JP4798768B2 - 用紙位置検出装置、該用紙位置検出装置を有する用紙搬送装置、及び該用紙搬送装置を具備する画像形成装置 - Google Patents

用紙位置検出装置、該用紙位置検出装置を有する用紙搬送装置、及び該用紙搬送装置を具備する画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、用紙搬送方向に対して直交する方向の用紙位置を検出する用紙位置検出装置であって、少なくとも1つの発光素子を有する発光部と、複数の受光素子をほぼ等間隔に配列した受光素子列を有する受光部とを具備し、該受光素子列の一端側に位置する受光素子は用紙位置検出装置に搬送された用紙に対向する位置に配置され、受光素子列の他端側に位置する受光素子は、用紙位置検出装置に搬送された用紙に対向しない位置に配置されていて、前記発光素子を発光させたとき、受光出力が予め決められた閾値以下である受光素子、又は受光出力が予め決められた閾値以上である受光素子に対向する部分に用紙が存在するものとして、該用紙の位置を検出する用紙位置検出装置と、その用紙位置検出装置を有する用紙搬送装置と、該用紙搬送装置を有する画像形成装置に関するものである。
複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機又はこれらの少なくとも2つの機能を備えた複合機等として構成される画像形成装置によって用紙に画像を形成した際、その用紙に対する画像の位置精度が低いと、画像の一部が欠けたり、大きな余白ができるおそれがある。例えば、製本印刷や中綴じ印刷において、画像形成された用紙をまとめて裁断する際、用紙に対する画像の位置が大きくずれていると、画像によっては、用紙上に大きな余白が残ってしまったり、画像が欠けてしまい、仕上がり品に決定的な不具合が発生する。
そこで、用紙搬送方向に対して直交する方向の用紙位置を、用紙位置検出装置によって検出し、その検出結果に基づいて、用紙に対する画像の位置を補正して、用紙に対する画像の位置精度を高めることのできる画像形成装置が提案されている(特許文献1参照)。ところが、従来のこの種の画像形成装置においては、用紙位置を検出する際の検出精度を高めることが難しく、その検出結果に基づいて、用紙に対する画像の位置を補正しても、用紙上の画像の位置精度を思うように高めることができなくなるおそれがあった。
特開平8−171266号公報
本発明の目的は、用紙位置の検出精度を従来よりも高めることのできる用紙位置検出装置と、その用紙位置検出装置を有する用紙搬送装置と、該用紙搬送装置を有する画像形成装置を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の用紙位置検出装置において、発光量を調整可能な発光素子を用い、前記発光部から出射する光の発光量を第1の発光量Q、第2の発光量Q、及び第3の発光量Qとすると共に、Q<Q<Qに設定し、前記発光部から出射した第1の発光量Qの光を用紙に照射し、このとき用紙を透過し、又は該用紙で反射した光を前記受光素子に入射させ、該用紙に対向した対向受光素子の受光出力Xが予め決められた範囲の受光出力値Z±zであれば、該用紙が薄紙又は明るい紙であると判断して、該用紙の種類に応じた第1の発光量Qと第1の閾値Fを設定すると共に、前記対向受光素子の受光出力Xと、予め決められた範囲の受光出力値Z±zの中心値Zとに差があるときは、該対向受光素子の受光出力Xが前記中心値Zに近づくように第1の発光量Qを微調整し、前記対向受光素子の受光出力XがZ±zでないときは、前記発光部から出射した第2の発光量Qの光を用紙に照射し、このとき用紙を透過し、又は該用紙で反射した光を前記受光素子に入射させ、該用紙に対向した対向受光素子の受光出力Xが予め決められた範囲の受光出力値Z±zであれば、該用紙が普通の厚さの紙又は普通の明るさの紙であると判断して、該用紙の種類に応じた第2の発光量Qと第2の閾値Fを設定すると共に、前記対向受光素子の受光出力Xと、予め決められた範囲の受光出力値Z±zの中心値Zとに差があるときは、該対向受光素子の受光出力Xが前記中心値Zに近づくように第2の発光量Qを微調整し、前記対向受光素子の受光出力XがZ±zでないときは、前記発光部から出射した第3の発光量Qの光を用紙に照射し、このとき用紙を透過し、又は該用紙で反射した光を前記受光素子に入射させ、該用紙に対向した対向受光素子の受光出力Xが予め決められた範囲の受光出力値Z±zであれば、該用紙が厚紙又は暗い紙であると判断して、該用紙の種類に応じた第3の発光量Qと第3の閾値Fを設定すると共に、前記対向受光素子の受光出力Xと、予め決められた範囲の受光出力値Z±zの中心値Zとに差があるときは、該対向受光素子の受光出力Xが前記中心値Zに近づくように第3の発光量Qを微調整する検出条件設定手段を設け、用紙が薄紙又は明るい紙であると判断されたときは、前記第1の発光量Q又はこれを微調整した発光量の光と、前記第1の閾値Fとで用紙位置を検出し、用紙が普通の厚さの紙又は普通の明るさの紙であると判断されたときは、前記第2の発光量Q又はこれを微調整した発光量の光と、前記第2の閾値Fとで用紙位置を検出し、用紙が厚紙又は暗い紙であると判断されたときは、前記第3の発光量Q又はこれを微調整した発光量の光と、前記第3の閾値Fとで用紙位置を検出することを特徴とする用紙位置検出装置を提案する(請求項1)。
