JP2007022738A - 給紙装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 給紙圧の補正制御に搬送スリップによる次行程へ用紙到達時間のバラツキ情報を加え、環境、用紙の状態等で変化する給紙圧を、搬送状態に応じ補正可能とする。
【解決手段】 給紙装置Ｄから搬送された用紙Ｐが次行程である画像形成部Ｃに搬送される際、画像形成部Ｃに用紙到達検知用に設けたフォトインタラプタ７による用紙検知までの到達時間がカウントされる。到達時間が所定の時間より長かった場合、上昇モータ２１を一定時間動作させ加圧スプリング３２の引っ張り量を増加させ、用紙Ｐと給紙コロとの押しつけ力を増加させ、給紙圧を高め、用紙Ｐに対する給紙コロ２のスリップ量が減少させ、給紙開始から画像形成部Ｃまでの用紙到達時間を所定時間に近づける。
【選択図】 図５

Description

本発明は給紙装置と、これを備えた画像形成装置に関し、詳細には他種類の用紙に対応することができるものに関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真式画像形成装置、その他の記録方式を採用した画像形成装置においては、画像形成装置本体の内外に備えた給紙装置から画像形成部へ向けて一枚ずつ用紙（転写紙、記録紙）を給送することによって用紙上に画像形成を行う。

画像形成装置本体内に給紙装置を備えた画像形成装置としては、給紙トレイを用紙の給紙方向と略直行する方向に取り付け、取り外しできる、いわゆるフロントローディングタイプの給紙装置を備えたものがある。このような画像形成装置において、給紙トレイには載置される用紙を上方に向け押し上げる可動底板を備え、この可動底板を画像形成装置本体に設けた底板押上装置で上方に押し上げ、最上部の用紙を給紙コロに押し当てるようにして、給紙トレイに積載された用紙を１枚ずつ画像形成装置本体内の次工程へ搬出するようにしているものがある。

通常、この給紙コロへの用紙の押し付け力である給紙圧が用紙の積載量にかかわらず一定になるように、可動底板を底板押上装置で押し上げるようにしている。そしてこの押上力は通常の普通紙を使用する場合を基準として定められている。

ところで普通紙の密度は０．７〜０．８が大半を占めるが、その一方、表面にコーティングを施した塗工紙（コート紙、アート紙等）にあってはその密度が０．９〜１．２である場合が多い。紙の密度に所定量以上の違いがあると、同じ積載高さの場合においても紙の重量に差が生じ、これにより従来の給紙装置においては給紙コロに掛かる給紙圧に違いが生じて、給紙圧の適正域を外れることがある。

給紙圧の適正域を外れた場合、給紙圧の過剰時には用紙の重送が多発し、給紙圧の不足時には用紙の不給や搬送スリップが多く発生する。また、搬送に必要な給紙圧は、用紙表面の摩擦や画像形成装置の設置環境などによって適正域が変化する。従って、用紙サイズや積載量、さらには用紙密度の違いに対して給紙圧の補正を行ったとしても、実際の用紙搬送状況によるフィードバックを行わない限り、給紙圧を最適領域として運用していくことは難しい。

