JP2007276984A - 給紙装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙に含有される水分を除去する除湿のために、装置の停止時間が多く、且つ、長くなり、画像形成装置の稼働効率が低下するのを避ける。
【解決手段】用紙収納部に装填された用紙の種類に応じて、除湿の可否を決定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置等に用紙を１枚ずつ供給する給紙装置及び給紙装置を装備した画像形成装置に関する。

画像が形成される用紙が吸湿していると、所定の画質の画像が形成されなかったり、給紙の安定性が低下するなどの問題が生ずるために、給紙装置近傍の湿度を検知して、用紙の吸湿度を推定し、推定した吸湿度に基づいて、加熱、乾燥風の吹きつけ等の除湿手段を作動させて、用紙を除湿することが行われている（特許文献１、２）。
特開２０００−２５５８０７号公報 特開２００５−３３５８３７号公報

特許文献１、２等の従来の用紙吸湿に対する対策では、あらゆる紙種の用紙に対して、用紙の吸湿に対する対策をとっていた。

除湿を行う場合、除湿中は給紙を停止することが必要であるか又は望ましい。というのは、用紙が吸湿している場合に除湿を行うように設計された装置においては、除湿が完了し、用紙の吸湿度が許容値まで下がらない除湿工程中に用紙を搬送し、画像形成を行った場合、搬送不良や画質低下が発生するからである。

画像形成装置において、用紙の吸湿により起こる問題としては、用紙の搬送上の問題と画質上の問題とがあるが、用紙の搬送上に問題の一部と画質上の問題とは、搬送機構の改良や画像形成工程の調整等により解消することが可能であり、用紙が吸湿している場合であっても、その都度除湿を行う必要がない。これに対して、用紙収納部に収納された多数枚の用紙から１枚を分離して搬送する分離工程において、用紙の吸湿により起こる分離不良は、給紙機構の改良等により解消することが困難であり、除湿が必要である。

そして、発明者の検討によれば、給紙工程における分離不良は使用される用紙の全ての紙種において発生するのではなく、特定の紙種で発生することが明らかになった。

特に、アート紙、コート紙等の塗工紙の場合に、用紙が吸湿していると、用紙収納部に積載収納された用紙間にくっつきが生じて分離不良が発生し、除湿が必要となるが、他の紙種の用紙では、用紙が吸湿した場合でも分離不良が発生せず除湿を必要としないことが明らかになった。従って、このような特定の紙種に対して除湿をすることにより、給紙工程における分離不良の問題が解消され、用紙の吸湿による問題を回避することが出来ることが明らかにになった。

従来では、前記に説明したように、用紙の吸湿が検知された場合に、全ての紙種の用紙に対して除湿を行っていた。このために、装置を停止させる待ち時間が長くなり効率が低下するという問題があった。特に、普通紙を用いた画像形成工程において、除湿による待ち時間があると、画像形成装置の全稼働時間中で普通紙を用いた画像形成時間が占める割合だ大であるために、実質的な高率の低下が顕著になるという問題がある。

