(57)【要約】【課題】  本発明は、簡単な構成かつ省スペースでメカ的ロス分の小さいシート検知装置を提供する。【解決手段】  定着ローラ対96により挟持搬送されるシートＳを検知するシート検知装置143は、回動軸101ｃを中心に回動可能に支持され、シートＳが当接する当接部101ｂと、該当接部101ｂの回動状態を検知するフォトセンサ102と、を有し、該回動軸101ｃは、該当接部101ｂが当接するシートＳのシート面に対して平行にならないように所定の傾斜角度を有して配置される。【選択図】      図２
2015034079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを搬送するシート搬送手段と、
前記シート搬送手段により搬送されるシートを検知するシート検知手段と、
を有し、
前記シート検知手段は、
回動軸を中心に回動可能に支持され、シートが当接する当接部と、
前記当接部の回動状態を検知する検知部と、
を有し、
前記回動軸は、前記当接部が当接するシートのシート面に対して平行にならないように配置されたことを特徴とするシート検知装置。
【請求項２】
前記当接部の回動に応じて、該当接部を前記回動軸の軸方向にスライド動作させるカム部を有することを特徴とする請求項１に記載のシート検知装置。
【請求項３】
前記回動軸と、前記当接部とは、該当接部が当接するシートのシート幅方向において互いにずれた位置に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート検知装置。
【請求項４】
前記シート搬送手段によって搬送されるシートをガイドするシートガイドを備え、
前記当接部は、前記回動軸から前記回動軸の軸線と交差する方向に延びたアーム部の端部に設けられ、
前記当接部は、前記シートガイドに形成された開口に挿入されるように、前記アーム部から屈曲して設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシート検知装置。
【請求項５】
前記回動軸は、前記当接部が当接するシートのシート面の法線方向に対して傾くように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のシート検知装置。
【請求項６】
前記回動軸と前記法線方向に対する角度が３０°以上で５０°以下に設定されることを特徴とする請求項５のいずれか１項に記載のシート検知装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のシート検知装置と、
シートに画像を形成する画像形成手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のシート検知装置と、
シートに記録された画像を読み取る画像読取手段と、
を有することを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送されるシートを検知するシート検知装置及びこれを備えた画像形成装置、並びに画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に画像形成装置のシート搬送部には、シートを画像形成部や排出トレイへ搬送するためのシート搬送装置が設けられている。このシート搬送装置にはシートの搬送速度の制御やジャムの検知のために搬送されるシートを検知するためのセンサを設けている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図14及び図15を用いて比較例としてのシート検知装置620を示す。図14に示すように、比較例のシート検知装置620は、画像形成部で形成された画像を転写する転写位置に最も近い搬送ローラ対618，619のシート搬送方向下流側に設けられている。シート検知装置620は、シートＳと当接する当接部623と、フォトセンサ624と、該フォトセンサ624の発光部から受光部への光路を遮光する遮光部625と、当接部623をホームポジションに位置決めするストッパ626とを備える。
【０００４】
当接部623は回動軸627を中心に回動自在に設けられる。当接部623は捩りコイルバネ628の押圧力により図15（ｃ）に示すホームポジションＨに戻るように構成されている。遮光部625は当接部623と一体的に形成されており、該当接部623と共に回動軸627を中心に回動する。
【０００５】
図15（ａ）に示すように、シートＳの先端が当接部623に当接すると、該当接部623は図15（ｃ）に示すホームポジションＨから回動軸627を中心に図15（ａ）の矢印ａ方向に回動し、遮光部625がフォトセンサ624の光路を遮光する。光路が遮光されたことをフォトセンサ624が検知すると、シート検知装置620は、シートＳの先端が当接部623まで到達したことを認識する。
【０００６】
その後、シートＳは当接部623の先端と接触しながら搬送される。図15（ｂ）に示すように、シートＳの後端が当接部623を通過すると、該当接部623は捩りコイルバネ628の付勢力により図15（ｃ）に示す矢印ｂ方向に回動し、ホームポジションＨに戻る。このとき、遮光部625はフォトセンサ624の光路から退避し、該フォトセンサ624の受光部が発光部から発光される光を再び受光することで、シート検知装置620は、シートＳの後端が当接部623を通過したことを認識する。
【０００７】
近年、画像形成装置はスループット（単位時間あたりの処理能力）の向上が求められている。画像形成装置においてスループットを向上するために先行するシートＳ後端から後続するシートＳ先端までの間隔（以下「シート間隔」という）を短縮する場合がある。この場合、シート検知装置620は短いシート間隔に対応する必要がある。
【０００８】
比較例の当接部623は、搬送ローラ対618，619を通過したシートＳの先端が該当接部623に当接するとシートＳに押されて回動する。そして、シートＳの後端が当接部623から離間すると捩りコイルバネ628により付勢されて逆回転してホームポジションＨに戻る。そのため、図15（ｂ）に示すように、シート間隔Ｄとして必要な距離は、以下の数１式に示して以下に説明する機械的な動作による時間的ロス分としてのメカ的ロス分Ｄ１と距離Ｄ２との和である。
【０００９】
［数１］
Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２
