JP2019182556A - 給紙装置、およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピックアップローラーの省略による装置の小型化、低コスト化を妨げることなくシートの取り込みの確実性を向上させることが可能な給紙装置を提供する。【解決手段】トレイ（１６２）に積載されたシートの束からシートを繰り出す際、束の先端の下に位置するトレイの端部（１６５）が押し上げられる。この端部の軌道（ＴＲＣ）と給紙ローラー（１５Ｆ）の外周面が交差する。給紙ローラーは外周面へ押し付けられるシートを搬送方向へ移動させる。分離部材（１５Ｒ）は、トレイの端部の軌道に対して搬送方向の下流側で給紙ローラーとニップ（ＮＰ）を形成し、このニップへ進入するシートに抵抗力を加える。補助ローラー（１６Ｘ）は、トレイの端部の軌道に対して搬送方向の上流側に外周面を含む。この外周面へ押し付けられるシートに補助ローラーは搬送力を、給紙ローラーの搬送方向へ加えて、そのシートに給紙ローラーの外周面との接触状態を維持させる。【選択図】図７

Description

本発明は給紙装置に関し、特にトレイに積載されたシートの束を押し上げる機構（メカニズム）を備えたものに関する。

「給紙装置」とは、プリンター、コピー機、スキャナー、ファクシミリ機、フィニッシャー等、シートを処理対象とする機械へシートを自動的に給送する装置をいう。給紙装置は一般に、給紙カセット、ピックアップローラー、および、給紙ローラーと分離部材との対を含む（たとえば、特許文献１、２参照）。給紙カセットの中にはシートの束が積載可能である。ピックアップローラーは給紙カセットの上方に設置され、シート束の上面に外周面を押し当てて回転し、それに伴う摩擦力（＝シート表面に対する外周面の摩擦係数×シート表面に加わる圧力。以下、「搬送力」という。）で束の上面からシートを移動させる。この移動先では給紙ローラーが分離部材とニップを形成している。ニップに到達したシートの表面に対して給紙ローラーは搬送力を作用させる。分離部材はパッドまたはローラーであり、ニップを通過するシートの裏面に対して搬送方向とは逆方向の摩擦力を作用させる。もし先行のシートに次のシートが連れ送り（重送）されていたとしても、この次のシートは分離部材からの摩擦力によって進行が阻まれ、先行のシートから分離される。こうして、給紙装置は、シートを束から１枚ずつ分離して給送先へ繰り出す。

ピックアップローラーを用いてシートを給紙カセットから給紙ローラーと分離部材との間のニップへ送り込む仕組みは、シートを束から確実に分離するのには有利である。しかし、その反面、ピックアップローラーにシートを、そのサイズにかかわらず確実に繰り出させるには、ピックアップローラーを給紙ローラーと分離部材との間のニップからある程度離しておかねばならない。これは、給紙カセットの上方にピックアップローラーの設置空間がある程度広く確保される必要性を意味し、給紙装置の小型化には不利である。特にこの仕組みが装置本体に収納可能な手差しトレイへ採用される場合、手差しトレイが収納される本体部分にピックアップローラーの収納場所が確保される必要性から、装置の小型化との両立が難しい。

この難点の解決を目的として、たとえばピックアップローラーを省略し、給紙カセット内へのシートの積載に応じて、その先端を直に給紙ローラーの外周面と接触させる給紙装置が開発されている（たとえば、特許文献３、４参照）。この種の給紙装置は一般に、給紙カセット内でのシートの積載領域（以下、「トレイ」という。）の少なくとも一部を押し上げる機構を備えている。この押上機構がトレイ越しにその上のシートの先端を給紙ローラーの外周面へ押し付けることにより、そのシートは給紙ローラーの搬送力で分離部材とのニップに引き込まれる。

特開平５−２９４４８４号公報 特開２０１４−０５８４００号公報 特開２０１５−１５５０３６号公報 特開２０１４−０４０３１２号公報

ピックアップローラーを利用する給紙装置では、給紙カセット内のシートをまずピックアップローラーが単独で搬送する。したがって、ピックアップローラーには一般に、給紙ローラーと同程度の搬送力が必要である。さらに、シートの先端から給紙ローラーと分離部材との間のニップまでの距離がある程度開いているので、その距離をシートが移動する間に外部から受ける振動衝撃、または搬送開始前のシートの不正な姿勢（反り、折れ、傾き）等により、シートの先端がニップから逸れる危険性が残る。もしこの場合にもピックアップローラーがシートに搬送力をそのまま加え続けると、給紙ローラーと分離部材との間のニップでの紙詰まり（ジャム）が悪化しやすい。この悪化を防ぐには、たとえば、シートの先端が給紙ローラーと分離部材との間のニップから逸れたら即座にピックアップローラーを停止させる制御が必要である。このような制御は、センサーの必要性等により、給紙装置の低コスト化を困難にする。

ピックアップローラーが省略された給紙装置では、トレイの押上機構がシートの先端を給紙ローラーの外周面へ確実に押し付けることが必要である。しかし、たとえば、束ねられたシート間で先端位置が過剰に不揃いであった場合、またはシート間の摩擦力が過小であり、トレイの傾斜の増大に伴ってシートの先端が正しい位置から過大にずれた場合、先端が給紙ローラーの外周面から逸れるシートが現れかねない。これらの取り損ねられたシートは、ユーザーが整え直さない限り、給紙装置に取り込ませることができない。これにより、この種の給紙装置は信頼性の更なる向上が難しい。

本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に、ピックアップローラーの省略による装置の小型化、低コスト化を妨げることなく、シートの取り込みの確実性を向上させることが可能な給紙装置を提供することにある。

本発明の１つの観点における給紙装置は、トレイに積載されたシートの束からシートを繰り出す給紙装置である。この給紙装置は、束の先端の下に位置するトレイの端部を押し上げる押上機構と、この押上機構がトレイの端部を押し上げる際のその端部の軌道、またはその延長線と交差する外周面を含み、その外周面へ押上機構がトレイの端部越しに押し付けるシートに搬送力を加えてそのシートを搬送方向へ移動させる給紙ローラーと、トレイの端部の軌道に対して搬送方向の下流側で給紙ローラーとニップを形成している部材であり、給紙ローラーの搬送力でニップへ進入するシートに、その搬送力とは逆方向の抵抗力を加える分離部材と、トレイの端部の軌道に対して搬送方向の上流側に外周面を含み、その外周面へ押上機構がトレイの端部越しに押し付けるシートに搬送力を、給紙ローラーの搬送方向へ加えることにより、そのシートに給紙ローラーの外周面との接触状態を維持させる補助ローラーとを備えている。

補助ローラーは給紙ローラーよりも搬送力が弱く、かつシートの送り量が小さく設計されていてもよい。仮に給紙ローラーと分離部材との間のニップでシートの先端が進行を阻まれた場合にはそのシートの表面上で補助ローラーがスリップするように、補助ローラーの搬送力に上限が設定されていてもよい。

この給紙装置は、補助ローラーを、押上機構がトレイの端部を押し上げることに伴うシートの移動可能範囲と外周面が交差する圧接位置と、その移動可能範囲の外に外周面が位置する退避位置との間で移動可能に支持する支持機構を更に備えていてもよい。この支持機構は補助ローラーを、給紙ローラーの回転中は圧接位置に維持し、給紙ローラーの停止に伴って退避位置へ移動させてもよい。支持機構は補助ローラーを、押上機構がトレイの端部を押し上げている間は圧接位置に維持し、押上機構がトレイの端部を下げる際に退避位置へ移動させてもよい。圧接位置において補助ローラーの外周面がシートに加える力のうちそのシートの法線方向における成分の大きさは、支持機構のうち補助ローラーの軸受を含む部材と補助ローラーとの全体の重みで決定されていてもよい。支持機構は、アクチュエーターと、このアクチュエーターの出力を用いて補助ローラーを移動させるリンク機構とを含んでいてもよい。

補助ローラーは、給紙ローラーに作用する駆動トルクの一部を補助ローラーへ伝達して補助ローラーの回転を給紙ローラーの回転に同期させるトルク伝達機構を含んでいてもよい。このトルク伝達機構は、補助ローラーの軸と給紙ローラーの軸との間に懸架され、給紙ローラーの回転に補助ローラーの回転を従動させるベルトを含んでいてもよい。

分離部材は、給紙ローラーとニップを形成する弾性体のパッドを含んでいてもよい。分離部材は、給紙ローラーとニップを形成するトルクリミッター付き分離ローラーを含んでいてもよい。トレイは手差しトレイであってもよい。

