JP6501167B2 - シート材情報を検出する装置及び画像形成システム - Google Patents

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Description

本発明は、シート材情報を検出する置及び画像形成システムに関するものである。
従来、画像形成装置では、印刷物の高画質化のために、シート材の種類を自動的に判別し、判別されたシート材の種類に応じて画像形成条件を設定することが知られている。
特許文献1に記載の画像形成装置には、シート材搬送路で搬送されているシート材の情報を判別するシート材判別装置が画像形成装置の内部に設けられている。
このシート材判別装置は、シート材の情報を検出する情報検出手段である、発光素子と受光素子とを有する光学センサを備えている。そして、この光学センサの発光素子を発光させて、シート材搬送路で搬送されているシート材の表面に対して照射した光を受光素子で受光し、その受光した光の光量などの光学的情報からシート材の情報を検出する。
このようにして、光学センサが検出したシート材の情報に基づき、シート材の判別を行う判別手段である制御部によりシート材の判別を行い、シート材の種類に応じた画像形成条件を設定している。
しかしながら、搬送時にカールや波打ちなどの変形が引き起こされたシート材の変形箇所に、光学センサの発光素子から光を照射した場合には、変形の状態に応じて受光素子で受光される光の光学的情報が異なってしまう。そのため、正確なシート材情報が検出できずに、シート材の判別の精度が低下してしまうおそれがある。
一方、本願発明者らは、画像形成装置の内部ではなく画像形成装置の外部に設けるシート材判別装置の開発を行っている。
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、シート材の判別の精度が低下するのを抑制できるシート材判別装置、及び、そのシート材判別装置を備えた画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、開口部を有する筐体と、前記開口部のシート材が挿入される挿入口に挿入された前記シート材の挿入方向前方に設けられた端面と、前記開口部に挿入された前記シート材の表面に光源から光を照射し、前記シート材が反射または透過した光を受光器で受光して前記シート材の情報を検出するシート材情報検出センサと、前記シート材情報検出センサより前記端面の側に配置され、前記シート材の有無を検知する検知センサとを備え、前記検知センサが前記シート材を検知した後、当該シート材が前記端面から離れる方向の引き抜き方向へ移動している際に前記シート材情報検出センサで検出を行うことを特徴とするものである。
以上、本発明によれば、シート材の判別の精度が低下するのを抑制できるという優れた効果がある。
参考構成例1に係るシート材判別装置によるシート材判別制御の一例を示すフローチャート。 参考構成例1に係るシート材判別装置の一例を示す図。 (a)は開口部102にシート材Pを挿入したときのシート材判別装置の断面図、(b)開口部からシート材を抜き取るときのシート材判別装置の断面図。 光学センサ及び処理装置を説明するための図。 面発光レーザーアレイを説明するための図。 シート材への照射光の入射角を説明するための図。 受光器113,114の配置位置を説明するための図。 (a)表面正反射光を説明するための図、(b)表面拡散反射光を説明するための図、(c)内部反射光を説明するための図。 受光器113,114で受光される光を説明するための図。 偏光フィルタ116に入射する光を説明するための図。 受光器115,118の配置位置を説明するための図。 (a)開口部にシート材Pを挿入したときの実施形態に係るシート材判別装置の断面図、(b)開口部からシート材を抜き取るときの実施形態に係るシート材判別装置の断面図。 参考構成例2に係る画像形成システムの概略構成図。 画像形成装置について説明する図。 用紙後処理装置について説明する図。 参考構成例2に係るシート材判別装置の一例を示す図。 (a)シート材判別装置の開口部にシート材Pを挿入したときのシート材判別装置の断面図、(b)シート材判別装置の開口部からシート材を抜き取るときのシート材判別装置の断面図。 参考構成例2に係るシート材判別装置によるシート材判別制御の一例を示すフローチャート。
参考構成例1]
図2は参考構成例1に係るシート材判別装置の一例を示す図である。
シート材判別装置100は、外装ケース101の内側に、シート材Pの判別に用いる情報を検出するシート材情報検出センサ110やシート材Pの有無を検知するシート材検知センサ140や、シート材Pが載置されるシート材載置台120などを備えている。
なお、シート材情報検出センサ110とシート材検知センサ140とは後述する制御部600(図4参照)と接続されている。そして、シート材検知センサ140の検知結果に基づいて、制御部600から処理装置130(図4参照)を介して、シート材情報検出センサ110の光源111(図4参照)を発光させたり発光を停止させたりする制御が行われる。
また、外装ケース101の側壁には、シート材載置台120にシート材Pを載置可能なように、シート材Pを抜き差し可能な開口部102が設けられている。
シート材判別装置100の開口部102に対して、シート材Pは図中矢印B方向に挿入し、開口部102の端面103にシート材Pが接するか、端面103付近までシート材Pを差し込む。
この際、シート材Pは図中矢印B方向に対して、左右の端を手でつかみ、シート材Pにシワや折れといった変形がないことを確認しながら挿入することが望ましい。なお、シート材判別装置100の開口部102に対して、水平にシート材Pを挿入できる手段であれば、この手段に限らなくても問題ない。
シート材Pの種類の判別を行うときには、シート材Pにカールなどの変形がないのを作業者が確認しながら、作業者が手に持ったシート材Pを開口部102から外装ケース101内に挿入する。そして、シート材載置台120にシート材Pを載置してシート材情報検出センサ110によりシート材Pの情報を検出する。これにより、シート材Pの変形箇所をシート材情報検出センサ110で情報検出するのを抑えて、正確なシート材情報を検出しシート材Pの種類判別の精度が低下するのを抑制できる。
