JP2005247537A - シート給送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】収容されているシートのカールを簡易な構成で軽減し、シートの給送不良を起こりにくくするシート給送装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】大容量給紙ユニット２０に収容される用紙が載置される用紙載置台５１の用紙載置面に、上に凸状の凸部６０を形成する。このとき凸部６０を、用紙搬送方向に直交する方向の中央部近傍に、同方向に延びるように配置する。凸部６０は、用紙積載板５１における用紙搬送方向の下流側に配置される。用紙積載板５１に積載された用紙の底面を凸部６０が押し上げることにより、用紙に発生した下に凸状のカールを解消する。
【選択図】図６

Description

この発明は、本体装置に対してシートの給送を行うシート給送装置、およびそのシート給送装置を備えた画像形成装置に関する。

シート給送装置は、画像形成装置、用紙処理装置等の本体装置に対してシートを供給する装置である。シート給送装置を使用すれば、本体装置において処理されるべきシートが複数ある場合にも、予めシート給送装置にセットしたシートを、１枚ずつ自動的に本体装置に給送することが可能になる。シート給送装置は、本体装置に内蔵される場合や、本体装置に外付けされるものがある。本体装置に外付けされるシート給送装置の中には２０００〜４０００枚程度のシートを収容可能な大容量のものがある。

ところが、シート給送装置から本体装置に対する給送時に給送不良が発生すると給送処理が中断される。このため、シート給送装置における給送不良の発生を防止することが重要である。

そこで、給送不良の発生を防止するために、シート搬送方向に向かって上向きの傾斜部を、シート載置板の前端部に設けた大容量給紙装置がある（例えば、特許文献１参照。）。この大容量給紙装置では、用紙ローラにシートを適切な進入角度をもって突き当てることを目的として、シート搬送方向に向かって上向きの傾斜面が、シート載置板の前端部に形成されている。
実開平４−１２４２４号公報

しかしながら、特許文献１を含む従来技術では、カールしているシートでは、給送不良を適正に防止できない場合がある。これは、カールしているシートは、シート搬送方向に直交する方向でシートの位置に高低差が生じるからである。

例えば、下に凸状のカールが生じているシートでは、シート搬送方向に直交する方向の中央部の位置が低く、両端部の位置が高くなる。このようにシートの位置に高低差が生じていると、給送時にシート搬送路にシートを円滑に送り出すことができず、シート給送不良が発生し易くなる。

この発明の目的は、収容されているシートのカールを簡易な構成で軽減し、シートの給送不良を起こりにくくするシート給送装置および画像形成装置を提供することである。

この発明は以下の構成を備えている。

（１）シートを一枚ずつシート搬送路に給送するシート給送装置であって、
前記シート搬送路に給送されるべきシートが積載されるシート載置台と、
シートの給送状態に応じて前記シート載置台を昇降させる昇降制御手段と、
前記シート載置台に載置された最上位のシートに当接し、前記シート搬送路に送り出すピックアップ手段と、を備え、
前記シートの底面におけるシート搬送方向に直交する方向の中央部近傍に当接する凸部が、前記シート載置台のシート載置面に形成されることを特徴とする。

本発明に係るシート給送装置は、シート載置台および昇降制御手段を備えており、シート載置台には、シートの底面に当接する凸部が形成される。この凸部は、シートのシート搬送方向に直交する方向（以下、幅方向という。）の中央部近傍に形成される。この凸部を形成する目的は、幅方向において下に凸状のカールが生じているシートからカールを低減することである。このようなシートの底面における幅方向の中央部近傍が凸部に押圧されることで、シートの幅方向における高低差が小さくなる。

（２）前記凸部は、前記シート載置台におけるシート搬送方向の前端側に、シート搬送方向に直交する方向に延びるように配置されるリブ状を呈することを特徴とする。

この構成においては、凸部がシート搬送方向の中央より前側に配置される。この位置に凸部を配置するのは、シート搬送方向におけるシートの前端部に生じる幅方向のカールを解消するためである。また、この凸部は、幅方向に延びるように配置される。凸部を幅方向に延びるように配置するのは、シートの幅方向におけるカールを解消するための力を、シートに作用させ易くするためである。この結果、シートの前端部の幅方向における高低差が小さくなる。

