JP2009057137A - 用紙供給装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙の給紙性能の安定化を図りつつ、小型化も達成可能な用紙供給装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置本体(2)に着脱可能に構成されており、枚葉の用紙を厚み方向に積層して収容する用紙収容部(4)と、装置本体に配置されており、用紙の搬送方向の下流側にて、用紙収容部の最外層に位置する用紙に接触する分離手段(8a)を有し、用紙の給紙時の当初には、分離手段を用紙の搬送方向に対抗する方向に向けて駆動させる分離装置(8)とを具備する。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等に用いられる用紙供給装置及びこれを搭載した画像形成装置に関するものである。

この種の用紙供給装置ではローラによる給紙方式が知られている。詳しくは、当該装置は、用紙の搬送方向でみて下流側に設置された給紙ローラを有しており、給紙ローラが給紙カセット内の最上層の用紙に接触し、給紙ローラの回転によって用紙を１枚ずつ搬送路に向けて送出している。

ここで、この用紙には普通紙や上質紙の他、ＯＨＰシートや塗工紙（コート紙）等の如く種々の材質がある。特に、これらＯＨＰシートやコート紙はその表面の平滑度が高く、密着し易い。そこで、この密着を解消する技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００６−１６９９号公報 特開２００２−５３２３７号公報

ところで、上述した密着は、用紙間に生ずる負圧が原因となっている。そして、上記特許文献１の技術では、各用紙間にエアーを吹き付けることにより、用紙の重送を回避している。また、上記特許文献２の技術では、用紙に周期的な圧力変化を与えることにより、用紙の重送を回避している。
しかしながら、これら各技術では、用紙間の密着を解消するには依然として課題が残されている。

詳しくは、前者の技術では、大量のエアーを吹き付けなければ密着を解消できないからである。また、仮に、大量のエアーを何等規制せずに吹き付けることが可能であったとしても、このエアーを生起させるファンの騒音が大きくなってしまう。一方、後者の技術では、３枚以上積層された場合には圧力が安定せず、密着が解消され難くなるからである。

さらに、この密着の解消は可能な限り現有の構成で実行させる点にも留意しなければならない。上述のように、エアーの吹き付け機構や圧力発生機構を必要とすれば、用紙供給装置の大型化を招くからである。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、用紙の給紙性能の安定化を図りつつ、小型化も達成可能な用紙供給装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、画像形成装置本体に着脱可能に構成されており、枚葉の用紙を厚み方向に積層して収容する用紙収容部と、装置本体に配置されており、用紙の搬送方向の下流側にて、用紙収容部の最外層に位置する用紙に接触する分離手段を有し、用紙の給紙時の当初には、分離手段を用紙の搬送方向に対抗する方向に向けて駆動させる分離装置とを具備する。

第１の発明によれば、用紙収容部が画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されており、この用紙収容部は、枚葉の用紙を厚み方向に積層させて収容している。
また、この装置本体には分離装置が配置されており、当該分離装置は、用紙の搬送方向の下流側にて、最外層に位置する用紙に接触する分離手段を有している。

そして、この分離手段は、用紙の給紙時の当初に、用紙の搬送方向に対抗する方向に向けて駆動するので、最外層に位置する用紙が当該用紙の直ぐ下側に位置する用紙に対してズレが生じ、これら用紙間に生じていた負圧がなくなり、用紙間の密着が確実に解消可能になる。この結果、用紙の重送が回避され、用紙の給紙性能の安定化が図られる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、分離手段は、給紙ローラであり、給紙ローラは、用紙が用紙収容部から送出される前に、給紙ローラによる用紙の送出時の回転方向とは反対方向に向けて回転することを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、給紙ローラは、用紙が用紙収容部から送出される前に、給紙ローラの通常の回転方向とは反対方向に向けて回転するので、現有の構成によって用紙の重送が回避され、用紙の給紙性能の安定化が達成される。しかも、この場合には従来に比して装置の小型化も図られる。

