画像形成装置及び記録材
【課題】 画像が形成された記録材にしわが発生する兆候をより早くより確実に検知することにある。
【解決手段】 しわ検出用紙には、規則的に配列された不可視画像が予め形成されている。画像形成装置１００は、しわ検出用紙に可視画像を形成し定着した後に、センサ４５によってその用紙上の不可視画像を読み取り、その規則性に乱れがあるか否かを判断する。乱れがあると判断された場合には、用紙におけるしわの発生に関連した情報を出力する。よって、画質に重大な影響を及ぼすようなしわが発生する前に、しわ発生に関連する情報をユーザに伝えることができる。
【解決手段】 しわ検出用紙には、規則的に配列された不可視画像が予め形成されている。画像形成装置１００は、しわ検出用紙に可視画像を形成し定着した後に、センサ４５によってその用紙上の不可視画像を読み取り、その規則性に乱れがあるか否かを判断する。乱れがあると判断された場合には、用紙におけるしわの発生に関連した情報を出力する。よって、画質に重大な影響を及ぼすようなしわが発生する前に、しわ発生に関連する情報をユーザに伝えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像が形成された記録材にしわが発生する兆候を検知するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラープリンタやカラー複写機等の電子写真方式の画像形成装置は、露光、現像、転写、定着、という幾つかの工程を経ることによって用紙（記録材）にトナー像を形成する。これら各工程のうち定着を行う定着装置は、用紙の搬送路を挟んで対向するように配置された一対のロール部材を備えており、これらのロール部材が互いに接触する領域（ニップ領域）を用紙が通過する際に、その用紙に熱と圧力を加えることによってトナーを用紙に定着させる。
【０００３】
ところが、ニップ領域に突入する際の用紙の突入姿勢が悪かったり、用紙における熱や含水率の分布が不均一であったりすると、用紙にしわが発生してしまうことが知られている。このようなしわが連続して発生するようになると、用紙に形成されたトナー像が歪んでしまって画質が極度に劣化してしまうから、画像形成装置はそれ以上の使用に堪えることはできない。このような場合には、ユーザは直ちに、画像形成装置のメンテナンスを専門に行う者に連絡し、装置の修理や調整を依頼する必要がある。
【０００４】
そこで、用紙に発生したしわを検知するための技術が従来から幾つか提案されている。その代表的なものに、例えば特許文献１〜３に記載された技術がある。特許文献１に記載された技術は、しわが発生すると用紙の一部が折れ曲がって用紙の厚みが変化する現象に着目したものである。具体的には、１対の搬送ロールの軸が変位した量を監視しておき、その変位量が極端に大きくなった場合にはしわが発生したと判断する、という仕組みである。また、特許文献２に記載された技術も、特許文献１と同様にしわが発生すると用紙の厚みが変化することに着目し、定着ロールの軸の両端の変位量をセンサで検出してしわの発生を検知するというものである。そして、特許文献３に記載された技術は、しわが発生すると用紙面が凸凹形状になることに着目したものであり、搬送路面から用紙までの距離の変位量（つまり用紙の凸凹形状）をセンサで検出してしわの発生を検知する、という構成を採っている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２４７１３号公報
【特許文献２】特開平９−２６９６９７号公報
【特許文献３】特開平９−２０２５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３に記載された技術（以下、従来技術という）は、用紙の一部が折れ曲がったり用紙面が凸凹形状になったりする等の比較的明瞭なしわが発生した場合には、それを検知することができる。ただし、そのようなしわが発生したことは、そもそも画質を見れば一目瞭然であるから、ユーザは従来技術に頼らずともしわの存在を自ら認知することができるはずである。要するに、これらの従来技術は、しわが発生したことをユーザに直ちに警告することによって、例えばユーザがしわの発生を見過ごしてしまった状態で連続何十枚〜何百枚もの多数枚の画像形成処理を行ってしまうような無駄を防止する、という効果を奏するにすぎない。
【０００７】
本願発明者がしわの発生するメカニズムについて考察したところ、しわは唐突に発生するのではなく、最初は人間の目では知覚できない程度の兆候が徐々に現れ、それから時間が経過するに従って段々と大きなしわが発生することが解明されている。このようなしわ発生の兆候が現れた段階でそれを検知することが出来れば、その時点ではほとんど視認できない程度でしか画質が劣化していないはずだから、ユーザは当分の間は画像形成装置を使用し続けることができるし、その使用期間中に時間的な余裕をもって装置の修理や調整等を依頼することもできる。即ち、しわが発生する兆候をいち早く察知して適切な対応を採ったほうがユーザにとっては利便性が高いと言える。
【０００８】
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像が形成される記録材にしわが発生する兆候をより早くより確実に検知することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、可視画像を像担持体に形成し、該画像を記録材に転写する画像形成手段と、前記記録材の搬送路を挟んで対向する一対の部材が接触するニップ領域において、前記記録材を加熱及び加圧することによって前記可視画像を前記記録材に定着させる定着手段と、前記定着手段による定着処理を経た記録材から不可視画像を読み取る読取手段と、前記読取手段によって読み取られた不可視画像が規則的に配列されているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記画像が規則的に配列されていないと判断された場合には、前記記録材におけるしわの発生に関連した情報を出力する情報出力手段とを備えた画像形成装置を提供する。
【００１０】
記録材にしわが発生し始める前には、記録材が不均一に延びたり縮んだりしてくる。例えそれが微少な伸び縮みであっても、記録材に形成されている画像に影響を及ぼし、その規則性が乱れてくる。本発明に係る画像形成装置によれば、判断手段が、読取手段によって読み取られた画像が規則的に配列されているか否かを判断し、規則的に配列されていないと判断された場合には、情報出力手段が、記録材におけるしわの発生に関連した情報を出力する。よって、画質に重大な影響を及ぼすようなしわが発生する前に、しわ発生に関連する情報を伝えることができる。
【００１１】
なお、本発明において、「可視」および「不可視」とは、記録材に形成された画像が、可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性の有無により、人間の目で認識し得る程度であるかどうかを意味する。「可視画像」とは、その可視画像を形成する可視現像剤が可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性を有するために、可視光領域において目視により認識できる画像である。一方、「不可視画像」とは、可視光領域以外の領域（例えば赤外光領域）において、例えば赤外光領域の光を光源とした場合にフォトダイオードやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の読取手段により読み取ることができる画像であると共に、その不可視画像を形成する不可視現像剤が可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性を有さないために、可視光領域においては目視によりほとんど認識することができない画像を意味する。
特に、本発明では、可視画像と不可視画像とが記録材に重ね合わされた状態になるので、それらの可視画像及び不可視画像の中から不可視画像だけを正確に読み取る必要がある。このため、不可視画像は、可視光領域においては目視によりほとんど認識することができない画像であると共に、可視光領域以外の領域（例えば赤外光領域）においては、例えば可視光領域の光を光源とした場合にフォトダイオードやＣＣＤ等の読取手段により読み取ることができないような画像にすることが望ましい。
【００１２】
本発明の好ましい態様においては、前記判断手段は、前記読取手段によって複数の前記不可視画像が一定の時間間隔で読み取られた場合には、該不可視画像が規則的に配列されていると判断し、前記読取手段によって複数の前記不可視画像が一定の時間間隔で読み取られなかった場合には、該不可視画像が規則的に配列されていないと判断する。このようにすれば、判断手段は、読取手段によって複数の不可視画像が一定の時間間隔で読み取られたか否かに基づいて不可視画像が規則性を有しているか否かを判断することができる。即ち、比較的簡易な構成によって不可視画像の規則性を判断することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の別の好ましい態様においては、記録材を収容する複数の収容手段を備え、前記画像形成手段は、電源が投入されてはじめて画像形成処理を行う場合には、形成した可視画像を前記複数の収容手段のうち特定の収容手段から供給される記録材に転写し、前記読取手段は、前記特定の収容手段から供給されて定着処理を経た記録材から前記不可視画像を読み取る。このようにすれば、電源が投入されるたびに、しわの兆候について検査することができる。
【００１４】
また、本発明の別の好ましい態様においては、記録材を収容する複数の収容手段と、画像が形成された記録材の枚数をカウントするカウント手段とを備え、前記画像形成手段は、前記カウント手段によってカウントされた枚数が決められた値に達する毎に、形成した可視画像を前記複数の収容手段のうち特定の収容手段から供給される記録材に転写し、前記読取手段は、前記特定の収容手段から供給されて定着処理を経た記録材から前記不可視画像を読み取る。このようにすれば、画像が形成される記録材の枚数が決められた値に達する毎に、しわの兆候について検査することができる。
【００１５】
また、本発明の別の好ましい態様においては、記録材を収容する複数の収容手段と、時刻を計測する計時手段とを備え、前記不可視画像形成手段は、前記計時手段によって計測された時刻が決められた時間間隔を経過する毎に、形成した可視画像を前記複数の収容手段のうち特定の収容手段から供給される記録材に転写し、前記読取手段は、前記特定の収容手段から供給されて定着処理を経た記録材から前記不可視画像を読み取る。
【００１６】
また、本発明の別の好ましい態様においては、前記情報出力手段は、前記記録材にしわが発生する可能性があること乃至前記記録材にしわが発生し始めていることを表すメッセージを出力してもよい。このようにすれば、画像形成装置のユーザは、記録材にしわが発生する可能性があること乃至記録材にしわが発生し始めていることを簡単に知ることができ、直ちに適切な対応をとることができる。
【００１７】
また、本発明は、不可視画像がある方向に向かって規則的に配列され、かつ、この不可視画像からなる複数の画像列が互いに直交するように配置された記録材を提供する。また、本発明は、複数の不可視画像がある方向に一定の距離間隔で配列されるとともに、複数の不可視画像が前記ある方向と直交する方向に一定の距離間隔で配列された記録材を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
まず、本発明の実施形態の説明に用いる主要な用語について定義しておく。
「主走査方向」とは、画像形成装置においてトナー像をライン単位で像担持体に形成する際のそのラインが延びる方向を意味しており、像担持体の回転軸方向と一致する。「副走査方向」とは、像担持体表面が移動（回転）する方向であり、用紙の搬送方向と一致する。これら主走査方向と副走査方向とは互いに直交する関係にある。
次に、しわの方向について定義する。「記録材（用紙）の副走査方向と略平行な方向に延びるしわ」とは、図１の模式図に示したような副走査方向ｍに沿って発生するしわＷmを指している。このような方向のしわＷmが発生するのは、用紙Ｐが主走査方向に伸縮するからである。図１では、主走査方向の長さＤmが主走査方向ｎにΔｄだけ縮んだり伸びたりする様子を図示している。これに対し、「記録材の主走査方向と略平行な方向に延びるしわ」とは、図１に示したような主走査方向ｎに沿って発生するしわＷｎを指している。このような方向のしわＷnが発生するのは、用紙Ｐが副走査方向に伸縮するからである。図１では、副走査方向の長さＤnが副走査方向にΔｄだけ縮んだり伸びたりする様子を図示している。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（１）装置構成
