JP2011037562A - 搬送用紙たわみ検出装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 超音波を搬送中の用紙に発射し、搬送用紙のたわみを正確に検出できるようにする。
【解決手段】 用紙搬送路２７は用紙を搬送する。送受信部２９は、その用紙搬送路２７を挟んで配置され、その用紙搬送路２７に対して超音波を斜め方向に発射するとともにその搬送路の用紙を透過した超音波を受信し、この受信レベルに応じた受信信号を出力する。検出部３１は、所定の検出基準値とその受信信号とを比較して用紙のたわみを検出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は搬送用紙たわみ検出装置および画像形成装置に係り、複写機、プリンタ、ファクシミリ機又はこれらの機能を有する複合機（ＭＦＰ：Multi Function Peripheral）等の画像形成装置に搭載して好適する搬送用紙たわみ検出装置、これを搭載した当該画像形成装置の改良に関する。

従来、この種の画像形成装置は、原稿から読み取った画像データに基づき回転感光体の表面にトナー像を形成し、その回転感光体とこれに加圧配置された加圧ローラとの間に用紙を搬送することによって用紙にトナー像を転写させ、定着部によってその転写トナーを加熱定着させて排紙する構成が良く知られている。

しかも、搬送中の用紙に「しわ」や「折れ」が発生すると、用紙に転写形成されるトナー像の画像品位が低下するうえ、用紙自体が損傷する心配もあるから、搬送時の用紙の「しわ」や「折れ」を検出することが大切であり、適切な対応を講じる必要がある。

例えば、特開２００７−１５３５３３号公報（特許文献１）の画像形成装置はこの種のものである。

この特許文献１は、搬送物として原稿又は記録媒体を搬送する搬送手段と、この搬送手段により搬送される搬送物を検知する搬送検知手段を備え、その搬送検知手段は、搬送物が搬送される搬送経路上に配設され、該搬送物の搬送状態を検出して搬送物が正常に搬送されているか否かを検知する紙詰まり検知機能を有してなり、記録媒体や原稿等の搬送物の搬送異常や重送を検知し、搬送路上に滞留することによるジャムをなくして安定した搬送を実現するものである。

しかも、特許文献１は、搬送検知手段として用紙の搬送経路を挟んで配置した超音波センサからなり、用紙の重送状態において搬送検知手段からの検出信号が低下する点を利用し、Ｓ字状又はＺ字状の用紙重送状態を検出するものである。

特開２００７−１５３５３３号公報

しかしながら、上述した特許文献１では、搬送検知手段からの検出信号が低下する点を利用して用紙の重送状態を検出するが、実際には、用紙の重送状態以外、例えば１枚の用紙自体のたわみを正確に検出することが困難であった。

そこで、本発明者は、超音波特性と用紙に対する超音波の透過について観察検討を行った結果、図６Ａのように水平に置いた用紙Ｐに超音波を大きな入射角で斜めに照射したとき、同図Ｂのように浮き上がった用紙Ｐに小さな入射角で超音波を照射したとき、更に、同図Ｃのように用紙Ｐが複数枚重なって重送されたときでは、超音波センサＳにおける受信レベルに特徴がある点を突き止め、本発明を完成させた。

すなわち、図７に示すように、浮き上がった用紙Ｐに対して小さな入射角で超音波を照射したときの方が、水平に置いた用紙Ｐの場合よりも、用紙Ｐ中での超音波減衰率が小さくなって受信レベルがあまり低下せず、重送状態では受信レベルが大きく低下する。

本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、搬送用紙のたわみ検出が可能な搬送用紙たわみ検出装置および画像形成装置の提供を目的とする。

そのような課題を解決するために本発明の請求項１に係る搬送用紙たわみ検出装置は、用紙を搬送する用紙搬送路と、この用紙搬送路に対して超音波を斜め方向に発射する送信部と用紙搬送路を挟んで配置され用紙を透過した超音波を受信してこの受信レベルに応じた受信信号を出力する受信部とを有する送受信部と、その受信信号と所定の検出基準値とを比較して用紙のたわみを検出する検出部とを具備している。

本発明の請求項２に係る搬送用紙たわみ検出装置は、上記検出基準値として、１枚分の用紙が直線状に送受信部を通過したときの送受信部からの受信信号より大きな値を用いて構成したものである。

本発明の請求項３に係る搬送用紙たわみ検出装置は、上記検出部が、検出した検出たわみ量に応じて搬送路の用紙の先頭側の搬送速度をその検出たわみ量が減少するよう可変する速度制御信号にして出力する構成を有している。

本発明の請求項４に係る搬送用紙たわみ検出装置は、当該受信信号が検出基準値および１枚分の直線状用紙に係る受信信号より小さいとき、上記検出部がその用紙の重送を検出する構成を有している。

