CN102574648A - 片材检测设备以及成像装置 - Google Patents

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Abstract

装配有与片材的端部相接触并且然后旋转的遮光器的常规片材检测设备难以通过增大片材传送速度并降低接连传送的片材之间的间隔来提高与片材传送相关的生产率。一种片材检测设备装备有通过被所传送片材的端部推动而旋转的传感器遮光器元件(23)。传感器遮光器元件(23)在其中所传送片材的端部抵接传感器遮光器元件(23)的抵接表面的待命位置中处于待命状态。光学传感器(24)根据由要传送片材的端部推动的传感器遮光器元件(23)的姿态来检测所传送片材。传感器遮光器元件(23)可旋转至其中允许片材经过的片材经过位置，并且在所传送片材的后端已经经过传感器遮光器元件(23)之后，传感器遮光器元件在与片材传送方向相同的方向上从片材经过位置旋转并且定位于待命位置中。

Description

片材检测设备以及成像装置
技术领域
本发明涉及一种被设置用以检测片材的移动状态的片材检测设备以及包装该设备的成像装置。
背景技术
如图22中所示，片材检测设备包括用来检测被传送穿过一对片材传送辊218和219的片材的传感器224和遮光器223，该设备沿片材传送方向布置于这对片材传送辊218和219的下游。
遮光器223包括用作遮光器223的旋转中心的轴227以及遮蔽从发光部分至传感器224中的光检测器的光路的遮光元件225。遮光器223还包括止动件部分226。如图22的(a)中所示，遮光器223由弹簧等顺时针地驱策。遮光器223的止动件部分226与装置框架的止动件226a相接触，从而限制遮光器223的旋转。因而，遮光器223被保持处于待命位置。
如图22的(b)中所示，当被传送穿过片材传送辊对218和219的片材的前缘抵接遮光器223的接触表面223a时，遮光器223开始从待命位置沿由图22的(b)中的箭头所示的方向绕着轴227摆动。如图22的(c)中所示，遮光元件225遮蔽光路中的光并且传感器224检测到这种遮光并且输出信号。基于该信号，片材检测设备检测到片材的前缘已经被传送至与遮光器223相对应的区域。当片材的后缘经过与遮光器223相对应的所述区域时，遮光器223再次摆动至图22的(a)中所示的待命位置并且准备检测下一个片材。
换言之，每次片材经过时遮光器223在所述待命位置和其中由片材施压的遮光器223允许该片材经过的位置之间往复运动(参照专利文献1和2)。
上述片材检测设备的检测结果例如如下使用。在用于在片材上形成图像的成像装置中，片材传送单元将片材传送至图像转印单元的定时基于片材检测设备的检测结果进行调节，使得由成像单元形成的图像形成于片材的预定位置处。成像单元开始成像的定时基于片材检测设备的检测结果进行调节，使得由成像单元形成的图像形成于片材的预定位置中。另外，片材检测设备的检测结果用来检测例如片材传送中的延迟或片材传送路径中的阻塞。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利公开No.6-94444
专利文献2：日本专利公开No.10-114446
发明内容
技术问题
响应于进一步提高成像装置的生产率(每单位时间的被成像片材的数目)的用户需求，期望增大片材传送速度或减小在先片材的后缘和在后片材的前缘之间的间隔(下文中称之为“片材间隔”)。于是，要求遮光器在在先片材的后缘经过之后在短的片材间隔内再次返回到待命位置，用于将在后片材的前缘对准。
如上所述，在相关技术的片材检测设备中，遮光器在每次片材经过时往复运动。因此，需要下面的距离作为片材间隔所需的最小距离。距离D1设置为其中遮光器223的接触表面223a从该接触表面223a在在先片材的后缘经过遮光器223的接触表面223a时所处的位置(如图22的(c)所示)返回至接触表面223a将在后片材的前缘对齐的待命位置(如图22的(a)所示)的距离。距离D2设置为当接触表面223a从接触表面223a在在先片材的后缘经过遮光器223的接触表面223a时所处的位置返回至待命位置的同时在后片材被传送经过的距离。作为在先片材和在后片材之间的片材间隔所需的最小距离是通过将距离D1和距离D2相加所获得的距离D3(D1+D2＝D3)。具体地，当片材间隔短于该距离时，在后片材在遮光器223的接触表面223a返回至待命位置之前达到待命位置。不利地，不能检测到片材。
为了增大成像装置的生产率，除了减小片材间隔之外，还可以增大片材传送速度。然而，片材传送速度的增大引起以下问题。
在遮光器的返回操作期间在后片材被传送经过的距离D2通过将遮光器223在沿与片材传送方向相反的方向旋转的同时从图22的(c)所示的位置返回至图22的(a)中的待命位置期间的时间ΔT乘以片材传送速度V而计算(ΔT×V＝D2)。于是，片材传送速度越高，所需的距离D2越长。如上所述，随着片材传送速度增大，作为片材之间的片材间隔所需的最小距离不得不设置为更长。难以显著地增大生产率。
