JP2009202955A - Sheet-like member thickness detection device, image forming device - Google Patents
Sheet-like member thickness detection device, image forming device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009202955A JP2009202955A JP2008043792A JP2008043792A JP2009202955A JP 2009202955 A JP2009202955 A JP 2009202955A JP 2008043792 A JP2008043792 A JP 2008043792A JP 2008043792 A JP2008043792 A JP 2008043792A JP 2009202955 A JP2009202955 A JP 2009202955A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheet
- roller
- thickness
- recording paper
- current value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、シート状部材の厚さを検出するシート状部材厚さ検出装置、及び、そのシート状部材厚さ検出装置を備えたプリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a sheet-like member thickness detection device that detects the thickness of a sheet-like member, and an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copier equipped with the sheet-like member thickness detection device.
この種の画像形成装置においては、高品質の画像を得るために記録紙の厚さに応じて画像形成条件を最適化する必要がある。 In this type of image forming apparatus, it is necessary to optimize the image forming conditions in accordance with the thickness of the recording paper in order to obtain a high-quality image.
例えば、記録紙にトナーを転写する転写プロセスでは、記録紙の厚さが異なると体積抵抗値が異なるため、転写帯電器を駆動する転写電流も記録紙の厚さに応じて変化させる必要がある。また、記録紙上に転写されたトナーを加熱及び加圧して記録紙に定着させる定着プロセスでは、必要となる熱量が記録紙の厚さごとに異なるため、記録紙の厚さに応じて定着時の温度などを変化させる必要がある。 For example, in the transfer process in which toner is transferred to a recording paper, the volume resistance value is different if the thickness of the recording paper is different. Therefore, the transfer current for driving the transfer charger needs to be changed according to the thickness of the recording paper. . Also, in the fixing process in which the toner transferred onto the recording paper is heated and pressurized and fixed on the recording paper, the amount of heat required varies depending on the thickness of the recording paper. It is necessary to change the temperature.
記録紙の厚さを検出する方法としては、反射型光学センサを用いたものが知られている(特許文献1など)。
As a method for detecting the thickness of the recording paper, a method using a reflective optical sensor is known (
図16を用いて反射型光学センサを有する記録紙厚さ検出装置220による記録紙厚さの検出方法の一例を説明する。記録紙厚さ検出装置220のレーザ発光部221から記録紙218の表面に照射されたレーザ光は、記録紙218の表面上における図中A点(薄い記録紙の例)又はB点(厚い記録紙の例)で反射する。そして、A点で反射したレーザ光はレーザ受光部222のC点に入射し、B点で反射したレーザ光はレーザ受光部222のD点に入射する。このように、レーザ発光部221から記録紙の表面に照射されたレーザ光は、記録紙218の厚さに応じてレーザ受光部222に入射する位置が変わる。よって、レーザ受光部222に入射したレーザ光の入射位置から記録紙218の厚さを測定することができる。
An example of a recording paper thickness detection method by the recording paper
ところが、厚さが同じ記録紙であっても記録紙が湾曲していたり記録紙の通るルートが異なったりすると、レーザ発光部乃至レーザ受光部と記録紙との距離が変化し、レーザ受光部に入射する入射位置が紙厚に対応した本来の位置からずれてしまう。そのため、正確な厚さ測定が行えないといった不具合が生じる。 However, even if the recording paper has the same thickness, if the recording paper is curved or the route through which the recording paper passes is different, the distance between the laser light emitting unit or the laser light receiving unit and the recording paper changes, and the laser light receiving unit The incident position is shifted from the original position corresponding to the paper thickness. Therefore, there arises a problem that accurate thickness measurement cannot be performed.
特許文献2に記載の記録紙厚さ検出装置においては、記録紙を挾持搬送するローラ対が設けられおり、そのローラ対の一方のローラ部材が記録紙の厚さに応じて変位するように構成されている。そして、記録紙をローラ対で挾持搬送した状態でのローラ対の軸間距離の変位量を光学センサによって検出して記録紙の厚さを検出している。このように、ローラ対に記録紙を挟んだ状態で記録紙の厚さを検出することで、記録紙が湾曲していたり記録紙の通るルートが異なったりすることで正確な厚さ測定が行えないといった不具合が生じない。
In the recording paper thickness detection device described in
通常使用される記録紙の厚さは0.05[mm]から0.5[mm]程度であるため記録紙を挟んだ状態でのローラ対の軸間距離の変位量は非常に小さい。そのため、特許文献2に記載のようにローラ対の軸間距離の変位量を光学センサによって検出する場合には、光学センサを高精度で装置本体に取り付けないと上記変位量の検出精度が低下する。検出精度が低下しないように高精度で光学センサを装置本体に取り付けるとコストアップに繋がってしまうといった問題が生じる。
Since the thickness of the recording paper that is normally used is about 0.05 [mm] to 0.5 [mm], the displacement amount of the inter-axis distance of the roller pair when the recording paper is sandwiched is very small. Therefore, when the displacement amount of the distance between the axes of the roller pair is detected by an optical sensor as described in
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、低コスト化を図りつつシート状部材の厚さを高精度で検出できるシート状部材厚さ検出装置、及び、そのシート状部材検出装置を備えた画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a sheet-like member thickness detection device capable of detecting the thickness of a sheet-like member with high accuracy while achieving cost reduction, and An object of the present invention is to provide an image forming apparatus including the sheet-like member detection device.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、シート状部材を挾持搬送する、第1のローラ部材と第2のローラ部材とからなり該第1のローラ部材が該シート状部材の移動に従って回転するように構成したローラ対と、該第2のローラ部材を回転駆動させる直流モータと、該直流モータに電圧を印加する電源と、該直流モータに流れる電流の電流値を検出する電流値検出手段と、該電流値とシート状部材の厚さとの相関関係情報を予め記憶した記憶手段と、該電流値検出手段の検出結果と該相関関係情報とから該シート状部材の厚さを演算する演算手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1のシート状部材厚さ検出装置において、少なくとも上記第2のローラ部材が弾性体で構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2のシート状部材厚さ検出装置において、上記第1のローラ部材と上記第2のローラ部材との軸間距離が変動しないように該第1のローラ部材と該第2のローラ部材とを装置本体に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1、2または3のシート状部材厚さ検出装置において、厚さが既知のシート状部材を上記第1のローラ部材と上記第2のローラ部材とで搬送し、そのときの上記電流値検出手段の検出結果を用いて、上記相関関係情報の補正を行う補正手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4のシート状部材厚さ検出装置において、上記シート状部材の厚さに関する情報を使用者が入力する入力手段を有しており、上記補正手段は、上記入力手段に入力された該シート状部材の厚さに関する情報と、該入力手段に入力された該情報に相当する厚さのシート状部材を上記ローラ対で搬送したときの上記電流値検出手段の検出結果とを用いて、上記相関関係情報の補正を行うものであることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1、2、3、4または5のシート状部材厚さ検出装置において、上記電流値検出手段は、ローラ一周分の整数倍分の電流値データを用いて上記電流値を検出することを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1、2、3、4、5または6のシート状部材厚さ検出装置において、上記第1のローラ部材と上記第2のローラ部材との少なくとも一方のローラ軸方向の幅が、装置本体で搬送可能なシート状部材の最小幅より狭いことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、像を担持する像担持体と、該像担持体上の像をシート状部材に転写する転写手段と、該像担持体と該転写手段とからなる転写部に該シート状部材を搬送する搬送手段とを備えた画像形成装置において、該転写部よりもシート状部材搬送方向上流側に、請求項1、2、3、4、5、6または7のシート状部材厚さ検出装置を配設したことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
According to a second aspect of the present invention, in the sheet-like member thickness detecting device according to the first aspect, at least the second roller member is made of an elastic body.
According to a third aspect of the present invention, in the sheet-like member thickness detecting device according to the second aspect, the first roller is provided so that the distance between the axes of the first roller member and the second roller member does not fluctuate. A member and the second roller member are provided in the apparatus main body.
According to a fourth aspect of the present invention, in the sheet-like member thickness detecting device according to the first, second, or third aspect, a sheet-like member having a known thickness is divided between the first roller member and the second roller member. It has a correction means which carries and corrects the correlation information using the detection result of the current value detection means at that time.
Further, the invention of claim 5 is the sheet-like member thickness detection device of claim 4, further comprising an input means for a user to input information relating to the thickness of the sheet-like member, and the correction means comprises: Information regarding the thickness of the sheet-like member input to the input means, and the current value detection means when the sheet-like member having a thickness corresponding to the information input to the input means is conveyed by the roller pair. The correlation information is corrected using the detection result of the above.