本発明の１つの観点における画像形成装置は、上記の給紙装置と、この給紙装置から繰り出されたシートを搬送する搬送部と、この搬送部が搬送しているシートに画像を形成する印刷部とを備えている。

本発明の１つの観点における給紙装置では上記のとおり、押上機構によって押し上げられるトレイの端部の軌道に対して搬送方向の上流側で補助ローラーが、押上機構によってトレイの端部越しに押し上げられたシートに搬送力を給紙ローラーの搬送方向へ加える。これにより、いずれのシートもその先端と給紙ローラーの外周面との間の接触状態を確実に維持するので、給紙ローラーと分離部材との間のニップへ確実に進入する。補助ローラーの搬送力の強さは、シートの先端が誤って給紙ローラーの外周面から外れた場合にその先端を給紙ローラーの外周面と接触する位置まで戻す程度であればよい。したがって、補助ローラーは、ピックアップローラーとは異なり、給紙ローラーからの距離が小さくてもよく、構造が簡素でよい。こうして、この給紙装置は、ピックアップローラーの省略による装置の小型化、低コスト化を妨げることなく、シートの取り込みの確実性を向上させることができる。

本発明の実施形態による画像形成装置の外観を示す斜視図である。 図１の示すプリンターの内部構造を模式的に示す正面図である。 （ａ）は、図１の示す給紙カセットの外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の示すトレイに対する押上機構の構造を示す模式図である。 （ａ）は、図１の示す手差しトレイの外観を示す斜視図であり、（ｂ）は、この手差しトレイのうちフレームの内側の中心部近傍の拡大図である。 （ａ）、（ｂ）は、図４の（ａ）が示す共に退避位置にある可動ホルダーと押上板との斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、図４の（ｂ）が示す共に圧接位置にある可動ホルダーと押上板との斜視図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、退避位置、圧接位置にある場合の可動ホルダーと押上板との正面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図６の示すソレノイドのプランジャー、リンクレバー、および可動ホルダーの突起の側面図である。（ｃ）は、図５の示す給紙ローラーと分離ローラーとの間のニップに通紙されるシートの枚数と補助ローラーの搬送力の強さとの間の関係を示すグラフである。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、図４の示すフレームの側柱の内側に実装された機構を、図１の示すＭＦＰの正面側から見た斜視図、背面側から見た示す斜視図、および背面図である。 図２の示すプリンターの電子制御系統の構成を示すブロック図である。 図９の示す給紙部の制御回路が駆動回路へ送る信号のタイミングチャートの一例である。 駆動軸１５Ｓから補助ローラー１６Ｘの中心軸へのトルク伝達にベルトを利用する可動ホルダーの中の機構の正面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

［画像形成装置の外観］
図１は、本発明の実施形態による画像形成装置の外観を示す斜視図である。この画像形成装置は複合機（multi-function peripheral：ＭＦＰ）１００であり、スキャナー、コピー機、およびプリンターの機能を併せ持つ。ＭＦＰ１００の筐体の上面には自動原稿搬送装置（auto document feeder：ＡＤＦ）１１０が開閉可能に装着されている。ＡＤＦ１１０の直下に位置する筐体の上部にはスキャナー１２０が内蔵され、この筐体の下部にはプリンター１３０が内蔵され、その更に下側には給紙カセット１１が筐体の前面に挿抜可能に取り付けられ、側面には手差しトレイ１６が縦開き可能に取り付けられている。

ＭＦＰ１００は胴内排紙型である。すなわち、スキャナー１２０とプリンター１３０との隙間ＤＳＰには排紙トレイ４４が設置され、この隙間ＤＳＰの奥には排紙口（図１では見えない。）が設置され、そこから排紙トレイ４４へシートが排紙される。隙間ＤＳＰの横に位置する筐体の前面部分には操作パネル５１が取り付けられている。操作パネル５１の前面にはタッチパネルが埋め込まれ、各種の機械的な押しボタンに囲まれている。タッチパネルは、操作画面、各種情報の入力画面等のグラフィックスユーザーインターフェイス（ＧＵＩ）画面を表示し、それの含むアイコン、仮想ボタン、メニュー、ツールバー等のガジェットを通してユーザーの入力操作を受け付ける。

［プリンターの構造］
図２は、プリンター１３０の内部構造を模式的に示す正面図である。この図にはプリンター１３０の要素が、あたかも筐体の前面を透かして見えているように描かれている。プリンター１３０は電子写真式のカラープリンターであり、給送部１０、作像部２０、定着部３０、および排紙部４０を含む。これらの要素１０−４０は協働してＭＦＰ１００の筐体内でシートを搬送しながら、画像データに基づいてそのシートに画像を形成する。

給送部１０は、プリンター１３０に搭載された給紙装置の機構部であり、搬送ローラー１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒ、１３、１５Ｆ、１５Ｒ、１６Ｘを利用して、給紙カセット１１または手差しトレイ１６に収容されたシートの束ＳＨＴからシートを１枚ずつ分離する。この分離したシートＳＨ１を給送部１０は更にタイミングローラー１４を用いて作像部２０へ、決まったタイミングで給送する。給紙カセット１１と手差しトレイ１６とはいわゆるユニバーサルタイプであり、多種多様なシートを収容可能である。収容可能なシートの材質には紙と樹脂とが含まれ、紙種には、普通紙、上質紙、カラー用紙、および塗工紙が含まれる。シートサイズは縦横共に連続的に変更可能であり、その範囲には、ＪＩＳ規格の定める標準サイズ、たとえばＡ３からＡ７までとＢ４からＢ７までとの他、名刺、しおり、チケット、葉書、封筒、写真（Ｌ版）が含まれる。シートの姿勢は縦置きと横置きとのいずれにも設定可能である。

作像部２０は、給送部１０から送られたシートＳＨ２の上にトナー像を形成する。具体的には、４つの作像ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋがまず、内蔵の感光体ドラム２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋの表面を帯電させて光走査部２６からのレーザー光に曝す。レーザー光は照射先の感光体ドラム別に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）のいずれか異なる１色の画像データに基づいて変調されているので、感光体ドラム２５Ｙ−２５Ｋの露光された表面には静電潜像が１つずつ作成される。作像ユニット２１Ｙ−２１Ｋは次に静電潜像を、Ｙ、Ｍ、Ｃ、およびＫのうち、照射されたレーザー光に重畳された画像データと同色のトナーで現像する。４つの単色トナー像は１次転写ローラー２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋと感光体ドラム２５Ｙ−２５Ｋとの間の電界によって感光体ドラム２５Ｙ−２５Ｋの表面から順番に中間転写ベルト２３の表面上の同じ位置へ転写される。こうしてその位置に１つのカラートナー像が構成される。このカラートナー像は更に中間転写ベルト２３の駆動ローラー２３Ｒと２次転写ローラー２４との間のニップを通過する際、両ローラー２３Ｒ、２４の間の電界により、そのニップへ同時に通紙されたシートＳＨ２の表面へ転写される。このシートＳＨ２は駆動ローラー２３Ｒの搬送力によって定着部３０へ送り出される。

定着部３０は、作像部２０から送り出されたシートＳＨ２の上にトナー像を熱定着させる。具体的には、定着ローラー３１と加圧ローラー３２との間のニップへこのシートＳＨ２が通紙されるとき、定着ローラー３１はこのシートＳＨ２の表面へ内蔵のヒーターの熱を加え、加圧ローラー３２はこのシートＳＨ２の加熱部分に対して圧力を加えて定着ローラー３１へ押し付ける。定着ローラー３１からの熱と加圧ローラー３２からの圧力とにより、トナー像がこのシートＳＨ２の表面上に定着する。その後、定着部３０はこのシートＳＨ２を上部から送り出す。

排紙部４０は、定着部３０から送り出されたシートＳＨ３を排紙ローラー４３によって排紙口４２から排出し、排紙トレイ４４の上に積載する。

［給紙カセットの構造］
図３の（ａ）は、給紙カセット１１の外観を示す斜視図である。給紙カセット１１は本体２１０とトレイ２２０とを含む。

本体２１０は、上部が開放された直方体形状の筐体である。本体２１０の前面２１１（図ではＸ軸の正側に位置する部分）はプリンター１３０の前面の一部を成し、外面に取っ手２１２を含む。本体２１０の側面２１３、２１４は給紙カセット１１の挿抜方向（図ではＸ軸方向）に拡がっており、その一方２１３（図ではＹ軸の正側に位置する。）は上端にピックアップローラー１２Ｐを含む。ピックアップローラー１２Ｐは回転軸が給紙カセット１１の挿抜方向（Ｘ軸方向）に伸びており、その両端が本体２１０の上端によって回転可能に支持されている。給紙カセット１１がプリンター１３０の筐体内に収容された場合、図２が示すように、ピックアップローラー１２Ｐは給紙ローラー１２Ｆと分離ローラー（捌きローラーともいう。）１２Ｒとの間のニップに対向する。

