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発明の名称 シート搬送装置およびシート搬送状態検知方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−31104(P2007−31104A)
公開日 平成19年2月8日(2007.2.8)
出願番号 特願2005−218969(P2005−218969)
出願日 平成17年7月28日(2005.7.28)
代理人 【識別番号】100125254
【弁理士】
【氏名又は名称】別役 重尚
発明者 木下 秀彦 / 芹澤 雅弘 / 加藤 仁志 / 山▲崎▼ 克之 / 森田 健二 / 山本 祐一
要約 課題
加速度センサを用いてシートの搬送異常を簡単に検知することができるシート搬送装置を提供する。

解決手段
シートの搬送路には、一対の振動伝達フラグ207a、207b、および一対の振動伝達フラグ207a、207bから伝わる振動を検知する加速度センサ205が配置されている。通常のシート搬送の場合、2つの振動伝達フラグ207a、207bが加速度センサに与える振動は同時に発生するので、加速度センサ205からの出力信号は、同一タイミングのピークとして重なり合う。一方、斜行してシートが搬送された場合、加速度センサ205の出力信号は、1枚のシート搬送において、2つのピークを形成するようになる。この2つのピークの時間差に応じて、斜行の度合いを検出する。
特許請求の範囲
【請求項1】
シートを搬送するシート搬送装置であって、
シート搬送路の幅方向に配置され、前記搬送されるシートにより振動が加えられる振動伝達部材と、
前記振動伝達部材に加えられた振動を検知する加速度検知手段と、
前記加速度検知手段によって検知された前記振動伝達部材に加えられた振動の状態を基に、前記搬送されるシートの搬送異常を検出する搬送異常検出手段とを備えたことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項2】
前記振動伝達部材は、前記シート搬送路の幅方向に一対配置され、
前記加速度検知手段は、前記一対の振動伝達部材に加えられた振動を検知し、
前記搬送異常検出手段は、前記加速度検知手段によって検知された前記一対の振動伝達部材に加えられた振動の時間差を基に、前記搬送されるシートの斜行を検出することを特徴とする請求項1記載のシート搬送装置。
【請求項3】
前記搬送異常検出手段は、前記加速度検知手段によって検知された前記振動伝達部材に加えられた振動の状態を基に、前記搬送されるシートのジャム検知を行うことを特徴とする請求項1記載のシート搬送装置。
【請求項4】
前記シートの斜行を検出するとともに、当該シートの種類を判別するシート種類判別手段を備えたことを特徴とする請求項2記載のシート搬送装置。
【請求項5】
前記搬送異常検出手段は、前記時間差が所定値を越える場合、前記搬送されるシートの搬送異常を検出することを特徴とする請求項2記載のシート搬送装置。
【請求項6】
前記振動伝達部材は、前記シート搬送路の搬送面から突出して配置され、前記シート幅方向の軸を中心に揺動自在である突起部と、前記軸を中心に揺動自在であり、前記突起部の反対側に設けられたハンマ部とを有し、
前記ハンマ部は、前記突起部が前記シートに衝突して揺動することに連動して前記加速度検知手段に振動を加えることを特徴とする請求項1記載のシート搬送装置。
【請求項7】
前記一対の振動伝達部材は、シート搬送用のローラを兼ねた一対のボールであり、
前記加速度検知手段は、前記各ボールのシート幅方向に取り付けられており、前記シートが前記ボールに搬送され、前記ボールの回転軸がシート幅方向から傾くことに伴って、移動する際、前記シートにより加えられる振動として、前記シート搬送方向およびシート幅方向の加速度成分を検知する2軸加速度検知手段を備え、
前記検知されるシート搬送方向およびシート幅方向の加速度成分をベクトル合成することによって、前記搬送されるシートの斜送を検知する斜送検知手段を備えたことを特徴とする請求項2記載のシート搬送装置。
【請求項8】
請求項1乃至7のいずれかに記載のシート搬送装置が搭載されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項9】
搬送されるシートの状態を検知するシート搬送状態検知方法であって、
シート搬送路の幅方向に配置された振動伝達部材に、前記搬送されるシートにより加えられた振動を加速度センサにより検知する加速度検知ステップと、
前記加速度センサにより検知された前記振動伝達部材に加えられた振動の状態を基に、前記搬送されるシートの搬送異常を検出する搬送異常検出ステップとを有することを特徴とするシート搬送状態検知方法。
【請求項10】
