JP2006290515A - シート状物体搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 紙の衝突による振動・衝突音を抑制することの出来るシート状物体搬送装置を提供する。
【解決手段】 複数種類の紙を搬送する搬送手段において、紙と搬送部材を衝突させる搬送制御において、第１の搬送速度で衝突させ振動を検知し、振幅および振動周波数に着目して、第２の搬送速度によって衝突させたときの振動および衝突音を予測し、予測に従って２回目以降の搬送速度を決定することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シート状物体種による衝突振動量の自動抑制手段、および、シート状物体種による衝突音量の自動抑制手段、に関し、特にシート状物体搬送装置に係る。

近年の複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、ユーザーニーズに合わせ、薄紙や厚紙、インクジェット専用紙や、透明シートなど、様々なシートが用意されており、また、同一種シートにおいても、含有水分量や製造バラツキ等もある。それぞれに適切な画像形成をするために、装置はこれらを事前に認知できることが望ましい。また、適切な画像形成として、印字が高速であること、静寂であること、画質が良いこと、が要求されている。

例えばレーザプリンタにおいては、紙の斜行をキャンセルするためのレジストローラループを形成する技術が一般的であるが、搬送速度が高速になるほど、ループを形成するために紙がローラに衝突する衝撃が大きくなる。衝撃が大きいと、衝突音がうるさいという問題や、衝撃により画像形成部が振動し画質が低下するなどの問題が発生する。またこの衝撃は、同一搬送速度においても、紙厚や紙の堅さなどに依存して大きく変化する。また、紙厚による熱量や、紙の含有水分量を考慮してトナーの加熱定着器の温度を増減することで画質向上を図る手段などが用いられている。

以下、シート状物体の種類を、シート種、シート状物体の状態をシート状態と表現する。

従来、シート種は、予め装置の操作部からユーザが補給したシート種を設定する手段が一般に用いられている。

また、装置が自動的にシート状態をシート種およびシート状態判定手段の例として、光学センサにより紙の透過光量データを検知し、紙種を判断する提案が成されている（例えば、特許文献１参照。）。一般に紙が厚くなると、透過光量は減衰する。この減衰を検知することで紙種をある程度特定することが出来る。

また、測距センサにより直接紙の厚さを検知し、紙種を判断する提案が成されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、レジストローラ部分での搬送速度をそれまでの搬送速度から減速し、特に衝突音を軽減する提案が成されている（例えば、特許文献３参照。）。
特開平０９−１１４１４７号公報 特開２００２−１８７６４１号公報 特開平１０−１５２２４４号公報

しかしながら従来の発明には次のような問題点があった。

予め装置の操作部からユーザが補給したシート種を設定する手段においては、ユーザの設定ミスにより所望の画質が得られない、装置を故障させてしまったり、という不具合があるほか、ユーザがシート補給のたびに設定するが煩わしい、シート種を識別できないユーザがいる、などの不便な点が多い。

また、装置が自動的に行うシート種およびシート状態判定の従来手段においては、次のような問題点がある。

光学センサにより紙の透過光量データを検知する手段においては、光の減衰率の高い紙となると、誤差を大きく含むか、識別が不可能になるという問題点があった。

測距センサにより紙の厚さデータを検知する手段においては、測距センサの機械精度を維持するため、測定点を所定範囲に収め小さくしなければなければならないが、測定点毎のバラツキを含みやすく、そのため正確な判定をするために複数点の測定をする構成が必要になり、高価なセンサ構成となる。

また、レジストローラ部分での搬送速度をそれまでの搬送速度から減速する従来技術によっても衝撃は低減するが、必要以上に減速して、印字速度が低下し過ぎてしまう場合がある。なぜならば、レジストローラの衝撃は同一紙種同一搬送速度においても、装置固有の製造精度や耐久磨耗の度合いなどに依存して大きく変化するため、予め決められた減速では、大きくマージンを確保する必要があるからである。

