JP2003237986A

JP2003237986A - 給紙装置及びそれを備えた画像形成装置

Info

Publication number: JP2003237986A
Application number: JP2002037253A
Authority: JP
Inventors: Tamiya Akimoto; 民也秋本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2003-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】紙無しになる直前に底板上に数枚残った用紙
を直接検出して、無駄な画像を作像しなくて済むように
する。【解決手段】底板５の下部に、その底板５上に積載さ
れた用紙Ｐの最下位の用紙Ｐｅｎとその上の積載下位側
に位置する数枚の用紙のみを反給紙方向に逆送する戻し
ローラ７を設け、その戻しローラ７により逆送された最
下位の用紙Ｐｅｎを含む積載下位側の数枚の用紙Ｐを受
け入れる受入口８ａを設けたエンドフェンス８と、受入
口８ａ内に送り込まれた用紙Ｐを検知するセンサ９と、
そのセンサ９が用紙を検知したときに用紙のニアエンド
検知を判断する用紙ニアエンド判断手段として機能する
制御装置５０とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、底板上に積載し
た用紙の最上位の用紙を呼び出しローラにより給紙する
給紙装置及びそれを備えた複写機，ファクシミリ装置，
プリンタ，印刷機等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙類等の搬送媒体を搬送した際
に、その搬送された媒体が１枚であるか、複数枚である
かを検知する装置が、例えば特開２０００−３４０３７
号公報に記載されている。この装置は、それぞれ対をな
す可視光発光素子と可視光受光素子、及び赤外発光素子
と赤外受光素子を設けると共に、その可視光受光素子が
受光した光の強度に応じて第１の信号を出力する可視光
受光回路と、赤外発光素子が受光した光の強度に応じて
第２の信号を出力する赤外受光回路を設け、上記第１の
信号と第２の信号を入力して演算した演算値が搬送媒体
の重ね合わせを示す閾値以下の場合に搬送された搬送媒
体が１枚であると判断し、閾値を越えていれば搬送媒体
が複数枚搬送されたと枚数識別回路が判断するようにし
ている。しかしながら、この搬送された搬送媒体を検知
する装置は、搬送された搬送媒体が１枚であるか、複数
枚であるかを検知する装置であるため、搬送前の収納状
態にある搬送媒体の枚数を検知することはできなかっ
た。また、従来の複写機やプリンタ等の画像形成装置の
給紙装置には、トレイ内に積載されている用紙の残量を
検知できるようにしたものもある。その残量検知は、例
えば画像形成装置を製造する上での生産性と、コスト面
を考慮して、トレイ内の底板上に積載した用紙を上昇さ
せて呼び出しローラに近づける上昇駆動部の付近に遮光
用のフィラー等を用紙の減少に伴って移動するように設
け、底板上の用紙が所定の量まで減ったときに上記フィ
ラーがセンサの検知部を遮光することにより、用紙が所
定の残量になったことを検知するものであり、それを操
作部上の表示部に表示したりしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の用紙の残量検知は、トレイ内に積載された用
紙を直接検知するものではなかったので、検出する残紙
枚数は正確なものではなかった。すなわち、その残量検
知に係る各部品の加工精度や組付け精度によって、用紙
の残量を検知するタイミングにバラツキが生じた。ま
た、積載されている用紙の紙厚が厚い紙であるか薄い紙
であるかによっても、数十枚の差が生じてしまうという
ことがあった。このように、従来の用紙の残量検知は、
おおよその残量枚数を知るものであって、底板上に積載
された用紙の残量枚数を正確に検知するものではなかっ
たので、この残量検知により紙無し直前となる数枚（ニ
アエンド）の用紙残量を検知しようとしても、それはで
きなかった。一方、近年ではモノクロ画像からフルカラ
ー画像化への移行が進み、そのカラー画像を形成可能な
カラー画像形成装置も、画質の向上と生産性の面から作
像部にて像担持体となる中間転写ベルト上に黒(Ｂ)，シ
アン(Ｃ)，マゼンタ(Ｍ)，イエロー(Ｙ)の４色の画像を
重ね合わすようにした電子写真式作像方式が主力になっ
てきている。

【０００４】このような４色の画像を像担持体上に重ね
合わす作像方式では、装置全体の小型化を図るため、図
７に示すように一画像目(一色目の黒画像)の先端、すな
わち転写位置Ｐｃから４色重ね画像を用紙に転写する転
写位置Ｐｏまでの作像長Ｌに対して、トレイが多段に配
設された給紙系６２の最上段のトレイの積載用紙先端か
ら転写位置Ｐｏまでの搬送長Ｌ_１が短くなっているもの
がある。この場合、作像する画像は、最上段から給紙さ
れる用紙に画像を転写可能にするために作像長Ｌを考慮
して、給紙に先がけて画像形成動作を開始させる必要が
ある。そのため、その最上段を選択したときにはトレイ
内に用紙が無くなっているにも関わらず、既に作像系で
は画像の形成を開始しているということが起きてしまう
ようになる。したがって、この場合には紙無しを検知し
た時点で画像の大半ができてしまっているということに
なる。このようになると、用紙に転写できなかった余分
な画像は、中間転写ベルトをクリーニングするクリーニ
ング装置により全て消去するようになるので、全く非生
産的な動作を行ってしまうことになると共に、トナーの
無駄使いにもなる。また、余分な画像をクリーニングす
ることにより大量のトナーを回収するようになるので、
クリーニング装置への負荷も増大するようになる。さら
に、その回収したトナーは、異なる色の混合トナーとな
るため再利用ができないので、不要な廃棄物を作り出し
てしまうということにもなる。この発明は、上記の問題
点に鑑みてなされたものであり、紙無しになる直前に底
板上に数枚残った残紙枚数（ニアエンド）を直接検出す
ることができ、それにより無駄な画像を作像しなくて済
むようにすることを目的とする。

