JP2010189181A - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】収納されているシート種類に応じた最適な加熱時間・温度を用いて、簡単な構成で効果的にエアーアシスト分離を補助して良好な分離性を得、安定した給紙を行なう。
【解決手段】シート給送装置が、シート束を収納するシート収納部と、前記シート束からシートを給送するシート給送手段と、シートに対して送風を行う送風手段と、該送風手段から送られる風が送出される送風口と、シートを加熱する第１の加熱手段とを備え、送風口は、シート束の上側端部に対向するように設けられ、第１の加熱手段は、シートの搬送面と略同じ高さであって、送風口の水平方向側方に設けられ、シート上方を加熱する第２の加熱手段と、シート収納部内の温度と湿度を検出する温湿度検出手段が、送風口の上方に設けられ、シート収納部に収納されたシート種類に応じて、第１の加熱手段の加熱時間及び加熱温度を制御することにより解決される。
【選択図】図３

Description

本発明は、シート給送装置及びシート給送装置を備える画像形成装置に関するものである。

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の各種画像形成装置には、シート収納部に収納されたシート束から一枚ずつシートを送り出して、画像形成部・印字部に給紙するシート給送装置（給紙装置）が装備されており、近年ではシートの多様化に伴い、コート紙やアート紙等の塗工紙や、ＯＨＰ等のフィルム紙がよく使用されるようになっている。しかしながら、例えば塗工紙は、高平滑度・低通気性・高吸湿性という特性を有するため、積層状態ではシート間密着力が高まる傾向にあり、高湿度環境下ではこの傾向が顕著となる。このため、普通紙に比べて分離性が悪く、給紙時に重送や不送りが発生しやすい。

その対策として最近では、シート束の幅方向側面位置を規制するためのサイドフェンスにエアー噴出口を設けて該エアー噴出口に繋がるファンからのエアーを噴出させ、シート束側面にエアーを吹き付けることにより給紙前のシート間にエアーが入り込み、分離を補助するようにした、いわゆるエアーアシスト分離機構を搭載した給紙装置が装備されていることが多い。しかし、単純にエアーを噴出するだけでは、高湿環境下でのシート間密着度が高い状態では充分に分離できない場合があり、シート給紙時に重送や不送りの不具合が発生する場合がある。

この高湿度環境下のシート間密着力を低下させるためには、高温にして相対湿度を下げることによって効果があることが知られており、ヒータによってシート収納部環境を高温にしたり、エアーを温風にしたりすることで効果があることが知られている。

特許文献１には、エアー加熱手段（ヒータ）を備え、ヒータに吹き付けたファンの風すなわち温風でエアーアシスト分離しており、ファン近傍に設けた湿度センサで検出した湿度によってヒータ温度を制御することが提案されている。しかしながら、この構成では、吹き付けるエアー温度によっては出力の大きなヒータが必要となり、電力的に効率が悪い場合が想定される。また、シート側面しか相対湿度が下がらず、シート収納部は高湿のままであるため、例えば搬送ローラやシートガイド部に水滴が付いていると給紙性能が不安定となり、また、給紙時にシートに水滴が付着してしまうという問題がある。

また、特許文献２には、シート収納部に収納されたシート束上端部を暖めるためにサイドフェンス及びフロントフェンスに発熱体を設置し、シート束上端部の相対湿度を下げることが提案されている。しかしながら、この構成では、シート収納部は高湿のままであるため、特許文献１の場合と同様の問題がある。

特許文献３では、シート束上方に発熱体を設置し、シート収納部と給紙部を暖めて相対湿度を下げる構成が開示されている。しかしこの構成では、シート束上端部の相対湿度が下がらないため、エアーアシスト分離するのに充分ではなく、また効果を得るためには大掛かりな装置となってしまうという問題がある。

特許文献４は、シート加熱手段に一定時間以上通電がなくシートが吸湿したと考えられる場合に、通電がＯＮになってから所定時間はシートを加熱乾燥させることで、シート吸湿による転写不良や搬送不良などを回避する手段を開示している。
特許文献５は、シートサイズなどに応じてヒータへの供給電力を変更することで、消費電力を効率化することを開示している。