また、上記請求項1に記載の用紙位置検出装置において、前記発光部と受光部は、用紙位置検出装置に搬送された用紙の一方の面の側と他方の面の側にそれぞれ配置されているように構成することができる(請求項2)。
さらに、上記請求項1に記載の用紙位置検出装置において、前記発光部と受光部は、用紙位置検出装置に搬送された用紙の同じ面の側に配置されているように構成することもできる(請求項3)。
また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項1乃至3のいずれかに記載の用紙位置検出装置と、該用紙位置検出装置に向けて用紙を送り出す給紙装置とを具備する用紙搬送装置を提案する(請求項4)。
さらに、上記請求項4に記載の用紙搬送装置において、前記検出条件設定装置による検出条件設定動作を、用紙を停止させて実行するように構成すると有利である(請求項5)。
また、上記請求項4又は5に記載の用紙搬送装置において、前記給紙装置から送り出された1枚目の用紙に対して、前記検出条件設定手段による検出条件設定動作を実行するように構成すると有利である(請求項6)。
さらに、上記請求項4又は5に記載の用紙搬送装置において、電源投入後に、前記給紙装置から送り出された1枚目の用紙に対して、前記検出条件設定手段による検出条件設定動作を実行するように構成すると有利である(請求項7)。
また、上記請求項4又は5に記載の用紙搬送装置において、前記給紙装置に用紙が積載されたことを検知する用紙セット検知手段を有し、該用紙セット検知手段による用紙セット検知後に、前記給紙装置から送り出された1枚目の用紙に対して、前記検出条件設定手段による検出条件設定動作を実行するように構成すると有利である(請求項8)。
さらに、上記請求項4又は5に記載の用紙搬送装置において、用紙種類設定手段を有し、該用紙種類設定手段により用紙種類の設定が変更された後、前記給紙装置から送り出された1枚目の用紙に対して、前記検出条件設定手段による検出条件設定動作を実行するように構成すると有利である(請求項9)。
また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項4乃至9のいずれかに記載の用紙搬送装置と、該用紙搬送装置により搬送される用紙に画像を形成する作像手段を具備する画像形成装置を提案する(請求項10)。
さらに、上記請求項10に記載の画像形成装置を、複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機又はこれらの少なくとも2つの機能を備えた複合機として構成することができる(請求項11)。
本発明によれば、用紙位置の検出精度を高めることができる。
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
図1は画像形成装置の一例を示す概略図である。この画像形成装置は、搬送される用紙に画像を形成する作像手段1を有し、ここに示した作像手段1は、ドラム状の感光体として構成された像担持体2と、帯電装置3と、露光装置4と、現像装置8と、転写装置5と、クリーニング装置6と、定着装置7とを有している。画像形成動作時に、像担持体2は図1における時計方向に回転駆動され、このとき帯電装置3によって像担持体が所定の極性に帯電され、その帯電面に、露光装置4から出射する光変調されたレーザビームLが照射され、これによって像担持体2に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置8によってトナー像として可視像化される。
一方、像担持体2の下方には、用紙Pを収容した給紙カセット20と、給紙ローラ21とを有する給紙装置22が配置され、最上位の用紙Pに当接した給紙ローラ21が回転することによって、最上位の用紙Pが矢印A方向に送り出され、レジストローラ対11に搬送される。次いで、この用紙は、レジストローラ対11の回転によって、所定のタイミングで像担持体2と転写装置5の間に送り込まれる。ここに示した転写装置5は、複数のローラに巻き掛けられて矢印方向に回転駆動される転写ベルト12と、転写ローラ13とを有している。用紙Pは、転写ベルト12と像担持体2の間に送り込まれ、その転写ベルト12に担持されて搬送される。このとき、転写ローラ13に印加された転写電圧の作用によって、像担持体2上のトナー像が用紙Pに転写される。この用紙Pが定着装置7を通過するとき、用紙Pに転写されたトナー像が定着される。定着装置7を通過した用紙は図示していない排紙トレイに排出される。一方、トナー像転写後の像担持体2上に付着する転写残トナーは、クリーニング装置6によって除去される。
図1に示した給紙装置22のほかに、オペレータが手操作によって用紙をセットして、その用紙を送り出す手差し給紙装置や、大量の用紙をセットすることのできる大容量給紙装置を設けることもできる。
上述のようにして、用紙Pに画像が形成されるが、この用紙Pに対する画像の位置精度を高めるために、本例の画像形成装置には、用紙搬送方向Aに対して直交する方向の用紙位置を検出する用紙位置検出装置14が設けられている。この用紙位置検出装置14は、作像手段1によって用紙に画像を形成する画像形成位置よりも用紙搬送方向上流側に配置されている。図示した例では、像担持体2上のトナー像が用紙Pに転写される転写位置よりも用紙搬送方向上流側に用紙位置検出装置14が設けられている。
