(57)【要約】【課題】ローラニップ位置におけるシートを検知して的確なシート搬送制御を行うことが可能なシート搬送装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】ローラ部材を回転させることによりシートを搬送するシート搬送装置において、ローラ軸７ｂの回転によりシートに当接するローラ部７ａが回転するリタード７と、搬送されるシートを検知するためのシート検知センサ17とを有し、シート検知センサ17は、リタードローラ７の回転半径方向においては前記ローラ軸７ｂと前記ローラ部７ａによるシートとの当接部との間にあり、ローラ軸方向においては前記ローラ部７ａのない領域に配置されていることを特徴とする。【選択図】図２
2008120567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材を回転させることによりシートを搬送するシート搬送装置において、
回転軸の回転によりシートに当接する当接回転部が回転する回転部材と、
搬送されるシートを検知するためのシート検知センサと、
を有し、
前記シート検知センサは、前記回転部材の回転半径方向においては前記回転軸と前記当接回転部によるシートとの当接部との間にあり、前記回転部材の回転軸方向においては前記当接回転部のない領域に配置されていることを特徴とするシート搬送装置。
【請求項２】
前記シート検知センサは、複数の光電変換素子をシート搬送方向に連続して配置した光センサ層を有するシート状のセンサであることを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
【請求項３】
前記シート検知センサは、複数の光電変換素子をシート搬送方向及びシート搬送方向と交差する方向に連続して配置した光センサ層を有するシート状のセンサであることを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
【請求項４】
前記光電変換素子は、シート搬送方向において前記回転部材の上流側又は下流側の少なくとも一方に連続して配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のシート搬送装置。
【請求項５】
前記シート検知センサは、屈曲したシート搬送経路に沿って前記複数の光電変換素子が配置されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
【請求項６】
前記シート検知センサは、搬送されるシートの位置を連続的に検知することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
【請求項７】
前記シート検知センサのシート検知信号に応じて前記回転部材の回転速度を変更する速度変更手段を有することを特徴とする請求項６記載のシート搬送装置。
【請求項８】
前記シート検知センサにより検知されるシート搬送速度と、前記回転部材の回転速度から算出されるシート搬送速度とにズレがあるとき、シート搬送異常と判別することを特徴とする請求項６記載のシート搬送装置。
【請求項９】
前記シート検知センサにより検知されたシート先端位置に応じてシート搬送タイミング又はシート搬送速度を変更することを特徴とする請求項６記載のシート搬送装置。
【請求項１０】
前記シート検知センサにより検知された前記回転部材へのシート入力搬送速度と、前記回転部材によるシート搬送速度とを比較して前記回転部材の回転速度を変更することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のシート搬送装置。
【請求項１１】
前記光電変換素子は、有機トランジスタと有機フォトダイオードの組み合わせであることを特徴とする請求項２乃至請求項１０のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
【請求項１２】
シートを搬送して画像を形成する画像形成装置において、
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のシート搬送装置と、
搬送されたシートに画像を形成するための画像形成手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラ部材の回転によりシートを搬送するシート搬送装置及びこれを用いた複写機、プリンタなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、電子写真方式を用いた複写機などの画像形成装置は、印字するための媒体である紙等のシートを搬送するためにローラ部材を用いている。
【０００３】
シートに印字するときの搬送速度を作像速度、シート積載部からシートを給送するときを給送速度などと呼び、給送されてから印字されたシートを排出する時間を短縮するために、作像持よりも給送搬送する時の給送速度を上げる増速給送を行っている。
