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图像形成系统、电阻检测装置、电阻检测方法以及程序

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


图像形成系统、电阻检测装置、电阻检测方法以及程序

技术领域

本发明涉及图像形成系统、电阻检测装置、电阻检测方法以及程序。

背景技术

在图像形成装置中,为了应对各种各样的记录材料,针对记录材料的每个物理特性值而恰当地设定控制参数,从而提供不存在由记录材料的褶皱、阻塞(clogging)等引起的画质降低等的高品质的产物。作为这样的图像形成装置,例如提出了在记录材料的搬送路径中对搬送辊施加电压来检测记录材料的电阻的结构(例如参照专利文献1)。在该图像形成装置的结构中,在电阻检测用的搬送辊之间夹持有记录材料时,改变施加电压来进行记录材料的电阻检测。例如,设想在开始检测时记录材料的电阻低,施加稍低的电压来检测电阻。在电阻检测时的检测电流为基准以下的情况下,提高施加电压而再次检测电阻。然后,根据检测到的电阻与既知的辊的电阻的差分,求出记录材料的电阻。

现有技术文献

专利文献1:日本特开2006-215383号公报

发明内容

在上述的电阻检测中,以预先知晓电阻检测用的搬送辊的电阻为前提。在检测记录材料的电阻时,为了用辊稳定地夹持各种种类的记录材料,需要使用导电性橡胶等具有导电性的弹性辊。但是,导电性橡胶等具有电气电阻根据施加电压而变动的特性。

另外,关于记录材料,作为内部构造的特性,也有时电气电阻相对于施加电压而变动。因此,在检测记录材料的电阻的情况下,需要使向记录材料施加的施加电压成为恒定。

但是,向记录材料施加的施加电压虽然由记录材料与电阻检测用的搬送辊的电阻分压来决定,但电阻检测用的搬送辊的电气电阻根据施加电压而变动。因此,难以使对记录材料施加的电压成为恒定。因此,无法高精度地检测记录材料的电阻。

为了解决上述问题,在本发明中提供能够高精度地检测记录材料的电阻的图像形成系统、电阻检测装置、电阻检测方法以及程序。

为了实现上述目的之中的至少一个,反映了本发明的一个侧面的图像形成系统具有以下结构。图像形成系统具备:施加辊,在搬送路径上对记录材料施加电压;以及控制部,根据对施加辊施加的电压与电流的关系,计算记录材料的电气电阻。控制部根据使施加电压变化而取得的与施加辊的电阻的变化对应的第1分布信息、以及在夹持了记录材料的状态下使施加电压变化而取得的与施加辊的电阻的变化对应的第2分布信息,计算记录材料的电阻。

根据本发明,可提供能够高精度地检测记录材料的电阻的图像形成系统、电阻检测装置、电阻检测方法以及程序。

附图说明

图1是示出图像形成系统的概略结构的图。

图2是构成图像形成系统的各装置的系统框图。

图3是控制部的功能模块。

图4是示出施加电压时的纸的内部构造的图。

图5是示出施加电压时的纸的内部构造的图。

图6是示出施加电压与记录材料的电阻的关系的曲线图。

图7是示出施加电压与记录材料的电阻(对数)的关系的曲线图。

图8是示出施加电压与施加辊的电阻的关系的曲线图。

图9是在夹持记录材料的状态下对施加辊施加电流的图。

图10是在未夹持记录材料的状态下对施加辊施加电流的图。

图11是在过程1至过程3中求出的施加辊、记录材料和施加辊、以及记录材料S的电压-电流特性的曲线图。

图12是在过程1以及过程2中取得的(电压-电流特性(=电阻))。

图13是根据图12所示的(电压-电流特性(=电阻))计算出的记录材料与施加辊的分压电压、电流以及电阻。

图14是示出在图13中计算出的记录材料的分压电压以及电阻的关系的曲线图。

图15是记录材料的电阻检测方法的流程图。

(符号说明)

10:图像形成系统;50、250、350:搬送部;54:搬送辊;59:记录材料供给部;70:电阻检测部;71:施加辊;72:检测辊;73:对置辊;75:高压基板;76:高压施加部;77:电流探测部;80:图像处理部;81:存储部;82:通信部;90:控制部;91:CPU;92:ROM;93:RAM;94:电压控制部;95:电流测量部;96:分布信息取得部;97:电阻计算部;98:搬送控制部;99:图像形成控制部;100:记录材料供给装置;200:图像形成装置;220:操作显示部;230:扫描仪;240:图像形成部;241Y、241M、241C、241K:感光体鼓;242Y、242M、242C、242K:带电部;243Y、243M、243C、243K:曝光部;244Y、244M、244C、244K:显影部;245Y、245M、245C、245K:一次转印辊;246:中间转印带;247:二次转印辊;248:定影部;249:环境测定部;251:翻转搬送部;300:后处理装置;351:排出部;352:排纸托盘。