給指圧を制御する技術として以下のものがある。（１）給紙ローラに対してトレイの底板上の記録紙の上面を圧接させるために、底板を押し上げる押圧レバーを備えた底板昇降機構と、押圧レバーの移動量から記録紙の残量を検知する記録紙残量検知手段と、底板昇降機構による底板押し上げ力を調整する給紙圧調整機構と、底板上に積載された記録紙サイズを検知する記録紙サイズ検知手段と、各構成要素の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、記録紙残量検知手段により検出された記録紙残量に関するデータと、記録紙サイズ検知手段によって検出された記録紙サイズに関するデータとに基づいて、給紙圧調整機構を制御することにより給紙ローラによる給紙圧を所定に調節する（特許文献１）。
（２）給紙トレイと、給紙トレイ内に積載された転写紙の最上面に圧接して最上面の転写紙を一枚ずつ給紙する給紙コロと、給紙トレイ内の底板を押し上げて最上面の転写紙を給紙コロに圧接させるための紙上げ機構と、該紙上げ機構の動作を制御する制御部と、給紙トレイに積載された紙種を設定する紙種設定切替手段とを備え、紙上げ機構は、紙上げモ−タと、紙上げモータよって上下回動するレバーと，該レバーの位置を検知する上昇検知センサとを備え、制御部は、紙種設定切替手段によって設定された紙種についての情報に基づいて、紙上げモ−タを制御する（特許文献２）。
（３）軸を支点として給紙ローラが上下方向に回動自在に設けられており、給紙ローラの上部には給紙アームを介して給紙ローラを押圧する給紙圧調整機構が備えられており、給紙ローラで引き出された用紙は分離ローラと分離パッドで一枚に分離さて印刷部へ送られ、給紙通路におけるレジストローラの手前には、用紙先端検知センサと重送検知手段が備えられており、給紙ローラの回転指令から用紙先端検知センサの検知までの時間が標準値をオーバーした場合には、制御手段によって、給紙動作中、給紙圧調整機構が駆動されて給紙圧が高められるようになっている（特許文献３）。
（４）ロール支持体には摺動部材が水平に配設され、この摺動部材の一端部に重りが取り付けられており、モータの回転力が歯車およびラックを介して摺動部材に伝達され、これにより重りを水平方向に移動可能とし、重りの中心と回転軸との距離Ｌを調整し、搬送路の入口にはフォトセンサが配設され、このフォトセンサによりトレイからピックアップロールにより送り出された用紙の到達を検知し、この到達に要する時間に応じて重りを移動させ、ピックアップロールの押圧力を調整する（特許文献４）。
特開平０５−２２９６７４号公報 特開２００２−１６７０５８号公報 特開平０９−２３５０３３号公報 特開平０５−０００７４４号公報

本発明は、給紙装置に設けられた給紙圧の補正制御に搬送スリップによる次行程へ用紙到達時間のバラツキ情報を加えることで、画像器機のおかれている環境や、用紙の状態などによって変化する給紙圧を、実際の用紙の搬送状態に応じ補正させることで、実通紙に見合った給紙圧の調整動作を行い得る給紙装置と、これを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の給紙装置のうち請求項１に係るものは、画像形成装置用の給紙装置であって、載置された用紙の下方に配置され用紙を上方に向け押し上げる可動底板を備えるとともに、用紙の給紙方向とほぼ直交する方向に取り付け、取り外し可能に画像形成装置本体へ配置される給紙トレイと、該給紙トレイが前記画像形成装置本体に設置された状態で、前記給紙トレイに積載された用紙を１枚ずつ前記画像形成装置本体内の次工程へ搬出する給紙機構と、前記給紙トレイに設けられた可動底板を押し上げる底板押上機構と、該底板押上機構の動作を制御する制御部とを備えた給紙装置において、前記制御部は、前記給紙機構から前記画像形成装置本体内の次行程への用紙の到達時間に基づいて前記底板押上機構の動作を制御することを特徴とする。

同請求項２に係るものは、請求項１の給紙装置において、前記制御部は、前記到達時間があらかじめ設定された時間より長い場合に前記給紙トレイの可動底板の上方への押圧力をあらかじめ定めた基準値より増加させることを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項１または２の給紙装置において、前記制御部は、前記給紙トレイの着脱時及び該給紙トレイに積載された用紙の検知情報に変化が起きたときの少なくとも一方の際に、前記可動底板の押圧力をあらかじめ定めた基準の値に設定することを特徴とする。

同請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかの給紙装置において、前記給紙トレイから給送された用紙の重なりを検出する重なり検出手段を備え、該検出手段が、用紙が重なって搬送されたことを検出したとき、前記可動板の押圧力を基準の値より減少させることを特徴とする。

同請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかの給紙装置において、給紙コロへの搬送圧力の変動制御は他の調整による制御に優先して制御前記底板の押し上げ方向への制御を行うことを特徴とする。

同請求項６に係るものは、上下動可能に支持された底板上に積載した転写紙の給紙方向と直交する方向へ引き出し可能に支持された給紙トレイと、該給紙トレイ内に積載された転写紙の最上面に圧接して最上面の転写紙を一枚ずつ給紙する給紙コロと、セット完了した状態にある給紙トレイ内の底板を押し上げて最上面の転写紙を給紙コロに圧接させるための紙上げ機構と、該紙上げ機構の動作を制御する制御部と、前記給紙トレイに積載された用紙を搬送する給紙手段と、次行程の搬送ローラ部に用紙到達を検知するセンサと、を備え、前記紙上げ機構は、前記底板を押し上げるための駆動力を出力する紙上げモータと、該紙上げモータよって上下回動するレバーと、該レバーの位置を検知する上昇検知センサと、上記紙上げモータからの駆動力によって作動して前記底板を押し上げるアームと、を備え、前記制御部は、前記給紙手段の動作開始から搬送された用紙が次行程の用紙到達検知センサで用紙到達を検知する時間をカウントし適正時間と比較を行い、用紙到達時間に遅れが生じている場合には紙上げモータを制御し、給紙圧を補正することで搬送に適切な給紙圧を維持させることを特徴とする。