本発明は、上述の問題点に着目してなされたものであって、紙の衝突による振動・衝突音を抑制することの出来るシート状物体搬送装置を提供することを目的とする。

本発明における上記課題を解決した手段を以下に示す。

複数種類のシート状物体を搬送する搬送手段において、シート状物体を搬送する搬送手段を備え、前記搬送速度を切り替える搬送速度切替手段を備え、搬送路にシート状物体を衝突させるための搬送路形成部材を備え、前記搬送手段によってシート状物体を前記部材に衝突させる制御手段を備え、前記部材近傍に振動検知手段を備え、
前記衝突制御手段によって第１の搬送速度で衝突させたときに前記振動検知手段により検知された振動量に基づいて、第２の搬送速度で衝突させた場合の振動量を予測判断する予測手段を備え、
前記予測手段によって、所定以下に衝突振動を抑えた範囲で最も高速とされる、適切な第２の搬送速度を決定することによってその後の同型のシート状物体の搬送速度を決定する。前記第１の搬送速度は、シート状物体の種類に依らず衝突振動量が所定以下に抑えられることを想定した低速搬送であってもよい。前記振動量は、振動周波数分布であってもよい。前記振動量は、最大振動振幅であってもよい。前記シート状物体は、紙であってもよい。他のシート状物体種識別手段の結果を併用して判定する手段であってもよい。前記搬送手段を備えた画像形成装置において、前記予測手段を用いて画像形成条件を変更することができる。

本発明によれば、厚みセンサのように測定点による誤差を含みにくく、安価に構成できる。

また、光学センサではわからない非透過のマテリアルについても検知できる。

衝突させたときの振動周波数または振動強度を、振動センサにより検知し、予め用意された数値と比較判定する予測手段によって、所定以下に衝突振動を抑えた範囲で最も高速とされる、適切な搬送速度を決定することによってその後の同型のシート状物体の搬送速度を決定し、同型シート状物体の画像形成に適切な画質、搬送速度、静寂性を保つことができる。

前記第１の搬送速度は、シート状物体の種類に依らず衝突振動量が所定以下に抑えられることを想定した低速搬送であれば、常に静寂性を保つことが出来、かつ２枚目以降で可能な限りの高速動作をすることができる。検知される衝撃の振動周波数分布と最大振動振幅によって、ユーザの感知しやすい所定の音周波数帯を所定以下音量に抑制するように制御することが出来る。また、画像形成に必要な自動判断を可能としたり、自動判断を補助することができる。前記搬送手段を備えた画像形成装置においては、前記予測手段を用いて自動的に画像形成条件を所望に変更することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１は本発明の装置を適用したシート状物体上への画像形成装置の図である。図を用いて、本発明の動作を以下に説明する。

枠１１０は画像形成装置全体の枠体であり、給紙部１０１、レジスト部１０２、画像形成部１０３、システム制御部１０４の４つのブロックから成る。装置全体は、システム制御部１０４によってコントロールされて一連の動作をする。

次に、紙搬送の流れについて以下に説明する。

給紙部１０１より機体内に搬送されたカット紙１４０は、レジスト部１０２内のローラ対Ａ１１０とローラ対Ｂ１１１を経由して画像形成部１０３へと搬送される。感光ドラム１０６と転写ローラ１０７の間を通過し、定着部１０８のローラ対を通過して、排紙トレイ１０９へと排出される。

次に、画像形成の流れについて以下に説明する。

画像形成部１０３は、一般的な電子写真方式のレーザプリンタ装置と同等である。内部の機能について簡単に説明する。

１０５はポリゴンスキャナモータおよびレーザ発光部を備えたレーザスキャナーである。システム制御部１０４から送られる画像データに従ってレーザを点滅駆動する。スキャナー部１０５より図示している破線はレーザビームの光路を示したものであり、１０６は感光ドラム上を描画し、静電潜像を形成する。図示しないが、１０６周辺には、感光ドラム帯電器があり、静電潜像のトナー現像器、ドラムクリーナがある。１０７は紙搬送ローラを兼ねたトナー像転写ローラであり、１０６上に形成されたトナー像を搬送されてくる用紙１４０上に転写する。転写後、定着器１０８に搬送された用紙はローラ対により過熱加圧され、トナー像は紙に定着する。以上の流れは、ＣＰＵを備えたシステム制御部１０４が制御している。

次に、本発明の特徴を最もよく表すレジスト部１０２について詳細を以下に説明する。

１１０、１１１は、それぞれ紙搬送ローラ対Ａ、Ｂ（以下Ａ、Ｂ）であり、用紙１４０を挟んで摩擦で搬送する紙搬送装置を側面から見た図となっている。

１１５のように図中に示される紙搬送経路脇の実線は紙搬送をガイドするガイド板である。

１２０は横方向のＡの振動を検知する、接触式加速度センサである。

１５０はレジスト部１０２の制御部である。Ａ、Ｂの制御および加速度センサ１２０の検知タイミング等は、制御部１５０によって制御されている。レジスト部制御部１５０は本実施例ではシステム制御部１０４の一部となっている。

