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JP2017159971A - 回転ローラ、搬送装置、画像形成装置 - Google Patents

回転ローラ、搬送装置、画像形成装置 Download PDF

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JP2017159971A JP2016043437A JP2016043437A JP2017159971A JP 2017159971 A JP2017159971 A JP 2017159971A JP 2016043437 A JP2016043437 A JP 2016043437A JP 2016043437 A JP2016043437 A JP 2016043437A JP 2017159971 A JP2017159971 A JP 2017159971A
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哲夫 渡辺
Tetsuo Watanabe
哲夫 渡辺
英之 ▲高▼山
英之 ▲高▼山
Hideyuki Takayama
松田 裕道
Hiromichi Matsuda
裕道 松田
宮脇 勝明
Katsuaki Miyawaki
勝明 宮脇
山根 淳
Atsushi Yamane
淳 山根
崇 橋本
Takashi Hashimoto
崇 橋本
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Abstract

【課題】本発明では、簡易な構成で、白色面の汚れを防止することのできる回転ローラを提供することを課題としている。【解決手段】その外周面上に、用紙Pに当接する当接面512を有する回転ローラ51において、当接面512が設けられた本体部よりも径の小さい溝部514に設けられた外周面で、用紙Pの側端Paの位置を検知するための第一CIS36に対向する白色面を有することを特徴とする。【選択図】図5

Description

本発明は、回転ローラ、回転ローラを備えた搬送装置および搬送装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置に関する。
画像形成の合間等に、画像形成装置に設けられる画像読取機構により、基準面として設けられた白色面を読み取って、記録媒体の読取画像を補正するシェーディング補正が行われる。
そして部品削減等の観点から、シェーディング補正時の基準となる白色面と、記録媒体の通過時に記録媒体に当接し、記録媒体を搬送方向にガイドしたり、記録媒体の浮きの防止等をする当接面とが一つの部材に設けられる場合がある。
例えば特許文献1(特開2009−147544号公報)では、六角柱の各面に、白色面、黒色面、通紙面が設けられており、用途に応じて六角柱を回転させ、それぞれの面を、画像を読み取るCIS(あるいは用紙)の側に対向させる。例えば、用紙のガイド時には通紙面をCISの側に対向させ、白色補正時には白色面をCISに対向させる。通紙時には通紙面を用紙に接触させ、白色面と非接触とすることで、白色面の汚れや傷を防止できる。
しかし、特許文献1の様な構成では、CISの側に対向する面がいずれの面であるかを装置に認識させる必要があり、また、通紙面がCISに正対しない場合には、六角柱の角部が用紙の搬送経路上に配置されて搬送の妨げとなるため、六角柱の回転量を適切に管理する必要がある。
この様な事情から、本発明では、より簡易な構成で、白色面の汚れを防止することのできる回転ローラを提供することを課題としている。
上記の課題を解決するため、本発明は、その外周面上に、記録媒体に当接する当接面を有する回転ローラにおいて、前記当接面が設けられた部分よりも径の小さい縮径部に設けられた外周面で、前記記録媒体の端部位置の検知のための検知機構に対向する白色面を有することを特徴とする。
本発明の回転ローラでは、記録媒体に当接する当接面よりも径の小さい外周面を白色面とする簡易な構成により、当接面が記録媒体に当接時に、白色面を記録媒体に非接触にすることで、白色面の汚れや記録媒体との摩擦による傷を防止できる。
画像形成装置の概略構成図である。 搬送装置およびその周辺構成を示す概略図である。 第一CIS周辺の構成を示す平面図である。 第二CIS周辺の構成を示す平面図である。 本実施形態の回転ローラおよびその周辺の構成を示す平面図である。 回転ローラの溝部の拡大図である。 本実施形態の回転ローラおよびその周辺の構成を示す側面図である。 CISと回転ローラのギャップを示す概略図である。 本実施形態のシェーディング補正のフロー図である。 回転ローラの軸方向の移動機構を示す平面図である。 回転ローラの軸方向の移動機構を示す平面図である。 本実施形態のシェーディング補正のフロー図である。 本実施形態の用紙の端部位置検知方法の選択過程を示すフロー図である。 異なる実施形態の回転ローラおよびその周辺構成を示す側面図である。 搬送装置に関する画像形成装置全体のシステム構成図である。
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