（３）前記凸部は、前記ピックアップ手段と前記シートとの当接位置よりも、シート搬送方向の上流側に配置されることを特徴とする。

この構成においては、ピックアップ動作時におけるピックアップ手段とシートとの当接位置よりもシート搬送方向の上流側に凸部が配置される。この位置に凸部を形成するのは、ピックアップ手段によるシート給送開始時におけるシート載置台とシートとの摩擦力を軽減するためである。

なお、この位置に凸部を形成することにより、シートの枚数が少なくなった場合には、シートが用紙搬送方向に撓み、この撓みにより幅方向のカールが軽減される。

（４）前記凸部は、前記シート載置台におけるシート搬送方向に直交する方向の全域に延びるように配置されるリブ状を呈することを特徴とする。

この構成においては、シート載置台における幅方向の全域にわたって凸部が形成される。このように凸部が形成されることにより、シートの幅方向の全域が凸部に当接するため、幅方向においてシートの形状に波打ちが生じにくくなる。

（５）シート給送装置から給送されるシートに対して、入力画像に基づく画像形成処理を行う画像形成装置であって、
（１）〜（４）のいずれかに記載のシート給送装置を備えることを特徴とする。

この構成においては、シート載置台にシートのカールを低減するための凸部が設けられたシート給送装置が画像形成装置に設けられる。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）カールしたシートを使用する場合にも、シート給送不良が起こりにくくすることができる。

（２）シート搬送方向におけるシートの前端部のカールを軽減して、シートの給送不良が起こりにくくすることが可能になる。

（３）凸部を形成したことにより、シート載置台とシートとの摩擦力が増大するという不都合の発生を防止できる。

（４）シートが波打つことが原因で発生するシート給送不良を回避しやすくなる。

（５）画像形成処理において、給紙ジャムやシート搬送ジャムを発生しにくくすることが可能になる。

以下、図を用いて本発明の給紙装置および画像形成装置の実施形態を説明する。

図１は、本実施形態にかかる画像形成装置１の構成を示す図である。同図に示すように、画像形成装置１は、画像形成部２、給紙ユニット部３、大容量給紙ユニット２０、および制御部５０を備えている。

画像形成部２は、入力される画像データに応じた画像形成処理を実行する。給紙ユニット部３は、画像形成部２に対して用紙を供給する。大容量給紙ユニット２０は、大量の用紙を収容し、給紙ユニット部３と同様に画像形成部２に対する用紙の供給を行う。本実施形態では、給紙ユニット部３および大容量給紙ユニット２０により、本発明のシート給送装置が構成される。本発明は、給紙ユニット部３および大容量給紙ユニット２０において、用紙に発生したカールを低減して、カールに起因する給紙不良を防止することを特徴としている。

画像形成部２の略中央部には、像担持体としての感光体４を中心とする電子写真プロセス部が配設されている。この電子写真プロセス部において、感光体４の周囲に、帯電ユニット５、光走査ユニット６、現像ユニット７、転写ユニット８、およびクリーニングユニット９が配設されている。

帯電ユニット５は、感光体４の表面を均一に帯電させる。光走査ユニット６は感光体４の表面を露光して静電潜像を形成する。現像ユニット７は、現像剤供給部１０を備えており光走査ユニット６によって形成された静電潜像に現像剤を供給して現像剤像を形成する。転写ユニット８は、感光体４の表面に形成された現像剤像を用紙に転写する。クリーニングユニット９は、感光体４の表面に残留した現像剤を除去して、感光体４の表面に次の画像形成ができるようにする。

上述の帯電ユニット５、光走査ユニット６、現像ユニット７、転写ユニット８、およびクリーニングユニット９によって、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、および清掃工程が実行される。本実施形態では、クリーニングユニット９により除去された残留現像剤は、現像ユニット７の現像剤供給部１０に回収されて再び現像工程において用いられる。なお、クリーニングユニット９によって除去された残留現像剤をリサイクルしない構成の画像形成装置に対しても本発明は適用可能である。

