JP2005154097A - シート検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送されるシートの有無を検知する、信頼性の高いシート検知装置を提供すること。
【解決手段】 光源と、受光素子とを有し、前記光源からの光がシートに反射して前記受光素子に入射することにより搬送されるシートの有無を検知するシート検知装置において、前記シートの搬送路を挟んで前記光源と反対側に、光路変更部材を設けることを特徴とするシート検知装置。
【選択図】 図３

Description

本発明は、画像形成装置、シート処理装置等に使用され、搬送されるシートの有無を検知するシート検知装置に関する。

例えば、複写機、プリンター、ＦＡＸ等の画像形成装置において、原稿を画像読み込み位置に搬送するための原稿搬送装置には、搬送される原稿の有無、詰まり等を検知するためのシート検知装置が備えられている。

画像形成装置は近年益々、高信頼性化、小型化、コストダウンが進められており、原稿搬送装置及びシート検知装置もこれに対応する必要が生じてきたが、このような要求に対して以下に述べるような装置が提案されている。

１つは、光源から発射された光をシート及び反射板に反射させ、反射光を受光素子で受け、受けた光の強弱でシートの有無を検知するシート検知装置である（例えば、特許文献１参照）。

図５を用いて上記シート検知装置の概要を説明する。

図５はシートＳの搬送方向に対して垂直方向に見たシート検知装置２００の概略構成図である。

反射型センサ２０１の光源２０１Ａから出た光は、光路上にシートＳがある場合には、シートＳにて反射し受光素子２０１Ｂに入射し、シートＳがない場合には、搬送ガイド板２０３の凹部２０３Ａに接着された反射板２０５に反射し受光素子２０１Ｂに入射する。

反射板２０５はアルミ箔のように反射率の高い部材により構成されているため、反射板２０５で反射される光の方が、シートＳで反射される光よりも強くなり、これらの反射光の強弱によりシートＳの有無を検知している。

更に、１つは、光源から発射された光をシートで反射させ受光素子で受けるとともに、シートがないときには発射された光が受光素子に戻らないように構成し、これらの反射光の強弱によりシートの有無を検知するシート検知装置である。

図６を用いて上記シート検知装置の概要を説明する。

図６はシートＳの搬送方向に対して直角方向に見たシート検知装置２０６の概略構成図である。なお、機能、構造を同じくする部材には図５と同一の番号を付してある。

シートＳが図に示すように光源２０１Ａから出た光の光路を遮っている場合、光源２０１Ａから出た光はシートＳにより反射し、受光素子２０１Ｂに入射する。

一方、シートＳがない場合は、光源２０１Ａから出た光は、搬送ガイド板２０３、２０４の穴２０３Ａ、２０４Ａを通過し、シートＳを挟んで反射型センサ２０１と反対側に設けられた空間２０７に進む。空間２０７は、光源２０１Ａからの光が受光素子２０１Ｂに戻らない領域を有している。

このように構成することにより、受光量に強弱を発生させ、シートＳの有無の検知を行っている。
特開平６−２９５３６１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、小型化には対応しているが、長期間使用するとシートから発生する屑（紙粉）が反射板表面に付着して反射率を低下させ、誤検知を起こす恐れがあり、装置の信頼性を低下させてしまう。また、アルミ箔等の反射板を搬送ガイド板に接着しなければならないため、部品点数が増えたり、組み立て工数が増加し、コストアップになってしまう。

また、図６に示した方法では、部品点数は増えないが、光を反射させないための空間を確保しなければならず、装置の小型化を更に進めようとした時に制約になってしまう。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成により、小型で、信頼性が高く、かつ、コストダウンを図ることが出来るシート検知装置を提供することにある。

本発明の目的は、以下の構成により達成することが出来る。
（請求項１）
光源と、受光素子とを有し、前記光源からの光がシートに反射して前記受光素子に入射することにより搬送されるシートの有無を検知するシート検知装置において、前記シートの搬送路を挟んで前記光源と反対側に、光路変更部材を設けることを特徴とするシート検知装置。
（請求項２）
光源と、受光素子とを有し、前記光源からの光がシートに反射して前記受光素子に入射することにより搬送されるシートの有無を検知するシート検知装置において、前記シートの搬送路を挟んで前記光源と反対側に、光吸収部材を設けることを特徴とするシート検知装置。
（請求項３）
前記光吸収部材が黒色であることを特徴とする請求項２に記載のシート検知装置。
（請求項４）
光源と、受光素子とを有し、前記光源からの光がシートに反射して前記受光素子に入射することにより搬送されるシートの有無を検知するシート検知装置において、前記シートの搬送路を挟んで前記光源と反対側に、前記光源からの光が前記受光素子に戻ることを阻害する手段を設けることを特徴とするシート検知装置。

