JP2007039196A - 給紙装置及び画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】 トレイを昇降させないものにも使用でき、構造が簡単で、空気を吹き付けたときの用紙のばたつきを確実に検知することで、給紙ミス等を防止することができる給紙装置および画像形成システムの提供を目的としている。
【解決手段】 積載された用紙Ｐの束の上部端面に位置し、それぞれが対向するように配置された複数の排風口３１と、排風口３１に空気を送る送風手段３２と、排風口３１から吹き付けられた空気によって生じる、用紙Ｐの束上部のばたつき量を検知するばたつき検知手段３３と、ばたつき検知手段３３が検知したばたつき量を基に、送風手段３２の駆動を制御する、ばたつき制御手段４２と、を有することを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、用紙束の側端部に空気を吹き付けて用紙を捌く給紙装置に関し、空気を吹き付けたときの用紙のばたつきによる給紙ミス等を防止することができる給紙装置および画像形成システムに関する。

複写機等の画像形成装置において、用紙として上質紙を使用する場合、上質紙は分離性が良いため、給紙装置に積載した場合でも用紙同士が吸着することがなく、複数枚の用紙が同時に給紙されてしまう重送の発生が比較的少なかった。また、たとえ重送したとしても、給紙手段より搬送経路の下流に設けられた分離手段によって、一番上の１枚と２枚目以降の用紙との分離が容易で、重送したまま画像形成装置内へ搬送されることは少ない。

一方、光沢紙・アート紙・コート紙といった用紙は表面が平滑で、用紙同士が密着しやすいため、上質紙に比べて重送が発生しやすい。また、分離手段でも充分な分離はできない。給紙装置に積載するときに手で用紙を捌いて紙間に空気を入れたとしても、短時間で紙間の空気が抜けてしまうため、給紙の時には用紙同士が密着した状態に戻ってしまう。

このような問題を解決するために、用紙の上部端面に排風口を設け、ガイド部内部に設けた送風手段から送られてきた空気を積載された用紙の上部へ吹き付ける給紙装置がある。これによって積載された用紙の紙間に空気を送り込むことができるので、重送を防止することが可能となる。

上記のような給紙装置の場合、排風口から吹き付けられる空気によって用紙の上部が排風口よりも上に浮き上がってしまうと、紙間に空気を送り込まれず、結果として重送防止の効果が充分に発揮できないことになる。また、排風口から吹き付けられる空気によって用紙がばたつくのだが、このばたつきが大きくなると、給紙手段が用紙の給紙に失敗するノーフィードや、斜め給紙といった問題が発生することがある。

用紙の給紙を確実に行うものとしては、空気を吹き付けたときの、用紙の浮き上がり高さをセンサによって検知し、検知した値が最適分離状態値と等しくなるように、用紙が積載されたトレイを上昇又は下降させるもの（例えば特許文献１を参照）や、排風口にスリットを有するシャッターを設け、該シャッターを上下に移動させて吹き付け位置を動かすことで確実に捌くようにしたもの（例えば特許文献２を参照）や、用紙の搬送方向の前方に排風口を設け、用紙の後端に用紙のばたつきを検知するばたつき検知手段を配置してあり、用紙のばたつきがあると判断した場合に、風量の制御を行うもの（例えば特許文献３を参照）などがある。
特開平５−８９０３（図４、図５） 特開２００４−１３１２９１（図３、段落３１〜３６） 特開平１１−１１７１８（図１、段落４０）

しかし、特許文献１は用紙束のトレイを上昇・下降させることで給紙を確実に行うものであるため、トレイを昇降させるものにしか使用できない。特許文献２はシャッターを上下することで用紙を捌くものであり、構造が複雑になる。

特許文献３は、先端から空気を吹き付け後端でばたつきを検知するので、効率が悪く、正確なばたつき量が検知できないことがある。また、排風口から吹き付ける空気の量をバルブによって変えているため、用紙のばたつきを検知してから実際にばたつきが抑えられるまでのタイムラグが大きくなる。

