JP2012150217A - 給紙装置およびこれを備えた画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】給紙トレイ内部の除湿を速やかに行えて、給紙サイクルを短縮可能な給紙装置の提供を図る。
【解決手段】除湿乾燥機構６１により除湿乾燥した空気を予め貯留タンク６０に溜めておき、給紙トレイ１００が筺体１０１にセットされた直後、あるいは、制御部４０から給紙動作開始の指令信号を受けた時に、送風機構７０により貯留タンク６０から筺体１０１内に除湿乾燥空気を送風するようにしている。
【選択図】図２

Description

本発明は、収容した用紙の除湿機能を有する給紙装置、およびこれを備えた画像形成システムに関する。

画像形成システムにおける給紙装置では、ＰＰＣ用紙や上質紙だけでなく、表面に樹脂等を被膜した塗工紙などへの対応が求められている。

塗工紙はＰＰＣ用紙に較べて表面の吸湿性が高いため塗工紙間の密着性が高く、特に高湿環境下ではこの傾向が強まって給紙時に、不送りや重送などの不具合が生じ易くなってしまう。

この対応策として、用紙間に空気を送風して用紙間の密着力を解除する給紙機構が用いられているが、送風される空気が湿っていると用紙の吸湿を助長することになり、上述の不具合は解消しない。

そこで、送風される空気を乾燥させるために、ヒーターなどを用いた除湿乾燥機構を備えて、密閉された給紙トレイの内部の送風する空気を除湿するようにした給紙装置が知られている。

しかし、密閉された給紙トレイ内の空気を除湿するための待機時間が必要となることから、特に大容量給紙装置ではその内容積が大きいため、待機時間を長くとらなければならない。この待機時間を短くするためには、除湿乾燥機構の能力を上げればよいのであるが、これでは装置の最大消費電力が増大する。また、コスト的に不利となってしまうことは否めない。

このような事情から、本出願人は、先に特許文献１に示されているように、複数の給紙トレイにそれぞれ備えられた除湿ヒーターからの乾燥空気を、１つの給紙トレイに集中して送風可能とした除湿乾燥機構を備えた給紙装置を提案している。

特開２００９−９１１２２号公報

特許文献１の開示技術では、除湿のための待機時間はある程度短縮されるが、それでも、除湿ヒーターによって空気が昇温するまでの待機時間は依然として残り、待機時間の短縮には限界がある。

また、除湿ヒーターによって空気の温度を上げることで湿度を低減させる方式の除湿乾燥機構では、その能力を上げることは除湿ヒーターの加熱温度を上げることを意味しており、ユーザーが直接触れる給紙トレイ内部の温度を著しく上昇させることは、安全性の上で回避しなければならない。

従って、ユーザーが触れても問題のない程度の温度以下に保つように、比較的低温の温風で給紙トレイ内の空気温度を上昇させる必要があって、このため、待機時間の短縮化にも自ずと限界が生じていた。

そこで、本発明は給紙トレイ内部の除湿を速やかに行えて、待機時間を短縮することが可能な給紙装置、およびこれを備えた画像形成システムを提供するものである。

本発明の給紙装置にあっては、給紙するための用紙を収容する給紙トレイと、この給紙トレイをセットし、収容された用紙を外気から遮蔽する筺体と、前記給紙トレイに収容された用紙を給紙する給紙機構部と、空気の湿度を低減するための除湿乾燥機構と、この除湿乾燥機構によって除湿乾燥された空気を貯留しておく貯留タンクと、この貯留タンクから前記筺体内に空気を送風する送風機構と、を備えたことを主要な特徴としている。

本発明の給紙装置および画像形成システムによれば、予め除湿乾燥機構によって除湿乾燥した空気を貯留タンクに溜めておき、必要時には給紙トレイをセットした筺体内に、この貯留タンク内の除湿乾燥空気を送風機構によって送風して、該筺体内の空気を瞬時に入れ替え可能とする。

この結果、筺体内に供給される空気が昇温するまでの待機時間が必要となることはなく、給紙トレイ内部の除湿を可及的に速やかに行えて、待機時間を短縮することが可能となる。

