CN112875354B - 片材供给装置以及图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及片材供给装置以及图像形成装置。本发明的目的在于，提供提高片材载置部的位置的检测精度的片材供给装置。本发明的片材供给装置包括摄像装置及片材载置部(11)，将能由所述摄像装置识别的识别部(300)设在片材载置部(11)的侧面部(11a)。也可以设置使得片材载置部(11)移动的载置部移动机构。摄像装置也可以设有在片材载置部(11)的移动方向变更摄像范围的摄像范围变更机构。载置部移动机构也可以使得片材载置部移动，使得载置在片材载置部(11)上的片材束的最上面的片材位于所设定的高度，摄像范围变更机构也可以变更摄像范围，将识别部(300)捕捉在摄像范围内。

Description

片材供给装置以及图像形成装置
技术领域
本发明涉及片材供给装置以及图像形成装置。
背景技术
以往，具有摄像手段及片材载置部的片材供给装置为人们所公知。
例如在专利文献1中，记载具备供给托盘(底板相当于片材载置部)及分离供纸手段的片材供给装置，所述供给托盘收纳多张记录片材得到调整的片材束，所述分离供纸手段将该供给托盘内的记录片材一张一张地分离供给。该片材供给装置也具备从片材束侧端方向对设置在供给托盘内的片材束进行摄像的手段。
在该装置中，片材供给托盘内的底板逐渐上升，底板的侧端面包含在摄像范围。这种场合，也记载能识别与片材束的侧端面明显不同的图像包含在图像数据中，判断设置在片材供给托盘内的记录片材的残量变少。
但是，存在改善片材载置部的位置的检测精度的余地。
【专利文献1】日本特开2005-104723号公报
发明内容
本发明是鉴于上述背景技术所存在问题而提出来的，本发明的目的在于，提供提高片材载置部的位置的检测精度的片材供给装置。
为解决上述课题，本发明的片材供给装置包括摄像手段及片材载置部，其特征在于，将能由所述摄像手段识别的识别部设在所述片材载置部的侧面部。
下面说明本发明的效果：
若根据本发明，则与以往相比，能提高片材载置部的位置的检测精度。
附图说明
图1是设有本实施形态涉及的片材供给装置的图像形成装置的概略构成图。
图2是片材供给装置的概略说明图。
图3是关于片材供给装置的一个收纳托盘10表示概略构成的立体图。
图4是表示收纳托盘的概略构成的平面图。
图5的(a)～(c)是片材载置台的顶端面的说明图。
图6的(a)～(b)是摄像范围变更手段一例的说明图。
图7的(a)～(b)是摄像范围变更手段另一例的说明图。
图8的(a)～(b)是将摄像装置兼用作其他控制场合的说明图。
图9的(a)～(b)是将摄像装置进一步兼用作其他控制场合的说明图。
图10的(a)～(b)是将摄像装置进一步兼用作其他控制场合的说明图。
图11是表示图像形成装置的控制系统的主要部分构成一例的框图。
具体实施方式
下面，说明适用本发明的片材供给装置的一实施形态。
图1是设有本实施形态涉及的片材供给装置的图像形成装置1的概略构成图。
如图1所示，图像形成装置1包括作为在片材形成图像的图像形成手段的图像形成装置主体100，以及向图像形成装置主体100供给片材的片材供给装置200。片材供给装置200设置于图像形成装置主体100的侧面。
图像形成装置主体100的记录方式没有特别限制，可采用电子照相式或喷墨式等的任意方式。图像形成装置主体100在图1中的右侧侧面，设有来自片材供给装置200的片材输入部。在该片材输入部，设有接受片材的开口，以及输送片材的输送手段。
图2是片材供给装置200的概略说明图。
如图2所示，片材供给装置200包括上下两个收纳托盘10。各收纳托盘10设有作为载置片材束P的片材载置部的片材载置台11。各收纳托盘10例如可收纳最多2500张左右的片材。
片材的例子为纸、涂布纸、标签纸、OHP片材、薄膜、聚酯胶片等。聚酯胶片主要作为叠层板或多层印制配线板的材料使用。聚酯胶片例如在玻璃纤维布、纸、无纺布、芳香族聚酰胺纤维布等的长基材上连续浸渍以环氧树脂、聚酰亚胺等的热固化性树脂为主要材料的树脂清漆，加热干燥后切断，加工成片材。
在各收纳托盘10的上方，分别配置将装载在收纳托盘10的片材分离/供给的供给单元20。该供给单元20包括作为输送手段的吸附带21以及吸引装置23。
