(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光部材により仕切られた状態で発光素子と受光素子がフレームに並列配置されると共に、前記発光素子と受光素子を収容するようにケースが前記フレームに取り付けられ、前記発光素子から照射されて被検出体により反射された反射光を前記受光素子で受光することにより前記被検出体の有無を検出するようにした反射型フォトインタラプタを備え、用紙を垂直方向に搬送する垂直搬送路に、該垂直搬送路をを挟んで水平方向に間隔を置いて配置された２本のシャフトの一方に複数の駆動ローラを、他方に複数の従動ローラをそれぞれ間隔を置いて固定した搬送ローラを配設した給紙装置であって、
前記反射型フォトインタラプタにおける前記発光素子の光軸と前記受光素子の光軸との交点を通り前記フレームの面に垂直に交わる検出中心線と略平行に、前記発光素子と前記受光素子にそれぞれ接続された外部接続用ハーネスを前記フレームの背面側に引き出し、
前記反射型フォトインタラプタを前記搬送ローラのローラ間に、前記駆動ローラと前記従動ローラとが接するニップ部から用紙搬送方向の下流側で前記シャフトの一方の上部側近傍に、前記発光素子から照射した光の光軸が水平よりも下方に向くように配置して、該反射型フォトインタラプタにより前記垂直搬送路を搬送される用紙を検知可能にしたことを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
請求項１記載の給紙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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光素子から照射して被検出体により反射された反射光を受光素子で受光することにより被検出体の有無を検出する反射型フォトインタラプタを備えた給紙装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような反射型フォトインタラプタとしては、図６に示すように例えば特開平１１−４９４０５号公報に記載されているものがある。この反射型フォトインタラプタは、発光素子５１から照射して被検出体５０により反射された反射光を受光素子５２で受光することにより被検出体５０の有無を検出するものである。
このような反射型フォトインタラプタは、被検出体である各種物体を非接触の状態で検出することができる非接触センサとして、複写機，プリンタ等の画像形成装置の用紙搬送系において用紙の検出に多く使用されている。
特に、近年は画像形成装置におけるプリントスピードの高速化が求められているため、それに伴って用紙と用紙の搬送間隔を狭くする傾向があるため、用紙搬送路を搬送される用紙の検出を行うにはアクチェータ（揺動フィラー）付きの透過型フォトインタラプタでは用紙の検知スピードが間に合わないので、反射型フォトインタラプタの必要性が高まっている。
一方、このような複写機、プリンタ等の画像形成装置は、近年装置の省スペース化が求められている。その一方、用紙を給紙する給紙装置は給紙トレイの多段化、大容量化が要求されているため、１給紙口あたり給紙装置の垂直搬送路が占める高さをできるだけ低くすることが求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような垂直搬送路には通常の場合、用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラと、そこを通過する用紙を検出するためのフォトインタラプタを設ける必要があるため、どうしてもその分だけ上下方向に長くなりやすいので、装置全体の高さ方向の省スペース化を図りにくいという問題点があった。
また、垂直搬送路に設けられた搬送ローラの回転時に用紙から落下する紙粉等が反射型フォトインタラプタのカバー上に付着するという問題もあった。
さらに、搬送ローラによって搬送される用紙が弛んだり暴れたりして安定しないと、検知精度が低下するという問題もあった。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、装置の高さ方向の省スペース化を可能にし、搬送ローラの回転時に用紙から落下する紙粉等が反射型フォトインタラプタのカバー上に付着するのを防止でき、且つ常に高い検知精度が得られるようにした給紙装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、遮光部材により仕切られた状態で発光素子と受光素子がフレームに並列配置されると共に、上記発光素子と受光素子を収容するようにケースが上記フレームに取り付けられ、上記発光素子から照射されて被検出体により反射された反射光を上記受光素子で受光することにより被検出体の有無を検出するようにした反射型フォトインタラプタを備え、用紙を垂直方向に搬送する垂直搬送路に、該垂直搬送路をを挟んで水平方向に間隔を置いて配置された２本のシャフトの一方に複数の駆動ローラを、他方に複数の従動ローラをそれぞれ間隔を置いて固定した搬送ローラを配設した給紙装置である。