因此，在使用往复运动式遮光器的片材检测设备中，与片材传送相关的生产率(每单位时间所传送的片材的数目)的增大受限于遮光器返回所需的时间。
本发明的目标是提供一种能减小片材之间的片材间隔的片材检测设备以及包括该设备的成像装置。
解决问题的技术方案
为了实现上述目标，本发明提供了一种片材检测设备，其包括：具有抵接表面的旋转单元，该旋转单元在所传送片材的前缘抵接所述抵接表面时由所传送片材的前缘施压和旋转；定位装置，其构造为将旋转单元定位于所传送片材的前缘抵接所述抵接表面的待命位置中；以及检测单元，其构造为根据由所传送片材的前缘施压的旋转单元的旋转来检测所传送片材，其中旋转单元可旋转至允许片材经过的片材通过姿态，并且在所传送片材的后缘经过旋转单元之后，旋转单元在与片材传送方向相同的方向上从片材通过姿态旋转并且定位于待命位置中。
发明的有益效果
根据本发明，能提供一种即使在片材传送速度很高并且片材之间的间隔很短时也能起作用的片材检测设备。
附图说明
图1是解释根据本发明第一实施例的片材检测设备以及包括该设备的成像装置的横截面图。
图2是示出根据第一实施例的片材检测设备的结构的透视图。
图3包括示出根据第一实施例的片材检测设备的结构的透视图。
图4包括解释根据第一实施例的片材检测设备的操作的视图。
图5包括解释根据第一实施例的片材检测设备的操作的视图。
图6包括解释根据第一实施例的片材检测设备的操作的视图。
图7包括解释根据第一实施例的片材检测设备的操作的视图。
图8包括根据第一实施例的片材检测设备的凸轮线图以及示出光学传感器的信号的说明图。
图9包括解释第一实施例的变型的说明图。
图10包括解释第一实施例的另一变型的说明图。
图11包括示出根据第二实施例的片材检测设备的结构的透视图。
图12包括示出根据第二实施例的片材检测设备的操作的横截面图。
图13是解释根据第二实施例的片材检测设备的操作的视图。
图14包括解释第二实施例的变型的说明图。
图15包括示出根据第三实施例的片材检测设备的结构的透视图。
图16包括示出根据第三实施例的片材检测设备的操作的横截面图。
图17是解释根据第三实施例的片材检测设备的操作的视图。
图18是解释根据第四实施例的片材检测设备的操作的视图。
图19包括解释根据第四实施例的片材检测设备的操作的视图。
图20包括根据第四实施例的片材检测设备的凸轮线图以及示出传感器遮光器元件的角速度的说明图。
图21是解释第四实施例的变型的说明图。
图22包括解释相关技术的视图。
具体实施方式
(第一实施例)
本发明的实施例将在下面参照附图进行描述。附图中共用的零部件由相同的参考标号指示。图1是示出用作根据本发明第一实施例的包括片材堆叠设备的成像装置的示例的彩色打印机的示意性结构的横截面图。本发明将相对于电子照相型的并且形成四种不同颜色的调色剂图像的彩色成像装置进行描述。
参照图1，根据本实施例的成像装置100包括四个感光鼓1a至1d，用作图像承载元件。另外，每个用于将鼓的表面均匀地充电的充电装置2a至2d以及每个基于图像信息发射激光束以在感光鼓1上形成静电潜像的曝光装置3a至3d布置于感光鼓1的周围。而且，布置有每个用于将调色剂施加于静电潜像以形成调色剂图像的显影装置4a至4d以及每个用于将感光鼓1上的调色剂图像转印到片材上的转印元件5a至5d。感光鼓1a至1d、曝光装置3a至3d、显影装置4a至4d以及转印元件5a至5d构成成像单元。
另外，布置了每个用于移除在转印等之后残余在感光鼓1的表面上的调色剂的清洁装置6a至6d。在本实施例中，感光鼓1、充电装置2、显影装置4以及移除调色剂的清洁装置6一体地构成处理盒7a至7d。
用作图像承载元件的每个感光鼓1通过将有机光导体层(OPC)施加于铝制筒体外表面上而形成。感光鼓1的两端由法兰可旋转地支撑。驱动力从驱动马达(未示出)传递至一端，使得感光鼓1沿附图中的逆时针方向旋转。
每个充电装置2是辊形导电辊。该辊与感光鼓1的表面相接触并且通过电源(未示出)被施加有充电偏压，使得感光鼓1的表面被均匀地充电。每个曝光装置3包括多面反射镜。该多面反射镜由来自激光二极管(未示出)的与图像信号相对应的图像光照射。至于激光二极管的发光开始定时，上述片材检测设备22检测到片材S的前缘的定时是开始点。
显影装置4例如包括调色剂存储部分4a1、4b1、4c1和4d1以及显影辊4a2、4b2、4c2和4d2。调色剂存储部分4a1至4d1分别存储黑色、青色、品红和黄色的不同颜色调色剂。与感光元件的表面相邻的显影辊4a2至4d2旋转并且被施加有显影偏压电压以执行显影。
用于向上传送片材的转印带9a布置为面向四个感光鼓1a至1d。在转印带9a内，与转印带9a相接触的转印元件5a至5d布置为分别面向四个感光鼓1a至1d。这些转印元件5连接至转印偏压电源(未示出)。正电荷通过转印带9a从每个转印元件5施加至片材S。电场允许感光鼓1上的负的不同颜色的调色剂图像被依次转印到与感光鼓1相接触的片材S上，使得形成彩色图像。
用于将已经转印至片材上的调色剂图像定影到片材上的定影单元10布置于转印带9a的上方。用于将具有形成图像的片材排出至排出单元13的一对排出辊11和12布置于定影单元10的上部中。
