JP7096974B2

JP7096974B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP7096974B2
Application number: JP2018120299A
Authority: JP
Inventors: 充行岸本
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2022-07-07
Anticipated expiration: 2038-06-25
Also published as: US10527995B1; US20190391530A1; JP2020003542A

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

ある画像形成装置は、テストモードにおいて、温湿度センサーで、感光体付近の温湿度の測定を行い、その温度測定値および湿度測定値の組み合わせが所定範囲に入っている場合、温湿度センサーに異常があると判定している（例えば特許文献１参照）。

特開２００１－４２７０８号公報

しかしながら、上述の画像形成装置では、温湿度センサーに異常があるか否かを、テストモードを実行して特定しているため、印刷動作を禁止してテストモードを行う必要がある。また、上述の画像形成装置では、湿度測定値が、通常の環境変化に応じた変動範囲に入っている場合、センサーの異常を検出することは困難である。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、湿度センサーの異常を正確に検出することができる画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、湿度を測定する湿度センサーと、用紙にトナー像を定着する定着器と、用紙搬送路において前記定着器の上流側に設置され、前記用紙の前端および後端の通過タイミングを検出する第１用紙検知センサーと、前記用紙搬送路において前記定着器の下流側に設置され、前記用紙の前端および後端の通過タイミングを検出する第２用紙検知センサーと、前記第１用紙検知センサーにより検出された前記通過タイミングに基づく第１用紙長と前記第２用紙検知センサーにより検出された前記通過タイミングに基づく第２用紙長との比または差、並びに前記湿度センサーの測定値に基づいて、前記湿度センサーの異常を検出する異常検出部と、前記用紙の給紙カセットと、画像形成装置本体に対する前記給紙カセットの挿抜を検出するカセット検出センサーとを備える。そして、前記異常検出部は、（ａ）前記カセット検出センサーにより所定時間以上前記給紙カセットの挿抜が検出されていない場合、前記カセット検出センサーにより所定時間以上前記給紙カセットの挿抜が検出されていない時点の前記第１用紙長、前記第２用紙長、および前記湿度を測定し、測定した前記第１用紙長、前記第２用紙長、および前記湿度センサーの測定値に基づいて前記湿度センサーの異常を検出し、（ｂ）前記カセット検出センサーにより前記所定時間内に前記給紙カセットの挿抜が検出されている場合、前記湿度センサーの異常の検出を行わない。

本発明によれば、湿度センサーの異常を正確に検出することができる画像形成装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図２は、図１に示す画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。図３は、図１および図２に示す画像形成装置における湿度センサーの異常検出条件を説明する図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図１に示す画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ～１ｄ、露光装置２ａ～２ｄおよび現像ユニット３ａ～３ｄを有する。感光体ドラム１ａ～１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。

露光装置２ａ～２ｄは、感光体ドラム１ａ～１ｄへレーザー光を走査しつつ照射して静電潜像を形成する装置である。レーザー光は、感光体ドラム１ａ～１ｄの回転方向（副走査方向）に垂直な方向（主走査方向）に走査される。露光装置２ａ～２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、およびそのレーザー光を感光体ドラム１ａ～１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を含むレーザースキャニングユニットを有する。

さらに、感光体ドラム１ａ～１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ～１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ～１ｄを除電する。

現像ユニット３ａ～３ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーがそれぞれ充填されるトナーカートリッジと、トナーカートリッジ内のトナーホッパーから搬送されてくるトナーを感光体ドラム１ａ～１ｄへ付着させる現像器とを有し、そのトナーを感光体ドラム１ａ～１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。トナーは、図示せぬモーターなどの駆動装置によって動作するトナー搬送部によって、トナーホッパーから現像器へ搬送される。

感光体ドラム１ａ、露光装置２ａおよび現像ユニット３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂおよび現像ユニット３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃおよび現像ユニット３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄおよび現像ユニット３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ～１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体（中間転写体）である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー６は、後述するように搬送されてくる用紙を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。なお、トナー画像を転写された用紙は、定着器９へ搬送され、トナー画像が用紙へ定着される。

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後やキャリブレーション後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。

センサー８は、中間転写ベルト４に光線を照射し、中間転写ベルト４の表面またはその表面上のトナーパターンからの反射光を検出する。例えば、センサー８は、トナー階調のキャリブレーションの際に、中間転写ベルト４の所定の領域（キャリブレーション用のトナーパッチが転写される領域）に光線を照射し光線の反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。