図２は、実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を示した図である。この画像形成装置１００は、例えばカラープリンタやカラー複写機、或いはこれらの複数の機能を兼ね備えた複合機等である。図２に示すように、画像形成装置１００の構成は、画像形成ユニット１０と、画像読取ユニット２０と、用紙供給ユニット３０とに大別される。さらに、画像形成装置１００は、ユーザが各種の操作を行うためのユーザインタフェース装置５０を備えている。このユーザインタフェース装置５０は、タッチパネルとして機能する液晶ディスプレイを備えており、ユーザはこの液晶ディスプレイに触れることで各種操作を行うことができる。
【００２０】
用紙供給ユニット３０は、用紙供給源と、この用紙供給源から図中の点線Ｓによって示される搬送路を経由して画像形成ユニット１０へ用紙を搬送するための搬送手段を有している。用紙供給源は、用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び手差しトレイ３２というように、用紙を収容するための手段を複数個備えている。また、搬送手段は、搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄを備えている。具体的な搬送動作は次の通りである。用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃにそれぞれ収容された用紙Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、各用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃに設けられた給紙ロール３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃによって１枚ずつ搬送路Ｓに送り出される。そして、これら用紙は、さらに、搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄによって画像形成ユニット１０へと搬送される。また、手差しトレイ３２の上面には用紙Ｐ４が複数枚載置されるようになっている。これらの用紙Ｐ４は給紙ロール３２１によって１枚ずつ搬送路Ｓに送り出され、さらに、搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄによって画像形成ユニット１０へと搬送されるようになっている。
【００２１】
用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び手差しトレイ３２のうち、特定のトレイ（本実施形態では用紙トレイ３１ａとする）には、後述するような不可視トナーによって規則的なパターン画像が予め形成されている用紙が収容されている。この用紙は、しわが発生する兆候を検知するために用いられるので、通常の画像形成を目的として用いられる用紙（通常紙）と区別する意味で、以下では、「しわ検出用紙」という。
【００２２】
画像読取ユニット２０は、原稿送り装置２１と、ＣＣＤ等により構成される光学系部材２２とを備えている。画像読取ユニット２０は、原稿送り装置２１によって図示せぬプラテンガラスに順番に載置される原稿の画像を光学系部材２２によって読み取り、読み取った画像を表す画像データを生成する。また、画像形成装置１００は図示しない通信インタフェースを介してＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークに接続されており、パーソナルコンピュータやサーバマシンなどのホスト装置からＬＡＮを経由して送信されてくる画像データを受信する。画像形成ユニット１０は、画像読取ユニット２０によって生成された画像データや、通信インタフェースを介して受信した画像データに基づいて画像形成処理を行う。
【００２３】
次に、画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１と、帯電装置１２と、露光装置１３と、ロータリー現像装置１４と、クリーニング装置１５と、中間転写ベルト１６と、支持ロール１７と、一次転写ロール１８と、二次転写ロール１９と、対向ロール４０と、搬送ベルト４１と、定着装置４２とを備えている。感光体ドラム１１の外周面（ドラム表面）には感光層が形成されており、この感光体ドラム１１は図示せぬ駆動機構によって図中矢印ａ方向に回転させられる。帯電装置１２は、例えばロール型帯電装置やコロトロン型帯電装置であり、感光体ドラム１１の表面を所定の電位に一様に帯電させる。露光装置１３は、一様に帯電した感光体ドラム１１に対し、画像データに応じて変調されたレーザ光を照射し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。
【００２４】
ロータリー現像装置１４は、それぞれＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー（現像剤）をそれぞれ収容する現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋを備えている。このロータリー現像装置１４が図示せぬ駆動機構によって図中矢印ｂ方向に回転させられることにより、これら４つの現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋは順番に感光体ドラム１１と近接した位置に移動させられる。そして、各現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋに収容された各トナーが、それぞれの色に対応する静電潜像に電気的に転移させられることによって、感光体ドラム１１の表面にトナー像が形成される。
【００２５】
中間転写ベルト１６は、無端のベルト部材であり、その内周面を複数の支持ロール１７（図２では２つ）と一次転写ロール１８と二次転写ロール１９とによって張架された状態で、矢印ｃ方向に周回移動させられる。一次転写ロール１８は、感光体ドラム１１との間で中間転写ベルト１６を挟持しつつ、感光体ドラム１１表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１６の外周面に転写（一次転写）する。感光体ドラム近傍に設けられたクリーニングブレード１５は、一次転写後の感光体ドラム１１表面に残ったトナーを除去する。二次転写ロール１９は、対向ロール４０との間に形成されるニップ領域において、中間転写ベルト１６の外周面に転写されているトナー像を用紙へ転写（二次転写）する。二次転写後の中間転写ベルト１６の表面に残留しているトナーはベルトクリーナ２３によって除去される。
【００２６】
定着装置４２は、搬送路Ｓを挟んで互いに対向する定着ロール４２ａ及び加圧ロール４２ｂを備えている。定着ロール４２ａは、例えばアルミニウム等の金属製コアの周囲にシリコンゴム等の弾性体層が形成され、さらに弾性体層の表面にＰＦＡ（四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）チューブ等からなる離型層が形成されたロール部材である。この金属製コアの内部には、例えばハロゲンランプ等の熱源が設けられており、定着ロール４２ａの表面温度が所定の温度となるようにロールの内部から加熱する。加圧ロール４２ｂは、金属製コアの周囲に弾性体層が形成され、さらにＰＦＡチューブからなる離型層が形成されたロール部材であり、図示せぬ加圧バネ等によって定着ロール４２ａの方向に付勢されている。定着装置４２は、トナー像が二次転写された用紙に対し、定着ロール４２ａ及び加圧ロール４２ｂによって圧力を加えながら急速に加熱することによってトナー像を用紙に定着させる。この定着処理がなされた後に、用紙は排紙ロール４３ａ，４３ｂによって排紙トレイ４６に排出される。
【００２７】
定着装置４２と排紙ロール４３ａ，４３ｂとの間には、用紙搬送路を形成するためのガイド４４が設けられている。搬送路上方に設けられたガイドの一部には穴４４ａが開けられており、その穴４４ａの上方には赤外光感度を有するセンサ４５が設けられている。図２ではセンサ４５を１つのみ図示しているが、実際には３つのセンサ４５が紙面奥行き方向に一列に並ぶようにして配置されている。このセンサ４５は用紙（しわ検出用紙）に現れるしわの兆候を検知するために利用される。
【００２８】
次に、図３のブロック図を参照しながら、画像形成装置１００の制御系の構成について説明する。図３において、制御部１１０は、例えばＭＰＵ（Micro Processor Unit）や各種の特定用途向けのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を備えており、記憶部１２０に記憶されている制御プログラムなどに従って、画像形成装置１００の画像形成ユニット１０、画像読取ユニット２０及び用紙供給ユニット３０の動作を制御する。画像形成ユニット１０には前述したセンサ４５が含まれており、制御部１１０はこのセンサ４５からの出力信号に基づいてしわが発生する兆候について監視しており、しわ発生の兆候が現れたらその旨のメッセージをユーザインタフェース装置５０に表示させる。
【００２９】
（２）画像形成装置の動作モード
画像形成装置１００の画像形成処理モードには、「通常モード」と「しわ検知モード」とがある。これらの動作モードのうち、「通常モード」は通常の画像形成処理を行う動作モードであり、用紙トレイ３１ｂ，３１ｃ及び手差しトレイ３２に収容された用紙（通常紙）が使われる。即ち、露光装置１３によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の画像データに対応した静電潜像を感光体ドラム１１の表面に形成し、次いで、ロータリー現像装置１４によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナーを静電潜像に電気的に転移させて顕像化する。そして、中間転写ベルト１６を介してこれら各色のトナー像を重ね合わせるようにして用紙に二次転写し、さらに、定着装置４２によってトナー像を用紙に定着させて排紙トレイ４６に排出する。
【００３０】
一方、「しわ検知モード」とは、前述したような用紙にしわが発生する兆候が現れているか否かを検知する動作モードである。画像形成装置１００は、例えば電源投入後にはじめて画像形成を行うときとか、所定枚数の用紙に画像を形成する毎とか、或いは、所定時間が経過する毎等の予め決められたタイミングで、動作モードを「しわ検知モード」に遷移させる。このような遷移動作を行うべく、記憶部１２０に記憶されている制御プログラムには、電源投入を検知するためのコンピュータプログラムや、時刻を計測するための手順が記述されたコンピュータプログラムや、画像が形成された用紙の枚数をカウントするための手順が記述されたコンピュータプログラムなどが含まれている。このしわ検知モードにおいては、画像形成処理自体は上述した通常モードと同様の手順で行われる。「通常モード」との違いは、「しわ検知モード」で用いられる用紙が特定の用紙トレイ３１ａに収容された“しわ検出用紙”である点と、センサ４５が作動してその“しわ検出用紙”から不可視トナー像を読み取り、しわ発生の兆候が現れているか否かの検知を試みるという点である。なお、しわ発生の兆候を検出するには１枚からせいぜい数枚程度のしわ検出用紙を用いれば充分であるから、制御部１１０は、しわ検知モードで所定数のしわ検出用紙を用いて画像形成処理を行った後、再び通常モードに遷移させればよい。
【００３１】
（３）不可視トナー像
次に、しわ検出用紙に形成されている不可視トナー像について具体的に説明する。
図４は、しわ検出用紙上の不可視トナー像の構成を示した平面図である。図４に示すように、複数の画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３，ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３がしわ検出用紙Ｐの表面に形成されている。これらの各画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３，ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３は、複数の山形（chevron）の不可視トナー像ｐｔが一定の間隔ｄで規則的に配列されることによって構成されている。画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３は、しわ検出用紙Ｐの辺Ｎに平行な方向に延びており、しわ検出用紙Ｐが辺Ｎに平行な方向（図中Ｙ方向）に搬送される際に、しわ発生の兆候を検知するために利用される。また、画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３は、しわ検出用紙Ｐの別の辺Ｍに平行な方向に延びており、しわ検出用紙Ｐが辺Ｍに平行な方向（図中Ｘ方向）に搬送される際に、しわ発生の兆候を検知するために利用される。
【００３２】
