(57)【要約】【課題】複数の用紙サイズを検知可能なロール紙給送装置において、その用紙サイズ毎に設けていた検知装置の数を最小数とし、かつオペレータによるサイズセットを不要とし、誤検知による画像形成装置の誤動作を防止する。【解決手段】ロール紙の両端に着脱自在に設けられた一対のフランジ部材によりロール紙を回転可能に支持するロール紙給送装置において、前記フランジ部材の端面に設けられたカムと、このカムにより揺動するミラー片と、該ミラー片に向け光を照射する光源と、揺動する前記ミラー片による反射光を検知するセンサとを具備し、前記センサによる反射光の検知周期の変化によりロール紙サイズを検知する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール紙の両端に着脱自在に設けられた一対のフランジ部材により該ロール紙を回転可能に支持するロール紙給送装置において、前記フランジ部材の端面に設けられたカムと、前記カムにより揺動するミラー片と、該ミラー片に向け光を照射する光源と、揺動する前記ミラー片による反射光を検知するセンサとを具備することを特徴とするロール紙給送装置。
【請求項２】
請求項１記載のロール紙給送装置において、前記センサによる反射光の検知周期の変化によりロール紙サイズを検知することを特徴とするロール紙給送装置。
【請求項３】
請求項１記載のロール紙給送装置において、回転するロール紙の回転半径の減少に応じて変化する、前記センサによる反射光の検出周期によりロール紙エンドを検知することを特徴とするロール紙給送装置。
【請求項４】
請求項１記載のロール紙給送装置において、回転するロール紙の回転半径の減少に応じて変化する、前記センサによる反射光の検出周期によりロール紙残量を検知することを特徴とするロール紙給送装置。
【請求項５】
請求項１から４のうちのいずれか一つに記載のロール紙給送装置において、前記ミラー片の揺動速度が、その往動と復動で異なることを特徴とするロール紙給送装置。
【請求項６】
請求項１から５のうちのいずれか一つに記載のロール紙給送装置において、前記ミラー片の揺動速度が、その往動よりも復動の方が大きいことを特徴とするロール紙給紙装置。
【請求項７】
請求項１から６のうちのいずれか一つに記載のロール紙給送装置において、前記光源がＬＥＤであることを特徴とするロール紙給送装置。
【請求項８】
請求項１から７のうちのいずれか一つに記載のロール紙給送装置を具備し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、ロール紙を記録紙として用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、その給紙部に複数装備しているロール紙のうちの１つから繰り出される用紙のサイズ、すわなち、ロール紙の幅を検知するロール紙給送装置、及びこれを備えた画像形成装置に関し、特にセンサの数を少なくしてもその用紙サイズを正確に検知できる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子複写機等のような画像形成装置においては、サイズの異なる多くの用紙を使用することができるように構成されている。一般の小型の電子複写機等では、複数のサイズの用紙を使用するものであるから、給紙カセットに対して用紙サイズの表示手段を設けている。給紙カセット内に積載された用紙のサイズを検知する手段としては、給紙カセット内に移動可能に設けられ、用紙の積載位置を規制するエンドフェンスの位置から自動的に用紙サイズを検知するものがある。小サイズの定形用紙を使用する場合には、給紙カセットに設けられたサイドフェンスなどにより用紙サイズの情報を検知することができるものの、大サイズのロール紙を用いる図面用等の画像形成装置では、このような検知手段を設けることが困難である場合が多い。そこで、ロール紙を用いる画像形成装置では、給紙部に複数装着した各ロール紙について、そのロール紙を装着する都度、それぞれのロール紙に対して手動により用紙サイズの情報を設定する手段を用いている。
しかしながら、オペレータがロール紙を交換した際に、その用紙サイズの情報を入力することを忘れると、前に設定した用紙サイズの情報がそのまま残ってしまうという問題が発生し、作成されたコピーが適切でないものとなるという不都合が発生する。
【０００３】
