JP4926987B2 - Sheet conveying apparatus, image forming apparatus, document reading apparatus, sheet thickness detection method, program, and computer-readable recording medium - Google Patents
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本発明は、例えば、シート上に印刷を行う画像形成装置やシート上の原稿を読み取る原稿読取装置に備えられるシート搬送装置、これを備えた原稿読取装置、画像形成装置、シート厚検知方法、プログラムおよびコンピュータ読取可能な記録媒体に関するものである。 The present invention relates to, for example, an image forming apparatus that performs printing on a sheet and a sheet conveying apparatus that is included in an original reading apparatus that reads an original on a sheet, an original reading apparatus including the same, an image forming apparatus, a sheet thickness detection method, and a program And a computer-readable recording medium.
シート(用紙)を用いた処理を行う装置において、シートの厚さを検出して、厚さに応じて各種パラメータを設定することができれば、種々の好適な制御が可能である。例えば画像形成装置であれば、シートの厚さに応じて画像形成パラメータを調整することで、印刷品位を高めることができる。 In an apparatus that performs processing using a sheet (paper), various suitable controls are possible if the thickness of the sheet can be detected and various parameters can be set according to the thickness. For example, in the case of an image forming apparatus, the print quality can be improved by adjusting the image forming parameters according to the thickness of the sheet.
一方、シートの厚さを検出するためにセンサを設けると部品点数が増大し、装置のコストを増加させてしまう問題がある。 On the other hand, when a sensor is provided to detect the thickness of the sheet, there is a problem that the number of parts increases and the cost of the apparatus increases.
そのため厚さセンサを設けることなく厚さを検出する方法として、積載されたシートから一枚のシートを取り出す際の撓みを形成時の、ピックアップローラの駆動部にかかる負荷トルクを、ピックアップローラの駆動部の駆動電流を基に検出することでシートの厚さを検知する方法が、提案されている(例えば、特許文献1)。
しかし、積載されたシートから一枚のシートを取り出す際の撓み形成時の負荷トルクは、撓み形成開始から終了するまでの間で時々刻々と変化し、安定しない。また、同じシートでも、積載されたシートから一枚のシートを取り出す際の撓み形成時の負荷トルクは、シートの積載位置等によって異なることもあり、常に一定とはならない。よって、上記従来の方法では、正確にシートの厚さを検知することは困難である。また、撓み形成中の負荷トルクを測定してその平均値を取得することで精度を上げることは可能であるが、精度を上げようとして十分な撓ませ時間を確保しようとすると、用紙の高速搬送の障害となる。 However, the load torque at the time of forming a bend when taking out one sheet from the stacked sheets changes every moment from the start to the end of the bend formation and is not stable. Also, even for the same sheet, the load torque at the time of forming a bend when taking out one sheet from the stacked sheets may vary depending on the sheet stacking position and the like, and is not always constant. Therefore, it is difficult for the conventional method to accurately detect the thickness of the sheet. In addition, it is possible to increase the accuracy by measuring the load torque during deflection formation and obtaining the average value, but if you try to secure sufficient deflection time in order to increase the accuracy, high-speed conveyance of the paper It becomes an obstacle.
本発明は上記課題に鑑みなされ、その目的は、センサを設けることなく、正確にかつ迅速にシートの厚さを検知できるシート搬送装置、原稿読取装置、画像形成装置、シート厚検知方法、プログラムおよびコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することにある。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that a sheet conveying device, a document reading device, an image forming device, a sheet thickness detecting method, a program, and a program that can accurately and quickly detect the thickness of a sheet without providing a sensor. It is to provide a computer-readable recording medium.
本発明に係るシート搬送装置は、上記課題を解決するために、突き当て部材と、シートを上記突き当て部材に突き当てるシート搬送部材と、上記シート搬送部材の駆動部の負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、上記負荷トルクの変動を検出し、上記シートが上記突き当て部材に衝突した衝突タイミングを検出する負荷トルク変動検出手段と、上記衝突タイミングでの上記負荷トルクを、上記シートの厚さに応じた負荷トルクとして出力する衝突タイミング負荷トルク検知手段とを備えることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a sheet conveying apparatus according to the present invention detects a load torque of an abutting member, a sheet conveying member that abuts the sheet against the abutting member, and a driving unit of the sheet conveying member. Torque detection means, load torque fluctuation detection means for detecting a collision timing at which the sheet collides with the abutting member, and a load torque fluctuation at the collision timing. And a collision timing load torque detecting means for outputting a load torque corresponding to the load torque.
上記構成によると、シートが突き当て部材に衝突した衝突タイミングにおける、シートを突き当て部材に突き当てるシート搬送部材の駆動部の負荷トルクを、上記シートの厚さに応じた負荷トルクとして出力する。上記衝突タイミングの上記負荷トルクは、シートの厚さに応じた安定した値であり、また、衝突には時間を要さない。つまり、精度よく、さらに、時間を要さずに、シートの厚さに応じた負荷トルクを検出することができる。ここで、上記衝突タイミングの上記負荷トルクは、シートの厚さに応じているので、よって、上記構成によると、センサを設けることなく、正確にかつ迅速にシートの厚さを検知することができる。 According to the above configuration, the load torque of the drive unit of the sheet conveying member that abuts the sheet against the abutment member at the collision timing when the sheet collides with the abutment member is output as the load torque according to the thickness of the sheet. The load torque at the collision timing is a stable value corresponding to the thickness of the sheet, and the collision does not require time. That is, it is possible to detect the load torque according to the thickness of the sheet with high accuracy and without requiring time. Here, the load torque at the collision timing depends on the thickness of the sheet. Therefore, according to the above configuration, the thickness of the sheet can be detected accurately and quickly without providing a sensor. .