本発明は、従来のシート給送装置あるいは画像形成装置における上述の問題を解決し、収納されているシート種類に応じた最適な加熱時間・温度を用いて、効果的にエアーアシスト分離を補助して良好な分離性が得られ、安定した給紙を行なうことができるシート給送装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明によればシート給送装置が、シート束を収納するシート収納部と、前記シート束からシートを給送するシート給送手段と、シートに対して送風を行う送風手段と、該送風手段から送られる風が送出される送風口と、シートを加熱する第１の加熱手段とを備え、送風口は、シート束の上側端部に対向するように設けられ、第１の加熱手段は、シートの搬送面と略同じ高さであって、送風口の水平方向側方に設けられ、シート上方を加熱する第２の加熱手段と、シート収納部内の温度と湿度を検出する温湿度検出手段が、送風口より上方に設けられ、シート収納部に収納されたシート種類に応じて、第１の加熱手段の加熱時間及び加熱温度を制御することにより解決される。

また、シート束の側端をガイドするガイドフェンスを有し、送風口、第１の加熱手段及び第２の加熱手段がガイドフェンスに設けられると好ましい。
また、第１の加熱手段を送風手段による送風前から作動させると好ましい。

また、温湿度検出手段で検出される湿度が設定値を超えている場合に第２の加熱手段を加熱させ、設定値以下まで除湿されたときに第２の加熱手段を停止させると好ましい。
また、湿度の設定値は４５％であると好ましい。

また、第２の加熱手段を常に作動させると好ましい。
また、温湿度検出手段で検出される湿度が設定値を超えている場合に、シート給送手段による給紙動作が行われないと好ましい。

また、第２の加熱手段は、そのシート搬送方向先端部の位置が第１の加熱手段のシート搬送方向先端部の位置とほぼ等しい位置に設けられると好ましい。
また、シート給送装置は、シート束の上端位置を所定位置に維持するシート上限位置最適化機構を備えると好ましい。
また、本発明に係る画像形成装置は、前記のシート給送装置を備えると好ましい。

本発明のシート給送装置によれば、収納されている上質紙や塗工紙などのシート種類に応じて第１の加熱手段の加熱時間及び加熱温度を適切に制御しながら、第１の加熱手段により積載されたシート束の上部数枚に対してその側方から加熱を行なうことができる。この加熱を行なうことによってシートの側端部が除湿され、それによってシートとシートの間にエアーを送り込み易くなる。特に、上部数枚のシートの側端は加熱によって波打つような形状にわずかにカールする。このカールが発生することによってシート同士の間に隙間ができ、この隙間からシートの全体（シート面の全体）にエアーを吹き込むことができ、シート間密着力が低減して用紙さばき効果が向上され、エアーアシスト分離によって確実なシート分離による安定した給紙を実現することができる。
また、送風口の上方に設けた第２の加熱手段はシート束によって隠れない位置に設けられるため、シート束の上方の空間を加熱・除湿することができる。これによって、シート上方の空間を通じてシート給送手段を除湿することができる。
さらに、送風口より上方に設けられた温湿度検出手段が検出するシート収納部内の温度と湿度に応じて、第２の加熱手段やシート給送手段の動作を制御することで、適切なシート収納部内の温度・湿度と良好なシート給送手段での給紙が実現される。

また、送風口と各加熱手段をガイドフェンスに設けることで、送風口と各加熱手段を、シート束上端部付近の必要とする位置に容易に設置することができる。
また、第１の加熱手段をエアーアシストの送風前に加熱することで、更にエアーアシストのエアーを入り込み易くしてシートを分離し易くできる。

また、温湿度検出手段で検出される湿度の設定値に応じて第２の加熱手段を制御することで、消費電力を低減することができる。
また、湿度の設定値を４５％とすることで、塗工紙の場合でも重送や不送りが生じにくく最適に給送が行われる。

