JP3554127B2 - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられるシート給送装置及びこれを用いた画像形成装置に関し、更に詳しくは封筒等のシートであっても安定して給送し得るシート給送装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から複写機やプリンタ等にあっては、シートを自動給送するために、多数枚のシートを積載セットし、このシートを給送ローラ等によって一枚ずつ分離給送するようにしている。
【０００３】
前記シート分離機構としては、種々の方式が提案されており、その中にはシートを送る方向へ回転するフィード回転体と、シートを戻す方向へ回転するリタード回転体とで構成したリタード分離機構を用いるものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記プリンタ等にあっては、所謂普通紙といわれるカットシートを一枚ずつ分離給送して画像を記録するものが一般的であるが、近年ではシートとして封筒を給送可能とし、複数枚の封筒をセットしてこれを一枚ずつ分離給送して宛て名や差出人名を自動記録するようにしているものが多い。
【０００５】
しかしながら、封筒はカットシートと異なり、封をするための折り返し部を有しており、該折り返し部では一枚の封筒であるにも関わらず、二枚のシートが折り重なった状態になっている。このために、特にリタード分離機構によって分離しようとすると、前記折り返し部において分離動作が働き、先端部が座屈状態になってジャム（紙詰まり）を生ずることがある。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、封筒のように折り返し部を有するシートであっても、安定して分離給送可能なシート給送装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、シートを分離給送するためのシート給送装置において、シート非給送時はアップ状態にあり、シート給送時にダウン状態となって回転するアップダウン可能なピックアップ回転体によりシートに給送力を付与するための給送手段と、前記給送手段で給送されたシートを一枚ずつに分離するために、シートを送る方向へ回転するフィード回転体と、シートを戻す方向へ回転するリタード回転体とで構成した分離手段と、シートの種類を設定するための種類設定手段と、シートの種類によって前記給送手段及び分離手段の駆動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、折り返し部のあるシートを給送するときに、前記ピックアップ回転体のアップダウンを複数回繰り返し、且つ前記ピックアップ回転体がダウン状態にあるときに前記分離手段を駆動し、前記ピックアップ回転体がアップ状態にあるときは前記分離手段の駆動を停止するよう制御することを特徴とする。
【０００８】
上記構成にあっては、封筒のように折り返し部を有するシートを給送する場合には、ピックアップ回転体による押し出し力が加わるために、折り返し部が分離手段に位置する場合でもシート給送力が増し、座屈することなく分離給送されるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係るシート給送装置及び画像形成装置ついて図面を参照して具体的に説明する。
【００１０】
〔第１実施形態〕
図１乃至図１２を参照して本発明の第１実施形態を説明する。尚、図１はシート給送装置を用いた画像形成装置の全体構成説明図であり、図２はシート給送装置の構成説明図であり、図３は分離手段の構成説明図、図４は普通シートを給送するときの分離手段とシートとの摩擦力の説明図、図５はピックアップローラのアップダウン信号の説明図、図６乃至図８はシートの種類設定手段の構成説明図、図９は折り返し部の長さ等を入力するパネルの説明図、図１０及び図１１は封筒を給送する場合の分離手段とシートとの摩擦力の説明図、図１２は制御ブロック説明図である。
【００１１】
ここでは説明の順序として、まず画像形成装置の全体構成について説明し、次にシート給送装置の構成を説明する。
【００１２】
｛画像形成装置の全体説明｝
図１において、画像形成装置本体Ａは、その上部にブック原稿の画像面の画像情報を読み取る画像読取手段となるスキャナ部Ｂを有し、その下部に画像形成手段となる画像形成部Ｃを有し、更にその下部にシート給送装置Ｄを組み付けて構成されている。
【００１３】
前記スキャナ部Ｂは、走査系光源１、プラテンガラス２、装置本体Ａに対して開閉可能な原稿圧板３、ミラー４、レンズ５、および受光素子（光電変換素子）６及び画像処理部等を有して構成されている。そして、プラテンガラス２上に本や厚紙、カール紙等のブック原稿やシート状原稿等を原稿面を下側にして載置し、原稿圧板３により背面を押圧して静止状態でセットし、読み取り開始キーを押すと、走査系光源１がプラテンガラス２の下部を図１の矢印ａ方向に走査して原稿面の画像情報を読み取る。走査系光源１により読み取られた原稿の画像情報は画像処理部で処理され、電気信号に変換されて光学系であるレーザスキャナ７に伝送される。
【００１４】
ここで、画像形成装置本体Ａは、レーザスキャナ７に画像処理部の処理信号を入力すれば複写機として機能し、パーソナルコンピュータの出力信号を入力すればプリンタとして機能する。また、他機のファクシミリ装置からの送信信号を入力したり、画像処理部の処理信号を他機のファクシミリ装置に送信すれば、ファクシミリ装置として機能する。
【００１５】
一方、画像形成部Ｃの下部にはシートカセット８を装着しており、このシートカセット８は下段カセット８ａと上段カセット８ｂの２個で１つの給送ユニットとして構成されている。本実施形態では３つの給送ユニットＵ１ 、Ｕ２ 、Ｕ３ を装着して６個のカセットを装着するようにしている。そして、上方に位置する１つの給送ユニットＵ１ は装置本体Ａに対して着脱可能に取り付け、下方の２つの給送ユニットＵ２ 、Ｕ３ はシート給送装置Ｄに着脱可能に取り付けられている。
【００１６】
前記カセット８ａ，８ｂ内に収容されたシートは、後述するように給送回転体であるピックアップローラ９により繰り出され、分離手段を構成するフィードローラ（シートを送る方向へ回転する回転体）１０とリタードローラ（シートを戻す方向へ回転する回転体）１１との協働作用により一枚ずつ分離，給送された後、搬送手段を構成する搬送ローラ１２，１３によって搬送され、レジストローラ１４に導かれ、該ローラ１４によって画像形成動作に同期するようにして画像形成部Ｃへと給送される。
【００１７】
画像形成部Ｃは、電子写真感光体ドラム１５、画像書き込み光学系１６、現像器１７および転写帯電器１８等を有して構成されている。そして、帯電器により一様に帯電された感光体ドラム１５の表面にレーザスキャナ７から射出された画像情報に対応するレーザ光が画像書き込み光学系１６により走査されて潜像を形成し、この潜像に現像器１７によりトナー画像が形成されて、レジストローラ１４により感光体ドラム１５の回転に同期して搬送されたシートに転写帯電器１８によりシートの第１面にトナー画像が転写される。
【００１８】
尚、図１において、１９はトナー画像が形成されたシートを搬送する搬送ベルト、２０は定着装置、２１は排出ローラである。トナー画像が形成されたシートは搬送ベルト１９により定着装置２０に搬送されて、加熱および加圧されてトナー画像がシート表面に定着された後、排出ローラ２１によって機外に配置されたトレイ２２に排出、積載される。
【００１９】
また、シートの両面に画像を記録する場合には、定着装置２０から排出されたシートが排出ローラ２１に挟持され、シートの後端が分岐点２３を通過した時点で該排出ローラ２１が逆転し、シートが両面トレイ２４上に一旦載置された後、搬送ローラ１２，１３により搬送されて、レジストローラ１４に到達し、反転されたシートは第２面に前述と同様にして画像が形成された後、トレイ２２に排出、積載されるように構成されている。
【００２０】
｛シート給送装置｝
次に前記シート給送装置Ｄの構成について説明すると、これはシートカセット８に収容セットしたシートを給送手段によって給送したシートを分離手段によって一枚ずつ分離して給送するものである。
【００２１】
前記給送手段はシート非給送時はアップ状態にあり、シート給送時にダウン状態となって回転するアップダウン可能なピックアップローラ９によって構成している。
【００２２】
ここで、前記ピックアップローラ９のアップダウン構成及びこれに伴ってカセット８に収容したシートを給送位置に上昇させるリフターの構成について、通常シートを給送する場合で説明する。
【００２３】
図２において、シートＳは前記カセット８の底部に回動可能に取り付けられたシート積載板２５上に積載され、カセット８は図２の矢印ｄ方向より装置本体Ａに対して装着可能に構成されている。
【００２４】
このカセット８内のシートＳを最上側よりピックアップローラ９によって送り出し、フィードローラ１０とリタードローラ１１との作用のよって一枚ずつ分離、給送する。
【００２５】
前記ピックアップローラ９のローラ軸９ａ及び前記フィードローラ１０のローラ軸１０ａはローラホルダー２６によって連結支持されており、ピックアップローラ９はフィードローラ１０の回りを揺動可能に支持され、また、バネ（不図示）により、シート面に向かうように付勢されている。
【００２６】
