(57)【要約】【課題】  検知手段を必要最小数にし、精度良く紙幅を検知でき、オペレータによるサイズセットミス等の人為的なミスを防ぎかつ信頼性の向上を図る紙幅検知装置を提供することにある。【解決手段】  画像形成装置に設けられ、ロール紙２を給送しかつこのロール紙２を任意長さに切断する切断装置４を有する給紙装置において、前記切断装置４は固定刃１７とこれに当接して前記ロール紙を切断する移動刃１８と、この移動刃を保持し用紙幅方向に摺動するスライダ２８とから構成され、このスライダ２８近傍に反射型の用紙検知手段２９及びスライダ移動時の用紙検知時間を計測する用紙検知時間計測手段３９を有し、この用紙検知時間計測手段３９により計測された計測時間から紙幅を算出する紙幅検知装置。【選択図】  図５
2006298544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール紙から引き出された用紙を任意の長さに切断する切断装置を備えた給紙装置に装備されて、該用紙の紙幅を検知する紙幅検知装置において、
前記切断装置は、前記用紙を切断する移動刃と、この移動刃を保持して用紙幅方向に摺動するスライダと、スライダに保持された用紙検知手段と、を備え、
前記スライダ移動時の用紙検知手段による用紙検知時間を計測する用紙検知時間計測手段を有し、この用紙検知時間計測手段により計測された計測時間から紙幅を算出する制御部を備えたことを特徴とする紙幅検知装置。
【請求項２】
前記給紙装置は、前記ロール紙セット時に引き出された用紙を給送させ、用紙先端を前記切断装置にて切断・排出する自動給送機構、または、少なくともスライダ駆動手段にて切断動作を実施させる構成を有することを特徴とする請求項１記載の紙幅検知装置。
【請求項３】
前記ロール紙から引き出された用紙が前記切断装置内に進入していない状態で前記スライダを駆動させる空切りモードを有し、前記切断装置のスライダ稼動範囲両端部の非切断領域間を移動するスライダ移動時間を計測する移動時間計測手段を有し、前記制御部は、この計測結果を基に、前記用紙切断時の用紙検知時間より算出される紙幅の値を補正することを特徴とする請求項１または２記載の紙幅検知装置。
【請求項４】
前記制御部による紙幅の算出は、前記スライダの移動方向如何に関わらず可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の紙幅検知装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の紙幅検知装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール紙を用いて記録紙を作成する画像形成装置において、サイズの異なるロール紙を給送するロール紙給紙装置の紙幅検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙幅検知装置におけるロール紙の幅検知は、使用可能なロール紙幅に対応した最低限の数の検知手段を搬送路に並べ、個々の検知手段によって搬送路を通過するロール紙の紙幅（幅方向両端縁の位置）を検知することによって行なわれている（例えば、特許文献１及び２参照）。
かかる従来のロール紙の幅検知において、用紙サイズ（幅）の種類は、Ａ／Ｂ列、インチ系を含め数多くあり、扱う紙幅が大きくなればなる程、幅方向両端縁の位置を検知するために検知手段の数が増えていく傾向にある。しかしながら、検知手段数の増加に伴って幅検知の信頼性が低下し、結果として、かかる幅検知はダメージを受ける率を増大する。
したがって、従来は、検知手段の数を減らすために、サイズ系列を事前に大ざっぱに指定して検知手段の数を減らしたり、１箇所の検知場所で、多数のロール段に対応できるように、共通搬送路に検知手段を並べたり等の工夫を取り入れるようにしていた。
【特許文献１】特開平０５−３３３６３４号公報