そこで、大サイズの複数のロール紙を用いる給紙装置に対して、その用紙搬送路には各用紙サイズの側端が通過する位置に検知可能な用紙サイズの数だけ用紙サイズ検知装置を設けることが一般的である。しかしながら、複写機等に用いられる大サイズの用紙の場合でも、ＪＩＳに規定されるＡ系列、Ｂ系列の２種類の用紙があり、それらの各系列の用紙では、用紙の幅が非常に近似したものが多くある。そして、それらの各サイズの用紙を正確に判別するためには、センサを用紙に対して非常に近接させた状態で配置しなければならないという問題がある。
用紙に対してセンサを近接させて配置すると、そのセンサが用紙に対して接しやすい状態となり、用紙がセンサに引っ掛かる恐れがある。検知可能な用紙サイズの数にあわせて多くのセンサを用紙に近接させて設ければ、用紙がセンサに引っ掛かる恐れはさらに顕著なものとなる。また、多数のセンサを互いに近接させて配置すると、その用紙が少しでも斜め送りの状態となった際に、用紙サイズに適合しないセンサから誤検知情報が出力されることがあり、それによって電子複写機の制御装置が誤動作するという問題もある。
用紙サイズ検知装置が誤動作を発生した場合には、複写機の露光装置、現像装置などが、その検知された誤情報にしたがって制御を行うために、用紙搬送路上に配置した検知手段が、制御装置に設定された情報と別の用紙サイズの情報を検知すると、装置の動作が停止する等の問題も発生する。
【０００４】
これらの問題に対し、特開平０５−１０５２６９号公報では、Ａ系列かＢ系列かの情報をあらかじめ設定する手段を設け、その用紙の種類の情報とサイズ検知機構による検知情報とを組み合わせることにより、用紙サイズを容易に特定できるようにするとともに、用紙搬送路に配置するセンサをサイズの近似する２つの系列の用紙に対して共用させ、センサの数を少なくできるようにする装置も提案されている。
しかしながら、この装置においても市場に流通するすべての用紙サイズに対応できる訳ではなく、検知可能なサイズには限界がある。また、Ａ系列かＢ系列かの切り替えはオペレータを頼るため、誤操作の発生をなくすことができない。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１０５２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、多段階の用紙サイズを検知可能なロール紙給送装置を提案することで、従来、用紙サイズ毎に設けていた検知装置の数を最小数とし、かつオペレータによるサイズセットを不要とし、誤検知による画像形成装置の誤動作を防止することを目的とする。さらには、前記ロール紙給送装置により、用紙サイズだけでなくロール紙の用紙エンドや用紙残量をも検知可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１、２、３、４の発明では、ロール紙の両端を回転可能に支持するフランジ部材の端面に設けた突起状のカムと、このカムにより揺動するミラー片と、このミラー片に向け光を照射する光源と、揺動するミラー片による反射光を検知するセンサにより、用紙サイズ、用紙エンド、用紙残量を検知可能としている。この構成により、センサによる反射光の検知時間と用紙サイズとの関係を連続的に対応させたことで、多段階に用紙サイズを検知でき、検知装置の数を軽減することが可能となり、用紙サイズ検知の信頼性を高めることができることを特徴とする。
【０００８】
請求項５の発明は、請求項１から４のうちのいずれか一つに記載のロール紙給送装置において、ミラー片の揺動速度が、その往動と復動で異なることを特徴とする。
【０００９】
請求項６の発明は、請求項１から５のうちのいずれか一つに記載のロール紙給送装置において、ミラー片の揺動速度が、その往動よりも復動の方が大きいことを特徴とする。
【００１０】
請求項７の発明は、請求項１から６のうちのいずれか一つに記載されたロール紙給送装置において、光源にＬＥＤを用いたことを特徴とする。
【００１１】
請求項８の発明は、請求項１から７のうちのいずれか一つに記載されたロール紙給送装置を、画像形成装置に具備することで、オペレータによるサイズ入力の必要が一切ないうえ、用紙サイズの誤検知もなくなり、原稿に適合しない用紙への画像形成を防止できることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、用紙サイズにより変化する反射光の検知時間を、連続的に見ることができるため、従来にあるようにサイズ毎に検知手段を設ける必要がなく、また、検知サイズを細かく検出することができ、検知装置の数を軽減することができる。