なお、上記衝突タイミング負荷トルク検知手段からの出力値(衝突タイミングの負荷トルク)は、そのままシートの厚さとして利用してもよいし、負荷トルクとシートの厚さを対応付けたテーブルあるいは計算式を用いて、上記出力値からシートの厚さを取得してもよい。 The output value from the collision timing load torque detecting means (load torque at the collision timing) may be used as it is as the sheet thickness, or a table or calculation formula in which the load torque and the sheet thickness are associated with each other. , The thickness of the sheet may be obtained from the output value.
本発明に係るシート搬送装置では、上記構成に加え、上記衝突タイミング負荷トルク検知手段が出力する上記衝突タイミングでの上記負荷トルクに基づき、上記シートの厚さを検知するシート厚検知手段を備えてもよい。この場合、例えば、負荷トルクの大きさとシートの厚さとの対応関係をテーブル参照して、シート厚検知手段は、衝突タイミングの負荷トルクからシートの厚さを検知することができる。よって、上記構成によると、センサを設けることなく、正確にかつ迅速に、シートの厚さを検知することができる。 In addition to the above-described configuration, the sheet conveying apparatus according to the present invention further includes a sheet thickness detecting unit that detects the thickness of the sheet based on the load torque at the collision timing output from the collision timing load torque detecting unit. Also good. In this case, for example, the sheet thickness detecting unit can detect the thickness of the sheet from the load torque at the collision timing by referring to the correspondence relationship between the magnitude of the load torque and the sheet thickness. Therefore, according to the said structure, the thickness of a sheet | seat can be detected correctly and rapidly, without providing a sensor.
本発明に係るシート搬送装置では、上記構成に加え、上記突き当て部材は、上記シートの搬送を一時停止させるレジストローラであり、上記駆動部は、上記レジストローラに上記シートを突き当ててもよい。 In the sheet conveying apparatus according to the present invention, in addition to the above configuration, the abutting member may be a registration roller that temporarily stops conveyance of the sheet, and the driving unit may abut the sheet against the registration roller. .
上記構成によると、シート搬送において、シートを整合するためにレジストローラに衝突させるので、衝突したときのトルクを検出するのに、突き当て部材としてレジストローラを利用することができ、コストアップを防ぐことができる。 According to the above configuration, since the sheet is caused to collide with the registration roller in order to align the sheet in the sheet conveyance, the registration roller can be used as an abutting member to detect the torque at the time of collision, thereby preventing an increase in cost. be able to.
本発明に係る画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記いずれかのシート搬送装置を備えたことを特徴としている。この構成によると、センサを設けることなく、正確にかつ迅速にシートの厚さに応じた負荷トルクを検知でき、この検知したシートの厚さに応じた負荷トルクに応じて、つまり、シートの厚さに応じて、画像形成装置における各種設定を変更することができる。 In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention includes any one of the above sheet conveying apparatuses. According to this configuration, it is possible to accurately and quickly detect the load torque according to the sheet thickness without providing a sensor, and according to the detected load torque according to the sheet thickness, that is, the sheet thickness. Accordingly, various settings in the image forming apparatus can be changed.
ここで、本発明に係る画像形成装置は、上記衝突タイミング負荷トルク検知手段が検知した上記衝突タイミングでの上記負荷トルクに基づき、上記シート上の現像剤を定着させる定着温度を調整する定着温度制御手段を備えていてもよい。この構成によると、シートの厚さに応じて、定着温度を調整することができる。 Here, the image forming apparatus according to the present invention includes a fixing temperature control for adjusting a fixing temperature for fixing the developer on the sheet based on the load torque at the collision timing detected by the collision timing load torque detecting unit. Means may be provided. According to this configuration, the fixing temperature can be adjusted according to the thickness of the sheet.
また、本発明に係る原稿読取装置は、上記課題を解決するために、上記いずれかのシート搬送装置を備えたことを特徴としている。この構成によると、センサを設けることなく、正確にかつ迅速にシートの厚さに応じた負荷トルクを検知でき、この検知したシートの厚さに応じた負荷トルクに応じて、つまり、シートの厚さに応じて、原稿読取装置における各種設定を変更することができる。 In addition, a document reading apparatus according to the present invention includes any one of the above sheet conveying apparatuses in order to solve the above problems. According to this configuration, it is possible to accurately and quickly detect the load torque according to the sheet thickness without providing a sensor, and according to the detected load torque according to the sheet thickness, that is, the sheet thickness. Accordingly, various settings in the document reading apparatus can be changed.
