JP2016016932A - 検知装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】搬送路を通過する記録材を光学センサでセンシングする検知装置において、光学センサは、光源と、光源より出射された光を記録材に照射し、記録材における正反射光の光の強度を検出する光検出器と、を有し、光源より記録材に入射する光の角度は、80°以上88°以下であり、光源、及び光検出器は、筺体内に設置され、筺体は、記録媒体が筐体内に進入するのを防止する進入防止手段を有する。
【選択図】図11
Description
これは記録材に記録される画像品質が、記録材の材質、厚さ、湿度、平滑性及び塗工状態等により大きく影響されるためである。例えば、平滑性に関しては、定着の際の条件によっては、記録材における凹凸の程度により、凹部におけるトナーの定着率が低くなり、高画質な画像を得ることができない。
このため、高画質な画像を形成するためには、記録材の種類や銘柄等に応じて、詳細な定着条件等を設定する必要がある。
このような記録材としては、普通紙、グロスコート紙、マットコート紙、アートコート紙等の塗工紙、OHPシート等の他に、紙の表面にエンボス加工を施した特殊紙等も存在しており、このような記録材が増加しつつある。
尚、上記においては記録材として記録紙等について説明しているが、記録紙等以外の記録材も存在している。
また、定着条件はユーザ自らが設定する必要があるため、印刷等を行う際に煩わしく、更には、定着条件を誤って設定すると、所望の高画質な画像を得ることはできない。
このため、画像形成装置において、記録材の種類を自動で選別することのできる記録材識別センサ及び、このような記録材識別センサが搭載され、自動で記録材の選別を行い画像形成することのできる画像形成装置に関する技術が検討されている。
<本発明の前提となった発明>
図1は、本発明の前提となった発明における画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
図1に示す画像形成装置は、電子写真方式を採用するものである。画像形成装置本体100の上には画像読取装置200が設置され、画像形成装置本体100の図中右側面には両面ユニット300が取り付けられている。
画像形成装置本体100には、中間転写装置10が備わっている。中間転写装置10は、複数の支持ローラに張架された無端ベルト状の中間転写ベルト11を備え、中間転写ベルト11を図中反時計まわりに走行させる。中間転写装置10の下側には、シアン(c)、マゼンタ(m)、イエロー(y)、ブラック(k)の各色に対応した4つの作像装置12c,12m,12y,12kが、中間転写ベルト11に沿って並べて設置されている。各作像装置12c,12m,12y,12kは、図中時計まわりに回転するドラム状の感光体と、感光体の周囲に配置された帯電装置、現像装置、転写装置、及びクリーニング装置と、を含む。
作像装置12c,12m,12y,12kの下側には、露光装置13が設置されている。露光装置13の下側には、給紙装置14が設置されている。給紙装置14には、記録材20を収納する給紙カセット15が二段に設けられている。各給紙カセット15の右上には、各給紙カセット15内の記録材20を一枚ずつ繰り出して記録材搬送路16に送り込む給紙コロ17が設けられている。
本画像形成装置でコピーを作成するときは、まず画像読取装置200で原稿画像を読み取って露光装置13で書き込みを行う。各作像装置12c,12m,12y,12kのそれぞれの感光体上に各色トナー画像を形成し、そのトナー像を一次転写装置25c,25m,25y,25kで順次中間転写ベルト11上へ転写してカラー画像を形成する。
記録材搬送路16を通して記録材20をレジストローラ19で搬送し、タイミングを取って二次転写位置へと送り込む。そして、中間転写ベルト11上に形成したカラー画像を二次転写ローラ21により記録材20上に転写する。
画像転写後の記録材20は、定着装置22で画像定着後、排紙ローラ23で排出されて胴内排紙部18上にスタックする。