【特許文献２】特開２００２−００３０１２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような方法では、結局、その作業を操作者に頼るため、人為的ミスは避けられず、また、共通搬送路に検知手段を並べる方法では、少なくとも対応紙幅分に対応して検知手段の増設が必要であり、しかも必然的に信頼性向上に繋がるという訳ではなかった。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、検知手段を必要最小数に留めながら精度良く紙幅を検知でき、オペレータによるサイズセットミス等の人為的なミスを防ぎかつ信頼性の向上を図る紙幅検知装置を提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ロール紙から引き出された用紙を任意の長さに切断する切断装置を備えた給紙装置に装備されて、該用紙の紙幅を検知する紙幅検知装置において、前記切断装置は、前記用紙を切断する移動刃と、この移動刃を保持して用紙幅方向に摺動するスライダと、スライダに保持された用紙検知手段と、を備え、前記スライダ移動時の用紙検知手段による用紙検知時間を計測する用紙検知時間計測手段を有し、この用紙検知時間計測手段により計測された計測時間から紙幅を算出する制御部を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記給紙装置は、前記ロール紙セット時に引き出された用紙を給送させ、用紙先端を前記切断装置にて切断・排出する自動給送機構、または、少なくともスライダ駆動手段にて切断動作を実施させる構成を有することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１、又は２において、前記ロール紙から引き出された用紙が前記切断装置内に進入していない状態で前記スライダを駆動させる空切りモードを有し、前記切断装置のスライダ稼動範囲両端部の非切断領域間を移動するスライダ移動時間を計測する移動時間計測手段を有し、前記制御部は、この計測結果を基に、前記用紙切断時の用紙検知時間より算出される紙幅の値を補正することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか一項において、前記制御部による紙幅の算出は、前記スライダの移動方向如何に関わらず可能であることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか一項に記載の紙幅検知装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、従来の紙幅検知機構にあるように、用紙幅毎に検知手段を並べる必要がなく、１つの検知手段を用いその検知位置を移動させることで用紙幅を把握できる構成であるため、信頼性が高い。また、検知位置移動手段も、装置に既設の手段を使用するため、改めて機構を追加する必要がなく、効率が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用する複写機等の装置本体を示す概略図である。図１において、装置本体Ａには、引き出し式の給紙トレイ１が設けられる。
ロール紙２は、給紙トレイ１を装置本体Ａから引き出した状態で給紙トレイの上方または前方からセットできるようになっており、詳しくは説明しない既知のロール紙支持方法によって給紙トレイ１にセットされる。
ロール紙２から引きされた用紙はフィードローラ対３により更に引き出されかつ図では上方に搬送される。給紙トレイ１内部の搬送路Ｓの出口付近には、後述する回転歯スライド式（＝以下、シャトルカッタ）で構成されるカッタ部４が設けられる。ロール紙２はここで所定の長さ位置にて切断される。
カッタ部４を通過したロール紙２は、切断されて所定のサイズの記録紙となり、給紙トレイ１内部の搬送路Ｓの出口から連続している装置本体Ａ内部の搬送路Ｔを通り、レジストローラ５にて作像タイミングとの同期を取る。記録紙（図示せず）は所定の画像形成工程を経て作像部６（露光部、現像部、転写部６ａ等）にてトナー転写された後に、定着部７にて熱定着されかつ装置本体Ａの外部へ排出される。
