(57)【要約】【課題】搬送する記録媒体の厚さに応じて重量測定のタイミングを変更することが可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体の厚さを検出する厚さ検出ユニットと、記録媒体の重量を測定する重量測定ユニットと、厚さ検出ユニットから得られた検出結果に基づいて、記録媒体の重量を測定するタイミングを制御する制御手段と、記録媒体の搬送方向において、重量測定ユニットの下流に位置し、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記記録媒体の厚さを検出する厚さ検出ユニットと、
前記記録媒体の重量を測定する重量測定ユニットと、
前記厚さ検出ユニットから得られた検出結果に基づいて、前記記録媒体の重量を測定するタイミングを制御する制御手段と、
前記記録媒体の搬送方向において、前記重量測定ユニットの下流に位置し、前記記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記記録媒体の厚さが所定の厚さよりも薄い場合、前記重量測定ユニットの測定するタイミングを第１重量測定タイミングとし、前記記録媒体の厚さが所定の厚さ以上の場合、前記重量測定ユニットの測定するタイミングを前記第１重量測定タイミングよりも遅い第２重量測定タイミングとすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記記録媒体の厚さが厚くなることに応じて、前記重量測定ユニットの測定タイミングを遅くすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記記録媒体を測定する際に搬送手段を一時停止することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記録媒体は、シート状であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
被測定物を搬送する搬送手段と、
前記被測定物の厚さを検出する厚さ検出ユニットと、
前記被測定物の重量を測定する重量測定ユニットと、
前記厚さ検出ユニットから得られた検出結果に基づいて、前記被測定物の重量を測定するタイミングを制御する制御手段と、
を有することを特徴とする搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および搬送装置に関し、詳しくは、記録装置に記録媒体を搬送する前にその重量を測定し、その測定結果に基づいてその記録媒体の記録に反映させるための重量測定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術では、記録媒体に画像を形成するにあたり、その重量の測定結果に基づく情報を画像形成の内容に反映させる。例えば、封筒などの郵便物の重量に基づいて定められた郵便料金をその郵便物に記録する場合がある。このような構成では、画像形成機構と、記録媒体を画像形成機構に給送する給送機構との間に、記録媒体の重量を測定し、これに基づく情報を画像形成機構に伝える重量測定機構が設けられることがある。しかしながら、郵便物などの記録媒体の重量は、種々存在し、これらに対して連続的に測定が行われる。その際、記録媒体の特に厚みによっては、その記録媒体の搬送が重量測定に影響を及ぼすことがある。例えば、記録媒体を搬送するローラ対から記録媒体の後端が抜けるとき、ローラ対同士が衝突する衝撃によって振動が発生し、その振動が重量測定に影響を及ぼすことがある。
【０００３】
これに対し、特許文献１には、このような記録媒体の搬送に伴って発生する振動を低減する構成が記載されている。具体的には、記録媒体を搬送するための、固定ローラと変位ローラとからなる搬送ローラ対において、記録媒体の厚みに応じて変位する変位ローラの支持部材の回転軸にグリスを塗布したり、この支持部材をダンパに接続したりしている。これにより、記録媒体が搬送ローラ対を抜けるときに生じる振動を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７３８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の搬送機構を、重量測定ユニットを備えた画像形成装置に用いた構成では、一定のタイミングで重量測定をおこなおうとすると、記録媒体搬送に伴って生じる振動が収束する前に重量測定を行うことがあり得る。これは、厚さの厚い記録媒体を搬送した場合には、振動が収束するまでに要する時間が長くなるためである。
