JP2020007123A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 種類の異なるセンサへ交換された場合に、いずれのセンサへ交換されたかを判定することが困難であった。【解決手段】 画像形成装置にはシートを検知するセンサＡと、種類の異なるセンサＢとのいずれも取り付け可能であって、搬送路に沿ってシートを搬送する搬送ローラＲ１０と、シートに画像を形成するレーザスキャナ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、及び１Ｂｋと、センサから出力された信号に基づいて、搬送ローラＲ１０を制御するＣＰＵ３０１と、を備え、ＣＰＵ３０１は、搬送ローラＲ１０によってシートを搬送させ、取り付けられたセンサによってシートを検知させ、シートの先端が検知されてからシートの後端が検知されるまでの検知時間と閾値時間とを比較し、前記比較結果に基づいてセンサＡが取り付けられているかセンサＢが取り付けられているかを判定する。【選択図】 図８

Description

本発明は搬送されるシートを検知するセンサを有する画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置はカセットやトレイからシートを給送し、シートを搬送路に沿って搬送し、搬送されるシートへトナー画像を転写することで成果物を作成する。シートの搬送が高精度に行えなければシートの所望の位置に画像が形成されず、成果物の品質が低下してしまう。また、装置内でジャムが発生した場合、シートが蛇腹状に変形する可能性もある。蛇腹状に変形したジャムシートを取り除くのは大変な労力がいる。そして、ジャムシートの除去には時間がかかるので、印刷できないダウンタイムが長大になってしまう可能性がある。

そこで、一般的な画像形成装置は搬送路に複数のシート検知センサを配置している。そして、画像形成装置は所定のタイミングにてシート検知センサがシートを検知しなければシートの搬送を停止する。このように制御することで、ダウンタイムが長大になることを防止している。

例えば、特許文献１には搬送路に反射型の光学センサを備えた画像形成装置が開示されている。反射型の光学センサならば応答性が速いので、画像形成装置が高速化された場合であっても高精度にシートの有無を検知できる。

特開２００３−３０６２５６号公報

画像形成装置は取り付け可能な光学センサは、外見形状が似通っている。そのため、異なる種類の光学センサであっても画像形成装置に取り付け可能になっている。また、異なる種類の光学センサのなかから画像形成装置に取り付ける光学式センサを選択することができれば、設計自由度を高めることができるので画像形成装置を製造するメーカーにとってもメリットがある。しかしながら、これら光学式センサは、外見形状が似ていても、その光学特性が異なっていることが多い。そのため、画像形成装置に取り付けられた光学式センサを種類の異なる光学式センサへ交換した場合には、交換後に光学式センサに適したパラメータを設定する必要がある。

もし、交換前の光学式センサと交換後の光学式センサの検知特性が異なっている場合には、ループ量制御が適正に実施されずに、シートに形成される画像が斜めになってしまう可能性がある。さらに、交換前の光学式センサと交換後の光学式センサの検知特性が異なっている場合、シートがジャムしているか否かを高精度に検知できない可能性がある。

しかしながら、光学式センサを交換したサービスマンがパラメータの設定を行う場合、光学式センサの種類が外観からその種類を判別する必要があるので、種類をきちんと判定することができない可能性がある。または、サービスマンが交換後の光学式センサに適したパラメータを誤って設定してしまう可能性や、パラメータの設定自体を忘れてしまう可能性もある。さらに、光学式センサが取り付けられたユニットごと交換する場合には、ユニットに実装された光学式センサを全て確認するために部品を取り外さなければならず、メンテナンス作業が煩雑になる。

