JP2015210160A - センサ装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センサ装置9は、支持体915と、支持体915に取り付けられ、シートの搬送経路上の検知位置に向けて検出波を放射する放射手段91と、支持体915に取り付けられ、検知位置を通過するシートからの反射波を受信する受信手段92と、搬送経路において検知位置よりも上流側の位置でシートと当接して、該シートの法線方向または略法線方向に支持体915を揺動させて、検知位置におけるシートと、放射手段91との距離を調整するリンク部材917と、を備えている。
【選択図】図10
Description
まず、いくつかの図面に示されるx軸、y軸およびz軸と、α軸、β軸およびγ軸と、を定義する。x方向は画像形成装置1の左右方向を、y方向は同装置1の前後方向を、z方向は同装置1の上下方向を示している。また、α方向は、搬送経路FP上の検知位置QにおけるシートShの搬送方向を、β方向は、同位置QにおけるシートShの法線方向を、γ方向は、α軸およびβ軸の双方と直交するスキュー方向であって、同位置QにおけるシートShのスキュー方向を示す。
図1において、画像形成装置1は、例えば、複写機、プリンタまたはファクシミリ、もしくは、これらの機能を備えた複合機であって、例えば、フルカラー画像をシートSh(例えば、用紙またはOHP用フィルム)に印刷する。かかる画像形成装置1は、大略的に、少なくとも一つの給紙装置2と、レジストローラ対3と、画像形成部4と、定着器5と、排出ローラ対6と、制御手段7と、が備わる。なお、図1には、少なくとも一つの給紙装置2として、上下方向に配置された二つの給紙装置2が例示されている。
排出ローラ対6は、例えばSTPM61からの駆動力で回転し、定着器5から送り出されたシートShを、搬送経路FPの下流側の排紙トレイに排出する。
以下、図3〜図5を参照して、LED方式のセンサ装置9Aについて説明する。図3において、センサ装置9Aは、例えば、放射手段91と、受信手段92とを備える。放射手段91は、少なくとも一つのLED911を、受信手段92は、格子状に配列された複数の受光素子からなるエリアイメージセンサ921を含んでいる。また、必要に応じて、LED911の光軸上には集光レンズ912が、受光素子の光軸上には集光レンズ922が設けられる。
(2)LED911の光軸が各検知位置Qにて搬送経路FPと、所定角度で交差する。
(3)エリアイメージセンサ921が検知位置Qから所定距離(例えば、7mm〜12mm)離れる。
(4)エリアイメージセンサ921の受光面がβ方向に略垂直である。
以下、図6を参照して、レーザ方式のセンサ装置9Bについて説明する。図6において、センサ装置9Bは、センサ装置9Aと比較すると、放射手段91がLED911に代えてレーザ光源911Bを備える点、筐体93をさらに備える点とで相違する。それ以外に両センサ装置9A,9Bの間に相違点は無い。それゆえ、図6において、図3に示す構成に相当するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
以下、図9を参照して、レーザドップラ方式のセンサ装置9Cについて説明する。図9において、センサ装置9Cは、例えばレーザドップラ速度計LV−20Z(キャノン社製)であって、2000mm/secまでの搬送速度を検出可能である。また、後述の通り、電気光学素子による周波数シフタ911,912を導入することで、停止状態から高速搬送まで、幅広い搬送速度に対応可能となっている。それゆえ、センサ装置9Cは、単位時間当たりの印刷枚数が多い高速な画像形成装置に適している。
DF=2×v×sinθ/λ+Δf …(1)
sinθ0=±n×λ/d …(2)
DF0=2×v×sinθ0/λ=2×n×v/d …(3−1)
DF=2×n×v/d+Δf (3−2)
以上の通り、本センサ装置9に適用可能な光学式のセンサ装置9A〜9Cについて説明した。また、センサ装置9A,9Bにおいて、放射手段91が複数個のLEDを含んでおり、これら複数のLEDが、γ方向にアレイ状に配置されても良い。また、上記のような光学式のセンサ装置9A〜9C以外にも、電波や超音波を測定波として用いるセンサ装置も本センサ装置9に適用可能である。
上述の通り、搬送経路FPは実際には、β方向に幅を有するため、シートShの通過位置はβ方向に変動する。その結果、放射手段91および受信手段92と、シートShとの相対的な位置関係が変動する。その結果、一般的なセンサ装置9A〜9Cでは、シートShのβ方向位置により検出結果にばらつきが生じてしまう(図20を参照)。
上記技術的課題に鑑み、本センサ装置9は、図10に示すように、上記放射手段91および受信手段92に加え、支持体915と、アクチュエータ916と、を備えている。
