JP2005321665A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の用紙搬送路を通過する用紙を一のセンサユニットで検出可能とし、結果として機械全体のコンパクト化を容易にするとともに、高価な電気部品の点数を削減した画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 複数の用紙搬送路にまたがって配設された一のアクチュエータとアクチュエータの動きを電気信号に変換する一のフォトインタラプタとからなるセンサユニットを用紙搬送路に配置し、用紙搬送路を通過する用紙がアクチュエータを作動させることにより一のフォトインタラプタがそれぞれの用紙搬送路を通過する用紙を個別に検知することができるように構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、より詳しくは画像形成装置の用紙搬送路に設けられる用紙検知センサに関する。

複写機等の画像形成装置では、以前から用紙搬送路を通過する用紙をフォトセンサ等で検知して、給紙のタイミングを図り、或いは用紙の存在を検知した検知信号をトリガとして各種装置の駆動を開始するなどの制御が行なわれている。

画像形成装置では各種用紙サイズ等に対応して複数の給紙カセットを設けているため、各給紙カセットに対応した複数の給紙機構と複数の用紙搬送路が設けられ、用紙の搬送の途中で搬送路を合流させて同一の画像形成部へ用紙を搬送できるように構成している。

特許文献１では、このような複数の給紙カセットを有する給紙機構からの給紙タイミングを計るため各用紙搬送路にそれぞれ用紙検知センサ（センサユニット）が設けられ、それぞれの給紙カセットからの用紙が用紙搬送路中で衝突することがないように制御される画像形成装置の給紙装置が開示されている。
特開平６−８０２６３（段落番号００１０）

一方、最近の画像形成装置においては、自動で用紙両面に画像形成することが求められる場合も増えており、そのため、画像形成後の排紙路に再搬送路が分岐して設けられる場合には、画像形成装置内部において複数の用紙搬送路が形成される。また、このような再搬送路を有する画像形成装置では、片面が画像形成済みの用紙を反転して再び画像形成部に送り込む必要があるため、再搬送路の終端で用紙をスイッチバックして反転する搬送分岐路が設けられている。

図５に画像形成装置の再搬送路の終端にあって、用紙をスイッチバックして反転する搬送分岐路が設けられた部分に配置された用紙検知センサ３０の従来方法による構成図を示す。片面に画像形成された用紙は再搬送路の搬送ローラ８１に搬送されて搬送経路Ｂを下降してくる。すると、用紙先端は用紙検知センサ３０のアクチュエータ８２に衝突し、アクチュエータ８２を時計方向に回転させて搬送経路Ｂを開放する。同時にアクチュエータ８３の動きによってフォトインタラプタ（図示しない）が用紙の通過を検知する。

用紙は反転ローラ８３に挟持されて用紙後端が搬送経路Ｂを完全に通過するまで下方に搬送される。原稿後端が搬送経路Ｂを抜けると反転ローラ８３が停止し、回転方向を変えて用紙を上方へ移動させ始める。上方へ移動する用紙は搬送経路Ｃに案内され、搬送経路Ｃに設けられた別のアクチュエータ８４を反時計方向へ回転させ搬送経路Ｃを開放し、同時にアクチュエータ８４の動きによって上述のフォトインタラプタとは別のフォトインタラプタが用紙の通過を検知する。用紙は再び給紙部５０からの給紙路に設けられた中間ローラ５６に搬送されて図示しないレジストローラ５７（図１参照）へと搬送される。

このように、用紙搬送路の分岐点、或いは隣接して設けられた複数の用紙搬送路において用紙の有無や用紙の給紙タイミングを計る必要があるときは、従来では用紙搬送路毎にフォトインタラプタと用紙搬送路にゲートとして設けられたアクチュエータを配設するのが一般的であった。

しかしながら、従来の画像形成装置では各用紙搬送路に用紙検知センサを個別に配置していたため、部品点数の増加は否めず、生産コストのアップにつながっていた。また部品点数の増加は組立て工数の増加、機械構成の煩雑化につながり、特に用紙搬送路毎に用紙検知センサを配置しなければならないため設置場所を確保する必要から用紙搬送路を変更する必要が生じたり、或いは、用紙検知センサを設けることで機械全体のコンパクト化が困難になったりすることもあった。

