JP6622473B2 - シート検知装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明はシート検知装置及び画像形成装置に関する。

一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ、画像読み取り装置、各種フィニッシャ等において、記録媒体としてシートを搬送する際に、このシートの通過タイミングを検知するシート検知装置が備えられている。

シート検知装置としては、シートに押圧されることで移動するフラグと該フラグを検知するセンサを用いた検知手段が、低コストであることから最も一般的に用いられている。

フラグを用いたシート検知装置とは、検知フラグ、付勢バネ、センサ、及びそれらを保持するホルダ等から構成されている。検知フラグは付勢バネにより所定方向に付勢され、シート搬送路を横断する形で、待機ポジションで静止している。シートの先端が検知フラグに到達すると、シートが検知フラグを倒し始め、検知フラグが所定量倒れた所で、センサが検知フラグの倒れを検知する。その後、シートの後端が検知フラグを抜けると、検知フラグは付勢バネの付勢力により待機ポジションに戻る。

画像形成装置は、上記のようにシート検知装置によりシートの通過タイミングを検知することで、各種制御のトリガとする他、ジャムや重送などを検出することができる。

近年、画像形成装置の更なるスループット向上が要求されており、そのために先行シートの後端と後続シートの先端の隙間（以下紙間と呼ぶ）を小さくすることが求められている。

小さい紙間を検知するシート検知装置の構成が、特許文献１、２に記載されている。

特許文献１に記載の構成によれば、検知フラグを搬送ローラと同軸に配置することで、検知フラグの回転角を小さくし、小さい紙間を検知可能としている。

特許文献２に記載の構成によれば、検知フラグの回転中心が可変となっていることで、検知フラグの戻り時間を短くし、小さい紙間を検知可能としている。

特開２００３−２５２４８３号公報 特開２０１２−１４４３５０号公報

しかしながら、特許文献１の構成においては、検知フラグを搬送ローラと同軸に配置するため設計の自由度が高くない。

また、特許文献２の構成においては、装置構成が複雑なため、コストアップの懸念があった。

一般に、小さい紙間を検知するためには、フラグの戻り時間を短くする目的で、付勢バネのバネ圧を大きくする方法も取られる。しかし、この方法ではフラグの戻り時間が短くなる一方で、シートの先端がフラグから受ける反力が大きくなり、シートの先端がダメージを受けてしまうという懸念があった。

また近年は、装置の小型化も要求されており、小さなスペースにシート検知装置を配置するということも課題として挙げられる。

本発明は上記点に鑑み、簡単な構成で小さい紙間を検出可能であり、且つシートの先端へのダメージを抑制可能なシート検知装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、搬送されるシートと当接し、回転可能な当接部と、前記当接部に対して別体であって、前記当接部に対して独立して回転可能な被検知部と、前記被検知部を検知するためのセンサと、前記被検知部と前記当接部がそれぞれ近づくように付勢する第１の付勢手段と、前記被検知部が当接するストッパーと、
を有し、前記当接部がシートに押されることで前記当接部と前記被検知部が一体に回転した後の状態であって前記被検知部が前記ストッパーに当接し停止した状態で、前記当接部は前記第１の付勢手段の付勢力に抗して前記被検知部に対して回転可能であることを特徴とするシート検知装置。

本発明によれば、前記当接部がシートに押圧されることで前記当接部と前記被検知部が一体に回転した後、前記被検知部が前記ストッパーに当接した状態で前記当接部は前記被検知部に対して回転可能である。したがって、簡単な構成で、シートの後端の通過後に当接部が待機ポジションへ戻るまでの時間を短くすることができる。すなわち、小さい紙間を検出可能であると共に省スペースを実現でき、且つシートの先端が当接部から受ける反力が小さいシート検知装置及び画像形成装置を提供することができる。

画像形成装置本体の概略構成図 実施例１に係る検知フラグの側面図および斜視図 実施例１に係るシート検知装置の構成説明図 実施例１に係るシート検知装置の動作概要説明図 実施例２に係るシート検知装置の構成説明図および作用力説明図 実施例２に係るシート検知装置の動作概要説明図 実施例３に係るシート検知装置の構成説明図 実施例４に係るシート検知装置の構成説明図 実施例４に係るシート検知装置の作用力説明図

