JP2018117257A - シート端部検知装置及び原稿搬送装置 - Google Patents

シート端部検知装置及び原稿搬送装置 Download PDF

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聡子 大澤
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Abstract

【課題】発光部と受光部とを有し、シート搬送路を搬送されるシートの搬送方向と直交する方向の端部の位置を、受光部が受光する光量によって検知する装置にいて、通常よりも薄いシートであってもシートを透過する光の影響を抑えながら正確にシート端部位置を検知する。
【解決手段】発光部61から受光部62に至る光路において、発光部61と原稿搬送路97との間及び原稿搬送路97と受光部62との間に、偏光方向が同じ偏光光線のみを通過させる第1偏光板63a及び第2偏光板63bを設ける。
【選択図】図4

Description

本発明はシート端部検知装置及び原稿搬送装置に関するものである。
複写機に取り付けられている自動原稿読取装置において、原稿トレイに載置した原稿の搬送方向と直交する方向の規制が不十分であると原稿の通紙位置がズレることがある。原稿の画像を読む際にはこのズレを補正する必要がある。
原稿のズレを補正する方法としては、画像から原稿の端部を読取って補正する方法がある。しかし、この方法では原稿を広めに読み込む必要があるため多くのメモリーと読み込み後の処理時間が必要となる。また、ラインセンサーを用いて原稿の端部を検出する方法もあるが、ラインセンサーは高価であり、また情報量が多いため処理が複雑となる。
特許文献1に記載の画像読取装置では、受光素子としてフォトダイオードを用い、フォトダイオードの受光量に基づいて搬送された原稿のズレ量を検知している。また特許文献1には、原稿が通常よりも薄い場合に光線が原稿を透過しフォトダイオードに達して原稿位置検知の誤差となることを考慮し、横ズレ検知センサーとは別に、原稿によって完全に遮光される位置に透過量検出センサーを設けて、透過量検出センサーの検出値に基づいて横ズレ検知センサーの検出値を補正する機構も記載されている。
特開2005−12782号公報
特許文献1に記載の横ズレ検知方法では、原稿が通常よりも薄い場合に対応するためには横ズレ検知用と透過量検出用との2つの高価なセンサーを設ける必要がある。
本発明の目的は、1つのセンサーを用いて、通常よりも薄いシートであってもシートを透過する光の影響を抑えながら正確にシート端部位置を検知可能な装置を提供することにある。
前記目的を達成する本発明に係るシート端部検知装置は、発光部と受光部とを有し、シート搬送路を搬送されるシートの搬送方向と直交する方向の端部の位置を、前記受光部が受光する光量によって検知する装置であって、前記発光部から前記受光部に至る光路において、前記発光部と前記シート搬送路との間及び前記シート搬送路と前記受光部との間にそれぞれ、偏光方向が同じ偏光光線のみを通過又は反射させる偏光部材が少なくとも1つ設けられていることを特徴とする。
前記構成のシート端部検知装置において、前記シート搬送路を挟んで一方側に前記発光部が設けられ、もう一方側に前記受光部が設けられている構成としてもよい。
前記構成のシート端部検知装置において、前記偏光部材の少なくとも1つが偏光板である構成としてもよい。
前記構成のシート端部検知装置において、前記発光部と前記シート搬送路との間に第1偏光板が設けられ、前記シート搬送路と前記受光部との間に第2偏光板が設けられ、第1偏光板及び第2偏光板は、前記シート搬送路を構成するガイド部材の一部をなし、第1偏光板と第2偏光板との間をシートが搬送される構成としてもよい。
前記構成のシート端部検知装置において、第1偏光板と第2偏光板とが、第1偏光板と第2偏光板とを通過する光量が最大となる向きで一体に成形されてなる構成としてもよい。
前記構成のシート端部検知装置において、前記発光部から第1偏光板までの距離及び前記受光部から第2偏光板までの距離よりも第1偏光板と第2偏光板との距離が短い構成としてもよい。
前記構成のシート端部検知装置において、前記シート搬送路を挟んで一方側に前記発光部と前記受光部とが設けられ、もう一方側にミラー部材が設けられている構成としてもよい。
前記構成のシート端部検知装置において、前記偏光部材の少なくとも1つが、入射光がブリュースター角で入射するよう配置された反射部材である構成としてもよい。
前記構成のシート端部検知装置において、前記発光部からの光線を略平行光とする光学部材を有する構成としてもよい。
前記構成のシート端部検知装置において、前記発光部がレーザー光源である構成としてもよい。
本発明に係る原稿搬送装置は、シートを搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されるシートのシート搬送方向と直交する方向の端部位置を検知する前記のいずれかに記載のシート端部検知装置とを有することを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、前記記載の原稿搬送装置を備え、前記搬送手段によって搬送されたシートの画像を読み取る読取手段と、前記読取手段によって読み取られた前記シートの画像データを格納する記憶手段と、前記シート端部検知装置の出力信号に基づいて基準位置からのシートのズレ量を算出するズレ量算出手段と、算出されたシートのズレ量に基づいて前記記憶手段に格納された画像データの読み出し位置を補正して前記画像データを出力する制御手段を備えたことを特徴とする。
