JP2004075368A - 反射型フォトインタラプタとそれを備えた給紙装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光素子3の光軸8と受光素子4の光軸9との交点Oを通りフレーム5の面に垂直に交わる検出中心線CLと略平行に、発光素子3と受光素子4にそれぞれ接続された複数本の外部接続用ハーネス12をフレーム5の背面側にそれぞれ引き出して、反射型フォトインタラプタ1を構成する。それにより、反射型フォトインタラプタ1は、ケース2の外形分のスペースさえあれば、そこに集光レンズ6,7側から挿入してハーネスの配回しに苦慮することなしに、それを設置することができるので、省スペースでの設置が可能になる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光素子から照射して被検出体により反射された反射光を受光素子で受光することにより被検出体の有無を検出する反射型フォトインタラプタとそれを備えた給紙装置及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
このような反射型フォトインタラプタとしては、図6に示すように例えば特開平11−49405号公報に記載されているものがある。この反射型フォトインタラプタは、発光素子51から照射して被検出体50により反射された反射光を受光素子52で受光することにより被検出体50の有無を検出するものである。このような反射型フォトインタラプタは、被検出体である各種物体を非接触の状態で検出することができる非接触センサとして、複写機,プリンタ等の画像形成装置の用紙搬送系において用紙の検出に多く使用されている。
特に、近年は画像形成装置におけるプリントスピードの高速化が求められているため、それに伴って用紙と用紙の搬送間隔を狭くする傾向があるため、用紙搬送路を搬送される用紙の検出を行うにはアクチェータ(揺動フィラー)付きの透過型フォトインタラプタでは用紙の検知スピードが間に合わないので、反射型フォトインタラプタの必要性が高まっている。
一方、このような複写機、プリンタ等の画像形成装置は、近年装置の省スペース化が求められている。その一方、用紙を給紙する給紙装置は給紙トレイの多段化、大容量化が要求されているため、1給紙口あたり給紙装置の垂直搬送路が占める高さをできるだけ低くすることが求められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような垂直搬送路には通常の場合、用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラと、そこを通過する用紙を検出するためのフォトインタラプタを設ける必要があるため、どうしてもその分だけ上下方向に長くなりやすいので、装置全体の高さ方向の省スペース化を図りにくいという問題点があった。
また、装置を省スペース化により装置本体全体を小さくすると、それに伴って装置本体内の空間が少なくなるため、反射型フォトインタラプタを垂直搬送路等に使用すると、その反射型フォトインタラプタの発光素子から照射した光が装置本体内の壁部等に当たって反射した不必要な反射光が受光素子によって検出されやすくなる。この場合、検知する用紙の有無によって得られるS/N比が低下するため、用紙が存在しない状態であっても用紙(被検出体)以外からの反射光により誤って用紙有りを検出してしまうようになる恐れがあった。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、装置の高さ方向の省スペース化を可能にすることができる反射型フォトインタラプタとそれを備えた給紙装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、遮光部材により仕切られた状態で発光素子と受光素子がフレームに並列配置されると共に、上記発光素子と受光素子を収容するようにケースが上記フレームに取り付けられ、上記発光素子から照射されて被検出体により反射された反射光を上記受光素子で受光することにより被検出体の有無を検出するようにした反射型フォトインタラプタにおいて、
上記発光素子の光軸と上記受光素子の光軸との交点を通りフレームの面に垂直に交わる検出中心線と略平行に、上記発光素子と上記受光素子にそれぞれ接続された外部接続用ハーネスをフレームの背面側に引き出したものである。
