JP2003146447A - 給紙装置及び該装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録媒体に応じて給紙圧の変更を可能にし、
信頼性の高い給紙を可能とした給紙装置及び該装置を備
えた画像形成装置を提供する。 【解決手段】 記録媒体Ｐを収納可能な記録媒体収納部
６と、前記記録媒体Ｐを給送する給送ローラ３と、前記
記録媒体がセットされる圧板１と、該圧板１を介して前
記記録媒体Ｐを前記給送ローラ３に圧接する圧接手段２
とを備えた給紙装置であって、前記圧接手段２による前
記記録媒体Ｐの前記給送ローラ３に対する接触圧を可変
にする圧力可変手段９を備えた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ等の画像
形成手段に適される給紙装置及び該装置を備えた画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、特開平５−８８７０号公報に
開示されている従来の画像形成装置（プリンタ）用の給
紙装置を示している。同図に示すように、装置本体２０
に給紙ローラ３が回転自在に取り付けられており、ま
た、装置本体２０の開口部にはカセットユニット２１が
装着されている。カセットユニット２１のカセット桶６
内には圧板台７が取り付けられており、圧板台７に設け
られた圧板１がヒンジ部２４に回転自在に取り付けられ
ている。そして、圧板１に用紙Ｐをセットし、ばね２で
用紙Ｐを給送ローラ３の方向に押し付け、給送ローラ３
を回転することにより用紙Ｐに搬送力をあたえ、分離爪
４で用紙Ｐを分離して印字部２３へ搬送するようになっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の給紙装置では以下に示すような問題点があ
った。

【０００４】１．給紙時に給送ローラ３と記録媒体（用
紙）Ｐとが接する圧力、いわゆる給紙圧が高すぎると２
枚一緒に給紙してしまい、逆に給紙圧が低すぎると給紙
ができない。このような給紙圧の許容範囲が、紙種によ
って差があり、すべての紙種において適切な給紙圧に設
定するのが困難であった。

【０００５】２．給紙しにくい紙種に適した許容範囲で
給紙圧を設定すると、記録媒体表面に吸インク層を持
つ、いわゆるコート紙等に対しては、給紙圧が高すぎる
ため、表面のコート層が給紙ローラによってつぶされ、
印字品位が悪くなった。

【０００６】３．環境の変化に伴い、積層した記録媒体
間の摩擦抵抗力が増減し、あるいは記録媒体を一枚一枚
に分離して給紙するための分離部材と記録媒体との間の
摩擦力が増減するため、必要な給紙圧が変化する。この
ため、すべての環境において適切な給紙圧に設定するの
が困難であった。

【０００７】４．通算給紙枚数の増加に伴い給紙ローラ
表面が削れたり系時変化したりするので給紙に必要な給
紙圧が変化する。このため、装置本体の寿命を通して適
切な給紙圧に設定するのが困難であった。

【０００８】５．一般に給紙不良が発生した場合、自動
的に再給紙を行う、いわゆるリトライ動作が行われてい
る。しかしながら、給紙圧がそのままなので、何度も給
紙動作を繰り返す場合が多く、無駄な時間を要した。

【０００９】６．プリンタ本体で給紙不可能な記録媒体
を誤ってセットしてしまうと、リトライ動作のために、
何度も高い給紙圧でその記録媒体の表面を給送ローラで
こすることになるので、記録媒体表面に傷が付いてしま
い、その記録媒体が使用不可になってしまった。

【００１０】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、記録媒体に応じて給紙圧の変更を可能にし、信頼
性の高い給紙を可能とした給紙装置及び該装置を備えた
画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、記録媒体を収納可能な記録媒体収納部
と、前記記録媒体を給送する給送ローラと、前記記録媒
体がセットされる圧板と、該圧板を介して前記記録媒体
を前記給送ローラに圧接する圧接手段とを備えた給紙装
置であって、前記圧接手段による前記記録媒体の前記給
送ローラに対する接触圧を可変にする圧力可変手段を備
えたことを特徴とする。