本発明のシート端部検知装置によれば、1組の発光部と受光部を用いて、通常よりも薄いシートであってもシートを透過する光の影響を抑えながら正確にシート端部位置の検知が可能となる。
本発明の原稿搬送装置を備えた画像形成装置の部分垂直断面図である。 本発明の原稿搬送装置の垂直断面正面図である。 従来のシート端部検知装置の構成を模式的に示した図である。 本発明に係るシート端部検知装置の第1実施形態の構成を示す模式図である。 発光部から出射した光線を平行光とする光学部材の一例を示す図である。 第2実施形態に係るシート端部検知装置の構成を示す模式図である。 第3実施形態に係るシート端部検知装置の構成を示す模式図である。 ブリュースター角を説明する図である。 第4実施形態に係るシート端部検知装置の構成を示す模式図である。
以下、本発明の実施の形態に係るシート端部検知装置等を図面を参照しつつ説明する。各実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。また、本発明は以下の内容に限定されるものではない。なお、図1の矢印付き二点鎖線は用紙の搬送経路及び搬送方向を示す。また、図1における上下方向、左右方向及び紙面奥行き方向が画像形成装置の上下方向、左右方向及び奥行き方向である。
最初に、本発明の原稿搬送装置を備えた画像形成装置について、図1を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図1は画像形成装置の部分垂直断面図の一例である。
図1に示す画像形成装置1は、所謂タンデム型のカラー複写機であり、原稿(シート)の画像を読み取る画像読取部2と、読み取った画像を用紙等の転写材に印刷する印刷部3と、印刷条件の入力や稼働状況の表示を行うための操作部4と、主制御部7とを備える。
画像読取部2としてはプラテンガラス2aの上面に載置された原稿の画像を、不図示のスキャナーを移動して読み取る公知のものである。また、画像形成装置1は原稿搬送装置40を備え、原稿搬送装置40及び画像読取部2を利用して複数枚の原稿の画像を1枚ずつ自動的に読み取ることも可能である。原稿の画像は赤(R)、緑(G)、青(B)の三色に色分解され、不図示のCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサーで電気信号に変換される。これにより、画像読取部2は赤(R)、緑(G)、青(B)の色別の画像データを得る。
画像読取部2が原稿から得た色別の画像データは主制御部7において各種処理が行われ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各再現色の画像データに変換されて主制御部7のメモリー(記憶手段)71に格納される。また、主制御部7のズレ量算出手段72によって、後述するシート端部検知装置6aからの出力信号に基づいて基準位置からの原稿の横ズレ量が算出される。主制御部7によって、メモリー71に格納された再現色別の画像データは、ズレ量算出手段72で算出された横ズレ量に基づいて読み出し位置が補正された後、像担持体である感光体ドラム21に対する光走査を行うために用紙の搬送と同期して走査ラインごとに読み出される。
印刷部3は電子写真方式によって画像を形成し、その画像を用紙に転写して印刷する。印刷部3は中間転写体を無端状のベルトとして形成した中間転写ベルト11を備える。中間転写ベルト11は駆動ローラ12、従動ローラ13、14に巻き掛けられる。中間転写ベルト11は駆動ローラ12によって図1における反時計回りに回転移動する。
駆動ローラ12は中間転写ベルト11を挟んで対向する二次転写ローラ15に圧して接触する。従動ローラ14の箇所では、中間転写ベルト11を挟んで従動ローラ14に対向するように設けられた中間転写クリーニング部16が中間転写ベルト11の外周面に接触する。中間転写クリーニング部16は中間転写ベルト11の外周面に形成されたトナー像が用紙に転写された後、中間転写ベルト11の外周面に残留したトナーなどの付着物を除去してクリーニングする。
中間転写ベルト11の下方にはイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各再現色に対応する画像形成部20Y、20M、20C、20Kが設けられる。なおこの説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Y」、「M」、「C」、「K」の識別記号の記載を省略して、例えば「画像形成部20」と総称することがある。4台の画像形成部20は中間転写ベルト11の回転方向に沿って、回転方向の上流側から下流側に向けて一列にして配置される。4台の画像形成部20は構成がすべて同じであり、図1における時計回りに回転する感光体ドラム21を中心としてその周囲に帯電部、露光部(露光装置23)、現像部、ドラムクリーニング部及び一次転写ローラを備える。
中間転写ベルト11の上方には、4台の各再現色の画像形成部20に対応するトナーボトル31及びトナーホッパー32が設けられる。現像部及びトナーホッパー32に対しては各々の内部のトナーの残量を検出する不図示の残量検出部が設けられる。また、現像部とトナーホッパー32との間及びトナーホッパー32とトナーボトル31との間には各々不図示のトナーの補給装置が設けられる。残量検出部によって現像部の内部のトナーの残量の低下が検出されると、補給装置がトナーホッパー32から現像部にトナーを補給するように駆動する。さらに、残量検出部によってトナーホッパー32の内部のトナーの残量の低下が検出されると、補給装置がトナーボトル31からトナーホッパー32にトナーを補給するように駆動する。トナーボトル31は装置本体に対して着脱可能に設けられ、適宜新しいものと交換することができる。
