(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置の記録媒体搬送経路に沿って搬送され、前記画像形成装置における画像形成条件を計測するシート部材であって、前記画像形成装置内の特定の物理量を計測する計測機能と、計測結果を送受信する無線通信機能とを備えた機能素子が埋設されていることを特徴とするシート部材。
【請求項２】
前記特定の物理量は、温度、湿度、圧力、電圧、電場、磁場、速度及び加速度から選択された少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載のシート部材。
【請求項３】
前記機能素子は、一個又は複数個であり、前記シート部材とは別の部材に設けられた親基地との間で無線通信を行い、前記親基地からの制御信号によりデータの送受信を行うこものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート部材。
【請求項４】
像担持体と、この像担持体表面を帯電させる帯電装置と、前記像担持体の帯電面に画像情報に基づいて露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像転写後の記録媒体に前記トナー像を定着させる定着装置と、を有する画像形成装置において、
請求項１乃至３の何れか１項に記載のシート部材の機能素子と無線通信を行うための通信機能を備えた親基地を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記通信機能によって受信した前記物理量の計測結果に基づいて、プロセス状態を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記シート部材を格納する格納手段と、このシート部材を記録媒体搬送経路内へ搬送する搬送手段と、画像形成後、前記シート部材を前記格納手段へ戻す搬送手段と、
を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記プロセス状態のキャリブレーションの実施に先立ち、前記シート部材を装置本体に挿入することをユーザに対して指示する指示手段と、
前記シート部材を記録媒体搬送経路に挿入する手差し挿入手段を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記記録媒体の種別に応じて、画像の書き込みを行うか否かを制御する書き込み制御手段を有し、この書き込み制御手段は、前記記録媒体が前記機能粒子埋設シート部材の場合には、画像の書き込み工程を省略するように制御するものであることを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記機能素子が計測する物理量の適正範囲を設定する記憶手段と、
前記無線通信機能により受信した計測結果と前記適正範囲とを比較する比較手段と、
前記計測結果が前記記憶手段における適正範囲から外れる場合は、シート部材の故障又はシート部材の交換を報知する報知手段を有することを特徴とする請求項４〜８の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量計測機能と無線通信機能を有する機能素子を埋設させたシート部材及びこのシート部材に基づくキャリブレーション機能を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線技術にセンサを組み合わせた技術をセンサネットワーク（センサネット）技術といい、このセンサネット技術を、特に道端、トンネル内等の監視、ビルの温度管理等をはじめとする環境監視分野に幅広く応用することが検討されている。
センサネット技術は、例えば情報処理学会誌２００４年９月号に紹介されている。センサネット技術に適用される無線技術は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）又は無線ＩＣタグ若しくは単にＩＣタグなどと呼ばれる非接触メモリでも使用されている。
ＲＦＩＤに関しては、文献名：「モノに情報を貼り付ける   ＲＦＩＤタグとその応用」、情報処理学会誌４０巻８号ｐ８４６〜８５０（１９９９年８月）にあるように、個別情報を電子的に保持して電磁誘導により非接触で情報伝達するＩＤ素子（ＲＦＩＤ）技術が開発され、物の識別管理のために応用され始めている。最近では１ｍｍ以下のサイズのＩＤ素子が開発され、例えば紙に漉きこんで使用することも可能となっている。
