(57)【要約】【課題】ガイドピンと位置決め案内用のガイド部材とを接触させずに容易に位置合わせができるとともに、ガイドピンの破損を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置本体の底面及び周辺機器の上面の何れか一方にセンサ面が露出するように複数の反射型光センサが埋め込まれ、他方に反射型光センサの対応する位置に周囲を遮光部材で包囲された検出可能箇所が設定され、各反射型光センサから照射された光が各検出可能箇所で反射して各反射型光センサへ戻ることで位置決めが行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体の下段に周辺機器を増設可能であり、かつ前記画像形成装置本体と前記周辺機器とが着脱自在であり、前記周辺機器には上面に位置決め用のガイドピンが設けられ、前記画像形成装置本体の底面には前記ガイドピンを受け入れる位置決め穴が形成された画像形成装置であって、
前記画像形成装置本体の底面及び前記周辺機器の上面のうちの一方にはセンサ面が露出するように複数の反射型光センサが埋め込まれ、他方には前記反射型光センサの対応する位置に周囲を遮光部材で包囲された検出可能箇所が設定され、前記各反射型光センサから照射された光が各検出可能箇所で反射して前記各反射型光センサへ戻ることで位置決めが行われることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記周辺機器の上面もしくは前記画像形成装置本体の底面のうちの前記検出可能箇所以外の領域には、遮光部材としての、光を乱反射する乱反射手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記周辺機器の上面もしくは前記画像形成装置本体の底面のうちの前記検出可能箇所以外の領域には、遮光部材としての、光を吸収する吸収手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記反射型光センサ及び前記被検出領域は少なくとも２つ設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置本体と接続される周辺機器は１つ以上あることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置本体の底面及び前記周辺機器の上面のうちの前記遮光部材が設けられた方に測距センサを設け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、画像形成装置に関し、特に画像形成装置本体の下段に着脱自在に周辺機器を増設することができる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置本体と、増設したい周辺機器としての給紙装置とで外装面が異なる場合には、外装面合わせといった接続作業を容易に行うことができない。またそのような接続作業を行う場合には位置決め用のガイド部材とガイドピンとが接触しない状態になることも考えられ、確認用の窓も設けられているが接触させるまで目視確認が必要であり、わずらわしさがあった。
【０００３】
このような課題を解決するため、種々の提案が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の発明は、「画像形成装置及び増設装置」に関する発明であり、装置本体及び少なくとも一つの増設装置を備え、一つの増設装置が、少なくとも画像形成装置本体を備えた本体側装置に対して着脱自在に配設された画像形成装置において、（ａ）増設装置は、画像形成装置本体側装置と対向する面に位置決め部材を備え、（ｂ）画像形成装置本体側装置は、増設装置と対向する面に位置決め部材を受ける受入部、及び位置決め部材を受入部に案内するガイド部材を備えるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の発明は、ガイドピンと位置決め案内用のガイド部材との接触を目標にして、画像形成装置本体を上方からおろすと、ガイド部材に案内されるように画像形成装置本体が移動し、ガイドピン挿入穴へと導かれるようになっている。また、特許文献１に記載の発明は、ガイドピンと位置決め案内用のガイド部材との接触を容易にするため、確認窓が設けられている。