ここで、本発明に係る原稿読取装置は、上記衝突タイミング負荷トルク検知手段が検知した上記衝突タイミングでの上記負荷トルクに基づき、上記シート上の原稿画像を読み取る際に上記シートに照射するランプ光量を調整する光量制御手段を備えていてもよい。この構成によると、シートの厚さに応じて、シートに照射するランプ光量を調整することができる。 Here, the document reading device according to the present invention is configured such that the lamp light amount applied to the sheet when the document image on the sheet is read based on the load torque at the collision timing detected by the collision timing load torque detecting unit. A light amount control means for adjusting According to this configuration, it is possible to adjust the lamp light amount applied to the sheet according to the thickness of the sheet.
本発明に係るシート厚検知方法は、上記課題を解決するために、シートを突き当て部材に突き当てるシート搬送部材を備えたシート搬送装置でのシート厚検知方法であって、上記シート搬送部材の駆動部の負荷トルクを検出する負荷トルク検出ステップと、上記負荷トルクの変動を検出し、上記シートが上記突き当て部材に衝突した衝突タイミングを検出する負荷トルク変動検出ステップと、上記衝突タイミングでの上記負荷トルクをシートの厚さに応じた負荷トルクとして出力する衝突タイミング負荷トルク検知ステップと、を含むことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a sheet thickness detection method according to the present invention is a sheet thickness detection method in a sheet conveyance device provided with a sheet conveyance member that abuts a sheet against an abutment member. A load torque detecting step for detecting a load torque of the drive unit; a load torque fluctuation detecting step for detecting a collision timing at which the seat collides with the abutting member; A collision timing load torque detecting step of outputting the load torque as a load torque corresponding to the thickness of the seat.
上記方法によると、上記シート搬送装置と同様に、センサを設けることなくシートの厚さに応じた負荷トルクを検知でき、それを基にシートの厚さを検知することができる。 According to the above method, similarly to the sheet conveying apparatus, it is possible to detect the load torque corresponding to the thickness of the sheet without providing a sensor, and it is possible to detect the thickness of the sheet based on the load torque.
また、本発明に係るシート搬送装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記何れかのシート搬送装置における上記各手段として動作させることにより上記シート搬送装置をコンピュータにて実現させるシート厚検知プログラム、及びそのシート厚検知プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 In addition, the sheet conveying apparatus according to the present invention may be realized by a computer. In this case, the sheet conveying apparatus is operated by the computer by operating the computer as each of the above-described units in any of the sheet conveying apparatuses. A sheet thickness detection program to be realized and a computer-readable recording medium on which the sheet thickness detection program is recorded also fall within the scope of the present invention.
これらの構成によれば、上記プログラムを、コンピュータに読み取り実行させることによって、上記シート搬送装置と同一の作用効果を実現することができる。 According to these configurations, it is possible to realize the same operational effects as those of the sheet conveying apparatus by causing the computer to read and execute the program.
本発明に係るシート搬送装置は、以上のように、突き当て部材と、シートを上記突き当て部材に突き当てるシート搬送部材と、上記シート搬送部材の駆動部の負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、上記負荷トルクの変動を検出し、上記シートが上記突き当て部材に衝突した衝突タイミングを検出する負荷トルク変動検出手段と、上記衝突タイミングでの上記負荷トルクを、上記シートの厚さに応じた負荷トルクとして出力する衝突タイミング負荷トルク検知手段と、を備えている。 As described above, the sheet conveying apparatus according to the present invention includes a butting member, a sheet conveying member that abuts the sheet against the abutting member, and a load torque detecting unit that detects the load torque of the driving unit of the sheet conveying member. Load torque fluctuation detecting means for detecting a collision timing at which the sheet collides against the abutting member, and detecting the load torque at the collision timing according to the thickness of the sheet. And a collision timing load torque detecting means for outputting as a load torque.
上記構成によると、シートが突き当て部材に衝突した衝突タイミングにおける、シートを突き当て部材に突き当てるシート搬送部材の駆動部の負荷トルクを、上記シートの厚さに応じた負荷トルクとして出力する。上記衝突タイミングの上記負荷トルクは、シートの厚さに応じた安定した値であり、また、衝突には時間を要さない。つまり、精度よく、さらに、時間を要さずに、シートの厚さに応じた負荷トルクを検出することができる。ここで、上記衝突タイミングの上記負荷トルクは、シートの厚さに応じているので、よって、上記構成によると、センサを設けることなく、正確にかつ迅速にシートの厚さを検知することができる。 According to the above configuration, the load torque of the drive unit of the sheet conveying member that abuts the sheet against the abutment member at the collision timing when the sheet collides with the abutment member is output as the load torque according to the thickness of the sheet. The load torque at the collision timing is a stable value corresponding to the thickness of the sheet, and the collision does not require time. That is, it is possible to detect the load torque according to the thickness of the sheet with high accuracy and without requiring time. Here, the load torque at the collision timing depends on the thickness of the sheet. Therefore, according to the above configuration, the thickness of the sheet can be detected accurately and quickly without providing a sensor. .