本発明の実施形態に係る画像形成システムを概念的に示す全体構成図。 図１に示した画像形成システムにおける給紙装置Ｂを模式的に示す説明図。 給紙機構部の拡大断面図。 給紙トレイの斜視図。 給紙装置Ｂの除湿乾燥運転モードの制御動作を示すフローチャート図（その１）。 給紙装置Ｂの除湿乾燥運転モードの制御動作を示すフローチャート図（その２）。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１に示す画像形成システムは、画像形成装置Ａと、給紙装置Ｂとを備えている。

画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称されるもので、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、および定着装置３５等を備えている。

画像形成装置Ａは、その上部に画像読取部Ａ４を有し、原稿台上に載置された原稿は画像読取部Ａ４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、圧縮等の処理を施し、制御部４０の記憶部に画像データとして変換する。記憶部に格納された画像データは、ユーザーにより設定されている条件により適宜な画像処理が施された後、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、マゼンダ（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、および黒（ＢＫ）色の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、および一次転写手段７を有する。図では、画像形成部１０Ｙを代表して感光体ドラム等に符号を付している。

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２１内に収容された用紙Ｓは、給紙手段２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５，２６、およびレジストローラ２７等を経て二次転写手段９に搬送され、二次転写手段９により該用紙Ｓ上にカラー画像が転写される。

なお、図では給紙手段２２を備えた給紙カセット２１は、３段の縦列配置としてある。

カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置３５において加熱ローラ３５Ａと加圧ローラ３５Ｂとのニップ部を通過して加熱，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上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を反転給紙する場合には、用紙Ｓは定着装置３５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ｒ_１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ｒ_２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ｒ_１、更に搬送路ｒ_３に導入した後、逆転搬送し、搬送路ｒ_４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３５により定着処理されて、排紙ローラ２８により装置外に排出される。

なお、上述の画像形成装置Ａ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Ａの図示右側には、例えば総枚数５０００枚以上の大量の用紙を給紙するための給紙装置Ｂが連結されている。

給紙装置Ｂは、給紙するための用紙Ｓを収容する給紙トレイ１００を備えている。図では、給紙トレイ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを３段縦列配置とした例を示している。

給紙トレイ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは、それぞれ筺体１０１によって、収容された用紙Ｓを外気から遮蔽するようにしている。

また、給紙トレイ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは、それぞれ給紙機構部５０を備え、収容している用紙Ｓを上面側から１枚ずつ分離して、給紙ローラ１０５から画像形成装置Ａに送り込むようにしている。

筺体１０１には、給紙トレイ１００のセット状態、即ち、挿，脱状態を検知するトレイ検知センサＳＷを備え、その出力信号が画像形成装置Ａの制御部４０に入力するようにしている。

図３に、給紙機構部５０を拡大して示す。この給紙機構部５０は、ピックアップローラ５１と、ピックアップローラ５１により送り出される用紙Ｓの重送を回避するために１枚ずつに分離する分離ローラ５２と、分離した用紙Ｓを送り出す給紙ローラ５３と、を備えている。

分離ローラ５２は、搬送ローラ５２１と、トルクリミッタを有する重送防止ローラ（リバースローラ）５２２と、を備えている。

給紙トレイ１００の昇降底板５６上に積載された用紙Ｓは、図外のモータにより昇降する昇降部材によって上昇し、用紙Ｓの上面がピックアップローラ５１の外周面に当接する所定位置に到達すると、図外のセンサにより用紙Ｓの上面が検知され、昇降底板５６の上昇が停止される。昇降底板５６には、用紙Ｓの有無を検知する用紙有無検知センサＰＳ１が配置されており、昇降底板５６上の用紙切れを検知するようにしている。

この給紙機構部５０は、例えば画像形成装置Ａの制御部４０によって作動制御され、給紙信号によりピックアップローラ５１と搬送ローラ５２１が回転を開始する。所定圧力で用紙Ｓの上面に圧接させたピックアップローラ５１は、用紙Ｓを搬送ローラ５２１と重送防止ローラ５２２とのニップ位置に送り込んだ後、用紙Ｓ面から離間する。

重送防止ローラ５２２は、図外のトルクリミッタを介して用紙Ｓの搬送方向（図示Ｙ方向）と逆方向に駆動されていて、図外のばねによる所定圧力で搬送ローラ５２１に圧接されている。

そして、重送防止ローラ５２２は、ニップ位置に用紙Ｓが存在せず、搬送ローラ５２１に直接接触したとき、または、一枚の用紙Ｓがニップ位置に送り込まれたとき、トルクリミッタがリミットトルクを超えて滑り、搬送ローラ５２１に従動回転して一枚の用紙Ｓを搬送する。

