JP7344467B2 - 検出装置、給送装置、画像形成装置および連れ回り状態検出方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施形態に係る給送装置が適用される画像形成装置の概略構成図である。原稿Dは、原稿搬送部10によって、図中の矢印方向に搬送(給送)されて、原稿読込部2上を通過し、原稿読込部2で画像情報が光学的に読み取られる。読み取られた画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Lが、露光部3(書込部)から作像部4の感光体ドラム5上に照射される。作像部4において、所定の作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程)を経て、感光体ドラム5上に画像情報に対応した画像(トナー像)が形成される。
給送機構52は、フィードローラ53、ピックアップローラ54、分離ローラ55等で構成されたいわゆるFRR給紙方式のものである。ピックアップローラ54は、アーム58やソレノイドにより載置部43に載置されたシートP(最上方のシートP1)に対して接離可能に構成されている。フィードローラ53は、給送モータ110(図7参照)の駆動力によりシートを給送する方向に回転駆動する。分離ローラ55は、フィードローラ53との間の分離ニップ部に複数枚のシートPが挟持されたときに、その複数枚のシートPのうち最上方のシートPのみがフィードローラ53の回転に沿って給送方向に給送されるように下方のシートPを最上方のシートPに対して分離させる分離部材として機能する。符号59は給送機構52から送られたシートを搬送する搬送ローラである。
図4に示すように、軸ホルダ63の軸方向両側面の取付軸60が支持された側と反対側には、それぞれ回動支点63Aが設けられている。回動支点63Aは、装置のフレーム64に設けられたホルダ保持部64aに揺動可能に支持されている(図3参照)。また、軸ホルダ63は、付勢部材によりフィードローラ側に付勢力fで付勢されている。これにより、分離ローラ55は、回動支点63Aを支点にしてフィードローラ53に対して接離可能となり、フィードローラ53の偏芯、分離ローラ55の偏芯や、経時でのローラの磨耗による外径減少があってもそれに追従して給紙ローラに接するよう構成されている。
図5(a)に示すように、載置部43にシートがセットされたときは、シートはセットされた位置から搬送される。このとき、2枚のシートが、ピックアップローラ54により給送され、2枚のシートが分離ニップ部に進入すると、図5(b)に示すように、最上方のシートが、フィードローラ53の駆動力により給送され、2枚目のシートは、分離ローラ55の駆動力により戻されて分離ニップ部から載置部43へ向けて排出される。このとき、2枚目のシートは、セットされた位置まで戻らず、図5(c)に示すように、分離ニップ部の手前の位置に先端が位置する。その結果、2枚目のシートについては、セットされた位置よりも手前で給送されることになり、給送開始から下流のシート検知センサにシート先端が到達するタイミングが、1枚目のシートよりも早まってしまう。よって、給送開始から下流のシート検知センサにシート先端が到達するタイミングが、シート先端の位置によってもばらついてしまうため、給送開始から下流のシート検知センサにシート先端が到達するタイミングに基づいて、フィードローラ53や分離ローラ55の摩擦力低下を精度よく判定できないのである。
図6に示すように、エンコーダ200により、分離ローラ55の連れ回り方向の回転状態を直接観察、測定することで、分離ローラ55の連れ回り状態を検出し、フィードローラ53、分離ローラ55の摩擦力低下を判定する従来例もある。エンコーダ200は、分離ローラ55に取り付けられたエンコーダディスク201と、装置のフレーム64に取り付けられたエンコーダセンサ202とを有する。このように、エンコーダ200で分離ローラ55の回転状態を直接観察、測定することで、フィードローラ53、分離ローラ55の摩擦力低下を精度よく判定することができる。
同図において、制御部100は、CPU、RAM、ROMなどから構成され、各種の機器の駆動を制御したり、各種の演算処理をしたりするものである。この制御部100には、通信部130、記憶部140、操作表示部80、給送モータ110および振動計測装置120などが接続されている。
図8に示す振動計測装置120は、静電容量方式であって、取付軸60に所定の距離を開けて対向する対向電極121と、静電容量検出回路122と、振動検出回路123と備えている。
