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シート積載装置及び画像形成装置 - キヤノン株式会社
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発明の名称 シート積載装置及び画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−11689
公開日 平成11年(1999)1月19日
出願番号 特願平9−173645
出願日 平成9年(1997)6月30日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】中川 周吉 (外1名)
発明者 佐藤 修
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 シートサイズに応じて移動可能な移動壁により異なるサイズのシートを積載収納可能なシート積載装置において、前記移動壁に複数のアクチュエータ部を設けると共に、該移動壁の複数のアクチュエータ部を各々検出する検出手段を設けて、該検出手段の検出信号の組み合わせによる前記移動壁の位置情報に基づいてシートサイズを検出するように構成したことを特徴とするシート積載装置。
【請求項2】 前記検出手段として、光の遮光/通光を識別する検知部を有する透過型フォトセンサを用いることを特徴とする請求項1に記載のシート積載装置。
【請求項3】 前記移動壁のアクチュエータ部は、移動壁の移動範囲内において前記検出手段の検知部を通過するリブ形状をしていることを特徴とする請求項2に記載のシート積載装置。
【請求項4】 前記リブ形状をしたアクチュエータ部は各々移動壁の移動方向に伸びており、その長さが各々異なることを特徴とする請求項3に記載のシート積載装置。
【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のシート積載装置と、前記シート積載装置よりシートを給送するための給送手段と、画像情報に応じて前記シートに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。
【請求項6】 前記シート積載装置において検出したシートサイズより小なる画像サイズをシート上に形成することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
【請求項7】 前記画像形成装置は、画像形成手段が信号に応じてインクを吐出して記録を行うインクジェット記録方式であることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の画像形成装置。
【請求項8】 前記画像形成装置は、画像形成手段がインク吐出用の熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
【請求項9】 前記画像形成装置は、画像形成手段が前記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより、インクに生ずる膜沸騰を利用して吐出口よりインクを吐出させることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機,プリンタ等の画像形成装置に適用されるシート積載装置に関し、特にシートサイズに応じて移動可能な移動壁により異なるサイズのシートを積載収納可能なシート積載装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、複写機,プリンタ等の画像形成装置には、可動サイドガイドを移動させて異なるサイズのシートを積載収納する積載手段を備え、該積載手段上のシートを一枚ずつ自動的且つ連続的に給送する自動給送装置が用いられている。また、可動サイドガイドの位置情報を検出して積載収納されたシートのサイズを検出する検出手段を装備していることも知られている。
【0003】上記従来の画像形成装置としては、図8に示すように、異なるサイズのシートを積載できる自動給送装置51と、インクジェット記録方式による画像記録部53が金属シャーシ53で結合されたものがある。
【0004】ここで、従来の自動給送装置51について詳細に説明する。自動給送装置51は、図8に示すようにサブトレイ54、給送ローラ55、分離爪56、可動サイドガイド57、ベース58、圧板59、圧板バネ60、分離板61等からなり、前記ベース58に各部品が取り付けられてユニットを形成している。シートPは、図9に示すように、ベース58の右側板の内側の基準面Eにセットされるようになっている。ベース58には、給送ローラ55のローラ部にほぼ対向する位置に圧板バネ60を設けるための凹部58a,58bが形成されている。
