JP3891970B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタ等に代表される画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等に代表される画像形成装置には、様々な場所に用紙搬送路が形設されている。例えば、用紙が積載して収容される用紙供給部は、画像形成装置本体の内部下方に設けられていることが多く、用紙を本体内部上方に設けられた転写部へと供給するために、用紙搬送路は本体側面に沿って垂直に形設されている。画像形成装置本体の上面に印刷後の用紙の排出部が設けられている場合もまた、定着部を通った用紙をこの排出部へと搬送するために、用紙搬送路は本体側面に沿って垂直に形設されている。

画像形成装置の用紙搬送路においては、用紙の存在を検知するための用紙検知手段が要所に配置されている。画像形成装置は、用紙搬送路に用紙が滞留し、用紙検知手段が所定時間以上用紙の存在を検知し続けることにより、そこで用紙ジャムが発生したことを認識する。このような用紙検知手段を設けた画像形成装置の例を特許文献１〜３に見ることができる。
実公平４−１９５５２号公報（第３頁、図１、図６） 特開平６−１７１７９４号公報（第３頁−第６頁、図１−図３） 特開平６−４８６１２号公報（第４頁、図９−図１０）

用紙搬送路で用紙ジャムが発生した場合、ジャムを起こした用紙を取り除くことが必要である。そして、ジャム処理を行うために、用紙ジャムが発生した用紙搬送路の一部分を露出させる必要があるので、用紙搬送ガイドや外装カバーが開放される。この時、用紙搬送ガイドや外装カバーが開放された状態で画像形成装置が起動すると、開放部で用紙が外部へ飛び出したり、用紙ジャムが新たに発生したりする等の問題が発生するため、これらの開閉部材の開閉を検知する開閉検知手段を設け、開放状態では画像形成装置が起動しないようになっている。

このような用紙搬送路においては、前述の用紙検知手段と、開閉部材の開閉検知手段との２つの検知手段が必要となり、各々センサが必要となる。センサを２個必要とすることで、大幅なコスト増が懸念されるので、この点に関し、特許文献１〜３では次のような対策が講じられている。

特許文献１に記載の画像形成装置においては、外装カバーに設けられた用紙搬送路を挟むように一対の透過型光センサを外装カバーに配置し、これらの一方のセンサを、本体に係合する回動自在なラッチレバーに取り付けている。これにより、用紙搬送路にて用紙ジャムが発生した時には、透過型光センサの光が遮られて用紙の存在が検知される。また、外装カバーを開放した時には、ラッチレバーが変位せしめられることにより透過型光センサの光軸がずれて、センサ間に異常があること、すなわち外装カバーが開放されたことが検知される。

特許文献２に記載の画像形成装置においては、定着部のカバーの自由端側に、定着ローラの下流側における用紙の存在を検知するレバーを設け、このレバーの支持軸の一端に、レバーの変位に連動して変位するアクチュエータを取り付けている。これにより、単一のセンサによって単一のアクチュエータの変位を検知することで、用紙検知とカバー開閉検知を行うことが可能である。

特許文献３に記載の画像形成装置においては、用紙搬送路における用紙の存在を検知する用紙検知用アクチュエータと、カバーの開閉を検知するカバー開閉検知用アクチュエータとを備え、これら２個のアクチュエータの変位を検知する単一のセンサを設けている。

これら特許文献１〜３においては、用紙検知とカバー開閉検知とを単一のセンサで行ってはいるものの、用紙ジャムが発生して用紙が滞留している時と、カバーが開放されている時のセンサからの信号が同じである。したがって、画像形成装置は、そこで用紙ジャムが発生しているのか、カバーが開放されているのかを識別することができない。これにより、いずれの状態であるかを使用者に正確に伝えることができない。