記録材20の裏面にも画像を形成するときには、再給紙搬送路24に入れて両面ユニット300で反転してから給紙路37を通して再給紙し、別途中間転写ベルト11上に形成したカラー画像を記録材20に二次転写する。二次転写後、再び定着装置22で定着して排紙ローラ23で胴内排紙部18に排出する。
画像形成装置本体100には、二次転写位置に搬送される記録材20の種類、より詳しくは記録材20の平滑度を検出するための平滑度センサ40が設けられている。本実施形態の平滑度センサ40は、給紙カセット15からの記録材20、手差し給紙装置36からの記録材20はいずれも通るが、両面ユニット300からの記録材20は通らない記録材搬送路16の箇所に設置されている。給紙カセット15からの記録材20又は手差し給紙装置36からの記録材20は、搬送ローラ対26に挟持されて送り出されることで、平滑度センサ40の記録材対向面に沿って記録材20が搬送されるように案内される。
次に、画像形成装置で画像を形成する記録材を光学センサでセンシングすることで平滑度を検出する平滑度センサの構成について説明する。
図3は、平滑度センサ40−1の斜視図である。図4は、平滑度センサ40−1の構成を示す模式図である。
平滑度センサ40−1は、反射型の光学センサで構成されている。具体的には、光源としての発光部41と、レンズ部材としてのコリメートレンズ44と、正反射光検出器として光の強度を検出する受光部42と、レンズ45と、光路隣接部材としての筐体43と、を有する。
コリメートレンズ44は、発光部41から出射された照射光をコリメートする機能を有するレンズである。
正反射光検出器42は、記録材20の面に正反射した正反射光を検出する機能を有するものであり、フォトダイオード等からなる。
レンズ45は、正反射光検出器42に所定の角度の光のみを入射させるためのレンズである。
ところで、本実施形態の平滑度センサ40−1は、上述したとおり、記録材20の面に対する照射光の入射角θが80°以上88°以下の範囲内という大きな値となる構成となっている。図5、図6に示すように、記録材20が記録材20’の位置へと動き、平滑度センサ40−1との距離(Gap)が変動すると、正反射光の光軸経路L2がL2’へと大きくずれる。この結果、PDへ入る正反射光が減少し、平滑度センサ40−1の検知精度が低下することがある。
次に実施形態1について図面を参照して説明する。
図7は、実施形態1の平滑度センサ40−2の構成図である。
そこで、実施形態1の平滑度センサ40−2では、図7に示すように、筐体43は、測定対象物である記録材20の面に対向する記録材対向面としての測定対象物対向面に記録材搬送ガイド50−1、50−4、50−5を設けている。
図7は、平滑度センサ40−2の構成を示す模式図である。図8(a)〜(d)は、図7に示した平滑度センサ40−2の動作説明図である。図9(a)、(b)は、図7に示した平滑度センサ40−2の動作性能を示す特性図であり、横軸が狙い値を示し、縦軸が出力比率を示す。
平滑度センサ40−2は、このような構成により、図8(a)〜(d)に示すように、記録材搬送路が記録材搬送ガイド50−1〜50−5の大きさ分だけ狭くなる。このため、記録材20のばたつき幅である距離D−距離D’を小さくすることができ、図9(a)、(b)に示すように、出力比率Vの低下を抑えることができる。この結果、平滑度センサ40−2の検知精度を高くすることができる。
さらに、カールした記録材20が平滑度センサ40−2に接触しても、記録材搬送ガイド50−1〜50−5が内部に進入することがないので、ジャムの発生を抑制することができる。
実施形態2について、図面を参照して説明する。
図10は、本発明の前提となった平滑度センサ40−1の構成図であり、図11は、実施形態2の平滑度センサ40−2の斜視図である。
本実施形態の平滑度センサ40−3は、上述したとおり、記録材20の面に対する照射光の入射角θ1が80°以上88°以下の範囲内という大きな値となる構成となっている。そのため、図10に示すように、照射光L1、正反射光L2の光軸経路を確保するための開口面46は広く設ける必要がある。その開口面46を塞がないために、図11に示すように開口面46における記録材20の搬送方向の上流と下流とで記録材搬送ガイド50−1〜50−5を分割し、突起状の記録搬送ガイド51−1〜51−5としている。
