JP2008268223A - シート材識別装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート材にマーキングを施すことなく、かつ簡単な構造でシート材の種類の識別を行うことのできるシート材識別装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】駆動手段５１により、下方に突出した状態でダンパー５５に取り付けられている衝撃印加部材５６をシート材Ｓに衝撃を加える方向に移動させてシート材Ｓに衝撃を加えると共に、シート材Ｓに衝撃を加えた後、反跳運動する衝撃印加部材６１の反跳運動の量に応じた大きさの電気信号を出力する。そして、シート材識別手段６０により、信号出力手段５１からの電気信号に基づいてシート材Ｓの種類を識別する。
【選択図】図２

Description

本発明は、シート材識別装置及びこれを備えた画像形成装置に関し、特にシート材に衝撃を加えることによりシート材の種類を識別するものに関する。

従来、複写機、プリンタ、あるいはＦＡＸ等の画像形成装置においては、通常のコピー紙の他、光沢紙、コート紙、フィルム状の透明樹脂等のシート材に画像を形成するようにしたものがある。

そして、このようなさまざまな種類のシート材に画像を形成するようにした画像形成装置においては、シート材の種類を識別するためのシート材識別装置を備え、このシート材識別装置によってシート材の種類を識別した後、シート材に応じた搬送速度、定着温度等の条件で画像を形成するようにしたものがある。

ここで、このようなシート材識別装置としては、例えば図４に示すように、予めシート材自体に何らかの数字コードまたは記号等のマーキングＭを施しておき、このマーキングＭを画像形成装置内に設けられたセンサにより読み取ることにより、シート材Ｓの種類を識別して画像形成モードの最適化を図るというマーキング方式のものがある（特許文献１参照。）。

特開平１１−３１４４４３号公報

ところが、このような従来のマーキング方式のシート材識別装置においては、シート材Ｓの種類が識別できるのはマーキングＭが施されたシート材Ｓのみであり、マーキングＭが施されていないシート材Ｓは種類を識別することができないという問題があった。

なお、シート材ＳにマーキングＭを施すためには、専用の装置が必要となるばかりでなく、マーキングＭを施すための手間も必要となるため、コストも増える。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、シート材にマーキングを施すことなく、かつ簡単な構造でシート材の種類の識別を行うことのできるシート材識別装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、シート材に衝撃を加えると共に、前記シート材に衝撃を加えた後、反跳運動する衝撃印加手段と、前記衝撃印加手段を前記シート材に衝撃を加える方向に移動させるための駆動手段と、前記シート材に衝撃を加えた後の電気信号を出力する信号出力手段と、前記信号出力手段から出力された電気信号に基づき前記シート材の種類を識別するためのシート材識別手段と、を備えたシート材識別装置において、前記衝撃印加手段は、衝撃印加部材を含み、該衝撃印加部材は下方に突出した状態でダンパーに取り付けられていることを特徴とするものである。

また本発明は、画像形成装置であって、画像形成部と、上記のいずれかに記載のシート材識別装置を備え、前記画像形成部は、前記シート材識別装置により識別されたシート材の種類に応じた条件で画像を形成することを特徴とするものである。

本発明によれば、駆動手段により、下方に突出した状態でダンパーに取り付けられている衝撃印加部材を移動させてシート材に衝撃を加えると共に、シート材に衝撃を加えた後、信号出力手段により反跳運動する衝撃印加部材の反跳運動の量に応じた大きさの電気信号を出力することにより、シート材にマーキングを施すことなく、かつ簡単な構成でシート材の種類の識別を行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す図であり、同図において、１００はレーザプリンタ、１００Ａはプリンタ本体、１００Ｂは画像形成部である。

ここで、このレーザプリンタ１００においては、不図示のパーソナルコンピュータやワードプロセッサ等の外部情報機器から情報が送信されると、まずこの情報に基づいて不図示のビデオコントローラボードが画像信号を作成し、この後、ビデオコントローラボードで作成された画像信号に応じたレーザ光Ｌをレーザスキャナ１０５が時計方向に回転している感光ドラム１０６Ａ上に照射する。これにより、感光ドラム１０６Ａ上に静電潜像が形成される。