【０００３】
センサネット技術で使用される通信機能と計測機能を併せもつ機能素子は、前記ＲＦＩＤに計測機能を付加したものとほぼ等しく、センサ部分を小型化することで、ＲＦＩＤ同様に、センサネットで使用される機能素子の小型化が図られている。
【０００４】
このようなセンサネットに関する従来技術として、例えば特許文献１には、個々の機能素子のセンシング機能を特定のもの又は範囲に限定することによって簡素化するとともに、全体では各機能素子に共同的作業を行わせることで、高度なセンシング・システムを実現することを目的として開発されたセンサネットに使用される機能素子を駆動する技術であって、光又は無線を用いてワイヤレス通信を行う第１の機能と、前記ワイヤレス通信とは異なる第２の機能とを有する機能素子を複数備えた機能素子群を含み、前記機能素子群は、個々の前記機能素子の前記第２の機能が単一機能であるとともに、個々の前記機能素子の前記第１の機能を用いた共同的作業により全体として１つ以上の前記第２の機能を果たす無線通信装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、高感度の感光体を用いた画像形成装置の、感光体の長期使用による画像不良の発生を防止し、感光体の使用可能期間を延長することを目的として開発された画像形成装置であって、画像形成動作数を計測する動作数計測手段、像担持体の表面温度を測定する温度測定手段、及び像担持体帯電手段を制御して、像担持体の帯電電位を規制する帯電制御手段を有し、この帯電制御手段は、前記帯電手段への印加電圧を補正するにあたり、印加電圧補正量を決定する係数を画像形成動作数に対応する補正テーブルより選択し、印加電圧補正量を決定する基準値を像担持体の表面温度を用いて演算し、前記係数と前記基準値により決定した補正量で補正した印加電圧で帯電手段を動作させる画像形成装置が開示されている。
更に、特許文献３には、現像器の近傍に配設した環境センサにより、その現像器近傍の温度を検出して所定時間記憶し、その検出温度と経過時間との情報に基づいて画像濃度を決定する画像形成条件、例えば感光体の帯電電位と露光量と潜像電位と現像バイアス電位とによって決定されるものを設定するようにした画像形成装置が提案されている。
【０００６】
更にまた、特許文献４には、設置面積を少なく抑え、集約機能部や両面印刷機能などを共用することによりコストを抑え、操作性の向上を図ることを目的として開発された装置であって、少なくとも１つの処理端末装置とネットワークを介して接続する複数の画像形成装置において、前記画像形成装置は、通信手段、状態検出手段、判断手段及び選択手段を有し、前記通信手段は画像形成装置の他機及び処理端末装置へ前記ネットワークを介して信号の送受信を行い、前記状態検出手段は前記処理端末装置からの出力命令に基づいて自機の動作状態に関する動作状態情報を検出し、前記判断手段は他機から送られてきた他機の動作状態情報と自機の動作状態情報に基づいて画像形成の処理における優先順位を判断し、前記選択手段は判断手段による判断結果により適切な画像形成装置を選択する画像形成装置が開示されている。
【０００７】
ところで、従来より、電子写真方式、即ち、像担持体への光書き込み（露光）による静電潜像の生成及び現像により画像を形成する方式を採用した画像形成装置においては、環境変動や経時変動の影響をなくし、画質を安定に保つために、様々の制御が行われている。例えば、静電潜像の生成及び現像プロセスにおいては、電位制御、露光量制御等のプロセスコントロールが行われている。プロセスコントロールは、例えば帯電装置、露光装置、現像装置の順に配置される装置系の前記露光装置と現像装置との間に設けられたセンサであって、感光体の表面電位を検出する電位センサを用い、帯電装置による帯電電位ＶＤが所定の値となるように調整し、更に帯電電位ＶＤを調整した後、露光後の電位が所定の値となるように露光量を調整する等、種々の方式によって行われ、画質の安定化が図られている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１３４９８１号公報
【特許文献２】特開２００３−２８７９２９号公報
【特許文献３】特開平４−６０５５３号公報
