JP2007099410A - 用紙サイズ検知装置および用紙サイズ検知装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで用紙の幅（幅方向のサイズ）を検知することができる用紙幅検知装置および用紙幅検知装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】用紙サイズ検知装置は、作用部材１０と、作用部材１０の近傍に設けられたスイッチ１１とを備える。作用部材１０は、用紙搬送路３の用紙搬送方向Ｙ１と直交方向に延びるように配置される回転自在な軸１９と、用紙搬送路３に突出し、用紙搬送路３を搬送される用紙２の幅の違いに対応させて、軸１９の軸方向の互いに異なる位置から突出しており、且つ、突出角度が軸方向からみて互いに異なる３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃとを含む。用紙２は、３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃのいずれかに突き当たる。これにより、作用部材１０が回動し、スイッチ１１が切り換わる。
【選択図】図６

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置および画像形成装置に適用される用紙サイズ検知装置に関するものである。

従来、画像形成装置には、用紙の搬送路に設けられたセンサによって用紙の幅を検知するものがある。このような画像形成装置では、用紙の幅方向に配列された複数のセンサが備えられ、この複数のセンサによって、用紙の幅を検知している（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−０９８７８８号公報

しかし、特許文献１記載の技術では、用紙の幅がどの大きさ(サイズ)であるかを検知するために複数のセンサが必要であり、これにより、装置のコストが上がってしまう。
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、低コストで用紙の幅（幅方向のサイズ）を検知することができる用紙幅検知装置および用紙幅検知装置を備え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の請求項１記載の発明は、用紙（２）が搬送される用紙搬送路（３）の用紙搬送方向（Ｙ１）と直交方向（Ｗ１）に延びるように配置される回転自在な軸（１９）と、用紙搬送路へ突出する複数の突起（９ａ，９ｂ，９ｃ）であって、用紙搬送路を搬送される用紙の幅の違いに対応させて、上記軸の軸方向（Ｘ１）の互いに異なる位置から突出しており、且つ、突出方向が上記軸の軸方向にみて互いに異なる角度方向であり、搬送される用紙の先端がぶつかると、その用紙先端により押されて用紙搬送路から隠れ、上記軸を回動させる複数の突起と、上記各突起が隠れる際に回動する軸によって切り換わるスイッチ（１１）とを備える用紙サイズ検知装置（５）である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、用紙搬送路を搬送される用紙が、その用紙の幅に対応した位置に突出した突起に突き当たる。これにより、軸が回動してスイッチが切り換わり、用紙のサイズを検知することができる。複数の突起は、用紙搬送路を搬送される用紙の幅の違いに対応させて、上記軸の長さ方向の互いに異なる位置から突出しており、且つ、突出方向が上記軸の軸方向にみて互いに異なる角度方向であるので、複数の用紙の幅を検知することができる。

請求項２記載の発明は、上記軸には、軸が回動したときに所定の位置へ動く作用突起（２０）が設けられ、作用突起が所定の位置へ動いたときに、上記スイッチが切り換わることを特徴とする請求項１記載の用紙サイズ検知装置である。
この構成によれば、軸が回動することによって、作用突起は所定の位置に動く。これにより、スイッチが切り替わり、用紙のサイズを検知することができる。

請求項３記載の発明は、予め定める基準時点から、上記スイッチが切り換わるまでの時間（ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６）に基づいて、用紙の幅または用紙の幅および長さを検知することを特徴とする請求項１または２記載の用紙サイズ検知装置である。
この構成によれば、予め定める基準時点から、上記スイッチが切り換わる時間に基づいて、用紙の幅または用紙の幅および長さを検知することができる。用紙の幅と用紙の長さとを同一の装置で検知することによって、装置のコストを削減することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の用紙サイズ検知装置と、上記用紙サイズ検知装置の検知した用紙のサイズと予め定められた用紙のサイズとが一致するか否かを判別する判別手段（２７）とを備え、上記判別手段は、用紙サイズ検知装置の検知した用紙のサイズと予め定められた用紙のサイズとが一致しない場合は、装置を一時停止または停止させることを特徴とする画像形成装置（１）である。

