(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
反射型光センサを用いて被検出物の有無を検出するにあたり、被検出物以外の部材等からの反射散乱光によって被検出物の存在が誤検出されないよう、発光部又は受光部の前面に光学フィルタを置くと、周囲の温湿度環境によっては光学フィルタが結露し、センサとしての機能が削がれることがある。
【0006】
本発明は、本発明を採用しない場合と比較して、発光部から出射された光が乱反射することによる誤検出が低減し、且つ、光学フィルタを採用した場合と比較して、周囲の温湿度環境が変化した場合の結露の影響を低減するセンサ、並びに、そのセンサを搭載した搬送装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1に記載のセンサは、
光を出射する発光部と、
発光部から出射され反射されて戻ってきた反射光を受光する受光部と、
発光部および受光部の少なくとも一方の前面に配置されて出射角又は受光角を制限するフィルタとして作用する、配列された複数本の繊維体とを有することを特徴とする。
【0008】
請求項2に記載のセンサは、請求項1に記載のセンサにおいて、上記複数本の繊維体が、互いに交わる2方向に配列されその2方向について出射角又は受光角を制限する繊維体であることを特徴とする。
【0009】
請求項3に記載の搬送装置は、
被搬送体を搬送する搬送部材と、
被搬送体の搬送経路に隣接した位置に配置され、被搬送体を検出するセンサとを有し、
上記センサが、
光を出射する発光部と、
発光部から出射され反射されて戻ってきた反射光を受光する受光部と、
発光部および受光部の少なくとも一方の前面に配置されて出射角又は受光角を制限するフィルタとして作用する、配列された複数本の繊維体とを有するセンサであることを特徴とする。
【0010】
請求項4に記載の搬送装置は、請求項3に記載の搬送装置において、上記複数本の繊維体が、互いに交わる2方向に配列され該2方向について出射角又は受光角を制限する繊維体であることを特徴とする。
【0011】
請求項5に記載の画像形成装置は、
記録媒体上に画像を形成する画像形成部と、
記録媒体を画像形成部に向けて搬送し画像形成部において画像が形成された記録媒体をさらに搬送する搬送部材と、
記録媒体の搬送経路に隣接した位置に配置され、記録媒体を検出するセンサとを有し、
上記センサが、
光を出射する発光部と、
発光部から出射され反射されて戻ってきた反射光を受光する受光部と、
発光部および受光部の少なくとも一方の前面に配置されて出射角又は受光角を制限するフィルタとして作用する、配列された複数本の繊維体とを有するセンサであることを特徴とする。
【0012】
請求項6に記載の画像形成装置は、請求項5に記載の画像形成装置において、画像形成部が、トナー像を形成してトナー像を記録媒体上に転写するトナー像形成部と、トナー像形成部でトナー像の転写を受けた記録媒体上にトナー像を定着する定着部とを有し、上記搬送部材が、記録媒体を、トナー像形成部に搬送しさらに定着部に搬送する搬送経路上を搬送するものであって、
上記センサが、トナー像形成部と定着部との間の搬送経路に隣接した位置に配置されていることを特徴とする。
【0013】
請求項7に記載の画像形成装置は、請求項5又は6に記載の画像形成装置において、上記複数本の繊維体が、互いに交わる2方向に配列されそれら2方向について出射角又は受光角を制限する繊維体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
請求項1,3,5,6の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、発光部から出射された光が乱反射することによる誤検出が低減し、且つ、光学フィルタを採用した場合と比較して、周囲の温湿度環境が変化した場合の結露の影響が低減される。
【0015】
請求項2,4,7の発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、誤検出が一層確実に防止される。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図1は、本発明の一実施形態としての画像形成装置の概略構成図である。この
