JP4972486B2 - カール測定装置、カール測定方法、および画像形成装置 - Google Patents

カール測定装置、カール測定方法、および画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、外部装置から排出された用紙を、所定の後処理を実行する用紙後処理装置に搬送する場合に、用紙の湾曲状態を検出するカール測定装置、カール測定方法、および該カール測定装置を用いた画像形成装置に関する。
画像形成が行われて排出された用紙を、ステイプルなどの後処理を行う用紙後処理装置に搬送する場合に、用紙が湾曲することによりその先端部が折れる等の搬送不良が生じる場合がある。このような搬送不良に対し、画像形成後の転写紙(用紙)のカール量(湾曲量)を検出し、その検出したカール量と予め設定されたカール量の許容レベルとを比較して、検出したカール量が許容レベルを超過している場合には、ジャム等が発生する可能性のある危険な状態である旨の警告を表示するカール量検知装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特許第2579636号明細書
しかしながら、上記特許文献1の技術のように、画像形成が行われて排出された用紙(転写紙)の湾曲量が許容レベルを超過している場合に警告の表示を行っても、画像形成が行われて排出された用紙の湾曲高さが正確に検出できなかった場合には、誤った警告を表示したり、許容レベル以上の湾曲量の用紙を用紙後処理装置内に送出してしまうことがある。そうすると、用紙後処理装置において、許容レベル以上の湾曲量の用紙に対して後処理が行われることになり、用紙の正確な後処理を行うことができない場合があった。
例えば、用紙後処理装置でステイプルなどの後処理が行われる場合は、ステイプルトレイ内部で用紙が複数枚保持された後にそれらの用紙が整合され、その整合された用紙にステイプル処理がなされることで用紙束が結束される。その際、用紙後処理装置内の用紙が、許容レベルを超過した湾曲量であって、それぞれ異なる湾曲状態にある場合は、用紙の整合が不揃いとなって、ステイプル処理を行った用紙束に不揃い箇所が発生して、正確な後処理を行うことができない場合があった。
従って、用紙それぞれの湾曲状態(高さ)を検出し、その検出結果に基づいて用紙後処理装置内における用紙の整合の調整を行う必要があるが、用紙の湾曲状態はそれぞれ異なるため、その湾曲状態の検出が困難であった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、用紙の中央部から端部までの湾曲高さを正確に算出することができるとともに、その算出した用紙の湾曲高さに基づいて用紙後処理装置内での用紙の整合を行うことで正確な後処理を行うことができるカール測定装置、カール測定方法、および画像形成装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、外部装置から排出された用紙を前記用紙に対して所定の後処理を実行する用紙後処理装置に搬送する搬送路の一部を形成し、湾曲した前記用紙を受入れ可能であって、受入れた前記用紙を前記用紙後処理装置へ案内する案内部と、前記案内部を搬送される前記用紙の中央部を検知する第1検知手段と、前記用紙の搬送方向に対して略直交方向に前記第1検知手段と離隔して設けられ、前記案内部を搬送される前記用紙の前記略直交方向における第1の端部を検知する第2検知手段と、前記第1検知手段による前記用紙の中央部の検知時と、前記第2検知手段による前記用紙の前記第1の端部の検知時との時間差に基づいて、前記用紙の中央部から前記第1の端部までの湾曲高さを算出する制御手段と、を備えることを特徴とするカール測定装置である。
また、請求項にかかる発明は、請求項に記載のカール測定装置において、前記用紙の前記略直交方向に前記第1検知手段と離隔し、前記第2検知手段と異なる位置に設けられ、前記案内部を搬送される前記用紙の前記略直交方向における第2の端部を検知する第3検知手段を備え、前記制御手段は、さらに、前記第2検知手段による前記用紙の前記第1の端部の検知時と、前記第3検知手段による前記用紙の前記第2の端部の検知時との時間差に基づいて、前記略直交方向に対する前記用紙の傾きを算出することを特徴とする。
