JP2010215350A

JP2010215350A - 給紙装置、給紙ユニット及び画像形成システム

Info

Publication number: JP2010215350A
Application number: JP2009063449A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Suzuki; 智雄鈴木
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2010-09-30

Abstract

【課題】モータで駆動される既存のファンを用いて、十分な吸着力を得られるようにした給紙装置を提供する。
【解決手段】給紙装置１Ａは、搬送ベルト３０で構成される吸着面３０ａに、用紙Ｐを吸着する空気の流れを発生させる複数のファン３１，３２を備える。ファン３１，３２は、回転駆動される羽根車３１ａ，３２ａの軸方向に沿ってファン吸込口３１ｄ，３２ｄが形成されると共に、羽根車３１ａ，３２ａの接線方向にファン吹出口３１ｅ，３２ｅが形成される多翼ファンで、吸着室３４と一方のファン３１のファン吸込口３１ｄが吸込風路３５で繋がれ、一方のファン３１のファン吹出口３１ｅと他方のファン３２のファン吸込口３２ｄが連結風路３６で繋がれて、複数のファン３１，３２が直列に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気の力で用紙を吸引して、搬送ベルト等で構成される吸着面に吸着させて繰り出す給紙装置に関し、特に、用紙のサイズによらず、十分な吸着力を得られるようにするものである。

複写機等の画像形成装置の給紙装置として、サクション給紙装置と称するエア給紙装置が用いられている。エア給紙装置では、空気が吸引される吸引孔が形成された多孔形状の搬送ベルトを有した吸着搬送部を備え、積載された用紙の側端面に風を吹き当てて浮上させ、浮上した用紙を、搬送ベルトで構成される吸着面で吸着させ、搬送ベルトを回転駆動して搬送する機構が用いられている。

積載された用紙を浮上させ、吸着搬送部に吸着させる際や、吸着搬送部が駆動されて用紙を給紙する際に、用紙のばたつき等によって曲がりや片寄りが発生する虞がある。このような搬送不良を防止するため、用紙の側面をガイドする側面ガイドや用紙の後端をガイドする後端ガイドの用紙規制面を吸着面より上の高さに達するようにして、浮上や搬送が行われるときの用紙端面の位置を規制できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特開２０００−１９８５５７号公報特開２００４−０４３１８６号公報

画像形成装置等に適用される給紙装置では、例えば、例えばＡ３より大きいサイズからハガキまでのように、非常に多様なサイズの用紙に対応するものがある。用紙の位置を規制する用紙ガイドは、様々なサイズの用紙に対応するため、位置が調整可能になっている。

用紙ガイドの用紙規制面を、吸着搬送部の吸着面より上側に位置させる構成では、用紙ガイドで囲まれた領域の内側に吸着搬送部が入る構成としなければ、位置が調整可能な用紙ガイドと吸着搬送部が接触して干渉することになる。

このため、用紙ガイドの用紙規制面を、吸着搬送部の吸着面より上側に位置させる構成では、最小サイズの用紙をガイドする位置にある用紙ガイドと吸着搬送部が干渉しないようにするため、吸着搬送部は使用が想定される最小サイズの用紙の大きさに合わせる必要がある。例えば、最小サイズの用紙がハガキであれば、吸着搬送部の吸着面は、ハガキより小さいサイズである必要がある。

このような吸着面の面積が小さい吸着搬送部では、例えばＡ３より大きいサイズの厚紙を搬送するのに十分な搬送力を得るには、非常に強い力で用紙を吸着する機構を備えなければ、用紙を搬送することができない。しかし、真空ポンプ等を使用する構成では、非常に高コストで、大きなスペースが必要となり、装置の低価格化やコンパクト化において非常に不利な要素となる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、モータで駆動される既存のファンを用いて、十分な吸着力を得られるようにした給紙装置、この給紙装置を備えた給紙ユニット及び画像形成システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、複数枚の用紙が積載され、用紙の積載方向に沿って昇降する用紙載置台を有した用紙収納部と、用紙載置台に積載された用紙を吸着する吸着面を有し、吸着面に吸着された用紙を給紙する吸着搬送機構と、吸着面に用紙を吸着する空気の流れを発生させる複数のファンを備え、ファンは、回転駆動される羽根車の軸方向に沿ってファン吸込口が形成されると共に、羽根車の接線方向にファン吹出口が形成される多翼ファンで、一方のファンのファン吸込口と吸着面が風路で繋がれ、一方のファンのファン吹出口と他方のファンのファン吸込口が風路で繋がれて、複数のファンが直列に配置される給紙装置である。

請求項１に記載の給紙装置では、一方のファンのファン吸込口から吸い込まれた空気は、この一方のファンのファン吹出口から吹き出される。一方のファンのファン吹出口から吹き出された空気は、他方のファンのファン吸込口から吸い込まれ、この他方のファンのファン吹出口から吹き出される。

このように、複数のファンを直列に配置することで、ファンによる空気の吸引力で吸着面に用紙を吸着する力は、個々のファンで得られる吸引力を、損失分を考慮して加算した値となる。これにより、サクション給紙の吸着搬送機構の負圧発生源に、既存のファンを直列に用いることで必要な負圧を確保することが可能となり、結果として、高価で大型化な負圧発生源を用いることなく、大サイズから小サイズまで、普通紙から厚紙までの様々は用紙に対応した給紙装置を提供することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、用紙収納部は、用紙載置台に積載され、吸着搬送機構で吸着されて給紙される用紙をガイドするガイド面が形成され、ガイド面の上端が吸着面より上側に突出する高さを有し、用紙載置台に積載される用紙のサイズに合わせて位置が調整可能な用紙ガイドを備え、吸着搬送機構は、用紙を吸着する空気が吸い込まれる吸引孔が形成され、用紙の搬送方向に沿って回転する多孔形状を有した搬送ベルトを備え、搬送ベルトは、給紙を可能とする最小サイズの用紙をガイドする位置にある用紙ガイドより内側に入る大きさに構成される請求項１に記載の給紙装置である。