また、原稿読み取り部８では、原稿の搬送、読み取り、及び感光体への露光が行われている。なお、以上の説明は、下段給紙トレイ１（ロール紙１本をセットしている構成）にて行ったが、カッタ部４を共有する以外は同様である上段（ロール紙２本をセットしている構成）の給紙トレイ１ａにおいても同様に行なわれることができる。
【０００７】
図２は図１の給紙トレイの部分を示す模式図である。図２において、給紙トレイ１内には、スプール２ａ等の既知の手段によってセットされたロール紙２から搬送方向に、給送ローラ対３、反射型検知方式である第１の用紙検知手段である第１の用紙検知センサ９、カッタ部４、第２の用紙検知手段である第２の用紙検知センサ１０が配置されている。
給紙トレイ１内にはロール紙２から引き出された用紙の搬送を案内する搬送ガイド板Ｇが設けられる。本複写機（画像形成装置）の実施の形態では、ロール紙２から引き出された用紙を自動搬送する自動搬送機構（図示せず）を有する構成になっている。操作者が給紙トレイ１内にロール紙２をセットしかつ給紙トレイ１を装置本体Ａにセット後、各ロール紙２は対応するフィードローラ対３によって順次自動的に給送される。
ロール紙２から用紙を引き出し、第１の用紙検知センサ９及び第２の用紙検知センサ１０にて用紙の有無を検知後、カッタ部４の切断部より下流側に用紙先端の一部を突出させ、給送を停止する。次いで、カッタ部４にて切断後、先端切断紙を、装置本体Ａ内部の搬送路Ｔ（図１）を通して次工程へ向けて排出させる。
なお、先端を切り揃えられた用紙自体は、切断部より所定長さ引き戻され、装置本体Ａからの制御に待機する。ロール紙２セット交換時に、用紙の先端部をカッタ部の動作により揃える自動給送機構を有する給紙装置に適用することによって、ロール紙２のセット時に、確実に紙幅検知ができ、１枚目から間違いのないサイズ不明やサイズミスのない給送が可能となる。
【０００８】
図３は給紙トレイの主要構成を回路ブロックとともに示す概略斜視図である。フィードローラ対３は、その駆動側の一端に、ノブ１４を取り付けており、このノブ１４はロール紙２の先端を手動でセットするさいにフィードローラ対３を回転させるため設けられている。
また、フィードローラ対３の他端はギヤ１５、１６により駆動モータ１３に連結され、モータ駆動が行なわれるようになっている。カッタ部４近傍には第１の用紙検知センサ９及び第２の用紙検知センサ１０が示されている。
駆動回路は、制御部３５を中心に、カッタ駆動回路３６、操作部（入力部）３７、モータ駆動回路３８、カウンタ３９、カウンタ４０等を各要素に繋げて構成されている。ここで、駆動回路に接続された装置本体（図１）での操作部である入力部３７は、ここからカット長さ等の情報を入力することができるようになっている。
カッタ駆動回路３６において、制御部３５は装置本体Ａからの指令によりモータ２７の制御及び演算を行う。また、カウンタ３９は後述する反射型センサ２９（図４及び図５で説明）の検知状態を観察しかつ時間を測定する用紙検知時間計測手段である。
さらに、カウンタ４０は用紙切断時と同じ方向（左→右）へのスライダ２８（図４及び図５で説明）の移動時のＨＰ間の移動時間を計測する移動時間計測手段である。
【０００９】
図４は図１のカッタ部として使用するシャトルカッタを示す断面図である。図５は図４のシャトルカッタを示す概略斜視図である。図４及び図５を参照して、カッタ部４であるシャトルカッタの構成について説明する。
まず、ロール紙から引き出された用紙２は用紙幅方向に設けられた固定刃１７と回転刃１８とで挟まれ切断される。固定刃１７は用紙ガイドを兼ねたフレーム１９に適宜な方法で固定されている。一方、回転（移動）刃１８は支軸２０にて回転自在にスライダブラケット２１に取り付けられ、かつ動作時、固定刃１７との接触抵抗によって回転する構成になっている。