【０００６】
一方で、重量測定を行うタイミングを厚い記録媒体に合わせて設定すると、振動の収束が早い、薄い記録媒体の重量測定で待ち時間が生じて生産性が低下してしまう。
【０００７】
よって、本発明の目的は、搬送する記録媒体の厚さに応じて重量測定のタイミングを変更することが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、記録媒体を搬送する搬送手段と、記録媒体の厚さを検出する厚さ検出ユニットと、記録媒体の重量を測定する重量測定ユニットと、厚さ検出ユニットから得られた検出結果に基づいて、記録媒体の重量を測定するタイミングを制御する制御手段と、記録媒体の搬送方向において、重量測定ユニットの下流に位置し、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、搬送する記録媒体の厚さに応じて重量測定のタイミングを変更可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の模式的断面図である。
【図２】画像形成装置のブロック図である。
【図３】ニップローラによる振動発生の概略図である。
【図４】ニップローラへ与える振動とシート厚みの関係概略図である。
【図５】画像形成装置の画像形成制御のフローチャートである。
【図６】画像形成装置の重量測定に関するフローチャートである。
【図７】重量測定の異なるタイミングのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本実施の一実施形態では、記録媒体としてシートを用い、シートＰを搬送し、重量を測定する機構を備えた一般的な画像形成装置を例にして説明する。
【００１２】
図１は、本発明の画像形成装置の構成を示す模式的断面図である。画像形成装置Ａには、シート搬送機構１００と、画像形成機構２００とを備えている。シート搬送機構１００は、シートＰを１枚ずつ分離して、各種測定（シートＰの長さ、幅、厚さ、重量など）を行い、画像形成機構２００へと搬送する。画像形成機構２００は、シート搬送機構１００の各種測定結果に基づいてシートＰに画像を形成し、画像形成機構２００外へと排出する。なお、本発明の画像形成装置はインクジェット方式を想定しているが、他の画像形成方式でもよい。
【００１３】
シート搬送機構１００には、図１の紙面上において左側となるシート搬送方向Ｆの上流側から順にシート積載部１、搬送ベルト３、分離ローラ４、リタードローラ５、重量測定ユニット７を備えている。また、シート搬送機構１００には、重量測定ユニット７に続き、搬送ベルト８、搬送ローラ８ａ、搬送ローラ８ｂ、上流ニップローラ９、中間ニップローラ１０、および下流ニップローラ１１を備えている。そして、分離ローラ４、リタードローラ５、上流ニップローラ９、中間ニップローラ１０、および下流ニップローラ１１は、それぞれ、各ローラを端部に支持する支持部と、支持部のもう一方の端部に支持部を揺動可能にする回転軸と、を備えている。さらに、中間ニップローラ１０の回転軸には、シートＰの厚さを検出するためのシート厚さ検出センサＳ５とエンコーダ１０ａを備えている。
【００１４】
シート積載部１は、シートＰの束が積載されるとシート検知センサＳ１によって検知され、記録開始前にシートＰの束を積載しておく。そして、記録命令信号が入ると、給紙ローラ駆動モータ（図示省略）により搬送ローラ３ａ、３ｂ、および３ｃを駆動させ、搬送ローラ３ａ、３ｂ、および３ｃを巻回する搬送ベルト３により、シート積載部１に積載されたシート束最下位のシートから給紙される。また、給紙されたシートは、分離ローラ４によって１枚ずつに分離され、リタードローラ５および搬送ローラ６によって狭持搬送される。そして、シート長さ検知センサＳ２によって、シートＰの搬送方向Ｆの先端および後端を検知し、そのタイミングによりシートＰの搬送方向の長さを測定する。