トレイ２２０は実質的に矩形状の薄板部材であり、本体２１０の底面２１６のうち給紙方向、すなわち給紙カセット１１の挿抜方向（Ｘ軸方向）に対して垂直な水平方向（Ｙ軸方向）における中央部分からピックアップローラー１２Ｐの下方までの範囲に拡がっている。その底面２１６の中央部分ではトレイ２２０が、そこに位置する一辺のまわりに揺動可能に支持されている。この揺動によりトレイ２２０は、給紙方向（Ｙ軸方向）における傾斜角が可変である。図３の（ａ）が２点鎖線で示すように、トレイ２２０の上にはシートの束ＳＨＴが積載可能である。この束ＳＨＴはトレイ２２０の傾斜により、ピックアップローラー１２Ｐに近い側の一辺、すなわち先端が持ち上げられた姿勢で給紙カセット１１の中に収容される。特に束ＳＨＴの一番上のシートは先端がピックアップローラー１２Ｐの外周面に押し当てられる。

図３の（ｂ）は、トレイ２２０に対する押上機構２４０の構造を示す模式図である。この図では、給紙カセット１１の本体２１０が直方体に単純化（デフォルメ）され、押上機構２４０の構成要素２４４、２４５が誇張されている。これらの構成要素２４４、２４５は、図３の（ａ）には示されていないが、本体２１０の底面２１６に埋め込まれている。押上機構２４０は、トレイ２２０の傾斜角を変更する機構であり、押上軸２４４と押上板２４５とを含む。押上軸２４４は、本体２１０の底面２１６の上を挿抜方向（Ｘ軸方向）に伸びている棒状部材であり、両端が本体２１０により回転可能に支持されている。押上軸２４４は、その一端がモーター等のアクチュエーター（図は示していない。）から駆動トルクを受けると回転する。押上軸２４４の他端は押上板２４５を支持している。押上板２４５は、トレイ２２０よりも面積の小さい板状部材であり、押上軸２４４の端部とトレイ２２０との間に、押上軸２４４のまわりに揺動可能に配置されている。押上軸２４４の回転に伴って押上板２４５が傾斜角を増大させると、押上板２４５の上端がトレイ２２０を下から押し上げる。これにより、トレイ２２０の上に積載されたシートの束ＳＨＴの先端がピックアップローラー１２Ｐの外周面へ押し当てられる。

ピックアップローラー１２Ｐが回転するとその搬送力により、束ＳＨＴの一番上のシートＳＨ１はトレイ２２０の傾斜を上って本体２１０の側面２１３の上端から外へ繰り出される。この繰り出し先には給紙ローラー１２Ｆと分離ローラー１２Ｒとの間のニップが位置する（図２参照）。このニップに到達したシートＳＨ１の表面に対して給紙ローラー１２Ｆは搬送力を作用させ、同じシートＳＨ１の裏面に対して分離ローラー１２Ｒは搬送方向とは逆方向の搬送力を作用させる。このシートＳＨ１に次のシートが連れ送りされていない正常の場合、給紙ローラー１２Ｆの搬送力がシートＳＨ１越しに分離ローラー１２Ｒにまで作用するので、分離ローラー１２Ｒの負荷トルクが閾値を超え、内蔵のトルクリミッターを起動させる。したがって、分離ローラー１２Ｒは給紙ローラー１２Ｆに従動回転する。もしこのシートＳＨ１に次のシートが連れ送りされていれば、シート間の摩擦係数の低さによって給紙ローラー１２Ｆの搬送力は重送のシート間を超えて分離ローラー１２Ｒにまでは伝達されない。したがって、次のシートは分離ローラー１２Ｒの搬送力によって進行が阻まれ、先行のシートＳＨ１から分離される。

［手差しトレイの構造］
図４の（ａ）は、手差しトレイ１６の外観を示す斜視図であり、図４の（ｂ）は、この手差しトレイ１６のうちフレーム１６１の内側の中心部近傍の拡大図である。手差しトレイ１６は、フレーム１６１、可動トレイ１６２、および可動ホルダー１６３を含む。

−フレーム−
フレーム１６１は実質的に横長の長方形状の枠であり、剛性の高い素材、たとえば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム合金等の板金、または強化プラスチックの成形品で構成されている。フレーム１６１はＭＦＰ１００のシャーシ（図は示していない。）に固定され、側柱１６９の一面がＭＦＰ１００の筐体の側面（図１、図２参照。）の裏側に固定されている。これにより、フレーム１６１は、ＭＦＰ１００の筐体の側面に空けられた給紙口１７の内側を囲む。

−可動トレイ−
可動トレイ１６２は実質的に矩形状の薄板部材であり、たとえば強化プラスチックの成形品で構成されている。可動トレイ１６２は、その一辺がフレーム１６１の長方形状の内周の長辺に平行であるように配置され、その一辺の両端がフレーム１６１の底部の軸受１６Ｂに軸支接続されている。この一辺のまわりに揺動することにより、可動トレイ１６２は縦開き可能である（図１、図４の（ａ）の２点鎖線参照）。図１が示す閉じられた姿勢の可動トレイ１６２は、その外面がプリンター１３０の側面の一部を成す。図２、図４の（ａ）が示す開かれた姿勢の可動トレイ１６２は、上向きとなった内面１６４の上にシートＳＨ４が積載可能である（図４の（ａ）が示す１点鎖線参照）。

フレーム１６１の内側では押上板１６５が可動トレイ１６２の内面１６４の一辺に沿って伸びている。押上板１６５は実質的に長尺の矩形板であり、フレーム１６１の内側から遠い方の長辺（以下、「固定辺」という。）１６６が可動トレイ１６２の内面に軸支接続されている。この固定辺１６６のまわりに揺動して傾斜を変えることにより、押上板１６５はフレーム１６１の内側に近い方の長辺（以下、「可動辺」という。）１６７を上下に変位させる。図４の（ａ）が示す可動辺１６７を最も低く下げた位置（以下、「退避位置」という。）において押上板１６５はその傾斜により、可動トレイ１６２の内面１６４の上に載せられたシートＳＨ４のフレーム１６１に近い側の一辺、すなわち先端をフレーム１６１の内側まで滑り落とす。図４の（ｂ）が示す可動辺１６７を最も高く上げた位置（以下、「圧接位置」という。）では、押上板１６５は可動トレイ１６２の内面１６４とは傾斜が逆になる。

−可動ホルダー−
可動ホルダー１６３は実質的に直方体形状の筐体であり、たとえばプラスチック成形品である。可動ホルダー１６３は、その上面の一辺がフレーム１６１の梁１６８に平行な姿勢で、その梁１６８の下面に軸支接続されている。この一辺のまわりに揺動することにより、可動ホルダー１６３はフレーム１６１の梁１６８から可動トレイ１６２の内面１６４の上方に突き出ている部分が上下に変位可能である。図４の（ａ）には、その部分を最も高く上げた可動ホルダー１６３の位置（以下、「退避位置」という。）が示され、図４の（ｂ）には、その部分を最も低く下げた可動ホルダー１６３の位置（以下、「圧接位置」という。）が示されている。可動ホルダー１６３が揺動する範囲は、ＭＦＰ１００の正面側（Ｘ軸の正方向の側）から見た場合、フレーム１６１の側柱１６９よりも内側である。したがって、この揺動範囲は、可動トレイ１６２の開閉に伴う移動範囲には干渉しない。それ故、可動トレイ１６２を閉じる際に可動トレイ１６２の内面１６４に可動ホルダー１６３を避けさせるための構造も機構も不要である。

［手差しトレイの給紙機構］
図５の（ａ）、（ｂ）は、共に退避位置にある可動ホルダー１６３と押上板１６５との斜視図である。図６の（ａ）、（ｂ）は、共に圧接位置にある可動ホルダー１６３と押上板１６５との斜視図である。図５の（ａ）、図６の（ａ）ではフレーム１６１の梁１６８があたかも透明であるかのように描かれている。図５の（ｂ）、図６の（ｂ）ではその梁１６８も省略され、更に可動ホルダー１６３があたかも透明であるかのように描かれている。図７の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、退避位置、圧接位置にある場合の可動ホルダー１６３と押上板１６５との正面図である。いずれの図においても本発明にとって重要な要素の明示を目的として、ねじ等の支持部材を含め、当業者に自明な要素は省略されている。これらの図が示すように、フレーム１６１の梁１６８の下方には、給紙ローラー１５Ｆ、駆動軸１５Ｓ、分離ローラー（捌きローラー）１５Ｒ、ソレノイド１５Ｄ、およびリンクレバー１５Ｌが設置され、可動ホルダー１６３の中には、補助ローラー１６Ｘ、ギア列１６Ｇ、および錘１６Ｗが収容されている。