スライダブラケット２１には、同様に回転自在に支持されたガイドコロ２２が複数個回転自在に設けられている。これらガイドコロ２２はガイドレールと用紙ガイドの形状を兼ねたスライダフレーム２３により進退自在に支持されている。また、スライダブラケット２１には、ギヤプーリ２５及びプーリ２６にてエンドレスに張設支持されるワイヤ２４が取り付けられる。
ギヤプーリ２５はモータ２７の出力軸と連結され、このモータ２７の回転が、ギヤプーリ２５を介してワイヤ２４及びスライダ２８（スライダブラケット２１、回転刃１８、後述する反射型センサ２９等と一体の構成となっている）へと伝達される。反射型センサ２９は回転刃１８の上方にブラケット３０を介して取り付けられており、かつそれによりロール紙２の検知を行うようになっている。
【００１０】
前述したフレーム１９の用紙排出側（図４では紙面上方）は反射型センサ２９の反射面となっており、フレーム１９の用紙排出側の長手方向（スライダ２８の移動方向）の両端部３１とそれ以外の部分３２の形状は異なっている。両端部３１では、反射型センサ２９の検知面に対して平行面を構成し、この平行面は、ロール紙２がある場合と同様に、反射光を検出できるようになっている。
それ以外の部分３２には傾斜が付けてあり、反射光が受光部に戻らず上方に逃げ非検知状態となる。また両端部３１の長手方向のさらに外側には、ブラシ３３が適宜の方法で設けてある。このブラシ３３は、スライダ２８がいずれかの端部に移動したさいに、反射型センサ２９の発光／受光面に当接し、紙紛等の汚れを除去することができるようになっている。
また、フレーム１９及びスライダフレーム２３は板３４によってそれらの位置を固定され、かつ給紙トレイ１に図示してない所定の箇所で連結される。通常、シャトルカッタ（カッタ部）４は、モータ２７を正逆転させることで、両方向でロール紙２を切断することができる。
スライダ２８の動作範囲の両端には、ＨＰ（ホームポジション）検知センサ（図示せず）が設けてある。通常動作中のスライダ２８はＨＰ検知センサに検知されることで動作範囲の終端を認識する。それによりモータ２７の動作をオフさせ、ブレーキ（図示せず）を掛けて停止し、次の切断（逆方向に動作する）に備えて待機する。
本実施の形態では、スライダ２８上に前述の反射型センサ２９を設け、スライダ２８の動作中に、反射型センサ２９の検知結果（用紙有無など）を把握できる構成としている。また、スライダ２８は、反射型検知センサ２９を用いることで、ロール紙とは接触せず切断されるロール紙に一切ストレスを与えることが無く、本体のカッタ部の機能に何ら影響を与えない。
【００１１】
図６はサイズ（幅）検知の動作を説明するフローチャートである。図７は用紙切断時の反射型センサの出力を示すタイミングチャートである。図６及び図７を参照して、まず、図６のフローチャートの流れに沿って説明する。
まず、図１において、ロール紙２は操作者によって引き出された状態にある給紙トレイ１にセットされ、この給紙トレイ１は装置本体Ａにセットされる（Ｓ１）。すると、自動給送機構の自動給送プロセスにしたがって、ロール紙２はフィードローラ対３にてカッタ部４へと送り込まれ、その後搬送を一時停止させる（Ｓ２）。この時点で、用紙先端はカッタ部４から下流側へ所定長突出した状態にある。
搬送停止後、カッタ部駆動手段（カッタ部駆動回路、図３参照）３６により、スライダ２８が動作（例では左→右とした）し、用紙先端を切断する（Ｓ３）。カッタ駆動回路３６には、前述のごとく、装置本体Ａからの指令によりモータ２７の制御及び演算を行う制御部３５（図３参照）と、反射型センサ２９（図４及び図５参照）の検知状態を観察しかつ時間を測定する用紙検知時間計測手段であるカウンタ３９（図３参照）を有している。
カッタ部駆動による用紙切断時、反射型センサ２９の出力信号が検知され、カウンタ３９にて検知／非検知状態の時間カウントが実施される（Ｓ８）（図７の用紙切断時に示す）。カウンタ３９によって実施された用紙検知時間測定の計測結果を制御部３５に向けて送る（Ｓ９）。
