JP2005335859A - 給紙装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定のタイミングでトレイを昇降させることにより、給紙トレイからの給紙効率を下げることなく給紙ミスやジャムの発生を防止する給紙装置を提供する。
【解決手段】 検知手段２８は、トレイ１０が送出ローラ１１に密着した第１の位置にあるか、送出ローラ１１から離間した第２の位置にあるかの検知を行う。トレイ１０は給紙動作終了後に第２の位置に配置されるとともに、制御手段２９は、用紙のセット後、給紙動作開始直前に、トレイ１０の配置を第１の位置を経由した後再度第２の位置に切り換える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置へ搭載され、用紙の供給源として用いられたり、画像形成装置とソートやステープル等を行う後処理装置との間に組み込まれ、別途画像形成された用紙いわゆる合紙の供給源として用いられたりする手差し給紙トレイの制御方法と操作性に関する。

例えば図５に示すように、合紙の供給源として用いられる従来の手差し機構（バイパス通紙）の給紙装置１は、画像形成装置２と後処理装置３との間に組み込まれる。画像形成装置２では用紙上に画像が形成され、この画像形成後の用紙は、給紙装置１内の通紙経路を経て後処理装置３へ供給される。また給紙装置１では、画像形成装置２から後処理装置３への用紙供給の合間において、トレイ１０上に積載されている合紙が、最上の合紙から順に送出ローラ１１によって送り出され、一対より成る給紙ローラ１２及び捌きローラ１３によって一枚ずつに分離された後、複数の送りローラ対１４によって送られ、最終的に排出ローラ対１５によって排出されて、後処理装置３へと供給される。そして後処理装置３では、供給された用紙（合紙を含む）に対して、所望のソートやステープル等が施される。

特に給紙装置１においては、トレイ１０への合紙の補充や取換えを容易にする目的で、トレイ１０が選択的に送出ローラ１１へ向けて上昇したり、又は送出ローラ１１より離れる方向に下降したりするようになっている。

具体的には、例えば図６、図７に示すように、トレイ１０は、送出ローラ１１から離れた側の端部（図６、図７では左端部）において、固定のトレイ保持部１６に対して軸支され、この支軸１７を中心とした回動で昇降可能にされている。ここで、トレイ１０の上昇に関しては、トレイ１０は、上昇する方向すなわち送出ローラ１１へ向けて常時バネ１８で付勢されており、後述のカム２０から外力が与えられない限り、そのバネ１８の付勢力を受けて積載の合紙と共に上昇し、図６のように、トレイ１０はその合紙（図示せず）のうちの最上の合紙が送出ローラ１１に圧接した状態（以下、第１の位置という）に配置される。この第１の位置で、送出ローラ１１及び給紙ローラ１２が一方向（図６中、実線矢印で示す反時計回りの方向）に軸回転して給紙動作が行われる。なお、ここでは捌きローラ１３は記載を省略している。

一方、トレイ１０の下降に関しては、トレイ１０における支軸１７の在る端部とは反対の端部すなわち送出ローラ１１に近い側の端部（図６、図７では右端部）にレバー１９が突設されており、更にこのレバー１９の上面に当接するカム２０を有したカム軸２１が設けられている。カム軸２１の一端にはカム軸用ギヤ２２が取り付けられており、このカム軸用ギヤ２２とモータ２４の主軸ギヤ２５とが、伝達ギヤ２３を介して互いに間接的に噛合している。但し、カム軸用ギヤ２２にはワンウェイクラッチが内蔵されている。モータ２４からの出力によって主軸ギヤ２５が回転すると、この回転力が伝達ギヤ２３を介してカム軸用ギヤ２２に伝達される。