定着器９は、定着ローラーを備え、定着ローラーを使用して加熱加圧方式で用紙にトナー像を定着する。

さらに、この実施の形態に係る画像形成装置は、給紙カセット１１を備えている。

給紙カセット１１は、挿抜可能であって、開状態でユーザー等により供給されたあるサイズの１または複数枚の用紙１０１を収容し、閉状態で、リフト板２１で用紙１０１を上方に押し上げてピックアップローラー２２に当接させる。リフト板２１の駆動機構は、例えば、給紙カセット１１が閉状態となることで機械的にリフト板２１を上方に押し上げるように構成されている。給紙カセット１１に載置された用紙１０１は上側から１枚ずつピックアップローラー２２によって給紙ローラー２３へピックアップされる。給紙ローラー２３は、給紙カセット１１からピックアップローラー２２によって給紙された用紙１０１を１枚ずつ搬送路上へ搬送するローラーである。

搬送ローラー２４は、給紙カセット１１から搬送されてくる用紙１０１の搬送路上の搬送ローラーである。

レジストローラー２５は、搬送されてくる用紙を一時停止させ、その用紙上の指定された位置に中間転写ベルト４上のトナー画像が転写されるように搬送タイミングを調節してその用紙を転写ローラー６へ搬送する。

レジストセンサー２６は、レジストローラー２５の近傍に設置され、用紙がレジストローラー２５へ到達したことを検出するセンサーである。

用紙検知センサー２７は、給紙カセット１１とレジストセンサー２６との間の搬送路上の所定の位置に設けられ、給紙カセット１１から搬送されてくる用紙の通過（ここでは用紙先端の通過）を検出するセンサーである。用紙検知センサー２７は、例えば光学センサーである。用紙検知センサー２７は、搬送路上で用紙ジャムの発生を検出するために設けられている。

印刷時に給紙元として給紙カセット１１が指定された場合、ローラー２３，２４によって、用紙１０１がレジストローラー２５へ搬送されていく。

また、用紙検知センサー３１は、用紙搬送路において定着器９の上流側に設置され、用紙の前端および後端の通過タイミングを検出する。

また、用紙検知センサー３２は、用紙搬送路において定着器９の下流側に設置され、用紙の前端および後端の通過タイミングを検出する。

なお、用紙検知センサー３１，３２は、用紙のジャムを検出するために設けられている光学センサーであり、湿度センサー４１の異常検出のために新たにセンサーを設ける必要はない。

図２は、図１に示す画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。図２に示すように、この画像形成装置は、さらに、湿度センサー４１、カセット検出センサー４２、記憶装置４３、操作パネル４４、および制御部４５を備える。

湿度センサー４１は、当該画像形成装置内部の湿度を測定するセンサーである。

カセット検出センサー４２は、画像形成装置本体に対する給紙カセット１１の挿抜を検出するセンサーである。

記憶装置４３は、フラッシュメモリー、ハードディスクなどの書換可能な不揮発性記憶装置であり、後述の異常検知条件を格納する。

操作パネル４４は、ユーザーに対して各種メッセージ（ユーザーに対する問い合わせなど）を表示する表示装置（液晶ディスプレイなど）と、ユーザー操作を検出する入力装置（タッチパネルなど）とを備える。

制御部４５は、制御プログラムに従って動作するプロセッサー、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを備え、そのプロセッサー、ＡＳＩＣなどで、各種処理部として動作する。制御部４５は、図１に示す機械的な構成を制御して、印刷プロセスを実行する。その際、制御部４５は、湿度センサー４１により測定された湿度に対応して、印刷プロセスにおける各種パラメーターの値を調節する。

また、制御部４５は、異常検出部４５ａとして動作する。異常検出部４５ａは、用紙検知センサー３１により検出された通過タイミングに基づく第１用紙長（つまり、副走査方向における用紙の長さ）と用紙検知センサー３２により検出された通過タイミングに基づく第２用紙長との比または差、並びに（その用紙が搬送されている時点の）湿度センサー４１の測定値としての湿度に基づいて、所定の異常検出条件に従って、湿度センサー４１の異常を検出する。

なお、用紙検知センサー３１，３２により検出された前端の通過タイミングと後端の通過タイミングとの間の時間および既知の搬送線速の積として、第１用紙長および第２用紙長が計算される。

また、用紙の吸湿状況に応じて第１用紙長が変化し、定着器９での加熱によって、吸湿による用紙内の水分が少なくなるので、第２用紙長は第１用紙長より短くなる。

つまり、異常検出部４５ａは、テストモードに移行することなく、印刷時に定着器９を通過する用紙の第１用紙長および第２用紙長を測定し、そのときの湿度センサー４１の測定値、並びに、第１用紙長および第２用紙長の測定値に基づいて、湿度センサー４１の異常を検出する。

この実施の形態では、異常検出部４５ａは、（例えば印刷時に用紙が定着器９を通過するごとに、あるいは印刷ジョブごとに１回）上述の第１用紙長、第２用紙長、および湿度センサー４１による湿度の組み合わせを繰り返し測定し、測定した組み合わせに基づいて、第１用紙長と第２用紙長との間の比または差と、湿度センサー４１により測定された湿度との間の相関を特定し、湿度センサー４１により測定された湿度が上述の相関から所定値以上ずれた場合に、湿度センサー４１が異常であると判定する。