【００１２】また、本発明は、前記圧力可変手段は、前
記記録媒体収納部の底部に移動自在に配置され、前記圧
板手段を支持するテーパ面を備えた圧調節レバーと、該
圧調節レバーの移動を制御する制御手段とを有すること
を特徴とする。

【００１３】また、本発明は、前記制御手段に前記記録
媒体の種類を指示する媒体指示手段の信号が入力され、
該媒体指示手段の指示情報に基づき前記圧力可変手段を
制御するようにしたことを特徴とする。

【００１４】また、本発明は、前記制御手段に、前記記
録媒体収納部の温湿度を検知する温室度センサの信号が
入力され、該温湿度センサの検知情報に基づき前記圧力
可変手段を制御するようにしたことを特徴とする。

【００１５】また、本発明は、前記制御手段に、前記給
送ローラが給紙した記録媒体の数を計数する計数信号が
入力され、該計数信号に基づき前記圧力可変手段を制御
するようにしたことを特徴とする。

【００１６】また、本発明は、前記制御手段は、前記給
紙装置の搬送方向に設けられたパスを前記記録媒体が通
過した際に信号を出力する検知手段の出力に応じて前記
圧力可変手段を制御するようにしたことを特徴とする。

【００１７】また、本発明は、前記記録媒体収納部は、
画像形成装置本体に対して着脱可能であり、前記記録媒
体収納部を前記画像形成装置本体から分離した際に、前
記圧接手段が前記テーパ面の最下部に位置して前記接触
圧を最小値にするようにロックすることを特徴とする。

【００１８】また、本発明は、前記給送ローラが、剛体
製の中心部と、該中心部より外径の大きい弾性部材とか
らなるものであることを特徴とする。

【００１９】また、本発明の画像形成装置は、上記いず
れかに記載の給紙装置と、画像形成手段とを備えたこと
を特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる給紙装置の
実施の形態を説明する。なお、図１４と同一機能又は同
一部材は同一符号で示している。

【００２１】図１は本発明の給紙装置の一実施の形態を
示す装置全体の断面図、図２はカセットユニット２１の
上面図、図３は図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図で
あるである。

【００２２】装置本体２０に断面略Ｄ字形の給紙ローラ
３が回転自在に取り付けられており、不図示のモータに
より駆動されるようになっている。また、装置本体２０
の開口部にはカセットユニット２１が着脱可能に装着さ
れている。カセットユニット２１から給紙・搬送されて
きた紙は装置本体内のパス２２を通って印字部２３に到
達するようになっている。

【００２３】カセット桶６内には圧板台７が取り付けら
れており、圧板台７に設けられたヒンジ部２４に用紙Ｐ
をセットする圧板１が回転自在に取り付けられている。
さらに、圧板台７にはサイドガイド１１と後端ガイド１
２が設けられており、圧板台７上のラッチ部７ａ及び７
ｂにより、任意の場所で固定できるようになっている。
このサイドガイド１１と後端ガイド１２によって用紙Ｐ
を給紙時の定位置にセットするようになっている。

【００２４】カセット桶６の給紙方向端部の用紙基準側
には、基準側分離爪４ａが設けられており、また、サイ
ドガイド１１の給紙方向の端部には非基準側分離爪４ｂ
が設けられている。用紙Ｐがないときは、後述のように
圧板１の下にばね２ａ，２ｂが設けられているので、そ
の付勢力により圧板１は分離爪４ａ及び４ｂに当接す
る。この構成により、どの用紙サイズでも分離爪４ａ及
び４ｂが用紙Ｐの給紙方向の両隅に当たるようになって
いる。

【００２５】圧板台７には、ガイド孔７ｃが形成されて
おり、このガイド孔７ｃにばね受け８が摺動自在に嵌め
こまれている。ばね受け８の下部には回転自在のコロ１
０が取り付けられている。前記カセット桶６の底部に
は、上面にテーパ面９ａ，９ｂを有する圧調節レバー９
が給紙方向と直交する方向に移動自在に配置されてい
る。前記コロ１０は圧調節レバー９のテーパ面９ａ、９
ｂに支えられ、この圧調節レバー９の移動に伴ってテー
パ面９ａ、９ｂに沿って上下動できるようになってい
る。