According to a sixth aspect of the present invention, in the sheet-like member thickness detecting device according to the first, second, third, fourth or fifth aspect, the current value detecting means uses current value data for an integral multiple of one rotation of the roller. Then, the current value is detected.
The invention according to
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an image carrier that carries an image, a transfer unit that transfers an image on the image carrier to a sheet-like member, and a transfer unit that includes the image carrier and the transfer unit. 8. An image forming apparatus comprising a conveying means for conveying the sheet-like member, wherein the sheet-like member according to
本発明においては、ローラ対でシート状部材を挾持したときにシート状部材を第1のローラ部材の一部として考える。これにより、第1のローラ部材の回転軸中心からシート状部材と第1のローラ部材との接触箇所へ向かう第1のローラ部材の半径が見かけ上、シート状部材の厚さに応じて大きくなる。このように上記半径が大きくなると、第2のローラ部材によって第1のローラ部材を回転駆動させるのに必要な駆動力が、ローラ対でシート状部材を挾持していないときよりも小さくなる。このように上記駆動力が小さくなると、第2のローラ部材を回転駆動させる直流モータにかかる負荷トルクがシート状部材を挾持していないときよりも小さくなり、これに応じて直流モータの発生トルクも小さくなる。直流モータには、発生トルクと直流モータに流れる電流との間に相関関係があり、発生トルクが小さくなるにつれて直流モータに流れる電流も小さくなる。負荷トルクは上記接触箇所から上記回転軸中心までの距離に応じた変化量、言い換えれば、シート状部材の厚さに応じた変化量で変化することから、発生トルクもシート状部材の厚さに応じた変化量で変化する。発生トルクとシート状部材の厚さとには、このような相関関係がある。上述したように直流モータに流れる電流は発生トルクに応じて変化するので、駆動モータに流れる電流とシート状部材の厚さとの間にも相関関係がある。したがって、電流値検出手段よって検出された直流モータに流れる電流値と、記憶手段に予め記憶させておいた上記電流値とシート状部材の厚さとの相関関係情報とを用いて、演算手段によりシート状部材の厚さを求めることができる。ゆえに、光学センサなどによりローラ対の軸間距離の変位量を計測し、その変位量からシート状部材の厚さを検出する場合よりも取り付け精度を高精度にする必要がないため低コスト化を図ることができる。 In the present invention, the sheet-like member is considered as a part of the first roller member when the sheet-like member is held by the roller pair. As a result, the radius of the first roller member from the center of the rotation axis of the first roller member toward the contact portion between the sheet-like member and the first roller member apparently increases according to the thickness of the sheet-like member. . When the radius increases in this way, the driving force required to rotationally drive the first roller member by the second roller member becomes smaller than when the sheet-like member is not pinched by the roller pair. When the driving force is thus reduced, the load torque applied to the direct current motor for rotationally driving the second roller member is smaller than when the sheet-like member is not held, and the generated torque of the direct current motor is accordingly increased. Get smaller. In a DC motor, there is a correlation between the generated torque and the current flowing through the DC motor, and the current flowing through the DC motor decreases as the generated torque decreases. Since the load torque changes with the amount of change according to the distance from the contact point to the center of the rotation axis, in other words, the amount of change according to the thickness of the sheet-like member, the generated torque also varies with the thickness of the sheet-like member. It changes with the corresponding change amount. There is such a correlation between the generated torque and the thickness of the sheet-like member. As described above, since the current flowing through the DC motor changes according to the generated torque, there is a correlation between the current flowing through the drive motor and the thickness of the sheet-like member. Accordingly, the calculation means uses the current value detected by the current value detection means to flow through the DC motor and the correlation information between the current value stored in advance in the storage means and the thickness of the sheet-like member. The thickness of the member can be obtained. Therefore, it is not necessary to measure the amount of displacement of the roller pair's inter-axis distance with an optical sensor and detect the thickness of the sheet-like member from the amount of displacement. Can be planned.
以上、本発明によれば、低コスト化を図りつつシート状部材の厚さを高精度で検出できるという優れた効果がある。 As mentioned above, according to this invention, there exists the outstanding effect that the thickness of a sheet-like member can be detected with high precision, aiming at cost reduction.
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式の複写機の一実施形態について説明する。
図2は、本実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、記録紙に画像を形成するプリンタ部1、このプリンタ部1に対して記録紙118を供給する給紙装置200、原稿画像を読み取るスキャナ300、このスキャナ300に原稿を自動給紙する原稿自動搬送装置(以下、ADFという)400等を備えている。
Hereinafter, an electrophotographic copying machine as an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the copying machine according to the present embodiment. The copying machine includes a
スキャナ300では、原稿照明用光源やミラーなどを搭載した第1走行体303と、複数の反射ミラーを搭載した第2走行体304とが往復移動するのに伴って、コンタクトガラス301上に載置された図示しない原稿の読取り走査が行われる。第2走行体304から送り出される走査光は、結像レンズ305によってその後方に設置されている読取センサ306の結像面に集光せしめられた後、読取センサ306によって画像信号として読込まれる。
The
プリンタ部1の筺体の側面には、筺体内に給紙する記録紙118を手差しで載置する手差しトレイ2や、筐体内から排出された画像形成済みの記録紙118をスタックする排紙トレイ3が設けられている。
On the side surface of the housing of the