また、請求項にかかる発明は、外部装置から排出された用紙を前記用紙に対して所定の後処理を実行する用紙後処理装置に搬送する搬送路の一部を形成し、湾曲した前記用紙を受入れ可能な案内部によって、受入れた前記用紙を前記用紙後処理装置へ案内する案内工程と、第1検知手段によって前記案内部を搬送される前記用紙の中央部を検知する第1検知工程と、前記用紙の搬送方向に対して略直交方向に前記第1検知手段と離隔して設けられた第2検知手段によって、前記案内部を搬送される前記用紙の前記略直交方向における第1の端部を検知する第2検知工程と、制御手段によって、前記第1検知手段による前記用紙の中央部の検知時と、前記第2検知手段による前記用紙の前記第1の端部の検知時との時間差に基づいて、前記用紙の中央部から前記第1の端部までの湾曲高さを算出する制御工程と、を含むことを特徴とするカール測定方法である。
また、請求項にかかる発明は、前記外部装置として、前記用紙に画像形成を行う画像形成部と、請求項1に記載のカール測定装置と、前記用紙後処理装置と、を備え、前記用紙後処理装置は、前記カール測定装置によって検出された前記湾曲高さに基づいて前記所定の後処理を行うことを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、湾曲した用紙が搬送されてきた場合に、第1検知手段により搬送される用紙の中央部を検知し、第2検知手段により搬送される用紙の端部を検知し、第1検知手段による用紙の中央部の検知時と、第2検知手段による用紙の第1の端部の検知時との時間差によって、用紙の中央部から端部までの湾曲高さを正確に算出することができるとともに、その算出した用紙の湾曲高さに基づいて用紙後処理装置内での用紙の整合を行うことで正確な後処理を行うことができるという効果を奏する。
以下に、添付図面を参照して、この発明にかかるカール測定装置、カール測定方法、および該カール測定装置を用いた画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態にかかるカール測定装置および用紙後処理装置の構成を示す断面図である。本実施の形態のカール測定装置および用紙後処理装置は、画像形成装置の一部として画像形成装置に搭載されている。画像形成装置は、装置本体における画像形成部(不図示)により用紙に画像形成を行った後、カール測定装置において用紙の湾曲状態を検出し、用紙後処理装置においてカール測定装置による検出結果に基づいた用紙の後処理を実行して、用紙を画像形成装置の外へ排紙するものである。
まず、カール測定装置1について説明する。カール測定装置1は、湾曲した用紙の湾曲部の高さ(湾曲状態)を検出するものである。図1に示すように、カール測定装置1は、画像形成装置本体で画像形成が行われた後に、その装置本体から排出されて矢印P方向に搬送されてきた用紙を受入ガイド部3によって受け入れ、受け入れた用紙の湾曲部の高さを測定して、搬送ローラによりその用紙を用紙後処理装置4内部へ搬送する。
受入ガイド部3は、対向して設けられた2枚の板状部材によって、用紙を矢印C方向に搬送するための搬送路の一部を形成しており、搬送路で用紙後処理装置4に搬送される用紙を平坦な状態にして案内(ガイド)するものである。この2枚の板状部材のうち、搬送路を通過する用紙の表裏における一方側である用紙の裏側、すなわち図1における搬送路の下側に設けられた板状部材が下ガイド部3bである。そして、搬送路を通過する用紙の表裏における他方側である用紙の表側、すなわち図1における搬送路の上側に設けられた板状部材が上ガイド部3aである。図1に示すように、この上ガイド部3aは、下ガイド部3bの装置本体側の端部より用紙の搬送方向の下流側から用紙後処理装置4へ向けて設けられている。
また、図1に示すように、上ガイド部3aおよび下ガイド部3bの画像形成装置本体側の端部は、所定の角度の傾斜で屈曲して設けられており、湾曲した用紙の受け入れが可能となっている。なお、受入ガイド部3は、湾曲している用紙だけでなく、湾曲していない用紙も受け入れ可能となっている。そして、搬送路の下方、すなわち受入ガイド部3の下方に設けられた複数のセンサ2(センサ2a、2b)によって、その搬送路を搬送される用紙の通過を検知している。