第３の発明は、第１の発明の構成において、分離手段は、給紙ローラとは別個に設けられ、用紙の搬送方向に対して所定の角度で配設された分離ローラであり、分離ローラは、用紙の幅方向の中心線に対して略対称の位置にそれぞれ設けられており、用紙が用紙収容部から送出される前に、給紙ローラによる用紙の送出時の回転方向とは反対方向に向けて回転することを特徴とする。
第３の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、分離ローラは、給紙ローラとは別個に配設されており、この分離ローラは、用紙が用紙収容部から送出される前に、給紙ローラの通常の回転方向とは反対方向に向けて回転することから、給紙ローラの駆動制御を複雑にすることなく用紙の重送が回避され、用紙の給紙性能の安定化が達成される。

第４の発明は、第２や第３の発明の構成において、反対方向に向けて回転する速度は、用紙の送出時の回転方向における速度よりも小さく設定されていることを特徴とする。
第４の発明によれば、第２や第３の発明の作用に加えてさらに、反対方向に向けて回転する速度は、用紙の送出時の回転方向における速度よりも小さく設定されているので、用紙間の密着が確実に解消される。

第５の発明は、第１から第４の用紙供給装置を搭載した画像形成装置であることを特徴とする。
第５の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、用紙の給紙性能の安定化が達成されて良好な画像が得られる結果、画像形成装置の信頼性向上にも寄与する。

本発明によれば、用紙の給紙性能の安定化を図りつつ、小型化も達成する用紙供給装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１には、画像形成装置の一例であるプリンタ１の構造が概略的に示されている。同図に示された断面はプリンタ１の左側面からみたものである。このため、プリンタ１の前面は同図中の右側に、背面は左側にそれぞれ位置する。

同図に示されるように、プリンタ１の装置本体２の内部下方には用紙供給装置３が配置されている。この供給装置３には給紙カセット（用紙収容部）４が装備され、このカセット４の内部には、枚葉の用紙（例えばＰＯＤコート紙）Ｐが積層された状態で収納されている。なお、当該コート紙はカラーレーザプリンタにも適用可能な用紙である。

そして、この用紙Ｐは、同図においてカセット４の右上方に向けて送出され、送出された用紙Ｐは、装置本体２の内部で背面側へ向けて反転され、そのまま背面側に向けて搬送される。
また、このカセット４は、同図において右方向に向けて引き出し可能に構成されており、この引き出した状態にて、カセット４内に新たな用紙Ｐを補充したり、用紙Ｐを別の種類の用紙に入れ替え可能となる。

装置本体２の内部には、カセット４からの用紙搬送方向でみて下流側にフィードローラ１０、給紙側の用紙搬送路１２、レジストローラ１４、画像形成部１６及び転写部３０が順番に配置されている。
画像形成部１６には感光体ドラム１８が備えられている。また、この画像形成部１６の上方には露光ユニット１５が備えられており、このユニット１５からは、図中に一点鎖線で示されているように、レーザ光Ｌがドラム１８に向けて照射される。

さらに、転写部３０には転写ローラ３１が備えられ、このローラ３１はドラム１８に対して下方から圧接可能に構成されている。
そして、これらドラム１８と転写ローラ３１とは、トナーコンテナ２０及び現像器２１から供給されたトナーを用い、トナー像を用紙Ｐに転写するための転写ニップ部を形成させる。

また、用紙搬送方向でみて転写部３０の下流側には、定着部３２、排紙側の用紙搬送路３４及び排紙トレイ３６が順番に配置されている。
この用紙搬送路３４は、定着部３２の下流から装置本体２の背面に沿って上方へ延びており、さらに、装置本体２の上部位置にて前面側へ屈曲されている。そして、用紙Ｐの片面にのみ印刷する場合には、定着部３２を通過した用紙Ｐは排出ローラ３５を介してトレイ３６に排出され、高さ方向に積層される。このトレイ３６に積層された印刷済みの用紙Ｐは、外部から容易に取り出し可能である。