本発明の請求項５に係る画像形成装置は、上記請求項１〜４いずれか１記載の搬送用紙たわみ検出装置と、画像データに基づき用紙に画像形成する画像像形成部とを有して構成されている。

このような本発明の請求項１に係る搬送用紙たわみ検出装置では、送受信部から用紙搬送路に対して超音波を斜め方向に発射し、用紙を透過して得られた超音波の受信レベルに応じた受信信号を出力し、検出部にて受信信号と所定の検出基準値とを比較して用紙のたわみを検出するから、超音波を用いて搬送用紙のたわみ検出が可能である。

本発明の請求項２に係る搬送用紙たわみ検出装置では、上記検出基準値として、１枚分の用紙が直線状にその送受信部を通過したときの送受信部からの受信信号より大きな値を用いて構成したから、搬送用紙の正確かつ確実なたわみ検出が可能である。

本発明の請求項３に係る搬送用紙たわみ検出装置では、上記検出部が、検出たわみ量に応じて用紙搬送路上の用紙の先頭側の搬送速度を可変制御するから、たわみの生じた用紙のたわみ解消が可能である。

本発明の請求項４に係る搬送用紙たわみ検出装置では、当該受信信号がそれら検出基準値および１枚分の直線状用紙に係る受信信号より小さいとき、検出部が用紙の重送を検出するから、たわみおよび重送の双方の検出が可能である。

本発明に係る搬送用紙たわみ検出装置を画像形成装置とともに実施の形態を示す概略ブロック図である。 本発明に係る画像形成装置の内部構成を示す要部構成図である。 本発明に係る搬送用紙たわみ検出装置の実施の形態を説明する図である。 本発明に係る搬送用紙たわみ検出装置の動作を説明する図である。 本発明に係る搬送用紙たわみ検出装置の動作を説明する図である。 本発明に係る搬送用紙たわみ検出装置の参考となる図である。 本発明に係る搬送用紙たわみ検出装置の参考となる図である。

以下、本発明に係る搬送用紙たわみ検出装置および画像形成装置の実施の形態を図面を参照して説明する。

なお、本発明の搬送用紙たわみ検出装置は、本発明に係る画像形成装置を説明する過程で説明する。

図１は本発明に係る搬送用紙たわみ検出装置を含む画像形成装置の実施の形態を示す概略ブロック図であり、図２は図１の画像形成装置の内部構成を説明する要部構成図である。

図１において、画像形成装置Ａは、主制御部１を中心としてこれに接続された画像読取部３、記憶部５、操作パネル部７、印刷部９、通信部１１を有して構成された例えば複合機である。画像形成装置Ａは、これら以外にも構成要素を有するが、本発明の要部ではないので説明および図示を省略する。なお、主制御部１の機能については後述する。

画像読取部３は、主制御部１の制御の下、図２に示すように、本体ケース１３の上部に配置され、原稿から画像を光学的に読み込み、フィルタ処理等した電子的な画像データを印刷ジョブとして生成する公知のスキャナであり、生成した画像データが原稿の頁毎に記憶部５に順次記憶されるようになっている。

記憶部５は、主制御部１の制御の下、画像読取部３又は通信部１１からの画像データ、後述する検出基準値等を記憶する読み書き可能な不揮発性メモリ、例えばハードディスク（ＨＤＤ）である。

操作パネル部７は、図２に示すように、本体ケース１３の上部に配置された公知の例えば液晶ディスプレイ表示部とタッチスイッチ式の入力部を兼ねたものであり、主制御部１の制御の下、画像形成装置Ａにおける動作状態、諸データ等を表示する表示部であるとともに、当該機器Ａの操作指示入力を受け付ける操作部でもある。

印刷部９は、主制御部１の制御の下、図２に示すように、用紙のセットされる給紙段１５と、この給紙段１５から１次給紙されて搬送された用紙を所定の間隔を置いて２次給紙するレジストローラ１７と、２次給紙された用紙が搬送される過程で当該用紙のたわみを検出する本発明の搬送用紙たわみ検出部装置（図を含めて以下、たわみ検出装置と略す。）１９と、記憶部５から読み出した画像データに基づきトナー像が形成される回転感光体２１と、２次給紙された用紙にトナー像を転写するために回転感光体２１に圧接配置された加圧ローラ２３と、回転感光体２１および加圧ローラ２３の下流側に位置され転写トナー像を定着する定着部２５とを有する、例えばモノクロ又はカラーの画像形成部である。