なお、上記衝突タイミング負荷トルク検知手段からの出力値(衝突タイミングの負荷トルク)は、そのままシートの厚さとして利用してもよいし、負荷トルクとシートの厚さを対応付けたテーブルあるいは計算式を用いて、上記出力値からシートの厚さを取得してもよい。 The output value from the collision timing load torque detecting means (load torque at the collision timing) may be used as it is as the sheet thickness, or a table or calculation formula in which the load torque and the sheet thickness are associated with each other. , The thickness of the sheet may be obtained from the output value.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置11の構成を示す説明図である。画像形成装置11は、例えばネットワークを介して外部から受信した画像データや、自身が有する原稿読取装置12が読み取った画像データに応じて、所定のシート(記録用紙)に単色の画像を形成するものである。なお、本実施形態では、説明の簡単のため、単色の画像を形成する装置とするが、多色または単色の画像を形成する装置であってももちろん構わない。その場合、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色に応じた4種類の潜像を形成するように、現像器、感光体、帯電器、クリーナユニットは、それぞれ各色に応じて4個ずつ設けられる構成となる。また、この場合、中間転写機構が設けられた構成であってもよい。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an
図1に示すように、画像形成装置11は、装置本体1と、原稿読取装置12とにより構成されている。本実施形態では、画像形成装置11は原稿読取装置12を備えているものとして説明するが、本発明に係る画像形成装置は、原稿読取装置を有していなくても構わない。
As shown in FIG. 1, the
装置本体1は、露光ユニット13、現像器15、感光体17、帯電器19、クリーナユニット21、定着ユニット23、給紙トレイ25、給紙トレイ25から上方に延びる給紙搬送路27、給紙搬送路27の終端からレジストローラ29、転写ベルト45および定着ユニット23を経て排紙ローラ95に至るまでの用紙搬送路31、排紙トレイ33等により構成されている。この装置本体1の上部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台が設けられ、この原稿載置台の上側には原稿読取装置12が取り付けられている。原稿読取装置12は、原稿載置台の上に原稿を搬送する。また原稿読取装置12は、ユーザが原稿載置台の上を開放することにより原稿を手置きで置けるようになっている。
The apparatus body 1 includes an
帯電器19は、感光体17の表面を所定の電位に均一に帯電させるための、帯電手段である。本実施形態では、帯電器19として非接触型の帯電器が用いられているが、接触型であるローラ型やブラシ型の帯電器を用いてもよい。 The charger 19 is a charging means for uniformly charging the surface of the photoconductor 17 to a predetermined potential. In this embodiment, a non-contact type charger is used as the charger 19. However, a contact type roller type or brush type charger may be used.
露光ユニット13は、帯電器19によって均一に帯電された感光体17を、入力された画像データに応じて露光することにより、感光体17の表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。ここでは、露光ユニット13は、レーザ出射部35及び反射ミラー37を備えたレーザスキャニングユニット(LSU)として構成されている。反射ミラー37には、レーザビームを走査するポリゴンミラー、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体17に導くためのレンズやミラー等の光学要素が含まれる。なお、露光ユニット13は、このような構成でなくてもよく、発光素子をアレイ状に並べた例えばELやLED書込みヘッドを用いてもよい。
The
現像器15は感光体17上に形成された静電潜像をトナーで顕像化するものである。
The developing
クリーナユニット21は、現像・画像転写後における感光体17上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。
The
前述のようにして感光体17上で顕像化されたトナーは、用紙搬送路31を搬送されるシート上に転写される。転写機構39(本実施形態の画像形成装置11では転写ベルトユニット)は、トナーが有する電荷の逆極性の電界を印加して、用紙上にトナーを転写する機構である。例えば、静電像がマイナス極性の電荷を有していると、転写機構39への印加極性はプラス極性となる。
The toner visualized on the photoconductor 17 as described above is transferred onto a sheet conveyed through the
転写機構39は、駆動ローラ41、従動ローラ43及び他のローラで架橋され、所定の抵抗値(例えば、1×109〜1×1013Ω・cmの範囲)を有する転写ベルト45を有する。感光体17と転写ベルト45との接触部47には、駆動ローラ41や従動ローラ43とは別のローラであって、転写電界を印加し得る弾性導電性ローラ49が配置されている。弾性導電性ローラ49は弾性を有している。これによって、感光体17と転写ベルト45とは、線接触でなく、互いが所定の幅(転写ニップ幅)を有して面接触する。これによって、搬送される用紙への転写効率の向上が図られている。
