JP2018108884A - 用紙厚検知装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置等において、搬送される用紙の厚みを用紙厚検知装置によって簡単かつ正確に検知できるようにする。
【解決手段】 搬送される用紙Sの厚みを検知する用紙厚検知装置30が、搬送される用紙Sを挟持するように対向して設けられた対になったローラー31a,32aと、対になったそれぞれのローラー31a,32aを保持する各軸31b,32bと、一方の軸32bを他方の軸31aに近づく方向に付勢する付勢手段34と、付勢手段34により付勢される軸32bの変位量を検知する変位センサー35を備え、対になった一方のローラー31aを柔らかい部材で構成すると共に、対になったローラー31a,32aを搬送される用紙Sの端面を挟み込まない位置に配置させた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、搬送されている用紙の厚みを検知する用紙厚検知装置及びこのような用紙厚検知装置を備えた画像形成装置に関するものである。特に、搬送されている用紙の厚みを簡単な構成で正確に検知できるようにした点に特徴を有するものである。

従来から、複写機、プリンター、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置において、用紙に画像形成を行うにあたり、使用される用紙の種類は一定しておらず、その用途などに応じて、用紙の厚み（坪量）などが異なったものが用いられる。

ここで、このように用紙の厚み（坪量）などが異なった用紙を用いる場合には、画像形成を行う条件、例えば、トナー画像を用紙に転写させる際の転写電流などの転写条件や、用紙に転写されたトナー画像を用紙に定着させる際の定着温度などの定着条件を変更させるようにしている。

そして、近年においては、特許文献１、２に示されるように、画像形成を行う用紙を搬送させる途中において、この用紙の厚みを自動的に検出させるようにしたものが提案されている。

ここで、特許文献１に示されるものにおいては、用紙を挟持して搬送する駆動ローラーと従動ローラー（変位ローラー）とからなるローラー対において、前記駆動ローラーの軸を回転自在で径方向には不動に設けるとともに、前記従動ローラーの軸を挟持する用紙の厚さ方向に変位可能で回転不能に設け、この従動ローラーのローラー部をその軸に回転自在に支持させ、従動ローラーの軸における用紙の厚さ方向の変位量を検出する接触式変位センサーを設け、この接触式変位センサーの検出信号によってシート厚を検出するようにしている。

また、特許文献２に示されるものにおいては、用紙の搬送方向に対して直交する方向に並べられる３つ以上の第１ローラーと、前記３つ以上の第１ローラーにそれぞれ対向する位置に配置される３つ以上の第２ローラーと、前記３つ以上の第１ローラーのうちの２つの第１ローラーだけを支持する第１ローラー軸と、前記３つ以上の第２ローラーを支持する１つ又は２つ以上の第２ローラー軸と、前記３つ以上の第１ローラーのうちの残りの第１ローラーを支持する１つ又は２つ以上の第３ローラー軸と、前記第１ローラー軸を前記第２ローラー軸との接離方向へ変位可能に支持する第１ローラー軸支持部材と、前記第１ローラー軸を前記第２ローラー軸へ近づく方向に付勢する付勢手段と、前記接離方向における前記第１ローラー軸の変位量を検知する変位量検知手段とを有し、前記変位量検知手段の検知結果に基づいて、前記第１ローラーと前記第２ローラーとの間に挟持された状態で搬送されるシート材の厚みを検出するようにしている。

しかし、前記の特許文献１、２に示されるものにおいては、搬送される用紙の位置と、この用紙の厚みを検知するためのローラーの位置との関係が考慮されておらず、用紙の厚みを検知するためのローラーが用紙の端面を挟み込んだ状態では、ローラーが部分的に変形して、このローラーを保持する軸が傾斜した状態になってしまい、この結果、用紙の厚みを正確に検知することができなくなるという問題があった。

特開２０１２−１６６９１３号公報 特開２０１５−１３７１９号公報

本発明は、搬送されている用紙の厚みを検知する場合における前記のような問題を解決することを課題とするものであり、用紙の厚みを検知するためのローラーが用紙の端面を挟んだりするのを防止して、搬送されている用紙の厚みを簡単な構成で正確に検知できるようにすることを課題とするものである。

本発明に係る用紙厚検知装置においては、前記の課題を解決するため、搬送されている用紙の厚みを検知する用紙厚検知装置において、搬送される用紙を挟持するように対向して設けられた対になったローラーと、前記対になったそれぞれのローラーを保持する各軸と、一方の軸を他方の軸に近づける方向に付勢する付勢手段と、前記付勢手段により付勢される軸の変位量を検知する変位センサーを備え、前記対になった一方のローラーを柔らかい部材で構成すると共に、対になったローラーを搬送される用紙の端面を挟み込まない位置に配置させるようにした。

