JP2023043589A - 給紙装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給紙搬送性能及びメンテナンス性を維持しつつ、給紙機構のジャム処理性を改善することのできる給紙装置を提供する。【解決手段】給紙装置は、用紙Ｐを給紙ローラ７２と分離ローラ７３とからなるニップ部Ｈに給紙し、用紙Ｐを検出する用紙有無検知アクチュエータ６１を有し、用紙有無検知アクチュエータ６１の形状は、平板状で且つ先端部のニップ部Ｈに対向する位置に円弧状の部分６１ａを有する。【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置に用紙を供給する給紙装置、及びこれを備えた画像形成装置に関し、特に、用紙載置台に載置された用紙の有無を正確に検出するための構造に関する。

従来、給紙装置には、給紙カセットや手差しトレイ等の用紙載置台の用紙の有無を検出する機構が備えられる構成のものがある。この機構では、用紙載置台を給紙方向下流側に向かって下方に傾斜するように配置すると共に、その用紙載置台に載置される用紙の先端部を所定圧力で給紙方向上流側に押す動作片を設けている。そして、用紙が無いときには、動作片が所定圧力で給紙方向上流側に移動した初期位置にある一方、多数の用紙が載置されているときには、それら用紙の自重により動作片が所定圧力に抗して初期位置から後方（搬送方向下流側）に押し戻されることにより、用紙が載置されていると検出する構成である。

この用紙を検出する機構として、特許文献１では、く字状に曲がったく字状板を用紙有無検知アクチュエータとして用いている。

また、特許文献２では、原稿を搬送して読み取りを行なう原稿搬送部にフォトインタラプタ式のセンサを設け、センサによる原稿の有無によって遮蔽、透過を切り分けるための板状のアクチュエータを有し、この板状のアクチュエータを、原稿詰まり時の解除用に開閉可能な開閉カバーに取り付けた構成を開示している。

特開２０２０－００７０６１号公報 特開２００３－８１４８５号公報

複合機の手差し給紙装置においては、用紙有無検知アクチュエータの先端に、特許文献１や２に記載された板状やカマキリ状を採用している。ここで、カマキリ状とは特許文献１にあるような、く字状に曲がったものをいい、板状とは、このような曲りがなく、直線状のものをいう。

板状では、用紙がジャムするとジャム処理時、用紙が板状の先端に引っ掛かりやすく、用紙が破れ紙片がマシンに残ってしまう場合がある。カマキリ状では、先端が重く復帰が遅れて複写速度（Copy Per Minute）が悪化する。カマキリ状のサイズが大きいため、給紙分離ローラ交換の邪魔になり、メンテナンス性が落ちる、という問題があった。

本発明は、係る点に鑑み、その目的は、給紙搬送性能及びメンテナンス性を維持しつつ、給紙機構のジャム処理性を改善することのできる給紙装置を提供することを目的とする。

本発明に係る給紙装置は、画像形成装置に用紙を供給する給紙装置であって、
用紙を検出する用紙有無検知アクチュエータを有し、用紙有無検知アクチュエータの形状は、平板状で且つ先端部に円弧状の部分を有することを特徴とする。

この発明によれば、用紙有無検知アクチュエータの形状を、平板状で且つ先端部に円弧状の部分を有するようにしたため、ジャム時に用紙の引っ掛かりが無くなり、センサオフのタイミングが早くなる。

その結果、給紙搬送性能及びメンテナンス性を維持しつつ、給紙機構のジャム処理性を改善することのできる用紙有無検知アクチュエータを有する給紙装置を提供できる。

好ましくは、用紙有無検知アクチュエータの先端部の円弧状の部分は、ニップ部に対向する位置を中心として１８０度にわたって設けられる。

さらに好ましくは、用紙有無検知アクチュエータの先端部の円弧状の部分は、点Ｏを中心として半径Ｒを有する形状であり、点Ｏは、ニップ部よりもＬだけ高い位置にあり、Ｌ＜Ｒである。