また、第２の加熱手段を常に作動させることで、外気が高湿度であっても、シート収納部や給紙ユニットを暖めて相対湿度を下げることができ、常に安定した給紙性能が維持される。
また、温湿度検出手段で検出される湿度が設定値を超えている場合に、シート給送手段による給紙動作が行われないことで、シート収納部の湿度が適正値の場合に初めてシート給送手段による給紙動作が開始されることになり、重送や不送りを防いで安定して給紙できる。

また、第２の加熱手段をシート搬送方向の下流側に寄せて配置し、シート給送手段の近くに配置させることで、シート給送手段及びその付近の相対湿度を低下させることができ、より安定した給紙を行なうことができる。
また、シート束の上端位置を所定位置に維持するシート上限位置最適化機構を備えることで、シート束の上端位置が送風口付近に適切に維持されることになり、シート束の上部数枚に対して常に最適な加熱を行なうことができ、良好にエアーアシスト分離を機能させて重送や不送りを防止することができる。
また、本発明に係る画像形成装置は、前記の良好なエアーアシスト分離機能を発揮するシート給送装置を備えることにより、塗工紙やＯＨＰフィルムなどの密着力が強い用紙であっても確実な分離によって重送や不送りを防ぐことができ、安定確実な給紙によって生産性に優れた高機能な画像形成装置となる。

本発明に係る給紙装置を備えた画像形成装置のシステム構成図である。 給紙装置の内部構成を示す斜視図である。 給紙装置の主要な特徴部を示す斜視図である。 エアー噴出口と第１及び第２の発熱体の特徴的な位置と形状を示す図である。 第２の発熱体の位置が異なる例を示す図である。 給紙装置の縦断面図で、発熱体によるシート上端部の効果を示す図である。 用紙さばき効果を説明する模式図である。 第１の発熱体でのシート種類に応じた加熱時間・温度を表す。 塗工紙の湿度と重送の発生の関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る給紙装置を備えた画像形成装置のシステム構成図である。この図に示す画像形成装置１は、画像形成装置本体２と、画像形成装置本体２の一側面に接続された給紙装置（シート給送装置）５とから構成されている。画像形成装置本体２は、例えば電子写真方式を採用したものとすることができ、その構成と画像形成動作については周知であるので説明を省略し、給紙装置５を中心に説明する。

図２は、給紙装置の内部構成を示す斜視図である。
図２に示すように、給紙装置５はシート束を積載する底板６を有したシート収納部（給紙トレイ）８と、シート束の最上部のシートを一枚ずつ送り出して画像形成装置本体２へ給紙する給紙ユニット（シート給送手段）９とを備えている。

給紙ユニット９には、給紙コロ１１と分離コロ１２ａと戻しコロ１２ｂとが配置されている。これらのコロ１１、１２ａ、１２ｂは予め設定された夫々の給紙タイミングによって回転駆動される。また、給紙トレイ８内には、底板６上に積載されたシート束の幅方向（給紙方向と直交する方向）側面を規制するサイドフェンス１３を両側に設け、シート束後方には後端面を規制するエンドフェンス１４がある。

シート束の上限検知はフォトインタラプタから成るセンサ１５により行い、センサ１５によってシートの給紙位置を検知し、シートの残量が少なくなっても常に用紙の給紙位置が一定となるように、底板６を上昇モータＭで上下動させることによりシートの給紙位置の制御を行っている。このように給紙分離条件を一定に保つために、シート積載量が増減しても常に給紙位置が一定となるように、シート上限位置の最適化を常に行っている。

なお、センサ１５を動作させるアクチュエータ１６は、給紙コロ１１及び分離コロ１２ａと連結された構成となっており、アクチュエータ１６の端部に配置したフィラーがセンサ１５を遮光することにより、常にシート上限を検知し、給紙コロ１１の位置を一定に保つようになっている。また、シート積載量の減少と合わせて底板６が上昇しても、この位置検知をこのアクチュエータ１６によって行う。シート収納部８は、給紙装置５本体から抜き差し可能に構成され、ユーザがシートをシート収納部８にセットするときには、シート収納部８を引き出して行う。