在成像装置100的下部中，布置有用于从一摞堆叠片材中一张张地供给片材的供给单元8。供给单元8从这摞堆叠片材一张张地将片材供应至转印带9a。用作一对旋转元件的一对传送辊18和29布置于供给单元8和转印带9a之间。另外，用来检测片材到达的片材检测设备22布置于供给单元8与转印带9a之间。片材检测设备22的结构将稍后详细地进行描述。
参考标号15指示连接排出辊对11和12以及传送辊对18和19的双面传送路径。在双面传送路径15上，布置有倾斜供给辊16和U形转向辊17。
设置于供给单元8中的片材S根据打印开始指令从供给单元8供给。当供给的片材S的前缘到达片材检测设备22时，片材检测设备22检测片材S的前缘。根据片材检测设备22的检测结果，给出在成像单元中的每个感光鼓1上开始成像的指令。
从供给单元8供给的片材由传送辊对18和19传送至转印带9a。在片材正由转印带9a传送的同时，形成于感光鼓1a至1d上的调色剂图像通过转印元件5a至5d的操作依次转印到片材上。具有转印的调色剂图像的片材经受由定影单元10进行的图像定影并且然后通过排出辊对11和12排出至排出单元13。
为了在片材的两面上形成图像，在片材正由排出辊对11和12传送的同时，排出辊对11和12反向，使得片材由排出辊对11和12传送至双面传送路径15。在双面传送路径15上传送的片材S经过倾斜供给辊16并且由U形转向辊17以及传送辊对18和19再次传送至转印带9a。图像形成于片材的第二面上。
被包括在成像装置100中的根据本实施例的片材检测设备22的结构现在将参照图2和3进行解释。图2是示出根据本实施例的片材检测设备22的结构的透视图。图3的(a)是图2中所示的片材检测设备22从其相反侧看到的结构的透视图。图3的(b)是仅示出传感器遮光器元件23的透视图。图3的(a)中的箭头指示片材传送方向。
参照图2，传送辊对18和19包括固定至沿与片材传送方向垂直的方向延伸的旋转轴19a以便与旋转轴19a一起旋转的驱动辊19以及布置为面向传送辊19并且由驱动辊19驱动且旋转的传送从动辊18。传送从动辊18由片材供给框架20可旋转地支撑。传送从动辊18是用于传送片材S的从动旋转元件。如图3的(a)的透视图中所示，传送从动辊18由固定至片材供给框架20的传送从动辊弹簧21驱策抵靠传送辊19。这个驱策力提供用于传送片材S的力。
根据本实施例的片材检测设备22布置于传送辊对18与19之间的夹持部的下游以便检测片材的前缘。
如图3的(a)的透视图中所示，片材检测设备22包括传感器遮光器元件23、光学传感器24、施压元件25、凸轮从动件26以及施压弹簧27。
用作旋转单元的传感器遮光器元件23包括旋转轴23h，该旋转轴在由形成于片材供给框架20中的孔支撑的同时旋转。传感器遮光器元件23由片材供给框架20支撑以便可绕着旋转轴23h旋转。如仅示出传感器遮光器元件23的图3的(b)中所示，传感器遮光器元件23具有三个突起231、232以及233，它们沿与旋转轴23h的轴向正交的方向从旋转轴23h突出。
图4的(b)的横截面图沿着传感器遮光器元件23中的突起231、231和233截取。突起231、232和233具有被传送片材S的前缘将分别与之抵接的抵接表面23a、23c、23e。换言之，抵接表面23a、23c、23e布置于旋转轴23h的圆周方向上。
传感器遮光器元件23的突起231、232和233构造为阻挡用作检测单元的光学传感器24的光路。传感器遮光器元件23构造为在光学传感器24的光路由突起231、232和233中的遮光边缘23b、23d和23f中的任一个阻挡时检测到被传送片材的到达。具体地，传感器遮光器元件23的突起231、232和233中的任一个阻挡光学传感器24的光路，因而改变光学传感器24的ON/OFF状态。片材检测设备根据来自光学传感器24的输出检测片材的到达(位置)。
如图3的透视图中所示，旋转轴23h设置有旋转凸轮23g，用于产生将传感器遮光器元件23保持处于待命位置的保持力以及传感器遮光器元件23的旋转力。旋转凸轮23g构造为沿旋转方向定位传感器遮光器元件23并且将传感器遮光器元件23的抵接表面23a、23c和23e中的任一个设置于片材的前缘抵接所述抵接表面的适当位置。图4的(a)是沿着传感器遮光器元件23中的旋转凸轮23g截取的横截面图。旋转凸轮23g的轮廓是三角形并且每个顶点是弧形的。旋转凸轮23g的侧面分别具有凹陷81a、81b和81c。旋转凸轮23g由施压元件25施压。施压元件25由片材供给框架20轴颈支撑以便将能绕着摆动轴25a摆动。施压弹簧27布置为使得施压弹簧27的一端紧固至片材供给框架20并且其另一端附接至施压元件25。施压弹簧27的弹簧力驱策施压元件25抵靠旋转凸轮23g。施压元件25的端部设置有可旋转地轴颈支撑于施压元件25中的凸轮从动件26。旋转凸轮23g总是与施压元件25的凸轮从动件26相接触。施压弹簧27的弹簧力允许凸轮从动件26对旋转凸轮23g施压。