具体实施方式

以下,说明用于实施本发明的方式的例子,但本发明不限定于以下的例子。

<电阻检测装置以及图像形成系统的实施方式>

图1示出本实施方式的图像形成系统的概略结构图。

图1所示的图像形成系统10具备记录材料供给装置100、图像形成装置200以及后处理装置300。

图像形成系统10将装载到记录材料供给装置100内的记录材料S供给到图像形成装置200。然后,通过图像形成装置200向记录材料S形成图像。之后,将记录材料S从图像形成装置200搬出到后处理装置300。然后,在后处理装置300中对图像形成处理后的记录材料S进行预定的后处理。之后,从后处理装置300向图像形成系统10的外部排出记录材料S。

[记录材料供给装置]

在图像形成系统10中,记录材料供给装置100收容图像形成用的记录材料S,并根据图像形成作业将记录材料S供给到图像形成装置200。如图1所示,记录材料供给装置100具备搬送部50以及作为记录材料收容部的记录材料供给部59等。

记录材料供给部59例如由配置于记录材料供给装置100内的多个供纸托盘等构成。记录材料供给部59能够以层叠状态装载多张记录材料S。在图1中,例示了具备上下排列的四个记录材料供给部59的结构。在各记录材料供给部59中,单独地收容种类、尺寸不同的记录材料S。

搬送部50具备从各记录材料供给部59取出记录材料S的取出辊(省略图示)、以及沿着预定的记录材料搬送路径而设置的用于搬送记录材料S的多个搬送辊54等。因此,搬送部50的搬送路径从多个记录材料供给部59合流到1个路径。由此,搬送部50通过驱动搬送辊54,将从记录材料供给部59陆续送出的记录材料S搬送到图像形成装置200。

[图像形成装置]

图1所示的图像形成装置200具备操作显示部220、扫描仪230、图像形成部240以及搬送部250等。另外,图像形成装置200在框体内具备对记录材料S的电阻进行检测的电阻检测部(电阻检测装置)70。

操作显示部220由操作部和显示部构成。

显示部例如由LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)等显示装置构成。显示部依照从控制部90输入的显示信号的指示来显示各种画面。

操作部具备以覆盖在显示部的显示画面上的方式形成的触摸面板、数字按钮、启动按钮等各种操作按钮。操作部将基于用户的操作的操作信号输出到后述的控制部90。操作部受理来自用户的操作指示。

扫描仪230光学地扫描从ADF(Auto Document Feeder:自动原稿供给器)搬送到接触玻璃上的原稿或者载置于接触玻璃上的原稿。然后,扫描仪230使从光源向原稿进行了照明扫描的光的反射光在CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)传感器的受光面上成像,读取原稿图像,并对所读取的图像进行A/D变换,生成图像数据。

图像形成部240根据图像数据,向记录材料S形成图像。图像形成部240具备与黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)的各颜色对应的感光体鼓241Y、241M、241C、241K、带电部242Y、242M、242C、242K、曝光部243Y、243M、243C、243K、显影部244Y、244M、244C、244K、一次转印辊245Y、245M、245C、245K。另外,图像形成部240具备中间转印带246、二次转印辊247、定影部248。

带电部242Y、242M、242C、242K使感光体鼓241Y、241M、241C、241K均匀地带电。

曝光部243Y、243M、243C、243K由激光光源、多面镜、透镜等构成,根据各颜色的图像数据,利用激光波束对感光体鼓241Y、241M、241C、241K的表面进行扫描曝光,形成静电潜像。

显影部244Y、244M、244C、244K使各颜色的调色剂附着到感光体鼓241Y、241M、241C、241K上的静电潜像,进行显影。

一次转印辊245Y、245M、245C、245K将形成于感光体鼓241Y、241M、241C、241K上的各颜色的调色剂像逐次转印到中间转印带246上(一次转印)。即,在中间转印带246上形成将4色的调色剂像重叠在一起而成的彩色调色剂像。

二次转印辊247将中间转印带246上的彩色调色剂像一并地转印到从供给托盘供给的记录材料S的一方的面上(二次转印)。

定影部248通过使记录材料S经过由定影辊和加压辊形成的夹持部,从而通过加热和加压而使调色剂像在记录材料S上定影。

环境测定部249配置于图像形成装置200的框体内,测定图像形成部240附近的环境条件、例如温度、湿度。

搬送部250具备沿着预定的搬送路径而设置的用于搬送记录材料S的多个搬送辊54等。搬送部250通过驱动搬送辊54,在图像形成装置200内沿着预定的搬送路径而搬送记录材料S。然后,将图像形成后的记录材料S搬出到后处理装置300。

另外,搬送部250具备翻转搬送部251,该翻转搬送部251使经过了定影部248的记录材料S的表背翻转并再次送到图像形成部240。翻转搬送部251在定影部248的记录材料搬送方向下游侧从搬送部250分支。然后,翻转搬送部251通过使记录材料S在搬送通路内转向,从而将图像形成部240中的记录材料S的图像形成面从第1面侧调换到第2面侧。另外,翻转搬送部251通过在二次转印辊247的记录材料搬送方向上游侧合流到搬送部250,形成1个搬送通路。

[后处理装置]

后处理装置300被搬入在图像形成装置200中形成图像后的记录材料S。后处理装置300例如具备多个后处理单元。并且,在通过作业来指定的后处理单元中进行预定的后处理。例如,后处理装置300具备进行穿孔加工、折叠加工、烫金加工、镶边(binding)、裁切处理、装订、胶合(gluing)、成册等处理的后处理单元。

