JPH07301547A - 回転検出機構及び当該機構を備えた給紙装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転軸の回転検出機構及びそのような回転検
出機構を用いた情報処理装置のためのシート状媒体の給
紙装置に関し、回転部材の回転をより簡単にかつ省スペ
ースで検出できる技術手段を得る。 【構成】 回転軸１の周面に切欠３又は軸直角方向の透
孔を設け、この切欠又は透孔の回転面に隣接して、発光
器４とこれに隣接する受光器５とからなる反射型の光電
センサ６を光ビームＬ₁ の照射位置または角度を回転軸
の軸心に対して若干偏倚させて設ける。給紙装置は、周
面に頂角θの面取り部１５を設けた半径ｒの給紙ローラ
１３の軸１を上記構造とし、切欠３又は透孔を反射型光
電センサ６が検出したときに給紙ローラの面取り部１５
が用紙１６に対向し、給紙ローラの駆動モータ１７に一
定時間の停止信号を与える。給紙ローラ１３とフィード
ローラ１８との間隔Ｄをπを円周率として２πｒ−（２
πｒ／３６０）θとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転軸、特に円筒状
の回転軸の回転検出機構及びそのような回転検出機構を
用いた情報処理装置のためのシート状媒体の給紙装置に
関するものである。ここで言う情報処理装置とはプリン
タ、イメージ読取り装置、ファクシミリ装置、複写機な
どであり、シート状媒体とは情報の担体として用いられ
る紙その他のシートであり、給紙装置とは静止している
シート状媒体を一定間隔で送り出すものである。

【０００２】

【従来の技術】回転する部材を備えた情報処理装置でモ
ータや給紙ローラ等の回転部材の回転位置、回転数、回
転速度などを検出することは、用紙の作動状態を検出し
て的確な制御を行うために必要である。回転部材の回転
運動は、通常その軸にロータリエンコーダ、レゾルバ、
タコジェネレータなどの回転位置ないし回転速度の検出
装置を設けることによって検出される。たとえば回転エ
ンコーダでは、円周にスリットないし小孔を設けた円板
を回転軸に固定し、この回転円板のスリットないし透孔
に透過型の光電センサの発光器と受光器とを両側から対
向させ、回転軸の回転に伴って生ずる受光器のパルス出
力を検出することにより、回転部材の回転位置、回転
数、回転速度などを検出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしロータリエンコ
ーダなどの回転検出機を設けることは、回転位置などの
検出精度を高くできるという長所はあるが、相応の費用
がかかる。また回転検出機を設置するためのスペースを
確保する必要もあるので、情報処理装置に強く要求され
る装置の小型化の要請に反する面がある。

【０００４】この発明は、このような問題に鑑み、回転
部材の回転位置、回転数、回転速度などをより簡単にか
つ省スペースで検出することができる技術手段を得るこ
とを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明では、円筒状の
回転軸１の周面に切欠３を設けるか、または軸直角方向
の透孔８を設け、この切欠３または透孔８の回転面に隣
接して、光ビームＬを照射する発光器４とこれに隣接す
る受光器５とからなる反射型の光電センサ６を回転軸１
の軸心に対して光ビームＬ₁ の照射位置または角度を若
干偏倚させて設けることにより、この回転軸１に連結さ
れている回転部材の回転検出を行う。

【０００６】回転軸に切欠を設ける場合には、発光器４
からの光ビームＬ₁ を回転軸１の軸心から軸直角方向に
偏倚した位置で回転軸１に照射する構造が、検出精度の
点で好ましい。

【０００７】前記切欠３は、回転軸１を引き抜き加工に
より製作するときは回転軸１の全長にわたって形成され
るが、研削等によるときは回転軸１の一部にのみ設けら
れる。この切欠３の態様は、最も簡単には回転軸１の周
面の一部を平面に切り欠いてＤ形断面とすることである
が、Ｖ形断面の溝や底面が円弧面となった切欠等であっ
てもよい。要は切欠３を設けた部分の外周の一部に回転
軸１の本来の外周面７の曲率と異なる曲率の反射面が形
成されるようなものであればよい。この反射面は必ずし
も鏡面である必要はなく、発光機からの光ビームＬ₁ を
ある程度の方向性をもって反射させるものであればよ
い。

【０００８】この発明の給紙装置は、周面に頂角θの面
取り部１５を設けた半径ｒの給紙ローラ１３の軸１に切
欠３または透孔８を設け、この切欠３または透孔８を反
射型光電センサ６が検出したときに給紙ローラの面取り
部１５が送り出そうとする用紙１６の面に対向し、かつ
給紙ローラの駆動モータ１７に一定時間の停止信号が与
えられるように設ける。そして給紙ローラ１３とフィー
ドローラ１８との間隔Ｄがπを円周率として２πｒ−
（２πｒ／３６０）θとなるようにする。

