JP2005213039A - 給紙装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＦＲＲ方式の位置精度許容度等の設計的利点を崩すことなく、信頼性を維持したまま低給紙速度でプリントスピードを高速化する給紙装置およびこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 積載された用紙束Ｐから用紙を繰り出す呼び出しローラ４と、繰り出された用紙を給送するフィードローラ２および多数枚の用紙が繰り出された場合にその２枚目以降の搬送を阻止する前記フィードローラ２に当接された分離部材３からなる分離給送部を有する給紙装置において、積載された用紙束Ｐから分離給送部までの間に用紙を検知する検知手段１３を設け、連続給紙をする際に給送する用紙が分離給送部を抜けるときに前記検知手段１３が紙無しを検知している場合、前記呼び出しローラ４の駆動を止めずに次給紙１１の繰り出しを行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、用紙を繰り出す呼び出しローラと、繰り出された用紙を給送するフィードローラおよび複数枚の用紙が繰り出された場合にその２枚目以降の搬送を阻止する前記フィードローラに当接された分離部材からなる分離給送部を有する複写機、プリンタ等の画像形成装置における給紙装置およびこれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には、用紙トレイから用紙を１枚ずつ給送する給紙装置が装備されているが、この給紙装置として、用紙の給送方向に回転するフィードローラと、このフィードローラに圧接され対をなすと共にトルクリミッタを介して給送方向とは逆方向に駆動力を付与されるセパレートローラとを有する摩擦分離ローラ方式（以下ＦＲＲ方式という）の給紙装置は周知である。
図５は従来の摩擦分離ローラ方式の給紙装置を示す概略図である。図５の給紙装置は複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の用紙トレイ１から用紙を１枚ずつ給送する給紙装置である。
用紙の給送方向に回転するフィードローラ２と、このフィードローラ２に圧接され対をなすと共にトルクリミッタを介して給送方向とは逆方向に駆動力を付与されるセパレートローラ３と、を有している。用紙束を積載する底板９は上方に付勢され、用紙上面を呼び出しローラ４に当接させる。
ＦＲＲ方式の給紙装置では、通常、フィードローラ２とギヤ連結された呼び出しローラ４の回転によって最上部の用紙を呼び出し、その下流側に位置するフィードローラ２により用紙を更に給送し、用紙が更に搬送方向下流に設けられたグリップローラ５に到達したら呼び出しローラ４を紙面から離間する。
用紙後端がフィードローラ２のニップを越える前にフィードローラ２の駆動を停止するようになっている（もし、フィードローラ２が常時駆動されていると次の用紙も連続して給送されてしまい、画像形成に支障を来す。）。
フィードローラ２には一方向クラッチが設置されており、駆動を停止してフィードローラ２の軸が回転しなくても、グリップローラ５にニップされて搬送される用紙の移動に伴い、フィードローラ２は用紙の搬送方向に従動回転するようになっている。
次給紙スタートのタイミングとしては、用紙の挙動が安定（スリップ率が低下）するように、グリップローラ５下流に設けられた用紙検知手段６による前送紙先端検知をトリガとして、次送紙が前送紙後端に追突せずかつ所定のプリントスピードを満足する所定のタイミングで呼び出しローラ４およびフィードローラ２の駆動をスタートしていた。