まず、図1にて、画像形成装置における全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としての複写機、2は原稿Dの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、3は原稿読込部2で読み込んだ画像情報に基づいた露光光Lを感光体ドラム5上に照射する露光部、4は感光体ドラム5上にトナー像(画像)を形成する作像部、7は感光体ドラム5上に形成されたトナー像を記録媒体としての用紙Pに転写する転写部(画像形成部)、10はセットされた原稿Dを原稿読込部2に搬送する原稿搬送部、12〜14は転写紙等の用紙Pが収納された給紙部(給紙カセット)、20は用紙P上の未定着画像を定着する定着装置、21は定着装置20に設置された定着ローラ、22は定着装置20に設置された加圧ローラ、30は用紙Pを搬送経路に沿って搬送する搬送装置、31は転写部7に向けて用紙Pを搬送するレジストローラ(タイミングローラ)として機能する挟持ローラ(横ずれ・傾き補正ローラ)を示す。
図1を参照して、複写機における通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Dは、原稿搬送部10の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部2上を通過する。このとき、原稿読込部2では、上方を通過する原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。そして、原稿読込部2で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部3に送信される。そして、露光部3からは、その電気信号の画像情報に基づいた露光光(レーザ光)Lが、作像部4の感光体ドラム5上に向けて発せられる。
一方、作像部4において、感光体ドラム5は図中の時計回りに回転しており、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。その後、感光体ドラム5上に形成された画像は、画像形成部としての転写部7で、レジストローラとして機能する挟持ローラ31により搬送された用紙P上に転写される。
また、転写部7に搬送される用紙Pは、次のように搬送される。
まず、図2に示すように、複写機1の複数の給紙部12〜14のうち、1つの給紙部が自動または手動で選択される。例えば、複写機1に内設された給紙部12が選択された場合、給紙部12に収納されている用紙Pの最上方の1枚が、給紙ローラ41によって、第1搬送ローラ対42、第2搬送ローラ対43が設置された湾曲搬送経路に向けて給送される。
その後、用紙Pは、湾曲搬送経路から合流部X(複写機1の外部に設置された2つの給紙部13、14からの搬送経路が合流する部分)の位置を通過した後に、第3搬送ローラ対44、整合部70が設置された直線搬送経路を通過して、整合部70を構成する挟持ローラ31の位置に達する。そして、整合部70を構成する挟持ローラ31によって、用紙Pの傾き補正と横ずれ補正とが行われて、さらに感光体ドラム5上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて転写部7に向けて搬送される。
そして、転写工程後の用紙Pは、転写部7の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置20に達する。定着装置20に達した用紙Pは、定着ローラ21と加圧ローラ22との間に送入されて、定着ローラ21から受ける熱と双方の部材21,22から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着された用紙Pは、定着ローラ21と加圧ローラ22との間(ニップ部)から送出された後に、複写機1から排出される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
ここで、本実施形態では、複写機1に内設された給紙部12からの搬送経路と、複写機1の外部に設置された2つの給紙部13,14からの搬送経路とが合流する合流部Xから、転写部7までの搬送経路として、用紙Pの搬送方向(以下、単に搬送方向ともよぶ)に沿って略直線状に形成された直線搬送経路103が設けられている。この直線搬送経路103は、搬送される用紙Pの表裏面を挟むように設置された直線搬送ガイド板等によって形成されていて、搬送方向に沿って第3搬送ローラ対44、第一CIS(検知機構)36あるいは第二CIS37(検知機構)、斜行検知センサ(傾き検知手段)35、挟持ローラ31が設置されている。
挟持ローラ31と搬送ローラ対42〜44(符号を付していない搬送ローラ対も含む。)は、いずれも、駆動機構によって回転駆動される駆動ローラと、この駆動ローラとの摩擦抵抗によって従動回転する従動ローラとから成るローラ対である。これらの搬送ローラ対によって用紙Pは挟持されながら搬送される。また、挟持ローラ31は、用紙Pの搬送方向に対する傾きを補正する傾き補正と、搬送方向と直交する幅方向の位置ずれを補正する横ずれ補正との整合動作を行うための整合部70としても機能する。
