JP2006347672A - 給紙装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、用紙搬送間隔が短くなっても用紙とローラとの当接状態を最適に維持することが可能な給紙装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本実施形態の複写機１は、ピックアップローラ１５０が給紙モータ（不図示）により駆動を開始してから停止するまでの間、上限検知センサ１５５の検出結果に関わらず、リフトモータ１４９の回転駆動力によりリフト板１４４が駆動されず、更に、ピックアップローラ１５０の停止後に、上限検知センサ１５５にリフト板１４４が上限位置にあると判定されるまで、用紙のサイズとリフトモータ１４９の速度の関係を示す速度テーブルおよび用紙サイズセンサ１５７に検出された用紙Ｐのサイズに基づいて、用紙Ｐのサイズに応じた速度でリフトモータ１４９が駆動される構成とされている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、用紙の供給を行う給紙装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来より、用紙を搬送するローラ、用紙を持ち上げてローラに当接させるリフト、および装置が給紙動作中であるか否かを判定する給紙動作判定部を有し、給紙動作中であると判定された場合には、その上限検知部の判定結果に関わらず、リフトを駆動させないことを特徴とする給紙装置、および画像形成部における画像出力動作を連続させる場合、所定期間毎に画像形成部への給紙動作を一時停止することを特徴とする前記給紙装置を用いた画像形成装置が開示・提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００３−３４１８５５号公報

確かに、特許文献１に開示された給紙装置であれば、給紙動作開始時に上限検知部に上限位置にあると判定されているリフトが、給紙動作中にローラの上下変動で発生したチャッタリングの影響で上限検知センサに上限位置にないと誤判定されたとしても、ローラの給紙動作中には上限検知部の判定結果に関わらず、リフトが駆動されない構成のため、用紙に過度なローラ圧が付加されることなく、用紙とローラとの当接状態を最適に維持することが可能である。また、特許文献１に開示された給紙装置を用いた画像形成装置であれば、長期に亘ってリフトの上限判定が行われずに、用紙とローラとの当接状態が最適に維持されなくなるといったことを回避することが可能となる。

しかしながら、特許文献１に開示された給紙装置を用いた画像形成装置は、所定期間毎に画像形成部への給紙動作を一時停止する期間が、例えば、ローラが先の用紙の搬送を完了してから次の用紙の搬送を開始するまでの間の用紙搬送間隔であるような場合には、画像形成装置が高速機になるとその用紙搬送間隔が短くなるため、用紙搬送間のみリフトを常に一定の速度で駆動させると、上限検知センサが上限位置を検知できないという恐れがあった。そのため、用紙とローラとの当接状態を最適に維持することが難しくなってしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑み、用紙搬送間隔が短くなっても用紙とローラとの当接状態を最適に維持することが可能な給紙装置およびそれを備えた画像形成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、本発明に係る給紙装置は、用紙を搬送するローラと、該ローラを駆動するローラ駆動手段と、前記用紙を持ち上げて前記ローラに当接させるリフトと、該リフトを駆動するリフト駆動手段と、該リフトが上限位置にあるか否かを検出する上限検知部と、前記上限検知部の検出結果に基づいて前記リフト駆動手段の制御を行う駆動制御部と、を有して成り、前記用紙のサイズを検出する用紙サイズ検出手段と、用紙のサイズと前記リフト駆動手段の駆動速度の関係を示すテーブルを記憶するメモリ部と、を有し、前記駆動制御部は、前記ローラが駆動を開始してから停止するまでの間、前記上限検知部の検出結果に関わらず、前記リフト駆動手段を駆動させず、更に、前記ローラの駆動停止後、前記リフトが前記上限検知部に前記上限位置にあると検出されるまで、前記テーブルおよび前記用紙サイズ検出手段に検出された前記用紙のサイズに基づいて、前記用紙のサイズに応じた駆動速度で前記リフト駆動手段を駆動させる構成とされている。このような構成とすることにより、用紙搬送間隔が短くなっても用紙とローラとの当接状態を最適に維持することが可能となる。よって、用紙の重送や用紙の詰まりが発生することなく、安定して用紙を供給することが可能となる。

本発明に係る画像形成装置は、用紙への画像形成を行う画像形成部を有し、該画像形成部への用紙の供給手段として、上記の構成から成る給紙装置を有して成る構成とされている。このような構成とすることにより、画像形成装置が高速機になり、用紙搬送間隔が短くなっても用紙とローラとの当接状態を最適に維持することが可能となる。よって、用紙の重送や用紙の詰まりが発生することなく、安定して用紙を供給することが可能となる。