一般に、用紙が用紙トレイや手差トレイに収容される際には、その用紙を縦にして収容するか横にして収容するかはユーザの判断に任される。しわ検出用紙Ｐが例えば横にして収容された場合、その用紙は辺Ｎに平行な方向（図中Ｙ方向）に搬送されることになるので、図４におけるＸ方向が主走査方向となり、Ｙ方向が副走査方向となる。一方、しわ検出用紙Ｐが縦にして収容された場合、その用紙は辺Ｍに平行な方向（図中Ｘ方向）に搬送されることになるので、Ｘ方向が副走査方向となり、Ｙ方向が主走査方向となる。しわ検出用紙Ｐがどの方向に搬送されるにしろ、しわ発生の兆候を検知するために利用される画像列は、副走査方向に平行な方向に延びる画像列である。
【００３３】
また、本実施形態で用いる不可視トナーは、可視光領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）における吸収率が所定割合以下のために人間の目では認識できない程度であり、近赤外光領域（８００ｎｍ〜１０００ｎｍ）における吸収率が所定割合以上のために、赤外光感度を有するセンサによって読み取り可能なものである。特に、本実施形態では、しわ検出用紙Ｐに予め形成された不可視トナー画像ｐｔの上に、ユーザが所望する任意の可視画像が重ね合わされて形成される。そこで、例えば特開２００３−１８６２３８号公報に記載されているように不可視トナー像の材料として適切なものを選択することで、可視画像と不可視画像とが混在しているような画像であっても、センサ４５が可視画像に邪魔されることなく不可視トナー像ｐｔのみを正確に読み取ることが可能になっている。
【００３４】
ここで、図５は、１つの不可視トナー像ｐｔを示した拡大図である。不可視トナー像ｐｔは、互いに異なる方向に延びる線分ｐｔ１と線分ｐｔ２によって構成されている。これらの線分ｐｔ１，ｐｔ２はいずれも、しわ検出用紙の副走査方向ｍに平行な方向成分と、主走査方向ｎに平行な方向成分とを有している。しわ検出用紙が微少に伸び縮みしてしわの兆候が発生し始めると、それによって不可視トナー像の規則性が乱されるから、画像形成装置１００は、その規則性の乱れをセンサ４５で検知することによって、しわ発生の兆候をいち早く察知することができる。１つの線分ｐｔ１，ｐｔ２の各々が上記のような２つの方向成分を有していれば、副走査方向ｍに平行な方向にしわ検出用紙が伸び縮みした場合であっても、主走査方向ｎにしわ検出用紙が伸び縮みした場合であっても、その伸び縮みによってしわ検出用紙上の線分ｐｔ１，ｐｔ２の位置がずれたことを検出しやすい。図５は特に好適な場合を例示しており、線分ｐｔ１，ｐｔ２はそれぞれ副走査方向ｍに対して４５°だけ傾いており、線分ｐｔ１と線分ｐｔ２とは互いに９０°をなしている。
【００３５】
次に、図６は、センサ４５の平面図である。センサ４５は４つのフォトダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２によって構成されており、フォトダイオードＤ１１及びフォトダイオードＤ１２によって１組のセンサＤ１が構成されており、フォトダイオードＤ２１及びフォトダイオードＤ２２によって１組のセンサＤ２が構成されている。副走査方向ｍの上流側に配置されたフォトダイオードＤ１２，Ｄ２２は、検出レベルに応じたマイナス方向の出力信号を出力し、副走査方向ｍの下流側に配置されたフォトダイオードＤ１１，Ｄ２１は、検出レベルに応じたプラス方向の出力信号を出力する。フォトダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２は、副走査方向ｍに対して、それぞれ線分ｐｔ１，ｐｔ２と同様の角度４５°だけ傾くように左右対称で設けられている。このようにフォトダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２は線分ｐｔ１，ｐｔ２と同様の角度４５°だけ傾いて配置されているから、しわ検出用紙が伸び縮みすることによって線分ｐｔ１，ｐｔ２の位置がずれた場合、そのずれを正確に検知することができる。また、前述した図５を用いて説明したように、線分ｐｔ１，ｐｔ２はそれぞれ副走査方向ｍに対して４５°だけ傾いているから、副走査方向ｍに平行な方向にしわ検出用紙が或る量Δｄだけ伸び縮みした場合に線分ｐｔ１（或いは線分ｐｒ２）の位置がずれる量と、主走査方向ｎにしわ検出用紙が或る量Δｄだけ伸び縮みした場合に線分ｐｔ１（線分ｐｔ２）の位置がずれる量とが１：１の関係になるはずである。このような関係を利用して線分ｐｔ１，ｐｔ２の位置のずれ量を解析すれば、しわの兆候が現れている位置（用紙が伸縮した位置）を特定することも可能である。
【００３６】
次に、図７は、不可視トナー像ｐｔが形成されたしわ検出用紙Ｐが定着装置４２を通過する際の様子を図２の矢印ｘ方向から見たときの平面図である。なお、説明をわかりやすくするため、定着装置４２と排紙ロール４３ａ，４３ｂとの間に設けられたガイド４４は図示していない。また、定着処理を経たしわ検出用紙Ｐには、ユーザが所望する任意の可視画像も形成されているはずであるが、図７ではその図示を省略していおる。図７において、定着ロール４２ａと排紙ロール４３ａが図中矢印ｅ方向に回転することによって、用紙Ｐは副走査方向（矢印ｍの方向）に搬送され、画像形成装置１００の筐体１に設けられた排紙口から排紙トレイ４６に排出される。また、センサ４５として、不可視トナー像の画像列に対応するように３つのセンサ４５ａ，４５ｂ，４５ｃが主走査方向ｎに沿って並ぶようにして設けられている。これらのセンサ４５ａ，４５ｂ，４５ｃはそれぞれ、副走査方向に延びる画像列（図７の場合は画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３）を構成する不可視トナー像ｐｔを読み取り、その規則性を検査する。
【００３７】
（４）動作例
図８は、不可視トナー像ｐｔがセンサ４５の検出領域に進入するタイミングと、センサ４５によって検知されるレベル波形及びセンサ４５によって出力される出力信号との関係を例示した図である。
副走査方向ｍの上流側に配置されたフォトダイオードＤ１２，Ｄ２２は、検出レベルに応じたマイナス方向のレベル波形を出力し、副走査方向ｍの下流側に配置されたフォトダイオードＤ１１，Ｄ２１は、検出レベルに応じたプラス方向のレベル波形を出力する。従って、フォトダイオードＤ１２，Ｄ２２による検知領域に不可視トナー像ｐｔが進入すると、まず、マイナス方向のレベル波形が現れ、次いで、フォトダイオードＤ１１，Ｄ２２による検知領域に不可視トナー像ｐｔが進入すると、プラス方向のレベル波形が現れる。このセンサ４５には予め閾値ｋが設定されており、レベル波形がこの閾値ｋ未満の場合には、センサ４５はロー（Ｌ）レベル信号を制御部１１０に出力する一方、閾値ｋ以上の場合には、センサ４５はハイ（Ｈ）レベル信号を制御部１１０に出力する。制御部１１０は、この出力信号がローレベルからハイレベルへ立ち上がったタイミングと、その次の立ち上がりのタイミングとの間の時間ｔが所定の値ｔ0であれば、しわ発生の兆候はないと判断する。即ち、一定の距離間隔ｄで形成されているはずの不可視トナー像ｐｔを一定の時間間隔ｔ0で読み取った場合には、不可視トナー像が規則性を維持しているから、しわ検出用紙は伸び縮みしておらず、しわ発生の兆候はないというわけである。なお、このｔ0は、しわ検出用紙の搬送速度と不可視トナー像の距離間隔ｄとに基づいて予め計算により求めることができるので、これを予め記憶部１２０に記憶させておけばよい。また、計測値ｔは誤差を含む場合もあり得るので、計測値ｔがｔ0から一定の微少な値Δｔ0だけずれたとしても、ｔ0に一致するとみなすようにしてもよい。
【００３８】
これに対し、図９に示すように、時間ｔが所定の値ｔ0ではないｔ1とかｔ2の場合には、しわ検出用紙上の不可視トナー像の位置がずれてきていることを意味するので、制御部１１０はしわ発生の兆候があると判断する。即ち、一定の距離間隔ｄで形成されているはずの不可視トナー像ｐｔを一定の時間間隔ｔ0で読み取ることができなかった場合には、不可視トナー像ｐｔが規則性を有していないから、しわ検出用紙が伸び縮みしており、しわ発生の兆候があるというわけである。この場合、制御部１１０は、用紙におけるしわの発生に関連した情報を出力する。例えば用紙にしわが発生する可能性があること或いは用紙にしわが発生し始めていることを表すメッセージをユーザインタフェース装置５０に表示させる。
【００３９】
なお、図４に示した画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３とが重なり合う領域に関しては、センサ４５は、副走査方向に延びる画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３だけではなく、主走査方向に延びる画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３をも読み取ってしまうことになる。ただし、しわ発生前にしわ検出用紙Ｐに現れる伸縮現象は非常に微少なレベルでの現象であるから、不可視トナー像ｐｔの位置のずれ量も非常に微少である。このため、センサ４５が本来意図していた画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３以外に、余計な画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３をも読み取ったとしても、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３において出力値のピークが現れる時間間隔は微少なずれはあるが概ね一定である。一方、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３における出力値のピークと、画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３における出力値のピークとの時間差は、、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３において出力値のピークが現れる時間間隔の微少なずれよりは大きいことが予想される。この点に着目すれば、制御部１１０は、センサ４５によって検知されたレベル波形を解析して、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３だけに対応する波形を抽出することが可能である。この場合、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３の読み取り結果と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３の読み取り結果とを分離しやすいように、各々の不可視トナー像ｐｔの位置を定めておくことが望ましい。つまり、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３とが重なり合う領域において、それぞれの画像列を構成する不可視トナー像があまり近接しないようにしておくことが望ましい。
【００４０】
以上説明したように、用紙にしわが発生し始める前には、用紙が不均一に延びたり縮んだりしてくるため、しわ検出用紙に形成されている不可視トナー像の規則性が乱れてくる。本実施形態に係る画像形成装置１００は、その規則性に乱れがあるか否かを判断し、乱れがあると判断された場合には、用紙におけるしわの発生に関連した情報を出力する。よって、画質に重大な影響を及ぼすようなしわが発生する前に、しわ発生に関連する情報をユーザに伝えることができる。
【００４１】
また、実施形態では、しわ発生の検知を行うためのしわ検出用紙を複数のトレイのうち特定のトレイにのみ収容しておく。そして、決められたタイミングが到来するとその特定のトレイからしわ検出用紙を供給して画像形成プロセスを行うと共に、しわ発生の兆候を検知することを試みるため、しわ検出用紙を無駄に消費するようなことがない。さらに、しわ検出用紙には、その用紙の一辺に平行な方向に延びる画像列と、別の辺に平行な方向に延びる画像列とを縦横に形成している。よって、しわ検出用紙がどのような向きでトレイに収容され、どのような方向に搬送されようとも、しわ発生の兆候を検知することが可能となる。
【００４２】
（５）変形例
上述した実施形態は次のような変形が可能である。
実施形態においては、像担持体としての感光体ドラム１１とロータリー現像装置１４とを備えたいわゆるサイクル方式や画像形成装置を例に挙げて説明したが、この他にも、例えば、複数の感光体ドラムを中間転写ベルトに外周に沿って直列に配置したいわゆるタンデム方式の画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置１００はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色のトナー（現像剤）を用いたカラー画像を形成するものに限定されず、レッド、ブルー、グリーン等の色の現像剤を用いるものであってもよいし、モノクロ画像を形成するものであってもよい。