在后处理装置300中,从图像形成装置200搬送的图像形成处理完毕的记录材料S通过搬送部350而被搬送到未图示的后处理单元,并被进行预定的后处理。由搬送部350搬送的记录材料S从沿着搬送路径而设置的排出部351被排出到排纸托盘352。

[电阻检测部]

电阻检测部70根据控制部90(图2)的控制,检测搬送部250搬送的记录材料S的电阻。

电阻检测部70由施加辊71和高压基板75(参照图2)构成。施加辊71是能够进行电压的施加以及电流值的检测的搬送辊。高压基板75进行后述的向施加辊71实施的高压电流的施加以及在施加辊71间流过的电流的探测。电阻检测部70例如由公知的电阻检测装置等构成。

在图1中,作为电阻检测部70的一部分,示出了进行记录材料S的搬送和电阻检测的施加辊71。在图像形成装置200的搬送部250中,施加辊71配置于图像形成部240的记录材料搬送方向上游侧。施加辊71由检测辊72和对置辊73的辊对构成。检测辊72检测在施加辊71间流过的电流值。对置辊73隔着由搬送部250搬送的记录材料S而配置于与检测辊72对置的位置。

电阻检测部70的施加辊71优选为在按照图像形成时的通常搬送速度来搬送记录材料S的状态下检测记录材料特性。通过按照通常搬送速度检测记录材料特性,从而能够不降低图像形成作业的生产率而检测记录材料特性。

从高压基板75向施加辊71间(检测辊72和对置辊73的辊间)施加高压电流。然后,用与检测辊72电连接的高压基板75(参照图2),检测在该施加辊71间流过的电流量。这样,在电阻检测部70中,通过测定施加辊71间的电流,能够测定构成施加辊71的检测辊72和对置辊73的电阻、以及夹持于施加辊71间的记录材料S的电阻。

此外,在图像形成系统10中,电阻检测部70既可以构成为图像形成装置200的一部分,也可以构成为从图像形成装置200独立的电阻检测装置。即使在构成为从图像形成装置200独立的电阻检测装置的情况下,具备上述电阻检测部70的结构、以及与后述的电阻检测部70相关的控制部的结构。

[系统框图]

图2示出构成上述的图1所示的图像形成系统10的各装置的系统框图。如图2所示,图像形成系统10具备控制部90、存储部81、通信部82、操作显示部220、扫描仪230、图像处理部80、记录材料供给部59、图像形成部240、电阻检测部70以及搬送部50、250、350。此外,以下省略说明与上述的图1所示的图像形成系统10的说明重复的结构。

控制部90例如由CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)91、ROM(ReadOnly Memory,只读存储器)92、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)93等构成。控制部90被用作对图像形成系统10的各部的动作进行控制的计算机的一个例子。

CPU91是与图像形成系统10有关的运算部的一个例子,读出储存于ROM92(记录介质的一个例子)的与图像形成系统10的各种处理有关的软件的程序代码并在RAM93中展开,依照所展开的程序来集中控制图像形成系统10的各部的动作。此外,也可以代替CPU91,而将MPU(Micro Processing Unit,微处理单元)等其它运算装置用作运算部。

ROM92存储有用于对图像形成系统10的各部进行控制的各种处理程序、该程序的执行所需的参数、数据表格、各种文件等。

RAM93由易失性的半导体存储器构成,在由CPU91执行控制的各种处理中,形成临时地存储从ROM92读出的各种处理程序、输入或者输出数据以及参数等的工作区。

存储部81是由非易失性存储设备等构成的记录介质的一个例子,存储由CPU91执行的各种处理程序、OS等程序、该程序的执行所需的与本装置的处理功能有关的信息、扫描仪230读取的图像数据、从未图示的客户端装置等输入的图像数据、电阻检测部70检测到的施加辊71的电阻、控制部90在运算中使用的各种数据表格等。存储部81例如使用HDD(HardDisk Drive,硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive,固态驱动器)、光盘、光磁盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性的存储卡等。

通信部82由NIC(Network Interface Card,网络接口卡)、调制解调器等构成,将记录材料供给装置100、图像形成装置200以及后处理装置300连接到LAN(Local AreaNetwork,局域网)、WAN(Wide Area Network,广域网)等通信网络,在与外部的信息设备(例如客户端装置)之间进行各种数据的发送和接收。

操作显示部220由在LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)或有机EL(Electro Luminescence,电致发光)显示器等显示部上设置有格子状地配置透明电极而成的压敏式或静电电容式等的操作部(触摸传感器)的触摸面板等构成,作为显示部以及操作部发挥功能。显示部依照从控制部90输入的显示控制信号,进行各种操作画面的显示。操作部受理由用户实施的各种输入操作,将操作信号输出到控制部90。

扫描仪230光学地扫描载置于接触玻璃上的原稿,使来自原稿的反射光在CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)传感器的受光面上成像而读取原稿图像。由扫描仪230读取的图像(模拟图像信号)在图像处理部80中被实施预定的图像处理。