請求項２に記載の発明では、用紙載置台に積載された用紙を吸着面に吸着するとき、吸着面に吸着された用紙を給紙するときに、用紙の端面の位置が規制されるので、用紙のばたつき等による曲がりや片寄りの発生を防ぐことができる。

請求項３に記載の発明は、用紙載置台に積載された用紙の側面に向けて空気を吹き出し、用紙載置台に積載された用紙を浮上させる浮上機構と、吸着搬送機構で吸着面に吸着された用紙の給紙方向前側から空気を吹き出し、吸着搬送機構で給紙される用紙を１枚に分離する分離機構とを備えた請求項１または請求項２に記載の給紙装置である。

請求項３に記載の発明では、用紙載置台に積載される用紙に側方から空気が吹き付けられ、用紙を確実に浮上させて吸着面に吸着させることができる。また、吸着面に吸着された用紙の前側から空気が吹き付けられ、複数枚の用紙が吸着面に吸着したときに、用紙の間に空気を通して複数枚の用紙を捌き、吸着面に吸着された最上位の用紙以外を分離することができる。

請求項４に記載の発明は、複数枚の用紙が積載され、用紙の積載方向に沿って昇降する用紙載置台を有した用紙収納部が設けられた単数または複数の用紙トレイと、用紙載置台に積載された用紙を吸着する吸着面を有し、吸着面に吸着された用紙を給紙する吸着搬送機構と、吸着面に用紙を吸着する空気の流れを発生させる複数のファンを備え、ファンは、回転駆動される羽根車の軸方向に沿ってファン吸込口が形成されると共に、羽根車の接線方向にファン吹出口が形成される多翼ファンで、一方のファンのファン吸込口と吸着面が風路で繋がれ、一方のファンのファン吹出口と他方のファンのファン吸込口が風路で繋がれて、複数のファンが直列に配置される給紙ユニットである。

請求項５に記載の発明は、用紙に画像を形成する画像形成装置と、画像形成装置に用紙を給紙する給紙ユニットとを備え、給紙ユニットは、複数枚の用紙が積載され、用紙の積載方向に沿って昇降する用紙載置台を有した用紙収納部が設けられた単数または複数の用紙トレイと、用紙載置台に積載された用紙を吸着する吸着面を有し、吸着面に吸着された用紙を給紙する吸着搬送機構と、吸着面に用紙を吸着する空気の流れを発生させる複数のファンを備え、ファンは、回転駆動される羽根車の軸方向に沿ってファン吸込口が形成されると共に、羽根車の接線方向にファン吹出口が形成される多翼ファンで、一方のファンのファン吸込口と吸着面が風路で繋がれ、一方のファンのファン吹出口と他方のファンのファン吸込口が風路で繋がれて、複数のファンが直列に配置される画像形成システムである。

請求項４に記載の給紙ユニットでは、上述した給紙装置を備えることで、吸引力の大きなファンを用いることなく、小型のファンを用いて、用紙のサイズによらずに、積載された用紙から確実に１枚の用紙を吸着して給紙することができる。請求項５に記載の画像形成システムでは、上述した給紙ユニットを備えることで、様々な用紙を確実に給紙して、画像を形成することができる。

本発明の給紙装置によれば、複数のファンを直列に配置することで、１個のファンで用紙を吸着面に吸着する場合と比較して、大きな力で用紙を吸着でき、用紙のサイズによらず、確実に用紙を給紙することができる。本発明の給紙ユニット及び画像形成システムによれば、上述した給紙装置を備えることで、用紙が給紙されないエラーの発生を防ぐことができる。

本実施の形態の給紙装置の一例を示す給紙装置を給紙方向正面から見た断面図である。本実施の形態の給紙装置の一例を示す斜視図である。本実施の形態の給紙装置の一例を示す平面図である。本実施の形態の給紙装置の一例を示す給紙装置を側方から見た断面図である。本実施の形態の給紙装置を備えた給紙ユニットの一例を示す構成図である。本実施の形態の給紙装置を備えた給紙ユニットが接続される画像形成システムの一例を示す構成図である。

以下、図面を参照して本発明の給紙装置、給紙装置を備えた給紙ユニット及び給紙ユニットを備えた画像形成システムの実施の形態について説明する。

＜本実施の形態の給紙装置の構成例＞
図１は、本実施の形態の給紙装置の一例を示す給紙装置を給紙方向正面から見た断面図、図２は本実施の形態の給紙装置の一例を示す斜視図である。図３は、本実施の形態の給紙装置の一例を示す平面図、図４は、本実施の形態の給紙装置の一例を示す給紙装置を側方から見た断面図である。

本実施の形態の給紙装置１Ａは、用紙載置台２に積載された用紙Ｐを吸着して繰り出す吸着搬送機構３と、用紙載置台２に積載された用紙Ｐに、側方から浮上エアＡ１を吹きつける浮上エア送風機構４を備える。また、給紙装置１Ａは、吸着搬送機構３で吸着された用紙Ｐに、矢印Ｆで示す用紙Ｐの搬送方向に対する前方から分離エアＡ２を吹きつける分離エア送風機構５を備える。

給紙装置１Ａは、吸着搬送機構３で搬送ベルト３０に用紙Ｐを吸着するための負圧を発生させる複数のファン３１，３２を備える。給紙装置１Ａでは、一方のファン３１の吹出口と他方のファン３２の吸込口を繋いで、複数のファン３１，３２を、空気の流れに対して直列に配置することで、小型の負圧発生源で、用紙Ｐの大きさや重さによらず用紙Ｐの吸着に必要な吸引力を確保できるようにする。

以下に、本実施の形態の給紙装置１Ａの詳細について説明する。給紙装置１Ａは、所定枚数の用紙Ｐが積載された形態で収納可能な空間が形成される用紙収納部２０に用紙載置台２を備える。

用紙載置台２は、図示しない昇降機構によって用紙Ｐの積載方向に沿って昇降する。用紙収納部２０は、用紙載置台２に積載される用紙Ｐの先端位置を規制する先端ガイド２１が、用紙載置台２の昇降方向に沿って形成される。