旋转凸轮23g成形为使得在施压弹簧27的弹簧力允许凸轮从动件26驱策旋转凸轮23g时，传感器遮光器元件23沿旋转方向保持处于稳定位置(稳定状态)，如图4中所示。在传感器遮光器元件23定位于这样的待命位置时，凸轮从动件26面向旋转凸轮23g的凹陷81a、81b和81c中的任一个。具体地，由于由施压弹簧27的弹簧力驱策的凸轮从动件26与旋转凸轮23g的凹陷81a、81b和81c中的任一个相接触，传感器遮光器元件23由施压弹簧27的弹簧力保持处于待命位置。换言之，由施压弹簧27驱策的凸轮从动件26、旋转凸轮23g的凹陷81a、81b和81c等构成用于将传感器遮光器元件23定位于稳定位置的定位装置。施压元件的端部可与旋转凸轮23g的周边发生接触。
片材检测设备的操作将参照图4至8进行描述。
图4至7示出传送将由片材检测设备检测的片材的过程。图4的(a)、5的(a1)和(a2)、图6的(a1)和(a2)以及图7的(a1)和(a1)示出旋转凸轮23g的旋转状态。图4的(b)、图5的(b1)和(b2)、图6的(b1)和(b2)以及图7的(b1)和(b2)示出抵接表面23a、23c和23e的位置以及遮光边缘23b、23d以及23f的位置。图8包括旋转凸轮23g的在图4至7的状态下的凸轮线图并且还示出来自光学传感器24的信号。
图4包括示出片材S的前缘刚要抵接传感器遮光器元件23的抵接表面23a之前的状态。如图4的(a)中所示，传感器遮光器元件23在由旋转凸轮23g、施压元件25以及施压弹簧27驱策的同时在用于检测片材S的前缘的稳定位置中待命。在这个稳定位置，光学传感器24的光路没有由传感器遮光器元件23阻挡，如图4的(b)中所示。
图5的(a1)和(b1)示出由传送辊对18和19传送的片材S的前缘抵接抵接表面23a的状态。片材S的前缘由于传送辊对18和19的传送力而沿附图中的z方向旋转传感器遮光器元件23。此时，在片材S的前缘抵抗由施压弹簧27驱策的旋转凸轮23g的保持力(倾向于将旋转凸轮23g保持于稳定位置的力)而旋转传感器遮光器元件23的同时传送片材S。片材S的前缘由片材供给框架20和引导框架28所构成的传送引导件引导至传感器遮光器元件23。这防止片材S的前缘滑离传感器遮光器元件23的抵接表面23a。因而，传感器遮光器元件23能由片材S的前缘可靠地旋转。
图5的(a2)和(b2)示出传感器遮光器元件23由所传送片材S施压并且进一步旋转的状态。如图5的(b2)中所示，传感器遮光器元件23旋转以使得遮光边缘23b阻挡光学传感器24的光路。当光学传感器24的光路由传感器遮光器元件23的遮光边缘23b阻挡时，光学传感器24检测到片材S的前缘已经到达预定位置(参照图8)。在本实施例中，成像单元根据片材检测设备22已经检测到片材S的前缘的事实而开始成像。
图6的(a1)和(b1)示出传感器遮光器元件23在图5的(a2)和(b2)中所示的状态之后由所传送片材S进一步旋转的状态。图6的(a1)和(b1)示出传感器遮光器元件23旋转至旋转凸轮23g的顶点(角形部分)面向凸轮从动件26的位置。在图6的(a1)和(b1)的状态下，光学传感器24的光路以与图5的(a2)和(b2)类似的方式由传感器遮光器元件23阻挡，如图6的(b1)中所示。
在传感器遮光器元件23由所传送片材的前缘施压并且旋转至旋转凸轮23g的顶点超过凸轮从动件26的位置时，传感器遮光器元件23如下旋转。由旋转凸轮23g和施压弹簧27产生的旋转力允许传感器遮光器元件23在逆时针方向上旋转，该逆时针方向与其中传感器遮光器元件23已经由片材的前缘施压并且旋转的旋转方向相同。然后，传感器遮光器元件23处于图6的(a2)和(b2)中所示的状态。换言之，旋转凸轮23g成形为使得施压弹簧27作用在传感器遮光器元件23上的驱策力的方向在传感器遮光器元件23正由传送辊对18和19所传送的片材的前缘施压和旋转的同时改变。
图6的(a2)和(b2)示出在由传送辊对18和19所传送的片材的表面与传感器遮光器元件23相接触的同时传送片材S的状态。此时，虽然在附图中为逆时针方向的旋转力由旋转凸轮23g和施压弹簧27产生于传感器遮光器元件23中，但是传感器遮光器元件23中的具有抵接表面的突起与所传送片材S的表面相接触，从而保持传感器遮光器元件23。此时，由于片材S在传送从动辊18与驱动辊19的夹持部之间张紧的同时被传送，片材S被传送为使得片材S的表观刚性更高。
在片材的后缘经过传送从动辊18和驱动辊19的夹持部之后，片材S的表观刚性降低。因此，在片材S的后缘经过传送从动辊18和驱动辊19的夹持部之后，由施压弹簧27的驱策力引起的旋转传感器遮光器元件23的力与片材的刚性(图6的(a2)和(b2))之间的平衡逐渐地变得不平衡。传感器遮光器元件23与旋转凸轮23g一起逐渐地逆时针旋转。具体地，当在图6的(a2)和(b2)的状态之后片材S的后缘经过传感器遮光器元件23时，片材的刚性与由凸轮23g和施压弹簧27引起的旋转力之间的平衡逐渐地变得不平衡。因此，传感器遮光器元件23旋转，使得传感器遮光器元件23具有图7的(a1)和(b1)中所示的姿态。