【００１０】
図15（ｂ）に示すように、メカ的ロス分Ｄ１は、以下の距離である。即ち、先行するシートＳの後端が当接部623を通過した位置から該当接部623が捩りコイルバネ628の付勢力により回動軸627を中心に回動して図15（ｃ）に示すホームポジションＨまで移動する距離である。
【００１１】
一方、距離Ｄ２は以下の通りである。ここで、当接部623が図15（ｂ）に示すように、シートＳの後端が該当接部623から離れた後、図15（ｃ）に示すように、当接部623がホームポジションＨに戻るまでのメカ的ロス分Ｄ１を移動するのにかかる時間をΔｔとする。すると、距離Ｄ２は、以下の数２式に示されるように、前記Δｔに搬送ローラ対618，619により挟持搬送されるシートＳの搬送速度Ｖをかけた距離となる。
【００１２】
［数２］
Ｄ２＝Δｔ×Ｖ
【００１３】
そして、メカ的ロス分Ｄ１が短くなれば、Δｔも短くなるので、前記数２式から距離Ｄ２もメカ的ロス分Ｄ１に依存して短くなる。これにより、シート間隔Ｄは、前記数１式からメカ的ロス分Ｄ１に依存して短縮される。以上のことから、先行するシートＳと、それに後続するシートＳとのシート間隔Ｄを短くするためにはメカ的ロス分Ｄ１を短くする必要がある。
【００１４】
ここで、特許文献２、３の技術が提案されている。特許文献２では、センサフラグの回動軸をシートＳ面の法線ｉ方向から見てシート搬送方向ｈに対して斜めに傾けることでメカ的ロス分を短くすることが出来るものである。このようにセンサフラグの回動軸を斜めに傾けることで、センサがＯＮとなるシート通過時のセンサのシート搬送方向ｈへの倒れ量が比較例よりも少なくて済むためメカ的ロス分を少なくすることができる。
【００１５】
また、特許文献３では、センサフラグを比較例のような揺動式ではなく、シートＳが一枚通過する毎にセンサフラグが一回転することで、メカ的ロス分を減少させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平０９−１８３５３９号公報
【特許文献２】特開２００８−００１４６５号公報
【特許文献３】特開２０１２−１４４３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献２の構成では、現実的な角度として、例えば、図９（ｃ）に示すように、センサフラグの回動軸をシートＳ面の法線ｉ方向から見てシート搬送方向ｈに対して４５度傾けて配置した。その場合は、比較例に対して３割程度しかメカ的ロス分が改善しない。また、特許文献３では、１０点近い部品を使い、シート搬送方向ｈにスペースを要する構成となっている。
【００１８】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、簡単な構成かつ省スペースでメカ的ロス分の小さいシート検知装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するための本発明に係るシート検知装置の代表的な構成は、シートを搬送するシート搬送手段と、前記シート搬送手段により搬送されるシートを検知するシート検知手段と、を有し、前記シート検知手段は、回動軸を中心に回動可能に支持され、シートが当接する当接部と、前記当接部の回動状態を検知する検知部と、を有し、前記回動軸は、前記当接部が当接するシートのシート面に対して平行にならないように配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
上記構成によれば、簡単な構成かつ省スペースでメカ的ロス分の小さいシート検知装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るシート検知装置を備えた画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は本発明に係るシート検知装置の第１実施形態の構成を示す斜視説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態のシート検知装置を搬送ローラ対の軸方向から見た側面説明図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は図３（ａ），（ｃ）の部分拡大図である。
【図５】（ａ）は比較例のシート検知装置を搬送ローラ対の軸方向から見た側面説明図、（ｂ）は第１実施形態のシート検知装置を搬送ローラ対の軸方向から見た側面説明図である。
【図６】第１実施形態においてシートが当接部に与える力Ｆと、回動軸を中心にして当接部が回動方向へ向かう分力ｆとを説明するためにシート検知装置を搬送ローラ対の軸方向から見た側面説明図である。
【図７】第１実施形態の回動軸のシート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度θに対するメカ的ロス分と、当接部が回動方向に向かう分力ｆ成分との関係を示す図である。
【図８】（ａ）は比較例において、シートのカール方向により先端検知位置に誤差が発生する様子を示す比較例のシート検知装置を搬送ローラ対の軸方向から見た側面説明図である。（ｂ）は第１実施形態において、シートのカール方向によらず先端検知位置に誤差が発生しない様子を示す第１実施形態のシート検知装置を搬送ローラ対の軸方向から見た側面説明図である。
【図９】（ａ）は回動軸を投影する方向を説明する図、（ｂ）〜（ｅ）は左側に各種の回動軸をシート面の法線ｉ方向から投影した図を示し、右側に各種の回動軸を搬送ローラ対の軸方向から投影した図を示す。
【図１０】本発明に係るシート検知装置の第２実施形態の構成を示す斜視説明図である。
【図１１】第２実施形態のシート検知装置の回動軸の周壁面に設けられたカム形状の作用により回動軸が軸方向にスライド動作する様子を説明する分解斜視図である。
【図１２】第２実施形態のシート検知装置において回動軸の周壁面に設けられたカム形状の作用により当接部の回動動作に応じて、該当接部が回動軸の軸方向にスライド動作する様子を説明する斜視説明図である。
【図１３】（ａ）は回動軸を投影する方向を説明する図、（ｂ）は第２実施形態のシート検知装置において左側に回動軸をシート面の法線ｉ方向から投影した図を示し、右側に回動軸を搬送ローラ対の軸方向から投影した図を示す。