画像形成部20の下方には露光部である露光装置23が配置される。露光装置23は4台の画像形成部20に対して1台で対応し、4個の感光体ドラム21各々に個別に対応した不図示の4つの半導体レーザ等の光源を有する。露光装置23は4つの半導体レーザを各再現色の画像階調データに応じて変調して、各再現色に対応するレーザ光を4個の感光体ドラム21に対して個別に出射する。
露光装置23の下方には用紙供給装置91が設けられる。用紙供給装置91はその内部に複数の用紙Pを積載して収容し、用紙束の最上層から順に用紙Pを1枚ずつ用紙搬送路Qに送り出す。用紙積載装置91から用紙搬送路Qに送り出された用紙Pはレジストローラ対94の箇所に到達する。そして、レジストローラ対94が用紙Pの斜め送りを矯正(スキュー補正)しつつ中間転写ベルト11の回転と同期をとって、中間転写ベルト11と二次転写ローラ15との接触部(二次転写ニップ部)に向けて用紙Pを送り出す。
画像形成部20では露光装置23から照射されたレーザ光によって感光体ドラム21の表面に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像部によってトナー像として可視像化される。感光体ドラム21の表面に形成されたトナー像は感光体ドラム21が中間転写ベルト11を挟んで一次転写ローラと対向する箇所において中間転写ベルト11の外周面に一次転写される。そして、中間転写ベルト11の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部20のトナー像が順次中間転写ベルト11に転写されることにより、中間転写ベルト11の外周面にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像(印刷画像)が形成される。
中間転写ベルト11の外周面に一次転写されたカラートナー像はレジストローラ対94により同期をとって送られてきた用紙Pに、中間転写ベルト11と二次転写ローラ15とが接触して形成される二次転写ニップ部にて転写される。
二次転写ニップ部の上方には定着部95が備えられる。二次転写ニップ部にて未定着トナー像が転写された用紙Pは定着部95へと送られ、トナー像が加熱、加圧されて用紙Pに定着される。定着部95を通過した用紙Pは中間転写ベルト11の上方に設けられた用紙排出部96に排出される。
操作部4は画像形成装置1の上部の正面側に設けられる。操作部4はタッチパネルを有する表示部4wを備える。操作部4は、例えばユーザーによる印刷に使用する用紙Pの種類やサイズ、拡大縮小、両面印刷の有無といった印刷条件などの設定の入力や、ファクシミリ送信におけるファックス番号や送信者名などの設定の入力を受け付ける。また、操作部4は、例えば装置の状態や注意事項、エラーメッセージなどを表示部4wに表示することによって、それらをユーザーに対して報知するための報知部としての役割も果たす。
また、画像形成装置1にはその全体の動作制御のため、不図示のCPUや画像処理部、その他の図示しない電子部品で構成された主制御部7が設けられる。主制御部7は中央演算処理装置であるCPUと画像処理部とを利用し、メモリー71に記憶、入力されたプログラム、データに基づき画像読取部2や原稿搬送装置40、印刷部3などといった構成要素を制御して一連の画像形成動作、印刷動作を実現する。
続いて、画像形成装置1の原稿搬送装置40の構成とその動作について、図1に加えて図2を用いて説明する。図2は原稿搬送装置40の垂直断面正面図である。なお、図2における上下方向、左右方向及び紙面奥行き方向が画像形成装置1及び原稿搬送装置40の上下方向、左右方向及び前後方向である。
原稿搬送装置40は、図1に示すようにプラテンガラス2aと対向する形でその上方に設けられる。原稿搬送装置40はプラテンガラス2aの表面全体をカバーする略直方体形状を成すユニットである。
原稿搬送装置40は画像読取部2の背面側に設けられた左右方向に略水平に延びる不図示の2箇所の支軸を中心として、画像形成装置1本体に対して揺動可能に取り付けられる。これにより、原稿搬送装置40はその正面側部分を自由端として上下に振るようにして揺動し、プラテンガラス2aの表面の開放、閉鎖が可能である。
原稿搬送装置40は、図2に示すようにその下面に原稿マット40aを備える。原稿マット40aはその一面がプラテンガラス2aに対向する原稿背景部となる。原稿マット40aは例えばスポンジ等の弾性部材を含んで表面が白色を成し、プラテンガラス2aの全域をカバーする位置及び大きさを成す。原稿搬送装置40でプラテンガラス2aの表面を閉鎖したとき、原稿マット40aはプラテンガラス2aに載置された原稿に上方から圧して接触し、その全面を均一に加圧するように密着して原稿を移動しないように保持する。
原稿搬送装置40は原稿マット40aに加えて、給紙トレイ41、原稿搬送部50及び排紙トレイ42を備える。
給紙トレイ41は原稿搬送装置40の上部に配置された原稿の載置部である。給紙トレイ41には原稿を上方から載置して積み上げることができる。給紙トレイ41は原稿搬送方向の上流から下流に向かって、すなわち図2において右方から左方に向かって下る傾斜を有する。