【０００９】

【作用】発光器の光ビームＬ₁ が回転軸１の円筒状の外
周面７に照射されているときと切欠３または透孔８が光
ビームＬ₁ が照射位置に回転してきたときとでは、その
反射ビームＬ₂ の方向が大きく異なる。受光器５が反射
ビームＬ₂ を検出しまたは検出しないことで、回転軸１
の回転運動を検出する。

【００１０】回転軸１に切欠３を設けた構成において、
発光器４からの光ビームＬ₁ を回転軸１の軸心から軸直
角方向に偏倚した位置で回転軸１に照射した構成によれ
ば、発光器４からの光ビームＬ₁ が円筒面に照射された
ときと切欠３に照射されたときとの反射ビームＬ₂ の方
向の振れが大きいので、検出精度を高くできる。

【００１１】反射型の光電センサを用いたこの発明の回
転検出機構は、透過型の光電センサを用いた装置に比較
して、センサ６の設置スペースを小さくできる。

【００１２】この発明の給紙装置では、給紙ローラ１３
が一回転すると、その面取り部１５の一方の端部１５ａ
から他方の端部１５ｂまでの周長に等しい長さで用紙１
６が送り出される。この周長は、給紙ローラからフィー
ドローラまでの間隔に等しいから、給紙ローラ１３の一
回転で用紙の先端辺がフィードローラのニップ部に達
し、用紙はフィードローラ１８に受け渡される。そして
このとき給紙ローラ１３はその面取り部１５を用紙に対
向させた状態で、すなわち周面を用紙から離隔させた状
態で一定時間停止するので、その間のフィードローラ１
８の用紙送りには給紙ローラからの送り負荷が全く掛か
らない。

【００１３】

【実施例】図１および図２はこの発明の第１実施例を示
したもので、この第１実施例の回転軸１は、その外周の
一部に底面が平面２となった切欠３を有する断面Ｄ形に
引き抜き加工をしたもので、切欠３は回転軸１の全長に
わたって形成される。そして装置に軸支した回転軸１に
隣接して、発光器４と受光器５とを隣合わせに設けた反
射型の光電センサ６を、その発光器４から照射される光
ビームＬ₁ が回転軸１に照射されるように、かつ発光器
４と受光器５とが回転軸１の軸心と直交する面内に配置
されるように装着する。

【００１４】反射型光電センサ６の装着位置は、図２に
示すように、光ビームＬ₁ が回転軸１の円筒状の外周面
７によって反射されたときにはその反射ビームＬ₂ が受
光器５から離れた方向に反射されるように設ける。図の
実施例では、光ビームＬ₁ が回転軸１の軸心から偏倚し
た位置で回転軸１に照射されるように、反射型光電セン
サ６と回転軸１の配置関係を定めているが、光ビームＬ
₁ が回転軸１の軸心に軸方向または軸直角方向の角度を
もって照射されるような配置関係であってもよい。

【００１５】図１、２の構成において、光ビームＬ₁ が
回転軸１の円筒状の外周面７に照射されているときは、
その反射ビームＬ₂ は受光器５から離れた位置に反射さ
れる。一方光ビームＬ₁ の照射位置に切欠３が回転して
きた図１の状態では、回転軸１の回転に伴い反射ビーム
Ｌ₂ の方向が回転軸１の軸直角方向の面内で回転して、
その回転途中において受光器５を横切る。受光器５は反
射ビームＬ₂ が受光器５を横切ったタイミングにおいて
光検出信号を出力するから、その出力パルスをカウント
することによって回転数や回転速度が検出できる。また
この回転軸１の駆動モータがパルスモータ等であれば、
その検出位置を原点とする回転軸１の回転角が検出でき
る。

【００１６】反射ビームＬ₂ はある程度の広がりを持っ
た光束となるので、受光器５のセンサ出力は、回転軸１
の回転角を横軸として、図３に示すようになる。このセ
ンサ出力のパルス幅は、回転軸１の外周面が鏡面に近け
れば狭く、鏡面から外れれば外れるほど広くなる。反射
ビームＬ₂ が広がりのある光束であることを考慮すれ
ば、発光器４からの光ビームＬ₁ が、円筒面に照射され
た図２の状態と、切欠３に照射された図１の状態とで、
反射ビームＬ₂ の方向の振れが大きいほど検出精度は高
くなり、特に回転軸１の外周面が鏡面でない場合にはこ
の傾向が著しい。従って発光器４からの光ビームＬ₁ を
回転軸１の軸心から軸直角方向に偏倚した位置で回転軸
１に照射した方が、特に回転軸１の外周面が高い精度の
鏡面でない場合に、検出精度を高くできる。