また、特許文献３においては、２個のアクチュエータを用いたその構造が非常に複雑であり、部品点数も多く、コスト、及び組み立て工数の増加を招く。特許文献２においては、アクチュエータは１個で済むものの、ローラとカバーの位置関係、及び用紙の搬送方向が一定の条件を満たす必要がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、単一のセンサを用いたシンプルな構造により、正常状態、用紙ジャム状態、及び用紙搬送ガイド開放状態のいずれの状態であるかを正確に識別することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、用紙搬送路と、この用紙搬送路を露出可能にする開閉自在な用紙搬送ガイドと、この用紙搬送ガイドに取り付けられ、用紙搬送路を通過する用紙を検知する用紙検知手段とを備えた画像形成装置において、前記用紙検知手段が、前記用紙搬送路に突出し、用紙が当接することにより変位する用紙検知用アクチュエータと、この用紙検知用アクチュエータの変位に連動して変位する干渉板とを備え、この干渉板と前記用紙搬送ガイドに各々光反射部を設け、これらの光反射部を単一の反射型光センサの光路に出没させるとともに、この光センサは、前記干渉板の光反射部が光を反射している状態、前記用紙搬送ガイドの光反射部が光を反射している状態、及びいずれの光反射部も光を反射していない状態の３つの状態を識別可能であることとした。

また、前記用紙搬送ガイドの光反射部と、前記干渉板の光反射部とが、互いに異なる反射率を備えるものとした。

本発明の構成によれば、用紙検知用アクチュエータに備えた干渉板と用紙搬送ガイドに各々光反射部を設け、これらの光反射部を単一の反射型光センサの光路に出没させるとともに、この光センサは、干渉板の光反射部が光を反射している状態、用紙搬送ガイドの光反射部が光を反射している状態、及びいずれの光反射部も光を反射していない状態の３つの状態を識別可能であるので、装置が正常な動作状態にあるのか、用紙ジャムが発生しているのか、用紙搬送ガイドが開放されているのかを識別することが可能である。また、アクチュエータは用紙検知用のもの１個を備えることで済むとともに、用紙検知用アクチュエータの変位と用紙搬送ガイドの変位を検知するセンサは１個に集約することができる。したがって、構造のシンプル化とコスト低減を図ることが可能である。さらに、反射型光センサを使用することにより、前記特許文献１のような厳密な光軸合わせをする必要がなく、用紙搬送ガイドの配置、及び用紙の搬送方向に特別な配慮を払う必要もない。

また、前記用紙搬送ガイドの光反射部と、前記干渉板の光反射部とが、互いに異なる反射率を備えるものとしたので、反射型光センサに戻る光に明確な光量の差が生じ、用紙搬送ガイドと干渉板の動きを正確に把握することができる。したがって、用紙搬送路上が、正常状態、用紙ジャム状態、及び用紙搬送ガイド開放状態のいずれの状態であるかを正確に識別することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図８に基づき説明する。ここでは、用紙搬送路、及び用紙検知手段が用いられる画像形成装置（プリンタ）の一部分として、定着部の用紙搬送方向下流側の部分を一例として挙げ、説明するものとする。

最初に、本発明の画像形成装置であるプリンタについて、図１を用いてその構造の概略を説明する。図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構造を示す模型的垂直断面図である。

プリンタ１の本体２の内部下方には、用紙供給部である用紙カセット３が配置されている。用紙カセット３の内部には、用紙Ｐが積載して収容されている。用紙Ｐは、図１において用紙カセット３の右上方に向けて送り出され、搬送される。続いて、用紙搬送方向下流には、用紙搬送路４、レジストローラ５、作像部６、転写部７、定着部１０、用紙搬送路８、及び用紙排出部９が配置されている。用紙排出部９は、本体２の上面に設けられている。

定着部１０の用紙搬送方向下流側には、用紙搬送路８を露出可能にする開閉自在な用紙搬送ガイド２０と、この用紙搬送ガイド２０に取り付けられ、用紙搬送路８を通過する用紙を検知する用紙検知手段３０とが設けられている。この用紙搬送ガイド２０は、定着部１０周辺で用紙ジャムが発生した時や、メンテナンスを実施する時に開放される。これらの定着部１０、用紙搬送ガイド２０、及び用紙検知手段３０の構成については後に詳述する。