−給紙ローラー−
給紙ローラー１５Ｆは、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム等、シートに対する摩擦係数が高く、耐摩耗性に優れた樹脂で外周面が滑らかに覆われている。給紙ローラー１５Ｆは、フレーム１６１の梁１６８の下面に取り付けられた軸受部材（図は示していない。）により、中心軸のまわりに回転可能に支持されている。給紙ローラー１５Ｆは、軸方向が可動トレイ１６２の幅方向（図ではＸ軸方向）に平行であり、その幅方向における可動トレイ１６２の中心部の上方に位置する。給紙ローラー１５Ｆの中心軸の両端は、可動ホルダー１６３の両側面の縁から延長された腕部１６Ａを貫いている。こうして、給紙ローラー１５Ｆの中心軸は可動ホルダー１６３を、退避位置と圧接位置との間で揺動可能に支持している。さらに、給紙ローラー１５Ｆの外周面は、押上板１６５の可動辺１６７の軌道またはその延長線ＴＲＣ（以下、「軌道等」と呼ぶ。）と交差する。したがって、可動トレイ１６２の内面１６４の上に載せられたシートＳＨ４の先端がフレーム１６１の内側まで滑り落ちた状態で押上板１６５が退避位置から圧接位置へ移動すると、そのシートＳＨ４の先端が給紙ローラー１５Ｆの外周面に押し付けられる。

−駆動軸−
駆動軸１５Ｓは、剛性の高い金属、たとえば、鉄、ＳＵＳから成る棒材であり、梁１６８の下をその長手方向（Ｘ軸方向）に沿って伸びている。駆動軸１５Ｓの一端は給紙ローラー１５Ｆの中心軸に接続され、他端はフレーム１６１の側柱１６９の内側に配置された給紙モーター（図８参照。）のシャフトに接続されている。駆動軸１５Ｓは、給紙モーターの出力トルクを給紙ローラー１５Ｆに伝えて（図７では時計方向へ）回転させる。この回転に伴う摩擦力が、給紙ローラー１５Ｆの外周面に押し付けられているシートＳＨ４には搬送力として作用し、そのシートＳＨ４の先端を給紙ローラー１５Ｆと分離ローラー１５Ｒとの間のニップＮＰへ移動させる（図７の（ｂ）参照）。

−分離ローラー−
分離ローラー１５Ｒは、給紙ローラー１５Ｆと同様、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム等、シートに対する摩擦係数が高く、耐摩耗性に優れた樹脂で外周面が滑らかに覆われている。分離ローラー１５Ｒは、梁１６８の下面に取り付けられた軸受部材（図は示していない。）によって中心軸のまわりに回転可能に支持され、押上板１６５の可動辺１６７の軌道等ＴＲＣに対して搬送方向の下流側で給紙ローラー１５ＦとニップＮＰを形成している（図７の（ｂ）参照）。分離ローラー１５Ｒの中心軸にはトルクリミッターが内蔵され、給紙ローラー１５ＦからニップＮＰを通して分離ローラー１５Ｒの受ける負荷トルクが閾値以下である間は分離ローラー１５Ｒの従動回転を阻止し、閾値を超えればその従動回転を許す。このトルクリミッターにより、分離ローラー１５Ｒは、給紙ローラー１５Ｆの搬送力でニップＮＰに進入したシートＳＨ４の裏面に対して搬送方向とは逆方向の抵抗力を作用させる。このシートＳＨ４に次のシートが連れ送りされていない正常の場合、給紙ローラー１５Ｆの搬送力がシートＳＨ４越しに分離ローラー１５Ｒにまで作用するので、分離ローラー１５Ｒの負荷トルクが閾値を超える。したがって、分離ローラー１５Ｒは給紙ローラー１５Ｆに従動回転する。このシートＳＨ４に次のシートが連れ送りされていれば、シート間の摩擦係数の低さにより、給紙ローラー１５Ｆの搬送力は重送のシート間を超えてまでは分離ローラー１５Ｒへは伝達されない。したがって、分離ローラー１５Ｒが従動回転しないので、次のシートは分離ローラー１５Ｒの外周面から受ける摩擦力によって進行が阻まれ、先行のシートＳＨ４から分離される。

−可動ホルダー用アクチュエーター−
ソレノイド１５Ｄとリンクレバー１５Ｌとの組み合わせは、可動ホルダー１６３を退避位置と圧接位置との間で移動させるアクチュエーターを構成している。ソレノイド１５Ｄはフレーム１６１の梁１６８に固定され、棒状の可動芯（プランジャー）１５Ｐを梁１６８の長手方向（Ｘ軸方向）に平行に支持している。内蔵の電磁石とばねとの組み合わせを利用してソレノイド１５Ｄはプランジャー１５Ｐを長手方向（Ｘ軸方向）に往復運動させる。リンクレバー１５Ｌは、プランジャー１５Ｐの先端と可動ホルダー１６３の側面との間で梁１６８の下面により揺動可能に支持された梃子であり、たとえばプラスチック成形品である。リンクレバー１５Ｌの支点である揺動軸１５１は梁１６８の下面に軸支接続され、力点側のアーム１５２はプランジャー１５Ｐの先端に接触し、作用点側のアーム１５３は可動ホルダー１６３の側面の突起１６Ｐの下方に位置する。

図８の（ａ）、（ｂ）は、ソレノイド１５Ｄのプランジャー１５Ｐ、リンクレバー１５Ｌ、および可動ホルダー１６３の突起１６Ｐの側面図であり、特に（ａ）はソレノイド１５Ｄがプランジャー１５Ｐを押し出す際の状態を示し、（ｂ）はソレノイド１５Ｄがプランジャー１５Ｐを引き込む際の状態を示す。ソレノイド１５Ｄがプランジャー１５Ｐを押し出すと、その先端で力点側アーム１５２が押されるので、リンクレバー１５Ｌは揺動軸１５１のまわりに（図８の（ａ）では反時計方向へ）回転して作用点側アーム１５３の先端を可動ホルダー１６３の突起１６Ｐに下から接触させる。力点側アーム１５２がプランジャー１５Ｐから受ける力ＦＰに伴う駆動トルクは、作用点側アーム１５３の先端が受ける可動ホルダー１６３の重みＷＨに伴う負荷トルクよりも大きいので、その先端は可動ホルダー１６３を下から押し上げる。これにより可動ホルダー１６３は、腕部１６Ａを貫く給紙ローラー１５Ｆの中心軸のまわりに回転して退避位置へ移動する。一方、図８の（ｂ）が示すようにソレノイド１５Ｄがプランジャー１５Ｐを引き込むと、その先端から力点側アーム１５２が解放されるので、リンクレバー１５Ｌは可動ホルダー１６３の重みＷＨを支えきれない。したがって、可動ホルダー１６３は自重で揺動して退避位置から圧接位置へ移動する。それに伴って落下する可動ホルダー１６３の突起１６Ｐに作用点側アーム１５３が押し下げられるので、リンクレバー１５Ｌは揺動軸１５１のまわりに（図８の（ｂ）では時計方向へ）回転し、力点側アーム１５２を再びソレノイド１５Ｄのプランジャー１５Ｐの先端に接触させる。このように、ソレノイド１５Ｄのオンオフに伴うプランジャー１５Ｐの伸縮に応じて可動ホルダー１６３の位置が退避位置と圧接位置との間で切り換えられる。

−可動ホルダー内の給紙補助機構−
補助ローラー１６Ｘ、ギア列１６Ｇ、および錘１６Ｗの組み合わせは、給紙ローラー１５ＦによるシートＳＨ４の取り込みの確実性を高める補助機構を構成している。