即ち、本発明者は、反射型センサを用いてシートの有無を検知するにあたり、シートがない場合には、光路を変更したり、光を吸収したりして、光源からの光が受光されることを阻害する部材を設ければ、誤検知を防げると考え、本発明に至った。

請求項１の発明によれば、シートが光路上にない場合、光源から発射された光を光路変更部材により確実に変更することが出来るため、受光素子に光が入ることを防止でき、信頼性の高いシート検知装置を得ることが出来る。

更に、光路変更部材をアルミ箔等の高反射率部材で構成する必要がなく、例えば、搬送ガイド部材と一体に構成することが可能であり、部品点数の削減、及び小型化を図ることが出来る。

請求項２の発明によれば、シートが光路上にない場合、光源から発射された光を光吸収部材で吸収することにより、受光素子に入射する光を確実に防止することが出来る。

請求項３の発明によれば、光吸収部材を黒色にすることにより、光源の波長に関係なく吸収されるため、光源の種類を幅広く選定することが可能になる。

請求項４の発明によれば、シートの搬送路を挟んで光源と反対側に、光源からの光が受光素子に戻ることを阻害する手段を設けることにより、受光素子に戻る光を防止でき、確実にシートの有無を検知することが出来る。

以下、本願発明の実施の形態の一例を説明する。なお、以下の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。

本発明に係わるシート検知装置を用いた画像形成装置について、図１を用いて説明する。

なお、図１を含めて、以降の説明において、機能、構造を同じくする部材には同一番号を付すものとする。

図１はデジタル式複写機からなる画像形成装置の構成を示す模式図である。

本実施の形態の画像形成装置は電子写真方式を利用してトナー画像を転写材上に形成するもので、自動原稿送り装置１、画像読取装置２、画像形成部３、転写材収納部４、給紙部５、反転排紙・再給紙部６、および反転搬送部８を有している。

自動原稿送り装置１は、原稿（シート）Ｓを載置する原稿載置台１０、原稿載置台１０上に載置された原稿Ｓを分離する原稿分離手段１１、原稿分離手段１１で分離された原稿Ｓを搬送する複数のローラを含む原稿搬送手段１２、本発明に係わり、搬送される原稿Ｓの有無を検知するシート検知装置１３、原稿搬送手段１２で搬送、排紙された原稿Ｓを載置する原稿排紙台１５、および、両面複写モードにおいて原稿Ｓの表裏を反転させるためのローラ対からなる原稿反転手段１６を有している。

原稿載置台１０上に載置された複数枚の原稿は、原稿分離手段１１によって１枚づつ分離され、原稿搬送手段１２によって原稿読取位置に向けて搬送される。

原稿読取位置は原稿搬送手段１３の下方部に設けられており、画像読み取り装置２のスリット２１を通して原稿Ｓの画像が読み取られるように構成されている。

一方、原稿Ｓの両面の画像を読み取る際には、一度片面の画像が読み取られた原稿Ｓを原稿反転手段１６に導き、原稿Ｓの後端が原稿反転手段１６を構成する反転ローラ対に挟持された状態において当該反転ローラ対を停止させ、その後、逆回転させて原稿Ｓの表裏を反転し、再度、原稿搬送手段１２で搬送することにより、前記原稿読取位置において他の面（第２面）の画像を読み取ることができる。

このような工程が原稿載置台１０上に載置された原稿Ｓの枚数分繰り返される。

また、自動原稿送り装置１は可倒式に構成されており、自動原稿送り装置１を起こしてプラテンガラス２２上を開放し、プラテンガラス２２上に原稿Ｓを直接載置して複写を行うこともできるように構成してある。

