JP2007248300A - 位置検出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】載置部に載置された画像の原稿若しくは印刷用紙となるシートの検出を行う際に、簡単な構成で精度が高く、経年変化等の恐れのない検出を行う。
【解決手段】位置規制手段１Ｌ、１Ｒに直結されたラック２Ｌに電磁誘導方式の位置指示器１０が固定される。位置指示器１０に近接する位置には、電磁誘導方式の送受信手段となる複数のループコイルからなるループコイル群２１を含むセンサ回路基板２０が設けられる。さらにループコイルの各端部が選択回路２２に接続され、これらのループコイルが順次選択されることにより走査されて駆動されるように構成される。そして送信時には、信号発生回路３１で発生される特定周波数の信号が選択回路２２で選択されているループコイル群２１内のループコイルに特定周波数の信号が供給され、受信時には選択回路２２で選択されたループコイルで受信された信号がアンプ３３を介して取り出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、コピー機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナー、及びそれらの複合機等に使用して好適な位置検出装置及び画像形成装置に関する。詳しくは、載置部に載置された画像の原稿若しくは印刷用紙となるシートの検出を精確に行うことができるようにしたものである。

従来のシートの検出では、可変抵抗器を摺動してその抵抗値で検出する方法が一般的に用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、本願出願人は以前より電磁誘導を利用した非接触の位置検出装置を開発しているものである（例えば、特許文献２参照。）。

すなわち、従来のシートの検出においては可変抵抗器が用いられていた。これに対して本願出願人は、電磁誘導方式の位置検出装置を開発しているものである。
特開２００４−３４５７９６号公報 特開平２−５３８０５号公報

例えばコピー機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナー、及びそれらの複合機等のいわゆる画像形成装置においては、載置部に載置された画像の原稿若しくは印刷用紙となるシートの大きさを検出して、画像の読み取りの範囲の設定や、印刷用紙の選択を自動的にすることが行われている。その場合には従来から例えば図７に示すような構成が用いられていた。

すなわち図７には、印刷用紙の載置部である用紙トレイの具体的な構成を、印刷用紙を除いて示している。この図７において、用紙の両脇の位置を規制する位置規制手段１Ｌと１Ｒが設けられる。これらの位置規制手段１Ｌ、１Ｒは互いに用紙の幅方向に摺動可能とされると共に、これらの間にはラック（Rack）２Ｌ、２Ｒとピニオン（Pinion）３からなるリンク機構が設けられて、位置規制手段１Ｌ、１Ｒに挟まれた印刷用紙の中心が所定位置となるように位置規制が行われるようになされている。

このようなリンク機構において、位置規制手段１Ｌ、１Ｒの摺動距離はピニオン３の回転量に対応している。そこで従来の装置においては、このようなピニオン３の回転量を回転ボリューム（図示せず）等に伝達し、その回転ボリュームの抵抗値等を検出して位置規制手段１Ｌ、１Ｒの基準位置からの摺動距離を求める。そしてこの求められた摺動距離から、位置規制手段１Ｌ、１Ｒに挟まれた印刷用紙の大きさの判断等を行うことができるものである。

しかしながら、このような従来の構成においては、機械的なリンク機構を介して検出を行うために、リンク機構の精度に従って高精度の検出を行うことができない。また、回転ボリュームにおいては、抵抗体に対して接触を伴う摺動が行われているために、接触部の経年変化等による検出精度の劣化や、検出そのものが不能になるなどの恐れも生じるものである。

この発明はこのような問題点に鑑みて成されたものであって、本発明の目的は、例えばコピー機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナー、及びそれらの複合機等のいわゆる画像形成装置に適用されて、載置部に載置された画像の原稿若しくは印刷用紙となるシートの検出を行う際に、簡単な構成で精度が高く、経年変化等の恐れのない検出を行うことができるようにするものである。

上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、載置部に載置された物品の位置を検出する位置検出装置であって、少なくとも物品の一辺に接触する位置規制手段に関連してコイルを含む位置指示器を設け、位置指示器に近接して検出導体を有するセンサ基板を配し、検出導体で検出される検出信号に基づいて位置規制手段の位置を求めることを特徴とする位置検出装置である。

請求項２に記載の位置検出装置においては、位置規制手段は物品を両脇から挟む位置に２箇所設けられ、２箇所の位置規制手段は互いに等距離ずつ移動するようにリンク機構によって結合され、２箇所の位置規制手段の少なくとも一方に位置指示器を設けて物品の大きさを求めることを特徴とするものである。