本発明は、このような問題を解決し、除湿による画像形成高率の低下を防止し、高い効率の画像形成装置を提供することを目的とする。

前記の本発明の目的は、下記の発明により達成される。
１．
用紙収納部、該用紙収納部から用紙を１枚ずつ送り出す給紙手段、前記用紙収納部内の用紙の除湿を行う除湿手段及び該除湿手段を制御する制御手段を有する給紙装置において、
前記制御手段は、用紙の種別情報に基づき、特定の種別の用紙を示す情報を受けた時にのみ、前記除湿手段の作動制御を行うことを特徴とする給紙装置。
２．
外気湿度検知手段を有し、前記制御手段は、前記外気湿度検知手段の検知湿度に基づいて、前記除湿手段の作動制御を行うことを特徴とする前記１に記載の給紙装置。
３．
前記用紙収納部内の用紙残量を検知する用紙残量検知手段及び前記用紙収納部の取り出し・装着を検知する挿脱検知手段を有し、前記制御手段は、前記用紙収納部の取り出し・装着の前後において、前記用紙残量検知手段が検知した残量に変化があったときに、前記除湿手段の作動制御を行うことを特徴とする前記１又は前記２に記載の給紙装置。
４．
少なくとも前記用紙収納部に収納された用紙の量に前記除湿手段の作動時間を対応させた作動時間テーブルを記憶した記憶手段を有し、前記制御手段は、前記用紙収納部における用紙の残量の変化量に基づいて、前記制御手段の作動時間を制御することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の給紙装置。
５．
前記制御手段は、少なくとも外気湿度に前記除湿手段の作動時間を対応させた作動時間テーブルを記憶した記憶手段を有し、前記制御手段は、外気湿度に基づいて、前記除湿の作動時間を制御することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の給紙装置。
６．
前記制御手段は、前記除湿手段の作動中は、前記給紙手段の給紙動作を禁止することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の給紙装置。
７．
前記制御手段は、前記情報が塗工紙を示すものであるときにのみ前記作動制御を行うことを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の給紙装置。
８．
前記除湿手段は、前記用紙収納部に収納された用紙の側方から乾燥風を吹き付ける吹きつけ手段を有することを特徴とする前記１〜７のいずか１項に記載の給紙装置。
９．
前記吹きつけ手段は、空気を加熱するヒータ、前記用紙収納部に収納された用紙の上部に加熱された空気を吹き出す吹き出し口及び該吹き出し口から加熱された空気を吹き出すファンを有することを特徴とする前記８に記載の給紙装置。
１０．
前記１〜８のいずれか１項に記載の給紙装置及び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本体を有することを特徴とする画像形成装置。

本発明により、特定の種類の紙が用紙収納部の収納されたときにのみ、除湿を行うので、除湿期間中、給紙を停止しても、画像形成の効率の低下度は低く、高い効率で作動する給紙装置が実現され、ひいては高効率で作動する画像形成装置が実現される。

特に、使用頻度の高い普通紙を使用した場合、記録材の吸湿が原因で作動を停止することがないので、実質的な作動効率が大幅に改善される。

以下、本発明を図示の実施の形態により説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略を示す図である。

画像形成装置は、画像形装置本体ＧＨと本発明の実施の形態に係る給紙装置としての大容量給紙装置ＬＴとで構成される。

画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６、給紙装置２０及び定着装置３０等からなる。

画像形成装置本体ＧＨはその上部に、画像読取部Ａを有し、原稿台上に載置された原稿は画像読取部Ａの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像処理等が行われた後、露光手段３に入力される。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃ及び黒画像を形成する画像形成部１０Ｋは、それぞれ感光体ドラム１、帯電手段２、露光手段３、現像装置４、クリーニング手段５及び一次転写手段７を有する。図では、画像形成部１０Ｙの感光体等に符号を付し、他の画像形成部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋについては符号を省略している。

中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、循環移動する。

画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより形成された各色の画像は、循環移動する中間転写体６上に各画像形成部の一次転写手段７により逐次転写（一次転写）されて、カラー画像が合成される。

給紙装置２０の給紙カセット２１Ａ内に収容された用紙Ｓは、給紙手段２２Ａにより給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５，２６及びレジストローラ２７等を経て、二次転写手段９に搬送され、二次転写手段９により転写ローラ用紙Ｓ上にカラー画像が転写（二次転写）される。

なお、画像形成装置本体ＧＨの下部に縦列配置された３段の給紙カセット２１Ａは、略同一の構成をなすので、同符号を付した。また、３段の給紙手段２２Ａも、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付してある。

カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置３０において用紙Ｓが加熱ローラ３０Ａと加圧ローラ３０Ｂとによって挟持され、加熱及び加圧される。これにより、用紙Ｓ上のトナー像が定着されて用紙Ｓ上に固定され、排紙ローラ２８に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。

