JPH0656308A - 画像形成装置の紙巻付き検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光検知手段における記録紙と感光体ドラム表面
に対する受光レベル差を大きくして閾値の選択を容易に
することを目的とする。 【構成】フォトセンサ30内の発光ダイオードとフォトト
ランジスタとを、感光体ドラム10の軸線方向に沿って配
置し、且つ、発光ダイオードからの照射光Ｌを、感光体
ドラム10の軸線Ａに対して直交する平面内で感光体ドラ
ム10の軸線Ａと交差しない方向に角度θ傾けて照射すべ
くフォトセンサ30を設置するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機等の画
像形成装置における感光体ドラムへの紙巻付きを検知す
るための紙巻付き検知装置に関し、特に、紙巻付きの誤
検知を防止するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機等の画像形成装置にあっ
ては、帯電器によって感光体ドラム周面に一様に帯電し
た後、感光体ドラム周面に像露光を行い静電的な潜像を
形成する。この潜像は現像装置によって現像・顕像化さ
れてトナー像となる。この感光体ドラム周面に形成され
たトナー像は、タイミングを合わせて給送される記録紙
上に物理的手段によって転写され、トナー像の転写を受
けた記録紙は感光体ドラムから分離されて定着装置に搬
送され、そのトナー像を記録紙上に定着した後に装置外
に排出される。

【０００３】感光体ドラム周面に付着したトナー像の記
録紙上への転写においては、記録紙の背後より放電を行
う転写器によってトナーの帯電極性とは逆極性の帯電が
施されてトナー像の記録紙上への転写が行われ、転写
後、交流の高電圧が印加されて除電され、記録紙は感光
体ドラムから分離することがなされている。しかし、転
写性及び分離性を確実に保持することは困難で、特に感
光体ドラムのドラム径が大きい場合には感光体ドラムと
記録紙の分離がし難く、トナー像の転写を終了した記録
紙は分離されないまま感光体ドラムに付着し紙詰まり等
を起こし易い。

【０００４】このため、従来から感光体ドラムと記録紙
とが分離されたか否かを検知する紙巻付き検知装置が設
けられている。かかる紙巻付き検知装置の従来例を図５
に示し説明する。図５において、感光体ドラム１の回転
方向に対して転写器より下流側の感光体ドラム１周囲
に、紙巻付き検知用の光検知手段としての反射型フォト
センサ２が設けられる。このフォトセンサセンサ２は、
図示の如く、感光体ドラム１表面に対して直角に光線を
照射できるよう設置された発光素子としての発光ダイオ
ード３と、発光ダイオード３からの照射光による感光体
ドラム１表面からの反射光をある角度θ₀ を持たせて受
光するよう設置された受光素子としてのフォトトランジ
スタ４とからなり、マイクロコンピュータを内蔵するコ
ントロールユニット５によって制御される。即ち、コン
トロールユニット５から所定タイミングで出力される発
光信号によって発光ダイオード３が発光し、その照射光
が感光体ドラム１表面に対して直角に照射される。この
照射光の反射光をフォトトランジスタ４で受光する。こ
こで、紙のような乱反射の多い物体では受光量が多くな
り、感光体ドラム１のような正反射が多く乱反射の少な
い物体では受光量が少なくなる。尚、感光体ドラム１表
面には、現像されたトナーが残存している場合があり、
トナーからの反射光がフォトトランジスタ４に受光され
ることが考えられるが、感光体ドラム１と略同様の受光
レベルとなる。

【０００５】従って、感光体ドラム及びトナーの受光レ
ベルと記録紙の受光レベルの違いに基づき両者の受光レ
ベル間で予め閾値を設定し、この閾値とフォトトランジ
スタ４からの受光出力とをコントロールユニット５で比
較し、受光レベルが閾値より小さいときは感光体ドラム
１又はトナーからの反射と判断して紙巻付き無しの判断
を行い、受光レベルが閾値以上のときは記録紙であると
判断し、紙巻付き有りの判定を行い自動的に装置を停止
させるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のフォ
トセンサ２は、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、発光
ダイオード３から発生する照射光Ｌが、感光体ドラム１
の軸線Ａに対して直交するようにフォトセンサ２を配置
してある。ここで、感光体ドラム１は、転写終了後に残
像トナーを清掃するためプリントする毎にブレードによ
って表面の清掃が行われる。この清掃のため、感光体ド
ラム１表面には、周方向に沿った微細な傷が付く。ま
た、ドラム製造時にも、ドラム周方向にブラシ掛けが行
われ、これによっても微細な傷が付くことがある。この
傷のために、感光体ドラム１表面の乱反射が多くなり、
その方向は、ドラム周方向に比べてドラム軸方向の方が
多くなる。