上述のように、本例の画像形成装置は、用紙位置検出装置14と、その用紙位置検出装置14に向けて用紙を送り出す給紙装置22とを有する用紙搬送装置23、及びその用紙搬送装置23により搬送される用紙に画像を形成する作像手段1を具備している。かかる画像形成装置は、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機又はこれらの少なくとも2つの機能を備えた複合機などとして構成される。
図1に示した用紙位置検出装置14は、透過型の装置と反射型のいずれかの形式の装置として構成され、図2は、透過型の用紙位置検出装置14の一例を模式的に示した説明図である。ここに示した用紙位置検出装置14は、発光素子17とライトガイド19を有する発光部15と、受光部16とを具備する。ここに示した発光部15は1つの発光素子17を有しているが、複数の発光素子によって発光部を構成することもできる。発光部は少なくとも1つの発光素子を有しているのである。また受光部16は、複数の受光素子18を、ほぼ等間隔で一列に配置した受光素子列24を有している。図2に示した用紙Pは、図2の紙面に対して垂直な方向に搬送され、複数の受光素子18は、用紙の搬送方向A(図1)に対して直交する方向に配列されている。
また、反射型の用紙位置検出装置も、少なくとも1つの発光素子を有する発光部と、複数の受光素子をほぼ等間隔に配列した受光素子列を有する受光部とを具備している。図3及び図4は、反射型の用紙位置検出装置14の一例を示す説明図である。この用紙位置検出装置14は、用紙Pの搬送方向Aに対して直交する方向に配列された複数の発光素子17より成る発光部15と、同じく用紙Pの搬送方向Aに対して直交する方向にほぼ等間隔で一列に配置された複数の受光素子18より成る受光素子列24を備えた受光部16とにより構成されている。
図2及び図3は、用紙Pが用紙位置検出装置14に搬送されたときの様子を示しているが、このとき、いずれの用紙位置検出装置14においても、用紙Pの幅サイズがいかなるときも、受光素子列24の一端側に位置する受光素子18Gは、用紙位置検出装置14に搬送された用紙Pに対向する位置に配置され、受光素子列24の他端側に位置する受光素子18Hは、用紙位置検出装置14に搬送された用紙Pに対向しない位置に配置されている。その際、図2に示した透過型の用紙位置検出装置14においては、発光部15と受光部16が、用紙位置検出装置14に搬送された用紙Pの一方の面Sの側と他方の面Sの側にそれぞれ配置されているのに対し、図3及び図4に示した反射型の用紙位置検出装置14においては、発光部15と受光部16が、用紙位置検出装置14に搬送された用紙Pの同じ面Sの側に配置されている。
図2に示した透過型の用紙位置検出装置14によって用紙搬送方向に対して直交する方向の位置、換言すれば用紙Pの幅方向Wの位置を検出するには、用紙Pが用紙位置検出装置14に到達したとき、発光部15の発光素子17を発光させ、その光をライトガイド19によって受光素子18に向かわせる。図2には、受光素子18に向かう光を矢印で示してあるが、この図から判るように、用紙Pに対向した受光素子18Aに入射する光の光量は少なく、用紙Pに対向していない受光素子18Bには多量の光が入射する。従って、各受光素子18の受光出力によって、用紙Pの端部Eを割り出すことができる。
図5は、横軸に図2に示した受光素子列24の各受光素子18を示し、縦軸にその各受光素子18の受光出力をとって示した説明図である。図5におけるPは普通の厚さの普通紙より成る用紙の幅方向位置を検出したときの受光出力を示し、Pは普通紙よりも厚さの薄い薄紙より成る用紙の幅方向位置を検出したときの受光出力を示し、さらにPは、普通紙よりも厚さの厚い厚紙より成る用紙の幅方向位置を検出したときの受光出力を示している。
ここで、普通紙の幅方向位置を検出したときの受光素子18の受光出力から判るように、その用紙に対向した受光素子18Aの受光出力は小さく、用紙に対向していない受光素子18Bの受光出力は、受光素子18Aの受光出力よりも大きくなっている。従って、受光素子の受光出力の閾値Fthを予め決めておき、発光素子17を発光させたときに、図示していない制御部において、各受光素子18からその制御部に取り込まれた受光出力が閾値Fth以下であるか否かを判断し、その受光出力が予め決められた閾値Fth以下である受光素子18Aに対向する部分に用紙Pが存在するものとして、その用紙の幅方向位置を検出して用紙Pの端部Eを判定することができる。
図3及び図4に示した反射型の用紙位置検出装置14によって、用紙の幅方向Wの位置を検出するときも、その用紙位置検出装置14に搬送された用紙Pに対して、各発光素子17から出射した光を照射する。このとき用紙Pに対向した受光素子18Aには、用紙Pで反射した多量の光が入射するが、用紙Pに対向していない受光素子18Bに入射する光量は少ない。
