JP2012035951A - シート厚み判別装置、シート供給装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のシート厚み判別装置は、シートPに対して斜め方向からシートPの厚み部分に向けて光を照射する発光部61と、シートPの厚み部分からの反射光を受光すると共に、シートPの厚みに対応して反射光幅が増減する方向に並んで配設された複数の受光部62a〜62dと、シートPの厚み部分からの反射光を受光した受光部62a〜62dでの受光強度を基準強度と比較する比較部と、比較部での比較結果から得られた、受光強度が基準強度より大きい受光部62a〜62dの数に応じて、シートPの厚みを判別するシート厚み判別部を備えている。
【選択図】図9
Description
図1に示す画像形成装置は、画像形成ユニットとしての4つのプロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkを備えている。各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkは、画像形成装置本体100に対して着脱可能に構成してある。また、各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット1Y,1C,1M,1Bkの感光体2が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体2の表面が帯電ローラ3によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体2の表面には、露光装置6からレーザ光がそれぞれ照射されて静電潜像が形成される。このとき、各感光体2に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体2上に形成された静電潜像に、各現像ローラ4によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視画像化)される。
図2に示すように、給紙装置23には、上述の給紙トレイ15と給紙ローラ16以外に、ピックアップローラ25、リバースローラ26、搬送ローラ27が設けられている。給紙カセット15に収容された用紙束の最上位の用紙Pは、ピックアップローラ25の摩擦搬送力により用紙束から分離され、用紙Pを搬送する方向に回転する給紙ローラ16と、給紙ローラ16の回転と対抗する方向に所定トルクで回転するリバースローラ26とにより確実に1枚に分離搬送され、更に搬送ローラ27により搬送される。
図4に示すように、紙種判別装置40は、用紙Pに対して光を照射する1つの発光部41と、用紙Pからの反射光を受光する複数の受光部42a〜42fと、発光部41及び受光部42a〜42fを支持する半円弧状の支持部材43を備える。発光部41及び各受光部42a〜42fは、支持部材43の内周面側に配設されており、発光部41は支持部材43の中央部に配設され、各受光部42a〜42fは発光部41の両側に等間隔又は不等間隔に配設されている。言い換えれば、各受光部42a〜42fは、発光部41からの照射光軸Lに対してそれぞれの受光軸M1〜M6が異なる向きに傾斜するように配設されている。なお、支持部材43は、複数の止めねじ44等の取付部材によって画像形成装置本体の図示しないフレームに固定されている。
図5に示すように、紙種判別装置40は、上記発光部41及び受光部42a〜42f以外に、駆動部45と、シート情報格納部46と、シート種類判別部47とを備える。駆動部45は、画像形成装置に設けられた各種装置を制御する制御部101の駆動開始信号に基づいて発光部41と各受光部42a〜42fを駆動させる(ONにする)ものである。シート情報格納部46には、用紙からの反射光の指向性に対応付けられた用紙の種類情報が格納されている。シート種類判別部47は、各受光部42a〜42fで受光した反射光の受光強度と、シート情報格納部が格納している情報に基づき、用紙の種類を判別する手段である。