そこで本発明は、トレイを昇降させないものにも使用でき、構造が簡単で、空気を吹き付けたときの用紙のばたつきを確実に検知することで、給紙ミス等を防止することができる給紙装置および、該給紙装置と該給紙装置から給紙された用紙に画像を形成する画像形成装置からなる画像形成システムの提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の給紙装置は、積載された用紙束の上部端面に位置し、それぞれが対向するように配置された複数の排風口と、該排風口に空気を送る送風手段と、前記排風口から吹き付けられた空気によって生じる、前記用紙束上部のばたつき量を検知するばたつき検知手段と、該ばたつき検知手段が検知したばたつき量を基に、前記送風手段の駆動を制御する、ばたつき制御手段と、を有することを特徴としている。

また、前記ばたつき制御手段は、前記排風口を通る空気の単位時間の流量を変えるように前記送風手段の駆動を制御することとすることもできる。

さらに、前記ばたつき検知手段は、用紙束の上方に設けられていることとしたり、前記ばたつき検知手段は、前記排風口の近傍に設けられていることとしたり、前記ばたつき検知手段は、それぞれが対向するように配置された前記排風口の中間に設けられている構成とすることもできる。

さらに、前記ばたつき制御手段は、前記排風口から空気を吹き付ける前のばたつき量と、吹き付けている時のばたつき量とを用いて前記送風手段を制御することとしたり、前記ばたつき制御手段は、前記排風口から空気を吹き付ける前のばたつき量と、吹き付けている時のばたつき量との差が一定値を超えたら単位時間の空気の流量を減らし、空気を吹き付ける前のばたつき量と吹き付けている時のばたつき量が等しい時は、単位時間の空気の流量を増やすように、前記送風手段を制御することとしたり、前記ばたつき検知手段は、超音波センサである構成としたり、前記給紙装置は、前記用紙を給紙する給紙手段を有し、前記排風口は、前記給紙手段が前記用紙を給紙する方向に対して直交するように配置されている構成とすることもできる。

また、本発明の画像形成システムは、前記給紙装置と、該給紙装置により給紙された用紙に画像を形成する画像形成装置と、を有することを特徴としている。

本発明の給紙装置によれば、ばたつき検知手段が検知した用紙のばたつき量を基にして、ばたつき制御手段が送風手段の駆動を制御することで、トレイが昇降しないものにも使用でき、簡単な構造で用紙のばたつきが抑えられ、給紙ミス等を防止することができる。また、送風手段の駆動を制御するため、タイムラグが小さくなる。

ばたつき検知手段が用紙束の上方にあることで、用紙束のばたつき量が正確に検知できる。

ばたつき制御手段が、排風口から空気を吹き付ける前と後の用紙のばたつき量を基に送風手段の制御を行うことで、さまざまな種類の用紙に対応することができる。

本発明の画像形成システムによれば、ばたつき検知手段が検知した用紙のばたつき量を基にして、ばたつき制御手段が送風手段の駆動を制御することで、ノーフィードや斜め給紙を防止して確実な給紙が可能となる。

次に本発明の給紙装置を、図面を基に説明する。図１は本発明の給紙装置と、給紙装置が接続された画像形成装置の構成を示す図である。この画像形成装置１００は、モノクロのディジタル複写機であり、画像読取部、図示しない画像処理部、画像形成部、給紙部、定着装置１８０、及び排紙部を備えて構成されている。

画像形成装置１００の上部には原稿載置板１０１が設けられ、複写する原稿Ｄがその上に載置される。画像読取部は原稿Ｄを照射する露光ランプ１１０と、露光ランプ１１０と一体に移動するミラー１１１、このミラー１１１の移動距離の半分を移動するルーフミラー１１２，１１３と、結像レンズ１１４及びＣＣＤ１１５から構成されている。画像読取部では、露光ランプ１１０が移動しながら原稿Ｄを照射することによりその画像データを読み取り、その反射光が二枚のルーフミラー１１２，１１３および結像レンズ１１４によって導かれてＣＣＤ１１５上に結像する。