【００２６】圧板１とばね受け８の間に２個のばね２
ａ，２ｂが設けられており、圧板１を給送ローラ３の方
向に付勢している。また、ばね２ａ，２ｂａは、カセッ
ト単独の状態で、圧調節レバー９が後述のようにロック
されていない場合、ばね２ａ，２ｂの復元力によって圧
調節レバー９が、矢印２６と反対方向に押され、ストッ
パ１３に規制されて停止する。従って、カセット単独の
状態ではばね受け８は最下点まで下がっている。

【００２７】図１に示すように、圧調節レバー９の給紙
方向側の側部にはギヤ部９ｃが設けられ、このギヤ部９
ｃに装置本体２０内に設置された圧調節モータ５のピニ
オンギヤ部５ａが噛み合っている。この構成により、圧
力調節モータ５を回転すると圧調節レバー９が給紙方向
に対して直角方向に動き、ばね２による圧板１を付勢す
る力を調整できるようになっている。

【００２８】圧調節レバー９の給紙方向手前側には爪ラ
ック９ｄが形成されており、装置本体２０の底部の弾性
板２７に形成された爪２７ａがカセット桶６の孔部２８
を通って爪ラック９ｄに噛み合うことにより、圧調節レ
バー９の矢印２６と反対方向へのスライドをロックする
ようになっている。この爪２７ａと爪ラック９ｄとの噛
み合いはカセットユニット２１を装置本体２０から抜く
ことにより解除される。なお、装置本体２０内のセンサ
１６により、用紙Ｐの最上位の紙が分離爪４ａ、４ｂに
より分離され給紙できたかどうかが分かるようになって
いる。

【００２９】図４は、給送ローラ３の正面拡大図を示
す。複数の給送ローラ３はすべて回転軸４０に固定され
ている。この給送ローラ３は、中心部３０とその両側の
弾性部材３１からなる。両側の弾性部材３１は肉厚３ｍ
ｍ、硬度３５°のＥＰＤＭゴムで、中心部３０に比べ外
径が１ｍｍ大きく形成されている。また、中心部３０は
肉厚２ｍｍ、硬度２８°のＥＰＤＭゴムで、弾性部材３
１に比べ用紙Ｐに対する摩擦抵抗が高いことが好まし
い。ばね２が圧板１を付勢する力が小さいときは、弾性
部材３１により給送ローラ３の中心部３０は用紙Ｐに接
しないが、ばね２が圧板１を付勢する力がある値より大
きくなると、弾性部材３１の弾性で給送ローラ３の中心
部３０は用紙Ｐに接するようになっている。

【００３０】図５に示すように、給送ローラ３の形状
を、中心部３０及び弾性部材３１の端部にＲ形状２８，
２９をほどこすと用紙Ｐヘのダメージが軽減される。ま
た、弾性部材３１と中心部３０はＥＰＤＭゴム以外のゴ
ムやエラストマや発砲ウレタンゴムなど、撓んで用紙Ｐ
に対して搬送力を得られるものであれば代用可能であ
る。そして、摩擦係数が弾性部材３１よりも中心部３０
の方が高ければ、中心部３０と弾性部材３１が同じ材料
である必要はく、硬度に関しても弾性部材３１よりも中
心部３０の方を低くする必要はない。また、弾性部材３
１よりも中心部３０の方が摩擦係数が低い場合でも、中
心部３０が用紙Ｐに接することにより用紙Ｐと給紙ロー
ラ部３との接触範囲が広くなり、それにより搬送力が強
くなるので、弾性部材３１と中心部３０の材質や硬度は
限定されない。