そのため、従来例にあったＡ列、Ｂ列の切り替え作業も不要となり、サイズ切換え操作ミスによる画像形成装置の誤動作を防ぐことができる。加えて、反射板の遥動により１周期毎に２度検知部に入力される信号の検知時間を、反射板の往復の速度を変えることにより判別できるようにしたので、１つの検知部のみの信号で反射板の状態を判別することができる。これにより、部品増加による組み付け誤差などもなくなり信頼性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明を適用する複写機等の画像形成装置の一例を示す概略図である。この装置の底部には、ロール紙２をセットする引き出し式の給紙トレイ１が設けられており、ロール紙２は、給紙トレイ１を引き出した状態で、上方または前方からセットできるようになっている。
ロール紙２は、その芯軸である紙管の両端に図２に示すフランジ部材３を嵌合し、そのフランジ部材３を給紙トレイ１上の受台４に回転自由に載置する。ロール紙２から引き出した紙端部をフィードローラ対５に咥えさせたのち、給紙トレイ１を装置に押し込んでロール紙のセットを終了する。ロール紙は、フィードローラ対５により引き出され搬送される。トレイ内部の搬送路出口付近には、ロータリー式または回転歯スライド式等、既知のカッター部６が設けられ、ロール紙２はここで装置本体の意図する所定の長さに切断される。
【００１４】
カッター部６を通過し、所定の長さに切断された用紙は、装置本体内部の用紙搬送路を通り、レジストローラ７によって作像タイミングとの同期を取り、転写部８にて感光体２６からトナー像を転写され、定着部９にて熱定着をされた後、排紙台２７に排出される。
原稿読み取り部１０では、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）による原稿の搬送、読み取り、感光体２６への露光が行われる。図１の装置は、ロール紙１本をセットする下段トレイである給紙トレイ１の他に、ロール紙２本をセットする構成である上段トレイ２８を備えている。この上段トレイ２８は、２本のロール紙が、カッター部６を共有する以外、各ロール紙を支持する構成は、給紙トレイ１のそれと同様である。
【００１５】
フランジ部３を介してロール紙２の両端を支持する箱型をなす受台４は、図２に示すように、その上部にフランジ部３を回転自在に支持する一対のコロ１７を有し、その底面には、一対のボス部１２が設けられている。一方、給紙トレイ１には、受台４を載置支持する底板１１が設けられている。この底板１１には、受台４の下面に設けられたボス部１２に嵌合する位置決め孔１３が、使用するロール紙２の規格サイズに対応した数だけ、ロール紙の軸方向に並んで設けられている。受台４の底面には磁石１４が設けられ、一方、底板１１は鉄材で形成されており、位置決め孔１３で位置決めされた受台４は、底板１１に吸着固定される。
【００１６】
図４において、ロール紙２の紙管の両端に設けられるフランジ部材３は、フランジ部１６とロール紙２の紙管に挿入し固定される支持円筒部１５により構成されていて、受台４のコロ１７にてフランジ部１６を受けることで、既に述べたように、ロール紙１を回転自由に保持する。
ロール紙２が箱型の受台４に装着された状態において、受台４のフランジ部１６の下部と重なる外側壁面３０には、一端を縦軸３１で揺動可能に支持された短冊形のミラー片１９が設けられている。ミラー片１９は、外側壁面３０と同一面をなす態位を保つように、板ばね２１の付勢力が与えられている。
【００１７】
一方、フランジ部１６の端面には、カムとしての三角形の突起１８が円周に沿って６個設けられており、これらの突起は、ロール紙２が、図３に示すように、フィードローラ対５によって引き出される際のフランジ部１６の回転に伴って、ミラー片１９の裏面に設けられている突部２０に当接してミラー片１９を、外側壁面３０と同一面をなす第１の位置と、外側壁面３０に対し傾斜した第２の位置との間で間欠的に遥動させる。
【００１８】
給紙トレイ１の底板１１から立ち上がった、受台４の外側壁面３０と対面する側板３２には、ミラー片１９に対向した縦長のスリット２４が形成されている。側板３２の外側面には、スリット２４を通してミラー片１９を照射する光源２２及び光源２２からの光を平行光にする集光レンズ２３を含む光源装置３３が設けられている。フランジ部３の回転に伴うミラー片１９の遥動動作により、ミラー片１９による反射光は、ミラー片１９の揺動角の２倍の角度θの範囲で側板３２の内側面を走査する。側板３２の内側面の反射光走査範囲には、反射光を検知するセンサとしての受光素子２５が配置されている。
