JP2007022773A - 用紙搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な装置で、搬送系に悪影響を与えないで、紙のコシ強度を検知し、リアルタイムにその値をレジスト部にフィードバックし、短時間で高精度に用紙の紙曲がりを修正することができる用紙搬送装置を提供すること。
【解決手段】 搬送部が搬送する用紙の曲がりを修正するレジスト部と、レジスト部の上流に位置する湾曲部で紙を湾曲させる湾曲部ガイド板と、湾曲部ガイド板に設けられた圧力検知手段と、を有し、紙搬送時、紙が湾曲部ガイド板におよぼす圧力を圧力検知手段で検知し、検知結果に基づいてレジスト部を制御し、用紙の紙曲がりを修正する。
【選択図】 図１

Description

用紙搬送装置及び画像形成装置に関する。

近年、インクジェット方式や電子写真方式の画像形成装置において市場の要求によって用紙の多様化が進んできている。例えば用紙については、紙種では普通紙、光沢紙、マット紙、秤量では６４〜１６９ｇ／ｍ²、サイズでは葉書サイズ〜Ａ３等が一般的に事務用として使われている。

従来、電子写真方式の画像形成装置においては、最適な転写条件や定着条件が、画像を形成する用紙の厚さに応じて変化する。また、画像形成部内における用紙の搬送条件や後処理装置内における用紙の搬送条件が用紙の厚さに応じて異なる。

画像形成装置や紙処理装置の多くは、通常使用される用紙の厚さに対しては問題なく処理できるように構成されているが、紙処理装置へのニーズが多様化するに従って、用紙の厚さの変化に対応するだけでなく、用紙のコシの強度に基づいて後処理条件を変更することが必要になる場合が生じている。

このために、画像形成装置の転写部の上流に用紙に形成するループの押圧力を測定するセンサを配置して用紙のコシの強度を検知し、形成するループの大きさを用紙の腰の強さに応じて制御することが提案されている。（例えば、特許文献１）
特開平６−１３８７３６号公報

しかしながら、用紙のコシ強度によってはループを形成する際にループローラにすべりを生じ、ループ形成により逆に用紙の曲がりが悪化する場合があった。搬送系の駆動モータへ過負荷をおよぼす場合もある。そのため、用紙のコシ強度を検知する検知手段を搬送系の中に組み込んで、リアルタイムに用紙のコシ強度を検知することは困難であった。

さらに、用紙のコシ強度を検知手段で検知したとしても、その値は用紙のコシ強度に対して変化が少なく、また、圧力の一定領域が狭く、そのまま検知した値を用紙の処理条件に反映することは困難であった。

そこで、簡単な装置を搬送系に組み込んで、用紙の曲がりや搬送系の駆動モータへ悪影響を与えない、リアルタイムに用紙のコシ強度を検知し、しかもその値を用紙の処理条件に反映することができる範囲にある検知手段を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、
搬送部に湾曲部を有する用紙搬送装置において、搬送される用紙の紙曲がりを修正するレジスト部と、前記レジスト部の上流に位置する前記湾曲部で用紙を湾曲させる湾曲部ガイド板と、前記湾曲部ガイド板に設けられた圧力検知手段と、用紙の搬送を制御する制御手段を有し、前記圧力検知手段は用紙が湾曲部ガイド板におよぼす圧力を検知し、前記制御手段は、前記圧力検知手段による検知結果に基づいて用紙の搬送を制御することを特徴とする用紙搬送装置である。

請求項２に係る発明は、
前記圧力検知手段は、圧電素子を有することを特徴とする請求項１に記載の用紙搬送装置である。

請求項３に係る発明は、
前記制御手段は、前記検知された圧力を用紙のコシ強度に変換することを特徴とする請求項１又は２に記載の用紙搬送装置である。

請求項４に係る発明は、
前記制御手段は、レジスト部を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の用紙搬送装置である。

請求項５に係る発明は、
前記制御手段は、前記用紙の湾曲を増大させるように前記湾曲部の上流の搬送ローラと下流の搬送ローラの搬送速度を制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の用紙搬送装置である。

請求項６に係る発明は、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の用紙搬送装置を有することを特徴とする画像形成装置である。