給紙トレイ41の原稿搬送方向下流部には原稿の押し上げ部41aが設けられる。押し上げ部41aは給紙トレイ41の載置面に沿った形状を成し、その上流端に設けられて原稿搬送方向と交差する方向である原稿幅方向に延びる不図示の支軸を中心とし、下流端を自由端として垂直面内で回転可能にして設けられる。押し上げ部41aは原稿の供給時に、不図示のモーター等によって支軸を中心として回転されることで、給紙トレイ41に積み上げられた原稿の下流端がその上方に配置された供給ローラ52に接触するように上方に向かって付勢される。
原稿搬送部50は給紙トレイ41の原稿搬送方向の下流端に原稿供給口51と、供給ローラ52とを備える。供給ローラ52は給紙トレイ41に積み上げられた原稿を最上層から1枚ずつ分離して原稿搬送部50の内部へと供給し、搬送する。原稿供給口51の下流側には原稿搬送部50の内部に向かって原稿搬送路97が延びる。
原稿搬送路97にはレジストローラ対(搬送手段)54が設けられる。レジストローラ対54は原稿の斜め送りを矯正(スキュー補正)した後、原稿をさらに搬送方向下流へと送り出す。また、原稿搬送路97の各所には搬送ローラ55が設けられる。
レジストローラ対54の原稿搬送方向の下流側にはシート端部検知装置6aが設けられる。シート端部検知装置6aについては詳細を後述する。
原稿搬送路97の、レジストローラ対54及びシート端部検知装置6aの原稿搬送方向下流は原稿搬送装置40の底面に到達し、この箇所に第1原稿読取部56が設けられる。第1原稿読取部56に送り込まれた原稿は原稿搬送路97上をさらに下流側へ、すなわち図2において第1原稿読取部56の箇所を左方から右方へと移動する最中に、その下方に設けられた画像形成装置1本体の画像読取部2により、下側の面である第1面の画像データが読み取られる。
原稿搬送路97の、第1原稿読取部56の原稿搬送方向下流には第2原稿読取部57が設けられる。原稿の両面の画像データの読み取りが必要な場合、第2原稿読取部57に送り込まれた原稿は原稿搬送路97上をさらに下流側へ、すなわち図2において第2原稿読取部57の箇所を左方から右方へと移動する最中に、その上方に設けられた第2原稿読取部57により、上側の面である第2面の画像データが読み取られる。
原稿搬送路97の下流端には原稿排出口58が設けられる。画像データの読み取りが済んだ原稿は原稿排出口58から排紙トレイ42に排出される。排紙トレイ42は給紙トレイ41のすぐ下方に備えられ、これらのトレイが上下二段にして構成される。排紙トレイ42に排出された原稿は原稿搬送装置40の正面側から取り出すことができる。
給紙トレイ41と、排紙トレイ42とは互いの原稿搬送方向を逆にして、すなわち図2において給紙トレイ41は原稿を左方に向かって送り出し、排紙トレイ42は原稿を左方から受け取る形にして構成される。これにより、原稿供給口51から原稿排出口58まで延びる原稿搬送路97は、図2に示すようにU字状に湾曲した構成を横方向に傾けた形態で設けられる。
上記構成により、原稿搬送装置40は給紙トレイ41に載置された原稿を1枚ずつ分離して原稿搬送部50の内部に供給し、第1原稿読取部56及び第2原稿読取部57でその画像データを読み取った後、排紙トレイ42に排出する。
(第1実施形態)
続いて、シート端部検知装置6aの詳細な構成とその動作について、図3〜図6を用いて説明する。
図3は、受光部が受光する光量によって原稿端部を検知する従来の検知装置の構成を模式的に示した図である。なお、図3において原稿Pは紙面に対して垂直方向に搬送される。また光線は発光部61から受光部62に向かって出射される。原稿搬送路97を搬送される原稿Pの端部が、発光部61から受光部62に至る光路の一部を遮ることによって、受光部62が受光する光量が変化する。具体的には図3において、搬送される原稿Pの端部が左側寄りを通過するほど受光部62の受光量は少なくなる。反対に、搬送される原稿Pの端部が右側寄りを通過するほど受光部62の受光量は多くなる。したがって基本的には、受光部62の受光量と搬送される原稿Pの端部位置との相関関係を予め求めておけば、受光部62の受光量を測定することによって搬送される原稿Pの端部位置を検知することができる。
しかしながら、図3に示すように、搬送される原稿Pが薄い場合には、発光部61から出射した光線の一部が原稿Pを透過し受光部62で受光される。このような場合、受光部62の受光量と原稿P端部位置との相関関係が変化し原稿Pの端部位置検知に誤差が生じる。
そこで本発明のシート端部検知装置では、偏光した光線が原稿Pを透過すると非偏光になる特性を利用して、原稿Pを透過した光線が受光部62に入射するのを抑えて原稿Pの端部位置を高い精度で検知可能とした。
図4は、本発明のシート端部検知装置の構成例を示す模式図である。図4において原稿Pは紙面に対して垂直方向に搬送され、図4は、原稿搬送方向に対して直交する方向(幅方向)の原稿搬送路97の一方端部の拡大模式図である。原稿搬送路97を挟んで一方側(図4の上側)に発光部61が設けられ、もう一方側(図4の下側)に受光部62が設けられている。
原稿搬送路97を構成する上下ガイド部材98a,98bの一部として第1偏光板63aと第2偏光板63bとが用いられ、第1偏光板63aと第2偏光板63bとは距離D3隔てて平行に設けられている。第1偏光板63aと第2偏光板63bとは特定の偏光方向の光線のみを透過させる機能を有し、透過する光線の偏光方向が同じになる向きとなるように、換言すると、第1偏光板63aと第2偏光板63bとを通過する光量が最大となるとなるように連結部材63cによって一体固定されユニット化されている。
なお、第1偏光板63aと第2偏光板63bとは原稿搬送路97とは別体に設けてもよい。すなわち、発光部61と原稿搬送路97との間に第1偏光板63aを設け、原稿搬送路97と受光部62との間に第2偏光板63bを設ける。そして、原稿搬送路97の光線が通過する領域は開口領域又は透光性部材からなる領域とし、発光部61から光線が原稿Pに照射されて受光部62に至るようにしてもよい。