たわみ検出装置１９は、例えば図３に示すように、レジストローラ１７で２次給紙された用紙を回転感光体２１、定着部２５に向かって搬送する用紙搬送路２７と、この用紙搬送路２７に対して超音波を斜め方向から発射するとともに、用紙搬送路２７上の用紙を透過した超音波を受信してこの受信レベルに応じた受信信号を出力する送受信部２９と、この送受信部２９からの受信信号と所定の検出基準値とを比較して用紙のたわみを検出する検出部３１を有して形成されている。

図３中の符号２７ａ、２７ｂは、用紙を給紙する給紙ローラおよび給紙された用紙を搬送する搬送ローラであって用紙搬送路２７を形成しており、レジストローラ１７が給紙ローラ２７ａを兼ねることもある。

送受信部２９は、用紙搬送路２７の上側に配置され用紙搬送路２７に向けて斜め方向から超音波を発射する送信部２９ａと、用紙搬送路２７を挟んでこの下側において送信部２９ａと共軸状に配置され超音波を受信する受信部２９ｂとを有している。

送信部２９ａは、用紙搬送路２７に対して超音波を斜め方向、例えば用紙搬送路に対して１０〜３０°で受信部２９ｂに向けて発射し、受信部２９ｂは、用紙を介した超音波を受信して受信レベルに応じたアナログ受信信号を検出部３１に出力する機能を有している。

検出部３１は、送受信部２７ｂからのアナログ受信信号をデジタル受信信号に変換する機能を有するとともに、送信部２９ａと受信部２９ｂの中心を通る超音波発射軸を用紙が遮ってから通過するまでの受信信号をリニアに取得し、この受信信号と記憶部５中の検出基準値とを比較し、受信信号が検出基準値を越えて大きくなれば、用紙のたわみが発生したと判別して検出信号を出力する機能を有している。

例えば、図４に示すように、用紙先端が送信部２９ａと受信部２９ｂ間に到達して検出が開始されてから、用紙後端画通過して検出終了するまでの期間において、受信信号レベルが上昇して検出基準値を越える時点が検出されると、用紙のたわみが発生したと判別して検出信号を出力する機能を有している。

検出基準値としては、１枚分の用紙が直線状に用紙搬送路２７上を通過したとき、検出部３１から出力される受信信号レベルより大きな値である。

この検出基準値としての受信信号レベルを上げれば、大きなたわみの検出が可能で、小さくすれば小さなたわみの検出も可能であるが、誤動作を防止する観点から数十％以上に設定することが好ましい。

検出部３１は、受信信号と検出基準値とを比較し、受信信号レベルが検出基準値を越え、更に１枚分の直線状用紙を透過して得られる受信信号のレベルよりも低下すれば（図７参照）、用紙の重送が発生したと判別して検出信号を出力する機能も持たせることが可能である。

図１の通信部１１は、主制御部１の制御の下で、外部の図示しない画像形成装置等との間で画像データ等を送受信する機能を有している。

主制御部１は、ＣＰＵ、このＣＰＵの起動プログラムを記憶したＲＯＭその他を有し、動作プログラムによって画像読取部３、記憶部５、操作パネル部７、印刷部９、通信部１１を制御し、画像読取部３から読み取られ記憶部５に格納された画像データを印刷部９に渡して印刷制御（画像形成制御）する機能を有している。

次に、上述した本発明の搬送用紙たわみ検出装置の動作の一例を図４を参照して簡単に説明する。

図４Ａに示すように、用紙Ｐが給紙ローラ２７ａで給紙され、用紙先端が送受信部２９に達した（検出開始）以降、送信部２９ａからの超音波が減衰するので、受信部２９ｂでの超音波の受信レベルが低下し、図５に示すように、受信レベルの低下した受信信号が検出部３１に出力される。

そして、図４Ｂに示すように、用紙Ｐの後端が送受信部２９を通過する（検出終了）まで、その受信レベル低下が継続し、その後、元のレベルに戻る。

用紙先端が送受信部２９に達してから用紙Ｐの後端が送受信部２９を通過するまでの間において、例えば図４Ｃに示すように、用紙Ｐにたわみが発生すると、上述したように、用紙Ｐ中を透過する超音波の減衰率が減少し、図５の破線で示すように、受信部２９ｂでの超音波の受信レベルが上昇し、検出基準値を超えた時点で、検出部３１が異常を検知してたわみ検出信号を出力する。

そのため、検出基準値を適当に選定すれば、用紙Ｐのたわみを検出することが可能となる。

このように本発明の搬送用紙たわみ検出装置（たわみ検出装置１９）は、用紙搬送路２７と、この用紙搬送路２７に対して超音波を斜め方向に発射するとともにその搬送路側から用紙Ｐを透過した超音波を受信してこの受信レベルに応じた受信信号を出力する送受信部２９と、１枚分の用紙がその送受信部２９を直線状に通過したときの当該送受信部２９からの受信信号レベルより大きな値を検出基準値とし、これと受信信号とを比較して受信信号が上回るとき用紙のたわみを検出する検出部３１とを有して構成されている。