補助ローラー１６Ｘは、軟質ポリウレタンフォーム等、シートに対する摩擦係数が高い軟質樹脂で外周面が覆われたローラーであり、可動ホルダー１６３の内側面に取り付けられた軸受部材（図は示していない。）により、中心軸のまわりに回転可能に支持されている。補助ローラー１６Ｘは、軸方向が可動トレイ１６２の幅方向（図ではＸ軸方向）に平行であり、その幅方向における中心が給紙ローラー１５Ｆの中心と一致している。可動ホルダー１６３の揺動に伴って補助ローラー１６Ｘの外周面は、押上板１６５の可動辺１６７の軌道等ＴＲＣに対して搬送方向の上流側で変位する。特に可動ホルダー１６３が圧接位置にある場合には、押上板１６５の傾斜の変化に伴うシートＳＨ４の移動可能範囲ＭＶＲと交差し、可動ホルダー１６３が退避位置にある場合には、シートＳＨ４の移動可能範囲ＭＶＲの外に位置する。

補助ローラー１６Ｘは給紙ローラー１５Ｆと比べて外径が十分に小さい。これにより、揺動範囲が可動トレイ１６２の移動範囲に干渉しない程度に可動ホルダー１６３の（Ｙ軸方向における）サイズが小さく制限されていても、その中に補助ローラー１６Ｘは収容可能である。補助ローラー１６Ｘは外径が小さい反面、外周面の全体に軸方向の溝が周方向において等間隔に刻まれているので、外周面は柔軟性が高い。可動ホルダー１６３が圧接位置にあり、かつ可動トレイ１６２の上でシートＳＨ４の先端がフレーム１６１の内側まで滑り落ちた状態で押上板１６５が退避位置から圧接位置へ移動すると、そのシートＳＨ４の先端が補助ローラー１６Ｘの外周面に接触する。このとき、可動ホルダー１６３は、給紙ローラー１５Ｆとは異なり、そのシートＳＨ４の法線方向には位置が固定されていない。したがって、そのシートＳＨ４を補助ローラー１６Ｘが押し下げる力は押上板１６５からの押し上げ力よりも弱く、可動ホルダー１６３の自重程度に留まる。しかし、補助ローラー１６Ｘは外周面の柔軟性の高さにより、シートＳＨ４との（真実）接触面積を拡げてシートＳＨ４に対する摩擦係数を高めている。

ギア列１６Ｇは、給紙ローラー１５Ｆの中心軸に同軸に接続された主ギアＧＭ、補助ローラー１６Ｘの中心軸に同軸に接続された補助ギアＧＡ、およびそれら両方のギアＧＭ、ＧＡに噛み合わされた中間ギアＧＩを含む。これら３個のギアＧＭ、ＧＩ、ＧＡを通して駆動軸１５Ｓから給紙ローラー１５Ｆの中心軸へ伝わる駆動トルクの一部が補助ローラー１６Ｘの中心軸に伝わる。その結果、補助ローラー１６Ｘは給紙ローラー１５Ｆと同方向（図６では時計方向）へ同じタイミングで回転し、停止する。特に、補助ローラー１６Ｘが外周面に接触するシートＳＨ４に与える搬送力は、そのシートＳＨ４に給紙ローラーが与える搬送力と同方向である。

錘１６Ｗは、比重の高い素材、たとえば鉄から成る棒であり、補助ローラー１６Ｘの上方に組み込まれている。これにより、可動ホルダー１６３の全体の重量が増加され、シートＳＨ４に対する補助ローラー１６Ｘの搬送力が適正範囲内に調節される。この適正範囲は、シートＳＨ４に給紙ローラー１５Ｆの外周面との接触状態を維持させるように設定される。具体的には、補助ローラー１６Ｘは給紙ローラー１５Ｆよりも搬送力が弱く、かつシートの送り量が小さく設計されている。特に、補助ローラー１６Ｘの搬送力には上限が設定されている。これにより、仮に給紙ローラー１５Ｆと分離ローラー１５Ｒとの間のニップＮＰでシートＳＨ４の先端が進行を阻まれた場合には、そのシートＳＨ４の表面上で補助ローラー１６Ｘがスリップするように設計されている。したがって、搬送力とシートの送り量とが給紙ローラーと同等に設定されるピックアップローラーとは異なり、補助ローラー１６Ｘは特段の駆動制御がなくても、給紙ローラー１５Ｆと分離ローラー１５Ｒとの間のニップＮＰでのジャムを悪化させる危険性がない。

図８の（ｃ）は、給紙ローラー１５Ｆと分離ローラー１５Ｒとの間のニップＮＰに通紙されるシートの枚数と補助ローラー１６Ｘの搬送力との間の関係を示すグラフである。これらのグラフは、上記の給紙機構と同種の機構３台に実際にシートを通紙させながら各補助ローラー１６Ｘの搬送力を測定した結果をプロットしたものである。なお、通紙の間、補助ローラー１６Ｘに対する清掃は行われていない。いずれの補助ローラー１６Ｘも搬送力の初期値は座屈閾値４．０［Ｎ］とスリップ閾値約０．３［Ｎ］との中間値約２［Ｎ］に揃えられている。座屈閾値は補助ローラー１６Ｘの搬送力の強さの上限を表す。補助ローラー１６Ｘの搬送力がこの上限よりも弱い限り、仮に給紙ローラー１５Ｆと分離ローラー１５Ｒとの間のニップＮＰでジャムが生じてシートの先行部分の進行が阻まれた場合、補助ローラー１６Ｘの搬送力だけではそのシートの後続部分までをそのニップＮＰへ送り込むことはできない。こうして、そのシートにループ（または座屈）を生じさせてジャムを悪化させる危険性が抑えられる。スリップ閾値は、補助ローラー１６Ｘがシートを移動させることなくスリップするという条件を満たすその搬送力の強さの上限を表す。図８の（ｃ）が示すとおり、いずれの給紙機構においても通紙枚数が増加するにつれて補助ローラー１６Ｘの搬送力は弱まるので、座屈閾値よりは十分に弱く抑えられたままである。これは、補助ローラー１６Ｘの表面への紙粉等の付着量の増加に伴い、その表面のシートに対する摩擦係数が下がることによる。その一方で補助ローラー１６Ｘの搬送力はスリップ閾値よりは十分に強く維持される。これにより補助ローラー１６Ｘは、シートの先端が誤って給紙ローラー１５Ｆの外周面から外れた場合でも、その先端をその外周面と接触する位置まで戻すことができる。すなわち、補助ローラー１６Ｘは、シートにループを生じさせることなく、給紙ローラー１５Ｆとの接触状態を維持させる機能を十分に長期間持続可能である。

［手差しトレイの押上機構］
図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、フレーム１６１の側柱１６９の内側に実装された機構をＭＦＰ１００の正面側から見た斜視図、背面側から見た示す斜視図、および背面図である。本発明にとって重要な要素を明確にする目的で、いずれの図においてもフレーム１６１の梁１６８と側柱１６９とがあたかも透明であるかのように描かれている。また、ねじ等の支持部材を含め、当業者に自明な要素は省略されている。側柱１６９の内側には、クラッチ１５Ｍに加え、ギア列１６Ｈ、遮蔽板１６Ｓ、光センサー１６Ｔ、段付環１６Ｒ、およびフラッパーソレノイド１６Ｄが実装され、押上板１６５の縁に対向する側柱１６９の外面にはカム１６Ｃが取り付けられている。これらは、可動トレイ１６２の押上板１６５を上下動させる押上機構を構成している。

クラッチ１５Ｍ、ギア列１６Ｈ、およびカム１６Ｃは、たとえばＭＦＰ１００の筐体内に設置されたステッピングモーターまたは直流ブラシレス（ＢＬＤＣ）モーター（図は示していない。以下、「給紙モーター」と呼ぶ。）からの駆動トルクを利用して、押上板１６５の上下動に対するアクチュエーターとして機能する。クラッチ１５Ｍは、給紙モーターからの駆動トルクを駆動軸１５Ｓに伝達し、または駆動軸１５Ｓから遮断する。これにより、給紙ローラー１５Ｆの回転のタイミングが制御される。ギア列１６Ｈは、クラッチ１５Ｍと同軸に接続された主ギアＨＭ、カム１６Ｃの偏心軸ＲＸに接続された補助ギアＨＡ、およびそれら両方のギアＨＭ、ＨＡに噛み合わされた中間ギアＨＩを含む。これら３個のギアＨＭ、ＨＩ、ＨＡを通してクラッチ１５Ｍから駆動軸１５Ｓへ伝わる駆動トルクの一部がカム１６Ｃへ伝わる。カム１６Ｃは、円環面が潰れたような滑らかな閉曲面形状の外周面を含む小片であり、たとえばプラスチック成形品である。カム１６Ｃは、幾何学的中心から外れた位置に偏心軸ＲＸを含む。この偏心軸ＲＸは側柱１６９を貫いて補助ギアＨＡに同軸に接続され、偏心軸ＲＸのまわりをカム１６Ｃは補助ギアＨＡと共に回転する。カム１６Ｃの外周面は、押上板１６５の縁から上方へ伸びている壁１６Ｌの上端面と接触して、押上板１６５の底面を下から押し上げるばね（図は示していない。）の力を支える。カム１６Ｃが偏心軸ＲＸのまわりを回転すると、その回転角に応じて偏心軸ＲＸから押上板１６５の壁１６Ｌまでの距離が伸縮するので、押上板１６５が底面の受けるばねの力で固定辺１６６のまわりに揺動し、可動辺１６７を上下動させる。