次に、このように感光ドラム１０６Ａ上に静電潜像を形成した後、この静電潜像を、プロセスユニット１０６内の不図示の現像器から供給されるトナーによって順次トナー像として顕画化した後、このトナー像を感光ドラム１０６Ａと転写ローラ１０７とにより構成される転写部１０７Ａへ搬送する。

一方、このようなトナー像形成動作に並行して給紙カセット１０８内に積載収納されているシート材Ｓの最上位のシートを反時計方向に１回転する半月状の給紙ローラ１０９によって順次給紙パス１１０Ａへ送り出し、この後、搬送ローラ１１１によって回転停止中のレジストローラ１１２に搬送する。

ここで、このようにレジストローラ１１２に到達したシート材Ｓは、先端がレジストローラ１１２のニップに突き当たった後、所定のループを形成するまで搬送が続けられることにより、斜行状態の矯正がなされる。

そして、このように斜行状態の矯正を終えたシート材Ｓは、感光ドラム１０６Ａ上のトナー像と位置を合わせるタイミングをとって回転を開始するレジストローラ１１２によって転写部１０７Ａへ搬送され、この転写部１０７Ａにおいて、転写ローラ１０７により感光ドラム１０６Ａ上のトナー像がシート面上に転写される。

次に、このようにトナー像の転写を終えたシート材Ｓは搬送ガイド１１３上を通って定着装置１４へ搬送され、この定着装置１４において加熱及び加圧されることにより、転写されたトナー像がシート上に定着される。

なお、トナー像の定着処理を終えたシート材Ｓは、印字面を下向きに積載（フェイスダウン積載）する場合には、搬送面１１６とそれに対向するフェイスアップトレイ１２２によって形成される搬送路を通って、不図示の駆動源を備えたフェイスダウン排紙ローラ１１９と、フェイスダウン排紙ローラ１１９と圧接して従動する従動コロ１２５とによってプリンタ本体１００Ａの上部のフェイスダウン排紙トレイ１１７上へ排紙される。

ところで、同図において、５０は画像形成部１００Ｂの下流、本実施の形態おいては、搬送ローラ１１１とレジストローラ１１２との間に設けられたシート材識別装置であり、このシート材識別装置５０は、シート材Ｓに衝撃印加部材を衝突させ、衝撃印加部材の反跳運動に基づいてシートの種類を識別するように構成されたものである。また、８０は、レーザプリンタ１００の画像形成動作を制御する制御部であり、この制御部８０は、このシート材識別装置５０からのシート材識別信号に基づき、シート材Ｓに応じた搬送速度、定着温度等の条件で画像を形成するよう画像形成部１００Ｂを制御するようにしている。

図２は、このようなシート材識別装置５０の構成を説明する図である。

同図において、５１は、電気エネルギーを機械エネルギーに、また機械エネルギーを電気エネルギーに変換可能な、電気−機械エネルギー変換の可逆性を有する素子としてのシート材識別用手段であるリニアモータであり、このリニアモータ５１は、筐体５２に固定された永久磁石５３と、永久磁石５３の周りに配されたコイル（ボイスコイル）５４とを備えている。

また、５５は、コイル５４の下端に取り付けられると共に、バネ５５ａにより上下方向に振動可能に保持されているダンパーであり、ダンパー５５にはシート材Ｓに衝撃を加える衝撃印加部材５６が下方に突出した状態で取り付けられている。

また、６１は衝撃印加部材５６の衝撃力を確実にシート材Ｓに与えるためのシート材固定具、５７はスイッチであり、このスイッチ５７をｂ側に切り替えると、電源５８からコイル５４に電流が流れ、コイル５４には磁力が発生するようになっている。なお、このシート材固定具６１と、衝撃印加部材５６とにより衝撃印加手段が構成される。そして、この磁力によりコイル５４と固定された永久磁石５３との間に反発力が発生し、これによりコイル５４は下方に１回移動する。

ここで、このようにコイル５４が下方に１回移動すると、ダンパー５５も移動し、この結果、ダンパー５５に取り付けられた衝撃印加部材５６が、シート材固定具６１上にあるシート材Ｓに衝突する。そして、このようにシート材Ｓに衝突した後、衝撃印加部材５６は、シート材Ｓとの衝撃−反発力により、コイル５４及びダンパー５５と一体に反跳運動する。