請求項１に記載の発明によれば、搬送部に湾曲部を有する用紙搬送装置において、搬送される用紙の紙曲がりを修正するレジスト部と、前記レジスト部の上流に位置する前記湾曲部で用紙を湾曲させる湾曲部ガイド板と、前記湾曲部ガイド板に設けられた圧力検知手段と、用紙の搬送を制御する制御手段を有し、前記圧力検知手段は用紙が湾曲部ガイド板におよぼす圧力を検知し、前記制御手段は、前記圧力検知手段による検知結果に基づいて用紙の搬送を制御することにより、搬送されてくる用紙のコシ強度を検知し、リアルタイムに用紙の搬送を制御することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、前記圧力検知手段は、圧電素子を有することにより、微小圧力でも検知され、検知された圧力は電気信号に変換することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、前記制御手段は、前記検知された圧力を用紙のコシ強度に変換することにより、検知された圧力に対して比例関係となる用紙のコシ強度に変換できるので搬送処理条件への反映が可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、前記制御手段は、レジスト部を制御することにより、用紙の曲がりを高精度に修正することが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、前記制御手段は、前記紙を湾曲させるように前記湾曲部の上流の搬送ローラと下流の搬送ローラの搬送速度を制御することにより、例えば、前記湾曲部下流の搬送ローラの速度を遅くし、上流の搬送ローラの搬送速度を速くすることで用紙の湾曲を増大することができ、圧力検知手段での圧力の検知が容易となる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れか１項に記載の用紙搬送装置を有することにより、紙を精度良く搬送し、画質の良い画像形成装置の実現が可能となる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明に係わる用紙搬送装置の要部を示す模式図である。

図１は、給紙装置１、用紙検知センサ１６、１７、湾曲部２、８、湾曲部ガイド板１０、１１、圧力検知手段３、９、ループローラ４、レジストローラ５、用紙ループ位置６、転写装置７、及び搬送経路１２からなる。

給紙装置１には、画像形成される用紙Ｐが複数枚収納されている。

用紙検知センサ１６は、湾曲部２の入口に配置されて用紙Ｐの通過を検知する。

用紙検知センサ１７は、湾曲部８の入口に配置されて用紙Ｐの通過を検知する。

湾曲部２は、給紙装置１の出口に搬送経路の一部として接続されていて、湾曲部ガイド板１０で挟まれた経路を用紙Ｐは矢印の方向に搬送される。

湾曲部８は、用紙反転装置（不図示）からの搬送経路の一部として接続されていて、湾曲部ガイド板１１で挟まれた経路を用紙Ｐは矢印の方向に搬送される。

湾曲部ガイド板１０、１１は、湾曲部２、８に沿って所定の間隙を保つようにバネなど弾性部材で内側へ押しつけられている。

圧力検知手段３は、圧電素子を用いており、用紙Ｐが湾曲部２を通過するとき、用紙の弾性力で湾曲部ガイド板１０を湾曲部２の外側に押す圧力を検知する。

圧力検知手段９は、圧電素子を用いており、用紙Ｐが湾曲部８を通過するとき、用紙の弾性力で湾曲部ガイド板１１を湾曲部８の外側に押す圧力を検知する。

湾曲部２を通過した用紙Ｐは送りローラ１４、１５に挟持、搬送されて、ループローラ４、レジストローラ５によって紙曲がりが修正される。

湾曲部８を通過した表裏反転された用紙Ｐは同様にループローラ４、レジストローラ５によって紙曲がりの修正が行われる。

紙曲がりの修正が行われた後の用紙Ｐは搬送されて転写装置７によって画像の転写が行われる。

図２は、本発明に係わる用紙搬送装置のブロック図である。

制御手段２０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、制御プログラムを記憶しているＲＯＭ、ワークメモリであるＲＡＭ及び不揮発性のメモリ等から構成され、システムバス２１に接続される各部を総括的に制御する。

なお、制御手段２０は、本発明に係るタイマー及びカウンタ機能をも有する。

給紙装置１は、制御手段２０からの指示により送り出しローラ１３によって用紙Ｐを１枚ずつ取り出し搬送経路１２に送り出す。

搬送部２２は、給紙装置１から送り出された用紙Ｐを搬送経路１２に沿って搬送ローラ１４、１５、ループローラ４、レジストローラ５を経由して転写装置７へ搬送する。また、用紙反転装置（不図示）で表裏反転された用紙Ｐを搬送ローラ１８、ループローラ４、レジストローラ５を経由して再び転写装置７へ搬送する。

用紙検知センサ１６及び１７は、湾曲部２及び８入口に配され搬送される用紙の通過を検知する。

圧力検知手段３、９は、湾曲部ガイド板１０、１１が用紙Ｐの湾曲によって湾曲部の外向きに押す圧力を検知する。検知された値は、システムバスを経由して制御手段２０へ送信される。