用紙収納部２０は、用紙載置台２に積載される用紙Ｐの側面位置を規制する一対の側面ガイド２２を備える。側面ガイド２２は用紙ガイドの一例で、用紙載置台２の昇降方向に沿って用紙Ｐのガイド面２２ａが形成され、浮上エア送風機構４が組み込まれる。また、対向する一方の側面ガイド２２と他方の側面ガイド２２は、図３に実線と二点鎖線で示すように、接近及び離間する方向にスライド移動可能に構成され、様々なサイズの用紙Ｐの幅に合わせて位置が調整可能である。

なお、図３では、側面ガイド２２の可動範囲より更に内側で小さいサイズの用紙Ｐをガイドできるようにするため、サブガイド２２ｂを備えた例を開示している。サブガイド２２ｂは、用紙載置台２の昇降方向に沿って用紙Ｐのガイド面が形成され、軸２２ｃを支点として回転可能に側面ガイド２２に取り付けられる。

サブガイド２２ｂは、軸２２ｃを支点として回転させることで、実線で示すようにガイド面２２ａより内側に突出するガイド位置と、破線で示すようにガイド面２２ａから外側に退避する退避位置との間で変位する。すなわち、退避位置にあるサブガイド２２ｂを内側に向けて回転させることで、ガイド面２２ａより内側に突出するガイド位置に変位し、側面ガイド２２の可動範囲より更に内側で用紙Ｐのガイドを可能とする。また、ガイド位置にあるサブガイド２２ｂを外側に向けて回転させることで、ガイド面２２ａから外側に退避する退避位置に変位し、用紙Ｐを側面ガイド２２本体でガイド可能とする。

用紙収納部２０は、用紙載置台２に積載される用紙Ｐの後端位置を規制する後端ガイド２３を備える。後端ガイド２３は用紙ガイドの一例で、用紙載置台２の昇降方向に沿って用紙Ｐのガイド面２３ａが形成され、図３に実線と二点鎖線で示すように、先端ガイド２１に対して接近及び離間する方向にスライド移動可能に構成されて、様々なサイズの用紙Ｐの長さに合わせて位置が調整可能である。

側面ガイド２２は、ガイド面２２ａの上端が、搬送ベルト３０で構成される吸着面３０ａより上側に突出する高さを有する。これにより、搬送ベルト３０で吸着されて給紙される用紙Ｐの側面を、側面ガイド２２のガイド面２２ａでガイド可能となる。同様に、後端ガイド２３は、ガイド面２３ａの上端が、吸着面３０ａより上側に突出する高さを有する。これにより、搬送ベルト３０で吸着される用紙Ｐの後端を、後端ガイド２３のガイド面２３ａでガイド可能となる。

これにより、用紙載置台２に積載された用紙Ｐを浮上させて吸着搬送機構３で搬送ベルト３０に吸着するとき、及び、搬送ベルト３０に吸着された用紙Ｐを給紙するときに、用紙Ｐの側面と後端の位置が規制されるので、用紙のばたつき等による曲がりや片寄りの発生を防ぐことができる。

吸着搬送機構３は、用紙収納部２０の上部に搬送ベルト３０を備える。また、吸着搬送機構３は、搬送ベルト３０が巻きつけられる駆動ローラ３３ａと従動ローラ３３ｂ，３３ｃを備える。

搬送ベルト３０は無端状で、搬送ベルト３０を貫通する吸引孔３０ｂが、搬送ベルト３０の幅方向に並列され、搬送ベルト３０の幅方向に並列される複数の吸引孔３０ｂが、搬送ベルト３０の幅方向と直交する長さ方向の全体に形成される多孔形状である。

駆動ローラ３３ａは、矢印Ｆで示す用紙Ｐの搬送方向に対して直交する方向に軸を有し、図示しないモータにより回転駆動される。従動ローラ３３ｂ，３３ｃは、駆動ローラ３３ａの軸と平行な軸を有し、駆動ローラ３３ａが回転駆動されることによる搬送ベルト３０の回転に従動する回転自在な構成である。

吸着搬送機構３では、駆動ローラ３３ａと従動ローラ３３ｂとの間で、搬送ベルト３０が用紙Ｐの搬送方向に沿って張られる。吸着搬送機構３では、搬送ベルト３０の駆動ローラ３３ａに巻きつけられる後端側は、用紙載置台２に積載された用紙Ｐの上部に位置し、搬送ベルト３０の従動ローラ３３ｂに巻きつけられる先端側は、先端ガイド２１より前側に位置する。また、吸着搬送機構３は、２本の搬送ベルト３０が、用紙Ｐの搬送方向に対して左右に並列する。

これにより、駆動ローラ３３ａが矢印で示す方向に回転駆動されることで搬送ベルト３０が回転し、搬送ベルト３０の用紙載置台２に面した側が、矢印Ｆで示す用紙Ｐの搬送方向に移動する。

本例の吸着搬送機構３では、駆動ローラ３３ａの円周面における下端位置と従動ローラ３３ｃの円周面における下端位置は、略同一の高さとなるように構成される。これに対して、従動ローラ３３ｂの円周面における下端位置は、従動ローラ３３ｃの下端位置より所定量高い位置となるように構成される。

これにより、搬送ベルト３０の用紙載置台２に面した吸着面３０ａは、駆動ローラ３３ａと従動ローラ３３ｃとの間では、用紙載置台２に積載された用紙Ｐの面と略平行となる。これに対して、従動ローラ３３ｃと従動ローラ３３ｂとの間では、用紙Ｐの搬送方向に沿って上向きに傾斜しており、搬送ベルト３０は、従動ローラ３３ｃに巻きつけられた部位では屈曲した形態となる。

吸着搬送機構３は、搬送ベルト３０に用紙Ｐを吸着する空気が吸い込まれる吸着室３４を備える。吸着室３４は、用紙載置台２に面した側に位置する搬送ベルト３０に対向する下側が開口した空間が、搬送ベルト３０の内側に形成される。