図3は、図2の図中矢印A方向から見たシート材判別装置100の断面図である。詳しくは、図3(a)はシート材判別装置100の開口部102にシート材Pを挿入したときの、シート材判別装置100の断面図である。図3(b)はシート材判別装置100の開口部102からシート材Pを抜き取るときの、シート材判別装置100の断面図である。
シート材判別装置100の外装ケース101の内側には、上部に開口部102へのシート材挿入方向(図中矢印C方向)で、シート材検知センサ140とシート材情報検出センサ110とが順に並んで設けられている。また、外装ケース101の内側の下部で、シート材情報検出センサ110及びシート材検知センサ140と隙間をあけて対向する位置にシート材載置台120が設置されている。
さらに、シート材載置台120のシート材情報検出センサ110に対する反対側には、バネ等の付勢部材150が設置されており、シート材載置台120は付勢部材150によって図中矢印方向、すなわちシート材情報検出センサ110側に付勢されている。
シート材情報検出センサ110は、一例として図4に示されるように、光源111、コリメートレンズ112、受光器113,114,115,118,120、偏光フィルタ116,117、及び、これらが収納される暗箱119A,119Bなどを有している。
暗箱119A,119Bは、金属製の箱部材、例えば、アルミニウム製の箱部材であり、外乱光及び迷光の影響を低減するため、表面に黒アルマイト処理が施されている。
光源111は、複数の発光部を有している。各発光部は、垂直共振器型の面発光レーザー(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:VCSEL)である。すなわち、光源111は、面発光レーザーアレイ(VCSELアレイ)を含んでいる。ここでは、一例として図に示されるように、9個の発光部が2次元配列されている。
光源111は、シート材Pに対してS偏光の直線偏光が照射されるように配置されている。また、光源111からの光のシート材Pへの入射角θ(図6参照)は、80[°]である。この光源111は、処理装置130によって、発光及び消灯される。
コリメートレンズ112は、光源111から射出された光の光路上に配置され、該光を略平行光とする。コリメートレンズ112を介した光は、暗箱119Aに設けられている開口部を通過してシート材Pを照明する。なお、以下では、シート材Pの表面における照明領域の中心を「照明中心」と略述する。また、コリメートレンズ112を介した光を「照射光」ともいう。
ところで、光が媒質の境界面に入射するとき、入射光線と入射点に立てた境界面の法線とを含む面は「入射面」と呼ばれている。そこで、入射光が複数の光線からなる場合は、光線毎に入射面が存在することとなるが、ここでは、便宜上、照明中心に入射する光線の入射面を、記録紙における入射面ということとする。すなわち、照明中心を含みXZ面に平行な面が記録紙における入射面である。
なお、参考構成例1では、シート材Pへの入射光だけでなく反射光に対してもS偏光及びP偏光という表現を用いるが、これは説明をわかりやすくするために、シート材Pへの入射光の偏光方向を基準とした表現である。そして、入射面内において入射光(ここでは、S偏光)と同一の偏光方向をS偏光、それに直交する偏光方向をP偏光と呼ぶこととする。
偏光フィルタ116は、照明中心の+Z側に配置されている。この偏光フィルタ116は、P偏光を透過させ、S偏光を遮光する偏光フィルタである。なお、偏光フィルタ116に代えて、同等の機能を有する偏光ビームスプリッタを用いても良い。
受光器114は、偏光フィルタ116の+Z側に配置され、偏光フィルタ116を透過した光を受光する。ここでは、図7に示されるように、照明中心と偏光フィルタ116の中心と受光器114の中心とを結ぶ線L1と、シート材Pの表面とのなす角度ψ1は90[°]である。
受光器113は、X軸方向に関して、照明中心の+X側に配置されている。そして、図7に示されるように、照明中心と受光器113の中心とを結ぶ線L2と、シート材Pの表面とのなす角度ψ2は170[°]である。
光源111の中心と、照明中心と、偏光フィルタ116の中心と、各受光器の中心は、ほぼ同一平面上に存在する。
ところで、記録紙を照明したときの記録紙から反射光は、記録紙の表面で反射された反射光と、記録紙の内部で反射された反射光とに分けて考えることができる。また、記録紙の表面で反射された反射光は、正反射された反射光と拡散反射された反射光とに分けて考えることができる。
以下では、便宜上、記録紙の表面で正反射された反射光を「表面正反射光」、拡散反射された反射光を「表面拡散反射光」ともいう(図8(a)及び図8(b)参照)。
記録紙の表面は、平面部と斜面部とで構成され、その割合で記録紙表面の平滑性が決定される。平面部で反射された光は表面正反射光となり、斜面部で反射された光は表面拡散反射光となる。表面拡散反射光は、完全に散乱反射された反射光であり、その反射方向は等方性があるとみなせる。そして、平滑性が高くなるほど表面正反射光の光量が増加する。
一方、記録紙の内部からの反射光は、該記録紙が一般の印刷用紙である場合、その内部の繊維中で多重散乱するため拡散反射光のみとなる。以下では、便宜上、記録紙の内部からの反射光を「内部反射光」ともいう(図8(c)参照)。この内部反射光も、表面拡散反射光と同様に、完全に散乱反射された反射光であり、その反射方向は等方性があるとみなせる。
受光器に向かう表面正反射光及び表面拡散反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向と同じである。ところで、記録紙の表面で偏光方向が回転するには、入射光がその入射方向に対して該回転の向きに傾斜した面で反射されなくてはならない。ここでは、光源の中心と照明中心と各受光器の中心とが同一平面上にあるため、記録紙の表面で偏光方向が回転した反射光は、いずれの受光器の方向にも反射されない。