【特許文献４】特開２０００−０４３３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、プロセスコントロール（以下、単にプロコンということがある）を、例えば感光体が副走査方向に回転する感光体ドラムに適用する場合には、感光体の線速、即ちドラムの周速度が早い場合には、以下に示すような問題がある。この問題は、ＬＤ（レーザディスク）による書込みから電位センサによる表面電位の検知までの時間が短くなることに伴って発生するものである。即ち、上述した時間が短くなると、電位センサは、ＬＤ書込みにより感光体が露光された部分の電位が高帯電電位から低電位に減衰するまでにかかる時間を待たずにそれ以前の電位を検知してしまうことになり、その後、さらに減衰が続き電位が落ちきったところで行う現像時における電位とは異なる電位が検知されることになる。このように、電位センサで検知した電位と実際の現像時における電位とが異なるので、現像時の最適電位値を目標電位値として電位センサを用いてプロセスコントロールを行う従来技術では、操作ずれが生じ、最適な作像条件を設定できないという問題がある。
なお、上述した操作ずれは、温度やＣＴＬ（キャリア輸送層）の膜厚に依存することが知られており、低温の方が、またＣＴＬ膜厚が厚い方がずれ幅が大きくなる傾向がある。このため、感光体の温度や環境温度に応じて光量を調整する方法も提案されている。
【００１０】
ところで、上記従来技術におけるプロセスコントロールを行う際の物理量の計測技術においては、環境特性を除き、通常、画像の書き込み位置や記録媒体への転写・定着位置での特性が画質に影響を与えることになる。従って、画像の書き込み位置や記録媒体への転写・定着位置での特性を正確に把握することが重要となる。
しかしながら、現実には、例えば感光体と転写装置、定着装置と記録媒体との界面にはセンサを設置することができないために、その近傍位置での計測値で代用せざるを得ないという問題がある。また、コストアップ、又は他に設置するためのスペースがないという理由から、通常、感光体電位及び温度計測センサ等を、それぞれ１個ずつ設置するという所謂点計測を行わざるを得ないという問題があった。このため、主走査方向の温度や電位分布などを一次元又は二次元的に計測してプロセスコントロールへ反映させることができず、面内ムラをプロセスコントロールにより高精度に補正することができないという問題がある。
【００１１】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、感光体、現像装置、転写装置、定着装置等において、記録紙をはじめとする記録媒体が接触する部位における物理量を計測することができる機能素子埋設シート部材、及びこのシート部材を使用して計測された物理量の一次元又は二次元分布情報に基づいて画像出力を制御することにより、高精度な制御を実現することができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明のシート部材は、画像形成装置の記録媒体搬送経路に沿って搬送され、前記画像形成装置における画像形成条件を計測するシート部材であって、前記画像形成装置内の特定の物理量を計測する計測機能と、計測結果を送受信する無線通信機能とを備えた機能素子が埋設されていることを特徴とする。
この場合において、前記特定の物理量は、温度、湿度、圧力、電圧、電場、磁場、速度及び加速度から選択された少なくとも一つで有ることが好ましい。
また、前記機能素子は、一個又は複数個であり、前記シート部材とは別の部材に設けられた親基地との間で無線通信を行い、前記親基地からの制御信号によりデータの送受信を行うこものとすることができる。
【００１３】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、この像担持体表面を帯電させる帯電装置と、前記像担持体の帯電面に画像情報に基づいて露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像転写後の記録媒体に前記トナー像を定着させる定着装置と、を有する画像形成装置において、上記何れか一つのシート部材の機能素子と無線通信を行うための通信機能を備えた親基地を有することを特徴とする。
【００１４】
この場合において、前記通信機能によって受信した前記物理量の計測結果に基づいて、プロセス状態を制御する制御手段を有することが好ましい。
また、前記シート部材を格納する格納手段と、このシート部材を記録媒体搬送経路内へ搬送する搬送手段と、画像形成後、前記シート部材を前記格納手段へ戻す搬送手段と、を有するものとしてもよい。
