JP7371392B2

JP7371392B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP7371392B2
Application number: JP2019151076A
Authority: JP
Inventors: 隆浩辻本; 宏明 ▲高▼津; 克行生田; 武司玉田; 明洋林
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2023-10-31
Anticipated expiration: 2039-08-21
Also published as: JP2021030517A

Description

本開示は、画像形成装置に関し、より特定的には、メディア検知センサーにおける電磁ノイズの抑制に関する。

近年、ＭＦＰ（Multifunction Peripheral）等の画像形成装置は、印刷の媒体である用紙または封筒等を判別するために、メディア検知センサーを備えている。当該メディア検知センサーは、光学センサーまたは超音波センサー等を用いて、画像形成装置内を搬送されている媒体の種類を判別し得る。しかし、これらのセンサー、特に超音波センサー等は、電磁気の影響を受けやすく、当該電磁気の影響で誤作動する可能性があった。そのため、メディア検知センサーの信頼性を向上させる方法が求められている。

メディア検知センサーの信頼性を向上させる方法に関し、例えば、特開２０１８－０１９３６１号公報（特許文献１）は、「電子機器の所定範囲に向けて放射された音波による反射波の測定を一定時間おきに前記音波センサーに行わせ、当該測定の結果を取得する取得手段と、前記一定時間おきに取得した前記測定の結果から、前記反射波を受信するまでの時間に相当する距離の変化及び前記受信した反射波の振幅の変化に基づいて、前記所定範囲に前記電子機器の使用意図が推認される人が存在するかどうかを判定する判定手段と」を備える音波センサーを用いて人を検知する装置を開示している（［要約］参照）。

特開２０１８－０１９３６１号公報

特許文献１に開示された技術によると、メディア検知センサーに対する電磁気の影響自体を抑制することができない。したがって、メディア検知センサーに対する電磁気の影響自体を抑制する技術が必要とされている。

本開示は、上記のような背景に鑑みてなされたものであって、ある局面における目的は、メディア検知センサーに対する電磁気の影響自体を抑制する技術を提供することにある。

ある実施の形態に従う画像形成装置は、媒体にトナーを転写する転写部と、媒体の搬送経路に沿って設けられ、電磁部品によって駆動される駆動部品と、媒体の搬送経路に沿って設けられたメディア検知センサーと、電磁シールドとを備える。電磁シールドは、電磁部品から発生する電磁気がメディア検知センサーに到達することを抑制する位置に設けられる。

ある局面において、メディア検知センサーは、超音波センサーを含む。電磁シールドは、電磁気が超音波センサーに到達することを抑制する位置に設けられる。

ある局面において、駆動部品はレジストローラーである。電磁部品はレジストローラーを駆動させるクラッチを含む。クラッチと、レジストローラーとは機械的に接続され、電磁シールドは、レジストローラーと、超音波センサーとの間に設けられる。

ある局面において、超音波センサーは、送信側超音波センサーと、受信側超音波センサーとを含む。電磁シールドは、レジストローラーと、受信側超音波センサーとの間に設けられる。

ある局面において、画像形成装置を制御する制御部をさらに備える。制御部は、メディア検知センサーによるメディアの検知処理中に、電磁部品の動作を停止させる。

ある局面において、制御部による制御は、電磁部品をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することを含む。電磁部品の動作を停止させることは、メディア検知センサーによるメディアの検知処理中に、電磁部品が発する電磁気を超音波センサーの受信信号と干渉しない周波数に変更することを含む。

ある局面において、電磁部品は、クラッチ、ソレノイド、モーターまたはファンの少なくとも１つを含む。

ある局面において、電磁シールドは、搬送経路に沿って設けられる。
ある局面において、電磁シールドは、画像形成装置の筐体ＧＮＤに接続される。

本技術によれば、メディア検知センサーに対する電磁気の影響自体が抑制され得る。
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

ある実施の形態に従う画像形成装置１００の一構成例を示す図である。画像形成装置１００内のメディア検知センサー５５の一部の第１の例を示す図である。画像形成装置１００内のメディア検知センサー５５の一部の第２の例を示す図である。電磁気が受信側超音波センサー３０１Ｂに与える影響の一例を示す図である。受信側超音波センサー３０１Ｂに設けられる電磁シールドの一例を示す図である。電磁シールド５０１の形状の一例を示す図である。電磁シールド５０１を別の角度から見た一例を示す図である。画像形成装置１００が電磁シールド５０１を備える場合における、受信側超音波センサー３０１Ｂの出力信号の一例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本開示に係る技術思想の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１は、本実施の形態に従う画像形成装置１００の一構成例を示す図である。図１を参照して、本実施の形態に従う画像形成装置１００の装置構成について説明する。画像形成装置１００は、プリントエンジン１１０と、原稿読取部１２０と、排出トレイ１３０と、操作表示部６０とを備える。