图像处理部80由进行模拟数字(A/D)变换处理的电路以及进行数字图像处理的电路等构成。图像处理部80通过对来自扫描仪230的模拟图像信号实施A/D变换处理而生成数字图像数据。另外,图像处理部80解析从外部的信息设备(例如客户端装置)取得的印刷作业,并对原稿的各页面进行栅格化而生成数字图像数据。并且,图像处理部80根据需要,针对图像数据实施颜色变换处理、与初始设定或者用户设定对应的校正处理(明暗度校正等)、以及压缩处理等图像处理,将图像处理后的图像数据输出到图像形成部240。

电阻检测部70由上述的施加辊71和高压基板75构成。在电阻检测部70中,施加辊71和高压基板75被电连接。施加辊71由成为搬送记录材料S的辊对的检测辊72和对置辊73构成。

高压基板75由高压施加部76和电流探测部77构成。高压施加部76依照控制部90的指示,对施加辊71施加高压电流。电流探测部77在对施加辊71施加的高压电流下探测检测辊72处的电流。

电阻检测部70通过施加辊71和高压基板75,测定施加辊71的电阻以及夹持于施加辊71间的记录材料S的电阻。具体而言,测定未夹持记录材料S的状态的仅施加辊71的电阻、以及夹持了记录材料S的状态下的施加辊71与记录材料S的合计的电阻。

[控制部的功能结构]

接下来,说明控制部90的功能结构。图3示出控制部90的功能框图。如图3所示,控制部90具有电压控制部94、电流测量部95、分布信息取得部96、电阻计算部97、图像形成控制部99、搬送控制部98以及图像形成控制部99。此外,在图3所示的功能框图中,仅示出了与由控制部90实施的记录材料S的电阻检测有关的功能结构。

电压控制部94控制对高压基板75的高压施加部76施加的高压电流的电压、电流量等。并且,高压施加部76根据电压控制部94的控制,对施加辊71施加高压电流。例如,电压控制部94使从高压施加部76对施加辊71施加的高压电流的电压变化。

电流测量部95从高压基板75的电流探测部77探测到的电流,测量施加辊71间的电流量。例如,在通过电压控制部94从高压施加部76对施加辊71施加了高压电流时,电流测量部95测量在施加辊71的检测辊72中电流探测部77探测到的电流。由此,在使来自高压基板75的施加电压变化时,电流测量部95测量电流探测部77探测的电流。而且,在夹持了记录材料S的状态下的施加辊71中,在使来自高压基板75的施加电压变化时,电流测量部95测量电流探测部77探测到的电流。

在使从高压基板75对施加辊71施加的高压电流的电压变化时,分布信息取得部96取得与施加电压的变化对应的在施加辊71间流过的电流的测量值的变化、或者根据电流的测量值的变化求出的电阻的变化,作为第1分布信息。另外,在使从高压基板75对施加辊71施加的高压电流的电压变化时,分布信息取得部96取得夹持了记录材料S的状态下的在施加辊71间流过的电流的测量值的变化、或者根据电流的测量值的变化求出的电阻的变化,作为第2分布信息。

即,在分布信息取得部96中,作为第1分布信息,在未夹持记录材料S的状态下取得使施加电压变化时的仅施加辊71(检测辊72和对置辊73)之间的电流、电阻。

另外,在分布信息取得部96中,作为第2分布信息,通过在夹持记录材料S的状态下取得使施加电压变化时的施加辊71间的电流、电阻,从而取得将施加辊71(检测辊72和对置辊73)和记录材料S合在一起的电流、电阻。

电阻计算部97根据分布信息取得部96取得的第1分布信息以及第2分布信息,计算测定基准电压下的记录材料S的电阻。关于该电阻计算部97中的测定基准电压下的记录材料S的电阻的计算,在后面叙述。

搬送控制部98在构成图像形成系统10的记录材料供给装置100、图像形成装置200以及后处理装置300中,控制这些装置间、装置内的记录材料S的搬送机构的动作。例如,搬送控制部98通过控制记录材料供给装置100的搬送部50、图像形成装置200的搬送部250、后处理装置300的搬送部350、以及图像形成系统10的其它搬送部的驱动,从而控制记录材料S的搬送。搬送控制部98根据与记录材料S的记录材料特性匹配的搬送条件,控制各驱动部的驱动的停止、驱动开始的定时、驱动速度的调整等。通过该控制,使驱动部在图像形成系统10的各装置之间连动,控制图像形成系统10中的记录材料S的搬送。

另外,搬送控制部98探测记录材料S向施加辊71的到达。例如,搬送控制部98从配置于图像形成装置200的搬送部250的各传感器接受记录材料S的探测信号,根据这些数据来取得记录材料S向预定位置的到达、搬送状态。此外,在图像形成系统10中,关于记录材料S向施加辊71的到达,也可以不使用各传感器,而是根据记录材料S的搬送速度和搬送时间、以及搬送距离等取得记录材料S的位置。

图像形成控制部99控制图像形成装置200的图像形成部240中的图像形成动作。另外,图像形成控制部99根据电阻计算部97计算出的记录材料S的电阻,设定图像形成条件。例如,图像形成控制部99根据电阻计算部97计算出的记录材料S的电阻,从储存于存储部81等的数据取得图像形成条件。然后,图像形成控制部99根据从存储部81等取得的数据,对图像形成部240的各结构设定动作条件。然后,依照所设定的动作条件,控制图像形成部240的各结构的动作,根据图像数据向记录材料S形成图像。