請求項３に記載の位置検出装置においては、位置規制手段は物品を両脇から挟む位置に２箇所設けられ、２箇所の位置規制手段のそれぞれに位置指示器を設けて物品の大きさ及び／または載置された位置を求めることを特徴とするものである。

請求項４に記載の位置検出装置においては、２箇所の位置規制手段にそれぞれ設けられる位置指示器に対し共通のセンサ基板を配し、検出導体で検出される検出信号に基づいて物品の大きさ及び／または載置された位置を求めることを特徴とするものである。

請求項５に記載の位置検出装置においては、位置規制手段は物品の一端の位置が規制されると共にその他端の位置に設けられ、位置規制手段に位置指示器を設けて物品の大きさを求めることを特徴とするものである。

請求項６に記載の位置検出装置においては、検出導体は複数のループコイルが並列に配置されていることを特徴とするものである。

請求項７に記載の位置検出装置においては、位置指示器の位置の検出は、複数のループコイルを選択して送信を行い、位置指示器により受信された信号のレベルを演算処理することにより行うことを特徴とするものである。

請求項８に記載の位置検出装置においては、位置指示器の位置の検出は、複数のループコイルで位置指示器からの送信を受信し、受信された信号のレベルを演算処理することにより行うことを特徴とするものである。

請求項９に記載の位置検出装置においては、位置指示器の位置の検出は、複数のループコイルを選択して送信を行い、位置指示器で受信し位置指示器から送信された信号を同一または異なるループコイルで受信し、受信された信号のレベルを演算処理することにより行うことを特徴とするものである。

さらに、本発明の目的を達成するため、請求項１０に記載された発明は、画像の読み取り若しくは印刷を行う画像形成装置であって、画像の原稿若しくは印刷用紙の載置部に載置された原稿若しくは用紙となるシートを検出する際に、少なくともシートの一辺に接触する位置規制手段に関連してコイルを含む位置指示器を設け、位置指示器に近接して検出導体を有するセンサ基板を配し、検出導体で検出される検出信号に基づいて位置規制手段の位置を求めることにより、シートの大きさ及び／または載置された位置の情報を把握することを特徴とする画像形成装置である。

本発明の位置検出装置及び画像形成装置によれば、電磁誘導方式で位置検出を行うことによって、高精度の検出を行うことが出来ると共に、機構部や摺動部を有さないので、簡単な構成で安定且つ経年変化の恐れもない装置を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明を説明するに、図１は本発明による位置検出装置及び画像形成装置を適用した物品の幅を検出する装置について、その一実施形態の要部の構成を示す模式図を含むブロック図である。

図１には、図７に示したものと同様の印刷用紙の載置部である用紙トレイの要部となる位置規制手段１Ｌ、１Ｒと、ラック（Rack）２Ｌ、２Ｒ及びピニオン（Pinion）３からなるリンク機構の構成が模式的に示される。そして、一方のラック２Ｌに電磁誘導方式の位置指示器１０が固定される。この位置指示器１０には、例えば後述する特定周波数に同調する共振回路が設けられ、外部からの特定周波数による交番磁界信号が受信されると、それに共振して同じ周波数の信号を送信するものである。

また、位置指示器１０に近接する位置には、電磁誘導方式の送受信手段となる複数のループコイルからなるループコイル群２１を含むセンサ回路基板２０が設けられる。なおループコイルは線分で略記されている。そしてこのセンサ回路基板２０において、ループコイル群２１はコイルの配線が所定のピッチとなるように順次重複して設けられる。さらにループコイルの各端部が選択回路２２に接続され、これらのループコイルが順次選択されることにより走査されて駆動されるように構成される。

この選択回路２２での選択は制御回路３０からの制御信号に従って行われる。従って制御回路３０では、ループコイル群２１内での選択されているループコイルの位置は常に把握している。また、選択回路２２には送受信切替回路２３が接続されて送受信の切り替えが制御される。この送受信切替回路２３の切り替えの制御も制御回路３０からの制御信号に従って行われる。すなわち制御回路３０では、送受信の切り替えのタイミングと、送受信を行っているループコイルの位置が制御把握されているものである。

そして送信時には、信号発生回路３１で発生される特定周波数の信号がアンプ３２を通じて送受信切替回路２３に供給され、さらに送受信切替回路２３から選択回路２２に供給される。これによって、この選択回路２２で選択されているループコイル群２１内のループコイルに特定周波数の信号が供給され、このループコイルから特定周波数による交番磁界信号が送信される。この交番磁界信号が位置指示器１０の共振回路で受信され、この交番磁界信号に共振して同じ周波数の信号が位置指示器１０の共振回路から送信される。