請求項1乃至7のいずれかに記載のシート搬送装置を実現するためのコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを有するプログラム。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、シートを搬送するシート搬送装置およびシート搬送状態検知方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、シート搬送装置における、シート材の種類を判別する手段として、搬送されるシートの表面に接触する接触部を設け、この接触部が搬送されるシートに接触することにより生じる振動、摺動などの物理的現象からシートの面の粗さを検知するものが知られている(特許文献1参照)。
【0003】
図16は従来のシート面粗さ検知装置の構成を示す図である。シート面粗さ検知装置1024は、転写前ガイド1017、振動センサ1020およびセンサ基台1021を有する。用紙Pは、給紙ローラおよび搬送ローラによって転写前ガイド1017まで搬送される。
【0004】
転写前ガイド1017は、感光ドラム1001と転写ローラ1008の当接部とによって形成された転写ニップ部に、用紙Pを円滑に案内する案内部材を担っている。転写前ガイド1017は、アルミニウム、ジンコート銅板、ステンレスなどの金属製のものであり、電気的に接地されている。転写前ガイド1017としては、モールドフレームと一体化されて絶縁されているものもある。尚、転写前ガイド1017は導電材または絶縁材のいずれの材料でも構わないが、用紙Pから帯電気を除くため、導電性を有していることが好ましい。また、転写前ガイド1017は転写ニップ部に突入するシートの姿勢を整える役割も有する。用紙の突入角度によって転写の際の画質が変わる。一般には、感光ドラム1001に沿わせて用紙Pを転写ニップ部に突入させると、解像度が良くなる傾向にある。
【0005】
従来のシート面粗さ検知装置1024では、シートの搬送中、転写前ガイド1017が常に用紙の反印字面側に摺擦する位置に配置され、転写前ガイド1017に入る用紙部分と転写前ガイド1017から出る用紙部分の角度が約175度になるように設定されている。つまり、用紙の角度を約5度曲げる位置に、転写前ガイド1017を配置していた。
【0006】
圧電振動センサ1020として、例えば直径約18mm、厚みが約0.7mmの市販の圧電素子が用いられる。このような圧電振動センサ1020を転写前ガイド1017などの摺擦部材に固定してもよい。しかし、より感度良く振動を測定するため、このシート面粗さ検知装置1024では、モールド成形されたセンサ基台1021と板金からなる転写前ガイド1017との間に圧電振動センサ1020が挟み込まれた構造となっている。
【0007】
このような構造により、シート面粗さ検知装置1024は、転写前ガイド1017の振動エネルギが圧電振動センサ1020に集中し、移動する用紙に接触している転写前ガイド1017の振動を感度良く測定できる。
【0008】
画像形成装置は、このシート面粗さ検知装置の測定結果によって識別されたシートの種類を基に、定着装置に供給されるエネルギを変更したり、現像バイアスなどの高圧出力を変更して画像を形成していた。今日では、シートの多様化から個々のシートに最適な作像を行うために、安価でシンプルなシート識別装置が求められている。さらに、画像形成装置に用いられる場合、装置の個体差に応じて検出結果を補正し、精度良くシートの種類を識別可能なシート識別装置が望まれている。
【0009】
また、近年、画像形成装置では、高画質、高性能の要求が年々高まってきており、シートの斜行、斜送等の原因による画像品位の低下を防止するために、シートの搬送状態を斜行検知センサ(CCD、CIS等)で検知し、所定量以上のずれを検知すると、画像不良と判断して画像形成装置を停止させていた。
【0010】
図17は従来の画像形成装置における印字位置調整機構を示す図である。同図(a)は水平方向から見た図であり、同図(b)は上面から見た図である。1201は画像形成を行うための感光ドラム、1202はこの感光ドラム1201にレーザ光を照射して潜像を形成するレーザである。1203は用紙送りタイミングを決めるレジストクラッチ(レジストローラ)、1204はレジストクラッチ1203に対して感光ドラム1201とは反対側に設けられ、送り方向1206に搬送される用紙1207を検知する紙センサ1204である。1205は用紙の送り方向に対して垂直方向の横端のズレ量を検知するズレ量検知センサである。印字調整機構は上記部材から構成されている。これらの各部材は、図示しない制御回路によって制御される。
【0011】
上記構成を有する画像形成装置における印字位置調整動作を示す。制御回路(図示せず)は、ズレ量検知センサ1205の出力に基づいて紙送り方向に対して垂直方向の用紙のズレ量を検知し、紙センサ1204によって検知される紙送り方向の用紙の有無を取得する。そして、取得したこれらの情報を基に、レーザ1202を駆動するレーザ制御回路(図示せず)への画像データの転送タイミング、およびレジストクラッチ1203の用紙送りタイミングを調整していた。そして、上記検知によって所定値以上のズレ量を取得した場合、用紙に対する画像記録の位置精度が非常に悪くなるので、ジャムとして画像形成装置を停止させていた。