以下に図面を参照して、本発明に係るシート検知装置を備えた画像形成装置の一例として電子写真方式のレーザープリンタに適用した場合の実施形態を具体的に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、本発明に係るシート検知装置はレーザープリンタにのみ限定するものではなく、複写機、ファクシミリ、画像読み取り装置、各種フィニッシャ等に適応してもよい。

以下に実施例１について説明する。

図１は画像形成装置の全体構造を模式的に示す断面図である。４０はシートＳを収納する給送カセットである。また画像形成装置１０は、シートＳに画像形成及び、画像を定着させる装置として、シートを搬送するためのシート搬送路と、画像を形成する画像形成部と、画像を定着させる定着部１７とを備えている。

１１はシート分離部であり、給送カセット４０に収納されたシートＳを、給送ローラ３０及び分離ローラ３１で１枚ずつ分離して給送し、搬送ローラ対１２及び１３を経由して、シートＳを画像形成部に給送する。

画像形成部は、露光装置１４と、プロセスカートリッジ１５と、転写ローラ１６から構成される。プロセスカートリッジ１５は、感光体ドラム１５ａと、帯電部（図示せず）と、現像部（図示せず）とを備える。感光体ドラム１５ａは、帯電極性が負極性の感光層を表面に形成した金属円筒で構成されている。帯電部は、像担持体である感光体ドラム１５ａの表面を均一に帯電する。露光装置１４は、画像情報に基づいて、図１中破線で示すレーザーを感光体ドラム１５ａ上に照射し静電潜像を形成する。現像部は、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として顕像化する。転写ローラ１６は、感光体ドラム１５ａ上のトナー像をシートＳに転写させる。

１７は定着部であり、加圧ローラ１７ａと、ヒータを内蔵した定着ローラ１７ｂで構成されている。定着部１７は、通過するシートＳに熱及び圧力を印加して転写されたトナー像をシートＳに定着させる。

その後、シートＳは搬送ローラ対１８によって、排紙ローラ対１９に送られ、排出トレイ２０上に排出される。

１００はシート検知装置であり、シートＳの搬送中にシートＳの通過タイミングを検知して、各種制御のトリガとする他、ジャムや重送といった搬送問題を検出する。

図２（ａ）および（ｂ）は、シート検知装置１００におけるフラグユニット１１０の側面図および斜視図である。１１１はシートＳが接触（当接）し、シートＳに押されることにより回転する検知フラグ（当接部）であり、１１２は後述するセンサ１２４によりその位置を検知される被検知部である。被検知部１１２は検知フラグ１１１の回転中心と同軸上に回転可能に取り付けられている。１１３は検知フラグ１１１を待機ポジション方向に付勢する第２の付勢手段（バネ）であり、１１４は検知フラグ１１１と被検知部１１２とを当接させる方向に付勢（作用）する第１の付勢手段（バネ）である。図２（ａ）に示すように、第２の付勢手段１１３に付勢される検知フラグ１１１は、位置決め部１２０に突き当たることで、待機ポジションに位置している。

図３は、シート検知装置１００の、シートＳの幅方向の略中央部における斜視図である。上ガイド１２１と下ガイド１２２によりシート搬送路が形成され、上搬送ローラ１３ａおよび下搬送ローラ１３ｂによりシートＳが搬送される。下ガイド１２２下方にはセンサホルダ（保持部材）１２３が取り付けられ、センサホルダ１２３に設けられた取付穴にフラグユニット１１０が回転可能に取り付けられる。また、センサホルダ１２３にはセンサ１２４が取り付けられ、センサ１２４近傍に被検知部１１２が当接する突き当て部（ストッパー）１２３ａが設けられている。ここで、センサ１２４は光学式センサであり、被検知部１１２が光路を遮断することによりセンサＯＮが報知（出力）され、光路が遮断されていない時にはセンサＯＦＦが報知される。センサ１２４は、被検知部１１２が回転することに基づいて出力が変化し、センサ１２４の出力の変化に基づいて図１に示すＣＰＵ（制御手段）５０は、シートＳを検知することができる。

図４は、シート検知装置１００における、フラグユニット１１０の動作を時系列で表した側面図である。図４において、第２の付勢手段１１３は省略して表示している。

図４（ａ）は、シートＳの先端が検知フラグ１１１に当接する直前の様子を表している。この時検知フラグ１１１は第２の付勢手段１１３により、図中Ｆ２で示した付勢力を受け、位置決め部１２０（図２）に当接した状態で待機ポジションに位置している。この状態において、検知フラグ１１１と被検知部１１２は、第１の付勢手段１１４により、図中Ｆ１で示した付勢力を受けてお互いに引き合っている。検知フラグ１１１と被検知部１１２が一体となっているため、付勢力Ｆ１はフラグユニット１１０の回転運動には影響を与えていない。