【００４３】
ここで、図１０は、タンデム方式の画像形成装置に本発明を適用した場合の画像形成装置１０１の構成を示した図である。図１０において、画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋはそれぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンダ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色およびブラック（Ｋ）色の各色のトナー像を形成する。例えば画像形成エンジン１Ｙは、矢印Ａ方向に回転する感光体１１ドラムＹと、感光体ドラム１１Ｙを決められた帯電電位に一様に帯電させる帯電装置１２Ｙと、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の画像データのうちＹ（イエロー）の画像データに応じた光を感光体ドラム１１Ｙに照射して静電潜像を形成する露光装置１３Ｙと、静電潜像にイエローのトナーを供給し感光体ドラム１１Ｙの表面にトナー像を形成させる現像装置１４Ｙと、中間転写ベルト２にトナー像を一次転写するための一次転写ロール１５Ｙと、一次転写後の感光体ドラム１１Ｙの表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置１６Ｙとを備えている。これ以外の画像形成エンジン１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの構成も、トナーの種類が異なる点を除けば、画像形成エンジン１Ｙと同様である。
【００４４】
中間転写ベルト２は、複数の各種ロール３に掛け渡されており、これらロール３によって矢印Ｂ方向に周回移動させられる。このように周回移動させられる中間転写ベルト２には、画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって形成されたトナー像が重ね合わされるようにして一次転写される。また、この中間転写ベルト２には、画像形成エンジン１Ｆによって形成された不可視トナー像が一次転写される
【００４５】
用紙トレイ４ａ，４ｂには用紙が複数枚収容されており、給紙ロール４１ａ、４１ｂによって搬送路に送り出された用紙は複数の搬送ロール５によって矢印Ｃ方向に搬送される。
なお、用紙トレイに４ａに収容されるのは通常紙であり、用紙トレイ４ｂに収容されるのはしわ検出用紙である。二次転写ロール６は、上述したように中間転写ベルト２に一次転写されたトナー像を、搬送路上を搬送される用紙に二次転写する。定着装置７は、用紙に二次転写されたトナー像を加熱および加圧することによって用紙に定着させる。定着装置７と排紙ロール８との間には、用紙搬送路を形成するためのガイド９が設けられている、搬送路上方に設けられたガイドの一部には穴９ａが開けられており、その穴９ａの上方には赤外光感度を有するセンサ９ｂが設けられている。図１０ではセンサ９ｂを１つのみ図示しているが、実際には３つのセンサ９ｂが紙面奥行き方向に一列に並ぶようにして配置されている。このセンサ９ｂはしわ検出用紙上の不可視トナー像を読み取り、その読み取り結果に応じて図８乃至図９に示すような出力信号を出力する。画像形成装置１０１の制御部はこのセンサ９ｂからの出力信号に基づいて、しわが発生する兆候について監視しており、しわ発生の兆候が現れたらその旨のメッセージを画像形成装置１０１の筐体上面に設けられたユーザインタフェース装置５０に表示させる。以上が、タンデム方式の画像形成装置に本発明を適用した場合の実施例である。
【００４６】
また、不可視トナー像の形状や配置パターンは図４に例示したものに限らず、一定の規則性を有するものであれば、任意の形状や配置パターンを採用し得る。特に、図４に示したように画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３とが重なり合う領域について両方の画像列の読み取り結果を混同しないようにすることを重視するのであれば、次のようにすればよい。例えば図１１は、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３とが重なり合ってしまう領域については、不可視トナー像ｐｔを一切形成しないようにした例である。また、図１２は、しわ検出用紙の記録面を２つの領域に区分し、一方の領域には、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３を形成しておき、他方の領域には画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３を形成した例である。また、図１３は、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３とで、不可視トナー像ｐｔの向き（山形の凸方向の向き）を変えないで画像列を形成した例である。前述したように、センサ４５のフォトダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２の向きは副走査方向に向かって４５°だけ傾いており、不可視トナー像ｐｔを構成する線分ｐｔ１、ｐｔ２の向きも副走査方向に向かって４５°だけ傾いている。従って、図１３のようにして画像列を形成したとしても、センサ４５は画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３であっても画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３であっても充分に精度よく読み取ることが可能である。ただし、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３とではセンサ４５によって検知されるレベル波形の現れ方が異なるため、制御部１１０は、しわ検出用紙の向きを検知し、その向きに応じてレベル波形の解析の仕方を変える必要ある。
【００４７】
また、センサ４５はフォトダイオードに限定されず、画像を読み取ることが可能なセンサであればよい。例えばＣＣＤであっても良い。
【００４８】
また、定着装置４２は２つのロール部材によって構成されるものに限らず、要は、用紙の搬送路を挟んで対向する一対の部材が接触するニップ領域において、その用紙を加熱及び加圧することによってトナー像を用紙に定着させるような構成であればよい。例えば定着ロールと加圧ロールとの間にベルト部材を挟みこみ、加圧ロールを定着ロール側に付勢することでニップ領域を形成した定着装置であってもよい。また、チューブ部材の内側にパッド乃至ロールを設けておき、そのパッド乃至ロールを、チューブを介して定着ロール側に付勢することでニップ領域を形成した定着装置であってもよい。
【００４９】
また、実施形態においては、トナー像が形成される記録材の一例として用紙を挙げて説明したが、これ以外にも、例えばＯＨＰフィルム等のプラスティックや布などの種々の記録材を用いることができる。
【００５０】
なお、実施形態で述べた制御部１１０によって実行される制御プログラムは、磁気テープ、磁気ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、光記録媒体、光磁気記録媒体、ＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＲＡＭなどの記録媒体に記録した状態で提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態において発生するしわの方向を説明する模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図３】同画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】しわ検出用紙に形成されている不可視トナー像を示す平面図である。
【図５】不可視トナー像を示す拡大図である。
【図６】センサの構成を示す図である。
【図７】しわ検出用紙が定着装置と排紙ロールとを通過する様子を示した平面図である。
【図８】不可視トナー像がセンサの検出領域に差し掛かるタイミングと、センサによって検知される検知信号の波形及びセンサによって出力される出力信号の波形との関係を例示した図である。
【図９】不可視トナー像がセンサの検出領域に差し掛かるタイミングと、センサによって検知される検知信号の波形及びセンサによって出力される出力信号の波形との関係を例示した図である。
【図１０】本発明の変形例に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の変形例においてしわ検出用紙に形成されている不可視トナー像を示す平面図である。
【図１２】本発明の変形例においてしわ検出用紙に形成されている不可視トナー像を示す平面図である。
【図１３】本発明の変形例においてしわ検出用紙に形成されている不可視トナー像を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００・・・画像形成装置、１０・・・画像形成ユニット、１１・・・感光体ドラム、１２・・・帯電装置、１３・・・露光装置、１４・・・ロータリー現像装置、１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ・・・現像器、１６・・・中間転写ベルト、１８・・・一次転写ロール、１９・・・二次転写ロール、２０・・・画像読取ユニット、３０・・・用紙供給ユニット、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ・・・用紙トレイ、４２・・・定着装置、４３・・・排紙ロール、４４・・・ガイド、４５（４５ａ，４５ｂ，４５ｃ）・・・センサ、５０・・・ユーザインタフェース装置、１１０・・・制御部、１２０・・・記録部、ｐｔ・・・不可視トナー像、ｐｔ１，ｐｔ２・・・線分、Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２・・・フォトダイオード。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像が形成された記録材にしわが発生する兆候を検知するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラープリンタやカラー複写機等の電子写真方式の画像形成装置は、露光、現像、転写、定着、という幾つかの工程を経ることによって用紙（記録材）にトナー像を形成する。これら各工程のうち定着を行う定着装置は、用紙の搬送路を挟んで対向するように配置された一対のロール部材を備えており、これらのロール部材が互いに接触する領域（ニップ領域）を用紙が通過する際に、その用紙に熱と圧力を加えることによってトナーを用紙に定着させる。
【０００３】
ところが、ニップ領域に突入する際の用紙の突入姿勢が悪かったり、用紙における熱や含水率の分布が不均一であったりすると、用紙にしわが発生してしまうことが知られている。このようなしわが連続して発生するようになると、用紙に形成されたトナー像が歪んでしまって画質が極度に劣化してしまうから、画像形成装置はそれ以上の使用に堪えることはできない。このような場合には、ユーザは直ちに、画像形成装置のメンテナンスを専門に行う者に連絡し、装置の修理や調整を依頼する必要がある。
【０００４】
そこで、用紙に発生したしわを検知するための技術が従来から幾つか提案されている。その代表的なものに、例えば特許文献１〜３に記載された技術がある。特許文献１に記載された技術は、しわが発生すると用紙の一部が折れ曲がって用紙の厚みが変化する現象に着目したものである。具体的には、１対の搬送ロールの軸が変位した量を監視しておき、その変位量が極端に大きくなった場合にはしわが発生したと判断する、という仕組みである。また、特許文献２に記載された技術も、特許文献１と同様にしわが発生すると用紙の厚みが変化することに着目し、定着ロールの軸の両端の変位量をセンサで検出してしわの発生を検知するというものである。そして、特許文献３に記載された技術は、しわが発生すると用紙面が凸凹形状になることに着目したものであり、搬送路面から用紙までの距離の変位量（つまり用紙の凸凹形状）をセンサで検出してしわの発生を検知する、という構成を採っている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２４７１３号公報
【特許文献２】特開平９−２６９６９７号公報
【特許文献３】特開平９−２０２５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３に記載された技術（以下、従来技術という）は、用紙の一部が折れ曲がったり用紙面が凸凹形状になったりする等の比較的明瞭なしわが発生した場合には、それを検知することができる。ただし、そのようなしわが発生したことは、そもそも画質を見れば一目瞭然であるから、ユーザは従来技術に頼らずともしわの存在を自ら認知することができるはずである。要するに、これらの従来技術は、しわが発生したことをユーザに直ちに警告することによって、例えばユーザがしわの発生を見過ごしてしまった状態で連続何十枚〜何百枚もの多数枚の画像形成処理を行ってしまうような無駄を防止する、という効果を奏するにすぎない。