また、前記ピックアップローラ軸９ａの一端は給送フレーム２７に形成された長穴２７ａに挿通してリフター機構まで延びている。そして、前記給送フレーム２７に一体成型された軸２８にはリフトアップレバー２９が回動可能に取り付けられており、バネ２９ａによって時計回り方向（図２の矢印ｅ方向）に付勢されている。
【００２７】
従って、前記リフトアップレバー２９の一端はピックアップローラ軸９ａに当接している。また、前記リフトアップレバー２９の他端はピックアップカム３０の近傍に延びていて、該ピックアップカム３０が回転することでリフトアップレバー２９は揺動する。
【００２８】
前記ピックアップカム３０は、ギヤ３１と対向する側が一部だけ歯が無いピックアップギヤ（欠歯ギヤ）３２の側面に同軸上に一体に形成されている。このピックアップギヤ３２は図示しない付勢手段によって、反時計回り方向（図２の矢印ｆ方向）に付勢されており、本実施形態ではフラッパータイプのソレノイド３３によって付勢手段に抗してピックアップカム３０の回転が規制されている。
【００２９】
また、３４は画像形成装置本体Ａのメインモーターであり、該モーター３４からの駆動入力は、ギヤ３５を介してギヤ３１に伝達され、該ギヤ３１を常時図２の矢印ｇ方向に回転させている。
【００３０】
３６はリフターであり、カセット８のシート積載板２５昇降させる。このリフター３６の一端にはラチェットギヤ３７が一体に形成されている。
【００３１】
また、前記ギヤ３１に対向して配置された一部だけ歯がないリフトアップギヤ（欠け歯ギヤ）３８はその同軸上にリフトアップカム３９を装備しており、該リフトアップカム３９の回転によって送り爪４０を軸４１の一回りに揺動させ、更にロック爪４２の逆転防止機能によってラチェットギヤ３７を一歯ずつ順送りすることによりリフター３６を上昇させる。これによって、カセット１内のシートＳをリフトアップする。
【００３２】
また、図２において、４３はリフタートリガーレバーであり、該レバー４３は給送フレーム２７に一体形成された軸２８に揺動可能に軸支されており、バネ４４によって時計回り方向（図２の矢印ｈ方向）に付勢されている。前記リフタートリガーレバー４３の一端は、前記リフトアップカム３９と一体のリフトアップギア３８の回転規制部材としての機能があり、該レバー４３の他端はピックアップローラ９が所定の高さまで下がった際にピックアップローラ軸９ａと当接するように配置されている。即ち、ピックアップローラ軸９ａが所定の高さに下がったときにリフタートリガーレバー４３の他端の規制部分がリフトアップカム３９の回転規制を解除し、リフトアップカム３９が回転し、図示しない機構により送り爪４０を揺動させてリフター３６を上昇させる。
【００３３】
上記リフター３６の上昇によってシートＳの最上シート面が上昇すると、該シート面上に当接しているピックアップローラが上昇し、リフタートリガーレバー４３が時計回り方向（図２の矢印ｈ方向）に回転復帰して、再びリフトアップカム３９の回転を規制する位置に戻る。この動作の繰り返しによりカセット８内のシートＳの最上シート面の高さが略一定になる。
【００３４】
その結果、本装置はシートＳを給送可能なスタンバイ状態になる。その後は、給送開始信号に連動してフラッパーソレノイド３３を励磁することで、ピックアップカム３０を回転し、リフトアップレバー２９が揺動してピックアップローラ軸９ａが降下し、ピックアップローラ９がシートＳに接触して該シートＳを繰り出すことが出来る。
【００３５】
ピックアップローラ９は、ピックアップカム３０の形状と角速度によって決められた時間だけシートＳのシート面に当接し、その後、シート面から離間、上昇する。この間に給送モータ ６７ （図 １２ 参照）によってフィードローラ１０、リタードローラ１１の駆動を開始することでカセット８内に積載されたシートＳは一枚ずつ分離、給送される。図 １２ に示すように、フィードローラ １０ は給送モータ ６７ との間に設けたフィードローラクラッチ ６８ により回転が規制され、更にピックアップローラ９及びリタードローラ １１ もフィードローラクラッチ ６８ により回転が制御される。
【００３６】
やがて、シートＳのシート面高さが低下すると、リフタートリガーレバー４３の一端部がピックアップローラ軸９ａによって押し上げられ、リフトアップカム３９の回転規制部材が外れ、１ラッチ分だけリフターが上昇し、シート面高さが復帰する。
【００３７】
この動作の繰り返しによって、シート面高さは略一定に保たれる。これ等の一連の動作によって、ピックアップローラ９はシートＳをカセット８から繰り出すときだけシート面に当接し、それ以外の時はシート面から離隔することでフィードローラ１０とリタードローラ１１の対によるシートＳの重送防止力を最大限に発揮でき、重送を確実に防止できる。
【００３８】
次に図３及び図４を用いて、フィードローラ１０とリタードローラ１１の作用について説明する。
【００３９】
図３はリタード分離方式を用いた給送装置の一部詳細図である。この図において、４５はフィードローラ１０とリタードローラ１１の間に、２枚以上の紙が挟まって紙詰まりした時、１枚目を引き抜くことによって、２枚目が排出方向に送り出されることを防止するための駆動ギヤ逆回転防止用のワンウェイ軸受であり、４６はフィードローラ軸１０ａを回転させるための駆動プーリ、４７は本体にある駆動モーター３４（図２参照）から回転トルクを得るためのギヤであり、４８はリタードローラ１１に、フィードローラ１０と同方向の回転トルクを伝えるためのタイミングベルトである。
【００４０】
そして、４９はリタードローラ１１の駆動軸５０を回転させるためのプーリであり、５１はトルクリミッタ、５２はリタードローラ１１を回転させるためのカップリングである。更に、５３はリタードローラを加圧してフィードローラ１０とリタードローラ１１の間にシート給送力を与えるための加圧アーム、５４は前記加圧アーム先端につけられた加圧コロである。加圧力はコイルバネ５５がリタード圧調整アーム５６に対して、矢印Ｔ方向のトルクを与えることによって、軸５７を介してリタードローラ１１に与えられる。
【００４１】
５８はリタードローラ軸受であり、５９はリタードローラ１１を貫通して端部にカップリング５２を取り付けられているリタードローラ軸である。
【００４２】
以上のような構成をもつ分離手段によるシート分離動作を図４を用いて説明する。
【００４３】
図４（ａ） はピックアップローラ９によって給送されたシートが重送なしでフィードローラ１０とリタードローラ１１の間であるニップに進入したときをあらわす。ここで、μＢＲＰ は、シートＳとフィードローラ１０の間の摩擦係数、μＣＲＰ はシートＳとリタードローラ１１の間の摩擦係数、Ｍはトルクリミッタによって与えられる重送シートを戻すためのトルクを表す。また、Ｐはバネによって与えられるリタードローラ１１の加圧力であり、ｒはリタードローラ１１の回転半径である。
【００４４】
ここで、図４（ａ） において、通常のシート（封筒のように折り返し部のないシート）をフィードローラ１０がスリップすることなく送るときの条件は、
μＢＲＰ ・Ｐ＝μＣＲＰ ・Ｐ………（式１）
更に、リタードローラ１１とシートＳの間がスリップしないときと、すべっているときの両方でリタードローラの回転の釣り合いを考えると、その関係は、
【００４５】
μＣＲＰ ・Ｐ・ｒ≧Ｍ………（式２）
【００４６】
よって式１、式２より、以下の式が成立する必要がある。
【００４７】
μＢＲＰ ・Ｐ・ｒ≧Ｍ………（式３）
【００４８】
次に図４（ｂ）について説明する。これはピックアップローラ９によって給送されたシートＳが重送なしてニップに進入した後、リタードローラ１１によってよけいなシートＳが戻されたときを示す。ここで、μＰＰはシートＳ相互間の摩擦係数である。図４（ｂ）において紙が完全に分離されて送られていく条件は、
【００４９】
μＢＲＰ ・Ｐ＞μＰＰ・Ｐ………（式４）
【００５０】
μＣＲＦ ・Ｐ≧μＰＰ・Ｐ………（式５）
【００５１】
更に、リタードローラ１１が給送と逆方向に回転して、２枚目のシートを重送することなく上流側に戻すためには、リタードローラ１１と２枚目のシートＳの間がスリップしないと考えると、
【００５２】
μＣＲＰ ・Ｐ＝μＰＰ・Ｐ………（式６）
【００５３】
μＣＲＰ ・Ｐ・ｒ＜Ｍ………（式７）
【００５４】
式６、式７より、以下の式が成立する。
【００５５】
μＰＰ・Ｐ・ｒ＜Ｍ………（式８）
【００５６】
上記、式４、式６、式８の３式が、同時に成り立つ必要がある。
【００５７】
リタード方式では、以上のような条件をふまえて、ローラの耐久性を考慮して各値を設定している。
【００５８】
上記ピックアップローラ９、フィードローラ１０、リタードローラ１１によるシート給送の各駆動信号を図５に示す。
【００５９】
図５において、Ａはスタートボタン、Ｂはピックアップソレノイド、ＣはフィードローラクラッチのそれぞれのＯＮ信号である。
【００６０】
｛封筒等を給送するための構成｝
本発明に係るシート給送装置は封筒等の折り返し部を有するシートであってもジャムすることなく給送し得るように、シート種類設定手段によって設定したシート種類に対応してピックアップローラ９によるアップダウン回数を変更するように構成している。次にその構成について説明する。
【００６１】
図６に示すように、シートカセット８の引き出し側端部には、シート種類設定手段を構成するシート種類及びシートサイズ等の設定ダイヤル６０が設けられている。
【００６２】