【０００５】

【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、用紙を積載する底板と、その底板上に積
載された用紙の最上位の用紙に接離可能に設けられて用
紙に接触状態でその用紙を給紙する呼び出しローラとを
備えた給紙装置において、上記底板の下部にその底板上
に積載された用紙の最下位の用紙の下面に接触した状態
でその用紙とその上の積載下位側に位置する数枚の用紙
のみを反給紙方向に逆送可能な搬送力を付与した戻しロ
ーラと、上記底板上に積載された用紙の後端位置を規制
すると共に上記戻しローラにより逆送された最下位の用
紙を含む積載下位側の数枚の用紙を受け入れる受入口を
設けたエンドフェンスと、上記逆送により上記受入口内
に送り込まれた用紙を検知する逆送用紙検知手段と、上
記呼び出しローラが最上位の用紙から離れているときに
上記戻しローラを逆送側に駆動させ、上記逆送用紙検知
手段が用紙を検知したときには用紙のニアエンド検知を
判断する用紙ニアエンド判断手段とを設けたものであ
る。

【０００６】上記給紙装置において、呼び出しローラが
用紙を送る力をＦ_１、上側に位置する用紙がその下側に
位置する用紙に対して現状の位置を維持しようとする積
載枚数に応じて変化する力をＦ_２ｍａｘ〜Ｆ_２ｍｉｎ、
戻しローラが用紙を逆送方向に逆送しようとする力をＦ
_３、底板上の用紙が底板に対して現状の位置を維持しよ
うとする積載枚数に応じて変化する力をＦ_４ｍａｘ〜Ｆ
_４ｍｉｎとしたときに、次の関係が成り立つようにする
とよい。Ｆ_１＞Ｆ_２ｍａｘ≧Ｆ_４ｍａｘ＞Ｆ_３＞Ｆ_２ｍ
ｉｎ≧Ｆ_４ｍｉｎまた、上記いずれかの給紙装置におい
て、呼び出しローラにより用紙を給紙する給紙段を複数
設けると共に、その各給紙段に底板上に積載された用紙
の残量が予め設定した少数枚の残量少になったときにそ
れを検知する残量検知をそれぞれ設け、

【０００７】上記用紙ニアエンド判断手段は、通常は前
記戻しローラの駆動を停止させておき、選択されている
給紙段の前記呼び出しローラによる給紙動作中に上記残
量検知が用紙残量少を検知しているかを判断し、そのと
き用紙残量少を検知しているときのみ戻しローラの逆送
駆動を行なって、他の選択されていない給紙段の上記残
量検知が用紙残量少を検知していても他の給紙段の戻し
ローラは停止状態のままに制御する手段であるようにす
るとよい。さらに、上記戻しローラによる用紙の逆送開
始タイミングは、呼び出しローラが用紙に当接してその
用紙を所定量搬送してその用紙から離れた後のタイミン
グとし、上記戻しローラの逆送駆動は呼び出しローラの
回転駆動が切れるまでの間に行なうようにするとよい。
また、上記用紙ニアエンド判断手段は、戻しローラによ
る用紙の逆送が完了した後に用紙のニアエンド検知の判
断をする手段であるようにするとよい。さらに、上記い
ずれかの給紙装置を備えた画像形成装置も提供する。

【０００８】

【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はこの発明による給紙装置
の一実施形態例を示す概略構成図、図２は同じくその給
紙装置を備えたカラーの画像形成装置の一例を示す全体
構成図である。図２に示すカラーの画像形成装置は、装
置本体１の下部に給紙系２を、その上方に作像系３をそ
れぞれ配置している。そして、その給紙系２には、多段
（この例では４段）に給紙装置４をそれぞれ配設し、そ
の選択された給紙段の給紙装置４のトレイ１０内に載置
されている最上位の用紙Ｐを１枚ずつ作像系３に向けて
給紙するようにしている。その作像系３には、ブラッ
ク、マゼンタ、シアン、イエローの各色に対応した画像
を形成するためのドラム状の感光体４１Ｂ，４１Ｍ，４
１Ｃ，４１Ｙをそれぞれ間隔を置いて回転可能に配設
し、その各感光体に接触しながら矢示Ａ方向に回動可能
に中間転写ベルト４５を設けている。その中間転写ベル
ト４５は、複数のローラ間に張装されて回動する。

【０００９】この作像系３の上方には、感光体４１Ｂ，
４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｙの表面にブラック、マゼンタ、
シアン、イエローの各色に対応した画像をそれぞれ書き
込んで、そこに静電潜像を形成する図示しない画像書込
系を設けている。作像系３の各感光体４１Ｂ，４１Ｍ，
４１Ｃ，４１Ｙの回りには、それぞれ感光体の表面を帯
電処理する帯電装置（図２では図示を省略している）
と、各感光体の表面に形成された静電潜像を各色のトナ
ーで可視像化する現像装置４３Ｂ，４３Ｍ，４３Ｃ，４
３Ｙと、その各感光体上のトナー像（可視像）を中間転
写ベルト４５に転写した後に各感光体上に残った残留ト
ナーを除去回収する各クリーニング装置４４をそれぞれ
設けている。その中間転写ベルト４５上のトナー像の用
紙への転写は、対のローラを有する転写部４６により行
なわれる。その転写部４６の用紙搬送方向下流側には、
転写したトナー像を用紙に定着する定着装置４７が設け
られていて、その定着装置４７によりトナー像が定着さ
れた用紙は、排紙ローラ４８により排紙トレイ４９上に
排出される。また、この画像形成装置は、転写部４６の
用紙搬送方向上流側にレジストローラ１７を設けてお
り、そのレジストローラ１７により用紙を一端停止させ
てスキュー補正を行なうと共に、中間転写ベルト４５上
の画像（トナー像）とタイミングをとって用紙を給紙す
るようにしている。