【００１５】
更に、前記プロセス状態のキャリブレーションの実施に先立ち、前記シート部材を装置本体に挿入することをユーザに対して指示する指示手段と、前記シート部材を記録媒体搬送経路に挿入する手差し挿入手段を有するものとすることもできる。
更にまた、前記記録媒体の種別に応じて、画像の書き込みを行うか否かを制御する書き込み制御手段を有し、この書き込み制御手段は、前記記録媒体が前記機能粒子埋設シート部材の場合には、画像の書き込み工程を省略するように制御するものとしてもよい。
【００１６】
更にまた、前記機能素子が計測する物理量の適正範囲を設定する記憶手段と、前記無線通信機能により受信した計測結果と前記適正範囲とを比較する比較手段と、前記計測結果が前記記憶手段における適正範囲から外れる場合は、シート部材の故障又はシート部材の交換を報知する報知手段を有するものとすることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、シート部材に、物理量の計測機能と無線通信機能とを有する機能素子を埋設したことにより、このシート部材が移動体であっても、シート部材に作用する物理特性、例えば温度、湿度、圧力、電圧、電場、磁場、速度、加速度などを配線による制限を受けることなく計測することができ、これに基づいてプロセスコントロールを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、画像形成装置において、記録媒体と作像プロセス手段との界面における物理特性を測定するための計測手段と、計測結果を用いたプロセス制御を行うための手段を提示するものである。
図１は、本発明の実施形態に係る機能素子埋設シート部材の構成を示す図である。本実施形態に係るシート部材は、通常のシート部材にセンサ及び通信機能を有する機能素子を埋設、内蔵させたものである。図１において、複数の機能素子１からなる機能素子群がシート部材１０に埋設されている。機能素子１は無線通信を行う第１の機能と、特定の物理量を計測する第２の機能を有する。シート部材１０の外部には親基地３００が存在し、親基地３００はシート内の機能素子１を統合的に管理する。各機能素子１は、互いに通信を行い、全体として最も効率的に最適な情報を親基地３００に送ることができるように構成されている。即ち、シート部材１０内の各機能素子１は、いわゆるセンサネットワークを形成している。
【００１９】
機能素子１が有する上述した第２の機能は、例えば温度、湿度、圧力、電位、電場、磁場、加速度、速度のうち一つ又はそれ以上を計測するものである。機能素子１は、複数の計測機能を有する形態であってもよいし、単一の計測機能のみを有するものであってもよいが、機能を単一に制限することにより、１の機能素子当たりの製作コストを低下させることができる。
【００２０】
図２は、機能素子１の構成を説明するためのブロック図である。機能素子１には、無線通信を行うための受信部２３及び送信部２２と、特定の物理量を計測するためのセンサ部２０、２１が設けられている。図２において、この機能素子１は、２種類の物理量を計測するセンサ部を有する構成となっているが、本発明においては、これに限定されるものではない。更に、各機能素子１を識別するためのＩＤ２５及び受信した信号の内容に基づいて送信内容を制御する動作制御部２４が設けられている。
【００２１】
親基地３００からの信号によって、各機能素子１の動作を制御することができ、特定の計測を行う機能素子１のみの信号を親基地３００へ送信したり、所定のタイミングで計測結果を送信させることもできる。シート部材１０上の各機能素子１は、異なる計測機能を有する機能素子群が分布するように設置されていても良いし、単一の機能素子のみを分布させることもできる。
【００２２】
図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。この画像形成装置は、前記シート部材１０に埋設された機能素子１と無線通信を行うための通信機能を備えた親基地を有するものであり、感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する方式を用いた画像形成装置（複写機）である。