また、上記いずれかの反射型フォトインタラプタを備え、用紙を垂直方向に搬送する垂直搬送路に、シャフトに複数のローラを間隔を置いて固定した搬送ローラを配設した給紙装置であって、
上記反射型フォトインタラプタを上記搬送ローラのローラ間のシャフトの上部側近傍に、上記発光素子から照射した光の光軸が水平よりも下方に向くように配置して、その反射型フォトインタラプタにより垂直搬送路を搬送される用紙を検知可能にした給紙装置を提供する。
さらに、上記給紙装置を備えた画像形成装置も提供する。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1はこの発明による反射型フォトインタラプタの一実施形態例を一部断面にして示す構成図、図2は同じくその反射型フォトインタラプタを示す外観斜視図である。
図1に示す反射型フォトインタラプタ1は、遮光性樹脂からなる遮光部材でありケース2の一部となる遮光壁2aにより仕切った状態で発光素子3と受光素子4を板状のフレーム5の同一面に並列配置している。そして、ケース2は、発光素子3と受光素子4を収容するようにフレーム5に、凹部2b,2cを嵌合させることにより取り付けられている。
発光素子3と受光素子4のそれぞれ前面(図1で右方側)には、その発光素子3と受光素子4の前面をそれぞれ覆う透光性材料からなる樹脂製のカバーを兼ねる集光レンズ6,7を設け、その集光レンズ6,7をケース2に嵌合等により固定している。なお、この集光レンズ6,7は、発光素子3の光軸8と受光素子4の光軸9とが前面側で互いに交差する方向に傾斜させて配置している。
【0006】
この反射型フォトインタラプタ1は、フレーム5の背面側に外部接続用コネクタ11を取り付けていて、その外部接続用コネクタ11から複数本の外部接続用ハーネス12を外側にそれぞれ引き出している。
すなわち、発光素子3の光軸8と受光素子4の光軸9との交点Oを通りフレーム5の面に垂直に交わる検出中心線CLと略平行に、発光素子3と受光素子4にそれぞれ接続された複数本の外部接続用ハーネス12をフレーム5の背面側にそれぞれ引き出している。
そして、この反射型フォトインタラプタ1は、発光素子3から照射して被検出体15により反射された反射光を受光素子4で受光することにより、その被検出体15の有無を検出する。
遮光壁2aを有するケース2は、遮光性樹脂によって形成されており、遮光壁2aは集光レンズ6,7間についても遮光している。
この反射型フォトインタラプタ1は、図2に示すようにケース2のV字状に形成された部分には、集光レンズ6,7にそれぞれ対応させて平滑な外面2d,2eをL字状に形成している。
【0007】
図1に示した反射型フォトインタラプタ1は、発光素子3から照射した光が集光レンズ6により集光されて前面側に照射される。したがって、図示のようにその光の照射方向前方に被検出体15が存在する場合には、その被検出体15による反射光が受光側の集光レンズ7により集光されて受光素子4に入射し、それが光電変換されてハーネス12を通して出力される。この出力電気信号により、被検出体15の有無が光学的に非接触で検出される。
この反射型フォトインタラプタ1は、前述したように複数の外部接続用ハーネス12を、全てフレーム5の背面側に検出中心線CLと略平行にそれぞれ引き出している。したがって、この反射型フォトインタラプタ1は、図2に示したように高さ(縦)H、横幅Wというケース2の外形分のスペースさえあれば、そこに集光レンズ6,7側から挿入してハーネスの配回しに苦慮することなしに、それを設置することができるので、省スペースでの設置が可能である。
【0008】
それにより、画像形成装置における給紙装置の搬送ローラのローラ間といった可動部の近傍であっても、ハーネス12の配回しを容易にレイアウトして設置することができるので、装置の高さ方向の省スペース化を実現することができる。また、この反射型フォトインタラプタ1は、ハーネス12が邪魔にならないため用紙等の被検出体に近づけて配置することができるため、発光素子3から出力するパワーを少なくしても被検出体の検出が可能となる。それにより、発光素子3の出力パワーを少なくすれば、装置全体を省スペース化することにより小さくなった装置本体内の空間にこの反射型フォトインタラプタ1が設けられても、発光素子3から照射した光が装置本体内の壁部等に当たって反射して受光素子4が入力する不必要な反射光は殆どなくなるので、被検出体の誤検知を防止することができる。
【0009】