装载在下侧的收纳托盘10的片材通过下输送通道82由出口辊对80朝图像形成装置主体100输送。装载在上侧的收纳托盘10的片材通过上输送通道81由出口辊对80朝图像形成装置主体100输送。
图3是关于片材供给装置200的一个收纳托盘10表示概略构成的立体图。图3为了便于理解，关于供给单元20，从本来配置处朝图示箭头A方向错开表示。作为供给手段的供给单元20的吸附带21由二根架设辊22a、22b架设。在吸附带21，从表面侧贯通直到背面侧的吸引孔设在周向全域。在吸附带21的内部，设有吸引装置23。
吸引装置23通过作为空气流路的气体通道，与吸引空气的吸引风扇连接，由吸引装置23使得下方产生负压，对吸附带21的下面作用使其吸附片材。将由该吸引装置23吸引的空气称为吸引空气。
并且，收纳托盘10包括作为空气喷吹手段的送风装置17，对片材束P的上部的片材喷吹空气。该送风装置17包括前送风装置12以及侧送风装置14。
前送风装置12对片材束P的上部的顶端(供给方向下游侧端部)将空气送风。该前送风装置12包括朝使得片材束P浮上的方向引导空气的浮上喷嘴，朝最上面的浮上和第二浮上片材之间引导空气使它们分离的分离喷嘴，以及向浮上喷嘴送入空气的浮上鼓风机15。该前送风装置12也设有向分离喷嘴送入空气的分离鼓风机16。
各喷嘴之中，将从浮上喷嘴送风的空气称为浮上空气，从分离喷嘴送风的空气称为分离空气。浮上空气从与片材束P的上部的顶端(供给方向下游侧端部)对向处朝图4箭头a1方向吹出，朝片材束P的上部的顶端(供给方向下游侧端部)喷吹。分离空气从与片材束P的上部的顶端(供给方向下游侧端部)对向处朝图4箭头a2方向吹出，朝吸附在吸附带21的最上面的片材和浮上的第二片材之间喷吹。
侧送风装置14设在限制片材束P宽度方向位置的一对侧挡板13，对于片材束P的上部侧面向图示箭头b所示朝向空气送风。在该侧送风装置14，配置整理片材束P、朝使其浮上方向引导空气的侧浮上喷嘴，设有向该喷嘴送入空气的侧鼓风机14a。将从侧浮上喷嘴向图示箭头b所示朝向送风的空气称为侧空气。
侧空气从设在与各侧挡板13的片材束P的上部对向处的排出口13a排出，朝片材束P上部的侧面喷吹。因从前送风装置12和一对侧挡板13的排出口喷吹的空气，片材束的上部的片材浮上。
另外，收纳托盘10包括使得装载在作为片材载置部的片材载置台11的片材束P的后端整齐的端挡板25。片材载置台11构成为能通过作为载置部移动手段的升降装置19朝图示箭头B方向升降。
图4是表示收纳托盘10的概略构成的平面图。在收纳托盘10的片材输送方向D的下游侧，设有使得片材束的顶端整齐的一对限制板33。通过使得载置在片材载置台11的片材束P的顶端与限制板33碰接，限制片材束的顶端位置，进行定位。图示例的收纳托盘10的片材载置台11设有切口11b，使得端挡板25能根据载置的片材的宽度在宽度方向移动。当所规定宽度的片材专用，或采用使得端挡板25能朝宽度方向移动的其它构成场合，能省略切口11b。
在收纳托盘10的片材输送方向D的下游侧，设有作为摄像手段的摄像装置30，对片材载置台11的片材输送方向下游侧的端面(以下，称为顶端面)11a(侧面部)进行摄影。摄像装置30包括CCD等的作为摄像手段的摄像元件31，以及照亮摄像元件31的摄影范围的作为照明手段的摄像元件31，以及照亮摄像元件31的摄影范围的作为照明手段的LED等的光源32。
片材供给装置200由外罩盖覆盖内部，因此，片材供给装置200内变暗。因此，从仅由摄像元件31摄影的图像不能精度良好地判别带吸附面21a、浮上片材、片材束的上部等。因此，设置照亮摄像元件的摄影范围的光源32。像手工单元那样，不用外装覆盖，或使用高灵敏度照相机场合，不需要光源32。
光源32设在片材宽度方向中央，配置为照亮由摄像元件31摄影的片材宽度方向中央部。摄像元件31配置在片材宽度方向一侧，以便摄像元件31的摄像面向着片材顶端的宽度方向中央部。
图5的(a)～(c)是片材载置台11的顶端面11a的说明图。图5(a)是表示顶端面11a附近的立体图，图5(b)是顶端面11a的局部放大图，图5(c)是顶端面11a的图像处理范围的说明图。如图5(a)所示，在顶端面11a的宽度方向中央，设有作为识别部的识别标记300。图示符号L1表示宽度方向中央。符号301的虚线范围表示摄像装置30的摄像范围。