【特許文献1】特開2000−314618号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかしながら、上記従来のシート搬送装置では、以下に掲げる問題があった。斜行や斜送を検知するセンサ(CCD、CIS)は、高価であるので、高速機などの比較的プリント出力速度の速い装置に搭載されることが多く、低、中速機などの比較的プリント出力速度の遅い装置に搭載されることが少なかった。このため、低、中速機などの比較的プリント出力速度の遅い装置では、斜行、斜送などのシートの搬送状態に対する措置が採られていなかった。
【0013】
また、加速度センサ(圧電振動センサ)を用いて、シートの種類を識別することは行われているものの、斜行を検知することは行われていなかった。
【0014】
そこで、本発明は、加速度センサを用いてシートの搬送異常を簡単に検知することができるシート搬送装置およびシート搬送状態検知方法を提供することを目的とする。また、本発明は、シートの斜行検知とともに、シートの種類を識別することができるシート搬送装置およびシート搬送状態検知方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記目的を達成するために、本発明のシート搬送装置は、シートを搬送するシート搬送装置であって、シート搬送路の幅方向に配置され、前記搬送されるシートにより振動が加えられる振動伝達部材と、前記振動伝達部材に加えられた振動を検知する加速度検知手段と、前記加速度検知手段によって検知された前記振動伝達部材に加えられた振動の状態を基に、前記搬送されるシートの搬送異常を検出する搬送異常検出手段とを備えたことを特徴とする。
【0016】
本発明のシート搬送状態検知方法は、搬送されるシートの状態を検知するシート搬送状態検知方法であって、シート搬送路の幅方向に配置された振動伝達部材に、前記搬送されるシートにより加えられた振動を加速度センサにより検知する加速度検知ステップと、前記加速度センサにより検知された前記振動伝達部材に加えられた振動の状態を基に、前記搬送されるシートの搬送異常を検出する搬送異常検出ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明の請求項1に係るシート搬送装置によれば、シート搬送路の幅方向に配置された振動伝達部材に、搬送されるシートにより加えられた振動を加速度センサにより検知し、この検知された振動伝達部材に加えられた振動の状態を基に、搬送されるシートの搬送異常を検出するので、加速度センサ(加速度検知手段)を用いてシートの搬送異常を簡単に検知することができる。
【0018】
請求項2に係るシート搬送装置によれば、シートの斜行を簡単に検知することができる。請求項3に係るシート搬送装置によれば、シートのジャム検知を行うことができる。請求項4に係るシート搬送装置によれば、シートの斜行検知とともに、シートの種類を識別することができる。請求項5に係るシート搬送装置によれば、搬送不良を容易に判断できる。請求項7に係るシート搬送装置によれば、シートの斜行および斜送を明確に区別して検知できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
本発明のシート搬送装置およびシート搬送状態検知方法の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態のシート搬送装置は画像形成装置に搭載される。
【0020】
[全体構成]
図1は実施の形態における画像形成装置の構成を示す図である。この画像形成装置は、画像形成装置本体10、折り装置40およびフィニッシャ50から構成される。また、画像形成装置本体10は、原稿画像を読み取るイメージリーダ11およびプリンタ13から構成される。
【0021】
イメージリーダ11には、原稿給送装置12が搭載されている。原稿給送装置12は、原稿トレイ12a上に上向きにセットされた原稿を、先頭頁から順に1枚づつ図中左方向に給紙し、湾曲したパスを介してプラテンガラス上に搬送して所定位置に停止させ、この状態でスキャナユニット21を左側から右側へ走査させることにより原稿を読み取る。読み取り後、外部の排紙トレイ12bに向けて原稿を排出する。
【0022】
原稿の読み取り面がスキャナユニット21のランプからの光で照射され、その原稿からの反射光がミラー22、23、24を介してレンズ25に導かれる。このレンズ25を通過した光は、イメージセンサ26の撮像面に結像する。
【0023】
そして、原稿の画像を主走査方向に1ライン毎にイメージセンサ26で読み取りながら、スキャナユニット21を副走査方向に移動することによって原稿の画像全体の読み取りを行う。光学的に読み取られた画像は、イメージセンサ26によって画像データに変換されて出力される。イメージセンサ26から出力された画像データは、図示しない画像信号制御部(画像処理回路)において所定の処理が施された後、プリンタ13の図示しない露光制御部(レーザ制御回路)にビデオ信号として入力する。
【0024】