【図１４】比較例のシート検知装置の構成を示す斜視説明図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は比較例のシート検知装置を搬送ローラ対の軸方向から見た側面説明図である。
【図１６】本発明に係るシート検知装置を備えた画像読取装置の構成を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図により本発明に係るシート検知装置を備えた画像形成装置及び画像読取装置の一実施形態を具体的に説明する。
【実施例１】
【００２３】
先ず、図１〜図９を用いて本発明に係るシート検知装置を備えた画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。
【００２４】
＜画像形成装置の全体構成＞
図１に示すカラーの画像形成装置18は、該画像形成装置18本体に対して着脱自在でシートＳに画像を形成する画像形成手段となるプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを備えている。尚、以下では、説明の都合上、プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを単にプロセスカートリッジ７で代表させて説明する場合もある。他の画像形成プロセス手段についても同様である。
【００２５】
これら４個のプロセスカートリッジ７ａ〜７ｄは、同一構造であるが、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋの異なる色のトナーによる画像を形成する点で相違している。プロセスカートリッジ７ａ〜７ｄは、現像ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、トナーユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄとによって構成されている。現像ユニット４ａ〜４ｄは、それぞれ像担持体である感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、帯電ローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、クリーニングブレード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄと、廃トナー容器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとを有している。
【００２６】
また、現像ユニット４ａ〜４ｄは、現像ローラ40ａ，40ｂ，40ｃ，40ｄと、現像剤塗布ローラ41ａ，41ｂ，41ｃ，41ｄとを有している。プロセスカートリッジ７の上方にはスキャナユニット３が配置され、画像信号に基づく露光を各感光ドラム１に対して行う。
【００２７】
感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２によって所定の負極性の電位に帯電された後、スキャナユニット３によって画像信号に基づいて露光されて静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ユニット４によって反転現像されて負極性のトナーが付着され、それぞれイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋのトナー像が形成される。
【００２８】
中間転写ベルトユニット12は、中間転写ベルト12ｅが駆動ローラ12ｆ、二次転写対向ローラ12ｇ、テンションローラ12ｈによって張架されており、該テンションローラ12ｈが図１の矢印ｎ方向に張力をかけている。また、各感光ドラム１に対向して、中間転写ベルト12ｅの内側に一次転写ローラ12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄが配設されており、図示しない一次転写バイアス電源により一次転写バイアス電圧を印加する構成となっている。
【００２９】
各感光ドラム１の表面上に形成されたトナー像は、各感光ドラム１を図１の時計回り方向に回転させ、中間転写ベルト12ｅを図１の矢印ｐ方向に回転させ、更に、一次転写ローラ12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄに正極性の一次転写バイアス電圧を印加する。これにより感光ドラム１ａの表面上のトナー像から順次、中間転写ベルト12ｅの外周面上に一次転写され、４色のトナー像が重なった状態で二次転写部15まで搬送される。
【００３０】
シート搬送装置13は、シートＳを収納する給送カセット11内からシートＳを給送する給送ローラ９と、該給送ローラ９により給送され、図示しない分離手段との協働により一枚ずつ分離給送されたシートＳを更に搬送する搬送ローラ10とを有している。そして、シート搬送装置13から搬送されたシートＳはレジストローラ17によって中間転写ベルト12ｅの外周面上のトナー像と同期を取りつつ二次転写部15に搬送される。
【００３１】
二次転写部15において、二次転写ローラ16に正極性の二次転写バイアス電圧を印加することにより、レジストローラ17によって搬送されたシートＳの表面に中間転写ベルト12ｅの外周面上の４色のトナー像を二次転写する。
【００３２】
トナー像が転写された後のシートＳは、定着装置14に搬送され、シートＳを搬送するシート搬送手段となる定着ローラ96ａと、加圧ローラ96ｂとによって挟持搬送される間に加熱及び加圧されてシートＳの表面にトナー像が定着される。トナー像が定着されたシートＳは排出ローラ20によって排出トレイ21上に排出される。
【００３３】
＜シート検知装置＞
図１に示すように、シート搬送手段となる定着ローラ96ａと加圧ローラ96ｂとからなる定着ローラ対96のシート搬送方向下流側（図１の上側）には、シート検知装置143が設けられている。シート検知装置143は、該定着ローラ対96により挟持搬送されるシートＳを検知するシート検知手段として構成される。
【００３４】
シート検知装置143は定着装置14に設けられた定着ローラ対96を通過してきたシートＳの位置を検知し、その検知情報を制御手段となる制御部19に伝えている。制御部19はシート検知装置143から受け取った検知情報に基づいて定着装置14のシート搬送方向下流側におけるシートＳの搬送制御やジャム（シート詰まり）の報知等を行っている。