参照图7的(b1)，在片材S的后缘移离传感器遮光器元件23时，传感器遮光器元件23对光学传感器24的光路的阻挡被释放，使得光学传感器24输出未阻挡信号。在本实施例中，片材S的后缘的位置能根据从光学传感器24输出的未阻挡信号检测到，如上所述。光学传感器24的光路的阻挡被释放的定时可设置为刚刚在片材S的后缘离开传感器遮光器元件23之后。
当片材的传送在图7的(a1)和(b1)的状态之后进一步前进使得片材S的后缘完全地远离传感器遮光器元件23时，传感器遮光器元件23如下地旋转。由旋转凸轮23g和施压弹簧27产生的旋转力允许传感器遮光器元件23沿与到目前为止的旋转方向相同的逆时针方向旋转，使得传感器遮光器元件23在稳定位置(抵接准备姿态)中待命，如图7的(a2)和(b2)中所示。因而，完成用传感器遮光器元件23的抵接表面23c检测下一片材S的准备。如上所述，由于抵接表面23c在跟随片材S的后缘的同时移动至待命位置，片材之间的片材间隔与现有技术相比能显著地减小。
图4至7中所示的上述状态在每次传送片材时重复，使得传感器遮光器元件23沿同一方向旋转。每次供给一个片材S，所传送片材所抵接的抵接表面按照23a、23c、23e、23a...的顺序改变。片材检测设备顺序地检测抵接抵接表面的片材的前缘的位置。
在本实施例中，在先片材S的后缘离开传感器遮光器元件23时的时间与传感器遮光器元件23旋转至用于检测在后片材S的前缘的稳定位置时的时间之间的间隔变短。因此，即使在以现有技术中难以检测到片材的较短的片材间隔和较高片材传送速度供给多个片材时，也能检测到每个片材S。因而，能解决进一步满足与片材传送相关的进一步提高生产率的用户需求。
在上述本实施例中，传感器遮光器元件23具有三个抵接表面。抵接表面的数目不限于此。图9示出其中结构具有两个抵接表面的变型。图10示出其中结构具有一个抵接表面的另一变型。在图9和10的每个中，(a)示出旋转凸轮的形状，(b)示出用于片材S的至少一个抵接表面，并且(c)示出凸轮线图以及光学传感器的信号。
参照图9，在旋转凸轮的周边与凸轮从动件相接触的由a和b指示的位置中的每个状态表示传感器遮光器元件23的待命位置。位置ax和bx与其中旋转凸轮的半径最大的顶点相对应。旋转凸轮的半径在凸轮元件外表面上从位置ax至位置b以及从位置bx至位置a逐渐地减小。参照图10，在旋转凸轮的周边与凸轮从动件相接触的由c指示的位置中的状态表示传感器遮光器元件23的待命位置。位置cx与其中旋转凸轮的半径最大的顶点相对应。旋转凸轮的半径在凸轮元件外表面上从位置cx至位置c逐渐地减小。由于伴随片材传送的操作与其中抵接表面的数目是三个的上述情况相同，省略其解释。
已经在上面描述了片材检测设备22的检测结果用来获得与所传送片材的位置同步地通过成像单元开始成像的定时的情况。片材检测设备22的检测结果可如下使用。
结构可如下设计。首先，开始由成像单元成像。之后，根据由片材检测设备22检测到的片材S的到达来控制片材传送以使得片材的位置相应于每个形成的图像。另外，能根据片材检测设备的片材检测(来自光学传感器的输出)确定片材传送故障，比如卡纸。而且，具有与上述片材检测设备相同结构的片材检测设备布置于定影单元10与排出辊对11和12之间。为了将片材通过排出辊对11和12传送至双面传送路径15，根据片材检测设备的检测结果来控制使排出辊对11和12反向的定时。如上所述，片材检测设备的检测结果能用来确定使辊对反向以用于反向传送的定时。
(第二实施例)
根据本发明第二实施例的片材检测设备以及包括该设备的成像装置将参照图11至13描述。将描述仅与第一实施例不同的部分。与第一实施例相同的零部件(功能)由相同的参考标号指示并且省略其解释。
将首先描述根据第二实施例的结构。图11的(a)是示出根据第二实施例的片材检测设备的结构的透视图。图11的(b)仅是传感器遮光器元件23的透视图。图12包括片材检测设备22的横截面图。在图12中，(a)是解释旋转凸轮23g的视图，(b)是解释抵接表面23a、23c和23e的视图。并且(c)是解释遮光部分237、238和239的视图。
在第一实施例中，片材的前缘将要抵接的抵接表面23a、23c和23e以及遮光边缘23b、23d和23f被包括在与旋转轴垂直地从旋转轴突出的突起231、231和233中。另一方面，根据这个第二实施例，如图14中所示，具有抵接表面23a、23c和23e的突起234、235和236与构造为阻挡光学传感器24的光路的遮光部分237、238和239分离地布置，使得突起在轴向上相对于遮光部分移位。
具体地，具有片材的前缘将要抵接的抵接表面23a、23c和23e的突起234、235和236从旋转轴23h径向地突出。另外，遮光部分237、238和239从旋转轴23h径向地突出以使得这些部分沿旋转轴23h的轴向定位于与突起234、235和236不同的位置处。遮光部分237、238和239的外边缘分别用作遮光边缘23b、23d和23f。
由于第二实施例中的伴随片材传送的操作与第一实施例的相同，省略其解释。