そして、上記反射型フォトインタラプタは、上記発光素子の光軸と上記受光素子の光軸との交点を通りフレームの面に垂直に交わる検出中心線と略平行に、上記発光素子と上記受光素子にそれぞれ接続された外部接続用ハーネスをフレームの背面側に引き出す。
さらに、上記反射型フォトインタラプタを上記搬送ローラのローラ間に、上記駆動ローラと従動ローラとが接するニップ部から用紙搬送方向の下流側で上記シャフトの一方の上部側近傍に、上記発光素子から照射した光の光軸が水平よりも下方に向くように配置して、該反射型フォトインタラプタにより上記垂直搬送路を搬送される用紙を検知可能にしたものである。
また、上記給紙装置を備えた画像形成装置も提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明に使用する反射型フォトインタラプタの一例を一部断面にして示す構成図、図２は同じくその反射型フォトインタラプタの外観斜視図である。
図１に示す反射型フォトインタラプタ１は、遮光性樹脂からなる遮光部材でありケース２の一部となる遮光壁２ａにより仕切った状態で発光素子３と受光素子４を板状のフレーム５の同一面に並列配置している。そして、ケース２は、発光素子３と受光素子４を収容するようにフレーム５に、凹部２ｂ，２ｃを嵌合させることにより取り付けられている。
発光素子３と受光素子４のそれぞれ前面（図１で右方側）には、その発光素子３と受光素子４の前面をそれぞれ覆う透光性材料からなる樹脂製のカバーを兼ねる集光レンズ６，７を設け、その集光レンズ６，７をケース２に嵌合等により固定している。なお、この集光レンズ６，７は、発光素子３の光軸８と受光素子４の光軸９とが前面側で互いに交差する方向に傾斜させて配置している。
【０００６】
この反射型フォトインタラプタ１は、フレーム５の背面側に外部接続用コネクタ１１を取り付けていて、その外部接続用コネクタ１１から複数本の外部接続用ハーネス１２を外側にそれぞれ引き出している。
すなわち、発光素子３の光軸８と受光素子４の光軸９との交点Ｏを通りフレーム５の面に垂直に交わる検出中心線ＣＬと略平行に、発光素子３と受光素子４にそれぞれ接続された複数本の外部接続用ハーネス１２をフレーム５の背面側にそれぞれ引き出している。
そして、この反射型フォトインタラプタ１は、発光素子３から照射して被検出体１５により反射された反射光を受光素子４で受光することにより、その被検出体１５の有無を検出する。
遮光壁２ａを有するケース２は、遮光性樹脂によって形成されており、遮光壁２ａは集光レンズ６，７間についても遮光している。
この反射型フォトインタラプタ１は、図２に示すようにケース２のＶ字状に形成された部分には、集光レンズ６，７にそれぞれ対応させて平滑な外面２ｄ，２ｅをＬ字状に形成している。
【０００７】
図１に示した反射型フォトインタラプタ１は、発光素子３から照射した光が集光レンズ６により集光されて前面側に照射される。したがって、図示のようにその光の照射方向前方に被検出体１５が存在する場合には、その被検出体１５による反射光が受光側の集光レンズ７により集光されて受光素子４に入射し、それが光電変換されてハーネス１２を通して出力される。この出力電気信号により、被検出体１５の有無が光学的に非接触で検出される。
この反射型フォトインタラプタ１は、前述したように複数の外部接続用ハーネス１２を、全てフレーム５の背面側に検出中心線ＣＬと略平行にそれぞれ引き出している。したがって、この反射型フォトインタラプタ１は、図２に示したように高さ（縦）Ｈ、横幅Ｗというケース２の外形分のスペースさえあれば、そこに集光レンズ６，７側から挿入してハーネスの配回しに苦慮することなしに、それを設置することができるので、省スペースでの設置が可能である。
【０００８】
それにより、画像形成装置における給紙装置の搬送ローラのローラ間といった可動部の近傍であっても、ハーネス１２の配回しを容易にレイアウトして設置することができるので、装置の高さ方向の省スペース化を実現することができる。