具体的な構成は、搬送装置30を上方から見た図3および図4を用いて説明する。まず、図3に示すように、搬送ローラ対44によって搬送装置30に搬送されてきた用紙Pは、第一CIS36によって用紙Pの幅方向の位置ずれ量α(用紙Pの幅方向の端部の理想位置Fからのずれ量で、理想位置は用紙のサイズごとに設定される)が検知される。第一CIS36は、幅方向に複数のフォトセンサ(後述するLED等の発光素子とフォトダイオード等の受光素子と結像レンズ等)が並設されたものであって、用紙Pの幅方向一端側の側端部Pa(エッジ部)の位置を検知することで幅方向の位置ずれ量αを検知する。
そして、第一CIS36の下流側に設けられた一対の斜行検知センサ38により、用紙Pの傾き量(スキュー量)βが検知される。斜行検知センサ38は、幅方向中心位置から等距離はなれた位置に設置された2つのフォトセンサ(LED等の発光素子とフォトダイオード等の受光素子)であって、用紙Pの先端部Pbが通過するタイミングのずれを検知することで用紙Pの傾き量(スキュー量)βを検知する。
第一CIS36および斜行検知センサ38の搬送方向下流側には、挟持ローラ31が設けられる。挟持ローラ31は、回転支点としての支軸73を中心に用紙Pの傾き方向及びこれと反対方向(図3の破線矢印W方向)に回転可能に構成されると共に、用紙Pの幅方向(図3の破線矢印S方向)に移動可能に構成されている。
挟持ローラ31は、斜行検知センサ38の検知結果に基づいて支軸73を中心に回転して用紙Pの傾き補正を行い、第一CIS36の検知結果に基づいて用紙Pの幅方向に移動して用紙Pの横ずれの補正を行う。
なお、挟持ローラ31は、用紙Pの幅方向の位置ずれ量αおよび傾き量βを検知後、用紙Pを挟持する前に、用紙Pの位置補正を行う方向とは逆方向へ移動および回転させることができる。これにより、挟持ローラ31が用紙Pの位置補正を行った後に、挟持ローラ31が搬送方向に正対した状態で用紙Pを搬送することができる。
第一CIS36および斜行検知センサ38によって位置ずれ量および傾き量を検知され、挟持ローラ31によって位置補正された用紙Pは、図4に示すように、さらに下流側へ搬送され、第二CIS37および第二CIS37の下流側に配置された斜行検知センサ39によって、再び位置ずれ量αおよび傾き量βが検知される。そして、この位置ずれ量αおよび傾き量βに基づいて、再び挟持ローラ31によって位置補正が行われる。
再度の位置補正が行われた用紙Pは、さらに下流側へ搬送されて転写部7へと送られて感光体ドラムに形成されたトナー画像が転写される。
次に、上記の第一CIS36および第二CIS37に対向して設けられる回転ローラおよびその周辺の構成について説明する。なお、以下の説明では第一CIS36を用いて説明しているが、本実施形態では、第二CIS37の側にも同様の構成が設けられている。また、これらのいずれか一方に下記の構成が設けられていてもよい。
図5に示すように、本実施形態の搬送装置30には、第一CIS36に対向する回転ローラ51と、回転ローラ51の両端を支持する、接離機構としての回動アーム52等が設けられる。
回動アーム52は、軸受53を介して回転ローラ51を支持している。軸受53は、回転ローラ51の回転軸55を回転可能に支持すると共に、その軸方向に移動可能に支持しており、軸受53は例えば玉軸受が選択される。また、回動アーム52の上方には、画像形成装置1の側板45に固定されたストッパ54が設けられている。
回転ローラ51は、直径10mm以下の小径のローラで、アルミニウムと同程度の比熱を有する金属あるいは樹脂材料によって形成される。コストと回転慣性を考慮した場合、パイプ材料を使用することもできる。パイプ材料の場合はその両端に回転支持部を別途作成して装着する。
回転ローラ51の幅は、A3用紙の全幅に対向できるように、A3用紙の幅297mmよりも10mm以上長く設定される。また、回転ローラ51は、後述する白色面および黒色面や用紙PのCISによる読み取り精度を向上させるために、振れ精度20μm以下に加工されることが好ましい。
図6に示すように、回転ローラ51には軸方向の複数個所に溝部514が設けられており、その深さが0.1〜0.4mmに設定される。つまり、溝部514の外径L2は、回転ローラ51の外径L1よりも0.1〜0.4mm小さく設けられており、溝部514は、回転ローラ51のその他の部分よりも径の小さい縮径部である(以下、溝部51以外のその他の部分を回転ローラ51の本体部511とする)。溝部514の幅M1は10mm程度で設けられる。
本体部511の表面512は、搬送装置30に用紙Pが通紙された際に、用紙Pに当接する当接面である。本体部511の溝部514との境界部は、面取り加工がなされている。この面取り部513を有することにより、用紙Pが当接面512に当接した際の紙粉の発生や用紙P上のトナー画像の乱れを抑制することができる。面取り部513は、C面取りあるいはR面取りの加工がなされている。