一方、内部反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向に対して回転している。これは、記録紙の内部に侵入した光は、繊維中を透過し、多重散乱される間に旋光し、偏光方向が回転するためと考えられる。
偏光フィルタ116には、表面拡散反射光と内部反射光とが混在する反射光が入射する(図9参照)。
表面拡散反射光は入射光と同じS偏光であるため、偏光フィルタ116で遮光される。一方、内部反射光はS偏光とP偏光とが混在しているため、P偏光成分が偏光フィルタ116を透過する。すなわち、内部反射光に含まれるP偏光成分が受光器114で受光される(図10参照)。
なお、以下では、便宜上、内部反射光に含まれるP偏光成分を「P偏光内部反射光」ともいう。また、内部反射光に含まれるS偏光成分を「S偏光内部反射光」ともいう。
P偏光内部反射光の光量は、記録紙の厚みや密度に相関を持つことが発明者らによって確認されている。これは、P偏光内部反射光の光量が、記録紙の繊維中を通過する際の経路長に依存するためである。
受光器113には、表面正反射光と表面拡散反射光と内部反射光とが混在する反射光が入射する。この受光位置では、表面正反射光の光量に比べて表面拡散反射光及び内部反射光の光量は非常に小さいので、受光器113の受光光量は、表面正反射光の光量であるとみなすことができる(図9参照)。
受光器115は、表面拡散反射光及び内部反射光を受光する位置に配置されている。例えば、図11に示す照明中心と受光器115の中心とを結ぶ線L3と、シート材Pの表面とのなす角度ψ3は120[°]である。光源111の中心と、照明中心と、偏光フィルタ116の中心と、各受光器の中心は、ほぼ同一平面上に存在する。
偏光フィルタ117は、表面拡散反射光及び内部反射光の光路上に配置されている。この偏光フィルタ117は、P偏光を透過させ、S偏光を遮光する偏光フィルタである。受光器118は、偏光フィルタ117を透過した光の光路上に配置されている。そこで、受光器118は、内部反射光に含まれるP偏光成分を受光する。
例えば、図11に示す照明中心と偏光フィルタ117の中心と受光器118の中心とを結ぶ線L4と、シート材Pの表面とのなす角度ψ4は150[°]である。光源111の中心と、照明中心と、偏光フィルタ116の中心と、偏光フィルタ117の中心と、各受光器の中心は、ほぼ同一平面上に存在する。
受光器160は、光源111からシート材Pに照射された光のうち、シート材Pを透過する透過光を受光する位置に配置されている。
各受光器は、それぞれ受光光量に対応する電気信号(電流信号)を処理装置130に出力する。
図4に戻り、処理装置130は、光源駆動回路131、電流電圧変換回路132、AD変換回路133などを有しており、暗箱119Aに固定されている。
光源駆動回路131は、制御部600の指示に応じて、光源駆動信号を光源111に出力する。
電流電圧変換回路132は、各受光器からの電流信号を電圧信号に変換する。AD変換回路133は、電流電圧変換回路135を介したアナログ信号をデジタル信号に変換し、制御部600に出力する。
参考構成例1のように、反射光を受光する受光器113,114,115,118からの情報に加え、透過光を受光する受光器160からの情報も含めることで、より高精度なシート材Pの判別が可能になる。
図1は、参考構成例1に係るシート材判別装置100によるシート材判別制御の一例を示すフローチャートであり、図1及び図3を用いてシート材判別制御について説明する。
まず、図3(a)に示すように、シート材判別装置100の開口部102の端面103に向かってシート材Pを図中矢印C方向に挿入する(図1のS1)。そして、シート材検知センサ140によりシート材Pが検知されたら(図1のS2でYES)、シート材情報検出センサ110の発光を開始する(図1のS3)。
そして、さらに端面103に向かって挿入されたシート材Pに対し、シート材情報検出センサ110によって1回目の判別(図中(1))を行う。シート材Pが開口部102の端面103に到達した後、シート材Pを抜き取るときには、図3(b)に示すようにシート材Pが図中矢印D方向に向かって進行するが、その際、シート材情報検出センサ110によって2回目の判別(図中(2))を行う。これにより、1回目の検知による検知点とは異なる場所で、再度シート材Pの判別が行われる。
このように、参考構成例1では、シート材判別装置100の開口部102内でシート材Pをスライドさせて複数回シート材の情報を取得し、制御部600でシート材Pの判別を行う(図1のS4)。
そして、開口部102からシート材Pが抜き取られ、シート材検知センサ140によってシート材Pが検知されなくなったら、シート材情報検出センサ110の発光を停止する。または、シート材情報検出センサ110によって2回目の判別が終わったら(図1のS5でYES)、シート材情報検出センサ110の発光を停止する(図1のS6)。
以上のように、シート材Pの複数箇所のシート材情報に基づいて、制御部600によりシート材Pの判別を行うことで、判別結果の平均化や中央値を取ることが可能となり、測定誤差(ノイズ)等を抑えた精度の良いシート材Pの判別を行うことができる。
また、参考構成例1のシート材判別装置100では、シート材情報検出センサ110によってシート材Pの情報検出を行うときにだけ、シート材情報検出センサ110を発光させる。これにより、シート材情報検出センサ110を常時発光させる場合よりも、シート材情報検出センサ110の寿命を延ばしたり、装置の無駄なエネルギー消費を抑えたりすることができる。
また、シート材検知センサ140によりシート材Pが有ることを検知したら、制御部によりシート材情報検出センサ110を発光させる。これにより、シート材判別装置100の開口部102へのシート材Pの挿入動作で、作業者の手間無くシート材情報検出センサ110の発光を開始させることができる。
また、シート材検知センサ140によりシート材Pが無いことを検知したら、制御部によりシート材情報検出センサ110の発光を停止させる。これにより、シート材判別装置100の開口部102からシート材Pを抜き取る動作で、作業者の手間無くシート材情報検出センサ110の発光を停止させることができる。