そこで上述の送信の直後に送受信切替回路２３を受信に切り替えることにより、選択回路２２で選択されたループコイルで受信された信号がアンプ３３を介して取り出される。このアンプ３３からの信号が、上述の特定周波数を通過させるバンドパスフィルタ３４に供給され、通過した信号が検波器３５に供給される。さらに、検波器３５で検波された信号がサンプルホールド回路３６を通じてアナログ−デジタル変換器３７に供給され、デジタル変換された信号が制御回路３０に入力される。これにより制御回路３０では、受信された信号の大きさと、受信したループコイルの位置が把握される。

次に図２には、ループコイル群２１と位置指示器１０との関係を示す。まず、図２のＡには、ループコイル群２１の構成を示す。ここで各ループコイルはそれぞれが複数（図示は２重）のターンからなるコイルにより形成され、それぞれの形状はほぼ矩形で、その長辺をなす多重の配線が基板上で等間隔となるように配置されている。そして各ループコイルの端部が基板の一端に導出され、この基板の一端から上述の選択回路２２に接続されるようになされている。

さらに図２のＢには、ループコイル群２１と位置指示器１０との配置を示す。すなわち図２のＢでループコイル群２１は側面が示され、その上部に共振コイル１１と共振コンデンサ１２からなる共振回路を含む位置指示器１０が配置される。そして図２のＣには、ループコイル群２１で受信された信号の検出波形を示す。すなわちこの検出波形は、ループコイル群２１で受信された信号がデジタル変換されて入力された制御回路６で、各ループコイルで受信された信号のレベルを順次プロットしたものである。

そこで、図２のＣに示した検出波形において、誘導起電圧が最大となる箇所を挟む前後４つのループコイルＸ_１、Ｘ_２、Ｘ_３、Ｘ_４に発生した誘導起電圧Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_３、Ｖ_４を検出する。そして、これらの検出された誘導起電圧Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_３、Ｖ_４から、誘導起電圧の分布曲線の頂点の位置＝座標Ｘ_Ｃを算出し、位置指示器１０の共振コイル１１の中心が相対している絶対位置の座標Ｘ_Ｃを求めることができる。

従って、上述の実施形態においては、位置指示器１０の共振コイル１１の中心が相対している座標Ｘ_Ｃが求められることによって、位置指示器１０の固定されたラック２Ｌに直結される位置規制手段１Ｌの位置を求めることができる。そしてこの実施形態では、位置規制手段１Ｌと１Ｒとはリンク機構により結合されているので、位置規制手段１Ｌの位置によって位置規制手段１Ｌ−１Ｒ間に挟まれた物品（印刷用紙等）の大きさを検出することができる。さらに、これを応用して画像形成装置を実施することができるものである。

また、図３には位置指示器１０とセンサ回路基板２０との具体的な構成を示す。すなわち位置指示器１０は、例えば図３のＡに示すように円形の容器１３の内部に共振コイル１１が設けられると共に、その共振コイル１１の内側に共振コンデンサ１２｛図示せず｝を含む回路基板１４が設けられ、容器１３が蓋１５で閉じられたものである。この場合に、共振コイル１１の直径は大きいほど検出感度を良くすることができ、この共振コイル１１の中心が検出位置となる。

次に、センサ回路基板２０は、例えば図３のＢに示すように凹字状のシールド板４０の底部に設けられる。なおこのシールド板４０の材質は、透磁率が高く且つ渦電流が生じないように抵抗値が大きく、さらに成形が困難でないものとされ、例えば数％の珪素を含む鋼板が使用される。そして使用時には、このシールド板４０の凹部に位置指示器１０とラック２Ｌ（図示せず）が介挿されるものであって、シールド板４０は全体としてガイドの役割も果たしているものである。

さらに図４には、本発明による位置検出装置及び画像形成装置を適用した物品の幅を検出する装置についての他の実施形態の要部の構成を示す。すなわちこの図４においては、位置規制手段１Ｌ、１Ｒのそれぞれに位置指示器１０Ｌ、１０Ｒが固定され、それぞれに近接してループコイル群２１Ｌ、２１Ｒを含むセンサ回路基板２０Ｌ、２０Ｒが設けられる。さらにループコイルの各端部が選択回路２２Ｌ、２２Ｒに接続され、選択回路２２Ｌ、２２Ｒにはそれぞれ送受信切替回路２３Ｌ、２３Ｒが接続される。