溝部514の表面515は白色面に形成され、シェーディング補正の基準として用いられる。また、回転ローラ51の本体部511の当接面512は、マクベス濃度0.3以上の色処理が施されており、例えば本実施形態では黒色面に形成される。この黒色面は、搬送装置30に通紙される用紙Pの端部位置を検知する際の背景画像として用いられる。当接面512および白色面515は、回転ローラ51の外周面を形成する。
図7に示すように、第一CIS36は、その内部に光源361、受光素子362およびコンタクトガラス363を有する。光源361から照射された光が、コンタクトガラス363を介して用紙P等に照射される。そして、用紙Pからの反射光を受光素子362が受光することにより、用紙Pの端部位置等を読み取ることができる。
回動アーム52は、回動支点521を中心に回動可能に設けられている。回動アーム52に支持される回転ローラ51は、回動アーム52の回動により、コンタクトガラス363(第一CIS36)に対して接離方向に移動する。回動アーム52はバネ61に接続されており、バネ61によって反時計回りの回転方向に付勢されている。
回動アーム52の一端にはリニアアクチュエータ56が設けられる。リニアアクチュエータ56には回動アーム52に当接する押圧部561が設けられる。回動アーム52は、バネ61によって付勢されて回動支点521を中心に反時計回りの方向に回転し、その一端が押圧部561に当接する位置で固定されている。
リニアアクチュエータ56の駆動により、押圧部561は図7の左右方向に進退することができる。押圧部561の進退により、回動アーム52は回動支点521を中心に回転し、その姿勢を変更する。つまり、押圧部561が前進した状態(図7の点線部)では、回動アーム52は、バネ61の付勢力に抗して時計回りの方向に回転し、回転ローラ51はコンタクトガラス363から離間する。また、押圧部561が後退した状態(図7の実線部)では、回動アーム52は反時計回りの方向に回転し、回転ローラ51はコンタクトガラス363に接近する。以上の様な回動アーム52の回動動作により、回転ローラ51は、コンタクトガラス363(第一CIS36)に対して接離することができる。
回動アーム52の上方にはストッパ54が設けられている。ストッパ54は、回動アーム52に当接し、回動アーム52の回動範囲をその当接位置までに規制する。これにより、仮にリニアアクチュエータ56やその制御機構等に不具合が生じ、押圧部561が図7の位置よりもさらに後退した場合でも、ストッパ54によって回動アーム52の回動が規制され、回転ローラ51がコンタクトガラス363に衝突することを防止できる。
本実施形態では、搬送装置30に通紙された用紙Pに、回転ローラ51の当接面512がその下方から当接することにより、用紙Pの上下方向のバタつきを抑える。これにより、コンタクトガラス363と用紙Pを所定の距離に保ち、第一CIS36による用紙Pの端部位置の検知を精度良く行うことができる。以下、用紙Pの端部位置の検知方法について、より詳しく説明する。
図5に示すように、搬送装置30に搬送される各サイズの用紙P1、P2の側端Paは、回転ローラ51との対向位置で、回転ローラ51の当接面512に当接する。この際、各サイズの用紙の側端Paの幅方向の近傍に、それぞれ溝部514が配置されている。
図8に示すように、用紙Pが回転ローラ51の対向位置まで搬送されると、回転ローラ51の当接面512が用紙Pに当接する。そして、リニアアクチュエータ56が駆動して回動アーム52が反時計回りに回転し、回転ローラ51の当接面512が用紙Pをコンタクトガラス363の側へ押圧する。これにより、用紙Pの上下方向のバタつきが抑えられると共に、用紙Pがコンタクトガラス363に対して所定の距離に配置される。
そして、第一CIS36により用紙Pの側端Paとその背景画像である黒色面(当接面)512が読み取られる。用紙Pの表面の濃度と黒色面512の濃度を判別することにより、用紙Pの端部位置(側端位置)を検知することができる。この様に、黒色面(当接面)512は、用紙Pの端部位置を検知する際の背景面として機能する。
本実施形態では、本体部511の外周面の全域を黒色面として設けたが、少なくとも用紙Pの端部位置とその外側を含む領域を黒色面あるいは、マクベス濃度0.3以上の色処理を施した面として背景面とすればよい。これにより、第一CIS36が、用紙Pの端部位置と背景面の濃度を判別し、その境界位置を識別することで、用紙Pの端部位置を検知することができる。
この際、本実施形態では、用紙Pの幅方向の位置ずれ量αや挟持ローラによる位置補正量を考慮すると、理想の用紙Pの端部位置から5mm以下のずれが生じる。このため、用紙Pの理想の端部位置からその両側に5mmの範囲を黒色面とし、用紙Pの端部位置、およびその外側を含む領域に背景面を設けることができる。用紙Pの理想の端部位置からのずれを5mmとしたが、通紙される用紙や搬送装置によってこの値は様々であり、適宜その値を設定することができる。
また、背景面を上記の範囲に設定すれば、用紙Pに当接する当接面と、用紙Pの端部位置を検知する際の背景画像として読み取られる背景面とが必ずしも一致する必要はない。
本実施形態では、搬送装置30に通紙される用紙Pの幅よりも5mm両側に大きくした範囲が、搬送装置30の通紙領域である。