次に、用紙後処理装置4について説明する。用紙後処理装置4は、画像形成が行われた用紙を仕分けするソート処理、複数の用紙を整合して用紙束を綴じるステイプル処理、用紙に穴を開けるパンチ処理、用紙をそのまま排出するストレート排紙処理などの画像形成後の用紙の後処理を行うものである。本実施の形態の用紙後処理装置4については、カール測定装置1から搬送されてきた用紙にステイプル処理を行う場合について説明する。
用紙後処理装置4は、カール測定装置1から受け入れた用紙を、搬送経路であるプレスタック部5で矢印D方向に搬送して、用紙を保持するステイプルトレイ6へと排出する。そして、ステイプルトレイ6へ向かって矢印E方向に搬送された用紙が、用紙の先端を揃える先端ストッパー(不図示)に接触して、複数枚の用紙がステイプルトレイ6に保持される。
次に、ステイプルトレイ6に保持された複数枚の用紙は、タタキコロ8によって下方に落下されるように矢印E方向と反対方向に搬送され、用紙の後端部が基準フェンス7に接触して用紙の後端部が揃えられる。そして、揃えられた用紙は、用紙の膨らみを防止する押さえ部材により押さえられた状態となる。また、矢印E方向と反対方向に搬送される際に、ジョガー13によって用紙の搬送方向における両端部を揃えて、用紙束を整合させている。
整合された用紙束は、ステイプラ9で中央付近が綴じられて、綴じられた用紙束は、放出爪10により上方に持ち上げられていき、ステイプルトレイ6を通過して、排紙トレイ11に排紙される。このように、用紙後処理装置4で用紙を整合してステイプル処理を行う場合において、それぞれ湾曲状態の異なる複数の用紙が搬送されると、タタキコロ8と先端ストッパーとジョガー13と押さえ部材とからなる揃え機構で全て一律の動作により用紙を揃えても、用紙を正確に整合することができず、正確なステイプル処理(後処理)を実行することができない。従って、本実施の形態では、それぞれの用紙の湾曲状態を検出した検出結果を用いて揃え機構を調整して、それぞれの用紙の湾曲状態に合わせた揃え動作を行うことで、用紙後処理装置4において複数の用紙を正確に整合して、正確な後処理を実行するものである。以下、カール測定装置1による用紙の湾曲状態の検出について説明する。
以下では、受入ガイド部3およびセンサ2の詳細について図を参照して説明する。図2は、受入ガイド部およびセンサの詳細を示す説明図である。図2に示した受入ガイド部3の下ガイド部3bおよびセンサ2は、図1におけるカール測定装置の内部をその上方から見た図である。
図2に示す下ガイド部3bは、上述したように、画像形成装置本体から排出された用紙12を用紙後処理装置4へ搬送する搬送路の下側に配置されている。この下ガイド部3bには、画像形成装置本体から排出された用紙12を下ガイド部3bにより受け入れて、かつ上ガイド部3aにより受入れられる前に検知可能な位置(検知位置X)に孔部が設けられている。そして、下ガイド部3bの裏面には、その孔部の位置に合わせて用紙12を検知するセンサ2a、2bとが設置されている。
センサ2bは、搬送されてきた用紙12の搬送方向に対して略直交方向における用紙12の中央部12b付近を検知するものである。また、センサ2aは、搬送されてきた用紙12の搬送方向に対して略直交方向における用紙12のそれぞれの端部12a付近を検知するものであり、用紙12の中央部12bを検知するセンサ2bとは離隔した位置で、用紙12の端部12aが検知可能な位置(検知位置X)に設けられている。このセンサ2a、2bは、例えば赤外線センサなどである。
ここで、赤外線センサとは、発光素子と受光素子より構成されており、発光素子から赤外線を発光し、受光素子が物体(用紙)からの反射光を検出したか否かにより物体(用紙)の有無を判断するものである。従って、本実施の形態では、下ガイド部3bの裏面に設置されたセンサ2a、2bにより出射された赤外線は、下ガイド部3bに設けられた孔部を通過し、用紙からの反射光も同じく孔部を通過してセンサ2a、2bにより受光(検出)されることになる。
本実施の形態では、センサ2a、2bとして赤外線センサを用いて用紙の通過の有無を検出しているが、これに限定されることなく、用紙が通過したか否かを検出できるものであればいずれのセンサを用いてもよい。
