JP2023180450A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリントシートの剛度を正確に測定する画像形成装置を得る。【解決手段】 画像形成装置におけるプリントシートの搬送路の一部として、第１ガイド部４１および第２ガイド部４２が、両者の間にプリントシートの蛇行搬送路４３を形成しており、物理量検出部は、第１ガイド部４１または第２ガイド部４２への、蛇行搬送路４３におけるプリントシートの反力に対応する物理量を検出し、剛度を測定している。【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

ある画像形成装置は、異なる回転速度でプリントシートの搬送ローラーをモーターで回転させることでプリントシートをたわませ、プリントシートをたわませたときの、モーターの導通電流の差からプリントシートの剛度を推定している（例えば特許文献１参照）。

ある画像形成装置は、プリントシートをたわませて、当該プリントシートの厚み方向の変位を変位センサーで検出し、変位センサーの出力値から当該プリントシートの剛性を検知している（例えば特許文献２参照）。

特開２０１９－３４８１５号公報 特開２０１０－２０２３４７号公報

しかしながら、モーターの導通電流の差からプリントシートの剛度を測定する場合、上述の画像形成装置では、モーターのブラシノイズ、モーター動作による温度上昇によるモーターの抵抗成分の変化などに起因して導通電流が変動するため、プリントシートの剛度を正確に推定するのは困難である。また、上述の画像形成装置では、プリントシートをたわませているが、厚いプリントシートについては、プリントシートを大きくたわませることが困難であるため、正確に剛度を測定することは困難である。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、プリントシートの剛度を正確に測定する画像形成装置を得ることを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、第１ガイド部と、前記第１ガイド部との間にプリントシートの蛇行搬送路を形成する第２ガイド部と、前記第１ガイド部または前記第２ガイド部への前記蛇行搬送路におけるプリントシートの反力に対応する物理量を検出する物理量検出部とを備える。

本発明によれば、プリントシートの剛度を正確に測定する画像形成装置が得られる。

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。 図２は、実施の形態１におけるシート反力検出部１０の一例を示す側面図である。 図３は、図２に示すシート反力検出部１０における蛇行搬送路の一例を示す図である。 図４は、実施の形態１において従動ローラー５３ａの変位量を検出する変位センサーの一例を示す図である。 図５は、図１に示す画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 図６は、実施の形態２において従動ローラー５３ａへのプリントシート１０１の反力を検出する圧力センサーの一例を示す図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図１に示す画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ～１ｄ、露光装置２ａ～２ｄおよび現像ユニット３ａ～３ｄを有する。感光体ドラム１ａ～１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。

露光装置２ａ～２ｄは、感光体ドラム１ａ～１ｄへレーザー光を走査しつつ照射して静電潜像を形成する装置である。レーザー光は、感光体ドラム１ａ～１ｄの回転方向（副走査方向）に垂直な方向（主走査方向）に走査される。露光装置２ａ～２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、およびそのレーザー光を感光体ドラム１ａ～１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を含むレーザースキャニングユニットを有する。

さらに、感光体ドラム１ａ～１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ～１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ～１ｄを除電する。

現像ユニット３ａ～３ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーがそれぞれ充填されるトナーカートリッジと、トナーカートリッジ内のトナーホッパーから搬送されてくるトナーを感光体ドラム１ａ～１ｄへ付着させる現像器とを有し、そのトナーを感光体ドラム１ａ～１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー画像を形成する。

感光体ドラム１ａ、露光装置２ａおよび現像ユニット３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂおよび現像ユニット３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃおよび現像ユニット３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄおよび現像ユニット３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ～１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体（中間転写体）である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

転写ローラー６は、後述するように搬送されてくるプリントシート（プリント用紙など）を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像をプリントシートに２次転写する。なお、トナー画像を転写されたプリントシートは、定着器９へ搬送され、トナー画像がプリントシートへ定着される。

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、プリントシートへのトナー画像の転写後やキャリブレーション後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。

センサー８は、中間転写ベルト４に光線を照射し、中間転写ベルト４の表面またはその表面上のトナーパターンからの反射光を検出する。例えば、センサー８は、トナー階調のキャリブレーションの際に、中間転写ベルト４の所定の領域（キャリブレーション用のトナーパッチが転写される領域）に光線を照射し光線の反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。