遮蔽板１６Ｓ、光センサー１６Ｔ、段付環１６Ｒ、およびフラッパーソレノイド１６Ｄは、押上板１６５の上下動に対するストッパーとして機能する。遮蔽板１６Ｓと光センサー１６Ｔとの組み合わせはカム１６Ｃの回転角を監視する。遮蔽板１６Ｓはたとえばプラスチック製の扇状部材であり、その要部分が補助ギアＨＡに対してカム１６Ｃとは反対側でその偏心軸ＲＸに接続されている。これにより、遮蔽板１６Ｓはカム１６Ｃと共に回転する。光センサー１６Ｔはたとえば透過型であり、コの字形に突出した２本の腕それぞれの中に発光部と受光部とを含む。これらの腕の間、発光部から受光部への光の射線に遮蔽板１６Ｓの扇面部分の軌道が交差している。したがって、発光部から出射される赤外線または可視光が受光部によって検出されるか否かで、光センサー１６Ｔの腕の間から遮蔽板１６Ｓの扇面部分が外れているか否かが検知される。段付環１６Ｒはたとえばプラスチック製の円環部材であり、補助ギアＨＡに対してカム１６Ｃとは反対側で補助ギアＨＡに同軸に接続されている。これにより、段付環１６Ｒは補助ギアＨＡと共に回転する。段付環１６Ｒの外周面からは２個の突起１６Ｅが径方向に突き出ている。これらの突起１６Ｅは互いに、段付環１６Ｒの中心に対して反対側に位置する。フラッパーソレノイド１６Ｄは内蔵の電磁石とばねＣＳＰとの組み合わせを利用して、長尺の板形状である可動片（フラッパー）１６Ｆをその板面に対して垂直方向にたわませ、その先端から段付環１６Ｒの外周面までの距離を増減させる。フラッパー１６Ｆの先端は段付環１６Ｒの外周面に向かって屈折し、爪１６Ｋを形成している。フラッパーソレノイド１６Ｄがフラッパー１６Ｆの先端を段付環１６Ｒの外周面へ接近させると、フラッパー１６Ｆの爪１６Ｋが段付環１６Ｒの突起１６Ｅに引っ掛かり、その回転に対する制動トルクを加える。補助ギアＨＡは軸にトルクリミッターを内蔵しているので、フラッパー１６Ｆの爪１６Ｋからの制動トルクに応じてクラッチ１５Ｍからの駆動トルクを遮断する。したがって、補助ギアＨＡが停止してカム１６Ｃと遮蔽板１６Ｓとを停止させる。停止したときのカム１６Ｃの回転角が押上板１６５の退避位置または圧接位置に対応するように、段付環１６Ｒの突起１６Ｅの位置が設計されている。さらに、カム１６Ｃの回転角が押上板１６５の退避位置または圧接位置に対応する目標値であるか否かが光センサー１６Ｔの出力信号から正確に検知されるように、補助ギアＨＡに対する遮蔽板１６Ｓの位置が決定されている。たとえば、カム１６Ｃの回転角が目標値に等しいとき、遮蔽板１６Ｓの周方向における中心が光センサー１６Ｔの腕の間に位置する。

［画像形成装置の電子制御系統］
図１０は、プリンター１３０の電子制御系統の構成を示すブロック図である。この電子制御系統では、給送部１０、作像部２０、定着部３０、および排紙部４０に加え、操作部５０と主制御部６０とがバス９０を通して互いに通信可能に接続されている。

操作部５０は、ＭＦＰ１００に実装されたユーザーと外部の電子機器とに対するインタフェースの全体であり、ユーザーの操作または外部の電子機器との通信を通してジョブ処理要求と印刷対象の画像データとを受け付け、それらを主制御部６０へ伝える。操作部５０は操作パネル５１と外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）５２とを含む。操作パネル５１はディスプレイにグラフィックスユーザーインターフェース（ＧＵＩ）画面を表示し、その画面の中でユーザーが触れた位置をタッチパネルで検出し、またはその画面に従ってユーザーが押したボタンを識別し、その検出または識別に関する情報を操作情報として主制御部６０へ伝える。特に印刷ジョブの入力画面がディスプレイに表示されている場合、操作パネル５１は、印刷対象のシートのサイズ、紙種、姿勢（縦置きと横置きとの別)、部数、画質等の印刷条件をユーザーから受け付けて操作情報に組み込む。外部Ｉ／Ｆ５２はＵＳＢポートまたはメモリカードスロットを通してＵＳＢメモリーまたはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の外付けの記憶装置から直に印刷対象の画像データを取り込む。外部Ｉ／Ｆ５２は更に、外部ネットワークに有線または無線で接続された通信ポートを通して他の電子機器から印刷対象の画像データを受信する。

主制御部６０は、プリンター１３０に内蔵された１枚の印刷回路基板に実装された集積回路であり、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、およびＲＯＭ６３を含む。ＣＰＵ６１はマイクロプロセッサ（ＭＰＵ／ＣＰＵ）で構成され、各種ファームウェアを実行する。ＲＡＭ６２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の揮発性半導体記憶装置であり、ＣＰＵ６１にファームウェアを実行する際の作業領域を提供し、操作部５０が受け付けた印刷対象の画像データを保存する。ＲＯＭ６３は、書き込み不可の不揮発性記憶装置と書き換え可能な不揮発性記憶装置との組み合わせで構成されている。前者はファームウェアを格納し、後者は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の半導体記憶装置またはＨＤＤを含み、ＣＰＵ６１に環境変数等の保存領域を提供する。

主制御部６０は、ＣＰＵ６１の実行する各種ファームウェアに従い、操作部５０からの操作情報に基づいてプリンター１３０内の他の要素１０−５０を制御する。具体的には、主制御部６０は操作部５０に操作画面を表示させてユーザーの操作を受け付けさせる。この操作に応じて主制御部６０は、稼動モード、待機モード、スリープモード等の動作モードを決定し、その動作モードを他の要素１０−５０へ駆動信号で通知してその動作モードに応じた処理を各要素に実行させる。たとえば、操作部５０が印刷ジョブを受け付けたとき、主制御部６０はまず操作部５０に印刷対象の画像データをＲＡＭ６２へ転送させる。主制御部６０は次に、各要素１０−５０へ稼働モードを通知し、処理に必要なパラメーターの値を印刷条件に従って指定する。たとえば、給送部１０には、給送対象のシートの収容場所（給紙カセット１１または手差しトレイ１６）、紙種、サイズ、枚数、および給送のタイミングを指定し、作像部２０には画像データを提供し、定着部３０には定着ローラー３１の温度を指定する。

−給紙部の制御系統−
給送部１０、作像部２０、定着部３０、および排紙部４０はそれぞれ、所属する可動部材を制御する電子回路系統を備えている。各系統は、モーター、ソレノイド等のアクチュエーター１０Ａ−４０Ａに対する制御回路１０Ｃ−４０Ｃと駆動回路１０Ｄ−４０Ｄとを含み、アクチュエーター１０Ａ−４０Ａが可動部材に与えるべき駆動力を制御する。給紙部１０では可動部材が搬送ローラー群１２Ｐ、１２Ｆ、１２Ｒ、１３、１４、１５Ｆ、１５Ｒ、１６Ｘを含み、アクチュエーター１０Ａが、給紙モーター、クラッチ１５Ｍ、ソレノイド１５Ｄ、およびフラッパーソレノイド１６Ｄを含む。制御回路１０Ｃ−４０Ｃは、ＭＰＵ／ＣＰＵ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはプログラム可能な集積回路（ＦＰＧＡ）等の電子回路であり、主制御部６０から指定されたパラメーターの値に従ってアクチュエーターの出力（制御量）に対する目標値を設定して駆動回路１０Ｄ−４０Ｄに指示する。たとえば搬送ローラーの駆動制御では、主制御部６０から指定されたシートの搬送速度の目標値とモーターからフィードバックされる実際の回転数とに基づいてそのモーターに対する印加電圧の目標値が指示される。さらに、主制御部６０から指定された搬送のタイミングに従って、そのモーターに対する電圧印加のタイミングが指示される。駆動回路１０Ｄ−４０Ｄはスイッチングコンバーターであり、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等のパワートランジスタをスイッチング素子として利用してアクチュエーターへの供給電力を調節することにより、その出力を目標値に維持する。