画像形成部は表面に潜像が形成されるドラム状の感光体１０２を中央に有しており、感光体１０２の外周面に沿って動作順に、この感光体１０２の表面をほぼ一様に帯電する帯電装置１０３と、感光体１０２の表面上に静電潜像の書き込みを行う露光部と、感光体１０２の表面に形成された潜像にトナーを転移させてトナー画像を形成する現像装置１０４と、感光体１０２が担持するトナー像を用紙Ｐに転写し、用紙Ｐを感光体から分離する転写分離装置１０５、及び転写後の感光体１０２の表面を清掃するクリーニング装置１０６が配設されている。

画像形成を行うにあたり、まず、帯電装置１０３がコロナ放電により、感光体１０２上に所定の表面電荷を付与する。ＣＣＤ１１５で読み取られた画像データは画像処理部でＡ/Ｄ変換等の必要な処理が行われた後、露光部に搬送される。ディジタル化した画像データは露光部でレーザ光に重畳され、ポリゴンミラー１１６により走査される。走査されたレーザ光はルーフミラー１１７，１１８により反射され、ｆθレンズ１１９、シリンドリカルレンズ１２０、角度調整ミラー１２１を介して感光体１０２の表面を露光する。

感光体１０２上に付与された所定の表面電荷は、レーザ光の照射により露光部分の電荷が露光量に応じて減じられ、結果として画像情報データに応じた静電潜像が感光体１０２上に形成される。静電潜像は、現像装置１０４から供給された現像剤トナーにより可視化されてトナー画像となる。

画像形成装置１００の下方部には給紙ユニット１４０，１５０，１６０からなる給紙部が配置されている。給紙ユニット１４０，１５０，１６０は、上下方向に重なるように配置されており、給紙ユニット１４０，１５０，１６０には異なるサイズの用紙Ｐが収納されている。または、上質紙や光沢紙というぐあいに、異なる種類の用紙Ｐを収納してもよい。

操作者が図示しない操作部から画像印刷指令を入力した場合、画像形成装置１００が最適なサイズの用紙Ｐが収納された給紙ユニット１４０，１５０，１６０を選択する。又は、操作者が操作部から明示的に給紙ユニットを指定すれば、画像形成装置１００は、その給紙ユニットを選択する。

例えば、画像形成装置１００によって、給紙ユニット１４０内に収納された用紙Ｐが選択されたとすると、給紙手段１４１が最上部の用紙Ｐを摩擦力により給紙し、フィードローラ１４３と分離手段１４２が最上部の１枚のみを搬送路１７０に送り出すことになる。

用紙Ｐは搬送路１７０上を感光体１０２方向に搬送され、レジストローラ１７２で一旦停止させられ、斜行を矯正される。レジストローラ１７２で斜行が矯正された後、トナー画像とのタイミングが図られて、感光体１０２と転写分離装置１０５の間に送られる。転写分離装置１０５では感光体１０２の表面に形成されたトナー画像が用紙Ｐに転写されて、感光体１０２の表面から分離される。その後、用紙Ｐの搬送装置１７３によって定着装置１８０に搬送され、定着処理される。

定着装置１８０は加熱ローラ１８１と加圧ローラ１８２とを備えており、用紙Ｐ上の未定着トナーを加熱ローラ１８１と加圧ローラ１８２のニップに挟みこんで溶融圧着し、安定したトナー画像を用紙Ｐ上に形成する。定着が完了した用紙Ｐは排紙案内ローラ１７４により案内されて排紙トレイ１７５上に載置される。

画像形成装置１００の中央部側面には機外から搬送路１７０に連通する給紙路１７１が設けられている。この給紙路１７１は外部に設けられた大容量の給紙装置１０から又は手差しで給紙が可能なように設けられたものである。通常は給紙装置１０が画像形成装置１００に接続されたとき、給紙装置１０の排紙口１７と給紙路１７１の給紙口が同じ高さになるように形成されている。