リンク部材917は、γ方向からの平面視でロッド状の部材である。リンク部材917の一方端は、概ね、受信手段92の光軸とガイド面との交点に位置する。また、リンク部材917の他方端は、一方端を基準として、α軸の逆方向およびβ方向のそれぞれに所定距離だけ離れている。これにより、シートShが搬送経路FPのどこを通っても、リンク部材917に当接する。なお、この観点で、リンク部材917は当接部材として働く。また、リンク部材917において、例えば、他方端には回転軸が設けられる。この回転軸は、γ方向に略平行であって、図示しないフレームに設けられた軸受けにより支持される。
次に、図11を参照して、図10に示すセンサ装置9の動作を詳説する。図11最上段に示すように、搬送経路FPを搬送されるシートShがリンク部材917に到達した瞬間、リンク部材917とシートShとは角度θ1で交差する。この時、放射手段91からの検出波は反射して受信手段92に入射されない。また、仮に受信手段92に入射されたとしても、シートShの明暗パターン等を検出できないため、CPU74は搬送速度vとして0を求めることになる。
なお、リンク部材917において、シートShが当接する面には、粘性抵抗を高める材料を着けておくことが、シート衝突時のダンピングを抑制する観点から好ましい。
また、上記実施形態では、支持体915はβ方向に揺動するとして説明した。しかし、これに限らず、略β方向(つまりβ方向に対し所定角度だけ傾いた方向)に支持体915を揺動するように、アクチュエータ916を構成しても構わない。ここで、所定角度は、約45°である。
次に、上記センサ装置9の第一変形例について、図12を参照して説明する。まず、図12上段において、センサ装置9は、図10のものと比較すると、リンク部材917と、放射手段91および受信手段92のホルダとが一体的な部品である点で相違する。また、図12下段において、センサ装置9は、図10のものと比較すると、リンク部材917と、放射手段91および受信手段92のホルダを含めた支持体915全体が一体的な部品である点で相違する。それ以外に、両センサ装置9の間に相違点は無い。それゆえ、図12において、図10の構成に相当するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略している。
上記の通り、リンク部材917は、少なくとも放射手段91および受信手段92のホルダと一体的に構成されるため、これらの取り付けばらつきを抑制することが可能となる。
次に、上記センサ装置9の第二変形例について、図13を参照して説明する。図13において、センサ装置9は、図10のものと比較すると、リンク部材917と支持体915とがジョイント919により連結されている点で相違する。それ以外に、両センサ装置9の間に相違点は無い。それゆえ、図13において、図10の構成に相当するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略している。
次に、図14を参照して、図13に示すセンサ装置9の動作を詳説する。図14上段には、シートShがリンク部材917と当接することなく搬送経路FPの検知位置Qを通過する場合が示される。それに対し、図14下段に示すように、シートShが当接部材の一例としてのリンク部材917と当接する場合、リンク部材917は他方端を中心として反時計回りに回転する。それに応じて、ジョイント919は、孔920内をリンク部材917の他方端側に向けて転がりながら移動する。支持体915は、ジョイント919のγ方向両端に支持されているため、β軸の正方向に向かって移動する。これにより、放射手段91および受信手段92と、シートShとの相対的な位置関係を、シートShが通過する位置によらず概ね一定に保つことが可能となる。
次に、上記センサ装置9の第三変形例について、図15を参照して説明する。図15において、センサ装置9は、図10のものと比較すると、アクチュエータ916に代えて、アクチュエータ925を備えている点で相違する。それ以外に、両センサ装置9の間に相違点は無い。それゆえ、図13において、図10の構成に相当するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略している。
リンク部材926,927はそれぞれ、γ方向からの平面視で概ね同じ長さのロッド状の部材である。リンク部材926の一方端の位置は、受信手段92の光軸とガイド面との交点と概ね同じである。また、リンク部材926の他方端は、一方端を基準として、α軸の逆方向およびβ方向のそれぞれに所定距離だけ離れている。また、リンク部材926の両端には、γ方向に略平行な回転軸が設けられる。一方端側の回転軸は、支持体915においてγ方向に相対する内壁に形成された軸受けにより回転可能に支持され、他方端側の回転軸は、図示しないフレームに設けられた軸受けにより回転可能に支持される。