図３は、給紙装置の主要な特徴部を示す斜視図で、図２とは反対側から見た状態である。なお、この図では、給紙装置５の外装カバー（前面カバー）を省略して示してある。図４及び図５は、サイドフェンス１３におけるエアー噴出口２１と第１及び第２の発熱体５１，５２の特徴的な位置と形状を示す図である。また、図６は給紙装置５の縦断面図で、発熱体によるシート上端部の効果を示す図である。図７は、用紙さばき効果を説明する模式図である。

図３に示すように、各サイドフェンス１３の外側にブロワーファン２０が取付けられ、ブロワーファン２０が生成するエアーを噴出するエアー噴出口（ノズル）２１がサイドフェンス１３内側面に開口している。エアー噴出口２１は、図４に示すように、上端縁２１ａの高さ位置が給紙ユニット９により給紙されるシートの通紙経路Ｐよりも高い位置に配置され、かつ下端縁２１ｂが通紙経路Ｐよりも低い位置に配置されることにより、シート束の上端部にエアーを噴き付けることができる。

図４及び図５に示すように、各サイドフェンス１３の側面には、エアー噴出口２１の周囲に発熱体５１ａ，５１ｂ及び５２が装着されている。発熱体５１及び５２は、例えば抵抗発熱体であり、図示しない電源部より供給される電力によって発熱することができる。また、温湿度検出センサ５３が、第１の発熱体５１ａの上方であって、第２の発熱体５２の図中左側に設けられ、シート収納部８内の温度及び湿度を測定できるようになっている。温湿度検出センサ５３は、シート収納部８内に設けられるものの、第１の発熱体５１ａ及び第２の発熱体５２からは遠ざけられ、これらの温度を直接感知しないようにするのが望ましい。

第１の発熱体である発熱体５１ａ，５１ｂは、シート搬送面である通紙経路Ｐとほぼ同じ高さであってエアー噴出口２１に対してその水平方向の側方両側に位置して設けられている。また、第２の発熱体である発熱体５２は、エアー噴出口２１の上方に位置して設けられている。図４の配置例では、第２の発熱体５２がエアー噴出口２１の真上で、その両端が左右の第１発熱体５１ａ，５１ｂの上方にかかる（重なる）ように設けられている。図５の配置例では、第２の発熱体５２はシート搬送方向の下流側に寄せて配置され、第２の発熱体５２の前端位置は第１の発熱体５１（５１ａ）の前端位置とほぼ同じ位置となっている。発熱体５２の後端はエアー噴出口２１の中途位置となっている。第１の発熱体５１ａ，５１ｂの配置はどちらも同じである。図５では、温湿度検出センサ５３は、第１の発熱体５１ｂの上方であって、第２の発熱体５２の図中右側に設けられている。これにより、シート収納部８内の温度及び湿度が適切に検知される。なお、第２の発熱体５２を設けず、第１の発熱体５１（５１ａ，５１ｂ）のみを設ける構成や、第１の発熱体５１をエアー噴出口２１の両側ではなく片側のみに設ける構成も可能である。

第１の発熱体５１ａ，５１ｂはエアー噴出口２１の側方に位置するため、通紙経路Ｐと同じ位置のシート束上端部を暖めることができる。よって、積載されたシートの上部数枚に対し、シート搬送面において側方から加熱を行うことができる。これにより、シートの側端部が除湿され、シートとシートの間にエアーを送り込み易くなる。特に、シート側端は加熱により波打つような形状にわずかにカールする。このカールが発生することによってシート同士の間に隙間ができ、この隙間からシートの全体にエアーを吹き込むことができる（図６、図７参照）。そのため、シート間密着力が低減し、エアーによる用紙さばき効果が向上され、エアーアシスト分離によって確実なシート分離による安定した給紙が実現される。