同請求項７に係る画像形成装置は、請求項１ないし６のいずれかの給紙装置を備えたことを特徴とする。

本発明は、給紙装置に設けられた給紙圧の補正制御に搬送スリップによる次行程へ用紙到達時間のバラツキ情報を加え、給紙対象となる用紙のスリップ状態の違い等に対応して給紙コロからの給紙圧を変化させて最適な給紙圧制御を行うことによって、用紙の表面摩擦や画像形成装置の設置環境などによって変動する給紙圧を補正し給紙不良の発生を防止することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は本発明に係る給紙装置を備えた電子写真式の画像形成装置の一例を示す全体略図、図２はその要部構成図、図３は紙上げ機構部の構成を示す分解斜視図である。この画像形成装置は、自動原稿給紙装置等の原稿給紙部Ａと、原稿画像を読み取る読み取り光学系Ｂと、画像形成部Ｃと、給紙部（給紙装置）Ｄ等を備えている。なお、図４を併せて参照し、同図に示した構成要素と同一部分には同一符号を付して説明する。

なお本発明の要部は給紙部、即ち給紙装置Ｄであるため、他の構成要素についての説明は省略する。また、本発明の給紙装置は、図示したような電子写真式の画像形成部を備えた装置にのみ適用が限定されるものではなく、種々の記録方式を備えた画像形成部を備えた画像形成装置一般に適用可能である。

給紙装置Ｄは、複数段の給紙トレイ１を備え、各給紙トレイ１の底板５上に積載された用紙Ｐは、その最上面に接する給紙コロ２によって一枚ずつ取り出されて画像形成装置本体内を矢印で示した経路を通って画像形成部Ｃへ搬送される。一方、各給紙トレイ１は、画像形成装置本体の前面に設けた装着口１００から内奥部へ向けて引き出し状に着脱自在に構成されている。

給紙トレイ１は、外壁を構成するケーシング１０１内に図４（Ｃ）に示したような底板５を上下動可能に支持する一方で、上昇モータ（紙上げモータ）２１によって駆動される底板上昇用の軸３と、この軸３に一体化された底板上昇アーム４とを有する。引張スプリング（加圧スプリング）３２は、高密度紙の重量に合わせてそのバネ力を設定されている。

給紙装置Ｄから搬送された用紙Ｐは次行程である画像形成部Ｃに搬送される。画像形成部Ｃには用紙到達を検知するフォトインタラプタ７が設けられており（図５）、給紙開始から画像形成部Ｃのフォトインタラプタ７による用紙検知までの到達時間がカウントされる。このとき、到達時間が所定の時間より長かった場合、上昇モータ２１を一定時間動作させ加圧スプリング３２の引っ張り量を増加させる。これにより、用紙Ｐと給紙コロとの押しつけ力は増加し、給紙圧が高くなる。従って、用紙Ｐに対する給紙コロ２のスリップ量が減少する。従って、前記補正動作後は給紙開始から画像形成部Ｃまでの用紙到達時間も所定の時間に近づく。所定の時間に用紙Ｐが到達することで、画像形成部Ｃでの行程に用紙Ｐが間に合うようになるため、不給紙ジャムとなることが減少する（図６）。

また、給紙部Ｄから画像形成部Ｃまでの搬送路の間に、用紙Ｐを透過しその透過率の変動によって用紙Ｐが１枚ではなく２枚以上同時に搬送されたことを検知するフォトインタラプタ９を設ける。このフォトインタラプタ９により用紙Ｐの透過量が著しく減少した場合は用紙Ｐが２枚以上同時に搬送されたと判断し、画像形成装置本体側へ重送の発生を検知する信号が送られる。この場合、給紙圧が大きいと仮定されるため、上昇モータ２１を一定時間逆転させ加圧スプリング３２の引っ張り量を減少させる。これにより、用紙Ｐと給紙コロ２との押し付け力は減少し、給紙圧が低くなる。従って、給紙圧が所定の圧力より高いために重送が発生した場合は、給紙圧が減少させられるため、次回搬送時の重送発生は減少する(図７)。