給紙ユニット部３は、上述の画像形成部２の下方に配置される。給紙ユニット部３は、４つの給紙トレイ１１〜１４と、手差し給紙ユニット１８とを備えている。なお、給紙ユニット部３における給紙トレイの数は４つに限定されることはなく、必要に応じて増減させることが可能である。

給紙ユニット部３において、最下位に配置されている給紙トレイ１４の上方に給紙トレイ１３が配置される。給紙トレイ１３の上方において給紙トレイ１１および給紙トレイ１２が併設される。４つの給紙トレイ１１〜１４の近傍には、給紙トレイ１１〜１４に収容された用紙を画像形成部２に搬送する第１の用紙搬送路１５および第２の用紙搬送路１６が形成される。

第１の用紙搬送路１５は、給紙トレイ１１〜１３に収容された用紙を画像形成部２に搬送するための搬送路である。第１の用紙搬送路１５は、給紙ユニット部３のケーシング１７に沿って鉛直方向に延びている。

第２の用紙搬送路１６は、給紙トレイ１２に収容された用紙を画像形成部２に搬送する搬送路である。第２の用紙搬送路１６は、ケーシング１７に沿って水平方向に延びている。

この構成では、給紙ユニット部３の内部において、給紙トレイ１１〜１４、第１の用紙搬送路１５、および第２の用紙搬送路１６の間に、不要な空隙を生じることない。このような構成にするのは、給紙ユニット部３の省スペース化を図るためである。

さらに、給紙ユニット部３において、第１の用紙搬送路１５の一部を構成するガイド１５ａ、および第２の用紙搬送路１６の一部を構成するガイド１６ａが、ケーシング１７に対して回動自在にされている。ガイド１５ａを回動させることにより、第１の用紙搬送路１５を外部に開放することができる。また、ガイド１６ａを回動させることにより、または第２の用紙搬送路１６を外部に開放することができる。ガイド１５ａおよびガイド１６ａの回動動作は、第１の用紙搬送路１５または第２の用紙搬送路１６上でジャムを発生させた用紙を取り除くときに行われる。

大容量給紙ユニット２０は、用紙が積載される用紙積載板５１と、用紙積載板５１の上下方向の位置を変化させて用紙積載板５１に積載される用紙における最上位の用紙の位置を変化させる昇降装置と、用紙積載板５１上に積載されている最上位の用紙を画像形成部２に給送するための給送機構を備えている。

昇降装置は、リフトモータ３９を備えている。リフトモータ３９は、任意の方向に回転することが可能であり、リフトモータ３９が正回転または逆回転することにより用紙積載板５１が上昇または下降する。

図２は、画像形成装置１の主要部構成を示すブロック図である。同図に示すように画像形成装置１は、画像形成部２、操作部６０、給紙ユニット部３、大容量給紙ユニット２０、および制御部５０を備えている。

操作部６０は、ユーザからの操作の入力を受け付けて、受け付けた入力内容を制御部５０に伝える。また、上述のように大容量給紙ユニット２０は、リフトモータ３９、用紙レベル検出器３２、用紙検出器４３、上限検出器３１、給送検出器３６、搬送モータ４０、給紙ソレノイド４１、および給紙クラッチ４２を備えている。

給紙ソレノイド４１は、ピックアップローラ３０を最上位の用紙の方向に付勢する。用紙検出器４３は、用紙積載板５１上における用紙の有無を検出するセンサである。搬送モータ４０は、用紙搬送方向の下流側に用紙を搬送するための回転力を給紙ローラ３３および搬送ローラ３５に伝達する。給紙クラッチ４２は、搬送モータ４０から給紙ローラ３３への回転力の伝達のオン／オフを切り換える。