一方、本実施例では、カセット４と転写部３０や定着部３２との間に両面印刷ユニット３８が形成されている。このユニット３８は、装置本体２の背面に沿う位置にて用紙搬送路３４の途中から分岐して下方に向けて延び、プリンタ１の前面に向けて屈曲されて水平方向に延び、レジストローラ１４の上流側、例えば、給紙機構（分離装置）８とローラ１０との間に連結し、用紙搬送路１２に合流されている。

ここで、上述した給紙機構８等は装置本体２内のコントローラ（メインＥＣＵ）４２に電気的に接続されている（図２）。
このコントローラ４２では、印刷の元になる画像データが得られたか否かを検出している。具体的には、本実施例の入力ポート４０は、図示しない外部コンピュータから画像データが受信可能に構成されており、この画像データがコントローラ４２に入力されている。

そして、コントローラ４２は画像データの受信を検出した場合には、露光ユニット１５、画像形成部１６、転写部３０及び定着部３２を作動させる。
すなわち、コントローラ４２はレジストローラ１４を駆動させ、待機した用紙Ｐを画像転写タイミングに間に合うように転写部３０に向けて給紙させる。なお、このコントローラ４２は、カセット４内の用紙Ｐを待機させる場合にはローラ１０等も駆動させる。

ところで、本実施例の給紙機構８は、カセット４の最外層に位置する用紙Ｐに接触する給紙ローラ（分離手段）８ａや、このローラ８ａを駆動させるモータ（図示しない）をそれぞれ有しており、このローラ８ａは、用紙Ｐをレジストローラ１４に向けて給紙する当初には、用紙Ｐの搬送方向に対抗する方向に向けて駆動される。

詳しくは、コントローラ４２はローラ駆動部４４を有しており（図２）、このローラ駆動部４４は、用紙Ｐをレジストローラ１４に向けて給紙する前に、最外層に位置する用紙Ｐとその直ぐ下側に位置する用紙Ｐとの間に生じていた負圧を解消している。
図３を参照すると、コントローラ４２による負圧解消制御のフローチャートが示されている。以下、上記のように構成されたプリンタ１の本発明に係る作用について説明する。

同図のステップＳ３０１では、コントローラ４２が給紙時であるか否かを判別し、入力ポート４０からの画像データがで得られた場合、すなわち、ＹＥＳと判定したときにはステップＳ３０２に進む。一方、給紙時ではない場合には直ちに一連のルーチンを抜ける。
次に、このステップＳ３０２では、ローラ駆動部４４が上記駆動モータを通常とは反対方向に向けて回転させ、給紙ローラ８ａを逆回転させる。

具体的には、図４（Ａ）に示される如く、この給紙ローラ８ａは、用紙Ｐの搬送方向の下流側にて、この用紙Ｐの幅方向の中心線上に設けられており、この用紙Ｐの幅方向に沿った回転軸を有している。
そして、ローラ８ａは、用紙Ｐがカセット４からレジストローラ１４に向けて送出される直前に、同図（Ｂ）の矢印で示されるように、時計回りに線速Ｖｒで回転する。

これにより、ローラ８ａは、カセット４の最外層に位置する用紙Ｐの端部を搬送方向で見て上流側に向けて移動させる。詳しくは、当該用紙Ｐの幅ａとし、ローラ８ａによる移動量をｂとすれば、ローラ８ａは、密着抵抗面積（ａ×ｂ）に相当するズレを生じさせるので、これら当該用紙Ｐとその直ぐ下側に位置する用紙Ｐとの間には間隙が生じ、この間隙が上流側に向けて伝播する。

続いて、ステップＳ３０３では、ローラ駆動部４４が上記駆動モータを通常の方向に向けて回転させ、給紙ローラ８ａを順回転させる。つまり、ローラ８ａは、最外層の用紙Ｐとその直ぐ下側に位置する用紙Ｐとの間に生ずる負圧を解消させた後には、同図（Ｂ）で見て反時計回りに線速Ｖｏで回転する。これにより、ローラ８ａは、この最外層に位置する用紙Ｐのみをレジストローラ１４に向けて送出させ（ステップＳ３０４）、一連のルーチンを抜ける。