吸着搬送機構３は、吸着室３４と一方のファン３１を繋ぐ吸込風路３５と、一方のファン３１と他方のファン３２を繋ぐ連結風路３６と、他方のファン３２と用紙収納部２０を繋ぐ吹出風路３７を備える。

ファン３１は、シロッコファンと称される多翼ファンであり、多翼の羽根車３１ａと、風路を形成するファンケース３１ｂと、羽根車３１ａを駆動するモータ３１ｃを備える。ファンケース３１ｂは、羽根車３１ａの軸方向に沿ってファン吸込口３１ｄが形成され、羽根車３１ａの接線方向にファン吹出口３１ｅが形成される。

ファン３２は、本例ではファン３１と同じもので構成され、多翼の羽根車３２ａと、風路を形成するファンケース３２ｂと、羽根車３２ａを駆動するモータ３２ｃを備える。ファンケース３２ｂは、羽根車３２ａの軸方向に沿ってファン吸込口３２ｄが形成され、羽根車３２ａの接線方向にファン吹出口３２ｅが形成される。

ファン３１とファン３２は、それぞれのファン吸込口３１ｄ，３２ｄを上向きとし、かつ、ファン３１をファン３２の上側として、上下に重ねて配置される。上下に重ねて配置されるファン３１とファン３２の間には、ファン３２のファン吸込口３２ｄの上側に、風路が形成される空間を有する。

吸込風路３５は、吸着室３４とファン３１のファン吸込口３１ｄを繋ぐ所定の形状を有した風路形成部材で構成され、吸着室３４とファン３１のファン吸込口３１ｄとの間に、外部の空気とは遮蔽されて空気が通る空間が形成される。

連結風路３６は、ファン３１のファン吹出口３１ｅとファン３２のファン吸込口３２ｄを繋ぎ、ファン３１において羽根車３１ａの接線方向に吹き出される空気の流れを、上下に重ねて配置されるファン３１とファン３２との間に誘導する所定の形状を有した風路形成部材で構成され、ファン３１のファン吹出口３１ｅとファン３２のファン吸込口３２ｄとの間に、外部の空気とは遮蔽されて空気が通る空間が形成される。

吹出風路３７は、ファン３２のファン吹出口３２ｅと用紙収納部２０に形成された吹出口３７ａを繋ぐ所定の形状を有した風路形成部材で構成され、ファン３２のファン吹出口３２ｅと吹出口３７ａとの間に、外部の空気とは遮蔽されて空気が通る空間が形成される。

吸着搬送機構３において、ファン３１とファン３２が駆動されると、吸着室３４の空気が吸込風路３５を通りファン３１のファン吸込口３１ｄから吸い込まれ、ファン３１のファン吹出口３１ｅから吹き出される。ファン３１のファン吹出口３１ｅから吹き出された空気は、連結風路３６を通りファン３２のファン吸込口３２ｄから吸い込まれ、ファン３２のファン吹出口３２ｅから吹き出される。ファン３２のファン吹出口３２ｅから吹き出された空気は、吹出風路３７を通り、吹出口３７ａから用紙収納部２０に吹き出される。

このように、吸着搬送機構３において、吸着室３４の空気がファン３１，３２により吸い込まれると、吸着室３４が負圧となることで、用紙載置台２に面した側に位置する搬送ベルト３０の吸引孔３０ｂから空気が吸い込まれ、用紙載置台２に面した側の搬送ベルト３０に用紙Ｐを吸着する空気の流れが発生する。

これにより、吸引孔３０ｂから吸着室３４に空気が吸い込まれる用紙載置台２に面した側の搬送ベルト３０で、用紙Ｐを吸着する吸着面３０ａが構成される。搬送ベルト３０で構成される吸着面３０ａでは、吸引孔３０ｂと繋がる吸着室３４の開口の大きさで規定される範囲が、負荷発生領域３０ｃとなる。負荷発生領域３０ｃは、例えば図３に太線の破線で示すように、給紙を可能とする最小サイズの用紙Ｐ１よりも小さい範囲とする。これは、負荷発生領域よりも用紙が小さく、吸着面において吸引孔が塞がれない状態が発生すると、負圧が発生せずに用紙が吸着できない状態となる可能性があるためである。

また、搬送ベルト３０により構成される吸着面３０ａは、側面ガイド２２及び後端ガイド２３の上端位置より下側にあることで、吸着面３０ａに吸着される用紙Ｐが、側面ガイド２２と後端ガイド２３でガイドされる。一方、側面ガイド２２と後端ガイド２３は、用紙Ｐのサイズに応じて移動可能な構成である。このため、給紙を可能とする最小サイズの用紙をガイドする位置にある側面ガイド２２及び後端ガイド２３と干渉しないように、搬送ベルト３０の大きさが決められる。

給紙装置１Ａは、吸着搬送機構３で繰り出される用紙Ｐが搬送される用紙搬送路３８を備える。用紙搬送路３８は、吸着搬送機構３で吸着されて繰り出される用紙Ｐの搬送をガイドするガイド部材等を備え、用紙載置台２に面した側の搬送ベルト３０と、先端ガイド２１の上端との間に、用紙Ｐが進入する用紙進入口３８ａが形成される。

給紙装置１Ａは、用紙搬送路３８に搬送ローラ３９ａ及び搬送ローラ３９ａに対向する従動ローラ３９ｂを備える。搬送ローラ３９ａは、図示しないモータにより回転駆動され、吸着搬送機構３で繰り出された用紙Ｐを従動ローラ３９ｂとの間に挟持して搬送する。

浮上エア送風機構４は浮上機構の一例で、側面ガイド２２に空気吹出口として浮上エア吹出口４０が形成される。浮上エア送風機構４では、図示しないファンで吸い込まれた空気が、用紙載置台２に積載された用紙Ｐの側面に向けて、浮上エア吹出口４０から浮上エアＡ１として吹き出される。