この構成によれば、判別手段によって、用紙サイズ検知装置の検知した用紙のサイズと予め定められた用紙のサイズとが一致するか否かを判別し、一致しない場合には、装置を一時停止または停止することができる。これにより、予め定められた用紙のサイズと異なるサイズの用紙に画像が印刷されることを防止することができる。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態における用紙サイズ検知装置を備えた画像形成装置としてのプリンタの概略構成を示す図解的な断面図である。図１を参照して、プリンタ１は、用紙２が搬送される用紙搬送路３と、用紙２を収容するカセット４と、用紙搬送路３を搬送される用紙２のサイズを検知する用紙サイズ検知装置５と、トナー像を用紙２に転写する画像形成部６と、トナー像を用紙２に定着させる定着装置７と、用紙２を搬送するための用紙搬送装置８とを備えている。

用紙サイズ検知装置５は、用紙搬送路３に突出した３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃを有する作用部材１０と、作用部材１０の近傍に設けられたスイッチ１１とを含む。
画像形成部６は、感光体ドラム１２と、転写ローラ１３とを含む。感光体ドラム１２には、画像データに基づく静電潜像が形成される。静電潜像が形成された後、感光体ドラム１２にトナーが供給される。これにより、感光体ドラム１２の外周面にトナー像が形成される。画像形成部６に搬送された用紙２は、感光体ドラム１２と転写ローラ１３との間を通過させられ、トナー像が転写される。

定着装置７は、加熱ローラ１４と、加圧ローラ１５とを含む。トナー像が転写され、定着装置７に搬送された用紙２は、加熱ローラ１４および加圧ローラ１５によってニップされ、加熱および加圧される。これにより、用紙２のトナー像が定着される。
用紙搬送路３は、カセット４から用紙サイズ検知装置５、画像形成部６および定着装置７を介してプリンタ１の機外に至るまでの経路を含む。なお、以下において用紙搬送路３におけるカセット４側を上流側と、用紙搬送路３における定着装置７側を下流側とする。

用紙搬送装置８は、用紙２をカセット４から用紙搬送路３に繰り出す給紙ローラ１６と、画像形成部６に所定のタイミングで用紙２を搬送するレジストローラ１７と、トナー像が定着された用紙２をプリンタ１の機外に排出する排出ローラ１８とを含む。
用紙２にトナー像を定着させる一連の流れは、以下のようにして行われる。最初に、カセット４に収容された用紙２が、給紙ローラ１６によって用紙搬送路３に繰り出される。繰り出された用紙２は、用紙サイズ検知装置５によってサイズが検知され、レジストローラ１７によって所定のタイミングで画像形成部６に搬送される。用紙２は、画像形成部６でトナー像が転写され、定着装置７に搬送される。定着装置７によって用紙２のトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙２は、排出ローラ１８によって機外に排出される。これによって、用紙２にトナー像を定着させる一連の流れが完了する。

次に、上記プリンタ１に備えられた用紙サイズ検知装置５の構成および動作について詳細に説明する。
図２は、作用部材を概略的に示す斜視図であり、図３は、作用部材を矢視IIIから見た平面図である。図４は、用紙搬送路に配置された作用部材を示すプリンタの一部分の斜視図であり、図５は、図４における作用部材およびその近傍を示す拡大図である。

図２および図３を参照して、作用部材１０は、軸１９と、３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃと、作用突起２０と、おもり２１とを含む。軸１９は、図示しないプリンタ１のフレームに形成された取付孔に回動自在に取り付けられる。
３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃは、軸１９の周面から突出している。３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃは、軸１９の軸方向Ｘ１の互いに異なる位置から突出しており、且つ、突出角度が軸１９の軸方向Ｘ１からみて互いに異なる。

おもり２１は、作用部材１０のバランスを一定に保つためのものである。すなわち、おもり２１は、作用部材１０が上記フレームに保持されている状態において、３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃが上方に位置するようにしている。したがって、おもり２１は、軸１９に対して３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃと反対側に設けられており、３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃと同等の重量に設定されている。