また、図3に示すように、付勢部材150によって、シート材載置台120をシート材情報検出センサ110側へ付勢することで、シート材情報検出センサ110の検出面とシート材Pとを密接または接近させることができる。これにより、シート材Pの変形や外光の進入等、外乱を抑えた精度の良い判別を行うことができる。
また、図3においては、開口部102を挟んでシート材情報検出センサ110が上側でシート材載置台120が下側に配置されており、シート材情報検出センサ110の下方にシート材載置台120が配置する構成である。しかしながら、シート材情報検出センサ110の検出面とシート材Pとの距離や接触が確保できる姿勢であれば、シート材情報検出センサ110とシート材載置台120との位置関係は、上下左右問わない関係でも問題ない。
ただし、シート材載置台120の上方にシート材情報検出センサ110を配置することで、シート材Pが付着物を運びいれたり、シート材P自身から発生する塵等のシート材情報検出センサ110への付着や進入を抑えたりすることが可能になる。そのため、シート材情報検出センサ110とシート材載置台120との位置関係は、図3に示すような関係であることが望ましい。
また、シート材情報検出センサ110とシート材Pとの間に圧力等の制約を必要せず、検出動作によるシート材Pの変形や操作力強さも必要としないため、容易にシート材Pの面情報を得ることができる。
なお、以上の構成に関わるシート材情報検出センサ110は、シート材Pの面情報を取得できる機能を有していれば詳細を問わない。
また、シート材情報検出センサ110の光源111としては、LED等が考えられるが、VCSEL素子を用いた面発光レーザー等を用いれば、より鮮明にシート材Pの面情報を検出できるため、より精度の高い検出結果を得ることができる。
さらに、光源より照射された光のうち、シート材Pにおいて正反射された光を受光する正反射光受光器と、シート材Pにおいて拡散反射された光を受光する拡散反射光受光器とを少なくとも含むシート材情報検出センサを用いるのが良い。(例えば、特開2012−208103号公報に記載のセンサなど採用することができる。)これにより、シート材Pに対する、反射光の拡散分子を複数の異なる角度に設置させたセンサで検出できるので、正反射のみの情報よりも、さらに精度の高い検出結果を得ることができる。
実施形態
図12(a)は、開口部102にシート材Pを挿入したときの、実施形態に係るシート材判別装置100の断面図である。図12(b)は、開口部102からシート材Pを抜き取るときの、実施形態に係るシート材判別装置100の断面図である。
実施形態のシート材判別装置100においては、開口部102へのシート材挿入方向(図中矢印C方向)で、シート材情報検出センサ110とシート材検知センサ140とが順に並んで設けられている。すなわち、シート材情報検出センサ110とシート材検知センサ140とのシート材挿入方向における位置関係が、図3に示したシート材判別装置100とは逆になっており、シート材検知センサ140がシート材情報検出センサ110よりも奥に位置している。
なお、本実施形態のシート材判別装置100のその他の構成は、参考構成例1のシート材判別装置100の構成と同じため、その説明は省略する。
次に、本実施形態のシート材判別装置100におけるシート材判別制御について説明する。
まず、図12(a)に示すように、シート材判別装置100の開口部102の端面103に向かってシート材Pをシート材挿入方向(図中矢印C方向)に挿入し、シート材Pが端面103に到達したら、シート材検知センサ140によりシート材Pが検知される。
そして、シート材検知センサ140によりシート材Pが検知されたら、シート材情報検出センサ110の発光を開始し、シート材情報検出センサ110によって1回目の判別(図中(1))を行う。
シート材Pが開口部102の端面103に到達した後、シート材Pを抜き取るときには、図12(b)に示すように、シート材Pをシート材抜き取り方向(図中矢印D方向)に向かって進行させる。その際、シート材情報検出センサ110によって2回目の判別(図中(2))を行う。
これにより、1回目の検知による検知点とは異なる場所で、再度シート材の判別が行われる。すなわち、シート材判別装置100の開口部102内でシート材Pをスライドさせて複数回シート材の情報を取得して、シート材Pの判別を行うことができる。
そして、開口部102からシート材Pが抜き取られ、シート材情報検出センサ110による2回目の判別が終わったら、シート材情報検出センサ110の発光を停止する。
実施形態のように、シート材検知センサ140がシート材情報検出センサ110よりも奥に位置しているので、シート材検知センサ140によりシート材Pが検知されたときには、シート材情報検出センサ110と対向する位置にシート材Pが到達している。
このため、開口部102へのシート材Pを挿入しときに、シート材情報検出センサ110と対向する位置にシート材Pが到達した状態で、シート材情報検出センサ110の発光を開始させることができる。
これにより、図3に示したシート材判別装置100のように、シート材情報検出センサ110を発光させてからシート材情報検出センサ110と対向する位置にシート材Pが到達する構成よりも、発光させてから検出までの時間を短縮することができる。よって、その分、シート材情報検出センサ110の発光時間を短くできるので、シート材情報検出センサ110の寿命をより延ばしたり、装置の無駄なエネルギー消費をより抑えたりすることができる。
参考構成例2]
図13は、参考構成例2に係る画像形成システムの概略構成図である。
図13に示すように、画像形成システム1は、画像形成装置2と、用紙処理装置としての用紙後処理装置3とを備えている。
画像形成装置2と用紙後処理装置3とは、相互に通信可能に接続されている。画像形成システム1では、画像形成装置2が用紙に画像を形成した後、用紙後処理装置3が画像形成装置2から用紙を受け入れ、受け入れた用紙に各種の後処理を施す。
各種の後処理は、例えば、端部綴じ処理、中折り処理等である。中折り処理は、中綴じ処理を含む。このような各種の後処理を行う用紙後処理装置3は、動作モードとして、排出モードと、端部綴じモードと、中折りモードと、を有している。
図14は、画像形成装置2について説明する図である。