【０００４】
また、搬送中にシートの姿勢（斜行、ズレなど）を補正するために、搬送するシートの先端をローラニップ部に突き当てて斜行取りするためや、複数枚搬送することにより、シート間隔を確保するために、搬送速度を減速または停止する制御を行う。
【０００５】
このように、シートの搬送を制御するためには、搬送されるシートの位置をシート検知センサをシート搬送経路（シートパス）に設ける必要がある。シート検知に用いられるセンサとしては、例えば、図６に示すように、ローラ対100で搬送するシートＳの先端をフラグ101の揺動で検知するフラグセンサ式がある（特許文献１）。また、フラグセンサ以外にも、シートの通過を光の遮光により検知するフォトセンサ式などがある。
【０００６】
シートパス上に配置される上記センサは、シートの先端または後端が通過したことを検知し、シートの位置を判別する。また、設定された搬送タイミングでの検知ができない場合は、シート詰まりなどの搬送異常が発生したと判定する。また、搬送される前後２枚のシートのシート間を制御するために、ある設定された検知タイミングに応じて、搬送ローラの速度を変更することによって、シートの搬送速度を変え、シート間を設定値に近づける制御を従来から行われている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−５９５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら従来使われているシート検知センサは、単品のフラグセンサ式やフォトセンサ式であるため、構造的に連続的に配置することは困難であった。
【０００９】
また、シート積載部からシートを給送する給送部において、シートを１枚ずつ分離する方法として、シートを給送する方向に回転する給送ローラとシートを戻す方向に回転するリタードローラとのローラ対で構成されるリタード方式がある。このような、リタード分離方式ではリタードローラニップ近傍でのシート位置が不安定になりやすく、その下流での搬送時に加減速制御が必須になっている。そのため、ローラ対のニップ間でのシートの分離状態を的確に検知できるのが望ましい。
【００１０】
しかし、リタードローラ対のニップ間にはセンサを配置するスペースが無く、シート検知センサを設けることができなかった。そのために、前記ニップ間でのシート分離状態を検知することはできず、その下流での加減速制御を分離部のバラツキをも考慮した制御にするため、高生産性化の障害となっていた。
【００１１】
従来のフラグセンサ式やフォトセンサ式をできる限りローラ対のニップ近傍に近づける手法もとられてきたが、単品のセンサを連続的に配置することができないため、ニップ近傍のシートの有無が検知できても、的確な位置を断定することが困難であった。
【００１２】
このように、従来はシートの検知ポイントは搬送ローラと、その下流にある搬送ローラとの間に一個ないし二個といった、少数個の配置しかできなかった。これにより、シート検知ポイントが限られるため、より精度の高い搬送制御をすることが困難であった。
【００１３】
また、従来ラインセンサなど無機半導体を使用したセンサを使用すれば、連続的な検知は可能ではあるが、これをサイズが大きいためにローラ対のローラ軸間に配置するには困難であった。さらに、屈曲したパスへの配置、搬送パスの厚みが無いところには配置ができず、装置の小型化を阻害することになり、実現困難であった。
【００１４】
また、給送・搬送制御における要望として  従来対応メディアに比べより多くのメディアに対応することが求められている。生産性も従来よりも高いものが求められている。搬送パス長も短パスになってきている。このような、多メディアへの対応により、ばらつき要因が増え、高生産性化に伴いより密なシート間搬送が要求され、短パス化により、従来行われていた加減速制御のスペースがなくなってきている。
【００１５】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転体によるシートニップ位置におけるシートを検知して的確なシート搬送制御を行うことが可能なシート搬送装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、回転部材を回転させることによりシートを搬送するシート搬送装置において、回転軸の回転によりシートに当接する当接回転部が回転する回転部材と、搬送されるシートを検知するためのシート検知センサと、を有し、前記シート検知センサは、前記回転部材の回転半径方向においては前記回転軸と前記当接回転部によるシートとの当接部との間にあり、前記回転部材の回転軸方向においては前記当接回転部のない領域に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にあっては、当接回転部のない領域において、シート検知センサを回転軸と当接回転部によるシートニップ位置との間に配置したことにより、シートニップ近傍でのシートの位置を検知することができる。このため、従来よりも密なシート搬送制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に本発明の一実施形態に係るシート搬送装置について、これを備えた画像形成装置とともに説明する。