図6は、横軸に図3及び図4に示した受光素子列24の各受光素子18を示し、縦軸にその各受光素子18の受光出力をとって示した説明図であり、Pは普通の明るさの普通紙より成る用紙の幅方向位置を検出したときの受光出力を示し、Pは普通紙よりも光を反射しやすい明るい紙より成る用紙の幅方向位置を検出したときの受光出力を示し、さらにPは、普通紙よりも光を反射し難い暗い紙より成る用紙の幅方向位置を検出したときの受光出力を示している。ここで、普通紙の幅方向位置を検出したときの受光素子18の受光出力から判るように、その用紙に対向した受光素子18Aの受光出力は大きく、用紙に対向していない受光素子18Bの受光出力は、受光素子18Aの受光出力よりも小さくなっている。従って、この場合も、受光素子の受光出力の閾値Fthを予め決めておき、発光素子17を発光させたときに、図示していない制御部において、各受光素子18からその制御部に取り込まれた受光出力が閾値Fth以上であるか否かを判断し、その受光出力が予め決められた閾値Fth以上である受光素子18Aに対向する部分に用紙Pが存在するものとして、その用紙の幅方向位置を検出して用紙Pの端部Eを判定することができる。
上述のようにして、用紙搬送方向に対して直交する方向の用紙の位置ずれを検出し、その検出結果に基づいて、図1に示した露光装置4が、像担持体2に対して主走査方向にレーザビームを照射し始める位置を補正し、これにより形成された静電潜像を現像装置8によりトナー像として可視像化し、そのトナー像を用紙Pに転写する。このように、用紙位置検出手段14による検出結果に基づいて、用紙Pに対する画像の位置を補正することにより、用紙Pに対する画像の位置精度を高めることができる。
以上説明した構成は、後述する第1乃至第3の用紙位置検出装置に共通する基本構成である。
前述のように、受光素子18の受光出力の閾値Fthを予め定めておくことにより、用紙Pの位置を検出し、その端部Eの位置を割り出すことができる。ところが、発光部15の発光素子17から出射する光の光量が同一である場合には、用紙Pの厚さや、用紙Pの表面の光反射率の違いによって、受光素子18への入射光量に相違が生じ、受光素子18の受光出力に差異が発生する。このため、前述のように閾値Fthを設定しただけでは、用紙の幅方向位置を正しく検出できなくなるおそれがある。
より具体的に示すと、図5から判るように、透過型の用紙位置検出装置14によって幅方向位置を検出される用紙の厚さが普通紙よりも薄い薄紙であると、受光出力が閾値Fth以下となる受光素子は、図5に符号18Cを付した素子となる。また、普通紙よりも厚さの厚い厚紙の幅方向位置を検出するときに受光出力が閾値Fth以下となる受光素子は、図5に符号18Dで示した素子となる。このため、閾値Fthを普通紙に適した値に設定した場合には、普通紙よりも薄い薄紙、又は普通紙よりも厚い厚紙の幅方向位置を正しく検出できなくなる。
同様に、反射型の用紙位置検出装置14によって、普通紙よりも明るい用紙の幅方向位置を検出するときに、受光出力が閾値Fth以上となる受光素子は、図6に符号18Eを付した素子となり、普通紙よりも暗い用紙の幅方向位置を検出するときに受光出力が閾値Fth以上となる受光素子は、図6に符号18Fを付した素子となる。このため、この場合も、閾値Fthを普通紙に適した値に設定した場合には、普通紙よりも明るく、又は暗い用紙の幅方向位置を正しく検出できなくなる。
そこで、図2乃至図4に示した用紙位置検出装置14においては、発光部15の発光素子17として、発光量を調整可能な発光素子を用いると共に、いかなる種類の用紙に対しても、同一の閾値によって、用紙の幅方向位置を検出できるように、用紙の種類に応じて、発光素子17の発光量を調整する検出条件設定手段が設けられている。その具体的構成例は以下のとおりである。
図示していない画像形成装置本体に設けられた操作部に、図7に示したように、使用する用紙の種類、ここでは薄紙と普通紙と厚紙を選択する用紙種類選択キー30が設けられていて、図1に示した給紙装置22の給紙カセット20にセットされた用紙Pが薄紙であるか、普通紙であるか、又は厚紙であるかによって、オペレータが、これに対応する用紙種類選択キー30の普通紙キー27、薄紙キー28又は厚紙キー29を押下する。
例えば、給紙カセット20にセットされた用紙が普通の厚さの普通紙であるときは、オペレータは操作部の普通紙キー27を押下する。これにより生じた入力信号が図示していない制御部に取り込まれ、その制御部からの指令によって、発光素子17の発光量が通常量に設定される。このような検出条件設定動作を行うことにより、普通紙より成る用紙Pが図2に示した用紙位置検出装置14に搬送されたとき、図2に示した発光素子17から通常量の光が出射し、これによって前述のように、受光出力が閾値Fth以下の受光素子18Aに対向する部分に用紙Pが存在するものとして、その用紙Pの幅方向位置を検出することができる。
これに対し、図1に示した給紙カセット20にセットされた用紙Pが、普通紙よりも厚さの薄い薄紙であるときは、オペレータは操作部の薄紙キー28を押下する。これにより生じた入力信号は制御部に取り込まれ、その制御部からの指令によって、図2に示した発光素子17の発光量が前述の通常量よりも下げられる。かかる検出条件設定動作を行うことにより、用紙位置検出時に、図2に示した発光素子17から通常量より少ない光量の光が出射する。このため、閾値Fthを、普通紙より成る用紙の位置検出時と同じ値にしておいても、薄紙より成る用紙Pの幅方向位置を正しく検出することができる。用紙が薄紙であるときは、受光出力が図5に示した閾値Fth以下となった受光素子18Aに対向する部分に用紙Pが存在するものとして、その用紙の位置を正しく検出することができるように、発光素子17の発光量を下げるのである。