【0005】圧板59は両端上部の圧板軸59a,59bでベース58に結合されていて、圧板軸59a,59bを中心に回転可能となっている。圧板59の給送ローラの対向位置には、人工皮等の摩擦係数の比較的大きいものからなる分離パット78が設けられており、枚数が少なくなったときのシートの重送等を防止している。また、圧板59上を左右(図中矢印方向)にスライドできる可動サイドガイド57が取り付けられており、サイズの異なるシートPをシート基準面Eにセットできるようになっている。
【0006】図8に示すように、可動サイドガイド57のクリップ部57aがそのバネ性で圧板59のホルダー59cに圧接して挟み込むように取り付けられている。クリップ部57aの片側の面(圧板59側)には可動サイドガイド57のスライド方向に伸びるリブ形状をしたアクチュエータ部57bが1つ備えられている。
【0007】図10は圧板59の裏面側からの簡略図であり、電気基板79上の5つの光センサの位置、及び可動サイドガイド57のアクチュエータ部57bの寸法を示している。尚、アクチュエータ部57bの長手方向の長さは83.5mmであり、シートを突き当てる面Fからアクチュエータ部57bの端部F1までの距離は92.5mmである。
【0008】また、圧板59の裏面には、5つの透過型の光センサS1〜S5を実装した電気基板79が、その実装面が圧板59側になるように取り付けられている。透過型の光センサS1〜S5は発光部SSと受光部SCからなり、光路が遮られると信号「0」を発生させ、光路が遮られないと信号「1」を発生させる。図10に示すように、この5つの光センサS1〜S5は可動サイドガイド57のアクチュエータ部57bが光路を通過できるように、可動サイドガイド57のスライド方向に一列(一直線上)に配置されている。更にシート基準面Eから各光センサS5,S4,S3,S2,S1の光路中心まで距離Lは、それぞれ44.5mm、52.5mm、86.5mm、 114.5mm、 120.5mmである。従って、可動サイドガイド57をシート基準面Eから遠い側からスライドさせていくと、それぞれの光センサが発生する信号(「0」、「1」)が、可動サイドガイド57の位置によって変化する。
【0009】シート基準面Eから可動サイドガイド57のシートを突き当てる面Fまでの距離Kと、5つの光センサS1〜S5が発生する信号の相関表を図11に示す。図11において、光センサS1〜S5の信号の組み合わせが変化するのは距離Kが 213mm、 207mm、 179mm、 145mm、 137mmの時であり、この信号の組み合わせ名をそれぞれP、Q、R、S、T、Uとする。そうすると、一般に使用されている定型サイズであるLTR(幅: 216mm)、A4(幅: 210mm)、B5(幅: 182mm)、A5(幅: 148mm)、STMT(幅: 140mm)、ハガキ(幅: 100mm)は、それぞれ順に組み合わせ名P、Q、R、S、T、Uに該当する。
【0010】このように、光センサS1〜S5が発生する信号の組み合わせがわかると、定型サイズのシートに限定すればシートのサイズを認識することが可能になり、シートに形成しようとしていた画像サイズとシートサイズの大小を比較して、シート外での画像形成を未然に防止したり、シートサイズに合わせて画像を自動に拡大や縮小して形成することが可能になる。
【0011】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上記従来例は、可動サイドガイド57に設けた1つのアクチュエータ部57bを、該アクチュエータ部57bの伸びる方向に一列に配置された多数の光センサS1〜S5で検知することで、シートのサイズを認識する構成となっており、各光センサを独立にON/OFFする構成ではないので、多数のセンサが必要となり、部品点数が増加して製造コストが上昇するという問題があった。
【0012】そこで、本発明の目的は、部品点数を減少させて、低コスト化を促進することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、シートサイズに応じて移動可能な移動壁により異なるサイズのシートを積載収納可能なシート積載装置において、前記移動壁に複数のアクチュエータ部を設けると共に、該移動壁の複数のアクチュエータ部を各々検出する検出手段を設けて、該検出手段の検出信号の組み合わせによる前記移動壁の位置情報に基づいてシートサイズを検出するように構成したことを特徴とする。