【０００５】
しかし、画像形成装置本体と増設装置とが接触するまではドッキング位置がわからない。そのためガイドピンと案内用のガイド部材とが接触する位置までは、目視で合わせる必要があり、接触位置がずれないように合わせる、というわずらわしさがあった。
【０００６】
また画像形成装置本体と給紙装置との位置決めは、高い精度で行う必要があるため、接続作業は本体装置が重い場合には困難であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ガイドピンと位置決め案内用のガイド部材とを接触させずに容易に位置合わせができるとともに、ガイドピンの破損を防止することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は画像形成装置本体の下段に周辺機器を増設可能であり、かつ前記画像形成装置本体と前記周辺機器とが着脱自在であり、前記周辺機器には上面に位置決め用のガイドピンが設けられ、前記画像形成装置本体の底面には前記ガイドピンを受け入れる位置決め穴が形成された画像形成装置であって、前記画像形成装置本体の底面及び前記周辺機器の上面のうちの一方にはセンサ面が露出するように複数の反射型光センサが埋め込まれ、他方には前記反射型光センサの対応する位置に周囲を遮光部材で包囲された検出可能箇所が設定され、前記各反射型光センサから照射された光が各検出可能箇所で反射して前記各反射型光センサへ戻ることで位置決めが行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガイドピンと位置決め案内用のガイド部材とを接触させずに容易に位置合わせができるとともに、ガイドピンの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態における画像形成装置本体１の下段に周辺機器２を増設する直前の状態を示す概念図である。
【図２】図１に示した画像形成装置の位置決め中の説明図である。
【図３】図１に示した画像形成装置における反射型光センサの検出距離の関係を示す図である。
【図４】図１に示した画像形成装置における反射型光センサ５の検出可能箇所を示す図である。
【図５】（ａ）は、図１に示した画像形成装置本体の底面におけるセンサ設置箇所を示す図であり、（ｂ）は、図１に示した周辺機器の上面におけるセンサ検出可能箇所を示す図である。
【図６】他の実施形態における画像形成装置本体１の下段に周辺機器２を増設する直前の状態を示す概念図である。
【図７】他の実施形態における画像形成装置の位置決め中の説明図である。
【図８】他の実施形態における画像形成装置の位置決め中の説明図である。
【図９】画像形成装置本体と周辺機器との一般的なドッキング方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施形態１］
次に一実施の形態について図面を参照して説明する。
＜構  成＞
図１は、一実施形態における画像形成装置本体１の下段に周辺機器２を増設する直前の状態を示す概念図である。以下、図１に示した部材と同様の部材には共通の符号を用いた。
本実施形態の画像形成装置は、底面に複数（本実施形態では３つであるが限定されない。）の位置決め穴４が形成された画像形成装置本体（例えば、複合機）１と、上面の位置決め穴４に対応する位置にガイドピン３が上向きに設けられ、ガイドピン３に位置決め穴４が挿入されるように上方からおろすことで増設可能な周辺機器（例えば、給紙装置）２とを備えている。
【００１２】
画像形成装置本体１の底面にはセンサ面が露出するように複数（図では１つだけしか示されていないが、少なくとも２つ）の反射型光センサ５が埋め込まれ、周辺機器２には反射型光センサ５の対応する位置に周囲を遮光部材１０で包囲された検出可能箇所８が設定され、各反射型光センサ５から照射された光が各検出可能箇所８で反射して各反射型光センサ５へ戻ることで位置決めが行われるようになっている。
【００１３】
すなわち、本実施形態では、周辺機器２の上面は、検出可能箇所８が露出したままガイドピン３及び検出可能箇所８を包囲するように遮光部材１０で覆われているのである。