画像形成装置本体400は、画像形成部の下部に、記録媒体であるシートを収納する給送カセットが配置されている。給送カセットに収納されたシートは、それぞれ、給送ローラ414a,414bによって給送された後、所定の搬送路に沿って上方へ搬送され、レジストローラ対413へ到達する。
画像形成部は、像担持体としての感光体ドラム401と、帯電装置402と、露光装置410と、現像装置404と、転写装置405と、クリーニング装置406とを備えている。
帯電装置402は、感光体ドラム401の表面を一様に帯電する帯電手段である。露光装置410は、画像読取装置300で読み取った画像情報に基づいて感光体ドラム401上に静電潜像を形成する潜像形成手段である。現像装置404は、感光体ドラム401上の静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像手段である。転写装置405は、感光体ドラム401上のトナー画像をシートに転写する転写手段である。クリーニング装置406は、転写後の感光体ドラム401上に残留したトナーを除去するクリーニング手段である。
また、画像形成部のシート搬送方向下流側には、トナー画像をシートに定着する定着手段としての定着装置407が配置されている。
露光装置410は、図示しない制御部の制御の下で画像情報に基づくレーザー光を発射するレーザーユニット411と、レーザーユニット411からのレーザー光を感光体ドラム401の回転軸方向(主走査方向)に走査するポリゴンミラー412を具備する。
また、画像読取装置300の上部には、自動原稿搬送装置500が接続されている。この自動原稿搬送装置500は、原稿テーブル501、原稿分離給送ローラ502、搬送ベルト503、原稿排紙トレイ504を具備している。
原稿テーブル501に原稿がセットされて読み取り開始指示を受けると、自動原稿搬送装置500では、原稿テーブル501上の原稿が原稿分離給送ローラ502により1枚ずつ送り出される。そして、その原稿は搬送ベルト503によりプラテンガラス309上に案内され、一時停止する。
そして、プラテンガラス309上に一時停止した原稿は、画像読取装置300によりその画像情報が読み取られる。その後、搬送ベルト503が原稿の搬送を再開し、その原稿は原稿排紙トレイ504に排出される。
次に、画像読取動作と画像形成動作について説明する。
自動原稿搬送装置500によりプラテンガラス309上に原稿が搬送されるか、ユーザーによりプラテンガラス309上に原稿が載置されて、図示しない操作パネルにコピー開始操作がなされると、第一走行体303上の光源301が発光する。また、これとともに、第一走行体303及び第二走行体306を、不図示のガイドレールに沿って移動させる。
そして、プラテンガラス309上の原稿に光源301からの光が照射され、その反射光が、第一走行体303上のミラー302、第二走行体306上のミラー304,305、レンズ307に案内されて、CCD308で受光される。これにより、CCD308は原稿の画像情報を読み取り、その画像情報は図示しないA/D変換回路によってアナログデータからデジタルデータに変換される。この画像情報は、図示しない情報出力部から画像形成装置本体400の制御部へ送られる。
一方、画像形成装置本体400は、感光体ドラム401の駆動を開始し、感光体ドラム401が所定速度で回転したら、帯電装置402により感光体ドラム401の表面を一様に帯電させる。そして、この帯電した感光体ドラム401の表面に、画像読取装置で読み取った画像情報に基づいた静電潜像が露光装置410により形成する。
その後、感光体ドラム401の表面上の静電潜像は、現像装置404により現像されてトナー画像となる。また、給送カセットに収納されたシートは、給送ローラ414a,414bによって給送され、レジストローラ対413で一時停止させる。
そして、感光体ドラム401の表面に形成されたトナー画像の先端部分が転写装置405と対向する転写部に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ対413により転写部に送り込まれる。転写部をシートが通過する際、転写電界の作用によって感光体ドラム401の表面に形成されたトナー像がシート材P上に転写される。
その後、トナー像を載せたシートは、定着装置407に搬送され、定着装置407により定着処理を受けた後、後段の用紙後処理装置3に排出される。なお、転写部においてシートに転写されることなく感光体ドラム401の表面に残留した転写残トナーは、クリーニング装置406により除去される。
図15は、用紙後処理装置3について説明する図である。
用紙後処理装置3には、画像形成装置2から排出された用紙を受け入れて当該用紙を第一排紙トレイ10に排出するための第一搬送経路Pt1が設けられている。また、第一搬送経路Pt1から分岐して用紙束に端部綴じ処理等を施すための第二搬送経路Pt2と、第二搬送経路Pt2と接続していて用紙束に中綴じ中折り処理を施すための第三搬送経路Pt3とが設けられている。
第一搬送経路Pt1、第二搬送経路Pt2及び第三搬送経路Pt3は、例えばガイド部材(図示せず)等によって形成されている。
第一搬送経路Pt1には、入口ローラ11、搬送ローラ12、搬送ローラ13及び排紙ローラ14が、第一搬送経路Pt1の用紙搬送方向上流部から下流部に向けて順に配置されている。
入口ローラ11、搬送ローラ12、搬送ローラ13及び排紙ローラ14は、駆動源であるモータによって回転駆動されて用紙を搬送する。
入口ローラ11の用紙搬送方向上流側には、入口センサ15が配置されている。入口センサ15は、用紙が用紙後処理装置3内へ搬入されたことを検知する。
搬送ローラ12の用紙搬送方向下流側には、分岐爪17が配置されている。分岐爪17は、回動してその位置を切替えすることにより、第一搬送経路Pt1における分岐爪17の用紙搬送方向下流側の部分と、第二搬送経路Pt2とのいずれか一方へ、用紙を選択的に案内する。分岐爪17は、例えばモータやソレノイドなどで駆動される。
排出モードでは、画像形成装置2から第一搬送経路Pt1に搬入された用紙は、入口ローラ11、搬送ローラ12、搬送ローラ13及び排紙ローラ14によって搬送されて、第一排紙トレイ10に排出される。