第1偏光板63a及び第2偏光板63bの幅方向の長さは、原稿搬送路97を搬送される原稿Pの最大ズレ量以上の長さに設定されている。また、第1偏光板63aと第2偏光板63bとの間の距離D3は、搬送される原稿Pのばたつきを抑える観点からは、原稿Pの搬送が可能な範囲においてできるだけ短くするのが望ましい。
原稿搬送路97を通過する原稿Pが原稿搬送路97の上下方向にばらついた場合の受光部62での受光量の変化を抑制する観点からは、第1偏光板63aに入射する光線は平行光であるのが望ましい。そのため、指向性の低い発光部61を用いる場合には、発光部61の光量を大きくすると共に、発光部61から第1偏光板63aまでの距離D1を十分に長くして第1偏光板63aに入射する光線を略平行光とする。あるいは、発光部61から出射した光線を平行光とする光学部材を設けて第1偏光板63aに入射する光線を平行光とする。光学部材を用いる場合には、発光部61から第1偏光板63aまでの距離D1を長くする必要がなく装置の小型化が図れ、また発光部61の光量を大きくする必要がなくなる。
このような光学部材としては、例えば、図5(a),(b)に示すように、セルフォック(登録商標)レンズなどの屈折率を動径方向に変化させた自己焦点形成型の端面が平坦なロッドレンズ81や断面放物線状の反射ミラー82が挙げられる。光学部材としてロッドレンズ81を用いる場合には、発光部61と第1偏光板63aとの間にロッドレンズ81を設ける。発光部61から放射された光はロッドレンズ81の上端面からロッドレンズ81に入射し、内部の屈折率の所定分布によって平行光とされて下端面から出射する。また、図5(b)に示すように、光学部材として断面放物線状の反射ミラー82を用いる場合には、反射ミラー82を、開口部が原稿搬送路97の方向に向いた状態で発光部61を囲むように取り付けると共に、発光部61から出射した光が反射ミラー82に照射するように発光部61を設置する。発光部61から放射された光は反射ミラー82に照射され、反射ミラー82で反射されて平行光となって第1偏光板63aに入射する。
あるいはまた、発光部61としてレーザー光源などの指向性の高い光源を用いてもよい。指向性の高いレーザー光源などの光源を用いる場合には、前記の光学部材を用いることなく第1偏光板63aに入射する光は略平行光となる。
本発明で使用する受光部62としては、例えば、幅方向に所定の長さを有する1チップからなるフォトダイオードが使用される。フォトダイオードでは、受光量によってフォトダイオードからの出力電圧値が直線的に変化する。原稿Pの端部位置によって受光部62に入射する光量が異なるので、受光部62の受光量によって原稿Pの端部位置を検知することができる。第2偏光板63bと受光部62との距離D2は、可能な範囲において長くするのが望ましい。後述するように、原稿Pを透過した光線は拡散光となっているため、第2偏光板63bと受光部62との距離D2を長くすることによって原稿Pを透過した光線が受光部62で受光される量を減らすことができる。
結果的に、発光部61から第1偏光板63aまでの距離D1及び第2偏光板63bから受光部62までの距離D2よりも第1偏光板63aと第2偏光板63bとの距離D3は短く設定されるのがよい。
次に、このような構成のシート端部検知装置6aの検知機構について説明する。図4に示す装置6aにおいて、発光部61から出射した光線は、発光部61と第1偏光板63aとの距離D1を長くすることにより第1偏光板63aには略平行光として入射する。もちろん前述のようにロッドレンズ81や反射ミラー82などの光学部材を用いて発光部61から出射した光線を平行光としても構わない。第1偏光板63aは特定方向の偏光光線のみを通過させる。理解を容易にするために単純化して説明する。仮に第1偏光板63aに入射した光線の光量を100%とすると、第1偏光板63aを通過した光線は偏光光線となりその光量は50%になる。
第1偏光板63aを通過した光線のうち原稿Pが存在している領域の光線は原稿Pに当たり、原稿Pが存在していない領域の光線はそのまま第2偏光板63bに至る。原稿Pに当たった光線は原稿Pによって進行が遮られるが、原稿Pが通常よりも薄い場合には原稿Pに照射した光線の一部が原稿Pを透過する。仮に原稿Pに照射した光線の1/5が原稿Pを透過したとすると、原稿Pを透過した光量は当初の10%になる。ここで、原稿Pに照射した光線は第1偏光板63aを通過した光線であるので特定の偏光を有しているが、原稿Pを透過することによって非偏光で且つ拡散光となる。
次いで、第2偏光板63bには、第1偏光板63aを通過してそのままの状態の光線と、原稿Pに当たって原稿Pを透過した光線とが入射する。第2偏光板63bは第1偏光板63aと同じ偏光方向の光線のみを通過させる。したがって、第1偏光板63aを通過してそのまま第2偏光板63bに至った光線は、第2偏光板63bに遮られることなくほぼすべて通過し、図4では第2偏光板63bを通過する光量は当初の45%になる。一方、原稿Pを透過した光線は非偏光となっているので、第2偏光板63bを通過する光線の光量は約半分となり当初の光量に対して5%にまで減少する。