一方、２枚以上の用紙Ｓが分離ローラ５２に送り込まれた場合、リミットトルクが用紙間の摩擦力に打ち勝って、重送防止ローラ５２２を逆回転させて下側の用紙Ｓを押し戻し、多数枚送りを防止する。

ここで、本実施形態にあっては、図２に示すように前記給紙装置Ｂは、その機外もしくは機内に予め除湿乾燥した空気を貯留しておく貯留タンク６０を備えていて、給紙トレイ１００に収容した用紙Ｓの除湿が必要な時には、貯留タンク６０内の除湿乾燥空気を筺体１０１内に送り込んで、用紙Ｓの除湿を速やかに行えるようにしている。

この貯留タンク６０は、筺体１０１の内容積の１／２以上の貯留空気量が得られる大きさの容積としてあり、周壁を適宜の断熱材層を有する断熱構造としてある。

図２に示す例では、貯留タンク６０は、内部に空気を加熱して除湿乾燥させるヒーター６１を備えて、除湿乾燥機構としての機能を併有している。

また、この貯留タンク６０は、送風機構７０を介して給紙トレイ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの各筺体１０１内と連通している。

送風機構７０は、貯留タンク６０と筺体１０１の上部とを連通する送気ダクト７１と、貯留タンク６０と筺体１０１の下部とを連通する吸気ダクト７２と、送気ダクト７１に配設したファン７３と、を備えている。

これにより、筺体１０１内の空気を貯留タンク６０内に取り入れてヒーター６１により加熱して除湿乾燥させ、これを筺体１０１内に送風して該筺体１０１内の空気を速やかに入れ替え可能としている。

送気ダクト７１と、各筺体１０１との接続部には送気制御用のシャッター７４を配設してあり、該シャッター７４の作動制御によって、給紙動作対象の給紙トレイ１００に対応した筺体１０１への除湿乾燥空気の送風を可能としている。

一方、画像形成装置Ａの制御部４０には、図１に示すように室内環境の温湿度、例えば、室内の温湿度を検出する温湿度センサ８０（湿度センサ）の出力信号、および筺体１０１内の温湿度を検出する温湿度センサ８１の出力信号を入力するようにしている。

これにより、室内環境が、例えば気温３０℃、湿度６０％以上の高湿環境下にあるときは、前記ヒーター６１による除湿乾燥動作を開始可能としている。

図４は給紙トレイ１００の概略構成を示している。図４において、積層された用紙Ｓは、昇降底板５６上に載置され、図外の昇降機構により、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いる。側部規制部材１１１、１１２および後端規制部材１１８は、用紙サイズに応じて変位される。

各筺体１０１内には、貯留タンク６０側の除湿乾燥機構（ヒーター６１）とは別に、補助除湿乾燥機構３０を備え、貯留タンク６０から筺体１０１内に送風された空気の湿度を維持、あるいは低減可能としている。この補助除湿乾燥機構３０は、ヒーター・ファンユニット３０１、およびヒーター・ファンユニット３０１と筺体１０１内とで空気を循環させるダクト３０２で構成している。

ここで、前記用紙Ｓの側部規制部材１１１、１１２は縦長の箱状に形成され、その上部に送気口１１１Ａ、１１２Ａが、その下部に吸気口１１１Ｂ、１１２ＢとファンＦ２がそれぞれ設けられて、給紙トレイ１００に収容された用紙Ｓの端面に風を吹き付けて、用紙Ｓを分離する用紙分離手段９０としての機能を併有している。

即ち、ファンＦ２が作動することにより、図２の矢印で示すように空気が循環し、貯留タンク６０から送風された乾燥した空気が昇降底板５６上に積載された用紙Ｓの端面に吹き付けられる。

乾燥した空気は図示のように積載された用紙Ｓ上部の側面に吹き付けられて、用紙Ｓを一枚一枚に分離する作用を有し、搬送ローラ５２１と重送防止ローラ５２２からなる分離ローラ５２による用紙分離を補助する。

図５に、上述の給紙装置Ｂにおける給紙トレイ１００の除湿運転モード実施の動作手順をフローチャートにして示す。このフローチャートに示す処理は、画像形成装置Ａの電源ＯＮによって制御部４０で実行される。