【００１９】
〔第１実施形態〕
図１は本発明に係る第１実施形態におけるシート搬送装置を含む画像形成装置の主要部の構成説明図である。
【００２０】
｛画像形成装置｝
まず、シート搬送装置が用いられている画像形成装置の全体構成について、画像形成動作とともに説明する。この画像形成装置Ａ（本実施形態ではレーザービームプリンタ）は、上部に画像形成手段１が配置され、下部にシート搬送装置Ｂが配置されている。すなわち、図１に示すように、画像形成手段１は光学系２から画像情報に基づいたレーザ光を感光体ドラム３に照射して静電潜像を形成し、この潜像をトナーを用いて現像してトナー像を形成する。
【００２１】
給送カセット４内のシートＳを画像形成手段１へ給送するシート搬送装置Ｂは、ピックアップローラ５、フィードローラ６、リタードローラ７を有し、給送カセット４に積載されたシートＳを１枚ずつピックアップして本体に給送する。
【００２２】
シート搬送装置Ｂより送られたシートＳは、搬送ローラ対８からレジストローラ対９に給送され、シートＳの姿勢を整えて転写部に搬送される。そして、転写部において前記感光体ドラム３に形成したトナー像を転写ローラ10に電圧印加することによってシートＳに転写する。そのシートＳをガイド板11でガイドして定着手段へと搬送する。この定着手段は加圧ローラ12及びヒータを内蔵する定着ローラ13からなり、通過するシート材に熱及び圧力を印加して転写トナー像をシートＳに定着させる。このシートＳを排出ローラ対14により排出部15へ排出して画像形成を完了する。
【００２３】
｛シート搬送装置｝
次に図２乃至図４を参照してシート搬送装置Ｂについて説明する。本実施形態のシート搬送装置Ｂは、ピックアップローラ５によってピックアップしたシートＳをリタードローラ対によって１枚ずつ分離して給送する。
【００２４】
リタードローラ対はフィードローラ６とリタードローラ７によって構成されている。フィードローラ６は装置本体内の駆動手段により、シートを給送する方向（図１の反時計回り方向）に回転駆動される。リタードローラ７はトルクリミッタ（不図示）を介して、装置本体内の駆動手段により、シートＳを搬送方向と逆方向へ戻す方向（図１の反時計回り方向）へ回転駆動される。これにより、最上位の１枚のシートが他のシートから分離されて搬送ローラ対８へと搬送され、さらに画像形成手段へと搬送される。
【００２５】
ここで、前記フィードローラ６及びリタードローラ７は、ともに図２に示すように、シートに当接して搬送力を付与するローラ部（当接回転部）６ａ，７ａがローラ軸（回転軸）６ｂ，７ｂの軸方向に分割されたローラ部材（回転部材）として構成されている。すなわち、ローラ軸方向において、ローラ部６ａ，７ａがない領域があり、その部分ではローラ部６ａ，７ａよりも小径のローラ軸６ｂ，７ｂが露出している。
【００２６】
そして、前記リタードローラ対６，７のニップ位置でシートを検知するためのシート検知センサ17が設けられている。このシート検知センサ17は前記リタードローラ対のローラ軸６ｂ，７ｂ間に配置される。そのために、シート検知センサ17は薄手のシート形状をしている。このシート検知センサ17が、図２に示すように、前記リタードローラ７の回転軸方向においてローラ部７ａのない領域であって、かつ、リタードローラ７の回転半径方向においてはローラ軸７ｂとローラ部７ａによるシートとの当接部との間に配置されている。
【００２７】
ここで、本実施形態に係るシート検知センサ17について具体的に説明する。本実施形態のシート検知センサ17は、複数の光電変換素子をシート搬送方向に連続して配置した光センサ層を有するシート状のセンサである。このシート状のセンサが、図３に示すように、リタードローラ対６，７のローラニップ部を中心にシート搬送方向上流側から下流側にわたって配置されている。
【００２８】
近年、光電変換素子として有機化合物半導体を用いたシート状のスキャナが開発されている。これはプラスチックフィルム上に有機トランジスタと有機フォトダイオードを組み合わせて構成した微小な光センサ（光電変換素子）である読取画素61を、行方向および列方向に並べてマトリクス状に配置したものである。該光センサに光が当たることで有機フォトダイオードが電流を発生するように構成されている。
【００２９】
図４(a)は有機半導体による光センサをマトリクス状に配置したシート検知センサ17の回路構成を説明する模式図、図４(b)は個々の光センサの回路構成を説明する模式説明図である。
【００３０】
図において、列方向に並んだ一列の読取画素61は、ワードライン63とそれぞれ接続され、該ワードライン63はワードラインセレクタ70を介して列デコードライン67と接続されている。