図6に示すように、重送検知装置50は、搬送される用紙Pの一方の面側(図の上側)に配設された第1発光部51及び第1受光部52と、前記用紙Pの他方の面側(図の下側)に配設された第2発光部53及び第2受光部54を備える。第1発光部51から用紙Pに照射した光の反射光を第1受光部52が受光し、第2発光部53から用紙Pに照射した光の反射光を第2受光部54が受光するようになっている。また、第1発光部51と第2受光部54は、用紙Pを挟んで互いに対向する位置に配設されており、第2発光部53と第1受光部52も、用紙Pを挟んで互いに対向する位置に配設されている。このように各発光部51,53と各受光部52,54を配設することで、第1発光部51から用紙Pに照射した光の透過光を第2受光部54が受光し、第2発光部53から用紙Pに照射した光の透過光を第1受光部52が受光するようにしている。なお、本実施形態では、第1発光部51と第1受光部52、第2発光部53と第2受光部54は、それぞれ一体的に構成されている。
図8に示すように、重送検知装置50は、上記第1発光部51及び第1受光部52、第2発光部53及び第2受光部54以外に、駆動部55と、比較部56と、基準強度変更部57と、重送判別部58とを備える。駆動部55は、上記各種装置を制御する制御部101の駆動開始信号に基づいて第1発光部51及び第1受光部52、第2発光部53及び第2受光部54を駆動させる(ONにする)。比較部56は、第1及び第2受光部52,54での透過光及び反射光の受光強度と予め設定された基準強度とを比較する。また、比較部56における基準強度は、基準強度変更部57によって用紙の種類に応じた基準強度に変更可能に構成されている。重送判別部58は、比較部56での比較結果に基づき、重送の有無を判別する手段である。
図9に示すように、紙厚判別装置60は、用紙Pに対して斜め方向から当該用紙Pの厚み部分に向けて光を照射する1つの発光部61と、その用紙Pの厚み部分からの反射光を受光する複数の受光部62a〜62dと、反射光が各受光部62a〜62dに到達するまでに当該反射光を拡大投影する拡大投影部材としてのフレネルレンズ63とを備える。複数の受光部62a〜62dは、用紙Pの厚みに対応して反射光幅が増減する方向に並んで配設されている。
図10に示すように、紙厚判別装置60は、上記発光部61及び受光部62a〜62d以外に、駆動部64と、比較部65と、基準強度変更部66と、シート厚み判別部67とを備える。駆動部64は、上記各種装置を制御する制御部101の駆動開始信号に基づいて発光部61及び各受光部62a〜62dを駆動させる(ONにする)。比較部65は、各受光部62a〜62dでの反射光の受光強度と予め設定された基準強度とを比較する。また、比較部65における基準強度は、基準強度変更部66によって用紙の種類に応じた基準強度に変更可能に構成されている。シート厚み判別部67は、比較部65での比較結果に基づき、受光強度が基準強度より大きい受光部62a〜62dの数に応じて、紙厚を判別する手段である。
図11の(A)に示すように、まず、給紙信号がONとなり、駆動モータ28により給紙ローラ等の回転が開始されると、図2に示す給紙トレイ15から用紙Pが図の右側に送り出される。次に、図11の(B)(C)(D)に示すように、紙種判別装置40、重送検知装置50、紙厚判別装置60の駆動信号がONとなる。詳しくは、図5、図8、図10に示す駆動部45,55,64が制御部101から駆動開始信号を受けて、各発光部及び各受光部をONにする。その後、用紙Pが各装置の発光部の照射位置を通過し、そのときの反射光が各装置の受光部で受光されることにより、図11(E)(F)(G)に示すように、重送検知装置50、紙種判別装置40、紙厚判別装置60の順に受光信号が発せられる。
まず、紙種判別装置40において、図4に示すように、用紙Pが発光部41の下方に搬送され、発光部41から用紙Pに光が照射されると、照射された光が用紙P上で反射される。一般に、用紙P上の反射光は、用紙Pの表面に対して垂直方向だけではなく放射状に広がる指向性を有するため、各受光部42a〜42fにおいて反射光が受光される。そして、各受光部42a〜42fで受光された反射光の受光強度情報は、図5に示すシート種類判別部47に送られ、シート種類判別部47は、各受光部42a〜42fから得た受光強度情報とシート情報格納部46が格納している情報に基づき紙種を判別する。
図12において、円又は楕円で示されているのが各反射光の強度分布である。このように、用紙Pの表面に対して垂直方向を0°とした場合、反射光の放射角度ごとの強度は紙種ごとに異なる。このため、複数の受光部42a〜42fで受光される反射光の受光強度は、紙種ごとの反射光の指向性(強度分布パターン)に応じた強度となる。
