the embodiment described above, the surface information due to “striated flaws” on the fixing belt is the main detection target. However, the detection target is not limited to this, and the above-described offset or “thermistor or peeling nail” is used. It can also be a “scratch caused by contact with the”.
例えば、オフセットの場合、定着ベルト表面に固着したトナーの状態が「フィルム状」である場合であると、検知結果である反射光強度:R−nの低下は「比較的小さくて、且つ、広い範囲にわたる」ので、このような特性から検出できる。 For example, in the case of offset, when the state of the toner fixed on the surface of the fixing belt is “film-like”, the decrease in the reflected light intensity: Rn, which is the detection result, is “relatively small and wide. It can be detected from such characteristics.
また、「筋状の傷の幅」は、前述の如く数100μm〜数mm程度であるのに対し、「サーミスタや剥離爪との接触に起因する傷」の幅は「数10μm〜数100μm」であり、その発生位置も略決まっているので、検出位置と傷の幅とにより「筋状の傷」と区別できる。 Further, as described above, the width of the “scratches caused by contact with the thermistor or the peeling nail” is “several tens μm to several hundreds μm”, whereas the “scratch width” is about several hundreds μm to several mm as described above. Since the occurrence position is substantially determined, it can be distinguished from a “streaky wound” by the detection position and the width of the wound.
上には、定着部材として「定着ベルト」の場合を説明したが、定着部材はこれにかぎらず定着ローラを用いることもできることは言うまでもない。 In the above, the case of the “fixing belt” as the fixing member has been described, but it goes without saying that the fixing member is not limited to this, and a fixing roller can also be used.
しかし、定着部材として定着ベルトを用いる場合、定着ベルトとして「特に表層にPFA等の表面硬度が高い材料を用いた定着ベルト」は傷つきやすく、表面情報の検出が重要であるが、反射型光センサを用いて表面情報を検知することで、ベルト交換等の管理が容易になる。 However, when a fixing belt is used as the fixing member, the “fixing belt using a material having a high surface hardness such as PFA for the surface layer” is easily damaged as the fixing belt, and detection of surface information is important. By detecting the surface information using, it is easy to manage belt replacement and the like.
定着部材表面の表面情報は、上に説明した例のように「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」であることができるが、この場合、表面情報として、傷レベル(傷の深さや傷の幅)と、傷の主走査方向の位置を同時に検知可能である。 The surface information on the surface of the fixing member can be “information related to streak-like scratches in the conveyance direction caused by contact between the sheet-like recording medium and the surface of the fixing member” as in the example described above. In this case, as the surface information, the scratch level (scratch depth and scratch width) and the position of the scratch in the main scanning direction can be detected simultaneously.
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る場合、傷の位置を、上記の如く、複数の検知結果:R−n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により、検知結果の変曲点を精度良く算出でき、傷の位置を精度良く算出できる。 When the surface information on the surface of the fixing member is information related to the flaw level and the flaw position of the streak flaw, the flaw position is determined with respect to a plurality of detection results: Rn as described above. By specifying the differential operation in the arrangement direction, the inflection point of the detection result can be calculated with high accuracy, and the position of the flaw can be calculated with high accuracy.
また、上記の如く、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ようにすると、傷のない位置での検知結果も用いるので「重畳する傾き成分を除去」して、精度良く傷レベルを算出できる。 In addition, as described above, the scratch level is determined from the detection result at the position of the scratch and the detection result at at least two positions where the absolute value of the differential value that is the result of the differential operation on the plurality of detection results gathers near zero. By doing so, since the detection result at a position having no flaw is also used, it is possible to calculate the flaw level with high accuracy by “removing the superimposed inclination component”.
また、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」することにより、同時に照射する場合に比して、クロストーク(1つのPDから見たとき,複数のLEDからの反射光を同時に受光してしまう)がなくなり、主走査方向の各光スポット位置に対応して得られる検知結果の検知精度を向上させることができる。 In addition, by irradiating a plurality of light spots on the surface of the fixing member “sequentially in a direction crossing the conveying direction”, crosstalk (when viewed from one PD, a plurality of LEDs is compared with the case of simultaneous irradiation). In other words, the detection accuracy of the detection result obtained corresponding to each light spot position in the main scanning direction can be improved.