また、第２の発熱体５２はエアー噴出口２１の上側に位置するため、通紙経路Ｐよりも上側になる。よって、シート束上方のシート収納部８を暖めることができ、給紙コロ１１，分離コロ１２ａ，戻しコロ１２ｂやガイド板を含む給紙ユニット９をも暖めて相対湿度を下げることができ、給紙性能を安定させることができると共に、例えばコロ表面やガイド板の高湿による水滴が解消されるため、シートへの水滴付着を防止できる。

第２の発熱体５２は、図５に示すようにシート搬送方向の下流側に位置させることにより給紙ユニット９に近づくことになり、より給紙ユニットの相対湿度が下げられるため、更に給紙性能を安定させることができる。

ところで、シート収納部８には様々な種類のシートが入れられるが、シート種類によって坪量も異なるため、坪量に応じて加熱時間及び加熱温度を変える必要がある。図８は、上質紙と塗工紙の坪量に応じた第１の発熱体５１ａ，５１ｂによる適切な加熱時間及び加熱温度を示している。全体的に、坪量が大きい紙は必要な加熱時間・加熱温度が共に増大し、また塗工紙は上質紙に比べて同じ坪量でも必要な加熱時間・加熱温度は大きくなる。このようにシート種類に応じて加熱時間及び加熱温度を変更し第１の発熱体５１ａ，５１ｂを制御することで、エアーアシスト機能を高めるための適切なカール量が得られる。よって、必要以上に加熱することなく良好なシート分離機能が実現され、除湿し過ぎることによるシート内の局所的な大カールや湿度ムラも生じず、印刷物に悪影響を及ぼす因子が排除される。この際、第１の発熱体５１ａ，５１ｂは、ブロワーファンによる送風前から動作させ、シート収納部内を予め加熱・除湿しておくと好ましい。

第１の発熱体５１ａ，５１ｂの加熱時間及び加熱温度は、制御部に蓄積してある実験的に得られた適切な値をユーザが操作部から選択してもよいし、印刷物と分離性能（重送や不送り）の状態に応じてユーザが操作部から設定値を入力してもよい。

また、シート束上方のシート収納部８を暖める第２の発熱体５２を常に作動させておくことにより、シート収納部８や給紙ユニット９を暖めて相対湿度を下げることができ、常に安定した給紙性能が維持される。例えば、シート収納部８にシートが収納されていない空の場合でも第２の発熱体５２を作動させておくことにより、外気が高湿度であってもシートはシート収納部８内で加熱・除湿されるため、高湿度環境下で密着力が強くなる塗工紙でもエアーアシスト分離によって、重送されることなく安定的に給紙される。

また、シート収納部８内に設置した温湿度検出センサ５３で検出される湿度が設定値以下となるように第２の発熱体５２を作動・加熱してもよい。図９は、塗工紙を搬送した場合の湿度と重送発生の有無を示しており、当該実験によれば、シート収納部８内の相対湿度が４５％以下の場合に塗工紙の重送発生が著しく低減されることが認められるため、相対湿度の設定値を４５％とすることで塗工紙の重送を低減して給紙性能を安定させることができる。

一方、第２の発熱体５２の動作としてはこれを常に作動させるのではなく、例えば温湿度検出センサ５３で湿度６０％を検出した場合には第２の発熱体５２を作動・加熱し、湿度４５％まで除湿された時点で加熱を停止する。温湿度検出センサ５３で検出された湿度が４５％以下の場合は第２の発熱体５２を加熱する必要はない。このように、温湿度検出センサ５３により湿度を監視し、第２の発熱体５２のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、常にこれを作動させておく場合に比べて消費電力を低減することができる。

また、この際上記構成でのシート給紙動作を温湿度検出センサ５３による検出結果に応じて制御してもよい。すなわち、温湿度検出センサ５３で検出される湿度が設定値以下の場合にシート給紙部による給紙動作を実施し、設定値を超えている場合はシート給紙部による給紙動作を中止してもよい。これにより、更に重送が発生しにくくなり、安定した給紙性能が実現される。