そこで、本発明は、種類の異なるセンサへ交換された場合であっても、いずれのセンサへ交換されたかを判定することが目的である。

上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、シートを検知する第１センサと、前記シートを検知する前記第１センサと異なる第２センサとのいずれも取り付け可能な画像形成装置であって、搬送路に沿ってシートを搬送する搬送手段と、前記シートに画像を形成する画像形成手段と、センサから出力された前記シートの検知結果を示す信号に基づいて、前記搬送手段を制御する制御手段と、前記搬送手段によってシートを搬送させ、前記取り付けられたセンサによって前記シートを検知させ、前記シートの先端が検知されてから前記シートの後端が検知されるまでの検知時間を前記取り付けられたセンサから出力された信号に基づき決定し、前記検知時間と閾値時間とを比較し、前記比較結果に基づいて前記センサが第１センサであるか第２センサであるかを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、種類の異なるセンサへ交換された場合であっても、いずれのセンサへ交換されたかを判定できる。

画像形成装置の概略断面図 シート検知センサの要部断面図 画像形成装置の制御部の制御ブロック図 シート検知センサの検知位置を示す模式図 レジストレーションローラへ搬送されたシートの模式図 シートに形成される画像の傾きを示した模式図 シート検知センサのセンサ出力値の遷移図 シート検知センサの判別制御を示すフローチャート図

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。図１に、本発明の画像形成装置１００の一例としてのカラーデジタルプリンタの概略断面図を示す。

まず画像形成部を説明する。４つのレーザスキャナ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋはそれぞれ４つの感光ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋに静電潜像を形成し、それぞれ４つの現像器３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋによりトナー画像を形成する。４つの感光ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋに形成された各色トナー画像は、それぞれ４つの一次転写部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋにより中間転写ベルト１３０上に転写される。これによって中間転写ベルト１３０上にはフルカラーのトナー画像が形成される。中間転写ベルト１３０上のトナー画像は、中間転写ベルト１３０が回転することによって、二次転写部Ｒ１１へと搬送される。

シートはカセットＣＳＴ１〜ＣＳＴ３のいずれかからピックアップユニットＰＵ１〜ＰＵ３により給送され、搬送ローラ対Ｒ５〜Ｒ９によりレジストレーションローラ対Ｒ１０に向けて搬送される。また、シートが手差しトレイＭＦから給送される場合にも給送されたシートがレジストレーションローラ対Ｒ１０に搬送される。

レジストレーションローラ対Ｒ１０は、中間転写ベルト１３０上のトナー画像がシートの目標位置に転写されるように、シートの送り出しタイミングを制御する。レジストレーションローラ対Ｒ１０は、搬送タイミングではなく、シートの搬送速度を制御する構成としてもよい。トナー像は、二次転写部Ｒ１１によってシートに転写される。その後、トナー像が転写されたシートは定着器ＵＮ３へ搬送される。定着器ＵＮ３は、シート上のトナー像を加熱及び加圧し、トナー像をシートに定着させる。画像が定着されたシートは反転排出部ＵＮ４からデカールユニットＵＮ５にてカール取りされた後、ローラ対Ｒ１５から装置本体の外へ排出される。また両面印刷時の１面目の印刷後は、反転排出部ＵＮ４から両面反転部ＵＮ６、両面搬送パスＵＮ８を経由し、再びレジストレーションユニットＵＮ１へ給送され、同様に印刷、排出される。

シートが搬送される搬送路上には、シートの有無を検知するシート検知センサＰＳ１〜ＰＳ２３が配置されている。シート検知センサＰＳ１〜ＰＳ２３は反射型センサである。

以下、シート検知センサＰＳ１〜ＰＳ２３の一例としてシート検知センサＰＳ９について説明する。図２はシート検知センサＰＳ９の要部断面図である。シート検知センサＰＳ９は、発光素子２３３と受光素子２３４とを有する反射型の光学式センサである。シート検知センサＰＳ９は、発光素子２３３、受光素子２３４、発光素子２３３と受光素子２３４が実装された基板２００、レンズ２３０、及び２３１、樹脂製のケース部材２２０を備える。接合部２３６ａ、２３６ｂはシート検知センサＰＳ９を画像形成装置１００へ取り付けるために用いられる。接合部２３６ａ、及び２３６ｂはスナップフィットによって取り付けられる。発光素子２３３から発せられた光はレンズ２３０を介して検知エリアに照射される。検知エリアからの反射光はレンズ２３１を介して受光素子２３４に受光される。受光素子２３４は反射光量（反射光の強度）に応じた出力値を出力する。なお、出力値は電圧、又は電流のアナログ値である。