【００３１】図６、図７及び図８は、給送ローラ３の変
形例である。

【００３２】図６に示す給送ローラ３は、中心部３０の
外径を小さくして、その外周に摩擦力の大きい別の素材
３３をコーティングした構成である。

【００３３】図７に示す給送ローラ３は、中心部３０が
板状金属からなり、外周にぎざぎざの凹凸部３５が形成
された形状でる。

【００３４】図８に示す給送ローラ３は、弾性部材３１
が軸４０に固定されたゴムローラで構成され、このゴム
ローラの弾性部材３１に挟まれるように剛体のコロロー
ラからなる中心部３０が軸４０に対して回転自在に取り
付けられた構成である。弾性部材（ゴムローラ）３１の
外径は中心部（コロローラ）３０の外径よりも１．５ｍ
ｍ程度大きく形成されており、ゴムローラ３１が用紙Ｐ
に接した状態でコロローラ３０が用紙Ｐの表面上で空回
転しても、コロローラ３０、及びゴムローラ３１が用紙
Ｐの表面に傷を付けない程度に調節されている。

【００３５】図９は、本実施の形態の給紙装置の制御回
路図である。同図において、用紙センサ１６は、用紙Ｐ
が１枚ずつ分離され給紙された際に、その先端及び後端
を検知するフォトインタラプタである。制御装置１７は
給紙及び印字プログラムが格納されており、さらに用紙
センサ１６からの出力を受けて圧調節モータ５を駆動す
るプログラムが格納されたＲＯＭを備えている。圧調節
モータ５は圧調節レバー９を動かすためのモータである
(図１参照)。

【００３６】次に、図１１のフローチャートを用いて動
作を説明する。

【００３７】電源ＯＮすると（ステップＳ１、以下、ス
テップの文字を省略）、記録信号が制御装置１７に送ら
れ（Ｓ２）、制御装置内のプログラムに従って給送ロー
ラ３が図１の矢印４５方向に回転する（Ｓ３）。このと
き、給送ローラ３の弾性部材３１の円弧面が用紙Ｐに当
接することにより、カセットユニット２１から装置本体
２０へ用紙Ｐの最上位の紙が給紙される。

【００３８】用紙が分離・給送されたとき、センサ１６
より出力がされなかった場合（Ｓ４）、分離された用紙
は印字され（Ｓ５）、排紙される（Ｓ６）。次ページの
印字がなければ（Ｓ７）、給紙は終了する（Ｓ８）。

【００３９】何らかの理由により用紙が分離・給送され
なかったとき、センサ１６から制御装置１７に信号が送
られる（Ｓ４）。その信号を受け、制御装置１７が圧調
節モータ５を所定量回転させ（Ｓ９）、圧調節レバー９
を図３の矢印２６方向に動かし（Ｓ１０）、この動作に
よりコロ１０が圧調節レバー９のテーパ面９ａ、９ｂを
登る。このとき、圧調節レバー９の爪ラック９ｄに本体
底部の爪２７ａに噛み合うことにより、圧調節レバー９
の位置は固定される。その結果、ばね受け８と圧板１と
の距離が縮まり、給送ローラ３から用紙Ｐへの付勢力が
強くなり、次回の用紙Ｐの給紙はし易くなる。

【００４０】ここで、再び給送ローラを回転させ（Ｓ
３）、再度給紙を試みる。用紙Ｐの給紙ができないうち
は、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ９、Ｓ１０の動作を繰り返
すことで給送ローラ３から用紙Ｐへの付勢力をさらに強
くして給紙を試みることができる。また、給送ローラ３
から用紙Ｐへの付勢力が所定の値を超えると給送ローラ
３の弾性部材３１が圧接されて潰れ、この結果、給送ロ
ーラ３の中心部３０が用紙Ｐに接することになる。弾性
部材３１よりも中心部３０の摩擦力を強くしておくと、
給送ローラ３と用紙Ｐとの接触面の増加と、中心部３０
の摩擦力の増加により、さらに用紙Ｐへの搬送力がアッ
プし、この動作により、それまで給紙、搬送できなかっ
た用紙が給紙、搬送できるようになる。給紙ができたあ
とは前述と同様にステップＳ４〜Ｓ８の動作をする。