【００１５】
搬送ベルト８は、搬送方向Ｆの上流側に搬送ローラ８ａと、搬送方向Ｆの下流側に搬送ローラ８ｂとを巻回している。また、搬送ローラ８ａおよび８ｂは、搬送ローラ駆動モータＭ１によって駆動させる。さらに、下流ニップローラ１１もまた、搬送ベルト８を介して搬送ローラ８ｂとともにシートＰを狭持搬送する。そして、中間ニップローラ１０は、搬送ベルト８とともに狭持搬送する。さらにまた、シートＰが、中間ニップローラ１０まで搬送され、複数の幅検知センサＳ３によって検知されると、搬送方向Ｆと対向する方向のシートＰの長さを測定する。そして、中間ニップローラ１０の支持部が反時計回りに揺動することにより、厚さ検出センサＳ５とエンコーダ１０ａにおいて、シートＰの厚さを測定する。このとき、シート搬送機構１００の全ての搬送を停止し、重量測定ユニット７によりシートＰの重量を測定する。なお、シートＰの重量測定を行う際、画像形成機構２００にシートがある場合は、そのままシートＰへの記録を続け、シートＰが排出センサＳ７によりシートＰの搬送方向Ｆの後端を検知したら画像形成機構２００の搬送を停止する。一方、シートがない場合は、画像形成機構２００の搬送を停止する。その後、下流ニップローラ１１と搬送ローラ８ｂにより狭持搬送され、排出検知センサＳ４によって排出の確認がされ、画像形成機構２００へとシートＰが搬送される。
【００１６】
画像形成機構２００には、図１の紙面上でシート搬送機構１００側から順に上流ニップローラ２３、搬送ベルト２２、搬送ローラ２２ａ〜２２ｄ、中間ニップローラ２４、搬送ローラ２２ｂ、記録ヘッド２７、および下流ローラ２５を備えている。また、搬送ローラ２２ｄには、シートＰに搬送位置を検知する位置検知センサＳ８と搬送ローラ２２ｄにエンコーダ２２ｅを備えている。さらに、上流ニップローラ２３、中間ニップローラ２４、および下流ニップローラ２５は、それぞれ、各ローラを端部に支持する支持部と、支持部のもう一方の端部に支持部を揺動可能にする軸と、を備えている。
【００１７】
搬送ベルト２２は、搬送ローラ２２ａ〜２２ｄを巻回している。そして、シートＰが、シート搬送機構１００から搬送され、シート検知センサＳ１によって検知されると、搬送ローラ駆動モータＭ２により搬送ローラ２２ａ〜２２ｄを駆動させ、搬送ベルト２２によって、シートＰを搬送可能にする。このとき、各搬送ローラ２２ａ〜２２ｃは、それぞれ、上流ニップローラ２３、中間ニップローラ２４、および下流ニップローラ２５と接触しており、各搬送ローラが駆動すると各ニップローラも共に駆動する。記録ヘッド２７は、搬送ローラ２２ｂと搬送ローラ２２ｃとの間に記録ヘッド２７が並置されている。シートＰが、記録ヘッド２７と対向する位置に到達すると、記録が開始される。記録が終了すると、シートＰは下流ニップローラ２５と搬送ローラ２２ｃによって狭持搬送され、排出センサＳ７によって検知され、画像形成機構２００から排出される。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置のブロック図である。ホスト装置３００と画像形成装置Ａは、プリンタケーブル（図示省略）によって接続されている。画像形成装置Ａは、ＣＰＵ２０１、通信部２０４、画像処理部２０５、プリントヘッド駆動部２０６、モータドライバ２０７、操作部２０８、およびタイマー２０９を備えている。また、画像形成装置Ａは、ＣＰＵ２０１を中心に制御される。ＣＰＵ２０１は、画像形成装置Ａの記録データの受信、記録動作等の記録装置における制御の全般を掌る演算処理装置である。ＣＰＵ２０１には、ＲＯＭ２０２とＲＡＭ２０３を備えられており、図４および図５について後述する処理手順に対応したプログラムを実行することで各制御を行う。ＲＯＭ２０２は、そのプログラムや所定の固定データを格納する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１による制御および各部との通信の過程で使用されるデータやパラメータなどを一時的に記憶する作業用のメモリである。そして、通信部２０４は、ホスト装置から送信された画像情報などを受信する。画像処理部２０５は、通信部２０４に受信した画像情報に基づいてインク吐出データへと変換する。プリントヘッド駆動部２０６は、記録ヘッド２７の吐出制御をする。ＣＰＵ２０１は、各種センサをモニタしながら、モータドライバ２０７を介して各種モータを駆動し、シートＰの搬送、インクの吐出等の制御を行う。