本願発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、用紙検知センサのアクチュエータを複数の用紙搬送路に跨ぐ形状にして、複数の用紙搬送路を通過する用紙を一のアクチュエータの作動により又は検出可能距離の比較的長い発光素子を用いた一の反射式光センサを用いて複数の用紙搬送路を通過する用紙の検出を行い、結果として機械全体のコンパクト化を容易にするとともに、高価な電気部品の点数を削減した画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本願発明に係る画像形成装置は、複数の用紙搬送路を有しており、各用紙搬送路を通過する用紙を検知する一のセンサユニット（具体例では用紙検知センサ）を設け、この一のセンサユニットにより複数の用紙搬送路のそれぞれを通過する用紙を検知するように構成している。

特に請求項２に記載の画像形成装置では、センサユニットが複数の用紙搬送路にまたがって配設された一のアクチュエータを有し、複数の用紙搬送路を通過する用紙が一のアクチュエータを作動させることにより各用紙搬送路を通過するそれぞれの用紙を検知することができるように構成している。上記構成によれば、以下のような作用効果が得られる。

本願発明に係る画像形成装置によれば、高価な電気部品点数を減らすことができ、容易にコストダウンを図ることが可能となる。また、センサユニット毎に必要であった束線・フォトインタラプタ等は不要となり、機構の複雑化が低減されて装置の大型化を防止することができる。また、検知部分にアクチュエータを使用している場合には、アクチュエータの形状を適正な形状に変更するだけの簡単な構成で目的を達成することができるので、変更に伴うコストアップが殆ど生じないという優れた効果を奏し得る。

以下、本願発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本願発明にかかるセンサユニット（以下、用紙検知センサ３０という）を記録紙Ｐの搬送路に備えた画像形成装置１００の全体構成図であるが、本願発明にかかる画像形成装置１００は下記に記載の実施の形態に限定されるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

この画像形成装置１００は、自動原稿搬送装置１０、画像読取部２０、図示しない画像処理部、画像形成部４０、給紙部５０、定着装置６０、排紙部７０、自動両面コピーのための再搬送路８０を備えて構成されている。画像形成装置１００の本体上部には画像読取部２０と、さらにその上に自動原稿搬送装置１０が搭載されている。

自動原稿搬送装置１０は、原稿台１１、排紙台１９、給紙機構１３を構成する原稿押圧板１２と複数のローラ群１４，１５，１６及び原稿搬送路から構成されている。給紙機構１３のローラ群は、原稿を原稿台１１から引出すピックアップローラ１４、原稿搬送路に送り出すフィードローラ１５及び重送を防止する分離ローラ１６の３種類のローラから構成されている。原稿台１１は、原稿を複数枚セット可能な給紙皿を有し、この給紙皿には原稿の幅方向に位置決めを行なう一対の規制板１８が幅方向に移動できるように設けられている。

原稿台１１上に記載面を上向きにして載置された原稿は、原稿押圧板１２により上方に付勢されてピックアップローラ１４に接触し、ピックアップローラ１４の回転により原稿台１１から給紙され、フィードローラ１５及び分離ローラ１６により一枚ずつ分離されて原稿搬送路に送り込まれる。原稿搬送路の先には画像読取部２０との境にスリットガラス１７が設けられ、原稿台１１の下方には排紙台１９が設けられている。給紙機構１３により原稿搬送路に送り出された原稿はスリットガラス１７上を通過する時に画像読取部２０によってその画像が読み取られ、その後、排紙台１９上に排紙されて載置される。

画像読取部２０は原稿を照射する光源Ｌとミラー２２からなる走査ユニット２１、反射光をガイドする二枚のルーフミラー２３，２４からなる走行体２５、結像レンズ２６及びＣＣＤイメージセンサ２７（以下、ＣＣＤセンサという）から構成されている。

画像読取部２０では、原稿が原稿搬送路中に設けられたスリットガラス１７上を通過する際に、スリットガラス１７の下方に停止した走査ユニット２１の光源Ｌが光を照射することにより原稿の画像データを読み取り、その反射光が二枚のルーフミラー２３，２４からなる走行体２５および結像レンズ２６を経てＣＣＤセンサ２７上に導かれて結像する。