[电阻检测方法]

接下来,说明利用上述的电阻检测部70以及控制部90实施的记录材料S的电阻检测方法。

在记录材料S的电阻检测中,首先,电阻检测部70以及控制部90使施加电压变化来测定未夹持记录材料S的状态的施加辊71间的电流。然后,电阻检测部70以及控制部90取得与所测定的施加电压的变化对应的仅在施加辊71中流过的电流量的变化或者电阻的变化,作为第1分布信息。

而且,电阻检测部70以及控制部90使施加电压变化来测定夹持了记录材料S的状态下的施加辊71的电流。然后,电阻检测部70以及控制部90取得与所测定的施加电压的变化对应的在施加辊71和记录材料S中流过的电流量的变化或者电阻的变化,作为第2分布信息。

接下来,控制部90根据所取得的第1分布信息和第2分布信息,利用公式来计算施加辊71的分压电压和电阻、以及记录材料S的分压电压和电阻。然后,控制部90根据计算出的记录材料S的分压电压和电阻的关系,计算记录材料S的测定基准电压下的电阻值。

优选为在控制部90中受理了图像形成作业之后,在由图像形成部240针对记录材料S执行图像形成之前取得第1分布信息以及第2分布信息。

而且,优选为在执行图像形成作业时,控制部90在针对预定张数的记录材料S执行图像形成之后,再次取得第1分布信息以及第2分布信息并更新。控制部90通过针对每预定张数而取得第1分布信息以及第2分布信息,从而即使在图像形成作业中记录材料S的电阻变动的情况下,也能够高精度地计算记录材料S的电阻。

(记录材料、以及辊的电阻特性)

关于被用作记录材料S的纸等,作为由内部构造所引起的特性,电气电阻相对于施加电压而发生变动。在图4以及图5中,作为记录材料S的一个例子,示出施加电压时的纸的内部构造。

如图4以及图5所示,纸P具有如下构造:在纸表面Ps的内侧,成为构成纸P的主体的纸纤维Pf互相缠绕在一起。

在对具有这样的构造的纸P施加较低的电压时,如在图4中箭头所示那样电荷(+)在纤维Pf内移动。因此,在纸P中从一方的纸表面Ps流过电流时,电荷在纸纤维Pf内移动而移动到另一方的面。此时,纸纤维Pf自身的电气电阻大,所以纸P内的电场弱,电荷变得不易移动。这样,在低电压下,被纸纤维Pf的构造上的陷阱所阻止,纸P的电阻容易变大。

另一方面,在对纸P施加高电压时,如图5所示在纸纤维Pf内电荷的移动速度变快。然后,以将在纸纤维Pf的构造上的陷阱中积存的电荷推出的方式对纸P进行通电。而且,由于纤维Pf内的放电破坏、微小的短路,在接近的纸纤维Pf之间发生电荷能够移动的短路,形成捷径(shortcut path)。其结果,在高电压下,纸P的电阻减少。

图6以及图7示出表示上述施加电压和记录材料S的电阻的关系的曲线图。在图6以及图7中,横轴表示施加电压[V],纵轴表示记录材料S的电阻[MΩ]。

如图6所示,在使用纸等作为记录材料S的情况下,由于由上述内部构造所引起的特性,施加电压越增加,则记录材料S的电阻越减少。能够针对施加电压的增加量,用指数函数来表示该记录材料S的电阻的减少。因此,如图7所示,在用对数来表示纵轴的记录材料S的电阻[MΩ]时,与施加电压的增加量对应的记录材料S的电阻的减少能够表示为直线的曲线图。在图6以及图7中,作为施加电压和电阻的关系的一个例子,示出指数函数[y=586.26e

这样,作为物理特性值,在由纸等构成的记录材料S的电阻检测中,记录材料S的电阻根据施加电压而发生变化,所以需要针对记录材料S每次施加相同值的电压来进行检测。此处,将在记录材料S的电阻的测定中使用的预定的电压称为测定基准电压。

另外,施加辊71不仅在检测辊72以及对置辊73中测定记录材料S的电阻,而且还被用作搬送记录材料S的搬送辊。因此,施加辊71由具有能够搬送记录材料S的摩擦力以及能够施加电压的导电性的辊、例如导电性橡胶辊等具有导电性的弹性辊构成。但是,导电性橡胶等具有电气电阻根据施加电压而发生变动的特性。

图8示出表示施加电压与施加辊71的电阻的关系的曲线图。在图8中,横轴表示向施加辊71的施加电压[V],纵轴表示施加辊71的电阻[MΩ]。如图8所示,施加电压越增加,则施加辊71的电阻(辊电阻)越减少。该辊电阻的减少与上述记录材料的电阻(图6)的变化不同,相对施加电压的增加量而言呈现直线性的曲线图而减少。

这样,纸等记录材料S以及导电性橡胶辊等施加辊71的电阻根据施加电压而发生变化。因此,如上述专利文献1所记载的方法那样,在根据记录材料S被施加辊71夹持的状态的电阻值与施加辊71的电阻的差分来求出记录材料S的电阻的方法中,由于测定基准电压并非是恒定的,所以无法高精度地检测记录材料S的电阻。