上記構成のプリンタ１は、次のように画像出力動作を行う。

印刷前の用紙Ｐは、用紙カセット３に積載して収容され、ここから１枚ずつ分離して送り出される。送り出された用紙Ｐは、用紙搬送路４を通ってレジストローラ５に到達する。レジストローラ５は、作像部６で形成されるトナー画像とのタイミングを計り、用紙Ｐを転写部７へと送り出す。

外部コンピュータ（図示せず）からの文字や図形、模様等の画像データ信号がプリンタ１に送信され、この画像データに基づいて作像部６にてモニタ画像の静電潜像が作られる。この静電潜像からトナー画像が形成され、トナー画像は、前記レジストローラ５によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、転写部７にて転写される。

その後、未定着トナー画像を担持した用紙Ｐは、定着部１０へと送られ、熱ローラによりトナー画像が定着される。定着部１０から排出された用紙Ｐは、用紙搬送路８を通って上方へ送られ、本体２の上面に設けられた用紙排出部９から機外に排出される。

続いて、本発明の実施形態に係る画像形成装置の詳細な構成について、図２〜図８を用いて説明する。

図２は、定着部周辺の概略構造を示す模型的垂直断面図にして、正常な動作状態を示すものである。図３は図２に示す定着部の斜視図、図４は図３に示す定着部の光センサの動作状態を示す模型的水平断面図である。図５は定着部の用紙搬送方向下流部に用紙が存在する状態の斜視図、図６は図５に示す定着部の光センサの動作状態を示す模型的水平断面図である。図７は用紙搬送ガイドを開放した状態の斜視図、図８は図７に示す定着部の光センサの動作状態を示す模型的水平断面図である。

図２において、定着部１０は、その主たるところは熱ローラ１１と、加圧ローラ１２とで構成されている。これら２つのローラが、ハウジング１３内に配置されている。定着部１０の用紙搬送方向下流側には、前述のように用紙搬送路８が設けられている。この用紙搬送路８の入口部には、用紙搬送ガイド２０が設けられている。用紙搬送ガイド２０と用紙搬送路８は、ほぼ等しい幅を有する。用紙搬送ガイド２０は、図２においてその下端の支持軸２０ａを支点として回動自在に設けられ、上部を左方に倒すように開放することが可能である（図７参照）。なお、図２における破線は、用紙の搬送経路を示す。

用紙搬送ガイド２０には、搬送ローラ２１、搬送コロ２２、及び搬送方向切り替え部材２３が備えられている。搬送ローラ２１は図示しない駆動装置により回転せしめられ、これと搬送コロ２２が当接して形成されるニップに用紙が挿通され、搬送される。搬送コロ２２は、搬送ローラ２１の回転に従って回転する。搬送方向切り替え部材２３は、プリンタ１に両面印刷ユニット等を取り付けた場合に、用紙の搬送方向を切り替えるために用いられる。本実施形態のように両面印刷ユニット等を有さない場合において、搬送方向切り替え部材２３は、図２に示すように、用紙の先端を用紙搬送路８に送り込むように変位する。なお、図３、図５、図７においては、この搬送方向切り替え部材２３の記載を省略している。

また、用紙搬送ガイド２０には、用紙搬送路８を通過する用紙を検知する用紙検知手段３０が取り付けられている。用紙検知手段３０は、用紙搬送路８に突出し、用紙が当接することにより変位する用紙検知用アクチュエータ３１と、ねじりばね（図示せず）と、用紙検知用アクチュエータ３１の変位に連動して変位する干渉板３２（図３、図４参照）とで構成されている。

用紙検知用アクチュエータ３１は、その一端に支持軸３１ａを備え、この支持軸３１ａの両端が用紙搬送ガイド２０の取り付け穴（図示せず）に挿入されることにより支持されている。用紙検知用アクチュエータ３１は、この支持軸３１ａを中心に振り子のように回転変位する。

ねじりばねは、用紙検知用アクチュエータ３１と、用紙搬送ガイド２０との間に備えられている。ねじりばねは、用紙検知用アクチュエータ３１が図２において時計方向に回転するように付勢するものである。しかしながら、用紙搬送ガイド２０に設けられた図示しないストッパにより、図２に示す通常の位置を超えて、用紙検知用アクチュエータ３１が時計方向に回転することはない。また、ねじりばねは、用紙の通過により用紙検知用アクチュエータ３１が反時計方向に回転することを邪魔しない程度の弾発力を有する。