【００３５】
図２（ａ），（ｂ）は本実施形態のシート検知装置143の構成を示した斜視図である。図２（ａ）はセンサフラグ101がホームポジションにいる状態を示す。図２（ｂ）はセンサフラグ101の当接部101ｂにシートＳが当接して該センサフラグ101が回動軸101ｃを中心に図２（ｂ）の矢印ｇ方向に回動して振り上げられた状態を示す。
【００３６】
センサフラグ101は定着ローラ対96のシート搬送方向下流側（図２の上側）に設けられている。シートＳは定着ローラ対96により挟持搬送されてシートガイド98，99の間を通過する。
【００３７】
センサフラグ101は定着ローラ対96の軸方向（図２の左右方向）に略平行にアーム部101ａが延びている。アーム部101ａは、回動軸101ｃから回動軸101ｃの軸線と交差する方向に延びている。そして、アーム部101ａの片側端部に設けられる当接部101ｂはアーム部101ａからＬ字状に折曲（屈曲）されてシートガイド98，99を貫通して設けられた開口98ａ，99ａ内に挿入されてシートガイド98，99の間を通過するシートＳと接触する。シートＳが当接する当接部101ｂはアーム部101ａを介して装置フレームに設けられた支持部104に設けられた回動軸101ｃを中心に回動可能に支持されている。
【００３８】
回動軸101ｃは、当接部101ｂが当接するシートＳのシート面に対して平行にならないようにシート面の法線ｉ方向（法線方向）に対して所定の傾斜角度θを持って傾くように配置されている。シート面の法線ｉ方向はシートガイド98，99で形成されるシート搬送路の法線ｉ方向である。また、回動軸101ｃと当接部101ｂとは該当接部101ｂが当接するシートＳのシート幅方向（図２（ａ）の矢印ｅ方向）において互いにずれた位置に配置される。
【００３９】
回動軸101ｃを中心に当接部101ｂと反対側の端部には遮光部101ｄが設けられている。そして、該遮光部101ｄに対応する位置にはシートガイド99に立設された支持板99ｂに支持され、該当接部101ｂの回動状態を検知する検知部となるフォトセンサ102が設けられている。フォトセンサ102は発光部と、該発光部に対向して設けられた受光部とを有する。そして、図２（ａ）に示すように、該発光部と受光部との間の光路を遮光部101ｄが遮光することによりフォトセンサ102がＯＦＦとなる。そして、図２（ｂ）に示すように、該遮光部101ｄがフォトセンサ102の発光部と受光部との間の光路から退避すると該フォトセンサ102がＯＮとなる。
【００４０】
回動軸101ｃに対してアーム部101ａの反対側には遮光部101ｄが設けられており、センサフラグ101の揺動時に遮光部101ｄがフォトセンサ102の発光部と受光部との間の光路を遮光することでシートＳの有無検知が可能となっている。また、センサフラグ101の回動軸101ｃには、図示しない捩りコイルバネが嵌装されており、該捩りコイルバネの付勢力により、センサフラグ101は回動軸101ｃを中心に常に図２（ａ）の矢印ｄ方向に付勢されている。
【００４１】
装置フレームにはセンサフラグ101のアーム部101ａが当接して係止されるストッパ103が設けられている。そして、回動軸101ｃを中心に図２（ａ）の矢印ｄ方向に付勢されセンサフラグ101のアーム部101ａが該ストッパ103に当接して係止されることで、センサフラグ101が図２（ａ）のホームポジションに設定される。
【００４２】
また、定着ローラ対96により挟持搬送されるシートＳがシートガイド98，99の間に設けられたシート搬送路内を搬送されて来る。すると、該シートＳの先端が該シート搬送路内に突出したセンサフラグ101の当接部101ｂに当接して該当接部101ｂを押し上げる。そして、センサフラグ101は回動軸101ｃを中心に図２（ｂ）の矢印ｇ方向に回動する。
【００４３】
本実施形態ではフォトセンサ102が定着ローラ対96のローラ幅内に配置されているが、遮光部101ｄを更に図２の左方向に延長して、フォトセンサ102を定着ローラ対96のローラ幅の外側に配置して構成することも出来る。
【００４４】
また、本実施形態のアーム部101ａは定着ローラ対96の軸方向（図２の左右方向）に略平行に設けられている。しかし、これに限定される必要はなく、センサフラグ101が回動軸101ｃを中心に回動する範囲の中の一つのポイントにおいてシート搬送面に平行となるように構成すれば良い。
【００４５】
このように構成することで、図３に示すように、定着ローラ対96の軸方向に直交する方向での断面においてシート検知装置143の全体が要する面積は、センサフラグ101のアーム部101ａの動作軌跡と、回動軸101ｃを形成する面積のみで良い。このため小型化が進む画像形成装置18においてもシート検知装置143が搭載出来る。
【００４６】
＜センサフラグの動作＞
次に図３を用いて本実施形態のセンサフラグ101の動作について説明する。図３はシート検知装置143を定着ローラ対96の軸方向である図２（ａ）の矢印ｅ方向から見た側面図である。図３（ａ）はシートＳがセンサフラグ101の当接部101ｂに突入する直前の状態を示す。
【００４７】
図３（ｂ）はシートＳがセンサフラグ101の当接部101ｂに当接して該センサフラグ101を回動軸101ｃを中心に図３（ｂ）の矢印ｇ方向に押し回す。そして、フォトセンサ102の発光部と受光部との間の光路に遮光部101ｄが進入して該フォトセンサ102をＯＦＦとしてシートＳを検知した状態を示す。
【００４８】
図３（ｃ）はセンサフラグ101が回動軸101ｃを中心に図３（ｂ）の矢印ｇ方向に回動する。これにより該センサフラグ101の当接部101ｂが図３（ｃ）の左方向に退避してシートＳが該センサフラグ101の当接部101ｂの先端に摺動しながら図３（ｃ）の上方向に搬送される様子を示す。
【００４９】
図３（ａ）に示すように、センサフラグ101の当接部101ｂは、シートガイド98，99を貫通して設けられた開口98ａ，99ａに挿通される。これにより、センサフラグ101の当接部101ｂは、該シートガイド98と所定のオーバーラップ量を持って設けられる。これにより、先端がカールしたシートＳであっても当接部101ｂをすり抜けないように配置されている。
【００５０】