このように、搬送される用紙を挟持するように対向して設けられた対になったローラーを、搬送される用紙の端面を挟み込まない位置に配置させると、前記の対になったローラーが搬送される用紙の端面を挟み込んで、ローラーが部分的に変形して、このローラーを保持する軸が傾斜した状態になったりするのが防止され、対になったローラーにおける軸が付勢手段により平行な状態で付勢されるようになり、変位センサーにより軸の変位量を正確に検知して、搬送される用紙の厚みを正確に検知できるようになる。

ここで、前記の用紙厚検知装置においては、前記柔らかい部材で構成された一方のローラーに対する他方のローラーを硬い部材で構成し、この硬い部材で構成されたローラーの幅を、柔らかい部材で構成されたローラーの幅より大きくすることが好ましい。このように、硬い部材で構成されたローラーの幅を、柔らかい部材で構成されたローラーの幅より大きくすると、柔らかい部材で構成されたローラーの幅方向全体に対して、硬い部材で構成されたローラーから均等な圧力が加わって、柔らかい部材で構成されたローラーが均一に変形されるようになる。なお、前記の対向する各ローラーに、何れも硬い部材で構成されたローラーを用いると、互いのローラーが反発しやすくなり、機械振動等の影響によって、ローラーを保持する軸の変位量を正確に検知することができなくなり、また前記の対向する各ローラーに、何れも柔らかい部材で構成されたローラーを用いると、部品精度や組立精度の影響で、互いのローラーの幅方向の位置を正確に一致させて配置させることが困難であり、柔らかい部材で構成されたローラーの潰れ方に不均一が生じ、ローラーを保持する軸の変位量を正確に検知することができなくなり、搬送される用紙の厚みを正確に検知することが困難になる。

また、前記の用紙厚検知装置においては、前記硬い部材で構成されたローラーの軸を、柔らかい部材で構成された一方のローラーの軸に向けて移動可能に設け、前記付勢手段により、硬い部材で構成されたローラーの軸を柔らかい部材で構成された一方のローラーの軸に向けて付勢させ、前記付勢手段により付勢される硬い部材で構成されたローラーの軸の変位量を変位センサーによって検知させるようにすることができる。このようにすると、搬送される用紙が硬い部材で構成されたローラーと柔らかい部材で構成されたローラーとの間を通過する際に、用紙の厚みによる硬い部材で構成されたローラーの軸の変位量を変位センサーによって適切に検知させることができる。

また、前記の用紙厚検知装置においては、前記硬い部材で構成されたローラーの軸を回転させずに、硬い部材で構成されたローラーだけを回転させるようにすることができる。このように、硬い部材で構成されたローラーの軸を回転させないようにすると、硬い部材で構成されたローラーの軸の変位量を変位センサーで検知するにあたり、接触式の変位センサーを用いた場合に、硬い部材で構成されたローラーの軸が変位センサーとの接触で摩耗したり、がたついたりするということがなく、硬い部材で構成されたローラーの軸の変位量を変位センサーによって適切に検知できるようになる。

また、前記の用紙厚検知装置においては、搬送される用紙を挟持する柔らかい部材で構成された一方のローラーを、用紙の最小サイズの内側に配置させるようにする。このようにすると、最小サイズの用紙の厚みを検知する場合においても、柔らかい部材で構成された一方のローラーが最小サイズの用紙の端面を挟み込んで、柔らかい部材で構成されたローラーが部分的に変形して、このローラーを保持する軸が傾斜した状態になったりするのが防止され、最小サイズの用紙においても、その厚みを適切に検知できるようになる。

また、前記の用紙厚検知装置においては、搬送される用紙を挟持するように対向して設けられた対になったローラーを、それぞれの軸方向に所要間隔を介して２つ配置させることが好ましい。このようにすると、対向して設けられた対になったローラーが、それぞれの軸方向に所要間隔を介して２つの位置で接触し、各ローラーにおける軸を平行に安定して配置できるようになる。そして、このように対になったローラーをそれぞれの軸方向に所要間隔を介して２つ配置させた場合において、前記の変位センサーを、軸方向に所要間隔を介して２つ配置されているローラーの間の位置に設けると、変位センサーにより軸の変位量を検知する際に、軸の傾きによる影響を受けにくくすることが可能となり、用紙の厚みを検知する精度をより向上させることができる。