【００１７】図４、５はこの発明の第２実施例を示した
もので、円筒状の回転軸１の一箇所に軸直角方向の透孔
８を設け、この透孔８の回転面内で光ビームＬ₁ が回転
軸１に照射されるように、回転軸１に隣接して第１実施
例のものと同様な反射型光電センサ６を配置したもので
ある。この第２実施例のものでは、発光器４からの光ビ
ームＬ₁ が回転軸１の円筒状の周面に照射されたとき
に、その反射ビームＬ₂が受光器５に照射されて受光器
５が光検出信号を出力するように、反射型光電センサ６
と回転軸１との位置関係を定めている。

【００１８】この第２実施例のものでは、光ビームＬ₁
の照射位置に透孔８が回転してきたときに、図５に示す
ように光ビームＬ₁ が透孔８を通過するため、受光器５
に入射していた反射ビームＬ₂ がなくなり、受光器５か
らの光検出信号が消滅する。従ってたとえば発光器４か
らの出力信号の立下りを検出することにより、回転軸１
の所定の回転位置を検出することができ、その立下りを
カウントすることによって回転数や回転速度が計測で
き、またその立下り位置を原点とした回転軸１の回転角
などを計測できる。

【００１９】通常、光電センサの光ビームを通過させる
透孔８を設けた検出装置では、発光器４と受光器５とを
透孔８の両側に対向させて透孔８を検出するのが普通で
ある。この発明の装置では、反射型の光電センサを用い
ることにより、センサ６の設置スペースを小さくでき、
かつこの反射型光電センサの光ビームＬ₁ を回転軸１に
直接照射して回転を検出しているから、回転検出機構全
体が装置内で占めるスペースを最小にできる。

【００２０】上述したようなこの発明の回転検出機構
は、例えば図６に示すように、パルスモータ１１の軸１
に透孔８を設けてその回転面内に光電センサ６を設ける
ことにより、パルスモータの軸１の基準位置をセンサ６
を用いて検出できる。パルスモータ１１は、モータに与
えるパルスをカウントすることによりその回転角を制御
できるが、電源投入時の回転軸１の角度は不明であり、
また負荷が過大であった場合など脱調が生じて回転の検
出が不正確になる。このような場合、パルスモータの軸
１にこの発明の回転検出機構を設けてやれば、常にモー
タの軸１の基準角度位置を検出でき、電源投入時は勿
論、脱調などが起こった場合にも回転角の補正が可能に
なる。

【００２１】図７及び図８はこの発明の回転検出機構を
備えた情報処理装置の給紙装置の一実施例を示したもの
である。この発明の給紙装置では、給紙ローラ１３を固
着した給紙ローラ軸１にこの発明の回転検出機構を設
け、給紙ローラ軸１に設けた切欠３の方向と関連づけて
給紙ローラ１３の周面に面取り部１５を設けている。面
取り部１５、切欠３及び反射型光電センサ６の相対位置
関係は、反射型光電センサ６が給紙ローラ軸の切欠３を
検出したときに給紙ローラの面取り部１５が送り出そう
とする用紙１６の面に対向する位置関係となるように定
める。またこの給紙ローラ１３を駆動するモータ１７に
は、反射型光電センサ６が切欠３を検出したときに一定
時間停止信号が与えられるようにする。

【００２２】給紙ローラ１３で送り出された用紙１６を
挟持して給送するフィードローラ１８は、給紙用モータ
１７とは別に設けたフィード用モータ１９で給紙ローラ
１３の停止に関わらず回転を継続するように設ける。そ
して給紙ローラ１３による送り出し位置とフィードロー
ラ１８の位置との間隔Ｄが、 Ｄ＝２πｒ−（２πｒ／３６０）θ となるようにする。ここでｒは給紙ローラ１３の半径で
あり、πは円周率、θは面取り部１５を底辺とし軸心を
頂点とする三角形の頂角（図７参照）である。

【００２３】このような構成の給紙装置において、給紙
ローラ１３が回転すると、その面取り部１５の端部１５
ａが用紙１６に当接した図７に示す状態から用紙１６の
送り出しが開始され、給紙ローラ１３が略一回転して面
取り部の反対側の端部１５ｂが用紙と接触する位置で用
紙１６は上記間隔Ｄに等しい距離だけ送り出され、用紙
の先端がフィードローラ１８のニップ部に達する。この
状態で用紙の送りはフィードローラ１８に引き渡される
わけであるが、このとき給紙ローラ１３の面取り部１５
が用紙に対向する位置となり、かつこの位置が反射型光
電センサ６で検出されて給紙ローラ１３の回転は一時停
止する。この給紙ローラ１３が停止している間に、フィ
ードローラ１８は回転を続け、用紙の終端が給紙ローラ
１３の当接位置を離れるまで用紙を送り出す。そして所
定の停止タイミングが経過したら、給紙ローラ１３は再
度回転を始め、前述したと同様な動作により次の用紙を
フィードローラ１８に向けて送り出す。