また、重送は給紙圧の増大以外での要因も多く存在するため、上昇モータ２１の逆転動作を実行したのち、給紙部Ｄでの紙給開始から画像形成部Ｃのフォトインタラプタ８による用紙検知までの到達時間が所定より長かった場合には、上昇モータ２１を加圧スプリング３２の引っ張り量が増加する方向に回転させる。これにより、給紙圧が減少し用紙搬送時のスリップが発生しているにもかかわらず、重送が発生した場合でも、給紙圧を減少させてしまうことがない。

なお、図４（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、既述の特許文献２に開示されている紙上げ機構部の構成を示す平面図、正面図及び給紙トレイ側の底板押し上げ機構を示す背面図であり、画像形成装置において画像形成装置本体の内外に備えた給紙装置から画像形成部へ向けて一枚ずつ用紙（転写紙、記録紙）を給送することによって用紙上に画像形成を行う例であり、給紙装置は、給紙方向と直交する方向へ給紙トレイを着脱する構成を備えたフロントローディングタイプの給紙装置である。

この紙上げ機構部は、主に紙上げモータユニット２１〜２６、上昇ユニット１１〜１３、及びこれらのユニットを繋ぐ引張スプリング３２、３３によって構成されている。紙上げモータユニット内の紙上げモータ２１は、その駆動軸の先端に噛合部２１ａを有し、対向配置された可動軸２２の一端に設けた噛合部２２ａと嵌合する構成である。可動軸２２は給紙トレイ１の着脱に連動してスラスト方向に移動可能であり、矢印で示したセット方向へ給紙トレイをセットするトレイセット時には紙上げモータ２側に移動して紙上げモータ２１の噛合部２１ａと嵌合し、非セット時には圧縮スプリング２６の復帰力によって離間する。軸２２にはレバー２３が固定されており、給紙トレイ１のセット時には紙上げモータ２１の駆動トルクをレバー２３に伝達する。また、レバー２３の回転を所定の位置で停止させるためにレバー２３の位置を制御部に知らせるために、レバー２３によって遮断されるフォトインタラプタ２５を配置する。

上昇ユニットは、給紙トレイ１内の底板上昇軸３の先端に設けた突起部に噛合うカップリング１１と、カップリング１１に接続した軸１２と、軸１２に固定したレバー１３とから構成される。給紙トレイ１の底板５上に用紙を積載し、装置本体（図示せず）にセットすると、給紙トレイの側壁が軸２２の端部を押し込み、軸２２と紙上げモータ２１の駆動軸とが接続する。このとき給紙トレイセット検知センサ（用紙サイズ検知センサと兼用：図示せず）からの検知信号によって紙上げモータ２１が駆動し始め、レバー２３は図４（Ｂ）の反時計方向に回転する。他方のレバー１３は引張スプリング３２を介してレバー２３の動きと連動し、給紙トレイの底板上昇用の軸３を駆動する。

軸３は底板上昇アーム４と一体化されているため、アーム４が底板５を押し上げ、底板５上の用紙Ｐを給紙コロ２に押し当てる。レバー２３がフォトインタラプタ２５を遮断したときに紙上げモータ２１を停止させることにより、底板５の上昇が停止し、給紙コロ２には引張スプリング（加圧スプリング）３２、３３から所定の給紙圧が加えられる。紙上げモータ２１の駆動が停止した状態においては、軸１２及び軸３が当該角度で固定されるため、レバー４は、モータ停止時の角度を維持する。

このため、モータ２１の停止以降は、引張スプリング３２からの押し上げ方向への力によって、底板５は押し上げられる。また、この従来例においては、給紙トレイ１に用紙のサイズを設定するサイズダイヤル（図示せず）を設け、給紙トレイセット時に本体側に設けた検知装置（図示せず）によって検知する。またレバー１３に凹凸形状を形成し、複数のフォトインタラプタをそれぞれ遮断するか否かによる信号の組合わせにより、用紙の残量を数段階に検知する。これらの用紙サイズ、用紙残量の組合わせにより、用紙サイズによってレバー１３の位置をフォトインタラプタ２５を遮断する位置から一定時間戻す制御、さらに用紙残量によって逆に遮断位置に一定時間近づける制御等を行う。

用紙、底板の上昇及び給紙圧を付与する手段としてモータを用いることによって給紙トレイのセット力を軽減でき、補助的な伝動機構を廃し、用紙サイズ及び用紙残量の検知信号によってモータを正規の停止位置から所定の時間正転または逆転させ、用紙サイズ、用紙残量の違いによって生じる適正加圧力の差を補正し、用紙の不送り、多数枚送りを防いで良好な給紙性能を得る構成となる。これは、装置構成の簡略化、信頼性の向上及びコストダウンを可能とするものとなっている。