干渉板３２は、用紙検知用アクチュエータ３１の支持軸３１ａの一端に取り付けられている。干渉板３２は、用紙検知用アクチュエータ３１の変位に従って、支持軸３１ａを中心に振り子のように回転変位する。干渉板３２の先端には、光反射部３２ａが設けられている。この光反射部３２ａに光が照射された時、一定以上の光量の光を反射する。

また、図３、及び図４において、定着部１０の外側の本体２（図３、図４では図示せず）には、反射型光センサ４０が設けられている。この反射型光センサ４０は、用紙搬送方向と垂直をなす用紙幅方向に光を放ち、定着部１０、及び用紙搬送ガイド２０にその光が当たるように配置されている。定着部１０のハウジング１３の、反射型光センサ４０が設けられた側の側板１３ａには、反射型光センサ４０の光が通過する開口１３ｂが設けられている。

用紙搬送ガイド２０の反射型光センサ４０が配置された側の端面には、その光路上に光反射部２０ｂが設けられている（図５参照）。前述の干渉板３２の光反射部３２ａもまた、反射型光センサ４０の光路上に位置するように設けられている。したがって、用紙搬送ガイド２０と干渉板３２が各々回動変位することにより、これらの光反射部が反射型光センサ４０の光路に出没することになる。なお、用紙搬送ガイド２０の光反射部２０ｂと干渉板３２の光反射部３２ａは互いに異なる反射率を備え、用紙搬送ガイド２０の光反射部２０ｂは中光量の光を反射し、干渉板３２の光反射部３２ａは大光量の光を反射する。

このような用紙搬送ガイド２０、及び反射型光センサ４０は、次のように動作する。

図３、及び図４は、用紙搬送ガイド２０に用紙が存在しない正常な動作状態を示している。用紙検知用アクチュエータ３１にも用紙が当接していないので、用紙検知用アクチュエータ３１は通常の位置に留まっている。この時、用紙検知用アクチュエータ３１の変位に連動して変位する干渉板３２は、その光反射部３２ａが、反射型光センサ４０の光路を遮る位置にある（図４参照）。これにより、光反射部３２ａは大光量の光を反射し、反射型光センサ４０がこれを検知して、干渉板３２の光反射部３２ａが光を反射している状態を識別することができる。

図５、及び図６は、用紙搬送ガイド２０に用紙が存在する場合の動作状態を示している。なお、用紙、及び定着部１０のハウジング１３は、その記載を省略している。用紙検知用アクチュエータ３１には用紙が当接するので、用紙検知用アクチュエータ３１は用紙搬送路８から退避する位置に変位している。この時、干渉板３２は、用紙検知用アクチュエータ３１の変位に連動して変位するので、その光反射部３２ａが反射型光センサ４０の光路から退避するように変位する。これにより、反射型光センサ４０から発せられた光は用紙ガイド部材２０の光反射部２０ｂに当たり、光反射部２０ｂは中光量の光を反射する。反射型光センサ４０はこの中光量の光を検知して、用紙搬送ガイド２０の光反射部２０ｂが光を反射している状態を識別することができる。

図７、及び図８は、用紙搬送ガイド２０を開放した状態を示している。これにより、反射型光センサ４０の光路には用紙検知用アクチュエータ３１の干渉板３２も、用紙搬送ガイド２０も存在しないので、光はハウジング１３の側板１３ａと対向する側板１３ｃに当たり反射する。反射型光センサ４０はこの小光量の光を検知して、干渉板３２、及び用紙搬送ガイド２０のいずれの光反射部も光を反射していない状態を識別することができる。