また、前記の用紙厚検知装置において、前記付勢手段を、前記変位センサーによって軸の変位量を検知する軸の両端部に設けることができる。このようにすると、軸の変位量を検知する軸を対向する他方の軸に向けて安定して付勢し、変位量を検知する軸に設けられたローラーを他方の軸に設けられたローラーに安定して押し当てることができ、用紙の厚みを検知する精度をより向上させることができる。

また、本発明における画像形成装置においては、前記のような用紙厚検知装置を用いるようにした。ここで、本発明の画像形成装置においては、給紙装置により給紙させて画像形成を行う用紙の厚みを前記の用紙厚検知装置を用いて検知させるようにすることができ、また自動原稿読み取り装置を備えた画像形成装置においては、自動原稿読み取り装置により給紙される原稿となる用紙の厚みを前記の用紙厚検知装置を用いて検知させるようにすることもできる。

本発明における用紙厚検知装置においては、前記のように搬送される用紙を挟持するように対向して設けられた対になったローラーを搬送される用紙の端面を挟み込まない位置に配置させるようにしたため、前記の対になったローラーが搬送される用紙の端面を挟み込んで、ローラーが部分的に変形して、このローラーを保持する軸が傾斜した状態になったりするのが防止され、対になったローラーにおける軸が付勢手段により平行な状態で付勢されるようになり、変位センサーにより軸の変位量を正確に検知することができるようになる。

この結果、本発明における用紙厚検知装置においては、簡単な構成により、搬送されている用紙の厚みを正確に検知できるようになる。

本発明の実施形態において、用紙厚検知装置により画像形成を行う用紙の厚みを検知させるようにした画像形成装置を示した概略説明図である。 前記の実施形態において、用紙の厚みを検知する用紙厚検知装置を示した部分概略斜視図である。 前記の実施形態において、用紙の厚みを検知する用紙厚検知装置を示した部分概略説明図である。 前記の実施形態において、前記の用紙厚検知装置によって用紙の厚みを検知する状態を示した部分概略説明図である。

次に、本発明の実施形態に係る用紙厚検知装置及び画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明に係る用紙厚検知装置及び画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１においては、図１に示すように、用紙Ｓに画像形成を行う画像形成装置本体１ａの上に、原稿用紙（図示せず）を自動的に給紙させて、原稿用紙の内容を読み取るための自動原稿読み取り装置１ｂを設けている。

そして、前記の画像形成装置本体１ａにおいては、その内部に４つのイメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄを装着させている。

ここで、前記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおいては、感光体１１と、この感光体１１の表面を帯電させる帯電装置１２と、帯電された感光体１１の表面に画像情報に応じた露光を行って感光体１１の表面に静電潜像を形成する潜像形成装置１３と、感光体１１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する現像装置１４と、感光体１１の表面に形成されたトナー画像を中間転写ベルト２２に転写させた後に残留するトナーを感光体１１の表面から除去する第１クリーニング装置１５とを設けている。

また、前記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおける現像装置１４においては、それぞれ色彩の異なったトナーを収容させ、黒色，黄色，マゼンダ色，シアン色のトナーを収容させている。

そして、この画像形成装置本体１ａにおいては、前記の各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおいて、それぞれ感光体１１の表面を帯電装置１２によって帯電させ、このように帯電された各感光体１１の表面に、それぞれ潜像形成装置１３によって画像情報に応じた露光を行い、各感光体１１の表面にそれぞれ画像情報に応じた静電潜像を形成し、このように各感光体１１の表面に形成された静電潜像に、前記の各現像装置１４からそれぞれの色彩のトナーを供給して、各感光体１１の表面にそれぞれの色彩のトナー画像を形成するようにしている。

次いで、このように各イメージングカートリッジ１０Ａ〜１０Ｄにおける各感光体１１の表面に形成された各色彩のトナー画像を、駆動ローラー２１ａと回転ローラー２１ｂとに掛け渡されて回転駆動される中間転写ベルト２２の上に一次転写ローラー２３により順々に転写させて、この中間転写ベルト２２の上に合成されたトナー画像を形成し、このように形成されたトナー画像を中間転写ベルト２２により二次転写ローラー２４と対向する位置に導く一方、転写後の各感光体１１の表面に残留するトナーを、それぞれ対応する第１クリーニング装置１５によって各感光体１１の表面から除去するようにしている。

また、この画像形成装置本体１ａにおいては、その下部に設けられた給紙カセット２５内に収容された用紙Ｓを給紙ローラー２５ａによって給紙させ、給紙された用紙Ｓを給紙ローラー２５ａと対向して設けられた捌きローラー２５ｂとの間に導き、給紙ローラー２５ａと捌きローラー２５ｂとの間を通して重送された用紙Ｓを捌いて、１枚の用紙Ｓを一対のタイミングローラー２６間に導くようにしている。