さらに、図1に示した給紙カセット20にセットされた用紙Pが、普通紙よりも厚さの厚い厚紙であるときは、オペレータは操作部の厚紙キー29を押下する。その入力信号も制御部に取り込まれ、その制御部からの指令により、発光素子17の発光量が前述の通常量よりも上げられる。かかる検出条件設定動作を行うことにより、用紙位置検出時に、発光素子17から通常量より多い光量の光が出射する。このため、閾値Fthを、普通紙より成る用紙の位置検出時と同じ値にしておいても、厚紙より成る用紙Pの幅方向位置を正しく検出することができる。用紙が厚紙であるときは、受光出力が図5に示した閾値Fth以下となった受光素子18Aに対向する部分に用紙Pが存在するものとして、その用紙の位置を正しく検出することができるように、発光素子17の発光量を上げるのである。
また、図3及び図4に示した反射型の用紙位置検出装置14の場合も、図1に示した給紙カセット20にセットされた用紙Pが、中程度の光反射率の普通紙であるときは、オペレータは図8に示した操作部の普通紙キー27Aを押下し、その用紙Pが普通紙よりも表面反射率の高い明るい紙であったときは、明紙キー28Aを押下し、用紙Pが普通紙よりも表面反射率の低い暗い紙であったときは、暗紙キー29Aを押下する。これによって、図3及び図4に示した発光素子17の発光量が、普通紙の場合には通常量に設定され、明るい紙の場合には、通常量よりも下げられ、暗い紙の場合には通常量よりも上げられる。かかる検出条件設定動作を行った後、前述のように図3及び図4に示した用紙位置検出装置14により用紙の幅方向位置を検出すれば、その用紙の種類が普通紙であるときも、また明るい紙であるときも、さらには暗い紙であるときも、同じ閾値Fthで用紙Pの幅方向位置を正しく検出することができる。用紙Pの表面明るさがいかなるときも、図6に示したように、受光出力が閾値Fth以上である受光素子18Aに対向する部分に用紙Pが存在するものとして、用紙Pの幅方向位置を検出することができるように、発光素子17の発光量を調整するのである。
透過型と反射型のいずれの形式の用紙位置検出装置14においても、上述のように、実際に用紙の幅方向位置を検出するのに先立って、検出条件設定手段によって、発光素子の発光量を調整する検出条件設定動作を行い、その調整した発光量の光によって用紙位置を検出する。これにより、いかなる種類(厚さ、表面の光反射率)の用紙に対しても同一の閾値Fthによって用紙の幅方向位置を正しく検出することができる。
上述した例では、オペレータがキー操作することにより、用紙の種類を入力したが、用紙位置検出装置14を用いて、用紙の種類を検出することもできる。例えば、図2乃至図4に示した用紙位置検出装置14に搬送された用紙Pに発光素子17から出射した光を照射し、その用紙を透過した光(図2の場合)、又はその用紙で反射した光(図3及び図4の場合)を受光素子18Gに入射させ、そのときの受光素子18Gの受光出力量によって、用紙の厚さ又はその表面の明るさを検出し、これに基づいて用紙位置検出時の発光素子17の発光量を前述したところと同じく設定するのである。さらに、用紙位置検出装置14よりも用紙搬送方向上流側に用紙種類検出装置を設け、これによって用紙の種類を判定することも可能である。
以上説明した構成の用紙位置検出装置14を第1の用紙位置検出装置と称することにする。
ここで、次に説明する第2の用紙位置検出装置14においても、図2乃至図4に示した発光部15の発光素子17として、発光量を調整可能な発光素子が用いられている。第2の用紙位置検出装置14の場合には、その検出条件設定手段によって、次のようにして検出条件設定動作が実行される。
図9に示すように、図1に示した給紙装置22から送り出された用紙Pが、図2乃至図4に示した用紙位置検出装置14に到達すると(S1)、検出条件設定動作が開始される(S2)。先ず、図2乃至図4に示した発光部15から出射した第1の発光量Qの光を用紙Pに照射する(S3)。その際、図2に示した用紙位置検出装置14の場合には、用紙Pを透過した光を受光素子18に入射させ、図3及び図4に示した用紙位置検出装置14の場合には、用紙Pで反射した光を受光素子18に入射させる。このとき、用紙に対向した受光素子、例えば図2及び図4に示した受光素子18Gの受光出力Xが、予め決められた範囲の受光出力値Z±zであるか否かが図示していない制御部において判断され(S4)、その受光出力Xがこの範囲内の値であれば、用紙種類がAであると判定され、閾値FthがFに設定される(S5)。これにより検出条件設定動作を終了する(S6)。
上述した検出条件設定動作により設定された発光部15の発光量Qと閾値Fによって、前述したように、用紙の幅方向位置が検出される。
また、受光素子18Gの受光出力XがZ±zではないときは、発光部15から出射した前述の発光量Qとは異なる発光量Qの光を用紙Pに照射し(S7)、このときの受光素子18Gの発光出力Xが、予め決められた範囲の受光出力値Z±zであるか否かが判断され(S8)、該発光出力Xがこの範囲の値であるときは、用紙種類がBであると判定され、閾値FthがFに設定され(S9)、検出条件設定動作を終了する(S10)。
上述した検出条件設定動作により設定された発光部15の発光量Qと閾値Fによって、前述したように、用紙の幅方向位置が検出される。
さらに、受光素子18Gの受光出力XがZ±zではないときは、発光部15から出射した前述の発光量Qとは異なる発光量Qの光を用紙Pに照射し(S11)、このときの受光素子18Gの発光出力Xが、予め決められた範囲の受光出力値Z±zであるか否かが判断され(S12)、該発光出力Xがこの範囲の値であるときは、用紙種類がCであると判定され、閾値FthがFに設定され(S13)、検出条件設定動作を終了する(S14)。