制御部５０は、画像形成装置１の各部の動作を統括的に制御する。本実施形態では、制御部５０の機能の一部によって本発明の昇降制御手段が構成される。

なお、ここでは、大容量給紙ユニット２０の構成であって既に説明した構成については説明を省略している。

図３は、大容量給紙ユニット２０における給送機構の構成を示している。給送機構は、ピックアップローラ３０、給紙ローラ３３、および分離ローラ３４を備えている。

ピックアップローラ３０は、用紙積載板５１の上方に位置し、用紙積載板５１上の最上位の用紙を取り出す。ピックアップローラ３０は、給紙ローラ３３の軸を支点に上下に回動するアーム３７の前端部に取り付けられており、最上位の用紙を周面に当接させて大容量給紙ユニット２０からピックアップする。本実施形態では、ピックアップローラ３０によって本発明のピックアップ手段が構成される。

給紙ローラ３３は、ピックアップローラ３０によって大容量給紙ユニット２０から取り出される用紙を用紙搬送路の下流側に導く。給紙ローラ３３は、用紙搬送方向の下流側に用紙を搬送する方向に図示しない駆動手段によって回転駆動されている。また、給紙ローラ３３の軸とピックアップローラ３０の軸には、図示しないベルトが張架されており、給紙ローラ３３の回転力がピックアップローラ３０に伝達される。

分離ローラ３４は、給紙ローラ３３に圧接するように配置される。分離ローラ３４は、大容量給紙ユニット２０に収容される用紙が１枚ずつ用紙搬送路の下流側に導かれるように用紙の分離を行う。分離ローラ３４は、用紙を用紙搬送方向の上流側に戻す方向にトルクリミッタを介して給紙ローラ３３とは別の駆動手段によって回転駆動されており、一度に２枚以上の用紙が給送されることを防止する。

用紙搬送路における給紙ローラ３３および分離ローラ３４の下流側には、一対の搬送ローラ３５および給送検出器３６が配置される。一対の搬送ローラ３５は、給紙ローラ３３および分離ローラ３４の間を通過した用紙をさらに用紙搬送方向の下流側に導く。給送検出器３６は、搬送ローラ３５の用紙搬送方向の下流側に位置しピックアップローラ３０によって取り出されるべき最上位の用紙が適正に給送されたか否かを検出する。

さらに、大容量給紙ユニット２０には、最上位の用紙の位置を検出する用紙レベル検出器３２と、最上位の用紙が上限の位置に達したことを検出する上限検出器３１とが配設される。用紙レベル検出器３２は、透過型の光センサであり、発光部３２Ａおよび受光部３２Ｂによって構成される。

発光部３２Ａおよび受光部３２Ｂは、互いに対向するように配置される。遮光板５２は、アーム３７の所定位置に形成され発光部３２Ａおよび受光部３２Ｂの間で発光部３２Ａが発した光を遮光する。ここでは、最上位の用紙に当接したときのピックアップローラ３０の位置によって、受光部３２Ｂに入射される光の状態に基づいて最上位の用紙の高さを検出している。

上限検出器３１は、アクチュエータを備えており、このアクチュエータにアーム３７の一部が当接することにより、最上位の用紙が上限位置に達したことを検出する。なお、ここで上限位置とは適正な給送処理を実行できるとされる一応の目安であり、アーム３７の可動範囲の上限を意味するものでない。このため、この上限位置を超えたことによりただちにアーム３７が破損するわけではない。

本実施形態では、大容量給紙ユニット２０についてのみ上述の昇降装置および給送機構を配設しているが、他の用紙トレイ１１〜１４にも大容量給紙ユニット２０と同様の昇降装置および給送機構を設けるようにしても良い。

同図において斜線で表している範囲は、ピックアップローラ３０によって適正に用紙のピックアップが可能であるとされている範囲である。図３（ａ）において、ピックアップローラ３０は最上位の用紙について給送可能な上限位置に位置している。また、図３（ｂ）において、ピックアップローラ３０は最上位の用紙について給送可能な下限位置に位置している。図３（ｃ）において、ピックアップローラ３０は、最上位の用紙について給送可能な下限位置である第１の給送位置よりさらに下方に位置している。なお、図３（ｃ）に示す状態においては、後述するようにリフトモータ３９が正回転して用紙積載板５１を上昇させ最上位の用紙が第１の給送位置まで上昇させる。