画像読取装置２は、原稿の画像を読み取って画像データを得るための装置であり、原稿画像を読み取るための光学系２５、読み取られた光像を光電変換するＣＣＤ２６を有する。

ＣＣＤ２６により光電変換されたアナログ信号は、アナログ処理後にＡ／Ｄ変換され、適宜の画像処理を施された後、画像データとして制御手段（不図示）内のメモリに蓄積される。

画像形成部３は、像担持体としての光導電性感光層を表面に有する感光体ドラム３１、当該感光体ドラム３１の表面を一様帯電させる帯電電極を含む帯電器３２、画像処理後の画像データに基いて作動され、感光体ドラム３１上を露光して静電荷潜像を形成するための露光手段であるレーザ書込手段３３、感光体ドラム３１上に形成される静電荷潜像を反転現像してトナー像となす現像装置３４、前記トナー像を転写材（用紙）上に転写せしめる転写手段３５、感光体ドラム３１上からの用紙の分離を促進する分離手段３６、および、転写工程終了後の感光体ドラム３１を清掃するためのクリーニング手段３７等を有する。

定着装置９は、用紙上のトナー像を定着する加熱ローラ９００、加圧ローラ９０３を有している。

上記構成による画像形成は、適宜の駆動手段によって矢示の方向に回転する感光体ドラム３１を帯電器３２により順次帯電した後、レーザ書込手段３３によるドット露光で原稿画像に対応した静電荷潜像を形成し、現像装置３４を用いて接触現像もしくは非接触現像により前記静電荷潜像をトナー像となし、その後、給紙部５を構成するレジストローラ５６の回転開始により給送される用紙上に、前記転写器３５の作用を介して転写させることで達成される。

用紙Ｐは給紙トレイ４００、４１０、４２０のいずれかのトレイから所定のタイミングで１枚ずつ、給紙部５の複数の搬送ローラを介してレジストローラ５６に向けて搬送された後、転写工程に搬送される。

転写後の用紙は分離手段３６の作用により前記感光体ドラム３１上から分離され、定着装置９の加熱・加圧作用を受けた後、機外に排出される。

一方、転写領域を通過した感光体ドラム３１は更に回転を続け、クリーニング手段３７によって残留トナーが除去されて次の画像形成への準備がなされる。

なお、反転排紙・再給紙部６は、転写・定着後の用紙Ｐを反転排紙したり、両面画像形成モードに従って用紙Ｐを再給紙するための機能を有するが、本発明と直接関係はないので説明は省略するものとする。

次に、本発明に係わるシート検知装置１３の第１の実施の形態について、図２を用いて説明する。

図２は図１の自動原稿装置１の要部拡大図である。

原稿載置台１０は、載置台本体１００、先端突き当て板１０１、押し上げ板１０２、押し上げモータ１０３、押し上げカム１０４等から構成されており、押し上げモータ１０３が押し上げカム１０４を回転させることにより原稿Ｓを押し上げる。

原稿分離手段１１は、送り出しローラ１１０、給紙ローラ１１１、重送防止ローラ１１２、給紙モータ（パルスモータ）１１３、押し当てバネ１１４等から構成されており、重送防止ローラ１１２は押し当てバネ１１４により給紙ローラ１１１に所定の圧力で当接している。

給紙モータ１１３の駆動は駆動手段（不図示）により、送り出しローラ１１０、給紙ローラ１１１に伝えられ、それぞれ図の矢印で示す方向に回転させる。

重送防止ローラ１１２は、自動搬送装置１の本体に固定されたトルクリミッタ（不図示）に接続されている。

重送防止ローラ１１２は給紙ローラ１１１と直接接触したとき、即ち、これらのローラのニップ部に原稿Ｓがないとき、又は１枚の原稿Ｓが前記ニップ部に送り込まれたとき、前記トルクリミッタが限界トルクを越えて滑り、給紙ローラ１１１に従動する。原稿Ｓが２枚以上前記ニップ部にある場合は、前記限界トルクが原稿Ｓ間の摩擦力に打ち勝って、下側の原稿Ｓが下流側に送られるのを防止している。

本発明に係わるシート検知装置１３は、反射型センサ１３０、光源からの光が受光素子に戻るのを阻害する手段１３Ａ等で構成されており、原稿搬送方向に見て給紙ローラ１１１より下流側に設けられているが、詳細については後述する。