そして、カム軸２１が一方向（図６中、点線矢印で示す反時計回りの方向）に所定量軸回転することで、これと一体にカム２０が同方向に所定量軸回転し、これに伴い、レバー１９に対してのカム２０の偏心量が最大になる。その際レバー１９は、バネ１８の付勢力をトレイ１０を介して受けており、カム２０の周面と擦れ合いながらその最大偏心量に相応する分バネ１８の付勢力に抗して押し下げられ、その結果、図７のように、トレイ１０は下降した状態（以下、第２の位置という）に配置される。この第２の位置で、トレイ１０への合紙の補充や取換えが行われる。トレイ１０上には、積載される用紙の幅方向の位置決めを行うガイド板２６が設けられている。

トレイ１０への合紙の補充や取換えが済んだ後は、給紙動作へ移行すべく、カム軸２１及びカム２０が、上記したトレイ１０の下降動作の際と同様の一方向に所定量軸回転し、これに伴い、レバー１９に対してのカム２０の偏心量が最小になる。その際レバー１９は、カム２０の周面と擦れ合いながらバネ１８の付勢力を受けて押し上げられ、その結果、トレイ１０は第１の位置に配置される（図６参照）。なお、ここでは合紙の供給源として用いられる給紙装置１について説明したが、画像形成装置に搭載されて用紙の供給源として用いられる給紙装置についても事情は同じである。

上述したように、トレイ１０が送出ローラ１１から離間した第２の位置で用紙が積載されることにより、用紙はトレイ１０の傾きにより送出ローラ１１方向（図７の右方向）に移動し、トレイ１０の右端に端部を揃えた状態で積載される。その後、トレイ１０が送出ローラ１１に密着する第１の位置へ再度上昇することにより、積載された用紙のうち最上の用紙がバネ１８の付勢力により送出ローラ１１に圧接された状態で送出ローラ１１が回転して給紙動作が行われる。即ち、ユーザが用紙をトレイ１０上に積載する場合、トレイ１０は送出ローラ１１より離れる方向に下降した第２の位置にあることが必要である。

通常、トレイ１０上に積載された用紙の給紙動作が全て終了した後は、新たな用紙の補充に備えてトレイ１０が下降し、送出ローラ１１から離間した第２の位置に保持される。このようなトレイの位置制御方法としては、例えば特許文献１においては、手差し給紙トレイの底板をジョブ終了毎に下降させる制御と、手差し給紙トレイにあるペーパエンドセンサによる検出結果が用紙無しになるまでトレイの底板を下降させない制御のいずれかを選択することにより、給紙効率を向上させる技術が開示されている。また、特許文献２には、給紙動作終了から所定時間経過後にトレイの底板を下降させる方法が開示されている。また、特許文献３には、トレイの上昇及び下降を位置検出センサを用いて確認する方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１の方法によれば、ジョブ終了毎に手差し給紙トレイの底板を下降させる制御を選択した場合、手差し給紙トレイを使用したジョブを連続して行うような場合には、底板が下降動作中であるときや下降状態であるときから、再度底板を用紙の給紙可能な位置まで上昇させる必要があるため、給紙装置の操作性が上がらないという問題点があった。

また、例えば特許文献２、３の方法を組み合わせると、給紙動作終了時にトレイを下降させ、さらに位置検出センサを用いてトレイの下降を確認することができるが、次の用紙補充まで長時間が経過した場合には、装置の振動や誤動作等、何らかの原因でトレイが上昇してしまうことが考えられる。この状態でユーザがトレイ上に用紙を積載すると、用紙が送出ローラに密着せず、そのまま給紙動作が開始されると給紙ミスやジャム等が発生するおそれがある。