図７（ａ） 、（ｂ） はシートカセット８が本体から引き出されているときのシート種類及びシートサイズ設定手段の詳細図で、（ａ） は本体側に内蔵されている側、（ｂ） はカセット側に内蔵されている側を示す。
【００６３】
図７（ｂ） に示すように、前記設定ダイヤル６０と一体的なダイヤル軸６１にはスイッチ押圧円盤６２が同軸に取り付けられており、ダイヤル６０と一体的に回転可能に構成されている。また、図７（ａ） に示すように、装置本体側にはタクトスイッチ６３が設けられている。
【００６４】
ここで、図８を参照して前記スイッチ押圧円盤６２とタクトスイッチ６３の関係を説明する。尚、図８（ａ） は設定手段の平面説明図であり、（ｂ） は正面断面説明図、（ｃ） は図８（ｂ） における破断線で見たときのスイッチ押圧円盤６２とタクトスイッチ６３の部分詳細図である。
【００６５】
図８（ｃ） からもわかるように、スイッチ押圧円盤６２には部分的に切り欠きが設けられ、この切り欠き部ではタクトスイッチ６３を押せなくなっている。この円盤６２をダイヤル６０に示された各サイズごとに切り欠きの位置をずらして組み合わせることにより、タクトスイッチのＯＮ・ＯＦＦ 信号の組み合わせを変化させて本体の動作をつかさどる制御手段としてのＣＰＵ に検知させる。
【００６６】
封筒の場合紙サイズは千差万別なので、本実施形態では、図８（ａ） のようにシートサイズ設定ダイヤル６０で、シート種設定を行い、このシート種設定の時には、給送シーケンス上ではシート長さを固定（最大値）するようにしている。
【００６７】
また、本実施形態では、図９に示すように、封筒を送る際には使用者がタッチパネル６４によって封筒の折り返し部の長さ及び封筒の長さを入力し得るように構成している。
【００６８】
この入力値によってピックアップローラ９によるアップダウン回数が設定され、この値を変えることによってアップダウン回数や給送時間を適宜設定する。尚、前記入力に際し、折返し部の長さの値が、封筒の長さの値よりも長いとき設定をやり直しするようにしなければならないのはいうまでもない。
【００６９】
前記入力された封筒の折り返し部の長さによって、ＣＰＵ が演算してピックアップローラ９のアップダウン回数Ｎを以下のようにして設定する。
【００７０】
例えば、図１０（ａ） に示すように、セットされた封筒先端から前記フィードローラ１０とリタードローラ１１のニップ部までの距離をＬ、封筒の折り返し部の長さをＭ、ピックアップローラ９回転体によるシート給送速度をＶ、ピックアップローラ９の１回のダウン動作によるシート給送時間をＴ、としたときに、Ｎ≧｛（Ｌ＋Ｍ）／（Ｖ・Ｔ）｝＋１（但し、小数点以下は切り捨て）。
【００７１】
前記アップダウン動作は、図２において、給送開始信号に連動してフラッパーソレノイド３３を励磁することでピックアップカム３０を回転し、リフトアップレバー２９が揺動してピックアップローラ軸９ａが降下し、ピックアップローラ９がシートＳに接触して該シートＳを繰り出す。その後、ピックアップローラ９は、ピックアップカム３０の形状と角速度によって決められた時間だけシート面に当接し、シート面から離間上昇する。
【００７２】
この時、給送しているシートが、折り返し部Ｓａのある封筒であるときは、通常動作によってピックアップローラ９が上昇した後、あらかじめ設定された時間後、再びフラッパーソレノイド３３を励磁することで、ピックアップカム３０を回転し、リフトアップレバー２９を揺動してピックアップローラ軸９ａを降下させ、ピックアップローラ９を封筒の折返し部のない面に接触させて、封筒を後押しする。
【００７３】
その後、ピックアップローラ９は、ピックアップカム３０の形状と角速度によって決められた時間だけ封筒の折返し部のない面に当接し、シート面から離間、上昇する。これにより、通常シートの場合よりもピックアップローラ９による給送時間が長くなって封筒が後押しされるようになる。
【００７４】
この間に先に述べた駆動源によってフィードローラ１０、リタードローラ１１の駆動は続いている。
【００７５】
次に、搬送力の関係を図１１を参照して説明する。図１１（ｂ） において、μＡＲＰ は、シートとピックアップローラ９の間の摩擦係数であり、Ｗはピックアップローラ９の重量である。このとき、以下の式を成立させるように構成している。
【００７６】
μＣＲＰ ・Ｐ・ｒ＝Ｍ………（式９）
【００７７】
μＰＰ・Ｐ＋ μＡＲＰ ・Ｗ＞μＣＲＰ ・Ｐ………（式１０）
【００７８】
上記式９、式１０から、
【００７９】
μＰＰ・Ｐ＋ μＡＰＲ ・Ｐ＞Ｍ・ｒ………（式１１）
【００８０】
上記式１１を成立させることにより、封筒の折り返し部がフィードローラ１０とリタードローラ１１にある間はピックアップローラ９で間欠的に後押しすることになり、封筒の折り返し部のみが分離されて座屈することがなくなる。この時の各要素の駆動信号を図１０（ｂ） に示す。
【００８１】
尚、図１０（ｂ） においては、ピックアップローラ９を３回アップダウンさせるように設定するが、最後の３回目のダウン時には折り返し部がフィードローラ１０とリタードローラ１１とのニップ部を通過した後はピックアップローラ９をアップさせるようにしている。そのために、ピックアップローラ９が最後にダウンしている時間Ｔｆ は、Ｔｆ ＝｛（Ｌ＋Ｍ）−（Ｎ−１）×Ｖ×Ｔ｝／Ｖとして求めることができる。
【００８２】
尚、図ではピックアップローラ９がダウンしている間でフィードローラクラッチ ６８ が ＯＮ している時間をＴ ｆ で示している。
【００８３】
ここで、前記ピックアップローラ９がアップ状態にあるとき（封筒を後押ししていないとき）にフィードローラ１０とリタードローラ１１とが駆動していても封筒が分離手段によって座屈するまでには、封筒の腰の強さにより多少の時間があるために、その間にピックアップローラ９がダウンして給送するようにすればよい。しかし、ピックアップローラ９のアップダウン動作はカム等によって自由に設定できない場合がある。
【００８４】
そこで、本実施形態では図１０（ｂ） に示すように、ピックアップローラ９のアップダウン動作に同期するように、フィードローラ１０及びリタードローラ１１の駆動を制御する。即ち、ピックアップローラ９がダウン状態にあって封筒に給送力を付与するときは図示しないフィードローラクラッチ６８をＯＮしてフィードローラ１０及びリタードローラ１１を駆動することによって分離給送動作を行うが、ピックアップローラ９がアップ状態にあって封筒を後押ししていないときはフィードローラクラッチをＯＦＦ してフィードローラ１０とリタードローラ１１による分離給送動作を休止する。
【００８５】
前記の如くピックアップローラ９とフィードローラ１０、リタードローラ１１との駆動を制御する制御手段の構成について簡単に説明すると、図１２に示すように、スタートボタン６５を使用者が押すと、タクトスイッチ６３等からなるシート種類検出センサの信号をＣＰＵ６６が受信してシート送りシーケンスを決定すると共に、ＣＰＵ６６の信号によって給送モータ６７、メインモータ３４が作動する。このとき、フィードローラクラッチ６８はＯＦＦ のままである。
【００８６】
前記シーケンスに合わせてフラッパソレノイド３３がＯＮしてピックアップカム３０が回転し、ローラホルダー２６を下降させる。そして、前記フラッパソレノイド３３がＯＮした後、設定時間経過後にフィードローラクラッチ６８がＯＮして各ローラを回転させ、前述した図１０（ｂ） に示す動作を行わせるものである。
【００８７】
尚、本実施形態ではピックアップローラ９の回転もフィードローラクラッチ ６８ で制御されるため、フィードローラクラッチ ６８ の ＯＮ でピックアップローラ９、フィードローラ １０ 、リタードローラ １１ が回転する。
【００８８】
尚、ピックアップローラ９はダウン状態のときに駆動し、アップ状態のときは駆動停止するようにするが、ピックアップローラ９はシート面に接触してから回転を開始する方が重送防止に有利である。そのために、フィードローラクラッチはシートが給送されてシート面が下がった場合でも必ずピックアップローラ９がシート面に接触してから回転を始めるように、フラッパソレノイドＯＮに対して一定時間遅らせてＯＮするようにするとよい。
【００８９】
もっとも、ピックアップローラ９はアップ状態のときも駆動状態を維持するように構成してもよく、この場合には駆動制御構成を簡単にし得る。
【００９０】
上記のように駆動制御することにより、封筒の折り返し部が分離ローラ対１０，１１のニップ部にある間はピックアップローラ９の後押しが常にあることになり、ピックアップローラ９のアップダウンのタイミングに関わらず封筒の折り返し部における座屈を確実に防止することができる。
【００９１】
また、前記ピックアップローラ９がダウンして封筒を給送するときは、折り返し部のない通常のシートを給送するときよりもピックアップローラ９の駆動時間を長く設定するようにすれば、封筒送り時のロスタイムを最小にすることが可能となる。
【００９２】
〔第２実施形態〕
次に第２実施形態として、シートとして折り返し部のある封筒を多数枚積載可能な封筒専用カセットを着脱可能にして封筒を自動給送可能なシート給送装置について説明する。尚、このシート給送装置の全体構成及びこれを用いる画像形成装置の構成は前述した第１実施形態と同様である。
【００９３】
図１３はシートカセットに封筒の膨らみを押さえることが可能な封筒専用カセットを着脱する状態説明図であり、図１４は封筒専用カセットの概略斜視説明図である。
【００９４】