なお、このスイッチ５７は、通常は、ａ側に切り替わっており、この場合、コイル５４に流れる電流は増幅器５９を通ってシート材識別手段であるシート材識別部６０に入力される。

次に、このような構成のシート材識別装置５０におけるシート材識別動作について図３に示すタイミングチャートを用いて説明する。

ユーザーの要求により、レーザプリンタ１００が画像形成動作を開始（ＯＮ）すると、給紙カセット１０８（図１参照）から給紙されたシート材Ｓは、搬送ローラ１１１によって回転停止中のレジストローラ１１２に搬送され、斜行補正及び先端位置合わせのために一時停止する。

そして、このようにシート材Ｓが一時停止すると、衝撃印加と反跳運動検出とを切り替えるためのスイッチ５７は、制御部８０により、通常、図２に示すように反跳運動検出側の「ａ」接点と接続されているコモン接点「ｃ」を、瞬時に、衝撃印加側の「ｂ」接点に接続するよう切り替わる。なお、このスイッチ５７は、またすぐに、元の「ａ」接点に接続するように切り替わる。

ここで、コモン接点「ｃ」が、瞬時に「ｂ」接点に接続されると、この場合には、衝撃印加部材５６をシート材Ｓに衝撃を加える方向に移動させるための駆動手段として作用するリニアモータ５１において、コイル５４は、衝撃の印加のための電源５８に瞬間的に接続され、図３の（ｄ）に示すようにコイル５４には瞬時に電流（コイル電流）が流れる。これにより、コイル５４には磁力が発生して永久磁石５３との間に反発力が発生し、この反発力によりコイル５４が下方に瞬時に移動し、これに伴ってダンパー５５も瞬時に移動し、この結果、ダンパー５５に取り付けられた衝撃印加部材５６が、シート材固定具６１上にあるシート材Ｓに衝突する。

そして、このような衝撃印加工程により、シート材Ｓに衝突した後、衝撃印加部材５６は、シート材Ｓとの衝撃−反発力により、コイル５４及びダンパー５５と一体に図３の（ｅ）に示すように反跳運動を行う。なお、このような衝撃印加工程において、シート材Ｓに対して衝撃印加部材５６による衝撃力を一定に安定的に加えることができるよう、シート材Ｓの無い状態で衝撃印加の動作を行い、衝撃印加部材５６とシート材固定具６１による反跳運動が一定となるように、電源電圧５８をコントロールすることが好ましい。

ここで、このように衝撃印加部材５６が反跳運動すると、この反跳運動に伴い、この場合にはシート材Ｓに衝撃を加えた後の衝撃印加部材５６の反跳運動の量に応じた大きさの電気信号を出力する信号出力手段として作用するリニアモータ５１において、コイル５４と永久磁石５３とにより起電力が発生し、コイル５４の両端には電圧が発生する。

なお、この時、既にスイッチ５７は、コモン接点「ｃ」と「ａ」接点とを接続する状態に戻っているので、コイルに５４の両端に発生した電圧は、増幅器１０６にて所望の大きさまで増幅され、この後、この増幅器１０６から電圧出力信号は、シート材識別部６０に入力される。つまり、衝撃印加部材５６がシート材Ｓに衝突した後、反跳運動すると、この反跳運動の量に応じた大きさの起電力（電圧）が発生し、この起電力が、図３の（ｆ）に示すように電圧出力信号としてシート材識別部６０に入力される。

ここで、この反跳運動は、衝撃印加部材５６によりシート材Ｓに加えられる衝撃力が一定であれば、シート材固定具６１上にあるシート材Ｓの種類に依存する。即ち、この反跳運動時における衝撃印加部材５６の上下方向の移動量（反跳運動量）は、シート材Ｓの種類に応じて変化する。

次に、このような電気信号出力工程により、反跳運動の量に応じて発生した起電力が電圧出力信号として入力されると、シート材識別部６０は、この電圧出力信号に基づいてシート材Ｓの種類を識別する。なお、このシート材識別部６０は、シート材Ｓの種類を識別するため、予めシート材Ｓの種類に応じたデータを不図示のメモリーに記憶しておき、このデータと入力された電圧出力信号とを比較分析（解析）することにより、シート材Ｓの種類を識別することができる。