シート検知センサＰＳ９の光学特性は、発光素子２３３、受光素子２３４、レンズ２３０、レンズ２３１の構造によって予め決まる。そして、シート検知センサＰＳ９の種類ごとにレンズ２３０、２３１の形状や、発光素子２３３の強度分布、受光素子２３４の感度特性が異なる。そのため、例えば、シート検知センサＰＳ９の検知エリアの面積はシート検知センサの種類ごとに異なっている。

図３は、画像形成装置１００の制御ブロック図である。制御部３００はＣＰＵ３０１、ＥＥＰＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、入出力部３０４、操作部３０５を備える。

ＣＰＵ３０１は内部メモリに予め記憶されているプログラムに基づいて各種センサやモータを制御したり、演算処理を実行する。ＥＥＰＲＯＭ３０２は画像形成装置１００の不揮発性のメモリである。また、ＥＥＰＲＯＭ３０２のレジスタには、シート検知センサＰＳ１〜ＰＳ２３のセンサの種類が記憶されている。ＲＡＭ３０３はシステムワークメモリとして機能する。入出力部３０４はシート検知センサＰＳ１〜ＰＳ２３からの信号を受け入れる入力回路と、搬送ローラを駆動するモータＭ１〜Ｍ１１を動かすための駆動回路を有する。操作部３０５は画像形成装置の印刷設定やプリント動作の開始、又は停止を指示する。また、操作部３０５には、後述のシート検知センサの判別制御の実行を指示するためのボタンを備える。

シート検知センサＰＳ１はシートを検知したときに制御部３００へＨｉｇｈレベルの信号（検知結果を示す信号）を出力する。シート検知センサＰＳ２〜ＰＳ２３も同様である。なお、本実施形態のシート検知センサＰＳ１〜ＰＳ２３の出力論理はシートが検知されたときにＨｉｇｈレベルの信号が出力される構成に限定されない。例えば、シート検知センサＰＳ１がシートを検知したときに制御部３００へＬｏｗレベルの信号（検知結果を示す信号）を出力する構成としてもよい。

次に、シート検知センサが異なるタイプのシート検知センサへ交換された場合の課題について説明する。図４は光学特性の異なるシート検知センサＰＳ９（センサＡ）とシート検知センサＰＳ９（センサＢ）を例にシート搬送方向のシートＰの先端の検知位置を示したものである。

図４（ａ）はシート検知センサＰＳ９にセンサＡが取付けられたときのシートＰの検知位置を示しており、シート搬送方向に対してセンサの光軸から１．０ｍｍ手前でシートＰの先端を検知する。一方、図４（ｂ）はシート検知センサＰＳ９にセンサＢが取付けられたときのシートＰの検知位置を示しており、シート搬送方向に対してセンサの光軸から２．０ｍｍ手前でシートＰの先端を検知する。したがって、シート検知センサＰＳ９（センサＢ）の方がシート検知センサＰＳ９（センサＡ）に対してシートＰの先端を１．０ｍｍ早く検知する。同様にして、シートＰが通過して抜ける際はシート検知センサＰＳ９（センサＢ）の方がシート検知センサＰＳ９（センサＡ）に対してシートＰの後端を１．０ｍｍ遅く検知する。

図５は画像形成装置のシート搬送制御で、シートＰの斜行を補正するためのループ量制御技術における課題を説明するものである。図５はシート検知センサＰＳ９（センサＡ）からシート検知センサＰＳ９（センサＢ）にメンテナンス等でセンサが交換された際の斜行補正ループ量の違いを示している。図５（ａ）はシート検知センサＰＳ９としてセンサＡが取付けられたときのシートＰのループ状態を示しており、図５（ｂ）はシート検知センサＰＳ９としてセンサＢが取付けられたときのシートＰのループ状態を示している。