そして、前記のタイミングローラー２６により、用紙Ｓを適当なタイミングで前記の中間転写ベルト２２と二次転写ローラー２４との間に導き、中間転写ベルト２２上に形成されたトナー画像を、二次転写ローラー２４により用紙Ｓに転写させるようにしている。また、用紙Ｓに転写されずに中間転写ベルト２２上に残ったトナー等の残留物は、第２クリーニング装置２７によって中間転写ベルト２２から除去させるようにしている。

次いで、前記のようにトナー画像が転写された用紙Ｓを、一対の加熱定着用ローラーを備えた定着装置２８に導き、この定着装置２８において、用紙Ｓに転写された未定着のトナー画像を用紙Ｓに加熱定着させ、このようにトナー画像が定着された用紙Ｓを、排紙側に設けられた一対の搬送ローラー２９の間に導き、この搬送ローラー２９によりトナー画像が定着された用紙Ｓを画像形成装置本体１ａ内から排紙させるようにしている。

また、本実施形態においては、前記のように給紙ローラー２５ａにより給紙された１枚の用紙Ｓをタイミングローラー２６に送る途中の位置に、このように送られる用紙Ｓの厚みを検知する用紙厚検知装置３０を設け、この用紙厚検知装置３０によって検知された用紙Ｓの厚みの情報を制御装置Ｘに出力し、この制御装置Ｘにより、前記の中間転写ベルト２２上に形成されたトナー画像を二次転写ローラー２４によって用紙Ｓに転写させる際の転写電流や、前記の定着装置２８において転写された未定着のトナー画像を用紙Ｓに加熱定着させる定着温度などを制御するようにしている。

次に、本実施形態における前記の用紙厚検知装置３０を、図２〜図４に基づいて具体的に説明する。

本実施形態における用紙厚検知装置３０においては、搬送される用紙Ｓの厚みを検知するにあたり、搬送される用紙Ｓを挟持する第１のローラー部材３１と第２のローラー部材３２とを設けている。

ここで、前記の第１のローラー部材３１としては、柔らかい部材であるゴムで構成された第１のローラー３１ａを、回転する第１の軸３１ｂと一緒に回転するようにして、その軸方向に所要間隔を介して２つ設けたものを用いている。

一方、第２のローラー部材３２としては、第１のローラー３１ａより硬い樹脂で構成された第２のローラー３２ａを、回転しない第２の軸３２ｂに対して回転可能な状態でその軸方向に所要間隔を介して２つ設けたものを用いている。

そして、前記の第１のローラー部材３１におけるゴムで構成された各第１のローラー３１ａと、第２のローラー部材３２における樹脂で構成された各第２のローラー３２ａとを対向するようにして配置させると共に、前記の第２のローラー３２ａの幅ｄ２を、前記の第１のローラー３１ａの幅ｄ１よりも大きくしている。

また、前記の第２のローラー部材３２における第２の軸３２ｂを、前記の各第２のローラー３２ａの外側に設けた各保持部材３３に保持させると共に、各保持部材３３をそれぞれ各圧縮コイルバネで構成された付勢手段３４により第１のローラー部材３１における第１の軸３１ｂに向けて付勢させるようにして、この第２のローラー部材３２における第２の軸３２ｂを、前記の各保持部材３３に設けられた案内孔３３ａに沿って前記の第１のローラー部材３１における第１の軸３１ｂに向けて移動できるようにしている。

また、前記の第２のローラー部材３２においては、所要間隔を介して設けられた第２のローラー３２ａ間における第２の軸３２ｂの位置において、この第２の軸３２ｂの変位量を検知するための接触式の変位センサー３５を設けている。

そして、前記のように給紙された用紙Ｓが、図４に示すように、第１のローラー部材３１における各第１のローラー３１ａと、第２のローラー部材３２における各第２のローラー３２ａとの間に導かれると、この用紙Ｓによって第２のローラー部材３２における第２のローラー３２ａを回転可能に保持している第２の軸３２ｂが押され、この第２の軸３２ｂが、前記の付勢手段３４に抗して前記の保持部材３３に設けられた案内孔３３ａに沿って前記の第１のローラー部材３１から離れる方向に変位し、この第２の軸３２ｂの変位量を前記の変位センサー３５によって検出し、これに基づいて、用紙Ｓの厚みを検知するようにしている。