原稿搬送手段１２は、原稿搬送方向に見てシート検知装置１３より下流側に位置するレジストローラ対１２０、搬送ローラ対１２１、１２２、原稿排紙ローラ対１２３、搬送モータ１２４、複数の搬送ガイド板等で構成されている。

ここで、上記構成における原稿Ｓの搬送について説明する。

前記画像形成装置の前記制御手段からの原稿給紙開始信号により、押し上げモータ１０３が回転し、押し上げカム１０４を介して原稿Ｓを送り出しローラ１１０に所定の圧力で押し当て、続いて、給紙モータ１１３が回転し、送り出しローラ１１０、給紙ローラ１１１により原稿Ｓが送り出される。

送り出された原稿Ｓの先端が、シート検知装置１３により検知されると、給紙モータ１１３が所定パルス数だけ回転し、原稿Ｓの先端をレジストローラ対１２０のニップ部に突き当て、原稿Ｓに所定量のループを形成し停止する。上述したループの形成により原稿Ｓの曲がりが矯正される。

給紙モータ１１３の回転停止の後、原稿Ｓは、レジストローラ対１２０、搬送ローラ対１２１、１２２により下方に搬送される。

レジストローラ対１２０は所定角度回転後停止し、次の原稿Ｓの搬送に備える。

搬送された原稿Ｓが画像読み取り装置２のスリット２１（図１参照）に対向して設けられた搬送ガイド板１２５の読み取り窓１２５Ａを通過するときに、画像読み取り装置２により原稿画像の読み取りが行われる。

読み取りが完了した原稿Ｓは原稿排紙ローラ１２３により排紙される。

１枚目の原稿Ｓの後端がシート検知センサ１３により検知されると、給紙モータ１１３が回転を開始し、上述した動作が２枚目以降所定枚数繰り返される。

なお、シート検知装置１３により一定時間以上原稿が検知され続けた場合は、原稿詰まりとして異常警報が出される。

次に、図３を用いてシート検知装置の第１の実施の形態について説明する。

図３は図２のシート検知装置１３の拡大断面図である。

図３において、（ａ）は原稿Ｓの搬送方向に対して直角方向に見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａに沿った断面図である。

反射型センサ（以降、単にセンサという）１３０は光源１３０Ａ、受光素子１３０Ｂとからなり、これらは一体的に構成されている。

搬送ガイド板上１３２、搬送ガイド板下１３３は原稿Ｓの搬送路を形成している。

搬送ガイド板下１３３には、センサ１３０の光の通過を妨げないように穴１３３Ａが形成されている。

光源１３０Ａからの光が受光素子１３０Ｂに戻るのを阻害する手段１３Ａである光路変更部材１３１は、原稿Ｓの搬送路を挟んで光源１３０Ａと反対側で、搬送ガイド板上１３２と一体的に形成され、かつ、図に示すように、原稿Ｓの搬送面に対して傾斜した面１３１Ａを有し、光源１３０Ａから発射された光の光路が曲げられて、受光素子１３０Ｂに戻らないように構成されている。

上述した構成により、搬送される原稿Ｓが穴１３３Ａを遮っている場合には、光源１３０Ａから発射された光は原稿Ｓで反射し受光素子１３０Ｂに戻り、原稿Ｓが光源１３０Ａの上部にない場合には、光源１３０Ａから発射された光は、光路変更部材１３１の傾斜面１３１Ａにより光路が曲げられて、受光素子１３０Ｂには戻らない。

従って、原稿Ｓが光源１３０Ａの上部にある場合と、ない場合とで受光素子１３０Ｂの受光量が変化し、搬送される原稿Ｓの有無を検知することが可能になる。
以上説明したように、原稿が光路上にない場合には、光源から発射された光の光路を光路変更部材により確実に変更することが出来るため、受光素子に光が入ることを防止でき、信頼性の高いシート検知装置を得ることが出来る。

更に、光路変更部材を、例えば、樹脂成形、プレス加工等により搬送ガイド部材と一体的に構成することが可能であり、アルミ箔等の高反射率部材を張り付ける必要がなく、また、必要スペースを小さくできるため、部品点数の削減、及び小型化を図ることが出来る。

本実施の形態では、光路変更部材と搬送ガイド部材とは、ポリカーボネイトとＡＢＳとにカーボンを入れた一体成形品であり、黒色化されているため、入射した光を吸収する効果を併せ持っている。