前述した第１実施形態のカセット８には図示しない中板が着脱可能であり、その中板を取り外すと、図１３に示すように、シート収容部内には小サイズカセットである封筒専用カセットＥを着脱自在に取り付けるための装着手段を構成する嵌入孔８ｃが設けられている。一方、封筒専用カセットＥの底板７０ａには前記嵌入孔８ｃに対応した位置にピン７０ｂが突出形成してあり、このピン７０ｂを嵌入孔８ｃに嵌入すると共にヒンジ部に回動可能に装着し、また抜き取ることによって封筒専用カセットＥをカセット本体８ｄに着脱し得るようになっている。
【００９５】
前記封筒専用カセットＥはシートとしてフラップを有する封筒、或いは膨らみ易い封筒を積載し、これを画像形成手段へ給送して宛て名等を印刷する際に使用するものである。
【００９６】
封筒専用カセットＥは図１４に示すように構成されており、図１４において、７１は封筒の幅方向端部を規制するサイド規制板である。これは図示しない方法により、種々サイズの封筒幅に調整可能である。そして、封筒の給送方向後端を規制する部材は、封筒専用カセットＥをシートカセット８に装着したときに、該カセット８の後端規制部材８ｅが兼ねるようになっている。
【００９７】
前記サイド規制板７１の間には中板７２が取り付けられており、これは底板７０ａに取り付けたバネ７３によってのみ支持されて上方へ押圧されている。これにより、中板７２は常に上方へ押し上げられ、その上に積載された封筒はサイド規制板７１に設けられた爪７１ａに突き当たることにより、ピックアップローラ９によって給送可能位置に待機するようになっている。
【００９８】
また、サイド規制板７１には積載する封筒の膨れやフラップの開きを押さえるための押さえ部材７４が設けられている。この押さえ部材７４は、両サイド規制板７１に回転可能に軸支されている。尚、本実施形態では前記押さえ部材７４をサイド規制板７１の対向した位置に１対設けている。
【００９９】
更に前記中板７２には係止突起７２ａが設けてあり、この係止突起７２ａがサイド規制板７１に設けたガイド溝７１ｂに係合している。これにより、中板７２は一定以上には上昇しないようになっている。
【０１００】
また、図１３において、８ｆはカセット本体のシートサイド規制板であり、図１４において、７５はサイド規制板７１を固定するためのネジであり、封筒のサイズに合わせてスライドしたサイド規制板７１を固定するものである。
【０１０１】
このような封筒専用カセットＥを装着することにより、折り返し部があって膨らみ易い封筒を積載して確実に自動給送することが可能となる。
【０１０２】
尚、前述した第１実施形態及び第２実施形態ではシート給送装置を用いた装置として画像形成装置を例示したが、シートを給送する装置は画像形成装置に限定する必要はなく、例えばシートを自動給送して画像を読み取るための画像読取装置等にも適用することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明は前述したように、封筒のように折り返し部を有するシートを給送する場合には、ピックアップ回転体による給送回数を増やすことにより、折り返し部が分離手段に位置する場合にシート給送力を増して、封筒等であっても座屈することなく安定して分離給送することが可能となる。
【０１０４】
また、封筒のように折り返しのあるシートを給送するときに、通常のシートよりもピックアップ回転体による駆動時間を長くすることにより、最短のロスタイムで給送することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】シート給送装置を用いた画像形成装置の全体構成説明図である。
【図２】シート給送装置の構成説明図である。
【図３】分離手段の構成説明図である。
【図４】普通シートを給送するときの分離手段とシートとの摩擦力の説明図である。
【図５】ピックアップローラのアップダウン信号の説明図である。
【図６】シート種類設定ダイヤルを設けたカセットの斜視説明図である。
【図７】シートの種類設定手段の構成説明図である。
【図８】シートの種類設定手段の構成説明図である。
【図９】タッチパネルの説明図である。
【図１０】折り返し部のあるシートを給送するときのピックアップローラのアップダウン回数及び時間の説明図である。
【図１１】封筒を給送する場合の分離手段とシートとの摩擦力の説明図である。
【図１２】制御構成ブロック図の説明図である。
【図１３】シートカセットに封筒の膨らみを押さえることが可能な封筒専用カセットを着脱する状態説明図である。
【図１４】封筒専用カセットの概略斜視説明図である。
【符号の説明】
Ａ …画像形成装置
Ｂ …スキャナ部
Ｃ …画像形成部
Ｄ …シート給送装置
Ｅ …封筒専用カセット
Ｓ …シート
Ｓａ …折り返し部
Ｕ１ …給送ユニット
Ｕ２ …給送ユニット
Ｕ３ …給送ユニット
１ …走査系光源
２ …プラテンガラス
３ …原稿圧板
４ …ミラー
５ …レンズ
６ …光電変換素子
７ …レーザスキャナ
８ …シートカセット
８ａ …下段カセット
８ｂ …上段カセット
８ｃ …嵌入孔
８ｄ …カセット本体
８ｅ …後端規制部材
８ｆ …サイド規制板
９ …ピックアップローラ
９ａ …ピックアップローラ軸
１０ …フィードローラ
１０ａ …フィードローラ軸
１１ …リタードローラ
１２ …搬送ローラ
１３ …搬送ローラ
１４ …レジストローラ
１５ …感光体ドラム
１６ …光学系
１７ …現像器
１８ …転写帯電器
１９ …搬送ベルト
２０ …定着装置
２１ …排出ローラ
２２ …トレイ
２３ …分岐点
２４ …両面トレイ
２５ …シート積載板
２６ …ローラホルダー
２８ …軸
２９ …リフトアップレバー
２９ａ …バネ
３０ …ピックアップカム
３１ …ギヤ
３２ …ピックアップギヤ
３３ …ソレノイド
３４ …モーター
３５ …ギヤ
３６ …リフター
３７ …ラチェットギヤ
３８ …リフトアップギヤ
３９ …リフトアップカム
４０ …送り爪
４１ …軸
４２ …ロック爪
４３ …リフタートリガーレバー
４４ …バネ
４５ …ワンウェイ軸受
４６ …プーリ
４７ …ギヤ
４８ …タイミングベルト
４９ …プーリ
５０ …リタードローラ駆動軸
５１ …トルクリミッタ
５２ …カップリング
５３ …加圧アーム
５４ …加圧コロ
５５ …コイルバネ
５６ …リタード調整アーム
５７ …軸
５８ …リタードローラ軸受
５９ …リタードローラ軸
６０ …設定ダイヤル
６１ …ダイヤル軸
６２ …スイッチ押圧円盤
６３ …タクトスイッチ（信号出力手段）
６４ …タッチパネル
６５ …スタートボタン
６６ …ＣＰＵ
６７ …給送モータ
６８ …フィードローラクラッチ
７０ａ …底板
７０ｂ …ピン
７１ …サイド規制板
７１ｂ …ガイド溝
７２ …中板
７２ａ …係止突起
７３ …バネ
７４ …押さえ部材
７５ …ネジ
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられるシート給送装置及びこれを用いた画像形成装置に関し、更に詳しくは封筒等のシートであっても安定して給送し得るシート給送装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から複写機やプリンタ等にあっては、シートを自動給送するために、多数枚のシートを積載セットし、このシートを給送ローラ等によって一枚ずつ分離給送するようにしている。
【０００３】
前記シート分離機構としては、種々の方式が提案されており、その中にはシートを送る方向へ回転するフィード回転体と、シートを戻す方向へ回転するリタード回転体とで構成したリタード分離機構を用いるものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記プリンタ等にあっては、所謂普通紙といわれるカットシートを一枚ずつ分離給送して画像を記録するものが一般的であるが、近年ではシートとして封筒を給送可能とし、複数枚の封筒をセットしてこれを一枚ずつ分離給送して宛て名や差出人名を自動記録するようにしているものが多い。
【０００５】
しかしながら、封筒はカットシートと異なり、封をするための折り返し部を有しており、該折り返し部では一枚の封筒であるにも関わらず、二枚のシートが折り重なった状態になっている。このために、特にリタード分離機構によって分離しようとすると、前記折り返し部において分離動作が働き、先端部が座屈状態になってジャム（紙詰まり）を生ずることがある。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、封筒のように折り返し部を有するシートであっても、安定して分離給送可能なシート給送装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、シートを分離給送するためのシート給送装置において、シート非給送時はアップ状態にあり、シート給送時にダウン状態となって回転するアップダウン可能なピックアップ回転体によりシートに給送力を付与するための給送手段と、前記給送手段で給送されたシートを一枚ずつに分離するために、シートを送る方向へ回転するフィード回転体と、シートを戻す方向へ回転するリタード回転体とで構成した分離手段と、シートの種類を設定するための種類設定手段と、シートの種類によって前記給送手段及び分離手段の駆動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、折り返し部のあるシートを給送するときに、前記ピックアップ回転体のアップダウンを複数回繰り返し、且つ前記ピックアップ回転体がダウン状態にあるときに前記分離手段を駆動し、前記ピックアップ回転体がアップ状態にあるときは前記分離手段の駆動を停止するよう制御することを特徴とする。