プリントエンジン１１０は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、キー・プレート（Ｋ）のそれぞれのトナー像を形成するイメージングユニット１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋ（以下、「イメージングユニット１０」と総称することもある）と、中間転写ベルト１２と、中間転写体駆動ローラー１４，１６と、ベルトクリーニング部１８と、転写ローラー２０，２１と、定着部２２と、給紙部３０と、送出ローラー３２と、搬送ローラー３４と、レジストローラー３６と、制御部５０と、記憶部５１と、メディア検知センサー５５とを含む。イメージングユニット１０は、感光体１と、帯電部２と、露光部３と、現像部４（対応するイメージングユニット１０が形成するトナー像の色に対応させて、４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４Ｋとそれぞれ記載する）と、クリーニング部５と、中間転写体接触ローラー６とを含む。原稿読取部１２０は、イメージスキャナー１２２と、原稿給紙台１２４と、自動原稿送り装置１２６と、原稿排紙台１２８とを含む。

プリントエンジン１１０は、給紙部３０内の媒体４０に対して印刷処理を行う。送出ローラー３２は、媒体４０を給紙部３０から搬送する。さらに、搬送ローラー３４は、媒体４０を転写ローラー２０，２１に向けて搬送する。

レジストローラー３６は、転写ローラー２０，２１の手前で、媒体４０の搬送タイミングを調節する。メディア検知センサー５５は、レジストローラー３６の手前で、搬送されてくる媒体４０の種類を検出する。メディア検知センサー５５は、複数のセンサーの組み合わせによって、実現されてもよい。ある局面において、メディア検知センサー５５は、光学センサーと、超音波センサーとを備えてもよい。その場合、制御部５０は、媒体４０における光の透過率、反射率に基づいて、媒体の坪量または厚み等を判別し得る。さらに、制御部５０は、媒体４０における超音波の透過量に基づいて、媒体４０の種類、特に封筒であるか否かを判別し得る。

転写ローラー２０，２１は、媒体４０にトナー像を転写する。定着部２２は、媒体４０に定着処理を行う。最後に、媒体４０は、排出トレイ１３０に排出される。各イメージングユニット１０および中間転写ベルト１２は、媒体４０に転写されるトナー像を形成する。帯電部２は、感光体１の表面を一様に帯電する。露光部３は、レーザー書き込み等により、指定された画像パターンに従って感光体１の表面を露光することで、その表面上に静電潜像を形成する。現像部４は、像担持体である感光体１上に形成された静電潜像をトナー像として現像する。

感光体１の表面に形成されたトナー像は、中間転写体接触ローラー６によって中間転写ベルト１２に転写される。中間転写ベルト１２上には、それぞれの感光体１からトナー像が順次転写されて、４色のトナー像が重ね合わされることになる。重ね合わされたトナー像は、転写ローラー２０，２１によって、中間転写ベルト１２から媒体４０へ転写される。

原稿読取部１２０は、原稿を読み取って、その読み取り結果をプリントエンジン１１０に対する入力画像として出力する。イメージスキャナー１２２は、プラテンガラス上に配置された原稿をスキャンする。自動原稿送り装置１２６は、原稿給紙台１２４に配置された原稿を連続的にスキャンする。原稿給紙台１２４上に配置された原稿は、送出ローラー（図示しない）により１枚ずつ送られ、イメージスキャナー１２２または自動原稿送り装置１２６内に配置されたイメージセンサーによって順次スキャンされる。スキャン後の原稿は、原稿排紙台１２８へ排出される。制御部５０は、画像形成装置１００全体を制御する。記憶部５１は、制御部５０によって参照されるデータおよび制御部５０によって実行されるプログラムを格納する。

操作表示部６０は、タッチパネル６１と、ボタン操作部６２とを含む。タッチパネル６１では、タッチセンサーが液晶モニター等に組み込まれており、操作メニューを表示すると共に、ユーザーからのタッチによる入力を受付ける。ボタン操作部６２は、複数のボタンを設けられており、タッチパネルと同様に、ユーザーからの入力を受付ける。