【００１０】ところで、このカラーの画像形成装置は、
装置全体の小型化を図るため、一画像目となる黒画像の
先端、すなわち感光体４１Ｂ上の黒画像を中間転写ベル
ト４５に転写する転写位置から４色重ね画像を用紙に転
写する転写部４６の転写位置までの作像長Ｌ（例えば１
１４３ｍｍ）に対して、トレイ１０が多段に配設された
給紙系２の最上段のトレイ１０の積載用紙先端から転写
位置までの搬送長Ｌ_１（例えば６７１ｍｍ）の方が短く
なっている（Ｌ＞Ｌ_１）。したがって、この画像形成装
置では、４色重ねのフルカラー画像を形成するときに
は、最上段のトレイ１０からの用紙の給紙に先がけて、
感光体上に画像を形成する動作を開始させる必要があ
る。すなわち作像系３のブラック（Ｂ）→マゼンタ
（Ｍ）→シアン（Ｃ）→イエロー（Ｙ）の順に画像を作
像していく中で、ＭもしくはＣもしくはＹ（搬送経路の
長さによって決まる）の画像を作像する頃にトレイ１０
から用紙Ｐの給紙を開始するようにしている。

【００１１】このカラーの画像形成装置は、フルカラー
の画像形成動作を開始させると、ブラック（Ｂ）、マゼ
ンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の各色の作
像を開始する。すなわち、作像系３の各帯電装置により
それぞれ帯電された感光体４１Ｂ，４１Ｍ，４１Ｃ，４
１Ｙ上の各帯電面が画像書込系によって、それぞれブラ
ック、マゼンタ、シアン、イエローの各色に対応した走
査光により露光され、そこにそれぞれ潜像が形成され
る。その各感光体上に形成された潜像は、現像装置４３
Ｂ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｙによりそれぞれ現像され
て、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色のト
ナー像となる。その各感光体上の４色のトナー像は、中
間転写ベルト４５上に一色ずつ順次重ね合わせていくこ
とでフルカラー画像となる。そして、その４色重ね合わ
せの画像が、中間転写ベルト４５の矢示Ａ方向への回動
により転写部４６まで移動すると、そのタイミングに一
致するように同期がとられて給紙系２から給紙された用
紙Ｐに、転写ローラ５１により一括転写される。このよ
うに、このカラー画像形成装置は、中間転写ベルト４５
が１回動して１つのカラー画像を形成する作像プロセス
を行なう。そして、その中間転写ベルト４５上の４色重
ねのトナー像が用紙Ｐに一括転写された後は、その中間
転写ベルト４５上に残留するトナーが中間転写クリーニ
ング装置５２により除去回収される。転写部４６で画像
が転写された用紙Ｐは、その画像（トナー像）が定着装
置４７で定着され、排紙ローラ４８により排紙トレイ４
９に排出される。

【００１２】この画像形成装置の給紙系２には、前述し
たように給紙装置４が各給紙段ごとにそれぞれ設けられ
ている。その各給紙段の給紙装置４は、図１に示すよう
にトレイ１０内に用紙を積載する底板５と、その底板５
上に積載された用紙Ｐの最上位の用紙Ｐｔｏに接離可能
に設けられてその用紙Ｐｔｏに接触状態でその用紙Ｐｔ
ｏを給紙する呼び出しローラ６とを備えている。そし
て、その呼び出しローラ６は、ソレノイド２１により、
図１に実線で示す退避位置と仮想線で示す下降位置とに
移動されるようになっている。また、この給紙装置４
は、底板５の下部にその底板５上に積載された用紙Ｐの
最下位の用紙Ｐｅｎの下面に接触した状態でその用紙Ｐ
ｅｎとその上の積載下位側に位置する数枚の用紙のみを
図１で左方向となる反給紙方向に逆送可能な微小な搬送
力を付与した戻しローラ７を設けている。さらに、底板
５上に積載された用紙Ｐの後端位置を規制すると共に戻
しローラ７により逆送された最下位の用紙Ｐｅｎを含む
積載下位側の数枚の用紙Ｐを受け入れる受入口８ａを設
けたエンドフェンス８と、上記逆送により受入口８ａ内
に送り込まれた用紙Ｐを検知する逆送用紙検知手段であ
るセンサ９とを設けている。

【００１３】さらにまた、この給紙装置４は、呼び出し
ローラ６が最上位の用紙Ｐｔｏから離れているときに戻
しローラ７を逆送側に駆動させ、センサ９が用紙を検知
したときには用紙のニアエンド検知を判断する用紙ニア
エンド判断手段として機能する制御装置５０を設けてい
る。また、各給紙装置４には、トレイ１０内に積載され
た用紙の給紙方向に対して幅方向の位置を規制する図示
しないサイドフェンスも設けている。さらに、各給紙装
置４の呼び出しローラ６に対して給紙方向下流側には、
給紙ローラ１４と、トルクリミッタを介して回転力が伝
達されて回転する分離ローラ１５とからなるＦＲＲ給紙
方式の分離部を設けている。なお、給紙ローラ１４は、
給紙クラッチ２２を介して回転が制御される。

【００１４】エンドフェンス８は、トレイ１０内に積載
する用紙の長さに応じて図１で左右方向に移動が可能で
あり、そこにはセンサ９を一体に固定している。そのセ
ンサ９は、エンドフェンス８の下部でフェンス面よりも
後側の部分に配置してあり、エンドフェンス８の受入口
８ａ内に逆送で送り込まれた底板５上の最も下側となる
用紙Ｐｅｎと、それに近接する用紙Ｐ＋ｎの数枚を検知
できるようにしてある。このように、エンドフェンス８
の受入口８ａは、底板５の上面に沿って逆送される数枚
の用紙Ｐを受入れ可能にする高さ数ｍｍのスリット状の
受入口である。なお、センサ９としては、非接触による
透過式や反射式のフォトインタラプタが近年価格が低く
なってきているので適しており、そのうち反射式のフォ
トインタラプタがスペース的にも有利であるため、図１
ではその反射式のフォトインタラプタを一例として示し
ているが、フィラーやアクチエータを用いたセンサやス
イッチを使用するようにしてもよい。