上記したように、本発明に係る給紙装置およびそれを備えた画像形成装置であれば、用紙搬送間隔が短くなっても用紙とローラとの当接状態を最適に維持することが可能となるとともに、用紙の重送や用紙の詰まりが発生することなく、安定して用紙を供給することが可能となる。

以下では、本発明を複写機に適用した場合を例に挙げて説明を行う。図１は本発明に係る複写機の要部構成を示すブロック図であり、図２は本発明に係る複写機の要部構造を模式的に示す縦断面図である。両図に示すように、本実施形態の複写機１は、装置全体の動作を制御する中央演算処理装置１０（以下、ＣＰＵ［Central Processing Unit］１０と呼ぶ）と、原稿を自動搬送する原稿搬送部１１と、原稿搬送部１１から搬送された原稿を取り込んで画像データを生成する原稿取込部１２と、操作手段（テンキーやタッチパネルなど）と表示手段（液晶ディスプレイなど）から成る操作表示部１３と、画像データに基づいて用紙Ｐへのトナー像の画像形成を行う画像形成部１５と、画像形成部１５に給紙を行う給紙部１４と、用紙Ｐに形成されたトナー像を用紙Ｐに定着させる定着部１６と、定着部１６でトナー像が定着された用紙Ｐの排紙先となる排紙部１７と、各種制御プログラム等が格納されたＲＯＭ［Read Only Memory］、ワーク領域として用いられるＲＡＭ［Random Access Memory］およびデータ等が格納されるハードディスクドライブから成るメモリ部１８と、を有して成る。

ＣＰＵ１０は、装置全体の動作を制御するほか、後述するように、上限検知センサの検出結果に基づいてリフトアップモータの制御を行うとともに、ピックアップローラが駆動を開始してから駆動を停止するまでの間、上限検知センサの検出結果に関わらず、リフトアップモータを駆動させず、更に、ピックアップローラの駆動停止後、リフト板が上限検知センサに上限位置にあると検出されるまで、速度テーブルおよび用紙サイズセンサに検出された用紙Ｐのサイズに基づいて、用紙サイズに応じた駆動速度でリフトアップモータを駆動させる駆動制御部としての役割も担っている。

メモリ部１８には、図３に示すように、単数または複数の用紙のサイズとリフトモータの速度の関係を示す速度テーブルが予め記憶されている。なお、図３に示された用紙のサイズに対するリフトモータの速度は、そのリフトモータの速度に限定されるものではなく、装置性能に合わせて任意に変更されてもよい。また、メモリ部１８には、単数または複数の用紙のサイズと後述のピックアップローラが用紙Ｐの先端から後端までを送出するために必要な時間の関係を示す時間テーブルが予め記憶されている。

給紙部１４は、用紙Ｐを搭載するためのカセット板１４２を備えた給紙カセット１４１と、給紙カセット１４１から用紙Ｐを送出するピックアップローラ１５０と、カセット板１４２を持ち上げてピックアップローラ１５０に用紙Ｐを当接させるリフト板１４４と、リフト板１４４の一端に固定されているリフト軸１４５と、リフト軸１４５を回動させるギア１４６〜１４８と、ギア１４６〜１４８を駆動するリフトモ−タ１４９と、ピックアップローラ１５０から送出された用紙Ｐの重送を防止しながら搬送ローラ１５３に用紙Ｐを搬送する対となった給紙ローラ１５２およびパッドローラ１５１と、給紙ローラ１５２およびパッドローラ１５１から搬送された用紙Ｐをレジストローラ１５４へ搬送する２つのローラが対となった搬送ローラ１５３と、搬送ローラ１５３から搬送された用紙Ｐを画像形成部１５に導くレジストローラ１５４と、リフト板１４４が上限位置にあるか否かを検出する上限検知センサ１５５と、給紙ローラ１５２の回転中心となる回転軸（不図示）の一端に傾動自在に固定され、ピックアップローラ１５０の上下変動とともに給紙ローラ１５２の回転軸（不図示）を中心に傾動し、リフト板１４４の上限位置で上限検知センサ１５５の検出光を遮光する遮光板１５６と、カセット板１４２に搭載された用紙Ｐのサイズを判定する用紙サイズセンサ１５７と、を有して成る。

なお、ピックアップローラ１５０は、給紙モータ（不図示）の回転駆動力が単数または複数のギア（不図示）等で伝達されて回転駆動される。給紙ローラ、パッドローラ１５２、搬送ローラ１５３、およびレジストローラ１５４は、それぞれ、所定のモータ（不図示）の回転駆動力が単数または複数のギア（不図示）等で伝達されて回転駆動される。