図4は、プリンタ部1の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図である。プリンタ部1の筐体内には、転写体たる無端状の中間転写ベルト51を複数の張架ローラによって張架している転写手段たる転写ユニット50が配設されている。中間転写ベルト51は、伸びの少ないポリイミド樹脂に、電気抵抗を調整するためのカーボン粉末を分散せしめた材料からなっている。そして、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ52、2次転写バックアップローラ53、従動ローラ54、4つの1次転写ローラ55Y,C,M,Kによって張架されながら、駆動ローラ52の回転によって図中時計回り方向に無端移動せしめられる。なお、1次転写ローラの符号の末端に付しているY,C,M,Kという添字は、イエロー,シアン,マゼンタ,黒用の部材であることを示している。以下、符号の末端に付しているY,C,M,Kという添字は、同様である。
FIG. 4 is a partially enlarged configuration diagram illustrating a part of the internal configuration of the
中間転写ベルト51は、駆動ローラ52、2次転写バックアップローラ53、従動ローラ54に対する掛け回し箇所でそれぞれ大きく湾曲していることで、底辺を鉛直方向上側に向ける逆三角形状の姿勢で張架されている。この逆三角形状の底辺にあたるベルト上部張架面は水平方向に延在しており、かかるベルト上部張架面の上方には、4つのプロセスユニット10Y,C,M,Kが上部張架面の延在方向に沿って水平方向に並ぶように配設されている。
The
先に示した図2において、4つのプロセスユニット10Y,C,M,Kの上方には、光書込ユニット60が配設されている。光書込ユニット60は、スキャナ300によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、図示しないレーザー制御部によって4つの半導体レーザー(図示せず)を駆動して4つの書込光Lを出射する。そして、プロセスユニット10Y,C,M,Kの潜像担持体たるドラム状の感光体11Y,C,M,Kをそれぞれ書込光Lによって暗中にて走査して、感光体11Y,C,M,Kの表面にY,C,M,K用の静電潜像を書き込む。
In FIG. 2 shown above, an
本実施形態では、光書込ユニット60として、半導体レーザーから出射したレーザー光を図示しないポリゴンミラーによって偏向せしめながら、図示しない反射ミラーで反射させたり光学レンズに通したりすることで光走査を行うものを用いている。かかる構成のものに代えて、LEDアレイによって光走査を行うものを用いてもよい。
In this embodiment, the
図3は、Y,C用のプロセスユニット10Y,Cを中間転写ベルト51とともに示す拡大構成図である。Y用のプロセスユニット10Yは、ドラム状の感光体11Yの周囲に、帯電部材12Y、除電装置13Y、ドラムクリーニング装置14Y、現像手段たる現像装置20Y、電位センサ49Y等を有している。そして、これらを共通の保持体たるケーシングで保持しながらプリンタ部に対して1つのユニットとして一体的に着脱されるようになっている。
FIG. 3 is an enlarged configuration diagram showing the
帯電部材12Yは、感光体11Yに当接しながら、図示しない軸受けによって回転自在に支持されるローラ状の部材である。図示しないバイアス供給手段によって帯電バイアスが印加されながら感光体11Yに対して接触回転することで、感光体11Yの表面を例えばYトナーの帯電極性と同極性に一様帯電せしめる。かかる構成の帯電部材12Yに代えて、感光体11Yに対して非接触で一様帯電処理を施すスコロトロンチャージャなどを採用することもできる。
The charging member 12Y is a roller-like member that is rotatably supported by a bearing (not shown) while being in contact with the
図示しない磁性キャリアと非磁性のYトナーとを含有するY現像剤をケーシング21Yに内包している現像装置20Yは、現像剤搬送装置22Yと現像部23Yとを有している。現像部23Yでは、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで表面を無端移動させる現像剤担持体としての現像スリーブ24Yがその周面の一部をケーシング21Yに設けられた開口から外部に露出させている。これにより、感光体11Yと現像スリーブ24Yとが所定の間隙を介して対向する現像領域が形成されている。
A developing
非磁性の中空パイプ状の部材からなる現像スリーブ24Yの内部には、周方向に並ぶ複数の磁極を具備する図示しないマグネットローラが現像スリーブ24Yに連れ回らないように固定されている。現像スリーブ24Yは、後述する現像剤搬送装置22Y内のY現像剤をこのマグネットローラの発する磁力によって表面に吸着させながら回転駆動することで、Y現像剤を現像剤搬送装置22Y内から汲み上げる。そして、現像スリーブ24Yの回転に伴って上記現像領域に向けて搬送されるY現像剤は、現像スリーブ24Yの表面に対して所定の間隙を介して先端を対向させているドクタブレード25Yと、スリーブ表面との間に形成されている0.9[mm]のドクタギャップに進入する。この際、スリーブ上における層厚が0.9[mm]以下に規制される。そして、現像スリーブ24Yの回転に伴って感光体11Yと対向する現像領域の付近まで搬送されると、上記マグネットローラの図示しない現像磁極の磁力を受けてスリーブ上で穂立ちして磁気ブラシとなる。
Inside the developing
現像スリーブ24Yには、図示しないバイアス供給手段によって例えばトナーの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加されている。これにより、現像領域では、現像スリーブ24Y表面と感光体11Yの非画像部(一様帯電部位=地肌部)との間に、Yトナーを非画像部側からスリーブ側に静電移動させる非現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブ24Y表面と感光体11Y上の静電潜像との間に、Yトナーをスリーブ側から静電潜像に向けて静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。この現像ポテンシャルの作用によってY現像剤中のYトナーが静電潜像に転移することで、感光体11Y上の静電潜像がYトナー像に現像される。
For example, a developing bias having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied to the developing
現像スリーブ24Yの回転に伴って上記現像領域を通過したY現像剤は、図示しないマグネットローラに具備される反発磁極間によって形成される反発磁界の影響を受けて、現像スリーブ24Y上から離脱して現像剤搬送装置22Y内に戻る。
The Y developer that has passed through the developing area as the developing
現像剤搬送装置22Yは、2本の第1スクリュウ部材26Y、第2スクリュウ部材32Y、両スクリュウ部材間に介在する仕切壁、透磁率センサからなるトナー濃度検知センサ45Yなどを有している。仕切壁は、第1スクリュウ部材26Yが収容される現像剤搬送部たる第1搬送室と、第2スクリュウ部材32Yが収容される現像剤搬送部たる第2搬送室とを仕切っているが、両スクリュウ部材の軸線方向における両端部に対向する領域では、それぞれ図示しない開口を通じて両搬送室を連通させている。
The developer conveying device 22Y includes two
撹拌搬送部材としての第1スクリュウ部材26Y、第2スクリュウ部材32Yは、それぞれ図示しない軸受けによって両端部が回転自在に支持される棒状の回転軸部材と、これの周面に螺旋状に突設せしめられた螺旋羽根とを有している。そして、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられるのに伴って、Y現像剤を螺旋羽根によって回転軸線方向に搬送する。
The
第1スクリュウ部材26Yが収容されている第1搬送室内では、第1スクリュウ部材26Yの回転駆動に伴って、Y現像剤が図紙面に直交する方向の手前側から奥側に向けて搬送される。そして、ケーシング21Yの奥側の端部付近まで搬送されると、仕切壁に設けられた図示しない開口を経由して第2搬送室内に進入する。
In the first transport chamber in which the
第2スクリュウ部材32Yが収容されている第2搬送室の上方には、上述した現像部23Yが形成されており、第2搬送室と現像部23Yとは互いの対向部の全領域において連通している。これにより、第2スクリュウ部材32Yと、これの斜め上方に配設された現像スリーブ24Yとが、互いに平行な関係を維持しながら対向している。第2搬送室内では、第2スクリュウ部材32Yの回転駆動に伴って、Y現像剤が図紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送される。この搬送の過程において、第2スクリュウ部材32Yの回転方向周囲のY現像剤が現像スリーブ24Yに適宜汲み上げられたり、現像スリーブ24Yから現像後のY現像剤が適宜回収されたりする。そして、第2搬送室の図中手前側の端部付近まで搬送されたY現像剤は、仕切壁に設けられた図示しない開口を通って、第1搬送室内に戻る。
The above-described developing
第1搬送室の下壁には、透磁率センサからなるトナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ45Yが固定されており、第1スクリュウ部材26Yによって搬送されているY現像剤のトナー濃度を下方から検知して検知結果に応じた電圧を出力する。図示しない制御部は、トナー濃度検知センサ45Yからの出力電圧値に基づいて、必要に応じて図示しないYトナー補給装置を駆動することで、適量のYトナーを第1搬送室内に補給する。これにより、現像に伴ってトナー濃度を低下させたY現像剤のトナー濃度が回復する。
A toner
感光体11Y上に形成されたYトナー像は、後述するY用の1次転写ニップで中間転写ベルト51上に1次転写される。この1次転写工程を経由した後の感光体11Y表面には、中間転写ベルト51上に1次転写されなかった転写残トナーが付着している。
The Y toner image formed on the
ドラムクリーニング装置14Yは、例えばポリウレタンゴム等からなるクリーニングブレード15Yを片持ち支持しており、その自由端側を感光体11Y表面に当接させている。また、図示しない駆動手段によって回転駆動される回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた無数の導電性起毛とを具備するブラシローラ16Yのブラシ先端側を感光体11Yに接触させている。そして、上述の転写残トナーをこのクリーニングブレード15Yやブラシローラ16Yによって感光体11Y表面から掻き取る。ブラシローラ16Yには、これに当接する金属製の電界ローラ17Yを介してクリーニングバイアスが印加されており、電界ローラ17Yにはスクレーパ18Yの先端が押し当てられている。クリーニングブレード15Yやブラシローラ16Yによって感光体11Yから掻き取られた転写残トナーは、ブラシローラ16Yと電界ローラ17Yとを経た後、スクレーパ18Yによって電界ローラ17Yから掻き取られて、回収スクリュウ18Y上に落下する。そして、回収スクリュウ18Yの回転駆動に伴って、ケーシング外に排出された後、図示しないトナーリサイクル搬送手段を介して現像剤搬送装置22Y内に戻される。