ＣＣＤセンサ２７では、読み取った光画像を電子画像データに変換してシステム基板上に形成される画像処理部に送る。画像処理部は、この電子画像データにアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、ディジタル化した画像情報のデータを画像形成部４０へ搬送する。

画像形成部４０は、表面に潜像が形成される感光体ドラム１を中央に有しており、感光体ドラム１の外周面に沿って動作順に、この感光体ドラム１の表面をほぼ一様に帯電する帯電装置４１と、感光体ドラム１表面上に静電潜像の書き込みを行なう露光装置４２と、感光体ドラム１の表面に形成された潜像にトナーを転移させてトナー画像を形成する現像装置４３と、感光体ドラム１が担持するトナー像を記録紙Ｐに転写する転写装置４４、及び転写後の感光体ドラム１の表面を清掃するクリーニング装置４５が配設されている。

画像形成部４０の露光装置４２では、ディジタル化された画像情報データをもとに、半導体レーザを電気的に変調し、コリメータレンズを通して多面体反射鏡４２１（ポリゴンミラー）とレンズ群によって主走査を行なう。さらに感光体ドラム１を回転させることで副走査が行われ、静電潜像を感光体ドラム１上に再現する。

露光に先立ち、感光体ドラム１上には、帯電装置４１のコロナ放電により所定の表面電荷が付与されているが、レーザ光の照射により、露光部分の電荷が露光量に応じて減じられ，結果として画像情報データに応じた静電潜像がそれぞれの感光体ドラム１上に形成される。静電潜像は、現像装置４３から供給された現像剤トナーにより可視化されてトナー画像となる。

画像形成装置１００本体の下部には、給紙部５０が設けられている。記録紙Ｐを収容する給紙カセット５１の底部には持ち上げ手段により上方向に持ち上げられる可動板５２が配置されている。記録紙Ｐの載置された可動板５２は給紙開始信号を受けて上限検知センサで限定される上限位置まで記録紙Ｐを持ち上げる。同時にピックアップローラ５３は落下し、載置された記録紙Ｐの最上位のものがピックアップローラ５３に接触するように構成されている。

ピックアップローラ５３に接触した記録紙Ｐは給紙部５０の給紙カセット５１から給紙され、フィードローラ５４、分離ローラ５５によって一枚ずつ分離された後、複数の中間ローラ５６にガイドされてレジストローラ５７まで搬送される。記録紙Ｐはレジストローラ５７により記録紙Ｐの斜行矯正と給紙タイミングがとられて転写装置４４に搬送され、感光体ドラム１の表面上に形成されたトナー画像が転写装置４４において記録紙Ｐ上に一括転写される。

トナー画像の転写された記録紙Ｐは、ほぼ垂直方向に形成された搬送経路Ａを通って定着装置６０まで搬送され、加熱溶融されて定着処理される。加熱された記録紙Ｐは冷却ファンにより冷却され、排紙ローラ７１により排紙されて記録紙排紙台７２上に載置される。

上記した画像形成装置１００では記録紙Ｐの両面に画像形成が可能であり、そのため片面に画像形成された記録紙Ｐの再搬送路８０が設けられている。両面に画像形成を行なう場合は画像形成部４０において片面に画像処理された後、排紙路切換板７３により再搬送路８０に片面画像処理済みの記録紙Ｐが送り込まれる。片面画像処理済みの記録紙Ｐは搬送経路Ｅを通って再搬送路８０の搬送ローラ８１まで送られてくる。

図２から図４までは再搬送路８０の搬送ローラ８１の下流に位置する用紙反転路に用紙検知センサ３０を適用した詳細図である。以下、本願発明の要旨を形成する用紙検知センサ３０の詳細を図２以下の部分構成図によって説明する。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成は図５に示す従来図のものと同様である。

図２は本願発明に係る画像形成装置１００の構成要素である用紙検知センサ３０の第一の実施例である。画像形成装置１００の用紙反転路は搬送ローラ８１の下流にほぼ垂直に形成された搬送経路Ｂと画像形成装置１００のほぼ底部に設けられている反転ローラ８３と反転ローラ８３の上部にあって搬送経路Ｂと分岐し、給紙部５０からの用紙搬送路に連通する搬送経路Ｃから構成されている。

