JP6658647B2 - 給紙装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートを所定位置に向けて給紙することが可能な給紙装置、及び前記給紙装置を備えた画像形成装置に関する。

プリンター、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置は、シートに画像形成処理を施す画像形成部と、シートを貯留すると共に前記画像形成部へ向けて前記シートを給紙する給紙装置と、前記画像形成部を通して前記シートを搬送するシート搬送路を含む。給紙装置及びシート搬送路には、シートの搬送のために複数のローラーが配置されている。例えば前記給紙装置には、トレイに貯留されたシートを繰り出す繰り出しローラー、繰り出されたシートを前記シート搬送路へ送り出す給紙ローラー、この給紙ローラーに圧接されシートの重送を防止する分離ローラーなどが含まれる。

前記ローラーは、所期の通り回転することが求められるが、使用の継続により想定通りの回転数が得られない場合が生じる。例えば前記分離ローラーは、使用の継続によって磨耗し、前記給紙ローラーに追従して良好に従動回転しなくなる。この場合、前記分離ローラーの交換が必要となる。この交換時期を監視するため、分離ローラーの回転数を検出するセンサーが給紙装置に設けられることがある。回転体の回転数を検出するセンサーとしては、例えば特許文献１に記載に記載されたような、スリット付き反射板を用いたエンコーダ式のものが知られている。

特開２００５−２５７８１３号公報

シートの搬送に寄与するローラーの中には、所定のローラー装着位置に対して傾きを持って装着されたり、画像形成装置の使用を継続しているうちに前記ローラーに上記の傾きが生じたりする場合がある。また、前記装着位置から位置ズレして前記ローラーが装着される場合もある。これらの場合、前記センサーと反射板との位置関係が正規の状態から外れてしまい、前記センサーの測定値にバラツキが生じてローラー回転数を誤検出してしまうことがある。

本発明の目的は、シートの搬送に寄与するローラーの設置状態に傾きや位置ズレが生じたとしても、前記ローラーの回転数を正確に検出することができる給紙装置、及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。

本発明の一局面に係る給紙装置は、ローラー軸と、前記ローラー軸に取り付けられシートの搬送に寄与するローラー本体とを含むローラーと、前記ローラー軸又は前記ローラー本体に一体に取り付けられる反射板であって、前記ローラー本体の周方向に交互に並ぶように配置された第１反射面及び第２反射面を含む反射板と、前記反射板に検査光を照射する投光部と、前記検査光の前記反射板からの反射光を検出する受光部とを含むセンサーと、前記センサーの検知結果に基づいて、前記ローラー本体の回転数を検出する回転数検出部と、を備え、前記第１反射面は、前記検査光を第１反射率で反射すると共に、前記検査光が前記受光部へ向かう第１反射光路を作る反射面であり、前記第２反射面は、前記検査光を前記第１反射率よりも小さい第２反射率で反射すると共に、前記検査光が前記受光部から外れる方向へ向かう第２反射光路を作る反射面であり、前記ローラー軸の軸方向に沿った断面において、前記第１反射面は、前記ローラー軸の軸方向と平行な面であり、前記第２反射面は、前記ローラー軸の軸方向に対して傾きを持つ傾斜面であることを特徴とする。

この給紙装置によれば、前記第１反射面で反射されて前記受光部へ入射する反射光の光量と、前記第２反射面で反射されて前記受光部へ入射する反射光の光量との光量差を大きくすることができる。従って、前記センサーは、波高差の大きいパルスを出力することが可能となる。例えば、前記第１、第２反射面が単に反射率の異なる面であって、共に前記検査光を前記受光部へ向かわせる反射光路を作る反射面である場合、前記ローラーに傾きが生じるなどして前記センサーと前記反射板との位置関係にズレが生じると、前記受光部へ入射する前記第１、第２反射面からの反射光の光量差が小さくなることがある。この場合、前記センサーの出力パルスの波高差は小さくなり、前記回転数検出部によるローラー回転数検出に誤差が生じ得る。

しかし、上記の構成によれば、前記第２反射面は、前記検査光が前記受光部から外れる方向へ向かう第２反射光路を作る反射面とされている。このため、前記第２反射面からの反射光は基本的に前記受光部へ入射され難い。従って、前記センサーと前記反射板との位置関係のズレが生じ、これにより前記第１反射面からの反射光の光量が低下した場合でも、前記第２反射面からの反射光に対する光量差を大きいレベルに維持できる。それゆえ、前記センサーは、波高差の大きいパルスを出力することができ、前記回転数検出部は正確に前記ローラーの回転数検出を行うことができる。

上記の給紙装置において、前記ローラーが装着されるローラー装着部を備え、前記ローラーは、前記ローラー装着部に装着された状態において、前記ローラー軸が予め定められた標準装着方向に対して所定範囲の傾きを持ち得るものであって、前記第２反射面は、前記ローラーが前記所定範囲の傾きを持った場合においても、前記第２反射光路を作る反射面であることが望ましい。

この給紙装置によれば、前記ローラーに前記所定範囲の傾きが生じた場合でも、前記第２反射面は前記受光部から外れる方向へ向かう第２反射光路を作る反射面とされている。なお、前記所定範囲の傾きとは、前記ローラーのシート搬送機能に影響が及ばない許容範囲内の傾きである。従って、前記ローラーに想定内の傾きが生じた場合でも、前記第２反射面からの反射光は前記受光部へ入射されず、これにより前記センサーは、波高差の大きいパルスを出力することができる。