そして選択回路２２Ｌ、２２Ｒ、送受信切替回路２３Ｌ、２３Ｒは、それぞれ制御回路３０Ｌ、３０Ｒによって制御されて交番磁界信号の送受信が行われる。なお、図１に示した信号発生回路３１〜アナログ−デジタル変換器３７の回路構成は、図４では制御回路３０Ｌ、３０Ｒに含まれているものとする。これによって、制御回路３０Ｌ、３０Ｒでは、それぞれ位置指示器１０Ｌ、１０Ｒの絶対位置が検出され、これらの位置検出情報が例えばマイクロコンピュータ５０に供給されることで物品の大きさ等の検出が行われる。

従って、この図４の実施形態においては、リンク機構等が一切介在していないのでより精確な位置検出情報が得られると共に、この場合の位置検出は絶対位置で行われるので、例えばマイクロコンピュータ５０では、位置規制手段１Ｌ−１Ｒ間に挟まれた物品の大きさだけでなく、その物品の載置された位置（場所）も検出することができる。すなわち、物品の位置が左右にずれて載置されているような場合にも、その幅（大きさ）とずれて載置された位置（場所）を検出することができるものである。

また、図５には本発明による位置検出装置及び画像形成装置を適用した物品の幅を検出する装置について、さらに他の実施形態の要部の構成を示す。

すなわちこの図５においては、図４の実施形態では左右に分けて設けられていたループコイル群２１Ｌ、２１Ｒ〜制御回路３０Ｌ、３０Ｒの構成を一つにまとめて設けているものである。そこでこの実施形態では、位置規制手段１Ｌ、１Ｒからそれぞれ腕木が設けられて、その腕木の所定部に位置指示器１０Ｌ、１０Ｒが固定されると共に、その位置指示器１０Ｌ、１０Ｒをカバーするようにループコイル群２１を含むセンサ回路基板２０が設けられる。

従って、この図５の実施形態においては、図６のＡに示すように位置指示器１０Ｌ、１０Ｒとループコイル群２１が配置された場合に、図６のＢに示すような検出波形が得られることになる。そしてこの場合に、位置指示器１０Ｌ、１０Ｒの位置が入れ替わらないことが保証されているのであれば、この検出波形から位置指示器１０Ｌ、１０Ｒの位置を分離して検出することができ、制御回路３０において位置規制手段１Ｌ−１Ｒ間に挟まれた物品の大きさや、物品の載置された位置（場所）を検出することができるものである。

すなわち上述の各実施形態においては、位置規制手段１Ｌ−１Ｒ間に挟まれた物品の大きさや、物品の載置された位置（場所）を検出することができる。そしてこの場合に、本発明の位置検出装置及び画像形成装置によれば、電磁誘導方式で位置検出を行うことによって、高精度の検出を行うことが出来ると共に、機構部や摺動部を有さないので、簡単な構成で安定且つ経年変化の恐れもない装置を実現することができるものである。

また、例えばコピー機、プリンタ、ファクシミリ、スキャナー、及びそれらの複合機等のいわゆる画像形成装置に適用されて、載置部に載置された画像の原稿若しくは印刷用紙となるシートの検出を行う際に、簡単な構成で精度が高く、経年変化等の恐れのない検出を行うことができるようにするものである。

こうして本発明の位置検出装置によれば、載置部に載置された物品の位置を検出する位置検出装置であって、少なくとも物品の一辺に接触する位置規制手段に関連してコイルを含む位置指示器を設け、位置指示器に近接して検出導体を有するセンサ基板を配し、検出導体で検出される検出信号に基づいて位置規制手段の位置を求めることにより、簡単な構成で、物品の大きさや、物品の載置された位置（場所）を検出することができるものである。

また、本発明の画像形成装置によれば、画像の読み取り若しくは印刷を行う画像形成装置であって、画像の原稿若しくは印刷用紙の載置部に載置された原稿若しくは用紙となるシートを検出する際に、少なくともシートの一辺に接触する位置規制手段に関連してコイルを含む位置指示器を設け、位置指示器に近接して検出導体を有するセンサ基板を配し、検出導体で検出される検出信号に基づいて位置規制手段の位置を求めることにより、載置部に載置された画像の原稿若しくは印刷用紙となるシートの検出を行う際に、簡単な構成で精度が高く、経年変化等の恐れのない検出を行うことができるものである。