図9(a)は、対向電極121を円弧状として、取付軸60と同心円状の位置に配置するとともに、図中一点鎖線に示す分離ローラ55の接離方向(回動支点63Aを支点にした揺動方向)に対して直交するように対向電極121を配置したものである。
図10に示す振動計測装置120は、渦電流方式であって、取付軸60に所定の距離を開けて対向配置されたセンサコイル124と、発振器125と、共振回路126と、検波回路127と、振動検出回路123と備えている。
図11(a)に示すように、センサコイル124を、図中一点鎖線に示す分離ローラ55の接離方向上に配置してもよいし、図11(b)に示すように、図中破線に示すフィードローラ53の回転中心O3と分離ローラ55の回転中心Oとを結んだ線上に配置してもよい。上述したように、分離ローラ55の回動支点63Aを支点にした揺動の角度は僅かであり、シート給送方向(図中左右方向)の変位は僅かであるので、図11(a)に示すように配置しても、図11(b)に示すように配置しても、検出精度に大きな差はない。
図12は、振動計測装置120が計測した振動データの一例を示す図であり、図13は、図12に示す振動データを、フィードローラ53の偏心による分離ローラ55の振動成分と、分離ローラ55の偏心による分離ローラ55の振動成分と、その他の振動成分とに分解した図である。図13(a)が、フィードローラ53の偏心による分離ローラ55の振動成分であり、図13(b)が、分離ローラ55の偏心による分離ローラ55の振動成分であり、図13(c)が、その他の振動成分である。
K=(Vr/Vf)×100・・・(式1)
Vr=(2π×Rr)/Tr・・・(式2)
Vf=(2π×Rf)/Tf・・・(式3)
となる。
K=(Rr/Rf)×(Tf/Tr)×100・・・(式4)
となる。
まず、制御部100は、給送枚数が規定枚数に到達したら(S1のYes)、メンテナンスフラグを立てる。そして、載置部43にシートPが無くなったときにメンテナンスフラグが立っていれば、連れ回り検出モードを実行する(S2のYes,S3)。
(態様1)
フィードローラ53などの駆動部材に対して従動回転する分離ローラ55などの従動部材の連れ回り状態を検出する検出装置において、従動部材の振動を計測する振動計測装置120などの振動計測手段を設け、振動計測手段の計測結果に基づいて、従動部材の連れ回り状態を検出する。
分離ローラ55などの従動部材の偏心などにより、従動部材はフィードローラ53などの駆動部材に対して連れ回りすると、従動部材の回転周期で従動部材が振動する。従って、従動部材の振動の周期から、従動部材が一回転するのにかかった時間がわかり、その時間から従動部材の連れ回り状態を検出することができる。よって、振動計測装置120などの振動計測手段の計測結果に基づいて、従動部材の連れ回り状態を検出することができる。
振動計測手段として、静電容量方式や渦電流方式を用いることができる。静電容量方式においては、従動部材の軸に対向するように対向電極121を配置すればよく、渦電流方式では、従動部材の軸に対向するようにセンサコイル124などのコイルを配置すればよい。このように、従動部材の振動に基づいて、従動部材の連れ回り状態を検出するようにすることで、従動部材の周囲の配置部品を、一部品にすることが可能となる。これにより、エンコーダディスク201と、エンコーダディスク201の被検知部を検知するためのエンコーダセンサ202との2部品を従動部材の周囲に配置する必要があるエンコーダ200を用いて従動部材の回転速度を測定し、従動部材の回転速度から従動部材の連れ回り状態を検出するものに比べて、従動部材の周囲に配置する部品点数を削減することが可能となり、装置の構造を簡素化することができる。
態様1において、振動計測装置120などの振動計測手段の振動データなどの計測結果から、分離ローラ55などの従動部材の振動数または従動部材の振動の周期を求め、従動部材の連れ回り状態(本実施形態では、順転率K)を検出する。
実施形態で説明したように、分離ローラ55などの従動部材の偏心による従動部材の振動は、従動部材一回転周期の振動である。従動部材がフィードローラ53などの駆動部材に対してスリップして、一回転する時間が長くなれば、従動部材の偏心による従動部材の振動の周期が長くなる。従って、従動部材の偏心による従動部材の振動により、従動部材の連れ回り状態を検出することができる。また、振動数は、周期の逆数であるため、振動数からでも、従動部材の連れ回り状態を検出することができる。