图5(b)是识别标记300的一例，是由上下互相光学浓度或色不同的上区域300a及下区域300b构成的识别标记300。两个区域的边界线代表片材载置台11的上下方向的位置。识别标记300只要从摄像装置30的摄像数据能识别作为片材载置台11的移动方向的上下方向的位置，并不局限于本例，能使用包含纯色的色差异等的各种图案。
图5(c)是表示与摄像装置30的摄像范围301内的图像处理范围301a对应的摄像图像。在该图中，识别标记300的边界线与图像处理范围301a的表示上下方向中央的线L2一致。设有变更摄像装置30的摄像范围的摄像范围变更手段，当通过升降装置19使得片材载置台11升降移动，高度发生变化时，也能在该图像处理范围301a的上下中央捕捉识别标记300的边界线。
图6的(a)～(b)是摄像范围变更手段一例的说明图。该例子是通过摆动中心轴302的旋转使得摄像元件31旋转，使得摄像范围上下变化，如图6(a)所示，相对水平朝下45度的角度方向，如图6(b)所示，相对水平朝30度的角度方向。符号303表示用于旋转的摄像电机。在图示例中，摆动中心轴302与摄像元件31的位置重叠，但并不局限于此。不管怎样，围绕摆动中心轴302的摆动角度与片材载置台11的高度的关系，由摆动中心轴302的设定位置等规定，因此，如果事先求出两者的关系，就可以从摆动角度检测片材载置台11的高度。
图6(a)的45度时的片材载置台11的高度设为在片材载置台11上装载最大装载量的片材的高度。通过摆动中心轴302的旋转使得摄像元件31摆动，使识别标记300的边界线与表示图像处理范围301a的上下方向中央的线L2一致，检测到片材载置台11时的旋转角度例如为上述30度。该30度的片材载置台11的高度与最大装载量的67％的剩余量相对应，可算出片材的剩余量。
图7表示摄像范围变更手段的其他示例。该示例是使摄像元件31能够沿着在上下方向延伸的导向件310上下移动的示例。该示例也是使摄像元件31沿着导向件310上下升降，使识别标记300的边界线与表示图像处理范围301a的上下方向中央的线L2一致，检测片材载置台11。该示例也可以使用摄像元件31的高度和片材载置台11的高度之间的关系，根据摄像元件31的高度检测片材载置台11的高度。
由摄像元件31的姿势变更或移动引起的摄像范围的变更不限于图6或图7的例子，可以采用能够变更摄像范围的各种运动。在使用步进电机进行摄像元件31的姿势变更或移动的情况下，通过对步进电机的驱动脉冲进行计数，能够把握摄像元件31的姿势变更量或移动量的状态。另外，在使用伺服电机进行摄像元件31的姿势变更或移动的情况下，通过利用编码器检测旋转驱动量，能够把握摄像元件31的姿势变更量或移动量的状态。不限于上述，通过使用机械或光学手段也可直接检测摄像元件31的姿势变更量或移动量。
使用图6和图7说明的用于检测片材载置台11的高度的摄像装置30可以兼用作为用于各种控制的检测装置。
图8是将用于检测使用图6说明的片材载置台11的高度的摄像装置30兼用于通过升降装置19进行的片材载置台11的升降控制的情况下的说明图。片材载置台11的升降控制，是对通过空气喷吹而上浮的最上面的片材中的位置、片材能够上浮的区域中的上浮片材的密度、或者在空气喷吹中或空气喷吹停止中的束状的片材(未上浮的片材)的最上面位置进行检测。并且，该升降控制控制片材载置台11的高度，以使它们最适合于空气分离。这些位置的检测可以兼用用于检测片材载置台11的高度的摄像装置30进行。
图8(a)是检测喷吹停止中的束状片材(未上浮片材)的最上面位置的片材载置台11的用于升降控制的片材检测中的说明图。该升降控制使摄像元件31获得从水平方向捕捉最上面片材高度L3的姿势。升降控制片材载置台11，使得该姿势的摄像元件31在摄像范围的上下方向中央捕捉最上面片材。
图8(b)表示将与图8(a)相比低的位置L4设为最上面片材的目标高度的控制时的摄像元件31的姿势。普通纸时，如图8(a)所示，控制使得摄像元件以相对水平成0°的角度检测纸张上表面，薄纸时，如图8(b)所示，控制使得相对水平的摄像元件的角度例如为3°的位置检测纸张上表面。由于薄纸容易上浮，因此，将较低的位置设为纸束的上表面位置。这样，通过摄像元件31的姿势或位置的变更来变更摄像范围，由此，能够对应于各纸厚的合适的纸张上表面位置。纸厚的信息可以从片材信息获取手段获取，从该片材信息获取手段可以获取使用图像形成装置的操作部等用户输入的纸张类型信息，以及来自检测设在图像形成装置内的纸张类型信息的纸张类型装置的信息等。