図3は図1及び図2に示した反射型フォトインタラプタを備えた給紙装置の一例を示す概略図、図4は同じくその給紙装置を示す正面図、図5は同じくその給紙装置を備えた画像形成装置の一例を示す概略構成図であり、図1及び図2と対応する部分には同一の符号を付してある。
図5に示す画像形成装置である複写機は、複写機本体41内に設けている光学読取系42により読み取った画像データを基にして、光書込系43が作像系44に設けている感光体ドラム45上に潜像を形成し、その潜像を作像系44の現像装置46がトナーにより可視像としている。
複写機本体41の下部右方には給紙装置20が設けてあり、その給紙装置20の給紙カセット47から給紙した用紙Pは垂直搬送路21を上方に搬送されて作像系44に至り、そこで感光体ドラム45上の可視像(トナー像)が転写される。
【0010】
その可視像が転写された用紙Pは、定着装置48に搬送されてそこで可視像が定着された後、排紙ローラ対49により外部の排紙トレイ65に排出される。また、両面画像形成時には、用紙Pは図示しない排紙分岐爪により反転搬送路61から両面装置62へ向けて搬送され、両面トレイ63に一旦格納された後に進行方向が逆転されて、両面搬送路64から再び作像系44に送り込まれて裏面に画像が形成され、定着装置48を通って排紙トレイ65上に排出される。
なお、図5では図面を簡略化するため、給紙装置20は1個のみを示したが、必要に応じて複数個の給紙装置を設けることも可能である。また、この給紙装置を有する画像形成装置は複写機に限るものではなく、ファクシミリ,プリンタ等にも何等支障なく適用することができる。
給紙装置20は、図1及び図2で説明した反射型フォトインタラプタ1を備えており、用紙Pを垂直方向に搬送する垂直搬送路21に、図3に示すように搬送ローラ22を配設している。
【0011】
その搬送ローラ22は、図示しない駆動源から駆動力を受けて回転するゴムローラからなる複数の駆動ローラ31と、その複数の駆動ローラ31を間隔を置いて圧入により固定支持するシャフト33と、駆動ローラ31にバネ35の付勢力によりそれぞれ圧接しながら従動回転する複数の従動ローラ32と、その複数の従動ローラ32を間隔を置いて圧入により固定支持するシャフト34とによって構成されている。そして、その従動ローラ32のシャフト34は、軸受36により回転自在に支持されている。
この給紙装置20は、反射型フォトインタラプタ1を、図4に示すように搬送ローラ22の駆動ローラ31,31間のシャフト33の上部側近傍に、図3に示すように発光素子3から照射した光の光軸8が水平よりも下方に向くように配置して、その反射型フォトインタラプタ1により垂直搬送路21を搬送される用紙Pを検知可能にしている。
【0012】
この反射型フォトインタラプタ1は、図示しない本体制御装置とハーネス12で接続されており、垂直搬送路21を搬送される用紙Pの有無を検知することにより、用紙の搬送タイミングや用紙の不達、滞留を監視するのに使用される。
そして、この反射型フォトインタラプタ1は、前述したように外部接続用ハーネス12をフレーム5の背面側に全て引き出しているので、図2に示した高さ(縦)Hと横幅Wというケース2の外形分のスペースさえあれば、そこに入れ込むことができる。
したがって、図3に示したように可動する部分である搬送ローラ22の駆動ローラ31,31間のシャフト33の上部側近傍に設置し、発光素子3から照射した光の光軸8が水平よりも下方に向くように配置しても、ハーネス12の配回しを容易にレイアウトすることができる。したがって、高さ方向に大きな設置スペースを必要としない分だけ装置を高さ方向で小型化することができる。
また、搬送ローラ22の部分では、搬送される用紙の負荷により微少ではあるが搬送スリップが生じ、それにより紙粉が落下したりすることがあるが、このように反射型フォトインタラプタ1を搬送ローラ22の上側に配置することで、搬送ローラ22の搬送スリップにより落下する紙粉が反射型フォトインタラプタ1に付着しないようにすることができる。
【0013】
そして、その反射型フォトインタラプタ1の上側(搬送下流側)に、さらに別の搬送ローラが設けられている場合には、その搬送ローラから紙粉が落下してくることがあるが、そのような場合であっても反射型フォトインタラプタ1は発光素子3から照射した光の光軸8が水平よりも下方に向くように配置しているので、その落下した紙粉は集光レンズ6,7(図1,図2参照)のそれぞれ外側の面には堆積しにくい。