このとき、給紙動作開始後にトレイの位置を検知し、トレイが上昇状態にある場合は再下降させることも考えられるが、特に高速機の場合、給紙動作開始後にトレイを下降させる操作を挿入すると、画像形成部への給紙タイミングが遅れ、出力画像の不良の原因となる。また、画像形成のタイミングを給紙タイミングに追従させた場合、給紙効率の低下により画像形成処理効率の低下につながってしまう。
特開平１１−１８９３４４号公報 特開２００２−１４５４６０号公報 特開平２−２９５８２７号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、所定のタイミングでトレイを昇降させることにより、給紙トレイからの給紙効率を下げることなく給紙ミスやジャムの発生を防止する給紙装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、用紙が積載されるトレイと、該トレイを上下に昇降させる昇降手段と、前記トレイ上に積載された用紙を順次送り出す送出ローラと、を備え、前記トレイは、前記送出ローラに密着した第１の位置と、前記送出ローラから離間した第２の位置とに選択的に配置されるとともに、前記第２の位置においてトレイ上に用紙を積載し、前記第１の位置において前記送出ローラが積載された用紙に圧接されて最上面の用紙から順次給紙を行う給紙装置において、前記トレイが前記第１の位置にあるか前記第２の位置にあるかを検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に基づいて前記昇降手段の動作を制御する制御手段とが設けられており、前記制御手段は、前記トレイ上の用紙の給紙終了後に前記トレイを前記第２の位置に配置するとともに、再度用紙が積載され給紙が開始される直前に、前記検知手段の検知結果に応じて前記トレイを前記第１の位置を経由して前記第２の位置に配置する動作を行うことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の給紙装置において、前記昇降手段は、前記トレイを上方向へ付勢するバネと、前記トレイより突出したレバーに当接するカムを有し軸回転することでトレイを昇降させるカム軸と、該カム軸に駆動力を与えるモータと、から成り、前記トレイ上の用紙の給紙終了後に前記カム軸を回転させて前記トレイを前記第２の位置に配置するとともに、再度用紙が積載され給紙が開始される直前に、前記カム軸を半回転以上回転させて前記トレイを前記第２の位置に配置することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の給紙装置において、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が前記第２の位置であるときは前記トレイを前記第１の位置に配置した後、再度前記第２の位置に配置する動作を行い、前記検知手段の検知結果が前記第１の位置であるときは前記トレイを前記第２の位置に配置する動作を行うことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の給紙装置において、前記制御手段は、前記昇降手段の動作開始後、前記検知手段の検知結果が前記第２の位置となったとき前記昇降手段の動作を停止して前記トレイを前記第２の位置に配置することを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、給紙終了後にトレイが第２の位置に配置されるとともに、再度給紙が開始される直前のトレイ位置に係わらず、トレイが第１の位置を経由して改めて第２の位置に配置されるため、何らかの要因によりトレイが第１の位置に配置された状態で用紙の積載が行われた場合であっても、トレイが必ず第２の位置に配置された後に給紙動作が開始されることとなり、給紙開始時には送出ローラが積載された用紙に確実に圧接される。これにより、給紙効率を低下させることなく給紙ミスやジャムの発生を確実に防止することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の給紙装置において、昇降手段をトレイを上方向へ付勢するバネと、トレイより突出したレバーに当接するカムを有し軸回転することでトレイを昇降させるカム軸と、該カム軸に駆動力を与えるモータとで構成し、給紙終了後にカム軸を半回転させてトレイを第２の位置に配置するとともに、再度用紙が積載され給紙が開始される直前に、カム軸を半回転以上回転させてトレイを第２の位置に配置することにより、簡易な構成でトレイの配置位置を確実に制御することができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の給紙装置において、制御手段は、検知手段の検知結果が第２の位置であるときはトレイを第１の位置に配置した後、再度第２の位置に配置する動作を行い、検知結果が第１の位置であるときはトレイを第２の位置に配置する動作を行うことにより、トレイの位置に応じて再度給紙が開始される直前のトレイを確実に第２の位置に配置することができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１又は第２の構成の給紙装置において、制御手段は、昇降手段の動作開始後、検知手段の検知結果が第２の位置となったとき昇降手段の動作を停止してトレイを第２の位置に配置することにより、トレイの初期位置に係わらず再度給紙が開始される直前のトレイを確実に第２の位置に配置することができる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る給紙装置の構成を示す概略断面図であり、トレイが第１の位置に配置された状態を図１、第２の位置に配置された状態を図２に示す。従来例の図６と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本発明の給紙装置においては、図６の構成に加えて検知手段２８、制御手段２９を備えている。