【0014】上記構成によれば、シートサイズに応じて移動可能な移動壁の複数のアクチュエータ部と、該複数のアクチュエータ部を各々検出する検出手段を適切に配置することで、装置の部品点数を減少させて低コスト化を促進することが可能になる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るシート積載装置の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、画像形成装置としてのインクジェット記録方式を用いた記録装置を用いて説明する。図1及び図2は本シート積載装置の主要部の簡略図、図3はシート基準面から可動サイドガイドのシート突き当て面までの距離と光センサが発生する信号との関係を示す表図、図4はシートサイズ検出動作の一例を示す説明図、図5及び図6は記録装置の全体構成を示す主断面図、図7は透過型の光センサの説明図である。
【0016】先ず、図5及び図6を用いて記録装置の全体構成について説明する。画像形成装置としての記録装置は、図5及び図6に示すように、異なるサイズのシート(本実施形態では約 240mm以下の幅のシート)を積載できる自動給送装置1と、インクジェット記録方式による画像記録部2が金属シャーシ3で結合された構成となっている。尚、自動給送装置1は所定の角度(本実施形態では30°〜60°)をもって金属シャーシ3に取り付けられており、セットされたシートPは記録後、ほぼ水平に排出される構成となっている。
【0017】自動給送装置1は、サブトレイ4、給送ローラ5、分離爪6、可動サイドガイド7、ベース8、圧板9、圧板バネ10、分離板11等からなる。通常はリリースカム(不図示)が圧板9を図5に示す位置まで押し下げているので、シートPは給送ローラ5から離れている。
【0018】シートPがセットされた状態で、搬送ローラ12の駆動を給送ローラ5及びリリースカム(不図示)に伝達する。リリースカムが圧板9より離れると、圧板9が図6に示す位置まで上昇し、給送ローラ5とシートPが接する。そして、シートPが給送ローラ5の回転に伴いピックアップされ、分離爪6により一枚ずつ分離される。分離されたシートPは供給入口14へ送られる。給送ローラ5とリリースカムはシートPを搬送ローラ12とピンチローラ13のニップ部へ送り込むまで一回転し、再び圧板9を給送ローラ5に対してリリースした状態で搬送ローラ12からの駆動が切られ、図5に示す如き状態を保持する。
【0019】供給入口14は、PEセンサレバー17、PEセンサ18、下ガイド19等からなる。搬送部15は、搬送ローラ12、ピンチローラ13、ピンチローラガイド16、プラテン20等からなる。
【0020】PEセンサレバー17は、シートPの先端を検知し、該シートP上での記録位置を求めている。ピンチローラ13はピンチローラガイド16をピンチローラバネ(不図示)により付勢することで搬送ローラ12に押し付けられ、シートPの搬送力を生み出している。
【0021】給送ローラ5により送られたシートPは、搬送モータ(不図示)によりローラ対12,13が回転することによりプラテン20上を沿って進み、記録ヘッド21により所定の画像情報に基づいた記録を行うことができる。記録ヘッド21はインクタンク22と一体に構成され、交換が容易な構成となっている。
【0022】尚、本装置における画像形成手段としては、記録ヘッド21からインクを吐出して記録するインクジェット記録方式を用いている。即ち、この記録ヘッド21は微細な液体吐出口(オリフィス)、液路及びこの液路の一部に設けられるエネルギー作用部と、該作用部にある液体に作用させる液滴形成エネルギーを発生するエネルギー発生手段を備えている。
【0023】このようなエネルギーを発生するエネルギー発生手段としてはピエゾ素子等の電気機械変換体を用いた記録方法、レーザー等の電磁波を照射して発熱させ、該発熱による作用で液滴を吐出させるエネルギー発生手段を用いた記録方法、あるいは発熱抵抗体を有する発熱素子等の電気熱変換体によって液体を加熱して液体を吐出させるエネルギー発生手段を用いた記録方法等がある。
【0024】その中でも熱エネルギーによって液体を吐出させるインクジェット記録方法に用いられる記録ヘッドは、記録用の液滴を吐出して吐出用液滴を形成するための液体吐出口(オリフィス)を高密度に配列することができるために高解像度の記録をすることが可能である。その中でも電気熱変換体をエネルギー発生手段として用いた記録ヘッドは、コンパクト化も容易であり、高密度実装化が容易で、製造コストも安価なことから有利である。
【0025】尚、本実施形態ではインクの吐出構成として、記録信号に応じて電気熱変換体に通電し、その熱エネルギーによってインクに生ずる膜沸騰を利用してインクに生ずる気泡の成長、収縮により、インクを吐出口から吐出して記録を行うように構成している。
【0026】前記インクタンク22を一体に有する記録ヘッド21は、キャリッジ23に着脱自在に取り付けられている。このキャリッジ23は、ガイド軸24によってシートPの搬送方向と直交する方向に往復走査する。従って、記録ヘッド21がキャリッジ73と一体となって走査されることにより、プラテン20上に搬送されるシートP上に画像を形成する。