作用突起２０は、軸１９の一端から突出している。また、作用突起２０は、軸１９と一体となって回動する。作用突起２０が軸１９と一体に回動することにより、作用部材１０の近傍に備えられたスイッチ１１の切り替えが行われる。
スイッチ１１は、発光素子１１ａと受光素子１１ｂとを有する。発光素子１１ａは、受光素子１１ｂに向かって光１１ｃを発しており、受光素子１１ｂはその光１１ｃを受光している。発光素子１１ａが発する光１１ｃを遮って、受光素子１１ｂの受光を阻止することにより、スイッチ１１はオンに切り換わる。

用紙サイズ検知装置５は、図１に示すように、用紙搬送路３における給紙ローラ１６とレジストローラ１７との間に配置されている。具体的には、作用部材１０は、軸１９が用紙搬送路３における用紙搬送方向Ｙ１と直交方向Ｗ１（図１における紙面に垂直な方向）に配置されている。軸１９から突出した３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃは、図４および図５に示すように、用紙搬送路３に設けられた複数のスリット２５から用紙搬送路３にそれぞれ突き出ている。３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃは、用紙搬送路３を搬送される用紙２の幅の大きさに対応させて、直交方向Ｗ１の互いに異なる位置から用紙搬送路３に突き出ている。また、３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃは、直交方向Ｗ１からみて互いに異なる位置に突き出ており、突起９ａ，９ｂ，９ｃの順に用紙搬送路３の上流側（図４および図５における左上側）に突き出ている。

図６は、用紙サイズ検知装置の動作を説明するための図である。図６を参照して、用紙搬送路３を搬送される用紙２は、用紙搬送路３の用紙２の幅の大きさに対応させた位置から突出した３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃのいずれかに突き当たる。例えば、用紙２がＡ３サイズ縦送りの場合には、突起９ａに突き当たり、用紙２がＡ４サイズ縦送りの場合には、突起９ｂに突き当たり、用紙２がＢ５サイズ縦送りの場合には、突起９ｃに突き当たる。

したがって、用紙搬送路３を縦送りで搬送されるＡ３サイズの用紙２は、図６（ａ）に示すように、突起９ａに突き当たる。用紙２が突起９ａに突き当たることによって、突起９ａは用紙２に押され、それにより、作用部材１０が軸１９を中心にして回動される。
作用部材１０は、図６（ｂ）に示すように、用紙２が突起９ａを押すことによって、さらに回動される。作用部材１０の回動によって、突起９ａは用紙搬送路３上から隠れ、作用突起２０が発光素子１１ａの発する光１１ｃを遮光する所定の位置に移動される。これにより、スイッチ１１がオンに切り換わる。スイッチ１１がオンに切り換わるタイミングは、３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃが上述のように用紙搬送路３において互いに異なる位置から突き出ているので、用紙２の幅の大きさによって異なる。すなわち、スイッチ１１がオンに切り換わるタイミングによって、用紙２の幅を検知することができる。

作用部材１０は、用紙２が作用部材１０上を通過する間、作用突起２０が発光素子１１ａの発する光１１ｃを遮る所定の位置に保持される。作用突起２０がこの所定の位置に保持されることにより、スイッチ１１もオンの状態が保持される。また、作用突起２０が所定の位置に保持される時間は、用紙２の長さによって異なる。詳しくは、用紙２が長いほど作用突起２０が所定の位置に保持される時間は長くなり、用紙２が短いほど作用突起２０が所定の位置に保持される時間は短くなる。したがって、スイッチ１１がオンの状態に保持される時間によって、用紙２の長さを検知することができる。

用紙２が作用部材１０上を通過した後、作用部材１０は、図６（ｃ）に示すように、おもり２１の作用によって、元の姿勢（３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃが上方に位置する状態）に戻る。これにより、作用突起２０も元の姿勢に戻り、スイッチ１１がオフに切り換わる。
このように、用紙２がその用紙２の幅に対応する位置に突出した突起９ａ，９ｂ，９ｃのいずれかに突き当たって作用部材１０が回動し、スイッチ１１のオン・オフの切り換えが行われる。用紙２が３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃのいずれかに突き当たり、スイッチ１１がオンに切り換わるタイミングは、用紙２の幅によって異なる。これにより、用紙２の幅を検知することができる。また、スイッチ１１がオンの状態に保持される時間は、用紙２の長さによって異なる。これにより、用紙２の長さを検知することができる。すなわち、スイッチ１１がオンに切り換わるタイミングと、スイッチ１１がオンに保持される時間とによって用紙２の幅および長さを検知することができる。