【００２４】従来の給紙装置においては、フィードロー
ラ１８が用紙を送る際に給紙ローラ１３が送り負荷とな
るのを避けるために、フィードローラ１８の周速を給紙
ローラ１３の周速より若干速く、給紙ローラ１３とその
駆動モータ１７との間にワンウェイクラッチを介装し
て、フィードローラ１８で用紙が送られている間は給紙
ローラ１３がフィードローラ１８に引きずられて回るよ
うにすることにより、上述した送り負荷を解除するよう
にしているが、この発明の構造によれば、フィードロー
ラによる用紙給送時の送り負荷をより完全に解放するこ
とが可能であるとともに、給紙ローラ１３の駆動系にワ
ンウェイクラッチを設ける必要がなくなる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の回転検出
機構によれば、非常に簡単な構成で部品点数が少なく、
かつ非常に小さなスペースで回転部材の回転位置、回転
数、回転速度などを検出することが可能となり、特に小
型化が要求される情報処理装置などに内蔵された回転部
材の回転検出機構として好適である。

【００２６】またこの発明の給紙装置では、簡単な構造
で静止状態にある用紙を１枚ずつ送り出すことができ、
送り出された用紙がフィードローラで送られる際の給紙
ローラの当接に起因する送り負荷も簡単な構造でかつ完
全に解放できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の回転検出状態を示す説明図

【図２】第１実施例の回転非検出状態を示す説明図

【図３】回転角とセンサの検出レベルを模式的に示すグ
ラフ

【図４】第２実施例の検出状態を示す説明図

【図５】第２実施例の非検出状態を示す説明図

【図６】モータの回転軸にこの発明の検出機構を設けた
例を示す模式的な側面図

【図７】この発明の回転検出機構を設けた給紙装置の実
施例を示す要部の側面図

【図８】図７の実施例における送り負荷解放状態を示す
側面図

【符号の説明】

１ 回転軸 ３ 切欠 ４ 発光器 ５ 受光器 ６ 光電センサ ７ 外周面 ８ 透孔 Ｌ₁ 光ビーム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の回転軸(1) の周面に切欠(3) が
   設けられており、この回転軸に近接した切欠(3) の回転
   面に光ビーム(L₁)を照射する発光器(4) とこれに隣接す
   る受光器(5) とを備えた反射型の光電センサ(6) が配置
   されており、この光電センサは前記光ビームの前記回転
   軸への照射位置または角度が軸心に対して偏倚する位置
   に配置されていることを特徴とする、回転検出機構。
2. 【請求項２】 光電センサ(6) がその発光器(4) からの
   光ビーム(L₁)を回転軸(1) の軸心から軸直角方向に偏倚
   した位置で回転軸(1) に照射する位置に配置されてい
   る、請求項１記載の回転検出機構。
3. 【請求項３】 円筒状の回転軸(1) に軸直角方向の透孔
   (8) が設けられており、この回転軸に近接した透孔(8)
   の回転面に光ビーム(L₁)を照射する発光器(4) とこれに
   隣接する受光器(5) とを備えた反射型の光電センサ(6)
   が配置されており、この光電センサは前記光ビームの前
   記回転軸への照射位置または角度が軸心に対して偏倚す
   る位置に配置されていることを特徴とする、回転検出機
   構。
4. 【請求項４】 周面に面取り部(15)を設けた給紙ローラ
   (13)の軸(1) に切欠(3) または透孔(8) が設けられてお
   り、この切欠(3) または透孔(8) の回転面に光ビーム(L
   ₁)を照射する発光器(4) とこれに隣接する受光器(5) と
   を備えた反射型光電センサ(6) が配置されており、前記
   切欠または透孔を反射型光電センサ(6) が検出したとき
   に給紙ローラの面取り部(15)が送り出そうとする用紙(1
   6)の面に対向し、かつ給紙ローラの駆動モータ(17)に一
   定時間の停止信号が与えられることを特徴とする、請求
   項１、２または３記載の回転検出機構を備えた給紙装
   置。
5. 【請求項５】 給紙ローラ(13)の用紙送り出し側にフィ
   ードローラ(18)が配置されている給紙装置において、給
   紙ローラの周面に設けた面取り部(15)の頂角( θ) と給
   紙ローラの半径(r) と給紙ローラからフィードローラま
   での間隔(D)との間にπを円周率としてＤ＝２πｒ−
   （２πｒ／３６０）θの関係があることを特徴とする、
   請求項４記載の給紙装置。