【０００８】
上記構成にあっては、封筒のように折り返し部を有するシートを給送する場合には、ピックアップ回転体による押し出し力が加わるために、折り返し部が分離手段に位置する場合でもシート給送力が増し、座屈することなく分離給送されるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係るシート給送装置及び画像形成装置ついて図面を参照して具体的に説明する。
【００１０】
〔第１実施形態〕
図１乃至図１２を参照して本発明の第１実施形態を説明する。尚、図１はシート給送装置を用いた画像形成装置の全体構成説明図であり、図２はシート給送装置の構成説明図であり、図３は分離手段の構成説明図、図４は普通シートを給送するときの分離手段とシートとの摩擦力の説明図、図５はピックアップローラのアップダウン信号の説明図、図６乃至図８はシートの種類設定手段の構成説明図、図９は折り返し部の長さ等を入力するパネルの説明図、図１０及び図１１は封筒を給送する場合の分離手段とシートとの摩擦力の説明図、図１２は制御ブロック説明図である。
【００１１】
ここでは説明の順序として、まず画像形成装置の全体構成について説明し、次にシート給送装置の構成を説明する。
【００１２】
｛画像形成装置の全体説明｝
図１において、画像形成装置本体Ａは、その上部にブック原稿の画像面の画像情報を読み取る画像読取手段となるスキャナ部Ｂを有し、その下部に画像形成手段となる画像形成部Ｃを有し、更にその下部にシート給送装置Ｄを組み付けて構成されている。
【００１３】
前記スキャナ部Ｂは、走査系光源１、プラテンガラス２、装置本体Ａに対して開閉可能な原稿圧板３、ミラー４、レンズ５、および受光素子（光電変換素子）６及び画像処理部等を有して構成されている。そして、プラテンガラス２上に本や厚紙、カール紙等のブック原稿やシート状原稿等を原稿面を下側にして載置し、原稿圧板３により背面を押圧して静止状態でセットし、読み取り開始キーを押すと、走査系光源１がプラテンガラス２の下部を図１の矢印ａ方向に走査して原稿面の画像情報を読み取る。走査系光源１により読み取られた原稿の画像情報は画像処理部で処理され、電気信号に変換されて光学系であるレーザスキャナ７に伝送される。
【００１４】
ここで、画像形成装置本体Ａは、レーザスキャナ７に画像処理部の処理信号を入力すれば複写機として機能し、パーソナルコンピュータの出力信号を入力すればプリンタとして機能する。また、他機のファクシミリ装置からの送信信号を入力したり、画像処理部の処理信号を他機のファクシミリ装置に送信すれば、ファクシミリ装置として機能する。
【００１５】
一方、画像形成部Ｃの下部にはシートカセット８を装着しており、このシートカセット８は下段カセット８ａと上段カセット８ｂの２個で１つの給送ユニットとして構成されている。本実施形態では３つの給送ユニットＵ１ 、Ｕ２ 、Ｕ３ を装着して６個のカセットを装着するようにしている。そして、上方に位置する１つの給送ユニットＵ１ は装置本体Ａに対して着脱可能に取り付け、下方の２つの給送ユニットＵ２ 、Ｕ３ はシート給送装置Ｄに着脱可能に取り付けられている。
【００１６】
前記カセット８ａ，８ｂ内に収容されたシートは、後述するように給送回転体であるピックアップローラ９により繰り出され、分離手段を構成するフィードローラ（シートを送る方向へ回転する回転体）１０とリタードローラ（シートを戻す方向へ回転する回転体）１１との協働作用により一枚ずつ分離，給送された後、搬送手段を構成する搬送ローラ１２，１３によって搬送され、レジストローラ１４に導かれ、該ローラ１４によって画像形成動作に同期するようにして画像形成部Ｃへと給送される。
【００１７】
画像形成部Ｃは、電子写真感光体ドラム１５、画像書き込み光学系１６、現像器１７および転写帯電器１８等を有して構成されている。そして、帯電器により一様に帯電された感光体ドラム１５の表面にレーザスキャナ７から射出された画像情報に対応するレーザ光が画像書き込み光学系１６により走査されて潜像を形成し、この潜像に現像器１７によりトナー画像が形成されて、レジストローラ１４により感光体ドラム１５の回転に同期して搬送されたシートに転写帯電器１８によりシートの第１面にトナー画像が転写される。
【００１８】
尚、図１において、１９はトナー画像が形成されたシートを搬送する搬送ベルト、２０は定着装置、２１は排出ローラである。トナー画像が形成されたシートは搬送ベルト１９により定着装置２０に搬送されて、加熱および加圧されてトナー画像がシート表面に定着された後、排出ローラ２１によって機外に配置されたトレイ２２に排出、積載される。
【００１９】
また、シートの両面に画像を記録する場合には、定着装置２０から排出されたシートが排出ローラ２１に挟持され、シートの後端が分岐点２３を通過した時点で該排出ローラ２１が逆転し、シートが両面トレイ２４上に一旦載置された後、搬送ローラ１２，１３により搬送されて、レジストローラ１４に到達し、反転されたシートは第２面に前述と同様にして画像が形成された後、トレイ２２に排出、積載されるように構成されている。
【００２０】
｛シート給送装置｝
次に前記シート給送装置Ｄの構成について説明すると、これはシートカセット８に収容セットしたシートを給送手段によって給送したシートを分離手段によって一枚ずつ分離して給送するものである。
【００２１】
前記給送手段はシート非給送時はアップ状態にあり、シート給送時にダウン状態となって回転するアップダウン可能なピックアップローラ９によって構成している。
【００２２】
ここで、前記ピックアップローラ９のアップダウン構成及びこれに伴ってカセット８に収容したシートを給送位置に上昇させるリフターの構成について、通常シートを給送する場合で説明する。
【００２３】
図２において、シートＳは前記カセット８の底部に回動可能に取り付けられたシート積載板２５上に積載され、カセット８は図２の矢印ｄ方向より装置本体Ａに対して装着可能に構成されている。
【００２４】
このカセット８内のシートＳを最上側よりピックアップローラ９によって送り出し、フィードローラ１０とリタードローラ１１との作用のよって一枚ずつ分離、給送する。
【００２５】
前記ピックアップローラ９のローラ軸９ａ及び前記フィードローラ１０のローラ軸１０ａはローラホルダー２６によって連結支持されており、ピックアップローラ９はフィードローラ１０の回りを揺動可能に支持され、また、バネ（不図示）により、シート面に向かうように付勢されている。
【００２６】
また、前記ピックアップローラ軸９ａの一端は給送フレーム２７に形成された長穴２７ａに挿通してリフター機構まで延びている。そして、前記給送フレーム２７に一体成型された軸２８にはリフトアップレバー２９が回動可能に取り付けられており、バネ２９ａによって時計回り方向（図２の矢印ｅ方向）に付勢されている。
【００２７】
従って、前記リフトアップレバー２９の一端はピックアップローラ軸９ａに当接している。また、前記リフトアップレバー２９の他端はピックアップカム３０の近傍に延びていて、該ピックアップカム３０が回転することでリフトアップレバー２９は揺動する。
【００２８】
前記ピックアップカム３０は、ギヤ３１と対向する側が一部だけ歯が無いピックアップギヤ（欠歯ギヤ）３２の側面に同軸上に一体に形成されている。このピックアップギヤ３２は図示しない付勢手段によって、反時計回り方向（図２の矢印ｆ方向）に付勢されており、本実施形態ではフラッパータイプのソレノイド３３によって付勢手段に抗してピックアップカム３０の回転が規制されている。
【００２９】
また、３４は画像形成装置本体Ａのメインモーターであり、該モーター３４からの駆動入力は、ギヤ３５を介してギヤ３１に伝達され、該ギヤ３１を常時図２の矢印ｇ方向に回転させている。
【００３０】
３６はリフターであり、カセット８のシート積載板２５昇降させる。このリフター３６の一端にはラチェットギヤ３７が一体に形成されている。
【００３１】
また、前記ギヤ３１に対向して配置された一部だけ歯がないリフトアップギヤ（欠け歯ギヤ）３８はその同軸上にリフトアップカム３９を装備しており、該リフトアップカム３９の回転によって送り爪４０を軸４１の一回りに揺動させ、更にロック爪４２の逆転防止機能によってラチェットギヤ３７を一歯ずつ順送りすることによりリフター３６を上昇させる。これによって、カセット１内のシートＳをリフトアップする。
【００３２】
また、図２において、４３はリフタートリガーレバーであり、該レバー４３は給送フレーム２７に一体形成された軸２８に揺動可能に軸支されており、バネ４４によって時計回り方向（図２の矢印ｈ方向）に付勢されている。前記リフタートリガーレバー４３の一端は、前記リフトアップカム３９と一体のリフトアップギア３８の回転規制部材としての機能があり、該レバー４３の他端はピックアップローラ９が所定の高さまで下がった際にピックアップローラ軸９ａと当接するように配置されている。即ち、ピックアップローラ軸９ａが所定の高さに下がったときにリフタートリガーレバー４３の他端の規制部分がリフトアップカム３９の回転規制を解除し、リフトアップカム３９が回転し、図示しない機構により送り爪４０を揺動させてリフター３６を上昇させる。
【００３３】