この発明の他の局面においては、画像形成装置は、用紙に画像を形成する画像形成部と、を備える。

本発明によれば、用紙有無検知アクチュエータの形状を、平板状で且つ先端部に円弧状の部分を有するようにしたため、ジャム時に用紙の引っ掛かりが無くなり、センサオフのタイミングが早くなる。その結果、給紙搬送性能及びメンテナンス性を維持しつつ、給紙機構のジャム処理性を改善することのできる用紙有無検知アクチュエータを有する給紙装置を提供できる。

給紙装置を備えた画像形成装置を示す断面図である。 同給紙装置としての手差し装置周りを模式的に示す側面図である。 同手差し装置周りを模式的に示す平面図である。 同手差し装置周りを拡大した具体的構成を示す側断面図である。 この実施の形態に係る用紙有無検知アクチュエータの形状及びニップ部との位置関係を示す図である。 用紙有無検知アクチュエータの位置におけるジャム紙の効果を示す図である。 用紙有無検知アクチュエータの位置におけるジャム紙の効果を示す図である。 用紙有無検知アクチュエータの位置におけるジャム紙の効果を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、この実施形態に係る給紙装置を備えた画像形成装置を示す断面図である。

同図において、この画像形成装置１は、原稿を読取って記録用紙に印刷する複写機能を有するものであって、原稿読取り装置２、原稿搬送装置（ＡＤＦ）３、印刷部４、給紙装置５、手差し装置（給紙装置）７、及び用紙搬送部８等を備えている。原稿読取り装置２及び原稿搬送装置３は、画像形成装置１の本体の上側に搭載され、また印刷部４、給紙装置５、及び用紙搬送部８は、画像形成装置１の本体に内蔵され、更に手差し装置７は、画像形成装置１の本体側壁に取り付けられている。

この画像形成装置１において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は単色（例えばブラック）を用いたモノクロ画像に応じたものである。このため、印刷部（画像形成部）４においては、現像装置１２、感光体ドラム１３、ドラムクリーニング装置１４、及び帯電装置１５等が各色に応じた４種類のトナー像を形成するためにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローに対応付けられて、４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが構成されている。

各画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄのいずれにおいても、ドラムクリーニング装置１４により感光体ドラム１３表面の残留トナーを除去及び回収した後、帯電装置１５により感光体ドラム１３の表面を所定の電位に均一に帯電させ、光走査装置１１により感光体ドラム１３表面を露光して、その表面に静電潜像を形成し、現像装置１２により感光体ドラム１３表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム１３表面にトナー像を形成する。これにより、各感光体ドラム１３表面に各色のトナー像が形成される。

この後、中間転写ベルト２１を矢印方向Ｃに周回移動させつつ、ベルトクリーニング装置２２により中間転写ベルト２１の残留トナーを除去及び回収し、各感光体ドラム１３表面に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１に転写して、中間転写ベルト２１上にカラーのトナー像を形成する。

中間転写ベルト２１と２次転写装置２３の転写ローラ２３ａとの間にはニップ部が形成されており、Ｓ字状の用紙搬送経路Ｒ１を通じて搬送されて来た記録用紙をそのニップ部に挟み込んで搬送しつつ、中間転写ベルト２１表面のカラーのトナー像を記録用紙上に転写する。そして、定着装置１７の加熱ローラ２４と加圧ローラ２５との間に記録用紙を挟み込んで加熱及び加圧し、記録用紙上のカラーのトナー像を定着させる。

一方、用紙搬送部（取込部）８では、記録用紙が給紙装置５や手差し装置７から送り出されて用紙搬送経路Ｒ１を通じて搬送されて取り込まれ、この記録用紙が、２次転写装置２３や定着装置１７を経由し、排紙ローラ３６を介して排紙トレイ３９へと搬出される。この用紙搬送経路Ｒ１には、記録用紙を一旦停止させて、記録用紙先端を揃えた後、中間転写ベルト２１と転写ローラ２３ａ間のニップ部でのトナー像の転写タイミングに合わせて記録用紙の搬送を開始する各レジストローラ３４、記録用紙の搬送を促す各搬送ローラ３５、各排紙ローラ３６等が配置されている。