図２は、画像形成装置１００内のメディア検知センサー５５の一部の第１の例を示す図である。図２では、レジストローラー３６より上流の搬送路に沿って、光学センサー２０１が設けられている。光学センサー２０１は、主に、媒体４０の坪量等を検出するために使用され得る。

光学センサー２０１は、送信側光学センサー２０１Ａと、受信側光学センサー２０１Ｂとを含む。送信側光学センサー２０１Ａは、媒体４０が送信側光学センサー２０１Ａおよび受信側光学センサー２０１Ｂの間に位置するときに、光を媒体４０の方向に照射する。送信側光学センサー２０１Ａから照射された光の一部は、媒体４０を通過して、受信側光学センサー２０１Ｂに受信される。制御部５０は、受信側光学センサー２０１Ｂが受信した光の量に基づいて、媒体４０の坪量等を検出する。

制御部５０は、検出した媒体４０の坪量に基づいて、媒体４０の種別を判定し得る。ある局面において、制御部５０は、記憶部５１から、坪量の範囲および媒体４０の種類を関連付けた媒体判別情報を参照してもよい。その場合、制御部５０は、媒体判別情報と、検出した媒体４０の坪量とに基づいて、媒体４０の種別を判定し得る。

図３は、画像形成装置１００内のメディア検知センサー５５の一部の第２の例を示す図である。図３では、レジストローラー３６より上流の搬送路に沿って、超音波センサー３０１が設けられている。超音波センサー３０１は、主に、媒体４０が封筒であるか否かを検出するために使用され得る。

超音波センサー３０１は、送信側超音波センサー３０１Ａと、受信側超音波センサー３０１Ｂとを含む。送信側超音波センサー３０１Ａは、媒体４０が送信側超音波センサー３０１Ａおよび受信側超音波センサー３０１Ｂの間に位置するときに、超音波を媒体４０の方向に発する。送信側超音波センサー３０１Ａから発せられた超音波の一部は、媒体４０を通過して、受信側超音波センサー３０１Ｂに受信される。媒体４０が封筒以外の紙の場合、送信側超音波センサー３０１Ａから発せられた超音波は、ある程度、媒体４０を通過して、受信側超音波センサー３０１Ｂに受信される。

これに対し、媒体４０が封筒の場合、受信側超音波センサー３０１Ｂが受信する超音波の量は、媒体４０が封筒以外の紙の場合と比較して、著しく減少する。なぜならば、送信側超音波センサー３０１Ａから発せられた超音波の大半は、封筒内の空気の層に遮断されて、受信側超音波センサー３０１Ｂまで届かないためである。

上記のように、制御部５０は、光学センサー２０１と、超音波センサー３０１とを組み合わせて使用することで、媒体４０が封筒であるか否かと、媒体４０の種類とを適切に検出し得る。しかし、超音波センサー３０１、特に受信側超音波センサー３０１Ｂは、レジストローラー３６等の電磁気を発する他の部品の近くに設けられているため、電磁気をノイズとして受信してしまうことがある。当該電磁気によるノイズが原因で、制御部５０は、媒体４０の種類を誤検出する場合がある。以下その理由について説明する。

図４は、電磁気が受信側超音波センサー３０１Ｂに与える影響の一例を示す図である。グラフ４０１は、レジストローラー３６に接続されるクラッチのＯＮ／ＯＦＦを示す。クラッチは、モーター等のアクチュエーターと、レジストローラー３６とを接続するための部品である。クラッチがＯＮになると、モーターの動力がレジストローラー３６に伝達され、レジストローラー３６は回転駆動する。クラッチがＯＮのとき、モーターから発生する電磁気がレジストローラー３６を介して、レジストローラー３６周囲に影響を及ぼすことがある。特に、コイル等の部品を含む超音波センサー３０１は、この電磁気の影響を受けやすい。そのため、レジストローラー３６等の駆動部品、および、モーターやクラッチ等の電磁部品から、受信側超音波センサー３０１Ｂに発せられる電磁気を遮断することが重要となる。ある局面において、受信側超音波センサー３０１Ｂのノイズの原因となる電磁部品は、クラッチ、ソレノイド、モーターまたはファンの少なくとも１つを含んでいてもよい。