そのため、たわみ検出用の検出基準値を適切に選定すれば、超音波を用いて搬送用紙Ｐの正確なたわみ検出が可能である。

しかも、超音波を発射する送信部２９ａと超音波を受信する受信部２９ｂを用紙搬送路２７を挟んで配置し、用紙Ｐを透過した超音波に基づく受信信号から用紙のたわみを検出するから、特に、用紙Ｐのたわみに応じた透過超音波の変動が大きい点を利用し、用紙のたわみを確実に検出可能である。

また、検出部３１は、送受信部２９からの受信信号が、検出基準値より小さいのみならず、１枚分の直線状用紙を透過した受信信号より小さいとき、用紙Ｐの重送状態の検出が可能なように形成すれば、用紙Ｐのたわみと重送の双方に対応可能である。

そのため、搬送される用紙Ｐのたわみ状態を監視できるので、異常搬送により搬送ローラ２７ｂにおける紙しわや紙折れ等などを防ぐことが可能で、用紙Ｐの損傷を最小限に抑えることが容易であるし、用紙Ｐのたわみによる定着しわの防止も可能である。

そして、上述した本発明に係る搬送用紙たわみ検出装置では、検出開始から検出終了までの１箇所において、受信信号が検出基準値を超えた時点で異常を検知したが、連続又は連続しない複数箇所で検出基準値を超えたとき、たわみと検出することも可能であり、誤検出を防止できる。

さらに、予め、たわみ発生時の受信信号の変化パターンを検出基準値として取得しておき、そのたわみ検出パターンに類似するとき、たわみを検出する構成も可能であり、これに合わせて検出部３１を形成すれば良い。

また、本発明に係る搬送用紙たわみ検出装置では、検出したたわみ量に応じて用紙搬送路２７の用紙Ｐの先頭側の搬送速度を、検出たわみ量が減少するよう可変する速度制御信号にして出力するよう検出部３１を形成し、例えば搬送ローラ２７ｂの駆動モータ（図示せず）の回転速度をその速度制御信号で制御すれば、たわみの生じた用紙Ｐのたわみ解消が可能である。

また、本発明に係る搬送用紙たわみ検出装置（たわみ検出装置１９）の配置位置は任意であり、例えば、回転感光体２１と定着部２５の間に配置する構成も可能である。

本発明において用紙とは、紙用紙に限らず、プラスチックシート等、種々のシート媒体を含むものである。

本発明に係る搬送用紙たわみ検出装置を搭載した画像形成装置Ａにおいても、上述した搬送用紙たわみ検出装置と同様の効果を得ることが可能である。

１ 主制御部
３ 画像読取部
５ 記憶部
７ 操作パネル部（表示部、入力部）
９ 印刷部
１１ 通信部
１３ 本体ケース
１５ 給紙段
１７ レジストローラ
１９ たわみ検出装置（搬送用紙たわみ検出装置）
２１ 回転感光体
２３ 加圧ローラ
２５ 定着部
２７ 用紙搬送路
２７ａ 給紙ローラ
２７ｂ 搬送ローラ
２９ 送受信部
２９ａ 送信部
２９ｂ 受信部
３１ 検出部
Ａ 画像形成装置（複合機）
Ｐ 用紙
Ｓ 超音波センサ

Claims (5)

1. 用紙を搬送する用紙搬送路と、
   この用紙搬送路に対して超音波を斜め方向に発射する送信部と、前記用紙搬送路を挟んで配置され前記用紙を透過した前記超音波を受信してこの受信レベルに応じた受信信号を出力する受信部とを有する送受信部と、
   前記受信信号と所定の検出基準値とを比較して前記用紙のたわみを検出する検出部と、
   を具備することを特徴とする搬送用紙たわみ検出装置。
2. 前記検出基準値は、１枚分の前記用紙が直線状に前記送受信部を通過したときの前記送受信部からの前記受信信号より大きな値である請求項１記載の搬送用紙たわみ検出装置。
3. 前記検出部は、検出した検出たわみ量に応じて前記用紙搬送路の前記用紙の先頭側の搬送速度を前記検出たわみ量が減少するよう可変する速度制御信号にして出力する請求項１又は２記載の搬送用紙たわみ検出装置。
4. 前記検出部は、前記検出基準値および１枚の前記用紙に係る前記受信信号より小さいとき、前記用紙の重送を検出する請求項１〜３いずれか１記載の搬送用紙たわみ検出装置。
5. 前記請求項１〜４いずれか１記載の搬送用紙たわみ検出装置と、画像データに基づき前記用紙に画像形成する画像像形成部とを有することを特徴とする画像形成装置。

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