本実施形態では、ピックアップローラ３０は、最上位の用紙のピックアップする時および最上位の用紙の高さを検出する時にソレノイドによって用紙の方向に力を加えられる。ただし、ピックアップローラ３０の構成は本実施形態に限定されるのではなく、ピックアップローラ３０を最上位の用紙に当接させる際に、ピックアップローラ３０の自重によって最上位の用紙に当接させてもよい。

図４は、カールした用紙の状態を示している。同図において、紙面に直交する方向が用紙搬送方向であり、紙面の左右方向が幅方向である。この図が示すように、カールしている用紙は、幅方向において高低差Ｃを生じる。この高低差Ｃが大きくなればなるほど給紙時における給紙不良が発生し易くなる。

図５は、用紙積載板５１上に積載された複数の用紙を示している。この図において、用紙搬送方向を矢印Ｘによって示している。ここでは、用紙における用紙搬送方向の前端側を示している。同図に示すように、用紙の前端側において幅方向にカールが生じている場合には、特に給紙不良が発生し易いため、少なくとも用紙の前端側におけるカールを解消させることが重要である。

図６は、用紙積載板５１の構成を示す図である。図６（Ａ）は用紙積載板５１の平面図であり、図６（Ｂ）は用紙積載板５１の側面図である。これらの図において、用紙搬送方向を矢印Ｘによって示している。

用紙積載板５１の用紙載置面には、側面視部分円弧状の凸部６０が形成されている。凸部６０は、用紙積載板５１を生産する際に、プレス加工を行うことにより形成される。ただし、凸部６０に相当する形状の部材を用紙積載板５１の用紙載置面上に取り付けることにより凸部６０を形成することもできる。本実施形態では、凸部６０が幅方向において用紙積載板５１の全域に形成されている。ただし、使用状況に応じて、凸部の幅方向における長さを小さくすることが可能である。

本実施形態では、用紙積載板５１の用紙載置面から凸部６０が８ｍｍ盛り上がるように形成されている。ただし、凸部６０のサイズや形状は、本実施形態に限定されるものではなく、積載される用紙のサイズ、厚み、腰の強さに合わせて、凸部６０のサイズや形状を最適な値に設計すればよい。

図７は、用紙を積載した状態の用紙積載板５１を示している。同図を用いて、本実施形態における用紙積載板の各部の寸法を説明する。

図７において間隔ｄは、給紙レベルに達した時の用紙の最上面と上ガイドとの距離を示している。本実施形態では間隔ｄは、７〜８ｍｍに設定されている。間隔ｄをこの範囲の値に設定したのは、高低差が７〜８ｍｍを超えたカールが発生した場合に、用紙の両端が上ガイドに押し当てられて、用紙の両端と上ガイドとの摩擦が給送時の負荷となり、給送不良や斜め送りが発生し易くなるのを考慮したからである。

図７において、間隔Ｗは、凸部６０の用紙搬送方向の幅を示している。凸部６０の幅は、３０ｍｍに設定されている。ただし、凸部６０の幅が２０〜４０ｍｍの範囲であれば、凸部６０が良好に機能する。また、Ｈは、凸部の用紙積載板５１の用紙載置面からの高さを示している。本実施形態では、高さＨは、８ｍｍである。

さらに、間隔Ｄは、ピックアップローラ３０によるピックアップポイントから凸部６０の用紙搬送方向の中心までの距離を示している。ここでは、間隔Ｄは４０ｍｍに設定されている。凸部６０の位置は、用紙搬送方向において、積載される用紙の中央とピックアップローラ３０との間に位置させることが好ましい。これは、用紙の前端側に近づけることにより用紙の前端側のカールが低減するが、凸部６０を用紙の前端に近づけ過ぎるとシートの積載枚数が少ない場合に用紙の搬送に支障を来すからである。