上記説明した給紙装置５は、シート収納部８から画像形成装置本体２（図１）にシートを給紙するものであり、画像形成装置１としては、デジタルコピー機、プリンタ、ファックスやオフセット印刷機などがある。なお、本説明では給紙装置５は画像形成装置本体２と別体としたが、画像形成装置本体２の中にある給紙部に備わっていてもよい。また、発熱体５１ａ，５１ｂ及び５２はシート搬送の妨げにならなければサイドフェンス１３のシート幅規制面側に配置してもよいし、妨げになるのであれば、シート幅規制面の裏側に配置してもよい。温湿度検出センサ５３も、シート束の上方かつ給紙ユニット９の近傍であるのが好ましいが、シート収納部８の内側であればよい。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、エアー噴出口の周囲に設ける発熱体の形状や大きさ（面積）は適宜設定できるものである。また、発熱方式も任意である。エアー噴出口の形状や大きさ（面積）も適宜設定できるものである。さらに、給送手段の分離方式もＦＲＲ方式に限らず、任意の分離方式を採用することができる。

また、画像形成装置の作像方式も任意であり、電子写真方式に限らず任意の作像方式の画像形成装置に本発明の給紙装置を備えることが可能である。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であってもよい。

１ 画像形成装置
２ 画像形成装置本体
５ 給紙装置（シート給送装置）
６ 底板
８ シート収納部（給紙トレイ）
９ 給紙ユニット（シート給送手段）
１１ 給紙コロ
１２ａ 分離コロ
１２ｂ 戻しコロ
１３ サイドフェンス
１４ エンドフェンス
２０ ブロワーファン
２１ エアー噴出口
５１ａ，５１ｂ 第１の発熱体（第１の加熱手段）
５２ 第２の発熱体（第２の加熱手段）
５３ 温湿度検出センサ
Ｐ 通紙経路（シート搬送面）

特許第３７９１５８１号公報 特開２００６−２７７９６号公報 特許第３６３０６３６号公報 特開２００４−０２６３９４公報 特開２００５−３２００８２号公報

Claims (10)

1. シート束を収納するシート収納部と、前記シート束からシートを給送するシート給送手段と、シートに対して送風を行う送風手段と、該送風手段から送られる風が送出される送風口と、シートを加熱する第１の加熱手段とを備えたシート給送装置であって、
   送風口は、シート束の上側端部に対向するように設けられ、
   第１の加熱手段は、シートの搬送面と略同じ高さであって、送風口の水平方向側方に設けられ、
   シート上方を加熱する第２の加熱手段と、シート収納部内の温度と湿度を検出する温湿度検出手段が、送風口より上方に設けられ、
   シート収納部に収納されたシート種類に応じて、第１の加熱手段の加熱時間及び加熱温度を制御することを特徴とするシート給送装置。
2. シート束の側端をガイドするガイドフェンスを有し、
   送風口、第１の加熱手段及び第２の加熱手段がガイドフェンスに設けられることを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
3. 第１の加熱手段を送風手段による送風前から作動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート給送装置。
4. 温湿度検出手段で検出される湿度が設定値を超えている場合に第２の加熱手段を加熱させ、設定値以下まで除湿されたときに第２の加熱手段を停止させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
5. 湿度の設定値は４５％であることを特徴とする請求項４に記載のシート給送装置。
6. 第２の加熱手段を常に作動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
7. 温湿度検出手段で検出される湿度が設定値を超えている場合に、シート給送手段による給紙動作が行われないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のシート給送装置。
8. 第２の加熱手段は、そのシート搬送方向先端部の位置が第１の加熱手段のシート搬送方向先端部の位置とほぼ等しい位置に設けられることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のシート給送装置。
9. シート束の上端位置を所定位置に維持するシート上限位置最適化機構を備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のシート給送装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のシート給送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images