また、給紙カセット１４１には、リフト板１４４が通り抜けてカセット板１４２を持ち上げるために給紙カセット１４１の底部に開口部１４３が形成されている。

また、ピックアップローラ１５０は、その回転軸（不図示）が遮光板１５６の開口部（不図示）に通されて遮光板１５６に支えられることで、遮光板１５６とともに用紙Ｐの残量に応じた上下運動を行う機構とされている。

また、図４は、上限検知センサ１５５を操作表示部１３側から見た場合を示す上面図である。上限検知センサ１５５は、検出光を受光部１５５ｂに向けて照射する発光部１５５ａと、発光部１５５ａから照射された検出光を受光する受光部１５５ｂと、を有して成る。なお、図４の実線矢印は、検出光の進行方向を示す。

次に、上限検知センサ１５５によるリフト板１４４の上限位置の検出について以下に説明する。図５は、上限検知センサ１５５によるリフト板１４４の上限位置の検出機構について説明するための図である。

リフト板１４４が上限位置にある状態とは、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、上限検知センサ１５５の発光部１５５ａから照射された検出光が遮光板１５６により遮光されて上限検知センサ１５５がＯＮとなるまで、リフト板１４４によってカセット板１４２に搭載された用紙Ｐが所定の位置にあるピックアップローラ１５０に当接して持ち上げられた状態である。

また、リフト板１４４が上限位置にない状態とは、図５（ｃ）に示す用紙Ｐの減少やカセット板１４２に搭載された用紙Ｐがリフト板１４４によって持ち上げられていないことに伴って、ピックアップローラ１５０が所定の位置まで落ち込んで、図５（ｄ）に示すように、上限検知センサ１５５の発光部１５５ａと受光部１５５ｂの間に遮光板１５６がなく、検出光を受光部１５５ｂが受光して上限検知センサ１５５がＯＦＦとなった状態である。

また、更に、リフト板１４４が上限位置にない状態とは、図５（ａ）に示すように、リフト板１４４が上限位置にある状態であるにもかかわらず、ピックアップローラ１５０の給紙動作中の上下変動によってピックアップローラ１５０とともに遮光板１５６が上下変動したことに伴って、図５（ｄ）に示すように、上限検知センサ１５５の発光部１５５ａと受光部１５５ｂの間から遮光板１５６が移動して、検出光を受光部１５５ｂが受光して上限検知センサ１５０がＯＦＦとなり、リフト板１４４が上限位置にないと検出される状態である。このように、給紙動作中にピックアップローラ１５０が上下変動する状態では、上限検知センサ１５０がＯＮ／ＯＦＦを繰り返して検出（チャタリング）してしまう可能性がある。

次に、上記構成から成る複写機１における原稿複写動作について説明する。複写機１における原稿複写動作では、まず原稿搬送部１１から原稿取込部１２に原稿が搬送され、原稿取込部１２による該原稿の取込み（画像データの生成）が行われる。生成された画像データは、一旦メモリ部１８に格納された後、再び読み出されて画像形成部１５に送出される。その後、画像形成部１５では、入力された画像データに基づく用紙Ｐへのトナー像の画像形成処理が行われる。そして、定着部１６で、用紙Ｐ上に形成されたトナー像が加熱および加圧されて用紙Ｐに定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、排紙部１７に排紙される。このとき、給紙部１４では、カセット板１４２に搭載された用紙Ｐが、ピックアップローラ１５０によって送りだされ、給紙ローラ１５２、パッドローラ１５１、搬送ローラ１５３およびレジストローラ１５４を介して、画像形成部１５に供給される。

なお、本実施形態の複写機１は、ピックアップローラ１５０が駆動を開始してから停止するまでの間、上限検知センサ１５５の検出結果にかかわらず、リフトモータ１４９を駆動させず、更に、ピックアップローラ１５０の停止後に、上限検知センサ１５５にリフト板１４４が上限位置にあると判定されるまで、メモリ部１８に記憶された単数または複数の用紙のサイズとリフトモータ１４９の速度の関係を示す速度テーブルおよび用紙サイズセンサ１５７に検出された用紙Ｐのサイズに基づいて、用紙Ｐのサイズに応じた速度でリフトモータ１４９を駆動させる制御に特徴を有している。

そこで、以下では、本実施形態の複写機１の特徴であるこの制御について図を参照して説明する。図６は、複写機１におけるリフトモータ１４９の駆動制御の一例を示すフローチャートである。図７は、複写機１におけるリフトモータ１４９の駆動制御時のタイミングチャートである。なお、図７は、給紙モータ（不図示）が駆動中（すなわち、ピックアップローラ１５０の駆動中）に上限検知センサ１５５がＯＦＦとなった場合のタイミングチャートであり、給紙モータ、上限検知センサ１５５およびリフトアップモータ１４９の駆動の関係を示している。