図４（ｂ）は、シートＳが検知フラグ１１１に接触し、検知フラグ１１１を所定量回転させ、被検知部１１２がセンサ１２４がＯＮを検知した状態である。この時も、検知フラグ１１１と被検知部１１２は一体となっているので、シートＳに押されて回転する検知フラグ１１１と被検知部１１２は一体に回転する。図４（ｂ）に示す状態でも、図４（ａ）の状態と同様に付勢力Ｆ２および付勢力Ｆ１が作用している。

図４（ｃ）は、図４（ｂ）の状態からシートＳがさらに検知フラグ１１１を回転させ、被検知部１１２と突き当て部１２３ａが当接した状態である。この状態となるまで検知フラグ１１１と被検知部１１２は一体となって回転する。図４（ｃ）に示す状態でも、図４（ａ）の状態と同様に付勢力Ｆ２および付勢力Ｆ１が作用している。またこの時、検知フラグ１１１のシートと当接する部分はシートＳの搬送方向に対して倒れた角度となるように構成されている。このような構成とすることで、図４（ｃ）以降の状態においても、シートＳの先端が搬送方向に受ける力を小さく抑えることが可能である。また、被検知部１１２が突き当て部１２３ａに当接した状態では、センサ１２４は被検知部１１２を検知しているので、シートの搬送路上をシートＳが通過していることが検知される。別の言い方をすれば、検知フラグ１１１及び被検知部１１２が待機ポジションに位置している状態と、被検知部１１２が突き当て部に当接した状態とでは、センサ１２４の出力が異なる。シート検知装置１００のＣＰＵ５０は、センサ１２４の出力の変化に基づいてシートの搬送路上にシートＳが通過したことを検知することができる。

図４（ｄ）は、シートＳの先端が検知フラグ１１１を通過し、図４（ｃ）の状態よりさらに検知フラグ１１１が回転した状態である。被検知部１１２は突き当て部１２３ａに当接しているため図４（ｃ）の位置から動かず、検知フラグ１１１だけがさらに回転した状態となる。すなわち、検知フラグ１１１がシートＳに押されることで、第２の付勢手段１１３の付勢力Ｆ２および第１の付勢手段１１４の付勢力Ｆ１に抗して被検知部１１２に対して回転した状態である。この時、付勢力Ｆ２は図４（ａ）〜図４（ｃ）と同様に作用している。さらに検知フラグ１１１と被検知部１１２が離れ、被検知部１１２が突き当て部１２３ａに当接して停止しているため、付勢力Ｆ１により検知フラグ１１１を待機ポジションへと戻す方向に作用する。

図４（ｅ）は、シートＳの後端が検知フラグ１１１を抜けた時の様子を表した図である。図４（ｄ）からこの状態までは、フラグユニット１１０が受ける力関係は同一である。

図４（ｆ）は、検知フラグ１１１が被検知部１１２と当接するまで引き戻された状態である。この状態より先は付勢力Ｆ２によりフラグユニット１１０が待機ポジションの方向へ付勢される。

図４（ｇ）は、一体となった検知フラグ１１１と被検知部１１２が、センサ１２４のＯＮ位置を抜ける時の状態である。図４（ｅ）からこの状態となるまで、検知フラグ１１１は付勢力Ｆ２と付勢力Ｆ１を同時に受け、待機ポジション方向へと付勢される。

図４（ｈ）は、一体となった検知フラグ１１１と被検知部１１２が、待機ポジションまで戻された状態である。この状態まで戻った後で後続のシートＳが搬送され、上述のシート検知動作が再び行われる。

以上説明したように、第１の実施例によれば、シートＳに押されて回転する検知フラグ１１１が被検知部１１２と一体に回転した後に、被検知部１１２が突き当て部１２３ａに当接して停止した状態で検知フラグ１１１が被検知部１１２に対してさらに回転することが可能な構成である。したがって、被検知部１１２の移動量を小さくすることができ、小スペースを実現できる。