【０００７】
本願発明者がしわの発生するメカニズムについて考察したところ、しわは唐突に発生するのではなく、最初は人間の目では知覚できない程度の兆候が徐々に現れ、それから時間が経過するに従って段々と大きなしわが発生することが解明されている。このようなしわ発生の兆候が現れた段階でそれを検知することが出来れば、その時点ではほとんど視認できない程度でしか画質が劣化していないはずだから、ユーザは当分の間は画像形成装置を使用し続けることができるし、その使用期間中に時間的な余裕をもって装置の修理や調整等を依頼することもできる。即ち、しわが発生する兆候をいち早く察知して適切な対応を採ったほうがユーザにとっては利便性が高いと言える。
【０００８】
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像が形成される記録材にしわが発生する兆候をより早くより確実に検知することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、可視画像を像担持体に形成し、該画像を記録材に転写する画像形成手段と、前記記録材の搬送路を挟んで対向する一対の部材が接触するニップ領域において、前記記録材を加熱及び加圧することによって前記可視画像を前記記録材に定着させる定着手段と、前記定着手段による定着処理を経た記録材から不可視画像を読み取る読取手段と、前記読取手段によって読み取られた不可視画像が規則的に配列されているか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記画像が規則的に配列されていないと判断された場合には、前記記録材におけるしわの発生に関連した情報を出力する情報出力手段とを備えた画像形成装置を提供する。
【００１０】
記録材にしわが発生し始める前には、記録材が不均一に延びたり縮んだりしてくる。例えそれが微少な伸び縮みであっても、記録材に形成されている画像に影響を及ぼし、その規則性が乱れてくる。本発明に係る画像形成装置によれば、判断手段が、読取手段によって読み取られた画像が規則的に配列されているか否かを判断し、規則的に配列されていないと判断された場合には、情報出力手段が、記録材におけるしわの発生に関連した情報を出力する。よって、画質に重大な影響を及ぼすようなしわが発生する前に、しわ発生に関連する情報を伝えることができる。
【００１１】
なお、本発明において、「可視」および「不可視」とは、記録材に形成された画像が、可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性の有無により、人間の目で認識し得る程度であるかどうかを意味する。「可視画像」とは、その可視画像を形成する可視現像剤が可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性を有するために、可視光領域において目視により認識できる画像である。一方、「不可視画像」とは、可視光領域以外の領域（例えば赤外光領域）において、例えば赤外光領域の光を光源とした場合にフォトダイオードやＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の読取手段により読み取ることができる画像であると共に、その不可視画像を形成する不可視現像剤が可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性を有さないために、可視光領域においては目視によりほとんど認識することができない画像を意味する。
特に、本発明では、可視画像と不可視画像とが記録材に重ね合わされた状態になるので、それらの可視画像及び不可視画像の中から不可視画像だけを正確に読み取る必要がある。このため、不可視画像は、可視光領域においては目視によりほとんど認識することができない画像であると共に、可視光領域以外の領域（例えば赤外光領域）においては、例えば可視光領域の光を光源とした場合にフォトダイオードやＣＣＤ等の読取手段により読み取ることができないような画像にすることが望ましい。
【００１２】
本発明の好ましい態様においては、前記判断手段は、前記読取手段によって複数の前記不可視画像が一定の時間間隔で読み取られた場合には、該不可視画像が規則的に配列されていると判断し、前記読取手段によって複数の前記不可視画像が一定の時間間隔で読み取られなかった場合には、該不可視画像が規則的に配列されていないと判断する。このようにすれば、判断手段は、読取手段によって複数の不可視画像が一定の時間間隔で読み取られたか否かに基づいて不可視画像が規則性を有しているか否かを判断することができる。即ち、比較的簡易な構成によって不可視画像の規則性を判断することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の別の好ましい態様においては、記録材を収容する複数の収容手段を備え、前記画像形成手段は、電源が投入されてはじめて画像形成処理を行う場合には、形成した可視画像を前記複数の収容手段のうち特定の収容手段から供給される記録材に転写し、前記読取手段は、前記特定の収容手段から供給されて定着処理を経た記録材から前記不可視画像を読み取る。このようにすれば、電源が投入されるたびに、しわの兆候について検査することができる。
【００１４】
また、本発明の別の好ましい態様においては、記録材を収容する複数の収容手段と、画像が形成された記録材の枚数をカウントするカウント手段とを備え、前記画像形成手段は、前記カウント手段によってカウントされた枚数が決められた値に達する毎に、形成した可視画像を前記複数の収容手段のうち特定の収容手段から供給される記録材に転写し、前記読取手段は、前記特定の収容手段から供給されて定着処理を経た記録材から前記不可視画像を読み取る。このようにすれば、画像が形成される記録材の枚数が決められた値に達する毎に、しわの兆候について検査することができる。
【００１５】
また、本発明の別の好ましい態様においては、記録材を収容する複数の収容手段と、時刻を計測する計時手段とを備え、前記不可視画像形成手段は、前記計時手段によって計測された時刻が決められた時間間隔を経過する毎に、形成した可視画像を前記複数の収容手段のうち特定の収容手段から供給される記録材に転写し、前記読取手段は、前記特定の収容手段から供給されて定着処理を経た記録材から前記不可視画像を読み取る。
【００１６】
また、本発明の別の好ましい態様においては、前記情報出力手段は、前記記録材にしわが発生する可能性があること乃至前記記録材にしわが発生し始めていることを表すメッセージを出力してもよい。このようにすれば、画像形成装置のユーザは、記録材にしわが発生する可能性があること乃至記録材にしわが発生し始めていることを簡単に知ることができ、直ちに適切な対応をとることができる。
【００１７】
また、本発明は、不可視画像がある方向に向かって規則的に配列され、かつ、この不可視画像からなる複数の画像列が互いに直交するように配置された記録材を提供する。また、本発明は、複数の不可視画像がある方向に一定の距離間隔で配列されるとともに、複数の不可視画像が前記ある方向と直交する方向に一定の距離間隔で配列された記録材を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
まず、本発明の実施形態の説明に用いる主要な用語について定義しておく。
「主走査方向」とは、画像形成装置においてトナー像をライン単位で像担持体に形成する際のそのラインが延びる方向を意味しており、像担持体の回転軸方向と一致する。「副走査方向」とは、像担持体表面が移動（回転）する方向であり、用紙の搬送方向と一致する。これら主走査方向と副走査方向とは互いに直交する関係にある。
次に、しわの方向について定義する。「記録材（用紙）の副走査方向と略平行な方向に延びるしわ」とは、図１の模式図に示したような副走査方向ｍに沿って発生するしわＷmを指している。このような方向のしわＷmが発生するのは、用紙Ｐが主走査方向に伸縮するからである。図１では、主走査方向の長さＤmが主走査方向ｎにΔｄだけ縮んだり伸びたりする様子を図示している。これに対し、「記録材の主走査方向と略平行な方向に延びるしわ」とは、図１に示したような主走査方向ｎに沿って発生するしわＷｎを指している。このような方向のしわＷnが発生するのは、用紙Ｐが副走査方向に伸縮するからである。図１では、副走査方向の長さＤnが副走査方向にΔｄだけ縮んだり伸びたりする様子を図示している。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（１）装置構成
図２は、実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を示した図である。この画像形成装置１００は、例えばカラープリンタやカラー複写機、或いはこれらの複数の機能を兼ね備えた複合機等である。図２に示すように、画像形成装置１００の構成は、画像形成ユニット１０と、画像読取ユニット２０と、用紙供給ユニット３０とに大別される。さらに、画像形成装置１００は、ユーザが各種の操作を行うためのユーザインタフェース装置５０を備えている。このユーザインタフェース装置５０は、タッチパネルとして機能する液晶ディスプレイを備えており、ユーザはこの液晶ディスプレイに触れることで各種操作を行うことができる。
【００２０】
用紙供給ユニット３０は、用紙供給源と、この用紙供給源から図中の点線Ｓによって示される搬送路を経由して画像形成ユニット１０へ用紙を搬送するための搬送手段を有している。用紙供給源は、用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び手差しトレイ３２というように、用紙を収容するための手段を複数個備えている。また、搬送手段は、搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄを備えている。具体的な搬送動作は次の通りである。用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃにそれぞれ収容された用紙Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、各用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃに設けられた給紙ロール３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃによって１枚ずつ搬送路Ｓに送り出される。そして、これら用紙は、さらに、搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄによって画像形成ユニット１０へと搬送される。また、手差しトレイ３２の上面には用紙Ｐ４が複数枚載置されるようになっている。これらの用紙Ｐ４は給紙ロール３２１によって１枚ずつ搬送路Ｓに送り出され、さらに、搬送ロール３４ａ〜３４ｃやレジストロール３４ｄによって画像形成ユニット１０へと搬送されるようになっている。
【００２１】
用紙トレイ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び手差しトレイ３２のうち、特定のトレイ（本実施形態では用紙トレイ３１ａとする）には、後述するような不可視トナーによって規則的なパターン画像が予め形成されている用紙が収容されている。この用紙は、しわが発生する兆候を検知するために用いられるので、通常の画像形成を目的として用いられる用紙（通常紙）と区別する意味で、以下では、「しわ検出用紙」という。
【００２２】
画像読取ユニット２０は、原稿送り装置２１と、ＣＣＤ等により構成される光学系部材２２とを備えている。画像読取ユニット２０は、原稿送り装置２１によって図示せぬプラテンガラスに順番に載置される原稿の画像を光学系部材２２によって読み取り、読み取った画像を表す画像データを生成する。また、画像形成装置１００は図示しない通信インタフェースを介してＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークに接続されており、パーソナルコンピュータやサーバマシンなどのホスト装置からＬＡＮを経由して送信されてくる画像データを受信する。画像形成ユニット１０は、画像読取ユニット２０によって生成された画像データや、通信インタフェースを介して受信した画像データに基づいて画像形成処理を行う。
【００２３】