本実施形態の複写機１では、ステップＳ６−１で、複写動作を開始するためのスタートキー（不図示）が押下されて、複写動作が開始されると、ステップＳ６−２で、用紙サイズセンサ１５７によりカセット板１４２上に搭載された用紙Ｐのサイズが検出されて、ＣＰＵ１０によりその用紙Ｐのサイズが認識される。そして、その用紙Ｐのサイズの情報がメモリ部１８に一旦記憶される。

続いて、ステップＳ６−３で、上限検知センサ１５５がＯＦＦである場合（Ｓ６−３ＹＥＳ、図７のタイミング７１）には、ステップＳ６−４で、ＣＰＵ１０により、リフトアップモータ１４９への電力供給がＯＮされて（タイミング７２）、リフトアップモータ１４９が予め設定された速度に制御されて回転駆動を開始する。そして、リフトアップモータ１４９の回転駆動力がギア１４６〜１４８を介してリフト板１４４に伝達されて、用紙Ｐが搭載されたカセット板１４２を持ち上げ始める。

続いて、ステップＳ６−５で、上限検知センサ１５５がＯＮになった場合（Ｓ６−５ＹＥＳ、タイミング７３）には、ステップＳ６−６で、リフト板１４４が上限位置にあり、用紙Ｐがピックアップローラ１５０に当接して用紙Ｐの画像形成部１５への供給が開始できる状態であるため、ＣＰＵ１０によりリフトアップモータ１４９への電力供給がＯＦＦされて（タイミング７４）、リフトアップモータ１４９が停止する。このとき、リフト板１４４は上限位置に保たれている。

また、ステップＳ６−３で、上限検知センサ１５５がＯＦＦでない場合（Ｓ６−３ＹＥＳ）には、リフト板１４４が上限位置にあり、用紙Ｐがピックアップローラ１５０に当接して用紙Ｐの画像形成部１５への供給が開始できる状態であるため、ステップＳ６−７に進む。

続いて、ステップＳ６−７で、ＣＰＵ１０により、給紙モータ（不図示）への電力供給がＯＮされる（タイミング７５）と、その駆動力が伝達されてピックアップローラ１５０が駆動を開始して、用紙Ｐをパッドローラ１５１および給紙ローラ１５２に向けて送出する。

続いて、ステップＳ６−８で、ピックアップローラ１５０の給紙動作時の上下変動に伴って、上限検知センサ１５５がＯＦＦになっても（Ｓ６−８ＹＥＳ、タイミング７６）、ＣＰＵ１０によりリフトアップモータ１４９への電力供給がＯＮされず（タイミング７７）に、リフトアップモータ１４９は停止したままである。また、ステップＳ６−８で、上限検知センサ１５５がＯＦＦでない場合（Ｓ６−８ＮＯ）には、リフト板１４４が上限位置にあるため、ＣＰＵ１０によりリフトアップモータ１４９への電力供給がＯＮされずに、リフトアップモータ１４９は停止したままである。

続いて、ステップＳ６−９で、メモリ部１８に記憶された単数または複数の用紙のサイズとピックアップローラ１５０が用紙の先端から後端までを送出するために必要な時間の関係を示す時間テーブルに基づいて、ＣＰＵ１０によりピックアップローラ１５０を駆動させる給紙モータ（不図示）への電力供給がＯＦＦされて（タイミング７８）、ピックアップローラ１５０が停止する。

続いて、ステップＳ６−１０で、ＣＰＵ１０により、リフトアップモータ１４９への電力供給がＯＮされ（タイミング７９）、更にメモリ部１８に記憶された図３に示す用紙のサイズとリフトアップモータ１４９の速度の関係を示す速度テーブルおよびステップＳ６−２において用紙サイズセンサ１５７によって検出された用紙Ｐのサイズに基づいて、ＣＰＵ１０により、リフトアップモータ１４９が用紙Ｐのサイズに応じた速度で駆動が開始される。

続いて、ステップＳ６−１１で、上限検知センサ１５５がＯＮである場合（Ｓ６−１１ＹＥＳ、タイミング８０）には、ステップＳ６−１２で、ＣＰＵ１０により、リフトモータ１４９への電力供給がＯＦＦされる（タイミング８１）。また、ステップＳ６−１１で、上限検知センサ１５５がＯＮでない場合（Ｓ６−１１ＮＯ）には、ステップＳ６−１１に戻る。