図３において、この画像形成装置は、リーダ（読み取り）部と、その下方のプリンタ部及び画像入出力制御部のコア部とに大別される。リーダ部は、原稿搬送装置１０１と、その下方に配置されたプラテンガラス１０２とから主として構成されている。プラテンガラス１０２の下方には、ランプ１０３及びミラー１０５を備えたスキャナユニット１０４、ミラー１０６、１０７、レンズ１０８及びＣＣＤイメージセンサ（以下、単にＣＣＤという）１０９が所定の間隔に配列されている。
【００２３】
他方プリンタ部及び画像入出力制御部には、感光体ドラム２０２、感光体ドラム２０２に潜像を形成するレーザドライバ２２１及びレーザ発信部２０１、潜像を現像する現像器２０３が設けられている。感光体ドラム２０２の転写部２０６にの下方には、記録紙を収納するカセット２０４及び２０５が配置されている。また、装置本体側壁部に転写部２０６に記録紙を手差しで供給する手差し挿入口２３０が設けられている。転写部２０６の後流には定着装置２０７及び排出ローラ２０８が順次配置されている。転写部２０６とカセット２０４及び２０５との間の空間部には、機能素子を埋蔵したシート部材１０を格納する格納部２４０が設けられている。シート部材１０に混入された機能素子１と通信を行う親基地３００は、転写部２０６及び定着部２０７の近傍の２カ所にそれぞれ設置されている。
【００２４】
以下に、このような構成の画像形成装置の動作を説明する。
先ず、画像形成に際し、原稿給送装置１０１によって、原稿を最終頁から順に１枚ずつプラテンガラス１０２上へ給送する。原稿がプラテンガラス１０２上に搬送されると、ランプ１０３が点灯し、スキャナユニット１０４の移動を開始させて原稿を露光走査する。この時の原稿からの反射光はミラー１０５、１０６、１０７及びレンズ１０８を経てＣＣＤイメージセンサ（以下、ＣＣＤという）１０９へ導かれる。
走査された原稿の画像はＣＣＤ１０９によって読み取られ、ＣＣＤ１０９から出力される画像データは、所定の処理が施された後、プリンタ部及び画像入出力制御部のコア部へ転送される。
【００２５】
プリンタ部のレーザドライバ２２１はレーザ発光部２０１を駆動し、リーダ部から出力された画像データに応じたレーザ光をレーザ発光部２０１から発光させる。レーザ光は感光体ドラム２０２に照射され、感光体ドラム２０２の潜像面にレーザ光に応じた潜像を形成する。感光ドラム２０２の潜像に現像器２０３によって現像剤を付着させ、トナー像を形成する。レーザ光の照射開始と同期したタイミングで、カセット２０４及びカセット２０５のいずれかから記録媒体としての記録紙を給紙し、転写部２０６へ搬送し、感光ドラム２０２に形成された現像剤を記録紙に転写させる。
トナー像が転写された記録紙を定着部２０７に搬送し、熱と圧力により現像剤を記像紙に定着させる。定着部２０７を通過した記録紙を排出ローラ２０８によってソータ２２０に排出し、排出した記録紙をそれぞれのピンに収納して記録紙の仕分けを行う。ソータ２２０に仕分け情報が設定されていない場合は最上ビンに全ての記録紙を収納する。
【００２６】
一方、画像形成装置における各部位の物理量を計測する場合は、格納部２４０に収容された機能素子埋設シート部材１０をローラによって給紙搬送路を経て転写部２０６に給送し、シート部材１０に埋設された機能端子１によって目的の物理量を計測する。従って、記録媒体に代わってシート部材１０が転写部２０６に搬送された場合は、シート部材１０を排出ローラ２０８まで搬送しないで、排出ローラ２０８の前流に設けられたフラッパ２０９によってシート部材格納部２４０ヘと戻す。
【００２７】
次に、機能素子埋設シート部材を用いたキャリブレーション動作について説明する。
定期又は不定期に発生するプロセス調整の実行時に、通常の記録媒体に代えて、機能素子埋設シート部材１０を使用して、印刷動作を実行する。機能素子埋設シート部材１０を使用する場合は、感光体に露光による書き込みを行わないか、又は色材による現像を行わないように、動作を変更し、シート部材１０に像が書き込まれないようにする。これにより、トナー付着による汚れや物理量を計測する機能低下を防止することができ、繰り返し使用が可能となる。
記録媒体の代わりに機能素子埋設シート部材１０を使用することにより、このシート部材１０は通常の記録媒体と同等の作像プロセスを通ることとなり、シート部材に埋設された各機能素子１は記録媒体が受けるのと同じ物理状態を計測することが可能となる。例えば、シート部材１０が感光体と接触するタイミングで、シート部材１０に埋設された機能素子１が目的の物理量を計測する。計測結果としての、例えば感光体の温度や電位、電場などの情報は無線通信を介して親基地に伝達される。親基地３００に伝達された計測データは後述する記憶装置に記憶され、制御用データとして使用される。