分離エア送風機構５は分離機構の一例で、用紙進入口３８ａから分離エアＡ２を吹き出す分離エア吹出口５０を備える。分離エア送風機構５では、図示しないファンで吸い込まれた空気が、分離エア吹出口５０から搬送ベルト３０に対して用紙収納部２０に向けて斜めに吹き出される。分離エア吹出口５０から吹き出された分離エアＡ２は、用紙載置台２に面した側の搬送ベルト３０に沿うような向きとなり、搬送ベルト３０に吸着された用紙Ｐの前方から、用紙Ｐに対して略水平な向きで吹きつけられる。

＜本実施の形態の給紙装置の動作例＞
次に、各図を参照して、本実施の形態の給紙装置１Ａの動作例について説明する。用紙Ｐの給紙動作では、用紙載置台２に積載された用紙Ｐの上面位置が、吸着搬送機構３による吸着可能高さとなるように、図示しない上限検知センサの出力等に基づいて、用紙載置台２の昇降が制御される。

用紙Ｐの給紙動作では、吸着搬送機構３のファン３１及びファン３２が駆動されると共に、浮上エア送風機構４と分離エア送風機構５が駆動され、用紙Ｐの浮上及び吸着動作が行われる。

このように、吸着室３４の空気がファン３１，３２により吸い込まれ、吸着室３４が負圧となることで、用紙載置台２に面した側に位置して吸着面３０ａを構成する搬送ベルト３０の吸引孔３０ｂから空気が吸い込まれ、搬送ベルト３０により構成される吸着面３０ａに用紙Ｐを吸着する空気の流れが発生する。

また、浮上エア送風機構４において、浮上エア吹出口４０から浮上エアＡ１が吹き出されると、用紙載置台２に積載された用紙Ｐの側方から浮上エアＡ１が吹きつけられる。

これにより、用紙載置台２に積載された用紙Ｐにおいて、上側に積載される用紙Ｐが浮上して、最上位の用紙Ｐが搬送ベルト３０に吸着される。搬送ベルト３０に２枚以上の用紙Ｐが吸着された場合、静電気力等で複数枚の用紙Ｐが貼り付いた状態となっており、搬送ベルト３０に吸着される最上位の１枚の用紙は、吸着エアによる吸着力が直接働く。これに対して、最上位の用紙に貼り付いて搬送ベルト３０に吸着される２枚目以降の用紙は、吸着エアによる吸着力が直接働かない。

搬送ベルト３０に吸着される最上位の１枚の用紙は、吸着エアによる吸着力が直接働くので、搬送ベルト３０が従動ローラ３３ｃに巻きつけられた部位に倣って屈曲した形態で、搬送ベルト３０に吸着された形態となる。これに対して、最上位の用紙に貼り付いて搬送ベルト３０に吸着される２枚目以降の用紙は、従動ローラ３３ｃに巻きつけられた部位の搬送ベルト３０の屈曲した形態に倣わず、最上位の１枚の用紙と２枚目以降の用紙が先端面から分離される。

分離エア送風機構５において送風ファン５１が駆動され、分離エア吹出口５０から吹き出された分離エアＡ２は、用紙載置台２に面した側の搬送ベルト３０に沿うような向きとなり、搬送ベルト３０に吸着された用紙Ｐの前方から、用紙Ｐに対して略水平な向きで吹きつけられる。

これにより、吸着搬送機構３で２枚以上の用紙Ｐが吸着された場合、搬送ベルト３０に吸着された用紙Ｐの前方から吹きつけられる分離エアＡ２により、最上位の１枚の用紙Ｐ１と２枚目以降の用紙Ｐ２が分離される。

搬送ベルト３０に用紙Ｐが吸着されたことが、図示しない吸着検知センサで検知されると、所定のタイミングで、吸着搬送機構３の駆動ローラ３３ａを駆動すると共に、搬送ローラ３９ａを回転駆動して、用紙Ｐの搬送動作を開始する。

駆動ローラ３３ａが矢印で示す方向に回転駆動されると、搬送ベルト３０が回転し、搬送ベルト３０の用紙載置台２に面した側が、矢印Ｆで示す方向に移動する。これにより、吸着搬送機構３で搬送ベルト３０に吸着された用紙Ｐは、矢印Ｆで示す搬送方向に繰り出される。なお、用紙Ｐの搬送動作では、分離エア送風機構５による分離エアＡ２の吹き出しが継続しているので、分離された２枚目以降の用紙Ｐを用紙収納部２０方向に戻す力が生じている。これにより、１枚目の用紙Ｐにつられて２枚目の用紙Ｐが用紙進入口３８ａへ搬送されることが防止される。

吸着搬送機構３で吸着された用紙Ｐが搬送ベルト３０により繰り出されると、繰り出される用紙Ｐの先端が、搬送ローラ３９ａと従動ローラ３９ｂで挟持され、搬送ローラ３９ａが駆動されることで搬送される。なお、用紙Ｐの搬送動作では、吸着搬送機構３による用紙Ｐの吸着動作が継続しており、ファン３１，３２による吸引力で搬送ベルト３０に用紙Ｐを吸着する力が働いているが、搬送ローラ３９ａと従動ローラ３９の挟持による搬送力の方が吸着力より強く、搬送ベルト３０から用紙Ｐが引き抜かれる。

次に、様々なサイズの用紙Ｐを搬送ベルト３０に吸着して搬送できるようにする条件について説明する。給紙装置１Ａでは、図３に一点鎖線で示すようなサイズの小さな用紙Ｐ１と、破線で示すようなサイズの大きな用紙Ｐ２の何れであっても、搬送ベルト３０に吸着して給紙できる能力が求められる。

吸着搬送機構３で搬送ベルト３０に吸着した用紙Ｐを搬送するために必要な、搬送ベルト３０と用紙Ｐとの摩擦係数の最小値が、搬送ベルト３０の汚れ等を考慮して０．５程度であったとする。一方、用紙Ｐ２として、Ａ３サイズよりも大きい、例えば１３インチ×１９インチサイズの３５０ｇ／ｍ^２紙等では、１枚当たりの重量が５６ｇ程度となる。