定着器９は、定着ローラーを備え、定着ローラーを使用して加熱加圧方式でプリントシートにトナー像を定着する。

さらに、この実施の形態に係る画像形成装置は、給紙カセット１１を備えている。給紙カセット１１は、挿抜可能であって、開状態でユーザー等により供給された１または複数枚のプリントシート１０１を収容しており、閉状態で、リフト板２１でプリントシート１０１を上方に押し上げてピックアップローラー２２に当接させる。リフト板２１の駆動機構は、例えば、給紙カセット１１が閉状態となることで機械的にリフト板２１を上方に押し上げるように構成されている。給紙カセット１１に載置されたプリントシート１０１は上側から１枚ずつピックアップローラー２２によって給紙ローラー２３へピックアップされる。給紙ローラー２３は、給紙カセット１１からピックアップローラー２２によって給紙されたプリントシート１０１を１枚ずつ搬送路上へ搬送するローラーである。

搬送ローラー２４は、給紙カセット１１から搬送されてくるプリントシート１０１の搬送路の搬送ローラーである。なお、搬送路には、複数の搬送ローラー２４の他、プリントシート１０１を搬送路に沿って進行させるガイドが適宜設けられる。

レジストローラー２５は、搬送されてくるプリントシートを一時停止させ、そのプリントシート上の指定された位置に中間転写ベルト４上のトナー画像が転写されるように搬送タイミングを調節してそのプリントシートを転写ローラー６へ搬送する。

レジストセンサー２６は、レジストローラー２５の近傍に設置され、プリントシートがレジストローラー２５へ到達したことを検出するセンサーである。

シート検知センサー２７は、給紙カセット１１とレジストセンサー２６との間の搬送路上の所定の位置に設けられ、給紙カセット１１から搬送されてくるプリントシート１０１の通過（ここではプリントシート１０１の先端や後端の通過）を検出するセンサーである。シート検知センサー２７は、搬送路の複数箇所に設けられている。シート検知センサー２７は、例えば光学センサーである。シート検知センサー２７は、搬送路上でプリントシートジャムの発生を検出するために設けられている。

プリント時には、プリントシート１０１が、給紙ローラー２３によって給紙カセット１１から１枚ずつ取り出され、搬送ローラー２４によってレジストローラー２５へ搬送される。

また、シート検知センサー３１は、プリントシート搬送路において定着器９の上流側および下流側にそれぞれ設置され、プリントシート１０１の前端および後端の通過タイミングを検出する。シート検知センサー３１は、プリントシート１０１のジャムを検出するために設けられている光学センサーである。

さらに、搬送路の所定の位置にシート反力検出部１０が設けられている。図２は、実施の形態１におけるシート反力検出部１０の一例を示す側面図である。図３は、図２に示すシート反力検出部１０における蛇行搬送路の一例を示す図である。

例えば図２に示すように、シート反力検出部１０は、第１ガイド部４１と、第２ガイド部４２とを備える。第２ガイド部４２は、第１ガイド部４１との間にプリントシート１０１の蛇行搬送路４３を形成する。例えば図３に示すように蛇行搬送路４３は、搬送路において、直線的な搬送方向に対して垂直な、ある方向とその方向の反対方向とに交互に湾曲している部分である。

実施の形態１では、第１ガイド部４１は、第１搬送ベルト５１と、第１搬送ベルト５１を駆動する第１駆動ローラー５２ａと、第１駆動ローラー５２ａとともに第１搬送ベルト５１を懸架されるベルト用第１従動ローラー５２ｂと、蛇行搬送路４３に沿って配置されたガイド用第１従動ローラー５３，５３ａとを備える。

また、実施の形態１では、第２ガイド部４２は、第２搬送ベルト６１と、第２搬送ベルト６１を駆動する第２駆動ローラー６２ａと、第２駆動ローラー６２ａとともに第２搬送ベルト６１を懸架されるベルト用第２従動ローラー６２ｂと、蛇行搬送路４３に沿って配置されたガイド用第２従動ローラー６３とを備える。

第１駆動ローラー５２ａおよび第２駆動ローラー６２ａは、第１搬送ベルト５１および第２搬送ベルト６１をそれぞれ周回させ、プリントシート１０１を第１搬送ベルト５１と第２搬送ベルト６１との間で進行させる。