レジスト部２４は、ループローラ４とレジストローラ５を回転させたり、停止させて用紙ループ位置６でループを形成し、用紙の紙曲がりを修正する。

転写装置７は、転写ベルト上に形成された画像をレジストローラ５から搬送されてきた用紙Ｐ上に転写する。

図３は、搬送経路において曲がった用紙Ｐがループローラ４やレジストローラ５によって修正される状態を示している。

図３（ａ）は、用紙Ｐが曲がった状態であり、図３（ｂ）は、用紙Ｐの紙曲がりが修正された状態である。

図４は、用紙のコシ強度を検知する実施の形態の一例である。

図４を用いて用紙のコシ強度の検知について詳細を説明する。湾曲部２と８は同様の働きをするので湾曲部２について説明する。

図４（ａ）は、用紙Ｐが、搬送されて湾曲部２を通過するとき、通過時間をＸ軸に、湾曲部ガイド板１０にかかる圧力を圧力検知手段である圧力センサ３で測定した値をＹ軸に、プロットしたグラフである。

用紙Ｐが湾曲部ガイド板１０に到達したときに用紙Ｐにより湾曲部ガイド板１０が外側に押され、圧力センサ３には大きな圧力の変動（図４（ａ）の衝撃）がかかる。その後、用紙Ｐが搬送され圧力センサ３には一定の圧力がかかる状態（図４（ａ）の安定領域）になり、用紙Ｐが湾曲部ガイド板１０から出て行くときに小さな圧力の変動（図４（ａ）の用紙通過）が発生し、用紙Ｐが湾曲部ガイド板１０から出てしまうと外向きの圧力のない状態（図４（ａ）の用紙通過）になる。

次に、安定領域のタイミングで測定する方法について説明する。

用紙検知センサ１６は湾曲部ガイド板１０の搬送方向上流側に配置されているので用紙Ｐが用紙検知センサ１６に達してセンサがオンした後、タイマを使って図の衝撃の期間の経過を計時した後、図の安定領域の期間に圧力センサ３で測定を行う。測定誤差を避けるため、図の安定領域の期間に複数回の測定を行う。測定のインターバルは安定領域の期間を測定回数で除した時間になる。

図４（ｂ）は、圧力センサ３の特性を示している。

Ｘ軸に湾曲部ガイド板１０にかかる圧力、Ｙ軸に圧力センサ３の出力電圧を示したもので、特性は比例関係ではない。比較的比例関係に近い範囲で使用出来るように圧力センサ３の感度を調整する。

用紙の秤量や紙種によって用紙のコシ強度は異なる。例えば、用紙Ｐが湾曲部ガイド板１０で十分に湾曲しない秤量や紙種の場合、制御手段２０は、搬送ローラ１４と送り出しローラ１３の回転速度を制御して用紙を湾曲させて圧力センサ３で安定的に測定することが可能である。

予め、用紙の秤量に対する送り出しローラ１３の搬送速度及び搬送ローラ１４搬送速度の表（例えば表１）を不揮発メモリ性に記憶しておき、制御手段２０は、入力された用紙の秤量に基づいて不揮発性メモリに記憶してある前記表を参照して送り出しローラ１３と搬送ローラ１４の搬送速度を設定する。例えば、秤量が８０〜１０５ｇ／ｍ²の場合、送り出しローラ１３の搬送速度を７００ｍｍ／ｓに、搬送ローラ１４の搬送速度を６８０ｍｍ／ｓに設定して、湾曲部で用紙を搬送すれば、搬送速度差により、用紙の湾曲が増大し圧力センサ３で安定的に測定できる。

図４（ｃ）は、圧力センサ３の出力電圧をＹ軸に、用紙のコシ強度をＸ軸に示したものである。予め、この特性をテーブル形式で制御手段２０の不揮発性メモリに記憶しておき、圧力センサ３の出力電圧で参照すれば用紙のコシ強度が求められる。

次に、複数回測定した圧力センサ３の出力電圧から、制御手段２０において演算されて用紙のコシ強度を求める一例について説明する。

複数回測定された圧力センサ３の出力電圧のうち、最大と最小の値を取り除き、平均をとり、平均値から不揮発性メモリに記憶されている圧力センサ３の出力電圧と用紙のコシ強度のテーブルを参照して用紙のコシ強度を求める。

用紙のコシ強度は、レジスト部のループローラ４の駆動トルクにフィードバックする。

例えば、用紙のコシ強度が大きい場合は、ループローラの駆動トルクを大きくし、用紙のコシ強度が小さい場合は、ループローラの駆動トルクを小さくすることで、常に一定のループ形成が行われ、高精度な紙曲がり修正が可能となる。用紙のコシ強度に対するループローラ駆動トルクを発生させるループローラ駆動モータの駆動電流の対応表の一例を表２に示す。