一方、端部綴じモード及び中折りモードでは、第一搬送経路Pt1に搬入された用紙は、入口ローラ11及び搬送ローラ12によって搬送され、分岐爪17で進行方向を変えられて第二搬送経路Pt2へ搬送される。
第二搬送経路Pt2には、搬送ローラ20、搬送ローラ21及び搬送ローラ22と、用紙積載トレイ23と、第一用紙揃え部24と、端部綴じ処理部(第一綴じ処理部)25とが配置されている。
搬送ローラ20、搬送ローラ21及び搬送ローラ22は、モータによって駆動されて用紙を搬送する。第一用紙揃え部24は、モータによって駆動される。
また、用紙積載トレイ23の用紙搬送方向下流側には、分岐爪26及び分岐爪27が配置されている。分岐爪26及び分岐爪27は、回動してその位置を切替えすることにより、用紙を、第一搬送経路Pt1における分岐爪17の用紙搬送方向下流側の部分と、第三搬送経路Pt3とのいずれか一方へ、用紙を選択的に案内する。分岐爪26及び分岐爪27は、例えばモータやソレノイドなどによって駆動される。
端部綴じモードでは、順次、用紙積載トレイ23上に積載される。これにより、複数の用紙が積層された用紙束が形成される。この際、用紙は、その後端が用紙積載トレイ23に設けられた不図示の第一可動基準フェンスに当接し、用紙搬送方向位置が揃えられるとともに、第一用紙揃え部24によって幅方向位置が揃えられる。
ここで、用紙積載トレイ23、第一用紙揃え部24及び第一可動基準フェンスは、複数の用紙を重ねて用紙束とする束化部としての第一束化部28を構成している。また、第一束化部28は、第一用紙揃え部24を駆動するモータや、第一可動基準フェンスを駆動するモータも含む。
端部が綴じられた用紙束は、第一可動基準フェンスによって第一搬送経路Pt1に搬送され、その後、搬送ローラ13及び排紙ローラ14によって搬送されて第一排紙トレイ10に排出される。
ここで、排紙ローラ14は、端部綴じ処理部25によって綴じられた用紙束を排出する排紙部の一例である。一方、中折りモードでは、第二搬送経路Pt2に搬送された用紙は、搬送ローラ20、搬送ローラ21、搬送ローラ22及び第一可動基準フェンスによって、第三搬送経路Pt3へ搬送される。
第三搬送経路Pt3には、搬送ローラ31及び搬送ローラ32と、中綴じ折り部33とが配置されている。
搬送ローラ31及び搬送ローラ32は、モータで駆動されて用紙を搬送する。中綴じ折り部33は、中折り部34と、中綴じ処理部(第二綴じ処理部)35と、第二束化部36と、を有している。
第三搬送経路Pt3に搬送された用紙は、搬送ローラ31及び搬送ローラ32によって、順次、第二束化部36に積載される。これにより、複数の用紙が積層された用紙束が形成される。つまり、第二束化部36は、入口ローラ11、搬送ローラ12、搬送ローラ20、搬送ローラ21、搬送ローラ22、搬送ローラ31及び搬送ローラ32から成る搬送部51によって搬送された複数の用紙を重ねて用紙束とする。
この際、用紙は、その前端が第二可動基準フェンス37に当接し、用紙搬送方向位置が揃えられるとともに、不図示の第二用紙揃え部によって幅方向位置が揃えられる。
そして、用紙束は中綴じ処理部35により、用紙搬送方向の中央部近傍が中綴じされる。中綴じされた用紙束は、第二可動基準フェンス37によって中折り位置まで戻される。第二可動基準フェンス37は、モータによって駆動される。
中折り位置に位置した用紙束は、中折り部34によって、用紙搬送方向の中央部で中折りされる。中折り部34では、中折り位置にある用紙束の用紙搬送方向中央部と対向する折りブレード38が、図15の右から左へ移動して、用紙束の用紙搬送方向中央部を折り曲げながら、下押圧ローラ39と上押圧ローラ40との間に押し込む。折りブレード38は、モータによって駆動される。
そして、折り曲げられた用紙束は、下押圧ローラ39と上押圧ローラ40とによって上下から押圧される。下押圧ローラ39及び上押圧ローラ40は、モータによって駆動される。
このようにして折り曲げられた用紙束は、下押圧ローラ39及び上押圧ローラ40と、排紙ローラ41とよって、第二排紙トレイ42上に排紙される。
図16は、参考構成例2に係るシート材判別装置100の一例を示す図である。なお、参考構成例2に係るシート材判別装置100の基本的な構成は、参考構成例1に係るシート材判別装置100の構成と同様のため、その説明は省略する。
参考構成例2のシート材判別装置100は、画像形成装置2と通信ケーブル60によって接続されており、シート材判別装置100と画像形成装置2との間で通信可能になっている。
画像形成装置2と通信ケーブル60により接続されたシート材判別装置100の開口部102に対して、シート材Pは矢印Bの方向に挿入し、基本的には開口部の端面103に接するか、またはその付近までシート材を差し込む。
この際、シート材Pは図中矢印B方向に対して、左右の端を手でつかみ、シート材Pにシワや折れといった変形がないことを確認しながら挿入することが望ましい。しかしながら、シート材判別装置100の開口部102に対して、水平にシート材を挿入できる手段であれば、この手段に限らなくても問題ない。
図17は、図16の図中矢印A方向から見たシート材判別装置100の断面図である。詳しくは、図17(a)はシート材判別装置100の開口部102にシート材Pを挿入したときのシート材判別装置100の断面図である。図17(b)はシート材判別装置100の開口部102からシート材Pを抜き取るときのシート材判別装置100の断面図である。
図18は、参考構成例2に係るシート材判別装置100によるシート材判別制御の一例を示すフローチャートであり、図17及び図18を用いてシート材判別制御について説明する。
まず、画像形成装置2に設けられた操作パネル200により、シート材判別装置100に対してシート材Pの判別動作開始を指示する(図18のS1)。これにより、シート材判別装置100の処理装置130によってシート材情報検出センサ110の発光が開始される(図18のS2)。その後、図17(a)に示すように、開口部102の端面103に向かってシート材Pを図中矢印C方向に挿入する(図18のS3)。