図３（ａ）に示すように、定着ローラ対96により挟持搬送されるシートＳは、シートガイド98，99にガイドされつつ搬送される。そして、図３（ｂ）に示すように、該シートＳの先端がセンサフラグ101の当接部101ｂに当接する。更にシートＳが定着ローラ対96により挟持搬送されると、センサフラグ101は図示しない捩りコイルバネの付勢力に抗して回動軸101ｃを中心に図３（ｂ）の矢印ｇ方向に回動動作を開始する。
【００５１】
センサフラグ101の当接部101ｂが図３（ｂ）に示す位置まで回動移動すると、センサフラグ101の遮光部101ｄがフォトセンサ102の発光部と受光部との間の光路を遮光して該フォトセンサ102をＯＦＦにする。そして、画像形成装置18に設けられた制御手段となる制御部19はフォトセンサ102の検知結果に基づいてシートＳの有無を検知する。
【００５２】
図３（ｃ）に示すように、更にシートＳが搬送されると、センサフラグ101の当接部101ｂは回動軸101ｃを中心に図３（ｃ）の矢印ｇ方向に回動移動を続ける。そして、図３（ｃ）に示すように、シートＳの搬送経路から図３（ｃ）の左方向に退避した位置まで移動する。この状態ではセンサフラグ101の当接部101ｂはシートＳの搬送経路から退避し、センサフラグ101の当接部101ｂの先端がシートＳのシート面に当接摺動しながらシートＳが搬送される。シートＳの後端が抜けると、図示しない捩りコイルバネの付勢力によりセンサフラグが図３（ａ）に示すホームポジションに戻る。
【００５３】
尚、シート検知装置143を高寿命の画像形成装置18に使用する場合には、センサフラグ101の当接部101ｂの先端にシートＳの搬送方向へ回動自在なコロを設けて当接摺動する際の摩擦を低減することでも良い。
【００５４】
次に図４を用いてセンサフラグ101の当接部101ｂと、シートＳとの挙動について説明する。図４（ａ）はシートＳの先端がセンサフラグ101の当接部101ｂに当接して該センサフラグ101を押している状態を示す。このとき、シート搬送方向ｈと、センサフラグ101の当接部101ｂの長手方向（図４（ａ）の左右方向）との角度は約９０度である。
【００５５】
図４（ａ）に示す状態から更にシートＳが搬送されると、センサフラグ101の当接部101ｂはシートＳの先端によって押されて該センサフラグ101は回動軸101ｃを中心に図４（ａ）の矢印ｇ方向に回動して図４（ｂ）に示す位置に移動する。その際、センサフラグ101が図４（ａ）に示す位置から図４（ｂ）に示す位置まで回動移動した量をＬとする。また、センサフラグ101の回動軸101ｃがシートＳのシート面の法線ｉ方向に対して傾斜角度θだけ傾いているとする。すると、シート搬送方向ｈにおけるメカ的ロス分Ｄ１と、センサフラグ101の当接部101ｂがシートＳのシート面の法線ｉ方向へ退避する退避量Ｅとは以下の数１式及び数２式で示される。
【００５６】
［数１］
Ｄ１＝Ｌ×ｃｏｓθ
【００５７】
［数２］
Ｅ＝Ｌ×ｓｉｎθ
【００５８】
従って、前記数２式からセンサフラグ101の回動移動量Ｌが同じ場合には、センサフラグ101の回動軸101ｃのシートＳのシート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度θ（０°＜θ＜９０°）が大きいほど、ｓｉｎθが大きくなる。そして、センサフラグ101の当接部101ｂがシートＳのシート面の法線ｉ方向へ退避する退避量Ｅは大きくなる。
【００５９】
そこで、センサフラグ101の回動軸101ｃのシートＳのシート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度θを大きく設定する。その場合、シートＳのシート搬送方向への少ない移動量でシートＳの搬送経路から図４（ｂ）の左方向に退避する退避量Ｅを確保することが可能となる。その結果として、メカ的ロス分Ｄ１を少なくすることができる。
【００６０】
図５（ａ）は比較例のセンサフラグ621を示す。図５（ｂ）は本実施形態のセンサフラグ101を示す。そして、図５（ａ），（ｂ）の各々のセンサフラグ621，101について、搬送されるシートＳの後端が抜けるタイミングとしてフォトセンサ624，102のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを比較した図である。
【００６１】
図５（ａ）は比較例のセンサフラグ621のホームポジション620αと、搬送されるシートＳによって押されて回動軸627を中心に回動した回動位置620βとを示す。図５（ｂ）は本実施形態のセンサフラグ101のホームポジション101αと、搬送されるシートＳによって押されて回動軸101ｃを中心に回動した回動位置101βとを示す。
【００６２】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、定着ローラ対96の回転軸方向から見てセンサフラグ621，101の設置に要するスペースを比較するために該センサフラグ621，101の回動軸627，101ｃの中心位置を略同じ位置とした。
【００６３】
また、比較例のセンサフラグ621と、本実施形態のセンサフラグ101との当接部623，101ｂの突出量Ｄ４，Ｄ６の関係を以下の数３式とする。該当接部623，101ｂの突出量Ｄ４，Ｄ６はシートガイド99から各当接部623，101ｂの先端までのホームポジションにおける距離からなるシート搬送経路への突出量である。
【００６４】
［数３］
Ｄ４＝Ｄ６
【００６５】
ここで、図５（ｂ）に示すように、本実施形態のセンサフラグ101の回動軸101ｃのシート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度θが４０°である。その場合、比較例のセンサフラグ621のメカ的ロス分Ｄ１ａを「１」とする。その場合に、本実施形態のセンサフラグ101のメカ的ロス分Ｄ１ｂを実測すると、その値は「０．２８」となり、約７２％（１−０．２８＝０．７２）もメカ的ロス分Ｄ１を軽減することが可能となる。
【００６６】
その一方で、本実施形態のセンサフラグ101は回動軸101ｃがシート面の法線ｉ方向に対して傾斜角度θを持っている。これにより、シートＳがセンサフラグ101の当接部101ｂをシート搬送方向ｈに押圧する力を回動軸101ｃを中心に図５（ｂ）の矢印ｇ方向に回動させる力に変換する際にロスが発生する。
【００６７】
