JPH11199099A - シート材搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送されるシート材の検出位置精度を向上さ
せること、検出するシート材の反射率に係らずに安定し
た検出を行なうこと、を可能とするシート材搬送装置及
びこのシート材搬送装置を備えた画像形成装置を提供す
る。 【解決手段】 シート材検出手段は、搬送パスＨＰ（シ
ート材搬送経路）の一方の側に配置された発光素子３０
１及び受光素子３０２と、搬送パスＨＰの他方の側に配
置された反射面３２とを備え、検出光が搬送されるシー
ト材により遮られることにより、シート材を検出するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シート材搬送装置
及び画像形成装置に関し、特にはシート材搬送経路に備
えられたシート材検出手段の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機、ファクシミリ、プリ
ンタ等のシート材を扱う画像形成装置においては、搬送
中のシート材を検出するために、フォトインタラプタと
フラグ（アクチュエータ）を利用する検出装置（図８参
照）、あるいは搬送されるシート材からの反射光を検出
する反射型フォトセンサを利用する装置等が採用されて
いる（図９参照）。

【０００３】図８（ａ）において、１００はフォトイン
タラプタの単体であり、内部に発光部１０１と受光部１
０２を内蔵している。

【０００４】発光部１０１から発せられた光はスリット
を通って受光部１０２の受光素子に入光される。

【０００５】図８（ｂ）に示すように、実際の搬送経路
（搬送パス）内では、搬送されるシート材Ｓによりフラ
グ１０３（アクチュエータ）が回動され、発光部１０１
から受光部１０２への光を遮光したり通過させたりして
いる。フラグ１０３の回生機構は図８（ｃ）に示すよう
なバネ１０４である。

【０００６】また、図９は反射型センサ２００を用いた
場合の従来のシート材検出方法である。図９（ａ）に示
すように被検出物（シート材Ｓ）がない場合は発光部２
０１で発した光はどこにも反射せず、受光部２０２には
戻ってこないような構成をとっている。

【０００７】そして図９（ｂ）に示すように被検出物と
してのシート材Ｓａ（白色）がある場合には発光部２０
１から発せられた光が被検出物２０３で反射して受光部
２０２に到達する。

【０００８】すなわち受光部２０２で光を感知したらシ
ート材があり、光を感知しなければシート材なしと判断
している。

【０００９】なお発光部２０１からの発光の仕方はスタ
ティック点灯であってもよいが、決められた固定パター
ンで発光するパルス点灯の構成でも同様である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フラグ
１０３とフォトインタラプタ１００により検出を行なう
場合、図８（ｃ）に示すように、フラグ１０３の回生動
作にはメカニカルなバネを使用しており応答性などに問
題があった。

【００１１】また、図８（ｂ）のようにシート材Ｓがフ
ラグ１０３を押して反応するので、搬送パスの厚み方向
におけるどの位置（図８（ｃ）矢印の位置参照）をシー
ト材Ｓが通過するかにより、検出位置に差が生じ検出位
置精度はよくなかった。

【００１２】図９における反射型センサ２００を用いた
シート材の検出では、図９（ｂ）に示すように通常は被
検出物である白色のシート材Ｓａ（白色とは、所定の割
合での画像を含むもの、あるいはシート材の反画像形成
面）からの反射光を検出するため、図９（ｃ）のよう
に、シート材Ｓｂがべた黒など反射率の低いものだと検
出することが困難であった。

【００１３】実際には極微量の光が受光部２０２に戻っ
てくるので、発光部２０１の発光光量をあげたり、受光
部２０２で受光した光を電気的に増幅したりしてシート
材Ｓｂ（被検出物）からの反射光を認識しているが、べ
た黒のシート材を検出しようとすれば、反射光が得られ
るまで発光光量を上げなければならず、発光素子の寿命
を縮めていた。

【００１４】また、受光部での増幅度を上げる場合はＳ
／Ｎ比は変わらないまま増幅されることになり、ノイズ
などによる誤検知が起きやすくなる。

【００１５】加えて、シート材（被検出物）の中には光
の完全吸収体に近いものもあり、図９（ａ）で示した状
態と区別不能になることもある。

【００１６】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、検出位
置精度を向上させること、検出するシート材の反射率に
係らずに安定した検出を行なうことを可能とするシート
材搬送装置及びこのシート材搬送装置を備えた画像形成
装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、シート材搬送経路と、このシート
材搬送経路を搬送されるシート材を検出するシート材検
出手段と、を備えたシート材搬送装置において前記シー
ト材検出手段は、シート材搬送経路の一方の側に配置さ
れた発光素子及び受光素子と、シート材搬送経路の他方
の側に配置され、前記発光素子から照射された検出光を
反射して受光素子へと入射させる反射面と、を備え、前
記検出光が搬送されるシート材により遮られることによ
り、シート材を検出することを特徴とする。