そして、開口部102の端面103に向かって挿入されたシート材Pに対し、シート材情報検出センサ110によって1回目の判別(図中(1))を行う。シート材Pが開口部102の端面103に到達した後、シート材Pを抜き取るときには、図17(b)に示すようにシート材Pが図中矢印D方向に向かって進行するが、その際、シート材情報検出センサ110によって2回目の判別(図中(2))を行う。これにより、1回目の検知による検知点とは異なる場所で、再度シート材の判別が行われる。
このように、参考構成例2では、シート材判別装置100の開口部102内でシート材Pをスライドさせて複数回シート材の情報を取得し、制御部600によりシート材Pの判別を行う(図18のS4)。
そして、開口部102からシート材Pが抜き取られるときに、シート材検知センサ140によってシート材Pが検知されなくなったら(図18のS5でYES)、処理装置130によりシート材情報検出センサ110の発光を停止する(図18のS6)。
また、シート材判別装置100によるシート材Pの判別結果に基づいて、画像形成装置2に設けられた操作パネル200の表示部に用紙銘柄候補を表示し(図18のS7)、一例の制御を終了する。そして、用紙銘柄候補に挙がったシート材Pの種類に応じた画像形成条件を設定し、画像形成を行う。
参考構成例2のシート材判別装置100でも、シート材情報検出センサ110によってシート材Pの情報検出を行うときにだけ、シート材情報検出センサ110を発光させる。これにより、シート材情報検出センサ110を常時発光させる場合よりも、シート材情報検出センサ110の寿命を延ばしたり、装置の無駄なエネルギー消費を抑えたりすることができる。
なお、参考構成例2の画像形成システム1で用いられる画像形成装置2としては、デジタルコピー機や、プリンタや、オフセット印刷機などの周知の種々の画像形成装置を用いることができる。
また、画像形成装置2に設けられるシート材判別装置100としては、実施形態に係るシート材判別装置100を用いても良い。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
シート材Pなどのシート材が載置されるシート材載置台120などのシート材載置部と、シート材載置部に隙間をあけて対向して設けられ、シート材載置部に載置されたシート材の表面に光源111などの発光手段を発光させて照射した光を受光器113などの受光手段で受光してシート材の情報を検出するシート材情報検出センサ110などの情報検出手段と、情報検出手段が検出したシート材の情報に基づいてシート材の判別を行う制御部600などの判別手段とを備えたシート材判別装置100などのシート材判別装置であって、発光手段を発光させたり発光を停止させたりする処理装置130などの発光制御手段を有しており、発光を停止させた発光手段を、情報検出手段によってシート材の情報検出する直前に、発光制御手段により発光させる。
(態様A)においては、画像形成装置の外部に設けられたシート材判別装置によってシート材の判別を行う際に、発光制御手段により発光を停止させていた発光手段を、情報検出手段によってシート材の情報検出する直前に発光制御手段により発光させる。これにより、発光制御手段によって情報検出手段の発光を制御せずに発光手段を常時発光させておく場合よりも、発光手段の寿命を延ばすことができる。
(態様B)
(態様A)において、シート材の有無を検知するシート材検知センサ140などのシート材有無検知手段を有しており、シート材有無検知手段によりシート材が有ることを検知したら、発光制御手段により発光手段を発光させる。これによれば、上記実施形態について説明したように、シート材判別装置に対するシート材の挿入動作で、作業者の手間無く発光手段の発光を開始させることができる。
(態様C)
(態様A)または(態様B)において、シート材の有無を検知するシート材検知センサ140などのシート材有無検知手段によりシート材が無いことを検知したら、発光制御手段により発光手段の発光を停止させる。これによれば、上記実施形態について説明したように、シート材判別装置に対するシート材の抜き取り動作で、作業者の手間無く発光手段の発光を停止させることができる。
(態様D)
(態様A)または(態様B)において、情報検出手段によるシート材の検出が完了したら、発光制御手段により発光手段の発光を停止する。これによれば、上記実施形態について説明したように、シート材判別装置に対するシート材の抜き取り動作で、作業者の手間無く発光手段の発光を停止させることができる。
(態様E)
(態様A)、(態様B)、(態様C)または(態様D)において、発光手段からレーザー光を照射する。これによれば、上記実施形態について説明したように、より鮮明にシート材の面情報を検出できるため、より精度の高い検出結果を得ることができる。
(態様F)
(態様A)、(態様B)、(態様C)、(態様D)または(態様E)において、情報検出手段は受光手段を複数有しており、発光手段より照射された光のうち、シート材において正反射された光を受光する正反射光受光手段と、発光手段より照射された光のうち、シート材において拡散反射された光を受光する拡散反射光受光手段とを少なくとも含む。これによれば、上記実施形態について説明したように、シート材Pに対する、反射光の拡散分子を複数の異なる角度に設置させたセンサで検出できるので、正反射のみの情報よりも、さらに精度の高い検出結果を得ることができる。
(態様G)
(態様A)、(態様B)、(態様C)、(態様D)、(態様F)または(態様G)において、画像形成装置と通信可能な通信ケーブル60などの通信手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、シート材判別装置で判別したシート材の種類に関する情報を通信手段により画像形成装置に送って、画像形成条件を設定することが可能となる。
(態様H)
シート材に画像を形成する画像形成手段と、シート材の情報を検出しシート材の判別を行うシート材判別装置とを備えた画像形成装置において、シート材判別装置として、(態様A)、(態様B)、(態様C)、(態様D)、(態様E)、(態様F)または(態様G)のシート材判別装置を画像形成装置外部に設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、シート材の情報を取得するための光学センサの寿命が短くなるのを抑えつつ、シート材の判別の精度が低下するのを抑制し、シート材の種類に応じた適切な画像形成条件で画像形成を行うことができる。