【００３１】
また、前記行方向に並んだ一列の読取画素61は、ビットライン64とそれぞれ接続され、該ビットライン64はビットラインセレクタ71を介して行デコードライン69と接続されている。
【００３２】
上記列デコードライン67と行デコードライン69のアドレス指定により所定の読取画素61の電流値を読み出すように構成している。この読取画素61の電流値を読み取ることによって、搬送されるシート位置を検知することが可能になる。
【００３３】
また、本実施形態では光センサを有機半導体によって構成している。このため、例えば精密印刷技術等を用いることで、搬送ガイド上やシート状部材上に光センサおよび周辺回路を形成することが可能である。また、厚さ（高さ）も数ミリ以下のセンサとして使用が可能である。このため、ローラ表面とローラ軸表面の距離は一般的に５mm以下であるが、本実施形態のシート検知センサ17は、１個のローラのローラ軸とそのローラ部によるシートとの当接部との間に配置することが可能である。なお、シート検知センサ17は搬送されるシートＳとの距離を保つため、搬送ガイド等の固定部材に固定される。
【００３４】
上記シート検知センサ17は多数の光センサを連続して配置することができるため、シート検知ライン数を選択的に形成可能である。よって、シート搬送方向に連続して１ラインのセンサ配列を形成することも容易にできる。
【００３５】
また、シート検知センサ17は、薄手のシート形状であるために、シート搬送経路がＳ字や屈曲していても、その形状に沿わせて配置することが可能である。そのために、シート搬送経路に沿ってシートを連続的に検知することができる。
【００３６】
シート検知センサ17は搬送されるシートの先端又は後端を、前記光センサによって検知することでシート位置を検出する。そして、ローラ軸６ｂ，７ｂ間に配置されているために、従来検知できなかったローラニップ近傍でのシートの位置を検出することができる。
【００３７】
そして、前記光センサが連続的に配置されていることから、シート端の位置を連続的に検知し、搬送されるシートの位置変化を時間とともに捉える。
【００３８】
上記のように、ローラニップでシートを連続的に位置検知できることから、一枚のシートのシート先端を検知し、センシングしたシート搬送速度と、ローラ回転速度により算出されるシート搬送速度とを比較することができる。そのため、両者にズレがあるときは搬送異常と判断し、スリップ検知を行うことが可能である。
【００３９】
これにより、多メディアに対応し、シート搬送の高生産性がが実現できる。さらに、シート状のセンサであるために、設置スペースが小さく済み、装置の小型化を図ることが可能となる。
【００４０】
｛シート検知とシート搬送制御｝
本実施形態のシート搬送装置は、前述したようにリタードローラニップにおけるシートを検知することができる。そして、そのシート検知センサ17のシート検知信号に応じてフィードローラ６等のローラ部材のの回転速度を変更する速度変更手段を有している。
【００４１】
次に上記シート検知結果に基づくシート搬送制御について説明する。
【００４２】
本実施形態のシート搬送装置Ｂは、リタード分離方式を用いているために分離状態のバラツキにより、図５に示すように、分離されたシート先端がリタードローラニップよりも飛び出ることがある。従来は、そのシートが再度給送されると、シート先端位置が不明確で下流での先行シートとの衝突などといった、搬送不良を起こす原因となるため、シート分離後の搬送速度を制御してシート間を確保する必要があった。
【００４３】
これに対して本実施形態のシート搬送装置は、前述したようにリタードローラニップ近傍にシート状のシート検知センサ17が配置されることにより、分離状態が的確に検知できる。すなわち、リタードローラニップからシート先端がどの程度飛び出たかを検知できる。そのため、リタードローラニップより飛び出たシートを再給送するときに、前記検知結果に応じて先行シートとのシート間が保たれるタイミング又は給送搬送速度でシートを搬送するようにフィードローラ６の回転速度を制御することができる。
【００４４】
これにより、従来のようなシート搬送方向下流側での複雑な制御を省くことができ、さらに、その制御に必要な搬送パス長を省くことができる。このため、装置の小型化や、シート間を少なくして、高生産性化が可能となる。
【００４５】
例えば、給送カセット４の位置からシートがスタートすることを制御上の称呼値としたならば、給送動作開始タイミングでリタードローラニップ近傍にシート先端がある場合、称呼位置からの給送スタートタイミングよりも、シート先端位置までの到達時間差分だけ給送スタートタイミングを遅らせる。このことにより、先行シートとのシート間を一定の距離に保つことができる。また、給送スタートのタイミングを遅らせるのでなく、ある搬送距離である称呼位置に到達できるように、搬送速度を遅くするのでもよい。
【００４６】