検知手段２８は、トレイ１０が第１の位置にあるか第２の位置にあるかの検知を行い、検知結果は制御手段２９に送信される。制御手段２９は、送信された検知結果に基づいて後述するような手順によりトレイ１０の配置位置の切り換えを行う。具体的には、図１に示すように、カム２０の一部に反射板２７を貼付しておき、トレイ１０が第１の位置にある場合に図示しない光源より照射された光が反射板２７により反射され検知手段２８に入射するようにしておく。このとき、検知手段２８から制御手段２９に検知信号が送信され、制御手段２９はトレイ１０が第１の位置にあることを認識する。

一方、図２のようにトレイ１０が第２の位置にある場合には、カム２０が第１の位置から半回転するため反射板２７の位置が移動し、反射板２７により反射された光は検知手段２８に入射しない。このため、検知手段２８から検知信号は送信されず、制御手段２９はトレイ１０が第２の位置にあることを認識する。検知手段２８としては、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩＣ等の各種の光センサを使用することができる。なお、ここではトレイ１０の位置検知方法の一例を示したものであり、光センサ以外の他のセンサを検知手段２８として使用してもよい。

制御手段２９は、モータ２４の回転を制御することによりカム軸２１の回転量を制御し、カム軸２１に固定されたカム２０の回転量を制御する。モータ２４としては、カム２０の回転量の制御が可能なモータであれば特に制限はないが、例えば一定周期の駆動波形で駆動されるステッピングモータ等のパルスモータを用いることとすれば、モータ２４に送信する駆動パルスの制御によりカム２０の回転量の微調整が容易となるため好ましい。

図３は、本発明の給紙装置による給紙手順を示すフローチャートである。図１及び図２を参照しながら、図３のステップに従い給紙装置の給紙動作について説明する。この動作手順では、トレイ１０上に用紙がセットされた時（ステップＳ１）、検知手段２８によりトレイ１０が第２の位置にあるか否かが検知される（ステップＳ２）。そして、トレイ１０が第２の位置にあると判断された場合は、制御手段２９はモータ２４を１回転させることによりカム２０を１回転させる（ステップＳ３）。カム２０が半回転する毎にトレイ１０は第１の位置と第２の位置とに交互に切り換えられるため、トレイ１０の配置はカム２０の回転に伴い、第２の位置から第１の位置を経由し、最終的に第２の位置に配置される（ステップＳ４）。

一方、ステップＳ２においてトレイ１０が第１の位置にあると判断された場合は、制御手段２９はモータ２４を半回転させることによりカム２０を半回転させる（ステップＳ５）。これにより、トレイ１０の配置はカム２０の回転に伴い、第１の位置から第２の位置へと切り換えられる（ステップＳ４）。即ち、用紙セット時のトレイ１０の位置に係わらず、トレイ１０は確実に第２の位置に配置されることとなる。

次に、ユーザの操作により給紙動作が開始されると（ステップＳ６）、カム２０はモータ７によりさらに半周回転され（ステップＳ７）、トレイ１０の位置は第２の位置から第１の位置へと切り換えられる（ステップＳ８）。そして、トレイ１０上の用紙の給紙が全て終了した後（ステップＳ９）、カム２０はモータ７によりさらに半周回転され（ステップＳ１０）、トレイ１０を第２の位置に配置して（ステップＳ１１）処理を終了する。

これにより、用紙セット時のトレイ１０の位置に係わらず、トレイ１０は給紙動作を開始する前に確実に第２の位置に配置されることとなる。即ち、給紙動作終了後にトレイ１０を第２の位置に配置した後、次の給紙動作開始までに何らかの原因によりトレイ１０が第１の位置に切り換わり、第１の位置で用紙がセットされた場合であっても、一旦第２の位置を経由した後、給紙開始時に再度第１の位置に配置される。従って、第１の位置で積載された用紙が第２の位置を経由する際にトレイ１０の傾きにより移動して送出ローラ１１に密着する位置に載置され、給紙ミスやジャムの発生を防ぐことができる。