【００１５】この給紙装置４の分離部の給紙方向下流側
には、その分離部を通過した用紙を検知する給紙センサ
２５を設けており、そのさらに給紙方向下流側には給紙
された用紙Ｐを搬送するための搬送ローラ１９を、最小
サイズの用紙であっても搬送できる位置に配設してい
る。なお、搬送ローラ１９の直後には、そこに送られて
きた用紙Ｐの先端及び後端を検出する搬送センサ１６を
設け、そこを通過する用紙のサイズや搬送状態をモニタ
するようにしている。また、図２に示したように、作像
系３の転写部４６の直前には、そこに搬送されてきた用
紙Ｐの微妙な曲がりを補正すると共に、その用紙Ｐと中
間転写ベルト４５上に担持された画像とを転写位置でタ
イミングを合わすためのレジストローラ１７を設けてい
る。そのレジストローラ１７の直前にはレジストセンサ
１８を設け、そのレジストセンサ１８により給紙系２か
ら送られてきた用紙の先端を検出し、そのレジストセン
サ１８が検知した情報をレジストローラ１７や搬送ロー
ラ１９の回転・停止を制御するためにフィードバックし
ている。

【００１６】図１に示した戻しローラ７は、底板５に回
転可能に取り付けられていて、同様に底板５に固定され
た駆動部１１によって回転駆動される。そして、その戻
しローラ７と駆動部１１は、図１に仮想線で示すように
底板５と一体で矢示Ｂ方向に回動する。その底板５の回
動は、上昇駆動部１２の底板上昇アーム１３を回動させ
ることにより行なうが、その上昇駆動部１２についての
説明は後述する。戻しローラ７は、例えば円周の一部を
直線状にカットした半月ローラであり、回転を停止して
いる状態では、その直線状のカット面が図１に示したよ
うに底板５上に積載されている用紙Ｐの紙面に平行する
位置となる。そして、その戻しローラ７を回転させたと
きに、そのローラの円弧部分が最下位の用紙Ｐｅｎの下
面に接触して、ローラの円弧部分が底板５の上面から若
干突出するようになる。したがって、戻しローラ７を図
１で反時計回り方向に回転させると、その戻しローラ７
の円弧部分により最下位の用紙Ｐｅｎが同図で左方側と
なる反給紙方向に送られる。

【００１７】次に、図３を参照して上昇駆動部１２につ
いて説明する。上昇駆動部１２は、底板上昇アーム１３
と、その底板上昇アーム１３を一端に固定したアーム支
持軸２７と、そのアーム支持軸２７を回転させる回転駆
動部２８とからなる。アーム支持軸２７の底板上昇アー
ム１３と反対側の端部にはその軸を径方向に貫通するよ
うにピン２９を嵌入させて一体に固定している。そのピ
ン２９は、装置本体側に設けているカップリング３１の
溝に着脱自在に嵌入できるようになっている。そして、
そのカップリング３１が、モータ３２（装置本体側に固
定）の回転軸に固定されている。したがって、トレイ１
０を図３の矢示Ｃ方向に引き出せば、ピン２９がカップ
リング３１の溝から簡単に外れるので、トレイ１０を装
置本体から簡単に取り出せる。また、トレイ１０を装置
本体の所定の位置まで挿入すると、ピン２９がカップリ
ング３１の溝に嵌入して、モータ３２の回転力がアーム
支持軸２７に伝達可能な状態になる。そこで、モータ３
２を底板５が上昇する側に回転させると、カップリング
３１とピン２９を介してアーム支持軸２７が回転し、そ
のアーム支持軸２７と一体の底板上昇アーム１３が上昇
側に回動するので、底板５が底板上昇アーム１３によっ
て押し上げられる。アーム支持軸２７のモータ３２側の
端部には、底板５上に積載されている用紙の残量枚数を
検知する残量検知３３を設けている。その残量検知３３
は、アーム支持軸２７に一端が固定された遮光部材とし
て機能するフィラー３４と、そのフィラー３４の先端の
遮光部を検知する残量検知センサ３５とからなる。その
残量検知３３は、底板５上に積載されている用紙の残量
が、予め設定した数十枚という少数枚の残量少になった
ときにフィラー３４の先端が残量検知センサ３５の検知
部を遮光することにより、用紙の残量検知をラフな精度
で検知する。

【００１８】図２に示した画像形成装置は、トレイ１０
を装置本体１から引き出してそこに用紙Ｐをセットした
後に再び装置本体１へ挿着すると、そのトレイ１０のセ
ットを図示しないセンサが検知して、図１の上昇駆動部
１２の底板上昇アーム１３が同図で反時計回り方向に回
動する。それにより、底板５が上昇側に回動し、そこに
積載されている用紙Ｐが給紙位置まで持ち上げられる。
その底板５の上昇と同時にソレノイド２１が動作（Ｏ
Ｎ）し、呼び出しローラ６が図１に仮想線で示した下降
位置まで下降する。その際呼び出しローラ６は、上昇し
てきた用紙Ｐによって若干押し上げられ、それが所定の
位置まで押し上げられるとそれを図示しない上限検知セ
ンサが検知し、用紙Ｐが適切な給紙位置まで上昇したも
のと判断して上昇駆動部１２の駆動が停止される。ま
た、ソレノイド２１がオフ状態になり、呼び出しローラ
６が上方の退避位置（図１に実線図示位置）に移動し
て、給紙可能な待機状態になる。次に、この状態で給紙
指令が出されると、ソレノイド２１が再びオン状態にな
って呼び出しローラ６が下降することにより、それが底
板５上の最上位の用紙Ｐｔｏに当接する。