そして、第2偏光板63bを通過した光線は受光部62で受光される。第1偏光板63aを通過し原稿Pに遮られることなく第2偏光板63bを通過してきた光線の光量は前述のように当初の45%であるのに対して、第1偏光板63aを通過し、さらに原稿Pを透過した後、第2偏光板63bを通過してきた光線の光量は5%である。加えて、原稿Pを透過してきた光線は拡散光となっているため、第2偏光板63bから受光部62までの距離D2を長くすることによって受光部62で受光される光量が一層低く抑えられる。このように、原稿Pを透過してきた光線の光量は、原稿Pに遮られなかった光線の光量の約1/10となるので、受光部62の受光量によって原稿Pの端部位置を検知する際に、原稿Pを透過してきた光線の影響を大きく抑えることができるようになる。
(第2実施形態)
図6に、第2実施形態に係るシート端部検知装置6bの概略構成図を模式的に示す。図6(a)は側面から見た断面図であって、原稿Pは紙面に対して垂直方向に搬送され、図6(b)は正面から見た断面図であって、原稿Pは右から左方向に搬送される。
図6に示すシート端部検知装置6bでは、原稿搬送路97を構成する上下ガイド板98a,98bの幅方向一方側の端部に、原稿Pの端部が露出するように開口部99a,99bが形成されている。開口部99bの下方に開口部99bと対向するようにミラー部材65が配置されている。そして、原稿搬送路97の上方に発光部61及び板状の受光部62が配置されている。より詳細には、図6(b)に示すように発光部61はミラー部材65の反射面の原稿搬送方向中央よりも上流側で原稿搬送路97の上方に配置され、受光部62はミラー部材65の反射面の原稿搬送方向中央よりも下流側で原稿搬送路97の上方に配置されている。そして、図6(a)に示すよう、発光部61はミラー部材65の反射面の幅方向中央で原稿搬送路97の上方に配置され、受光部62は幅方向中央部がミラー部材65の反射面の幅方向中央部と同一線上で原稿搬送路97よりも上方に配置されている。また、発光部61から出射される光は拡散光線で、反射ミラー65で反射した光線は幅方向に広がるため、受光部62の幅方向の長さは反射ミラー65の幅方向の長さよりも長く設定されている。
発光部61と原稿搬送路97との間及び受光部62と原稿搬送路97との間に1枚の偏光板64が配置されている。偏光板64は、発光部61から原稿搬送路97へ向かう光線が通過する領域及び原稿搬送路97から受光部62に向かう光線が通過する領域の全てを含む大きさを有する。すなわち、発光部61から原稿搬送路97へ向かう光線及び原稿搬送路97から受光部62に向かう光線は必ず偏光板64を通過する。なお、偏光板64を2枚として、一方の偏光板を発光部61から原稿搬送路97へ向かう光線が通過する領域に設け、もう一方の偏光板を原稿搬送路97から受光部62に向かう光線が通過する領域に設けてもよい。
このような構成のシート端部検知装置6bの検知機構について説明する。発光部61から出射され原稿搬送路97へ向かう光線は偏光板64に入射する。前記実施形態と同様に、偏光板64は特定方向の偏光光線のみを通過させるので、例えば偏光板64に入射した光線の光量を100%とすると、偏光板64を通過した光線は偏光光線となりその光量は50%になる。次いで、偏光板64を通過した光線のうち原稿Pが存在している領域の光線は原稿Pに当たり、原稿Pが存在していない領域の光線はそのまま反射ミラー65に至る。原稿Pに当たった光線は原稿Pによって進行が遮られるが、原稿Pが通常よりも薄い場合には原稿Pに照射した光線の一部が原稿Pを透過する。ここでは原稿Pに当たった光線の1/5が透過すると仮定すると原稿Pを透過した光線の光量は10%となる。加えて、原稿Pに照射した光線は偏光板64を通過した光線であるので特定の偏光を有しているが、原稿Pを透過することによって非偏光で且つ拡散光となる。
そして、第1偏光板63aを通過した状態のままの光線と、原稿Pに当たって原稿Pを透過した光線とが反射ミラー65に至り、反射ミラー65によってそれぞれ反射される。反射ミラー65で反射した光線のうち原稿Pが存在している領域に進んだ光線は再び原稿Pに当たり、原稿Pが存在していない領域に進んだ光線はそのまま偏光板64に至る。前述のように、通常よりも薄い原稿Pの場合には当たった光線の一部は透過する。仮に原稿Pに当たった光線の1/5が原稿Pを透過するとすると、原稿Pを初めて透過した光線の光量は当初の10%となり、原稿Pを2度透過した光線の光量は当初の2%となる。加えて、原稿Pを透過した光線は非偏光で且つ拡散光となる。
次いで、反射ミラー65で反射してそのまま偏光板64に至った光線と、1度又は2度原稿Pに当たって原稿Pを透過した光線とが偏光板64に下方から上方に向かって入射する。偏光板64は上方から下方に向かって入射した場合でも下方から上方に向かって入射した場合でも同じ偏光方向の光線のみを通過させる。したがって、偏光板64を通過して原稿Pを1度も透過することなく再び偏光板64に至った光線は、偏光板64に遮られることなくほぼすべて通過し、例えば受光部62に至る光量は当初の45%になる。一方、1度又は2度原稿Pを透過した光線は非偏光となるので、下方から上方に向かって偏光板64を通過して受光部62に至る光線の光量は当初の光量に対して5%又は1%程度にまで減少する。加えて、前記実施形態と同様に、原稿Pを透過してきた光線は拡散光となっているため、原稿Pから受光部62までの距離を長くすることによって、原稿Pを透過してきた光線の受光部62における光量は一層低く抑えられる。このように、原稿Pを透過してきた光線の受光部62における受光量が低く抑えられるので、受光部62の受光量によって原稿Pの端部位置を検知する際に、原稿Pを透過してきた光線の影響を抑えることができる。
(第3実施形態)
図7に、第3実施形態に係るシート端部検知装置6cの概略構成図を模式的に示す。図7において原稿Pは紙面に対して垂直方向に搬送される。