給紙装置１０には図示しない駆動手段によって上下に平行移動するトレイ１１が設けられ、トレイ１１には大量の用紙Ｐが積層載置される。給紙装置１０の上部であって、トレイ１１の上方には給紙機構としての給紙手段１４と分離手段１５が設けられている。給紙手段１４はトレイ１１に積層載置された用紙Ｐの最上面に当接し、摩擦力により用紙Ｐをトレイ１１から送出するものであり、用紙Ｐの送出方向下流側に位置する分離手段１５は給紙手段１４によって送り出された用紙Ｐが２枚以上であった場合は一番上の用紙Ｐのみを搬送し、他の用紙Ｐをトレイ１１側に押し戻す役割を果たす。

分離手段１５によって搬送された用紙Ｐは搬送ローラ対１６にガイドされて排紙口１７から画像形成装置１００へ送り込まれる。なお、給紙装置１０は頂上部が開口しており、給紙装置１０にはこの開口部を開閉するカバー２５が設けられている。用紙Ｐを給紙装置１０に補給する場合はこのカバー２５を開けて、頂上部からトレイ１１上に載置できるように構成されている。

図２は、給紙装置１０のハウジング及びカバー２５を取り外した状態を示す斜視図である。用紙Ｐは、図１で示したトレイ１１上に載置され、支持されている。載置された用紙Ｐのうち、矢印Ｂで示した給紙方向の先端部には給紙手段１４が配置され、給紙可能時には最上層に位置する用紙Ｐに所定の圧力で当接している。この給紙手段１４が矢印Ａで示す方向に回転すると一番上の用紙Ｐ１が給紙方向へ送り出され、給紙手段１４の下流側に隣接する分離手段１５を構成する下ローラ１５ａと上ローラ１５ｂに挟持される。

下ローラ１５ａは、その回転駆動軸にトルクリミッタを有し、上ローラ１５ｂの回転に従って下ローラ１５ａに所定のトルク以上のトルクが掛かると上ローラ１５ｂに従動するが、それ以下のトルクの場合には駆動源により上ローラ１５ｂと同一方向に回転するように構成されている。

給紙手段１４の回転により、最上部の用紙Ｐ１に引きずられて、その下に位置する数枚の用紙Ｐが送り出される重送が発生すると、用紙間の比較的小さな摩擦力のため、上ローラ１５ｂの回転トルクが下ローラ１５ａに十分に伝達されず、その結果、下ローラ１５ａは自らの駆動源によって上ローラ１５ｂと同方向に回転して２枚目以下の用紙Ｐを給紙方向とは反対方向に押し戻す。そして、用紙Ｐが１枚だけになるとトルクリミッタが働いて上ローラ１５ｂに従動回転し、最上部の一枚だけを給紙することができる。

用紙Ｐの幅方向、すなわち用紙Ｐの給紙方向（矢印Ｂ方向）と交差する方向には、載置された用紙Ｐを挟んで対向する位置に一対のガイド部３０が配置されており、給紙方向と交差する方向に移動可能に支持されている。このガイド部３０は用紙Ｐが載置された後、その側面に軽く接するように配置され、用紙Ｐの幅方向へのズレを防止する。

左右のガイド部３０には、それぞれ上部に排風口３１が設けられている。これはガイド部３０の内部に設けられた送風手段３２によって送りこまれた空気を、用紙Ｐの給紙方向の左右側端部の上端部に吹き付けるためのものである。

送風手段３２はファンであり、空気を送る送風口３２ａを排風口３１へ向けた状態で配置されている。送風手段３２が送る空気は、図示しない送風路を通り、排風口３１へ送られる。その後、空気は排風口３１から最上部にある用紙Ｐ１及びその下に積載されている用紙Ｐの数枚に吹き付けられる。

