(57)【要約】【課題】簡易な構成でかつ低コストで、回転体の駆動速度を検出することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】画像を形成する為の回転体を有する画像形成装置において、前記回転体の移動速度を検出する速度検出手段２０３と、前記速度検出手段により検出される信号に対して信号処理を行う信号処理手段２０４と、前記信号処理手段により処理された信号に基づいて外部と無線通信を行う無線通信手段２０５と、前記回転体の熱エネルギー又は前記回転体の変位移動による運動エネルギーにより自己発電を行うエネルギー供給手段２０６を有するナノセンサモジュール２０２を備え、該ナノセンサモジュールが前記回転体に配置されることで前記回転体の速度検出を行うことを特徴とする画像形成装置。【選択図】図２
2009251010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を形成する為の回転体を有する画像形成装置において、
前記回転体の移動速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段により検出される信号に対して信号処理を行う信号処理手段と、前記信号処理手段により処理された信号に基づいて外部と無線通信を行う無線通信手段と、前記回転体の熱エネルギー又は前記回転体の変位移動による運動エネルギーにより自己発電を行うエネルギー供給手段を有するナノセンサモジュールを備え、
該ナノセンサモジュールが前記回転体に配置されることで、前記回転体の速度検出を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ナノセンサモジュールの検出結果に基づき、前記回転体の移動速度が所定の移動速度ではない場合には、これを異常と判断する制御手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の駆動速度を検出するナノセンサモジュールを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置内には像を形成する為の回転体として、例えば画像定着部のローラやベルト、複数ドラムを有するカラー画像形成装置での中間転写体などに使用され、また紙搬送にもベルト回転体が使用されている。これら回転体の駆動は像を正確に形成するために常に安定している必要があるが、回転体である故の問題、例えば回転体とそれを加圧しているローラとのスリップによる速度ムラなどにより安定した速度が得られない状態も起こり得る。
【０００３】
このような状態では画像のズレや像を形成する紙などの対象物の搬送異常による紙詰まりなどを発生させる要因となる。その為、回転体の駆動速度を検知する手段が望まれており、検知する手段としては、エンコーダのような検出用部品を外部に追加することで対応をしていた（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平０５−１３４５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のような回転体部の駆動速度を検出するため、例えばエンコーダのような検出用部品を追加する必要があったが、このような検出用部品は回転体上に配置することが困難なために回転体とは別に配置する必要があり、構成が複雑になるという問題があった。
【０００５】
また検出用部品に対して給電が必要となってしまうことから、追加で給電部と配線を用意する必要がある。更に、速度を精度良く検出するには精度の良い検出用部品を用いる必要があり、コストアップも懸念されていた。
【０００６】
本発明は、以上の点に着目して成されたものであり、簡易な構成でかつ低コストで、回転体の駆動速度を検出することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の目的を達成するため、以下の（１）、（２）の構成を備えるものである。
【０００８】
（１）画像を形成する為の回転体を有する画像形成装置において、前記回転体の移動速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段により検出される信号に対して信号処理を行う信号処理手段と、前記信号処理手段により処理された信号に基づいて外部と無線通信を行う無線通信手段と、前記回転体の熱エネルギー又は前記回転体の変位移動による運動エネルギーにより自己発電を行うエネルギー供給手段を有するナノセンサモジュールを備え、該ナノセンサモジュールが前記回転体に配置されることで前記回転体の速度検出を行うことを特徴とする画像形成装置。
【０００９】
（２）前記ナノセンサモジュールの検出結果に基づき、前記回転体の移動速度が所定の移動速度ではない場合には、これを異常と判断する制御手段を有することを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、画像形成装置の像形成の為の駆動回転体において、回転体に直接ナノセンサモジュールを埋め込み、駆動している回転体の速度を検知することで、簡単な構成でかつ低コストで、回転体駆動の速度を検出することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【００１３】
図１において、画像形成装置１は電子写真方式で、複数の画像形成手段を並列に配置した、タンデム型のカラー画像出力装置として構成されている。
【００１４】
図１の画像形成装置１は、画像読取部１ａと画像出力部１ｂからなり、該画像読取部はプラテンガラス１ｃ上に載置されるか図示しない自動原稿送り装置により搬送される原稿の画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部に送る。
【００１５】
画像出力部１ｂは、画像形成手段であってそれらの構成が同一である４つのステーションａ，ｂ，ｃ，ｄが並設された画像形成部１０を基本としている。そして、給送カセット２１ａ，２１ｂ及び手差しトレイ２７に収容された転写材Ｐを給送する給送ユニット２０、中間転写ベルト３１に１次転写されたトナー画像を転写材Ｐに二次転写する中間転写ユニット３０を有する。また、転写材Ｐに二次転写されたトナー画像を定着する定着ユニット４０、中間転写ベルト３１上の残留トナーをクリーニングするクリーニングユニット５０及びこれらの各ユニットを総合的に制御する制御ユニット６０等を有して構成される。