図７は、用紙が作用部材上を通過する際のスイッチの動作状態を示すタイミングチャートである。図１および図７を参照して、用紙サイズ検知装置５は、スイッチ１１のオン・オフの切り換わる時間に基づいて用紙２の幅および長さを検知することができる。
具体的には、用紙サイズ検知装置５は、予め定める基準時点、例えば、給紙ローラ１６が用紙２を用紙搬送路３に繰り出した時から用紙２が３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃのいずれかに突き当たりスイッチ１１がオンに切り換わるまでの時間ｔ１，ｔ２，ｔ３（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）を測定する。この測定された時間ｔ１，ｔ２，ｔ３は、３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃが突起９ａ，９ｂ，９ｃの順に用紙搬送路３の上流側に突出しているので用紙２の幅が長いほど短くなる。したがって、用紙２の幅は、時間ｔ１，ｔ２，ｔ３の順に長くなる。

また、用紙サイズ検知装置５は、用紙２が作用部材１０上にあり、スイッチ１１をオンに保持する時間ｔ４、ｔ５、ｔ６（ｔ６＜ｔ５＜ｔ４）を測定する。この測定された時間ｔ４、ｔ５、ｔ６は、用紙２が長いほど大きくなる。したがって、用紙２の長さは、時間ｔ６，ｔ５，ｔ４の順に長くなる。
このように、用紙サイズ検知装置５は、予め定める基準時点からスイッチ１１がオンに切り換わるまでの所定の時間と、スイッチ１１がオンに保持されている時間とによって用紙２の幅および長さを検知することができる。

図８は、プリンタの主な電気的構成を示すブロック図である。図８を参照して、プリンタ１は、用紙２のサイズを予め設定するための用紙サイズ設定装置２６と、制御装置２７をさらに備える。
用紙サイズ設定装置２６は、例えば、図示しないプリンタ１の操作部を含む。用紙サイズ設定装置２６によって、ユーザが希望する用紙サイズが設定される。

制御装置２７は、用紙サイズ検知装置５と、用紙サイズ設定装置２６と電気的に接続されている。また、制御装置２７は、画像形成部６、定着装置７および用紙搬送装置８と電気的に接続されている。
用紙サイズ検知装置５が検知した用紙２のサイズと、用紙サイズ設定装置２６で設定された用紙２のサイズとは、制御装置２７に入力される。制御装置２７は、２つの入力された用紙２のサイズが一致するか否かを判別する。入力された用紙２のサイズが一致する場合は、制御装置２７は、引き続きプリンタ１の動作を行わせる。入力された用紙２のサイズが一致しない場合は、制御装置２７は、画像形成部６、定着装置７および用紙搬送装置８の動作を一時停止させる。さらに、制御装置２７は、例えば、図示しない表示部にエラーを表示し、ユーザに対して、プリンタ１の動作を引き続き行うか否かを選択させる。

これにより、用紙サイズ設定装置２６で設定された用紙２のサイズと異なるサイズの用紙２に画像が印刷されることを防止することができる。したがって、プリントミスやプリンタ１の機内に汚れが発生するのを減少することができる。
以上のように、この実施形態によれば、用紙２が３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃのいずれかに突き当たり、作用部材１０を回動させる。作用部材１０の回動によって、スイッチ１１は切り替えられ、用紙サイズ検知装置５が用紙２のサイズを検知することができる。３つの突起９ａ，９ｂ，９ｃは、用紙搬送路３を搬送される用紙２の幅の違いに対応させて、用紙搬送路３の直交方向Ｗ１の互いに異なる位置に突出しており、且つ、直交方向Ｗ１からみて互いに異なる位置に突出しているので、用紙２はその用紙２の幅に対応する突起に突き当たってスイッチ１１が切り換わる。したがって、用紙サイズ検知装置５は、一つのスイッチ１１で複数の用紙２の幅を検知することができ、用紙サイズ検知装置５およびプリンタ１のコストを減少させることができる。