プリンタ13の露光制御部は、入力された画像データに基づき、レーザ素子(図示せず)から出力されるレーザ光を変調する。変調されたレーザ光は、ポリゴンミラー27によって走査されながら、レンズ28、29およびミラー30を介して感光ドラム201上に照射される。
【0025】
感光ドラム201には、走査されたレーザ光に応じた静電潜像が形成される。この感光ドラム201上の静電潜像は、現像器33から供給される現像剤によって現像剤像として可視像化される。また、レーザ光の照射開始と同期したタイミングで、各カセット34、35、36、37、手差給紙部38または両面搬送パスから用紙が給紙され、レジストローラ203でタイミングが合わされて画像形成部に搬送される。
【0026】
この用紙は感光ドラム201と転写ローラ39との間に搬送され、感光ドラム201に形成された現像剤像は、転写ローラ39で給紙された用紙上に転写される。現像剤像が転写された用紙は、定着部32に搬送され、定着部32は用紙を熱圧することによって現像剤像を用紙上に定着させる。定着部32を通過した用紙は、フラッパおよび排出ローラを経てプリンタ13から外部(折り装置40)に向けて排出される。
【0027】
ここで、用紙をその画像形成面が下向きになる状態(フェイスダウン状態)で排出するときには、定着部32を通過した用紙をフラッパの切換動作により一旦、反転パス42内に導く。反転パス42内に導かれた用紙の後端がフラッパを通過した後、用紙をスイッチバックさせて排出ローラによりプリンタ13から排出する。
【0028】
また、手差給紙部38からOHP用紙等の硬い用紙が給紙され、この用紙に画像を形成する場合、用紙を反転パスに導くことなく、画像形成面を上向きにした状態(フェイスアップ状態)で排出ローラにより排出する。
【0029】
さらに、用紙の両面に画像形成を行う両面記録が設定されている場合、フラッパの切換動作により、未記録用紙を用紙を反転パス42に導いた後、両面搬送パスに搬送する。両面搬送パスに導かれた用紙は、両面搬送ローラ40aを経由して両面搬送ローラ41にニップした位置まで搬送され、次の給紙タイミングまで一時停止する。両面搬送パスに、両面搬送ローラ41にニップした位置に停止する用紙が既に有る場合は、両面搬送ローラ41の上流に位置する両面搬送ローラ40aにニップした位置に用紙を停止することになる。
【0030】
ここで、両面搬送パスに、両面搬送ローラ41にニップした位置に停止する用紙が無くてもカセット35を使用している場合、用紙は搬送ローラ40aにニップした位置まで搬送され、用紙を停止する。
【0031】
そして、カセットから給紙されて、画像形成部に搬送された後に、両面搬送ローラ41にニップされている片面プリント済の用紙を再給紙する。その後、片面給紙プリント済みの用紙が画像形成部に搬送されると、カセットから用紙を給送する。この上記動作を繰り返す交互給紙により両面記録を行う。この時、両面搬送パスには、最大2枚の用紙が滞留していることになる。
【0032】
プリンタ13から排出された用紙は折り装置40に送られる。この折り装置40は、用紙をZ形に折りたたむ処理を行う。例えば、A3サイズやB4サイズの用紙で、かつ折り処理が指定されている場合、折り装置40で折り処理を行い、それ以外の場合、プリンタ13から排出された用紙は折り装置40を通過してフィニッシャ50に送られる。このフィニッシャ50には、画像が形成された用紙に挿入するための表紙、合紙などの特殊用紙を給送するインサータ90が設けられている。フィニッシャ50では、製本処理、綴じ処理、穴あけ等の各処理が行われる。
【0033】
また、第1の排出トレイ51は、主にステープルや製本処理が施されない用紙や後述するエラーシートが排出されるトレイである。第2の排出トレイ52は、ステープル処理トレイ53でステープル処理されたシートが排出されるトレイである。尚、本実施形態では、画像形成装置の像担持体として感光ドラムを用いたが、感光ベルトであっても構わない。
【0034】
また、画像形成装置には、操作パネル60が設けられている。図2は操作パネル60の構成を示す図である。図において、400は複写開始を指示するコピースタートキーである。401は標準モードに戻すためのリセットキーである。402はガイダンス機能を使用するときに押下するガイダンスキーである。403は設定枚数等の数値を入力するテンキーである。404は数値をクリアするクリアキーである。405は連続コピー中にコピーを停止させるストップキーである。406はステープルモード、製本モードあるいは両面プリント設定等の各種モードの設定やプリンタの状態を表示する液晶表示部およびタッチパネルである。407は連続コピー中あるいはファックスやプリンタとして使用中に割り込んで緊急コピーをとるための割り込みキーである。408は個人別や部門別にコピー枚数を管理するために暗証番号の入力を必要とする場合に暗証番号を入力するための暗証キーである。409は画像形成装置本体の電源をON/OFFするためのソフト電源スイッチである。410は画像形成装置の機能を変更するときに使用する機能キーである。411は、オートカセットチェンジのON/OFFや省エネルギーモードに入るまでの設定時間の変更など、予めユーザが装置の各項目を設定するユーザモードに入るためのユーザモードキーである。