第１搬送ベルト５１および第２搬送ベルト６１は、プリントシート１０１をニップしやすい弾性のある材質（例えばゴムなど）で構成されている。

さらに、シート反力検出部１０は、第１ガイド部４１または第２ガイド部４２（ここでは、第１ガイド部４１）への蛇行搬送路４３におけるプリントシート１０１の反力に対応する物理量を検出する物理量検出部をさらに備える。

図４は、実施の形態１において従動ローラー５３ａの変位量を検出する変位センサーの一例を示す図である。

例えば図４に示すように、第１ガイド部４１は、従動ローラー５３ａの軸受け７１と、軸受け７１（つまり、従動ローラー５３ａ）を第２ガイド部４２に向けて付勢するバネ７２とを備える。

さらに、実施の形態１では、上述の物理量検出部は、例えば図４に示すような変位センサー７３を備える。変位センサー７３は、上述の物理量として、従動ローラー５３ａへのプリントシート１０１の反力に対応する従動ローラー５３ａの変位量を検出する。具体的には、変位センサー７３は、従動ローラー５３ａの軸や軸受け７１の変位量（蛇行搬送路４３に対して垂直方向の変位量）を検出する。ここでは、変位センサー７３には、非接触の測距センサーが使用され、変位センサー７３から軸や軸受け７１までの距離の変化量が、この変位量として検出される。この変位量は、プリントシート１０１の反力およびバネ７２のバネ係数に応じた値となる。つまり、従動ローラー５３ａへのプリントシート１０１の反力に応じてバネ７２が縮み、バネ７２が縮んだ量が変位量として検出される。

上述のように、第１ガイド部４１は、従動ローラー５３ａを備え、第２ガイド部４２は、少なくとも２つの従動ローラー６３を備える。そして、例えば図２～図４に示すように、第１ガイド部４１の従動ローラー５３ａは、第２ガイド部４２の２つの従動ローラー６３の間に配置されており、上述の物理量検出部（実施の形態１では変位センサー７３）は、蛇行搬送路４３において第１ガイド部４１の従動ローラー５３ａおよび第２ガイド部４２の従動ローラー６３に面して搬送されているプリントシート１０１の、第１ガイド部４１の従動ローラー５３ａへの反力に対応する物理量（ここでは、上述の変位量）を検出する。

図５は、図１に示す画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。図５に示すように、この画像形成装置は、上述の搬送ローラー２４およびその搬送ローラー２４の駆動装置（モーターなど）といった搬送装置９１の他、記憶装置９２、操作パネル９３、および制御部９４を備える。

搬送装置９１は、上述の搬送ローラー２４やガイドなどを備え、所定の搬送路に沿ってプリントシート１０１を搬送する。搬送装置９１は、上述のシート反力判定部１０を含み、プリントシート１０１の搬送路には、蛇行搬送路４３が含まれる。

記憶装置９２は、フラッシュメモリー、ハードディスクなどの書換可能な不揮発性記憶装置であり、制御プログラムやデータ（後述の剛度や反力の測定値や搬送条件など）を記憶する。操作パネル９３は、ユーザーに対して各種メッセージ（ユーザーに対する問い合わせなど）を表示する表示装置（液晶ディスプレイなど）と、ユーザー操作を検出する入力装置（タッチパネルなど）とを備える。

制御部９４は、制御プログラムに従って動作するプロセッサー、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを備え、そのプロセッサー、ＡＳＩＣなどで、各種処理部として動作する。制御部９４は、図１～図４に示す機械的な構成を制御して、プリントジョブを実行する。

また、制御部９４は、搬送制御部９４ａおよび剛度特定部９４ｂとして動作する。搬送制御部９４ａは、プリントジョブの実行時などにおいて、特定の搬送条件（搬送速度、プリントシート１０１への搬送ローラーの押圧など）で、搬送装置９１にプリントシート１０１を搬送させる。

剛度特定部９４ｂは、シート反力検出部１０（実施の形態１では変位センサー７３）による測定値（上述の物理量）を取得し、その測定値と反力や剛度との対応関係を示す所定のテーブルや計算式に従って、その物理量に基づいて、その測定値に対する反力や剛度を特定する。なお、反力と剛度との対応関係は線形となっているため、反力の測定値を剛度の測定値として使用してもよい。