一方、二次転写手段９により用紙Ｓにカラー画像を転写した後、用紙Ｓを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８によりクリーニングされる。

定着処理された用紙Ｓを反転排紙する場合には用紙Ｓは定着装置３０と排紙ローラ２８の中間に配置された切換ゲート２８Ａの図示下側の搬送路を通過し、下方の搬送路ｒ１に搬送された後、逆転搬送されて切換ゲート２８Ａの図示左側の搬送路ｒ２を通過し、排紙ローラ２８により装置外に排出される。

用紙Ｓの両面に複写する場合には、用紙Ｓの第１面に形成した画像を定着処理した後、用紙Ｓを搬送路ｒ１、さらに搬送路ｒ３に導入した後、逆転搬送し、搬送路ｒ４に搬送した後、上方に迂回し給紙ローラ２６により搬送する。用紙Ｓは前述と同様に第１面の裏面である第２面に各色の画像が形成され、定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ローラ２８によって装置外に排出される。

なお、上述の画像形成装置本体ＧＨは、カラー画像を形成する画像形成装置であるが、モノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよい。

画像形成装置本体ＧＨの図示右側面側には、例えば１０００枚以上の大量の用紙を給紙するための大容量給紙装置ＬＴが連結されている。

大容量給紙装置ＬＴは上下２段の用紙収納部としての給紙トレイ１００Ａ、１００Ｂを有する。

上部の給紙トレイ１００Ａから給紙ユニット１０３Ａにより用紙Ｓが１枚に分離され、搬送ローラ１０４、１０５により搬送され、給紙ローラ２３から画像形成装置本体ＧＨに送り込まれる。

下部の給紙トレイ１００Ｂから用紙Ｓが給紙ユニット１０３Ｂにより１枚に分離され、搬送ローラ１０５により搬送され、給紙ローラ２３から画像形成装置本体ＧＨに送り込まれる。

１０８Ａ、１０８Ｂはそれぞれ、用紙Ｓが積載される用紙台であり、用紙台１０８Ａ、１０８Ｂ上の用紙積載量に関係なく、用紙Ｓの最上面が一定高さとなるように、後に説明するように積載用紙Ｓの最上面を検知する用紙センサ１２０の上面検知信号に基づいて上昇する。

ＳＷ１、ＳＷ２はそれぞれ、給紙トレイ１００Ａ、１００Ｂの大容量給紙装置ＬＴからの取り出しと装置への装着を検知する挿脱検知手段としてのスイッチである。

図２、３により大容量給紙装置ＬＴの給紙トレイを説明する。なお以下の説明においては、Ａ、Ｂの符号を省略して説明するが、給紙トレイ１００Ａ、１００Ｂは同一の構造を有し、図２においては、給紙装置１００として示されており、これら給紙装置は以下に説明する構造及び機能をそれぞれ有し、給紙トレイ１００Ａ、１００Ｂのそれぞれにおいて、以下に説明する除湿を独立して行う。

図２は給紙装置の断面図、図３は本発明の実施の形態に係る給紙装置としての給紙トレイ１００の斜視図である。

図３（ａ）は、給紙トレイのカバーを取り外した状態の要部を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、用紙上面高さ検知部を示す図である。

図３（ａ）において、積層された用紙Ｓは、用紙載置台１０８（図１において１０８Ａ、１０８Ｂで示す）の上に載置され、不図示の昇降機構により、昇降可能に支持されている。用紙端部規制部材である一対の側部規制部材１１１、１１２は、用紙Ｓの送り方向（図示Ｙ方向）と交差する方向、幅方向（図示Ｘ方向）に移動自在になっており、積載された用紙Ｓの両側に当接して用紙Ｓの両側位置を規制している。後端規制部材１１８は、用紙Ｓの搬送方向（図示Ｙ方向）に移動自在で、用紙Ｓの送り方向後端の位置を規制しており、用紙端部規制部材としても機能する。用紙Ｓの送り方向先端には、給紙ユニット１０３が設けられ、給紙ユニット１０３の送り出しローラ１０３ａは、一番上の用紙Ｓａに適切な圧力で接している。