上記の給紙装置において、前記ローラー軸の軸方向に沿った断面において、前記第１反射面は、前記ローラー軸の軸方向と平行な面であり、前記第２反射面は、前記ローラー軸の軸方向に対して傾きを持つ傾斜面であることが望ましい。

この給紙装置によれば、前記第１、第２反射光路を簡易な面形状にて形成することができる。すなわち、前記投光部及び前記受光部を前記第１反射面の法線方向に配置すれば、自ずと前記第１反射面からの反射光は前記受光部に入射するようになり、前記第２反射面からの反射光は前記受光部から外れるようになる。

上記の給紙装置において、前記反射板は、前記ローラー本体の側面に前記軸方向に隣接して配置され、前記第２反射面は、前記ローラー本体から前記軸方向に離間するに連れて前記ローラー軸へ接近する方向に傾く傾斜面であることが望ましい。

この給紙装置によれば、前記第２反射面で反射され、さらに隣接するローラー本体の側面等で反射されて前記受光部へ向かう光路が形成されることを防止できる。すなわち、上記の通りの傾きを持つ前記第２反射面であれば、前記検査光は前記ローラー本体から離間する方向に反射されるので、前記ローラー本体での反射は生じ難くなる。

上記の給紙装置において、前記ローラー本体の側面に前記軸方向に隣接して配置され、前記ローラー本体の周面よりも外径の小さいプーリー周面を有するプーリーをさらに備え、前記プーリー周面は、当該プーリーの周方向に所定幅をもって交互に配置された前記第１反射面及び前記第２反射面からなることが望ましい。

この給紙装置によれば、前記プーリーの組み付けによって、前記ローラーに前記第１、第２反射面を付設することができる。また、前記プーリーは前記ローラー本体の周面よりも小さい外径を有するので、前記ローラー本体のシート搬送動作を阻害することはない。

上記の給紙装置において、駆動力が与えられる第１ローラーと、前記第１ローラーに当接されて従動回転する第２ローラーとを備え、前記ローラーは、前記第２ローラーであることが望ましい。

前記第１ローラーは、駆動力が与えられるので使用時間が長くなっても回転数変動が起き難い。一方、前記第１ローラーに従動回転する第２ローラーは、当接部分における滑りなどに起因して所期の通りに回転しない場合が比較的生じ易い。従って、前記反射板及び前記センサーを付設するローラーとして前記第２ローラーを選択し、その回転数を監視することが望ましい。

上記の給紙装置において、前記第１ローラーは、前記シートを給紙するための給紙ローラーであり、前記第２ローラーは、前記給紙ローラーに圧接され、前記シートの重送を防止する分離ローラーであることが望ましい。

前記分離ローラーは、使用の継続によりローラー周面が磨耗し、これにより前記給紙ローラーに追従して良好に従動回転しなくなる。このため、性能が低下した分離ローラーは交換する必要がある。そこで、前記第２ローラーを分離ローラーとすれば、前記回転数検出部の検出結果に基づき、当該分離ローラーの交換時期を監視することができる。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、シートに画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部へシートを給紙する上記の給紙装置とを備える。

本発明によれば、シートの搬送に寄与するローラーの設置状態に傾きや位置ズレが生じたとしても、前記ローラーの回転数を正確に検出することができる給紙装置、及びこれを用いた画像形成装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略縦断面図である。 図２は、分離ローラー及び回転センサーを示す斜視図である。 図３は、分離ローラー及び回転センサーのローラー軸方向に沿った断面図である。 図４（Ａ）は、反射板の第１反射面部分の拡大断面図、図４（Ｂ）は、第２反射面部分の拡大断面図である。 図５は、回転センサーの出力電圧の一例を示す図である。 図６は、比較例に係る反射板を備えた分離ローラーを示す図である。 図７は、比較例に係る反射板に軸方向の傾きが生じた場合における、回転センサーの出力電圧の一例を示す図である。 図８は、本実施形態における第２反射面を説明するための図である。 図９は、第２反射面の他の例を示す図である。 図１０は、画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、第２反射面の変形例を示す図である。

［画像形成装置の全体構造］
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳述する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す概略断面図である。画像形成装置１は、カラープリンターであって、略直方体の本体ハウジング１０と、この本体ハウジング１０の内部に収容される、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋ（画像形成部）、光走査装置２３、中間転写ユニット２８及び定着装置３０とを含む。

本体ハウジング１０の上面には排紙トレイ１１が備えられている。排紙トレイ１１に対向して、シート排出口１２が開口している。本体ハウジング１０の側壁には、手差し給紙トレイ１３が開閉自在に取り付けられている。本体ハウジング１０の下部には、画像形成処理が施されるシートを収容する給紙カセット１４が、図１の紙面と垂直な方向に着脱自在に装着されている。

画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋは、シートに対して、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像（画像）を、コンピューター等の外部機器から伝送された画像情報に基づき形成するもので、水平方向に所定の間隔でタンデムに配置されている。各画像形成ユニット２Ｙ〜２Ｂｋは、静電潜像及びトナー像を担持する感光体ドラム２１、感光体ドラム２１の周面を帯電させる帯電器２２、前記静電潜像に現像剤を付着させてトナー像を形成する現像器２４、この現像器２４に各色のトナーを供給するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各トナーコンテナ２５Ｙ、２５Ｃ、２５Ｍ、２５Ｂｋ、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を一次転写させる一次転写ローラー２６、及び感光体ドラム２１の周面の残留トナーを除去するクリーニング装置２７を含む。光走査装置２３は、各色の感光体ドラム２１の周面を被走査面として光線を照射し、該周面上に静電潜像を形成する。