このように検知される両端部３１のＨＰ検知センサ（図示せず）間の全体の動作時間をＴ1（図７参照）とする。動作時間Ｔ1は、動作開始〜用紙切り始め端までをｔ2、用紙幅に該当する部分をｔ1、用紙切り終わり端〜他端ＨＰまでをｔ3として分解して示すことができ、時間カウントがなされるようになっている。ここで、Ｔ1＝ｔ1＋ｔ2＋ｔ3の関係となる。
【００１２】
次いで、切断された用紙先端片が装置本体Ａの搬送路Ｔ（図１参照）を通って次工程（或いは機外）へ向けて排出され（Ｓ４）、同時に、先端を切断されかつ揃えられた用紙は待機位置まで巻き戻され、自動給送プロセスは終了する（Ｓ５）。
待機後、スライダ２８（図４及び図５参照）をＨＰ間で、右→左、左→右と動作させる（Ｓ６）。用紙切断時と同じ方向（左→右）への移動時のＨＰ間の移動時間を移動時間計測手段であるカウンタ４０（図３参照）によってカウントし（Ｓ１２）、同様に測定する（図７、空切り時）。このときの動作時間をＴ0とする。
カウンタ４０によって実施されたカウントによるＨＰ間移動時間計測結果を制御部３５に向けて送る（Ｓ１３）。制御部３５は用紙検知時間の計測結果及びＨＰ間移動時間計測結果を受け（Ｓ１０）、サイズ（幅）を算出し（Ｓ１１）、算出値をステップ（Ｓ７）に送る。この算出値はコピー動作のサイズ情報として使用される。
単純に用紙幅を算出するさい、ＨＰ間の距離をＷ0とすれば、簡易には、時間比で求めればおよその判断ができる。すなわち、用紙幅＝（ｔ1／Ｔ1）×Ｗ0となり、セットできるロール紙２の用紙幅の種類が少なく、似通った幅があり得ない場合、これで十分に判別が可能となる。
さらに高い検出精度を求める場合には、ロール紙を切断していないとき（空切り時）とロール紙を切断しているときでは切断部に掛かる負荷が異なるため、スライダ２８の移動速度が異なることを考慮しなければならない。一般的にＴ1＞Ｔ0となる。
【００１３】
ＨＰ（左→右）時の用紙検知状況を示す図７に記載の符号について説明する。用紙切断時のタイミングチャートに関連して、Ｔ1は全体の動作時間、すなわち、用紙切断時ＨＰ間駆動時間、ｔ1は切断に要した駆動時間（用紙幅に該当する部分）、ｔ2、ｔ3は空切り部分の時間、ｗ1は切断に要した駆動時間に対応する距離（用紙幅）である。
空切り時のタイミングチャートに関連して、Ｔ0は空切り時のＨＰ間駆動時間、Ｗ0はＨＰ間駆動時間に対応する距離（ＨＰ間距離）である。上述したように、用紙切断時ＨＰ間駆動時間Ｔ1は空切り部分の時間、すなわち、動作開始〜用紙切り始め端までのｔ2、用紙切り終わり端〜他端ＨＰまでのｔ3及び用紙幅に該当する部分までのｔ1に分解できる。
これを考慮すると、上述したように、一般的には、
Ｔ1＝ｔ1＋ｔ2＋ｔ3＞Ｔ0
となる。
ここで、用紙幅ｗ1を得る場合、空切り時（Ｔ0、ｔ2、ｔ3）のスライダ２８の移動速度は同一であると仮定し、上記ｔ1を切断に要する負荷が無い場合（空切りに相当する時間）、すなわち、空切り時の速度に対応する切断時間（ｔ1’）に置き換えて求めると、
ｔ1’＝Ｔ0−（ｔ2＋ｔ3）
となる。
そこで、紙幅算出結果である用紙幅ｗ1は、
ｗ1＝（ｔ1’／Ｔ0）×Ｗ0
＝（（Ｔ0−（ｔ2＋ｔ3））／Ｔ0）×Ｗ0
によって求まる。
このように用紙幅を検知することによってより精度の高い検知ができ、今までサイズが似通っていたために検知が難しかったインチ系（アンシ（ａｎｓｉ）／アーキ（ａｒｃｈ））やＡ／Ｂ列の同時検知も可能となる。さらに、詳しくは説明しないが、カッタ毎に微妙に異なるスライダ速度差や、経時にて変化する速度の影響を吸収し、誤差を排除することも可能である。
ロール紙の切断なしにカッタ部が左→右、または右→左に移動する時間を計測することによって、ロール紙を切断する場合の時間と比較し、上記反射型用紙検知センサ２９によりロール紙を検知している時間と用紙幅の相関を正確に算出させることができる。これによって信頼性を高めることができる。とくに経時で部品が劣化し、カッタ部の動作速度が変動した場合でも、用紙幅の算出結果に狂いが生じることはない。