図２（ａ）〜（ｃ）はレジスト部１０２の内部を拡大した図であり、紙搬送と衝撃検知の様子を時系列的に示している。以下図２を用いて詳細を説明する。

カット紙１４０をＢ右外部よりＡ左外部へと紙を搬送しており、図２（ａ）はＢより進入したあとの状態である。状態は図２（ｂ）、図２（ｃ）へと進む。ここで、システム制御部１５０によってＡ，Ｂには予め所定の速度差が設けられており、Ａはレジストローラであり、紙ループ形成中は停止している。Ｂは低速搬送モードの搬送速度として２００ｍｍ／ｓｅｃの速さとなっている。よって、カット紙先端がＡに到達した後、たわみループを形成する。たわみループを大きくしつつ、状態は図２（ｃ）へと進む。

ここで、図２（ｂ）においては、用紙１４０はＡに衝突し、加速度センサ１２０にその振動が伝達される。２６０は紙が衝突したときの衝突音発生のイメージを示したものである。

振動量は、搬送状態と、紙の種類、状態、に依存して変化する。搬送状態とは主に衝突時のＢローラ対速度である。紙の種類とは、主に、紙のたわみ弾性（こし）、硬度である。詳細には、ローラ表面の堅さ、摩擦係数、振動センサとの距離等にも依存する。

次に、本装置で本メディア判定部において観測される振動検知結果例を元に説明する。

図３（ａ）〜（ｆ）は振動検知結果例を図示したものである。図４は、レジスト部制御部１５０の衝突量制御に関する判断シーケンスを示したものである。図３と図４を用いて、本実施例の予測判断とその動作を以下に説明する。

図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、最薄紙（ａ）最厚紙（ｂ）薄紙（ｃ）厚紙（ｄ）を検知した結果を比較したものである。縦軸は振動の加速度の大きさと向きを示している。図中の縦線３１０は振動センサに紙が衝突した時間をほぼ示している。図中の横破線３２０は紙種を判断するための閾値を模式的に示している。閾値は振動時の加速度の変動の大きさから、衝撃量を判断するためにレジスト部制御部１５０が予め控えている値であり、実測経験上、閾値を越えない場合は搬送速度を高速搬送モード４００ｍｍ／ｓｅｃに上昇しても、振動が画像形成に影響しないことを示している。

図３（ａ）のように薄紙の方が振動量が小さいく、閾値を超えて大きく加速度が変化しない。図３（ｂ）のように厚紙の方が振動量が大きく、閾値を超えて大きく加速度が変化する。以上のことから、レジスト部制御部１５０は、現在搬送されている最薄紙、薄紙は高速搬送モードまで上昇可能であると予測判断し、厚紙、最厚紙は４００ｍｍ／ｓｅｃ未満で搬送しなければ画像形成不良が発生する可能性があると予測判断し低速搬送モードを適用する。

図３（ｅ）（ｆ）は、薄紙と厚紙を検知した波形を周波数空間にフーリエ変換したものであり、図中の立破線３３０は判断するための閾値を模式的に示している。閾値は振動周波数を判断するためにレジスト部制御部１５０が予め控えている値であり、実測経験上、閾値を越えない場合は搬送速度を４００ｍｍ／ｓｅｃに上昇しても、振動が人間の可聴音域・周波数域に達しないことを示している。

図３（ｅ）のように薄紙の方が振動する周波数が低く、図３（ｆ）のように厚紙の方が閾値より高い周波数にピークを持つ。以上のことから、レジスト部制御部１５０は、現在搬送されている薄紙は高速搬送モードまで上昇可能であると予測判断し、厚紙は４００ｍｍ／ｓｅｃ未満で搬送しなければ不快音が発生する可能性があると予測判断し、低速搬送モードを適用する。

以上に説明した図４のシーケンスにおいては、初回は常に低速搬送モードであるので、衝撃量、衝撃音量は小さく制御され、２回目以降は閾値３２０、３３０を用いて高速搬送した場合の振動量の予測に合わせた速度が選択されるので、やはり、衝撃量、衝撃音量は小さく制御される。よって本装置は、所定以上に大きな衝撃や、衝撃音量を発することは無いように制御される。

図４中の「紙種変更の可能性」は、画像形成ジョブの切り替わりや、紙の補給後、画像形成の休止時間に応じて定期的に行っている。

また、システム制御部１０４はこの様にして得られた紙種情報を用いて、さらに、その後の画像形成条件を適切に変化させている。厚紙または堅い紙の場合、画像形成速度を低下させ、定着器温度を上昇させる。これによってトナーの転写効率を改善し、トナー像を用紙へ十分定着させることができる。薄紙または柔らかい紙の場合、画像形成速度を速くし、定着器温度を低下させる。これによって画像形成速度を向上させ、用紙への過剰な加熱を避けることができる。