The
ドラムクリーニング装置14Yによって転写残トナーがクリーニングされた感光体11Y表面は、除電ランプ等からなる除電装置13Yによって除電された後、帯電部材14Yによって再び一様帯電せしめられる。
The surface of the
また、書込光Lによる光書込位置を通過した感光体11Yの非画像部の電位は、電位センサ49Yによって検知されて、その検知結果が図示しない制御部に送られる。
The potential of the non-image portion of the
なお、直径60[mm]の感光体11Yは、282[mm/s]の線速で回転駆動される。また、直径25[mm]の現像スリーブ24Yは、564[mm/s]の線速で回転駆動される。また、現像領域に供給される現像剤中のトナーの帯電量は、およそ−10〜−30[μC/g]の範囲となる。また、感光体11Yと現像スリーブ24Yとの間隙である現像ギャップは、0.5〜0.3[mm]の範囲に設定されている。また、感光体11Yの感光層の厚みは30[μm]である。また、書込光Lの感光体11Y上におけるビームスポット径は50×60[μm]であり、その光量は約0.47[mW]である。また、感光体11Yの一様帯電電位は例えば−700[V]であり、静電潜像の電位は、−120[V]である。更には、現像バイアスの電圧は例えば−470[V]であり、350[V]の現像ポテンシャルが確保されている。
The
Y用のプロセスユニット10Yについて詳述したが、他色のプロセスユニット(10C,M,K)は、使用するトナーの色が異なる点の他は、Y用のものと同様の構成になっている。
Although the
先に示した図4において、プロセスユニット10Y,C,M,Kの感光体11Y,C,M,Kは、時計回り方向に無端移動せしめられる中間転写ベルト51の上部張架面に当接しながら回転してY,C,M,K用の1次転写ニップを形成している。これらY,C,M,K用の1次転写ニップの裏側では、上述した1次転写ローラ55Y,C,M,Kが中間転写ベルト51の裏面に当接している。そして、これら1次転写ローラ55Y,C,M,Kには、それぞれ図示しないバイアス供給手段によってトナーの帯電極性とは逆極性の1次転写バイアスが印加されている。この1次転写バイアスにより、Y,C,M,K用の1次転写ニップには、トナーを感光体側からベルト側に静電移動させる1次転写電界が形成される。感光体11Y,C,M,K上に形成されたY,C,M,Kトナー像は、感光体11Y,C,M,Kの回転に伴ってY,C,M,K用の1次転写ニップに進入すると、この1次転写電界やニップ圧の作用によって中間転写ベルト51上に順次重ね合わせて1次転写される。これにより、中間転写ベルト51のおもて面(ループ外周面)には、4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。なお、1次転写ローラ55Y,C,M,Kに代えて、1次転写バイアスが印加される導電性ブラシや、非接触方式のコロナチャージャなどを採用してもよい。
In FIG. 4 shown above, the
K用のプロセスユニット10Kの図中右側方には、光学センサユニット61が中間転写ベルト51のおもて面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。この光学センサユニット61は、図5に示すように、中間転写ベルト51の幅方向に並ぶ後側位置検知センサ62R、Y画像濃度検知センサ63Y、C画像濃度センサ63C、中央位置検知センサ62C、M画像濃度検知センサ63M、K画像濃度検知センサ63K、前側位置検知センサ62Fを有している。これらセンサは何れも反射型フォトセンサからなり、図示しない発光素子から発した光を中間転写ベルト51のおもて面やベルト上のトナー像で反射させ、その反射光量を図示しない受光素子によって検知する。図示しない制御部は、これらセンサからの出力電圧値に基づいて、中間転写ベルト51上のトナー像を検知したり、その画像濃度(単位面積あたりのトナー付着量)を検知したりすることができる。
An
図4に示したように、中間転写ベルト51の下方には2次転写ローラ56が配設されており、これは図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられながら、中間転写ベルト51のおもて面に当接して2次転写ニップを形成している。そして、この2次転写ニップの裏側では、電気的に接地された2次転写バックアップローラ53が中間転写ベルト51を掛け回している。
As shown in FIG. 4, a
2次転写ローラ56には、図示しないバイアス供給手段によってトナーの帯電極性とは逆極性の2次転写バイアスが印加されており、これにより、接地された2次転写バックアップローラ53との間に2次転写電界を形成する。中間転写ベルト51のおもて面に形成された4色トナー像は、中間転写ベルト51の無端移動に伴って2次転写ニップに進入する。
A secondary transfer bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the
先に示した図2において、給紙装置200は、記録紙118を収納する給紙カセット201、これらの給紙カセット201に収納された記録紙118をカセット外に送り出す給紙ローラ202、送り出された記録紙118を一枚ずつ分離する分離ローラ対203、分離後の記録紙118を送り出し路204に沿って搬送する搬送ローラ対205などがそれぞれ複数配設されている。給紙装置200は、図示のようにプリンタ部1の直下に配設されている。そして、給紙装置200の送り出し路204は、プリンタ部1の給紙路70に連結している。これにより、給紙装置200の給紙カセット201から送り出された記録紙118は、送り出し路204を経由してプリンタ部1の給紙路70内に送られる。
In FIG. 2 described above, the
プリンタ部1の給紙路70の末端付近には、レジストローラ対71が配設されており、ローラ間に挟み込んだ記録紙118を中間転写ベルト51上の4色トナー像に同期させ得るタイミングで2次転写ニップに送り出す。そして、2次転写ニップ内では、中間転写ベルト51上の4色トナー像が2次転写電界やニップ圧の影響によって記録紙118に一括2次転写され、記録紙118の白色と相まってフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙118は、2次転写ニップから排出されると中間転写ベルト51から離間する。
A
2次転写ニップの図中左側方には、無端状の紙搬送ベルト76を複数の張架ローラによって張架しながら図中反時計回り方向に無端移動せしめる搬送ベルトユニット75が配設されている。中間転写ベルト51から分離した記録紙118は、この紙搬送ベルト76の上部張架面に受け渡されて、定着装置80に向けて搬送される。
On the left side of the secondary transfer nip in the figure, a
定着装置80内に送られた記録紙118は、図示しないハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ81と、これに向けて押圧される加圧ローラ82とによる定着ニップ内に挟み込まれる。そして、加圧されつつ加熱されることでフルカラー画像が表面に定着されて、定着装置80外に向けて送られる。
The
2次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト51表面には、記録紙118に転写されなかった若干量の2次転写残トナーが付着している。この2次転写残トナーは、中間転写ベルト51のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置57によってベルトから除去される。
A small amount of secondary transfer residual toner that has not been transferred to the
先に示した図2において、定着装置80の下方には、スイッチバック装置85が配設されている。定着装置80から排出された記録紙118は、揺動可能な切替爪86による搬送路切替位置までくると、切替爪86の揺動停止位置に応じて、排紙ローラ対87、あるいはスイッチバック装置85に向けて送られる。そして、排紙ローラ対87に向けて送られた場合には、機外へと排出された後に、排紙トレイ3上にスタックされる。
In FIG. 2 described above, a
一方、スイッチバック装置85に向けて送られた場合には、スイッチバック装置85によるスイッチバック搬送によって上下反転せしめられた後、再びレジストローラ対71に向けて搬送される。そして、2次転写ニップに再び進入して、もう片面にもフルカラー画像が形成される。
On the other hand, when it is sent toward the
なお、プリンタ部1の筺体の側面に設けられた手差しトレイ2上に手差しされた記録紙118は、手差し供給ローラ72と、手差し分離ローラ対73とを経由した後、レジストローラ対71に向けて送られる。レジストローラ対71については、接地してもよいし、記録紙118の紙粉除去のためにバイアスを印加してもよい。
The
図6に示すように中間転写ベルト51は、駆動ローラ52、従動ローラ54及び2次転写バックアップローラ53に懸架され、減速ギヤ111を介して駆動モータ112により一定速度で駆動されている。
As shown in FIG. 6, the
上述したように、各色の感光体上から中間転写ベルト51上に転写された画像は、記録紙118上に再度転写すなわち2次転写される。記録紙118は記録紙挿入検出センサ17を通ってレジストローラ対16にて記録紙118の先端を揃えられる。
As described above, the image transferred from the photosensitive member of each color onto the
本実施形態の複写機においては、レジストローラ対71が記録紙118の厚さを検出する記録紙厚さ検出装置120としての機能も有しており、レジストローラ対71で記録紙118を挾持搬送することによって記録紙118の厚さを検出することができる。すなわち、本実施形態の複写機においては記録紙118を搬送しながら記録紙118の厚さを計測することができる。レジストローラ対71によって搬送された記録紙118は、記録紙検出センサ119を通って、2次転写ローラ56の位置まで搬送される。
In the copying machine of this embodiment, the
記録紙検出センサ119は一般に知られているような透過センサ、反射型センサまたはマイクロスイッチなどで構成される。レジストローラ対71から搬送されてきた記録紙118は記録紙検出センサ119では最初に先端が検出される。記録紙検出センサ119によって記録紙118の先端が検出されると、後述する演算装置129で2次転写ローラ56と2次転写バックアップローラ53とからなる2次転写ローラ対に記録紙118が到達する時間を計測し、搬送されてきた記録紙118の厚さに応じた最適な2次転写電圧値とその発生タイミングとを決定する。そして、記録紙118の先端が2次転写ローラ対近傍に到達すると2次転写電圧値の補正制御を行う。