先ず、ステップＳ１では温湿度センサ８０の出力信号にもとづいて、室内環境が予め設定した高湿の環境下（湿度６０％以上）にあるかを判断する。

ステップＳ１で肯定の場合ステップＳ２へ進み、否定の場合はステップＳ９へ進む。

ステップＳ２では、貯留タンク６０内のヒーター６１により該貯留タンク６０内の空気を加熱して除湿乾燥させる。

次に、ステップＳ３では、貯留タンク６０のウォームアップが完了したかを判断する。このウォームアップ判断は、温度センサ（例えば、目標温度５０℃）によって行われる。

ステップＳ３で肯定の場合、ステップＳ４へ進んで、ヒーター６１による貯留タンク６０内の空気の除湿乾燥動作を終了する。

次に、ステップＳ５では、用紙有無検知センサＰＳ１、およびトレイ検知センサＳＷの出力信号にもとづいて、用紙Ｓを収容した給紙トレイ１００が筺体１０１にセットされたかを判断する。

ステップＳ５で肯定の場合、ステップＳ６へ進んで、給紙可能状態にある除湿対象の給紙トレイ１００に対応した送気ダクト７１のシャッター７４を開くと共に、ファン７３を作動して、貯留タンク６０内に溜めておいた除湿乾燥空気を対応する筺体１０１内に所定時間送風して、空気の入れ替えを行う。

これと同時に、ステップＳ７で補助除湿乾燥機構３０を作動開始する。

そして、ステップＳ８で筺体１０１内の温湿度センサ８１の検出信号にもとづいて、筺体１０１内の除湿環境が整ったか（例えば、湿度５０％以下）を判断する。

ステップＳ８で肯定の場合、ステップＳ９へ進んで画像形成装置Ａの操作表示パネルに、「除湿が完了しました。給紙動作を開始して下さい。」のメッセージを表示する。

ステップＳ３、Ｓ５、Ｓ８で否定の場合、何れもリターンする。

なお、ステップＳ３で、本例では貯留タンク６０のウォームアップを温度センサで判断しているが、これは、タイマーによる時間設定であってもよい。また、ステップＳ８で、本例では温湿度センサ８１の出力信号にもとづいて除湿完了を判断しているが、これは温度センサで代用してもよい。例えば、温湿度センサ８０による室内環境が気温３０℃、湿度８０％であった時、この空気を４０℃まで温めれば、空気の飽和水蒸気量の上昇にともなって湿度は約５０％まで低下する。このように、室内環境の温湿度とトレイ内の温度によって、トレイ内の湿度を算出することができる。

このように、第１実施形態の構成によれば、予め除湿乾燥機構６１によって除湿乾燥した空気を貯留タンク６０に溜めておいて、必要時には給紙トレイ１００をセットした筺体１０１内に、この貯留タンク６０内の除湿乾燥空気を送風機構７０によって送風して、該筺体内の空気を瞬時に入れ替え可能とすることができる。

この結果、筺体１０１内に供給される空気が昇温するまでの待機時間が必要となることはなく、給紙トレイ１００内の除湿を可及的に速やかに行えて、待機時間を短縮することが可能となる。

特に、本実施形態では、用紙Ｓを収容した給紙トレイ１００が筺体１０１にセットされた時点で、その給紙トレイ１００で給紙動作が行われるものと予測して送風機構７０を作動して用紙Ｓの除湿を行わせるようにしている。これにより、給紙開始時には用紙Ｓの除湿が完了しており、待機時間を０とすることができる。

また、除湿乾燥機構６１とは別に、補助除湿乾燥機構３０を備えていて、筺体１０１内に送風された除湿乾燥空気の湿度を維持、あるいは低減させるようにしているので、給紙動作開始後も安定して用紙Ｓを分離，給紙することができる。

一方、給紙トレイ１００の給紙機構部５０には、給紙トレイ１００に収容された用紙Ｓの端面に、用紙分離手段９０により筺体１０１内の除湿乾燥空気を吹き付けて、用紙Ｓを上のものから一枚一枚分離するようにしているので、給紙時における用紙Ｓの重送防止を徹底することができる。

また、除湿乾燥機構６１は、室内環境における温湿度を検出するセンサ８０の検出作用にもとづいて、外気の湿度が所定値以上の時に動作するようにしているので、無駄な電力消費を回避することができる。しかも、この除湿乾燥機構６１は、空気を加熱するヒーターを利用した簡易構成としているので、コンパクトに、かつ、コスト的に有利に得ることができる。