上記リフター３６の上昇によってシートＳの最上シート面が上昇すると、該シート面上に当接しているピックアップローラが上昇し、リフタートリガーレバー４３が時計回り方向（図２の矢印ｈ方向）に回転復帰して、再びリフトアップカム３９の回転を規制する位置に戻る。この動作の繰り返しによりカセット８内のシートＳの最上シート面の高さが略一定になる。
【００３４】
その結果、本装置はシートＳを給送可能なスタンバイ状態になる。その後は、給送開始信号に連動してフラッパーソレノイド３３を励磁することで、ピックアップカム３０を回転し、リフトアップレバー２９が揺動してピックアップローラ軸９ａが降下し、ピックアップローラ９がシートＳに接触して該シートＳを繰り出すことが出来る。
【００３５】
ピックアップローラ９は、ピックアップカム３０の形状と角速度によって決められた時間だけシートＳのシート面に当接し、その後、シート面から離間、上昇する。この間に給送モータ ６７ （図 １２ 参照）によってフィードローラ１０、リタードローラ１１の駆動を開始することでカセット８内に積載されたシートＳは一枚ずつ分離、給送される。図 １２ に示すように、フィードローラ １０ は給送モータ ６７ との間に設けたフィードローラクラッチ ６８ により回転が規制され、更にピックアップローラ９及びリタードローラ １１ もフィードローラクラッチ ６８ により回転が制御される。
【００３６】
やがて、シートＳのシート面高さが低下すると、リフタートリガーレバー４３の一端部がピックアップローラ軸９ａによって押し上げられ、リフトアップカム３９の回転規制部材が外れ、１ラッチ分だけリフターが上昇し、シート面高さが復帰する。
【００３７】
この動作の繰り返しによって、シート面高さは略一定に保たれる。これ等の一連の動作によって、ピックアップローラ９はシートＳをカセット８から繰り出すときだけシート面に当接し、それ以外の時はシート面から離隔することでフィードローラ１０とリタードローラ１１の対によるシートＳの重送防止力を最大限に発揮でき、重送を確実に防止できる。
【００３８】
次に図３及び図４を用いて、フィードローラ１０とリタードローラ１１の作用について説明する。
【００３９】
図３はリタード分離方式を用いた給送装置の一部詳細図である。この図において、４５はフィードローラ１０とリタードローラ１１の間に、２枚以上の紙が挟まって紙詰まりした時、１枚目を引き抜くことによって、２枚目が排出方向に送り出されることを防止するための駆動ギヤ逆回転防止用のワンウェイ軸受であり、４６はフィードローラ軸１０ａを回転させるための駆動プーリ、４７は本体にある駆動モーター３４（図２参照）から回転トルクを得るためのギヤであり、４８はリタードローラ１１に、フィードローラ１０と同方向の回転トルクを伝えるためのタイミングベルトである。
【００４０】
そして、４９はリタードローラ１１の駆動軸５０を回転させるためのプーリであり、５１はトルクリミッタ、５２はリタードローラ１１を回転させるためのカップリングである。更に、５３はリタードローラを加圧してフィードローラ１０とリタードローラ１１の間にシート給送力を与えるための加圧アーム、５４は前記加圧アーム先端につけられた加圧コロである。加圧力はコイルバネ５５がリタード圧調整アーム５６に対して、矢印Ｔ方向のトルクを与えることによって、軸５７を介してリタードローラ１１に与えられる。
【００４１】
５８はリタードローラ軸受であり、５９はリタードローラ１１を貫通して端部にカップリング５２を取り付けられているリタードローラ軸である。
【００４２】
以上のような構成をもつ分離手段によるシート分離動作を図４を用いて説明する。
【００４３】
図４（ａ） はピックアップローラ９によって給送されたシートが重送なしでフィードローラ１０とリタードローラ１１の間であるニップに進入したときをあらわす。ここで、μＢＲＰ は、シートＳとフィードローラ１０の間の摩擦係数、μＣＲＰ はシートＳとリタードローラ１１の間の摩擦係数、Ｍはトルクリミッタによって与えられる重送シートを戻すためのトルクを表す。また、Ｐはバネによって与えられるリタードローラ１１の加圧力であり、ｒはリタードローラ１１の回転半径である。
【００４４】
ここで、図４（ａ） において、通常のシート（封筒のように折り返し部のないシート）をフィードローラ１０がスリップすることなく送るときの条件は、
μＢＲＰ ・Ｐ＝μＣＲＰ ・Ｐ………（式１）
更に、リタードローラ１１とシートＳの間がスリップしないときと、すべっているときの両方でリタードローラの回転の釣り合いを考えると、その関係は、
【００４５】
μＣＲＰ ・Ｐ・ｒ≧Ｍ………（式２）
【００４６】
よって式１、式２より、以下の式が成立する必要がある。
【００４７】
μＢＲＰ ・Ｐ・ｒ≧Ｍ………（式３）
【００４８】
次に図４（ｂ）について説明する。これはピックアップローラ９によって給送されたシートＳが重送なしてニップに進入した後、リタードローラ１１によってよけいなシートＳが戻されたときを示す。ここで、μＰＰはシートＳ相互間の摩擦係数である。図４（ｂ）において紙が完全に分離されて送られていく条件は、
【００４９】
μＢＲＰ ・Ｐ＞μＰＰ・Ｐ………（式４）
【００５０】
μＣＲＦ ・Ｐ≧μＰＰ・Ｐ………（式５）
【００５１】
更に、リタードローラ１１が給送と逆方向に回転して、２枚目のシートを重送することなく上流側に戻すためには、リタードローラ１１と２枚目のシートＳの間がスリップしないと考えると、
【００５２】
μＣＲＰ ・Ｐ＝μＰＰ・Ｐ………（式６）
【００５３】
μＣＲＰ ・Ｐ・ｒ＜Ｍ………（式７）
【００５４】
式６、式７より、以下の式が成立する。
【００５５】
μＰＰ・Ｐ・ｒ＜Ｍ………（式８）
【００５６】
上記、式４、式６、式８の３式が、同時に成り立つ必要がある。
【００５７】
リタード方式では、以上のような条件をふまえて、ローラの耐久性を考慮して各値を設定している。
【００５８】
上記ピックアップローラ９、フィードローラ１０、リタードローラ１１によるシート給送の各駆動信号を図５に示す。
【００５９】
図５において、Ａはスタートボタン、Ｂはピックアップソレノイド、ＣはフィードローラクラッチのそれぞれのＯＮ信号である。
【００６０】
｛封筒等を給送するための構成｝
本発明に係るシート給送装置は封筒等の折り返し部を有するシートであってもジャムすることなく給送し得るように、シート種類設定手段によって設定したシート種類に対応してピックアップローラ９によるアップダウン回数を変更するように構成している。次にその構成について説明する。
【００６１】
図６に示すように、シートカセット８の引き出し側端部には、シート種類設定手段を構成するシート種類及びシートサイズ等の設定ダイヤル６０が設けられている。
【００６２】
図７（ａ） 、（ｂ） はシートカセット８が本体から引き出されているときのシート種類及びシートサイズ設定手段の詳細図で、（ａ） は本体側に内蔵されている側、（ｂ） はカセット側に内蔵されている側を示す。
【００６３】
図７（ｂ） に示すように、前記設定ダイヤル６０と一体的なダイヤル軸６１にはスイッチ押圧円盤６２が同軸に取り付けられており、ダイヤル６０と一体的に回転可能に構成されている。また、図７（ａ） に示すように、装置本体側にはタクトスイッチ６３が設けられている。
【００６４】
ここで、図８を参照して前記スイッチ押圧円盤６２とタクトスイッチ６３の関係を説明する。尚、図８（ａ） は設定手段の平面説明図であり、（ｂ） は正面断面説明図、（ｃ） は図８（ｂ） における破断線で見たときのスイッチ押圧円盤６２とタクトスイッチ６３の部分詳細図である。
【００６５】
図８（ｃ） からもわかるように、スイッチ押圧円盤６２には部分的に切り欠きが設けられ、この切り欠き部ではタクトスイッチ６３を押せなくなっている。この円盤６２をダイヤル６０に示された各サイズごとに切り欠きの位置をずらして組み合わせることにより、タクトスイッチのＯＮ・ＯＦＦ 信号の組み合わせを変化させて本体の動作をつかさどる制御手段としてのＣＰＵ に検知させる。
【００６６】
封筒の場合紙サイズは千差万別なので、本実施形態では、図８（ａ） のようにシートサイズ設定ダイヤル６０で、シート種設定を行い、このシート種設定の時には、給送シーケンス上ではシート長さを固定（最大値）するようにしている。
【００６７】
また、本実施形態では、図９に示すように、封筒を送る際には使用者がタッチパネル６４によって封筒の折り返し部の長さ及び封筒の長さを入力し得るように構成している。
【００６８】
この入力値によってピックアップローラ９によるアップダウン回数が設定され、この値を変えることによってアップダウン回数や給送時間を適宜設定する。尚、前記入力に際し、折返し部の長さの値が、封筒の長さの値よりも長いとき設定をやり直しするようにしなければならないのはいうまでもない。
【００６９】
前記入力された封筒の折り返し部の長さによって、ＣＰＵ が演算してピックアップローラ９のアップダウン回数Ｎを以下のようにして設定する。
【００７０】
例えば、図１０（ａ） に示すように、セットされた封筒先端から前記フィードローラ１０とリタードローラ１１のニップ部までの距離をＬ、封筒の折り返し部の長さをＭ、ピックアップローラ９回転体によるシート給送速度をＶ、ピックアップローラ９の１回のダウン動作によるシート給送時間をＴ、としたときに、Ｎ≧｛（Ｌ＋Ｍ）／（Ｖ・Ｔ）｝＋１（但し、小数点以下は切り捨て）。
【００７１】