【００４１】また、用紙Ｐを交換するためにカセットユ
ニット２１を装置本体２０から抜くと、爪２７ａが圧調
節レバー９の爪ラック９ｄからはずれ、ばね２の付勢力
により圧調節レバー９は矢印２６と反対方向に動かさ
れ、ばね受け８と圧板１との距離が最大に離れる位置に
戻され、給送ローラ３から用紙への付勢力は初期状態と
同様になる。このため、用紙交換後は必ず給送ローラ３
から用紙への付勢力が最も低い状態にあり、用紙表面が
給送ローラ３からの圧力で傷が付くのを防ぐことができ
る。

【００４２】図１２は、図１１に示した動作に加えて圧
調節レバーの移動量を判断するようにした動作のフロー
チャートである。

【００４３】ステップＳ１からＳ９までの動作は図１１
のフローチャートと同様で、用紙センサ１６の出力を制
御装置１７が受け取り、圧調節モータ５を所定量回転さ
せ（Ｓ９）、回転後、圧調節レバー９の移動量が最大値
に達しているかどうかを判断し（Ｓ１０）、最大値でな
ければ再度給紙を試みるため、給送ローラ３を回転させ
る（Ｓ３）。

【００４４】しかし、例えば用紙Ｐが仕様外で、圧調節
レバー９の移動量が最大値になっても記録媒体の給紙が
行われなかったとき、圧調節レバー９が最大値になった
ことを検知し（Ｓ１０）、エラー表示をする（Ｓｌ
ｌ）。

【００４５】この圧調節レバー９が最大値になる過程に
おいて、はじめのうちは給送ローラ３の中心部（コロロ
ーラ）３０が用紙Ｐに触れないので、付勢力が強くなる
にしたがい弾性部材（給送ローラゴム）３１から用紙Ｐ
への接触圧が上がり、用紙Ｐが給送ローラゴム３１に表
面を擦られる強さが増していく。しかし、最終的にはコ
ロローラ３０が用紙Ｐに触れることになり、その時点か
ら圧調節レバー９の移動量が最大値になるまで、給送ロ
ーラゴム３１が用紙Ｐの表面を擦る強さは変化しない。
このため、仕様外の用紙Ｐに傷が付くのを防ぐことがで
きる。

【００４６】図１０は、図９の制御回路に加えて、用紙
Ｐの種類を制御手段１７に指示する媒体指示手段１８
と、装置本体２０内の温湿度を計測する温湿度センサ５
０とを設けたものである。

【００４７】次に、図１３のフローチャートを用いて図
１０の制御回路の動作を説明する。

【００４８】電源ＯＮすると（Ｓ２１）、記録信号が制
御装置１７に送られ（Ｓ２２）、温湿度センサ５０から
装置本体が置かれている場所の温湿度情報が制御装置に
入力される（Ｓ２３）。ユーザーが媒体指示手段１８よ
りセットされている用紙の種類情報を制御装置に入力し
（Ｓ２４）、さらに、カウンタ１９から装置本体が給紙
した枚数の情報が制御装置に入力される（Ｓ２５）。

【００４９】制御装置１７に入力された温湿度情報、用
紙種類情報、給紙枚数情報に従って、圧調節モータ５が
回転され（Ｓ２６）、圧調節レバー９が条件に適した位
置に移動する（Ｓ２７）。

【００５０】これにより、様々な媒体使用条件や環境条
件に合わせた給紙圧で給紙することができ、給紙不良を
少なくすることができる。なお、ステップＳ２８〜Ｓ３
５は図１１のフローチャートのステップＳ３ないしＳ１
０と同様に動作する。

【００５１】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、本発明は、圧接手段による記録媒体の給送ローラに
対する接触圧を可変にする圧力可変手段を備えたので、
紙種、装置周りの温湿度、給紙枚数等、様々な記録媒体
使用条件や環境条件等の条件に応じて給紙圧を最適値に
設定することができ、これにより、長期間安定した給紙
性能を維持でき、また、給紙ができなかったときに給紙
圧を上げてリトライ動作をすることができるので、給紙
不良率を下げることができる。