上述した検出条件設定動作により設定された発光部15の発光量Qと閾値Fによって、前述したように、用紙の幅方向位置が検出される。以下、必要に応じて、同様な設定動作を継続し(S15)、これにより設定された発光量と閾値によって用紙の幅方向位置を検出することができる。
より具体的に示すと、図9のS3、S7及びS11において、用紙に照射する光の発光量Q,Q,QがQ<Q<Qであるとする。図9のS4において、受光素子18Gの受光出力XがZ±zであると判断されたときは、S5において、その用紙の種類Aが薄紙(又は明るい紙)であると判定され、その薄紙(又は明るい紙)の幅方向位置を正しく検出できる閾値Fが設定される。
また、図9のS8において、受光素子18Gの受光出力がZ±Zであると判断されたときは、S9において、その用紙の種類Bが普通の厚さの紙(又は普通の明るさの紙)であると判定され、その普通紙の幅方向位置を正しく検出できる閾値Fが設定される。
さらに、図9のS12において、受光素子18Gの受光出力がZ±zであると判断されたときは、S13において、その用紙の種類Cが厚紙(又は暗い紙)であると判定され、その厚紙(又は暗い紙)の幅方向位置を正しく検出できる閾値Fが設定される。
上述のように、第2の用紙位置検出装置14の検出条件設定手段は、発光部15から出射する互いに異なった発光量Q,Q,Qの光を用紙Pにそれぞれ照射し、そのとき該用紙Pを透過し、又は反射した光を受光素子18Gに入射させ、該受光素子18Gの受光出力が、それぞれ予め決められた範囲の受光出力値Z±z,Z±z,Z±zであるか否かにより用紙Pの種類を判断して、該用紙Pの種類に応じた発光量Q,Q,Qと、閾値F,F,Fを設定するように構成されている。用紙位置の検出に先立って、上記検出条件設定手段により、発光部15から出射する光の発光量Q,Q,Qと閾値F,F,Fを設定し、その設定した発光量Q,Q,Qの光と閾値F,F,Fで用紙位置を検出するのである。
上述の各発光量Q,Q,Qと、各閾値F,F,Fは、組み合わせて保持されていて、用紙Pが用紙位置検出装置14に到達した際に、用紙位置検出に先立ち、検出条件設定動作として、保持する全ての発光量で発光を行い、そこから得られる受光出力値から、用紙位置検出を行う発光量の値と、出力値の閾値の組み合わせを選択するのである。複数の発光量と閾値は、普通紙、厚紙、薄紙、第二原紙など、代表的な用紙に対応して所定の値をデフォルトとして保持するものであり、これにより用紙Pに応じて適切な発光量及び閾値の設定が可能となり、高い精度で用紙位置検出を行うことが可能となる。
ところで、図9に示した第2の用紙位置検出装置の検出条件設定手段は、受光素子18Gの受光出力が所定の範囲内の値であるか否かを判断し、その受光出力が各所定の範囲内の値であるときに、その用紙に適した発光量と閾値を選択するように構成されているので、その用紙に正確に対応しない閾値が選択されるおそれがある。例えば、図9のS3において、用紙に発光量Qの光を照射したとき、受光素子18Gの受光出力がZ+zであるときと、Z−zであるときでは、適正な閾値は互いにわずかに相違している。ところが、図9に示した検出条件設定手段においては、これらの受光出力が共にZであるとして、これに適した閾値Fが選択される。このため、受光出力がZよりわずかに大又は小であるときは、多少、不適切な閾値が設定され、これにより用紙の幅方向位置の検出精度が低下するおそれがある。
そこで、第3の用紙位置検出装置の検出条件設定手段においては、図10に示すように、S5、S9及びS13において、用紙種類A、B、Cと閾値F,F,Fを選択して設定した後、S5−1,S9−1,S13−1において、受光素子18Gの実際の受光出力X,X,Xと、予め決められた各受光出力値Z±z,Z±z,Z±zの中心値Z,Z,Zとに差があるときは、その差に対応した発光量を微調整し、選択された閾値F,F,Fによって用紙の幅方向位置をより高い精度で検出できるように構成されている。選択した発光量Q,Q,Qを微調整し、受光素子の受光出力値を狙い値に合わせ込むことにより、選択した閾値F,F,Fでの用紙位置検出をさらに高精度なものとするのである。発光量の微調整は、選択した組み合わせの発光量Q,Q,Qからさらに調整値q,q,q分増減し、受光出力値がZ,Z,Zに最も近づくまで増減を繰り返すことで行う。これにより、全ての種類の用紙に応じて、発光量と閾値をより厳密に設定可能となり、より一層良好に用紙位置検出を行うことができる。図10に示した第3の用紙位置検出装置の検出条件設定手段の他の構成は、図9に示した第2の用紙位置検出装置の検出条件設定手段と変りはない。