次に、画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１と、帯電装置１２と、露光装置１３と、ロータリー現像装置１４と、クリーニング装置１５と、中間転写ベルト１６と、支持ロール１７と、一次転写ロール１８と、二次転写ロール１９と、対向ロール４０と、搬送ベルト４１と、定着装置４２とを備えている。感光体ドラム１１の外周面（ドラム表面）には感光層が形成されており、この感光体ドラム１１は図示せぬ駆動機構によって図中矢印ａ方向に回転させられる。帯電装置１２は、例えばロール型帯電装置やコロトロン型帯電装置であり、感光体ドラム１１の表面を所定の電位に一様に帯電させる。露光装置１３は、一様に帯電した感光体ドラム１１に対し、画像データに応じて変調されたレーザ光を照射し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。
【００２４】
ロータリー現像装置１４は、それぞれＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー（現像剤）をそれぞれ収容する現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋを備えている。このロータリー現像装置１４が図示せぬ駆動機構によって図中矢印ｂ方向に回転させられることにより、これら４つの現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋは順番に感光体ドラム１１と近接した位置に移動させられる。そして、各現像器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋに収容された各トナーが、それぞれの色に対応する静電潜像に電気的に転移させられることによって、感光体ドラム１１の表面にトナー像が形成される。
【００２５】
中間転写ベルト１６は、無端のベルト部材であり、その内周面を複数の支持ロール１７（図２では２つ）と一次転写ロール１８と二次転写ロール１９とによって張架された状態で、矢印ｃ方向に周回移動させられる。一次転写ロール１８は、感光体ドラム１１との間で中間転写ベルト１６を挟持しつつ、感光体ドラム１１表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト１６の外周面に転写（一次転写）する。感光体ドラム近傍に設けられたクリーニングブレード１５は、一次転写後の感光体ドラム１１表面に残ったトナーを除去する。二次転写ロール１９は、対向ロール４０との間に形成されるニップ領域において、中間転写ベルト１６の外周面に転写されているトナー像を用紙へ転写（二次転写）する。二次転写後の中間転写ベルト１６の表面に残留しているトナーはベルトクリーナ２３によって除去される。
【００２６】
定着装置４２は、搬送路Ｓを挟んで互いに対向する定着ロール４２ａ及び加圧ロール４２ｂを備えている。定着ロール４２ａは、例えばアルミニウム等の金属製コアの周囲にシリコンゴム等の弾性体層が形成され、さらに弾性体層の表面にＰＦＡ（四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）チューブ等からなる離型層が形成されたロール部材である。この金属製コアの内部には、例えばハロゲンランプ等の熱源が設けられており、定着ロール４２ａの表面温度が所定の温度となるようにロールの内部から加熱する。加圧ロール４２ｂは、金属製コアの周囲に弾性体層が形成され、さらにＰＦＡチューブからなる離型層が形成されたロール部材であり、図示せぬ加圧バネ等によって定着ロール４２ａの方向に付勢されている。定着装置４２は、トナー像が二次転写された用紙に対し、定着ロール４２ａ及び加圧ロール４２ｂによって圧力を加えながら急速に加熱することによってトナー像を用紙に定着させる。この定着処理がなされた後に、用紙は排紙ロール４３ａ，４３ｂによって排紙トレイ４６に排出される。
【００２７】
定着装置４２と排紙ロール４３ａ，４３ｂとの間には、用紙搬送路を形成するためのガイド４４が設けられている。搬送路上方に設けられたガイドの一部には穴４４ａが開けられており、その穴４４ａの上方には赤外光感度を有するセンサ４５が設けられている。図２ではセンサ４５を１つのみ図示しているが、実際には３つのセンサ４５が紙面奥行き方向に一列に並ぶようにして配置されている。このセンサ４５は用紙（しわ検出用紙）に現れるしわの兆候を検知するために利用される。
【００２８】
次に、図３のブロック図を参照しながら、画像形成装置１００の制御系の構成について説明する。図３において、制御部１１０は、例えばＭＰＵ（Micro Processor Unit）や各種の特定用途向けのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を備えており、記憶部１２０に記憶されている制御プログラムなどに従って、画像形成装置１００の画像形成ユニット１０、画像読取ユニット２０及び用紙供給ユニット３０の動作を制御する。画像形成ユニット１０には前述したセンサ４５が含まれており、制御部１１０はこのセンサ４５からの出力信号に基づいてしわが発生する兆候について監視しており、しわ発生の兆候が現れたらその旨のメッセージをユーザインタフェース装置５０に表示させる。
【００２９】
（２）画像形成装置の動作モード
画像形成装置１００の画像形成処理モードには、「通常モード」と「しわ検知モード」とがある。これらの動作モードのうち、「通常モード」は通常の画像形成処理を行う動作モードであり、用紙トレイ３１ｂ，３１ｃ及び手差しトレイ３２に収容された用紙（通常紙）が使われる。即ち、露光装置１３によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の画像データに対応した静電潜像を感光体ドラム１１の表面に形成し、次いで、ロータリー現像装置１４によってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナーを静電潜像に電気的に転移させて顕像化する。そして、中間転写ベルト１６を介してこれら各色のトナー像を重ね合わせるようにして用紙に二次転写し、さらに、定着装置４２によってトナー像を用紙に定着させて排紙トレイ４６に排出する。
【００３０】
一方、「しわ検知モード」とは、前述したような用紙にしわが発生する兆候が現れているか否かを検知する動作モードである。画像形成装置１００は、例えば電源投入後にはじめて画像形成を行うときとか、所定枚数の用紙に画像を形成する毎とか、或いは、所定時間が経過する毎等の予め決められたタイミングで、動作モードを「しわ検知モード」に遷移させる。このような遷移動作を行うべく、記憶部１２０に記憶されている制御プログラムには、電源投入を検知するためのコンピュータプログラムや、時刻を計測するための手順が記述されたコンピュータプログラムや、画像が形成された用紙の枚数をカウントするための手順が記述されたコンピュータプログラムなどが含まれている。このしわ検知モードにおいては、画像形成処理自体は上述した通常モードと同様の手順で行われる。「通常モード」との違いは、「しわ検知モード」で用いられる用紙が特定の用紙トレイ３１ａに収容された“しわ検出用紙”である点と、センサ４５が作動してその“しわ検出用紙”から不可視トナー像を読み取り、しわ発生の兆候が現れているか否かの検知を試みるという点である。なお、しわ発生の兆候を検出するには１枚からせいぜい数枚程度のしわ検出用紙を用いれば充分であるから、制御部１１０は、しわ検知モードで所定数のしわ検出用紙を用いて画像形成処理を行った後、再び通常モードに遷移させればよい。
【００３１】
（３）不可視トナー像
次に、しわ検出用紙に形成されている不可視トナー像について具体的に説明する。
図４は、しわ検出用紙上の不可視トナー像の構成を示した平面図である。図４に示すように、複数の画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３，ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３がしわ検出用紙Ｐの表面に形成されている。これらの各画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３，ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３は、複数の山形（chevron）の不可視トナー像ｐｔが一定の間隔ｄで規則的に配列されることによって構成されている。画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３は、しわ検出用紙Ｐの辺Ｎに平行な方向に延びており、しわ検出用紙Ｐが辺Ｎに平行な方向（図中Ｙ方向）に搬送される際に、しわ発生の兆候を検知するために利用される。また、画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３は、しわ検出用紙Ｐの別の辺Ｍに平行な方向に延びており、しわ検出用紙Ｐが辺Ｍに平行な方向（図中Ｘ方向）に搬送される際に、しわ発生の兆候を検知するために利用される。
【００３２】
一般に、用紙が用紙トレイや手差トレイに収容される際には、その用紙を縦にして収容するか横にして収容するかはユーザの判断に任される。しわ検出用紙Ｐが例えば横にして収容された場合、その用紙は辺Ｎに平行な方向（図中Ｙ方向）に搬送されることになるので、図４におけるＸ方向が主走査方向となり、Ｙ方向が副走査方向となる。一方、しわ検出用紙Ｐが縦にして収容された場合、その用紙は辺Ｍに平行な方向（図中Ｘ方向）に搬送されることになるので、Ｘ方向が副走査方向となり、Ｙ方向が主走査方向となる。しわ検出用紙Ｐがどの方向に搬送されるにしろ、しわ発生の兆候を検知するために利用される画像列は、副走査方向に平行な方向に延びる画像列である。
【００３３】
また、本実施形態で用いる不可視トナーは、可視光領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）における吸収率が所定割合以下のために人間の目では認識できない程度であり、近赤外光領域（８００ｎｍ〜１０００ｎｍ）における吸収率が所定割合以上のために、赤外光感度を有するセンサによって読み取り可能なものである。特に、本実施形態では、しわ検出用紙Ｐに予め形成された不可視トナー画像ｐｔの上に、ユーザが所望する任意の可視画像が重ね合わされて形成される。そこで、例えば特開２００３−１８６２３８号公報に記載されているように不可視トナー像の材料として適切なものを選択することで、可視画像と不可視画像とが混在しているような画像であっても、センサ４５が可視画像に邪魔されることなく不可視トナー像ｐｔのみを正確に読み取ることが可能になっている。
【００３４】
ここで、図５は、１つの不可視トナー像ｐｔを示した拡大図である。不可視トナー像ｐｔは、互いに異なる方向に延びる線分ｐｔ１と線分ｐｔ２によって構成されている。これらの線分ｐｔ１，ｐｔ２はいずれも、しわ検出用紙の副走査方向ｍに平行な方向成分と、主走査方向ｎに平行な方向成分とを有している。しわ検出用紙が微少に伸び縮みしてしわの兆候が発生し始めると、それによって不可視トナー像の規則性が乱されるから、画像形成装置１００は、その規則性の乱れをセンサ４５で検知することによって、しわ発生の兆候をいち早く察知することができる。１つの線分ｐｔ１，ｐｔ２の各々が上記のような２つの方向成分を有していれば、副走査方向ｍに平行な方向にしわ検出用紙が伸び縮みした場合であっても、主走査方向ｎにしわ検出用紙が伸び縮みした場合であっても、その伸び縮みによってしわ検出用紙上の線分ｐｔ１，ｐｔ２の位置がずれたことを検出しやすい。図５は特に好適な場合を例示しており、線分ｐｔ１，ｐｔ２はそれぞれ副走査方向ｍに対して４５°だけ傾いており、線分ｐｔ１と線分ｐｔ２とは互いに９０°をなしている。
【００３５】
次に、図６は、センサ４５の平面図である。センサ４５は４つのフォトダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２によって構成されており、フォトダイオードＤ１１及びフォトダイオードＤ１２によって１組のセンサＤ１が構成されており、フォトダイオードＤ２１及びフォトダイオードＤ２２によって１組のセンサＤ２が構成されている。副走査方向ｍの上流側に配置されたフォトダイオードＤ１２，Ｄ２２は、検出レベルに応じたマイナス方向の出力信号を出力し、副走査方向ｍの下流側に配置されたフォトダイオードＤ１１，Ｄ２１は、検出レベルに応じたプラス方向の出力信号を出力する。フォトダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２は、副走査方向ｍに対して、それぞれ線分ｐｔ１，ｐｔ２と同様の角度４５°だけ傾くように左右対称で設けられている。このようにフォトダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２は線分ｐｔ１，ｐｔ２と同様の角度４５°だけ傾いて配置されているから、しわ検出用紙が伸び縮みすることによって線分ｐｔ１，ｐｔ２の位置がずれた場合、そのずれを正確に検知することができる。また、前述した図５を用いて説明したように、線分ｐｔ１，ｐｔ２はそれぞれ副走査方向ｍに対して４５°だけ傾いているから、副走査方向ｍに平行な方向にしわ検出用紙が或る量Δｄだけ伸び縮みした場合に線分ｐｔ１（或いは線分ｐｒ２）の位置がずれる量と、主走査方向ｎにしわ検出用紙が或る量Δｄだけ伸び縮みした場合に線分ｐｔ１（線分ｐｔ２）の位置がずれる量とが１：１の関係になるはずである。このような関係を利用して線分ｐｔ１，ｐｔ２の位置のずれ量を解析すれば、しわの兆候が現れている位置（用紙が伸縮した位置）を特定することも可能である。