【００２８】
中間転写体を用いて記録媒体へトナー像を転写する方式の画像形成装置の場合も同様に、前記中間転写体近傍に親基地を設置することによって、中間転写体における圧力や電場、磁場などの物理量を計測することができる。なお、シート部材１０には計測対象となる物理量に対応したセンサ機能を有する機能素子が埋め込まれている。また、シート部材１０には、計測する物理量が異なる機能素子を埋め込むことができ、必要に応じて温度のみを検出したり、圧力のみを検出したり、さらにはその両方を検出することができる。この場合、どのような物理量を計測するかは、例えば親基地からの制御信号によって制御される。
【００２９】
図４は、図３の画像形成装置の構成を示すブロック図である。図４において、この画像形成装置は、原稿の読み取りを行う原稿読み取り部３０２と、画像の書き込みを行う画像書き込み部３０１と、シート部材１０の機能素子１と無線通信を行う無線通信部（親基地）３００と、全体動作を制御するＣＰＵ３０３と、記憶装置３０４と、表示装置３０５を少なくとも有している。
装置内に無線通信手段（親基地）が複数設置されている場合であっても、各親基地に予めＩＤを付しておき、親基地のＩＤを含めて計測結果を得ることで、計測対象に応じた制御が可能となる。即ち、装置内に設置された親基地３００にて受信された計測結果は、記憶装置に一旦記憶されると共に、ＣＰＵにて、計測結果が解析され、測定対象に応じた制御に供される。
【００３０】
本実施形態によれば、記録媒体との接触面での物理量の計測が可能となるため、より精度の高い計測結果が得られる。即ち、従来、感光体上の電位や温度、定着ユニットの温度は、記録媒体との接触位置での計測ができなかったために、接触面と異なる位置での計測が行われていた。このため、実際の接触面での計測値と異なる値を計測し、それを代用特性として使用していたが、本実施形態においては、記録媒体との接触面での物理量の計測が可能となるため、より精度の高い計測結果が得られ、これに基づいてより精度の高い制御が可能となる。
また、従来、各物理量情報は、構造上の都合等により１箇所程度でしか測定できなかったが、本実施形態においては、機能素子１の位置情報をもとに１次元又は２次元情報として得ることができるので、書き込み位置ごとに異なる補正、プロセス制御を施すことも可能となる。
【００３１】
本実施形態によれば、シート部材に無線通信機能と計測機能を有する機能素子群を埋設したので、前記シート部材が移動体であってもシート部材に作用する物理特性を配線による制限を受けることなく計測が可能となる。また、画像形成装置内に前記シート部材と無線通信可能な親基地を設置したので、画像形成装置内の任意の位置においてシート部材に作用する物理特性を測定し、取り出して装置の調整、制御を容易に実行することができる。
更に、本実施形態によれば、記録紙に作用する物理特性を直接計測することができるので、これまで記録紙上とは異なる位置で計測した場合と比較して、より正確なプロセス制御が可能となる。
更にまた、本実施形態によれば、前記シート部材を画像形成装置内に格納する手段と格納したシート部材を必要に応じて、画像形成プロセスを通過させプロセス状態を計測出きるようにしたので、ユーザの介入を必要とせずに、プロセス制御を行うことができる。
更にまた、本実施形態によれば、シート部材を使用してプロセス状態を計測する場合には、シート部材上へ色材による画像形成を行わないように制御を行うようにしたので、シート部材が色材による汚れを防止し、繰り返し使用できる。
【００３２】
本実施形態において、コストが問題となる場合には、装置内にシート格納部を設けず、前記シート部材１０による調整が必要となったときに、装置に設置されている表示部に、例えば図６に示すような「手差し挿入口を開き、キャリブレーションシートを挿入後、スタートボタンを押して下さい」といった、メッセージを表示させるとともに、前記シート部材を手差し挿入口２３０を経て記録媒体の搬送経路に挿入させるようにしてもよい。
これにより、従来の画像形成装置に対し、前記シート部材と通信を行う親基地を追加する以外の部品点数の増加を避け、大幅なコストアップを防止しつつプロセス状態の計測が可能となる。更にまた、シート部材を再帰的に使用するための機構を必要としないので、安価に装置を構成できる。