このようにして、用紙検知用アクチュエータ３１に備えた干渉板３２と用紙搬送ガイド２０に各々光反射部を設け、これらの光反射部を単一の反射型光センサ４０の光路に出没させるとともに、この反射型光センサ４０は、干渉板３２の光反射部３２ａが光を反射している状態、用紙搬送ガイド２０の光反射部２０ｂが光を反射している状態、及びいずれの光反射部も光を反射していない状態の３つの状態を識別可能であるので、プリンタ１が正常な動作状態にあるのか、用紙搬送ガイド２０において用紙ジャムが発生しているのか、用紙搬送ガイド２０が開放されているのかを識別することが可能である。また、アクチュエータは用紙検知用のもの１個を備えることで済むとともに、用紙検知用アクチュエータ３１の変位と用紙搬送ガイド２０の変位を検知するセンサは１個に集約することができる。したがって、構造のシンプル化とコスト低減を図ることが可能である。さらに、反射型光センサ４０を使用することにより、厳密な光軸合わせをする必要がなく、用紙搬送ガイド２０の配置、及び用紙の搬送方向に特別な配慮を払う必要もない。

また、用紙搬送ガイド２０の光反射部２０ｂと、干渉板３２の光反射部３２ａとが、互いに異なる反射率を備えるものとしたので、反射型光センサ４０を用いて用紙搬送ガイド２０と干渉板３２の動きを正確に把握することができる。したがって、用紙搬送路８上が、正常状態、用紙ジャム状態、及び用紙搬送ガイド開放状態のいずれの状態であるかを正確に識別することが可能となる。また、上記の光反射部が、反射型光センサ４０に近いものから順に、大光量、中光量、小光量の光を反射するようにしたことにより、反射型光センサ４０に戻る光に明確な光量の差が生じ、反射型光センサ４０の識別能力が向上する。

上記のように本発明の実施形態を示したが、この他、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

上記実施形態では、用紙搬送路、及び用紙検知手段が用いられる画像形成装置（プリンタ）の一部分として、定着部の用紙搬送方向下流側の部分を一例として挙げて説明したが、用紙搬送路が形成される場所であれば、プリンタの他の場所のいずれにも適用することが可能である。

本発明は、用紙搬送路を露出する開閉自在な開閉部材と、用紙搬送路を通過する用紙を検知する用紙検知手段とが、接近して設けられた箇所において利用可能である。

は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構造を示す模型的垂直断面図である。 は、定着部周辺の概略構造を示す模型的垂直断面図にして、正常な動作状態を示すものである。 は、図２に示す定着部の斜視図である。 は、図３に示す定着部の光センサの動作状態を示す模型的水平断面図である。 は、定着部の用紙搬送方向下流部に用紙が存在する状態の斜視図である。 は、図５に示す定着部の光センサの動作状態を示す模型的水平断面図である。 は、用紙搬送ガイドを開放した状態の斜視図である。 は、図７に示す定着部の光センサの動作状態を示す模型的水平断面図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
８ 用紙搬送路
１０ 定着部
１３ ハウジング
１３ａ、１３ｃ 側板
１３ｂ 開口
２０ 用紙搬送ガイド
２０ｂ 光反射部
３０ 用紙検知手段
３１ 用紙検知用アクチュエータ
３２ 干渉板
３２ａ 光反射部
４０ 反射型光センサ

Claims (2)

1. 用紙搬送路と、この用紙搬送路を露出可能にする開閉自在な用紙搬送ガイドと、この用紙搬送ガイドに取り付けられ、用紙搬送路を通過する用紙を検知する用紙検知手段とを備えた画像形成装置において、
   前記用紙検知手段が、前記用紙搬送路に突出し、用紙が当接することにより変位する用紙検知用アクチュエータと、この用紙検知用アクチュエータの変位に連動して変位する干渉板とを備え、この干渉板と前記用紙搬送ガイドに各々光反射部を設け、これらの光反射部を単一の反射型光センサの光路に出没させるとともに、この光センサは、前記干渉板の光反射部が光を反射している状態、前記用紙搬送ガイドの光反射部が光を反射している状態、及びいずれの光反射部も光を反射していない状態の３つの状態を識別可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記用紙搬送ガイドの光反射部と、前記干渉板の光反射部とが、互いに異なる反射率を備えるものとしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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