続いて、ステップＳ６−１３で、複写が全数完了していない場合（Ｓ６−１３ＮＯ）には、ステップＳ６−７に戻る。また、ステップＳ６−１３で、複写が全数完了している場合（Ｓ６−１３ＹＥＳ）には、本動作は完了となる。

以上で説明したように、本実施形態の複写機１は、ピックアップローラ１５０が給紙モータ（不図示）により駆動を開始してから停止するまでの間、上限検知センサ１５５の検出結果に関わらず、リフトモータ１４９の回転駆動力によりリフト板１４４が駆動されず、更に、ピックアップローラ１５０の停止後に、上限検知センサ１５５にリフト板１４４が上限位置にあると判定されるまで、メモリ部１８に記憶された用紙のサイズとリフトモータ１４９の速度の関係を示す速度テーブルおよび用紙サイズセンサ１５７に検出された用紙Ｐのサイズに基づいて、用紙Ｐのサイズに応じた速度でリフトモータ１４９が駆動される構成であるため、複写機１が高速機になり、用紙搬送間隔が短くなっても用紙Ｐとピックアップローラ１５０との当接状態を最適に維持することが可能となる。よって、用紙の重送や用紙の詰まり（ジャム）が発生することなく、安定して画像形成部１５に用紙を供給することが可能となる。

なお、上記実施形態では、本発明に係る給紙装置を複写機に適用した場合を例に挙げて説明をおこなったが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の画像形成装置（例えば、ファクシミリ、プリンタ、これらの複合機など）にも広く適用が可能である。ピックアップローラ、上限検知センサおよび用紙サイズセンサ等の構成も上記実施形態に限定されるものではない。

また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加えることが可能である。

本発明は、複写機の他にも、プリンタやファクシミリなどに備えられた給紙装置全般に幅広く適用可能であり、用紙の安定した搬送に有用な技術である。

は、本発明に係る複写機の要部構成を示すブロック図である。 は、本発明に係る複写機の要部構造を模式的に示す縦断面図である。 は、図３は、用紙のサイズとリフトモータの速度の関係を示す速度テーブルである。 は、上限検知センサ１５５を操作表示部１３側から見た場合を示す上面図である。 は、上限検知センサ１５５によるリフト板１４４の上限位置の検出機構について説明するための図である。 は、複写機１におけるリフトモータ１４９の駆動制御の一例を示すフローチャートである。 は、複写機１におけるリフトモータ１４９の駆動制御時のタイミングチャートである。

符号の説明

１ 複写機
１０ 中央演算処理装置（ＣＰＵ）
１１ 原稿搬送部
１２ 原稿取込部
１３ 操作表示部
１４ 給紙部
１４１ 給紙カセット
１４２ カセット板
１４３ 開口部
１４４ リフト板
１４５ リフト軸
１４６〜１４８ ギア
１４９ リフトモータ
１５０ ピックアップローラ
１５１ パッドローラ
１５２ 給紙ローラ
１５３ 搬送ローラ
１５４ レジストローラ
１５５ 上限検知センサ
１５５ａ 発光部
１５５ｂ 受光部
１５６ 遮光板
１５７ 用紙サイズセンサ
１５ 画像形成部
１６ 定着部
１７ 排紙部
１８ メモリ部

Claims (2)

1. 用紙を搬送するローラと、該ローラを駆動するローラ駆動手段と、前記用紙を持ち上げて前記ローラに当接させるリフトと、該リフトを駆動するリフト駆動手段と、該リフトが上限位置にあるか否かを検出する上限検知部と、前記上限検知部の検出結果に基づいて前記リフト駆動手段の制御を行う駆動制御部と、を有して成る給紙装置において、
   前記用紙のサイズを検出する用紙サイズ検出手段と、用紙のサイズと前記リフト駆動手段の駆動速度の関係を示すテーブルを記憶するメモリ部と、を有し、
   前記駆動制御部は、前記ローラが駆動を開始してから停止するまでの間、前記上限検知部の検出結果に関わらず、前記リフト駆動手段を駆動させず、更に、前記ローラの駆動停止後、前記リフトが前記上限検知部に前記上限位置にあると検出されるまで、前記テーブルおよび前記用紙サイズ検出手段に検出された用紙のサイズに基づいて、前記用紙のサイズに応じた駆動速度で前記リフト駆動手段を駆動させることを特徴とする給紙装置。
2. 用紙への画像形成を行う画像形成部を有し、該画像形成部への用紙の供給手段として、請求項１に記載の給紙装置を有して成ることを特徴とする画像形成装置。

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