JP5776159B2 - 搬送装置、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、センサ、搬送装置、および画像形成装置に関する。

従来より、板状又はフィルム状の光学フィルタが知られている。

特許文献１には、外光の波長領域とは異なる波長領域の光を出射する光源部と、この光源部が出射する光を原稿面上に走査する光走査部と、この光走査部による走査光が原稿により反射される散乱光とそれ以外の外乱光とを含む入射光を分割する光分割部と、分割された光を受光する複数の受光部と、これらの受光部の一方の入射面側に配設されて前記光源部の波長領域の光を透過させない光源波長除去フィルタと、前記複数の受光部が出力する信号を比較する比較手段と、この比較手段の比較結果により前記原稿の領域を判定する原稿判定手段とを具備した原稿検出装置が開示されている。

特開平０９−１４６１８７号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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である。 転写器およびクリーナの部分の拡大図である。 光センサを示した図である。 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。

以下、本発明の実施形態を説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

帯電器５２は、感光体５１の表面をある帯電電位に帯電する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

１ 画像形成装置
１０ 原稿読取部
１１ 原稿給紙台
１２ 搬送ロール
１３ 搬送経路
１４ 原稿読取板
１５ 原稿読取光学系
１６ 原稿排紙台
２０ 画像形成部
２１ 処理・制御回路
２２ 手差し給紙台
２３ 用紙排出台
３０ 用紙収容部
３１＿１，３１＿２，３１＿３ 給紙台
３２ ピックアップロール
３４，３７，３９ 搬送ロール
３５ 待機ロール
３６，３８ 案内部材
５１ 感光体
５２ 帯電器
５３ 露光器
５４ 除電器
５５，７４ クリーナ
５６，７３ 転写器
６０ 現像装置
６１＿１，６１＿２，６１＿３，６１＿４，６１＿５，６１＿６ 現像器
７１ 中間転写ベルト
７２ ロール
８０ 光センサ
８１ ケース
８２ 発光部
８３ 受光部
８４ メッシュ
９０ 定着器
７３１ 転写ロール
７３２ クリーニングブレード
７３３ 潤滑剤
７３４ ブラシロール
７４１ ブレード
７４２ 収容部
７４３ 筐体
７４４ 搬送部材
７４５ 底面
８２１ 発光面
８３１ 受光面
Ｐ 用紙
Ｒ 用紙搬送経路
Ｓ 原稿

Claims (5)

1. 被搬送体を搬送する搬送部材と、
   前記被搬送体の搬送経路に隣接した位置に配置され、該被搬送体を検出するセンサとを有し、
   前記センサが、
   光を出射する発光部と、
   前記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、
   前記発光部および前記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、フッ素樹脂繊維からなり１５０μｍ以上３００μｍ以下の間隔で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搬送装置。
2. 前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請求項１記載の搬送装置。
3. 記録媒体上に画像を形成する画像形成部と、
   記録媒体を前記画像形成部に向けて搬送し該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、
   前記記録媒体の搬送経路に隣接した位置に配置され、該記録媒体を検出するセンサとを有し、
   前記センサが、
   光を出射する発光部と、
   前記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、
   前記発光部および前記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、フッ素樹脂繊維からなり１５０μｍ以上３００μｍ以下の間隔で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画像形成装置。
4. 前記画像形成部が、トナー像を形成して該トナー像を記録媒体上に転写するトナー像形成部と、該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該トナー像を定着する定着部とを有し、前記搬送部材が、該記録媒体を、該トナー像形成部に搬送しさらに該定着部に搬送する搬送経路上を搬送するものであって、
   前記センサが、前記トナー像形成部と前記定着部との間の前記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請求項３記載の画像形成装置。
5. 前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請求項３又は４記載の画像形成装置。

Images