また、本実施形態のシート搬送装置Ｂは、図５に示すように、シート形状のシート検知センサ17であるため、リタードローラ対６，７よりもシート搬送方向上流側から搬送ローラ対８の下流側まで屈曲した搬送経路に沿って配置することができる。そして、その間のシート位置を連続して検知してシート搬送速度を検知することができる。
【００４７】
そのため、リタードローラ対６，７のニップへ突入するシートの入力搬送速度と、リタードローラ対６，７から送り出されるシート搬送速度をの双方を検知することができる。この検知結果より、フィードローラ６の回転速度をフィードバック制御することにより、シートの加減速制御等の精度を上げることができる。
【００４８】
例えば、通常はリタードローラ対６，７のニップ近傍において、リタードローラ６，７対のニップへ突入するシートの入力搬送速度よりもフィードローラ６によって送り出されるシートＳの搬送速度が若干速くなるように設定する。これが逆に入力搬送速度のほうが送り出される速度よりも速いとシートが遅延ジャムする可能性がある。
【００４９】
そこで、シート検知センサ17により、前記入力搬送速度とフィードローラ６によって送り出されるシート搬送速度を比較し、前記入力搬送速度よりもフィードローラ６によって送り出されるシート搬送速度が速くなるように、フィードローラ６の駆動を制御する。
【００５０】
これにより、先行シートとのシート間を一定の距離に保つことができる。また、このとき、入力搬送速度を上げていき、ある設定された入力搬送速度になっても、シートＳの搬送速度が設定値に達しない場合は、搬送不良として判断する。
【００５１】
上記のようにシート検知センサ17により、シート位置を連続的に検知することで実際のシート搬送速度を検知し、これに応じてローラ駆動を変更することで、高精度のシート搬送を行うことが可能である。
【００５２】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、シート状のシート検知センサ17をリタードローラ対６，７の軸間であってリタードローラ７側に配置した。しかし、これはフィードローラ６側に配置してもよい。
【００５３】
また、前述した実施形態では、シート検知センサ17をリタードローラ対６，７のローラ軸間に配置した例を示した。しかし、前記シート検知センサ17は、ローラ対の場合のみならず、例えば、分離ローラと摩擦パッドとが当接してシートを分離給送するように、１個のローラのみでシートを搬送するようなシート搬送装置にも配置することができる。そして、その場合も前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、前述したシート検知センサ17は、シート搬送手段としてローラ部材のみならず、例えばベルトやコロなどの回転体を用いた場合でも、同様に配置することができ、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
また、シート検知センサ17は複数の光電変換素子がシート搬送方向に１ラインで配置されていても、複数ライン配置されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】シート搬送装置を含む画像形成装置の主要部の構成説明図である。
【図２】リタードローラ対及びシート検知センサの配置を示すローラ軸方向の断面説明図である。
【図３】リタードローラ対及びシート検知センサの配置を示すローラ回転半径方向の断面説明図である。
【図４】有機半導体を用いたシート検知センサの回路構成を説明する模式図である。
【図５】シート検知センサを屈曲させて配置したシート搬送装置の断面説明図である。
【図６】従来技術に係るシート検知構成の説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
Ａ    …画像形成装置
Ｂ    …シート搬送装置
Ｓ    …シート
１    …画像形成手段
２    …光学系
３    …感光体ドラム
４    …給送カセット
５    …ピックアップローラ
６    …フィードローラ
６ａ，７ａ …ローラ部
６ｂ，７ｂ …ローラ軸
７    …リタードローラ
８    …搬送ローラ対
９    …レジストローラ対
10    …転写ローラ
11    …ガイド板
12    …加圧ローラ
13    …定着ローラ
14    …排出ローラ対
15    …排出部
16    …ローラ部材
17    …シート検知センサ
61    …読取画素
63    …ワードライン
64    …ビットライン
67    …列デコードライン
69    …行デコードライン
70    …ワードラインセレクタ
71    …ビットラインセレクタ
【図１】
2008120567.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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