図１１は、給紙部１０の制御回路が駆動回路へ送る信号のタイミングチャートの一例である。この例は、手差しトレイ１６に積載されたシートの束から３枚を連続して給紙する際の動作を示す。

印刷開始前の待機モードでは、押上板１６５と可動ホルダー１６３とは共に退避位置に静止している。手差しトレイ１６から連続して３枚のシートを給送するように主制御部６０から指示されたとき、給紙部１０の制御回路は、手差しトレイ１６に積載されたシートの存在を、たとえば可動トレイ１６２の内面１６４に組み込まれた機械スイッチ等のセンサー（図は示していない。）の状態から確認する。その状態に異常がなければ、制御回路は給紙準備を開始する。まず、制御回路はフラッパーソレノイド１６Ｄに爪１６Ｋを段付環１６Ｒの突起１６Ｅから解除させた上で給紙モーターを十分に低い速度で起動させる。これによりカム１６Ｃが回転し始めるので、押上板１６５が退避位置から移動し始める（図１１の示す開始時刻Ｔ０参照）。光センサー１６Ｔの出力信号からカム１６Ｃが半回転したことが確認された場合、制御回路はフラッパーソレノイド１６Ｄに爪１６Ｋを段付環１６Ｒの次の突起１６Ｅに引っ掛けさせた上で、クラッチ１５Ｍに給紙モーターからの駆動トルクを遮断させる。これにより、押上板１６５が圧接位置において、その上に載せられたシートの先端を給紙ローラー１５Ｆの外周面に押し付けた状態で停止する。押上板１６５の移動中、クラッチ１５Ｍからの駆動トルクで給紙ローラー１５Ｆと補助ローラー１６Ｘとが回転する。しかし、クラッチ１５Ｍの回転が十分に低速であるので、給紙ローラー１５Ｆはシートに十分な搬送力が与えられない。また、可動ホルダー１６３が退避位置にあるので、補助ローラー１６Ｘはシートには接触しない。したがって、開始時刻Ｔ０ではまだ可動トレイ１６２からシートが移動しない。次に、給紙部１０の制御回路はソレノイド１５Ｄにプランジャー１５Ｐを引き込ませる（図１１の示す第１時刻Ｔ１参照）。これにより、可動ホルダー１６３が退避位置から圧接位置へ移動して補助ローラー１６Ｘの外周面を、すでに圧接位置にある押上板１６５の上のシートＳＨ４に押し付ける。こうして、押上板１６５と可動ホルダー１６３との両方が圧接位置に移動した状態で給紙準備が完了する。

図１１の示す第２時刻Ｔ２（＞Ｔ１）に、給紙部１０の制御回路は給紙を開始する。まず、制御回路は給紙モーターを、主制御部６０から指定されたシートの搬送速度に対応する回転速度で起動させる。これにより、給紙ローラー１５Ｆがシートの搬送速度に対応する速度で回転し、それに同期して補助ローラー１６Ｘが給紙ローラー１５Ｆと同方向へ回転するので、最初のシートが手差しトレイ１６から繰り出される。制御回路は給紙モーターの駆動を第３時刻Ｔ３まで継続させる。第２時刻Ｔ２から第３時刻Ｔ３までの時間Ｔ３−Ｔ２は少なくとも、最初のシートの先端が給紙ローラー１５Ｆからタイミングローラー１４まで移動するのに必要な時間に等しい。第３時刻Ｔ３ではまだ、タイミングローラー１４が停止しているので、最初のシートは先端の進行がタイミングローラー１４に阻止され、給紙ローラー１５Ｆとの間の搬送経路内でループ状に変形した後に停止させられる。このループが所望の大きさであるように、第２時刻Ｔ２から第３時刻Ｔ３までの時間Ｔ３−Ｔ２は設定されている。

その後、主制御部６０からの指示に応じて給送部１０の制御回路は、タイミングローラー１４と共に、給紙ローラー１５Ｆと補助ローラー１６Ｘとを回転させ始める（図１１の示す第４時刻Ｔ４参照）。これにより、転写対象のトナー像が中間転写ベルト２３の駆動ローラー２３Ｒと２次転写ローラー２４との間のニップへ進入するタイミングで、最初のシートがこのニップへ通紙される。最初のシートの後端が給紙ローラー１５Ｆと分離ローラー１５Ｒとの間のニップを抜け出る予定の第５時刻Ｔ５には、制御回路がクラッチ１５Ｍに給紙モーターからの駆動トルクを遮断させるので、給紙ローラー１５Ｆと補助ローラー１６Ｘとが停止する。最初のシートの後端が更にタイミングローラー１４を抜け出る予定の第６時刻Ｔ６には、制御回路がタイミングローラー１４を停止させる。こうして最初のシートの給紙が完了する。

第２時刻Ｔ２から第６時刻Ｔ６までの給紙動作を給送部１０の制御回路は給送対象のシートの枚数に等しい回数、図１１では３回繰り返す。これにより、３枚のシートが連続して手差しトレイ１６から給紙される。最後のシートの後端が給紙ローラー１５Ｆと分離ローラー１５Ｒとの間のニップを抜け出る予定の第７時刻Ｔ７にクラッチ１５Ｍに給紙モーターからの駆動トルクを遮断させた後、制御回路は給紙の終了処理を開始する。まず、制御回路はソレノイド１５Ｄにプランジャー１５Ｐを押し出させる（図１１の示す第８時刻Ｔ８参照）。これにより、可動ホルダー１６３が圧接位置から退避位置へ移動して補助ローラー１６Ｘを、まだ圧接位置にある押上板１６５から遠ざける。次に、制御回路はフラッパーソレノイド１６Ｄに爪１６Ｋを段付環１６Ｒの突起１６Ｅから解除させた上で、クラッチ１５Ｍを十分な低速で回転させる。これによりカム１６Ｃが回転し始めるので、押上板１６５が圧接位置から移動し始める（図１１の示す第９時刻Ｔ９参照）。光センサー１６Ｔの出力信号からカム１６Ｃが半回転したことが確認された場合、制御回路はフラッパーソレノイド１６Ｄに爪１６Ｋを段付環１６Ｒの次の突起１６Ｅに引っ掛けさせた上でクラッチ１５Ｍに給紙モーターからの駆動トルクを遮断させる。これにより、押上板１６５が給紙ローラー１５Ｆから退避位置まで遠ざかる。こうして、押上板１６５と可動ホルダー１６３との両方が退避位置に移動した状態で給紙の終了処理が完了する。

［実施形態の利点］
本発明の実施形態による給紙装置、すなわちＭＦＰ１００の給送部１０では、手差しトレイ１６の押上板１６５の軌道ＴＲＣに対して搬送方向の上流側で補助ローラー１６Ｘが押上板１６５に押し上げられたシートＳＨ４に搬送力を、給紙ローラー１５Ｆの搬送方向へ加える。これにより、このシートＳＨ４は、その先端と給紙ローラー１５Ｆの外周面との間の接触状態を確実に維持するので、給紙ローラー１５Ｆと分離ローラー１５Ｒとの間のニップＮＰへ確実に進入する。補助ローラー１６Ｘの搬送力の強さは、シートＳＨ４の先端が誤って給紙ローラー１５Ｆの外周面から外れた場合にその先端を給紙ローラー１５Ｆの外周面と接触する位置まで戻す程度である。したがって、補助ローラー１６Ｘは給紙ローラー１５Ｆからの距離が小さくてもよく、かつ給紙ローラー１５Ｆよりも小型でよいので、それを内部に収める可動ホルダー１６３は、その揺動範囲が可動トレイ１６２の開閉に伴う移動範囲には干渉しないように小型化可能である。それ故、可動トレイ１６２を閉じる際に可動トレイ１６２の内面１６４に可動ホルダー１６３を避けさせるための構造も機構も不要である。こうして、手差しトレイ１６の給紙機構は、ピックアップローラーの省略による小型化、低コスト化を妨げることなく、シートの取り込みの確実性を向上させることができる。