【００３６】
次に、図７は、不可視トナー像ｐｔが形成されたしわ検出用紙Ｐが定着装置４２を通過する際の様子を図２の矢印ｘ方向から見たときの平面図である。なお、説明をわかりやすくするため、定着装置４２と排紙ロール４３ａ，４３ｂとの間に設けられたガイド４４は図示していない。また、定着処理を経たしわ検出用紙Ｐには、ユーザが所望する任意の可視画像も形成されているはずであるが、図７ではその図示を省略していおる。図７において、定着ロール４２ａと排紙ロール４３ａが図中矢印ｅ方向に回転することによって、用紙Ｐは副走査方向（矢印ｍの方向）に搬送され、画像形成装置１００の筐体１に設けられた排紙口から排紙トレイ４６に排出される。また、センサ４５として、不可視トナー像の画像列に対応するように３つのセンサ４５ａ，４５ｂ，４５ｃが主走査方向ｎに沿って並ぶようにして設けられている。これらのセンサ４５ａ，４５ｂ，４５ｃはそれぞれ、副走査方向に延びる画像列（図７の場合は画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３）を構成する不可視トナー像ｐｔを読み取り、その規則性を検査する。
【００３７】
（４）動作例
図８は、不可視トナー像ｐｔがセンサ４５の検出領域に進入するタイミングと、センサ４５によって検知されるレベル波形及びセンサ４５によって出力される出力信号との関係を例示した図である。
副走査方向ｍの上流側に配置されたフォトダイオードＤ１２，Ｄ２２は、検出レベルに応じたマイナス方向のレベル波形を出力し、副走査方向ｍの下流側に配置されたフォトダイオードＤ１１，Ｄ２１は、検出レベルに応じたプラス方向のレベル波形を出力する。従って、フォトダイオードＤ１２，Ｄ２２による検知領域に不可視トナー像ｐｔが進入すると、まず、マイナス方向のレベル波形が現れ、次いで、フォトダイオードＤ１１，Ｄ２２による検知領域に不可視トナー像ｐｔが進入すると、プラス方向のレベル波形が現れる。このセンサ４５には予め閾値ｋが設定されており、レベル波形がこの閾値ｋ未満の場合には、センサ４５はロー（Ｌ）レベル信号を制御部１１０に出力する一方、閾値ｋ以上の場合には、センサ４５はハイ（Ｈ）レベル信号を制御部１１０に出力する。制御部１１０は、この出力信号がローレベルからハイレベルへ立ち上がったタイミングと、その次の立ち上がりのタイミングとの間の時間ｔが所定の値ｔ0であれば、しわ発生の兆候はないと判断する。即ち、一定の距離間隔ｄで形成されているはずの不可視トナー像ｐｔを一定の時間間隔ｔ0で読み取った場合には、不可視トナー像が規則性を維持しているから、しわ検出用紙は伸び縮みしておらず、しわ発生の兆候はないというわけである。なお、このｔ0は、しわ検出用紙の搬送速度と不可視トナー像の距離間隔ｄとに基づいて予め計算により求めることができるので、これを予め記憶部１２０に記憶させておけばよい。また、計測値ｔは誤差を含む場合もあり得るので、計測値ｔがｔ0から一定の微少な値Δｔ0だけずれたとしても、ｔ0に一致するとみなすようにしてもよい。
【００３８】
これに対し、図９に示すように、時間ｔが所定の値ｔ0ではないｔ1とかｔ2の場合には、しわ検出用紙上の不可視トナー像の位置がずれてきていることを意味するので、制御部１１０はしわ発生の兆候があると判断する。即ち、一定の距離間隔ｄで形成されているはずの不可視トナー像ｐｔを一定の時間間隔ｔ0で読み取ることができなかった場合には、不可視トナー像ｐｔが規則性を有していないから、しわ検出用紙が伸び縮みしており、しわ発生の兆候があるというわけである。この場合、制御部１１０は、用紙におけるしわの発生に関連した情報を出力する。例えば用紙にしわが発生する可能性があること或いは用紙にしわが発生し始めていることを表すメッセージをユーザインタフェース装置５０に表示させる。
【００３９】
なお、図４に示した画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３とが重なり合う領域に関しては、センサ４５は、副走査方向に延びる画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３だけではなく、主走査方向に延びる画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３をも読み取ってしまうことになる。ただし、しわ発生前にしわ検出用紙Ｐに現れる伸縮現象は非常に微少なレベルでの現象であるから、不可視トナー像ｐｔの位置のずれ量も非常に微少である。このため、センサ４５が本来意図していた画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３以外に、余計な画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３をも読み取ったとしても、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３において出力値のピークが現れる時間間隔は微少なずれはあるが概ね一定である。一方、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３における出力値のピークと、画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３における出力値のピークとの時間差は、、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３において出力値のピークが現れる時間間隔の微少なずれよりは大きいことが予想される。この点に着目すれば、制御部１１０は、センサ４５によって検知されたレベル波形を解析して、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３だけに対応する波形を抽出することが可能である。この場合、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３の読み取り結果と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３の読み取り結果とを分離しやすいように、各々の不可視トナー像ｐｔの位置を定めておくことが望ましい。つまり、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３とが重なり合う領域において、それぞれの画像列を構成する不可視トナー像があまり近接しないようにしておくことが望ましい。
【００４０】
以上説明したように、用紙にしわが発生し始める前には、用紙が不均一に延びたり縮んだりしてくるため、しわ検出用紙に形成されている不可視トナー像の規則性が乱れてくる。本実施形態に係る画像形成装置１００は、その規則性に乱れがあるか否かを判断し、乱れがあると判断された場合には、用紙におけるしわの発生に関連した情報を出力する。よって、画質に重大な影響を及ぼすようなしわが発生する前に、しわ発生に関連する情報をユーザに伝えることができる。
【００４１】
また、実施形態では、しわ発生の検知を行うためのしわ検出用紙を複数のトレイのうち特定のトレイにのみ収容しておく。そして、決められたタイミングが到来するとその特定のトレイからしわ検出用紙を供給して画像形成プロセスを行うと共に、しわ発生の兆候を検知することを試みるため、しわ検出用紙を無駄に消費するようなことがない。さらに、しわ検出用紙には、その用紙の一辺に平行な方向に延びる画像列と、別の辺に平行な方向に延びる画像列とを縦横に形成している。よって、しわ検出用紙がどのような向きでトレイに収容され、どのような方向に搬送されようとも、しわ発生の兆候を検知することが可能となる。
【００４２】
（５）変形例
上述した実施形態は次のような変形が可能である。
実施形態においては、像担持体としての感光体ドラム１１とロータリー現像装置１４とを備えたいわゆるサイクル方式や画像形成装置を例に挙げて説明したが、この他にも、例えば、複数の感光体ドラムを中間転写ベルトに外周に沿って直列に配置したいわゆるタンデム方式の画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置１００はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色のトナー（現像剤）を用いたカラー画像を形成するものに限定されず、レッド、ブルー、グリーン等の色の現像剤を用いるものであってもよいし、モノクロ画像を形成するものであってもよい。
【００４３】
ここで、図１０は、タンデム方式の画像形成装置に本発明を適用した場合の画像形成装置１０１の構成を示した図である。図１０において、画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋはそれぞれ、イエロー（Ｙ）色、マゼンダ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色およびブラック（Ｋ）色の各色のトナー像を形成する。例えば画像形成エンジン１Ｙは、矢印Ａ方向に回転する感光体１１ドラムＹと、感光体ドラム１１Ｙを決められた帯電電位に一様に帯電させる帯電装置１２Ｙと、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の画像データのうちＹ（イエロー）の画像データに応じた光を感光体ドラム１１Ｙに照射して静電潜像を形成する露光装置１３Ｙと、静電潜像にイエローのトナーを供給し感光体ドラム１１Ｙの表面にトナー像を形成させる現像装置１４Ｙと、中間転写ベルト２にトナー像を一次転写するための一次転写ロール１５Ｙと、一次転写後の感光体ドラム１１Ｙの表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置１６Ｙとを備えている。これ以外の画像形成エンジン１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの構成も、トナーの種類が異なる点を除けば、画像形成エンジン１Ｙと同様である。
【００４４】
中間転写ベルト２は、複数の各種ロール３に掛け渡されており、これらロール３によって矢印Ｂ方向に周回移動させられる。このように周回移動させられる中間転写ベルト２には、画像形成エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋによって形成されたトナー像が重ね合わされるようにして一次転写される。また、この中間転写ベルト２には、画像形成エンジン１Ｆによって形成された不可視トナー像が一次転写される
【００４５】
用紙トレイ４ａ，４ｂには用紙が複数枚収容されており、給紙ロール４１ａ、４１ｂによって搬送路に送り出された用紙は複数の搬送ロール５によって矢印Ｃ方向に搬送される。
なお、用紙トレイに４ａに収容されるのは通常紙であり、用紙トレイ４ｂに収容されるのはしわ検出用紙である。二次転写ロール６は、上述したように中間転写ベルト２に一次転写されたトナー像を、搬送路上を搬送される用紙に二次転写する。定着装置７は、用紙に二次転写されたトナー像を加熱および加圧することによって用紙に定着させる。定着装置７と排紙ロール８との間には、用紙搬送路を形成するためのガイド９が設けられている、搬送路上方に設けられたガイドの一部には穴９ａが開けられており、その穴９ａの上方には赤外光感度を有するセンサ９ｂが設けられている。図１０ではセンサ９ｂを１つのみ図示しているが、実際には３つのセンサ９ｂが紙面奥行き方向に一列に並ぶようにして配置されている。このセンサ９ｂはしわ検出用紙上の不可視トナー像を読み取り、その読み取り結果に応じて図８乃至図９に示すような出力信号を出力する。画像形成装置１０１の制御部はこのセンサ９ｂからの出力信号に基づいて、しわが発生する兆候について監視しており、しわ発生の兆候が現れたらその旨のメッセージを画像形成装置１０１の筐体上面に設けられたユーザインタフェース装置５０に表示させる。以上が、タンデム方式の画像形成装置に本発明を適用した場合の実施例である。
【００４６】