【００１９】
ミラー片１９が、外側壁面３０と同一面をなす第１の位置から、外側壁面３０に対し傾斜した第２の位置、すなわち第１の位置に対し角度θ／２傾斜した位置まで揺動する往動時間は、第２の位置から第１の位置まで揺動する復動時間より長く設定される。往動時間と復動時間の長短の関係は、フランジ部１６のカムとしての突起１８またはミラー片１９の突部２０、あるいは突起１８、突部２０双方の形状を適宜定めることにより求めることができる。光源２２に、輝度の高い白色ＬＥＤ光を使うことで、従来のフィラメント球にあるような低寿命、ハロゲン光を使用することによる装置の大型化をすることなく、高輝度で低消費電力の効率良いシステムとすることができる。
【００２０】
図５は、往復揺動するミラー片１９からの反射光の受光素子２５による検知状況と、ミラー片１９の位置関係を時系列で示したものである。右方向が時間経過方向となる。同図において、ａは、ミラー片１９の遥動周期を示す。実際には、受光素子２５の設置位置により、検知が開始される時間にタイムラグがあり、その周期はｆとなる。ここで、当然のことながらａ＝ｆとなる。ミラー片１９が往復揺動する一周期の間に、反射光は同図において、これが右方に移動する際と、左方に移動する際に２回検知される。既に述べたように、ミラー片１９が第１の位置から第２の位置まで揺動する往動時間ｂは、第２の位置から第１の位置まで揺動する復動時間ｃより長く設定されているので、受光素子２５によるミラー片往動時における検知時間をｄ、ミラー片復動時における検知時間をｅとすると、ｄ＞ｅとなる。
本実施例では、ミラー片往動時に反射光が右移動の際に検知された時点から、ミラー片復動時に反射光が左移動の際に検知されるまでの時間ｇを算出し、ｇ／ｆの値を用紙幅方向のサイズである紙幅の連関式に当てはめることで、紙幅を算出できるようにしている。また、ｄ＞ｅであるから、ミラー片の往動時と復動時における反射光の検知が明確に区別され、検知間隔ｇが正確に検出される。仮に、ｄ＝ｅであるとすると、連続して検知されるｄ→ｅ→ｄ→ｅ・・・の順序が不確実となるので、これを避けるためには、少なくとももう一つの受光素子を設け、反射光の往復の関係を明確にする必要がある。このミラー片往復動時における検知時間ｄとｅの大小関係は、ｅ＞ｄでもよい。
【００２１】
図６は、紙幅検知時の概略図である。ミラー片による側版３２上における反射光の移動範囲は、幅の狭いロール紙Ｒ１と、幅の広いロール紙Ｒ２とでは、ロール紙Ｒ１の方が長くなるので、ロール紙Ｒ１の場合の時間ｇ１の方が、ロール紙Ｒ２の場合のｇ２よりも長くなる。よって、ｇ／ｆの値が、紙幅に応じて一義的に変動することになる。ロール紙搬送時において、この値は少なくとも１周期分の時間を計測できれば確定できるため、適用範囲が広く１セットの発光素子、受光素子の組み合わせで多段階に検出でき、検知装置の数を減らすことができるうえ信頼性の向上も図れる。
【００２２】
図７には、ｇ／ｆ値と、紙幅との相関例を示す。図では４段階で検知例を示しているが、紙幅に対し必ず１つの値を示すため、必要に応じた多段階検出ができることになる。このｇ／ｆ値は、ロール紙の回転速度には依存せず、回転速度に変化が生じたとしてもｇ／ｆ値は変わらない。
【００２３】
図８は、以上説明したロール紙幅検知装置を、給紙トレイ１にセットされるロール紙の両側に設けた例を示す。図８（ａ）に示すように、ロール紙の給紙トレイ上のセット位置が中央基準の場合、ロール紙両側からの検知結果（ｇ／ｆ値）は同一のものとして認識される。しかし、給紙トレイに中央基準でセットすべきロール紙が、図８（ｂ）に示すように、片側基準でセットされると、ロール紙両側からの検知結果（ｇ／ｆ値）は互いに異なったものとなるので、検知結果を比較することでロール紙のセット位置の正否を容易に判断でき、ロール紙装着操作ミスを防ぐことができる。例えばデジタル複写機であれば、このようにして検出された結果に基づき、主走査方向の書き出し位置を調整し、操作ミスに対応させることも可能となる。そのような機構を用いれば、横方向のセット位置を厳密に定義しないフリーセットも可能であり、操作性に自由度が増すことになる。
【００２４】
フィードローラによるロール紙から紙を引き出す速度が一定であるとすると、ロール紙の回転に伴う検出周期ｆは、回転するロール紙の半径の変化に応じて、すなわち、ロール紙の残量により徐々に変化する。この検出周期ｆの変化を利用することにより、ロール紙エンドの検出を行うことができる。