また、用紙サイズ検知装置５は、用紙２の幅だけでなく用紙２の長さも検知することができる。これにより、別々の装置を用いず、同一の装置で用紙２の幅と用紙２の長さとを検知することができるので、用紙サイズ検知装置５およびプリンタ１のコストをさらに減少させることができる。
さらに、制御装置２７によって、予め定められた用紙２のサイズと異なるサイズの用紙２に画像が印刷されることを防止することができる。したがって、プリントミスやプリンタ１の機内に汚れが発生するのを減少することができる。

この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、用紙サイズ検知装置５は、レジストローラ１７と画像形成部６との間に設けられていてもよい。この場合、レジストローラ１７が用紙２を下流側に搬送してから用紙２が突起９ａ，９ｂ，９ｃのいずれかに突き当たってスイッチ１１がオンに切り換わるまでの時間を測定することによって、用紙サイズ検知装置５が用紙２の幅を検知することができる。

突起は、２つでもよいし、４つ以上でもよい。４つ以上にすることで、さらに複数の用紙２の幅を検知することができる。
制御装置２７は、用紙サイズ設定措置２６で設定された用紙２のサイズと用紙サイズ検知装置５で検知された用紙２のサイズが一致しない場合は、画像形成部６、定着装置７および用紙搬送装置８の動作を停止させてもよい。また、表示部にエラーを表示しなくてもよく、ユーザにプリンタ１の動作を引き続き行うか否かを選択させなくてもよい。

本発明の一実施形態における用紙サイズ検知装置を備えた画像形成装置としてのプリンタの概略構成を示す図解的な断面図である。 作用部材を概略的に示す斜視図である。 作用部材を矢視IIIから見た平面図である。 用紙搬送路に配置された作用部材を示すプリンタの一部分の斜視図である。 図４における作用部材およびその近傍を示す拡大図である。 用紙サイズ検知装置の動作を説明するための図である。 用紙が作用部材上を通過する際のスイッチの動作状態を示すタイミングチャートである。 プリンタの主な電気的構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
２ 用紙
３ 用紙搬送路
５ 用紙サイズ検知装置
９ａ，９ｂ，９ｃ 突起
１１ スイッチ
１９ 軸
２０ 作用突起
２７ 制御装置（判別手段）
Ｙ１ 用紙搬送方向（搬送方向）
Ｗ１ 直交方向

Claims (4)

1. 用紙が搬送される用紙搬送路の用紙搬送方向と直交方向に延びるように配置される回転自在な軸と、
   用紙搬送路へ突出する複数の突起であって、用紙搬送路を搬送される用紙の幅の違いに対応させて、上記軸の軸方向の互いに異なる位置から突出しており、且つ、突出方向が上記軸の軸方向にみて互いに異なる角度方向であり、搬送される用紙の先端がぶつかると、その用紙先端により押されて用紙搬送路から隠れ、上記軸を回動させる複数の突起と、
   上記各突起が隠れる際に回動する軸によって切り換わるスイッチとを備える用紙サイズ検知装置。
2. 上記軸には、軸が回動したときに所定の位置へ動く作用突起が設けられ、作用突起が所定の位置へ動いたときに、上記スイッチが切り換わることを特徴とする請求項１記載の用紙サイズ検知装置。
3. 予め定める基準時点から、上記スイッチが切り換わるまでの時間に基づいて、用紙の幅または用紙の幅および長さを検知することを特徴とする請求項１または２記載の用紙サイズ検知装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の用紙サイズ検知装置と、
   上記用紙サイズ検知装置の検知した用紙のサイズと予め定められた用紙のサイズとが一致するか否かを判別する判別手段とを備え、
   上記判別手段は、用紙サイズ検知装置の検知した用紙のサイズと予め定められた用紙のサイズとが一致しない場合は、装置を一時停止または停止させることを特徴とする画像形成装置。

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