用紙Ｐを搬送ベルト３０に下向きで吸着した状態で搬送するために必要な吸引力は、用紙Ｐの重量を摩擦係数で除算することで求められ、上述したサイズの大きな用紙Ｐ２を搬送ベルト３０に下向きで吸着して搬送するには、５６ｇ／０．５で最低でも１１２ｇｆ、すなわち、約１．１ニュートン（Ｎ）の吸引力があれば良い計算になる。

但し、実際には側面ガイド２２との摺動や用紙搬送路３８の通紙ガイド等との摺動も考慮して、計算で求められる値の倍以上、すなわち、２．２Ｎ以上の吸引力を確保する必要がある。

吸着搬送機構３で吸引力を発生させるファンとしては、コスト、大きさ及び電源等の制約から、シロッコファンと称して市販されている多翼ファンが用いられ、羽根車の直径が１００ｍｍ程度のシロッコファンの使用が想定される。

一般的に、ファンの性能は、空気が全く流れない状態で発生する最大の圧力差である最大静圧で表される。上述したような大きさのシロッコファンでは、２５５パスカル（Ｐａ）程度の最大静圧が能力限界となる。１Ｐａは１平方メートル（ｍ^２）あたりの１Ｎの力を発生する圧力なので、このファンにより２．２Ｎ程度の吸引力を発生させるには、搬送ベルト３０において用紙Ｐが吸着される負圧発生面となる吸着面３０ａが、約８６３０平方ｍｍ（ｍｍ^２）程度の面積があれば良いことになる。

しかし、搬送ベルト３０の吸着面３０ａは、面積の全てが負圧発生面となる訳ではない。すなわち、搬送ベルト３０は、用紙Ｐと接する面である搬送面が必要であり、用紙Ｐを搬送するための搬送面と、用紙を吸引するための空気が通る吸引孔３０ｂとが吸着面３０ａに交互に分散している必要がある。つまり、用紙Ｐを吸引するための実質の吸着面積は、吸引孔３０ｂの開口面積の合計となる。

吸引孔３０ｂの開口面積を広くすると、搬送ベルト３０の搬送機能が損なわれ、搬送ベルト３０の搬送面を広くすると、用紙Ｐの吸着面積が減少するため適度なバランスが必要であり、実質の吸着面積は、吸着面３０ａ全体の約５０％程度を確保する程度が限界である。

本実施の形態の給紙装置１Ａでは、給紙可能な用紙Ｐの最小サイズとして、ハガキを想定しており、ハガキの大きさに合わせて搬送ベルト３０の吸着面３０ａの大きさが決められている。ハガキの大きさは、１００×１４８ｍｍであるので、その面積は１４８００ｍｍ^２である。

搬送ベルト３０において、吸着面３０ａ全体の約５０％を用紙Ｐの吸着面積として確保すると考えると、吸着面３０ａの大きさをハガキに合わせた場合、吸着面積はハガキの面積の５０％である７４００ｍｍ^２となる。一方、使用が想定される市販のファンで、上述した大きいサイズの用紙Ｐ２、例えば、１３インチ×１９インチサイズの用紙Ｐを吸着するために必要な吸着面の面積は、上述したように８６３０ｍｍ^２程度である。このため、必要な吸引力を得られる吸着面積を確保できない。

これに対し、搬送ベルト３０の吸着面３０ａにおける吸着面積を７４００ｍｍ^２とした場合に、２．２Ｎ以上の吸引力を確保するためのファンの最大静圧を算出すると、３００Ｐａ以上の最大静圧が得られる必要である。実際には、各風路での損出があり、また、ハガキサイズの用紙Ｐ１に合わせて配置が可能な側面ガイド２２及び後端ガイド２３と搬送ベルト３０が干渉しないようにするため、搬送ベルト３０の吸着面３０ａはハガキの大きさより小さく設計する必要がある。このため、風路等の損失と、吸着面の大きさを考慮して、２．２Ｎ以上の吸引力を確保するためのファンの最大静圧を算出すると、３５０Ｐａ以上の最大静圧が得られる必要がある。

そこで、本実施の形態の給紙装置１Ａでは、所定の最大静圧のファン３１とファン３２を直列に繋ぐ構成とした。例えば、ファン３１とファン３２が同一のもので、最大静圧が２５５Ｐａである場合、一方のファン３１のファン吹出口３１ｅと他方のファン３２のファン吸込口３２ｄを繋ぐ風路構成とすると、計算上では個々のファンの最大静圧の倍で５１０Ｐａの最大静圧が得られることになる。但し、実際には風路等での損失があり、同じ最大静圧のファン３１とファン３２を直列に繋いだ場合の最大静圧を算出すると、個々の最大静圧の１．７倍程度であった。

すなわち、最大静圧が２５５Ｐａのファン３１とファン３２を直列に繋ぐと、約４３４Ｐａの最大静圧が得られることが判った。本実施の形態では、吸着搬送を可能とする用紙の種類に基づき、２．２Ｎ以上の吸引力を確保するための最大静圧を算出した結果、３５０Ｐａ以上の最大静圧を得ることを目標とした。

最大静圧が２５５Ｐａのファン３１とファン３２を直列に繋ぐことで得られた最大静圧が４３３ＭＰａであれば、目標とする最大静圧の３５０Ｐａ以上を十分にクリアしている。これにより、ハガキから、大きいサイズの用紙Ｐ２、例えば、１３インチ×１９インチサイズで３５０ｇ／ｍ^２紙等までの給紙が可能となり、高価なファンや真空ポンプ等を用いることなく、市販されている既存のファンを用いて、大きいサイズの厚紙の給紙が可能となる。また、複数のファンを重ねて配置することで、狭いスペースで複数のファンと風路を配置することができる。

