JP6146112B2 - シート材識別装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
画像形成に際しては、使用されるシート材のサイズや種類さらには材質などを予め識別しておき、その識別結果に応じた画像形成条件を適正化することが行われる場合がある。
シート材の識別方式には、非接触方式および接触方式があり、非接触方式では光学センサが用いられ、接触方式では接触子が用いられることが知られている。
非接触方式に用いられる光学センサは、シート材の同一面側に発光部および受光部を備えた反射型検知機構を用いるもの、対向面に発光部および受光部をそれぞれ配置した透過型検知機構を用いるものがある。
接触方式では、接触子をシート材に接触させ、例えば接触時での圧力変化を観察するものがある(例えば、特許文献1)。
また、接触子側に圧力センサの領域に対応して圧力を付加するバックアップ部材を配置し、バックアップ部材によるシート材との圧接時における圧力センサによる圧力分布の変化と坪量との関係から厚さを割り出すこともできる。
しかし、接触子は圧力センサに対向する面全域をシート材に接触させなければ、圧力センサでの圧力分布の変化を正確に割り出せない虞がある。
つまり、接触子は揺動可能に支持されている部材であることから、シート材の厚さや剛性によって反発を受けた際に接触子の全面が接触しないこともあり、圧力センサでの圧力分布の変化を正確に得ることができなくなる。
図1は、シート材識別装置10を備えた画像形成装置の給紙部101を示す説明図である。
給紙部101には、複数のシートを積載可能な積載手段としての給紙トレイ102が設けられており、積載されたシート材SSの上方に検知手段に相当する検知センサ本体1を備えたシート識別装置10が配置されている。
積載手段である給紙トレイ102およびシート識別装置10は、そのいずれかが、検知センサ本体1がシート材の表面に接触する検知位置およびシート材の表面から遠ざかる待機位置に移動できるようになっている。
図1(A)には、シート識別装置10が図示しない駆動手段を用いて給紙トレイ102に積載されているシートに対して昇降することにより上述した検知位置および待機位置に移動できる構成が示されている。
図1(B)には、積載手段である給紙トレイ102を昇降装置103により昇降させることにより、シート識別装置10に対して上述した検知位置および待機位置に移動できる構成が示されている。
同図においてシート識別装置10は、検知センサ本体1が摺動可能に挿入されている筐体2を備えている。
シート識別装置10には、シート材Sの表面に向け摺動させる習性を付与し、かつシート材の表面に接触した際のシート材からの反力により習性に抗して検知センサ本体1を移動させる支持機構が設けられている。
支持機構には、筐体2内でシート材Sと対向する側の面と反対側の面との間に配置されているバネなどの伸縮可能な弾性体3および、摺動ガイド部材7が用いられている。
弾性体3は、検知センサ本体1をシート材Sの表面に向け摺動させる習性を付与する部材として用いられ、摺動ガイド部材7は、検知センサ本体1の摺動時での姿勢を安定させてガイドする部材として用いられる。
これにより検知センサ本体1は、シート材Sに接触すると、シート材Sからの反力を受けて上記習性に抗してシート材と対向する筐体2の端面内に向け移動し、移動した位置で弾性体3から一定の圧力を維持されてシート材Sに密着する習性を付与される。
上述した検知位置は、検知センサ本体1が筐体2内に向け移動して検知面が筐体端面と一致する位置に相当している。
図2に示した摺動ガイド部材7は、検知センサ本体1の表面に接触可能な低摩擦部材からなる板状部材が用いられている。
なお、摺動ガイド部材7の配置構成としては、筐体2の断面形状や検知センサ本体の外形に応じて適所に複数配置することが可能であり、例えば、曲率を有する形状であれば、最低限3箇所での配置も可能である。
図3には、摺動ガイド部材7として、検知センサ本体の外周を囲繞できる位置に配置されたローラ7bを用いた場合および、球体7cを用いた場合が示されている。
本実施例においては、ローラ7Bあるいは球体7Cがいずれの回転を含めて転動可能な部材であるので、検知センサ本体1の外周面に接触しながら摺動時には転動することにより摺動抵抗を少なくした状態で検知センサ本体1を摺動ガイドすることができる。
この構成により作用は、図2に示した場合と同様に、検知センサ本体1における検知面をシート材Sの表面に密着させることができ、シート材の表面に対して接触不良を起こすことなく面情報を取り込むことが可能となる。
図4に示す例では、(C)に示すように、検知センサ本体11の一部において昇降方向に貫通して形成された溝状嵌合部11aの内部に支持部材12側に設けられている摺動ガイド部17が嵌め込まれて検知センサ本体11を摺動ガイド可能な構成が用いられている。
支持部材12には、その上部に天井部材18が一体化されており、(A)、(B)に示すように、昇降部材により天井部材18が昇降すると、支持部材12の摺動部17に沿って検知センサ本体11が摺動する。
本実施形態における検知センサ11の支持構造は、図2に示した場合と同様に弾性体13を用いた懸垂支持構造が用いられている。