尚、検出可能箇所８は、反射型光センサ５からの照射光が照射されて反射したときの反射光を照射元の反射型光センサ５で受光できればよく、鏡面仕上げされるのが好ましいが、十分な反射光量を得ることができない場合には反射鏡を用いても良い（この場合、周辺機器２の上面の反射鏡貼り付け位置には、反射鏡の厚さ分の凹部を形成する必要がある。）。
【００１４】
本実施形態では、周辺機器２のガイドピン３の真上に画像形成装置本体１の位置決め穴４があるときの位置を「ドッキング位置」と表記する。
反射型光センサ５は、光を対象物（本実施形態では検出可能箇所８）に照射する発光素子（例えば、レーザダイオード）と、対象物からの反射光を受光する受光素子（例えば、フォトトランジスタ、もしくはフォトダイオード）とで構成されている。
ガイドピン３の先端部は、位置決め穴４に挿入しやすくするため、先端部に向かって細くなるテーパ状に形成されている。但し、本発明は、これに限定されるものではなく、先端部が回転放物面、回転楕円面、もしくは半球面のいずれであってもよい。ガイドピン３の材質は、金属（例えば、鉄、ステンレス、真鍮）が好ましい。
【００１５】
ガイドピン３及び位置決め穴４がドッキング位置にあるときの反射型光センサ５の位置は、例えば、位置決め穴４の近傍が好ましく、検出可能箇所８の位置は、反射型光センサ５の対応する位置である真下の位置が好ましい。
【００１６】
周辺機器２の上面における検出可能箇所８及びガイドピン３以外の領域には、反射型光センサ３からの照射光を吸収する吸収手段か、照射光を乱反射する乱反射手段が設けられている。
【００１７】
吸収手段としては、例えば、黒色のつや消し塗料が挙げられる。乱反射手段としては、例えば、サンドブラスト加工が施された金属板、樹脂板、エッチング加工が施された金属板、放電加工が施された金属板、ヤスリがけが施された金属板や樹脂板が挙げられる。吸収手段や乱反射手段（これらの手段を遮光部材１０とする）を用いることにより、ドッキング位置に対応した検出可能箇所８以外からの反射光を反射型光センサ５が検知しないようにすることができる。
【００１８】
画像形成装置本体１の周辺機器２への正常な位置への接続を容易にするために、反射型光センサ５の検知距離は、例えばガイドピン３の長さが１００ｍｍである場合、その２倍程離れた距離（２００ｍｍ）を反射型光センサ５の検知距離と設定するのが好ましい。
このように構成することで、ガイドピン３を容易かつ確実に位置決め穴４に挿入することができるので、ガイドピン３と位置決め穴４とのずれによる接触での破損などを防止することができる。
【００１９】
＜画像形成装置本体と周辺機器との一般的なドッキング方法＞
図９に、画像形成装置本体と周辺機器との一般的なドッキング方法を示す。
図９に示す方法では、作業者が画像形成装置本体１を持ったままガイドピン３が位置決め穴４に挿入する位置を外装面などで位置合わせ確認を行いながら、画像形成装置本体１を徐々におろしていき、位置を合わせている。
このような一般的なドッキング方法を用いた場合には、位置決め中にガイドピン３が画像形成装置本体１の底面と接触することがある。
【００２０】
＜実施形態１のドッキング方法＞
図１及び図２を参照して本実施形態のドッキング方法を示す。
図２は、図１に示した画像形成装置の位置決め中の説明図である。
図１及び図２に示すように反射型光センサ５は画像形成装置本体１の底面にセンサ面が下向きになるように埋め込まれている。
図１はガイドピン３の位置と位置決め穴４の位置とが一致している場合を示し、図２はガイドピン３と位置決め穴４の位置とがずれている場合を示す。
【００２１】
画像形成装置本体１と周辺機器２とが図１に示す位置にある場合は、反射型光センサ５が検知する。反射型光センサ５の真下には、遮光部材１０がなく検出可能箇所８のみあるため検知可能であり、互いの位置関関係を知ることができる。
画像形成装置本体１と周辺機器２とが図２に示す位置にある場合は、反射型光センサ５から照射された光は遮光部材１０が吸収手段の場合には図２に示すように吸収されるか、もしくは遮光部材１０が乱反射手段の場合には乱反射されるので反射型光センサ５で検知されない。反射型光センサ５の真下に遮光部材１０がある場合は検知不可能であり、画像形成装置本体１の位置調整が必要であることを知ることができる。
【００２２】
図３に、図１に示した画像形成装置における反射型光センサの検出距離の関係を示す。