The
更に、転写ベルト45の転写領域の下流側には、接触部47を通過する際に印加された電圧により帯電した用紙を除電し、次工程への搬送をスムーズに行う為の除電ローラ51が配置されている。除電ローラ51は、転写ベルト45の背面に配置されている。
Further, on the downstream side of the transfer area of the
さらに転写機構39には、転写ベルト45のトナー汚れと転写ベルト45の除電を行うクリーニングユニット53と、転写ベルト45の除電を行う除電機構55とを備えられている。除電機構55は装置を介して接地する手法、若しくは積極的に前記転写電界の極性とは逆極性を印加する手法がある。
Further, the
転写機構39にてトナーが転写されたシートは、定着ユニット23に搬送される。定着ユニット23は、加熱ローラ57と加圧ローラ59とを備えている。加熱ローラ57の外周部には用紙剥離爪61、ローラ表面温度検出部材63(サーミスター)、ローラ表面クリーニング部材65が配置されている。また、加熱ローラ57の内周部には、ローラの表面を所定温度(定着設定温度:概ね160〜200℃)に加熱するための熱源67が配置されている。他方、加圧ローラ59の両端部には、加熱ローラ57に対し所定圧量で加圧ローラ59が圧接することが可能なように加圧部材が配置され、さらに加圧ローラ59の外周には加熱ローラ57の外周と同様に用紙剥離爪、ローラ表面クリーニング部材が配置されている。定着ユニット23は、加熱ローラ57と加圧ローラ59の圧接部(定着ニップ部)において、搬送される用紙上の未定着トナーを、加熱ローラ57表面の温度で過熱して溶融させ、かつ加圧ローラ59による圧接力で投鋲作用で用紙上に定着させる。
The sheet on which the toner is transferred by the
給紙トレイ25は、画像形成に使用するシート(記録用紙)を蓄積しておくためのトレイであり、本実施形態では、装置本体1の下側、および側壁面に設けられている。画像形成装置11は、高速印字処理を目的とする為、装置本体1の下方に配置される給紙トレイとして、定型サイズを各々のトレイに500〜1500枚収納可能な複数の給紙トレイ25が配置されている。他方、装置本体1の側面には、複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット(LCC)73、並びに主として不定型サイズの印字等に用いる手差しトレイ75が配置されている。
The
排紙トレイ33は、装置の手差しトレイ75とは反対側の側面に配置されているが、排紙トレイ33に変わって、排紙用紙の後処理装置(ステープル、パンチ処理等々)、複数段を有する排紙トレイ33をオプションとして配置する事も可能な構成となっている。
The
給紙トレイ25、大容量給紙カセット(LCC)73、あるいは手差しトレイ75からピックアップローラで1枚ずつピックアップされたシートは、複数の搬送ローラ93を備えた給紙搬送路27を通って、レジストローラ29まで搬送される。
Sheets picked up one by one from the
レジストローラ(突き当て部材)29は、用紙搬送路31を搬送されるシートを一旦保持するものである。そして、感光体17上のトナー像の先端とシートの先端とを合わせるタイミングでシートを転写機構39に搬送する。
The registration roller (abutting member) 29 temporarily holds a sheet conveyed through the
また、用紙搬送路31にも、シートの搬送を促進・補助するためのローラが複数設けられている。
The
また、給紙トレイ25の上部には、再給紙搬送路137が設けられている。
In addition, a
さらに、画像形成装置11は、図1では図示しない制御部を備える。この制御部は、画像形成装置11の動作を制御するものであり、例えば、マイクロコンピュータと前記マイクロコンピュータが実行する処理の手順である制御プログラムを格納するROM、作業用のワークエリアを提供するRAM、制御に必要なデータをバックアップして保持する不揮発性メモリ、センサやスイッチからの入力信号が接続され、入力バッファやA/D変換回路を含む入力回路、モータやソレノイド、ランプなどの負荷を駆動するためのドライバを含む出力回路などから構成される。
Further, the
次に、本画像形成装置11の処理モードに対応する用紙搬送工程を詳細に記載する。前記制御部のマイクロコンピュータにより、印字要求に適合するシートPは、給紙搬送路27中の搬送ローラ93によってレジストローラ29まで搬送される。前記マイクロコンピュータの制御によってレジストローラ29に到達し一旦停止する。前記マイクロコンピュータは、シートの先端と感光体17上の画像情報を合致させるタイミングでレジストローラ29を再回転させ、これによってシートが転写機構39に搬送される。転写機構39で、シート上に画像情報に対応するトナーが転写され、その後、シートPは定着ユニット23へ導かれて転写されたトナーが前記用紙上に固着される。さらにその後、シートは排紙トレイ33に排出される。前記マイクロコンピュータは、印字のモード(コピアモード、プリンタモードもしくはFAXモードなど)、および印字処理手法(片面印字/両面印字など)に応じて、定着ユニット23以降から排紙トレイ33までの搬送方法を制御する。通常コピアモードでは、ユーザーが装置の近傍で操作を行う事から、印字面を上側にして排出するように用紙搬送制御することが多い。これは、「フェースアップ排出」と呼ばれる。一方、プリンタ、FAXの各モードでは、ユーザーが装置の近傍に居ない事から排出用紙のページ順を揃える「フェースダウン排出」手法が多く用いられている。
Next, a paper conveyance process corresponding to the processing mode of the