制御部３００は、シート検知センサＰＳ９によりシートＰの先端が検知されたタイミングに基づいて、搬送ローラＲ９の停止タイミングを制御する。このとき、レジストレーションローラＲ１０は停止しているので、レジストレーションローラＲ１０のニップ部にシートＰが押し込まれる状態になる。この押し込みによってシートＰの斜行が補正される。

シート検知センサＰＳ９（センサＢ）の検知タイミングは、シート検知センサＰＳ９（センサＡ）の検知タイミングよりも早い。そのため、シート検知センサＰＳ９（センサＢ）に交換された場合、搬送ローラＲ９の停止タイミングが早くなり、図５（ｂ）で示すようにシートＰがレジストレーションローラＲ１０へ押し込まれる量（押し込み量）が減少する。しかし、シートＰの押し込み量が減少してしまうと、シートＰの斜行が十分に補正されない可能性がある。

レジストレーションローラＲ１０の後工程はトナー像のシートＰへの転写であり、シートＰの斜行が十分に補正されなければ、シートＰに対して画像が斜めに形成されてしまう。図６はシートＰの斜行が十分に補正された状態での成果物とシートＰの斜行が十分に補正されていない状態での成果物とを示している。

図６（ａ）は、シートＰの斜行を補正するためのループ量制御が適切に行われているので、シートＰに対して画像が正常に形成されている。一方、図６（ｂ）は、シートＰの斜行を補正するためのループ量制御が適切に行われていないので、シートＰに対して画像が斜めに形成されている。

実験によれば、シート検知センサＰＳ９（センサＢ）のシートＰの先端を検知するタイミングが、シート検知センサＰＳ９（センサＡ）のシートＰの先端を検知するタイミングよりも０．１秒早いだけで図６に示すように成果物に差が出てしまうことがわかった。このように、タイプの異なるセンサに交換された場合には、交換後のセンサに適した検知タイミングにてシートＰの搬送を制御しなければ、成果物の品位が低下しまう可能性がある。

そのため、サービスメンテナンスでシート検知センサＰＳ９やシート検知センサＰＳ９を含むユニットを交換した際に、どの種類のセンサが取付けられたか正しく装置に認識させないと成果物の品位の低下や、ジャムを引き起こす可能性がある。しかし、センサの種類を外観から判別して装置に設定する方法では誤設定や設定漏れが生じる可能性がある。そこで、本実施形態の画像形成装置１００は、サービスメンテナンスにおいてセンサの交換が行われた後にシート検知センサの種類を判別するための判別制御を実行する。

次に、本実施形態におけるシート検知センサの判別制御について説明する。図７は、Ａ４サイズのシートＰが搬送速度３００ｍｍ／ｓｅｃで搬送されてきたときのシート検知センサＰＳ９のセンサ出力値の遷移図を示している。センサ出力がＬｏｗレベルのときに紙無し、Ｈｉｇｈレベルのときに紙有となる。

ここで、破線はシートＰのエッジがセンサの光軸に到達したタイミングを示している。Ａ４サイズのシートＰの先端および後端をシート検知センサＰＳ９の光軸で検知できた場合、Ａ４サイズのシートＰの検知時間Ｔ＝７００．０ｍｓｅｃとなる。しかしながら、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、シート検知センサＰＳ９として、センサＡまたはセンサＢが取付けられた場合、シートＰの端部が検知タイミングはシートＰの端部が光軸に到達するタイミングとは異なる。つまり、シートＰの先端はシートＰの先端が光軸に到達したタイミングよりも早く検知され、シートＰの後端はシートＰの後端が光軸に到達したタイミングより遅く検知される。