【００１９】
重量測定ユニット７には、例えばロードセルのような荷重や力を電気信号に変換するセンサを備えており、ロードセルから出力されてくる信号を制御回路（図示省略）によって変換し、変換した信号をＣＰＵ２０１に伝達する。本発明において、このＣＰＵ２０１に送信されるには、装置内の振動も含まれた信号が送信されてくるため、その振動の収束するタイミングをシートの厚さによって、変えて測定する。詳しくはフローチャートを用いて後述する。
【００２０】
ここで、シート搬送中に生じる振動の要因としての一例として図３を用いて説明する。図３は、搬送ローラとニップローラによりシートＰが狭持搬送される模式的断面図である。シートＰが搬送されるとニップローラは、軸を支点にして支持部が揺動し、搬送ローラおよびニップローラがシートＰに接触し狭持された状態で搬送される。シートＰが搬送ローラおよびニップローラから送出すると、シートＰの厚さによって揺動していたニップローラが元の位置に戻るまでの距離が長くなり、戻る際に搬送ローラとニップローラが衝突することがある。例えば、図３（ａ）のようにシートＰの厚さが所定の厚さａより大きい場合、シートＰが搬送されると搬送ローラとニップローラによって狭持搬送され、さらに搬送されシートＰが搬送ローラとニップローラから抜ける。このとき、ニップローラと搬送ローラまでの距離が長く、シートＰが抜けると、搬送ローラと接触していた位置まで戻る作用が働き、搬送ローラと衝突することによって、振動が生じる。なお、シートＰの厚さが厚ければ厚いほど振動は大きくなる。しかし、図３（ｂ）のように、シートＰの厚さが所定の厚さａより小さい場合は、ニップローラと搬送ローラまでの距離が短いため、搬送ローラとニップローラによって発生する振動が生じにくい。
以上のように、シートＰの厚さが所定の厚さａ以上であると、画像形成機構のニップローラによって発生した振動がシート搬送機構に伝わることがあり、その振動によってシートの重量の測定に影響を及ぼすことがある。また、図４は、シートＰの厚さとその厚さによってニップローラによって与えられる振動を示すグラフであり、横軸にシートの厚さ、縦軸にニップローラへ与える振動である。シートＰの厚さと振動は比例関係にあり、シートの厚さが薄い場合には、重量測定に影響を及ぼす振動は検知されないが、厚みが一定の値を超えると振動が検知され始め、シートＰの厚さが増加するほど検知される振動は大きくなる。そこで、所定の厚さａは、重量測定に影響が出ない範囲で設定する。
【００２１】
本発明の画像形成装置の各測定に関する流れを図５のフローチャートを用いて説明する。先ず、ＣＰＵ２０１は、画像形成装置Ａがホスト装置３００から記録命令を受信すると、記録を開始する。開始されると、モータドライバ２０７によって、各種モータを駆動させ、シート積載部１よりシートＰの給紙が開始され、分離ローラ４により１枚ずつ給紙される（Ｓ１０１）。このとき、シート積載部１にシートＰがなく、シート検知センサＳ１がシート無いと判定した場合は、ＣＰＵ２０１を介して操作部２０８にエラーとして表示する。そして、シート検知センサＳ１によってシートＰが検知され、さらにシートＰが搬送されると、シートＰが長さ検知センサＳ２によってシートＰの搬送方向Ｆの先端および後端を検知する（Ｓ１０２）。その後、さらにシートＰが搬送され、シート幅検知センサＳ３に到達したところでシート搬送機構１００の搬送を停止させる（Ｓ１０３）。そして、シート幅検知センサＳ３およびシート厚さ検出センサＳ５によって、それぞれシートの幅および厚みを測定する（Ｓ１０４）。さらに、条件に基づいてシートＰの重量の測定タイミングを変更しながら重量を測定する（Ｓ１０５）。各測定が終了すると、再びモータドライバ２０７によって各種モータを駆動させ、シートＰの搬送を再開する（Ｓ１０６）。その後、シートＰがシート排出検知センサＳ４および入口センサＳ６により検知されると、ＣＰＵ２０１は、タイマー２０９によってシートＰが記録ヘッド２７までの所定のタイミングにより、各種測定した値にしたがってシートＰに画像形成をする（Ｓ１０８）。そして、記録を終了する。