図2に示すように、センサ2aおよびセンサ2bは、用紙12の搬送方向に対して略直交方向に並んで配置されている。これは、画像形成装置本体から同じ距離だけ離れた検知位置Xで、センサ2aとセンサ2bとが、それぞれ用紙12の中央部12bと端部12aとを検知した時間を計測するためである。
ここで、センサ2による用紙12の検知について説明する。以下では、湾曲している用紙12が搬送されてきた場合について説明する。図3は、時刻T1における用紙の搬送状態を示す図である。図3の上図は、図2に示す受入ガイド部3におけるA−A断面図となっており、図3の下図は図2に示す受入ガイド部3におけるB−B断面図となっている。また、図4は、図3の時刻T1より時間tが経過した後の時刻T2における用紙の搬送状態を示す図である。図4においても図3と同様に、上図が図2におけるA−A断面図となっており、下図が図2におけるB−B断面図となっている。図3、4において、用紙12は矢印C方向に搬送されている。
時刻T1においては、図3の下図に示すように、センサ2bは、検知位置Xにおいて用紙12の中央部12bの先端部を検知した状態であって、図3の上図に示すように、センサ2aは、用紙12が湾曲していることからまだ用紙12の端部12aの先端部が検知位置Xまで搬送されておらず、用紙12の端部12aを検知していない状態である。そして、時刻T1から時間tが経過した後の時刻T2においては、図4の下図に示すように、センサ2bは、用紙12の中央部12bの先端部が検知位置Xを通過した後の用紙12の端部12aを検知している状態であって、図3の上図に示すように、センサ2aは、検知位置Xにおいて用紙12の端部12aの先端部を検知した状態である。
つまり、用紙12が湾曲していることから検知位置Xにおける用紙12の中央部12bと端部12aとの検知時刻が異なるため、時刻T1には、センサ2bにより用紙12の中央部12bの先端部を検知しており、時間tが経過した後の時刻T2には、センサ2aにより用紙12の端部12aの先端部を検知している。従って、時間tが、用紙12の中央部12bの検知時と端部12aの検知時の時間差となる(時間差t)。そして、その時間差tに基づいて、不図示の制御部が用紙12の中央部12bから端部12aまでの用紙12の湾曲高さhを算出する。
時間差tを用いた湾曲部の高さhの算出方法は、以下のような方法で算出すればよい。例えば、用紙の中央部と端部との検知時刻の時間差とその時間差による用紙の湾曲部の高さとを対応させたテーブルを、画像形成装置本体やカール測定装置1の内部に設けた記憶部(不図示)に保存しておく。そして、検知した用紙の中央部と端部との時間差tとをキーとして、記憶部に保存してある上述のテーブルを参照して、検知した時間差に対応する湾曲部の高さhを抽出することで、用紙の湾曲高さhを算出する。
次に、受入ガイド部3により画像形成装置本体から排出されてきた用紙12を受け入れて搬送する流れについて説明する。ここで、上記と同様に、湾曲している用紙12を搬送する場合について説明する。
まず、右側の画像形成装置本体から用紙12が排出されて搬送されてくると、受入ガイド部3の下ガイド部3bのみが搬送されてきた用紙12を受け入れる。そして、下ガイド部3bが搬送されてきた用紙12を受け入れ、かつ上ガイド部3aが用紙12を受け入れていない状態において、下ガイド部3bの下方に設けられたセンサ2aおよびセンサ2bによって用紙12が検知される。
すなわち、用紙12が湾曲している場合、まずセンサ2bが用紙12の中央部12bの先端部を検知して、時間tが経過した後、センサ2aが用紙12の端部12aの先端部を検知する。そして、センサ2a、2bにより検知した用紙12の中央部12bと端部12aの検知時刻の差である時間t(時間差t)から、不図示の制御部により搬送路に受け入れられている用紙12の中央部12bから用紙12の端部12aまでの距離、すなわち用紙12の湾曲部の高さh(図3、4参照)を算出する。
そして、用紙12が矢印C方向に搬送されていくと、受入ガイド部3の上ガイド部3aも用紙12を受け入れ、上ガイド部3aと下ガイド部3bとにより形成された搬送路に沿って用紙12を用紙後処理装置4へ搬送する。