搬送経路Ｃの下流には中間ローラ５６が設けられており、中間ローラ５６の下流に形成される給紙路は画像形成部４０の手前に設けられたレジストローラ５７に繋がっている。通常、中間ローラ５６は給紙部５０の給紙カセット５１からフィードローラ５４と分離ローラ５５が一枚ずつ分離して送り出した記録紙Ｐを給紙路へ搬送する役割を担っている。

用紙検知センサ３０は作動部であるアクチュエータ８５と検知部であるフォトインタラプタ（図示しない）から構成されている。アクチュエータ８５は搬送経路Ｂと搬送経路Ｃに挟まれた島部８８に回転軸８５３を持ち、全体が一枚の飛翼状に形成されている。図面に向かって右翼８５１は搬送経路Ｂを開閉するゲートとしての機能を担い、図面向かって左翼８５２は搬送経路Ｃを開閉するゲートとしての機能を担っている。

アクチュエータ８５はいずれかの搬送経路Ｂ又はＣを通過する用紙の先端に押されて図２中の点線で示す位置まで移動し搬送路を開放するとともに、用紙の後端が通過し終えると、再び元の位置に戻るように構成されている。アクチュエータ８５の中心を支える回転軸８５３には図示しない遮光板が取り付けられており、アクチュエータ８５の回転に伴って遮光板が回転し、フォトインタラプタの光を遮光することで記録紙Ｐの通過が電気信号に変換され、検知される。以上のように構成された用紙検知センサ３０の作動を以下に説明する。

片面に画像形成された記録紙Ｐは搬送ローラ８１に送られて搬送経路Ｂを下方に移動する。先端がアクチュエータ８５の右翼８５１に当たると記録紙Ｐの用紙搬送路を移動する力で下方に押され、図の点線位置へ回転して移動する。それにより用紙検知センサ３０が記録紙Ｐの通過を検知して信号を発する。この信号は給紙タイミングを取るなどの制御信号として使用される。

その後、記録紙Ｐは反転ローラ８３にニップされて画像形成装置１００の底部にまで搬送され、記録紙Ｐの後端が搬送経路Ｂを抜けるまで送り込まれる。記録紙Ｐの後端が搬送経路Ｂを抜けるとアクチュエータ８５は元の位置（実線の位置）に戻る。その後、反転ローラ８３は回転方向を反転して記録紙Ｐを上方へ移動させる。

片面に画像形成がされた記録紙Ｐは反転した反転ローラ８３に送られて搬送経路Ｃを上昇していく。記録紙Ｐの先端がアクチュエータ８５の左翼８５２に当たると、その移動する力で左翼８５２を押し上げ搬送経路Ｃを開放する。記録紙Ｐの先端はさらに反転ローラ８３に送られて給紙部５０から送られてくる記録紙Ｐを搬送する中間ローラ５６に到達する。以後片面に画像形成された記録紙Ｐは中間ローラ５６に搬送されてレジストローラ５７まで送られ、そこで斜行矯正と給紙タイミングが計られて画像形成部４０に送られる。

図３は本願発明に係る画像形成装置１００の構成要素である用紙検知センサ３０の第二の実施例である。用紙搬送路の基本構成は図２と同様であるので、その説明は省略し、用紙検知センサ３０の構成についてのみ説明する。

第二の実施例に係る用紙検知センサ３０は搬送経路Ｂの図面に向かって右側面を構成する陸部８９にアクチュエータ８６と図示しないフォトインタラプタが設けられている。アクチュエータ８６は回転軸８６１を陸部８９に持ち、全体が先端に行くに従い細くなる一本の棒状に形成されている。アクチュエータ８６は搬送経路Ｂと搬送経路Ｃに跨って配設されており、それぞれの搬送経路Ｂ及びＣを開閉するゲートとしての機能が付与されている。記録紙Ｐがいずれかの搬送経路Ｂ又はＣを通過すると、用紙搬送路を移動する力に押されてアクチュエータ８６は移動し、記録紙Ｐの後端が通過し終えると、再び元の位置に戻るように構成されている。

アクチュエータ８６の中心を支える回転軸８６１には図示しない遮光板が取り付けられており、アクチュエータ８６の回転に伴って遮光板が回転し、フォトインタラプタを遮光することで記録紙Ｐの通過が電気信号に変換され検知される。以上のように構成された用紙検知センサ３０の作動を以下に説明する。