【0027】排出部には、排出ローラ25と、該排出ローラ25に搬送ローラ12の駆動を伝える伝達ローラ26と、排出を補助するための拍車27が設けられている。
【0028】また、搬送ローラ12等を駆動する搬送モータ(不図示)及びキャリッジ23を駆動するキャリッジモータ(不図示)は、ドライバ(不図示)より送られる信号に応じて、所定の角度だけ回転するステッピングモータを用いている。
【0029】給送ローラ5には、該給送ローラ5に取り付けられた給送ローラゴムの径よりも小さい半径でなるセンサ板(不図示)が設けられている。このセンサ板(不図示)は一部が切り欠かれており、給送ローラ5及びリリースカムが圧板9解除のイニシャル位置にある場合のみ、電気基板上に直接設けられたフォトインタラプタ等からなるローラセンサ(不図示)を遮光せずに透光状態とするように構成されている。このセンサ板の状態を検出することで、給送ローラ5の角度位置及び給送ローラ5に位相を合わせて連動されているリリースカムの角度位置を検出することができ、シートPの給送シーケンスにおける制御のタイミングを図ることができる。
【0030】次に本発明に係る自動給送装置1について詳細に説明する。自動給送装置1はベース8に各部品が取り付けられてユニットを形成している。図1に示す如くシートPは、ベース8の右側板の内側の基準面Eにセットされるようになっている。ベース8には、給送ローラ5のローラ部にほぼ対向する位置に圧板バネ10を設けるための凹部8a,8bが形成されている。
【0031】圧板9は両端上部の圧板軸9a,9bでベース8に結合されていて、圧板軸9a,9bを中心に回転可能となっている。圧板9の給送ローラ5の対向位置には、人工皮等の摩擦係数の比較的大きいものからなる分離パット28が設けられており、枚数が少なくなったときのシートの重送等を防止している。また、圧板9上を左右(図中矢印方向)にスライドできる可動サイドガイド7が取り付けられており、サイズの異なるシートPをシート基準面Eにセットできるようになっている。
【0032】また図5に示すように、可動サイドガイド7のクリップ部7aがそのバネ性で圧板9のホルダー9cに圧接して挟み込むように取り付けられている。尚、本実施形態では、可動サイドガイド7を左右に動かす摺動力は約 250〜1000gに設定されている。
【0033】前記クリップ部7aの片側の面(圧板9側)には、複数(本実施形態では3つ)のアクチュエータ部7b,7c,7dが備えられている。この3つのアクチュエータ部7b,7c,7dは、可動サイドガイド7のスライド方向と同じ方向に平行に伸びるリブ形状をしている。
【0034】図1は圧板9の裏面側からの簡略図であり、電気基板29上の3つの光センサS1,S2,S3の位置、及び可動サイドガイド7のアクチュエータ部7b,7c,7dの寸法を示している。このアクチュエータ部7b,7c,7dの長手方向の長さは、それぞれ異なる長さLb,Lc,Ldに設定されている。尚、本実施形態では、アクチュエータ部7b,7c,7dの長手方向の長さLb,Lc,Ldをそれぞれ68mm、70mm、83mmとし、シート突き当て面Fからアクチュエータ部7b,7c,7dの端部F1までの距離Lfを92.5mmとしている。
【0035】また、圧板9の裏面には、3つの透過型の光センサS1,S2,S3を実装した電気基板29が、その実装面が圧板9側になるように取り付けられている。この透過型の光センサS1,S2,S3は、図7(a)に示すように検知部が発光部SSと受光部SCからなり、光路が遮られているか否かを識別することが可能である。尚、本実施形態では、光路幅tを 0.4mm、高さhを 1.2mmとしており、幅方向(図中矢印方向)の識別精度は高さ方向より高くなっている。そして、図7(a)に示すように光路が遮られるとセンサは信号「0」を発生させ、図7(b)に示すように光路が遮られないと信号「1」を発生させる。
【0036】また、図2に示すように、3つの光センサS1,S2,S3は、可動サイドガイド7の各アクチュエータ部7b、7c、7dが各光センサS1,S2,S3の光路を通過できるように配置されている。尚、本実施形態では、シート基準面Eから各光センサS3,S2,S1の光路中心まで距離L1,L2,L3を、それぞれ86.5mm、 114.5mm、 120.5mmとしている。従って、可動サイドガイド7をシート基準面Eから遠い側からスライドさせていくと、それぞれの光センサS1,S2,S3が発生する信号(「0」か、「1」)が、可動サイドガイド7の位置によって変化する。