次に本発明の第２の実施例として、実施例１のシーケンス図４を図５のように差し替えた構成を示す。

図５に依れば、低速と高速のいずれの搬送モードにおいても、常に衝撃量を検知監視する。

低速シーケンスでは振幅振動量閾値３２０、周波数振動量閾値３３０として監視し、高速にした場合の振動量を予測判断する。高速シーケンスでは振幅振動量閾値６２０、周波数振動量閾値６３０として監視し、次回の搬送における振動量を予測判断する。

本シーケンスでは、薄紙から厚紙に切り替わった場合、１枚目の搬送のみ高速で衝突が行われてしまうため、場合によっては画像の劣化や衝撃音が発生してしまうデメリットがあるが、２枚目以降においては、紙種の変更や状態の変化があった場合にも追従し、極力、衝撃量、衝撃音量が小さい範囲で高速印字を維持しようと動作する。

次に本発明の第３の実施例として、斜行補正のためのシート側面基準板へ衝突させる場合の例を示す。実施例１の構造のうち、レジスト部１０２内部の構造が図６のように置き換わっている。図６（ａ）は本実施例における側面基準板レジスト部１０２の内部の斜視図であり、（ｂ）〜（ｄ）は側面基準板レジスト部１０２の内部を上面からみた図であり、時の紙搬送と検知の様子を時系列的に示している。以下図６を用いて詳細を説明する。

カット紙７４０をローラ対７１１Ｄ下外部よりローラ対７１０Ｃ上外部へと紙を搬送している（以下、Ｄ，Ｃ）。図６（ｂ）はＤ下方より進入した状態である。給紙部１４０の構成によって場合によっては図示するように斜めに傾いた形で用紙７４０は搬送されてくる。

状態は図６（ｃ）、図６（ｄ）へと進む。７１２は、斜走ローラであり、紙に対し点で接することで、斜走によって紙を左上方向へ搬送する。７１５は側面基準板であり、斜走された用紙７４０は図６（ｂ）のように用紙角を板７１５に衝突させる。その後の斜走は続けられ、図６（ｃ）のようにシート側面が板７１５と接するところまで送られ、斜行が取り除かれる。その後、斜走ローラ７１２から外れ、ローラＣによって上外部へと搬送される。

ここで、図６（ｃ）においては、用紙７４０角と側面基準板の衝突と共に、加速度センサ１２０にその衝撃が伝達する。７６０はその衝撃音のイメージを示したものである。

衝撃量、衝突音量に関するその後の扱いは実施例１と同等であるので以下説明を省略する。

斜走における衝撃量・衝撃音量が大きいと予測される場合は、低速搬送モードに切り替わることとなる。このような用紙の衝突による衝撃、衝突音の発生する搬送構造に対して、本発明は適用することができる。

［実施例の特徴とその他の実施例］
本発明の実施例において、低速搬送モードにおける衝撃量から衝突音量を予測する場合が最も特徴的な適用装置である。しかし、その原理は、第１の速度における衝撃量から搬送速度を高めた場合の複数の第２の搬送速度に対して、画像形成や用紙変形に影響する衝撃量および衝突音量を予測することによって、さらに最適な制御を選択するように機能するものであるので、実施例以外にもその範囲で幅広く応用が可能な発明である。

本発明で検知される振動量は、紙に堅さ、紙のこしの強さ、紙の重さ等に依存し、一概に明確にこれらを識別することは比較的困難であるが、前検知結果やその統計値と比較することで同一紙種連続通紙中の内での状態の変化も捉えることができる。また、他の湿度センサ、温度センサや、従来の紙種検知センサ等を併用することによって、紙の状態変化を捉え定量化する有用な手段である。

実施例１，２では画像形成前の搬送路にて起こる振動を例に示したが、同様な構造は画像形成後や、用紙反転経路、搬送経路曲折部など、搬送経路のどこにあってもよいし、自動原稿読取装置や、画像形成後の後処理装置に備えてもよい。カット紙による例をしめしたが、ＯＨＴシートなど同一搬送経路を経由する紙以外のシート状部材についても適用可能な発明である。