平滑度センサ40−3はこのような構成により、記録材搬送ガイド51−1〜51−5の設置位置を自由に設定することが可能となり、記録材20の搬送性が向上する。
実施形態3について図面を参照して説明する。
図12は、本実施形態の平滑度センサ40−4の斜視図である。
図12に示すように、照射光L1、正反射光L2の光軸経路を確保するため、タブ状の記録材搬送ガイド50−2、50−3は光軸経路部分に貫通孔を有する。
平滑度センサ40−4はこのような構成により、記録材20の搬送ガイドが分割されることなく光路を遮らない構成となり、記録材20の搬送性が向上する。
実施形態4について図面を参照して説明する。
図13は、本実施形態の平滑度センサ40−4に対し規制部材70を用いて記録材20を押し当てるようにしたものである。すなわち、記録材20の搬送路の記録材搬送ガイド50−1〜50−5に対向する位置近傍に記録材20を記録材搬送ガイド側に誘導する規制部材70を有するものである。
記録材搬送経路に記録材搬送ガイド50側に誘導する規制部材70を設けることで、記録材20と平滑度センサ40−4との間の距離を一定に保ち、平滑度センサ40−4の出力低下を低減することができる。
実施形態5について図面を参照して説明する。
実施形態5についての発明は、紙搬送路上に設置する開口部の大きい光学センサに際して、以下の特徴を有する。
要するに、平滑度センサ開口部に、記録材のすくい上げ用の傾斜部を設けることで、記録材のエッジがセンサの開口部に刺さってもジャム発生を防ぐことができるものである。以下、図面を用いて詳細に解説する。
図14は、記録材20の平滑度を検知する平滑度センサ40−5aの概念図である。
平滑度センサ40−5aは反射型の光学センサで構成され、入射角θが75°〜85°である。
光学センサは、発光部41と、受光部42とを含む。発光部41及び発光部41から出射された光をコリメートするコリメートレンズ44、用紙としての記録材20から反射された光を受光する受光部42、及び受光部42に光を集めるためのレンズ45を含む。49はコリメートレンズである。
光学センサは、筐体51に設置されており、筐体51は、光源としての発光部41から光検知器としての受光部42までの光路の一部の光路隣接部材の面に記録材が進入する場合、用紙をすくい上げるための傾斜部61、62を設けたものである。傾斜部61、62が進入防止手段として機能する。
傾斜部61は、発光部41から図には示されない記録材へ進む光軸と平行な面を有し、傾斜部62は、記録材から受光部42へ進む光軸と平行な面を有する。傾斜部61の図には示されない記録材の法線Nに対する角度θは、傾斜部62の図には示されない記録材の法線Nに対する角度と等しくなるように形成されている。傾斜部61と傾斜部62とは一体的に形成されており、内部に発光部41、レンズ44、45、49及び受光部42が収納されている。
図15は、平滑度センサ40−5の正面図である。
図16は、図15に示した平滑度センサ40−5の斜視図である。
図17は、図15のXVII−XVII線断面図である。
図18は、図16の矢印P1方向の矢視図であり、図19は、図16の矢印P2方向の矢視図であり、図20は、図16の矢印P3方向の矢視図である。
図17に示す平滑度センサ40−5には、筐体60の記録材20側の上側に傾斜部62が配置されている。傾斜部62は、記録材20の搬送方向である紙搬送方向に対して筐体60の内側に折り返され、かつ筐体の内側に傾斜した傾斜面62aを有する。傾斜面の傾斜角は紙搬送方向に対して鋭角、例えば45°以下であるのが好ましい。筐体60の傾斜部62に対向する片は上方に約45°折り返された傾斜面63を有する。筐体60は箱型に形成されており、内部に図には示さない発光部41及び受光部42が配置されている。すなわち、図には示さない発光部41から出射した光が傾斜部62と傾斜面63との間の隙間から記録材20に照射され、反射した光が再度傾斜部62と傾斜面63との間の隙間から図には示さない受光部42に入射する。
71及び72は搬送ガイド板であり、紙搬送方向に記録材20がスムーズに搬送されるようになっている。また、記録材としての用紙がセンサに引っかからない構造となっている。