グラフ４０２は、受信側超音波センサー３０１Ｂの出力信号を示す。受信側超音波センサー３０１Ｂは、超音波を受信していない場合、出力レベルＬＯＷの信号を出力する。出力レベルＬＯＷの信号とは、ＧＮＤ付近の電位の信号を意味する。逆に、受信側超音波センサー３０１Ｂは、超音波を受信した場合、出力レベルＨＩＧＨの信号を出力する。出力レベルＨＩＧＨの信号とは、ＧＮＤに対してある一定以上電位の高い信号を意味する。ある局面において、受信側超音波センサー３０１Ｂの出力信号は、ＨＩＧＨ／ＬＯＷのデジタル出力でなくてもよく、アナログ信号を出力してもよい。

図４の例では、クラッチの接続切り替わりタイミングで、受信側超音波センサー３０１Ｂの出力信号が、出力レベルＨＩＧＨになっている。モーターまたはレジストローラー３６から発せられる電磁気がノイズとなり、当該ノイズが受信側超音波センサー３０１Ｂ内部のコイル等に電流を発生させる。その結果、受信側超音波センサー３０１Ｂの出力信号が、出力レベルＨＩＧＨになる。制御部５０は、当該ノイズにより発生する出力信号が原因で、媒体４０が封筒であるか否かについて誤検出する場合がある。よって、超音波センサー３０１による媒体４０の検出処理の精度を向上させるために、電磁気の影響を抑制する必要がある。

そこで、図５を参照して、超音波センサー３０１Ｂへの電磁気の影響を抑制する方法について説明する。図５は、受信側超音波センサー３０１Ｂに設けられる電磁シールドの一例を示す図である。

レジストローラー３６は、クラッチ５０２を介して、モーター等からの動力により回転する。その際、電磁気も、モーター等から、レジストローラー３６に伝搬する。メディア検知センサー５５、特に、受信側超音波センサー３０１Ｂは、レジストローラー３６に非常に近い位置に設けられているため、これらのモーター等およびレジストローラー３６からの電磁気の影響を受けやすい。よって、受信側超音波センサー３０１Ｂと、レジストローラー３６との間に電磁シールド５０１を設けることにより、受信側超音波センサー３０１Ｂにおける電磁気の影響を大幅に抑制することができる。

一例として、電磁シールド５０１は、導電性の物質を含み、画像形成装置１００の筐体にアースされていてもよい。好ましくは、電磁シールド５０１は、受信側超音波センサー３０１Ｂより大きく、レジストローラー３６から受信側超音波センサー３０１Ｂを完全に隠してもよい。

図６は、電磁シールド５０１の形状の一例を示す図である。電磁シールド５０１は、媒体４０の搬送路に沿って配置され、画像形成装置１００の筐体にねじ止めされることでアースされている（ＧＮＤに接続されている）。電磁シールド５０１は、レジストローラー３６から受信側超音波センサー３０１Ｂへの電磁気を遮断する位置に設けられている。ある局面において、電磁シールド５０１は、レジストローラー３６と、レジストローラー３６を駆動するモーターと、その他のノイズの原因となる電磁部品とから受信側超音波センサー３０１Ｂへの電磁気を遮断する位置に設けられてもよい。図６の電磁シールド５０１は、一例であり、電磁シールド５０１の形状はこれに限られない。設計者は、電磁気の発生源の位置等に基づいて、電磁シールド５０１の形状を適宜変更し得る。

図７は、電磁シールド５０１を別の角度から見た一例を示す図である。電磁シールド５０１は、媒体４０の搬送路において、受信側超音波センサー３０１Ｂより下流であり、かつ、レジストローラー３６よりも上流である位置に設けられる。電磁シールド５０１は、受信側超音波センサー３０１Ｂの下流に位置することにより、レジストローラー３６だけでなく、転写ローラー２０，２１または定着部２２等から発せられる電磁気も遮断し得る。

図８は、画像形成装置１００が電磁シールド５０１を備える場合における、受信側超音波センサー３０１Ｂの出力信号の一例を示す図である。グラフ８０１は、レジストローラー３６に接続されるクラッチのＯＮ／ＯＦＦを示す。クラッチがＯＮになると、モーターの動力が、レジストローラー３６に伝達され、レジストローラー３６は回転する。

グラフ８０２は、受信側超音波センサー３０１Ｂの出力信号を示す。受信側超音波センサー３０１Ｂは、超音波を受信していない場合、出力レベルＬＯＷの信号を出力する。逆に、受信側超音波センサー３０１Ｂは、超音波を受信した場合、出力レベルＨＩＧＨの信号を出力する。ある局面において、受信側超音波センサー３０１Ｂの出力信号は、ＨＩＧＨ／ＬＯＷのデジタル出力でなくてもよく、アナログ信号を出力してもよい。