ここで、上述した逆方向の線速Ｖｒは、順方向の線速Ｖｏよりも小さな速度に設定されており、用紙Ｐとの滑りを生じ難くして本実施例の密着抵抗面積（ａ×ｂ）に相当するズレを確実に生じさせている。
このように、用紙供給装置３を搭載したプリンタ１では、印刷前の用紙Ｐはカセット４に積層された状態で収納されており、プリンタ１が印刷を行う際は、まず、ローラ８ａが一瞬逆回転した後、順回転し、用紙Ｐがカセット４から１枚ずつ分離して送出される。

送出された用紙Ｐは、用紙搬送路１２を通ってレジストローラ１４に到達する。そして、画像データが入力ポート４０に受信された場合には、このローラ１４は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部１６で形成されるトナー画像との画像転写タイミングを計りながら、用紙Ｐを転写部３０に向けて送出する。

この画像データは、文字や符号、図形、記号、線図、模様等の各種の画像がデータ化されたものであり、このデータに基づき、プリンタ１では露光ユニット１５によるレーザ光Ｌの照射が制御される。これにより、画像形成部１６において感光体ドラム１８上に原稿画像の静電潜像が作られ、続いてこの静電潜像からドラム１８上にトナー画像が形成される。

このトナー画像はドラム１８とローラ３１との間の転写ニップ部にて用紙Ｐに転写される。その後、用紙Ｐは未定着トナー画像を担持した状態で定着部３２に向けて送られ、この定着部３２にて熱ローラによりトナー画像が定着される。次いで、定着部３２から送出された用紙Ｐは、用紙搬送路３４を通って上方へ送られ、用紙排出部３６に排出される。

この片面印刷に対し、プリンタ１において両面印刷を行う場合には、定着部３２から排出された用紙Ｐは、トレイ３６に排出される直前にてその搬送方向が切り替えられる。つまり、片面に印刷された用紙Ｐは用紙搬送路３４内に引き戻され、ユニット３８内に搬送される。続いて、この用紙Ｐは用紙搬送路１２に合流し、再び転写部３０に向けて送られる。これにより、用紙Ｐの未だ印刷がされていない方の面にトナー画像が転写される。

ところで、上述の給紙ローラ８ａは、順方向の回転のみを実施させても良い。
詳しくは、図５に示されるように、この例では、分離機構（分離装置）９を備えており、この分離機構９は、カセット４の最外層に位置する用紙Ｐに接触する分離ローラ（分離手段）９ａや、このローラ９ａを駆動させるモータ（図示しない）をそれぞれ有している。

より具体的には、このローラ９ａは、給紙ローラ８ａとは別個に設けられており、同図（Ａ）に示される如く、用紙Ｐの搬送方向の下流側にて、この用紙Ｐの幅方向の中心線に対して略対称の位置にそれぞれ設けられている。また、各ローラ９ａは、用紙Ｐの搬送方向に対して例えば４５°の角度にて配設された回転軸をそれぞれ有している。

そして、これら各ローラ９ａは、用紙Ｐをレジストローラ１４に向けて給紙する当初には、用紙Ｐの搬送方向に対抗する方向に向けて駆動される。つまり、ローラ駆動部４４が上記駆動モータを通常とは反対方向に向けて回転させ、各ローラ９ａは、同図（Ｂ）の矢印で示されるように、時計回りに線速Ｖｒで回転する。
これにより、各ローラ９ａは、カセット４の最外層に位置する用紙Ｐの端部を搬送方向で見て上流側に向けて移動させる。

詳しくは、各ローラ９ａによる用紙Ｐの移動量をｂとすれば、ローラ９ａは、密着抵抗面積（ｂ×ｂ）に相当するズレを生じさせるので、これら当該用紙Ｐとその直ぐ下側に位置する用紙Ｐとの間には間隙が生じ、この間隙が上流側に向けて伝播する。
しかも、当該密着抵抗面積（ｂ×ｂ）は上述した密着抵抗面積（ａ×ｂ）よりも小さくなることから、各ローラ９ａの空回りも軽減される。なお、上述した回転軸の配設角度は一例であり、負圧を解消可能な角度である限り、上記の角度には必ずしも限定されない。