また、この反射型フォトインタラプタ１は、ハーネス１２が邪魔にならないため用紙等の被検出体に近づけて配置することができ、発光素子３から出力するパワーを少なくしても被検出体の検出が可能となる。それにより、発光素子３の出力パワーを少なくすれば、装置全体を省スペース化することにより小さくなった装置本体内の空間にこの反射型フォトインタラプタ１が設けられても、発光素子３から照射した光が装置本体内の壁部等に当たって反射して受光素子４が入力する不必要な反射光は殆どなくなるので、被検出体の誤検知を防止することができる。
【０００９】
図３は図１及び図２に示した反射型フォトインタラプタを備えたこの発明による給紙装置の一実施形態を示す概略図、図４は同じくその給紙装置の正面図、図５は同じくその給紙装置を備えたこの発明による画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図であり、図１及び図２と対応する部分には同一の符号を付してある。
図５に示す画像形成装置である複写機は、複写機本体４１内に設けている光学読取系４２により読み取った画像データを基にして、光書込系４３が作像系４４に設けている感光体ドラム４５上に潜像を形成し、その潜像を作像系４４の現像装置４６がトナーにより可視像としている。
複写機本体４１の下部右方には給紙装置２０が設けてあり、その給紙装置２０の給紙カセット４７から給紙した用紙Ｐは垂直搬送路２１を上方に搬送されて作像系４４に至り、そこで感光体ドラム４５上の可視像（トナー像）が転写される。
【００１０】
その可視像が転写された用紙Ｐは、定着装置４８に搬送されてそこで可視像が定着された後、排紙ローラ対４９により外部の排紙トレイ６５に排出される。また、両面画像形成時には、用紙Ｐは図示しない排紙分岐爪により反転搬送路６１から両面装置６２へ向けて搬送され、両面トレイ６３に一旦格納された後に進行方向が逆転されて、両面搬送路６４から再び作像系４４に送り込まれて裏面に画像が形成され、定着装置４８を通って排紙トレイ６５上に排出される。
なお、図５では図面を簡略化するため、給紙装置２０は１個のみを示したが、必要に応じて複数個の給紙装置を設けることも可能である。また、この給紙装置を有する画像形成装置は複写機に限るものではなく、ファクシミリ，プリンタ等にも何等支障なく適用することができる。
給紙装置２０は、図１及び図２で説明した反射型フォトインタラプタ１を備えており、用紙Ｐを垂直方向に搬送する垂直搬送路２１に、図３に示すようにその垂直搬送路２１をを挟んで水平方向に間隔を置いて配置された２本のシャフト３３，３４のうち、一方のシャフト３３に複数の駆動ローラ３１を、他方のシャフト３４にに複数の従動ローラ３２をそれぞれ間隔を置いて固定した搬送ローラ２２を配設している。
【００１１】
すなわち、その搬送ローラ２２は、図示しない駆動源から駆動力を受けて回転するゴムローラからなる複数の駆動ローラ３１と、その複数の駆動ローラ３１を間隔を置いて圧入により固定支持するシャフト３３と、駆動ローラ３１にバネ３５の付勢力によりそれぞれ圧接しながら従動回転する複数の従動ローラ３２と、その複数の従動ローラ３２を間隔を置いて圧入により固定支持するシャフト３４とによって構成されている。そして、その従動ローラ３２のシャフト３４は、軸受３６により回転自在に支持されている。
この給紙装置２０は、反射型フォトインタラプタ１を、図４に示すように搬送ローラ２２の駆動ローラ３１，３１間に、駆動ローラ３１と従動ローラ３２とが接するニップ部から用紙搬送方向（図３に矢印で示す方向）の下流側でシャフト３３の上部側近傍に、図３に示すように発光素子３から照射した光の光軸８が水平よりも下方に向くように配置して、その反射型フォトインタラプタ１により垂直搬送路２１を搬送される用紙Ｐを検知可能にしている。
【００１２】
この反射型フォトインタラプタ１は、図示しない本体制御装置とハーネス１２で接続されており、給紙装置の垂直搬送路２１を搬送される用紙Ｐの有無を検知することにより、用紙の搬送タイミングや用紙の不達、滞留を監視するのに使用される。
そして、この反射型フォトインタラプタ１は、前述したように外部接続用ハーネス１２をフレーム５の背面側に全て引き出しているので、図２に示した高さ（縦）Ｈと横幅Ｗというケース２の外形分のスペースさえあれば、そこに入れ込むことができる。
したがって、図３に示したように、給紙装置２０の可動する部分である搬送ローラ２２の駆動ローラ３１，３１間のシャフト３３の上部側近傍に設置し、発光素子３から照射した光の光軸８が水平よりも下方に向くように配置しても、ハーネス１２の配回しを容易にレイアウトすることができる。したがって、高さ方向に大きな設置スペースを必要としない分だけ給紙装置を高さ方向で小型化することができる。