上述のように湾曲部の高さhが算出された用紙12が用紙後処理装置4へ搬送されると、ステイプル処理(後処理)が行われる。そして、用紙後処理装置4においてステイプル処理を行う際に、カール測定装置1で検出された用紙12の湾曲部の高さhの数値に基づいて、揃え機構(タタキコロ8と先端ストッパーとジョガー13と押さえ部材)の動作を調整する。例えば、湾曲部の高さhが高い場合は、用紙12の両側を揃えるジョガー13の移動距離を多くする調整を行うことで、用紙12を傾かせることなく正確に整合して、用紙12の後端部を基準フェンス7の所定位置に接触させる。また、湾曲部の高さhが低い場合は、用紙12の両側を揃えるジョガー13の移動距離を少なくする調整を行うことで、同様に、用紙12を正確に整合して基準フェンス7の所定位置に接触させる。こうして、用紙12の束を整合する際に発生する揃え不良を低減することによって正確に整合された用紙12の束にステイプル処理を行うと、正確なステイプル処理、すなわち後処理を行うことができることになる。
以上のように、本実施の形態のカール測定装置1は、用紙12の中央部12b付近と端部12a付近とを同時に検知し、用紙12の中央部12bと端部12aとの検知時間の差に基づいて用紙12の湾曲部の高さhを検出することで、用紙12が湾曲していても、用紙12の中央部12b(搬送路)から端部12aまでの高さを正確に算出することができる。また、本実施の形態の用紙後処理装置4は、カール測定装置1による用紙12の湾曲部の高さhの検出結果に基づいて用紙後処理装置4内での用紙12の整合を行うことで、用紙12のステイプル処理などの後処理を正確に行うことができる。
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、複数のセンサによって用紙の中央部と端部を検知した場合の時間差により用紙の湾曲部の高さを算出していたが、本実施の形態では、さらに、複数のセンサによって用紙の一方の端部と他方の端部とを検知した場合の時間差により用紙の傾きを算出して、その傾きを利用してより正確な用紙の湾曲部の高さを算出するものである。
まず、第2の実施の形態のカール測定装置および用紙後処理装置の構成は、第1の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
図5は、受入ガイド部とセンサの詳細を示す説明図である。図5に示した受入ガイド部3の下ガイド部3bおよびセンサ23(センサ23a、23b、23c)は、カール測定装置の内部をその上方から見た図であって、第1の実施の形態の図2における下ガイド部3bとセンサ2a、2bの配置位置と同様である。
図5に示すように、画像形成装置本体から用紙22が傾いて搬送されてきた場合、すなわち、搬送方向の略直交方向に対して用紙22の先端の一辺が傾きを有して搬送されてきた場合について説明する。まず、時刻S1において、センサ23cが用紙22の一方の端部22cの先端を検知する。そして、用紙22が矢印C方向に搬送され、時間sが経過した後の時刻S2において、センサ23aが用紙22の他方の端部22aの先端を検知する。
つまり、用紙22の先端の一辺が搬送方向の略直交方向に対して傾いて搬送されることから、検知位置Xによる用紙22の端部22cと端部22aとの検知時刻が異なるため、時刻S1には、センサ23cにより用紙22の端部22cの先端部を検知し、時間sが経過した後の時刻S2には、センサ23aにより用紙22の端部22aの先端部を検知している。従って、時間sが、用紙22の端部22cの検知時と端部22aの検知時の時間差となる(時間差s)。そして、その時間差sに基づいて、不図示の制御部が用紙22の傾きを算出する。
具体的には、不図示の制御部は、時間差sに予め求めた用紙22の搬送速度を乗じることによって、用紙22の端部22c端部22aの搬送方向における距離L(図5参照)を算出する。そして、用紙22の搬送方向の先端の一辺は予め定まっているため、距離Lと用紙22の先端の一辺の距離とから、用紙22の搬送方向の略直交方向に対する用紙22の傾きを算出することができる。そして、第1の実施の形態における用紙の湾曲部の高さを検出する際に、本実施の形態において算出した用紙22の傾きを利用することで、用紙の湾曲部の高さをより正確に検出することが可能となる。