図21に示すように記録材20が開口部に入り込もうとしても、傾斜部61のすくい上げ形状によって、記録材20が平滑度センサ40−5に引っかからない様子を示している。
搬送ガイド板71、72が形成する面と、傾斜部とが成す角度を30°、45°として実験したところ、いずれもジャム発生を防ぐ効果があった。角度は小さい方がジャムの発生が少ないので、45°以下で効果があることを確認したことになる。
図26は、用紙としての記録材のエッジの説明図である。
平滑度センサの開口部に記録材が刺さると、画像形成装置の中でジャムが発生する。平滑度センサの開口部に刺さるのは記録材20のエッジ部分(図26)となる場合が多い。
平滑度センサのすくい形状を有する傾斜部と開口の終わりの繋ぎ目、すなわち、すくい傾斜部の端部は用紙が引っかかりやすくなる。一方、画像形成装置では、記録材のサイズによって、どの部分にエッジがくるかを想定できる。傾斜部の端部位置を、記録材のエッジが来ない位置に配置することで、ジャム発生を防ぐことが出来る。
これとは逆に搬送中心から離れてくると記録材が平滑度センサに引っかかりやすくなる。つまり、発光部側を搬送中心より外側に配置するようなレイアウトにすると、より記録材が引っかかりにくくなる。
40、40−1、40−2、40−3、40−4、40−5 平滑度センサ
41 発光部
42 受光部
43、60 筐体
44、49 コリメートレンズ
46 開口面
50−1〜50−5、51−1〜51−5 記録材搬送ガイド
61、62 傾斜部
62a、63 傾斜面
64 平坦部
70 規制部材
71、72、73 搬送ガイド板
100 画像形成装置本体
200 画像読取装置
300 両面ユニット
Claims (8)
- 搬送路を通過する記録材を光学センサでセンシングする検知装置において、
前記光学センサは、光源と、前記光源より出射された光を前記記録材に照射し、前記記録材における正反射光の光の強度を検出する光検出器と、を有し、
前記光源より前記記録材に入射する光の前記記録材の法線に対する角度は、80°以上88°以下であり、
前記光源、及び前記光検出器は、筺体内に設置されており、
前記筺体は、前記記録材が前記筐体内に進入するのを防止する進入防止手段を有することを特徴とする検知装置。 - 請求項1に記載の検知装置において、前記筺体は少なくとも一つの前記光源からの光が前記記録材を照射するための開口面を有し、
前記進入防止手段は、前記開口面の前記記録材の搬送方向の上流側から下流側にわたって設けられたタブ状の記録材搬送ガイドであることを特徴とする検知装置。 - 請求項1に記載の検知装置において、前記筺体は少なくとも一つの前記光源からの光が前記記録材を照射するための開口面を有し、
前記進入防止手段は、前記開口面の前記記録材の搬送方向の上流側及び下流側に設けられた突起状の記録材搬送ガイドであることを特徴とする検知装置。 - 請求項1に記載の検知装置において、前記筺体は少なくとも一つの前記光源からの光が前記記録材を照射するための開口面を有し、
前記進入防止手段は、前記開口面の前記記録材の搬送方向の上流側から下流側にわたって設けられ、光路上に貫通孔が形成されたタブ状の記録材搬送ガイドであることを特徴とする検知装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の検知装置において、前記記録材の搬送路の前記記録材搬送ガイドに対向する位置近傍に前記記録材を前記記録材搬送ガイド側に誘導する規制部材を有することを特徴とする検知装置。
- 請求項1記載の検知装置において、前記光源から前記光検知器までの光路の一部の光路隣接部材の面に用紙が進入する場合、前記用紙をすくい上げるための傾斜部を設けたことを特徴とする検知装置。
- 請求項1に記載の検知装置において、前記光源を搬送中心より外側に配置したことを特徴とする検知装置。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載の検知装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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