【0035】
(プリンタ部の構成)
図3はプリンタ部13の電気的構成を示す図である。プリンタ部13は、給紙、搬送、転写、定着等を制御するものであって、CPU310、ROM311、RAM312、EEPROM313、現像バイアス発生部314、信号処理部315、レジスト検知センサ316等を有する。CPU310には、ROM311、RAM312、EEPROM313、現像バイアス発生部314、信号処理部315、レジストセンサ204等が接続される他、PWM部320、スキャナ部12、フィニッシャ部50および操作部60が接続される。
【0036】
ROM311には、CPU310によって実行される制御プログラム等が記憶されている。RAM312には、プリンタ部13を制御するためのデータやCPU310による演算結果等が一時的に記憶される。EEPROM313には、現像バイアスや各種センサの調整値等が記憶される。現像バイアス発生部314は、現像器317にバイアス電圧を発生する。信号処理部315、加速度センサ205およびレジストセンサ204の詳細については後述する。
【0037】
(印字位置調整機構)
図4は画像形成装置における印字位置調整機構を示す図である。同図(a)は水平方向から見た図であり、同図(b)は上面から見た図である。204はレジストクラッチ(レジストローラ)203に対して感光ドラム201とは逆側に設けられ、搬送される用紙206を検知する紙(レジスト)センサである。207a、207bはシートの搬送路を中心にそれぞれ等距離に配置された一対の振動伝達フラグである。205は一対の振動伝達フラグ207a、207bから伝わる振動を検知する加速度センサである。
【0038】
画像形成動作を行う際、用紙206がレジストクラッチ203に搬送されると、レジストクラッチ203は停止しているので、レジストクラッチ203で用紙のループが形成され、斜行等の補正処理が行われる。レジストセンサ204が用紙206を検知してから所定時間後、レジストクラッチ203をオンにする。このとき、振動伝達フラグ207および加速度センサ205を用いて、用紙の搬送状態および用紙の種類の判別が行われる。
【0039】
振動伝達フラグおよび加速度センサについて詳述する。図5は振動伝達フラグ207の構造を示す斜視図である。一対の振動伝達フラグ207a、207bは同じ構造を有するので、これらを総称して振動伝達フラグ207とする。振動伝達フラグ207は、用紙の送り方向206に対して垂直な幅方向に設けられた軸207c、およびこの軸207cを中心に揺動自在な揺動部材207dから構成される。揺動部材207dは、軸207cが挿通されるバー部材207e、このバー部材207eの一端部に円錐状に形成された突起部207f、およびこのバー部材207eの他端部に円弧状に形成されたハンマ部207gを有する構造となっている。揺動部材207dは、通常、軸207cを中心に、突起部207f側に対してハンマ部207g側が若干重くなっているので、突起部207fが上に向いた状態で安定しており、その先端は用紙206の搬送面より僅かに突出している。この状態で、用紙206が通過する際、用紙206が突起部207fに衝突し、揺動部材207dは突起部207fが用紙206の搬送面から沈み込むように揺動する。この揺動により、ハンマ部207gの端面は加速度センサ205の底面を叩き、加速度センサ205に振動を与える。
【0040】
(加速度センサ)
図6は加速度センサ205におけるセンサ部の基本的な構造を示す図である。加速度センサは、振動等を電気的な量に変換する変換器である。加速度センサとしては、様々なタイプのものがあり、その代表的なものとして、静電容量型の加速度センサ、圧電式加速度センサ等がある。本実施形態では、静電容量型の加速度センサとして、アナログデバイセス社の加速度センサを用いた場合を示す。
【0041】
加速度センサ205は、センサ部205Aを有する静電容量型加速度センサである。センサ部205Aは、表面がマイクロマシン加工されたポリシリコン構造を有し、シリコンウエハ上に形成される。ウエハ表面では、この構造体はポリシリコンのバネにより支持されており、加速度により発生する力に抗するようになっている。尚、符号h、i、j、kはアンカ(固定部)を表している。この構造体では、独立した固定プレート205a、205bと、可動質量部(ビーム)205cに取り付けられた中央プレート205dとから差動キャパシタ205eが構成される。固定プレート205a、205bには、180度位相のずれた方形波信号が加えられており、差動キャパシタ205eで発生する信号の変化から構造体の振れが検出される。即ち、加速度によるビーム205cの振れが無い状態では、固定プレート205a、205b間の電気信号は打ち消し合い、差動キャパシタ205eからの出力信号はほぼ0となる。一方、加速度によりビーム205cが振れると、差動キャパシタ205eに不平衡が生じ、加速度に比例する振幅を持つ方形波の出力信号が差動キャパシタ205eで発生する。
【0042】