【００５２】また、記録媒体収納部を画像形成装置本体
から分離した際に、圧接手段がテーパ面の最下部に位置
して接触圧を最小値にするようにしたので、例え給紙が
できなかったとしても接触圧が低いので用紙に傷が付く
ことがない。これにより、信頼性の高い給紙装置を実現
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である給紙装置を適用し
たプリンタの全体の縦断側面図である。

【図２】カセットユニットの上面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】給送ローラの正面拡大図である。

【図５】給送ローラの第１の変形例を示す正面拡大図で
ある。

【図６】給送ローラの第２の変形例を示す断面図であ
る。

【図７】給送ローラの第３の変形例を示す断面図であ
る。

【図８】給送ローラの第４の変形例を示す側面図であ
る。

【図９】給紙装置の制御回路図である。

【図１０】給紙装置の他の制御回路図である。

【図１１】本発明の給紙装置の動作を示すフローチャー
トである。

【図１２】本発明の給紙装置の動作を示すフローチャー
トである。

【図１３】本発明の給紙装置の動作を示すフローチャー
トである。

【図１４】従来の給紙装置を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１ 圧板 ２ 圧板ばね（圧接手段） ３ 給送ローラ ５ 圧調節モータ ６ カセット桶（記録媒体収納手段） ９ 圧調節レバー（圧力可変手段） ９ａ テーパ面 １６ 用紙センサ １７ 制御装置 １８ 媒体指示手段 １９ カウンタ ２０ 装置本体 ２２ パス ２１ カセットユニット ３０ 中心部 ３１ 弾性部材 ５０ 温湿度センサ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体を収納可能な記録媒体収納部
   と、前記記録媒体を給送する給送ローラと、前記記録媒
   体がセットされる圧板と、該圧板を介して前記記録媒体
   を前記給送ローラに圧接する圧接手段とを備えた給紙装
   置であって、 前記圧接手段による前記記録媒体の前記給送ローラに対
   する接触圧を可変にする圧力可変手段を備えたことを特
   徴とする給紙装置。
2. 【請求項２】 前記圧力可変手段は、前記記録媒体収納
   部の底部に移動自在に配置され、前記圧接手段を支持す
   るテーパ面を備えた圧調節レバーと、該圧調節レバーの
   移動を制御する制御手段とを有することを特徴とする請
   求項１記載の給紙装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段に前記記録媒体の種類を指
   示する媒体指示手段の信号が入力され、該媒体指示手段
   の指示情報に基づき前記圧力可変手段を制御するように
   したことを特徴とする請求項２記載の給紙装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段に、前記記録媒体収納部の
   温湿度を検知する温室度センサの信号が入力され、該温
   湿度センサの検知情報に基づき前記圧力可変手段を制御
   するようにしたことを特徴とする請求項２又は３記載の
   給紙装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段に、前記給送ローラが給紙
   した記録媒体の数を計数する計数信号が入力され、該計
   数信号に基づき前記圧力可変手段を制御するようにした
   ことを特徴とする請求項２、３又は４記載の給紙装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記給紙装置の搬送方
   向に設けられたパスを前記記録媒体が通過した際に信号
   を出力する検知手段の出力により前記圧力可変手段を制
   御するようにしたことを特徴とする請求項１ないし５の
   いずれかに記載の給紙装置。
7. 【請求項７】 前記記録媒体収納部は、画像形成装置本
   体に対して着脱可能であり、前記記録媒体収納部を前記
   画像形成装置本体から分離した際に、前記圧接手段が前
   記テーパ面の最下部に位置して前記接触圧を最小値にす
   るようにロックすることを特徴とする請求項１ないし６
   のいずれかに記載の給紙装置。
8. 【請求項８】 前記給送ローラが、剛体製の中心部と、
   該中心部より外径の大きい弾性部材とからなるものであ
   ることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載
   の給紙装置。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の給
   紙装置と、画像形成手段とを備えたことを特徴とする画
   像形成装置。