本実施形態では、図8に示すように、回転ローラ51がコンタクトガラス363に対して接離方向に移動可能に設けられることにより、用紙Pの厚みに応じて、回転ローラ51が接離方向に移動し、回転ローラ51とコンタクトガラス363のギャップE(あるいは、用紙Pの表面とコンタクトガラス363の距離)を調整することができる。これにより、用紙Pの厚みに影響されず、第一CIS36の焦点距離で用紙Pの端部位置を検知することができ、精度の良い端部位置の検知および挟持ローラによる用紙Pの位置補正が可能になる。
本実施形態では、用紙Pに当接し、用紙Pの上下方向(図8の上下方向)のバタつきを抑える当接面が、小径のローラである回転ローラに設けられる。回転するローラに当接面を設けることで、当接面512と用紙Pとの摩擦による移動抵抗を減らすことができる。
さらに、回転ローラ51を高剛性の材料(例えば金属材料)によって形成し、前述の様に、回転軸55が玉軸受53によって回転可能に支持される(図5参照)ことで、回転ローラ51の回転の際の摩擦抵抗を減らし、用紙Pの搬送の際の移動抵抗をさらに低減することができる。
以上のように、回転ローラ51と用紙Pの間の摩擦を低減することで、用紙Pの搬送を円滑に行うことができる。これにより、回転ローラ51に駆動機構を設けることなく、従動回転のみで回転ローラ51を回転させた本実施形態の構成でも、回転ローラ51の位置での用紙Pの詰まりを防止できる。また、回転ローラ51と用紙Pの間の摩擦を低減することで、挟持ローラによる用紙Pの位置補正を円滑かつ正確に行うことができる。
次に白色面を用いて行われるシェーディング補正について説明する。本実施形態では、画像形成動作の終了直後や、画像形成動作の合間等に、第一CIS36の読取画像を補正するためのシェーディング補正が行われる。そして、このシェーディング補正の際に、白色面515が第一CIS36によって読み取られ、シェーディング補正のための基準白色として用いられる。
この際、本体部511よりも径の小さい溝部514に設けられた白色面515は、用紙Pと当接面512の当接位置よりも回転ローラ51の円中心の側へ後退した場所に位置しており、用紙Pと接触することがない。このため、白色面515と用紙Pとの接触による傷や汚れを防止でき、シェーディング補正の精度が低下することを防止できる。
本実施形態の第一CIS36は、用紙の端部位置を検知することを目的として設けられるため、シェーディング補正もその端部位置で行うことが望ましい。しかし、用紙Pの端部に対向する位置に黒色面(当接面)512を設けて用紙の端部位置の検知が行われるため、用紙Pの端部位置に対向する位置に白色面515を設けることはできない。
そこで本実施形態では、前述の様に、白色面515を、通紙される用紙Pの端部側で、側端Paの近傍(端部位置の近傍)に設ける(図5参照)。本実施形態では特に、白色面515を側端Paから5mmの位置に設ける。
上記の様に、シェーディング補正は用紙Pの端部位置で行うことが望ましいが、補正すべきCIS画素部からの出力電圧は、用紙Pの幅方向に対して比較的緩やかな変動特性を有しており、側端Paから5mmずれた位置で検知してもその誤差はわずかであると考えられる。よって、上記の様に側端Paから5mmの位置に白色面515を設けることで、精度の良いシェーディング補正を行うことができ、かつ、そのままの配置で、第一CIS36が用紙Pの端部位置を検知することが可能である。
なお、白色面515を側端Paから5mmとしたのは、前述の用紙Pの幅方向の位置ずれ量αや挟持ローラによる位置補正量を考慮したものである。本実施形態では、位置ずれや位置補正により、側端Paの位置はその理想位置から5mm以下のずれが生じる。このため、白色面515を側端Paから5mmの位置に設けることにより、用紙Pの端部位置の検知の際に、側端Paに当接面512が対向し、白色面515が対向することがない。よって、第一CIS36による用紙Pの端部位置の検知を支障なく行うことができる。
白色面515は、回転ローラ51の溝部514に設けられた外周面であり、白色面515は曲率を有しているため、第一CIS36の光源361から発光されるLED光が正しく画素に向かう様に、第一CIS36は画像形成装置の筐体などに固定され、回転ローラ51に対する位置が厳密に管理されると共に、回転ローラ51の直径公差を厳密に管理した加工が行なわれる。第一CIS36による白色面515の読み取りレベルを確認しつつ、出力電圧が最適位置になる様、第一CIS36あるいは回転ローラ51の位置調整機構を前述の接離機構などと別に設けてもよい。また、シェーディング補正の実行時は、回動アーム52の回動により、通紙する用紙Pの表面と近似のギャップEに設定して白色面515の読み取りを行う。
白色面515は、白色塗料を用いた塗装による方法や、白色の円筒形状をした弾性リング、又は熱収縮性リングをはめ込んだ後に加熱させて収縮固定する方法、あるいは溝部に白色樹脂を成型する等の方法により形成することができる。また作業効率を上げるため、白色の液体状塗料をインクジェットノズルでローラを回転させつつ塗布する方法を用いてもよい。