図7は加速度センサ205の電気的構成を示す図である。加速度センサ205は、前述したセンサ部205A、ゲインアンプ251、復調器252およびバッファアンプ253およびクロック発生部254から構成される。センサ部205Aは、前述した差動キャパシタ205eを使って構造体の振れを加速度として検知する。ゲインアンプ251はセンサ部205Aで検知された加速度を適当な大きさの信号に増幅する。復調器252は増幅された信号を復調する。バッファアンプ253は復調された信号を再度増幅し、出力信号として出力する。クロック発生部254は、センサ部205Aおよび復調器252に方形波信号を出力する。尚、この加速度センサ205は、用紙の送り方向に相当するX軸方向の出力信号VoutX、および用紙の幅方向に相当するY軸方向の出力信号VoutYの両方を出力可能である。しかし、本実施形態では、用紙の幅方向の振動を伝達する振動伝達フラグが設けられてないことから、出力信号VoutYはほぼ0であり、用紙の送り方向に相当するX軸方向の出力信号VoutXだけが加速度信号として出力される。
【0043】
図8は信号処理部315の構成を示すブロック図である。この信号処理部315は、フィルタ341、A/D変換器342、タイミング制御部343および特徴量算出部345から構成される。信号処理部315では、加速度センサ205からの出力信号VoutXが入力されると、フィルタ341が入力信号のDC成分や高周波ノイズ成分を除去する。A/D変換器342はフィルタ処理されたアナログ信号をデジタルデータに変換する。タイミング制御部343は、レジストセンサ204からの検出開始/終了信号に従って、連続するデジタルデータを用紙1枚ずつのデータに区切る。
【0044】
検出開始/終了信号は、前述したようにレジストセンサ204から出力され、搬送されるシートがレジストセンサ204を通過している間、オンレベルを保つ(図9参照)。タイミング制御部343の出力信号のうち、検出開始/終了信号がオンレベルを保っている期間の信号成分のみ切り出され、特徴量算出部345に与えられる。特徴量算出部345は、シート1枚分の検出データを得ると、シートの搬送状態を判別するのに必要な特徴量を算出する。この特徴量としては、例えば、紙質の検知に必要な振動ピークの高さ、斜行検知に必要な2つの振動ピークの時間差等である。尚、タイミング制御部343および特徴量算出部345は、信号処理部315内のプロセッサ(図示せず)がプログラムを実行することにより実現される機能をあらわしたものである。また、レジストセンサ204は振動伝達フラグ207a、207bよりも下流に配置されているが、機械的にレジストセンサのONとほぼ同時に加速度センサ205に振動を与えるように構成されている。
【0045】
(シートの種類検知)
加速度センサ205は、前述したように、振動伝達フラグ207の揺動により加えられる振動エネルギを検知する。すなわち、振動伝達フラグ207にシートが衝突すると、そのハンマ部207gが揺動して加速度センサ205の底面に衝撃力を加える。この結果、加速度センサ205によって振動エネルギが検出される。そして、シートの先端が振動伝達フラグ207に到達したことがわかる。加速度センサ205に加わる力、つまり振動エネルギは、シートの種類に応じて異なる。一般的に、用紙の坪量が大きいと厚みが増し、用紙の剛性が高くなる。したがって、坪量の大きい厚紙が振動伝達フラグ207に衝突すると、普通紙よりも大きな振動エネルギが検出される。
【0046】
図9は普通紙を搬送する際のタイミング制御部343からの出力信号および検出開始/終了信号の変化を示すタイミングチャートである。図10は厚紙を搬送する際のタイミング制御部343からの出力信号および検出開始/終了信号の変化を示すタイミングチャートである。ここでは、用紙を3枚連続して送った場合の振動エネルギ(タイミング制御部343からの出力信号)が示されている。シートが振動伝達フラグに衝突すると、タイミング制御部からの振動エネルギに比例した信号が立ち上がる。そして、図9、図10に示すように、この振動エネルギのピーク値が用紙の坪量に比例していることが判明した。ピーク値のしきい値を値0.6前後に設定することにより、普通紙と厚紙の区別が可能である。
【0047】
なお、振動伝達フラグ207a、207bのどちらの出力信号を利用しても良いし、2つの出力信号の平均値から判断しても良い。
【0048】
(シートの斜送および斜送検知)
従来、斜行検知は、CCDやCISなどの光学的センサを用いて行われ、さらに、レジストローラで一旦シートの搬送を停止させることにより、シートにループを形成して斜行を補正する処理が行われていた。しかし、ループの形成動作には、時間的な制限があり、必ずしも全ての斜行が補正されるとは言い難く、斜行によるジャムやレジストずれ等による画像不良という不具合が生じていた。
【0049】
これに対し、本実施形態では、2つの振動伝達フラグ207a、207bをシート搬送路の幅方向に配置し、その振動を加速度センサ205で検知することにより、シートの斜行を検知する。
【0050】