例如,如图9所示,在夹持了记录材料S的状态下对施加辊71施加输出电压V而检测到电流I的情况下,能够使用辊电阻Rr、记录材料电阻Rp,将向施加辊71的施加电压(辊施加电压Vr)表示为[Vr=Rr/(Rr+Rp)×V]。

此时的向记录材料S的施加电压(记录材料施加电压Vp)成为[Vp=Rp/(Rr+Rp)×V]。这样,向记录材料S的单体施加的施加电压(记录材料施加电压Vp)成为记录材料S和施加辊71的电阻分压,所以根据记录材料电阻、辊电阻而发生变化。

另一方面,如图10所示,在未夹持记录材料S的状态、即仅对施加辊71施加输出电压V而检测到电流I的情况下,向施加辊71的施加电压(辊施加电压Vr)成为[Vr=V]。这样,即使在对夹持了记录材料的状态的施加辊71和仅施加辊71施加相同的电压V,辊施加电压Vr也分别成为不同的值。

如上所述向记录材料S的单体施加的施加电压(记录材料施加电压Vp)成为记录材料S和施加辊71的电阻分压。因此,在夹持了记录材料S的状态和未夹持记录材料S的状态下,当辊施加电压Vr不同时,记录材料施加电压Vp也变化,所以无法将用于对记录材料S的电阻进行检测的测定基准电压设为恒定。

而且,由于上述辊的施加特性,夹持了记录材料的状态的施加辊71的辊电阻Rr和仅施加辊71的辊电阻Rr分别成为不同的值。因此,即使求出在夹持了记录材料S的状态下检测到的电阻值(辊电阻Rr+记录材料电阻Rp)与在未夹持记录材料S的状态下检测到的电阻值(辊电阻Rr)的差分,也无法高精度地检测记录材料S的电阻。

(分布信息以及电阻的计算)

如上所述,即使对施加辊71施加恒定的电压,也由于构成导电性橡胶辊等施加辊71的材料的特性,而无法针对记录材料S施加预定的测定基准电压。因此,为了高精度地测定记录材料S的电阻,需要实施考虑了记录材料S的电阻特性以及施加辊71的电阻特性的检测方法。

在本公开中,如以下那样计算记录材料S的电阻。

(过程1)针对未夹持记录材料S的状态的施加辊71,能够改变施加电压来测量施加辊71间的电流的变化。然后,取得仅施加辊71的相对于电压的变化的电流的变化(电压-电流特性(=电阻)),作为第1分布信息。

(过程2)针对夹持了记录材料S的状态的施加辊71,能够改变施加电压来测量施加辊71间的电流的变化。然后,取得将记录材料S和施加辊71合在一起的相对于电压的变化的电流的变化(电压-电流特性(=电阻)),作为第2分布信息。

(过程3)根据仅施加辊71的第1分布信息、以及将记录材料S和施加辊71合在一起的第2分布信息,分别使用公式来计算向记录材料S和施加辊71的分压电压、分压电压下的向记录材料S和施加辊71的电流、以及分压电压下的记录材料S和施加辊71的电阻。

(过程4)根据过程3中的计算结果,求出记录材料S的分压电压和电阻的关系。然后,计算将向记录材料S的施加电压(分压电压)作为测定基准电压时的记录材料S的电阻。

使用图11至图14,具体地说明上述记录材料S的电阻计算方法。图11是在上述的过程1至过程3中求出的表示施加辊71的电压-电流特性的第1分布信息、表示记录材料S和施加辊71的电压-电流特性的第2分布信息、以及记录材料S的电压-电流特性的曲线图的一个例子。图12是成为图11所示的第1分布信息以及第2分布信息的基础的、在过程1以及过程2中取得的(电压-电流特性(=电阻))。图13是根据图12所示的(电压-电流特性(=电阻))计算出的记录材料S和施加辊71的分压电压、电流以及电阻。图14是示出在图13中计算出的记录材料S的分压电压以及电阻的关系的曲线图。

(过程1)

首先,在过程1中,针对未夹持记录材料S的状态的施加辊71,使施加电压变化来测定在施加辊71间流过的电流量。在图12所示的例子中,使施加于施加辊71的电压变化,作为施加电压的水准(1)施加1000V来测定电流,作为水准(2)施加5000V来测定电流。然后,得到水准(1)的施加电压1000V的电流为9.88μA(=电阻101.2MΩ)、水准(2)的施加电压1000V的电流为60.45μA(=电阻82.7MΩ)的测定结果。

在图11所示的辊的(电压-电流特性)的曲线图中,将该测定结果表示为第1分布信息。

(过程2)

接下来,在过程2中,针对夹持了记录材料S的状态的施加辊71,使施加电压变化来测定在施加辊71间流过的电流量。在图12所示的例子中,与过程1同样地在施加电压的水准(1)的1000V和水准(2)的5000V下测定电流。然后,将记录材料S和施加辊71合在一起,得到水准(1)的施加电压1000V的电流为2.89μA、水准(2)的施加电压5000V的电流为26.8μA的测定结果。