図６に示すように、シートＳの先端がセンサフラグ101の当接部101ｂに当接して該当接部101ｂを押圧する力をＦとする。また、センサフラグ101を回動軸101ｃを中心に図６の矢印ｇ方向に回動させる力をｆとする。また、シートＳの先端とセンサフラグ101の当接部101ｂとの摩擦係数をμとする。そして、回動軸101ｃと、該回動軸101ｃを回転自在に支持する支持部104の軸受との摺動摩擦力を無視すると、以下の数４式の関係で表わされる。
【００６８】
［数４］
ｆ＝（Ｆ×ｃｏｓθ）−（Ｆ×μ×ｓｉｎθ）
【００６９】
＜最適な傾斜角度＞
本実施形態のセンサフラグ101を使用する上で、該センサフラグ101の回動軸101ｃのシート面の法線ｉ方向に対する最適な傾斜角度θについて検証する。図７の左側の縦軸は本実施形態のセンサフラグ101の回動軸101ｃのシート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度θに対するメカ的ロス分Ｄ１ｂを示す。更に、図７の右側の縦軸は、センサフラグ101の当接部101ｂがシートＳに押されて回動軸101ｃを中心に回動する際に図６の矢印ｇ方向に働く分力成分Ｇを示す。
【００７０】
図７の左側の縦軸は、図５（ａ）に示す比較例のセンサフラグ621のメカ的ロス分Ｄ１ａを「１」とした場合の図５（ｂ）に示す本実施形態のセンサフラグ101のメカ的ロス分Ｄ１ｂの割合を示す。図７の横軸は、図５（ｂ）に示す本実施形態のセンサフラグ101の回動軸101ｃのシート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度θを示す。図７の右側の縦軸は、センサフラグ101の当接部101ｂがシートＳに押されて回動軸101ｃを中心に回動する際に図６の矢印ｇ方向に働く分力成分Ｇの割合を示す。
【００７１】
センサフラグ101の当接部101ｂがシートＳに押されて回動軸101ｃを中心に回動する際に図６の矢印ｇ方向に働く分力成分Ｇの値が大きい場合がある。その場合、シートＳがセンサフラグ101の当接部101ｂを通過する際の力のロスが少なく、該当接部101ｂから受ける反力は小さくなる。また、該分力成分Ｇの値が小さいと、シートＳは当接部101ｂから大きな反力を受け、センサフラグ101の動作不良や、シートＳの先端に傷等が発生する可能性が大きくなる。
【００７２】
図７に示すように、本実施形態のセンサフラグ101の回動軸101ｃのシート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度θが大きくなる。すると、センサフラグ101の当接部101ｂがシートＳに押されて回動軸101ｃを中心に回動する際に図６の矢印ｇ方向に働く分力成分Ｇは小さくなる。その一方で、図７の左側の縦軸に示すメカ的ロス分Ｄ１ｂは該傾斜角度θが大きくなればなるほど、少なくなっていく傾向にある。
【００７３】
図７に示すように、メカ的ロス分Ｄ１ｂの曲線は下に凸形状で示される。特に本実施形態のセンサフラグ101の回動軸101ｃのシート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度θが１０°〜３０°の角度範囲がある。その角度範囲では、該傾斜角度θが大きくなるにつれてメカ的ロス分Ｄ１ｂは急激に減少している。
【００７４】
図５（ａ）に示す比較例のセンサフラグ621のメカ的ロス分Ｄ１ａは、図７の横軸で示すように回動軸627のシート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度θが０°であり、図７の左側の縦軸上の「１．０」で固定である。このため図５（ａ）に示す比較例のセンサフラグ621のメカ的ロス分Ｄ１ａに対しては本実施形態のセンサフラグ101の回動軸101ｃのシート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度θが２０°以上になると、メカ的ロス分Ｄ１ｂが減少してメリットが出てくる。
【００７５】
また、センサフラグ101の当接部101ｂがシートＳに押されて回動軸101ｃを中心に回動する。その際に、図６の矢印ｇ方向に働く分力成分Ｇの曲線は、該センサフラグ101の回動軸101ｃのシート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度θが増すにつれて略反比例して小さくなる。そして、該傾斜角度θが５５°付近以上の角度範囲では分力成分Ｇは５０％を下回る。
【００７６】
以上のことから本実施形態のセンサフラグ101を最も有効に使用するには以下の通りである。即ち、図７に示す分力成分Ｇと、メカ的ロス分Ｄ１ｂとの差が最も大きい角度範囲である３０°以上で５０°以下に該センサフラグ101の回動軸101ｃのシート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度θを設定することが好ましい。尚、図７に示す分力成分Ｇと、メカ的ロス分Ｄ１ｂとのグラフを描く上で、シートＳ先端とセンサフラグ101の当接部101ｂとの摩擦係数μは０．１として計算している。
【００７７】
＜シート位置検知誤差＞
次に図８を用いてシート位置検知誤差について説明する。図８（ａ）に比較例のセンサフラグ621がシートＳを検知する状態の側面図を示し、図８（ｂ）に本実施形態のセンサフラグ101がシートＳを検知する状態の側面図を示す。図８（ａ）に示すように、比較例のセンサフラグ621は前述したように、シートＳを検知する状態で、該シートＳとの当接面623ａがシート面の法線ｉ方向に対して傾斜角度φを持っている場合が多い。
【００７８】
このため、図８（ａ）の実線で示すように、シートガイド98側に凸にカールしたシートＳ１と、図８（ａ）の破線で示すように、シートガイド99側に凸にカールしたシートＳ２とでは以下の通りである。即ち、シートＳの先端検知位置がシート搬送方向ｈにおいて距離Ｘ分だけ誤差が発生する可能性がある。
【００７９】
一方、図８（ｂ）に示すように、本実施形態のセンサフラグ101の当接部101ｂは、シート面の法線ｉ方向に対する傾斜角度φは０°でシートＳの有無を検知する。そのため、図８（ｂ）の実線で示すように、シートガイド98側に凸にカールしたシートＳ１や、図８（ｂ）の破線で示すように、シートガイド99側に凸にカールしたシートＳ２が搬送されてきた場合がある。その場合でも、シート搬送方向ｈにおいて一定の位置でシートＳの有無を検知する。これにより、カールしたシートＳによる位置検知誤差は殆ど発生せず、高精度のシート位置検知が可能である。