【０００７】このことから、従来のフォトセンサ配置構
造では、図７に示すように、感光体ドラム１の反射光に
基づくフォトセンサ２の受光レベルのバラツキが大き
く、また、乱反射の増大に従い記録紙による受光レベル
と感光体ドラム表面による受光レベルとの差が小さくな
るので、両者を区別するための閾値の適切な設定が難し
いという問題がある。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、光検知手段の配置構造を変更することにより、紙
と感光体ドラムの受光レベル差を大きくとれ、且つ、感
光体ドラムの受光レベルのバラツキが少なく閾値の設定
を容易にして誤検知の少ない紙巻付き検知装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、感光
体ドラム上に形成されたトナー像を感光体ドラムを回転
させつつ記録紙上に転写した後、記録紙を感光体ドラム
から分離して定着手段へ搬送する画像形成装置における
前記転写後の感光体ドラムへの記録紙巻付きを検知する
ための紙巻付き検知装置であって、前記感光体ドラム表
面に光を照射する発光素子及び該発光素子の照射光に基
づく前記ドラム表面からの反射光を受光する受光素子と
からなり受光素子の受光量に応じた出力値を発生する光
検知手段を有し、該光検知手段からの出力値を予め設定
した閾値と比較し、出力値と閾値の比較結果に基づいて
感光体ドラムへの紙巻付きの検知を行う構成の紙巻付き
検知装置において、前記光検知手段の発光素子と受光素
子とが、感光体ドラムの軸線方向に沿って配置され、且
つ、発光素子からの照射光を、前記感光体ドラム軸線に
対して直交する平面内で感光体ドラム軸線と交差しない
方向に照射すべく光検知手段を設置する構成とした。

【００１０】

【作用】かかる構成において、ブラシやブレード等によ
る清掃で表面周方向に微細な傷が付いた感光体ドラムで
は、感光体ドラムの長手方向、即ち軸線に沿った方向へ
の乱反射に比べて周方向への乱反射が少なくない。この
ため、従来のように、感光体ドラム軸線に対して発光素
子からの照射光が直交するように光検知手段を配置した
ものに比べて、発光素子からの照射光を、前記感光体ド
ラム軸線に対して直交する平面内で感光体ドラム軸線と
交差しない方向に照射すべく光検知手段を設置する構成
の方が、感光体ドラムの軸線に沿って配置される受光素
子への反射光の入射量は少なくなる。一方、記録紙の場
合は、乱反射があらゆる方向に均一になされるので、発
光素子の照射方向に影響されず略一定の反射光が受光素
子に入射する。

【００１１】従って、記録紙からの反射光の受光レベル
はほとんど変化しないのに対し、感光体ドラム表面から
の反射光の受光レベルは下がり、両者の受光レベル差を
大きくできるため、適切な閾値の選択が容易となり、紙
巻付きの誤検知発生頻度を大幅に下げることができるよ
うになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１には、本発明の紙巻付き検知装置の一実施
例を適用した画像形成装置であるカラー画像形成装置の
構成を示す。図１において、10は感光体ドラムで、ＯＰ
Ｃ感光層をドラム上に塗布したもので、接地されて時計
方向に回転駆動される。11はスコロトロン帯電器で、感
光体ドラム10周面に対してＶ_H （−600 〜−800 Ｖ）の
一様な帯電をＶ_G （−550 〜−850 Ｖ）に電位保持され
たグリッドとコロナ放電ワイヤによるコロナ放電によっ
て与えられる。このスコロトロン帯電器11による帯電に
先立って、前プリントまでの感光体の履歴をなくすため
に発光ダイオード等を用いたＰＣＬ12による露光を行っ
て感光体周面の除電をしておく。