【００１４】
図８は図６のフローチャートにおける停止時のフレーム端近傍を示す概略平面図である。図９は図６のフローチャートにおけるＰＨ検知時のフレーム端近傍を示す概略平面図である。図１０は図６のフローチャートにおける動作時のフレーム端近傍を示す概略平面図である。
図８に示す停止時において、ブラシ３３は反射型センサ２９を清掃する。図９に示すＰＨ検知時において、動作中のスライダ２８がＰＨ検知センサ（図示せず）によって検知されることによって動作範囲の終端を認識する。図８及び図９において、符号３２は図３で説明したフレーム１９の排出側長手方向の反射型センサ２９の反射面以外の部分である図１０に示す動作時（紙無し位置）において、反射型センサ２９はその検知面に平行な端部３１からずれ、反射型センサ２９の反射面以外の部分３２にあり、反射光は上方に逃げる。図８乃至図１０には、さらに、ワイヤ２４、ギヤプーリ２５及びモータ２７が示してある。
また、例として示した左→右の切断方向に対し、右→左についても同様に速度を計測し、紙幅を算出するような構成とすることで、切断方向にこだわらず、制御できることとなる。
よって、本実施の形態の用紙幅検知装置では、必要最低限である、１個の検知手段で用紙幅を検出することができ、信頼性の向上を図ることができる。カッタ部の移動時間の値を左右方向に対して有することで、切断方向によらず、紙幅検知が可能となる。
また、自動給送機構と組み合わせることで、ロール紙セット時、自動でロール紙幅の情報が得られる。装置本体では、得られた紙幅情報を、給紙トレイ選択、定着温度等の制御に利用でき、品質を向上させることができる。
この切断装置では、さらに、両端にクリーニング用のブラシ３３を設けることで、スライダ２８を動作させる毎に検知センサ表面の埃を掻き落し、紙紛等の誤検知に対する余裕度を向上させているため、信頼性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用する複写機等の装置本体を示す概略図である。
【図２】図１の給紙トレイの部分を示す模式図である。
【図３】給紙トレイの主要構成を駆動回路ブロックとともに示す概略斜視図である。
【図４】図１のカッタ部として使用するシャトルカッタを示す断面図である。
【図５】図４のシャトルカッタを示す概略斜視図である。
【図６】サイズ（幅）検知の動作を説明するフローチャートである。
【図７】用紙切断時の反射型センサの出力を示すタイミングチャートである。
【図８】図６のフローチャートにおける停止時のフレーム端近傍を示す概略平面図である。
【図９】図６のフローチャートにおけるＰＨ検知時のフレーム端近傍を示す概略平面図である。
【図１０】図６のフローチャートにおける動作時のフレーム端近傍を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００１６】
Ａ  画像形成装置（装置本体）
１  給紙トレイ
２  ロール紙（記録紙）
４  切断装置（カッタ部、シャトルカッタ）
１７  固定刃（カッタ部の）
１８  回転刃（移動刃、カッタ部の）
２８  スライダ
２９  反射型センサ（用紙（ロール紙）検知センサ）
３６  カッタ部駆動手段（カッタ部駆動回路）
３９  用紙検知時間計測手段（カウンタ）
４０  移動時間計測手段（カウンタ）
【図１】
2006298544.tif 000003
【図２】
2006298544.tif 000004
【図３】
2006298544.tif 000005
【図４】
2006298544.tif 000006
【図５】
2006298544.tif 000007
【図６】
2006298544.tif 000008
【図７】
2006298544.tif 000009
【図８】
2006298544.tif 000010
【図９】
2006298544.tif 000011
【図１０】
2006298544.tif 000012