中間転写ユニット２８は、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を一次転写させる。中間転写ユニット２８は、各感光体ドラム２１の周面に接触しつつ周回する転写ベルト２８１と、転写ベルト２８１が架け渡される駆動ローラー２８２および従動ローラー２８３とを含む。転写ベルト２８１は、一次転写ローラー２６によって各感光体ドラム２１の周面に押し付けられている。各色の感光体ドラム２１上のトナー像は転写ベルト２８１上の同一箇所に重ね合わせて一次転写される。これにより、フルカラーのトナー像が転写ベルト２８１上に形成される。

駆動ローラー２８２に対向して、転写ベルト２８１を挟んで二次転写ニップ部Ｔを形成する二次転写ローラー２９が配置されている。転写ベルト２８１上のフルカラートナー像は、二次転写ニップ部Ｔにおいてシート上に二次転写される。シート上に転写されずに転写ベルト２８１の周面に残留したトナーは、従動ローラー２８３に対向して配置されたベルトクリーニング装置２８４によって回収される。

定着装置３０は、熱源が内蔵された定着ローラー３１と、定着ローラー３１と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラー３２とを含む。定着装置３０は、二次転写ニップ部Ｔにおいてトナー像が転写されたシートを、定着ニップ部Ｎにおいて加熱及び加圧することで、トナーをシートに溶着させる定着処理を施す。定着処理が施されたシートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１に向けて排出される。

本体ハウジング１０の内部には、シートを搬送するためのシート搬送路が設けられている。シート搬送路は、本体ハウジング１０の下部付近から上部付近まで、二次転写ニップ部Ｔ及び定着装置３０を経由して、上下方向に延びるメイン搬送路Ｐ１を含む。メイン搬送路Ｐ１の下流端は、シート排出口１２に接続されている。両面印刷の際にシートを反転搬送する反転搬送路Ｐ２が、メイン搬送路Ｐ１の最下流端から上流端付近まで延設されている。また、手差しトレイ１３からメイン搬送路Ｐ１に至る手差しシート用搬送路Ｐ３が、給紙カセット１４の上方に配置されている。

給紙カセット１４（給紙装置）は、画像形成ユニット２Ｙ〜２Ｂｋに給紙するシートを貯留するものであり、シートの束を収容するシート収容部を備える。給紙カセット１４の右上付近には、ピックアップローラー１５、給紙ローラー１６（第１ローラー）及び分離ローラー１７（ローラー／第２ローラー）が備えられている。ピックアップローラー１５は、前記シート束の最上層のシートを１枚ずつ繰り出す。給紙ローラー１６は、ピックアップローラー１５によって繰り出されたシートを、メイン搬送路Ｐ１の上流端に向けて給紙する。給紙ローラー１６は、図略の駆動源から駆動力が与えられるローラーである。分離ローラー１７は、給紙ローラー１６に圧接され、シートの重送を防止するためのローラーである。分離ローラー１７は、給紙ローラー１６の周面に当接される周面を備え、給紙ローラー１６の回転に伴い従動回転する。メイン搬送路Ｐ１の二次転写ニップ部Ｔよりも上流側には、所定のタイミングでシートを二次転写ニップ部Ｔに送り出すレジストローラー対１８が配置されている。

シートに片面印刷（画像形成）処理が行われる場合、給紙カセット１４又は手差しトレイ１３からシートがメイン搬送路Ｐ１に送り出され、該シートに二次転写ニップ部Ｔにおいてトナー像の転写処理が、定着装置３０において転写されたトナーをシートに定着させる定着処理が、各々施される。その後、該シートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１上に排紙される。一方、シートに両面印刷処理が行われる場合、シートの片面に対して転写処理及び定着処理が施された後、該シートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１上に一部が排紙される。その後、該シートはスイッチバック搬送され、反転搬送路Ｐ２を経て、メイン搬送路Ｐ１の上流端付近に戻される。しかる後、シートの他面に対して転写処理及び定着処理が施され、該シートは、シート排出口１２から排紙トレイ１１上に排紙される。

以上説明した画像形成装置１においては、シートを搬送路Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に沿って搬送するために複数のローラーが装備されている。これらローラーは、シートを安定して搬送するためには所期の回転数で回転することが求められるが、種々の原因により想定通りに回転しなくなることがある。一つの原因は、ローラーの磨耗である。ローラーは、その周面をシートに当接させて当該シートの搬送を行うこともあって、使用時間が長くなると磨耗する。従動ローラーの場合、磨耗が生じると駆動ローラーに対するニップ力が弱くなり、滑りなどに起因して良好に従動回転しなくなる。すなわち、回転数変動が生じる。一方、駆動ローラーは、駆動力が与えられるので使用時間が長くなっても比較的回転数変動が起き難いが、ギアなどの駆動伝達系の不具合等によって、所期の回転数で回転しない場合が生じ得る。

ローラーに回転数変動が生じると、シートの搬送動作、ひいては画像形成動作に支障を来す。このため、画像形成装置１が備えるいくつかローラーについては、その回転数を監視することが望ましい。本実施形態では、分離ローラー１７の回転数を監視する例を示す。分離ローラー１７は、使用の継続によりローラー周面が磨耗し、これにより給紙ローラー１６に追従して良好に従動回転しなくなる。このため、性能が低下した分離ローラー１７は交換する必要がある。従って、分離ローラー１７の回転数をセンシングすることによって、当該分離ローラー１７の交換時期を監視することができる。