図８は、大容量給紙ユニット２０における給紙位置の構成を示す図である。図８（Ａ）は用紙積載板５１が上昇中の状態を示しており、図８（Ｂ）は用紙積載板５１が給送位置で停止している状態を示している。図８から、本実施形態では用紙搬送方向における用紙の後端側に比較して用紙の前端側のカールが低減され、幅方向における高低差が小さくなっていることが分かる。

パッド６１は、用紙の下側面に当接して、用紙の二重送りを防止するために配設される。パッド６１は、用紙に対して摩擦負荷を与えることができる素材で形成されたシート状の部材である。本実施形態では、シート状のコルクを使用している。パッド６１は、用紙積載板５１に形成された凹部に貼り付けられている。パッド６１を用紙積載板５１に取り付ける際に、ピックアップローラ３０との対向位置にパッド６１が配置される。

なお、ここでは凸部６０の形状は側面視部分円弧形の板状であるが、凸部６０はコーナにＲが形成された四角柱形状、三角柱形状等であってもよい。また、凸部６０を、用紙搬送方向に向かって上向きおよび下向きの傾斜部をそれぞれ有するスロープ形状にすることも可能である。

図９は、凸部の高さと用紙の幅方向の高低差Ｃとの関係を示す図である。ここでは、用紙載置面に凸部６０を形成しない場合、４ｍｍの高さの凸部を形成した場合、８ｍｍの高さの凸部を形成した場合の３つ場合に分けて説明する。それぞれの場合で、用紙積載板５１に１０００枚、２０００枚、３０００枚の用紙の積載したときにそれぞれケースにおける高低差Ｃを示している。

高低差Ｃが１２ｍｍである場合には、用紙積載板５１の高さを調整しても上ガードに用紙が引っ掛かる可能性が高い。給紙レベルに達した時の用紙の最上面と上ガイドとの距離が７ｍｍであるため、高低差Ｃが６ｍｍ以下になると給紙不良が発生しにくくなる。

本実施形態のように高さ８ｍｍの凸部６０を形成した場合、用紙を３０００枚載せた場合でも、高低差Ｃを６ｍｍ以下に抑えることが可能になる。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明のシート給送装置が適用される画像形成装置の構成の概略を示す図である。 画像形成装置の構成の概略を示すブロック図である。 大容量給紙ユニットにおける給紙位置の構成を示す図である。 幅方向にカールを生じた用紙の状態を示す図である。 カールが生じた用紙の前端部の構成を示す図である。 用紙積載板の構成を示す図である。 複数の用紙が積載された用紙載置板の構成を示す図である。 大容量給紙ユニットにおける給紙位置の構成を示す図である。 凸部の高さと用紙の幅方向の高低差Ｃとの関係を示す図である。

符号の説明

１−画像形成装置
２−画像形成部
３−給紙ユニット部
２０−大容量給紙ユニット
５１−用紙積載板
６０−凸部
６１−パッド

Claims (5)

1. シートを一枚ずつシート搬送路に給送するシート給送装置であって、
   前記シート搬送路に給送されるべきシートが積載されるシート載置台と、
   シートの給送状態に応じて前記シート載置台を昇降させる昇降制御手段と、
   前記シート載置台に載置された最上位のシートに当接し、前記シート搬送路に送り出すピックアップ手段と、を備え、
   前記シートの底面におけるシート搬送方向に直交する方向の中央部近傍に当接する凸部が、前記シート載置台のシート載置面に形成されることを特徴とするシート給送装置。
2. 前記凸部は、前記シート載置台におけるシート搬送方向の前端側に、シート搬送方向に直交する方向に延びるように配置されるリブ状を呈することを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
3. 前記凸部は、前記ピックアップ手段と前記シートとの当接位置よりも、シート搬送方向の上流側に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のシート給送装置。
4. 前記凸部は、前記シート載置台におけるシート搬送方向に直交する方向の全域に延びるように配置されるリブ状を呈することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシート給送装置。
5. シート給送装置から給送されるシートに対して、入力画像に基づく画像形成処理を行う画像形成装置であって、
   請求項１〜４のいずれかに記載のシート給送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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