給紙装置５は、画像形成装置１の下部に配置されたカセット５１、記録用紙が積載される給紙トレイ５２、給紙トレイ５２の一端上側に設けられたピックアップローラ５３、ピックアップローラ５３よりも用紙搬送方向（以下、給紙方向という）の下流側に配置された給紙ローラ５４、及び給紙ローラ５４に圧接された分離ローラ５５等を備えている。この給紙装置５では、ピックアップローラ５３により給紙トレイ５２から記録用紙を引き出して給紙ローラ５４へと導き、記録用紙を給紙ローラ５４と分離ローラ５５との間に通して１枚ずつに分離して用紙搬送経路Ｒ１へと送り出している。

また、手差し装置７は、画像形成装置１の本体側壁に配置されており、記録用紙（用紙）が積載される手差しトレイ（用紙載置台）７１、手差しトレイ７１の一端上側に設けられた給紙ローラ７２、給紙ローラ７２に圧接された分離ローラ７３、及び給紙ローラ７２と分離ローラ７３との間のニップ部よりも記録用紙の給紙方向上流側に配置された用紙案内部材７４等を備えている。この手差し装置７では、給紙ローラ７２の図中時計方向Ｆへの回転により、記録用紙を手差しトレイ７１から用紙案内部材７４を経由して給紙ローラ７２と分離ローラ７３との間のニップ部へと導き、記録用紙をニップ部に通して１枚ずつに分離して用紙搬送経路Ｒ１へと送り出している。

次に、本発明の給紙装置の第１実施形態である手差し装置７について詳しく説明する。図２は、手差し装置７を模式的に示す側面図である。

図２に示すように、手差しトレイ７１は、その先端部分７１ａが下方となるように傾斜して配置されており、その先端部分７１ａには、第１傾斜当接部７１ｂ、第２傾斜当接部７１ｃ、及び第３傾斜当接部７１ｄが記録用紙の給紙方向Ｅの上流側から順次設けられている。手差しトレイ７１の上面には、記録用紙を挟み込んでガイドする一対のガイド板７５が設けられている。各ガイド板７５は、給紙方向Ｅと直交する方向に移動可能に設けられて、図示しない機構により手差しトレイ７１の中心に対して対称に連動して移動され、該各ガイド板７５の間に挟み込まれた記録用紙の中心を手差しトレイ７１の中心に一致させる。

手差しトレイ７１の先端部分７１ａの第３傾斜当接部７１ｄの上方に給紙ローラ７２が配置され、給紙ローラ７２の下側に分離ローラ７３が配置されている。分離ローラ７３は、その軸７３ａが給紙ローラ７２の駆動軸７２ａと平行であり、バネ（図示せず）により分離ローラ７３の軸７３ａの軸受け（図示せず）が給紙ローラ７２の側に付勢されて、分離ローラ７３が給紙ローラ７２に圧接され、給紙ローラ７２と分離ローラ７３との間にニップ部Ｈが形成されている。

第３傾斜当接部７１ｄは、その上端部に用紙案内部材７４が固定され、用紙案内部材７４が給紙ローラ７２の表面へと延在し、用紙案内部材７４の先端が給紙ローラ７２の表面に接触するか又はその表面より僅かに離間している。

図３は、同手差し装置７周りを模式的に示す平面図である。図４は、手差し装置７周りを拡大した具体的構成を示す側面図である。図３に示したように、手差し装置７において、手差しトレイ７１は給紙方向Ｅと直交する方向（以下、横幅方向ともいう）に長い長方形状に形成される。手差しトレイ７１の給紙方向Ｅ側の長さは、小サイズの記録用紙、例えばＡ６サイズの記録用紙の長さ近傍に設定される。手差しトレイ７１の上面はほぼ平面に形成され、この平面が記録用紙を載置する載置面７１ｇとなる。図４に示すように、この載置面７１ｇに小サイズの記録用紙Ｐｓを載置したとき、記録用紙Ｐｓの給紙方向Ｅ上流側の端部（以下、後端部ともいう）は、手差しトレイ７１の後端部に位置する。また、前記載置面７１ｇには、前記一対のガイド板７５が設けられ、このガイド板７５により載置面７１ｇ上に記録用紙の中心を横幅方向の中心線ｌ上に位置付ける構成である。