白色面515および背景面512は、できるだけ平滑で乱反射の起こりやすい表面状態となる様に表面粗さをできる限り小さくすることが望ましく、例えば研削加工により凹凸をできるだけ小さくすることができる。これにより、光源361からのLED光をよく反射し、受光素子362が適切に反射光を受光できる。また、当接面512が用紙Pに当接する際に、用紙Pの表面に傷をつけることがない。
そして、例えば両面印刷を行った場合でも、おもて面に形成されたトナー画像が当接面512によって傷つけられにくくなる。さらに、本実施形態では、回転ローラ51がアルミニウムと同程度の比熱を有する金属あるいは樹脂材料によって形成されることで、回転ローラ51の熱伝達性が良く加熱されにくくなるため、両面印刷時に定着動作後の用紙Pが通紙された場合にも当接面512の温度が上がりにくくなる。このため、当接面512に当接する用紙P表面のトナー画像が加熱されにくく、用紙Pと当接面512の摩擦により、トナー画像に傷がつきにくい。
黒色面512は、本体部511の外周面をアルマイト処理して黒色化させることで形成される。これにより、極めて薄くかつ均一な黒色皮膜が形成される。
回転ローラ51を高精度な樹脂成型により形成することもできる。この場合、2色成型により、溝部514の外周面を白色面515にし、本体部511の外周面を黒色面512にする加工を同時に行うことができる。
以上のシェーディング補正を実施するフローを図9に示す。シェーディング補正が開始されると、リニアアクチュエータ56が駆動し、回転ローラ51がコンタクトガラス363にできるだけ接近した位置まで移動する(図7を参照。ステップS1)。そして、第一CIS36が白色面515を読み取り(ステップS2)、その読取結果を白色基準データとしてシェーディング補正が実行される(ステップS3)。
シェーディング補正を終了後、画像形成動作が開始されると、再びリニアアクチュエータ56が駆動し、通紙される用紙Pの厚みに応じた位置に押圧部561が前進移動し、回転ローラ51とコンタクトガラス363のギャップが調整される(ステップT1)。
以上のようなフローで、用紙Pの端部位置から少し離れた位置で白色面を読み取ってシェーディング補正を行い、精度良く読取画像の補正が可能である。本実施形態では、画像形成装置1に通紙される用紙Pの種類が変更される毎にシェーディング補正が行われる。
以上のように、本実施形態では、用紙Pの端部位置検知時のバタつきを抑える当接面512を有する回転ローラ51に、シェーディング補正のための白色面515が設けられる。また、この当接面512が端部位置検知時の用紙Pの背景画像として使用される。この様に、回転ローラ51に複数の機能を持たせることで、部品数を減らし、装置の小型化および搬送装置の小サイズ化を実現することができる。
さらに、本実施形態では、回転ローラ51を軸方向に移動可能に設け、シェーディング補正時に、白色面を用紙の端部の読取位置まで移動させてシェーディング補正を行うことで、より精度の良い補正を行うことができる。つまり、用紙の端部位置で白色面を読み取ることにより、前述の5mmの誤差を無くすことができる。まず、回転ローラ51を軸方向に移動させる構成について説明する。
図10に示すように、回転ローラ51の回転軸55の一端551には、ソレノイド57に接続されたレバー58が当接する。また、回転軸55の他端552には板バネ59が当接する。
図10に示す退避位置は、用紙P1、P2の端部位置を検知するための回転ローラ51の配置で、白色面515が用紙P1、P2の側端Paの対向位置から退避しており、側端Paには当接面512が対向する。前述のシェーディング補正時および通常の用紙Pの端部位置の検知時には、回転ローラ51は退避位置に配置される。
回転軸55の一端551、板バネ59によって軸方向の他端側へ付勢されており、回転軸55は、その他端552がレバー58に当接する位置で固定されている。図11に示すように、ソレノイド57の駆動により、レバー58が図の上方向へ移動すると、回転軸55および回転ローラ51は、板バネ59の付勢力に抗して軸方向の一端側(図11の上方向)へ移動する。
図11の位置は回転ローラ51の対向位置で、回転ローラ51に設けられた白色面515が用紙P1、P2のそれぞれの側端Pa(図11の点線C1,C2)に対向する位置に配置される。それぞれの白色面は、それぞれのサイズの用紙Pの端部位置から同じ距離(本実施形態では5mm)だけ離れて設けられているため、通紙される用紙Pのサイズに関わらず、同じ距離の移動で白色面515を用紙Pの端部位置に対向させることができる。
以上のように、ソレノイド57、レバー58および板バネ59により、回転軸55および回転ローラ51を軸方向に移動可能に設けることができる。これらのソレノイド57、レバー58および板バネ59は回転ローラ51を軸方向に移動させる可動機構である。また、ソレノイドとレバーを用いた構成の他、モータとカムにより回転ローラ51を軸方向に移動させてもよい。
以上の回転ローラ51の軸方向の移動を加えたシェーディング補正のフロー図を図12に示す。シェーディング補正が開始されると、リニアアクチュエータ56が駆動し、回転ローラ51がコンタクトガラス363にできるだけ接近した位置まで移動する(図7を参照。ステップS11)。そして、ソレノイド57が駆動してレバー58が回転軸55を押圧することで、回転ローラ51が退避位置から対向位置へ移動する(図10および図11参照。ステップS12)。これにより、白色面515が用紙の端部位置に相当する位置に対向した状態で、第一CIS36による白色面515の読み取りが行われる(ステップS13)。そして、この読取結果を白色基準データとしてシェーディング補正が実行される(ステップS14)。