以上のように、本実施例によれば、カセット４が装置本体２に対して着脱可能に構成されており、このカセット４は用紙Ｐを厚み方向に積層させて収容している。
また、この装置本体２には給紙機構８（或いは分離機構９）が配置されており、当該機構８は、用紙Ｐの搬送方向の下流側にて、最外層に位置する用紙Ｐに接触する給紙ローラ８ａ（或いは分離ローラ９ａ，９ａ)を有している。

そして、まず、この給紙ローラ８ａは、用紙Ｐがカセット４から送出される前に、給紙ローラ８ａの通常の回転方向とは逆回転するので、用紙Ｐ間に生じていた負圧がなくなり、現有の構成によって用紙Ｐの重送が回避され、用紙Ｐの給紙性能の安定化が達成される。しかも、この場合には従来に比して用紙供給装置３の小型化も図られる。

次に、分離ローラ９ａは、給紙ローラ８ａとは別個に配設されており、この分離ローラ９ａもまた、用紙Ｐがカセット４から送出される前に、給紙ローラ８ａの回転方向とは逆回転することから、給紙ローラ８ａの駆動制御を複雑にすることなく用紙Ｐの重送が回避され、用紙の給紙性能の安定化が達成される。
また、これらローラ８ａ，９ａによる逆方向の線速Ｖｒは、順方向の線速Ｖｏよりも小さな速度に設定されているので、用紙Ｐ間の密着が確実に解消される。

さらに、用紙の給紙性能の安定化が達成され、良好な画像が得られる結果、プリンタ１の信頼性向上にも寄与する。
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。

例えば、上記実施例では、ＰＯＤコート紙を用いて説明されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではなく、普通紙や上質紙の他、ＯＨＰシートや他の塗工紙の如くの種々の用紙にも適用可能であり、この場合にも上記と同様に、用紙の給紙性能の安定化を図るとの効果を奏する。
また、上記実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているが、本発明の画像形成装置は、複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。

本実施例に係るプリンタの概略構成図である。 図１のプリンタにおける制御ブロック図である。 図１のプリンタによる負圧解消制御のフローチャートである。 本実施例における負圧解消の説明図である。 他の実施例における負圧解消の説明図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
２ 装置本体
３ 用紙供給装置
４ 給紙カセット（用紙収容部）
８ 給紙機構（分離装置）
８ａ 給紙ローラ（分離手段）
９ 分離機構（分離装置）
９ａ 分離ローラ（分離手段）

Claims (5)

1. 画像形成装置本体に着脱可能に構成されており、枚葉の用紙を厚み方向に積層して収容する用紙収容部と、
   前記装置本体に配置されており、前記用紙の搬送方向の下流側にて、前記用紙収容部の最外層に位置する用紙に接触する分離手段を有し、前記用紙の給紙時の当初には、該分離手段を前記用紙の搬送方向に対抗する方向に向けて駆動させる分離装置と
   を具備することを特徴とする用紙供給装置。
2. 請求項１に記載の用紙供給装置であって、
   前記分離手段は、給紙ローラであり、
   該給紙ローラは、前記用紙が前記用紙収容部から送出される前に、該給紙ローラによる前記用紙の送出時の回転方向とは反対方向に向けて回転することを特徴とする用紙供給装置。
3. 請求項１に記載の用紙供給装置であって、
   前記分離手段は、給紙ローラとは別個に設けられ、前記用紙の搬送方向に対して所定の角度で配設された分離ローラであり、
   該分離ローラは、前記用紙の幅方向の中心線に対して略対称の位置にそれぞれ設けられており、前記用紙が前記用紙収容部から送出される前に、前記給紙ローラによる前記用紙の送出時の回転方向とは反対方向に向けて回転することを特徴とする用紙供給装置。
4. 請求項２又は３に記載の用紙供給装置であって、
   前記反対方向に向けて回転する速度は、前記用紙の送出時の回転方向における速度よりも小さく設定されていることを特徴とする用紙供給装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の用紙供給装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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