更に、前記手差しトレイ７１の給紙方向Ｅの上流側には、長方形状に形成された拡張トレイ（拡張用紙載置台）８０が配置される。拡張トレイ８０は、その給紙方向Ｅ下流側の端部（以下、前端部ともいう）に、給紙方向Ｅ側に突出した形状の２つの接続部８０ａ、８０ｂを有する。この２つの接続部８０ａ、８０ｂは、拡張トレイ８０の左端部及び右端部（給紙方向Ｅと直交する方向の一端部及び他端部）に形成され、手差しトレイ７１の後端部に形成した軸支点（図示せず）に回動可能に軸支される。前記２つの接続部８０ａ、８０ｂには、図４にも示したように、上方に盛り上がる形状の盛上り部８０ｃ，８０ｄが
形成されている。前記拡張トレイ８０の上面は、前記盛上り部８０ｃ，８０ｄを除いて平面に形成され、この平面が大記録用紙の後部を載置する載置面８０ｅとなる。

図３において、給紙ローラ７２は、手差しトレイ７１の給紙方向Ｅの下流端近傍に配置される。また、この給紙ローラ７２は、その中心が手差しトレイ７１の中心線ｌの延長線上に位置している。

図４は、手差しトレイ７１及び拡張トレイ８０を開いた状態を示している。手差しトレイ７１は、詳示しないが、その下端部が画像形成装置１の本体側壁を形成する側壁１ａに回動可能に軸支されていて、手差しトレイ７１が画像形成装置１の側壁１ａ内に収容される閉位置と、この閉位置から手差しトレイ７１を軸支点を中心に図４で時計方向に回動させた図示の開位置とに位置付けられる。

一方、拡張トレイ８０は手差しトレイ７１の直上方に重ねて位置する収納位置と、拡張トレイ８０を軸支点を中心に図４で時計方向に回動させて、手差しトレイ７１と拡張トレイ８０とで連続した載置面を形成する図示の拡張位置とに位置付けられる。

手差し装置７を使用して記録用紙を給紙する場合には、手差しトレイ７１を図示の開位置に位置付け、更に拡張トレイ８０を収納位置から拡張位置に位置付ける。この状態において、小サイズの記録用紙Ｐｓを手差しトレイ７１の載置面７１ｇに載置する。一方、載置する用紙の後端部が手差しトレイ７１の後端部を超える大サイズの記録用紙Ｐｌの場合には、この大サイズの記録用紙Ｐｌの前部を手差しトレイ７１の載置面７１ｇに載置し、その後部を拡張トレイ８０の載置面８０ｅに載置する。このとき、大サイズの記録用紙Ｐｌの後部は、拡張トレイ８０の２つの接続部８０ａ，８ｂに形成した盛上り部８０ｃ、８０ｄに当接して上方に持ち上げられた状態で、載置面８０ｅに載置される。

図４から判るように、手差しトレイ７１は、図示の開位置にあるとき、その後端部が先端部の軸支点（図示せず）よりも上方に位置して、手差しトレイ７１の全体が給紙方向Ｅの下流側に向って傾斜角度θ１で傾斜するよう位置付けられる。従って、手差しトレイ７１の載置面７１ｇに小サイズの記録用紙Ｐｓを載置した場合には、記録用紙Ｐｓは自重で給紙方向Ｅの下流側に向って移動する。

また、拡張トレイ８０も、図示の拡張位置にあるとき、その後端部が先端部の軸支点（図示せず）よりも上方に位置して、拡張トレイ８０の全体が給紙方向Ｅの下流側に向って傾斜角度θ２で傾斜するよう位置付けられる。この拡張トレイ８０の傾斜角度θ２は、前記手差しトレイ７１の傾斜角度θ１とは異なって、手差しトレイ７１の傾斜角度θ１よりも大きい角度（θ２＞θ１）に設定されている。