近年の複写機、プリンタでは高画質化を狙って、画像形成時の用紙速度を低く抑える傾向にある。またプリントスピードの高速化も同時に求められるため、給紙部での紙間を狭くして低給紙速度でプリントスピードを稼ぐようになってきている。
また上述のＦＲＲ方式は用紙の分離性能が高く、用紙先端位置とフィードローラ２の位置関係がラフでも分離性能に影響しないため、位置精度を上げるための余分なコストがかからず、近年主流となっているフロントローディングタイプの給紙トレイには好適な給紙方式となっている。
しかし、逆にＦＲＲ方式では給紙トレイ１上に積載された用紙先端からフィードローラ２までの距離を、給紙トレイ側壁７および用紙ガイド８や用紙少積載時の底板９の上昇による先端退避によって、１５〜３０ｍｍ程度に設定する必要がある。
したがって前送紙１０との摩擦によって連れ出た次送紙１１の先端は次給紙スタート時にはフィードローラ２に到達している場合もあって用紙スタート位置にバラツキを生じていた。
次給紙スタートのタイミングはこのフィードローラ２の位置からスタートする用紙が前送紙後端に追突しないタイミングで設定しなければならず、実際の紙間は最大３０ｍｍ程度も狙いの紙間より大きくなってしまう事態も生じて、プリントスピードの高速化を阻害する要因となっていた。
これに対し、フィードローラ２の下流に先端検知手段１２を設け、先端検知手段１２までは増速した速度で搬送し、用紙先端を検出したところで搬送を止めて用紙スタート位置を確定する手段を用いるものもあるが、搬送をいったん止めるタイムロスを補うため、かなりの増速を要する。
よってフィードローラ２、グリップローラ５ともにかなり大型のステッピングモータが必要となりコストアップとなっていた。またフィードローラ２およびグリップローラ５で駆動を兼用している場合にはフィードローラ部に電磁クラッチが必要となるが、クラッチのオフオンが通常より増えるため、クラッチの寿命低下につながり、信頼性を欠いていた。
本発明は上述した実情を考慮してなされたものであり、ＦＲＲ方式の位置精度許容度等の設計的利点を崩すことなく、信頼性を維持したまま低給紙速度でプリントスピードを高速化する給紙装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、積載された用紙束から用紙を繰り出す呼び出しローラと、繰り出された用紙を給送するフィードローラおよび多数枚の用紙が繰り出された場合にその２枚目以降の搬送を阻止する前記フィードローラに当接された分離部材からなる分離給送部を有する給紙装置において、積載された用紙束から分離給送部までの間に用紙を検知する検知手段を設け、連続給紙をする際に給送する用紙が分離給送部を抜けるときに前記検知手段が紙無しを検知している場合、呼び出しローラの駆動を止めずに次給紙の繰り出しを行う給紙装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記次給紙の先端検知が所定時間内に行われない場合、駆動を止めてペーパエンド表示とする請求項１記載の給紙装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、用紙残量検知機構を設け、用紙残量が最少と検知された場合のみ、次給紙の先端検知が所定時間内に行われない場合、駆動を止めてペーパエンド表示とする請求項１記載の給紙装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項の給紙装置を備える画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、ＦＲＲ給紙方式において積載された用紙先端から分離給送部までの間に用紙を検知する検知手段を設け、給送する用紙後端が分離給送部を抜けるときに前記検知手段が紙無しを検知している場合、呼び出しローラの駆動を止めずに次給紙の繰り出しを行う。
それによって、ほぼ従来構成のまま搬送を止めることなく紙間バラツキを低減できるため、ＦＲＲ方式の位置精度許容度等の設計的利点を崩すことなく、信頼性を維持したまま低給紙速度でプリントスピードを高速化する給紙装置を提供することができる。
また給紙速度を増速する必要も無くなるため、駆動もステッピングモータにする必要がなく、大幅なコストアップを避けることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明による給紙装置の実施の形態を示す概略図である。図１において全体的な構成は図５の従来例と同じであるので繰り返しの説明は省略する。
図１の給紙装置は、図５の従来例でフィードローラ２とグリップローラ５までの間に設けられた先端検知手段１２を、底板上に積載された用紙Ｐの先端からフィードローラ２のニップ部までの間の位置に設けている。
以下、動作に関して説明する。呼び出しローラ４で呼び出された用紙は、用紙の給送方向に回転するフィードローラ２と、このフィードローラに圧接され対をなすと共にトルクリミッタを介して給送方向とは逆方向に駆動力を付与されるセパレートローラ（分離部材）３とで形成される分離給送部に送られ、最上紙１枚のみを搬送する。
分離給送部より給送された用紙１０は、下流に設けられたグリップローラ５を通り、用紙検知手段６で用紙先端を検知する。図示しない制御手段ではこの用紙検知手段６による用紙先端検知情報および予め設定された用紙サイズ情報から、用紙後端がフィードローラ２のニップを越える時間Ｔ１前にフィードローラ２の駆動を停止する。
また、呼び出しローラ４は用紙先端がグリップローラ５のニップ部を通過してからこの用紙後端が呼び出しローラ４の接地部を通過する時間Ｔ２までの間で紙面から離間させる。
フィードローラ２には一方向クラッチが設置されており、駆動を停止してフィードローラ２の軸が回転しなくても、グリップローラ５により搬送される用紙に伴い、フィードローラ２は用紙の搬送方向に従動回転するようになっている。グリップローラ５で搬送された用紙１０は図示しないレジストローラで位置整合され、作像・定着部を経て画像形成装置外へ排紙される。