＜本実施の形態の給紙ユニットの構成例＞
図５は、本実施の形態の給紙装置を備えた給紙ユニットの一例を示す構成図である。給紙ユニット６は、図１〜図４で説明した用紙収納部２０を構成する複数の用紙トレイ、本例では３個の用紙トレイ６０，６１，６２が上下方向に備えられる。また、各々の用紙トレイ６０，６１，６２上には、図１等に示す搬送ベルト３０等を有した吸着搬送機構３が備えられる。

用紙トレイ６０，６１，６２は、図面の手前側に設けられる図示しない正面扉を開けて、図の前後方向に引き出し可能に設けられている。なお、用紙トレイの前面を外装板として構成するとともに、外装板に手が掛けられる取手等を備え、取手等を利用して用紙トレイの引き出し及び押し込みを行うように構成することもできる。吸着搬送機構３による用紙Ｐの給紙方向は、各用紙トレイＰ２２０，Ｐ２２１，Ｐ２２２の引き出し方向と直交する方向（図における左側方向）である。

各用紙トレイ６０，６１，６２は、用紙載置台２と、先端ガイド２１と、浮上エア吹出口４０を有した側面ガイド２２と、後端ガイド２３と、分離エア送風機構５が備えられる。更に、各用紙トレイ６０，６１，６２の側方である図面の奥側に、図１等に示すファン３１，３２と、吸着搬送機構３とファン３１，３２を繋ぐ各風路が備えられる。

用紙トレイ６０，６１，６２に積載された用紙Ｐは、浮上エア吹出口４０から吹き出される浮上エアで浮上させて、吸着搬送機構３で搬送ベルト３０に吸着され、分離エア送風機構５で吹き出される分離エア等の作用で１枚に分離される。

搬送ベルト３０により用紙トレイ６０から繰り出される用紙Ｐは、搬送ローラ３９ａ及び従動ローラ３９ｂに挟持され、搬送ローラ３９ａにより搬送されるとともに、ガイド部材の作用で下向きに搬送方向が変えられる。次に、垂直方向の用紙搬送路を構成する搬送ローラ６３〜６７により下方に搬送され、ガイド部材で図の左側略水平方向にガイドされた後、回転停止状態にある搬送ローラ６８に先端を当接して停止される。

搬送ローラ６８は、後述する画像形成装置１０における画像形成プロセスとのタイミングをとるためのレジストローラとしての機能を果たしている。その後、搬送ローラ６８等の回転開始に伴って、用紙Ｐは画像形成装置内に送り込まれる。用紙トレイ６１及び用紙トレイ６２からの給紙動作も同様である。

＜本実施の形態の画像形成システムの構成例＞
図６は、本実施の形態の給紙装置を備えた給紙ユニットが接続される画像形成システムの一例を示す構成図である。画像形成システム７は、上述した給紙ユニット６が画像形成装置１０に接続される。画像形成装置１０と給紙ユニット６は、連通口６９で接続されて、給紙ユニット６から画像形成装置１０に用紙が給紙される。

画像形成装置１０は、例えばデジタルカラー複写機で、装置本体上部に自動原稿搬送装置１１を備えると共に、内部に画像読み取り部１２、画像形成部１３、ベルトユニット１４、給紙部１５、定着装置Ｔ、反転排紙部１６、及び再給紙部１７を備える。

自動原稿搬送装置１１は、原稿載置トレイ１１ａにセットされた原稿が、原稿搬送部１１ｂで１枚ずつ送り出されて画像読み取り位置１１ｃへと搬送され、画像読み取り部１２で画像読み取りが終わった原稿が原稿排紙トレイ１１ｄに排紙される。

画像読み取り部１２によって読み取られた画像情報は、適宜の画像処理を施された後、一旦、制御部のメモリに記憶される。画像読み取り部１２によって読み取られ、メモリに記憶された各色の画像情報は、メモリから順次読み出され、各色毎の画像形成部１３にそれぞれ電気信号として送信される。

画像形成部１３は、色分解画像に応じたトナー像を形成するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の４組の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＢＫを備える。

各々の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＢＫでは、帯電された感光体１３ｄを、画像信号に基づき露光光学系１３ｅにより露光することで潜像が形成される。感光体１３ｄ上に形成された潜像は、現像装置１３ｆにより現像され、ベルトユニット１４で中間転写ベルト１４ａに一次転写される。上述した画像形成プロセスは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（ＢＫ）の各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＢＫで、所定時間毎に順次行われる。

中間転写ベルト１４ａ上に形成されたカラートナー像は、二次転写部１４ｂで用紙Ｐに２次転写される。カラートナー像が転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト１４ａから分離されて定着装置Ｔへ搬送され、加熱及び加圧処理によりカラートナーが溶融され、用紙Ｐ上に定着される。定着装置Ｔによる定着処理後の用紙Ｐは、装置本体外の排紙トレイ１８上に排紙される。

画像形成装置１０は、装置本体の下部に３つの用紙トレイ１９ａ，１９ｂ，１９ｃを備える。各用紙トレイ１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、図の手前方向に引き出し可能である。各用紙トレイ１９ａ，１９ｂ，１９ｃに、図１〜図４で説明したように、複数のファンを直列に配置した吸着搬送機構３を有した搬送ベルト３０と、浮上エア送風機構４と分離エア送風機構５等を備えても良い。

画像形成される用紙Ｐは、枚数、開始釦、倍率又は画像濃度等を設定することができる操作表示部１０Ａ上で選択されたサイズの用紙であり、装置内の用紙トレイ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ、または、給紙ユニット６の用紙トレイ６０，６１，６２から給紙される。

用紙トレイ１９ａ，１９ｂ，１９ｃにセットされた用紙Ｐに画像形成を行う場合は、選択された用紙トレイ１９ａ，１９ｂ，１９ｃから、画像形成に対応した適宜のタイミングで、給紙部１５を構成する搬送ローラ等により用紙Ｐが二次転写部１４ｂに搬送される。二次転写部１４ｂの手前にはレジストローラ１５ａが配置される。選択された用紙トレイ１９ａ，１９ｂ，１９ｃから繰り出された用紙Ｐは、レジストローラ１５ａの動作により、中間転写ベルト１４ａ上のカラートナー像領域と重畳するタイミングで二次転写部１４ｂに給紙される。