本実施形態においては、検知センサ本体11の一部で昇降方向に貫通している溝状嵌合部11aに対して摺動ガイド部17が嵌合しているので、検知センサ本体11の昇降方向での傾きを抑止することができる。これにより、シート材の表面に対する検知センサ本体11側での傾きが生じないので、検知面とシート材の表面との密着を確保できる。
なお、摺動ガイド部17は、支持部材12の素材部に対して低摩擦係数を有した部分とすることが摺動抵抗軽減のためには好都合である。
図5に示す構成では、図4に示した摺動ガイド部17の位置に摺動抵抗を小さくできるローラ17bあるいは球体17cが配置されている。
この構成においては、図4に示した構成と同様に、検知センサ本体11での傾きを抑止しながら検知センサ本体11の摺動時での抵抗を抑制して迅速な昇降動作が可能となる。
図6に示す例では、摺動ガイド部材として、図4に示した支持部材12の一部で検知センサ本体11との間にラックアンドピニオン機構が設けられている。
つまり、検知センサ本体11側にはピニオン17dが、そしてこれに対向する支持部材12の位置にはピニオン12dが噛み合うラック17eが備えられている。
上記構成においては、検知センサ本体11の昇降時、ピニオン17dが回転することによりラック17e上を移動することができるので、摺動抵抗の少ない状態での移動が可能となる。しかも、図4、図5に示した場合と同様に、ラック17eを有する支持部材12は検知センサ本体11の一部に形成されている凹状嵌合部内に嵌合されているので、検知センサ本体11の傾きを抑えて検知面とシート材の表面との密着を可能にしている。
図7には、検知センサ本体31をシート材Sの表面に向け付勢する習性を付与する構成が示されている。
シートの表面に向けて検知センサ本体31を付勢するための加圧手段として、筐体32内に存在する空気33を利用している。つまり、筐体32内で摺動する検知センサ本体31をピストンとして用い、摺動時に生じる空気圧の上昇を検知センサ本体31の下降動作のための加圧手段として用いている(図7(A)、(B)参照)。
また、バネなどの弾性体に代えて、検知センサ本体31の摺動位置に応じて膨縮変形可能なゴム34を用いることも可能である(図7(C),(D)参照)。
この場合には、検知センサ本体31が上昇すると膨張状態にあるゴム34が収縮変形し、検知センサ本体31が下降してシート材Sの表面に接触する際には、ゴム34の形状復元力を加圧力として用いる。
なお、この場合には、摺動ガイド部が図2に示した構造のものが用いられている(図7中、符号7で示す部材)。
図8は、検知センサ本体により出力可能な情報の内容を示す図である。同図において検知センサ本体が取得する情報は、例えば検知面が検知可能な領域をそれよりも小さい任意の面積に分割、あるいは所定間隔に配列される点の集合など小単位40の区分毎での情報に変換して出力される。
小単位40において変換された情報は、それぞれ所定時間内に得られた結果を結合させて面情報41と認識し、シート材を区別する。
同図において識別手段は、検知センサ本体(便宜上、図2に示した符号1を用いる)が入力側に接続されたCPUなどを用いる処理手段51を備えており、処理手段51の出力側には記憶手段52が接続されている。
記憶手段52には、少なくとも複数のシートPに対応する情報が予め保存されており、その情報として、例えば、図10に示すように、既存の面情報42が登録保存されている。面情報には、銘柄や厚ささらには色、材質などに関する情報が用いられる。
圧力を検知する構成としては、例えば、特開平8−68704号公報に記載されている構成が用いられる。この構成では、下面に導電膜を有する可撓性の圧力シートと、アクティブマトリクス型液晶駆動用回路基板を用いた面圧パネルが用いられ、圧力シートの撓みに応じて通電が確認されるのを利用して面情報を取得することができる。
記憶手段52には、少なくとも複数のシートPに対する、既存面情報42が蓄積されているものとする。既存面情報42は、それを特定するための情報、例えば銘柄、厚さ、色、材質等といった情報に紐付けられて、記憶手段52に格納されている。
処理手段51は、図10に示すように、記憶手段52に対してそこに記憶されている面情報との照会を行う。
処理手段51は、既存面情報42と、任意の閾値N%以上一致している情報があるかどうかを、記憶手段52内の既存面情報42に対して検索する。検索結果を対比した結果が一致する情報があれば、その面情報42に対応する情報を記憶手段52から取得する。この処理の流れは、図11に示す通りである。
処理手段51では、新規の面情報41を記憶手段52に格納して登録保存する処理が行われる。
また、このような、シート材識別装置10は、シート材の識別を必要とする様々な装置への応用が考えられるが、その中でも、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置分野への応用が期待される。
図13は、この場合を示している。
同図において給紙トレイ102は、昇降装置103により昇降可能に設けられ、給紙トレイ102におけるシート材の繰り出し位置には給送装置202が設けられている。