なお本発明は、上述の説明した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能とされるものである。

本発明による位置検出装置及び画像形成装置を適用した物品の幅を検出する装置について、その一実施形態の要部の構成を示す模式図を含むブロック図である。 その動作の説明のための図である。 その説明のための構成図である。 本発明による位置検出装置及び画像形成装置を適用した物品の幅を検出する装置についての他の実施形態の要部の構成図である。 本発明による位置検出装置及び画像形成装置を適用した物品の幅を検出する装置についてさらに他の実施形態の要部の構成図である。 その動作の説明のための図である。 印刷用紙の載置部である用紙トレイの具体的な構成を印刷用紙を除いて示した構成図である。

符号の説明

１Ｌ，１Ｒ…位置規制手段、２Ｌ，２Ｒ…ラック、３…ピニオン、１０…位置指示器、２０…センサ回路基板、２１…ループコイル群、２２…選択回路、２３…送受信切替回路、３０…制御回路、３１…信号発生回路、３２，３３…アンプ、３４…バンドパスフィルタ、３５…検波器、３６…サンプルホールド回路、３７…アナログ−デジタル変換器

Claims (10)

1. 載置部に載置された物品の位置を検出する位置検出装置であって、
   少なくとも前記物品の一辺に接触する位置規制手段に関連してコイルを含む位置指示器を設け、
   前記位置指示器に近接して検出導体を有するセンサ基板を配し、
   前記検出導体で検出される検出信号に基づいて前記位置規制手段の位置を求める
   ことを特徴とする位置検出装置。
2. 請求項１記載の位置検出装置において、
   前記位置規制手段は前記物品を両脇から挟む位置に２箇所設けられ、
   前記２箇所の位置規制手段は互いに等距離ずつ移動するようにリンク機構によって結合され、
   前記２箇所の位置規制手段の少なくとも一方に前記位置指示器を設けて前記物品の大きさを求める
   ことを特徴とする位置検出装置。
3. 請求項１記載の位置検出装置において、
   前記位置規制手段は前記物品を両脇から挟む位置に２箇所設けられ、
   前記２箇所の位置規制手段のそれぞれに前記位置指示器を設けて前記物品の大きさ及び／または載置された位置を求める
   ことを特徴とする位置検出装置。
4. 請求項３記載の位置検出装置において、
   前記２箇所の位置規制手段にそれぞれ設けられる前記位置指示器に対し共通のセンサ基板を配し、
   前記検出導体で検出される検出信号に基づいて前記物品の大きさ及び／または載置された位置を求める
   ことを特徴とする位置検出装置。
5. 請求項１記載の位置検出装置において、
   前記位置規制手段は前記物品の一端の位置が規制されると共にその他端の位置に設けられ、
   前記位置規制手段に前記位置指示器を設けて前記物品の大きさを求める
   ことを特徴とする位置検出装置。
6. 請求項１〜５のいずれかひとつに記載の位置検出装置において、
   前記検出導体は複数のループコイルが並列に配置されていること
   を特徴とする位置検出装置。
7. 請求項６記載の位置検出装置において、
   前記位置指示器の位置の検出は、前記複数のループコイルを選択して送信を行い、前記位置指示器により受信された信号のレベルを演算処理することにより行うこと
   を特徴とする位置検出装置。
8. 請求項６記載の位置検出装置において、
   前記位置指示器の位置の検出は、前記複数のループコイルで前記位置指示器からの送信を受信し、受信された信号のレベルを演算処理することにより行うこと
   を特徴とする位置検出装置。
9. 請求項６記載の位置検出装置において、
   前記位置指示器の位置の検出は、前記複数のループコイルを選択して送信を行い、前記位置指示器で受信し前記位置指示器から送信された信号を同一または異なる前記ループコイルで受信し、受信された信号のレベルを演算処理することにより行うこと
   を特徴とする位置検出装置。
10. 画像の読み取り若しくは印刷を行う画像形成装置であって、
    前記画像の原稿若しくは印刷用紙の載置部に載置された前記原稿若しくは用紙となるシートを検出する際に、
    少なくとも前記シートの一辺に接触する位置規制手段に関連してコイルを含む位置指示器を設け、
    前記位置指示器に近接して検出導体を有するセンサ基板を配し、
    前記検出導体で検出される検出信号に基づいて前記位置規制手段の位置を求めることにより、
    前記シートの大きさ及び／または載置された位置の情報を把握する
    ことを特徴とする画像形成装置。

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