反射型光センサは、先に上げた反射型光センサ200に限らず、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構造のものとすることができる。
The reflection type photosensor is not limited to the
この場合、1個の集光レンズに対して複数個のLEDが対応することになり、集光レンズアレイの構造が簡単化される。このような場合、フォトセンサとしては単一の受光面をもつものでも良い。集光レンズは大きくなることにより、フォトセンサへの受光レンズとしての兼用が可能となる。 In this case, a plurality of LEDs correspond to one condenser lens, and the structure of the condenser lens array is simplified. In such a case, the photosensor may have a single light receiving surface. By increasing the size of the condensing lens, it can be used as a light receiving lens for the photosensor.
19 定着装置
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)
19 Fixing device
61 Fixing belt (fixing member)
62 Heating roller
63 Pressure roller
64
65
66 Peeling nails
200 Reflective optical sensor
300 Surface information detector
S Sheet-like recording medium to which the toner image is transferred (transfer paper)
Claims (11)
ーを該記録媒体に定着させるニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加
熱手段と、を備える定着装置を有する画像形成装置であって、
前記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、
前記表面情報検出装置は、前記定着部材の外周面に、当該定着部材の回転移動方向に対して直角と異なる角度で交わる方向に複数の光スポットの配列を形成し、各光スポットにおける反射光を受光して検知した複数の検知結果に基づいて、前記定着部材の外周面の表面情報を検出することを特徴する画像形成装置。 A rotating fixing member; a pressure member that forms a nip portion that abuts the outer peripheral surface of the fixing member and fixes unfixed toner on the passing recording medium to the recording medium; and a heating unit that heats the fixing member An image forming apparatus having a fixing device comprising:
A surface information detecting device for detecting surface information of the fixing member;
The surface information detection apparatus, the outer peripheral surface of the fixing member, for the rotational movement direction of the fixing member to form an array of a plurality of light spots in the direction intersecting at different angles right angle, the reflected light from the respective light spots An image forming apparatus, wherein surface information of an outer peripheral surface of the fixing member is detected based on a plurality of detection results detected by receiving light.
前記表面情報が、前記定着部材の回転移動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。 The image forming apparatus according to claim 1.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the surface information is information relating to a streak in the rotational movement direction of the fixing member.
前記表面情報が、前記記録媒体と定着部材表面との接触に起因する傷に係る情報である
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the surface information is information relating to a scratch caused by contact between the recording medium and the surface of the fixing member.
前記表面情報が、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。 The image forming apparatus according to claim 3.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the surface information is information relating to at least one of a flaw level and a flaw position of a line-like flaw.
前記表面情報が、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。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The surface information is information relating to the wound level and the position of the flaw of a line-like wound, and the position of the wound is specified by a differential operation in the arrangement direction of the light spot for a plurality of detection results, Image forming apparatus.
前記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。 The image forming apparatus according to claim 5.
The surface information detection device detects the scratch level from the detection result at the position of the scratch and the detection result at at least two positions where the absolute value of the differential value as a result of the differential operation on the plurality of detection results gathers near zero. An image forming apparatus, characterized in that the image forming apparatus performs determination.
前記表面情報検出装置が、複数の光スポットを、前記定着部材表面に、回転移動方向に対して直角と異なる角度で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。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The image forming apparatus, wherein the surface information detecting device sequentially irradiates the surface of the fixing member with a plurality of light spots in a direction intersecting at an angle different from a right angle with respect to a rotational movement direction .
前記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の個々からの光を前記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。 The image forming apparatus according to claim 7.
The surface information detection apparatus includes N (≧ 1) LEDs arranged in one direction and M (N ≧ M) that collects light from each of the N LEDs as a light spot on the surface of the fixing member. ≧ 1
) Lens and K (N ≧ K ≧) that receives reflected light from the surface of the fixing member at each light spot.
1) An image forming apparatus having one photosensor.
定着部材の回転移動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、
前記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。 The image forming apparatus according to claim 8.
The toner image can be fixed on a plurality of sizes of sheet-like recording media having different widths in the rotational movement direction of the fixing member ,
An image forming apparatus, wherein the surface information detection device is disposed in the vicinity of the width direction end portion including the width direction end portion of the sheet-like recording medium which is not the maximum size.
前記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。An image forming apparatus having one surface information detecting device.
前記定着装置の前記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。An image forming apparatus, wherein the fixing member of the fixing device is a fixing belt.
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