反転排紙部１６は、排紙される用紙Ｐを反転搬送して排紙する。再給紙部１７は、片面に画像形成された用紙を反転搬送し、レジストローラ１５ａへ用紙を再給紙して、両面印刷を行う。なお、以上はカラー画像を形成する画像形成装置であったが、モノクロ画像を形成する画像形成装置であっても良い。

上述した給紙ユニット６及び画像形成システム７では、上述した給紙装置１Ａを備えて、複数のファン３１，３２を直列に配置して負圧発生源を実現することで、ハガキサイズの用紙に対応した吸着搬送機構で、高価なファンや真空ポンプ等を用いることなく、市販されている既存のファンを用いて、大きいサイズの厚紙の給紙が可能となる。

これにより、大サイズから小サイズまで、また、普通紙から厚紙までの様々は用紙に対応して確実な給紙が可能となり、給紙がされないエラーの発生を防ぐことができる。

本発明は、積載された用紙をエアで浮上させて搬送ベルト等に吸着させる給紙装置を備えた画像形成装置に適用される。

１Ａ・・・給紙装置、１０・・・画像形成装置、２・・・用紙載置台、２０・・・用紙収納部、２１・・・先端ガイド、２２・・・側面ガイド、２３・・・後端ガイド、３・・・吸着搬送機構、３０・・・搬送ベルト、３０ａ・・・吸着面、３０ｂ・・・吸引孔、３１・・・ファン、３１ａ・・・羽根車、３１ｂ・・・ファンケース、３１ｃ・・・モータ、３１ｄ・・・ファン吸込口、３１ｅ・・・ファン吹出口、２・・・ファン、３２ａ・・・羽根車、３２ｂ・・・ファンケース、３２ｃ・・・モータ、３２ｄ・・・ファン吸込口、３２ｅ・・・ファン吹出口、３４・・・吸着室、３５・・・吸込風路、３６・・・連結風路、３７・・・吹出風路、４・・・浮上エア送風機構、５・・・分離エア送風機構、６・・・給紙ユニット、７・・・画像形成システム

Claims

複数枚の用紙が積載され、用紙の積載方向に沿って昇降する用紙載置台を有した用紙収納部と、
前記用紙載置台に積載された用紙を吸着する吸着面を有し、前記吸着面に吸着された用紙を給紙する吸着搬送機構と、
前記吸着面に用紙を吸着する空気の流れを発生させる複数のファンを備え、
前記ファンは、回転駆動される羽根車の軸方向に沿ってファン吸込口が形成されると共に、前記羽根車の接線方向にファン吹出口が形成される多翼ファンで、一方の前記ファンの前記ファン吸込口と前記吸着面が風路で繋がれ、一方の前記ファンの前記ファン吹出口と他方の前記ファンの前記ファン吸込口が風路で繋がれて、複数の前記ファンが直列に配置される
ことを特徴とする給紙装置。
前記用紙収納部は、前記用紙載置台に積載され、前記吸着搬送機構で吸着されて給紙される用紙をガイドするガイド面が形成され、前記ガイド面の上端が前記吸着面より上側に突出する高さを有し、前記用紙載置台に積載される用紙のサイズに合わせて位置が調整可能な用紙ガイドを備え、
前記吸着搬送機構は、用紙を吸着する空気が吸い込まれる吸引孔が形成され、用紙の搬送方向に沿って回転する多孔形状を有した搬送ベルトを備え、
前記搬送ベルトは、給紙を可能とする最小サイズの用紙をガイドする位置にある前記用紙ガイドより内側に入る大きさに構成される
ことを特徴とする請求項１記載の給紙装置。
前記用紙載置台に積載された用紙の側面に向けて空気を吹き出し、前記用紙載置台に積載された用紙を浮上させる浮上機構と、
前記吸着搬送機構で前記吸着面に吸着された用紙の給紙方向前側から空気を吹き出し、前記吸着搬送機構で給紙される用紙を１枚に分離する分離機構とを備えた
ことを特徴とする請求項１または２記載の給紙装置。
複数枚の用紙が積載され、用紙の積載方向に沿って昇降する用紙載置台を有した用紙収納部が設けられた単数または複数の用紙トレイと、
前記用紙載置台に積載された用紙を吸着する吸着面を有し、前記吸着面に吸着された用紙を給紙する吸着搬送機構と、
前記吸着面に用紙を吸着する空気の流れを発生させる複数のファンを備え、
前記ファンは、回転駆動される羽根車の軸方向に沿ってファン吸込口が形成されると共に、前記羽根車の接線方向にファン吹出口が形成される多翼ファンで、一方の前記ファンの前記ファン吸込口と前記吸着面が風路で繋がれ、一方の前記ファンの前記ファン吹出口と他方の前記ファンの前記ファン吸込口が風路で繋がれて、複数の前記ファンが直列に配置される
ことを特徴とする給紙ユニット。
用紙に画像を形成する画像形成装置と、
前記画像形成装置に用紙を給紙する給紙ユニットとを備え、
前記給紙ユニットは、
複数枚の用紙が積載され、用紙の積載方向に沿って昇降する用紙載置台を有した用紙収納部が設けられた単数または複数の用紙トレイと、
前記用紙載置台に積載された用紙を吸着する吸着面を有し、前記吸着面に吸着された用紙を給紙する吸着搬送機構と、
前記吸着面に用紙を吸着する空気の流れを発生させる複数のファンを備え、
前記ファンは、回転駆動される羽根車の軸方向に沿ってファン吸込口が形成されると共に、前記羽根車の接線方向にファン吹出口が形成される多翼ファンで、一方の前記ファンの前記ファン吸込口と前記吸着面が風路で繋がれ、一方の前記ファンの前記ファン吹出口と他方の前記ファンの前記ファン吸込口が風路で繋がれて、複数の前記ファンが直列に配置される
ことを特徴とする画像形成システム。