［分離ローラーの回転検出機構］
図２及び図３は、分離ローラー１７の回転検出機構を示す図である。前記回転検出機構は、分離ローラー１７、回転センサー４（センサー）及びプーリー５（反射板）を備えている。図２は、前記回転検出機構の斜視図、図３は、分離ローラー１７のローラー軸方向に沿った断面図である。

分離ローラー１７は、直線状のローラー軸１７１と、ローラー軸１７１に取り付けられシートの搬送に寄与するローラー本体１７２と、ローラー本体１７２の回転及び停止を切り換えるトルクリミッター１９とを備えている。分離ローラー１７は、図１に示す給紙カセット１４の筐体１４１（ローラー装着部）に装着されている。筐体１４１は、給紙カセット１４のシート搬送方向下流端に配置され、メイン搬送路Ｐ１に向けてシートをガイドするガイド面を備えた筐体である。分離ローラー１７は、筐体１４１に対して着脱自在に装着され、ローラー本体１７２に磨耗が生じたときには交換される。

ローラー軸１７１は、ローラー本体１７２の回転軸心となる不動のシャフトである。ローラー本体１７２は、少なくとも周面がシリコンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭなどの高摩擦係数の部材からなる。ローラー本体１７２は、トルクリミッター１９を介してローラー軸１７１に取り付けられ、所定値以上のトルクが加わると、不動のローラー軸１７１回りに回転する。

トルクリミッター１９は、同軸に配置された内筒１９１及び外筒１９２と、内筒１９１と外筒１９２との間に配置されるスプリング１９３とを備えている。内筒１９１は、ローラー軸１７１に回転可能に挿通される筒体である。外筒１９２は、ローラー軸１７１に固定され、内筒１９１に外嵌される筒体である。スプリング１９３は、内筒１９１と外筒１９２との間のトルク伝達及びその解除を行わせるコイルスプリングである。内筒１９１は、外筒１９２との重なり合い部分の側方に、軸方向に延びる延長筒部１９４を備える。ローラー本体１７２は、延長筒部１９４に固定的に嵌め込まれている。

給紙ローラー１６と分離ローラー１７との間の給紙ニップ部に１枚のシートが進入した場合、ローラー本体１７２（内筒１９１）には、前記シートとの摩擦によって相応のトルクが加わる。この場合、スプリング１９３が緩み、ローラー本体１７２はローラー軸１７１回りに回転する。従って、分離ローラー１７は給紙ローラー１６に従動回転して、前記給紙ニップ部に進入したシートを下流側へ送り出すことができる。一方、給紙ニップ部に複数枚のシートが進入した場合、ローラー本体１７２にはトルクが作用しない。この場合、スプリング１９３は緩まず、ローラー本体１７２はローラー軸１７１回りに回転しない。従って、給紙ローラー１６に接している１枚のシートだけが下流側へ送り出される。

回転センサー４は、反射型の光センサーであり、投光部４１及び受光部４２を含むプローブ部と、このプローブ部が搭載されるセンサー基板４３とを備える。投光部４１は赤外光等の検査光を発するＬＥＤ等からなり、プーリー５（反射板）に前記検査光を照射する。受光部４２は、フォトダイオード等の受光素子からなり、前記検査光のプーリー５からの反射光を検出する。投光部４１及び受光部４２は、前記検査光の正反射光が受光部４２で受光されるよう、すなわち、プーリー５の光線（検査光）被照射位置の法線に対する、前記光線の入射角とその光線の反射角とが同じになるように配置されていることが望ましい。センサー基板４３は、投光部４１及び受光部４２がプーリー５と所定距離を置いて対向するように、本体ハウジング１０又は給紙カセット１４に組み付けられる。

プーリー５は、ローラー本体１７２に一体に取り付けられる反射板であって、ローラー本体１７２の周方向に交互に並ぶように配置された第１反射面５１及び第２反射面５２を含む。詳しくは、プーリー５は、ローラー本体１７２の側面に、ローラー軸１７１の軸方向に隣接して配置され、ローラー本体１７２と一体回転する。なお、トルクリミッター１９を介在させないようなローラー（ローラー軸と一体回転するローラー）を回転検出対象とする他の実施形態では、プーリー５はローラー軸に取り付けられても良い。

プーリー５は、ローラー本体１７２の周面よりも外径の小さい円筒外周面からなるプーリー周面を有している。これにより、プーリー５はローラー本体１７２によるシート搬送動作を阻害することはない。前記プーリー周面は、当該プーリー５の周方向に所定幅をもって交互に配置された第１反射面５１及び第２反射面５２からなる。図２では、プーリー周面が周方向に略均等に８分割され、その８分割された領域に第１反射面５１と第２反射面５２とが交互に、４個ずつ配置されている例を示している。すなわち、一つの第１反射面５１及び一つの第２反射面５２は、周方向に約４５°の幅を持つ円弧面である。

図４（Ａ）は、プーリー５の第１反射面５１部分の拡大断面図、図４（Ｂ）は、第２反射面５２部分の拡大断面図である。第１反射面５１は、投光部４１が発する検査光Ｌを所定の第１反射率で反射すると共に、検査光Ｌ（プーリー５からの反射光Ｒ１）が受光部４２へ向かう第１反射光路を作る反射面である。第２反射面５２は、検査光Ｌを前記第１反射率よりも小さい第２反射率で反射すると共に、検査光Ｌ（プーリー５からの反射光Ｒ２）が受光部４２から外れる方向へ向かう第２反射光路を作る反射面である。