次に２枚以上のプリントを行う場合について説明する。１枚目の搬送は上述同様である。次給紙スタートのタイミングは、用紙の挙動が安定（スリップ率が低下）するグリップローラ５下流に設けられた用紙検知手段６による前送紙先端検知をトリガとする。
これによって前送紙後端に追突せずかつ所定のプリントスピードを満足する所定のタイミングで呼び出しローラ４およびフィードローラ２の駆動をスタートする思想は従来の画像形成装置と同様である。
まず、次送紙が前送紙後端に追突しないタイミングであるが、搬送路上の用紙検知手段で用紙の間隔が検出できないと追突が確認できないため、用紙検出のための紙間が必要となる。反射型センサでは８ｍｍ程度となる。
またレジストローラでは用紙を撓ませて用紙先端をローラに付き当て斜行を補正している。したがって、レジストローラ直前の搬送ローラから用紙後端が抜けると、用紙後端はその弛み量分残るので、紙間が短縮することになる。弛み量は２〜６ｍｍ程度である。
また給紙スタート時の用紙先端はフィードローラ２のニップ部を越えることはないので、ここが給紙スタートの最下流位置となる。したがって前送紙後端に追突しないタイミングは前送紙後端がフィードローラ２のニップ部を通過してから用紙検出のための紙間および弛み量分搬送した時点となる。
実際はこれらの他に前送紙１０と次送紙１１のスリップの差を考慮するので、若干の余裕分を加える。本実施の形態では前送紙後端がフィードローラ２のニップ部を通過してから１５ｍｍ搬送後とする（Ｔ３）。

このタイミングで次送紙のスタートを行った場合、従来機構成では用紙スタート位置が０〜３０ｍｍまでバラツクので、プリントスピードとしては上記１５ｍｍ搬送分（Ｔ３）を加えた４５ｍｍの用紙間隔にレジスト部停止時間ｔを足した紙間に対応するものとなっていた。
これに対し本実施の形態では先端検知手段１３の位置を積載された用紙先端からフィードローラ２のニップ部までの間に設けている。具体的にはフィードローラ２のニップ部の１２ｍｍ手前としている。
動作としては前送紙後端がフィードローラ２のニップ部を通過する直前Ｔ４に先端検知手段１３が、次送紙先端が摩擦によって連れ出ることによる用紙有り検知をしていた場合、フィードローラ２の駆動を後端通過前にストップし、上述した所定時間Ｔ３で次給紙をスタートする。
逆に前送紙後端がフィードローラ２のニップ部を通過する直前に先端検知手段１３が、用紙無しを検知していた場合、フィードローラ２の駆動は止めずに呼び出しローラ４を紙面に当接させる。

図２は上述した本発明による給紙装置の動作フローを説明するフローチャートである。上述したように、駆動を開始し（Ｓ１）、フィードローラ２の駆動をオンにする（Ｓ２）。
呼び出しローラ４に当接し（Ｓ３）、呼び出された用紙は分離給送部２、３より給送され、下流に設けられたグリップローラ５を通り、用紙検知手段６で用紙先端を検知する。用紙検知手段６で用紙先端が検知されると（Ｓ４）、所定時間Ｔ２経過したかどうか判断し（Ｓ５）、所定時間経過した場合には呼び出しローラ４を離間する（Ｓ６）。
次に、所定時間Ｔ４に達したかどうか判断し（Ｓ７）、そうであるならば先端検知手段１３により用紙有りかどうかを判断する（Ｓ８）。用紙が無いならばジョブ枚数終了かどうかを判断し（Ｓ９）、終了ならば、駆動を停止する（Ｓ１４）。
（Ｓ８）で用紙有りならば、所定時間Ｔ１かどうか判断し（Ｓ１０）、そうであるならばフィードローラ２の駆動をオフする（Ｓ１１）。次に、ジョブ枚数終了かどうかを判断し（Ｓ１２）、終了ならば、駆動を停止する（Ｓ１４）。終了でないならば所定時間Ｔ３かどうかを判断し（Ｓ１３）、所定時間Ｔ３であるならばフィードローラ２の駆動をオンする（Ｓ２）に戻る。
こうすることにより、先端検知手段１３が用紙有り検知の場合、最大で２７ｍｍ（１５ｍｍ＋１２ｍｍ）の用紙間隔にレジスト部停止時間ｔを加えた紙間隔に対応するプリントスピードになる。
用紙無し検知の場合は、最小でも１２ｍｍの用紙間隔に呼び出しローラ４の応答時間Ｔとレジスト部停止時間ｔを加えた紙間隔に対応するプリントスピードになる。
また、最大で用紙積載位置〜フィードローラ２のニップ部間の３０ｍｍの用紙間隔に呼び出しローラ４の応答時間Ｔとレジスト部停止時間ｔを足した紙間に対応するプリントスピードになる。
呼び出しローラ４の応答時間Ｔを３ｍｍ搬送分の時間に設定すれば最少間隔１５ｍｍの設定を割ることはなく、このときのプリントスピードは３３ｍｍの用紙間隔にレジスト部停止時間ｔを足した紙間に対応するものとなる。
したがって、従来装置の構成より１２ｍｍの紙間短縮となる。本実施の形態では給紙速度を増速する必要がないので、駆動モータは通常の定速モータで十分である。
また、次送紙の連れ出しは紙間摩擦係数にバラツキの多い粗悪な用紙束で頻発する程度なので、通常の用紙束での発生は希である。したがって、フィードローラ２の駆動オフ／オン回数が少なくなる。
このためフィードローラ２およびグリップローラ５で駆動を兼用してフィードローラ部に電磁クラッチを使用している場合には、クラッチの寿命低下を軽減できるので、システムの信頼性もアップする。