前記アップダウン動作は、図２において、給送開始信号に連動してフラッパーソレノイド３３を励磁することでピックアップカム３０を回転し、リフトアップレバー２９が揺動してピックアップローラ軸９ａが降下し、ピックアップローラ９がシートＳに接触して該シートＳを繰り出す。その後、ピックアップローラ９は、ピックアップカム３０の形状と角速度によって決められた時間だけシート面に当接し、シート面から離間上昇する。
【００７２】
この時、給送しているシートが、折り返し部Ｓａのある封筒であるときは、通常動作によってピックアップローラ９が上昇した後、あらかじめ設定された時間後、再びフラッパーソレノイド３３を励磁することで、ピックアップカム３０を回転し、リフトアップレバー２９を揺動してピックアップローラ軸９ａを降下させ、ピックアップローラ９を封筒の折返し部のない面に接触させて、封筒を後押しする。
【００７３】
その後、ピックアップローラ９は、ピックアップカム３０の形状と角速度によって決められた時間だけ封筒の折返し部のない面に当接し、シート面から離間、上昇する。これにより、通常シートの場合よりもピックアップローラ９による給送時間が長くなって封筒が後押しされるようになる。
【００７４】
この間に先に述べた駆動源によってフィードローラ１０、リタードローラ１１の駆動は続いている。
【００７５】
次に、搬送力の関係を図１１を参照して説明する。図１１（ｂ） において、μＡＲＰ は、シートとピックアップローラ９の間の摩擦係数であり、Ｗはピックアップローラ９の重量である。このとき、以下の式を成立させるように構成している。
【００７６】
μＣＲＰ ・Ｐ・ｒ＝Ｍ………（式９）
【００７７】
μＰＰ・Ｐ＋ μＡＲＰ ・Ｗ＞μＣＲＰ ・Ｐ………（式１０）
【００７８】
上記式９、式１０から、
【００７９】
μＰＰ・Ｐ＋ μＡＰＲ ・Ｐ＞Ｍ・ｒ………（式１１）
【００８０】
上記式１１を成立させることにより、封筒の折り返し部がフィードローラ１０とリタードローラ１１にある間はピックアップローラ９で間欠的に後押しすることになり、封筒の折り返し部のみが分離されて座屈することがなくなる。この時の各要素の駆動信号を図１０（ｂ） に示す。
【００８１】
尚、図１０（ｂ） においては、ピックアップローラ９を３回アップダウンさせるように設定するが、最後の３回目のダウン時には折り返し部がフィードローラ１０とリタードローラ１１とのニップ部を通過した後はピックアップローラ９をアップさせるようにしている。そのために、ピックアップローラ９が最後にダウンしている時間Ｔｆ は、Ｔｆ ＝｛（Ｌ＋Ｍ）−（Ｎ−１）×Ｖ×Ｔ｝／Ｖとして求めることができる。
【００８２】
尚、図ではピックアップローラ９がダウンしている間でフィードローラクラッチ ６８ が ＯＮ している時間をＴ ｆ で示している。
【００８３】
ここで、前記ピックアップローラ９がアップ状態にあるとき（封筒を後押ししていないとき）にフィードローラ１０とリタードローラ１１とが駆動していても封筒が分離手段によって座屈するまでには、封筒の腰の強さにより多少の時間があるために、その間にピックアップローラ９がダウンして給送するようにすればよい。しかし、ピックアップローラ９のアップダウン動作はカム等によって自由に設定できない場合がある。
【００８４】
そこで、本実施形態では図１０（ｂ） に示すように、ピックアップローラ９のアップダウン動作に同期するように、フィードローラ１０及びリタードローラ１１の駆動を制御する。即ち、ピックアップローラ９がダウン状態にあって封筒に給送力を付与するときは図示しないフィードローラクラッチ６８をＯＮしてフィードローラ１０及びリタードローラ１１を駆動することによって分離給送動作を行うが、ピックアップローラ９がアップ状態にあって封筒を後押ししていないときはフィードローラクラッチをＯＦＦ してフィードローラ１０とリタードローラ１１による分離給送動作を休止する。
【００８５】
前記の如くピックアップローラ９とフィードローラ１０、リタードローラ１１との駆動を制御する制御手段の構成について簡単に説明すると、図１２に示すように、スタートボタン６５を使用者が押すと、タクトスイッチ６３等からなるシート種類検出センサの信号をＣＰＵ６６が受信してシート送りシーケンスを決定すると共に、ＣＰＵ６６の信号によって給送モータ６７、メインモータ３４が作動する。このとき、フィードローラクラッチ６８はＯＦＦ のままである。
【００８６】
前記シーケンスに合わせてフラッパソレノイド３３がＯＮしてピックアップカム３０が回転し、ローラホルダー２６を下降させる。そして、前記フラッパソレノイド３３がＯＮした後、設定時間経過後にフィードローラクラッチ６８がＯＮして各ローラを回転させ、前述した図１０（ｂ） に示す動作を行わせるものである。
【００８７】
尚、本実施形態ではピックアップローラ９の回転もフィードローラクラッチ ６８ で制御されるため、フィードローラクラッチ ６８ の ＯＮ でピックアップローラ９、フィードローラ １０ 、リタードローラ １１ が回転する。
【００８８】
尚、ピックアップローラ９はダウン状態のときに駆動し、アップ状態のときは駆動停止するようにするが、ピックアップローラ９はシート面に接触してから回転を開始する方が重送防止に有利である。そのために、フィードローラクラッチはシートが給送されてシート面が下がった場合でも必ずピックアップローラ９がシート面に接触してから回転を始めるように、フラッパソレノイドＯＮに対して一定時間遅らせてＯＮするようにするとよい。
【００８９】
もっとも、ピックアップローラ９はアップ状態のときも駆動状態を維持するように構成してもよく、この場合には駆動制御構成を簡単にし得る。
【００９０】
上記のように駆動制御することにより、封筒の折り返し部が分離ローラ対１０，１１のニップ部にある間はピックアップローラ９の後押しが常にあることになり、ピックアップローラ９のアップダウンのタイミングに関わらず封筒の折り返し部における座屈を確実に防止することができる。
【００９１】
また、前記ピックアップローラ９がダウンして封筒を給送するときは、折り返し部のない通常のシートを給送するときよりもピックアップローラ９の駆動時間を長く設定するようにすれば、封筒送り時のロスタイムを最小にすることが可能となる。
【００９２】
〔第２実施形態〕
次に第２実施形態として、シートとして折り返し部のある封筒を多数枚積載可能な封筒専用カセットを着脱可能にして封筒を自動給送可能なシート給送装置について説明する。尚、このシート給送装置の全体構成及びこれを用いる画像形成装置の構成は前述した第１実施形態と同様である。
【００９３】
図１３はシートカセットに封筒の膨らみを押さえることが可能な封筒専用カセットを着脱する状態説明図であり、図１４は封筒専用カセットの概略斜視説明図である。
【００９４】
前述した第１実施形態のカセット８には図示しない中板が着脱可能であり、その中板を取り外すと、図１３に示すように、シート収容部内には小サイズカセットである封筒専用カセットＥを着脱自在に取り付けるための装着手段を構成する嵌入孔８ｃが設けられている。一方、封筒専用カセットＥの底板７０ａには前記嵌入孔８ｃに対応した位置にピン７０ｂが突出形成してあり、このピン７０ｂを嵌入孔８ｃに嵌入すると共にヒンジ部に回動可能に装着し、また抜き取ることによって封筒専用カセットＥをカセット本体８ｄに着脱し得るようになっている。
【００９５】
前記封筒専用カセットＥはシートとしてフラップを有する封筒、或いは膨らみ易い封筒を積載し、これを画像形成手段へ給送して宛て名等を印刷する際に使用するものである。
【００９６】
封筒専用カセットＥは図１４に示すように構成されており、図１４において、７１は封筒の幅方向端部を規制するサイド規制板である。これは図示しない方法により、種々サイズの封筒幅に調整可能である。そして、封筒の給送方向後端を規制する部材は、封筒専用カセットＥをシートカセット８に装着したときに、該カセット８の後端規制部材８ｅが兼ねるようになっている。
【００９７】
前記サイド規制板７１の間には中板７２が取り付けられており、これは底板７０ａに取り付けたバネ７３によってのみ支持されて上方へ押圧されている。これにより、中板７２は常に上方へ押し上げられ、その上に積載された封筒はサイド規制板７１に設けられた爪７１ａに突き当たることにより、ピックアップローラ９によって給送可能位置に待機するようになっている。
【００９８】
また、サイド規制板７１には積載する封筒の膨れやフラップの開きを押さえるための押さえ部材７４が設けられている。この押さえ部材７４は、両サイド規制板７１に回転可能に軸支されている。尚、本実施形態では前記押さえ部材７４をサイド規制板７１の対向した位置に１対設けている。
【００９９】
更に前記中板７２には係止突起７２ａが設けてあり、この係止突起７２ａがサイド規制板７１に設けたガイド溝７１ｂに係合している。これにより、中板７２は一定以上には上昇しないようになっている。
【０１００】
また、図１３において、８ｆはカセット本体のシートサイド規制板であり、図１４において、７５はサイド規制板７１を固定するためのネジであり、封筒のサイズに合わせてスライドしたサイド規制板７１を固定するものである。
【０１０１】
このような封筒専用カセットＥを装着することにより、折り返し部があって膨らみ易い封筒を積載して確実に自動給送することが可能となる。
【０１０２】