【００１８】前記発光素子から反射面を介して受光素子
に入射する検知光の光量を、前記受光素子により感知可
能な最小光量となるように前記発光素子の発光光量を調
整する光量調整手段を備えることも好適である。

【００１９】前記発光素子と受光素子及び反射面の配置
関係は、シート材が通過する際に、発光素子からシート
材に照射された検知光の反射光が受光素子に入射しても
感知しない光量となるように設定されていることも好適
である。

【００２０】前記反射面は、シート材搬送経路のガイド
面であることも好適である。

【００２１】前記反射面は、シート材搬送面に対して略
４５度傾斜すると共に、前記発光素子及び該発光素子か
ら所定距離離れて配置される受光素子に対向して配置さ
れる２枚の反射面を有し、前記検出光は、前記２枚の反
射面により反射されてシート材搬送経路の搬送面に対し
略垂直となるようにシート材搬送経路を通過することも
好適である。

【００２２】前記検知光の指向性を高めるためのスリッ
トを備えることも好適である。

【００２３】前記反射面は、その反射率を搬送されるシ
ート材よりも高く設定されることも好適である。

【００２４】画像形成装置においては、前記記載のシー
ト材搬送装置と、このシート材搬送装置により搬送され
るシート材に画像を形成する画像形成手段と、を備える
ことを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明を適用し
たシート材搬送装置におけるシート材検出部の第１の実
施の形態を、図１に基づいて説明する。

【００２６】図１（ａ）は被検出物であるシート材Ｓが
シート材搬送経路としての搬送パスＨＰにない場合のシ
ート材検出手段としての反射型センサ３１と反射面３
２、及び検出光（反射前は黒矢印、反射後は白抜き矢印
により示されている）の状態を示した図である。

【００２７】板金３０は、反射型センサ３１に対向する
側の搬送パスＨＰのガイド面であると共に、発光素子３
０１で発せられた光を反射するような反射表面（反射面
３２）として形成されている。板金３０の表面の反射率
は被検出物の反射率より高いものである。

【００２８】本方式では被検出物がない状態で、受光素
子３０２が検出光を感知する。ここで、被検出物がない
状態で発光素子３０１で発する検出光を徐々に絞ってい
き、受光素子３０２で感知できるぎりぎりの光量に設定
する。

【００２９】これは図９に示すような電気回路構成によ
り行っている。図９の詳しい説明については後述する。

【００３０】図１（ｂ）に示すように被検出物である白
色のシート材Ｓａ（白色とは、所定の割合での画像を含
むもの、あるいはシート材の反画像形成面）が搬送パス
ＨＰ内にある場合は発光素子３０１からの光がシート材
Ｓａに当たる。しかしながら発光素子３０１から発せら
れる光量はシート材Ｓａの反射率より高い板金３０の反
射面３２で反射し、受光素子３０２で感知できるぎりぎ
りの値に設定されているため、シート材Ｓａからの反射
光では受光素子３０２は光を感知しない。

【００３１】図１（ｃ）のべた黒のシート材Ｓｂについ
ては当然、発光素子３０１からの光は受光素子３０２に
帰ってこない。

【００３２】このように反射型センサ３１に相対する反
射面３２の反射率を、被検出物より高い構成にしておく
ことにより、シート材なしで検出光を感知し、シート材
ありで感知しない構成とすることができる。

【００３３】従って、このシート材搬送装置は被検出物
がべた黒など反射率がきわめて低いシート材でも検出可
能となる。

【００３４】また、このようなシート材搬送装置を画像
形成装置に適用することも可能であり、搬送されるシー
ト材に画像を形成する画像形成手段を備えることで、搬
送されるシート材に対する正確な画像形成を行なうこと
が可能となる。

【００３５】（実施の形態２）図２（ａ），（ｂ），
（ｃ）は図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に対応するもので
あるが、第１の実施の形態の反射面３２に代わり、シー
ト材搬送面に対して略４５度それぞれ反対方向に傾斜し
た反射面（略ハの字状となる反射面）を２つ備えたプリ
ズム４０で構成したものである。

【００３６】検出光は被検出物の被写界深度の影響を受
けにくくするため発光素子４０１から受光素子４０２ま
でが搬送パスＨＰの搬送面に対し略垂直となるように搬
送パスＨＰを通過するよう構成されている。

【００３７】図２（ａ）においても図１（ａ）で説明し
たのと同様に、プリズム４０の反射率は被検出物より高
いものにしてある。またその状態でプリズム４０からの
反射光が受光素子４０２で感知できるぎりぎりに設定さ
れている。図２（ｂ），（ｃ）は動作としては図１
（ｂ），（ｃ）と同様である。