【００８０】
＜回動軸の傾斜方向＞
次に図９を用いて本実施形態のセンサフラグ101の回動軸101ｃの傾斜方向について説明する。図９（ｂ）〜（ｅ）の左側の図は、センサフラグ101の回動軸101ｃを図９（ａ）に示すシート面の法線ｉ方向から見た投影線を示す。図９（ｂ）〜（ｅ）の右側の図は、センサフラグ101の回動軸101ｃを図９（ａ）に示す定着ローラ対96の軸方向となる矢印ｅ方向から見た投影線を示す。
【００８１】
図９（ｂ）に示す本実施形態では、センサフラグ101の回動軸101ｃはシート面の法線ｉ方向から見るとシート搬送方向ｈに平行である。そして、定着ローラ対96の軸方向となる矢印ｅ方向から見た回動軸101ｃはシート搬送方向ｈに対して傾斜して設けられている。
【００８２】
この構成は、図９（ｃ）に示すように、センサフラグの回動軸700を傾斜して配置した特許文献２の構成とは次の点で異なっている。特許文献２の回動軸700の方向はシート面の法線ｉ方向から見てシート搬送方向ｈに対して傾斜して設けられる。そして、搬送ローラ対の軸方向となる矢印ｅ方向から見た回動軸700はシート搬送方向ｈに対して平行である。従って、図９（ｂ）に示す本実施形態の回動軸101ｃとは傾いている平面方向が異なる。
【００８３】
尚、センサフラグ101の回動軸101ｃの傾斜方向は、図９（ｂ）に示される傾斜方向に限定する必要はない。即ち、図９（ｄ），（ｅ）に示すように、回動軸101ｃの傾斜方向は、シート面の法線ｉ方向から見てシート搬送方向ｈに対して傾斜して設けられる。更に、定着ローラ対96の軸方向となる矢印ｅ方向から見てシート搬送方向ｈに対して傾斜して設けられても良い。つまり、本実施形態のセンサフラグ101の回動軸101ｃは広義にとらえると、該回動軸101ｃがシート面の法線ｉ方向に対して平行ではない方向に傾斜して設けられる。
【００８４】
上記構成によれば、センサフラグ101と、フォトセンサ102のみで、他に格別な部品を追加することなく簡単な構成とすることが出来る。また、センサフラグ101のアーム部101ａは定着ローラ対96の軸方向に延びている。このため、定着ローラ対96の軸方向に直交する断面方向にセンサフラグ101が回動するための大きなスペースを要しない。これにより、省スペース化が可能である。
【００８５】
また、メカ的ロス分Ｄ１ｂと、シート位置検知誤差とを大幅に小さくすることが可能となる。これにより、低価格、小型化が進む画像形成装置18においても先行するシートＳと、これに後続するシートＳとの間のシート間隔Ｄが小さい画像形成装置18を実現することが出来る。
【実施例２】
【００８６】
次に、図10〜図13を用いて本発明に係るシート検知装置及びこれを備えた画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【００８７】
図10〜図13は本実施形態のシート検知装置143の構成を示す図である。図10は本実施形態のシート検知装置143が画像形成装置18に配置された状態を示す斜視図である。図11は本実施形態のセンサフラグ120と支持部材121との各部の構成を説明するための分解斜視図である。
【００８８】
図10に示すように、本実施形態のセンサフラグ120は、前記第１実施形態のセンサフラグ101と同様に、回動軸120ａを中心に回動可能に支持され、シートＳが当接する当接部120ｃを有する。更に、アーム部120ｄと、該当接部120ｃの回動状態を検知する検知部となるフォトセンサ122とを有する。フォトセンサ122の発光部と受光部との間の光路は回動軸120ａを中心にアーム部120ｄと一体的に回動する遮光部120ｅにより遮光され、これによりフォトセンサ122がＯＮ／ＯＦＦすることで、シートＳの有無が検知される。
【００８９】
本実施形態においても回動軸120ａと、当接部120ｃとは、該当接部120ｃが当接するシートＳのシート幅方向（図10の左右方向）において互いにずれた位置に配置される。
【００９０】
図11に示すように、回動軸120ａは支持部材121に設けられた軸受となる貫通穴121ｂに挿通されて回転自在に貫通し、これにより、センサフラグ120は回動軸120ａを中心に回動可能に支持されている。回動軸120ａの方向はシート面の法線ｉ方向と平行に配置されている。回動軸120ａの周壁面には、当接部120ｃの回動動作に応じて、該当接部120ｃが回動軸120ａの軸方向にスライド動作するカム形状からなる螺旋状カム120ｂが形成されている。回動軸120ａの周壁面に設けられた螺旋状カム120ｂは、支持部材121の内周面に設けられた螺旋状カム121ａに当接摺動して当接部120ｃが回動軸120ａの軸方向にスライド動作する。
【００９１】
尚、センサフラグ120の回転に応じてセンサフラグ120を軸方向に移動させるカム部として、回動軸120ａと支持部材121の両方に螺旋状カムを設けた形態を例示した。しかし、センサフラグ120の回転に応じてセンサフラグ120を軸方向に移動させるためのカム部は、回動軸120ａと支持部材121の一方に、カム形状を設けたものであっても良い。
【００９２】
＜螺旋状カムとセンサフラグの動作＞
次に図11を用いて螺旋状カム120ｂ，121ａと、センサフラグ120の動作について説明する。図11に示すように、回動軸120ａの周壁面の上部には螺旋状カム120ｂが設けられている。支持部材121の該螺旋状カム120ｂに対向する位置には該螺旋状カム120ｂに当接摺動する螺旋状カム121ａが設けられている。回動軸120ａを中心に図11の矢印ｒ方向にセンサフラグ120が回動すると、該センサフラグ120は支持部材121の該螺旋状カム121ａに当接摺動する螺旋状カム120ｂに導かれて図11の矢印ｍ方向へ移動する。
【００９３】
アーム部120ｄは少ない振り上がり角度でも支持部材121の該螺旋状カム121ａと、回動軸120ａの螺旋状カム120ｂとのカム動作によりシート面の法線ｉ方向への退避量Ｅが十分確保出来る。このため、前記第１実施形態のセンサフラグ101のアーム部101ａの長さに比べてアーム部120ｄの長さは短い設定となっている。
【００９４】
図12はセンサフラグ120の動作軌跡を実線（ホームポジション120α）と、破線（回動位置120β）とで示した斜視図である。図12の実線で示されるセンサフラグ120はホームポジション120αを示し、図12の破線で示されるセンサフラグ120はシートＳによって当接部120ｃが押されて回動軸120ａを中心に回動した回動位置120βを示している。