The recording
また、画像形成された記録紙118は、図2に示した定着装置80に搬送され記録紙118上のトナー像は記録紙118に熱溶着されて固定される。この際も定着温度が記録紙118の最適温度条件になるように温度補正制御を行う。
Further, the
図6に示すように、2次転写ローラ対の記録紙搬送方向上流側に記録紙厚さ検出装置120を配置することによって、2次転写電圧や定着温度条件などを記録紙118の厚さに応じた最適な条件に設定でき、高品質の画像を形成することが可能となる。
As shown in FIG. 6, by arranging the recording paper
上述のように複写機などの画像形成装置に記録紙厚さ検出装置120の機能を持たせることによって、画像形成に用いられる記録紙118の実際の厚さに応じた画像形成条件を設定することができるので、高信頼性で高品質の画像を提供することが可能となる。
As described above, an image forming condition corresponding to the actual thickness of the
また、本実施形態の複写機のように従来から複写機に設けられているレジストローラ対71を記録紙厚さ検出装置120としても機能させることで、低コスト化や省スペース化が可能となる。
Further, the
図7に本実施形態の記録紙厚さ検出装置120の概略構成を示す。弾性体ローラ123と剛体ローラ124とが対向して配設されている。弾性体ローラ123は、弾性体ローラ123と剛体ローラ124とのローラ間に記録紙が搬送されると、記録用紙18の厚さによってローラ径が変化するような柔らかい弾性体材料で構成されている。また、剛体ローラ124は、例えば金属などの変形の少ない剛体材料にて構成されている。
FIG. 7 shows a schematic configuration of the recording paper
弾性体ローラ123の軸上には減速ギヤ126を介して直流モータ127が接続されており、一定の角速度で駆動される。直流モータ127は図8に示す演算装置129により駆動ドライバー130を介して駆動制御されており、また、駆動電流検出器125によって直流モータ127に流れる駆動電流の電流値を検出し、その電流値を演算装置129に入力している。
A
図9は、電流検出器125の一例を示したものである。これは一般的な直流モータ駆動回路の最終段電流増幅器でありモータ軸を正転、逆転させることができるようになっている。この回路において、電源140によって直流モータ127に電圧が印加されており、A信号がアクティブになるとトランジスタQ1,Q4が導通(ON)し、図中点線で描いた矢印で示した経路で直流モータ127に駆動電流iが流れる。そして、この駆動電流iが電流検出固定抵抗器rに流れることによって検出電圧Vが発生する。そして、この検出電圧Vから駆動電流iを算出する。
FIG. 9 shows an example of the
ここで、直流モータ127に流れる駆動電流iは弾性体ローラ123の軸の偏芯等によって図10に示すように周期的に変化する。よって、駆動電流検出器125によって直流モータ127に供給される電流の計測を行うときには、一周分のデータの整数倍データの平均を取ることによって、ばらつきのない正確な電流値を検出することができる。
Here, the drive current i flowing through the
図1において、剛体ローラ124に弾性体ローラ123がP点で接している。この状態では、弾性体ローラ123と剛体ローラ124とのローラ間に記録紙118が無く、当然ながら記録紙118の厚さは0である。このときの弾性体ローラ123は、図1に実線で描かれた弾性体ローラ123aで表され、弾性体ローラ123に回転軸中心であるX点と上記P点との間の距離であるXP間距離がR0となる。
In FIG. 1, an
弾性体ローラ123と剛体ローラ124とからなるローラ対に厚さTmの記録紙118が搬送されると、弾性体ローラ123は弾性体ローラ123aから図1に点線で描かれた弾性体ローラ123bのように変形し、記録紙118の表面と弾性体ローラ123bとがQ点で接する。
When the
このとき、剛体ローラ124は変形量が少ない材料で構成されているため、弾性体ローラ123だけが記録紙118の厚さ分変形し、図1に示した弾性体ローラ123bの形状となる。そのため、弾性体ローラ123の見かけ上のローラ径は図1に一点鎖線で示した半径Rmの疑似弾性体ローラ128と見なすことができる。
At this time, since the
よって、このときの弾性体ローラ123の変形量がXP間距離R0からXQ間距離Rmを引いた大きさとなることから、記録紙の厚さTmは数1で求めることができる。
ここで、弾性体ローラ123と剛体ローラ124との間を記録紙118が搬送されているときに、弾性体ローラ123の回転軸中心であるX点や剛体ローラ124の回転軸中心であるY点が移動すると、XQ間の距離Rmが記録紙118の厚さ分の変形をしないという不具合が生じる。
Here, when the
そのため、弾性体ローラ123と剛体ローラ124とのローラ軸間距離Lが変動しないように弾性体ローラ123と剛体ローラ124とを装置本体に設けて、ローラ軸間距離L(XY間距離)を既知の固定距離にする。これにより、ローラ軸間距離L及び剛体ローラ124のローラ半径S0が変化しないことから、記録紙118の厚さが0[mm]のときXP間距離R0は数2に示すように一定となる。
また、記録紙118の厚さがTmのときのXQ間距離Rmは数3で表され、弾性体ローラ123の変形は記録紙118の厚さTmに比例する。
以上より、ローラ軸間距離Lを固定することによって、R0と記録紙118の厚さTmとから弾性体ローラ123の変形量を正確に測定することが可能となり、高精度で記録紙118の厚さTmを測定できる。
As described above, by fixing the roller shaft distance L, the deformation amount of the
次に記録紙118の厚さを算出する算出方法の一例を記す。
まず図11において、弾性体ローラ123と剛体ローラ124とで記録紙118を挾持搬送していないとき、言い換えれば、記録紙118の厚さが0[mm]のときにおける弾性体ローラ123の回転軸(X点)にかかる負荷トルクをTd1を求める。なお、剛体ローラ124の回転軸(Y点)にかかる負荷トルクをTs、このときの弾性体ローラ123の半径をR0、剛体ローラ124の半径をS0とする。
Next, an example of a calculation method for calculating the thickness of the
First, in FIG. 11, when the
記録紙118の厚さが0[mm]のときに、弾性体ローラ123によって剛体ローラ124を回転駆動させるのに必要な駆動力、すなわち、弾性体ローラ123と剛体ローラ124とが接するP点に作用させるべき力F1は、数4で表すことができる。
よって、負荷トルクTd1は数5で表すことができる。
次に図11において、弾性体ローラ123と剛体ローラ124とで厚さTmの記録紙118を挾持搬送しているときにおける弾性体ローラ123の回転軸(X点)にかかる負荷トルクTd2を求める。剛体ローラ124の回転軸(Y点)にかかる負荷トルクは上述したようにTsである。また、上述したように弾性体ローラ123は弾性体ローラ123と剛体ローラ124とで厚さTmの記録紙118を挾持搬送すると記録紙118の厚さTm分の変形量で弾性変形する。よって、このときの弾性体ローラ123の半径をRmとすると数6で表すことができる。なお、記録紙118の厚さによって弾性体ローラ123は変形するが、剛体ローラ124は剛体材料で構成されているため殆ど変形しないので、このときの剛体ローラ124の半径はS0となる。
記録紙118の厚さがTmのときに、剛体ローラ124を記録紙118を介して弾性体ローラ123により回転駆動させるのに必要な駆動力、すなわち、弾性体ローラ123と記録紙118とが接するQ点に作用させるべき力F2は、図11から数7で表すことができる。
よって、負荷トルクTd2は数8で表すことができる。
数5と数8とを比較すると、負荷トルクTd2は記録紙118の厚さTmが大きくなるにつれて負荷トルクTd1よりも小さくなり、負荷トルクTd2と記録紙118の厚さTmとの間には相関関係がある。
Comparing Equation 5 and Equation 8, the load torque Td2 becomes smaller than the load torque Td1 as the thickness Tm of the
また、弾性体ローラ123の回転軸にかかる負荷トルクTdが小さくなると、これに応じて弾性体ローラ123を回転駆動させる直流モータ127にかかるモータ負荷トルクが小さくなるので、直流モータ127の発生トルクτも小さくなる。一般に知られているように直流モータには、発生トルクτと直流モータに流れる駆動電流iとの間に図12に示すような相関関係があり、発生トルクτが小さくなるにつれて駆動電流iも小さくなる。負荷トルクTdは数8から記録紙118の厚さに応じた変化量で変化するので、図13に示すように発生トルクτも記録紙118の厚さTmに応じた変化量で変化する。発生トルクτと記録紙118の厚さTmとには、このような相関関係がある。上述したように直流モータ127に流れる駆動電流iは発生トルクτに応じて変化することから、駆動電流iと記録紙118の厚さTmとの間にも相関関係がある。図14に記録紙118の厚さTmと駆動電流iとの関係を示す。
Further, when the load torque Td applied to the rotation shaft of the
なお、弾性体ローラ123と剛体ローラ124とからなるローラ対に記録紙118が突入したタイミングにおいては、記録紙118の厚さが大きいほど弾性体ローラ123の回転軸にかかる負荷トルクが瞬間的に大きくなる。そして、瞬間的に大きくなった上記負荷トルクは記録紙118がローラ対によって搬送されるに従って小さくなり上記負荷トルクTbの値で一定となる。そのため、本実施形態の記録紙厚さ検出装置118においては、上記突入したタイミングで駆動電流iの検出を行わずに、上記負荷トルクTbで安定したタイミングで駆動電流iの検出を行っている。このようなタイミングは、例えば、記録紙挿入検出センサ117によって記録紙118が検出されてからの経過時間として実験機などにより求めておけばよい。
It should be noted that at the timing when the
上述したことから本実施形態の記録紙厚さ検出装置120においては、駆動電流iと発生トルクτとの関係が必要且つ重要な特性であり、弾性体ローラ123を駆動させる駆動モータとして本実施形態のように直流モータ127を用いることで、その機能が達せられる。
As described above, in the recording paper
また、直流モータ127は特性から図15に示すように、発生トルクτが大きくなると駆動電流iは大きくなり、回転数Nは低くなる。このことから、駆動電流iを変化させて回転数Nを制御することが可能であり、駆動電流iを変化させて弾性体ローラ123の回転速度を自在に変更することができる。