また、搬送ローラ２２の部分では、搬送される用紙の負荷により微少ではあるが搬送スリップが生じ、それにより紙粉が落下したりすることがあるが、このように反射型フォトインタラプタ１を搬送ローラ２２の上側（用紙搬送方向の下流側）に配置することで、搬送ローラ２２の搬送スリップにより落下する紙粉が反射型フォトインタラプタ１に付着しないようにすることができる。
【００１３】
そして、その反射型フォトインタラプタ１の上側（用紙搬送方向の下流側）に、さらに別の搬送ローラが設けられている場合には、その搬送ローラから紙粉が落下してくることがあるが、そのような場合であっても反射型フォトインタラプタ１は発光素子３から照射した光の光軸８が水平よりも下方に向くように配置しているので、その落下した紙粉は集光レンズ６，７（図１，図２参照）のそれぞれ外側の面には堆積しにくい。
さらに、その発光素子３からの光軸８が水平よりも下方に向くようにしているので、用紙Ｐに対して光が当たる検出ポイントが搬送ローラ２２の駆動ローラ３１と従動ローラ３２とが接するニップ直後となるため、用紙Ｐを弛みや暴れのない安定した状態で検知することができる。したがって、高い検知精度が得られる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による給紙装置及び画像形成装置は、用紙を垂直方向に搬送する垂直搬送路に配設する反射型フォトインタラプタが、発光素子の光軸と受光素子の光軸との交点を通りフレームの面に垂直に交わる検出中心線と略平行に、発光素子と受光素子にそれぞれ接続された外部接続用ハーネスをフレームの背面側に引き出したので、外部接続用ハーネスがこの反射型フォトインタラプタのケースの外側に突出しないため、そのケースの外形分のスペースにこの反射型フォトインタラプタを入れ込むことができる。したがって、省スペースでの設置が可能であり、装置の高さ方向の省スペース化が図れる。
また、その反射型フォトインタラプタを搬送ローラのローラ間に、駆動ローラと従動ローラとが接するニップ部から用紙搬送方向の下流側で、そのシャフトの一方の上部側近傍に、発光素子から照射した光の光軸が水平よりも下方に向くように配置するので、搬送ローラの回転時に用紙から落下する紙粉等が反射型フォトインタラプタのカバー上に付着するのを防止することができる。
さらに、その反射型フォトインタラプタの上側に、さらに別の搬送ローラが設けられている場合であっても、その搬送ローラから紙粉が落下したとしても、反射型フォトインタラプタは発光素子から照射した光の光軸が水平よりも下方に向くように配置しているので、その落下した紙粉はカバー上には堆積しにくい。
また、発光素子からの光軸が水平よりも下方に向いていることで、用紙に対して光を照射する検出ポイントが搬送ローラのニップ直後となるため、用紙が弛んだり暴れたりしない最も安定した状態で用紙検知ができる。したがって、高い検知精度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に使用する反射型フォトインタラプタの一例を一部断面にして示す構成図である。
【図２】  同じくその反射型フォトインタラプタの外観斜視図である。
【図３】  図１及び図２に示した反射型フォトインタラプタを備えたこの発明による給紙装置の一実施形態を示す概略図である。
【図４】  同じくその給紙装置の正面図である。
【図５】  同じくその給紙装置を備えた画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図６】  従来の反射型フォトインタラプタの一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１：反射型フォトインタラプタ    ２：ケース
２ａ：遮光壁                    ３：発光素子
４：受光素子                    ５：フレーム
８，９：光軸              １２：外部接続用ハーネス
１５：被検出体                  ２０：給紙装置
２１：垂直搬送路                ２２：搬送ローラ
３１：駆動ローラ ３２：従動ローラ
３３，３４：シャフト
【図１】
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【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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