【００３８】（実施の形態３）第３の実施の形態は、上
述した図１、図２の方式は搬送パスＨＰと発光素子、受
光素子の配置や特性を充分考慮したものである。

【００３９】これは、第１及び第２の実施１の形態にお
いて、図３に示すような誤検知の状態をとりうる可能性
が考えられることによるもので、より安定した検出動作
を発揮させるための構成である。

【００４０】図３（ａ）において５０１は発光素子、５
０２は受光素子、５０は反射材である。

【００４１】発光素子５０１から発せられる光は実際は
図１、図２で示したような完全並行な検出光ではなく、
ある程度広がりを持っている。

【００４２】また、受光素子５０２も並行光のみに反応
するわけでなくある程度横からの検出光にも反応する。

【００４３】したがって図３（ａ）のように、発光素子
５０１と受光素子５０２を物理的に並行に配置し、対面
５０のプリズムなどを用いなくても矢印の方向に検出光
は通過していく。

【００４４】図３（ｂ）はそこに被検出物が搬送された
時の図で、この搬送パス幅Ｗ１ではシート材がどの位置
を通過しても発光した検出光がシート材Ｓに反射して、
受光素子５０２に届くことはない。

【００４５】しかし図３（ｃ）に示すような搬送パス幅
Ｗ２（Ｗ１＜Ｗ２）では、シート材Ｓが図３（ｄ）に示
すような位置を通過した際、図３（ｄ）の矢印に示すよ
うな経路で検出光が反射し、受光素子５０２に到達する
ため、図３（ｃ）の状態と区別できない事態が生じる。

【００４６】したがって、発光素子と受光素子の特性
と、搬送経路形状から予め定められた配置をとることが
必要となる。その配置について図４（ａ），（ｂ）、図
５を参照して説明する。

【００４７】図４（ａ）は通常メーカーのカタログに記
される発光素子の指向特性であり、図における扇型の実
線部分が素子中心からの角度に対する相対発光強度を示
している。

【００４８】図４（ｂ）は受光素子の図４（ａ）と同様
の指向感度特性である。すなわち図の水滴型の部分が素
子中心に対して角度に対する感度である。

【００４９】この２つの特性を利用して図５に示すよう
な幾何的な解析が可能である。

【００５０】すなわちシート材が図５のギャップｄ内を
通過するように発光素子，受光素子，反射部を配置構成
する。

【００５１】関係式は、Ｌ１＝ｄ×ｃｏｔθ１ Ｌ２＝ｄ×ｃｏｔθ２ と表せる。

【００５２】ここで例えば発光素子７０１の指向特性が
図４（ａ）のもの、受光素子７０２の指向感度特性が図
４（ｂ）のものとすると、θ１は９０−３０＝６０度、
θ２も約６０度とし、シート材が通過する搬送パス幅を
３ｍｍとすると、 Ｌ１＝Ｌ２＝√３ 従って発光素子と受光素子を約３．５ｍｍ離して配置す
れば良い。

【００５３】以上が本実施の形態における発光素子，受
光素子，パス構成の説明である。

【００５４】（実施の形態４）また図６（ａ）の様にス
リット８１を用いて指向性を持たせる方法がある。この
場合は素子中心からスリット８１までの距離、スリット
幅、スリットから反射面までの距離、発光素子、受光素
子、スリット間距離、素子傾斜角の関係を用いてギャッ
プｄ、および反射面までの距離Ｒの算出が可能である。
構成を幾何的に示したのが図６（ｂ）である。

【００５５】ｓ１、ｓ２はそれぞれスリット幅である。
発光中心Ｐ１とスリット８１との成す角、受光中心Ｐ２
とスリット８１との成す角および距離関係からギャップ
ｄは算出可能である。そして反射面はｒの範囲内におい
ておけば反射光が受光中心Ｐ２（受光素子）に戻ってく
る。

【００５６】次に本発明の制御を司る電気回路の構成に
ついて図７を用いて説明する。

【００５７】９０１は演算処理装置（以下ＣＰＵ）であ
る。ＣＰＵのアナログ入力部ＡＮ０には受光素子９０３
で受光し、電気信号に変換されたアナログ信号が入力さ
れる。入力されたアナログ信号はＣＰＵ９０１内部でＡ
／Ｄ変換され、２５６段階のディジタル値になる。