【００１６】
画像形成部１０では、像担持体としての感光体ドラム１１ａ〜１１ｄがその中心で軸支され、図１の矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向して、その回転方向に一次帯電器１２ａ〜１２ｄ、光学系１３ａ〜１３ｄ、折り返しミラー１６ａ〜１６ｄ、現像装置１４ａ〜１４ｄが配置されている。
【００１７】
先ず、一次帯電器１２ａ〜１２ｄにより感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与えた後、光学系１３ａ〜１３ｄにより記録画像信号に応じて変調したレーザービーム等の光線を感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させて静電潜像を形成する。
【００１８】
更に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の現像剤（以下、これを「トナー」と呼ぶ）を夫々収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって各色のトナーを供給して上記静電潜像を顕像化する。
【００１９】
顕像化された可視画像を中間転写ベルト３１に転写する１次転写領域Ｔａ〜Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ〜１５ｄにより転写材Ｐに転写されずに感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残された残留トナーを掻き落として表面の清掃を行う。以上に示した画像形成プロセスにより各色トナーによる画像形成が順次行われる。
【００２０】
給送ユニット２０は、転写材Ｐを収納するための給送カセット２１ａ，２１ｂ及び手差しトレイ２７、該給送カセット２１ａ，２１ｂ若しくは手差しトレイ２７から転写材Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６を有する。また、各ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６から送り出された転写材Ｐをレジストローラ対２５まで搬送するための給送ローラ対２３及び給送ガイド２４を有する。そして、画像形成部１０の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを２次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ対２５を有して構成される。
【００２１】
次に中間転写ユニット３０の構成について詳細に説明する。ベルト部材となる中間転写ベルト３１は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）等により構成される。該転写ベルトは回転駆動力を伝達する駆動ローラ３２、図示しないバネ等の付勢によって中間転写ベルトに適度な張力を与えるテンションローラ３３、中間転写ベルト３１を挟んで２次転写領域Ｔｅに対向する従動ローラ３４に巻回して張架される。
【００２２】
中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２とテンションローラ３３との間に１次転写平面Ａが形成される。
【００２３】
駆動ローラ３２は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（例えば、ウレタンゴムやクロロプレンゴム）をコーティングして中間転写ベルト３１とのスリップを防いでいる。また、駆動ローラ３２は図示しないパルスモータによって回転駆動される。
【００２４】
各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する１次転写領域Ｔａ〜Ｔｄで該中間転写ベルト３１の裏面側には１次転写用帯電器３５ａ〜３５ｄが配置されている。
【００２５】
中間転写ベルト３１を介在して従動ローラ３４に対向して２次転写ローラ３６が配置されており、該中間転写ベルト３１とのニップ部によって２次転写領域Ｔｅが形成されている。
【００２６】
２次転写ローラ３６はベルト部材であって中間転写体となる中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト３１上で２次転写領域Ｔｅよりも中間転写ベルト３１の回転方向下流側には該中間転写ベルト３１上の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニット５０が設けられている。
【００２７】
クリーニングユニット５０は、中間転写ベルト３１表面に当接するクリーニングブレード５１及び該クリーニングブレード５１により掻き取られた残留トナーを収納する廃トナーボックス５２が設けられている。
【００２８】
定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーター等の熱源を備えた定着ローラ４１ａと、該定着ローラ４１ａに加圧される加圧ローラ４１ｂ、及び上記ローラ対４１ａ，４１ｂのニップ部へ転写材Ｐを導くための搬送ガイド４３を有している。更に、定着ユニットの熱を閉じ込めるための定着断熱カバー４６，４７、上記ローラ対から排出された転写材Ｐを画像形成装置１の外部に導き出す内排出ローラ対４４、外排出ローラ対４５、排出された転写材Ｐを積載する排出トレイ４８等を有して構成される。
【００２９】
次に画像形成装置１の画像形成動作について詳細に説明する。制御ユニット６０内に配置される図示しないＣＰＵから画像形成動作開始信号が発せられると、選択された転写材Ｐの用紙サイズ等により選択された給送手段から給送動作を開始する。
【００３０】
例えば、図１に示す上段の給送手段から給送された場合について説明すると、先ず、ピックアップローラ２２ａにより給送カセット２１ａから転写材Ｐが１枚ずつ送り出される。そして給送ローラ対２３によって転写材Ｐが給送ガイド２４の間を案内されてレジストローラ対２５まで搬送される。
【００３１】
その時、レジストローラ対２５は停止されており、転写材Ｐ先端はレジストローラ対２５のニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１０が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ対２５は回転を始める。