図４に示したように、前記手差しトレイ７１の前端部近傍には、この前端部に対向して用紙検出部６０が配置される。この用紙検出部６０は、図３に示したように、給紙ローラ７２の側方（給紙方向Ｅと直交する方向）に配置され、用紙有無検知アクチュエータ（動作片）６１を有している。

なお、ここでは、この発明の実施の形態に係る用紙有無検知アクチュエータ６１の理解の容易のために、図４では、給紙ローラ７２と分離ローラ７３との大きさを同じにして、図２とは図面を変更している。

図４を参照して、用紙有無検知アクチュエータ６１は、先端に円弧状の部分６１ａを有する直線状の平板と、この平板を給紙方向Ｅの上流側に向って付勢する付勢バネ６３とから成る。

用紙有無検知アクチュエータ６１では、付勢バネ６３の付勢力（所定圧力）により、用紙有無検知アクチュエータ６１が軸６２を中心に給紙方向Ｅの上流側に向って回動し、これに伴い軸６２が時計方向に回動して、用紙有無検知アクチュエータ６１が給紙方向Ｅの上流側に向って回動し、手差しトレイ７１上の記録用紙Ｐｓ、Ｐｌの先端部を給紙方向Ｅの上流側に向って押し返す。

図５は、手差し給紙装置に設けられた給紙ローラ７２と分離ローラ７３と、その上流側に設けられた用紙有無検知アクチュエータ６１の位置関係を示す図である。給紙ローラ７２と分離ローラ７３との間にニップ部Ｈが形成されており、その下流側に用紙Ｐを検出する用紙有無検知アクチュエータ６１が設けられる。

［第１実施形態］
この実施の形態においては、用紙有無検知アクチュエータ６１の形状は、軸６２に支持された平板状で、且つ、ニップ部Ｈに対向する先端部に円弧状の部分６１ａを有する。なお、軸６２に支持された下端部は一定の幅を有する直線状である。ここで、ニップ部Ｈに対向する円弧状の部分６１ａは、ニップ部Ｈに対向する位置を中心として、その上下に少なくとも９０度、好ましくは１８０度にわたって設けられる。

また、円弧状の部分６１ａの、円弧中心Ｏからニップ部Ｈまでの距離Ｌは、円弧半径Ｒより小さい。一つの実施の形態においては、Ｒ＝５ｍｍであり、Ｌ＝１．２７ｍｍである。

なお、後に説明する、ニップ部Ｈに対向しない、ジャムした用紙Ｐが当たらない用紙有無検知アクチュエータ６１の部分は、円弧状で無くてもよい。

ここで、円弧中心Ｏからニップ部Ｈまでの距離Ｌは正の数値であるが、これは、この値が負になると、用紙Ｐが軽い場合に用紙Ｐが上に浮いてしまうためである。

なお、ここでは、先端部の上端はジャムした用紙Ｐを滑らかにガイドするように上に凸の曲線状であり、ニップ部Ｈに対向しない側では、その曲線の終端部からニップ部Ｈから離れる斜め下方向に一定の幅を有する平板状になっており、給紙時に用紙Ｐが滑らかに搬送されるようになっている。

［第２実施形態］
すなわち、用紙有無検知アクチュエータ６１のニップ部Ｈに面する先端は、点Ｏを中心とした半径Ｒの円弧状であり、円弧中心Ｏからニップ部Ｈの位置までの上下方向の距離Ｌは、円弧半径Ｒより小さい（Ｌ＜Ｒ）。

次に、用紙有無検知アクチュエータの先端をこのように規定した理由について説明する。

図６は、これを説明するための図である。図６Ａは、図５と同様のＬ＜Ｒの場合の図であり、図６Ｂは、Ｌ＝Ｒの場合を示す図であり、図６Ｃは、Ｌ＞Ｒの場合を示す図であり、それぞれの場合において、給紙ローラ７２と分離ローラ７３との間のニップ領域７６でジャムが生じた場合の用紙の下流側の状態を示す。