２つの排風口３１のうちの一方の排風口３１の近傍であって、用紙Ｐの上方には、ばたつき検知手段３３が設けられている。ばたつき検知手段３３は超音波センサである。超音波センサは、超音波を発信した時の強度と受信した時の強度との比を求めることでばたつき量を知ることができる。超音波の反射強度は、紙間に含まれる空気層の厚さによって変わる。従って、空気層が厚ければばたつき量が大きく、薄ければばたつき量が小さいと判断することができる。ばたつき検知手段としてはこの他に、センサから最上部の用紙Ｐ１の表面までの距離を検知するものであってもよい。その場合、距離が近ければばたつき量が大きいと判断し、遠ければばたつき量が小さいと判断することになる。

ばたつき検知手段の取付け位置としては、排風口３１の近傍に設ける以外に、仮想線で示したばたつき検知手段３３´のように、対向するように配置された２つの排風口３１，３１の中間位置を検知するように設けることもできる。

図３は、本発明の給紙装置の制御系を示すブロック図である。制御部４０は図示しないＣＰＵ、記憶手段及びプログラム等によって構成されており、給紙装置１０の各手段の駆動・停止等の制御を行うものである。給紙制御手段４１は、給紙手段１４等を制御し、最上部の用紙Ｐ１を画像形成装置１００へ搬送する制御のためのプログラムである。

ばたつき制御手段４２は、ばたつき検知手段３３から検知した、送風手段３２による送風が行われている間の用紙Ｐのばたつき量を取得し、送風手段３２が送風する前の用紙Ｐのばたつき量と比較して、その結果を基に、単位時間内に排風口３１を通過する空気の流量を増減するように送風手段３２の制御を行うプログラムである。

単位時間に排風口３１を通過する空気の流量を増減するためには、送風手段３２のモータの回転数を変えて風量を制御する、または、送風手段３２から送られる空気の風圧を検知してモータ回転数の増減で制御する等の方法がある。モータの回転数を制御することで消費電力を節約することができる。また、制御が早く、タイムラグが小さくなる。但し、モータの回転数以外で制御するものであってもよい。

図４は、ばたつきを制御する手順を示すフローチャートである。ユーザによりスタートボタンが押されて、画像形成処理の開始が指示されると、給紙制御手段４１は、給紙装置１０に積載されている用紙Ｐが送風手段３２による捌きが必要かどうかを判断する（Ｓ０１）。積載されている用紙Ｐが上質紙であれば、送風手段３２による捌きは必要なく、そのまま給紙を開始する（Ｓ０９）。一方、光沢紙等であれば送風手段３２による捌きが必要となる。本実施例では上質紙と光沢紙でさばきの付与を判断したが、これに限定されることなく認定が可能である。

送風手段３２による捌きが必要な場合は、ばたつき制御手段４２は、用紙Ｐの端部に空気を吹き付けていない状態での用紙Ｐのばたつき量を、ばたつき検知手段３３に検知させる（Ｓ０２）。これは用紙の種類によって紙間に含まれる空気層の厚さが違っているためであり、実際のばたつき量はゼロなのだが反射音波は若干減衰する。そこで、Ｓ０２で取得したばたつき量をばたつき量ゼロとなる基準として、空気の吹き付け時の用紙Ｐのばたつき量を制御する。

次に給紙制御手段４１が、送風手段３２を制御して送風を開始する（Ｓ０３）。そしてばたつき制御手段４２は、再度、ばたつき検知手段３３が検知した用紙Ｐのばたつき量を取得する（Ｓ０４）。

その後、ばたつき制御手段４２は、空気を吹き付ける前のばたつき量と、空気を吹き付け時のばたつき量を比較し（Ｓ０５）、等しければ送風手段３２による捌き効果が出ていないため、単位時間内に排風口３１を通過する空気の流量を増やすように送風手段３２を制御する（Ｓ０６）。空気の吹き付け前後で用紙Ｐのばたつき量は違っている場合であって、空気吹き付け後のばたつき量から吹き付け前のばたつき量を引いた値が、所定の閾値以上であれば（Ｓ０７）、用紙Ｐのばたつき量が大きいため、ばたつき制御手段４２は、排風口３１を通過する単位時間の空気の流量を減らすように送風手段３２を制御する（Ｓ０８）。Ｓ０６及びＳ０７で送風手段３２を制御した場合は、Ｓ０４へ戻り、再度ばたつき量の検知を行う。