図７（ａ）はシート検知センサＰＳ９としてセンサＡが取付けられたときのセンサ出力を示しており、センサ出力がＨｉｇｈレベルの期間、すなわち、シートＰの検知時間Ｔａは７０３．３ｍｓｅｃとなる。一方、図７（ｂ）はシート検知センサＰＳ９としてセンサＢが取付けられたときのセンサ出力を示しており、センサ出力がＨｉｇｈレベルの期間、すなわち、シートＰの検知時間Ｔｂは７０６．７ｍｓｅｃとなる。

そこで、シート検知センサの判別制御は、シートＰの先端がシート検知センサにより検知されてからシートＰの後端がシート検知センサにより検知されるまでの時間を閾値時間と比較する処理と、比較結果に基づいてセンサの種類を決定する処理とを含む。具体的に述べると、ＣＰＵ３０１は、検知時間が閾値時間Ｔｔｈ以下ならシート検知センサＰＳ９としてセンサＡが取付けられたと判定し、検知時間が閾値時間Ｔｔｈより長ければシート検知センサＰＳ９としてセンサＢが取付けられたと判定する。ＣＰＵ３０１は、シート検知センサの判別制御を実施することによって、シート検知センサとして取付けられたセンサの種類を判別可能である。

ここで、閾値時間は、例えば、センサＡでの検知時間ＴａとセンサＢの検知時間Ｔｂとの中間値とする。即ち、閾値時間Ｔｔｈは（Ｔａ＋Ｔｂ）／２＝７０５．０ｍｓｅｃとする。なお、閾値時間ＴｔｈはセンサＡとセンサＢとを区別できる時間であればよく、上記の値に限定されるものではない。また、本実施形態においては搬送するシートのサイズをＡ４として説明するが、シートのサイズはＡ４に限らず、いかなるサイズのシートであってもよい。ただし、Ａ４以外のシートを搬送する場合には、閾値時間Ｔｔｈがシートのサイズやシートを搬送するときのシートの向きに応じて異なる。

また、画像形成装置１００は、判別制御において、シートＰが給送されてから排出されるまでシートＰを所定速度にて搬送する。つまり、シートＰの斜行を補正するためにレジストレーションローラＲ１０でシートＰは一旦停止せずに搬送する。

続いて、シート検知センサの判別制御を図８のフローチャート図に基づいて説明する。ＣＰＵ３０１は操作部３０５から判別制御の実行を指示するコマンドが入力された場合、不図示のメモリに記憶されたプログラムをＲＡＭ３０３に読み出し、シート検知センサの判別制御を実施する。なお、判別制御の実行を指示するコマンドは、操作部３０５の判別制御の実行を指示するためのボタンが押された場合にＣＰＵ３０１に入力される構成とする。なお、以下では説明を簡略化するため、シート検知センサＰＳ９が交換された場合を例に説明する。しかしながら、複数のシート検知センサが交換された場合であってもシート検知センサ毎に検知時間と閾値時間とを比較することによって、各センサの種類を判別可能である。

シート検知センサの判別制御が開始されると、ＣＰＵ３０１はカセットＣＳＴ１〜ＣＳＴ３に収容されたシートのサイズをＥＥＰＲＯＭ３０２から取得し（Ｓ００１）、判別制御用の搬送モードでシートＰを搬送する（Ｓ００２）。次いで、ＣＰＵ３０１は、シート検知センサＰＳ９によってシートＰの先端を検知するまで待機する（Ｓ００３）。

ステップＳ００３においてシート検知センサＰＳ９がシートＰの先端を検知すると、ＣＰＵ３０１は検知時間の計測を開始し（Ｓ００４）、シート検知センサＰＳ９によってシートＰの後端を検知するまで待機する（Ｓ００５）。

ステップＳ００５においてシート検知センサＰＳ９がシートＰの後端を検知すると、ＣＰＵ３０１は検知時間の計測を停止する（Ｓ００６）。次いで、ＣＰＵ３０１はステップＳ００６により取得された検知時間を算出し（Ｓ００７）、前記算出された検知時間が閾値時間Ｔｔｈ以下か否かを判定する（Ｓ００８）。Ａ４サイズのシートＰが搬送された場合、閾値時間Ｔｔｈは７０５．０ｍｓｅｃである。