また、不可視トナー像の形状や配置パターンは図４に例示したものに限らず、一定の規則性を有するものであれば、任意の形状や配置パターンを採用し得る。特に、図４に示したように画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３とが重なり合う領域について両方の画像列の読み取り結果を混同しないようにすることを重視するのであれば、次のようにすればよい。例えば図１１は、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３とが重なり合ってしまう領域については、不可視トナー像ｐｔを一切形成しないようにした例である。また、図１２は、しわ検出用紙の記録面を２つの領域に区分し、一方の領域には、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３を形成しておき、他方の領域には画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３を形成した例である。また、図１３は、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３とで、不可視トナー像ｐｔの向き（山形の凸方向の向き）を変えないで画像列を形成した例である。前述したように、センサ４５のフォトダイオードＤ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２の向きは副走査方向に向かって４５°だけ傾いており、不可視トナー像ｐｔを構成する線分ｐｔ１、ｐｔ２の向きも副走査方向に向かって４５°だけ傾いている。従って、図１３のようにして画像列を形成したとしても、センサ４５は画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３であっても画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３であっても充分に精度よく読み取ることが可能である。ただし、画像列ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３と画像列ｌｎ１，ｌｎ２，ｌｎ３とではセンサ４５によって検知されるレベル波形の現れ方が異なるため、制御部１１０は、しわ検出用紙の向きを検知し、その向きに応じてレベル波形の解析の仕方を変える必要ある。
【００４７】
また、センサ４５はフォトダイオードに限定されず、画像を読み取ることが可能なセンサであればよい。例えばＣＣＤであっても良い。
【００４８】
また、定着装置４２は２つのロール部材によって構成されるものに限らず、要は、用紙の搬送路を挟んで対向する一対の部材が接触するニップ領域において、その用紙を加熱及び加圧することによってトナー像を用紙に定着させるような構成であればよい。例えば定着ロールと加圧ロールとの間にベルト部材を挟みこみ、加圧ロールを定着ロール側に付勢することでニップ領域を形成した定着装置であってもよい。また、チューブ部材の内側にパッド乃至ロールを設けておき、そのパッド乃至ロールを、チューブを介して定着ロール側に付勢することでニップ領域を形成した定着装置であってもよい。
【００４９】
また、実施形態においては、トナー像が形成される記録材の一例として用紙を挙げて説明したが、これ以外にも、例えばＯＨＰフィルム等のプラスティックや布などの種々の記録材を用いることができる。
【００５０】
なお、実施形態で述べた制御部１１０によって実行される制御プログラムは、磁気テープ、磁気ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、光記録媒体、光磁気記録媒体、ＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＲＡＭなどの記録媒体に記録した状態で提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態において発生するしわの方向を説明する模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図３】同画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】しわ検出用紙に形成されている不可視トナー像を示す平面図である。
【図５】不可視トナー像を示す拡大図である。
【図６】センサの構成を示す図である。
【図７】しわ検出用紙が定着装置と排紙ロールとを通過する様子を示した平面図である。
【図８】不可視トナー像がセンサの検出領域に差し掛かるタイミングと、センサによって検知される検知信号の波形及びセンサによって出力される出力信号の波形との関係を例示した図である。
【図９】不可視トナー像がセンサの検出領域に差し掛かるタイミングと、センサによって検知される検知信号の波形及びセンサによって出力される出力信号の波形との関係を例示した図である。
【図１０】本発明の変形例に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の変形例においてしわ検出用紙に形成されている不可視トナー像を示す平面図である。
【図１２】本発明の変形例においてしわ検出用紙に形成されている不可視トナー像を示す平面図である。
【図１３】本発明の変形例においてしわ検出用紙に形成されている不可視トナー像を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００・・・画像形成装置、１０・・・画像形成ユニット、１１・・・感光体ドラム、１２・・・帯電装置、１３・・・露光装置、１４・・・ロータリー現像装置、１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ・・・現像器、１６・・・中間転写ベルト、１８・・・一次転写ロール、１９・・・二次転写ロール、２０・・・画像読取ユニット、３０・・・用紙供給ユニット、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ・・・用紙トレイ、４２・・・定着装置、４３・・・排紙ロール、４４・・・ガイド、４５（４５ａ，４５ｂ，４５ｃ）・・・センサ、５０・・・ユーザインタフェース装置、１１０・・・制御部、１２０・・・記録部、ｐｔ・・・不可視トナー像、ｐｔ１，ｐｔ２・・・線分、Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２・・・フォトダイオード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視画像を像担持体に形成し、該画像を記録材に転写する画像形成手段と、
前記記録材の搬送路を挟んで対向する一対の部材が接触するニップ領域において、前記記録材を加熱及び加圧することによって前記可視画像を前記記録材に定着させる定着手段と、
前記定着手段による定着処理を経た記録材から不可視画像を読み取る読取手段と、
前記読取手段によって読み取られた不可視画像が規則的に配列されているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記画像が規則的に配列されていないと判断された場合には、前記記録材におけるしわの発生に関連した情報を出力する情報出力手段と
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記判断手段は、
前記読取手段によって複数の前記不可視画像が一定の時間間隔で読み取られた場合には、該不可視画像が規則的に配列されていると判断し、
前記読取手段によって複数の前記不可視画像が一定の時間間隔で読み取られなかった場合には、該不可視画像が規則的に配列されていないと判断する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
記録材を収容する複数の収容手段を備え、
前記画像形成手段は、電源が投入された後にはじめて画像形成処理を行う場合には、形成した可視画像を、前記複数の収容手段のうち特定の収容手段から供給される記録材に転写し、
前記読取手段は、前記特定の収容手段から供給されて定着処理を経た記録材から、前記不可視画像を読み取る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
記録材を収容する複数の収容手段と、
画像が形成された記録材の枚数をカウントするカウント手段とを備え、
前記画像形成手段は、前記カウント手段によってカウントされた枚数が決められた値に達する毎に、形成した可視画像を前記複数の収容手段のうち特定の収容手段から供給される記録材に転写し、
前記読取手段は、前記特定の収容手段から供給されて定着処理を経た記録材から前記不可視画像を読み取る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
記録材を収容する複数の収容手段と、
時刻を計測する計時手段とを備え、
前記不可視画像形成手段は、前記計時手段によって計測された時刻が決められた時間間隔を経過する毎に、形成した可視画像を前記複数の収容手段のうち特定の収容手段から供給される記録材に転写し、
前記読取手段は、前記特定の収容手段から供給されて定着処理を経た記録材から前記不可視画像を読み取る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
不可視画像がある方向に向かって規則的に配列され、かつ、この不可視画像からなる複数の画像列が互いに直交するように配置された記録材。
【請求項７】
複数の不可視画像がある方向に一定の距離間隔で配列されるとともに、複数の不可視画像が前記ある方向と直交する方向に一定の距離間隔で配列された記録材。
【請求項１】
可視画像を像担持体に形成し、該画像を記録材に転写する画像形成手段と、
前記記録材の搬送路を挟んで対向する一対の部材が接触するニップ領域において、前記記録材を加熱及び加圧することによって前記可視画像を前記記録材に定着させる定着手段と、
前記定着手段による定着処理を経た記録材から不可視画像を読み取る読取手段と、
前記読取手段によって読み取られた不可視画像が規則的に配列されているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記画像が規則的に配列されていないと判断された場合には、前記記録材におけるしわの発生に関連した情報を出力する情報出力手段と
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記判断手段は、
前記読取手段によって複数の前記不可視画像が一定の時間間隔で読み取られた場合には、該不可視画像が規則的に配列されていると判断し、
前記読取手段によって複数の前記不可視画像が一定の時間間隔で読み取られなかった場合には、該不可視画像が規則的に配列されていないと判断する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
記録材を収容する複数の収容手段を備え、
前記画像形成手段は、電源が投入された後にはじめて画像形成処理を行う場合には、形成した可視画像を、前記複数の収容手段のうち特定の収容手段から供給される記録材に転写し、
前記読取手段は、前記特定の収容手段から供給されて定着処理を経た記録材から、前記不可視画像を読み取る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
記録材を収容する複数の収容手段と、
画像が形成された記録材の枚数をカウントするカウント手段とを備え、
前記画像形成手段は、前記カウント手段によってカウントされた枚数が決められた値に達する毎に、形成した可視画像を前記複数の収容手段のうち特定の収容手段から供給される記録材に転写し、
前記読取手段は、前記特定の収容手段から供給されて定着処理を経た記録材から前記不可視画像を読み取る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
記録材を収容する複数の収容手段と、
時刻を計測する計時手段とを備え、
前記不可視画像形成手段は、前記計時手段によって計測された時刻が決められた時間間隔を経過する毎に、形成した可視画像を前記複数の収容手段のうち特定の収容手段から供給される記録材に転写し、
前記読取手段は、前記特定の収容手段から供給されて定着処理を経た記録材から前記不可視画像を読み取る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
不可視画像がある方向に向かって規則的に配列され、かつ、この不可視画像からなる複数の画像列が互いに直交するように配置された記録材。
【請求項７】
複数の不可視画像がある方向に一定の距離間隔で配列されるとともに、複数の不可視画像が前記ある方向と直交する方向に一定の距離間隔で配列された記録材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−８９２０６（Ｐ２００６−８９２０６Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７５８９２（Ｐ２００４−２７５８９２）
【出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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