【００１３】感光体ドラム10への一様帯電の後、像露光
装置13により画像信号に基づいた像露光が行われる。像
露光装置13は図示しないレーザダイオードを発光光源と
し回転するポリゴンミラー13Ａ、ｆθレンズ13Ｂを経て
反射ミラー13Ｃにより光路を曲げられ走査がなされるも
ので、感光体ドラム10の回転（副走査）によって潜像が
形成される。本実施例では文字部に対して露光を行い、
文字部の方が低電位Ｖ _L （−100 〜０）となるような反
転潜像を形成する。

【００１４】感光体ドラム10周縁にはイエロー（Ｙ）、
マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等のトナー
とキャリアとからなる現像剤をそれぞれ内蔵した現像器
14が設けられていて、まず、１色目の現像がマグネット
を内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ14Ａに
よって行われる。現像剤はフェライトをコアとしてその
まわりに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポ
リエステルを主材料として色に応じた顔料と荷電制御
剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなるも
ので、現像剤は層形成棒によって現像スリーブ14Ａ上に
300 〜600 μｍの層厚に規制されて現像域へと搬送され
る。

【００１５】現像域における現像スリーブ14と感光体ド
ラム10との間隙は層厚（現像剤）よりも大きい0.4 〜1.
0 ｍｍとして、この間にＶ_AC（1.5 〜3.0 ＫＶ_P-P ）の
ＡＣバイアスとＶ_DC（−500 〜−700 Ｖ）のＤＣバイア
スが重畳して印加される。Ｖ _DCとＶ_H 、トナーの帯電は
同極性であるため、Ｖ_ACによってキャリアから離脱する
きっかけを与えられたトナーはＶ_DCより電位の高いＶ_H
の部分には付着せず、Ｖ_DCより電位の低いＶ_L 部分に付
着し顕像化（反転現像）が行われる。

【００１６】１色目の顕像化が終わった後、２色目の画
像形成工程にはいり、再びスコロトロン帯電器11による
一様帯電が行われ、２色目の画像データによる潜像が像
露光装置13によって形成される。このとき１色目の画像
形成工程で行われたＰＣＬ12による除電は、１色目の画
像部に付着したトナーがまわりの電位の急激な低下によ
り飛び散るため行わない。

【００１７】再び感光体ドラム10周面の全面に亘ってＶ
_H の電位となった感光体のうち、１色目の画像のない部
分に対しては１色目と同様の潜像がつくられ現像が行わ
れるが、１色目の画像がある部分に対し再び現像を行う
部分では、１色目の付着したトナーにより遮光とトナー
自身のもつ電荷によってＶ_M ′の潜像が形成され、Ｖ _DC
とＶ_M ′の電位差に応じた現像が行われる。この１色目
と２色目の画像の重なりの部分では１色目の現像をＶ_L
の潜像をつくって行うと、１色目と２色目とのバランス
が崩れるため、１色目の露光量を減らしてＶ_H ＞Ｖ_M ′
（−100 〜−300 Ｖ）＞Ｖ_L となる中間電位とすること
もある。

【００１８】３色目、４色目についても２色目と同様の
画像形成工程が行われ、感光体ドラム10周面上には４色
の顕像が形成される。一方、給紙カセット15より給紙機
構16によって給送された記録紙Ｐは、転写器17によって
転写域へと給送され、感光体ドラム10周面上の多色像が
一括して記録紙Ｐ上に移される。即ち、給送されて来た
記録紙Ｐは導電ブラシ17Ａと転写ベルト17Ｂとの間に進
入し、導電ブラシ17Ａより記録紙Ｐに対して電荷が注入
され、記録紙Ｐと転写ベルト17Ｂとの間に吸着力が生じ
る。このあと記録紙Ｐは感光体ドラム10と転写ベルト17
Ｂとで形成されるニップ部（転写域）17Ｃに進入し、転
写ベルト17Ｂ裏面よりコロナ放電器17Ｄ或いはこれに代
えてバイアスローラにより転写電界が付与され、記録紙
Ｐ上に多色像が転移する。

【００１９】その後、感光体ドラム10より分離した記録
紙Ｐは、転写ベルト17Ｂを張架する保持ローラ17Ｅ，17
Ｆのうちの下流側の保持ローラ17Ｆの軸を対向電極とし
てＡＣコロナ放電による除電を受けた後、或いは、ＤＣ
コロナ放電を受けながら転写ベルト17Ｂから分離する。
17Ｇはクリーニングブレードで回転する転写ベルト17Ｂ
に付着したトナーを除去する。この転写器17の転写ベル
ト17Ｂは多色像形成中は下流側の保持ローラ17Ｆの軸を
回動中心として感光体ドラム10より離間されている。