在图11所示的记录材料+辊的(电压-电流特性)的曲线图中,将该测定结果表示为第2分布信息。

(过程3)

接下来,在过程3中,根据图12所示的第1分布信息以及第2分布信息的(电压-电流特性)的测定结果,针对图13所示的记录材料S和施加辊71,分别计算分压电压、电流以及电阻。

设为推测函数[R=a×V+b],根据第1分布信息求出图13所示的辊的电阻(辊电阻R)。

在上述式子中,在将第1分布信息的水准(1)的电压设为v1、将电阻设为r1、将水准(2)的电压设为v2、并将电阻设为r2时,a以及b能够表示为:

[a=(r2-r1)/(v2-v1)];

[b=r1-(r2-r1)/(v2-v1)×v1]。

在将它们代入推测函数[R=a×V+b]并整理时,辊电阻R成为:

[R=r1+(r2-r1)×(V-v1)/(v2-v1)]。

并且,根据欧姆定律[V=R×I],能够用[R=(r1×v2-r2×v1)/{(v2-v1)-(r2-r1)×I}]的式子来表示辊电阻R。由此,能够计算电流I下的辊电阻R。

接下来,根据第2分布信息,使用水准(1)下的电流2.89μA、水准(2)下的电流26.8μA,根据上述的辊电阻R和电流I的式子,计算辊电阻R以及向施加辊71的分压电压。然后,能够根据计算出的水准(1)及水准(2)下的向施加辊71的分压电压与水准(1)及水准(2)的施加电压的差分,求出记录材料S的分压电压。而且,能够根据记录材料S的分压电压和第2分布信息的水准(1)及水准(2)下的电流,计算记录材料S的电阻。

在第2分布信息中,在将水准(1)的电压设为V1、将电流设为I1、将记录材料S的分压设为Vp1、将记录材料S的分压Vp1下的电阻设为Rp1、将施加辊71的分压设为Vr1、以及将施加辊71的分压Vr1下的电阻设为Rr1时,Vp1以及Rp1能够表示为:

[Vp1=V1-I1×Rr1];

[Rp1=Vp1/I1]。

另外,在将第2分布信息的水准(2)的电压设为V2、将电流设为I2、将记录材料S的分压设为Vp2、并将施加辊71的分压设为Vr2时,Vp2以及Rp2能够表示为:

[Vp2=V2-I2×Rr2];

[Rp2=Vp2/I2]。

(过程4)

在上述过程3中,通过计算第2分布信息的水准(1)及水准(2)下的记录材料S的分压电压和电阻,能够求出图14所示的表示记录材料S的分压电压以及电阻的关系的曲线图。在图14所示的曲线图中,与图7所示的曲线图同样地,通过对纵轴的记录材料S的电阻[MΩ]进行对数记载,将用指数函数表示的记录材料S的分压电压和记录材料S的电阻的关系表示为直线的曲线图。

然后,能够通过用该曲线图来表示的指数函数,计算测定基准电压下的记录材料S的电阻。在图14中,作为记录材料S的电阻计算的一个例子,求出将测定基准电压设为1500时的记录材料S的电阻。

通过以上的过程1至过程4,在电阻检测部70中,在未夹持记录材料S的状态以及夹持了记录材料S的状态下对施加辊71施加高压电流,并检测施加辊71的电流,从而能够高精度地计算测定基准电压下的记录材料S的电阻。

作为水准(1)及水准(2)而施加的电压只要是不同的值就没有特别限定。只要能够使用2个以上的多个不同的电压来取得第1分布信息以及第2分布信息,则所使用的电压、取得次数等就没有特别限定。

另外,关于施加辊71,能够使用在图像形成系统10中相比于图像形成部240而言配置于记录材料搬送方向上游侧的搬送辊、图像形成部240的二次转印辊247、或者独立的辊。关于施加辊71,优选为使用相比于图像形成装置200的图像形成部240而言配置于记录材料搬送方向上游侧的搬送辊、相比于图像形成装置200而言配置于记录材料搬送方向的上游侧的装置内的搬送辊等。另外,施加辊71也可以是使用独立于搬送辊的辊的结构。

[电阻检测的流程图]

接下来,图15示出利用电阻检测部70以及控制部90实施的记录材料S的电阻检测方法的流程图。在电阻检测部70收到由控制部90发出的指示时,执行图15所示的流程图的处理。在图像形成系统10中,控制部90的CPU91执行存储于ROM92、存储部81的程序,从而实现图15所示的流程图的处理。

首先,控制部90判定是否通过用户等的指示而受理了利用电阻检测部70对记录材料S的电阻进行检测的检测模式(步骤S1)。在未受理记录材料S的电阻检测模式的情况下(步骤S1的“否”),继续步骤S1的处理直至受理电阻检测模式。

在受理了记录材料S的电阻检测模式的情况下(步骤S1的“是”),针对施加辊71,能够改变输出电压来取得仅施加辊71的相对于电压的变化的电流的变化(电压-电流特性(=电阻))(步骤S2)。即,依照上述的(过程1),控制部90的电压控制部94控制高压基板75的高压施加部76,对施加辊71施加高压电流。然后,控制部90的电流测量部95控制高压基板75的电流探测部77,从而测量施加辊71的检测辊72中的电流。由此,测定未夹持记录材料S的状态的仅施加辊71中的电流。