従って、画像形成装置11は、印字のモードに応じてフェースアップ排出とフェースダウン排出とを切り換え得る機構を有している。この切り換え機構は、定着ユニット23を通過したシートが排紙トレイ33に排出されるまでの間に、複数の搬送路と複数の分岐爪を配置し、これによって印字モードに応じた用紙排出が行われるように構成されている。
Therefore, the
図2は、図1に示す画像形成装置11の用紙給紙部におけるレジストローラ29周辺の拡大図である。ここでは、レジスト前ローラ(シート搬送部材)93aを駆動するレジスト前ローラ駆動モータ(DCモータ)102aが、シートPをレジストローラ(突き当て部材)29に付き当てる駆動部である。
FIG. 2 is an enlarged view around the
図3は、図1に示す画像形成装置11に備えられた原稿読取装置12の原稿搬送部におけるレジストローラ120周辺の拡大図である。ここでは、レジスト前ローラ(シート搬送部材)121を駆動するレジスト前ローラ駆動モータ(DCモータ)102bが、シートをレジストローラ(突き当て部材)120に付き当てる駆動部である。
FIG. 3 is an enlarged view of the periphery of the
画像形成装置11の制御部、特に本実施形態に係るシート搬送装置99に関する構成について、図4に示すブロック図を用いて説明する。画像形成装置11は、シート搬送装置99と主制御部100とを備えている。シート搬送装置99は、後段で詳細に説明するが、画像形成装置11に備えられている場合、レジストローラ(突き当て部材)29、レジスト前ローラ(シート搬送部材)93a、レジスト前ローラ駆動モータ(駆動部)102a負荷トルク算出部(負荷トルク検出手段)111、負荷トルク変動検出部(負荷トルク変動検出手段)112、厚さ検知部(衝突タイミング負荷トルク検知手段)101を有している。厚さ検知部101で検知された、シートの厚さに応じた負荷トルクに応じて、主制御部100は、画像形成装置11における各種設定を変更する。
A configuration relating to the control unit of the
主制御部100は、画像形成装置11の制御全般を行うものであり、図4では、例として、定着ユニット23、原稿読取装置12を制御している。
The
レジスト前ローラ駆動モータ(DCモータ)102aは、レジスト前ローラ93aを駆動するモータである。
The pre-registration roller drive motor (DC motor) 102a is a motor that drives the
回転速度検出器103は、ロータリーエンコーダ等を用いてDCモータ102aの角速度ωを検出する。電流センサ104は、ホール素子等を用いてDCモータ102aの駆動電流iaを検出するセンサである。
The
速度制御部105は、主制御部100から送信される角速度指令値ω*及び回転速度検出器103により検出された角速度ωとに基づきフィードバック制御を行い、以下の式(1)により、駆動電流指令値ia*を算出する。
The
ia *=Ki(ω*−ω) (1)
ここで、Kiは定数である。
i a * = Ki (ω * −ω) (1)
Here, Ki is a constant.
電流制御部106は、速度制御部105から出力された駆動電流指令値ia *と電流センサ104から出力された実際の駆動電流iaとに基づきフィードバック制御を行い、以下の式(2)により、駆動電圧指令値v*を算出する。
The
v*=Kv(ia *−ia) (2)
ここで、Kvは定数である。
v * = Kv (i a * -i a) (2)
Here, Kv is a constant.
PWM回路107は、電流制御部106の出力する駆動電圧指令値v*に基づきドライバ110を駆動するPWM信号を生成する。PWM回路107には、三角波発生器108と比較器109とが接続されており、駆動電圧指令値v*に応じてPWM信号を生成する。
The
速度制御部105および電流制御部106は、ASICまたは1chipCPUであり、クロック周期に同期して出力値(ia *、v*)の計算を行う。
The
ドライバ(駆動制御部)110は、DCモータ102aの駆動電流iaを制御する。
Driver (drive control unit) 110 controls the driving current i a of the
負荷トルク算出部111は、回転速度検出器103により出力されるDCモータ102aの角速度ωと、電流センサ104により出力されるDCモータ102aの駆動電流iaと、に基づいて負荷トルクTLを算出する。
The load
負荷トルク変動検出部112は、負荷トルク算出部111から出力される負荷トルクTLを監視して、所定時間ごとに負荷トルクTLの変動を検出する。
The load torque
厚さ検知部101は、シートのレジストローラ29への衝突タイミングでの負荷トルクTLxを、シートの厚さに応じた負荷トルクとして出力する。なお、厚さ検知部101での出力値(衝突タイミングの負荷トルクTLx)は、以下で説明するように、そのままシートの厚さとして利用してもよいし、負荷トルクとシートの厚さを対応付けたテーブルあるいは計算式を用いて、上記出力値からシートの厚さを取得してもよい。
The
クロックパルス発生器113は、速度制御部105、電流制御部106、PWM回路107の動作と、負荷トルク算出部111の負荷トルク算出動作と、負荷トルク変動検出部112の負荷トルク変動検出動作とを、クロック周期ごとに実施するよう実施タイミングを制御する。
The
図5に、DCモータ102aの角速度ω、DCモータ102aでの発生トルクTe、およびDCモータ102aの負荷トルクTLの時間変化を示す。図5で、角速度ωは、主制御部100から速度制御部105に対して出力される指令値(ω*)である。ここで、発生トルクTeは、電流値iaから以下の数式(3)により求められる。
FIG. 5 shows temporal changes in the angular velocity ω of the
Te=p×φ×ia (3)
ここで、pは極対数、φは電機子鎖交磁束である。
Te = p × φ × i a (3)
Here, p is the number of pole pairs, and φ is the armature flux linkage.