第１反射率＞第２反射率の関係とする好ましい手法の一つは、反射面の色を異ならせることである。この場合、第１反射面５１は、検査光Ｌの波長の光を殆ど吸収せず、専ら反射する色調とされる。一方、第２反射面５２は、検査光Ｌの波長の光を多く吸収し、反射が少なくなる色調とされる。例えば、第１反射面５１は白色等の明色系の面、第２反射面５２は黒色等の暗色系の面とすることができる。

この他、光透過性の異なる材料にて第１、第２反射面５１、５２を構成することで、第１反射率＞第２反射率の関係を得ても良い。例えば、第１反射面５１を金属等の非透光性の部材の表面とし、第２反射面５２は透明なガラスや樹脂等の透光性の部材の表面としても良い。或いは、第１、第２反射面５１、５２の表面状態を異ならせることで、第１反射率＞第２反射率の関係を得ても良い。この態様は、次述の反射光路の変更と重複するものであるが（後述の図１１（Ｃ）の変形例も参照）、例えば第１反射面５１を鏡面加工が施された面とし、第２反射面５２を非鏡面加工面ないしは粗面加工面とすることで、両面の反射率を異ならせても良い。

本実施形態では、前記第１反射光路を作るため、第１反射面５１は、図４（Ａ）に示すようにローラー軸１７１の軸方向に沿った断面において、ローラー軸１７１と平行な面とされている。回転センサー４の、投光部４１及び受光部４２が並ぶ平面からなるプローブ面４Ａは、ローラー軸１７１の径方向（法線方向）と直交するように配置され、プーリー５と対峙している。このため、プローブ面４Ａは第１反射面５１に実質的に正対している。従って、検査光Ｌの第１反射面５１で反射された反射光Ｒ１（正反射光）は、プローブ面４Ａに向かい、受光部４２で受光される。なお、検査光Ｌが第１反射面５１で散乱せず、第１反射面５１からの正反射光としての反射光Ｒ１が確実に受光部４２へ入光するよう、第１反射面５１は鏡面とすることが望ましい。

これに対し、前記第２反射光路を作るため、第２反射面５２は、図４（Ｂ）に示すようにローラー軸１７１の軸方向に沿った断面において、ローラー軸１７１に対して所定の傾き角θを持つ傾斜面とされている。この傾斜面は、ローラー本体１７２から前記軸方向に離間するに連れてローラー軸１７１へ接近する方向に傾く傾斜面である。このため、第２反射面５２は、回転センサー４のプローブ面４Ａに対して傾きを持っている。従って、検査光Ｌの第２反射面５２で反射された反射光Ｒ２は、プローブ面４Ａには向かわず、ローラー本体１７２から離間する方向（受光部４２から外れる方向）に向かうことになる。それゆえ、反射光Ｒ２は受光部４２で受光され難くなる。なお、検査光Ｌが第２反射面５２で散乱せず、第２反射面５２からの正反射光としての反射光Ｒ２が確実に受光部４２から外れるよう、第２反射面５２は鏡面とすることが望ましい。

プーリー５が上記の通りの第１、第２反射面５１、５２を具備しているので、プーリー５がローラー本体１７２と一体回転した場合には、検査光Ｌが受光部４２で多く検出される期間（第１反射面５１がプローブ面４Ａと対向する期間）と、検査光Ｌが受光部４２で殆ど検出されない期間（第２反射面５２がプローブ面４Ａと対向する期間）とが交互に発生することになる。

図５は、回転センサー４の出力電圧の一例を示す図である。回転センサー４は、受光部４２が光を検出すると出力電圧が下がり、光を検出しないと出力電圧が上がるという特性を有する。このため、ローラー本体１７２が回転すると、回転センサー４の出力電圧はパルス状に変化することになる。上記の回転センサー４の特性により、出力電圧がＬｏｗの期間は第１反射面５１（白）がプローブ面４Ａと対向する期間、出力電圧がＨｉｇｈの期間は第２反射面５２（黒）がプローブ面４Ａと対向する期間となる。従って、ＬｏｗとＨｉｇｈとの間において適宜な閾値電圧Ｔｈを定め、閾値電圧Ｔｈを超過するパルス数をカウントすることにより、ローラー本体１７２の回転数を知見することができる。

［反射率及び反射光路を異ならせる意義］
図５に示すようなパルス状の出力電圧は、第２反射面５２を傾斜面として前記第２反射光路を作るまでもなく、第１反射面５１と第２反射面５２との反射率を異ならせるだけで得ることは可能である。しかし、分離ローラー１７の傾きや位置ズレ等に起因して、回転センサー４のプローブ面４Ａとプーリー５の第１、第２反射面５１、５２との位置関係にズレが生じた場合、Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗが明確なパルス状の出力電圧が得られない場合が生じる。

分離ローラー１７は、上述の通り給紙カセット１４の筐体１４１が備える所定の嵌合箇所（ローラー装着部）に着脱自在に装着される。前記嵌合箇所において、容易な着脱の実現のため、分離ローラー１７はある程度の遊びを持って装着される。従って、分離ローラー１７は、前記嵌合箇所に装着された状態において、ローラー軸１７２が予め定められた標準装着方向に対して所定範囲の傾きを持ち得る。

図６は、比較例に係るプーリー５０を備えた分離ローラー１７を示す図である。プーリー５０は、白色（第１反射率）の反射面からなる第１反射面５１０と、黒色（第２反射率）の反射面からなる第２反射面５２０とを、周方向に交互に備えている。第１、第２反射面５１０、５２０とも、軸方向に傾きを持たない平面である。このようなプーリー５０であっても、ローラー軸１７１に傾き等が発生せず、正規の状態で筐体１４１に装着されていれば、回転センサー４による分離ローラー１７の回転検出において、図５に示されたような波高差の大きい出力電圧パルスを得ることができる。