【００１９】そして、給紙クラッチ２２の連結動作によ
り、駆動モータからの回転力が呼び出しローラ６と給紙
ローラ１４に伝達され、それらが給紙方向にそれぞれ回
転を開始する。また、搬送ローラ１９も給紙方向に回転
を始める。したがって、その回転を始めた呼び出しロー
ラ６により用紙Ｐｔｏが給紙され、その用紙Ｐｔｏの給
紙ローラ１４への到達を給紙センサ２５が検知すると、
ソレノイド２１がオフになる。それにより、呼び出しロ
ーラ６は再び上方の退避位置に戻る。なお、呼び出しロ
ーラ６により２枚以上の用紙が送り出されたときには、
下側の用紙からトレイ１０内に戻されて、最上位に位置
する用紙Ｐｔｏのみが搬送ローラ１９に搬送される。そ
の用紙Ｐｔｏは、搬送ローラ１９を通過するとそれが搬
送センサ１６によって検知される。すると、給紙クラッ
チ２２が動作して駆動モータからの回転力を呼び出しロ
ーラ６と給紙ローラ１４に対して切るようになる。した
がって、その呼び出しローラ６と給紙ローラ１４が共に
停止する。以降、その用紙Ｐｔｏは図２に示したレジス
トローラ１７に搬送され、前述したように中間転写ベル
ト４５上の画像と一致するタイミングに調整されて作像
系３に搬送され、そこに画像が形成された後に排紙トレ
イ４９上に排出される。

【００２０】ところで、図４に示す底板５上に積載され
た用紙Ｐが呼び出しローラ６による給紙により枚数が次
第に減っていくと、最下位に位置する用紙Ｐｅｎと底板
５の上面との摩擦係数は変わらないが、その底板５に加
わる圧力（用紙の重量により変化する）が小さくなって
いくため、用紙Ｐｅｎが底板５上に留まろうとする力Ｆ
_４は軽減（Ｆ_４ｍｉｎ）していく。また、戻しローラ７
の搬送力Ｆ_３を決定する要因の一つに、その戻しローラ
７と用紙Ｐとの摩擦係数があり、それを用紙間の摩擦係
数よりも大きくすれば、戻しローラ７を回転させたとき
に最下位の用紙Ｐｅｎを給紙方向と反対方向に逆送する
ことができる。ところが、底板５上に積載されている用
紙Ｐの枚数が多いときには、その用紙Ｐの重量が全て底
板５上に加わるためＦ_４は大きくなる（Ｆ_４ｍａｘ）。
そこで、戻しローラ７の搬送力Ｆ_３を、力Ｆ_４ｍａｘよ
りも小さくなるように微小なものにすることによって、
Ｆ_４ｍａｘ時には用紙を逆送することができなくなるよ
うにする。それにより、戻しローラ７は、用紙の残量枚
数が減って最下位の用紙とその上の積載下位側に位置す
る数枚の用紙のみとなったときに、それを逆送すること
ができる（後述する図５の例ではＰｅｎとＰ＋ｎの２
枚）。

【００２１】なお、呼び出しローラ６がソレノイド２１
のオンにより下降位置になったときに、図４に示した呼
び出しローラ６による用紙の搬送（搬送力Ｆ_１）に対し
て戻しローラ７が悪影響を与えたり、用紙Ｐに対してス
トレスを与えたりしないようにするため、戻しローラ７
は例えばスポンジ製とすることにより、その表面硬度を
極端に低くするとよい。あるいは、その戻しローラ７を
保持する部分にバネを設けて、そのバネが圧縮すること
により戻しローラ７の外周の円弧面が底板５の上面と略
同じ高さになるまで逃げるようにしたりするとよい。図
１に示した制御装置５０は、各種判断及び処理機能を有
する中央処理装置（ＣＰＵ）と、各処理プログラム及び
固定データを格納したＲＯＭと、処理データを格納する
データメモリであるＲＡＭと、入出力回路（Ｉ／Ｏ）と
からなるマイクロコンピュータを備えている。この制御
装置５０は、図３で説明した残量検知３３の残量検知セ
ンサ３５から残量枚数情報を入力すると共に、呼び出し
ローラ６と給紙ローラ１４の動作情報を基にして戻しロ
ーラ７の動作を制御する。また、センサ９から入力する
センサ信号により、用紙の後端検知の情報をモニタす
る。そして、その後端検知の情報を入力しても、戻しロ
ーラ７の動作履歴からその情報が有効か否かを判断す
る。

【００２２】次に、制御装置５０が行なう用紙のニアエ
ンド検知について説明する。戻しローラ７の逆送駆動
は、装置の稼動に関わらず通常は切れている。選択され
た給紙段で、給紙装置４による用紙の作像系３への給紙
搬送が続くと、その給紙段のトレイ１０内にある底板５
上の用紙は次第にその枚数が減っていく。そして、その
用紙枚数が減少する度に図３で説明した上昇駆動部１２
による底板５の上昇が行なわれる。その用紙の残量枚数
が予め設定した数十枚になると、それを残量検知３３が
検知する。この数十枚の残量検知（用紙残量少の検知）
をしているときのみ、はじめて戻しローラ７の逆送駆動
が働く条件が満たされる。なお、制御装置５０は、この
とき他の選択されていない給紙段でもそこに同様に設け
られている残量検知３３が数十枚の残量検知をしていて
も、その給紙段の戻しローラ７は停止状態のままにして
逆送駆動は行なわないように制御する。上記の選択され
ている給紙段において、用紙の数十枚の残量検知がされ
てから、図５（底板５上に用紙が４枚あるときの一例）
に示したタイミング（参照）でソレノイド２１がオン
になることにより呼び出しローラ６が下降し、それが底
板５上に積載されている用紙Ｐの最上位の用紙Ｐｔｏに
当接する。その後、ソレノイド２１がオフになったとき
から、給紙クラッチ２２がオフになることにより呼び出
しローラ６及び給紙ローラ１４の駆動が切れるまでの間
に、戻しローラ７による逆送駆動を行なう。