片面に画像形成された記録紙Ｐは搬送ローラ８１に送られて搬送経路Ｂを下方に移動する。先端がアクチュエータ８６に当たるとその移動する力で下方に押され、図３の点線位置８６３へ回転して移動する。それにより用紙検知センサ３０が記録紙Ｐの通過を検知して信号を発する。この信号は給紙タイミングを取るなどの制御信号として使用される。

その後、記録紙Ｐは反転ローラ８３にニップされて画像形成装置１００の底部にまで搬送され、記録紙Ｐの後端が搬送経路Ｂを抜けるまで送り込まれる。その後端が搬送経路Ｂを抜けるとアクチュエータ８６は元の位置に戻る。その後、反転ローラ８３は回転方向を反転して記録紙Ｐを上方へ移動させる。

記録紙Ｐは回転方向を反転した反転ローラ８３に送られて搬送経路Ｃを上昇していく。記録紙Ｐの先端がアクチュエータ８６に当たると、その移動する力でアクチュエータ８６を図３の点線位置８６２まで押し上げ搬送経路Ｃを開放する。記録紙Ｐはさらに反転ローラ８３に送られて給紙カセット５１から送られてくる記録紙Ｐを搬送する中間ローラ５６に到達する。以後、記録紙Ｐは中間ローラ５６に搬送されてレジストローラ５７まで送られ、そこで斜行矯正と給紙タイミングが計られて画像形成部４０に送られる。

図４は本願発明に係る画像形成装置１００の構成要素である用紙検知センサ３０の第三の実施例である。図３のアクチュエータ８６をなくして、同じ位置に反射型の光センサ８７を配置した例である。

光センサ８７は搬送経路Ｂの図面に向かって右側面を構成する陸部８９に配置されている。光センサ８７が発する光は指向性があり、比較的検知距離が長いものが使用される。光センサ８７の発する光線は搬送経路Ｂと搬送経路Ｃに跨がるように設置され、用紙搬送路を記録紙Ｐが通過すると、記録紙Ｐによって遮られ、反射された光を光センサ８７が受光して記録紙Ｐを検知する。

反射型の光センサ８７を配置した実施例の作動は図３におけるアクチュエータ８６の場合と同様であるので、ここでは省略するが、反射に係る時間又は反射光量によって記録紙Ｐが搬送経路Ｂを通過しているか又は搬送経路Ｃを通過しているかを判断することができる。

本願発明に係る画像形成装置の実施の形態は用紙の両面に画像形成が可能な画像形成装置の再搬送路に適用した例によって説明したが、本願発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。特に、本願発明を構成する用紙検知センサは給紙カセットからの給紙路の分岐点、自動原稿搬送装置の原稿搬送路、定着装置を通過した後の分岐路等にも適用が可能である。

本願発明の実施の形態である画像形成装置の全体構成図である。 本願発明に係る用紙検知センサの第一の実施例である。 本願発明に係る用紙検知センサの第二の実施例である。 本願発明に係る用紙検知センサの第三の実施例である。 従来方法による用紙検知センサの構成図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム
１０ 自動原稿搬送装置
２０ 画像読取部
３０ 用紙検知センサ（センサユニット）
４０ 画像形成部
５０ 給紙部
５４ フィードローラ
５５ 分離ローラ
５６ 中間ローラ
５７ レジストローラ
６０ 定着装置
７０ 排紙部
８０ 再搬送路
８１ 搬送ローラ
８２，８４，８６ アクチュエータ
８３ 反転ローラ
８７ 光センサ
１００ 画像形成装置
Ｐ 記録紙

Claims (2)

1. 複数の用紙搬送路を有する画像形成装置において、
   前記用紙搬送路を通過する用紙を検知する一のセンサユニットを設け、
   前記一のセンサユニットにより前記複数の用紙搬送路のそれぞれを通過する用紙を検知することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記センサユニットは、
   前記複数の用紙搬送路にまたがって配設された一のアクチュエータを有し、
   前記複数の用紙搬送路を通過する用紙が前記アクチュエータを作動させることにより前記用紙を検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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