しかし、分離ローラー１７には傾きが発生し得る。勿論、この傾きは、分離ローラー１７のシート搬送機能に影響が及ばない許容範囲内の傾きである。図６では、筐体１４１への分離ローラー１７の標準装着方向ＡＸ１に対して、ローラー軸１７１の軸心ＡＸ２が傾き角αだけ傾いた状態で、筐体１４１に装着された状態を点線で示している。分離ローラー１７には傾きが発生していない場合、回転センサー４のプローブ面４Ａから発せられた検査光Ｌは、第１、第２反射面５１０、５２０のいずれで反射した反射光Ｒａとも、プローブ面４Ａ（受光部４２）に戻る。但し、第１反射面５１０と第２反射面５２０とでは反射光Ｒａの光量が大きく異なるため、その出力電圧に適宜な閾値電圧Ｔｈを適用してＨｉｇｈ−Ｌｏｗ判別を行うことができる。

しかし、分離ローラー１７には傾きが発生した場合、検査光Ｌは、第１、第２反射面５１０、５２０のいずれで反射した反射光Ｒｂとも、プローブ面４Ａから外れ気味となる。図７は、比較例に係るプーリー５０を用いた場合であって分離ローラー１７に傾きが生じた場合における、回転センサー４の出力電圧の一例を示す図である。この場合、第１反射面５１０（白）がプローブ面４Ａと対向する期間の出力電圧は、傾きがない場合に比べて受光部４２の受光量が減ることから大きくなる。また、第２反射面５２０（黒）がプローブ面４Ａと対向する期間の出力電圧も、傾きがない場合に比べて減ることになる（但し、減る割合は（白）に比べて小さい）。このため、標準装着を想定した閾値電圧Ｔｈでは（白）と（黒）との誤判定が生じる場合がある。また、新たな閾値電圧Ｔｈを設定するにしても、（白）と（黒）との出力電圧差が小さい若しくは安定しないため、正確な（白）と（黒）との出力判別ができなくなる場合がある。

これに対し、本実施形態では、第１反射面５１はローラー軸１７１と平行な面であるが、第２反射面５２はローラー軸１７１に対して所定の傾き角θを持つ傾斜面とされている（図４（Ａ）及び（Ｂ）参照）。このため、第１、第２反射面５１、５２で反射された反射光Ｒ１、Ｒ２は、両反射面５１、５２が元々反射率の異なる面であることから光量が異なることに加え、反射光Ｒ２はプローブ面４Ａには向かわないことから、反射光Ｒ１、Ｒ２が各々受光部４２で受光される光量は大きく異なる。従って、回転センサー４の出力電圧のＨｉｇｈ−Ｌｏｗ差が本来的に大きくなり、（白）と（黒）との出力判別が行い易い。また、分離ローラー１７に傾きが生じ、（白）の出力電圧が少々上がったとしても、依然として（白）と（黒）との出力電圧差が大きい状態とすることができるので、正確な（白）と（黒）との出力判別を行うことができる。

［好ましい第２反射面について］
続いて、第２反射面５２の好ましい態様について説明する。第２反射面５２は、分離ローラー１７が許容範囲の傾き角αを持った状態で筐体１４１に装着された場合においても、検査光Ｌが受光部４２から外れる方向に向かう前記第２反射光路を作る反射面であることが望ましい。この点につき、好ましい傾斜面を備えた第２反射面５２を示す、図８に基づいて説明する。

図８において、実線は分離ローラー１７に傾きが生じていない状態を示し、二点鎖線は、標準装着方向ＡＸ１に対して、ローラー軸１７１の軸心ＡＸ２が傾き角αだけ傾いた状態を示している。ここで、傾き角αは、分離ローラー１７が筐体１４１へ装着される際に想定（許容）される最大の傾き角とする。なお、図８では説明の便宜のため、図２とは異なり、投光部４１と受光部４２とが軸方向に並ぶように描いている（図９も同じ）。

既述の通り、第２反射面５２は、検査光Ｌが受光部４２から外れる方向へ向かう前記第２反射光路を作り、反射光Ｒ２を受光部４２へ殆ど入射させないような傾斜面とされる。この傾斜面の、ローラー軸１７１の軸心ＡＸ２に対する傾き角θは、ローラー軸１７１の軸心ＡＸ２が傾き角αだけ傾いたとしても、その反射光Ｒ２Ａを受光部４２へ殆ど入射させない角度に設定されることが望ましい。すなわち、ローラー軸１７１に傾き角αが発生し、これによりプーリー５も傾いて第２反射面５２の標準装着方向ＡＸ１に対する角度が変わったとしても、その場合の反射光Ｒ２Ａを受光部４２へ殆ど入射させないような角度に、傾き角θを選定することが望ましい。

例えば、分離ローラー１７のシート搬送機能に影響が及ばない許容範囲として、ローラー軸１７１が傾き角α＝５°まで傾くことが想定されているならば、第２反射面５２の傾き角θ＞５°とすることが望ましい。これにより、分離ローラー１７に想定内の傾きが生じた場合でも、第２反射面５２からの反射光Ｒ２Ａは受光部４２へ入射されず、回転センサー４は、波高差の大きいパルス電圧を出力することができる。

続いて、前記傾斜面の望ましい傾斜方向について説明する。本実施形態では、プーリー５がローラー本体１７２の側面に隣接しており、第２反射面５２は、ローラー本体１７２から前記軸方向に離間するに連れてローラー軸１７１へ接近する方向に傾く傾斜面である。第２反射面５２の傾斜方向を上述の通りに設定することで、ローラー本体１７２からの反射光が受光部４２へ入射してしまうことを抑止できる。