【００９５】
シートＳを搬送するシート搬送手段となる定着ローラ対96に挟持搬送されるシートＳの先端がセンサフラグ120の当接部120ｃに当接する。すると、図12の実線で示すホームポジション120αに保持されていたセンサフラグ120は、シートＳの搬送力によって図12の矢印ｒ方向へ回動する。
【００９６】
その際、図11に示す回動軸120ａの周壁面に設けられた螺旋状カム120ｂが支持部材121に設けられた螺旋状カム121ａに当接摺動する。そして、該螺旋状カム120ｂに導かれてセンサフラグ120は、回動軸120ａを中心に図12の矢印ｒ方向へ回動しながら図12の矢印ｍ方向へスライド動作して図12の破線で示す回動位置120βまで移動する。
【００９７】
シートＳがセンサフラグ120の当接部120ｃに当接摺動しながら通過している場合がある。その間は、該センサフラグ120は図12の破線で示す回動位置120βで保持される。また、シートＳの後端がセンサフラグ120の当接部120ｃを通過する。すると、図示しない捩りコイルバネの付勢力によりセンサフラグ120は回動軸120ａを中心に図12の矢印ｒ方向と反対方向へ回動する。更に、螺旋状カム120ｂ，121ａが当接摺動して図12の矢印ｍ方向と反対方向へスライド動作する。そして、図12の実線で示すホームポジション120αに戻る。
【００９８】
シートＳの先端がセンサフラグ120の当接部120ｃに当接して該センサフラグ120が回動軸120ａを中心に図12の矢印ｒ方向に回動する。その際に、螺旋状カム120ｂ，121ａが当接摺動する。これにより該センサフラグ120の当接部120ｃがシートＳのシート面の法線ｉ方向に平行な図12の矢印ｍ方向に退避する。センサフラグ120の回動角度に対する退避量は、螺旋状カム120ｂ，121ａの螺旋形状によって適宜設定できる。
【００９９】
＜回動軸の配置方向＞
次に図13を用いて本実施形態のセンサフラグ120の回動軸120ａの配置方向について説明する。図13（ｂ）の左側の図は、センサフラグ120の回動軸120ａを図13（ａ）に示すシート面の法線ｉ方向から見た投影線を示す。図13（ｂ）の右側の図は、センサフラグ120の回動軸120ａを図13（ａ）に示す定着ローラ対96の軸方向となる矢印ｅ方向から見た投影線を示す。
【０１００】
図13（ｂ）に示す本実施形態では、センサフラグ120の回動軸120ａはシート面の法線ｉ方向から見ると該法線ｉ方向に平行であり、該回動軸120ａをシート面の法線ｉ方向から投影すると図13（ｂ）に示すように点となる。また、回動軸120ａはシート搬送方向ｈに対して直交して配置されている。
【０１０１】
また、定着ローラ対96の軸方向となる矢印ｅ方向から見た回動軸120ａはシート搬送方向ｈに対して直交して設けられている。従って、本実施形態も広義にとらえれば前記第１実施形態と同様に回動軸120ａは、センサフラグ120の当接部120ｃが当接するシートＳのシート面に対して平行にならない方向に配置されたこととなる。
【０１０２】
本実施形態では回動軸120ａをシート面に対して直交する方向に設けた場合の一例について説明したが、これに限定されるものではなく、図９（ｄ），（ｅ）に示したように、回動軸120ａをシート面に対して所定の傾斜角度で配置することでも良い。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【実施例３】
【０１０３】
次に、図16を用いて本発明に係るシート検知装置を備えた画像読取装置の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【０１０４】
前記第１、第２実施形態では、シート検知装置143を備えた画像形成装置18の一例として、図１に示すプリンタを例示した。本実施形態では、図16に示すように、シートからなる原稿510に記録された原稿画像を読み取る画像読取手段となる読取センサ602を有する画像読取装置500の一例である。そして、画像読取装置500に前述のシート検知装置143と同様な構成を有するシート検知手段となる原稿検知装置603を備える。画像読取装置500は、スキャナ、ファクシミリ装置、複写機等に適用される。
【０１０５】
図16に示すように、原稿トレイ501に積載されたシートからなる原稿510は、原稿給送ローラ502によって給送され、原稿分離ローラ503によって１枚ずつ分離されて搬送される。分離された原稿510は原稿搬送ローラ504，505によって読取位置601に搬送される。原稿510は読取位置601にてプラテンガイド506に案内されながら画像読取手段としての読取センサ602によって原稿画像が読み取られる。その後、原稿搬送ローラ507及び原稿排出ローラ508によって原稿排出部509に排出される。
【０１０６】
図16に示す原稿搬送路には、前述したシート検知装置143と同様な構成を有するシート検知手段となる原稿検知装置603が設けられている。そして、原稿搬送路上を搬送される原稿510は原稿検知装置603により検知される。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【０１０７】
また、前記第１、第２実施形態では、定着ローラ対96のシート搬送方向下流側に設けられるシート検知装置143について説明し、前記第３実施形態では読取位置601の原稿搬送方向上流側に設けられる原稿検知装置603について説明した。他に画像形成装置18、或いは、画像読取装置500の他の種々の箇所に用いられるシート（原稿）検知装置として構成しても良い。
【符号の説明】
【０１０８】
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２  …シート
96    …定着ローラ対(シート搬送手段)
101ｂ …当接部
101ｃ …回動軸
102   …フォトセンサ（検知部）
143   …シート検知装置(シート検知手段)
【図１】
2015034079.tif 000003
【図２】
2015034079.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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