【００２３】その逆送駆動の際に、底板５上に用紙Ｐが
数十枚残っているときには、その用紙の重さにより最下
位に位置する用紙Ｐｅｎと底板５の上面との間には用紙
の重量に応じた摩擦抵抗が働くため、戻しローラ７が図
１で反時計回り方向に回転しても、用紙Ｐｅｎは同図で
左方に逆送されることはない（図５の部参照）。しか
しながら、さらに底板５上の用紙Ｐが給紙により数枚
（図５の例では２枚）にまで減少すると、その用紙Ｐの
総重量は極めて軽くなるため、上述した最下位に位置す
る用紙Ｐｅｎと底板５の上面との間に働く摩擦抵抗は大
幅に軽減する。したがって、その摩擦抵抗に対し、戻し
ローラ７による逆送方向の搬送力が勝るようになるた
め、最下位の用紙Ｐｅｎとその上側の用紙Ｐ＋ｎが一緒
にエンドフェンス８側に逆送される。なお、この戻しロ
ーラ７による用紙の逆送は、底板５上に積載されている
用紙Ｐの最上位の用紙Ｐｔｏ上に呼び出しローラ６が下
降して接していると、呼び出しローラ６の搬送力により
最下位の用紙Ｐｅｎと接する上側の用紙Ｐ＋ｎは給紙ロ
ーラ１４側に給紙されるようになる。したがって、戻し
ローラ７により、最終用紙Ｐｅｎとその上に接する用紙
Ｐ＋ｎを共に逆送できるのは、ソレノイド２１がオフに
なって呼び出しローラ６が図１に実線で示した退避位置
にあるときのみとなる。したがって、この画像形成装置
では、図５からも明らかなように、ソレノイド２１がオ
フになって呼び出しローラ６が用紙を所定量搬送してそ
の用紙から離れた後、すなわちこの例では呼び出しロー
ラ６が用紙から離れたときから、給紙クラッチ２２がオ
フになることにより呼び出しローラ６及び給紙ローラ１
４の駆動が切れるまでの間に、戻しローラ７による逆送
駆動を行なっている。

【００２４】このようにして、エンドフェンス８側に逆
送された最下位の用紙Ｐｅｎとその上の用紙Ｐ＋ｎは、
それらの後端（逆送方向の先端側となる図１で左端）が
エンドフェンス８の下部に形成している受入口８ａ内に
入り込む。すると、その用紙Ｐｅｎと用紙Ｐ＋ｎの後端
をセンサ９が検知する（図５の部参照）。次に、ソレ
ノイド２１が再びオンになって呼び出しローラ６が下降
して給紙を開始すると、後端がエンドフェンス８の受入
口８ａ内に入り込んで後端検知されていた用紙Ｐｅｎと
用紙Ｐ＋ｎは、その上側の用紙Ｐ＋ｎが給紙方向に送り
出されることにより、最下位の用紙Ｐｅｎもそれと一緒
に給紙側に移動するようになる。それにより、後端検知
が一旦解除される（図５の部参照）。このように、こ
の実施の形態では、センサ９によるセンサチェック（用
紙の後端検知）を実施するタイミング（イベントタイミ
ング）を、既存の給紙クラッチ２２の停止タイミングを
利用することでプログラムを容易にし、且つ安定した後
端検知が行なえるようにしている。したがって、センサ
９によるセンサチェックを掛けるイベントとして、新た
にイベントタイミングを設けた場合に比べて制御を簡単
にすることができる。そして、１枚ごとの各用紙の給紙
動作終了を示す給紙クラッチ２２の停止タイミングでセ
ンサ９によるセンサチェック（用紙の後端検知）を行な
うため、次の用紙の給紙スタートの時にニアエンド検知
ができ、さらにその次の用紙（最下位の用紙Ｐｅｎ）が
無いときには作像動作を中止させる。それにより、図５
の例では無駄となる５画像目の画像を形成してしまうの
を防止することができる。さらに、ユーザに対して紙無
しを知らせるための警告表示を操作画面上に表示させた
りすると、より効果的である。そして、このニアエンド
検知は、図１に示した制御装置５０が有するマイクロコ
ンピュータが全て行なう。

【００２５】すなわち、その制御装置５０のマイクロコ
ンピュータは、所定のタイミングで図６に示すニアエン
ド処理のルーチンを実行する。まずステップ１で、選択
されている給紙段の残量検知３３が用紙残量少を検知し
ているか否かを判断し、用紙残量少を検知していればス
テップ２へ進んでソレノイド２１がオンになった後にオ
フになったか否かを判断する。そこで、ソレノイド２１
がオンになってからまだオフになっていなければそのま
ま待って、それがオフになるとステップ３へ進んで戻し
ローラ７による逆送駆動を開始させる。そして、次のス
テップ４で、給紙クラッチ２２がオフになったか否かを
判断する。そこで、給紙クラッチ２２がオフになってい
なければそのまま待って、それがオフになるとステップ
５へ進んで、戻しローラ７による逆送駆動を停止させ
る。次のステップ６では、センサ９が用紙の後端を検知
しているか否かを判断し、そこで、用紙の後端を検知し
ていなければステップ７へ進む。そこでは、ソレノイド
２１がオンになっているか否かを判断し、オンになって
いなければそのまま待って、それがオンになるとステッ
プ２へ戻って、再びステップ２以降の判断及び処理を繰
り返す。そして、ステップ６まで進んで、センサ９が用
紙の後端を検知しているのを判断すると（ＹＥＳの判
断）ステップ８へ進んで作像動作を停止させ、このルー
チンの処理を終了する。