シェーディング補正を終了後、ソレノイド57への通電を停止して、回転ローラ51が再び対向位置から退避位置へ移動する(ステップT11)。そして、画像形成動作が開始されると、再びリニアアクチュエータ56が駆動し、通紙される用紙Pの厚みに応じた位置に押圧部561が前進移動し、回転ローラ51とコンタクトガラス363のギャップが調整される(ステップT12)。
以上のように、回転ローラ51の軸方向の移動を加えてシェーディング補正を行うことにより、シェーディング補正時に、用紙の端部位置に相当する位置に白色面515を対向させることができ、より精度の良い補正が可能になる。なお、回転ローラ51は、通常は退避位置に配置されており、本フローのシェーディング補正時に対向位置へ移動する。
これまでの用紙Pの端部位置の検知方法と異なる方法として、本来、シェーディング補正用に用いる白色面515を背景画像として用紙Pの端部位置の検知に用いてもよい。この場合、回転ローラ51を対向位置に配置して第一CIS36と白色面515を対向させ、第一CIS36による用紙Pの端部位置の検知を行う。
さらに、搬送装置30に設けられた制御部により、当接面512を背景画像として用紙Pの端部位置の検知を行う場合と、白色面515を背景画像として用紙Pの端部位置の検知を行う場合のそれぞれについて、用紙Pと背景画像のS/N比を比較して、そのS/N比が高い方の検知方法を選択することもできる。なお、この制御部は画像形成装置の側に設けられていてもよい。以下、図13を用いてS/N比の高い方法を選択して用紙Pの端部位置を検知するフローについて説明する。
まず、前述の図12で示したフローによりシェーディング補正を行う(ステップS21)。ただし、図9で示したフローによりシェーディング補正を行ってもよい。そして、搬送される用紙Pの厚みに応じてリニアアクチュエータ56が駆動し、ギャップEが調整される(ステップT21)。
本フローでは、S/N比を比較してS/N比の高い検知方法を選択するために、用紙Pの端部位置の検知の前に、テスト用紙が通紙され、まずテスト用紙によってS/N比の比較が行われる。搬送装置30に通紙されたテスト用紙は、第一CIS36との対向位置で停止する(ステップT22)。
第一CIS36により、黒色面(当接面)512を背景としてテスト用紙の端部位置の検知が行われ(図10参照。ステップT23)、テスト用紙と黒色面512のS/N比が算出される。そして、このS/N比が閾値を超えるか否かが制御部により判断され(ステップT24)、閾値を超える場合には、黒色面512を背景画像とした端部位置の検知方法が選択される。また、S/N比が閾値を超えない場合には、白色面515を背景画像とした検知方法のS/N比の算出へ移行する。
まず、ソレノイド57の駆動により回転ローラ51が対向位置へ移動し(図11参照。ステップT25)、白色面515を背景画像として、第一CIS36によるテスト用紙の端部位置の検知が行われ(ステップT26)、テスト用紙と黒色面512のS/N比が算出される。そして、それぞれの検知方法のS/N比が比較され、S/N比が高い検知方法が制御部により選択される(ステップT27)。なお、黒色面512を背景画像とする検知方法が採用される場合、回転ローラ51は再び退避位置へ移動される。
検知方法が選択された後は、テスト用紙を排紙し(ステップT28)、選択された検知方法により、搬送装置30に通紙される用紙Pの端部位置の検知(ステップT29)および挟持ローラによる位置補正が行われる。
以上のように、用紙Pの背景画像として白色面および黒色面を選択して用いることにより、白色の用紙Pだけでなく色調の異なる用紙であっても、その端部位置を検知することが可能になる。色調の異なる用紙として、例えば灰色の用紙等が挙げられる。
次に上記と異なる実施形態として、以下の図14に示す搬送装置を説明する。
図14に示すように、本実施形態では、回動アーム52の途中に清掃部材としてのマイクロファン60が固定されている。マイクロファン60は、回転ローラ51に向けてエアを吹き付け、回転ローラ51に付着する紙粉等の異物を取り除くことができる。
前述の様に、本実施形態では、白色面515を用紙Pに非接触とすることにより、白色面515の汚れを防止している。しかし、装置内に存在する紙粉等の異物が白色面515に付着する場合があるため、マイクロファン60によってエアを吹き付けることで、より確実に白色面515の汚れを防止できる。
本実施形態では、回動アーム52にマイクロファン60が固定されることにより、回動アーム52の回動に伴ってマイクロファン60もそれと同方向へ移動する。このため、回動アーム52に支持された回転ローラ51が回動アーム52の回動により移動した場合でも、回転ローラ51とマイクロファン60との位置関係が変わることがなく、常に同じ位置関係で回転ローラ51へのエアの吹き付けを行うことができる。なお、清掃部材は、マイクロファン60の他、エアの吹き出しノズルを設ける等、適宜その構成を変更可能である。