態様1または2において、振動計測装置120などの振動計測手段は、分離ローラ55などの従動部材の取付軸60などの軸に対向する対向電極121を有し、軸と対向電極121との間の静電容量に基づいて、従動部材の振動を測定する。
これによれば、実施形態で説明したように、軸と対向電極121との距離が変化することで、静電容量が変化するので、静電容量から、従動部材の振動を検出することができる。
また、従動部材の周囲に対向電極121の一部品配置すれば、従動部材の振動を検出して、従動部材の連れ回り状態を検出することができる。これにより、エンコーダにより従動部材の回転速度を検出し、従動部材の回転速度から連れ回り状態を検出するものに比べて、従動部材の周囲に配置する部品点数を削減することができ、装置構造の簡素化や、装置のコストダウンを図ることができる。
さらに、非接触で従動部材の振動を検知することで、従動部材の回転などが阻害されることもない。
態様3において、対向電極121は、分離ローラ55などの従動部材の軸方向から見たとき、従動部材の変位の方向に対して交差するように配置した。
これによれば、実施形態で説明したように、従動部材の振動により対向電極121と軸との距離が変化し、静電容量から、従動部材の振動を検出することができる。
態様3または4において、対向電極121の少なくとも取付軸60などの軸との対向面を円弧状とし、対向電極121を、軸と同心円状に配置した。
これによれば、実施形態で説明したように、対向電極121が平板のもの比べて、対向電極121のシート給送方向両端側と軸との距離を近づけることができ、対向電極121が平板のもの比べて感度を上げることができる。
態様1または2において、振動計測装置120などの振動計測手段は、分離ローラ55などの従動部材の取付軸60などの軸に対向するセンサコイル124などのコイルを有し、軸に渦電流を発生させ、軸とコイルとの距離に応じたコイルのインピーダンスの変化に基づいて、従動部材の振動を計測する。
これによれば、従動部材の周囲にセンサコイル124などのコイルの一部品配置すれば、従動部材の振動を検出して、従動部材の連れ回り状態を検出することができる。これにより、エンコーダにより従動部材の回転速度を検出し、従動部材の回転速度から連れ回り状態を検出するものに比べて、従動部材の周囲に配置する部品点数を削減することができ、装置構造の簡素化や、装置のコストダウンを図ることができる。
さらに、非接触で従動部材の振動を検知することで、従動部材の回転などが阻害されることもない。
態様1乃至6いずれかにおいて、従動部材が、シートを送り出す方向に回転駆動されるフィードローラ53に当接して分離ニップを形成し、分離ニップに複数のシートが給送されたときはトルクリミッタ62の作用により連れ回りが停止、または、連れ回り方向とは逆方向に回転駆動する分離ローラ55である。
これによれば、シートPに含まれる炭酸カルシウムの付着による摩擦力低下による連れ回り状態の悪化を良好に検知することができる。
シートを送り出す方向に回転駆動されるフィードローラ53と、フィードローラ53に当接して分離ニップを形成し、分離ニップに複数のシートが給送されたときにトルクリミッタ62の作用により連れ回りが停止、または、連れ回り方向とは逆方向に回転駆動する分離ローラ55と、分離ローラ55のフィードローラ53との連れ回り状態を検出する検出装置とを備えた給送装置において、検出装置として態様1乃至7いずれかの検出装置を用いた。
これによれば、実施形態で説明したように、装置の構造を簡素化を図れ、かつ、精度よく分離ローラ55の連れ回り状態を検出することができる。
態様8において、分離ローラ55の連れ回り状態の検出は、分離ニップにシートが狭持されない状態のとき(本実施形態では、載置部43にシートがないとき)に行う。
これによれば、実施形態で説明したように、シート分離の影響を受けずに、分離ローラ55の連れ回り状態を検出することができ、精度よく分離ローラ55の連れ回り状態を検出することができる。
態様8または9において、検出装置の検出結果に基づいて、フィードローラ53および分離ローラ55の少なくとも一方の表面を清掃する。
これによれば、実施形態で説明したように、検出装置の検出結果に基づいて、分離ローラ55の連れ回り状態が悪くなる前などの最適なタイミングで、分離ローラ55やフィードローラ53に付着した炭酸カルシウムや紙粉などの付着物を除去して、分離ローラ55の連れ回り状態の改善を図ることができる。これにより、ジャムの発生を良好に抑制することができる。