Further, as shown in FIG. 15, the
図8は本発明の制御ブロック図である。演算装置129は、上述した方法などを用いて駆動電流検出器125によって検出された直流モータ127に供給される駆動電流iから記録紙118の厚さを算出する。例えば、本実施形態の記録紙厚さ検出装置120と同じ構成の実験機などにより、図14に示したような駆動電流iと記録紙118の厚さTmとの相関関係を求め、その相関関係を近似式やテーブルとして記憶部139に予め記憶させておき、計測した駆動電流iに対応する記録紙118の厚さTmを演算装置129よって上記近似式や上記テーブルから求めることができる。
FIG. 8 is a control block diagram of the present invention. The
そして、求めた記録紙118の厚さに対応した、2次転写電圧補正量、定着温度補正、及び、各補正開始・終了時間のタイミングの設定等々を演算し、転写ユニット50、定着温度制御及び定着ヒータを制御する。必要に応じて直流モータ127、搬送ローラ駆動モータ136、及び、詳細に記載はしていないが2次転写ローラ用加圧モータなどの駆動制御をする。また、演算装置129には、上述した各補正に必要なデータをテーブルとして格納されたファイルを持つ。
Then, the secondary transfer voltage correction amount, the fixing temperature correction, the setting of the timing of each correction start / end time, and the like corresponding to the obtained thickness of the
ここで、本実施形態においては、XP間距離やXQ間距離をR0やRmで表した。これは、弾性体ローラ123と剛体ローラ124との接点のP点や、記録紙118と弾性体ローラ123との接点のQ点が、点で接しているとして説明したためである。一般的には、剛体ローラ124に弾性体ローラ123が加圧されているのでニップ幅が形成されるので、P点やQ点は点接触ではなく線で接触する。これにより、R0やRmを用いた関係式が単純に表せなく複雑なものになる。よって、本実施形態では説明を簡単にするために、弾性ローラ23と剛体ローラ124とが点で接合しているとして説明している。
Here, in this embodiment, the distance between XP and the distance between XQ are represented by R0 and Rm. This is because the point P of the contact point between the
本実施形態のように弾性体ローラ127を回転駆動させて記録紙118を搬送する構成においては、弾性体ローラ123の回転軸にかかる負荷トルクの変化に弾性体ローラ127と記録紙118との間で生じる摩擦力が影響する。すなわち、上記摩擦力の大きさ自体は記録紙118の厚さに関係なく変化しないが、記録紙118の厚さに応じて弾性体ローラ123の回転軸中心から弾性体ローラ123と記録紙118との接触箇所までの距離が小さくなるため、上記摩擦力による上記負荷トルクが小さくなる。そのため、厳密に言うと、数8で求まる負荷トルクTd2に上記摩擦力による負荷トルクを加える必要がある。しかしながら、上記距離が小さくなる、すなわち、記録紙118の厚さが大きくなると上記摩擦力による上記負荷トルクが小さくなるので、実質的に記録紙118の厚さが大きくなれば直流モータ127の発生トルクが小さくなり、それに応じて駆動電流iが小さくなるという考え方で記録紙118の厚さを検出できるということに問題は生じ得ない。
In the configuration in which the
また、本実施形態の記録紙厚さ検出装置120においては、記録紙厚さ検出部分に使用される部品精度のばらつき等から装置毎に検出精度が異なるといった不具合が生じ得る。このような不具合が生じるために製造工場から出荷前に、その生産ラインで既知の厚さの異なる複数種の記録紙118を実際に搬送し、そのときの直流モータ127に供給される電流の電流値それぞれを駆動電流検出器125や演算装置129などによって計測し、駆動電流iと記録紙118の厚さTmとの相関関係を示す上記近似式や上記テーブルを補正する。
Further, in the recording paper
例えば、複写機の図示しない操作パネルからテーブル補正モードを実行し、これから搬送する厚さが既知の記録紙118の厚さの値を操作パネルに入力して演算装置129に設けられた図示しないメモリーに記憶させる。その後、その入力した厚さの記録紙118を複写機に通紙し、記録紙厚さ検出装置120のローラ対で記録紙118を搬送しているときの直流モータ127に流れる電流を駆動電流検出器125で計測する。このような計測を行うことで、上記メモリーに記憶させた記録紙118の厚さの値と駆動電流検出器125の検出結果とから、図14のグラフに示すような記録紙118の厚さTmと駆動電流iとの相関関係を得ることができる。このグラフで表されるデータから線形近似直線や多項式近似曲線を算出し、算出された駆動電流iを記録紙118の厚さを算出するための補正データとして図8に示した演算装置129の補正データ格納テーブルに格納する。これにより、装置毎の個々のばらつきをなくすことができ、高精度で記録紙118の厚さを求めることができる。
For example, a table correction mode is executed from an operation panel (not shown) of the copying machine, and a value of the thickness of the
また、本実施形態のように直流モータ127によって弾性体ローラ123を駆動させることによって、記録紙118の厚さが0[mm]のとき直流モータ127に供給される駆動電流iを、記録紙118を搬送することなく検出することができる。よって、記録紙118の厚さが0[mm]のとき直流モータ127に供給される駆動電流iを、厚さが既知の記録紙118を搬送して求めた電流値と記録紙118の厚さとの相関を示す近似線などから得られる値を用いずに、実際に検出した正確な値を用いることができる。
Further, by driving the
さらに、記録紙118を搬送せずに直流モータ127を駆動させて記録紙118の厚さが0[mm]のときの直流モータ127に供給される駆動電流iを検出した場合には、厚さが既知の記録紙118を一種類搬送して検出した直流モータ127に供給される駆動電流iと、記録紙118を搬送せずに剛体ローラ124を駆動させて検出した直流モータ127に供給される駆動電流iとだけで上記線形近似直線や上記多項式近似曲線などを算出することもできる。これにより、厚さが既知の記録紙118を複数種用意したり、複数種の記録紙118を搬送したりする手間を省くことができる。また、言うまでもなく、記録紙118を搬送せずに記録紙118の厚さが0[mm]のときの直流モータ127に供給される駆動電流iを検出した場合においても、厚さが既知の記録紙118を複数種搬送し、それぞれにおける直流モータ127に供給される駆動電流iを検出することによって、より高精度に上記線形近似直線や上記多項式近似曲線などを算出することができる。
Furthermore, when the
また、上述したような補正を工場から出荷後も必要に応じてサービスマンやユーザーなどにより適宜行えるようにすることで、フィールドでの経年変化等で狂いが生じても厚さが既知の記録紙118を装置に挿入して再度補正することができ、記録紙118の正確な厚さを継続して検出することが可能となる。
In addition, by making it possible to make the above corrections as needed by service personnel and users after shipment from the factory as needed, even if a deviation occurs due to aging in the field, etc., the recording paper has a known thickness. 118 can be inserted into the apparatus and corrected again, and the accurate thickness of the
本実施形態の方法で記録紙118の厚さを検出する場合、記録紙118の厚さTmを弾性体ローラ123の変形に変換することが必要である。ここで、弾性体ローラ123及び剛体ローラ124のローラ軸方向長さが用いられる記録紙118の幅以上に長いと、記録紙118が弾性体ローラ123と剛体ローラ124とからなるローラ対に搬送されてきたときに、記録紙118の幅方向両端よりも外側で弾性体ローラ123と剛体ローラ124とが接触する。弾性体ローラ123と剛体ローラ124とが記録紙118の幅方向両端よりも外側で接触すると、ローラ対に記録紙118が搬送されても、弾性体ローラ123が適切な変形量で変形しない恐れがある。
When detecting the thickness of the
そのため、弾性体ローラ123と剛体ローラ124との少なくとも一方のローラ軸方向の幅を、装置で用いられる記録紙118の最小幅より狭くすることによって、上述した問題を未然に防止することが可能となる。
For this reason, it is possible to prevent the above-described problem by making the width in the axial direction of at least one of the
なお、本実施形態においては、記録紙厚さ検出装置120に設けられるローラ対として弾性体ローラ123と剛体ローラ124とからなるローラ対を用いたが、弾性体ローラ123と他の弾性体ローラとからなるローラ対を用いても、上述した方法と同様の考え方で記録紙118の厚さを求めることができる。ただし、2つの弾性体ローラからなるローラ対で記録紙118を挟んだとき、記録紙118の厚さによって両方の弾性体ローラが変形し、それぞれの半径が変化する。よって、記録紙118の厚さに応じた各弾性体ローラの半径の変形量を予め測定するなどして、その変形量に応じた演算式やテーブルなどを用いる必要がある。
In this embodiment, a roller pair including the
また、記録紙厚さ検出装置120に設けられるローラ対として2つの剛体ローラからなるローラ対を用いても、ローラ対で記録紙118を挾持搬送したときに直流モータ127によって回転駆動される剛体ローラにかかる負荷トルクが変化する。よって、直流モータ127によって回転駆動される剛体ローラの半径が変化しないことを考慮して上述した方法と同様の考え方で記録紙118の厚さを求めることができる。
Further, even if a pair of rollers consisting of two rigid rollers is used as the roller pair provided in the recording paper