ここで、本実施形態における用紙厚検知装置３０においては、少なくとも前記の第１のローラー部材３１の第１の軸３１ｂに所要間隔を介して設けられた一対の第１のローラー３１ａが、前記のように各第１のローラー３１ａと各第２のローラー３２ａとの間に導かれる最小サイズの用紙Ｓよりも内側に位置するようにし、最小サイズの用紙Ｓであっても、この用紙Ｓの端面を前記の第１のローラー３１ａが挟み込まないようにし、各第１のローラー３１ａが部分的に変形して、前記の第１の軸３１ｂが傾いた状態などになるのを防止し、最小サイズの用紙Ｓであっても、その厚みを適切に検知できるようにしている。

なお、本実施形態における用紙厚検知装置３０においては、第２のローラー部材３２における第２の軸３２ｂの位置の変位を検知するのに接触式の変位センサー３５を用いるようにしたが、非接触式の変位センサー３５を用いることもできる。

また、本実施形態においては、前記のように用紙厚検知装置３０を、画像形成装置１における画像形成装置本体１ａに設けるようにしたが、自動原稿読み取り装置１ｂに設けることも可能である。

１ 画像形成装置、１ａ 画像形成装置本体、１ｂ 自動原稿読み取り装置
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ イメージングカートリッジ
１１ 感光体
１２ 帯電装置
１３ 潜像形成装置
１４ 現像装置
１５ 第１クリーニング装置
２１ａ 駆動ローラー、２１ｂ 回転ローラー
２２ 中間転写ベルト
２３ 一次転写ローラー
２４ 二次転写ローラー
２５ 給紙カセット
２５ａ 給紙ローラー、２５ｂ 捌きローラー
２６ タイミングローラー
２７ 第２クリーニング装置
２８ 定着装置
２９ 搬送ローラー
３０ 用紙厚検知装置
３１ 第１のローラー部材、３１ａ 第１のローラー、３１ｂ 第１の軸
３２ 第２のローラー部材、３２ａ 第２のローラー、３２ｂ 第２の軸
３３ 保持部材、３３ａ 案内孔
３４ 付勢手段
３５ 変位センサー
Ｓ 用紙
Ｘ 制御装置
ｄ１ 第１のローラーの幅
ｄ２ 第２のローラーの幅

Claims (9)

1. 搬送される用紙の厚みを検知する用紙厚検知装置において、
   搬送される用紙を挟持するように対向して設けられた対になったローラーと、前記対になったそれぞれのローラーを保持する各軸と、一方の軸を他方の軸に近づける方向に付勢する付勢手段と、前記付勢手段により付勢される軸の変位量を検知する変位センサーを備え、前記対になった一方のローラーを柔らかい部材で構成すると共に、対になったローラーを搬送される用紙の端面を挟み込まない位置に配置させたことを特徴とする用紙厚検知装置。
2. 請求項１に記載の用紙厚検知装置において、前記柔らかい部材で構成された一方のローラーに対する他方のローラーを硬い部材で構成し、この硬い部材で構成されたローラーの幅を、柔らかい部材で構成されたローラーの幅より大きくしたことを特徴とする用紙厚検知装置。
3. 請求項２に記載の用紙厚検知装置において、前記硬い部材で構成されたローラーの軸を、前記柔らかい部材で構成されたローラーの軸に向けて移動可能に設け、前記付勢手段により、硬い部材で構成されたローラーの軸を、柔らかい部材で構成されたローラーの軸に向けて付勢させ、前記付勢手段により付勢された硬い部材で構成されたローラーの軸の変位量を変位センサーによって検知することを特徴とする用紙厚検知装置。
4. 請求項３に記載の用紙厚検知装置において、前記硬い部材で構成されたローラーの軸を回転させずに、硬い部材で構成されたローラーだけを回転させることを特徴とする用紙厚検知装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の用紙厚検知装置において、搬送される用紙を挟持する柔らかい部材で構成されたローラーを、用紙の最小サイズの内側に配置させたことを特徴とする用紙厚検知装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の用紙厚検知装置において、搬送される用紙を挟持するように対向して設けられた対になったローラーが、それぞれの軸方向に所要間隔を介して２つ配置されていることを特徴とする用紙厚検知装置。
7. 請求項６に記載の用紙厚検知装置において、前記変位センサーを、軸方向に所要間隔を介して２つ配置されているローラーの間の位置に設けたことを特徴とする用紙厚検知装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の用紙厚検知装置において、前記付勢手段を、前記変位センサーによって軸の変位量を検知する軸の両端部に設けたことを特徴とする用紙厚検知装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の用紙厚検知装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
   
   

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