側部規制部材１１１、１１２及び後端規制部材１１８は用紙サイズに応じて変位される。

送り出しローラ１０３ａが矢印ａの方向に回転すると、一番上の用紙Ｓが矢印Ｙ方向に進み、分離ローラ１０３ｂと捌きローラ１０３ｃからなる分離手段により１枚に分離され、搬送ローラ１０４へと搬送される。

図３（ｂ）において、積層された用紙Ｓの最上面の高さを検知するために、用紙上面センサ１２０が設けられている。用紙上面センサ１２０は、送り出しローラ１０３ａのシャフト１０３ａｘが遊嵌できる長円でかつ弧状の孔が開けられた検知アーム１２１と、検知アーム１２１を回動自在に軸支する回転軸１０３ｂｘと、検知部１２０に固定された遮光板１２２と、遮光板１２２の先端部を挟むように設けられたフォトカプラ１２３とから構成されている。分離上ローラ１０３ｂは回転軸１０３ｂｘの動力で回転する。検知アーム１２１と遮光板１２２とでは、検知アーム１２１の方が重くなっていて、検知アーム１２１が用紙Ｓの上面に常時軽く接触した状態を保っている。給紙により用紙量が減少し、用紙Ｓの上面の位置が下がると、それと共に検知アーム１２１の先端が下がり、遮光板１２２の先端が揺動してフォトカプラ１２３から外れるので、受光部が光を検知し、一番上の用紙Ｓの位置が下がったことを検知する。すると、図示しない昇降装置が作動して給紙台１０８を上昇させ、遮光板１２２の先端がフォトカプラ１２３の光を遮断する位置まで用紙Ｓの最上面を上昇させる。用紙Ｓの最上面が所定の位置まで上昇したことを用紙上面センサ１２０が検知して昇降装置が停止する。

以上によって、用紙Ｓの上面、すなわち、一番上の用紙Ｓの位置は、常に一定した高さに保たれることになる。用紙上面センサ１２０は、図示の構成のものに限定されるものではなく、用紙上面位置を検知できれば、どのようなものでもよい。

図２に示される除湿手段は、給紙トレイ１００に収納されている用紙に空気を吹き付ける吹きつけ手段と空気を加熱しその相対湿度を下げるヒータを有する。

給紙トレイ１００の側部には、上部に吸気口１１３Ａ及下部に排気口１１３Ｂを有するダクト１１３が設けられ、ダクト１１３内には、ヒータ１１４が設けられる。

また、側部規制部材１１１は縦長の箱状に形成され、側部規制部材１１１にはその上部に排気口１１１Ａが、その下部に給紙口１１１Ｂ及びファン１１６がそれぞれ設けられる。

更に、側部規制部材１１２は縦長の箱状に形成され、その上部に吸気口１１２Ａが、その下部に吸気口１１２Ｂ及びファン１１７がそれぞれ設けられる。

ファン１１５、１１６、１１７が作動することにより、矢印で示すように空気が循環し、ヒータ１１３の加熱で乾燥した空気が給紙台１０８上に積載された用紙Ｓに吹き付けられる。

空気は図示のように積載された用紙Ｓの上部に吹き付けられて、積載用紙Ｓを一枚に分離する作用を有し、分離ローラ１０３ｂと捌きローラ１０３ｃからなる分離手段による分離を補助し、確実な１枚分離を行う。