図6に示すように、用紙Pが第1発光部51と第2発光部53との間に搬送され、各発光部51,53から用紙Pに光が照射されると、照射された光の透過光と反射光が第1受光部52と第2受光部54によって受光される。そして、各受光部52,54での透過光と反射光の受光強度情報は、図8に示す比較部56に送られる。第1発光部51が用紙Pに光を照射する場合、比較部56では、第1受光部52での受光信号は反射光として処理され、第2受光部54での受光信号は透過光として処理される。また、第2発光部53が用紙Pに光を照射する場合、比較部56では、第1受光部52での受光信号は透過光として処理され、第2受光部54での受光信号は反射光として処理される。そして、比較部56は各受光部52,54から得た受光強度情報と予め設定した基準強度とを比較し、その比較結果に基づいて重送判別部58が重送の有無を判別する。
具体的には、図15(A)に示すように、1つの発光部からの発光に対する反射光と透過光を、2つの受光部で同時に受光できるため、反射光量と透過光量の比率を高精度に検知できる。また、図15(B)に示すように、一方の発光部から照射した光の反射光と、他方の発光部から照射した光の透過光を、1つの受光部で受光するため、表面状態が類似する紙種において重送の有無の検知に優れている。さらに、図15(C)に示すように、2つの発光部から照射された光の透過光を、2つの受光部で受光することにより、用紙の透過性を平均化して精度良く検知することに優れる。また、図15(D)に示すように、2つの発光部から照射された光の反射光を、2つの受光部で受光することにより、用紙の反射性を平均化して精度良く検知することにも優れている。
図9に示すように、用紙Pが搬送され、当該用紙Pの先端の厚み部分に発光部61からの光が照射されると、照射された光の反射光はフレネルレンズ63を通過して拡大投影され、複数の受光部62a〜62dのうちのいずれか1つ又は複数に受光される。そして、受光部62a〜62dでの反射光の受光強度情報を、図10に示す比較部65に送り、比較部65は受光部62a〜62dから得た受光強度情報と予め設定した基準強度とを比較し、その比較結果に基づいてシート厚み判別部67が用紙の厚みを判別する。
図16(A)に示すように、用紙の厚さが薄い場合は、1つの受光部62aのみに反射光が受光される。これに対し、図16(B)は、前記(A)の場合よりも紙厚が厚い中間的な厚さの用紙からの反射光を受光した場合を示す。図16(B)に示すように、中間的な厚さの用紙からの反射光を受光した場合は、互いに隣接する2つの受光部62a,62bに反射光が受光される。また、図示省略するが、紙厚の厚い用紙からの反射光は、互いに隣接する3つの受光部によって受光される。このように、用紙の厚さによって、厚み部分からの反射光を受光する受光部の個数が異なる。また、図16の(y)に示す反射光強度分布から得られる受光強度は、紙種に応じて異なる。例えば、受光強度のレベルを大・中・小の3パターンに分けると、マイラー紙、コート紙、普通紙における相対的な受光強度は、マイラー紙が小、コート紙と普通紙が中となる。
図18では、紙種は同じ普通紙であるが、厚紙を1枚で搬送した場合(重送無しの場合)と、薄紙を重送した場合(重送有りの場合)の受光量を比較して示している。この表を見ると、厚紙で重送無しの場合と、薄紙で重送有りの場合とでは、第1受光部と第2受光部での透過光の受光量は同じである。このように、透過光の受光量だけでは、両者の区別が付かないため重送の有無を検知できない。しかし、紙厚判別装置の受光量について両者を比較すると、厚紙で重送無しの場合は、中レベルの基準強度よりも大きい受光強度の受光部が3つであり、薄紙で重送有りの場合は、中レベルの基準強度よりも大きい受光強度の受光部が1つであるので、これに基づき両者を区別することが可能である。すなわち、本実施形態では、重送検知装置50に加えて紙厚判別装置60の受光量情報を利用することにより、重送の有無をより高精度に検知することが可能となる。
図19に示すように、本実施形態では、フレネルレンズ63と複数の受光部62a〜62dが、筒状の収容部材68内に収容されており、1つの受光ユニットとして構成されている。詳しくは、フルネルレンズ63は、収容部材68の内面に形成された段差部68aと筒状の押え部材69によって挟まれて固定されている。各受光部62a〜62dは、収容部材68内に収容された4つの孔部70a〜70dを有する保持部材70の各孔部70a〜70dに収容されている。また、各受光部62a〜62dの基端部は、収容部材68内に収容された板状の固定部材71に固定されている。
40 紙種判別装置(シート種類判別装置)
41 発光部
42a〜42f 受光部
46 シート情報格納部