上記の搬送装置に関わる画像形成装置の全体システムの構成を図15に示す。画像形成装置1のCPU82は、コントローラ81、操作パネル83、第一CIS36のコントローラ85等と接続されており、それぞれとやり取りを行う。
ドライバ80およびコントローラ81は、リニアアクチュエータ56、ソレノイド57およびマイクロファン60にそれぞれ接続されている。
画像形成装置内に設けられたROMには、用紙の種類ごとに、用紙サイズや厚み等の各種用紙の特性データが記録されている。作業者は、操作パネル83によって用紙の種類を入力する。そして、操作パネル83に入力された情報により、CPU82は、記録された用紙ごとの特性データから、通紙される用紙Pの端部位置や厚みを認識し、この情報に基づいて、コントローラ81がリニアアクチュエータ56やソレノイド57の駆動を制御する。また、コントローラ81は、マイクロファン60の吹き付けの制御を行う。
リニアアクチュエータ56の駆動による押圧部561の移動量や位置情報はエンコーダ562に記録される。記録された情報はコントローラ81に伝達され、押圧部561の移動量が管理される。
第一CIS36に設けられるCISコントローラ85は、シェーディング補正時や用紙の端部位置検知時等の画像の読み取りが行われる際に、点燈回路86により光源361を発光させる。CPU82からCISコントローラ85に信号が送られ、発光のタイミングが決定される。
受光素子362によって受光した反射光は、A/D変換回路87によりデジタル信号に変換され、シェーディング補正回路や端部位置検知回路等の回路84に送られる。そして、シェーディング補正が行われたり、挟持ローラによる用紙Pの位置補正量が決定されたりする。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
本発明に係る画像形成装置は、図1に示すモノクロ画像形成装置に限らず、カラー画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。
記録媒体としては、用紙P(普通紙)の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート等が含まれる。
1 画像形成装置
30 搬送装置
36 第一CIS(検知機構)
37 第二CIS(検知機構)
51 回転ローラ
511 本体部
512 当接面(黒色面)
513 面取り部
514 溝部(縮径部)
515 白色面
52 回動アーム(接離機構)
53 軸受
57 ソレノイド(可動機構)
58 レバー(可動機構)
59 板バネ(可動機構)
60 マイクロファン(清掃部材)
特開2009−147544号公報

Claims (10)

  1. その外周面上に、記録媒体に当接する当接面を有する回転ローラにおいて、
    前記当接面が設けられた部分よりも径の小さい縮径部に設けられた外周面で、前記記録媒体の端部位置の検知のための検知機構に対向する白色面を有することを特徴とする回転ローラ。
  2. 前記白色面は前記記録媒体の端部側に設けられる請求項1記載の回転ローラ。
  3. 前記記録媒体の端部位置とその外側を含む領域に対向する背景面を有し、
    前記背景面はマクベス濃度0.3以上の色処理が施されている請求項1または2いずれか記載の回転ローラ。
  4. 請求項1から3いずれか1項に記載の回転ローラと、
    前記回転ローラに対向して設けられる前記検知機構とを有する搬送装置。
  5. 前記回転ローラを前記軸方向に移動させる可動機構と、
    前記回転ローラを前記軸方向に移動可能に保持する軸受とを有し、
    前記回転ローラは、前記白色面が前記記録媒体の端部に対向する対向位置と、前記白色面が前記対向位置よりも前記記録媒体の端部から退避した退避位置とを往復可能である請求項4記載の搬送装置。
  6. 前記白色面を背景画像として、前記記録媒体の端部位置を検知する請求項5記載の搬送装置。
  7. 前記記録媒体の端部位置とその外側を含む領域に対向する背景面を有し、
    前記白色面を背景画像として前記記録媒体の端部位置を検知する場合と、
    前記背景面を背景画像として前記記録媒体の端部位置を検知する場合とのそれぞれについて、前記記録媒体と前記背景画像とのS/N比をそれぞれ算出する制御部を有し、
    前記制御部は、S/N比の高い方を前記記録媒体の端部位置の検知方法として選択する請求項6記載の搬送装置。
  8. 前記回転ローラを前記検知機構に対して接離方向へ移動させる接離機構を有する請求項4から7いずれか1項に記載の搬送装置。
  9. 前記回転ローラを清掃する清掃部材を有し、
    前記接離機構は、前記清掃部材を前記回転ローラと同方向へ移動させる請求項8記載の搬送装置。
  10. 請求項4から9いずれか1項に記載の搬送装置を備えた画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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