なお、搬送制御部９４ａは、剛度特定部９４ｂによる剛度の測定値に応じて、搬送装置９１におけるプリントシート１０１の搬送条件を変更してもよいし、プリントシート１０１をただちに排出させるようにしてもよい。例えば、剛度が高いほど、搬送速度を下げたり、搬送ローラー２４の押圧を下げたりし、さらに、剛度が所定値を超えた場合、プリント前にプリントシート１０１を、（シート反力検出部１０より下流側に設けられた分岐搬送路（図示せず）を介して）ただちに排出させる。

また、剛度特定部９４ｂは、複数の測定によって得られた複数の測定値の平均値を導出しその平均値に対応する反力や剛度を特定するようにしてもよいし、複数の測定によって得られた複数の測定値に対応する複数の反力や剛度の値の平均値を反力測定値や剛度測定値として使用してもよい。

また、この実施の形態では、第１ガイド部４１は、少なくとも２つの従動ローラー５３ａ（ここでは２つ）を備え、第２ガイド部４２は、少なくとも３つの従動ローラー６３を備える。第１ガイド部４１の各従動ローラー５３ａは、第２ガイド部４２の、互いに隣接する２つの従動ローラー６３の間に配置されている。そして、例えば図４に示すような物理量検出部（変位センサー７３）が各従動ローラー５３ａに対して設けられており、それらの物理量検出部（変位センサー７３）は、蛇行搬送路４３において第１ガイド部４１の従動ローラー５３ａおよび第２ガイド部４２の従動ローラー６３に面して搬送されているプリントシート１０１の、第１ガイド部４１の少なくとも２つの従動ローラー５３ａへの反力に対応する物理量をそれぞれ検出する。そして、剛度特定部９４ｂは、それぞれ検出された物理量（ここでは変位量）に基づいて、プリントシート１０１の剛度を特定する。

例えば、剛度特定部９４ｂは、それらの物理量検出部（変位センサー７３）で得られた複数の測定値の平均値を導出しその平均値に対応する反力や剛度を特定するようにしてもよいし、それらの物理量検出部（変位センサー７３）で得られた複数の測定値に対応する複数の反力や剛度の値の平均値を反力測定値や剛度測定値として使用してもよい。

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

制御部９４は、プリントジョブのジョブ要求を受け付けると、プリントジョブを実行し、プリントシート１０１の搬送を搬送装置９１に開始させる。搬送装置９１は、給紙カセット１１からの搬送路に沿って、プリントシート１０１を１枚ずつ搬送する。プリントシート１０１は、搬送路に沿って進行し、シート反力検出部１０内を蛇行搬送路４３に沿って進行する。なお、シート反力検出部１０において、プリントシート１０１は、蛇行搬送路４３に沿って搬送ベルト５１，６１に密着しており、たわまない。

搬送の開始後、剛度特定部９４ｂは、シート反力検出部１０の出力値（上述の物理量、ここでは、変位量）を監視し、プリントシート１０１がシート反力検出部１０を通過している際のシート反力検出部１０の出力値から、プリントシート１０１の剛度（剛度測定値）を導出する。

搬送制御部９４ａは、その剛度の測定値を取得し、その剛度測定値に応じて、搬送装置９１の搬送条件を変更してプリントシート１０１の搬送を継続したり、搬送装置９１に、プリントシート１０１をただちに排出させたりする。

以上のように、上記実施の形態１によれば、第１ガイド部４１および第２ガイド部４２が、両者の間にプリントシート１０１の蛇行搬送路４３を形成しており、物理量検出部（ここでは、変位センサー７３）は、第１ガイド部４１または第２ガイド部４２への蛇行搬送路４３におけるプリントシート１０１の反力に対応する物理量を検出する。

これにより、プリントシート１０１をたわませずに蛇行搬送路４３に沿って蛇行させることで、プリントシート１０１の損傷を抑制しつつ、プリントシート１０１の剛度が正確に測定される。ひいては、比較的厚いプリントシートでも剛度が正確に測定される。