(態様I)
(態様H)において、発光制御手段に対して発光手段を発光させる指示を出す操作パネルなどの指示手段を、画像形成装置本体に設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、指示手段を作業者が操作して、情報検出手段によるシート材の情報検出を行うときに、発光手段の発光を開始させることが可能となる。
1 画像形成システム
2 画像形成装置
3 用紙後処理装置
10 第一排紙トレイ
11 入口ローラ
12 搬送ローラ
13 搬送ローラ
14 排紙ローラ
15 入口センサ
17 分岐爪
20 搬送ローラ
21 搬送ローラ
22 搬送ローラ
23 用紙積載トレイ
24 第一用紙揃え部
25 端部綴じ処理部
26 分岐爪
27 分岐爪
28 第一束化部
31 搬送ローラ
32 搬送ローラ
33 中綴じ折り部
34 中折り部
35 中綴じ処理部
36 第二束化部
37 第二可動基準フェンス
38 折りブレード
39 下押圧ローラ
40 上押圧ローラ
41 排紙ローラ
42 第二排紙トレイ
51 搬送部
60 通信ケーブル
100 シート材判別装置
101 外装ケース
102 開口部
103 端面
110 シート材情報検出センサ
111 光源
112 コリメートレンズ
113 受光器
114 受光器
115 受光器
116 偏光フィルタ
117 偏光フィルタ
118 受光器
119A 暗箱
119B 暗箱
120 シート材載置台
130 処理装置
131 光源駆動回路
132 電流電圧変換回路
133 変換回路
135 電流電圧変換回路
140 シート材検知センサ
150 付勢部材
160 受光器
200 操作パネル
300 画像読取装置
301 光源
302 ミラー
303 第一走行体
304 ミラー
305 ミラー
306 第二走行体
307 レンズ
309 プラテンガラス
400 画像形成装置本体
401 感光体ドラム
402 帯電装置
404 現像装置
405 転写装置
406 クリーニング装置
407 定着装置
410 露光装置
411 レーザーユニット
412 ポリゴンミラー
413 レジストローラ対
414a 給送ローラ
414b 給送ローラ
500 自動原稿搬送装置
501 原稿テーブル
502 原稿分離給送ローラ
503 搬送ベルト
504 原稿排紙トレイ
600 制御部
特開2007−233186号公報

Claims (10)

  1. 開口部を有する筐体と、
    前記開口部のシート材が挿入される挿入口に挿入された前記シート材の挿入方向前方に設けられた端面と、
    前記開口部に挿入された前記シート材の表面に光源から光を照射し、前記シート材が反射または透過した光を受光器で受光して前記シート材の情報を検出するシート材情報検出センサと、
    前記シート材情報検出センサより前記端面の側に配置され、前記シート材の有無を検知する検知センサとを備え、
    前記検知センサが前記シート材を検知した後、当該シート材が前記端面から離れる方向の引き抜き方向へ移動している際に前記シート材情報検出センサで検出を行うことを特徴とするシート材情報を検出する装置。
  2. 請求項1のシート材情報を検出する装置において、
    前記シート材情報検出センサは、複数回の検出を行うことを特徴とするシート材情報を検出する装置。
  3. 請求項1または2のシート材情報を検出する装置において、
    前記検知センサが前記シート材を検知すると光源を点灯する発光制御部を備え、
    前記シート材情報検出センサは、前記開口部に挿入された前記シート材の表面に前記光源から光を照射し、前記シート材が反射または透過した光を受光器で受光して前記シート材の情報を検出することを特徴とするシート材情報を検出する装置。
  4. 請求項3のシート材情報を検出する装置において、
    前記シート材情報検出センサは、前記光源の発光後に複数回の検出を行い、
    前記複数回の検出において、前記シート材の異なる箇所を検出することを特徴とするシート材情報を検出する装置。
  5. 請求項3または4のシート材情報を検出する装置において、
    前記発光制御部は、前記シート材情報検出センサによる前記シート材の検出が完了すると前記光源の発光を停止することを特徴とするシート材情報を検出する装置。
  6. 請求項3乃至5の何れか一項に記載のシート材情報を検出する装置において、
    前記光源は、レーザー光を照射することを特徴とするシート材情報を検出する装置。
  7. 請求項3乃至6の何れか一項に記載のシート材情報を検出する装置において、
    前記シート材情報検出センサは前記受光器を複数有しており、
    前記光源より照射された光のうち、前記シート材において正反射された光を受光する前記受光器と、
    前記光源より照射された光のうち、前記シート材において拡散反射された光を受光する前記受光器とを少なくとも含むことを特徴とするシート材情報を検出する装置。
  8. 請求項3乃至6の何れか一項に記載のシート材情報を検出する装置において、
    前記シート材情報検出センサは前記受光器を複数有しており、
    複数の前記受光器のうち、前記シート材において反射された光のうち所定の偏光成分を受光する前記受光器を少なくとも含むことを特徴とするシート材情報を検出する装置。
  9. シート材に画像を形成する画像形成手段と、
    前記シート材の情報を検出する前記シート材情報を検出する装置と、を備えた画像形成システムにおいて、
    前記シート材情報を検出する装置として、請求項1乃至8の何れか一項に記載のシート材情報を検出する装置を備えることを特徴とする画像形成システム。
  10. 請求項9の画像形成システムにおいて、
    前記シート材情報検出センサの検出結果に基づいて、前記画像形成手段の画像形成条件を変更することを特徴とする画像形成システム。
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