次に、図16を参照して、図15に示すセンサ装置9の動作を詳説する。図16上段には、シートShがリンク部材926と当接することなく搬送経路FPの検知位置Qを通過する場合が示される。それに対し、図16下段には、シートShがリンク部材926と当接する場合が示される。この観点で、リンク部材926は、当接部材の一例して機能する。シートShが当接すると、リンク部材926,927は他方端を中心として反時計回りに回転する。支持体915は、リンク部材926,927の一方端側の回転軸に連結されているためβ軸の正方向に向かって移動する。これにより、放射手段91および受信手段92と、シートShとの相対的な位置関係を、シートShが通過する位置によらず概ね一定に保つことが可能となる。
上記のようなセンサ装置9は、検知位置Q(詳細は表1を参照)に設けられて、図2に示すようにCPU74が各種ローラ対の回転速度の制御等に使用される。
例えば、下段側の給紙ローラ対22はDCBLM23により駆動され、この給紙ローラ対22の直ぐ下流にセンサ装置92が設けられている。CPU74は、センサ装置92の検出結果から、シートShの搬送速度vおよび位置pが導出され、導出した搬送速度vおよび位置pに基づきDCBLM23の回転速度を制御する。
上記第一応用例では、搬送速度vが目標速度となるように制御された。しかし、周知の通り、画像形成装置1では、現在位置pが理想位置となるように制御される場合もある。この場合にも、センサ装置9を適用可能である。
ところで、図1には、各給紙装置2が給紙ローラ対22を備える例を示した。しかし、給紙装置2は、図18に示すように、給紙ローラ対22に加え、周知のピックアップローラ24を備えている場合がある。センサ装置9は、上記以外にも、ピックアップローラ24の寿命(メンテナンス時期)の診断にも適用可能である。センサ装置9は、かかる用途のために、給紙トレイ21に積載された最上位のシートShに対向するように配置される。CPU74は、かかるセンサ装置9の検出結果から、シートShのα方向への搬送速度vや移動量mを導出して、これらが基準値よりも遅くなっている場合、ピックアップローラ24の寿命またはメンテナンスの時期が到来しているとみなす。
なお、S13でNoと判断した場合、CPU74は、ピックアップローラ24がシートShをピックアップできていない可能性があるため、DCBLM23を停止させた後、再起動させても良い。
22 給紙ローラ対
3 レジストローラ対
6 排出ローラ対
7 制御手段
8 縦搬送ローラ対
9,91〜95 センサ装置
91 放射手段
92 受信手段
915 支持体
916 アクチュエータ
917 リンク部材(当接部材)
919 ジョイント
926 第一リンク部材(当接部材)
927 第二リンク部材(当接部材)
Claims (7)
- 支持体と、
前記支持体に取り付けられ、シートの搬送経路上の検知位置に向けて検出波を放射する放射手段と、
前記支持体に取り付けられ、前記検知位置を通過するシートからの反射波を受信する受信手段と、
前記搬送経路において前記検知位置よりも上流側の位置でシートと当接して、該シートの法線方向または略法線方向に前記支持体を揺動させて、前記検知位置におけるシートと、前記放射手段との距離を調整する当接部材と、を備えたセンサ装置。 - 前記支持体は、前記シートの略法線方向に移動可能に構成され、前記当接部材は、前記シートが当接することで、前記シートの略法線方向に移動可能に構成され、前記支持体と連結される、請求項1に記載のセンサ装置。
- 前記シートが前記検知位置を通過後に、前記支持体を元の位置に戻す弾性部材をさらに備える、請求項2に記載のセンサ装置。
- 前記当接部材と前記支持体とを連結するジョイントをさらに備える、請求項1〜3のいずれかに記載のセンサ装置。
- 前記当接部材は、前記支持体に一体的に固定される、請求項1〜3のいずれかに記載のセンサ装置。
- 前記当接部材においてシートが当接する面には粘性抵抗が付与されている、請求項1〜5のいずれかに記載のセンサ装置。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のセンサ装置と、
前記搬送経路上に設けられたローラであって、シートを搬送するローラと、
前記受信手段により受信された反射波に基づき、前記搬送経路におけるシートの搬送速度を求め、求めた搬送速度に基づき、前記ローラの回転速度を調整する制御手段と、を備えた画像形成装置。
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