実施の形態２．

図６は、実施の形態２において従動ローラー５３ａへのプリントシート１０１の反力を検出する圧力センサーの一例を示す図である。

実施の形態２では、変位センサー７３の代わりに、上述の物理量として、第１ガイド部４１の従動ローラー５３へのプリントシート１０１の反力を検出する圧力センサー８１が設けられている。例えば図６に示すように、圧力センサー８１が軸受け７１に接続されており、第１搬送ベルト５１を介して従動ローラー５３ａに加わるプリントシート１０１の反力を検出する。

なお、実施の形態２に係る画像形成装置のその他の構成および動作については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

実施の形態３．

実施の形態３では、上述の第１搬送ベルト５１および第２搬送ベルト６１の代わりに蛇行搬送路４３に沿った従動ローラー列が設けられる。

なお、実施の形態３に係る画像形成装置のその他の構成および動作については実施の形態１または２と同様であるので、その説明を省略する。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

本発明は、例えば、画像形成装置に適用可能である。

４１ 第１ガイド部
４２ 第２ガイド部
４３ 蛇行搬送路
５１ 第１搬送ベルト
５２ａ 第１駆動ローラー
５２ｂ ベルト用第１従動ローラー
５３，５３ａ ガイド用第１従動ローラー
６１ 第２搬送ベルト
６２ａ 第２駆動ローラー
６２ｂ ベルト用第２従動ローラー
６３ ガイド用第２従動ローラー
７３ 変位センサー（物理量検出部の一例）
８１ 圧力センサー（物理量検出部の一例）
９４ｂ 剛度特定部

Claims (6)

1. 第１ガイド部と、
   前記第１ガイド部との間にプリントシートの蛇行搬送路を形成する第２ガイド部と、
   前記第１ガイド部または前記第２ガイド部への前記蛇行搬送路におけるプリントシートの反力に対応する物理量を検出する物理量検出部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置
2. 前記第１ガイド部は、従動ローラーを備え、
   前記第２ガイド部は、少なくとも２つの従動ローラーを備え、
   前記第１ガイド部の従動ローラーは、前記第２ガイド部の２つの従動ローラーの間に配置され、
   前記物理量検出部は、前記蛇行搬送路において前記第１ガイド部の従動ローラーおよび前記第２ガイド部の従動ローラーに面して搬送されている前記プリントシートの、前記第１ガイド部の従動ローラーへの反力に対応する物理量を検出すること、
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 検出された前記物理量に基づいて前記プリントシートの剛度を特定する剛度特定部をさらに備え、
   前記第１ガイド部は、少なくとも２つの従動ローラーを備え、
   前記第２ガイド部は、少なくとも３つの従動ローラーを備え、
   前記第１ガイド部の各従動ローラーは、前記第２ガイド部の、互いに隣接する２つの従動ローラーの間に配置され、
   前記物理量検出部は、前記蛇行搬送路において前記第１ガイド部の従動ローラーおよび前記第２ガイド部の従動ローラーに面して搬送されている前記プリントシートの、前記第１ガイド部の少なくとも２つの従動ローラーへの反力に対応する物理量をそれぞれ検出し、
   前記剛度特定部は、それぞれ検出された前記物理量に基づいて、前記プリントシートの剛度を特定すること、
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記第１ガイド部は、第１搬送ベルトと、前記第１搬送ベルトを駆動する第１駆動ローラーと、前記第１駆動ローラーとともに前記第１搬送ベルトを懸架されるベルト用第１従動ローラーと、前記蛇行搬送路に沿って配置されたガイド用第１従動ローラーとを備え、
   前記第２ガイド部は、第２搬送ベルトと、前記第２搬送ベルトを駆動する第２駆動ローラーと、前記第２駆動ローラーとともに前記第２搬送ベルトを懸架されるベルト用第２従動ローラーと、前記蛇行搬送路に沿って配置されたガイド用第２従動ローラーとを備え、
   前記第１駆動ローラーおよび前記第２駆動ローラーは、前記第１搬送ベルトおよび前記第２搬送ベルトをそれぞれ周回させ、前記プリントシートを前記第１搬送ベルトと前記第２搬送ベルトとの間で進行させること、
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記物理量検出部は、前記物理量として、前記第１ガイド部の従動ローラーへの反力に対応する、前記第１ガイド部の従動ローラーの変位量を検出する変位センサーを備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記物理量検出部は、前記物理量として、前記第１ガイド部の従動ローラーへの反力を検出する圧力センサーを備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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