さらに、トレイ１０の第２の位置への配置を給紙動作の直前に行うことにより、給紙動作開始後はトレイ１０が余分な昇降動作を行わず、給紙効率の低下や画像形成部への給紙タイミングの遅れも防ぐことができる。なお、トレイ１０の配置を切り換える際のカム２０の回転量は、上記に限定されるものではなく、例えばステップＳ３において１回転に代えて２回転としてもよく、ステップＳ５及びＳ７において半回転に代えて１回転半としてもよい。

図４は、本発明の給紙装置における給紙手順の他の例を示すフローチャートである。図１及び図２を参照しながら、図４のステップに従い給紙装置の給紙動作について説明する。この例においては、トレイ１０上に用紙がセットされた時（ステップＳ１）、トレイ１０の配置位置に係わらずモータ２４を回転させてカム２０の回転を開始する（ステップＳ２）。そして、検知手段２８によりトレイ１０の配置位置の検知を行い（ステップＳ３）、トレイ１０が第２の位置に配置されたときにカム２０の回転を停止させる（ステップＳ４）。ユーザの操作により給紙動作が開始された後の動作（ステップＳ５〜Ｓ１０）は図３と同様であるため説明を省略する。

これにより、図３の場合と同様に、トレイ１０の配置位置に係わらず、トレイ１０は第１の位置を経由し、最終的に第２の位置に配置された後に給紙動作が開始される。なお、図３の場合と同様にカム２０の回転量は適宜設定することができる。例えばカム２０の回転前にトレイ１０が第１の位置にあった場合は半周回転させればトレイ１０は第２の位置となり、トレイ１０が第２の位置にあった場合は１周回転させればトレイ１０は第２の位置となるため、カム２０を少なくとも半周以上回転させた後、検知手段２８により第２の位置を検知してカム２０の回転を停止させればよい。

なお、上記構成においてはトレイ１０の昇降手段としてバネ１８、カム２０、カム軸２１及びモータ２４を用い、カム２０の回転によりトレイ１０の配置を切り換える構成としたが、トレイ１０の昇降手段はこれに限定されるものではなく、バネクラッチやソレノイド等を用いた従来公知の駆動手段により構成することも可能である。また、本発明はトレイ１０が支軸１７を中心とした回動で昇降可能である上記構成に限らず、トレイ１０全体が所定の傾きを保持して上下に平行移動するような構成の給紙装置にも適用可能である。

その他本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、合紙の供給源として用いられる給紙装置１を例に挙げて説明したが、画像形成装置に搭載されて用紙の供給源として用いられる給紙装置に適用することも可能である。

本発明は、用紙が積載されるトレイと、該トレイを上下に昇降させる昇降手段と、トレイ上に積載された用紙を順次送り出す送出ローラと、を備え、トレイは、送出ローラに密着した第１の位置と、送出ローラから離間した第２の位置とに選択的に配置されるとともに、第２の位置においてトレイ上に用紙を積載し、第１の位置において送出ローラが積載された用紙に圧接されて最上面の用紙から順次給紙を行う給紙装置において、トレイが第１の位置にあるか第２の位置にあるかを検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に基づいて昇降手段の動作を制御する制御手段とが設けられており、昇降手段は、トレイ上の用紙の給紙終了後にトレイを第２の位置に配置するとともに、再度用紙が積載され給紙が開始される直前に、検知手段の検知結果に応じてトレイを第１の位置を経由して第２の位置に配置する動作を行うこととする。

これにより、用紙がセットされたトレイは、その配置位置に係わらず、必ず第２の位置を経由して第１の位置に配置され給紙動作が行われるため、何らかの原因でトレイが第１の位置にある状態で用紙がセットされた場合でも、用紙を確実に送出ローラに密着させることができ、給紙ミスやジャムの発生を確実に防止する。さらに、給紙動作開始直前にトレイの配置を切り換えることにより、高速機の場合でも画像形成部への給紙タイミングがずれるおそれがなくなる。