図1に示す画像形成装置には、本発明の一実施形態としてのセンサが搭載され、本発明の一実施形態としての搬送装置が組み込まれている。
【0019】
この画像形成装置1は、原稿読取部10、画像形成部20、および用紙収容部30を有する。
【0020】
原稿読取部10には、原稿Sが重ねられた状態に置かれる原稿給紙台11が備えられている。この原稿給紙台11上に置かれた原稿Sは1枚ずつ送り出されて搬送ロール12によって搬送経路13上を搬送され、透明ガラス製の原稿読取板14の下に置かれた原稿読取光学系15により、その搬送されてきた原稿に記録されている文字や画像が読み取られて原稿排紙台16上に排出される。
【0021】
また、この原稿読取部10は、奥側を左右に延びるヒンジを有し、そのヒンジを回転中心として、原稿給紙台11および原稿排紙台16を一体的に持ち上げることができる。その持ち上げた下には、原稿読取板14が広がっている。この原稿読取部10では、原稿給紙台11に原稿を置くことに代えて原稿読取板14上に原稿を1枚だけ下向きに置き、原稿読取光学系15が矢印A方向に移動してその原稿読取板14上の原稿から文字や画像を読み取ることもできる。
【0022】
原稿読取光学系で得られた画像信号は、処理・制御回路21に入力される。処理・制御回路21は、以下のようにして、入力されてきた画像信号に基づく画像を形成する。また、この処理・制御回路21は、この画像形成装置1の各部の動作制御を担っている。
【0023】
また、この画像形成装置1の下部に設けられた用紙収容部30には、3台の給紙台31_1,31_2,31_3が収容されている。これらの給紙台31_1,31_2,31_3には、例えば各給紙台31_1,31_2,31_3ごとに寸法の異なる用紙Pが積み重なった状態に収容されている。各給紙台31_1,31_2,31_3は、用紙Pの補給のために、引出し自在に構成されている。
【0024】
それら3台の給紙台31_1,31_2,31_3のうちの、例えば原稿の寸法に適合した寸法の用紙Pが収容されている給紙台(ここでは一例として給紙台31_3とする)から用紙Pがピックアップロール32により送り出され、さばきロール33により1枚ずつに分離され、その1枚の用紙Pが搬送ロール34により矢印Bの向きに上方に搬送され、待機ロール35によりそれ以降の搬送のタイミングが調整されてさらに搬送される。この待機ロール35以降の搬送については後述する。
【0025】
また、画像形成部20には、手差し給紙台22が備えられている。この手差し給紙台22はその下端部を中心に開く折り畳み式のものであり、この手差し給紙台22を開き、その上に用紙を置き、その手差し給紙台22に置かれた用紙を矢印Cに従って送り込むことも可能である。
【0026】
この画像形成部20の中央部には、矢印Dで示す向きに回転する感光体51を有し、その感光体51の周囲に、帯電器52、露光器53、現像装置60、除電器54、およびクリーナ55が配置されている。また、後述する中間転写ベルト71を感光体51との間に挟んだ位置に転写器56が置かれている。
【0027】
感光体51はロール形状を有し、帯電により電荷を保存し露光によりその電荷を放出してその表面に静電潜像が形成される。
【0028】
帯電器52は、感光体51の表面をある帯電電位に帯電する。
【0029】
また、露光器53には、処理・制御回路21から画像信号が入力され、その入力された画像信号に応じて変調された露光光を出力する。感光体51は、帯電器52による帯電を受けた後、露光器53からの露光光の照射を受け、感光体51の表面に静電潜像が形成される。さらに感光体51は露光光の照射を受けて表面に静電潜像が形成された後、現像装置60により現像され、その感光体51の表面にトナー像が形成される。ここで、現像装置60は、6台の現像器61_1,61_2,61_3,61_4,61_5,61_6を備え、矢印Eの向きに回転して、それら6台の現像器61_1〜61_6のうちのいずれか1台の現像器(