【００２２】
次に、本発明の画像形成装置のシートＰの重量測定に関する流れを図６のフローチャートを用いて説明する。図５のフローチャートのステップＳ１０５に進むと、図６のフローチャートに進み、先ず、画像形成機構２００に先行紙があるかを判定する（Ｓ２０１）。否定判定であれば重量測定タイミングα（第１重量測定タイミング）に設定する（Ｓ２０２）。そして、後述する図７（ａ）のように、重量測定タイミングαのタイミングによってシートの重量を測定する（Ｓ２０７）。一方、ステップＳ２０１において、肯定判定であれば、ステップＳ２０３へ進み、先行紙の厚みが所定の厚さａ未満かどうかを判定する。先行紙の厚さがａ未満であれば、ステップＳ２０２に進み、否定判定であれば、ステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０４では、先行紙の後端がニップローラを抜けた時の振動量を算出し、その後、先行紙の後端が抜けてから振動画収束する時間を算出する（Ｓ２０５）。なお、シートの厚みａはニップローラと搬送ベルトの衝突により発生する振動が、重量の測定結果に影響を及ぼさない許容範囲として設定する。そして、これら算出された結果によってシートの重量測定タイミングβ（第２重量測定タイミング）に設定する（Ｓ２０６）。その後、後述する図７（ｂ）のようなタイミングでシートの重量を測定する（Ｓ２０７）。
【００２３】
重量測定の異なるタイミングαとβについて、図７を用いて説明する。図７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、シートの重量測定タイミングαおよびシートの重量測定タイミングβを示したグラフであり、縦軸は測定信号に基づく重さ（ｇ）を、横軸は時間（ｔ）を表している。重量測定タイミングαの場合は、画像形成機構２００に先行紙がない、または、先行紙の厚さが所定の厚さａよりも小さい、この条件のときの重量測定に与える振動の影響は少ない。そのため、図７（ａ）に示すように、重力測定開始時は、シート搬送機構１００の搬送を停止した直後であるため、グラフでは大きく上下に振動している。その後、振動が重量測定の上限および下限の間で徐々に収束し始める。さらに、収束が続くと、他の振動の影響がないので重量測定タイミングαで測定を開始する。シートＰの測定値を得る。しかし、重量測定タイミングβの場合は、画像形成機構２００に先行紙があり、その先行紙の厚さが所定の厚さａよりも大きく、重量測定に振動の影響を及ぼすため、より振動が収束してから重量測定を開始する。図７（ｂ）は、測定開始時は、重量測定タイミングαと同様に、グラフでは大きく上下に振動している。その後、振動が重量測定の上限および下限の間で収束し始める。しかし、画像形成機構２００にある先行紙がもたらす振動の影響（図７（ｂ）に示すシートによって変わる振動）により、収束していた振動が多少上下に振動する。さらに、時間が経過すると、振動は収束するので、重量測定タイミングβで測定する。なお、先行紙の影響の中で重量測定タイミングαの範囲において測定すると、本来の重量よりも大きい測定結果を算出してしまうことになる。
以上のように、シートＰの厚さに基づいて重量測定タイミングを分けることにより、シート搬送機構１００の停止時間を短縮し、スループットの向上をできるようになる。
【００２４】
なお、本発明の実施形態では、シートの厚みの閾値を１つに設定したが、これを複数設定し、シートの厚さに応じて重量測定期間を設定してもよい。この場合、シートの厚さが増すほど振動の収束する時間が長くなるので、それに応じて重量測定期間を設定するようにする。
【符号の説明】
【００２５】
Ａ      画像形成装置
１００  シート搬送機構
２００  画像形成機構
４      分離ローラ
７      重量測定ユニット
１０ａ  ２２ａ  エンコーダ
Ｓ２    長さ検知センサ
Ｓ３    幅検知センサ
Ｓ４  Ｓ７  排出センサ
Ｓ５    厚さ検出センサ
Ｆ      搬送方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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