次に、第２の実施の形態について図４を用いて説明する。

図４は、図３と同じく図２のシート検知装置１３の拡大断面図である。

シート検知装置１３の基本構成は同じであるので、異なる部分についてのみ説明する。

１３５は、原稿Ｓの搬送路を挟んで光源１３０Ａと反対側で、かつ、センサ１３０と対向する位置で、搬送ガイド板上１３２の凹部に設けられた、光源１３０Ａからの光が受光素子１３０Ｂに戻るのを阻害する手段１３Ａである光吸収部材である。

本実施の形態では、光源１３０Ａは、発光波長域が９００ｎｍ〜１０５０ｎｍ、最大発光波長が９５０ｎｍの赤外発光ダイオードからなっている。

また、受光素子１３０Ｂは感度波長７００〜１２００ｎｍ、最大感度波長が９００ｎｍのフォトダイオードからなっている。

更に、光吸収部材１３５は、７００ｎｍ以上の波長を吸収する部材で構成されている。

このように構成することにより、光源１３０Ａの上部に原稿Ｓがない場合には、光源から発射された光は光吸収部材１３５に入射し、吸収され、受光素子１３０Ｂには戻ってこない。

従って、原稿Ｓが光源１３０Ａの上部にある場合と、ない場合では、受光素子１３０Ｂの受光量に差が発生し、原稿Ｓの有無を検知することが出来る。

本実施の形態では、光源１３０Ａとして赤外線発光ダイオードを使用したが、これに拘ることなく、他の波長を有する光源（発光素子）を使用しても良い。この場合には、発光素子の発光色と補色の関係にある光吸収部材を使用することにより発光素子の光を吸収することが出来る。

また、光吸収部材を黒色にすることにより、光源の波長に関係なく光を吸収することが出来る。

上述したように、原稿が光路上にない場合、光源から発射された光を光吸収部材で吸収することにより、受光素子に入射する光を確実に防止することが出来るとともに、光吸収部材を黒色にすることにより、光源の波長に関係なく吸収されるため、発光素子（光源）の種類を幅広く選定することが可能になる。

なお、本発明の実施の形態は、シート検知装置を自動原稿送り装置に搭載したものであるが、これに拘ることなく、例えば、画像形成された転写紙の折り、穴あけ等を行う後処理装置の様にシートを扱う装置に広く適用することが出来る。

以上説明したように、原稿の搬送路を挟んで光源と反対側に、光源からの光が受光素子に戻ることを阻害する手段を設けることにより、信頼性の高いシート検知装置を提供することが可能になる。

画像形成装置の構成を示す模式図。 図１の自動原稿装置の要部拡大図。 第１の実施の形態のシート検知装置１３の拡大断面図。 第２の実施の形態のシート検知装置１３の拡大断面図。 シート検知装置２００の概略構成図。 シート検知装置２０６の概略構成図。

符号の説明

１０ 原稿載置台
１１ 原稿分離手段
１２ 原稿搬送手段
１３ シート検知装置
１３Ａ 光源からの光が受光素子に戻るのを阻害する手段
１３０ 反射型センサ
１３０Ａ 光源
１３０Ｂ 受光素子
１３１ 光路変更部材
１３２ 搬送ガイド板上
１３３ 搬送ガイド板下
１３５ 光吸収部材
Ｓ 原稿

Claims (4)

1. 光源と、受光素子とを有し、前記光源からの光がシートに反射して前記受光素子に入射することにより搬送されるシートの有無を検知するシート検知装置において、前記シートの搬送路を挟んで前記光源と反対側に、光路変更部材を設けることを特徴とするシート検知装置。
2. 光源と、受光素子とを有し、前記光源からの光がシートに反射して前記受光素子に入射することにより搬送されるシートの有無を検知するシート検知装置において、前記シートの搬送路を挟んで前記光源と反対側に、光吸収部材を設けることを特徴とするシート検知装置。
3. 前記光吸収部材が黒色であることを特徴とする請求項２に記載のシート検知装置。
4. 光源と、受光素子とを有し、前記光源からの光がシートに反射して前記受光素子に入射することにより搬送されるシートの有無を検知するシート検知装置において、前記シートの搬送路を挟んで前記光源と反対側に、前記光源からの光が前記受光素子に戻ることを阻害する手段を設けることを特徴とするシート検知装置。

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