図1に示す状態では現像器61_1)が感光体51に対面した位置に移動される。感光体51上に形成された静電潜像は、その感光体51に対面した現像器(ここでは現像器61_1とする)により現像されてトナー像が形成される。
【0030】
現像装置60に備えられている6台の現像器61_1〜61_6には、各現像器ごとにイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、および黒(K)や、さらにそのユーザの用途に応じた2色の特色のトナーが収容されている。感光体51上の静電潜像の現像にあたっては、今回使用される色のトナーを収容した現像器が感光体51に対面する位置に回転され、その感光体51に対面した現像器により、その現像器に収容された色トナーによる現像が行なわれる。ユーザの用途に応じた特色としては、例えば画像の艶出しに用いる透明トナーや、そのユーザにおいて多用される色に調整されたトナー等が用いられる。
【0031】
現像器による現像により、感光体51上に形成されたトナー像は、転写器56の作用により中間転写ベルト71上に転写される。
【0032】
この感光体51は、この転写後に除電器54による除電を受け、さらにクリーナ55により、転写後の感光体51に残存しているトナーが除去される。
【0033】
中間転写ベルト71は、複数のロール72に架け回された、無端の、矢印F方向に循環移動するベルトである。この中間転写ベルト71の近傍には、用紙Pの搬送経路を挟んだ位置に転写器73が配置され、さらにその転写器73よりも中間転写ベルト71の循環移動方向下流側には、転写器73による転写後に中間転写ベルト71上に残存するトナーを除去するクリーナ74が配置されている。これらの転写器73およびクリーナ74は、中間転写ベルト71に接触自在に離間する構成となっている。複数色による画像を形成するときは、転写器73およびクリーナ74を中間転写ベルト71から離間させておき、ある1色のトナーによるトナー像を感光体51上に形成して中間転写ベルト71に転写する過程を、現像装置60を回転させながら複数の現像器(複数色のトナー)について繰り返し、中間転写ベルト71上に複数色のトナーによる複数のトナー像を順次重なるように転写する。
【0034】
その後、転写器73を中間転写ベルト71に接触させ、重ねられた複数色のトナー像がその転写器73が置かれた転写位置に達するときに用紙Pもその転写位置に達するように用紙Pが待機ロール35から送り出され、その転写位置において、転写器73の作用により、中間転写ベルト71上の複数色のトナー像が用紙P上に転写される。トナー像の転写を受けた用紙は、さらに矢印Gで示す向きに搬送され、定着器90による加熱および加圧を受けてその用紙上に定着トナー像からなる画像が形成される。この定着器90を通過した用紙は、さらに矢印Hで示す向きに搬送されて用紙排出台23上に排出される。
【0035】
また、クリーナ74も中間転写ベルト71に接触するように移動し、転写器73による転写後に中間転写ベルト71上に残存するトナーが、クリーナ74により、その中間転写ベルト71上から除去される。
【0036】
また、この画像形成装置1は、用紙Pの両面に画像を形成することが可能な装置となっている。用紙Pの両面に画像を形成する場合、上記のようにして用紙Pの第1面にのみ画像が形成された用紙Pは、用紙排出台23上に排出されることに代わり、案内部材36の切り替えにより、搬送ロール37により矢印Iで示す向きに搬送される。その後搬送方向が反転し、もう1つの案内部材38により、今度は矢印Kで示す向きに搬送ロール39により搬送されて待機ロール35に至る。
【0037】
その後は、再度上記と同様にして、今度はその用紙Pの第2面に画像が形成される。このようにして両面に画像が形成された用紙Pは、今度は用紙排出台23上に排出される。
【0038】
図2は、中間転写ベルトとその周囲に配置された転写器およびクリーナを示した模式図、
図3は、転写器およびクリーナの部分の拡大図である。
【0039】
転写器73は、