在第一实施例中，抵接表面23e、23c和23e和针对传感器遮光器元件23提供的遮光边缘23b、23d、23f在轴向上布置于相同的位置中。因此，第一实施例具有这样的优点：能减小用于布置片材检测机构的空间。然而，传感器遮光器元件23中的每个抵接表面23a、23c和23e的形状受到限制以便获得与光学传感器24的光路的位置关系并且避免光学传感器24与传感器遮光器元件23之间的干涉。
在根据这个第二实施例的传感器遮光器元件23中，具有传感器遮光器元件23的抵接表面23a、23c和23e的突起234、235和236以及遮光部分237、238和239在轴向上在不同位置中突出。因此，传感器遮光器元件23的抵接表面23a、23c和23e可以不考虑与光学传感器24的光路的位置关系而进行设计。设计传感器遮光器元件23的每个抵接表面23a、23c和23e的形状的灵活性能增大。
具体地，如图11的(b)中所示，在根据第二实施例的传感器遮光器元件23中，具有抵接表面23a、23c和23e的每个突起234、235和236的在与片材传送方向垂直的方向上由箭头y指示的宽度能增大。至于抵接表面23a，也能沿关于旋转轴23h的径向的箭头r增大。
当由传送辊对18和19传送的片材S的前缘压靠传感器遮光器元件23的抵接表面23a时，如图13中所示，片材S的前缘被施加有压力，这个压力由施压弹簧27所驱策的旋转凸轮23g的保持力的反作用引起。
在这个第二实施例中，每个抵接表面23a、23c和23e在由箭头y所示的方向上(参照图14)的宽度增大。因此，当片材S的前缘抵接传感器遮光器元件23的抵接表面23a时引起的接触压力能降低。因此，能期待防止抵接表面的印迹留在片材S的前缘上的效果。
另外，沿关于旋转轴23h的径向的箭头r增大，因此传感器遮光器元件23的抵接表面23a相对于引导框架28的突出量增大。因此，这防止片材S的前缘滑离抵接表面23a。传感器遮光器元件23能由片材S的前缘更可靠地旋转。
遮光边缘23b、23d和23f构造为与光学传感器24一起检测传感器遮光器元件23的旋转并且检测片材的位置。遮光边缘23b、23d和23f不必总是如在本实施例中描述的与传感器遮光器元件23成整体。换言之，阻挡光学传感器24的光路的元件可以是与传感器遮光器元件23不同的元件并且可与传感器遮光器元件23的旋转位置操作地相关联。图14示出这种变型。
根据图14的变型，施压元件25的包括与旋转凸轮23g相接触的凸轮从动件26的端部25d用作阻挡光学传感器24的光路的遮光部分。
在图14的(a)中所示的稳定位置中，通过与旋转凸轮23g相接触的凸轮从动件26定位的施压元件25的位置设置为使得施压元件25的端部25d不阻挡光学传感器24的光路。参照图14的(b)，当施压元件25通过与在由所传送片材S施压的同时旋转的旋转凸轮23g相接触的凸轮从动件26摆动时，施压元件25的端部25b阻挡光学传感器24的光路。
上述第一和第二实施例的操作和优点将在下面共同地描述。
保持传感器遮光器元件23处于稳定位置的保持力借助于用作驱策装置的施压弹簧27通过旋转凸轮23g产生。在传感器遮光器元件23的片材通过姿态(图6的(a2)、(b2))之后，当片材的后缘经过传感器遮光器元件23时，传感器遮光器元件23在片材传送方向上由施压弹簧27的驱策力旋转，使得传感器遮光器元件23返回至传感器遮光器元件23具有抵接姿态的稳定位置(图7的(a2)、(b2))。因此，片材的后缘经过传感器遮光器元件23的时间与传感器遮光器元件23返回至稳定位置时的时间之间的间隔变短。有利地，与片材传送相关的生产率(每单元时间传送片材的数量)能提高。
为了将传感器遮光器元件23从其中传感器遮光器元件23在片材的前缘与传感器遮光器元件23相接触之后旋转预定量的状态(图6的(a1)、(b1))旋转至其中传感器遮光器元件23与片材的表面相接触的片材通过姿态(图6的(a2)、(b2))，使用施压弹簧27的弹簧力。另外，为了将传感器遮光器元件23从其中传感器遮光器元件23与片材的表面相接触的片材通过姿态旋转至稳定位置(图7的(a2)、(b2))，类似地使用施压弹簧27的弹簧力。因此，结构简单并且合理。
(第三实施例)
根据本发明第三实施例的片材检测设备以及包括该设备的成像装置将参照图15至17描述。将仅描述与第二实施例不同的部分。与第二实施例中的那些相同的零部件(功能)由相同的参考标号指示并且省略其解释。
图15的(a)是示出根据第三实施例的结构的透视图。图15的(b)仅是根据第三实施例的传感器遮光器元件23的透视图。图16示出片材检测设备22的横截面图。在图16中，(a)是解释旋转凸轮23g的视图，(b)是解释抵接表面23a、23c和23e的视图，并且(c)是解释遮光部分237、238和239的视图。
在第三实施例中，如图15和16中所示，要与所传送片材的表面相接触的遮光器从动辊23k、23m和23n可旋转地附接至传感器遮光器元件23。用作从动旋转元件的遮光器从动辊23k、23m和23n分别针对具有抵接表面23a、23c和23e的突起234、235和236的端部提供。遮光器从动辊23k、23m和23n如由图15的(b)中的箭头所示可旋转地附接至传感器遮光器元件23。