一般的に、ガイドピン３の先端はテーパ状に細くなっている。これは、位置決め時に先端が位置決め穴４に挿入したときにそのまま画像形成装置本体１をおろすことでガイドピン３の基部が自然に位置決め穴４の内部に挿入されるためである。
しかし、画像形成装置本体１と周辺機器２との位置関係が確実に把握できていない場合には、画像形成装置本体１と周辺機器２とが接触したときにガイドピン３の先端により画像形成装置本体１にキズが生じやすくなる。
【００２３】
そこで、本実施形態では、ガイドピン３に画像形成装置本体１が触れない位置で画像形成装置本体１と周辺機器２との間の位置関係を把握できるようにすることを目的とする。
そのため反射型光センサ５の検出距離７は、ガイドピン３の長さ６より大きい位置であればよい。しかし、あまりにも離れた位置であると反射型光センサ５から照射した光の反射光が届かないので位置調整が困難になることも考えられる。このため、ガイドピン３の長さ６の２倍程度の距離で反射型光センサ５により検知すれば、ガイドピン３に接触せず容易に確実にドッキング作業が行える。
【００２４】
図４に、図１に示した画像形成装置における反射型光センサ５の検出可能箇所を示す。
図４において、画像形成装置本体１から周辺機器２に向かって透視した状態を示している。
反射型光センサ５は、照射光の位置が検出可能位置８にある場合には反射光を検知し、照射光の位置が検出可能箇所８以外の場所にある場合は遮光部材１０があるため、反射型光センサ５による検知が不可能である。
このように構成することで、検出可能箇所８の検知精度を高めることができる。
【００２５】
図５（ａ）に、図１に示した画像形成装置本体の底面におけるセンサ設置箇所を示し、図５（ｂ）に、図１に示した周辺機器の上面におけるセンサ検出可能箇所を示す。
ガイドピン３の個数は例として３つとしているが限定されるものではない。
反射型光センサ５ａ、５ｂの数は複数とすることによって、画像形成装置本体１及び周辺機器２について図に示す縦方向及び横方向の位置関係を把握することができる。
【００２６】
ここで、反射型光センサ５ａに対し、検出可能箇所８ａが対応し、反射型光センサ５ｂに対し、検出可能箇所８ｂが対応している。
また、ガイドピン３−１は位置決め穴４−１に挿入され、ガイドピン３−２は位置決め穴４−２に挿入されガイドピン３−３は位置決め穴４−３に挿入される。
【００２７】
反射型光センサ５ａと反射型光センサ５ｂとの間の距離は画像形成装置本体１及び周辺機器２の大きさにもよるが、図５に示すように離れた位置に設置する。
また反射型光センサ５ａ、５ｂの数が２つの場合、いずれか一方のみが検出している状態が発生する。その場合は、一方のみの検出時、両方での検出時とで、作業者に知らせる方法（音の有無、音の高さ、音の間隔、振動数変化、光の点滅、光の波長変化、これらの組み合わせ）を変えることで、画像形成装置本体１と周辺機器２との位置関係がどのような状態にあるかを知らせるのが好ましい。
【００２８】
例えば検出結果を音で知らせる場合、図５に示した場合では、
反射型光センサ５ａ、５ｂとも検出なし：音なし
反射型光センサ５ａのみ検出          ：高い連続音（例えば１ｋＨｚ正弦波）
反射型光センサ５ｂのみ検出          ：低い連続音（例えば８００Ｈｚ正弦波）
反射型光センサ５ａ、５ｂともに検出  ：断続音（例えば１ｋＨｚ正弦波：１秒間隔）
などが挙げられる。
このように構成することで、周辺機器２に対して画像形成装置本体１がどのように位置ずれしているのかを明確に把握することができ、ドッキング作業が容易になる。
【００２９】
尚、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。例えば、上述の説明では、画像形成装置本体１に反射型光センサ５を埋め込み、周辺機器２に遮光部材１０を設けた場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、周辺機器２に反射型光センサ５を設け、画像形成装置本体１に遮光部材１０を設ける場合にも適用可能である。
【００３０】
［実施形態２］
図６は、他の実施形態における画像形成装置本体１の下段に周辺機器２を増設する直前の状態を示す概念図である。