図1では転写ロール731のみを示したが、この転写ロール731のほか、その転写ロール731に接触して、その転写ロール731に付着したトナーや紙粉等を除去するクリーニングブレード732、クリーニングブレード732と転写ロール731との間の潤滑性を確保するために転写ロール731に供給される、ステアリンク酸亜鉛からなる潤滑剤733、およびその潤滑剤733を転写ロール731に供給するブラシロール734を備えている。
【0040】
また、この転写器73よりも用紙搬送経路Rに沿う用紙搬送方向下流側には、光センサ80が配置されている。この光センサ80は、転写器73を通過してきた用紙の有無を検出するためのセンサである。この光センサ80で用紙の有無を検出し、用紙が搬送されてくる時間間隔を計測することにより、この画像形成装置1内での用紙の詰まり(ジャム)の有無が検知される。
【0041】
また、クリーナ74は、中間転写ベルト71に接触してその中間転写ベルト71上の残存トナー等を除去するブレード741やそのブレード741により中間転写ベルト71から除去されたトナーを収容する収容部742が形成された筐体743、およびその収容部742に収容されたトナーを
図2,
図3の紙面に垂直な奥行き方向に搬送する搬送部材744等を有する。
【0042】
ここで、光センサ80からは、用紙検出のための光が出射されるが、その光は搬送経路R上に用紙が存在しないときはクリーナ74の筐体743の底面745に照射される。その底面745に照射された光の一部はその底面745で反射されて光センサ80に戻る。ここで、底面745が汚れていないときは、その反射光は弱く、その反射光によって用紙が存在すると誤検出されることはない。しかしながら、この画像形成装置1(
図1参照)を使用していると、クリーナ74の筐体743の底面745に付着物が堆積することがある。この付着物は、トナーや紙粉や転写ロール731に供給された潤滑剤などが混ざったものである。この底面745に付着物が堆積すると、その部分の反射率やその部分での光の散乱性が変化し、光センサ80から出射され底面745で反射して光センサ80に戻ってくる光が強まる。そこで、この光センサ80は、反射光が強まっても用紙Pが存在するかのような誤検出のおそれをなくすために、以下に説明する構成を採用している。
【0043】
図4は、光センサを示した図である。
図4(A)は、その光センサを投受光面側から見た平面図、
図4(B)は、その光センサの側面図である。
【0044】
この光センサ80は、ケース81内に、発光部82と、受光部83と、発光部82の発光面821の前面に配置されたメッシュ84とを有する。
【0045】
本実施形態の画像形成装置1では、この光センサ80は、発光部82と受光部83が
図2,
図3の紙面に垂直な方向に並ぶように配置される。
【0046】
発光部82は、その発光面821が少しだけ受光部83側を向く方向に斜めに配置されている。発光部82は、光を発生し、その発光面821が向いた、矢印Lで示す向きに光を出射する。
【0047】
ただし、発光部82からは、矢印Lで示す向きにのみ光が出射される訳ではなく、その矢印Lで示す向きを中心とした、かなり広がりのある出射角を持って出射される。
【0048】
また、受光部83は、その受光面831が少しだけ発光部82側を向く方向に斜めに配置され、矢印Mで示す向きに入射してくる光の強さを検出する。
【0049】
ただし、この受光部831には、矢印Mで示す向きに進んできた光だけでなく、その矢印Mで示す向きを中心とした、かなり広い受光角以内の角度で入射した光も合わせて検出される。
【0050】
図5は、発光部前面に配置されるメッシュの各例を示した図である。
【0051】
本実施形態では、一例として、
図4に示す光センサ80の発光部前面には、
図5(A)に示す形状のメッシュ84が配置されている。
【0052】
図5(A)に示すメッシュは、直径d1=100μmのフッ素樹脂繊維が、ピッチd2=200μmで縦横に平織りされたメッシュである。
【0053】
図4に示すように、発光部82の発光面821の前面には、
図5(A)に示すメッシュ84が配置されている。このため、発光部82から出射しメッシュ84を通過した出射光は、繊維のピッチd2に応じて制限された、狭い出射角を持つ出射光となる。
【0054】