Ｓ０７で求めたばたつき量の差が閾値以下であれば、適切な捌きが行われているので、給紙制御手段４１が給紙処理を開始する（Ｓ０９）。

１度の画像形成処理で複数枚の用紙Ｐを給紙する必要がある時は、用紙Ｐを１枚給紙するごとにＳ０４からＳ０８までの処理を行うこととなる。または、１枚目の給紙を行う時にＳ０１からＳ０９までの処理を行い、２枚目以降はばたつき制御を行わないような方法であってもよい。

なお、本実施例では画像形成装置１００としてモノクロの画像形成装置を示したが、本発明はそれに限定するものではない。また、図４のＳ０５及びＳ０７では、送風前後のばたつき量を比較しているが、この他にも、送風前後のばたつき量から適切な流量を算出する計算式や、該計算式によって算出された流量を記憶しているテーブル等を用いて、送風手段３２の制御を行ってもよい。

本発明の給紙装置と、給紙装置が接続された画像形成装置の構成を示す図である。 給紙装置のハウジング及びカバーを取り外した状態を示す斜視図である。 本発明の給紙装置の制御系を示すブロック図である。 ばたつきを制御する手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 給紙装置
１４ 給紙手段
３１ 排風口
３２ 送風手段
３３，３３´ ばたつき検知手段
４２ ばたつき制御手段
１００ 画像形成装置
Ｐ 用紙

Claims (11)

1. 積載された用紙束の上部端面に位置し、それぞれが対向するように配置された複数の排風口と、
   該排風口に空気を送る送風手段と、
   前記排風口から吹き付けられた空気によって生じる、前記用紙束上部のばたつき量を検知するばたつき検知手段と、
   該ばたつき検知手段が検知したばたつき量を基に、前記送風手段の駆動を制御する、ばたつき制御手段と、
   を有することを特徴とする給紙装置。
2. 前記ばたつき制御手段は、前記排風口を通る空気の単位時間の流量を変えるように前記送風手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１記載の給紙装置。
3. 前記ばたつき制御手段は、前記送風手段を用紙束の上端部のばたつき量が一定になるように制御することを特徴とする請求項１又は２記載の給紙装置。
4. 前記ばたつき検知手段は、用紙束の上方に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の給紙装置。
5. 前記ばたつき検知手段は、前記排風口の近傍に設けられていることを特徴とする請求項４記載の給紙装置。
6. 前記ばたつき検知手段は、それぞれが対向するように配置された前記排風口の中間に設けられていることを特徴とする請求項４記載の給紙装置。
7. 前記ばたつき制御手段は、前記排風口から空気を吹き付ける前のばたつき量と、吹き付けている時のばたつき量とを用いて前記送風手段を制御することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の給紙装置。
8. 前記ばたつき制御手段は、前記排風口から空気を吹き付ける前のばたつき量と、吹き付けている時のばたつき量との差が一定値を超えたら単位時間の空気の流量を減らし、空気を吹き付ける前のばたつき量と吹き付けている時のばたつき量が等しい時は、単位時間の空気の流量を増やすように、前記送風手段を制御することを特徴とする請求項７記載の給紙装置。
9. 前記ばたつき検知手段は、超音波センサであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の給紙装置。
10. 前記給紙装置は、前記用紙を給紙する給紙手段を有し、
    前記排風口は、前記給紙手段が前記用紙を給紙する方向に対して直交するように配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の給紙装置。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の給紙装置と、
    該給紙装置により給紙された用紙に画像を形成する画像形成装置と、
    を有することを特徴とする画像形成システム。

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