DCモータ102aを永久磁石を用いて形成する場合は、磁性体の温度特性により電機子鎖交磁束φが変化するため、DCモータ102aに温度センサを設けて、温度に応じて磁束φの値を補正することで、計算精度が高められる。または、DCモータ102aとして、巻き線により磁界を形成するタイプのモータを利用すると、磁束φは巻き線への電流で定まるので、温度の影響は排除できる。
When the
負荷トルクTLは、後述する数式(4)により求められる。なおシートの質量が大きいほど衝突時の負荷トルクTLxが高くなることは実験的に求められている。 The load torque TL is obtained by a mathematical formula (4) described later. It is experimentally required that the load torque TLx at the time of collision increases as the mass of the seat increases.
本実施形態のシート搬送装置99では、厚さ検知部101は、図8を用いて後段で説明するが、シートがレジストローラ29に衝突したとき(衝突タイミング)の負荷トルクTLxの値に応じて、画像形成装置11における各種設定を変更するよう主制御部100に信号を送る。しかし、負荷トルクTLxの大きさとシートの厚さとの対応関係を、例えば予め実験的に求め、テーブルとして図示しないメモリに記憶させておき、厚さ検知部(シート厚検知手段)101は、このテーブルを参照して負荷トルクTLxからシートの厚さを取得して、シートの厚さに応じて各種設定を変更するよう主制御部100に信号を送ってもよい。
In the
後述する数式(4)に示す運動方程式の計算に必要なdωは負荷トルクTLが急激に変化したタイミングにより、その際のωの変化として特定する。またdtは、制御を行う間隔により設定する。図4に示すシート搬送装置99での各制御は供給されるクロックパルスに同期して実行されるので、dtはクロックパルス周期(クロック周波数の逆数)に相当する。なお図中のレジスト領域の面積は、撓み長さに比例する。
The dω necessary for the calculation of the equation of motion shown in Equation (4), which will be described later, is specified as the change in ω at that time based on the timing at which the load torque TL changes suddenly. Also, dt is set according to the control interval. Since each control in the
次に、図6を用いて負荷トルクTLを算出する方法を説明する。負荷トルクは以下の数式(4)に示す運動方程式により求めることができる。 Next, a method for calculating the load torque TL will be described with reference to FIG. The load torque can be obtained by the equation of motion shown in the following formula (4).
ここで、Jは機械系の全慣性モーメント、Teはモータの発生トルク、TLは負荷トルク、ωは角速度である。また、負荷トルクTLは減衰成分(ωD)を含む。Dは減衰係数である。 Here, J is the total moment of inertia of the mechanical system, Te is the torque generated by the motor, TL is the load torque, and ω is the angular velocity. Further, the load torque TL includes a damping component (ωD). D is an attenuation coefficient.
計算に必要なパラメータはJ、dω、dt、Teであり、これらの数値を上記式(4)に代入することにより負荷トルクTLを求めることができる。Jは定数であり、予め求められる。Teは前述の式(3)を用いて電流値iaにより求められる。 Parameters necessary for the calculation are J, dω, dt, and Te, and the load torque TL can be obtained by substituting these numerical values into the above equation (4). J is a constant and is obtained in advance. Te is obtained from the current value ia using the above-described equation (3).
dtは前述のようにクロックパルス周期に相当する。dωはクロックパルス周期での角速度ωの変化量に相当する。 As described above, dt corresponds to the clock pulse period. dω corresponds to the amount of change in the angular velocity ω in the clock pulse period.
次に、図7を用いて、レジストローラ29にシートが衝突した際の負荷トルクTLxを算出する方法について説明する。負荷トルク変動検出部112は、負荷トルクの変動をクロックパルス周期間隔で検出しており、負荷トルクが急激に上昇(変動)し、その後の変動が小さくなったタイミング(t0、t1、t2)を検出する。そして、TLxのタイミングであるt1、t2を確定する。負荷トルク変動検出部112は、厚さ検知部101に対して、TLxにより厚さを取得するよう指示する。
Next, a method for calculating the load torque TLx when the sheet collides with the
以上のように、シート搬送装置99では、シートがレジストローラ29に衝突した衝突タイミングにおける、DCモータ102aの負荷トルクTLxを、シートの厚さに応じた負荷トルクとして出力する。衝突タイミングの負荷トルクTLxは、シートの厚さに応じた安定した値であり、また、衝突には時間を要さない。つまり、シート搬送装置99を用いると、精度よく、さらに、時間を要さずに、シートの厚さに応じた負荷トルクを検出することができる。ここで、衝突タイミングの負荷トルクTLxは、シートの厚さに応じているので、シート搬送装置99では、センサを設けることなく、正確にかつ迅速にシートの厚さを検知することができる。
As described above, the
なお、原稿読取装置12にシート搬送装置99が利用されている場合も同様であり、DCモータ102aがレジスト前ローラ93aを駆動する代わりに、原稿読取装置12のDCモータ102bが原稿読取装置12のレジスト前ローラ121を駆動する。そして、このDCモータ102bの駆動電流と角速度とに基づいてDCモータ102bの負荷トルクTLを算出することになる。
The same applies to the case where the
次に、シート搬送装置99での、紙厚に応じた定着温度の設定についての処理フローを図8に示すフローチャートを基に説明する。
Next, a processing flow for setting the fixing temperature according to the paper thickness in the
厚さ検知部101でTLxにより取得した紙厚が、所定値より大きいか否かを判定する(S1)。紙の厚さが所定値より大きいと(S1においてYes)、定着ユニット23における定着温度を標準厚さの用紙の定着温度である第1温度より高い第2温度に設定するよう、主制御部100に信号を送信する(S2)。TLxが所定値以下であると(S1においてNo)、上記定着温度を標準厚さの用紙の定着温度である第1温度に設定するよう、主制御部100に信号を送信する(S3)。
It is determined whether the paper thickness acquired by the
原稿読取装置12がシート搬送装置99を備えている場合、上記と同様のフローにて、検出したシートの厚さに応じて光源ランプの照射光量を調整してもよい。このように調整されると、読取データに裏写りが発生することを防止することができる。具体的には、S1の代わりに、原稿のシート厚が所定値以上か否かを判定する。そして、原稿のシート厚が所定値より小さい(薄い)と判定したら、S3の代わりに、原稿読取装置12におけるランプ光量を低減するよう、主制御部100に信号を送信する。所定値以上であると判定したら、S2の代わりにランプ光量を通常光量に設定するよう、主制御部100に信号を送信する。