さらに、その発光素子3からの光軸8が水平よりも下方に向くようにしているので、用紙Pに対して光が当たる検出ポイントが搬送ローラ22の駆動ローラ31と従動ローラ32とが接するニップ直後となるため、用紙Pを弛みや暴れのない安定した状態で検知することができる。したがって、高い検知精度が得られる。
【0014】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による反射型フォトインタラプタによれば、発光素子の光軸と受光素子の光軸との交点を通りフレームの面に垂直に交わる検出中心線と略平行に、発光素子と受光素子にそれぞれ接続された外部接続用ハーネスをフレームの背面側に引き出したので、外部接続用ハーネスがこの反射型フォトインタラプタのケースの外側に突出しないため、そのケースの外形分のスペースにこの反射型フォトインタラプタを入れ込むことができる。したがって、省スペースでの設置が可能であり、装置の高さ方向の省スペース化が図れる。
また、上記反射型フォトインタラプタを備えた給紙装置及び画像形成装置によれば、反射型フォトインタラプタを搬送ローラのローラ間のシャフトの上部側近傍に、発光素子から照射した光の光軸が水平よりも下方に向くように配置するので、搬送ローラの回転時に用紙から落下する紙粉等が反射型フォトインタラプタのカバー上に付着するのを防止することができる。
さらに、その反射型フォトインタラプタの上側に、さらに別の搬送ローラが設けられている場合であっても、その搬送ローラから紙粉が落下したとしても、反射型フォトインタラプタは発光素子から照射した光の光軸が水平よりも下方に向くように配置しているので、その落下した紙粉はカバー上には堆積しにくい。さらに、発光素子からの光軸が水平よりも下方に向いていることで、用紙に対して光を照射する検出ポイントが搬送ローラのニップ直後となるため、用紙が弛んだり暴れたりしない最も安定した状態で用紙検知ができる。したがって、高い検知精度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による反射型フォトインタラプタの一実施形態例を一部断面にして示す構成図である。
【図2】同じくその反射型フォトインタラプタを示す外観斜視図である。
【図3】図1及び図2に示した反射型フォトインタラプタを備えた給紙装置の一例を示す概略図である。
【図4】同じくその給紙装置を示す正面図である。
【図5】同じくその給紙装置を備えた画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図6】従来の反射型フォトインタラプタの一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1:反射型フォトインタラプタ 2:ケース
2a:遮光壁 3:発光素子
4:受光素子 5:フレーム
8,9:光軸 12:外部接続用ハーネス
15:被検出体 20:給紙装置
21:垂直搬送路 22:搬送ローラ
33,34:シャフト
Claims (3)
- 遮光部材により仕切られた状態で発光素子と受光素子がフレームに並列配置されると共に、前記発光素子と受光素子を収容するようにケースが前記フレームに取り付けられ、前記発光素子から照射されて被検出体により反射された反射光を前記受光素子で受光することにより前記被検出体の有無を検出するようにした反射型フォトインタラプタにおいて、
前記発光素子の光軸と前記受光素子の光軸との交点を通り前記フレームの面に垂直に交わる検出中心線と略平行に、前記発光素子と前記受光素子にそれぞれ接続された外部接続用ハーネスを前記フレームの背面側に引き出したことを特徴とする反射型フォトインタラプタ。 - 請求項1記載の反射型フォトインタラプタを備え、用紙を垂直方向に搬送する垂直搬送路に、シャフトに複数のローラを間隔を置いて固定した搬送ローラを配設した給紙装置であって、
前記反射型フォトインタラプタを前記搬送ローラのローラ間の前記シャフトの上部側近傍に、前記発光素子から照射した光の光軸が水平よりも下方に向くように配置して、該反射型フォトインタラプタにより前記垂直搬送路を搬送される用紙を検知可能にしたことを特徴とする給紙装置。 - 請求項2記載の給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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