態様10において、フィードローラ53および分離ローラ55の少なくとも一方の表面の清掃を清掃後、検出装置により分離ローラ55の連れ回り状態を検出し、その検出結果に基づいて、再度、フィードローラ53および分離ローラ55の少なくとも一方の表面の清掃をするか否かを決定する。
これによれば、実施形態で説明したように、清掃により十分に分離ローラ55の連れ回り状態が回復していないときは、再度、空駆動モードを実行してフィードローラ53および分離ローラ55の少なくとも一方の表面の清掃をすることができる。これにより、確実に、分離ローラ55の連れ回り状態の回復を図ることができ、より一層、ジャムの発生を抑制することができる。
態様11において、複数回、フィードローラ53および分離ローラ55の少なくとも一方の表面の清掃を行っても、分離ローラ55の連れ回り状態が所定の状態まで回復しないときは、ユーザーに分離ローラ55のメンテナンスが必要な旨を報知する。
これによれば、実施形態で説明したように、空駆動モードを複数回実行して、フィードローラ53および分離ローラ55の少なくとも一方の表面の清掃を行っても、分離ローラ55の連れ回り状態が所定の状態まで回復しないときは、分離ローラ55などの寿命や、手動の清掃でないと、とれない汚れが分離ローラ55の表面やフィードローラ53の表面に付着しているおそれがある。
よって、複数回、フィードローラ53および分離ローラ55の少なくとも一方の表面の清掃を行っても、分離ローラ55の連れ回り状態が所定の状態まで回復しないときは、ユーザーに分離ローラ55およびフィードローラ53のメンテナンスが必要な旨を報知することで、ローラの交換や手動による清掃などの適切なメンテナンスを行うことができる。
態様11または12において、複数回、フィードローラ53および分離ローラ55の少なくとも一方の表面の清掃を行っても、分離ローラ55の連れ回り状態が所定の状態まで回復しないときは、累計給送枚数などの給送情報に基づいて、分離ローラ55およびフィードローラ53の寿命を判定し、寿命と判定したときは、ユーザーに少なくとも分離ローラ55およびフィードローラ53の交換が必要な旨を報知する。
これによれば、実施形態で説明したように、ユーザーに対して、適切なメンテナンスを指示することができる。
シートを給送する給送装置を備え、給送装置により給送されたシートに画像を形成する画像形成装置において、給送装置として、態様8乃至13いずれかの給送装置を用いた。
これによれば、ジャムの発生の抑制を図ることができる。
13 :給送装置
16 :手差しトレイ
43 :載置部
52 :給送機構
53 :フィードローラ
54 :ピックアップローラ
55 :分離ローラ
58 :アーム
60 :取付軸
62 :トルクリミッタ
63 :軸ホルダ
63A :回動支点
64 :フレーム
64a :ホルダ保持部
80 :操作表示部
100 :制御部
110 :給送モータ
120 :振動計測装置
121 :対向電極
122 :静電容量検出回路
123 :振動検出回路
124 :センサコイル
125 :発振器
126 :共振回路
127 :検波回路
130 :通信部
140 :記憶部
K :順転率
L :露光光
P :シート
Rf :フィードローラの半径
Rr :分離ローラの半径
Tf :フィードローラの一回転周期
Tr :分離ローラの一回転周期
Claims (15)
- 駆動部材に対して従動回転する従動部材の連れ回り状態を検出する検出装置において、
前記従動部材の軸に対向する対向電極を有し、前記軸と前記対向電極と間の静電容量に基づいて、前記従動部材の振動を計測する振動計測手段を設け、
前記振動計測手段の計測結果に基づいて、前記従動部材の連れ回り状態を検出することを特徴とする検出装置。 - 請求項1に記載の検出装置において、
前記対向電極は、前記従動部材の軸方向から見たとき、前記従動部材の変位の方向に対して交差するように、配置したことを特徴とする検出装置。 - 請求項1または2に記載の検出装置において、
前記対向電極の前記軸との対向面を円弧状とし、
前記対向電極を、前記軸と同心円状に配置したことを特徴とする検出装置。 - 駆動部材に対して従動回転する従動部材の連れ回り状態を検出する検出装置において、
前記従動部材の軸に対向するコイルを有し、前記軸に渦電流を発生させ、前記軸と前記コイルとの距離に応じた前記コイルのインピーダンスの変化に基づいて、前記従動部材の振動を計測する振動計測手段を設け、