また、第１の実施例によれば、被検知部１１２が突き当て部１２３ａに当接した状態で、センサ１２４により被検知部１１２を検知することが可能な構成である。したがって、被検知部１１２とセンサ１２４の位置精度のバラツキをキャンセルすることができる。

また、第１の実施例によれば、センサ１２４が取付けられているセンサホルダ１２３に突き当て部１２３ａが設けられている（同一の部品で構成されている）。したがって、被検知部１１２が検知されてから突き当て部１２３ａに突き当たるまでの距離を小さくすることができ、かつ、センサ１２４と突き当て部１２３ａの位置精度を高精度に保つ事が可能である。その結果、省スペースを実現でき、且つ、シートＳ後端検知時の被検知部１１２の移動量を小さくすることができるので、小さい紙間を検知することが可能である。

また、第１の実施例によれば、シートＳ検知時には検知フラグ１１１のシートＳと当接する部分がシートＳの搬送方向に対して倒れた角度となる構成としているため、シートＳの先端が受けるダメージを抑制することが可能である。

以下に実施例２について説明する。以下の第２の実施例の説明において、第１の実施例と共通する構成及び動作については適宜説明を省略する。

図５（ａ）に第２の実施例に係るシート検知装置１００の構成を示す。第１の実施例においては、第２の付勢手段１１３が検知フラグ１１１に取り付けられていたが、本実施例においては、被検知部１１２に取り付けられている。

図５（ｂ）は、第２の実施例に係るフラグユニット１１０が、第２の付勢手段１１３および、第１の付勢手段１１４から受ける力を示した図である。ここでは一例として、シートＳの後端が検知フラグ１１１を抜けた時の状態を表示してある。Ｆ２ａはＦ１と同一方向にＦ２を分解した分力であり、Ｆ２ｂはＦ２ａと垂直な方向にＦ２を分解した分力である。本実施例においては、シートＳを検知する一連の動作の間、常にＦ２ａ＜Ｆ１の関係となるように、第２の付勢手段１１３および第１の付勢手段１１４の圧（付勢力）が設定されている。

図６は、フラグユニット１１０の動作を時系列で表した側面図である。

第２の付勢手段１１３による付勢力Ｆ２が被検知部１１２に作用しているという点が第１の実施例と異なるが、フラグユニット１１０の動作としては、図６（ｅ）の状態までは、第１の実施例と同一であるため詳細な説明は割愛する。

図６（ｆ）は、検知フラグ１１１および被検知部１１２が待機ポジションの方向へ戻り始めた状態を示している。第２の付勢手段１１３が被検知部１１２に取り付けられているため、検知フラグ１１１と被検知部１１２が付勢力Ｆ１の作用で一体となる前に、付勢力Ｆ２により被検知部１１２が待機ポジションの方向へ戻る動作が開始される。つまり、被検知部１１２が待機ポジション方向へ戻る動作と、検知フラグ１１１と被検知部１１２が一体となる動作が同時に進行する。

図６（ｇ）は、被検知部１１２がセンサ１２４のＯＮ位置を抜ける時の状態である。上述の通り、第２の実施例によれば、待機ポジションへの戻り動作と、検知フラグ１１１と被検知部１１２が一体となる動作が同時に進行するため、第１の実施例に比べて、センサ１２４のＯＮ位置を抜けるまでの時間が短くなる。

図６（ｈ）は、一体となった検知フラグ１１１と被検知部１１２が、待機ポジションまで戻された状態である。第１の実施例と同様に、この状態まで戻った後で後続のシートＳが搬送され、上述のシート検知動作が再び行われる。

以上、説明した構成とすることで、第２の実施例によれば、第１の実施例に比べてさらに小さい紙間を検知することが可能となる。

以下に実施例３について説明する。以下の第３の実施例の説明において、第１の実施例と共通する構成及び動作については適宜説明を省略する。

図７に第３の実施例に係るシート検知装置１００の構成概要を示す。

第１及び第２の実施例においては、フラグユニット１１０が待機ポジションに配置されている時はセンサ１２４はＯＦＦであり、シートＳを検知している時はセンサ１２４はＯＮである構成について説明した。第３の実施例においては、図７（ａ）に示した待機ポジションにおいてセンサ１２４がＯＮであり、図７（ｂ）に示したシートＳ検知時はセンサ１２４がＯＦＦとなっている。