上述した第3の用紙位置検出装置を一般に示すと、該第3の用紙位置検出装置は、第2の用紙位置検出装置において、予め決められた範囲の受光出力値をZ±zとし、検出条件設定手段による検出条件設定時に、光が入射した受光素子の実際の受光出力をXとしたとき、(Z+z)≧X≧(Z−z)を満たした場合に、これにより設定された閾値で、用紙位置を正確に検出できるように、ZとXの差に応じて、発光部の発光量を調整するように構成されている。より具体的に示すと、用紙Pに対向した前述の受光素子18Gを対向受光素子と称し、前述の閾値F,F,Fを第1乃至第3の閾値F,F,Fと称すると共に、発光部15から出射する光の発光量を第1の発光量Q,第2の発光量Q,第3の発光量Qとし、かつQ<Q<Qに設定したとき、第3の用紙位置検出装置は、発光部15から出射した第1の発光量Qの光を用紙Pに照射し、このとき用紙Pを透過し、又は該用紙Pで反射した光を受光素子18に入射させ、該用紙Pに対向した対向受光素子18Gの受光出力Xが予め決められた範囲の受光出力値Z±zであれば、該用紙Pが薄紙又は明るい紙であると判断して、該用紙Pの種類に応じた第1の発光量Qと第1の閾値Fを設定すると共に、対向受光素子18Gの受光出力Xと、予め決められた範囲の受光出力値Z±zの中心値Zとに差があるときは、該対向受光素子18Gの受光出力Xが中心値Zに近づくように第1の発光量Qを微調整し、対向受光素子18Gの受光出力XがZ±zでないときは、発光部15から出射した第2の発光量Qの光を用紙Pに照射し、このとき用紙Pを透過し、又は該用紙Pで反射した光を受光素子18に入射させ、該用紙Pに対向した対向受光素子18Gの受光出力Xが予め決められた範囲の受光出力値Z±zであれば、該用紙Pが普通の厚さの紙又は普通の明るさの紙であると判断して、該用紙Pの種類に応じた第2の発光量Qと第2の閾値Fを設定すると共に、対向受光素子18Gの受光出力Xと、予め決められた範囲の受光出力値Z±zの中心値Zとに差があるときは、該対向受光素子18Gの受光出力Xが中心値Zに近づくように第2の発光量Qを微調整し、対向受光素子18Gの受光出力XがZ±zでないときは、発光部15から出射した第3の発光量Qの光を用紙Pに照射し、このとき用紙Pを透過し、又は該用紙Pで反射した光を受光素子18に入射させ、該用紙Pに対向した対向受光素子18Gの受光出力Xが予め決められた範囲の受光出力値Z±zであれば、該用紙Pが厚紙又は暗い紙であると判断して、該用紙Pの種類に応じた第3の発光量Qと第3の閾値Fを設定すると共に、対向受光素子18Gの受光出力Xと、予め決められた範囲の受光出力値Z±zの中心値Zとに差があるときは、該対向受光素子18Gの受光出力Xが中心値Zに近づくように第3の発光量Qを微調整するように構成されている。そして、用紙Pが薄紙又は明るい紙であると判断されたときは、第1の発光量Q又はこれを微調整した発光量の光と、第1の閾値Fとで用紙位置を検出し、用紙Pが普通の厚さの紙又は普通の明るさの紙であると判断されたときは、第2の発光量Q又はこれを微調整した発光量の光と、第2の閾値Fとで用紙位置を検出し、用紙Pが厚紙又は暗い紙であると判断されたときは、第3の発光量Q又はこれを微調整した発光量の光と、第3の閾値Fとで用紙位置を検出するのである。
ところで、上述したいずれの検出条件設定手段による検出条件設定動作も、用紙Pを停止させて実行するように構成すると、用紙搬送速度が高速の場合や、用紙の長さサイズが小さい場合も、検出条件設定を正しく実行することができる。
また、給紙装置22から搬送される用紙毎に、前述の検出条件設定動作を実行することもできるが、このように構成すると制御が煩雑化する欠点を免れない。一般に、図1に示した給紙装置22又はその他の形式の給紙装置に積載される用紙の種類は一定している。そこで、給紙装置から送り出された1枚目の用紙に対して、検出条件設定装置による検出条件設定動作を実行するように構成することが好ましい。このように構成しても、2枚目以降の用紙については、1枚目の用紙に対する検出条件設定動作で設定された発光量及び閾値で、位置検出を行うことができ、各用紙の搬送毎に発光量と閾値の調整を行った際の制御上の煩雑さを回避することができる。
また、画像形成装置の電源投入後に、給紙装置から送り出された1枚目の用紙に対して、検出条件設定装置による検出条件設定動作を実行するように構成しても同じ効果を奏することができる。
さらに、給紙装置に用紙が積載されたことを検知する用紙セット検知手段が設けられている場合には、その用紙セット検知手段による用紙セット検知後に、給紙装置から送り出された1枚目の用紙に対して、検出条件設定装置による検出条件設定動作を実行するように構成しても同じ効果を奏することができる。
また、図7及び図8に示した用紙種類選択キー30は、用紙の種類を設定する用紙種類設定手段の一例を構成するものであるが、かかる用紙種類設定手段が設けられている場合には、その用紙種類設定手段により用紙種類の設定が変更された後、給紙装置から送り出された1枚目の用紙に対して、検出条件設定装置による検出条件設定動作を実行するように構成しても同じ効果を奏することができる。
画像形成装置の一例を示す概略図である。 透過型の用紙位置検出手段を模式的に示す説明図である。 反射型の用紙位置検出手段の説明図である。 反射型の用紙位置検出手段の説明図である。 受光素子の受光出力を示す説明図である。 受光素子の受光出力を示す説明図である。 操作部を示す正面図である。 操作部を示す正面図である。 第2の用紙位置検出装置の検出条件設定手段の動作を示すフローチャートである。 第3の用紙位置検出装置の検出条件設定手段の動作を示すフローチャートである。
符号の説明
1 作像手段
14 用紙位置検出装置
15 発光部
16 受光部
17 発光素子
18,18A,18B,18C,18D,18E,18F,18G,18H 受光素子
22 給紙装置
23 用紙搬送装置
P 用紙
,S

Claims (11)