接下来,控制部90判定是否在所有的施加电压下测定了仅施加辊71的相对于电压的变化的电流的变化(电压-电流特性(=电阻))(步骤S3)。在所有的施加电压下的测定未完成的情况下(步骤S3的“否”),变更输出电压来进行步骤S2的施加辊71的(电压-电流特性(=电阻))的测定。

在所有的施加电压下的测定完成的情况下(步骤S3的“是”),分布信息取得部96取得仅施加辊71的相对于电压的变化的电流的变化(电压-电流特性(=电阻)),作为第1分布信息(步骤S4)。由此,能够取得图11以及图12所示的由未夹持记录材料S的状态的仅施加辊71的施加电压、检测电流以及电阻构成的第1分布信息。

接下来,控制部90的搬送控制部98开始向图像形成装置200搬送记录材料S(步骤S5)。由搬送控制部98驱动搬送部50、250,开始记录材料供给装置100内的记录材料S的搬送,将记录材料S搬送至电阻检测部70。

然后,控制部90判定记录材料S是否到达施加辊71间(步骤S6)。在记录材料S未到达施加辊71间的情况下(步骤S6的“否”),重复步骤S6的处理直至记录材料S到达施加辊71。

在记录材料S到达施加辊71的情况下(步骤S6的“是”),针对施加辊71,能够改变输出电压来取得夹持了记录材料S的状态的施加辊71的相对于电压的变化的电流的变化(电压-电流特性(=电阻))(步骤S7)。

即,依照上述的(过程2),控制部90的电压控制部94控制高压基板75的高压施加部76,对夹持了记录材料S的状态的施加辊71施加高压电流。然后,控制部90的电流测量部95控制高压基板75的电流探测部77,从而测量施加辊71的检测辊72中的电流。由此,测定夹持了记录材料S的状态的施加辊71的电流。

接下来,控制部90判定是否在所有的施加电压下测定了夹持有记录材料S的状态的施加辊71的相对于电压的变化的电流的变化(电压-电流特性(=电阻))(步骤S8)。在所有的施加电压下的测定未完成的情况下(步骤S8的“否”),变更输出电压来进行步骤S7的施加辊71的(电压-电流特性(=电阻))的测定。

在所有的施加电压下的测定完成的情况下(步骤S8的“是”),分布信息取得部96取得夹持了记录材料S的状态的施加辊71的相对于电压的变化的电流的变化(电压-电流特性(=电阻)),作为第2分布信息(步骤S9)。由此,能够取得图11以及图12所示的由夹持了记录材料S的状态的施加辊71的施加电压、检测电流以及电阻构成的第2分布信息。

接下来,控制部90的电阻计算部97根据分布信息取得部96取得的第1分布信息和第2分布信息,利用公式来计算施加辊71的分压电压以及电阻(步骤S10)。能够通过上述的(过程3)所示的方法,进行由该电阻计算部97实施的施加辊71的分压电压以及电阻的计算。另外,能够通过由电阻计算部97实施的施加辊71的分压电压以及电阻的计算,取得图13所示的施加辊71的分压电压、该分压电压下的仅施加辊71的电阻。

接下来,控制部90的电阻计算部97计算测定基准电压下的记录材料S的电阻(步骤S11)。能够通过上述的(过程3)以及(过程4)所示的方法,进行由该电阻计算部97实施的测定基准电压下的记录材料S的电阻的计算。首先,电阻计算部97通过(过程3),根据向施加辊71的施加电压与分压电压的差分来求出记录材料S的分压电压,计算该记录材料S的分压电压下的电阻。由此,能够计算图13所示的记录材料S的分压电压、该分压电压下的记录材料S的电阻。

然后,电阻计算部97使用计算出的记录材料S的分压电压和电阻,通过(过程4)来求出记录材料S的分压电压以及电阻的关系(关系式;指数函数)。然后,电阻计算部97根据该记录材料S的分压电压以及电阻的关系,计算测定基准电压下的记录材料S的电阻。

在计算出测定基准电压下的记录材料S的电阻之后,结束本流程图的处理。

在上述流程图的处理中,在未夹持记录材料S的状态以及夹持了记录材料S的状态这2个状态下,以不同的2个以上的电压对施加辊71施加高压电流,检测各个施加电压下的电流(=电阻)。由此,在未夹持记录材料S的状态以及夹持了记录材料S的状态这2个状态下,取得相对于电压的变化的电流的变化(电压-电流特性(=电阻))作为第1分布信息以及第2分布信息。然后,根据第1分布信息和第2分布信息,计算测定基准电压下的记录材料S的电阻。通过这些处理,在作为施加辊71而使用电气电阻根据施加电压而发生变动的导电性橡胶等的结构中,能够高精度地计算由因内部构造而导致电气电阻相对于施加电压发生变动的纸等构成的记录材料S的、测定基准电压下的电阻。

此外,本发明不限定于在上述实施方式例中说明的结构,而能够在不脱离其它本发明的结构的范围中进行各种变形、变更。

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