【００２０】転写器17による転写動作で多色像を保持し
た記録紙Ｐは、少なくとも一方のローラ内部にヒータを
有する２本の圧着ローラからなる定着装置18へと搬送さ
れ、圧着ローラ間で熱と圧力を加えられることにより付
着トナーは溶融し、記録紙Ｐ上に固定された後、装置外
へ排出される。転写後の感光体ドラム10周面上に残った
残留トナーはＡＣコロナ放電器を用いた除電器19により
除電を受けた後、クリーニング装置20にいたり感光体に
当接したゴム材から成るクリーニングブレード20Ａによ
ってクリーニング装置20内に掻き落とされ、スクリュー
等により排出後、回収ボックスへ貯留される。尚、上記
の除電器19はその配置によっては、図１に示すように記
録紙の除電を兼ねることが可能である。クリーニング装
置20によって残留トナーを除去された感光体ドラム10は
ＰＣＬ12による露光を受けた後にスコロトロン帯電器11
によって一様帯電を受け、次の画像形成サイクルに入
る。尚、多色像形成中はクリーニングブレード20ａは感
光体表面から離間され、除電器18によるＡＣ除電はＯＦ
Ｆ状態に保たれる。

【００２１】ここで、前記除電器18の直後に、本実施例
の紙巻付き検知用の光検知手段してのフォトセンサ30が
配置され、感光体ドラム10への紙巻付きの有無を検知す
るようになっている。尚、給紙機構16には、その搬送経
路に給紙センサ21が設けられ、記録紙Ｐが給送されたか
否かを検知できるようにしている。また、定着装置18の
下流側には、排紙センサ22が設けられ、定着後に記録紙
Ｐが排紙されたか否かを検知できるようにしている。

【００２２】次に本実施例の紙巻付き検知装置について
図２に従って説明する。本実施例の紙巻付け検知装置で
は、各構成要素は、図５に示す従来例のものと同じであ
り、フォトセンサ30の設置構造が異なるだけであるの
で、ここでは、その設置構造について説明する。尚、フ
ォトセンサ30内の発光素子としての発光ダイオード３及
び受光素子としてのフォトトランジスタ４は、図示しな
いが、フォトセンサ30内において従来と同様に配置され
ているものである図２（Ａ），（Ｂ）において、本実施
例のフォトセンサ30は、発光ダイオード３からの照射光
が、（Ａ）図及び（Ｂ）図に示すように感光体ドラム10
表面に照射されるように設置される。

【００２３】即ち、フォトセンサ30の発光ダイオード３
とフォトトランジスタ４とが、従来と同様に感光体ドラ
ム10の軸線方向に沿って配置され、且つ、（Ｂ）図に示
すように、発光ダイオード３からの照射光Ｌが、感光体
ドラム軸線Ａに対して直交する平面内で、従来のような
軸線Ａに対して交差（感光体ドラム10表面に対し直角と
なる）する方向ではなく、感光体ドラム軸線Ａと交差し
ない方向に所定角度θ傾けて感光体ドラム10表面に対し
て照射されるようにフォトセンサ30を配置してある。

【００２４】かかる構成において、感光体ドラム10の表
面は、ブレード等による清掃で表面の周方向に微細な傷
が付く。このため、感光体ドラム10表面に光を照射した
場合、乱反射による反射光は、ドラムの長手方向、即ち
軸線Ａに沿った方向の方が周方向に比べて多い。従っ
て、従来のように、発光ダイオード３からの照射光Ｌが
感光体ドラム10表面に対して直交しているものに比べ
て、発光ダイオード３からの照射光Ｌが、図２（Ｂ）に
示すように感光体ドラム10表面に対して傾けた方が、感
光体ドラム10の軸線Ａに沿って配置されるフォトトラン
ジスタ４の受光量少なくなる。

【００２５】一方、記録紙Ｐの場合は、乱反射がどの方
向にも略同じレベルとなるので、発光ダイオード３の照
射方向に関係なくフォトトランジスタ４の受光量は略一
定となる。従って、記録紙Ｐからの反射光の受光レベル
はほとんど変化しないのに対し、感光体ドラム10表面か
らの反射光の受光レベルは大幅に下がり、両者の受光レ
ベル差を大きくできる。