本実施の形態ではＦＲＲ給紙方式を例に取ったが、セパレートローラに逆転駆動を掛けず、２枚目以降を阻止するだけの摩擦分離ローラ方式においても有効である。
上記構成において、搬送紙後端がフィードローラ２のニップ部を抜ける直前に先端検知手段１３が用紙無しを検知したときに、呼び出しローラ４を紙面に当接させてから所定時間Ｔ５が経過しても先端検知手段１３が用紙検知しない場合、駆動を停止し、呼び出しローラ４を紙面から離間して、図示しない表示部にペーパエンド（紙無し）表示を行う。
図３は呼び出しローラを紙面に当接させてから所定時間Ｔ５が経過しても先端検知手段が用紙検知しない場合の動作フローを説明するフローチャートである。図３のフローチャート中、動作フローＳ１ないしＳ１４は図２と同じであるので、説明を省略する。
図３において、（Ｓ９）でジョブ枚数が終了でないならば、呼び出しローラ４を用紙に当接し（Ｓ１５）、所定時間Ｔ５かどうか判断する（Ｓ１６）。所定時間Ｔ５であるならば、先端検知手段１３で用紙有りかどうかを判断し（Ｓ１７）、用紙無しであるならば、ペーパエンドを表示する（Ｓ１８）。
図４は底板の上昇角度を検出する検出機構を備えた図１と同じ本発明による給紙装置の実施の形態を示す概略図である。図４に示すように給紙装置は底板９の上昇角度を上昇角度検出センサ（例えば、フォトセンサ）１４〜１６で検出して用紙残量を数段階（本実施の形態は３段階）で検出する検出機構を備えている。
搬送紙後端がフィードローラ２のニップ部を抜ける直前に先端検知手段１３が用紙無しを検知したときに、呼び出しローラ４を紙面に当接させてから所定時間が経過しても先端検知手段６が用紙検知しない場合、駆動を停止し、呼び出しローラ４を紙面から離間する。
このとき上昇角度検出センサによる用紙残量検知が最少検知の場合に図示しない表示部にペーパエンド（紙無し）表示を行う。また、用紙残量が最少検知でない場合は図示しない表示部にジャム表示を行う。
次給紙の先端検知が所定時間内に行われない場合、駆動を止めてペーパエンド表示とすることによって、従来構成のペーパエンド検知機構を省略でき、コストダウンになる。
用紙残量検知機構のある給紙装置において、用紙残量が最少を検知している場合のみ、次給紙の先端検知が所定時間内に行われない場合、駆動を止めてペーパエンド表示とすることにより、より精度の高いペーパエンド検知を行い、ジャムリカバリ未処置による再発ジャムを防止する。
なお、上記構成を備えた給紙装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置、印刷装置に適用することができる。

本発明による給紙装置の実施の形態を示す概略図である。 上述した本発明による給紙装置の動作フローを説明するフローチャートである。 呼び出しローラを紙面に当接させてから所定時間Ｔ５が経過しても先端検知手段が用紙検知しない場合の動作フローを説明するフローチャートである。 底板の上昇角度を検出する検出機構を備えた図１と同じ本発明による給紙装置の実施の形態を示す概略図である。 従来の摩擦分離ローラ方式の給紙装置を示す概略図である。

符号の説明

Ｐ 用紙束
２ フィードローラ
３ 分離部材（セパレートローラ）
４ 呼び出しローラ
１０ 前給紙（前送紙）
１１ 次給紙（次送紙）
１３ 検知手段（用紙先端検知手段）
１４ 用紙残量検知機構（センサ）
１５ 用紙残量検知機構（センサ）
１６ 用紙残量検知機構（センサ）

Claims (4)

1. 底板上に積載された用紙束から最上部の用紙を繰り出す呼び出しローラと、繰り出された用紙を給送するフィードローラおよびフィードローラに当接された分離部材からなる分離給送部と、を有する給紙装置において、前記用紙束から分離給送部までの間に用紙を検知する検知手段を設け、連続給紙をする際に給送する用紙が分離給送部を抜けるときに前記検知手段が紙無しを検知している場合、呼び出しローラの駆動を止めずに次給紙の繰り出しを行うことを特徴とする給紙装置。
2. 前記検知手段による次給紙の先端検知が所定時間内に行われない場合、駆動を止めてペーパエンド表示とすることを特徴とする請求項１記載の給紙装置。
3. 用紙残量検知機構を設け、用紙残量が最少と検知された場合のみ、次給紙の先端検知が所定時間内に行われない場合、駆動を止めてペーパエンド表示とすることを特徴とする請求項１記載の給紙装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項の給紙装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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