図7に示すシート端部検知装置6cでは、原稿搬送路97を構成する上下ガイド板98a,98bの幅方向一方側の端部に、原稿Pの端部が露出するように開口部99a,99bが形成されている。開口部99aの上方に第1反射部材66aが設けられ、開口部99bの下方に第2反射部材66bが設けられている。そして、第1反射部材66aと高さ方向略同じ高さで第1反射部材66aよりも幅方向中央部側に発光部61が設けられ、第2反射部材66bと高さ方向略同じ高さで第2反射部材66bよりも幅方向中央部側に受光部62が設けられている。第1反射部材66a及び第2反射部材66bは、入射する光線がブリュースター角となるように角度調整されて設けられている。
ここでブリュースター角とは、非偏光光線が入射したとき反射光線が完全に偏光光線となる入射角度である。具体的には図8に示すように、空気の屈折率をn、反射部材の屈折率をnとしたときに、反射部材の反射面における入射角度θをArctan(n/n)とすることによって反射光線は完全に偏光光線となる。
このような構成のシート端部検知装置6cの検知機構について説明する。発光部61から第1反射部材66aに向けて光線が出射される。発光部61から出射した光線は、不図示の光学部材あるいは第1反射部材に至るまでの十分な長さによって略平行光として第1反射部材66aに入射する。第1反射部材66aは光線の入射角度がブリュースター角となるよう角度調整されて設けられているので、第1反射部材66aで反射した光線は偏光光線となり原稿端部周辺部を照射する。
次いで、第1反射部材66aで反射した偏光光線のうち原稿Pが存在している領域の光線は原稿Pに当たり、原稿Pが存在していない領域の光線はそのまま第2反射部材66bに至る。原稿Pに当たった光線は原稿Pによって進行が遮られるが、原稿Pが通常よりも薄い場合には原稿Pに照射した光線の一部が原稿Pを透過する。原稿Pを透過した光線は偏光光線から非偏光に戻り且つ拡散光線となる。
そして、第1反射部材66aで反射した状態のままの光線と、原稿Pに当たって原稿Pを透過した光線とが第2反射部材66bに入射する。第2反射部材66bについても光線の入射角度がブリュースター角となるよう角度調整されて設けられている。また、第2反射部材66bは第1反射部材66aと同じ偏光方向の偏光光線を反射する。したがって、第1反射部材66aで反射してそのまま第2反射部材66bに至った光線は、第2反射部材66bによってほぼすべて反射される。一方、原稿Pを透過した光線は非偏光となっているので、第2反射部材66bで反射する光線の光量は約半分となり当初の光量に対して大幅に減少したものとなる。
そして、第2反射部材66bで反射した光線は受光部62で受光される。前述の各実施形態と同様に、第1反射部材66aで反射し、原稿Pに遮られることなく第2反射部材66bでさらに反射されてきた光線の光量は前述のように当初の約半分である。これに対して、第1反射部材66aで反射し、さらに原稿Pを透過した後、第2反射部材66bで反射してきた光線の光量は当初の数%である。加えて、原稿Pを透過してきた光線は拡散光となっているため、原稿Pから受光部62までの距離を長くすることによって受光部62で受光される光量が一層低く抑えられる。このように、原稿Pを透過してきた光線の光量は、原稿Pに遮られなかった光線の光量に比べて格段に少なくなるので、受光部62の受光量によって原稿Pの端部位置を検知する際に、原稿Pを透過してきた光線の影響を大きく抑えることができるようになる。
(第4実施形態)
図9に、第4実施形態に係るシート端部検知装置6dの概略構成図を模式的に示す。図9に示すシート端部検知装置6dは側面から見た断面図であって、図7に示したシート端部検知装置6cにおいて第1反射部材66aに代えて偏光板67を用いる構成である。図9において原稿Pは紙面に対して垂直方向に搬送される。
図9に示すシート端部検知装置6dでは、原稿搬送路97を構成する上下ガイド板98a,98bの幅方向一方側の端部に、原稿Pの端部が露出するように開口部99a,99bが形成されている。開口部99aの上方に発光部61と偏光板67とが上側からこの順で設けられている。また、開口部99bの下方に反射部材68が設けられている。そして、反射部材68と高さ方向略同じ高さで反射部材68よりも幅方向中央部側に受光部62が設けられている。偏光板67は特定の偏光方向の光線のみを透過させる機能を有し、反射部材68は、光線の入射角度がブリュースター角となるように角度調整されて設けられている。具体的には、反射部材68は偏光板67を通過した偏光方向の光線のみを反射するよう角度調整されている。
このような構成のシート端部検知装置6dの検知機構について説明する。発光部61から出射した光線は、発光部61と偏光板67との距離を長くする又は前述の光学部材を設けることによって略平行光とされ偏光板67に入射する。偏光板67は特定方向の偏光光線のみを通過させる。偏光板67に入射した光線の光量を100%とすると、例えば、偏光板67を通過した光線の光量は50%になる。偏光板67を通過した光線は偏光光線となり原稿端部を照射する。
偏光板67を通過した光線のうち原稿Pが存在している領域の光線は原稿Pに当たり、原稿Pが存在していない領域の光線はそのまま反射部材68に至る。原稿Pに当たった光線は原稿Pによって進行が遮られるが、原稿Pが通常よりも薄い場合には原稿Pに照射した光線の一部が原稿Pを透過する。一例として原稿Pを透過した光量は当初の10%になる。また、原稿Pを透過した光線は偏光光線から非偏光に戻り且つ拡散光線となる。