【００２６】ところで、図１に示した給紙装置４では、
図４に示したように呼び出しローラ６が用紙を送る力を
Ｆ_１、上側に位置する用紙がその下側に位置する用紙に
対して現状の位置を維持しようとする積載枚数に応じて
変化する力をＦ_２ｍａｘ〜Ｆ _２ｍｉｎ、戻しローラ７が
用紙を逆送方向に逆送しようとする力をＦ_３、底板５上
の用紙が底板５に対して現状の位置を維持しようとする
積載枚数に応じて変化する力をＦ_４ｍａｘ〜Ｆ_４ｍｉｎ
としたときに、上記各力（Ｆ）の関係が、次に示す不等
式の関係を満たすようにしている。Ｆ_１＞Ｆ_２ｍａｘ≧Ｆ_４ｍａｘ＞Ｆ_３＞Ｆ_２ｍｉｎ≧Ｆ
_４ｍｉｎここで、呼び出しローラ６が用紙を加圧する圧力をＰ
ａ、呼び出しローラ６と用紙との摩擦係数をμａとする
とＦ_１は、Ｆ_１＝μａ×Ｐａとなる。また、用紙と用紙
の摩擦係数をμｐ、用紙１枚の重さをＷｐとするとＦ_２
ｍｉｎは、Ｆ_２ｍｉｎ＝μｐ×Ｗｐとなる。さらに、用
紙ｎ枚の重さをＷｐ×ｎとするとＦ_２ｍａｘは、Ｆ_２ｍ
ａｘ＝μｐ×Ｗｐ×ｎとなる。

【００２７】また、戻しローラ７と用紙との摩擦係数を
μｂ、戻しローラ７が用紙に当接する力をＰｂとすると
Ｆ_３は、Ｆ_３＝μｂ×Ｗｐ〜μｂ×Ｐｂとなる。さら
に、用紙と底板５との摩擦係数をμｓとするとＦ_４ｍｉ
ｎは、Ｆ_４ｍｉｎ＝μｓ×Ｗｐとなり、Ｆ_４ｍａｘは、
Ｆ_４ｍａｘ＝μｓ×Ｗｐ×ｎとなる。なお、底板５上に
用紙を他数枚積載した状態では、戻しローラ７（スポン
ジ製）がつぶれたり、逃げたりするため、用紙に当接す
る力は反力のＰｂとなる。そして、その力Ｐｂは、Ｗｐ
＜Ｐｂ＜Ｗｐ×ｎ（＜Ｐａ）の関係にあり、上記の各摩
擦係数は、μａ＞μｂ＞μｐ≧μｓの関係にある。よっ
て、Ｆ_１＞Ｆ_２ｍａｘ≧Ｆ_４ｍａｘ＞Ｆ_３＞Ｆ_２ｍｉｎ
≧Ｆ_４ｍｉｎの関係式が成り立つ。

【００２８】このような関係になるように、戻しローラ
７の搬送力Ｆ_３を設定することで、底板５上に積載した
用紙を上側に位置するものから順次給紙することがで
き、その給紙により底板５上の残量枚数が減って用紙の
総重量が減ると、用紙は傾斜した底板５上に留まろうと
する力が弱まって（Ｆ_２ｍｉｎｏｒＦ_４ｍｉｎ）、呼び
出しローラ６が用紙から離れる退避位置に移動したとき
に、戻しローラ７により最も下側に位置する最終紙Ｐｅ
ｎとその上に位置する用紙Ｐ＋ｎをエンドフェンス８側
に逆送（Ｆ_３＞Ｆ_２ｍｉｎ≧Ｆ_４ｍｉｎ）し、その逆送
した用紙の後端をセンサ９により検知して、底板５上の
用紙の残量枚数がニアエンド（数枚）になったことを判
断することができる。なお、用紙のニアエンド検知は、
上述した２枚を逆送させる場合に限るものではなく、Ｆ
_３の設定を任意に行なうことにより、３枚以上をニアエ
ンドとすることもできる。その場合、余裕を持って作像
動作を停止させ、ニアエンドをユーザに早目に警告する
ことができる。

【００２９】また、図１に示した給紙装置４は、通常は
戻しローラ７による逆送駆動を停止させておき、選択さ
れている給紙段の呼び出しローラ６による給紙動作中に
残量検知３３が用紙残量少を検知しているときのみ戻し
ローラ７の逆送駆動を行なって、そのとき他の選択され
ていない給紙段の残量検知が用紙残量少を検知していて
もその給紙段の戻しローラ７は停止状態のままに制御す
るので、戻しローラ７の駆動頻度を必要最小限に抑える
ことができる。したがって、その戻しローラ７の耐久性
の向上が図れる。さらに、戻しローラ７による用紙の逆
送開始タイミングは、呼び出しローラ６が用紙に当接し
てその用紙を所定量搬送してその用紙から離れた後のタ
イミングとし、戻しローラ７による逆送駆動は呼び出し
ローラ６の回転駆動が切れるまでの間に行なうようにし
ているので、常時戻しローラ７と接触する最終紙のダメ
ージを減らすことができる。また、専用タイミングによ
る動作開始イベントを設けずに済むので、制御を簡単に
することができる。さらに、この給紙装置４では、戻し
ローラ７による用紙の逆送が完了した後に用紙のニアエ
ンド（残量が数枚）検知の判断をするようにしているの
で、そのニアエンドの検知は用紙が停止した状態で行な
われるため、誤検知が生じにくい高精度のニアエンド検
知ができる。また、専用タイミングによるチェックイベ
ントを設けずに済むので、制御上の負担も増さない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による給
紙装置によれば、呼び出しローラが底板上に積載された
用紙の最上位の用紙から離れているときに最下位の用紙
の下面に接触した状態でその用紙を反給紙方向に逆送す
る戻しローラを駆動させ、最下位の用紙を含む積載下位
側の数枚の用紙をエンドフェンスに設けた受入口内に送
り込み、それを逆送用紙検知手段で検知するようにした
ので、底板上に数枚残った残紙を正確にニアエンド検知
することができる。また、その給紙装置を備えた画像形
成装置によれば、搬送路の長さの関係で用紙の給紙に先
だって画像形成動作を開始しなければならない場合であ
っても、底板上に積載された用紙が数枚となるニアエン
ドを検知することができるので、そのニアエンド検知に
よりそれ以降の画像形成動作を停止させることができ
る。それにより、底板上に残っている用紙枚数よりも多
くの数の画像を不用意に像担持体上に形成してしまうの
を防止することができるので、用紙の残量枚数よりも多
くの画像を形成してしまうことにより用紙に転写できず
に余分となった画像をクリーニング装置により消去しな
ければならないという非生産的な動作を未然に防ぐこと
ができる。それにより、トナーの無駄使いを防止できる
と共に、クリーニング装置の負担を軽減することができ
る。また、カラーの画像形成装置の場合には、余分に形
成してしまった画像のトナーをクリーニング装置により
回収しても、その回収したトナーは複数の色のトナーが
混ざり合ったものになるため再使用ができないため、そ
の混合トナーは廃棄物となってしまうが、この発明によ
る画像形成装置によれば、その廃棄物も作らずに済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による給紙装置の一実施形態例を示す
概略構成図である。