図６に示した実施の形態の図１に示した実施の形態との相違点は、周辺機器２に反射型光センサ５を設け、画像形成装置本体１に遮光部材１０を設けた点である。
本画像形成装置は、実施形態１と同様に、底面に複数（本実施形態では３つであるが限定されない。）の位置決め穴４が形成された画像形成装置本体（例えば、複合機）１と、上面の位置決め穴４に対応する位置にガイドピン３が上向きに設けられ、ガイドピン３に位置決め穴４が挿入されるように画像形成装置本体１を上方からおろすことで増設可能な周辺機器（例えば、給紙装置）２とを備えている。
【００３１】
周辺機器２の上面にはセンサ面が露出するように複数（図では１つだけしか示されていないが、少なくとも２つ）の反射型光センサ５が埋め込まれ、画像形成装置本体１には反射型光センサ５の対応する位置に周囲を遮光部材１０で包囲された検出可能箇所８が設定され、各反射型光センサ５から照射された光が各検出可能箇所８で反射して各反射型光センサ５へ戻ることで位置決めが行われるようになっている。
【００３２】
［実施形態３］
図７は、他の実施形態における画像形成装置の位置決め中の説明図である。
図７に示した実施の形態の図２に示した実施の形態との相違点は、周辺機器２の上面に、画像形成装置本体１の底面と周辺機器２の上面との間の距離を測定するための測距センサを設けた点である。すなわち、本画像形成装置は、画像形成装置本体１が周辺機器２に接近しすぎた場合の警報を告知するための測距センサ１２を周辺機器２に設けたものである。
すなわち、図７に示す画像形成装置は、実施形態１と同様に、底面に複数（本実施形態では３つであるが限定されない。）の位置決め穴４が形成された画像形成装置本体（例えば、複合機）１と、上面の位置決め穴４に対応する位置にガイドピン３が上向きに設けられ、ガイドピン３に位置決め穴４が挿入されるように画像形成装置本体１を上方からおろすことで増設可能な周辺機器（例えば、給紙装置）２とを備えている。
【００３３】
画像形成装置本体１の底面にはセンサ面が露出するように複数（図では１つだけしか示されていないが、少なくとも２つ）の反射型光センサ５が埋め込まれ、周辺機器２には反射型光センサ５の対応する位置に検出可能箇所８が設定され、各反射型光センサ５から照射された光が各検出可能箇所８で反射して各反射型光センサ５へ戻ることで位置決めが行われるようになっている。周辺機器２の上面には検出可能箇所８及びガイドピン３から離れた位置にセンサ面が上向きになるように測距センサ１２が埋め込まれている。
【００３４】
位置決めの際に、画像形成装置本体１の反射型光センサ５から照射された照射光が図７に示すように遮光部材１０に吸収されたり、遮光部材１０で乱反射したりすると反射型光センサ５で画像形成装置本体１と周辺機器２との間の距離を検知することができない。
測距センサ１２は、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode：発光ダイオード）と、ＬＥＤからレンズを通して外部に照射し、対象物（この場合、画像形成装置本体１）で反射された反射光を、レンズを通して受光するＰＳＤ（Position Sensitive Detector：距離測定用光半導体素子）とを有するデバイスである。測距センサ１２のＰＳＤ上の光の入射位置は、対象物までの距離に応じて変化するため、ＰＳＤ上の光の入射位置を検出することにより対象物までの距離を検出することができる公知のデバイスある。
【００３５】
このような測距センサ１２を用いることにより、両者間の距離が所定の値（例えば２００ｍｍ）以下になったときに図示しない回路により警報音（例えば、ブザー、低周波）を発したり、振動したり、発光したりするようになっている。
作業者は、このような警報音、振動、光により、画像形成装置本体１が周辺機器２に接触するのを防止することができる。
このような場合においても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３６】
尚、本実施形態では、画像形成装置本体１に反射型光センサ５が設けられ、周辺機器に測距センサ１２が設けられた場合で説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、画像形成装置本体１に測距センサ１２を設け、周辺機器２に反射型光センサ５が設けられていてもよい。