图9是将用于检测使用图6说明的片材载置台11的高度的摄像装置30兼用于检测片材载置台11有无片材的情况下的说明图。图9(a)是片材载置台上存在片材的情况下的平面图，图9(b)是片材载置台上不存在片材的状态的平面图。如图9(b)所示，在片材载置台11的片材载置面11c上，作为可由摄像装置30识别的识别部，设置纸端图案320。该片材有无检测可以根据是否在摄像数据中检测到纸端图案320，检测片材的有无。
以往，在片材载置台11处于升降位置中最上位的位置的状态下，利用设置在片材载置台上方的片材有无检测传感器检测片材的有无，这为人们所公知。这样，为了检测片材有无，需要每次将片材载置台11移动到最上位的位置这一事前动作。对此，图9的片材有无检测在检测片材载置面11c的纸端图案320的情况下，只要取能够将其捕捉在摄影范围的摄像元件31的姿势或位置即可。因此，该片材有无检测能够减少用于片材有无检测的事前动作。
图10是将用于检测使用图6说明的片材载置台11的高度的摄像装置30兼用于片材载置台11的升降装置19的异常检测时的说明图。图10(a)是升降装置19的异常检测的以往例的说明图。所谓升降装置19的异常是指即使对升降装置19发出使片材载置台11升降的控制指示，片材载置台11也不会升降的状态，作为原因，可以举出作为驱动源的电机故障、来自驱动源的驱动力的传递机构的故障等。
以往的升降装置19的有无异常检测，如图10(a)所示，使用片材载置台上的片材束的上表面位置传感器330进行如下操作。该有无异常检测是向升降装置19发出控制指令，以使位置相对较低的片材载置台11上升到由该上表面位置传感器330能检测到的高度。之后，该有无异常检测是等待从该相对较低的位置到由上表面位置传感器330检测的位置所需要的所需时间T的例如1.5倍的时间的经过。该有无异常检测通过在该时间内是否由上表面位置传感器330检测片材载置台来检测异常。因此，需要所需时间T的例如1.5倍的时间。
对此，用于检测图6的片材载置台11的高度的摄像装置30使摄像元件31的姿势发生变化，以使片材载置台11的识别标记300捕捉图像处理范围301a的上下方向中央。因此，使用图6的摄像装置30的升降装置19的异常检测，在对升降装置19发出片材载置台11的升降的控制指示之后，能够根据摄像元件31的姿势是否发生变化，来检测有无异常。例如，该异常检测能够根据与上述所需时间T相比，在足够短的所需时间内姿势是否发生变化(片材载置台11的检测高度是否发生变化)，来检测有无异常。也就是说在该异常检测中，由于能够识别片材载置台11的位置，因此，即使使片材载置台11上升，只要摄像元件31的倾斜不变，就能够以最小限度的时间检测出升降装置19。
图11是表示图像形成装置1中的控制系统的主要部分构成的一例的框图。摄像装置30与作为片材供给装置200的控制手段的控制部66连接。具体而言，摄像装置30的摄像元件31和光源32与控制部66连接。还连接有用于变更摄像元件31的姿势和位置的摄像电机303。另外，具有处理摄像元件31拍摄的图像的图像处理部69。
另外，还连接送风装置17和吸引装置23。另外，还连接用于开闭浮上空气的风门用螺线管28和使片材载置台11升降的升降装置19所具备的升降驱动电机65。另外，片材输送装置200的控制部66连接有驱动供给单元20所具备的吸附带21的供给电机68。另外，片材输送装置200的控制部66与图像形成装置主体100的上位控制器67连接。上位控制器67连接有操作部124等的图像形成装置主体100的各种装置。
控制部66根据摄像装置30拍摄的图像数据，检测片材载置台11的高度。该高度的检测结果可用于片材余量的检测及余量显示(参照图11的显示部67a)。另外，也可用于上述的各种兼用控制。即，可用于升降装置19的对片材载置台11的升降控制、片材的有无检测控制、升降装置19的异常检测控制。另外，控制部66根据摄像装置30的摄像元件31拍摄的图像，控制送风装置17的侧鼓风机14a、上浮鼓风机15、分离鼓风机16等，能调整上浮空气、分离空气、侧空气等的风量。进而，控制部66根据摄像装置30的摄像元件31拍摄的图像，控制供给电机68，控制吸附带21吸附的最上面片材的供给。