まず、図６Ａの場合は、給紙ローラ７２と分離ローラ７３との間のニップ部Ｈで用紙Ｐがジャムした状態を示す図である。この場合、用紙有無検知アクチュエータ６１は、ニップ部Ｈよりも高い位置（距離Ｌだけ）でより大きな半径（Ｒ＞Ｌ）の円弧状を有しているため、ジャムした用紙Ｐは用紙有無検知アクチュエータ６１の円弧状の上に滑らかにガイドされる。したがってジャム処理が容易になる。

図６Ｂは、Ｒ＝Ｌの場合のニップ部Ｈで用紙Ｐがジャムした状態を示す図である。この場合、用紙有無検知アクチュエータ６１は、その円弧状の中心Ｏがニップ部Ｈよりも高い位置（距離Ｌ）にあるが、その距離が円弧状の部分の径と同じであるため、ジャムした用紙Ｐが用紙有無検知アクチュエータ６１の円弧の下に入る可能性があり、ジャムした用紙Ｐが用紙有無検知アクチュエータの下の棒状部分に引っ掛かる場合がある。したがってジャム処理が困難になる可能性がある。

図６Ｃは、Ｌ＞Ｒの場合のニップ部Ｈで用紙Ｐがジャムした状態を示す図である。この場合、用紙有無検知アクチュエータ６１は、その円弧状の中心Ｏがニップ部Ｈよりも高い位置（距離Ｌ＞Ｒ）にあるため、ジャムした用紙Ｐが用紙有無検知アクチュエータ６１の円弧の下に入り、用紙有無検知アクチュエータ６１に引っ掛かる。したがってジャム処理が困難である。

なお、この形状の用紙有無検知アクチュエータ６１のＯＮ／ＯＦＦ時間〈復帰時間〉は、３００ｍｓである。一方、従来のカマキリ状の場合は４４４ｍｓかかっていた。したがって、この実施の形態に係る用紙有無検知アクチュエータ６１の方が、処理が迅速になる。

なお、この実施の形態においては、用紙有無検知アクチュエータは、センサのＯＮ／ＯＦＦを検知しない。別の部分で検知する。

本発明は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他の種々な形で実施することができる。そのため、上述の実施形態は例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、用紙有無検知アクチュエータの形状を、平板状で且つ先端部に円弧状の部分を有するようにしたため、ジャム時に用紙の引っ掛かりが無くなり、センサオフのタイミングが早くなるので、給紙装置及びこれを備えた画像形成装置に適用して、有用である。

１ 画像形成装置
４ 印刷部（画像形成部）
７ 手差し装置（給紙装置）
６０ 用紙検出部
６１ 用紙有無検知アクチュエータ（動作片）
６２ 軸
６３ 付勢バネ
７１ 手差しトレイ（用紙載置台）
７１ｇ 載置面
Ｅ 給紙方向
７２ 給紙ローラ
７３ 分離ローラ
８ 用紙搬送部（取込部）
８０ 拡張トレイ（拡張用紙載置台）
８０ａ 接続部
８０ｅ 載置面
Ｐ 用紙

Claims (4)

1. 画像形成装置に用紙を供給する給紙装置であって、
   前記給紙装置は、用紙を給紙ローラと分離ローラとからなるニップ部に給紙し、
   前記用紙を検出する用紙有無検知アクチュエータを有し、
   前記用紙有無検知アクチュエータの形状は、平板状で且つ先端部に、前記ニップ部に対向する円弧状の部分を有することを特徴とする、給紙装置。
2. 前記用紙有無検知アクチュエータの先端部の円弧状の部分は、前記ニップ部に対向する位置を中心として１８０度にわたって設けられる、請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記用紙有無検知アクチュエータの先端部の円弧状の部分は、点Ｏを中心として半径Ｒを有し、
   前記点Ｏは、前記ニップ部よりもＬだけ高い位置にあり、Ｌ＜Ｒである、請求項２に記載の給紙装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の給紙装置と、
   前記用紙に画像を形成する画像形成部と、を備えたことを特徴とする、画像形成装置。

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