【００２６】図３に感光体ドラム10の表面に対するフォ
トセンサ30からの照射光Ｌの照射角度θと受光レベルと
の関係を示す。この図は、記録紙Ｐ、イエロートナーを
感光体ドラム表面にベタ塗りした状態でのドラム表面
（図中トナーとして示す）及びトナーのない状態でのド
ラム表面（図中ドラムとして示す）に対してフォトセン
サ30から光を照射した場合の感光体ドラム表面に対する
照射角度θと受光レベルとの関係を示している。尚、受
光レベルは、記録紙を100 とした時の相対値で示してあ
る。

【００２７】この図から明らかなように、従来のように
感光体ドラム10の表面に対して直角（θ＝０°）照射光
Ｌを照射した場合に比べて、感光体ドラム10の表面に対
して傾けて（θ＝７°，θ＝15°）照射した方が、感光
体ドラム10の表面の受光レベルが大幅に低下する。ま
た、図４に示すように、異なる感光体ドラム10における
受光レベルのバラツキも少なくなる。

【００２８】従って、記録紙と感光体ドラム表面の受光
レベル差が従来に比べて大きくなり、両者の受光レベル
を区別するため両者の間の値に設定される閾値の選択が
極めて容易となる。そして、例えば感光体ドラム表面の
受光レベルに対して比較的高めに設定した場合には、感
光体ドラム表面が劣化して粗くなり乱反射が多くなって
も十分に記録紙との判別が可能となり、感光体ドラム10
の劣化にも対応することが可能となる。このため、紙巻
付きの誤検知の発生頻度を大幅に下げることができ、紙
巻付き検知装置の信頼性を向上できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、感
光体ドラム表面に照射する光検知手段からの光線を、ド
ラム軸線に対して直交する平面内で軸線と交差しない方
向に傾けて照射するようにしたので、記録紙とドラム表
面との受光レベル差を大きくでき、閾値の選択が容易に
できると共にドラム個体間の受光レベルのバラツキも少
なくできる。従って、紙巻付き検知の誤検知の発生頻度
を大幅に下げることができ紙巻付き検知装置の信頼性を
向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紙巻付き検知装置の一実施例を適用し
た画像形成装置を示す断面構成図

【図２】本発明の紙巻付き検知装置の一実施例のフォト
センサと感光体ドラムとの位置関係を示す図で、（Ａ）
は正面図、（Ｂ）は左側面図

【図３】同上実施例の記録紙とトナーとドラムに関する
受光レベルと照射角度θとの関係を示す図

【図４】同上実施例の記録紙と異なるドラムのそれぞれ
の受光レベルを示す図

【図５】従来のフォトセンサによる感光体ドラム表面レ
ベル値測定原理を説明する図

【図６】従来の紙巻付き検知装置におけるフォトセンサ
と感光体ドラムとの位置関係を示す図で、（Ａ）は正面
図、（Ｂ）は左側面図

【図７】従来装置の記録紙と異なるドラムのそれぞれの
受光レベルを示す図

【符号の説明】

３ 発光ダイオード ４ フォトトランジスタ ５ コントロールユニット 10 感光体ドラム 30 フォトセンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体ドラム上に形成されたトナー像を感
   光体ドラムを回転させつつ記録紙上に転写した後、記録
   紙を感光体ドラムから分離して定着手段へ搬送する画像
   形成装置における前記転写後の感光体ドラムへの記録紙
   巻付きを検知するための紙巻付き検知装置であって、前
   記感光体ドラム表面に光を照射する発光素子及び該発光
   素子の照射光に基づく前記ドラム表面からの反射光を受
   光する受光素子とからなり受光素子の受光量に応じた出
   力値を発生する光検知手段を有し、該光検知手段からの
   出力値を予め設定した閾値と比較し、出力値と閾値の比
   較結果に基づいて感光体ドラムへの紙巻付きの検知を行
   う構成の紙巻付き検知装置において、 前記光検知手段の発光素子と受光素子とが、感光体ドラ
   ムの軸線方向に沿って配置され、且つ、発光素子からの
   照射光を、前記感光体ドラム軸線に対して直交する平面
   内で感光体ドラム軸線と交差しない方向に照射すべく光
   検知手段を設置する構成としたことを特徴とする画像形
   成装置の紙巻付き検知装置。