由于第三实施例中的伴随片材传送的基本操作与第一实施例或第二实施例相同，省略其解释，将在下面描述第三实施例特有的操作。
图17示出片材S在片材的前缘经过传感器遮光器元件23之后传送穿过传送辊对18和19的状态。虽然在传感器遮光器元件23中由旋转凸轮23g和施压弹簧27产生旋转力，但是传感器遮光器元件23被保持为使得旋转力和片材S的刚性保持平衡。
在此情况下，提供用于传感器遮光器元件23的端部的遮光器从动辊23k、23m和23n中的任一个与所传送片材的表面相接触。由于遮光器从动辊23k、23m和23n中的任一个由所传送片材S旋转，传感器遮光器元件23与片材的接触阻力降低。因此，留在片材的表面上的由传感器遮光器元件与片材S的表面之间的接触所引起的印迹能减少。
尤其，如果传送辊对18和19布置于定影单元的下游并且抵接表面23a、23c和23e中的任一个与具有定影之后的调色剂图像的调色剂图像表面相接触，则能期待更大的效果。
(第四实施例)
根据本发明第四实施例的片材检测设备以及包括该设备的成像装置将参照图18至20描述。将仅描述与第一实施例不同的部分。与第二实施例中的那些相同的零部件由相同的参考标号指示并且省略其解释。
图18是示出根据第四实施例的结构的视图并且示出片材检测设备的横截面。在第四实施例中，突起23q在旋转方向上设置于传感器遮光器元件23的抵接表面23a的上游。类似地，突起23r在旋转方向上设置于抵接表面23c的上游并且突起23s在旋转方向上设置于抵接表面23e的上游。至于每个突起23q、23r和23s在径向上的突出量，突出量小于突出为以便具有抵接表面的部分(用作传感器遮光器元件23的最外部分)的突出量。
根据第四实施例的操作将参照图18和19描述。图18和19示出根据本实施例的片材检测设备的横截面。图18、图19的(a)和(b)示出片材在片材传送方向上按照该顺序传送的状态。
图18是示出正好在片材的前缘抵接传感器遮光器元件23的抵接表面23a之前的状态的视图。图19(a)示出在片材S的前缘抵接抵接表面23a之后片材S进一步传送穿过传送辊对18和19的状态。此时，传感器遮光器元件23与片材S的接触部分仅是抵接表面23a。突起23r没有与片材S相接触。
接着，在传感器遮光器元件23由于由旋转凸轮23g和施压弹簧27产生的旋转力而旋转时，如图19(b)中所示，传感器遮光器元件23中的突起23r与片材S的表面相接触。突起23r与片材的表面之间的接触保持，直到片材S的后缘经过突起23r。在片材S的后缘经过突起23r之后，传感器遮光器元件23以与第一实施例类似的方式由旋转凸轮23g和施压弹簧27产生的旋转力旋转至稳定位置，如图18中所示。因而，完成用于检测下一片材的准备。上述操作在每次传送一个片材时重复。突起23s和23q顺序地与片材S的表面相接触使得接触伴随一个片材的经过。遮光部分可与具有抵接表面23a、23c和23e的突起分离地设置，如在第二实施例中描述的。
将描述第四实施例中的突起23q、23r和23s的效果。提供这些突起能降低在片材的前缘抵接传感器遮光器元件23的抵接表面23a并且传感器遮光器元件23由旋转凸轮23g的旋转力旋转之后当传感器遮光器元件23与片材S的表面相接触时引起的接触声音。这个因素将在下面详细描述。
在第一实施例中，当传感器遮光器元件23由于旋转凸轮23g的作用而旋转时，传感器遮光器元件23与片材S的接触部分对应于传感器遮光器元件的位于片材S所抵接的抵接表面的相反侧上的端部23p，如图6的(b2)中所示。在此情况下，用R1指示从传感器遮光器元件23与片材S的表面接触的接触部分至传感器遮光器元件23的中心的接触半径。用ω1指示在片材S的表面与传感器遮光器元件23的接触部分相接触时传感器遮光器元件23的角速度。传感器遮光器元件23与片材S的表面相接触时的速度V1是V1＝R1·ω1。
当与片材S接触的接触部分对应于传感器遮光器元件23的半径是最大的端部23p时，传感器遮光器元件23的最快部分与片材S相接触。另一方面，在第四实施例中，传感器遮光器元件23的与片材S接触的接触部分对应于突起23r。用R2指示从传感器遮光器元件23的与片材S接触的接触部分至传感器遮光器元件23的旋转中心的接触半径。用ω2指示在传感器遮光器元件23的接触部分与片材S的表面相接触时传感器遮光器元件23的角速度。传感器遮光器元件23与片材S相接触时的速度V2是V2＝R2·ω2。
在此情况下，如图19的(b)中所示，第四实施例中的接触半径是接触半径R2，其小于没有提供突起的情况下的R1。在这个第四实施例中，结构被设计为满足R2＝0.8×R1的关系。
现在将参照图20描述与传感器遮光器元件23的角速度的关系。图20是示出旋转凸轮23g的旋转相位、传感器元件23在此时的角速度以及旋转凸轮23g的半径之间的关系的视图。图20还示出第一实施例中的旋转凸轮的运动，用于比较。
参照图20，在第四实施例中(图19的(b))从旋转凸轮23g的顶点位置至传感器遮光器元件23与片材S相接触的位置的旋转角度比第一实施例(图6的(b2))中的旋转角度要小。传感器遮光器元件23在此时的角速度的关系表达为ω2＜ω1。在第四实施例中，ω2＝0.8×ω1。