図11は加速度センサの出力信号の変化を示すグラフである。斜行がほとんどない状態でシートが搬送される場合、2つの振動伝達フラグ207a、207bが加速度センサに与える振動はほぼ同時に発生するので、実際の加速度センサ205からの出力信号は、図11(a)に示すように、同一タイミングのピークとして重なり合うようになる。一方、斜行してシートが搬送された場合、2つの振動伝達フラグ207a、207bが加速度センサに与える振動は異なるタイミングで発生する。従って、加速度センサ205の出力信号は、図11(b)に示すように、1枚のシート搬送において、2つのピークを形成するようになる。そして、この2つのピークの時間差に応じて、斜行の度合いを検出する。さらには、この時間差に応じて、レジストローラで一旦シートを停止させる時間を変更する、すなわちレジストクラッチ203の用紙送りタイミングを調整する。また、その時間差が所定値以上である場合、用紙への画像記録の位置精度が非常に悪いので、ジャムと判断して、画像形成装置の動作を停止させる。尚、シートの斜送検知においても、斜行検知と同様の手法で検知可能である。ここでは、「斜送」はシートが斜めに搬送されることを意味しており、「斜行」は斜めに傾いたシートが平行に搬送されることを意味している。
【0051】
(シートの先端検知およびジャム検知)
図9では、レジストセンサ204のONタイミングと加速度センサ205から得られる信号のピーク値とが一致している。このピーク値は、シートの先端がレジストセンサに到達する時の振動エネルギを表している。したがって、加速度センサからの信号がピークとなるタイミングを検知することにより、用紙の先端検知が可能となる。
【0052】
図12はシートのジャム検知を示す図である。同図(a)では、1枚のシートを通常の状態で搬送した際の加速度センサの出力信号が示されている。通常の搬送では、加速度センサから出力される信号は、まず最初にピークを持ち、その後、多少の振幅変動を繰り返しながら、平均的な定常値(実効値レベル)に落ち着いていく。一方、同図(b)では、ジャムが発生した際の加速度センサの出力信号が示されている。ジャム時における出力信号は、通常の搬送におけるピーク波形が現われず、さらに、定常値のレベルに落ち着くことなく、常に大きな振幅の変化を繰り返している。これは、シートがジャムを起こしたことにより、シートに変形が生じ、その変形した状態のまま、シートの凹凸が何度も振動伝達フラグ207に衝突し、加速度センサ205にその振動が伝達されたものと考えられる。
【0053】
(シート搬送処理)
図13はシート搬送処理手順を示すフローチャートである。この処理プログラムはプリンタ部13内のROM311に格納されており、CPU310によって実行される。まず、ジョブ(JOB)の有無を判別し(ステップS1)、ジョブが無い場合、ジョブが発生するまで待ち、ジョブが発生すると、給紙動作を開始する(ステップS2)。そして、用紙が所定のタイミングで搬送され、レジストセンサ204がオンになったか否かを判別する(ステップS3)。
【0054】
レジストセンサ204がオンである場合、信号処理部315から加速度検知データを取得する(ステップS4)。この加速度検知データを基に、用紙の種類(材質)を判別する(ステップS5)。この用紙の種類の判別は、画像形成動作における高圧出力や定着器の温調温度等の制御に反映される。
【0055】
この後、斜行/斜送の判定を行う(ステップS6)。すなわち、加速度信号のピークタイミングの時間差が所定値以内であるか否かを判別する。時間差が所定値以内である場合、レジストローラの駆動を行うレジストクラッチのONタイミングを演算する(ステップS7)。用紙のジャムが生じることなく正常に搬送されているか否かを加速度信号の出力が繰り返し増減しているかにより判別する(ステップS8)。用紙が正常に搬送されていると判別された場合、ステップS7の演算結果を基に、画像形成動作を行う(ステップS9)。画像形成後、用紙を機外に排出し(ステップS10)、本処理を終了する。
【0056】
一方、ステップS3でレジストセンサ204が所定時間内にオンしない場合、用紙の搬送不良によりジャム(紙詰まり)が発生したと判断し、搬送動作を停止する(ステップS11)。また、ステップS6で時間差が所定値を越える場合、斜行/斜送状態であって、用紙への画像記録の位置精度が非常に悪いと判断し、ステップS11でジャムとして搬送動作を停止する。また、ステップS8で用紙の搬送が正常でないと判断した場合も、ステップS11でジャムとして搬送動作を停止する。この後、ジャム処理が終了するのを待ち、ジャム処理が終了すると、ステップS2の給紙動作を開始する。
【0057】
このように、本実施形態のシート搬送装置によれば、シート搬送路上に加速度センサを配置し、その信号を検知することで、用紙の搬送状態(斜行/斜送検知、先端検知、ジャム検知)を検出できるとともに、用紙の種類を識別することができる。
【0058】
尚、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。
【0059】