このような構成とすることで、第１の実施例および第２の実施例に比べて設計の自由度が高くなり、シート検知装置１００の更なる小型化が可能となる。

以下に実施例４について説明する。以下の第４の実施例の説明において、第１の実施例と共通する構成及び動作については適宜説明を省略する。

図８に本発明の第４の実施例に係るフラグユニット１１０の構成を示す。本実施例においては、第２の付勢手段１１３は設けられておらず、また、検知フラグ１１１に対する被検知部１１２の取り付け角度が実施例１と異なっている。それに併せて、センサホルダ１２３の形状、突き当て部１２３ａおよびセンサ１２４の位置が変更されている。

フラグユニット１１０が受ける力を図９を用いて説明する。

図９（ａ）は、フラグユニット１１０が待機ポジションに配置され、検知フラグ１１１と被検知部１１２が一体となった状態である。この時、検知フラグ１１１と被検知部１１２は一体となっているため、付勢力Ｆ１はフラグユニット１１０の回転運動には影響を与えていない。フラグユニット１１０は、自重により受ける付勢力Ｆ２１により、フラグユニット１１０は待機ポジションの方向へ付勢されている。

図９（ｂ）は、シートＳの後端が検知フラグ１１１を抜けた時の状態である。この時、検知フラグ１１１と被検知部１１２は離れており、検知フラグ１１１は、自身の自重による付勢力Ｆ２２に加えて、第１の付勢手段１１４による付勢力Ｆ１を受け、待機ポジションの方向へ付勢される。

このような構成とすることで、実施例１乃至３において用いていた第２の付勢手段１１３を用いずに、より安価な構成でシート検知装置を構成することが可能となる。

Ｓ シート
１０ 画像形成装置本体
１１ シート分離部
１２、１３、１８ 搬送ローラ対
１３ａ 上搬送ローラ
１３ｂ 下搬送ローラ
１４ 露光装置
１５ プロセスカートリッジ
１５ａ 感光体ドラム
１６ 転写ローラ
１７ 定着部
１７ａ 加圧ローラ
１７ｂ 定着ローラ
１９ 排紙ローラ対
２０ 排出トレイ
３０ 給紙ローラ
３１ 分離ローラ
４０ 給紙カセット
１００ シート検知装置
１１０ フラグユニット
１１１ 検知フラグ（当接部）
１１２ 被検知部
１１３ 第２の付勢手段
１１４ 第１の付勢手段
１２０ 位置決め部
１２１ 上ガイド
１２２ 下ガイド
１２３ センサホルダ（保持部材）
１２３ａ 突き当て部（ストッパー）
１２４ センサ

Claims (11)

1. 搬送されるシートと当接し、回転可能な当接部と、
   前記当接部に対して別体であって、前記当接部に対して独立して回転可能な被検知部と、
   前記被検知部を検知するためのセンサと、
   前記被検知部と前記当接部がそれぞれ近づくように付勢する第１の付勢手段と、
   前記被検知部が当接するストッパーと、
   を有し、
   前記当接部がシートに押されることで前記当接部と前記被検知部が一体に回転した後の状態であって前記被検知部が前記ストッパーに当接し停止した状態で、前記当接部は前記第１の付勢手段の付勢力に抗して前記被検知部に対して回転可能であることを特徴とするシート検知装置。
2. 前記第１の付勢手段は、前記被検知部と前記当接部を互いに近づく方向に付勢するバネであることを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 前記当接部及び前記被検知部が待機ポジションに位置するように作用する第２の付勢手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のシート検知装置。
4. 前記当接部及び前記被検知部は、自重により待機ポジションに位置するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシート搬送装置。
5. 前記第２の付勢手段は、前記当接部を付勢していることを特徴とする請求項３に記載のシート検知装置。
6. 前記第２の付勢手段は、前記被検知部を付勢していることを特徴とする請求項３に記載のシート検知装置。
7. 前記センサが取り付けられている保持部材を有し、前記ストッパーは前記保持部材に設けられていることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のシート検知装置。
8. 前記被検知部が前記ストッパーに当接した状態では、前記センサはシートを検知していることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１項に記載のシート検知装置。
9. 前記当接部は、シートに押されることで前記待機ポジションから移動可能であり、前記当接部が待機ポジションに位置している状態では、前記センサはシートを検知していないことを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載のシート検知装置。
10. 前記センサは光学式センサであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシート検知装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシート検知装置と、
    シートに画像を形成する画像形成部を有することを特徴とする画像形成装置。

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