図５は、本発明に係る用紙搬送装置における用紙のコシ強度を検知する処理についてのフローチャートである。

本フローチャートは、図１の用紙搬送装置要部の模式図において用紙反転装置（不図示）を適用しない搬送経路での用紙のコシ強度検知の処理について説明する。

ステップＳ１は、制御手段２０からの指示により給紙装置１から用紙Ｐが１枚送り出され搬送を開始する。

ステップＳ２では、用紙検知センサ１６により用紙Ｐの先端の通過を検知する。検知した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）はステップＳ３へ進む。検知しない場合（ステップＳ２：ＮＯ）はステップＳ２で用紙Ｐの到達を待つ。

ステップＳ３では、１枚の用紙Ｐを圧力センサで検知する回数である設定値１を計数するカウンタにセットする。

ステップＳ４では、用紙検知センサが用紙Ｐの先端を検知してから図４（ａ）の湾曲部ガイド板に発生する衝撃が終わるまでの時間を示す設定値２をタイマにセットする。

ステップＳ５では、タイムアウトになったか、すなわち、衝撃が収まったを判断する。タイムアウトの場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）は、ステップＳ６へ進む。タイムアウトでない場合（ステップＳ５：ＮＯ）は、タイムアウトを待つ。

ステップＳ６では、圧力検知手段３で検知する時間間隔である設定値３をタイマに設定する。

ステップＳ７では、圧力検知手段３で検知する時間になったかを判定する。検知する時間になった場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）は、ステップＳ８へ進む。検知する時間に至ってない場合（ステップＳ５：ＮＯ）は、ステップＳ７で待つ。

ステップＳ８では、圧力検知手段１６で用紙Ｐが湾曲部２で撓んで、その弾性力で湾曲部ガイド板１０を外側に押す圧力を検知する。

ステップＳ９では、検知した圧力データを制御手段２０へ送信する。制御手段２０では受信した圧力データを保存しておく。

ステップＳ１０では、制御手段２０は、圧力センサで検知する回数であるカウンタの値をデクリメントする。

ステップＳ１１では、カウンタの内容が０であるかを判定する。すなわちステップＳ３で設定した回数分、圧力センサで検知を行ったかを判定する。カウンタの内容が０、すなわち検知終了の場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）は、ステップＳ１２へ進む。検知回数が設定回数に至ってない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）はステップＳ６へ戻り、圧力センサでの検知を継続する。

ステップＳ１２では、制御手段２０はステップＳ９で送信された圧力センサ出力を集計・演算する。

ステップＳ１３では、圧力データの演算結果を用紙のコシ強度に変換する。

ステップＳ１４では、用紙のコシ強度を例えば、レジスト部のループローラ駆動トルクにフィードバックすることで高精度で高速な紙曲がりの修正を行う。

その他、用紙搬送装置を構成する各構成の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

本発明に係わる用紙搬送装置の要部を示す模式図である。 本発明に係わる用紙搬送装置のブロック図である。 本発明に係わる用紙搬送装置の搬送経路において曲がった用紙Ｐがレジストローラ５によって紙曲がりが修正された状態を示している。（ａ）は、用紙Ｐが曲がった状態、（ｂ）は、用紙Ｐの紙曲がりが修正された状態である。 本発明に係わる用紙のコシ強度を検知する実施の形態の一例である。 本発明に係る用紙搬送装置における用紙のコシ強度を検知する処理についてのフローチャートである。

符号の説明

１ 給紙装置
２，８ 湾曲部
３，９ 圧力検知手段
４ ループローラ
５ レジストローラ
１０，１１ 湾曲部ガイド板
１３ 送り出しローラ
１６，１７ 用紙検知センサ

Claims (6)

1. 搬送部に湾曲部を有する用紙搬送装置において、搬送される用紙の紙曲がりを修正するレジスト部と、前記レジスト部の上流に位置する前記湾曲部で用紙を湾曲させる湾曲部ガイド板と、前記湾曲部ガイド板に設けられた圧力検知手段と、用紙の搬送を制御する制御手段を有し、前記圧力検知手段は用紙が湾曲部ガイド板におよぼす圧力を検知し、前記制御手段は、前記圧力検知手段による検知結果に基づいて用紙の搬送を制御することを特徴とする用紙搬送装置。
2. 前記圧力検知手段は、圧電素子を有することを特徴とする請求項１に記載の用紙搬送装置。
3. 前記制御手段は、前記検知された圧力を用紙のコシ強度に変換することを特徴とする請求項１又は２に記載の用紙搬送装置。
4. 前記制御手段は、レジスト部を制御することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の用紙搬送装置。
5. 前記制御手段は、前記用紙の湾曲を増大させるように前記湾曲部の上流の搬送ローラと下流の搬送ローラの搬送速度を制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の用紙搬送装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の用紙搬送装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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