47 シート種類判別部
50 重送検知装置
51 第1発光部
52 第1受光部
53 第2発光部
54 第2受光部
56 比較部
57 基準強度変更部
58 重送判別部
60 紙厚判別装置(シート厚み判別装置)
61 発光部
62a〜62d 受光部
63 フレネルレンズ(拡大投影部材)
65 比較部
66 基準強度変更部
67 シート厚み判別部
68 収容部材
72a ガイド面
74 防塵部材
75 絞り
P 用紙(シート)
Claims (13)
- シートに対して斜め方向からシートの厚み部分に向けて光を照射する発光部と、
前記シートの厚み部分からの反射光を受光すると共に、シートの厚みに対応して反射光幅が増減する方向に並んで配設された複数の受光部と、
前記シートの厚み部分からの反射光を受光した前記受光部での受光強度を基準強度と比較する比較部と、
前記比較部での比較結果から得られた、前記受光強度が前記基準強度より大きい前記受光部の数に応じて、前記シートの厚みを判別するシート厚み判別部を備えたことを特徴とするシート厚み判別装置。 - 前記基準強度を前記シートの種類に応じて変更する基準強度変更部を備えた請求項1に記載のシート厚み判別装置。
- 前記シートの厚み部分からの反射光を拡大して前記受光部に投影する拡大投影部材を設けた請求項1又は2に記載のシート厚み判別装置。
- 前記拡大投影部材をフレネルレンズとした請求項3に記載のシート厚み判別装置。
- 前記複数の受光部と前記拡大投影部材を、収容部材内に収容し、前記収容部材のシート搬送経路と対向する面に、搬送中の前記シートをガイドするガイド面を設けた請求項3又は4に記載のシート厚み判別装置。
- 前記収容部材内に塵や埃が侵入するのを防止する防塵部材を設けた請求項5に記載のシート厚み判別装置。
- 前記受光部に不要な光が入射するのを防止する絞りを設けた請求項1から6のいずれか1項に記載のシート厚み判別装置。
- シートを収容するシート収容部と、当該シート収容部から前記シートを給送するシート給送手段とを備えたシート供給装置において、
請求項1から7のいずれか1項に記載のシート厚み判別装置を備えたことを特徴とするシート供給装置。 - 前記シートの種類を判別するシート種類判別装置を備え、
前記シート種類判別装置は、シートに対して光を照射する発光部と、
前記シートからの反射光を受光すると共に、前記発光部からの照射光軸に対して受光軸が異なる向きに傾斜するように配設された複数の受光部と、
前記シートからの反射光の指向性に対応付けられたシートの種類情報を格納するシート情報格納部と、
前記反射光を受光した前記受光部での受光強度と、前記シート情報格納部が格納している情報に基づき、前記シートの種類を判別するシート種類判別部を備えた請求項8に記載のシート供給装置。 - 前記シートの重送の有無を検知する重送検知装置を備え、
前記重送検知装置は、前記シートの一方の面側に配設された第1発光部及び第1受光部と、前記シートの他方の面側に配設された第2発光部及び第2受光部を備え、
前記第1受光部は、前記第1発光部から前記シートに照射した光の反射光と、前記第2発光部から前記シートに照射した光の透過光を受光し、前記第2受光部は、前記第2発光部から前記シートに照射した光の反射光と、前記第1発光部から前記シートに照射した光の透過光を受光するように構成され、
さらに、前記重送検知装置は、前記透過光と前記反射光を受光した前記第1受光部及び前記第2受光部でのそれぞれの受光強度を基準強度と比較する比較部と、前記比較部での比較結果に基づき重送の有無を判別する重送判別部を備えた請求項8又は9に記載のシート供給装置。 - 重送の有無を判別するための前記基準強度を前記シートの種類に応じて変更する基準強度変更部を備えた請求項10に記載のシート供給装置。
- 前記第1発光部と前記第2受光部を互いに対向するように配設し、かつ、それぞれの中心を同軸上に配設すると共に、前記第2発光部と前記第1受光部を互いに対向するように配設し、かつ、それぞれの中心を同軸上に配設した請求項10又は11に記載のシート供給装置。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載のシート厚み判別装置、又は請求項8から12のいずれか1項に記載のシート供給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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