【００５８】９１は信号増幅部である。信号増幅部９１
およびアナログ入力部は搬送経路内のシート検出センサ
各々に対してそれぞれ設けられている。

【００５９】ＣＰＵ９０１の出力部ｏｕｔ０〜２からは
Ｄ／Ａ変換器９２につながっている。このＤ／Ａ変換器
９２はクロック（ＣＬＫ）とロード信号（ＬＤ）および
シリアルコードのディジタルデータ（ＤＡＴＡ）を入力
すると数チャネルのアナログ出力（Ａ０〜）を順次出力
する。

【００６０】このアナログ信号に基づいた電流を搬送経
路内センサの発光素子に流すことにより、発光素子の光
量を変えることができる。

【００６１】ＣＰＵ９０１はアナログ入力部から入力さ
れる信号レベルがあるしきい値を越えていたら反射光が
返ってきているものと判断する。従ってＣＰＵ９０１は
アナログ入力部から入力される信号レベルがあるしきい
値を越えるまでＤ／Ａ変換器９２出力を徐々に上げるよ
う制御し、しきい値を越えたら出力データを固定する。
以上のような方法で受光素子が感知できる最小光量の発
光光量を設定している。

【００６２】

【発明の効果】上記発明の実施の形態に説明されるよう
に、搬送されるシート材の検出位置精度を向上させるこ
と、検出するシート材の反射率に係らずに安定した検出
を行なうことが可能となる。

【００６３】従って、従来反射型センサでは不可能であ
ったべた反射率の低い黒シートの検出を可能とするとと
もに、反射率の高いシート材が来た際の乱反射による誤
検知を防止する効果も達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は第１の実施の形態におけるシート材搬送
装置の図。

【図２】図２は第２の実施の形態におけるシート材搬送
装置の図。

【図３】図３は誤検知の状態を説明する図。

【図４】図４は発光素子の指向特性と受光素子の指向感
度特性を示す図。

【図５】図５は発光素子，受光素子，反射部の配置構成
を幾何的に解析する為の図。

【図６】図６は第４の実施の形態におけるシート材搬送
装置の図。

【図７】図７は制御のための電気回路の構成図。

【図８】図８は従来のシート材検出手段を説明する図。

【図９】図９は従来のシート材検出手段を説明する図。

【符号の説明】

３０ 板金（ガイド面） ３１ 反射型センサ（シート材検出手段） ３０１ 発光素子 ３０２ 受光素子 ３２ 反射面 Ｓ，Ｓａ，Ｓｂ シート材 ＨＰ 搬送パス（シート材搬送経路）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート材搬送経路と、このシート材搬送
   経路を搬送されるシート材を検出するシート材検出手段
   と、を備えたシート材搬送装置において前記シート材検
   出手段は、 シート材搬送経路の一方の側に配置された発光素子及び
   受光素子と、 シート材搬送経路の他方の側に配置され、前記発光素子
   から照射された検出光を反射して受光素子へと入射させ
   る反射面と、 を備え、前記検出光が搬送されるシート材により遮られ
   ることにより、シート材を検出することを特徴とするシ
   ート材搬送装置。
2. 【請求項２】 前記発光素子から反射面を介して受光素
   子に入射する検知光の光量を、前記受光素子により感知
   可能な最小光量となるように前記発光素子の発光光量を
   調整する光量調整手段を備えることを特徴とする請求項
   １に記載のシート材搬送装置。
3. 【請求項３】 前記発光素子と受光素子及び反射面の配
   置関係は、シート材が通過する際に、発光素子からシー
   ト材に照射された検知光の反射光が受光素子に入射して
   も感知しない光量となるように設定されていることを特
   徴とする請求項１または２に記載のシート材搬送装置。
4. 【請求項４】 前記反射面は、シート材搬送経路のガイ
   ド面であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
   １項に記載のシート材搬送装置。
5. 【請求項５】 前記反射面は、シート材搬送面に対して
   略４５度傾斜すると共に、前記発光素子及び該発光素子
   から所定距離離れて配置される受光素子に対向して配置
   される２枚の反射面を有し、 前記検出光は、前記２枚の反射面により反射されてシー
   ト材搬送経路の搬送面に対し略垂直となるようにシート
   材搬送経路を通過することを特徴とする請求項１乃至４
   のいずれか１項に記載のシート材搬送装置。
6. 【請求項６】 前記検知光の指向性を高めるためのスリ
   ットを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
   か１項に記載のシート材搬送装置。
7. 【請求項７】 前記反射面は、その反射率を搬送される
   シート材よりも高く設定されることを特徴とする請求項
   １乃至６のいずれか１項に記載のシート材搬送装置。
8. 【請求項８】 前記請求項１乃至７のいずれか１項に記
   載のシート材搬送装置と、 このシート材搬送装置により搬送されるシート材に画像
   を形成する画像形成手段と、 を備えることを特徴とする画像形成装置。