尚、前述した第１実施形態及び第２実施形態ではシート給送装置を用いた装置として画像形成装置を例示したが、シートを給送する装置は画像形成装置に限定する必要はなく、例えばシートを自動給送して画像を読み取るための画像読取装置等にも適用することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明は前述したように、封筒のように折り返し部を有するシートを給送する場合には、ピックアップ回転体による給送回数を増やすことにより、折り返し部が分離手段に位置する場合にシート給送力を増して、封筒等であっても座屈することなく安定して分離給送することが可能となる。
【０１０４】
また、封筒のように折り返しのあるシートを給送するときに、通常のシートよりもピックアップ回転体による駆動時間を長くすることにより、最短のロスタイムで給送することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】シート給送装置を用いた画像形成装置の全体構成説明図である。
【図２】シート給送装置の構成説明図である。
【図３】分離手段の構成説明図である。
【図４】普通シートを給送するときの分離手段とシートとの摩擦力の説明図である。
【図５】ピックアップローラのアップダウン信号の説明図である。
【図６】シート種類設定ダイヤルを設けたカセットの斜視説明図である。
【図７】シートの種類設定手段の構成説明図である。
【図８】シートの種類設定手段の構成説明図である。
【図９】タッチパネルの説明図である。
【図１０】折り返し部のあるシートを給送するときのピックアップローラのアップダウン回数及び時間の説明図である。
【図１１】封筒を給送する場合の分離手段とシートとの摩擦力の説明図である。
【図１２】制御構成ブロック図の説明図である。
【図１３】シートカセットに封筒の膨らみを押さえることが可能な封筒専用カセットを着脱する状態説明図である。
【図１４】封筒専用カセットの概略斜視説明図である。
【符号の説明】
Ａ …画像形成装置
Ｂ …スキャナ部
Ｃ …画像形成部
Ｄ …シート給送装置
Ｅ …封筒専用カセット
Ｓ …シート
Ｓａ …折り返し部
Ｕ１ …給送ユニット
Ｕ２ …給送ユニット
Ｕ３ …給送ユニット
１ …走査系光源
２ …プラテンガラス
３ …原稿圧板
４ …ミラー
５ …レンズ
６ …光電変換素子
７ …レーザスキャナ
８ …シートカセット
８ａ …下段カセット
８ｂ …上段カセット
８ｃ …嵌入孔
８ｄ …カセット本体
８ｅ …後端規制部材
８ｆ …サイド規制板
９ …ピックアップローラ
９ａ …ピックアップローラ軸
１０ …フィードローラ
１０ａ …フィードローラ軸
１１ …リタードローラ
１２ …搬送ローラ
１３ …搬送ローラ
１４ …レジストローラ
１５ …感光体ドラム
１６ …光学系
１７ …現像器
１８ …転写帯電器
１９ …搬送ベルト
２０ …定着装置
２１ …排出ローラ
２２ …トレイ
２３ …分岐点
２４ …両面トレイ
２５ …シート積載板
２６ …ローラホルダー
２８ …軸
２９ …リフトアップレバー
２９ａ …バネ
３０ …ピックアップカム
３１ …ギヤ
３２ …ピックアップギヤ
３３ …ソレノイド
３４ …モーター
３５ …ギヤ
３６ …リフター
３７ …ラチェットギヤ
３８ …リフトアップギヤ
３９ …リフトアップカム
４０ …送り爪
４１ …軸
４２ …ロック爪
４３ …リフタートリガーレバー
４４ …バネ
４５ …ワンウェイ軸受
４６ …プーリ
４７ …ギヤ
４８ …タイミングベルト
４９ …プーリ
５０ …リタードローラ駆動軸
５１ …トルクリミッタ
５２ …カップリング
５３ …加圧アーム
５４ …加圧コロ
５５ …コイルバネ
５６ …リタード調整アーム
５７ …軸
５８ …リタードローラ軸受
５９ …リタードローラ軸
６０ …設定ダイヤル
６１ …ダイヤル軸
６２ …スイッチ押圧円盤
６３ …タクトスイッチ（信号出力手段）
６４ …タッチパネル
６５ …スタートボタン
６６ …ＣＰＵ
６７ …給送モータ
６８ …フィードローラクラッチ
７０ａ …底板
７０ｂ …ピン
７１ …サイド規制板
７１ｂ …ガイド溝
７２ …中板
７２ａ …係止突起
７３ …バネ
７４ …押さえ部材
７５ …ネジ
Claims (5)
- シートを分離給送するためのシート給送装置において、
シート非給送時はアップ状態にあり、シート給送時にダウン状態となって回転するアップダウン可能なピックアップ回転体によりシートに給送力を付与するための給送手段と、
前記給送手段で給送されたシートを一枚ずつに分離するために、シートを送る方向へ回転するフィード回転体と、シートを戻す方向へ回転するリタード回転体とで構成した分離手段と、
シートの種類を設定するための種類設定手段と、
シートの種類によって前記給送手段及び分離手段の駆動を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、折り返し部のあるシートを給送するときに、前記ピックアップ回転体のアップダウンを複数回繰り返し、且つ前記ピックアップ回転体がダウン状態にあるときに前記分離手段を駆動し、前記ピックアップ回転体がアップ状態にあるときは前記分離手段の駆動を停止するよう制御することを特徴とするシート給送装置。 - 前記ピックアップ回転体のアップダウンの回数Ｎは、セットされたシート先端から前記フィード回転体とリタード回転体のニップ部までの距離をＬ、シートの折り返し部の長さをＭ、ピックアップ回転体によるシート給送速度をＶ、ピックアップ回転体の１回のダウン動作によるシート給送時間をＴ、としたときに、
Ｎ≧｛（Ｌ＋Ｍ）／（Ｖ・Ｔ）｝＋１ （但し、小数点以下は切り捨て）
に設定したことを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。 - シートの種類によって前記ピックアップ回転体によるシート給送時間を設定するための時間設定手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
- 前記シート給送装置は、折り返し部を有するシートの前記折り返し部を押さえることが可能なカセットを着脱可能であることを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
- シートを給送して画像を形成する画像形成装置において、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のシート給送装置と、
給送されたシートに画像を形成するための画像形成手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00738497A JP3554127B2 (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | シート給送装置及び画像形成装置 |
| US08/958,528 US6042099A (en) | 1996-10-30 | 1997-10-27 | Sheet feeding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00738497A JP3554127B2 (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | シート給送装置及び画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10203658A JPH10203658A (ja) | 1998-08-04 |
| JP3554127B2 true JP3554127B2 (ja) | 2004-08-18 |
Family
ID=11664450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00738497A Expired - Fee Related JP3554127B2 (ja) | 1996-10-30 | 1997-01-20 | シート給送装置及び画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3554127B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8827262B2 (en) | 2012-07-19 | 2014-09-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Sheet feeding apparatus and image forming apparatus |
-
1997
- 1997-01-20 JP JP00738497A patent/JP3554127B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8827262B2 (en) | 2012-07-19 | 2014-09-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Sheet feeding apparatus and image forming apparatus |
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| JPH10203658A (ja) | 1998-08-04 |
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