実施例１，２では振動振幅と振動周波数を併用判断したが、振動振幅のみ、または振動周波数のみを用いて判断してもよい。

実施例１・２・３・その他の実施例の画像形成装置全体を示す図 実施例１におけるレジストローラと振動センサの動作の流れを示す図 実施例１における振動検知結果を示す図 実施例１における予測手段の判断およびシーケンス図 実施例２における予測手段の判断およびシーケンス図 実施例３におけるシート側面基準板と斜行補正の構成の斜視図 実施例３におけるシート側面基準板と斜行補正の動作の流れを示す図 実施例３におけるシート側面基準板と斜行補正の動作の流れを示す図 実施例３におけるシート側面基準板と斜行補正の動作の流れを示す図

符号の説明

１００ 画像形成装置
１０１ 給紙部
１０２ レジスト部
１０３ 画像形成部
１０４ システム制御部
１０５ レーザスキャナー
１０６ 感光ドラム
１０７ 転写ローラ
１０８ 定着器
１０９ 排紙トレイ
１１０ 紙搬送ローラ対Ａ
１１１ 紙搬送ローラ対Ｂ
１１５ 紙搬送ガイド板
１２０ 接触式加速度センサ
１３０ 紙搬送ローラ対ＡとＢの間隔
１４０ 搬送中のカット紙
１５０ レジスト部制御部
２６０ レジストローラ１１０と用紙１４０の衝突音イメージ
３１０ 衝突タイミング
３２０ 振動振幅閾値
３３０ 振動周波数閾値
７１０ 紙搬送ローラ対Ｃ
７１１ 紙搬送ローラ対Ｄ
７１２ 紙搬送斜走ローラ対
７１５ 紙搬送シート側面基準板
７２０ 接触式加速度センサ
７４０ 搬送中のカット紙
７６０ 側面基準板７１５と用紙７４０の衝突音イメージ

Claims (13)

1. 複数種類のシート状物体を搬送する搬送装置において、シート状物体を挟んで搬送駆動する対抗する２つのローラ対から成る搬送手段を備え、前記搬送速度を切り替える搬送速度切替手段を備え、搬送路にシート状物体を衝突させるための搬送路形成部材を備え、前記搬送手段によってシート状物体を前記部材に衝突させる制御手段を備え、前記部材近傍に振動検知手段を備え、
   前記衝突制御手段によって第１の搬送速度で衝突させたときに前記振動検知手段により検知された振動量に基づいて、その後の同型のシート状物体を搬送する第２の搬送速度を決定することを特徴とするシート状物体搬送装置。
2. 前記第１の搬送速度は、シート状物体の種類に依らず衝突振動量が所定以下に抑えられることを想定した低速搬送であることを特徴とする請求項１に記載のシート状物体搬送装置。
3. 前記搬送路形成部材は、シート状物体の斜行を整えるために搬送方向と垂直する接線を備えたレジストローラ対であることを特徴とする請求項１に記載のシート状物体搬送装置。
4. 前記検知された振動量は、振動周波数分布であることを特徴とする請求項１に記載のシート状物体搬送装置。
5. 前記検知された振動量は、最大振動振幅であることを特徴とする請求項１に記載のシート状物体搬送装置。
6. 前記シート状物体は、紙であることを特徴とする請求項１に記載のシート状物体搬送装置。
7. 画像形成部を備え、前記搬送手段を用いて画像形成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のシート状物体搬送装置。
8. 複数種類のシート状物体を搬送する搬送装置において、シート状物体を搬送する搬送手段を備え、前記搬送速度を切り替える搬送速度切替手段を備え、搬送路にシート状物体の斜行を整えるために搬送方向と平行する面を備えたシート側面基準板を備え、前記搬送手段によってシート状物体を前記基準板に衝突させる制御手段を備え、前記基準板近傍に振動検知手段を備え、
   前記衝突制御手段によって第１の搬送速度で衝突させたときに前記振動検知手段により検知された振動量に基づいて、その後の同型のシート状物体を搬送する第２の搬送速度を決定することを特徴とするシート状物体搬送装置。
9. 前記第１の搬送速度は、シート状物体の種類に依らず衝突振動量が所定以下に抑えられることを想定した低速搬送であることを特徴とする請求項８に記載のシート状物体搬送装置。
10. 前記検知された振動量は、振動周波数分布であることを特徴とする請求項８に記載のシート状物体搬送装置。
11. 前記検知された振動量は、最大振動幅であることを特徴とする請求項８に記載のシート状物体搬送装置。
12. 前記シート状物体は、紙であることを特徴とする請求項８に記載のシート状物体搬送装置。
13. 画像形成部を備え、前記搬送手段を用いて画像形成することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載のシート状物体搬送装置。

Images