発光部82および受光部83の傾きは、用紙搬送路Rを通過する用紙上の同一箇所を睨むように調整されている。このため出射角が制限されると、発光部82と受光部83とでは、光センサ80から見て用紙搬送路Rよりも離れた位置にある筐体743の底面745の互いに別々の場所を睨むことになり、また出射角が制限されていることから受光部83に向かう散乱反射光も弱く、したがってその底面745からの反射光によって用紙搬送路R上に用紙が存在するといった誤検出の発生が防止される。
【0055】
ここで、発光部82から出射される光の出射角を制限するにあたり、メッシュ84ではなく、光学的に設計された板状又はシート状の光学フィルタを配置することが考えられる。このような光学フィルタであれば、所望の特性に高精度に調整されたフィルタを得ることができる。しかしながら、この画像形成装置1は、高温高湿から低温低湿まで大きく変化する環境下で使用されることもあり、板状又はシート状の光学フィルタの場合そのような大きく変化する環境下では結露を生じ、光学フィルタとしての機能を果たさないばかりか、光センサそのものの機能を奪う結果を招くおそれがある。
【0056】
本実施形態の場合、そのような光学フィルタに代えて上述したメッシュ84を採用していることから、大きく変化する環境下においても出射角を制限する作用が有効に働き、誤検出が防止される。
【0057】
尚、本実施形態では、
図5(A)を参照して、繊維の太さd1=100μm、ピッチd2=200μmと説明したが、これに限られるものではない。
図2,
図3に示す状況下で、例えば、d1=100μmの繊維を使い、ピッチd2をd2=150μm〜300μmの範囲で変化させても、誤検出が確実に防止される。
【0058】
また、繊維の太さd1もd1=100μmに限られるものではなく、そのメッシュの使用環境等に応じて適宜選択される。さらに繊維の材質もフッ素樹脂繊維に限られるものではなく、適宜選択することができる。
【0059】
さらに、
図5(B),(C)は、
図5(A)に示すメッシュとは織り方の異なるメッシュを示した図である。
【0060】
図5(B)は綾織りによるメッシュを示したもの、
図5(C)は、横糸の配列ピッチに比べ縦糸の配列ピッチが広いメッシュを示したものである。
【0061】
図5(B)に示す綾織りのメッシュであっても、
図5(A)の平織りのメッシュとほとんど同一のフィルタ性能を有する。
【0062】
図5(C)の場合、図示の上下方向については出射角が制限を受け、左右方向については、繊維の間隔が広過ぎて出射角はほとんど制限を受けない。しかしながら、図示の上下方向についてのみ出射角を制限した場合も、誤検出防止機能を発揮する。特に本実施形態の場合、
図4に示す発光部82と受光部83とを結ぶ方向と繊維が密に配列された方向(
図5(C)の上下方向)とを合わせた向きに、このメッシュを配置することにより、誤検出からの大きな余裕を得ることができる。
【0063】
また、
図5では、全てメッシュについて示したが、
図5(C)の縦糸をなくし、横糸のみ配列され、それらの横糸を左右両側でのみ支持した構造のものであってもよい。
【0064】
さらに、
図4では、このメッシュ84は発光部82の前面に配置されているが、発光部82の前面に配置することに代えて受光部83の前面に配置し、受光部83に入射する光の広がり(受光角)を制限してもよい。あるいは、発光部82の前面と受光部83の前面との双方にメッシュを配置して出射角と受光角の双方を制限してもよい。
【0065】
また、本実施形態の画像形成装置1では、光センサ80は、画像形成部20における、用紙上にトナー像を転写する転写器73よりも用紙搬送方向について下流側かつ定着器80よりも上流側の用紙搬送経路近傍に配置されているが、光センサ80の配置位置は、この位置に限られるものではなく、用紙搬送経路上のどこを通過する用紙の検出にも適用可能であり、用紙以外にも反射光を生じるおそれのある部材が存在する環境下での誤検出の防止に役立つ。
【0066】
さらに、本発明は、画像形成装置に限られるものではなく、被搬送体を搬送する搬送装置であって、その被搬送体を検出する必要のある装置に広く適用することができる。