【図２】同じくその給紙装置を備えたカラーの画像形成
装置の一例を示す全体構成図である。

【図３】図１の給紙装置に設けられている上昇駆動部を
説明するための斜視図である。

【図４】同じくその給紙装置の各部に働く様々な力関係
を説明するための説明図である。

【図５】同じくその給紙装置の各部の動作タイミングを
示すタイミング図である。

【図６】同じくその給紙装置が有するマイクロコンピュ
ータが行なうニアエンド処理のルーチンを示すフロー図
である。

【図７】従来のカラーの画像形成装置で一画像目の先端
から４色重ね画像を用紙に転写する転写位置までの作像
長に対して最上段のトレイの積載用紙先端から転写位置
までの搬送長が短い場合の問題点を説明するための概略
図である。

【符号の説明】

４：給紙装置５：底板６：呼び出しローラ７：戻しローラ８：エンドフェンス８ａ：受入口９：センサ（逆送用紙検知手段）３３：残量検知５０：制御装置

フロントページの続きＦターム(参考） 3F048 AA01 AB01 BA03 BB05 CB03 CB06 CC04 DA01 3F343 FA02 FB01 GA01 GB01 GC01 GD01 HB03 HC28 JA01 KB03 KB04 LA15 MA03 MA10 MA24 MB03 MB13 MC21 MC23 MC26 MC27 MC28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】用紙を積載する底板と、その底板上に積
載された用紙の最上位の用紙に接離可能に設けられて用
紙に接触状態で該用紙を給紙する呼び出しローラとを備
えた給紙装置において、前記底板の下部に該底板上に積載された用紙の最下位の
用紙の下面に接触した状態で該用紙とその上の積載下位
側に位置する数枚の用紙のみを反給紙方向に逆送可能な
搬送力を付与した戻しローラと、前記底板上に積載された用紙の後端位置を規制すると共
に前記戻しローラにより逆送された前記最下位の用紙を
含む積載下位側の数枚の用紙を受け入れる受入口を設け
たエンドフェンスと、前記逆送により前記受入口内に送り込まれた用紙を検知
する逆送用紙検知手段と、前記呼び出しローラが最上位の用紙から離れているとき
に前記戻しローラを逆送側に駆動させ、前記逆送用紙検
知手段が用紙を検知したときには用紙のニアエンド検知
を判断する用紙ニアエンド判断手段とを設けたことを特
徴とする給紙装置。
【請求項２】請求項１記載の給紙装置において、前記
呼び出しローラが用紙を送る力をＦ_１、上側に位置する
用紙がその下側に位置する用紙に対して現状の位置を維
持しようとする積載枚数に応じて変化する力をＦ_２ｍａ
ｘ〜Ｆ_２ｍｉｎ、前記戻しローラが用紙を逆送方向に逆
送しようとする力をＦ_３、前記底板上の用紙が底板に対
して現状の位置を維持しようとする積載枚数に応じて変
化する力をＦ_４ｍａｘ〜Ｆ_４ｍｉｎとしたときに、次の
関係が成り立つようにしたことを特徴とする給紙装置。Ｆ_１＞Ｆ_２ｍａｘ≧Ｆ_４ｍａｘ＞Ｆ_３＞Ｆ_２ｍｉｎ≧Ｆ
_４ｍｉｎ
【請求項３】請求項１又は２記載の給紙装置におい
て、前記呼び出しローラにより用紙を給紙する給紙段を
複数設けると共に、その各給紙段に前記底板上に積載さ
れた用紙の残量が予め設定した小数枚の残量少になった
ときにそれを検知する残量検知をそれぞれ設け、前記用紙ニアエンド判断手段は、通常は前記戻しローラ
の駆動を停止させておき、選択されている給紙段の前記
呼び出しローラによる給紙動作中に前記残量検知が用紙
残量少を検知しているかを判断し、そのとき用紙残量少
を検知しているときのみ前記戻しローラの逆送駆動を行
なって、他の選択されていない給紙段の前記残量検知が
用紙残量少を検知していても該他の給紙段の戻しローラ
は停止状態のままに制御する手段であることを特徴とす
る給紙装置。
【請求項４】前記戻しローラによる用紙の逆送開始タ
イミングは、前記呼び出しローラが用紙に当接して該用
紙を所定量搬送してその用紙から離れた後のタイミング
とし、前記戻しローラの逆送駆動は前記呼び出しローラ
の回転駆動が切れるまでの間に行なうようにしているこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の
給紙装置。
【請求項５】前記用紙ニアエンド判断手段は、前記戻
しローラによる用紙の逆送が完了した後に用紙のニアエ
ンド検知の判断をする手段であることを特徴とする請求
項１乃至４のいずれか一項に記載の給紙装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか一項に記載の
給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。