【００３３】
本実施形態において、親基地３００の設置又は数は限定されるものではなく、複数の親基地を装置内に設置し、１回のシート部材の通紙により、複数の箇所でのプロセス状態を検出させることもできる。
設置する各親基地には、識別するためのＩＤが設定され、設置された親基地のＩＤと制御内容を対応付けたデータを記憶しておくことが好ましい。また、各親基地ごとに、制御内容に応じて何を検出するかについても予め設定しておき、シート部材からは必要な計測値のみを受信するようにしても良い。これにより、受信後に必要な物理量のみを選択する手間を省くことができる。
このように、本実施形態においては、各親基地が受信した計測値と各親基地のＩＤを基に、先に説明したような電位分布による露光量の調整、定着部での温度制御の最適化など、予め設定された制御を実施する。
【００３４】
本実施形態において、シート部材１０の故障によるキャリブレーションエラーの発生を防止するように設定することもできる。即ち、図４の記憶装置３０４に、シート部材１０に埋設された機能素子１が計測する物理量の計測値に対する適正範囲を記憶させておき、ＣＰＵ３０３によって、受信した計測結果と前記記憶した適正範囲とを比較することで、計測結果が異常な値を示しているか否かを判断し、シート部材１０の計測機能に異常が生じていると判断した場合には、例えば表示装置３０４にサービスマンコールなどの報知を行う。このほか、シート部材のＩＤと、使用回数を計数しておき、使用回数が所定回数に達した場合には、交換を要求するようにしてもよい。これによって、シート部材１０に埋設された機能素子１の損傷等による誤計測を防止出きるので、異常値の基づいてプロセス制御を行うことを防止することができる。
【００３５】
次に、機能素子埋設シート部材の物理量測定結果に基づくプロセスコントロールの具体例実施例について説明する。
（実施例１）
感光体の電位分布に基づく制御例
感光体と機能素子埋設シート部材１０とが物理的な接触を行う装置においては、まず、帯電した感光体ドラムに光書き込み（露光）した上で、現像ローラが回転しないように固定したり、現像ユニットと感光体との間に遮蔽板を挿入するなどの手段により現像が行われないようにした上で、転写動作を行う。このとき、シート部材１０上に、電位計測機能を有する機能素子を埋設しておくことにより、感光体の電位の１次元又は２次元分布を測定することができる。従って、露光後の帯電電位が目標の値となるように、１次元又は２次元的に露光光量を調整することによって画像を安定化することができる。
本実施例において、制御対象は露光光量のみに限定するものではなく、感光体の帯電電位や現像バイアス電位が適正値となるように制御することもできる。
【００３６】
（実施例２）
感光体温度分布に基づく制御例
感光体の電位分布と同様に温度の測定も可能である。感光体電位と温度とは相関があるため、感光体の温度を測定し、露光光量を調整する方法が提案されているが、従来は、構造上及びコストの問題から、温度センサを１箇所に設置し、その検出値から露光光量を補正するようにしていたので、直接、書き込み位置における露光光量を補正することができなかった。
本実施例では、上記実施例における電位分布の計測機能を有するシート部材に代えて、温度計測機能を有する機能素子を埋設したシート部材１０を用いて感光体温度を計測し、適正範囲に補正する。シート部材による計測は、出力ごとに計測することはできないので、シート部材による定期又は不定期のキャリブレーション時に測定した温度分布を記憶しておき、通常出力では、感光体上の任意の位置での温度を用いて、前記記憶した温度分布の平均値を変化させることで、各出力における感光体上の温度分布を求める。求めた温度分布より、各位置での電位を算出し、これに基づいて露光光量を調整する。
【００３７】
（実施例３）
定着温度分布に基づく制御例
図５は定着部の概略説明図である。
図５において、定着部は、ヒータを内蔵する加熱ローラ４００と、これに圧接対向する加圧ローラ４０１とから主として構成されており、加熱ローラ４００と加圧ローラ４０１との間に未定着トナーを載せた記録媒体を通紙する。通紙の際、記録媒体はローラ間で圧力を受けるとともに、ローラから熱を受けとって、この熱によってトナーが溶融し、シート上に融着して定着される。高温のローラから低温のシートへ熱移動があり、それによってローラは熱を奪われ温度が下がり、シートは加温される。