例えば、上記実施形態では、1つの加速度センサを配置した場合を示したが、複数の加速度センサを配置してもよい。図14は2つの加速度センサが配置された場合の印字位置調整機構を示す図である。同図(a)は水平方向から見た図であり、同図(b)は上面から見た図である。2つの加速度センサはそれぞれ2つの振動伝達フラグからの振動を検出するように配置されている。このように、加速度センサを2つ設けることで、バー部材(図5、符号207e参照)を省くことができ、振動伝達フラグの構造を簡単にすることができる。また、振動伝達フラグの突起部とハンマ部を同一平面上で揺動させることができる。
【0060】
また、加速度センサによって用紙の先端検知が可能となるので、特にレジストセンサを設けなくても構成できる。また、上記実施形態では、加速度センサはレジストセンサより上流側に配置されているが、下流側に配置されてもよい。また、振動を検知する手段して、本実施形態では、静電容量型の加速度センサを用いたが、前述したように、圧電方式の振動センサ、変位センサ、ひずみセンサなどを用いてもよい。
【0061】
また、上記実施形態では、一対の振動伝達フラグおよび加速度センサからなる検知機構によりシートの斜行を検知していたが、その他の検知機構を用いてシートの斜行を検知してもよい。図15はシートの斜行および斜送を検知する仕組みを示す図である。同図(a)には、シートの幅方向に一対の検知機構が設けられている。この検知機構では、シート搬送用のローラを兼ねたボール(PCで使用されるトラックボールのようなもの)351、352に、ボールの回転軸がシートの幅方向から傾くことに連動して移動自在な加速度センサ353、354が取り付けられている。この加速度センサ353、354は、X方向(シート搬送方向)およびY方向(シート幅方向)からなる2軸の加速度を検知可能である。シートがボール351、352に搬送されると、ボールの回転軸が傾き、それに伴って加速度センサ353、354が移動する際、シートによって加えられた振動として、X、Y方向の各加速度成分を検知する。加速度センサとしては、例えば前述した静電容量型の加速度センサを用いることができる。
【0062】
斜行したシートが搬送される場合、シート先端がボール351とボール352と接触する時間差から斜行量が検知される。また、シートが斜送して搬送される場合、前述したように、ボール351、352はそれぞれ傾き、各加速度センサは、ボールの傾きに応じた、X方向の加速度のベクトル成分とY方向の加速度のベクトル成分を検知する。そして、X方向およびY方向のベクトル成分を合成することにより、同図(b)に示すように、シートの斜送が検知される。尚、斜送が生じていない場合、X方向の加速度成分しか検出されない。
【0063】
また、本発明の目的は、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【0064】
又、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−RW、DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【0065】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【0066】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【0067】
【図1】実施の形態における画像形成装置の構成を示す図である。
【図2】操作パネル60の構成を示す図である。
【図3】プリンタ部13の電気的構成を示す図である。
【図4】画像形成装置における印字位置調整機構を示す図である。
【図5】振動伝達フラグ207の構造を示す斜視図である。
【図6】加速度センサ205におけるセンサ部の基本的な構造を示す図である。
【図7】加速度センサ205の電気的構成を示す図である。
【図8】信号処理部315の構成を示すブロック図である。
【図9】普通紙を搬送する際のタイミング制御部343からの出力信号および検出開始/終了信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図10】厚紙を搬送する際のタイミング制御部343からの出力信号および検出開始/終了信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図11】加速度センサの出力信号の変化を示すグラフである。
【図12】シートのジャム検知を示す図である。
【図13】シート搬送処理手順を示すフローチャートである。
【図14】2つの加速度センサが配置された場合の印字位置調整機構を示す図である。
【図15】シートの斜行および斜送を検知する仕組みを示す図である。
【図16】従来のシート面粗さ検知装置の構成を示す図である。
【図17】従来の画像形成装置における印字位置調整機構を示す図である。
【符号の説明】
【0068】
203 レジストローラ
204 レジストセンサ
205、205a、205b 加速度センサ
205A センサ部
207、207a、207b 振動伝達フラグ
310 CPU
315 信号処理部




 

 


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