升降装置19的升降控制量也可以根据基于摄像装置30拍摄的图像数据检测出的片材载置台11的高度进行切换。以往，在片材余量变少的时刻，可以切换与此前不同的升降控制量(移动量)，这为人们所公知。例如，片材载置台成为遮挡一部分上浮空气的高度而产生不供给，或片材余量变少而使片材容易上浮，其结果，在上浮区域的片材密度变得过低而产生不供给。为了防止这种情况，在片材残量变少的时刻，以与此前的片材载置台的上升相比更高的位置的方式切换升降控制量。升降装置19的升降控制量可以与该以往的例子同样地进行切换。此外，根据片材载置台11的具体形状和与空气喷嘴等的位置关系，相反的控制也有可能较好。不管怎样，都可以根据检测出的片材载置台11的高度切换升降控制。
在以上实施形态中，能变更摄像范围地设置照相机，但当使用能将必要的范围全域容纳在摄像范围内的大小的摄像手段场合，也可以固定摄像范围。例如，如图5所示，其大小能将从下降到最下方的片材载置台11到作为吸附带21的下面的吸附面的范围全域容纳在摄像范围内。这种场合，根据图像处理部69中的图像处理范围301a内的识别标记300的关注位置的存在处，能够检测装置内的关注位置的实际高度。图像处理范围301a内的位置和装置内的实际高度的对应关系可以预先求取。
另外，作为供给单元20的输送手段，具备吸附带21及吸引装置23，但也可以使用所谓FRR方式的输送手段，代替上述吸附带21及吸引装置23。进而，为了分离而采用空气分离方式，但也可以采用其他方式的分离方式。
当然,在上述实施形态中，作为诸参数所表示的数值不过是一例，也可以适当地设定为不同的值。
上面参照附图说明了本发明的实施形态，但本发明并不局限于上述实施形态。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种片材供给装置，包括摄像装置及片材载置部，其特征在于，将能由所述摄像装置识别的识别部设在所述片材载置部的侧面部，
还包括使得所述片材载置部移动的载置部移动机构，
所述摄像装置设有在所述片材载置部的移动方向变更摄像范围的摄像范围变更机构。
2.根据权利要求1中记载的片材供给装置，其特征在于：
所述载置部移动机构使得所述片材载置部移动，使得载置在所述片材载置部上的片材束的最上面的片材位于所设定的高度，所述摄像范围变更机构变更摄像范围，将所述识别部捕捉在摄像范围内。
3.根据权利要求2中记载的片材供给装置，其特征在于：
所述摄像范围变更机构在将所述识别部捕捉在摄像范围内的摄像范围和能捕捉所述最上面的片材的摄像范围之间也变更。
4.根据权利要求3中记载的片材供给装置，其特征在于：
进一步包括:
空气喷吹机构，向所述片材束喷吹空气，使得所述片材束的上部的片材上浮；
供给机构，供给上浮的最上面片材；以及
片材的信息获取装置，
根据在所述信息获取装置获取的信息，变更能捕捉所述最上面片材的摄像范围。
5.根据权利要求1至4的任意一项中记载的片材供给装置，其特征在于：
所述载置部移动机构使得所述片材载置部移动，使得载置在所述片材载置部上的片材束的最上面的片材位于所设定的高度；
进一步包括:
空气喷吹机构，向所述片材束喷吹空气，使得所述片材束的上部的片材上浮；以及
供给机构，供给上浮的最上面片材；
根据所述摄像装置的摄像数据，控制所述空气喷吹机构的喷吹风量以及所述载置部移动机构引起的移动量的至少一方。
6.根据权利要求1至4的任意一项中记载的片材供给装置，其特征在于：
根据所述摄像装置的摄像数据，检测所述载置部移动机构的异常。
7.根据权利要求1至4的任意一项中记载的片材供给装置，其特征在于：
在所述片材载置部的载置面也设置能由所述摄像装置识别的识别部。
8.根据权利要求1至4的任意一项中记载的片材供给装置，其特征在于：
设有照亮所述摄像装置的摄像范围的照明装置。
9.一种图像形成装置，包括：
在片材形成图像的图像形成机构；以及
向所述图像形成机构供给所述片材的片材供给装置，
所述图像形成装置的特征在于:
使用权利要求1至8的任意一项中记载的片材供给装置，作为所述片材供给装置。
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