以上、本実施形態によれば、記録紙厚さ検出装置120は、シート状部材である記録紙118を挾持搬送する、第1のローラ部材である剛体ローラ124と第2のローラ部材である弾性体ローラ123とからなり剛体ローラ124が記録紙118の移動に従って回転するように構成したローラ対と、弾性体ローラ123を回転駆動させる直流モータ127と、直流モータ127に電圧を印加する電源と、直流モータ127に流れる電流の電流値を検出する電流値検出手段である駆動電流検出器125と、上記電流値と記録紙118の厚さとの相関関係情報を予め記憶した記憶手段である記憶部139と、駆動電流検出器125の検出結果と上記相関関係情報とから記録紙118の厚さを演算する演算手段である演算装置129とを備えている。上記ローラ対で記録紙118を挾持したときに記録紙118を剛体ローラ124の一部として考えると、剛体ローラ124の回転軸中心から記録紙118と剛体ローラ124との接触箇所へ向かう剛体ローラ124の半径が見かけ上、記録紙118の厚さに応じて長くなる。このように上記半径が長くなると、弾性体ローラ123によって剛体ローラ124を回転駆動させるのに必要な駆動力が、ローラ対で記録紙118を挾持していないときよりも小さくなる。このように上記駆動力が小さくなると、弾性体ローラ123を回転駆動させる直流モータ127にかかる負荷トルクが記録紙118を挾持していないときよりも小さくなり、これに応じて直流モータ127の発生トルクも小さくなる。直流モータ127には、直流モータ127に流れる電流と発生トルクとの間に相関関係があり、発生トルクが小さくなるにつれて直流モータに流れる電流も小さくなる。負荷トルクは上記接触箇所から上記回転軸中心までの距離に応じた変化量、言い換えれば、記録紙118の厚さに応じた変化量で変化することから、発生トルクも記録紙118の厚さに応じた変化量で変化する。発生トルクと記録紙118の厚さとには、このような相関関係がある。上述したように直流モータ127に流れる電流は発生トルクに応じて変化するので、直流モータ127に流れる電流と記録紙118の厚さとの間にも相関関係がある。したがって、駆動電流検出器125よって検出された直流モータ127に流れる電流値と、記憶部139に予め記憶させておいた上記電流値と記録紙118の厚さとの相関関係情報とを用いて、演算装置129により記録紙118の厚さを求めることができる。ゆえに、光学センサなどによりローラ対の軸間距離の変位量を計測し、その変位量から記録紙118の厚さを検出する場合よりも取り付け精度を高精度にする必要がないため低コスト化を図ることができる。よって、低コスト化を図りつつ記録紙118の厚さを高精度で検出することができる。
また、本実施形態によれば、直流モータ127で回転駆動されるローラ部材を弾性体ローラ123とすることで上記数8などからわかるように、ローラ対で記録紙118を挾持した際の直流モータ127にかかる負荷トルクの変化量、言い換えれば、直流モータ127の発生トルクの変化量が大きくなる。よって、駆動電流iの変化もより顕著なものとなり記録紙118の厚さの検出精度を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、弾性体ローラ123と剛体ローラ124との軸間距離であるローラ軸間距離Lが変動しないように、弾性体ローラ123と剛体ローラ124とを装置本体に設ける。これにより、記録紙118の厚さの全てを弾性体ローラ123の変形に寄与させることができるので、記録紙118の厚さ検出を高精度に行うことができる。
また、本実施形態によれば、厚さが既知の記録紙118を弾性体ローラ123と剛体ローラ124とで搬送し、そのときの駆動電流検出器125の検出結果を用いて、上記相関関係情報の補正を行う補正手段として機能する演算装置129を有する。これにより、部品の精度を上げることなく、上述したように装置個々の検出結果のばらつきを無くすことが可能となるので低コスト化が可能となる。
また、本実施形態によれば、記録紙118の厚さに関する情報を使用者が入力する入力手段である上記操作パネルなどを有しており、上記補正手段として機能する演算装置129は、上記操作パネルに入力された記録紙118の厚さに関する情報と、上記操作パネルに入力された上記情報に相当する厚さの記録紙118をローラ対で搬送したときの駆動電流検出器125の検出結果とを用いて、上記相関関係情報の補正を行うものである。これにより、工場出荷前に限らず出荷後においてもサービスマンやユーザーによって容易に上記相関関係情報の補正作業を行うことができる。よって、記録紙118の厚さ検出を経時で高精度に行うことができる。
また、本実施形態によれば、駆動電流検出器125は、ローラ一周分の整数倍分の電流値データを用いて上記電流値を検出する。ローラ部材は、加工精度などにより偏芯誤差が生じる。偏芯量を少なくするには加工精度を上げる必要があるが、加工精度を上げるとコストが上がってしまう。このようなことから、直流モータ127に供給される電流の測定にローラ一回転のデータを、ローラ一回転の整数倍のデータから算出することによって、上述したように部品精度を上げることなく、高精度で計測を行うことができる。
また、本実施形態によれば、弾性体ローラ123と剛体ローラ124との少なくとも一方のローラ軸方向の幅を、装置本体で搬送可能な記録紙118の最小幅より狭くする。これにより、上述したように記録紙118をローラ対で挾持したときに弾性体ローラ123を適切な変形量で変形させることができるので、記録紙118の厚さ検出を高精度に行うことができる。
また、本実施形態によれば、像を担持する像担持体である中間転写ベルト51、中間転写ベルト51上の像をシート状部材である記録紙118に転写する転写手段である2次転写ローラ56と、中間転写ベルト51と2次転写ローラ56とからなる2次転写部に記録紙118を搬送する搬送手段であるレジストローラ対71とを備えた画像形成装置である複写機において、2次転写部よりも記録紙搬送方向上流側に、本発明の記録紙厚さ検出装置120を配設することで、高精度で検出された記録紙118の厚さに応じた、2次転写電圧、2次転写ローラの加圧力、定着温度及び搬送速度などの最適化を図ることができ、高品質の画像を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the recording paper
Further, according to the present embodiment, the roller member that is rotationally driven by the
Further, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the
In addition, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the drive
Further, according to the present embodiment, the width in the axial direction of at least one of the
Further, according to the present embodiment, the
なお、本実施形態では、電子写真方式の画像形成装置に記録紙厚さ検出装置を設けた場合について説明したが、電子写真方式に関わらず他の方式の画像形成装置、例えばインクジェット方式の画像形成装置に本発明の記録紙厚さ検出装置を用いることによって、最適な画像形成条件や搬送条件を決定することが可能となり、高品質の画像を得ることができる。 In this embodiment, the case where the recording paper thickness detection device is provided in the electrophotographic image forming apparatus has been described. However, other image forming apparatuses, for example, ink jet image forming, are used regardless of the electrophotographic system. By using the recording paper thickness detection apparatus of the present invention in the apparatus, it is possible to determine optimum image forming conditions and conveying conditions, and high quality images can be obtained.
51 中間転写ベルト
56 2次転写ローラ
71 レジストローラ対
80 定着装置
117 記録紙挿入検出センサ
118 記録紙
119 記録紙検出センサ
120 記録紙厚さ検出装置
123 弾性体ローラ
124 剛体ローラ
125 駆動電流検出器
126 減速ギヤ
127 駆動モータ
128 擬似弾性体ローラ
129 演算装置
139 記憶部
51
Claims (8)
該第2のローラ部材を回転駆動させる直流モータと、
該直流モータに電圧を印加する電源と、
該直流モータに流れる電流の電流値を検出する電流値検出手段と、
該電流値とシート状部材の厚さとの相関関係情報を予め記憶した記憶手段と、
該電流値検出手段の検出結果と該相関関係情報とから該シート状部材の厚さを演算する演算手段とを備えたことを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。 A pair of rollers composed of a first roller member and a second roller member that sandwich and convey the sheet-like member, and configured so that the first roller member rotates according to the movement of the sheet-like member;
A direct current motor that rotationally drives the second roller member;
A power supply for applying a voltage to the DC motor;
Current value detection means for detecting a current value of a current flowing through the DC motor;
Storage means for storing correlation information between the current value and the thickness of the sheet-like member in advance;
A sheet-like member thickness detecting device comprising: a calculating means for calculating the thickness of the sheet-like member from the detection result of the current value detecting means and the correlation information.