図９は、フィードローラ回転時においてｆが徐々に小さくなる状況を示す。ロールエンド時、ｆの値は次のように変化する。フィードローラ回転中に、用紙後端が紙管に糊付され剥がれない場合には、紙管に巻きがなくなった直後、急に回転速度が上がる。一方、紙管に対し、用紙後端がフリーとなっている場合には、巻きがなくなった直後、紙管は徐々にその回転が遅くなり停止する。
【００２５】
通常、検出周期ｆはロール紙回転半径の減少に伴い、連続的に徐々に変化し、急激に変化することはない。そこで、一周期前の検出周期ｆをｆｂ、現時点をｆｎとしたとき、その差が５％以上、つまり、｜ｆｂ−ｆｎ｜／ｆｎ ×１００ ≧ ５であれば急激な速度変動＝エンド検知と判断することとする。このように反射光の検知情報により、ロール紙のエンド検知をすることもできる。ロール紙紙幅検知手段をロール紙エンド検知に応用することにより、従来、別途設けられていたロール紙エンド検知手段を省略することにより部品点数削減、低コスト化をすることができる。
【００２６】
ロール紙幅検知手段により、ロール紙残量検知を行う例を図１０により説明する。
検出周期ｆは、ロール紙残量によりロール紙の回転速度が変化することに相関して変動するので、この変化する検出周期ｆを、図１０のグラフにあるロール紙残量との相関曲線に当てはめることで、おおよそのロール紙の残量を推定することが可能である。
以上、述べたようにロール紙の回転に伴って揺動するミラー片による反射光を特定位置で検出することにより、ロール紙幅検知、ロール紙エンド検知及びロール紙残量検知を有効に行うことができ、部品点数の削減など優れた効果を奏する。
【００２７】
以上、本発明の好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の検知手段に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であること勿論である。たとえば、実施例において、ロール紙の受台４は、そのボス部１２と給紙トレイ上の位置決め孔１３により設置されるようになっているが、これを公知のラックとピニオンの組み合わせにより、任意のサイズ位置に移動可能とすることもできる。フランジ部１６に設けられる突起１８や、ミラー片１９に設けられる突部２０の形状も、三角形に限られるものではなく、ミラー片１９の開時間と閉時間が異なるようにするものであれば形状は問わない。また、フランジ部１６に形成される突起１８の数を多くすれば、センサ検知周期ｆが短くなり、その分だけ検知部の分解能を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を実施する複写機等画像形成装置本体の概略図である。
【図２】本発明におけるロール紙装着装置の主要部を示す斜視図である。
【図３】本発明におけるロール紙装着装置の側面図である。
【図４】本発明における反射光検知機構の主要部を示す上部平面概略図である
【図５】反射光のセンサによる検知信号とミラー片の位置関係を示す時系列図である。
【図６】本発明における紙幅検知時の様子を示す概略図である。
【図７】ｇ／ｆ値と紙幅との相関図である。
【図８】本発明における反射光検知機構をロール紙の両端部に設けた実施例を示す概略図である。
【図９】ロール紙の回転・停止時における反射光の検出周期ｆの変化を示す図である。
【図１０】反射光の検出周期ｆとロール紙残量の相関図である。
【符号の説明】
【００２９】
１          給紙トレイ
２          ロール紙
３          フランジ部材
４          受台
１１        底板
１２        ボス部
１３        位置決め孔
１６        フランジ部
１８        突起
１９        ミラー片
２０        突部
２１        板バネ
２２        光源
２５        受光素子
【図１】
2005320101.tif 000003
【図２】
2005320101.tif 000004
【図３】
2005320101.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005320101.tif 000007
【図６】
2005320101.tif 000008
【図７】
2005320101.tif 000009
【図８】
2005320101.tif 000010
【図９】
2005320101.tif 000011
【図１０】
2005320101.tif 000012