以上のように、本実施の形態のカール測定装置1は、用紙22の端部22cと端部22aとを検知した時間の差に基づいて用紙22の傾きを算出し、算出した用紙22の傾きを利用することで、用紙12の中央部12b(搬送路)から端部12aまでの高さをより正確に算出することができる。また、本実施の形態の用紙後処理装置4は、カール測定装置1による用紙22の湾曲部の高さの検出結果に基づいて用紙後処理装置4内での用紙22の整合を行うことで、用紙22のステイプル処理などの後処理を正確に行うことができる。
第1の実施の形態にかかるカール測定装置および用紙後処理装置の構成を示す断面図である。 受入ガイド部およびセンサの詳細を示す説明図である。 時刻T1における用紙の搬送状態を示す図である。 時刻T1より時間tが経過した後の時刻T2における用紙の搬送状態を示す図である。 受入ガイド部とセンサの詳細を示す説明図である。
符号の説明
1 カール測定装置
2a、2b センサ
3 受入ガイド部
3a 上ガイド部
3b 下ガイド部
4 用紙後処理装置
5 プレスタック部
6 ステイプルトレイ
7 基準フェンス
8 タタキコロ
9 ステイプラ
10 放出爪
11 排紙トレイ
12 用紙
12a 端部
12b 中央部
13 ジョガー
22 用紙
22a、22c 端部
23a、23b、23c センサ

Claims (4)

  1. 外部装置から排出された用紙を前記用紙に対して所定の後処理を実行する用紙後処理装置に搬送する搬送路の一部を形成し、湾曲した前記用紙を受入れ可能であって、受入れた前記用紙を前記用紙後処理装置へ案内する案内部と、
    前記案内部を搬送される前記用紙の中央部を検知する第1検知手段と、
    前記用紙の搬送方向に対して略直交方向に前記第1検知手段と離隔して設けられ、前記案内部を搬送される前記用紙の前記略直交方向における第1の端部を検知する第2検知手段と、
    前記第1検知手段による前記用紙の中央部の検知時と、前記第2検知手段による前記用紙の前記第1の端部の検知時との時間差に基づいて、前記用紙の中央部から前記第1の端部までの湾曲高さを算出する制御手段と、
    を備えることを特徴とするカール測定装置。
  2. 前記用紙の前記略直交方向に前記第1検知手段と離隔し、前記第2検知手段と異なる位置に設けられ、前記案内部を搬送される前記用紙の前記略直交方向における第2の端部を検知する第3検知手段を備え、
    前記制御手段は、さらに、前記第2検知手段による前記用紙の前記第1の端部の検知時と、前記第3検知手段による前記用紙の前記第2の端部の検知時との時間差に基づいて、前記略直交方向に対する前記用紙の傾きを算出することを特徴とする請求項に記載のカール測定装置。
  3. 外部装置から排出された用紙を前記用紙に対して所定の後処理を実行する用紙後処理装置に搬送する搬送路の一部を形成し、湾曲した前記用紙を受入れ可能な案内部によって、受入れた前記用紙を前記用紙後処理装置へ案内する案内工程と、
    第1検知手段によって前記案内部を搬送される前記用紙の中央部を検知する第1検知工程と、
    前記用紙の搬送方向に対して略直交方向に前記第1検知手段と離隔して設けられた第2検知手段によって、前記案内部を搬送される前記用紙の前記略直交方向における第1の端部を検知する第2検知工程と、
    制御手段によって、前記第1検知手段による前記用紙の中央部の検知時と、前記第2検知手段による前記用紙の前記第1の端部の検知時との時間差に基づいて、前記用紙の中央部から前記第1の端部までの湾曲高さを算出する制御工程と、
    を含むことを特徴とするカール測定方法。
  4. 前記外部装置として、前記用紙に画像形成を行う画像形成部と、
    請求項1に記載のカール測定装置と、
    前記用紙後処理装置と、を備え、
    前記用紙後処理装置は、前記カール測定装置によって検出された前記湾曲高さに基づいて前記所定の後処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
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