図９は、他の実施形態に係る第２反射面５２Ａを示す図である。ここでの第２反射面５２は、ローラー本体１７２から前記軸方向に離間するに連れて、ローラー軸１７１から径方向外側へ離間する方向に傾く傾斜面である。このような第２反射面５２Ａであっても、その反射光Ｒ２を受光部４２から外れる方向に向かわせる前記第２反射光路を作ることができる。

しかし、この実施形態では、第２反射面５２Ａとローラー本体１７２のローラー側面１７３とがなす角が、９０°以下となってしまう。従って、図９に示すように、第２反射面５２Ａで反射された反射光Ｒ２の一部の光束Ｒ２Ｂが、ローラー側面１７３で反射して、受光部４２へ向かう光路が形成される可能性がある。分離ローラー１７に傾きが生じた場合は、前記第２反射光路の反射光軸上の光束がローラー側面１７３で反射されて、受光部４２に入射される場合も生じ得る。これに対し、図８に示したような第２反射面５２とすれば、検査光Ｌはローラー本体１７２から離間する方向に反射されるので、ローラー側面１７３での反射は生じ難くすることができる。

［画像形成装置の電気的構成］
図１０は、本実施形態に係る画像形成装置１の電気的構成を示すブロック図である。画像形成装置１は、当該画像形成装置１の各部の動作を統括的に制御する制御部６０を備えている。制御部６０は、画像形成制御部６１及び回転数検出部６２を含む。

画像形成制御部６１は、画像形成装置１における画像形成動作を制御する。具体的には画像形成制御部６１は、画像形成ユニット２Ｙ〜２Ｂｋ、光走査装置２３及び定着装置３０の動作を制御して、感光体ドラム２１への静電潜像の形成、前記静電潜像のトナーによる現像、転写ベルト２８１へのトナー像の一次転写、フルカラートナー像の転写ベルト２８１からシートへの二次転写、及び定着動作などを制御する。

回転数検出部６２は、回転センサー４の検知結果に基づいて、分離ローラー１７のローラー本体１７２の回転数を検出する。回転数検出部６２には、回転センサー４から図５に例示したようなパルス状出力電圧が入力される。回転数検出部６２は、適宜な閾値電圧Ｔｈを設定し、当該閾値電圧Ｔｈを超過するパルス数のカウントを、所定の単位時間だけ実行する。そして、回転数検出部６２は、得られたカウント数よりローラー本体１７２の回転数を導出する。

上記のような分離ローラー１７の回転数検出を行うことで、当該分離ローラー１７の交換時期を監視することができる。例えば、分離ローラー１７の回転数が所定値よりも少ない場合、当該分離ローラー１７は給紙ローラー１６に対して良好に従動回転していないことになり、その要因としてローラー本体１７２に磨耗が発生していることが推定できる。従って、回転数検出部６２は、分離ローラー１７の回転数導出値が所定値以下である場合、画像形成装置１が備える表示パネル（図略）に、分離ローラー１７の交換時期である旨のメッセージ等を表示させる。

［作用効果］
以上説明した、本実施形態の画像形成装置１（給紙装置）によれば、第２反射面５２が傾斜面とされているので、プーリー５（反射板）の第１反射面５１で反射されて受光部４２へ入射する反射光Ｒ１の光量と、第２反射面５２で反射されて受光部４２へ入射する反射光Ｒ２の光量との光量差を、単に反射率を異ならせただけの場合比べて大きくすることができる。従って、回転センサー４は、波高差の大きいパルスを出力することが可能となる。

図６に示したように、単に反射率の異なる平面からなる第１、第２反射面５１０、５２０を有するプーリー５０を適用した場合、分離ローラー１７に傾きが生じるなどして回転センサー４とプーリー５０との位置関係にズレが生じると、受光部４２へ入射する反射光の光量差が第１、第２反射面５１０、５２０で小さくなることがある。この場合、回転センサー４の出力パルスの波高差は小さくなり、回転数検出部６２による分離ローラー１７の回転数検出に誤差が生じ得る。

しかし、本実施形態によれば、第２反射面５２は、検査光Ｌが受光部４２から外れる方向へ向かう第２反射光路を作るよう、傾斜した反射面とされている。このため、第２反射面５２からの反射光Ｒ２は基本的に受光部４２へ入射され難い。従って、回転センサー４とプーリー５との位置関係のズレが生じ、これにより第１反射面５１からの反射光Ｒ１の光量が低下した場合でも、第２反射面５２からの反射光Ｒ２に対する光量差を大きいレベルに維持できる。それゆえ、回転センサー４は、波高差の大きいパルスを出力することができ、回転数検出部６２は正確に分離ローラー１７の回転数検出を行うことができるものである。

また、ローラー軸１７１の軸方向に沿った断面において、第１反射面５１は前記軸方向と平行な面であり、第２反射面５２は、前記軸方向に対して傾きを持つ傾斜面である。このように、検査光Ｌが受光部４２へ向かう第１反射光路と、検査光Ｌが受光部４２から外れる方向へ向かう第２反射光路とを簡易な面形状にて形成されている。これにより、プローブ面４Ａを第１反射面５１の法線方向に配置すれば、自ずと第１反射面５１からの反射光Ｒ１は受光部４２に入射するようになり、第２反射面５２からの反射光Ｒ２は受光部４２から外れるようにすることができ、装置構成の簡素化及びコンパクト化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態に係る画像形成装置１（給紙装置）について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。