更に、貯留タンク６０は、その周壁を断熱構造としているので、除湿乾燥機構としてのヒーター６１によって加熱された空気を保温して湿度が上昇するのを抑制でき、必要時には常に適正湿度の乾燥空気を送風させることができる。

そして、この貯留タンク６０は、その貯留空気量が筺体１０１の内容積の１／２以上となるようにその容積を設定しているので、送風機構７０による除湿乾燥空気の筺体１０１内への送風時には、該筺体１０１内の空気の入れ替えを確実に行えて、用紙Ｓの除湿をより徹底することができる。

図６は、給紙装置Ｂの除湿運転モードの第２実施形態を示すフローチャート図である。

この第２実施形態では、前記第１実施形態におけるステップＳ５の処理に続いて、ステップＳ５Ａで制御部４０からの給紙動作開始指令信号（給紙ジョブ信号）の有無を判断している。即ち、この第２実施形態では、給紙トレイ１００が筺体１０１にセットされただけでは、送風機構７０の送風動作による除湿開始は行われず、給紙ジョブ信号を受けてから該当する給紙トレイ１００の除湿を開始し、例えば表示パネルに「除湿中」の表示を出して、待機するようにしている。

従って、この第２実施形態によれば、除湿動作と除湿時間を必要最低限に絞り込めるため、省エネルギー化に貢献することができる。

但し、給紙ジョブ信号を受けてからの除湿開始となるため、筺体１０１内の除湿乾燥空気の入れ替えの最中は、多少、ユーザーを待たせることになるが、筺体１０１内の空気は４０リットル程度で、送風機構７０による掃気でも所用時間は１分にも満たないで済ませることが可能である。これは、前述の従来構造における除湿ヒーターの効率を上げても、除湿には少なくとも３分は要してしまうので、本実施形態でも十分に待ち時間短縮の効果が得られる。

なお、前記実施形態では、貯留タンク６０に除湿乾燥機構としてのヒーター６１を組付けた構造を開示したが、これは、貯留タンク６０と除湿乾燥機構６１とが独立して分離した構成としてもよいことは勿論である。

Ａ…画像形成装置
Ｂ…給紙装置
４０…制御部
６０…貯留タンク
６１…ヒーター（除湿乾燥機構）
７０…送風機構
７１…送気ダクト
７２…吸気ダクト
７３…ファン
７４…シャッター
８０…室内の温湿度センサ（湿度センサ）
８１…筺体内の温湿度センサ
９０…用紙分離手段
１００…給紙トレイ
１０１…筺体
Ｓ…用紙

Claims (10)

1. 給紙するための用紙を収容する給紙トレイと、
   前記給紙トレイをセットし、該給紙トレイに収容された用紙を外気から遮蔽する筺体と、
   前記給紙トレイに収容された用紙を給紙する給紙機構部と、
   空気の湿度を低減するための除湿乾燥機構と、
   前記除湿乾燥機構によって除湿乾燥された空気を貯留しておく貯留タンクと、
   前記貯留タンクから前記筺体内に空気を送風する送風機構と、を備えたことを特徴とする給紙装置。
2. 前記送風機構による送風は、給紙トレイが筺体にセットされた直後に開始することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記送風機構による送風は、給紙動作開始の指令信号を受けた時点で開始することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
4. 前記除湿乾燥機構とは別に、前記筺体内に送風された空気の湿度を維持、あるいは低減させるための補助除湿乾燥機構を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の給紙装置。
5. 前記給紙機構部は、前記給紙トレイに収容された用紙の端面に風を吹き付けて、用紙を分離する用紙分離手段を備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の給紙装置。
6. 外気の湿度を検出する湿度センサを備え、該湿度センサの検出作用にもとづいて、外気の湿度が所定値以上の時に前記除湿乾燥機構を動作することを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の給紙装置。
7. 前記除湿乾燥機構は、空気を加熱するヒーターを備えていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の給紙装置。
8. 前記貯留タンクは、その周壁を断熱構造としたことを特徴とする請求項７に記載の給紙装置。
9. 前記貯留タンクは、その貯留空気量が前記給紙トレイを収容する筺体の内容積の１／２以上であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の給紙装置。
10. 画像形成装置と、請求項１〜９の何れか１つに記載の給紙装置と、を備えたことを特徴とする画像形成システム。

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