次いで、反射部材68に、偏光板67を通過した状態のままの光線と、原稿Pに当たって原稿Pを透過した光線とが入射する。反射部材68は偏光板67を通過した偏光方向の光線のみを反射する。したがって、偏光板67を通過してそのまま反射部材68に至った光線は、反射部材68によってほぼすべて反射される。一方、原稿Pを透過した光線は非偏光となっているので、反射部材68で反射する光線の光量は当初の光量に対して大幅に減少することとなる。
そして、反射部材68で反射した光線は受光部62で受光される。前述の各実施形態と同様に、偏光部材67を通過し、原稿Pに遮られることなく反射部材68で反射されてきた光線の光量は前述のように当初の約半分である。これに対して、偏光部材67を通過し、さらに原稿Pを透過した後、反射部材68で反射してきた光線の光量は当初の数%である。加えて、原稿Pを透過してきた光線は拡散光となっているため、原稿Pから受光部62までの距離を長くすることによって受光部62で受光される光量が一層低く抑えられる。このように、原稿Pを透過してきた光線の光量は、原稿Pに遮られなかった光線の光量に比べて格段に少なくなるので、受光部62の受光量によって原稿Pの端部位置を検知する際に、原稿Pを透過してきた光線の影響を大きく抑えることができるようになる。
なお、図9に示すシート端部検知装置6dは、図7に示したシート端部検知装置6cの第1反射部材66aに代えて偏光板67を用いる構成であったが、図7に示したシート端部検知装置6cの第2反射部材66bに代えて偏光板を用いる構成としても勿論かまわない。
以上、本発明に係るシート端部検知装置は原稿搬送装置以外にも用いることができ、例えば画像形成装置の用紙搬送経路に設けて用紙(シート)の横ズレ補正に利用することもできる。
本発明のシート端部検知装置は、1組の発光部61と受光部62を用いて、通常よりも薄いシートであってもシートを透過する光の影響を抑えながら正確にシート端部位置の検知が可能であり有用である。
1 画像形成装置
6a,6b,6c,6d シート端部検知装置
7 主制御部(制御手段)
P 原稿(シート)
40 原稿搬送装置
54 レジストローラ対(搬送手段)
56 第1原稿読取部(読取手段)
57 第2原稿読取部(読取手段)
61 発光部61
62 受光部62
63a 第1偏光板63a
63b 第2偏光板63b
64 偏光板
65 ミラー部材
66a 第1反射部材
66b 第2反射部材
67 偏光板
68 反射部材
71 メモリー(記憶手段)
72 ズレ量算出手段
81 ロッドレンズ(光学部材)
82 反射ミラー(光学部材)
97 原稿搬送路

Claims (12)

  1. 発光部と受光部とを有し、シート搬送路を搬送されるシートの搬送方向と直交する方向の端部の位置を、前記受光部が受光する光量によって検知する装置であって、
    前記発光部から前記受光部に至る光路において、前記発光部と前記シート搬送路との間及び前記シート搬送路と前記受光部との間にそれぞれ、偏光方向が同じ偏光光線のみを通過又は反射させる偏光部材が少なくとも1つ設けられていることを特徴とするシート端部検知装置。
  2. 前記シート搬送路を挟んで一方側に前記発光部が設けられ、もう一方側に前記受光部が設けられている請求項1記載のシート端部検知装置。
  3. 前記偏光部材の少なくとも1つが偏光板である請求項2記載のシート端部検知装置。
  4. 前記発光部と前記シート搬送路との間に第1偏光板が設けられ、
    前記シート搬送路と前記受光部との間に第2偏光板が設けられ、
    第1偏光板及び第2偏光板は、前記シート搬送路を構成するガイド部材の一部をなし、第1偏光板と第2偏光板との間をシートが搬送される請求項3記載のシート端部検知装置。
  5. 第1偏光板と第2偏光板とが、第1偏光板と第2偏光板とを通過する光量が最大となる向きで一体に組み立てられたユニットである請求項4記載のシート端部検知装置。
  6. 前記発光部から第1偏光板までの距離及び第2偏光板から前記受光部までの距離よりも第1偏光板と第2偏光板との距離が短い請求項4又は5記載のシート端部検知装置。
  7. 前記シート搬送路を挟んで一方側に前記発光部と前記受光部とが設けられ、もう一方側にミラー部材が設けられている請求項1記載のシート端部検知装置。
  8. 前記偏光部材の少なくとも1つが、入射光がブリュースター角で入射するよう配置された反射部材である請求項1又は2記載のシート端部検知装置。
  9. 前記発光部からの光線を略平行光とする光学部材を有する請求項1〜8のいずれかに記載のシート端部検知装置。
  10. 前記発光部がレーザー光源である請求項1〜8のいずれかに記載のシート端部検知装置。
  11. シートを搬送する搬送手段と、
    前記搬送手段によって搬送されるシートのシート搬送方向と直交する方向の端部位置を検知する前記請求項1〜10のいずれかに記載のシート端部検知装置と
    を有することを特徴とする原稿搬送装置。
  12. 請求項11に記載の原稿搬送装置を備え、
    前記搬送手段によって搬送されたシートの画像を読み取る読取手段と、
    前記読取手段によって読み取られた前記シートの画像データを格納する記憶手段と、
    前記シート端部検知装置の出力信号に基づいて基準位置からのシートのズレ量を算出するズレ量算出手段と、
    算出されたシートのズレ量に基づいて前記記憶手段に格納された画像データの読み出し位置を補正して前記画像データを出力する制御手段と
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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