（１）第２反射面５２は、図８及び図９に示した傾斜面に限られず、種々の形態を採用することが可能である。図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、変形例に係る第２反射面５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄを各々示す図である。第２反射面５２は、検査光Ｌが受光部４２から外れる方向へ向かう第２反射光路を作る限りにおいて、その態様に限定はない。

図１１（Ａ）は、ローラー軸１７１の軸方向に円弧状の膨らみを持つ第２反射面５２Ｂを例示している。このような第２反射面５２Ｂに対して検査光Ｌがローラー軸１７１周面の法線方向から照射された場合、大半の反射光Ｒは前記法線に対して角度を持つ方向に進行する。従って、反射光Ｒを回転センサー４の受光部４２へ入射させ難くすることができる。

図１１（Ｂ）は、ローラー軸１７１の軸方向に切妻屋根型の膨らみを持つ第２反射面５２Ｃを例示している。かかる第２反射面５２Ｃであっても、上述の第２反射面５２Ｂと同様に、反射光Ｒを受光部４２へ入射させ難くすることができる。また、図１１（Ｃ）は、微小な凹凸（粗面）を持つ第２反射面５２Ｄを例示している。このような第２反射面５２Ｄに対して検査光Ｌが照射されると、その反射光Ｒは散乱光となる。従って、反射光Ｒを受光部４２へ入射させ難くすることができる。

（２）上記実施形態では、従動ローラーである分離ローラー１７を回転数の検出対象とした例を示した。これは一例であり、画像形成装置１が備える各種の従動ローラー、或いは駆動ローラーを回転数の検出対象としても良い。例えば、レジストローラー対１８を検出対象とすることができる。

（３）上記実施形態では、本実施形態の給紙装置が画像形成装置１に組み込まれる例を示した。この態様に限定されず、本実施形態の給紙装置は、シートを搬送する機能を要する各種の装置に適用することができる。

１ 画像形成装置
２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂｋ 画像形成ユニット（画像形成部）
１４ 給紙カセット（給紙装置の一部）
１４１ 筐体（ローラー装着部）
１６ 給紙ローラー（第１ローラー）
１７ 分離ローラー（ローラー／第２ローラー）
１７１ ローラー軸
１７２ ローラー本体
１７４ ローラー側面
１９ トルクリミッター
４ 回転センサー（センサー）
４１ 投光部
４２ 受光部
４Ａ プローブ面
５ プーリー（反射板）
５１ 第１反射面
５２、５２Ａ〜５２Ｄ 第２反射面
６０ 制御部
６２ 駆動制御部
ＡＸ１ 標準装着方向
Ｌ 検査光
Ｒ１、Ｒ２ 反射光

Claims (7)

1. ローラー軸と、前記ローラー軸に取り付けられシートの搬送に寄与するローラー本体とを含むローラーと、
   前記ローラー軸又は前記ローラー本体に一体に取り付けられる反射板であって、前記ローラー本体の周方向に交互に並ぶように配置された第１反射面及び第２反射面を含む反射板と、
   前記反射板に検査光を照射する投光部と、前記検査光の前記反射板からの反射光を検出する受光部とを含むセンサーと、
   前記センサーの検知結果に基づいて、前記ローラー本体の回転数を検出する回転数検出部と、を備え、
   前記第１反射面は、前記検査光を第１反射率で反射すると共に、前記検査光が前記受光部へ向かう第１反射光路を作る反射面であり、
   前記第２反射面は、前記検査光を前記第１反射率よりも小さい第２反射率で反射すると共に、前記検査光が前記受光部から外れる方向へ向かう第２反射光路を作る反射面であり、
   前記ローラー軸の軸方向に沿った断面において、
   前記第１反射面は、前記ローラー軸の軸方向と平行な面であり、
   前記第２反射面は、前記ローラー軸の軸方向に対して傾きを持つ傾斜面である、給紙装置。
2. 請求項１に記載の給紙装置において、
   前記ローラーが装着されるローラー装着部を備え、
   前記ローラーは、前記ローラー装着部に装着された状態において、前記ローラー軸が予め定められた標準装着方向に対して所定範囲の傾きを持ち得るものであって、
   前記第２反射面は、前記ローラーが前記所定範囲の傾きを持った場合においても、前記第２反射光路を作る反射面である、給紙装置。
3. 請求項１又は２に記載の給紙装置において、
   前記反射板は、前記ローラー本体の側面に前記軸方向に隣接して配置され、
   前記第２反射面は、前記ローラー本体から前記軸方向に離間するに連れて前記ローラー軸へ接近する方向に傾く傾斜面である、給紙装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の給紙装置において、
   前記ローラー本体の側面に前記軸方向に隣接して配置され、前記ローラー本体の周面よりも外径の小さいプーリー周面を有するプーリーをさらに備え、
   前記プーリー周面は、当該プーリーの周方向に所定幅をもって交互に配置された前記第１反射面及び前記第２反射面からなる、給紙装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の給紙装置において、
   駆動力が与えられる第１ローラーと、前記第１ローラーに当接されて従動回転する第２ローラーとを備え、
   前記ローラーは、前記第２ローラーである、給紙装置。
6. 請求項５に記載の給紙装置において、
   前記第１ローラーは、前記シートを給紙するための給紙ローラーであり、
   前記第２ローラーは、前記給紙ローラーに圧接され、前記シートの重送を防止する分離ローラーである、給紙装置。
7. シートに画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部へシートを給紙する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の給紙装置と、を備える画像形成装置。

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