また、ヒータ１１４により加熱され、相対湿度が低下した空気が積載用紙Ｓに吹き付けられることにより、用紙Ｓに含まれる水分を減少させる除湿が行われる。

以上説明した除湿手段は、用紙に乾燥空気を吹き付けることによるものであるが、除湿手段としては、用紙収納部の下方にヒータを設けて、用紙を加熱し除湿するものや、用紙の加熱と乾燥空気の吹きつけとを併用するもの等従来用いられている除湿手段を用いることができる。

図４は用紙の除湿を行う除湿制御系のブロック図である。

本実施の形態においては、制御手段ＣＲは、紙種設定手段ＳＫからの紙種情報に基づいて、用紙収納部にアート紙、コート紙等の塗工紙が装填されたときにのみ、除湿手段ＨＣを作動させて用紙収納部に収納された用紙の除湿を行う。

紙種設定手段ＳＫは画像形成装置の操作部に設けられており、オペレータが用紙収納部に収納する紙種を設定する操作で紙種情報が制御手段ＣＲに入力されるとともに、１００Ａ、１００Ｂのいずれかを選択して引き出す操作でスイッチＳＷ１又はＳＷ２（図１に示す）からなる挿脱検知手段ＳＷが動作して、給紙トレイ１００Ａ又は１００Ｂのいずれかが指定され、給紙トレイ１００Ａ又は１００Ｂに設定された紙種の用紙が装填されたという情報が制御手段ＣＲに取り込まれる。

湿度センサＨＳは画像形成装置の外壁に設けられている。画像形成装置の外にある補給用用紙収納部に置かれている用紙の吸湿度は外気の湿度にほぼ対応するので湿度センサＨＳで外気湿度を検知することにより、装填される用紙の吸湿度が推定される。

制御手段ＣＲはまた、湿度検知手段としての湿度センサＨＳから外気の湿度情報に基づいて、装填される用紙の吸湿度に応じて、除湿の可否及び除湿時間の設定を行う。

制御手段ＣＲは更に、用紙装填前の用紙収納部内の用紙残量と用紙装填後の用紙残量のとの差を検知した用紙残量差に基づいて、除湿の可否を決定するだけでなく、残量に基づいた除湿時間の設定を行うことができる。

湿度と除湿時間の対応及び用紙残量と除湿時間の対応は実験により予め求められており、記憶手段ＭＲには、これらの対応テーブルが記憶されている。

図５は前記に説明した制御手段ＣＲの制御のフローチャートである。

ＳＴＥＰ１において、前記に説明したように、紙種設定手段ＳＫからの紙種情報を取り込み、紙種が塗工紙でない場合には終了する（ＳＴＥＰ２のｎ）。

紙種が塗工紙の場合（ＳＴＥＰ２のｙ）、用紙残量検知手段ＰＤからの残量情報を取り込む。残量検知手段ＰＤは、図２における給紙台１０８の高さを検知するものであり、給紙台１０８を駆動するモータ（図示せず）の回転量から用紙残量の情報が得られる。

用紙残量が給紙トレイ１００の、挿脱前後、即ち、引き出し前と、再装填後において異なる場合には、給紙トレイ１００に新たな用紙が装填されたのであり、挿脱前後の用紙残量に差がない場合には、給紙トレイ１００の挿脱のみで新たな用紙の装填がないことを意味する。

従って、残量変化がない場合（ＳＴＥＰ５のｎ）には終了する。

残量変化があった場合には（ＳＴＥＰ５のｙ）、湿度センサＨＳの出力を読み取る（ＳＴＥＰ６）。

残量変化の有無は用紙残量検知手段ＰＤの情報とスイッチＳＷ１、ＳＷ２からの情報とにより検知される。

即ち、給紙トレイ１００の取り出し前の用紙残量検知手段ＰＤの情報から、取り出し前の用紙残量を検知し、挿脱検知手段ＳＷの情報から給紙トレイ１００の挿脱を検知し、給紙トレイ１００の装着後の用紙残量検知手段ＰＤの情報から装着後の用紙残量を検知する。両用紙残量を比較することにより、用紙残量の変化の有無が検知される。