前記振動計測手段の計測結果に基づいて、前記従動部材の連れ回り状態を検出することを特徴とする検出装置。 - 請求項1乃至4いずれか一項に記載の検出装置において、
前記振動計測手段の計測結果から、前記従動部材の振動の周期を求め、前記従動部材の連れ回り状態を検出することを特徴とする検出装置。 - 請求項1乃至5いずれか一項に記載の検出装置において、
前記従動部材が、シートを送り出す方向に回転駆動されるフィードローラに当接して分離ニップを形成し、前記分離ニップに複数のシートが給送されたときにトルクリミッタの作用により連れ回りが停止、または、連れ回り方向とは逆方向に回転駆動する分離ローラであることを特徴とする検出装置。 - シートを送り出す方向に回転駆動されるフィードローラと、
前記フィードローラに当接して分離ニップを形成し、前記分離ニップに複数のシートが給送されたときはトルクリミッタの作用により連れ回りが停止、または、連れ回り方向とは逆方向に回転駆動する分離ローラと、
前記分離ローラの前記フィードローラとの連れ回り状態を検出する検出装置とを備えた給送装置において、
前記検出装置として請求項1乃至6いずれか一項に記載の検出装置を用いたことを特徴とする給送装置。 - 請求項7に記載の給送装置において、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記フィードローラおよび前記分離ローラの少なくとも一方の表面を清掃することを特徴とする給送装置。 - シートを送り出す方向に回転駆動されるフィードローラと、
前記フィードローラに当接して分離ニップを形成し、前記分離ニップに複数のシートが給送されたときはトルクリミッタの作用により連れ回りが停止、または、連れ回り方向とは逆方向に回転駆動する分離ローラと、
前記分離ローラの前記フィードローラとの連れ回り状態を検出する検出装置とを備えた給送装置において、
前記分離ローラの振動を計測する振動計測手段を有し、前記振動計測手段の計測結果に基づいて、前記分離ローラの連れ回り状態を検出する検出装置を備え、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記フィードローラおよび前記分離ローラの少なくとも一方の表面を清掃することを特徴とする給送装置。 - 請求項8または9に記載の給送装置において、
前記フィードローラおよび前記分離ローラの少なくとも一方の表面の清掃を清掃後、前記検出装置により前記分離ローラの連れ回り状態を検出し、その検出結果に基づいて、再度、前記フィードローラおよび前記分離ローラの少なくとも一方の表面の清掃をするか否かを決定することを特徴とする給送装置。 - 請求項10に記載の給送装置において、
複数回、前記フィードローラおよび前記分離ローラの少なくとも一方の表面の清掃を行っても、前記分離ローラの連れ回り状態が所定の状態まで回復しないときは、ユーザーに前記分離ローラおよび前記フィードローラのメンテナンスが必要な旨を報知することを特徴とする給送装置。 - 請求項10または11に記載の給送装置において、
複数回、前記フィードローラおよび前記分離ローラの少なくとも一方の表面の清掃を行っても、前記分離ローラの連れ回り状態が所定の状態まで回復しないときは、給送情報に基づいて、前記分離ローラおよび前記フィードローラの寿命を判定し、寿命と判定したときは、ユーザーに前記分離ローラおよび前記フィードローラの交換が必要な旨を報知することを特徴とする給送装置。 - 請求項7乃至12いずれか一項に記載の給送装置において、
前記分離ローラの連れ回り状態の検出は、前記分離ニップに前記シートが狭持されない状態のときに行うことを特徴とする給送装置。 - シートを給送する給送装置を備え、
前記給送装置により給送された前記シートに画像を形成する画像形成装置において、
前記給送装置として、請求項7乃至13いずれか一項に記載の給送装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 駆動部材に対して従動回転する従動部材の連れ回り状態を検出する連れ回り状態検出方法において、
振動計測手段により前記従動部材の振動を計測する工程と、
前記振動計測手段が計測した前記従動部材の振動から、前記従動部材の偏心による振動成分を抽出する工程と、
抽出した前記従動部材の偏心による振動成分の周期を求める工程と、
求めた前記振動成分の周期から前記連れ回り状態を示す順転率を算出する工程とを有することを特徴とする連れ回り状態検出方法。
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