熱移動が十分でない場合には、シートが必要なだけ温まらず、トナー溶融が不十分となって、定着不良を生じ、反対に熱移動が過剰であると、シートが必要以上に熱くなり、定着後のトナーが排紙部にスタックされた際に再び溶出して別の紙に移ったり、場合によってはシートが変質するおそれもある。
【００３８】
そのため、従来は、加熱ローラの表面温度を温度センサ４０２により検知し、その検知結果に基づいて内蔵するヒータをオン・オフして、ローラの温度を一定範囲に制御することで、定速度で通紙されるシートに付与する熱量を調節することが行われていた。一般に、表面温度の検知は、ローラと記録媒体が接触している位置とは異なる位置でローラ温度を検出しており、実際の記録媒体との接触位置での温度を検出しているわけではなく、実際の接触位置での温度低下が、温度センサ４０２の測定位置での温度低下として検出されるまでに時間的なズレも生じていた。従って、加熱ローラの温度検出位置での温度の安定化を行っているものの、記録媒体との接触位置における温度を安定化するための最適制御は行われていなかった。
【００３９】
本実施例においては、加熱ローラ４００に設置された温度センサから４０２の出力値と、機能素子１を埋設したシート部材１０を通過させたときの温度検出機能素子からの出力値との対応関係から、記録媒体と加熱ローラ接触位置での温度が安定するようにヒータのオン・オフするタイミング及び／又はその長さを決定することによって、上述した問題点を克服し、記録媒体との接触位置における温度を安定化するための最適制御を行う。
【００４０】
（実施例４）
定着圧力分布に基づく制御例
定着部では、記録媒体に対する加熱の他に加圧を行っている。加圧は加熱ローラ４００と対向して設置された加圧ローラ４０１によって行われる。加圧量は、紙厚によって調整されることもある。
機能素子１を埋設したシート部材１０を定着部に通して、圧力検出機能素子からの出力値と、予め設定した適用シート部材の厚さに対する最適圧力とを比較し、正常範囲にあるか否かの判定又は比較結果を基に加圧量の調整を行う。更には、得られる２次元の圧力分布から、圧力ムラの程度を把握し、所定の範囲を超えた場合には、サービスマンコールなどの報知を行うなどの処置を行うようにすることもできる。
当然、出荷時の装置の調整や、サービスマンによる定期メンテナンス時に前記シート部材を用いて調整を行うこともできる。この他、ローラ部でのシートの送りムラを圧力変動から検出し、検出結果を基に、ローラーゴムの劣化に伴う交換を実施したり、基準値を予め記憶しておき、これと比較して調整の必要性があると判断された場合には、サービスマンコールなどの報知を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るシート部材の構成を示す図である。
【図２】シート部材に適用される機能素子の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図４】図３の画像形成装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図５】図３の定着装置を示す拡大図である。
【図６】実施形態の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１      機能素子
１０    シート部材
２０    センサ１部
２１    センサ２分
２２    送信部
２３    受信部
２４    動作制御部
２５    ＩＤ
１０１  原稿給送装置
１０２  プラテンガラス
１０３  ランプ
１０４  スキャナユニット
１０５  ミラー
１０６  ミラー
１０７  ミラー
１０８  レンズ
１０９  ＣＣＤイメージセンサ
２０１  レーザ発光部
２０２  感光体ドラム
２０３  現像装置
２０４  カセット
２０５  カセット
２０６  転写装置
２０７  定着装置
２０８  排出ローラ
２０９  フラッパ
２２０  ソータ
２３０  手差し挿入口
２４０  格納部
３００  無線通信部（親基地）
３０１  画像書き込み部
３０２  原稿読み取り部
３０３  ＣＰＵ
３０４  記憶装置
３０５  表示装置
４００  加熱ローラ
４０１  加圧ローラ
４０２  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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