少なくとも上記第2のローラ部材が弾性体で構成されていることを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。 In the sheet-like member thickness detection device according to claim 1,
A sheet-like member thickness detecting device, wherein at least the second roller member is made of an elastic body.
上記第1のローラ部材と上記第2のローラ部材との軸間距離が変動しないように該第1のローラ部材と該第2のローラ部材とを装置本体に設けたことを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。 In the sheet-like member thickness detection device according to claim 2,
The first roller member and the second roller member are provided in the main body of the apparatus so that the distance between the axes of the first roller member and the second roller member does not fluctuate. Member thickness detector.
厚さが既知のシート状部材を上記第1のローラ部材と上記第2のローラ部材とで搬送し、そのときの上記電流値検出手段の検出結果を用いて、上記相関関係情報の補正を行う補正手段を有することを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。 In the sheet-like member thickness detection device according to claim 1, 2, or 3,
A sheet-like member having a known thickness is conveyed by the first roller member and the second roller member, and the correlation information is corrected using the detection result of the current value detection means at that time. A sheet-like member thickness detection apparatus comprising a correction unit.
上記シート状部材の厚さに関する情報を使用者が入力する入力手段を有しており、
上記補正手段は、上記入力手段に入力された該シート状部材の厚さに関する情報と、該入力手段に入力された該情報に相当する厚さのシート状部材を上記ローラ対で搬送したときの上記電流値検出手段の検出結果とを用いて、上記相関関係情報の補正を行うものであることを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。 In the sheet-like member thickness detection device according to claim 4,
It has an input means for the user to input information regarding the thickness of the sheet-like member,
The correction means includes information regarding the thickness of the sheet-like member input to the input means and a sheet-like member having a thickness corresponding to the information input to the input means when the roller pair conveys the sheet-like member. The sheet-like member thickness detection apparatus, wherein the correlation information is corrected using the detection result of the current value detection means.
上記電流値検出手段は、ローラ一周分の整数倍分の電流値データを用いて上記電流値を検出することを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。 In the sheet-like member thickness detection device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5,
The sheet-like member thickness detecting device, wherein the current value detecting means detects the current value using current value data for an integral multiple of one rotation of the roller.
上記第1のローラ部材と上記第2のローラ部材との少なくとも一方のローラ軸方向の幅が、装置本体で搬送可能なシート状部材の最小幅より狭いことを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。 In the sheet-like member thickness detection device according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6,
The sheet-like member thickness detection, wherein a width of at least one of the first roller member and the second roller member in the axial direction of the roller is narrower than a minimum width of the sheet-like member that can be conveyed by the apparatus main body. apparatus.
該像担持体上の像をシート状部材に転写する転写手段と、
該像担持体と該転写手段とからなる転写部に該シート状部材を搬送する搬送手段とを備えた画像形成装置において、
該転写部よりもシート状部材搬送方向上流側に、請求項1、2、3、4、5、6または7のシート状部材厚さ検出装置を配設したことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying an image;
Transfer means for transferring an image on the image carrier to a sheet-like member;
In an image forming apparatus provided with a conveying unit that conveys the sheet-like member to a transfer unit including the image carrier and the transfer unit.
An image forming apparatus comprising the sheet-like member thickness detection device according to claim 1, disposed upstream of the transfer portion in the sheet-like member conveyance direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008043792A JP2009202955A (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Sheet-like member thickness detection device, image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008043792A JP2009202955A (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Sheet-like member thickness detection device, image forming device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009202955A true JP2009202955A (en) | 2009-09-10 |
Family
ID=41145610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008043792A Pending JP2009202955A (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Sheet-like member thickness detection device, image forming device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009202955A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015067431A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | ブラザー工業株式会社 | Sheet carrying device and image forming system |
JP5900686B1 (en) * | 2015-06-22 | 2016-04-06 | 富士ゼロックス株式会社 | Image forming apparatus and image forming program |
JP5900687B1 (en) * | 2015-07-16 | 2016-04-06 | 富士ゼロックス株式会社 | Conveying apparatus, image forming apparatus, and conveying program |
JP2017058640A (en) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 富士ゼロックス株式会社 | Conveying device, fixing device, and image forming apparatus |
JP2017102428A (en) * | 2015-11-24 | 2017-06-08 | 富士ゼロックス株式会社 | Conveying device and image forming apparatus |
US9783382B2 (en) | 2015-07-06 | 2017-10-10 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Transport device and image forming apparatus |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04198802A (en) * | 1990-11-29 | 1992-07-20 | Toshiba Corp | Device for detecting thickness of sheet paper or the like |
JPH0611923A (en) * | 1992-06-29 | 1994-01-21 | Ricoh Co Ltd | Automatic document feeding device |
JPH06227703A (en) * | 1993-01-28 | 1994-08-16 | Nisca Corp | Sheet feeder |
JP2001356628A (en) * | 2000-06-13 | 2001-12-26 | Mitsuma Giken Kk | Roller and its manufacturing method |
JP2003285484A (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-07 | Canon Inc | Paper thickness detecting means and image forming apparatus having the same |
JP2003316177A (en) * | 2002-04-22 | 2003-11-06 | Sharp Corp | Transfer device |
JP2004018127A (en) * | 2002-06-12 | 2004-01-22 | Konica Minolta Holdings Inc | Paper thickness detection method, paper feeder and image forming device |
JP2004331401A (en) * | 2003-04-17 | 2004-11-25 | Kyocera Mita Corp | Image forming apparatus |
-
2008
- 2008-02-26 JP JP2008043792A patent/JP2009202955A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04198802A (en) * | 1990-11-29 | 1992-07-20 | Toshiba Corp | Device for detecting thickness of sheet paper or the like |
JPH0611923A (en) * | 1992-06-29 | 1994-01-21 | Ricoh Co Ltd | Automatic document feeding device |
JPH06227703A (en) * | 1993-01-28 | 1994-08-16 | Nisca Corp | Sheet feeder |
JP2001356628A (en) * | 2000-06-13 | 2001-12-26 | Mitsuma Giken Kk | Roller and its manufacturing method |
JP2003285484A (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-07 | Canon Inc | Paper thickness detecting means and image forming apparatus having the same |
JP2003316177A (en) * | 2002-04-22 | 2003-11-06 | Sharp Corp | Transfer device |
JP2004018127A (en) * | 2002-06-12 | 2004-01-22 | Konica Minolta Holdings Inc | Paper thickness detection method, paper feeder and image forming device |
JP2004331401A (en) * | 2003-04-17 | 2004-11-25 | Kyocera Mita Corp | Image forming apparatus |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015067431A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | ブラザー工業株式会社 | Sheet carrying device and image forming system |
JP5900686B1 (en) * | 2015-06-22 | 2016-04-06 | 富士ゼロックス株式会社 | Image forming apparatus and image forming program |
US9783382B2 (en) | 2015-07-06 | 2017-10-10 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Transport device and image forming apparatus |
JP5900687B1 (en) * | 2015-07-16 | 2016-04-06 | 富士ゼロックス株式会社 | Conveying apparatus, image forming apparatus, and conveying program |
JP2017058640A (en) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | 富士ゼロックス株式会社 | Conveying device, fixing device, and image forming apparatus |
JP2017102428A (en) * | 2015-11-24 | 2017-06-08 | 富士ゼロックス株式会社 | Conveying device and image forming apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4759433B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5229604B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP6500616B2 (en) | Image forming device | |
JP2009202955A (en) | Sheet-like member thickness detection device, image forming device | |
JP5081518B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4375918B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4712598B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4961367B2 (en) | Sheet-like member thickness detection device, image forming device | |
JP5288241B2 (en) | Image forming apparatus and image density control method | |
JP2009203011A (en) | Sheet-like member thickness detection device, image forming device | |
JP2004021236A (en) | Image forming apparatus | |
JP2010191364A (en) | Image forming apparatus | |
JP2008013289A (en) | Detecting device and image forming device | |
JP5549927B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2016167007A (en) | Image forming apparatus and control method of image forming apparatus | |
JP4065656B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2008058486A (en) | Image forming apparatus | |
JP6226655B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP6020956B2 (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
JP6040624B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5627403B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4284460B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP6032519B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5692643B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2022178033A (en) | image forming device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101006 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111216 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120214 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120810 |