図３は、図１および図２に示す画像形成装置における湿度センサー４１の異常検出条件を説明する図である。具体的には、異常検出部４５ａは、所定回数、上述の第１用紙長、第２用紙長、および湿度を測定し、その測定結果を記憶装置４３に格納し、所定回数の測定結果が得られると、第１用紙長と第２用紙長との間の比または差（図３では、この比である用紙長変化率が使用されている）と、湿度センサー４１により測定された湿度との間の相関を、例えば最小二乗法などで特定し、図３に示すように、その相関を示す基準関係式のデータを記憶装置４３に格納する。その後、異常検出部４５ａは、そのデータを読み出し、その後測定された第１用紙長と第２用紙長との間の比または差に対して、湿度センサー４１により測定された湿度が上述の相関から所定値（許容範囲幅ｄｈ）以上ずれた場合に、湿度センサー４１が異常であると判定する。

また、異常検出部４５ａは、カセット検出センサー４２により所定時間以上給紙カセット１１（つまり、第１用紙長および第２用紙長が測定された用紙が収容されていた給紙カセット）の挿抜が検出されていない時点の第１用紙長、第２用紙長、および湿度センサー４１による湿度を測定し、測定した第１用紙長、第２用紙長、および湿度に基づいて湿度センサー４１の異常を検出するようにしてもよい。カセット検出センサー４２により所定時間以上給紙カセット１１の挿抜が検出されていない場合、その給紙カセット１１に収容されている用紙１０１は吸湿しており、定着器９の通過で用紙長が第１用紙長から第２用紙長へ短くなり、第１用紙長および第２用紙長の比または差が十分に湿度に対応する。その場合、上述の所定時間内で給紙カセット１１の挿抜が検出されている場合には、給紙カセット１１に新たに用紙が補充された可能性があり、新たに補充された用紙は十分に吸湿していない可能性があるので、異常検出部４５ａは、第１用紙長、第２用紙長、および湿度センサー４１による湿度に基づく、湿度センサー４１の異常検出を行わない。

また、異常検出部４５ａは、（ａ）第１用紙長、第２用紙長、および湿度センサー４１による湿度の前回測定時以降に用紙の用紙種別が変更されている場合には、第１用紙長、第２用紙長、および湿度センサー４１による湿度に拘わらず、湿度センサー４１の異常を検出しないようにしてもよい。

例えば、第１用紙長、第２用紙長、および湿度センサー４１による湿度に基づき、上述のようにして湿度センサー４１の異常が検出された場合、異常検出部４５ａは、（ａ）前回測定時以降に用紙の用紙種別が変更されたか否かを問い合わせるメッセージを操作パネル４４でユーザーに対して表示し、（ｂ）前回測定時以降に用紙の用紙種別が変更されたか否かの回答を示すユーザー操作を操作パネル４４で検出し、（ｃ）そのユーザー操作が、前回測定時以降に用紙の用紙種別が変更されたことを示している場合、その湿度センサー４１の異常の検出をキャンセルする。なお、異常検出部４５ａは、用紙種別が変更された場合には、その時点で記憶装置４３に格納されている測定結果を消去し、再度、変更後の用紙種別について所定回数の測定結果を取得し、記憶装置４３に格納するようにしてもよい。なお、用紙種別変更の際に、その時点で記憶装置４３に格納されている測定結果を消去せずに、変更前の用紙種別に対応する測定結果として保存しておき、再度、用紙種別が元の用紙種別に戻されたときに、保存しているその測定結果を使用して、湿度センサー４１の異常を検出するようにしてもよい。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

上述の所定回数の測定が完了していない場合、異常検出部４５ａは、例えば印刷における用紙ごとに、上述の第１用紙長、第２用紙長、および湿度センサー４１による湿度を測定し、その測定結果（第１用紙長、第２用紙長、および湿度の測定値の組み合わせ）を記憶装置４３に格納する。

上述の所定回数の測定が完了すると、異常検出部４５ａは、記憶装置４３に格納されている所定回数の測定結果に基づいて、第１用紙長および第２用紙長の比または差と、湿度センサーの湿度測定値との相関を導出し、その相関を示す基準関係式のデータを記憶装置４３に格納する。