給送装置203には、給紙トレイ102上の最上位のシート材と対向当接可能な繰り出しローラ202a、重送されたシート材を一枚に分離する分離ローラ対202b、そして給送ローラ202cが備えられている。
この場合には、繰り出しローラ202aの高さ方向の位置に整合させてシート識別装置10が配置されており、繰り出されるシート材を対象としてシート識別装置10の検知センサ本体が接触することで面情報を取得する。
このような構成では、シート材が繰り出しローラ202aに接触を開始する位置よりも多少低い位置にシート識別装置10を配置すると、繰り出しローラ202aにシート材が接触するまでの間にシート識別装置10の検知センサ本体がシート材に接触する。これにより、給紙トレイ102の上昇動作中にシート材の面情報を取得できるので、シート材の面情報取得のための動作時間を給紙トレイ102の上昇時間内に含められる。この結果、シート材の面情報取得に要する時間を短縮することが可能となる。
また、シート材の表面に対して揺動運動ではなく摺動運動により直接検知センサ本体の検知面全体を密着させる構成であるので、シート材の厚さや剛性の影響を受けて検知面が偏倚するようなことがない。これにより、図8において説明したマトリックス状の区分毎での情報を正確に得ることが可能となる。
2 筐体
7 摺動ガイド部材
7b、17b ローラ
7c、17c 球体
10,30 シート識別装置
11a 凹状嵌合部
17 摺動ガイド部
17d ピニオン
17e ラック
34 ゴム
51 処理手段
52 記憶手段
S シート材
SS シート束
Claims (12)
- 積載手段に積載されたシート材の表面に対向して当該シート材の情報を検知する検知手段と、前記検知手段が検知した情報に基づいて前記シート材の識別を行う識別手段とを有するシート材識別装置であって、
前記積載手段および前記検知手段のいずれかを、前記シート材の表面に前記検知手段が接触する検知位置および前記シート材の表面から前記検知手段が遠ざかる待機位置の間で移動可能に支持する手段と、
前記検知手段に対して前記シート材の表面に向けて摺動させる習性を付与し、前記シート材の表面に接触した際に前記シート材からの反力により前記習性に抗して前記検知手段を移動させる支持機構とを備え、
前記検知手段は、検知センサ本体と、前記検知センサ本体が挿入される筐体と、前記筐体内に配置され前記検知センサ本体の摺動方向一方側を支持し前記検知センサ本体に前記習性を付与する弾性体とを有し、
前記支持機構は前記検知手段の摺動時における姿勢を安定させてガイドする摺動ガイド部材を備え、
前記検知センサ本体は前記習性により前記シート材の表面に対向する検知面が前記筐体の外側に突出し、前記シート材の表面に前記検知面が当接すると、前記検知センサ本体は前記筐体の前記シート材の表面と対向する側の端面と前記検知面とが一致する位置に向けて前記習性に抗して移動することを特徴とするシート材識別装置。 - 前記摺動ガイド部材は前記筐体の前記端面を構成する面を有し、前記筐体の断面形状が矩形である場合に前記摺動ガイド部材は前記検知センサ本体の外周を囲繞する位置に配置されていることを特徴とする請求項1記載のシート材識別装置。
- 前記摺動ガイド部材は、前記検知センサ本体に形成された嵌合部に嵌め込まれて該検知センサ本体を摺動ガイドすることを特徴とする請求項1記載のシート材識別装置。
- 前記摺動ガイド部材は、前記検知センサ本体の表面に接触する面を有した板状部材を有することを特徴とする請求項1または2記載のシート材識別装置。
- 前記摺動ガイド部材は、前記検知センサ本体との間に設けられているラックおよびピニオンを有することを特徴とする請求項1または3記載のシート材識別装置。
- 前記摺動ガイド部材は、前記検知センサ本体の表面を転動可能なローラを有することを特徴とする請求項1ないし3の何れか一つに記載のシート材識別装置。
- 前記弾性体に代えて前記検知面を前記シート材の表面に当接させるべく前記検知センサ本体を摺動させる加圧手段を有することを特徴とする請求項1ないし6の何れか一つに記載のシート材識別装置。
- 前記加圧手段として空気圧が用いられることを特徴とする請求項7記載のシート材識別装置。
- 前記加圧手段として膨縮変形可能なゴムが用いられることを特徴とする請求項7記載のシート材識別装置。
- 前記検知センサ本体は、前記検知面が複数に分割された区分毎に前記シート材の表面から得られる情報を出力可能であることを特徴とする請求項1ないし9の何れか一つに記載のシート材識別装置。
- 前記識別手段は前記シート材に対応する情報を予め保存している記憶手段を備え、前記検知センサ本体から得られた前記区分毎の情報分布に基づいて求められる識別情報を前記記憶手段に保存されている情報と対比した結果に基づいて前記識別手段は前記シート材の種類を特定することを特徴とする請求項10記載のシート材識別装置。
- 請求項1ないし11の何れか一つに記載のシート材識別装置を備えたシート材の給送装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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