When the
最後に、シート搬送装置99は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。具体的には、シート搬送装置99はメモリ、ハードディスクなどの記憶装置によって実現され、シート搬送装置99はコンピュータの中央演算装置(CPU)及びCPUに実行されるソフトウェアにより実現される。このソフトウェアも記憶装置に格納され、メモリに読み出されてCPUにより実行される。
Finally, the
つまり、シート搬送装置99は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるシート搬送装置99の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記文字変換装置10に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
That is, the
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。 Examples of the recording medium include a tape system such as a magnetic tape and a cassette tape, a magnetic disk such as a floppy (registered trademark) disk / hard disk, and an optical disk such as a CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R. Card system such as IC card, IC card (including memory card) / optical card, or semiconductor memory system such as mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM.
また、シート搬送装置99を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
Further, the
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible in the range shown to the claim. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、シートを搬送して処理を行う装置、例えば画像形成装置や原稿読取装置に好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used for an apparatus that conveys and processes a sheet, for example, an image forming apparatus or a document reading apparatus.
11 画像形成装置
12 原稿読取装置
99 シート搬送装置
29,120 レジストローラ(突き当て部材)29、
93a,121 レジスト前ローラ(シート搬送部材)
100 主制御部
101 厚さ検知部(衝突タイミング負荷トルク検知手段、シート厚検知手段)
102a,102b レジスト前ローラ駆動モータ(駆動部)
111 負荷トルク算出部(負荷トルク検出手段)、
112 負荷トルク変動検出部(負荷トルク変動検出手段)
DESCRIPTION OF
93a, 121 Pre-registration roller (sheet conveying member)
100
102a, 102b Pre-registration roller drive motor (drive unit)
111 load torque calculation unit (load torque detection means),
112 Load torque fluctuation detecting unit (load torque fluctuation detecting means)
Claims (10)
突き当て部材と、
シートを上記突き当て部材に突き当てるシート搬送部材と、
上記シート搬送部材の駆動部の負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、
上記負荷トルクの変動を検出し、上記シートが上記突き当て部材に衝突した衝突タイミングを検出する負荷トルク変動検出手段と、
上記衝突タイミングでの上記負荷トルクを、上記シートの厚さに応じた負荷トルクとして出力する衝突タイミング負荷トルク検知手段と、
を備えることを特徴とするシート搬送装置。 In the sheet conveying device,
An abutting member;
A sheet conveying member that abuts the sheet against the abutting member;
Load torque detecting means for detecting the load torque of the drive section of the sheet conveying member;
Load torque fluctuation detecting means for detecting a fluctuation of the load torque and detecting a collision timing at which the seat collides with the abutting member;
A collision timing load torque detecting means for outputting the load torque at the collision timing as a load torque according to the thickness of the seat;
A sheet conveying apparatus comprising:
上記駆動部は、上記レジストローラに上記シートを突き当てることを特徴とする請求項1または2に記載のシート搬送装置。 The abutting member is a registration roller that temporarily stops the conveyance of the sheet,
The sheet conveying device according to claim 1, wherein the driving unit abuts the sheet against the registration roller.
上記シート搬送部材の駆動部の負荷トルクを検出する負荷トルク検出ステップと、
上記負荷トルクの変動を検出し、上記シートが上記突き当て部材に衝突した衝突タイミングを検出する負荷トルク変動検出ステップと、
上記衝突タイミングでの上記負荷トルクをシートの厚さに応じた負荷トルクとして出力する衝突タイミング負荷トルク検知ステップと、
を含むことを特徴とするシート厚検知方法。 A sheet thickness detection method in a sheet conveying apparatus provided with a sheet conveying member for abutting a sheet against an abutting member,
A load torque detecting step for detecting a load torque of the driving portion of the sheet conveying member;
A load torque fluctuation detecting step for detecting a fluctuation of the load torque and detecting a collision timing at which the seat collides with the abutting member;
A collision timing load torque detection step of outputting the load torque at the collision timing as a load torque according to the thickness of the seat;
A sheet thickness detection method comprising:
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