その後、異常検出部４５ａは、相関を示す基準関係式のデータを読み出し、（ａ）例えば印刷における用紙ごとに、上述の第１用紙長、第２用紙長、および湿度センサー４１による湿度を測定し、（ｂ）その相関から許容範囲幅ｄｈ以下の範囲（つまり、許容範囲）から、湿度センサー４１による湿度が外れているか否かを判定し、（ｃ）湿度センサー４１による湿度が許容範囲から外れていない場合、湿度センサー４１は正常であると判定し、湿度センサー４１による湿度が許容範囲から外れている場合、湿度センサー４１は異常であると判定する。湿度センサー４１の異常が検出されると、例えば、湿度センサー４１の異常がユーザーに報知されたり、印刷が禁止されたりする。

以上のように、上記実施の形態によれば、用紙検知センサー３１は、用紙搬送路において定着器９の上流側に設置され、用紙の前端および後端の通過タイミングを検出する。用紙検知センサー３２は、用紙搬送路において定着器９の下流側に設置され、用紙の前端および後端の通過タイミングを検出する。異常検出部４５ａは、用紙検知センサー３１により検出された通過タイミングに基づく第１用紙長と用紙検知センサー３２により検出された通過タイミングに基づく第２用紙長との比または差、並びに湿度センサー４１の測定値としての湿度に基づいて、湿度センサー４１の異常を検出する。

これにより、機内湿度に応じて変動する定着前後の用紙長の比または差を参照することで、湿度センサー４１の異常を正確に検出することができる。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

例えば、上記実施の形態において、湿度センサー４１の異常が検出された場合、所定のテーブルや関係式を使用して、第１用紙長および第２用紙長の比または差から湿度を特定し、特定した湿度を、湿度センサー４１の測定値としての湿度の代わりに使用してもよい。

また、上記実施の形態において、異常検出部４５ａは、複数の用紙種別（例えば用紙厚さなど）に対応する複数の異常検出条件（複数の用紙種別のそれぞれについての上述の相関の基準関係式および許容範囲幅ｄｈ）から、第１用紙長および第２用紙長を測定された用紙の用紙種別に対応する異常検出条件を選択し、選択した異常検出条件で、湿度センサー４１の異常を検出するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、上述の所定回数の測定を行った後に、上述の相関を特定し、その後、その相関に基づいて、湿度センサー４１の異常を検出しているが、上述の所定回数の測定が完了するまで、デフォルトの相関を使用して湿度センサー４１の異常を検出するようにしてもよい。

本発明は、例えば、複合機などの画像形成装置に適用可能である。

９定着器
１１給紙カセット
３１，３２用紙検知センサー
４１湿度センサー
４２カセット検出センサー
４５ａ異常検出部

Claims

湿度を測定する湿度センサーと、
用紙にトナー像を定着する定着器と、
用紙搬送路において前記定着器の上流側に設置され、前記用紙の前端および後端の通過タイミングを検出する第１用紙検知センサーと、
前記用紙搬送路において前記定着器の下流側に設置され、前記用紙の前端および後端の通過タイミングを検出する第２用紙検知センサーと、
前記第１用紙検知センサーにより検出された前記通過タイミングに基づく第１用紙長と前記第２用紙検知センサーにより検出された前記通過タイミングに基づく第２用紙長との比または差、並びに前記湿度センサーの測定値に基づいて、前記湿度センサーの異常を検出する異常検出部と、
前記用紙の給紙カセットと、
画像形成装置本体に対する前記給紙カセットの挿抜を検出するカセット検出センサーとを備え、
前記異常検出部は、（ａ）前記カセット検出センサーにより所定時間以上前記給紙カセットの挿抜が検出されていない場合、前記カセット検出センサーにより所定時間以上前記給紙カセットの挿抜が検出されていない時点の前記第１用紙長、前記第２用紙長、および前記湿度を測定し、測定した前記第１用紙長、前記第２用紙長、および前記湿度センサーの測定値に基づいて前記湿度センサーの異常を検出し、（ｂ）前記カセット検出センサーにより前記所定時間内に前記給紙カセットの挿抜が検出されている場合、前記湿度センサーの異常の検出を行わないこと、
を特徴とする画像形成装置。
前記異常検出部は、前記第１用紙長、前記第２用紙長、および前記湿度の組み合わせを繰り返し測定し、測定した前記組み合わせに基づいて、前記第１用紙長と前記第２用紙長との間の比または差と、前記湿度センサーの測定値との間の相関を特定し、前記湿度センサーにより測定された前記湿度が前記相関から所定値以上ずれた場合に、前記湿度センサーが異常であると判定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記異常検出部は、前記第１用紙長、前記第２用紙長、および前記湿度の前回測定時以降に前記用紙の用紙種別が変更されている場合には、前記湿度センサーの異常を検出しないことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記異常検出部は、複数の用紙種別に対応する複数の異常検出条件から、前記第１用紙長および前記第２用紙長を測定された前記用紙の用紙種別に対応する異常検出条件を選択し、選択した前記異常検出条件で、前記湿度センサーの異常を検出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。