  1. 用紙搬送方向に対して直交する方向の用紙位置を検出する用紙位置検出装置であって、少なくとも1つの発光素子を有する発光部と、複数の受光素子をほぼ等間隔に配列した受光素子列を有する受光部とを具備し、該受光素子列の一端側に位置する受光素子は用紙位置検出装置に搬送された用紙に対向する位置に配置され、受光素子列の他端側に位置する受光素子は、用紙位置検出装置に搬送された用紙に対向しない位置に配置されていて、前記発光素子を発光させたとき、受光出力が予め決められた閾値以下である受光素子、又は受光出力が予め決められた閾値以上である受光素子に対向する部分に用紙が存在するものとして、該用紙の位置を検出する用紙位置検出装置において、
    発光量を調整可能な発光素子を用い、前記発光部から出射する光の発光量を第1の発光量Q、第2の発光量Q、及び第3の発光量Qとすると共に、Q<Q<Qに設定し、前記発光部から出射した第1の発光量Qの光を用紙に照射し、このとき用紙を透過し、又は該用紙で反射した光を前記受光素子に入射させ、該用紙に対向した対向受光素子の受光出力Xが予め決められた範囲の受光出力値Z±zであれば、該用紙が薄紙又は明るい紙であると判断して、該用紙の種類に応じた第1の発光量Qと第1の閾値Fを設定すると共に、前記対向受光素子の受光出力Xと、予め決められた範囲の受光出力値Z±zの中心値Zとに差があるときは、該対向受光素子の受光出力Xが前記中心値Zに近づくように第1の発光量Qを微調整し、前記対向受光素子の受光出力XがZ±zでないときは、前記発光部から出射した第2の発光量Qの光を用紙に照射し、このとき用紙を透過し、又は該用紙で反射した光を前記受光素子に入射させ、該用紙に対向した対向受光素子の受光出力Xが予め決められた範囲の受光出力値Z±zであれば、該用紙が普通の厚さの紙又は普通の明るさの紙であると判断して、該用紙の種類に応じた第2の発光量Qと第2の閾値Fを設定すると共に、前記対向受光素子の受光出力Xと、予め決められた範囲の受光出力値Z±zの中心値Zとに差があるときは、該対向受光素子の受光出力Xが前記中心値Zに近づくように第2の発光量Qを微調整し、前記対向受光素子の受光出力XがZ±zでないときは、前記発光部から出射した第3の発光量Qの光を用紙に照射し、このとき用紙を透過し、又は該用紙で反射した光を前記受光素子に入射させ、該用紙に対向した対向受光素子の受光出力Xが予め決められた範囲の受光出力値Z±zであれば、該用紙が厚紙又は暗い紙であると判断して、該用紙の種類に応じた第3の発光量Qと第3の閾値Fを設定すると共に、前記対向受光素子の受光出力Xと、予め決められた範囲の受光出力値Z±zの中心値Zとに差があるときは、該対向受光素子の受光出力Xが前記中心値Zに近づくように第3の発光量Qを微調整する検出条件設定手段を設け、用紙が薄紙又は明るい紙であると判断されたときは、前記第1の発光量Q又はこれを微調整した発光量の光と、前記第1の閾値Fとで用紙位置を検出し、用紙が普通の厚さの紙又は普通の明るさの紙であると判断されたときは、前記第2の発光量Q又はこれを微調整した発光量の光と、前記第2の閾値Fとで用紙位置を検出し、用紙が厚紙又は暗い紙であると判断されたときは、前記第3の発光量Q又はこれを微調整した発光量の光と、前記第3の閾値Fとで用紙位置を検出することを特徴とする用紙位置検出装置。
  2. 前記発光部と受光部は、用紙位置検出装置に搬送された用紙の一方の面の側と他方の面の側にそれぞれ配置されている請求項1に記載の用紙位置検出装置。
  3. 前記発光部と受光部は、用紙位置検出装置に搬送された用紙の同じ面の側に配置されている請求項1に記載の用紙位置検出装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれかに記載の用紙位置検出装置と、該用紙位置検出装置に向けて用紙を送り出す給紙装置とを具備する用紙搬送装置。
  5. 前記検出条件設定装置による検出条件設定動作を、用紙を停止させて実行する請求項4に記載の用紙搬送装置。
  6. 前記給紙装置から送り出された1枚目の用紙に対して、前記検出条件設定手段による検出条件設定動作を実行する請求項4又は5に記載の用紙搬送装置。
  7. 電源投入後に、前記給紙装置から送り出された1枚目の用紙に対して、前記検出条件設定手段による検出条件設定動作を実行する請求項4又は5に記載の用紙搬送装置。
  8. 前記給紙装置に用紙が積載されたことを検知する用紙セット検知手段を有し、該用紙セット検知手段による用紙セット検知後に、前記給紙装置から送り出された1枚目の用紙に対して、前記検出条件設定手段による検出条件設定動作を実行する請求項4又は5に記載の用紙搬送装置。
  9. 用紙種類設定手段を有し、該用紙種類設定手段により用紙種類の設定が変更された後、前記給紙装置から送り出された1枚目の用紙に対して、前記検出条件設定手段による検出条件設定動作を実行する請求項4又は5に記載の用紙搬送装置。
  10. 請求項4乃至9のいずれかに記載の用紙搬送装置と、該用紙搬送装置により搬送される用紙に画像を形成する作像手段を具備する画像形成装置。
  11. 複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機又はこれらの少なくとも2つの機能を備えた複合機として構成された請求項10に記載の画像形成装置。
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