【００３２】
レジストローラ対２５の回転タイミングは、画像形成部１０により中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー画像と転写材Ｐとが２次転写領域Ｔｅにおいて丁度一致するように設定されている。
【００３３】
一方、画像形成部１０では、画像形成動作開始信号により、中間転写ベルト３１の回転方向の最上流側にある感光体ドラム１１ｄ上のトナー画像が、高電圧が印加された１次転写用帯電器３５ｄによって１次転写領域Ｔｄの中間転写ベルトに１次転写される。
【００３４】
１次転写されたトナー画像は次の１次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは各画像形成部１０間をトナー画像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行なわれており、前のトナー画像の上にレジストを合わせて次のトナー画像が転写される。以下も同様の工程が繰り返され、結局、４色のトナー画像が順次、中間転写ベルト３１上において１次転写される。
【００３５】
その後、転写材Ｐが２次転写領域Ｔｅに進入して中間転写ベルト３１に接触すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて２次転写ローラ３６に高電圧を印加させる。
【００３６】
そして、前述した画像形成プロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が転写材Ｐの表面に転写される。その後、転写材Ｐは搬送ガイド４３によって定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとのニップ部まで正確に案内される。
【００３７】
そして、これらのローラ対４１ａ，４１ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が転写材Ｐの表面に定着される。その後、転写材Ｐは内排出ローラ対４４、外排出ローラ対４５により搬送されて機外に排出され、排出トレイ４８上に積載される。
【００３８】
図２は本実施形態例における制御ブロック図である。
【００３９】
図２において、測定対象であるベルト２０１の内部にナノセンサモジュール２０２が配置されている。ナノセンサモジュール２０２は速度センサブロック２０３によって速度検出を行い、速度信号処理部２０４にて処理された信号は無線通信部２０５からデータ無線送信が行われる。また、ナノセンサモジュールは自己発電部２０６（エネルギー供給手段）を有しており、ベルト２０１の駆動から得られる熱エネルギーや変位移動に伴う運動エネルギーにより自己発電を行う。
【００４０】
無線通信部２０５から送信されたデータは、回転体であるベルトの外に配置されている無線通信部２０７にて受信され、このデータは信号処理部２０８を経て制御部２０９へと送られる。制御部２０９は回転体駆動動作を制御すると共に、受信した速度データから所定の移動速度でない場合に異常と判断するまでを行う回路である。
【００４１】
図３は、本発明であるナノセンサモジュールを搭載した定着装置を示す模式図である。画像形成装置の定着部では、定着ベルト３０１が定着モータ３０４によって駆動回転することでトナー定着を行っており、この定着ベルト３０１は加圧ローラ３０３により加圧されている。像形成対象物３０５は定着ベルト３０１と加圧ローラ３０３とにより加圧されている隙間を移動し像が形成されていくが、この際前記２つの回転体の回転速度にムラが生じた場合、この像形成対象物３０５の移動速度にもムラが生じることとなる。この結果形成される像が伸びてしまったり、像形成対象物３０５の搬送遅延による紙詰まりを生じさせたりする。そこで、この定着ベルト３０１の速度検出する手段として、ナノセンサモジュール３０２を定着ベルト内に埋め込んでいる。ナノセンサモジュール３０２は、前述のように自己発電回路を有しており、定着部の場合には画像定着による熱エネルギーと、回転駆動による運動エネルギーを得ることが可能である。これらエネルギーにより自己発電が可能となり、結果として給電のための配線等を必要とせず、簡単な構成を実現出来る。
【００４２】
図４は、本発明であるナノセンサモジュールを搭載した中間転写ユニットを示す模式図である。
【００４３】
画像形成装置の中間転写ユニット４０１では、各色を転写させる為に複数個のドラム４０５〜４０８が駆動されており、転写ベルト４０２を経て、この像が転写ローラ４０３と加圧ローラ４０４によって対象物４１０に転写される。前述の転写ベルト４０２の速度検出を行う為に、ナノセンサモジュール４０９を転写ベルト４０２に埋め込むことで転写ベルトの速度検出を行う。ナノセンサモジュール４０９は前述の図２と同様の形態にて配置することが可能であり、やはり簡単な構成を実現出来る。尚、転写部での給電としては、ベルト駆動による運動エネルギーとなる。
【００４４】
前述の図３、４のように回転体にナノセンサモジュールを組み込み回転体の速度検出を行う構成により、回転体のほかに特別な測定用部材を配置する必要が無く、その結果簡易的な構成での速度検出が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】
【００４５】
【図１】実施例の画像形成装置の構成を示す概略図
【図２】実施例のナノセンサモジュールを搭載した定着装置の制御ブロック図
【図３】実施例のナノセンサモジュールを搭載した定着装置の模式図
【図４】実施例のナノセンサモジュールを搭載した中間転写ユニットの模式図
【符号の説明】
【００４６】
１      画像形成装置
６０    制御ユニット
２０１  ベルト
２０２  ナノセンサモジュール
２０３  速度センサブロック（速度検出手段に対応）
２０４  速度信号処理部（信号処理手段に対応）
２０５  無線通信部（無線通信手段に対応）
２０６  自己発電部（エネルギー供給手段に対応）
２０７  無線通信部
２０８  信号処理部
２０９  制御部（制御手段に対応）
３０１  定着ベルト
３０２  定着ベルト内ナノセンサ
４０２  転写ベルト
４０９  転写ベルト内ナノセンサ
【図１】
2009251010.tif 000003
【図２】
2009251010.tif 000004
【図３】
2009251010.tif 000005
【図４】
2009251010.tif 000006