本発明に係る給紙装置を備えた電子写真式の画像形成装置の一例を示す全体略図 その要部構成図 紙上げ機構部の構成を示す分解斜視図 紙上げ機構部の構成を示す平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）及び給紙トレイ側の底板押し上げ機構を示す背面図（Ｃ） 給紙装置から搬送された用紙が次行程の画像形成部に搬送されるのを検知するフォトインタラプタの配置を示す図 給紙開始からフォトインタラプタによる用紙検知、上昇モータ動作までのフロー図 給紙開始からフォトインタラプタによる用紙検知、上昇モータ動作までのフロー図

符号の説明

Ａ 原稿給紙部
Ｂ 読み取り光学系
Ｃ 画像形成部
Ｄ 給紙部（給紙装置）
Ｐ 用紙
１ 給紙トレイ
２ 給紙コロ
３ 軸
４ 底板上昇アーム
５ 底板
７、９ フォトインタラプタ
１２ 軸
１３ レバー
２１ 上昇モータ（紙上げモータ）
２１ａ 噛合部
２２ 可動軸
２３ レバー
２５ フォトインタラプタ
３２、３３ 引張スプリング
１００ 装着口
１０１ ケーシング

Claims (7)

1. 画像形成装置用の給紙装置であって、載置された用紙の下方に配置され用紙を上方に向け押し上げる可動底板を備えるとともに、用紙の給紙方向とほぼ直交する方向に取り付け、取り外し可能に画像形成装置本体へ配置される給紙トレイと、該給紙トレイが前記画像形成装置本体に設置された状態で、前記給紙トレイに積載された用紙を１枚ずつ前記画像形成装置本体内の次工程へ搬出する給紙機構と、前記給紙トレイに設けられた可動底板を押し上げる底板押上機構と、該底板押上機構の動作を制御する制御部とを備えた給紙装置において、
   前記制御部は、前記給紙機構から前記画像形成装置本体内の次行程への用紙の到達時間に基づいて前記底板押上機構の動作を制御することを特徴とする給紙装置。
2. 請求項１の給紙装置において、前記制御部は、前記到達時間があらかじめ設定された時間より長い場合に前記給紙トレイの可動底板の上方への押圧力をあらかじめ定めた基準値より増加させることを特徴とする給紙装置。
3. 請求項１または２の給紙装置において、前記制御部は、前記給紙トレイの着脱時及び該給紙トレイに積載された用紙の検知情報に変化が起きたときの少なくとも一方の際に、前記可動底板の押圧力をあらかじめ定めた基準の値に設定することを特徴とする給紙装置。
4. 請求項１から３のいずれかの給紙装置において、前記給紙トレイから給送された用紙の重なりを検出する重なり検出手段を備え、該検出手段が、用紙が重なって搬送されたことを検出したとき、前記可動板の押圧力を基準の値より減少させることを特徴とする給紙装置。
5. 請求項１から４のいずれかの給紙装置において、給紙コロへの搬送圧力の変動制御は他の調整による制御に優先して制御前記底板の押し上げ方向への制御を行うことを特徴とする給紙装置。
6. 上下動可能に支持された底板上に積載した転写紙の給紙方向と直交する方向へ引き出し可能に支持された給紙トレイと、該給紙トレイ内に積載された転写紙の最上面に圧接して最上面の転写紙を一枚ずつ給紙する給紙コロと、セット完了した状態にある給紙トレイ内の底板を押し上げて最上面の転写紙を給紙コロに圧接させるための紙上げ機構と、該紙上げ機構の動作を制御する制御部と、前記給紙トレイに積載された用紙を搬送する給紙手段と、次行程の搬送ローラ部に用紙到達を検知するセンサと、を備え、前記紙上げ機構は、前記底板を押し上げるための駆動力を出力する紙上げモータと、該紙上げモータよって上下回動するレバーと、該レバーの位置を検知する上昇検知センサと、上記紙上げモータからの駆動力によって作動して前記底板を押し上げるアームと、を備え、前記制御部は、前記給紙手段の動作開始から搬送された用紙が次行程の用紙到達検知センサで用紙到達を検知する時間をカウントし適正時間と比較を行い、用紙到達時間に遅れが生じている場合には紙上げモータを制御し、給紙圧を補正することで搬送に適切な給紙圧を維持させることを特徴とする給紙装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかの給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。