［変形例］
（A）図１の示す画像形成装置１００はＭＦＰである。本発明の実施形態による給紙装置はその他に、プリンター、コピー機、ファクシミリ機等の単機能の画像形成装置、スキャナー等の画像読取装置が備えたＡＤＦ、フィニッシャー、自動区分け機等のシート搬送装置のいずれにおいても利用可能である。また、補助ローラー１６Ｘは、上記の実施形態による手差しトレイ１６と同様な手差しトレイには限らず、たとえば上記の給紙カセット１１において、ピックアップローラー１５Ｐに代えて適用することも可能である。

（B）図６、図７の示す給紙機構では給紙ローラー１５Ｆが分離ローラー１５Ｒとニップを形成している。その他に、給紙ローラー１５Ｆは弾性体製のパッドとニップを形成していてもよい。また、押上板１６５の可動辺１６７の全体または中央部に沿って、人工皮革等、シートに対する摩擦係数の高い膜状または板状の部材が、重送防止部材として貼り付けられていてもよい。手差しトレイ１６に複数枚のシートが積載される場合、給紙ローラー１５Ｆが繰り出すシートの直下のシートが重送防止部材との摩擦力によって進行が阻まれ、その連れ送りが防止される。

（C）図６、図７の示す給紙機構では、ギア列１６Ｇが駆動軸１５Ｓから駆動トルクの一部を補助ローラー１６Ｘの中心軸へ伝える。このギア列１６Ｇに代えて、ベルトがトルク伝達に利用されてもよい。

図１２は、そのようなベルトをトルク伝達に利用している可動ホルダー１７３の中の機構の断面図である。この可動ホルダー１７３の中では、給紙ローラー１５Ｆの中心軸に同軸に接続された駆動プーリーと、補助ローラー１６Ｘの中心軸に同軸に接続された従動プーリーとの間にベルト１７Ｂが懸架されている。給紙ローラー１５Ｆの回転に伴ってベルト１７Ｂが回転することにより、駆動軸１５Ｓから給紙ローラー１５Ｆの中心軸へ伝わる駆動トルクの一部が補助ローラー１６Ｘの中心軸へ伝わる。その結果、補助ローラー１６Ｘは給紙ローラー１５Ｆと同方向（図１２では時計方向）へ同じタイミングで回転し、停止する。さらに、ベルト１７Ｂの張力ＴＮＳは可動ホルダー１７３自体に対しても、押上板１６５へ押し付けるように回転させる方向のトルクを作用させる。これにより、補助ローラー１６Ｘがシートに与える圧力を補うことにより、錘１６Ｗが省略可能である。

（D）図６、図７が示す可動トレイ１６２の押上板１６５と可動ホルダー１６３との間では、図１１が示すタイミングで退避位置と圧接位置とが切り換えられる。このタイミングは、給紙部１０の制御回路によるソレノイド１５Ｄ、１６Ｄに対する電子制御で実現される。その他に、たとえば、押上板１６５を揺動させるトルクの一部が、ギア、ベルト等のトルク伝達機構によって可動ホルダー１６３へ伝えられる機械的なタイミング制御が実現されるように、手差しトレイ１６の給紙機構が設計されていてもよい。

本発明は給紙装置に関し、上記のとおり、押し上げられるトレイの端部の軌道に対して搬送方向の上流側に補助ローラーを設置して、トレイの端部越しに押し上げられたシートに搬送力を加える。このように、本発明は明らかに産業上利用可能である。

１００ ＭＦＰ
１３０ プリンター
１０ 給送部
２０ 作像部
３０ 定着部
４０ 排紙部
１６ 手差しトレイ
１５Ｆ 給紙ローラー
１５Ｓ 駆動軸
１５Ｍ クラッチ
１５Ｒ 分離ローラー
１５Ｄ ソレノイド
１５Ｐ ソレノイドのプランジャー
１５Ｌ リンクレバー
１５１ リンクレバーの揺動軸
１５２ リンクレバーの力点側アーム
１５３ リンクレバーの作用点側アーム
１６２ 可動トレイ
１６４ 可動トレイの内面
１６５ 押上板
１６６ 押上板の固定辺
１６７ 押上板の可動辺
１６Ｅ 段付環の外周面の突起
１６３ 可動ホルダー
１６Ａ 可動ホルダーの腕部
１６Ｐ 可動ホルダーの側面の突起
１６Ｘ 補助ローラー
１６Ｇ 可動ホルダー内のギア列
１６Ｗ 錘
１６１ フレーム
１６８ フレームの梁
１６９ フレームの側柱
１６Ｂ フレームの底部の軸受
１６Ｃ カム
１６Ｈ フレームの側柱内のギア列
１６Ｒ 段付環
１６Ｓ 遮蔽板
１６Ｔ 光センサー
１６Ｄ フラッパーソレノイド
１６Ｆ フラッパー
１６Ｋ フラッパーの爪

Claims (14)

1. トレイに積載されたシートの束からシートを繰り出す給紙装置であって、
   前記束の先端の下に位置する前記トレイの端部を押し上げる押上機構と、
   前記押上機構が前記トレイの端部を押し上げる際の当該端部の軌道、またはその延長線と交差する外周面を含み、当該外周面へ前記押上機構が前記トレイの端部越しに押し付けるシートに搬送力を加えて当該シートを搬送方向へ移動させる給紙ローラーと、
   前記トレイの端部の軌道に対して前記搬送方向の下流側で前記給紙ローラーとニップを形成している部材であり、前記給紙ローラーの搬送力で前記ニップへ進入するシートに、当該搬送力とは逆方向の抵抗力を加える分離部材と、
   前記トレイの端部の軌道に対して前記搬送方向の上流側に外周面を含み、当該外周面へ前記押上機構が前記トレイの端部越しに押し付けるシートに搬送力を前記搬送方向へ加えることにより、当該シートに前記給紙ローラーの外周面との接触状態を維持させる補助ローラーと
   を備えた給紙装置。
2. 前記補助ローラーは前記給紙ローラーよりも搬送力が弱く、かつシートの送り量が小さく設計されていることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 仮に前記給紙ローラーと前記分離部材との間のニップでシートの先端が進行を阻まれた場合には当該シートの表面上で前記補助ローラーがスリップするように、前記補助ローラーの搬送力に上限が設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の給紙装置。
4. 前記補助ローラーを、前記押上機構が前記トレイの端部を押し上げることに伴うシートの移動可能範囲と外周面が交差する圧接位置と、当該移動可能範囲の外に外周面が位置する退避位置との間で移動可能に支持する支持機構
   を更に備えた、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の給紙装置。
5. 前記支持機構は前記補助ローラーを、前記給紙ローラーの回転中は前記圧接位置に維持し、前記給紙ローラーの停止に伴って前記退避位置へ移動させることを特徴とする、請求項４に記載の給紙装置。
6. 前記支持機構は前記補助ローラーを、前記押上機構が前記トレイの端部を押し上げている間は前記圧接位置に維持し、前記押上機構が前記トレイの端部を下げる際に前記退避位置へ移動させることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の給紙装置。
7. 前記圧接位置において前記補助ローラーの外周面がシートに加える力のうち当該シートの法線方向における成分の大きさは、前記支持機構のうち前記補助ローラーの軸受を含む部材と前記補助ローラーとの全体の重みで決定されていることを特徴とする、請求項４から請求項６までのいずれかに記載の給紙装置。
8. 前記支持機構は、
   アクチュエーターと、
   前記アクチュエーターの出力を用いて前記補助ローラーを移動させるリンク機構と
   を含む、請求項４から請求項７までのいずれかに記載の給紙装置。
9. 前記補助ローラーは、
   前記給紙ローラーに作用する駆動トルクの一部を前記補助ローラーへ伝達して、前記補助ローラーの回転を前記給紙ローラーの回転に同期させるトルク伝達機構
   を含む、請求項１から請求項８までのいずれかに記載の給紙装置。
10. 前記トルク伝達機構は、
    前記補助ローラーの軸と前記給紙ローラーの軸との間に懸架され、前記給紙ローラーの回転に前記補助ローラーの回転を従動させるベルト
    を含む、請求項９に記載の給紙装置。
11. 前記分離部材は、前記給紙ローラーとニップを形成する弾性体のパッドを含む、請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の給紙装置。
12. 前記分離部材は、前記給紙ローラーとニップを形成するトルクリミッター付き分離ローラーを含む、請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の給紙装置。
13. 前記トレイは手差しトレイであることを特徴とする、請求項１から請求項１２までのいずれかに記載の給紙装置。
14. 請求項１から請求項１３までのいずれかに記載の給紙装置と、
    前記給紙装置から繰り出されたシートを搬送する搬送部と、
    前記搬送部が搬送しているシートに画像を形成する印刷部と
    を備えた画像形成装置。