そして、このような図３の（ｇ）に示すシート材識別工程において、シート材Ｓの種類を識別した後、シート材識別部６０から制御部８０にシート材識別信号が出力されるようになっており、制御部８０は、このシート材識別信号に応じ、図の（ｈ）に示す画像形成モード期間において、シート材Ｓに応じた搬送速度や定着温度、インクの吐出量等を制御し、画像形成モードの最適化を図るようにしている。

このように、衝撃印加機能と信号出力機能とを備えたリニアモータ５１によりシート材Ｓに衝撃を加えると共に、シート材Ｓに衝撃を加えた後、反跳運動する衝撃印加部材５６の反跳運動の量に応じた大きさの電気信号をシート材識別部６０に出力することにより、シート材Ｓにマーキングを施すことなく、かつ簡単な構成でシート材Ｓの種類の識別を行うことができる。

なお、本実施の形態においては、リニアモータ５１を構成するコイル５４（ボイスコイル）を一個としたが、衝撃力の印加のためのコイルと、発生した起電力を検出するコイルとの、二個のコイルを用いても良い。また、永久磁石５３とコイル５４を置き換えて、コイル５４を固定し、永久磁石５３を移動するようにしても良い。さらに、リニアモータ５１を水平に設置する構成を説明したが、垂直に設置するようにしても良い。

また、本実施の形態においては、リニアモータ５１を設置する個所をレジストローラ１１２の下流としたが、給紙カセット１０８から転写部１０７Ａの直前までであれば、これ以外の場所に設置しても良い。また、一連の識別動作はシート材Ｓが停止している間に行うものとしたが、シート材Ｓが搬送中（移動中）に行っても良い。

さらに、衝撃印加工程は１回に限らず、複数回繰り返して行っても良く、またこのように衝撃印加工程を複数回行う場合には、衝撃印加部材５６に与える電源電圧をコントロールすることによりシート材に加える衝撃の大きさを変化させて、強・弱等の複数回の衝撃印加を行い、それぞれの、反跳運動に応じた起電力を信号として得て、それらの信号に基づいてシート材Ｓの種類を識別しても良い。

また、これまでの説明においては、シート材識別用手段としてリニアモータ５１を用いた場合について述べてきたが、本発明はこれに限らず、電気−機械エネルギー変換の可逆性を有する素子で有れば、例えば圧電素子を用いても同様な効果を得ることができる。

本発明の実施の形態に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す図。 上記シート材識別装置の構成を説明する図。 上記シート材識別装置におけるシート材識別動作のタイミングを説明する図。 従来のシート材識別装置により識別されるマーキングが施されたシート材を示す図。

符号の説明

５０ シート材識別装置
５１ リニアモータ
５３ 永久磁石
５４ コイル（ボイスコイル）
５５ ダンパー
５６ 衝撃印加部材
５７ スイッチ
６０ シート材識別部
８０ 制御部
１００ レーザプリンタ
１００Ａ プリンタ本体
１００Ｂ 画像形成部
１０７Ａ 転写部
１１１ 搬送ローラ
１１２ レジストローラ
Ｓ シート材

Claims (5)

1. シート材に衝撃を加えると共に、前記シート材に衝撃を加えた後、反跳運動する衝撃印加手段と、前記衝撃印加手段を前記シート材に衝撃を加える方向に移動させるための駆動手段と、前記シート材に衝撃を加えた後の電気信号を出力する信号出力手段と、前記信号出力手段から出力された電気信号に基づき前記シート材の種類を識別するためのシート材識別手段と、を備えたシート材識別装置において、
   前記衝撃印加手段は、衝撃印加部材を含み、該衝撃印加部材は下方に突出した状態でダンパーに取り付けられていることを特徴とするシート材識別装置。
2. 前記信号出力手段はコイルと永久磁石とを備えたリニアモータからなり、
   前記衝撃印加部材の反跳運動に伴う前記コイル又は前記永久磁石の移動により起電力を発生することを特徴とする請求項１に記載のシート材識別装置。
3. 前記信号出力手段は前記駆動手段を兼ねることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート材識別装置。
4. 画像形成部と、前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート材識別装置を備え、前記画像形成部は、前記シート材識別装置により識別されたシート材の種類に応じた条件で画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記シート材識別装置を前記画像形成部の上流に配したことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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