湿度センサＨＳの出力、即ち、外気の湿度が除湿を必要としない低い値である場合には（ＳＴＥＰ７のｎ）終了するが、除湿を必要とする場合には（ＳＴＥＰ７のｙ）、除湿を実行する。

即ち、図２におけるファン１１５から１１７を起動するとともに、ヒータ１１４を駆動して、給紙トレイ内に乾燥空気を送って、用紙Ｓの除湿を行う。

除湿とともに、除湿中における給紙を禁止する。

除湿は除湿時間テーブルを読み取って外気湿度に応じた時間が選択される。表１は除湿時間テーブルの一例である。

選択された時間の除湿の後に、除湿を停止するとともに、給紙禁止を解除して終了する。

表１に示す時間が経過し後に除湿を終了するとともに、給紙禁止を解除して終了する（ＳＴＥＰ９）。

なお、図５の例では、用紙残量に変化の有りなしで２段階の制御をしているが、用紙残量に対応した除湿時間を記憶手段ＭＲから読み取り、用紙残量に応じて時間で除湿を行うことも出来る。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略を示す図である。 給紙装置の断面図である。 本発明の実施の形態に係る給紙装置としての給紙トレイの斜視図である。 除湿制御系のブロック図である。 制御のフローチャートである。

符号の説明

１００、１００Ａ、１００Ｂ 給紙トレイ
ＳＫ 紙種設定手段
ＳＨ 湿度センサ
ＰＤ 用紙残量検知手段
ＣＲ 制御手段
ＨＣ 除湿手段
ＭＲ 記憶手段
ＳＷ 挿脱検知手段

Claims (10)

1. 用紙収納部、該用紙収納部から用紙を１枚ずつ送り出す給紙手段、前記用紙収納部内の用紙の除湿を行う除湿手段及び該除湿手段を制御する制御手段を有する給紙装置において、
   前記制御手段は、用紙の種別情報に基づき、特定の種別の用紙を示す情報を受けた時にのみ、前記除湿手段の作動制御を行うことを特徴とする給紙装置。
2. 外気湿度検知手段を有し、前記制御手段は、前記外気湿度検知手段の検知湿度に基づいて、前記除湿手段の作動制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記用紙収納部内の用紙残量を検知する用紙残量検知手段及び前記用紙収納部の取り出し・装着を検知する挿脱検知手段を有し、前記制御手段は、前記用紙収納部の取り出し・装着の前後において、前記用紙残量検知手段が検知した残量に変化があったときに、前記除湿手段の作動制御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. 少なくとも前記用紙収納部に収納された用紙の量に前記除湿手段の作動時間を対応させた作動時間テーブルを記憶した記憶手段を有し、前記制御手段は、前記用紙収納部における用紙の残量の変化量に基づいて、前記制御手段の作動時間を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給紙装置。
5. 前記制御手段は、少なくとも外気湿度に前記除湿手段の作動時間を対応させた作動時間テーブルを記憶した記憶手段を有し、前記制御手段は、外気湿度に基づいて、前記除湿の作動時間を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の給紙装置。
6. 前記制御手段は、前記除湿手段の作動中は、前記給紙手段の給紙動作を禁止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の給紙装置。
7. 前記制御手段は、前記情報が塗工紙を示すものであるときにのみ前記作動制御を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の給紙装置。
8. 前記除湿手段は、前記用紙収納部に収納された用紙の側方から乾燥風を吹き付ける吹きつけ手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずか１項に記載の給紙装置。
9. 前記吹きつけ手段は、空気を加熱するヒータ、前記用紙収納部に収納された用紙の上部に加熱された空気を吹き出す吹き出し口及び該吹き出し口から加熱された空気を吹き出すファンを有することを特徴とする請求項８に記載の給紙装置。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の給紙装置及び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本体を有することを特徴とする画像形成装置。

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