ステップＳ００８において検知時間が閾値時間Ｔｔｈ以下である場合、ＣＰＵ３０１はシート検知センサＰＳ９としてセンサＡが取付けられたと判別し（Ｓ００９）、シート検知センサＰＳ９の検知位置をセンサＡ用に設定する（Ｓ０１０）。これによって、ループ量制御に用いる搬送ローラＲ１０の停止タイミング（パラメータ）やジャムと判定するための判定用時間（パラメータ）がセンサＡに応じて設定される。そして、ＣＰＵ３０１はシート検知センサの検知位置を設定し終えた後、判別制御の処理を終了させる。

一方、ステップＳ００８において検知時間が閾値時間Ｔｔｈより大きい場合、ＣＰＵ３０１はシート検知センサＰＳ９としてセンサＢが取付けられたと判別し（Ｓ０１１）、シート検知センサＰＳ９の検知位置をセンサＢ用に設定する（Ｓ０１２）。これによって、ループ量制御に用いる搬送ローラＲ１０の停止タイミング（パラメータ）やジャムと判定するための判定用時間（パラメータ）がセンサＢに応じて設定される。そして、ＣＰＵ３０１はシート検知センサの検知位置を設定し終えた後、判別制御の処理を終了させる。

本実施形態では、シート検知センサＰＳ９を例にシート検知センサ判別制御を説明したが、他のシート検知センサＰＳ１〜ＰＳ８、シート検知センサＰＳ１０〜ＰＳ２３についても同様に適用することは可能である。また、シート検知センサＰＳ１〜ＰＳ２３のいずれが交換されてもＣＰＵ３０１がセンサを判別できるように、例えば、シートＰは反転排出部ＵＮ４から両面反転部ＵＮ６、両面搬送パスＵＮ８を経由し、再びレジストレーションユニットＵＮ１へ搬送されればよい。

また、本実施形態の画像形成装置１００は操作部３０５のボタンが押された場合に判別制御が実施される構成としたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、画像形成装置１００のセンサが交換された場合に判別制御が自動的に実施されて判定結果に基づき搬送ローラのパラメータが制御される構成としてもよい。

以上のようにして、画像形成装置内に異なる種類のシート検知センサが取付けられても、自動的にシート検知センサの種類を判別して、シート搬送制御を適切に設定することが可能となる。

Ｒ５〜Ｒ１１、Ｒ１５ 搬送ローラ
ＰＳ１〜ＰＳ２３ シート検知センサ
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ レーザスキャナ
３０１ ＣＰＵ

Claims (3)

1. シートを検知する第１センサと、前記シートを検知する前記第１センサと異なる第２センサとのいずれも取り付け可能な画像形成装置であって、
   搬送路に沿ってシートを搬送する搬送手段と、
   前記シートに画像を形成する画像形成手段と、
   センサから出力された前記シートの検知結果を示す信号に基づいて、前記搬送手段を制御する制御手段と、
   前記搬送手段によってシートを搬送させ、前記取り付けられたセンサによって前記シートを検知させ、前記シートの先端が検知されてから前記シートの後端が検知されるまでの検知時間を前記取り付けられたセンサから出力された信号に基づき決定し、前記検知時間と閾値時間とを比較し、前記比較結果に基づいて前記センサが第１センサであるか第２センサであるかを判定する判定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記搬送手段によるシートの搬送制御に用いるパラメータを、前記判定手段の判定結果に基づいて設定する設定手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置は、シートを反転する反転部と、前記反転されたシートが搬送される他の搬送路とをさらに有し、
   前記他の搬送路にはセンサが取り付け可能であり、
   前記判定手段は、前記反転部によって前記シートを反転させ、前記他の搬送路へ前記シートを搬送させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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