因此，传感器遮光器元件23在与片材的表面相接触时的接触速度的关系是V2＜V1。在本实施例中，速度V2是速度V1的64％(V2＝0.8·R1×0.8·ω1＝0.64V1)。传感器遮光器元件23由于旋转凸轮23g的旋转力而与片材S相接触时的接触能量E与接触速度的平方成比例。因此，第一实施例中的接触能量E1与第四实施例中的接触能量E2之间的关系是E2＝0.41·E1。与第一实施例相比，进一步提供突起能降低大约60％的接触能量。在接触能量降低时，接触声音也降低。在上述条件下的试验中，接触声音在第一实施例中是58分贝并且在第四实施例中是53分贝。有利地，接触声音能降低5分贝。
如上所述，根据本实施例，由于传感器遮光器元件23具有突起23q、23r和23s，在传感器遮光器元件23与片材S的表面相接触时引起的接触声音能降低。因此，能给用户提供安静并且提高生产率的图像传送装置。
根据本实施例的结构形成为使得突起23q、23r和23s与传感器遮光器元件23成一体。突起23q、23r和23s可以是分离的元件并且通过弹性元件比如弹簧与传感器遮光器元件23相联接。假定用作传感器遮光器元件23的接触部分的突起23q、23r和23s是分离的元件，如果这些分离的元件是可旋转的从动辊(例如，第三实施例中描述的遮光器从动辊23k、23m和23n)，则所传送片材S与用作接触部分的从动辊滚动接触。因此，片材没有刮擦传感器遮光器元件23的任一个突起23q、23r和23s。有利地，留在片材S上的接触部分的印迹以与第三实施例类似的方式减少。
至于突起，如果每个突起朝着传感器遮光器元件23的端部逐渐地渐缩，如图21中所示，能获得相同的优点。
参考遮光器列表
18传送从动辊
19传送辊
23传感器遮光器元件
24光学传感器
25施压元件
26凸轮从动件
27施压弹簧

Claims (10)

1.一种片材检测设备，包括：
具有抵接表面的旋转单元，该旋转单元在被传送片材的前缘抵接所述抵接表面时由所述被传送片材的前缘施压和旋转；
定位装置，该定位装置被构造为将所述旋转单元定位于所述被传送片材的前缘抵接所述抵接表面的待命位置中；以及
检测单元，该检测单元被构造为根据由所述被传送片材的前缘施压的旋转单元的旋转来检测所述被传送片材，其中
所述旋转单元能够旋转至允许片材经过的片材通过姿态，并且在所述被传送片材的后缘经过所述旋转单元之后，所述旋转单元沿与片材传送方向相同的方向从所述片材通过姿态旋转并且定位于所述待命位置中。
2.根据权利要求1的片材检测设备，其中当片材的前缘抵接所述旋转单元的抵接表面以使所述旋转单元旋转时，所述旋转单元沿旋转方向旋转至其中旋转单元与所述被传送片材的表面相接触的片材通过姿态，并且，当片材的后缘经过所述旋转单元时，所述旋转单元沿所述旋转方向从片材通过姿态进一步旋转并且定位于待命位置中。
3.根据权利要求2的片材检测设备，还包括：
凸轮，该凸轮设置于所述旋转单元的旋转轴；以及
驱策装置，该驱策装置被构造为驱策所述凸轮，
其中所述凸轮被成形为使得：在所述旋转单元由所述被传送片材的前缘施压和旋转的同时，所述驱策装置的驱策力作用在所述旋转单元上的方向改变成所述旋转单元沿所述旋转方向旋转的方向。
4.根据权利要求1至3中的任何一个的片材传送设备，还包括：
一对旋转元件，它们构造为传送片材以使得片材抵接所述旋转单元的抵接表面，
其中当所述旋转单元处于所述片材通过姿态时，所述旋转单元与由所述一对旋转元件传送的片材的表面相接触。
5.根据权利要求4的片材检测设备，其中所述旋转单元设置有由所述被传送片材驱动和旋转的从动旋转元件。
6.根据权利要求1至5中的任何一个的片材检测设备，其中
所述检测单元包括光学传感器，
所述旋转单元包括旋转轴以及沿径向从所述旋转轴突出的突起，并且
所述突起具有所述抵接表面并且阻挡所述光学传感器的光路。
7.根据权利要求1至5中的任何一个的片材检测设备，其中
所述检测单元包括光学传感器，并且
所述旋转单元包括旋转轴、沿径向从所述旋转轴突出并且具有所述抵接表面的突起、以及遮光部分，所述遮光部分在沿轴向与所述突起不同的位置中沿径向从所述旋转轴突出以阻挡光学传感器的光路。
8.根据权利要求1至7中的任何一个的片材检测设备，其中
所述旋转单元在圆周方向上具有多个抵接表面，并且
所述旋转单元沿片材传送方向从其中片材的前缘抵接所述抵接表面中的一个的待命位置旋转并且定位于其中下一个片材的前缘抵接所述抵接表面中的另一个的待命位置中。
9.根据权利要求1至8中的任何一个的片材检测设备，其中
所述旋转单元在所述片材通过姿态中的接触部分与所述被传送片材的表面相接触，并且
所述接触部分是沿所述旋转单元的径向相对于所述旋转单元的最外部分靠内定位的突起。
10.一种成像装置，包括：
根据权利要求1至9中的任何一个的片材检测设备；以及
被构造为将图像形成在由所述片材检测设备检测到的片材上的成像单元。
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