【００３７】
［実施形態４］
図８は、他の実施形態における画像形成装置の位置決め中の説明図である。
図８に示した実施形態の図１に示した実施形態との相違点は、傾斜センサ２０を内蔵して画像形成装置本体１を周辺機器２に増設する際に水平であるか否かを検知し、作業者に音、振動、光等を用いて告知するようにした点である。
一般に、画像形成装置本体１を周辺機器２に増設する際の水平度については、作業者の感に頼っているが、公知の傾斜センサ２０を用いて画像形成装置本体１の水平度を検知することにより、より確実に効率的に行うことができる。
【００３８】
［変形例］
ここで、反射型光センサ５が画像形成装置本体１に設けられている場合には、反射型光センサ５の電源は画像形成装置本体１から供給されるが、反射型光センサ５が周辺機器２に設けられている場合には、反射型光センサ５の電源は、例えば、あらかじめ電池を内蔵しておくか、もしくは電卓などに使用されるソーラー電源などを内蔵することにより確保することが挙げられる。また、図には示さないが画像形成装置本体１の底面側に一次側のコイルを設け、周辺機器２の上面に一次側のコイルと同軸となるように二次側コイルを設け、電磁誘導により交流電気エネルギーを画像形成装置本体１から周辺機器２に送り、二次側コイルで受け取った交流電流を必要に応じてトランスで変圧し、ダイオードで整流し、電解コンデンサで平滑し、安定化回路を経て電圧を安定化することで適切な直流電源を確保するようにしてもよい（変圧には昇圧回路や降圧回路を用いてもよい）。
また、画像形成装置本体１側もしくは電池、太陽電池により得られた電気エネルギーを二次電池や電気２重層コンデンサに蓄電しておき必要なときに利用するようにしてもよい。
【００３９】
さらに、図１に示した実施形態において、複数の周辺機器２を画像形成装置本体１に増設する場合、周辺機器２に電池、太陽電池、及び供給用コイルを設け、周辺機器２同士で情報を授受するように構成してもよく、各実施形態を組み合わせて構成してもよい。
【００４０】
［作用効果］
以上において、本実施形態によれば、反射型光センサによるドッキング位置の検知中は、振動、音もしくは光など連続して作業者に伝え、ドッキング作業を容易にさせることができる。
【００４１】
ガイドピン３への挿入位置が目視せずに作業者が把握することができるため、画像形成装置本体１と周辺機器２とで外装面が異なる場合でも、接続作業を容易に行うことができる。
【００４２】
センサ電源を、電池などで内蔵、もしくはソーラー電池とすることで、周辺機器同士でのドッキングにも応用することが可能である。
【００４３】
画像形成装置と下段に増設可能な周辺機器との接続作業での位置合わせを従来に比べて簡単に行うことができる。また画像形成装置本体と周辺機器とで外装面が異なる形状であっても、ドッキング時の位置関係を把握しやすくすることができる。
【００４４】
画像形成装置本体と周辺機器において縦方向、横方向の位置関係を把握することができる。
【００４５】
多段積みによる増設可能な周辺機器の接続であっても、接続作業を容易にすることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    画像形成装置本体
２    周辺機器
３    ガイドピン
４    位置決め穴
５、５ａ、５ｂ    反射型光センサ
６    ガイドピン長さ
７    検知距離
８、８ａ、８ｂ、１１    検出可能箇所
９    遮光部材固定箇所
１０    遮光部材
１２    測距センサ
２０    傾斜センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】特開２００６−１４５６６２号公報
【図１】
2013254016.tif 000003
【図２】
2013254016.tif 000004
【図３】
2013254016.tif 000005
【図４】
2013254016.tif 000006
【図５】
2013254016.tif 000007
【図６】
2013254016.tif 000008
【図７】
2013254016.tif 000009
【図８】
2013254016.tif 000010
【図９】
2013254016.tif 000011