図４と図８とを比較すると、図４の例では、クラッチの接続切り替わりタイミングで、受信側超音波センサー３０１Ｂの出力信号が、出力レベルＨＩＧＨになっているのに対して、図８の例では、クラッチの接続切り替わりタイミングでも、受信側超音波センサー３０１Ｂの出力信号は、出力レベルＬＯＷのままであることがわかる。これは、電磁シールド５０１が、レジストローラー３６から受信側超音波センサー３０１Ｂへ伝わる電磁気を遮断もしくは大幅に抑制しているためである。

ある局面において、制御部５０は、超音波センサー３０１により媒体４０を検出しているとき、クラッチをＯＦＦにすることにより、レジストローラー３６等の超音波センサー３０１付近の電磁気を発生させる部品の動作を強制的に停止させてもよい。超音波センサー３０１付近の電磁気を発生させる部品の動作が停止することにより、超音波センサー３０１はより電磁気のノイズの影響を受けにくくなる。他の局面において、制御部５０は、超音波センサー３０１により媒体４０を検出しているとき、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により、電磁部品が発する電磁気を超音波センサー３０１の超音波の周波数と干渉しない周波数に変更してもよい。超音波センサー３０１が発する超音波の周波数は、例えば３００ｋＨｚである。

以上詳述したように、本実施の形態に従う画像形成装置１００は、受信側超音波センサー３０１Ｂと、レジストローラー３６およびレジストローラー３６を駆動するモーター等との間に電磁シールド５０１を備える。電磁シールド５０１は、レジストローラー３６およびレジストローラー３６を駆動するモーター等から受信側超音波センサー３０１Ｂに届く電磁気を遮断する。このような構成により、受信側超音波センサー３０１Ｂにおける電磁気のノイズが遮断または大幅に抑制され、制御部５０は、より正確に媒体４０の種類を検出することができる。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内で全ての変更が含まれることが意図される。

１感光体、２帯電部、３露光部、４現像部、５クリーニング部、６中間転写体接触ローラー、１０イメージングユニット、１２中間転写ベルト、１４，１６中間転写体駆動ローラー、１８ベルトクリーニング部、２０，２１転写ローラー、２２定着部、３０給紙部、３２送出ローラー、３４搬送ローラー、３６レジストローラー、４０媒体、５０制御部、５１記憶部、５５メディア検知センサー、６０操作表示部、６１タッチパネル、６２ボタン操作部、１００画像形成装置、１１０プリントエンジン、１２０原稿読取部、１２２イメージスキャナー、１２４原稿給紙台、１２６自動原稿送り装置、１２８原稿排紙台、１３０排出トレイ、２０１光学センサー、３０１超音波センサー、４０１，４０２，８０１，８０２グラフ、５０１電磁シールド、５０２クラッチ。

Claims

媒体にトナーを転写する転写部と、
前記媒体の搬送経路に沿って設けられ、電磁部品によって駆動されるレジストローラーと、
前記媒体の搬送経路に沿って設けられたメディア検知センサーと、
電磁シールドと、
画像形成装置を制御する制御部とを備え、
前記メディア検知センサーは、超音波センサーを含み、
前記電磁部品は前記レジストローラーを駆動させるクラッチを含み、
前記クラッチと、前記レジストローラーとは機械的に接続され、
前記電磁シールドは、前記レジストローラーと、前記超音波センサーとの間に設けられ、
前記制御部は、
前記電磁部品をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御し、
前記メディア検知センサーによるメディアの検知処理中に、前記電磁部品が発する電磁気を前記超音波センサーの受信信号と干渉しない周波数に変更する、画像形成装置。
前記超音波センサーは、送信側超音波センサーと、受信側超音波センサーとを含み、
前記電磁シールドは、前記レジストローラーと、前記受信側超音波センサーとの間に設けられる、請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記メディア検知センサーによるメディアの検知処理中に、前記電磁部品の動作を停止させる、請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記電磁部品は、クラッチ、ソレノイド、モーターまたはファンの少なくとも１つを含む、請求項１～３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記電磁シールドは、前記搬送経路に沿って設けられる、請求項１～４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記電磁シールドは、前記画像形成装置の筐体ＧＮＤに接続される、請求項１～５のいずれかに記載の画像形成装置。