また、昇降手段を、トレイを上方向へ付勢するバネと、トレイより突出したレバーに当接するカムを有し軸回転することでトレイを昇降させるカム軸と、該カム軸に駆動力を与えるモータとで構成し、カム軸の回転を制御することによりトレイの配置位置を切り換え可能としたことにより、給紙装置の構成が簡単なものとなる。

また、検知手段の検知結果が第２の位置であるときはトレイを第１の位置に配置した後、再度第２の位置に配置する動作を行い、検知結果が第１の位置であるときはトレイを第２の位置に配置する動作を行うことにより、或いは、昇降手段の動作開始後、検知手段の検知結果が第２の位置となったとき昇降手段の動作を停止してトレイを第２の位置に配置することにより、トレイ１０は初期位置に係わらず第１の位置を経由し、最終的に第２の位置に配置された後に給紙動作が開始される。

は、本発明の給紙装置においてトレイが第１の位置に配置された状態を示す要部断面図である。 は、本発明の給紙装置においてトレイが第２の位置に配置された状態を示す要部断面図である。 は、本発明の給紙装置を用いた給紙動作手順を示すフローチャートである。 は、本発明の給紙装置を用いた給紙動作手順の他の例を示すフローチャートである。 は、従来の給紙装置の全体構成を示す縦断面図である。 は、従来の給紙装置においてトレイが第１の位置に配置された状態を示す要部断面図である。 は、従来の給紙装置においてトレイが第２の位置に配置された状態を示す要部断面図である。

符号の説明

１ 給紙装置
１０ トレイ
１１ 送出ローラ
１２ 給紙ローラ
１６ トレイ保持部
１７ 支軸
１８ バネ
２０ カム
２１ カム軸
２４ モータ
２７ 反射板
２８ 検知手段
２９ 制御手段

Claims (4)

1. 用紙が積載されるトレイと、該トレイを上下に昇降させる昇降手段と、前記トレイ上に積載された用紙を順次送り出す送出ローラと、を備え、
   前記トレイは、前記送出ローラに密着した第１の位置と、前記送出ローラから離間した第２の位置とに選択的に配置されるとともに、前記第２の位置においてトレイ上に用紙を積載し、前記第１の位置において前記送出ローラが積載された用紙に圧接されて最上面の用紙から順次給紙を行う給紙装置において、
   前記トレイが前記第１の位置にあるか前記第２の位置にあるかを検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に基づいて前記昇降手段の動作を制御する制御手段とが設けられており、前記制御手段は、前記トレイ上の用紙の給紙終了後に前記トレイを前記第２の位置に配置するとともに、再度用紙が積載され給紙が開始される直前に、前記検知手段の検知結果に応じて前記トレイを前記第１の位置を経由して前記第２の位置に配置する動作を行うことを特徴とする給紙装置。
2. 前記昇降手段は、前記トレイを上方向へ付勢するバネと、前記トレイより突出したレバーに当接するカムを有し軸回転することでトレイを昇降させるカム軸と、該カム軸に駆動力を与えるモータと、から成り、前記トレイ上の用紙の給紙終了後に前記カム軸を回転させて前記トレイを前記第２の位置に配置するとともに、再度用紙が積載され給紙が開始される直前に、前記カム軸を半回転以上回転させて前記トレイを前記第２の位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記制御手段は、前記検知手段の検知結果が前記第２の位置であるときは前記トレイを前記第１の位置に配置した後、再度前記第２の位置に配置する動作を行い、前記検知手段の検知結果が前記第１の位置であるときは前記トレイを前記第２の位置に配置する動作を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給紙装置。
4. 前記制御手段は、前記昇降手段の動作開始後、前記検知手段の検知結果が前記第２の位置となったとき前記昇降手段の動作を停止して前記トレイを前記第２の位置に配置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給紙装置。

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