【0037】シート基準面Eから可動サイドガイド7のシート突き当て面Fまでの距離Kと、各光センサS1,S2,S3が発生する信号との関係を図3に示す。尚、ここでは、アクチュエータ部7b,7c,7dの長手方向の長さLb,Lc,Ldと、シート基準面Eから各光センサS3,S2,S1の光路中心まで距離L1,L2,L3を上記数値に設定した場合を例示している。図3において、各光センサS1,S2,S3の信号の組み合わせが変化するのは距離Kが 213mm、 207mm、179mm、 145mm、 137mmの時であり、この信号の組み合わせ名をそれぞれP、Q、R、S、T、Uとする。そうすると、一般に使用されている定型サイズであるLTR(幅: 216mm)、A4(幅: 210mm)、B5(幅: 182mm)、A5(幅:148mm)、STMT(幅: 140mm)、ハガキ(幅: 100mm)は、それぞれ順に組み合わせ名P、Q、R、S、T、Uに該当する。
【0038】例えば、B5サイズのシートをセットした場合の可動サイドガイド7と光センサS1,S2,S3とシート基準面Eとの相対位置がわかる図を、圧板9の裏面側からの簡略図として図4に示す。図4において、光センサS1,S2は、それぞれアクチュエータ部7b,7cで遮光されていて、信号「0」が得られる。一方、光センサS3にはアクチュエータ部7dが達せず通光していて、信号「1」が得られる。即ち、信号の組み合わせはRである(図3参照)。光センサS3が遮光されるには、距離Kが 179mmになる場合であり、B5サイズのシートより所定幅ΔL(本実施形態では3mm)だけ小さい幅のシートになって初めて光センサの発生信号の組み合わせはRからSに切り替わることがわかる。他の定型サイズに対しても同様であり、光センサの発生信号の組み合わせが切り替わる場合の距離Kは、定型サイズの幅より所定幅ΔL(本実施形態では3mm)だけ小さくなるように、基準面Eから光センサまでの距離と、シート突き当て面Fから端部F1までの距離の和で設定されている。尚、定型サイズの幅より小さくしているのは、シートの幅が規定値より公差の範囲内で小さい場合であっても、誤検知をしないようにするためであり、所定幅ΔLを3mmに設定したのは、シート幅の公差がおよそ±3mmであるためである。
【0039】ここでのアクチュエータ部は一様な高さをもつ連続したリブであるため、距離Kが大きい状態からスライドさせると、そのアクチュエータ部に対する光センサの発生する信号は「1」、「0」、「1」の順序に変化する。信号「1」、「0」の切り替わり位置は、1つの光センサに対して2つあり、3つの光センサでは計6つあることがわかる。それら6つの切り替わり位置が、互いに異なるので図3に示すように6つの領域(P〜U)を区別して認識することが可能になる。
【0040】以上述べたように、識別したいシートの幅に合わせて検出手段としての光センサと、移動壁である可動サイドガイドのアクチュエータ部を適宜配置することで、部品点数を減少させて低コスト化を促進しつつ、種々のシートのサイズを認識することが可能になる。更に、シートサイズを検知することが可能になると、シートに形成しようとしていた画像サイズとシートサイズの大小を比較して、シート外での画像形成を未然に防止でき、或いはシートサイズに合わせて画像を自動に拡大や縮小して形成することが可能になる。
【0041】尚、上述した実施形態では、検出手段として透過型の光センサを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば反射型センサ等の他の検出手段であっても良い。
【0042】また、上述した実施形態では、移動壁である可動サイドガイドに3つのアクチュエータ部を設け、該アクチュエータ部を各々検出する検出手段として3つの光センサを配置した構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アクチュエータ部の数、長さ、及びセンサの数、それらの配設位置は、識別したいシートのサイズに応じて適宜設ければ良い。
【0043】更に、上述した画像形成装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他に、画像読取装置等と組み合わせた複写機、更には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態をとるもの等であっても良い。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、シートサイズに応じて移動可能な移動壁の複数のアクチュエータ部と、該アクチュエータ部を各々検出する検出手段を、識別したいシートのサイズに合わせて適切に配置したので、装置の部品点数を減少させて低コスト化を促進することができる。




 

 


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