JP3695778B2 - 画像形成装置の給紙装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子写真複写機やプリンタ等の画像形成装置において、給紙部に配置した給紙トレイから用紙を送り出すための給紙装置に関し、特に、各給紙トレイに対して配置した給紙装置と、その下流部の用紙搬送路に配置した搬送ローラ装置との間で、駆動の伝達を制御する画像形成装置の給紙装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、給紙部に複数の給紙カセットや給紙トレイ等を装着し、それ等の給紙トレイにサイズの異なる用紙を収容しておき、原稿のサイズや、縮拡率等に応じて、適当なサイズの用紙を送り出すようにしている。前記画像形成装置では、装置本体の前側から給紙トレイ等を着脱可能に構成し、装置本体の側面のスペースを無駄に使用することがないようにする機構を用いているものが多い。前記給紙トレイを装置本体の前側から着脱できる装置は、例えば、特開平２−２３１３２４号公報等に示されるようなものが知られている。
【０００３】
前記従来例に示される画像形成装置は、図５に示されるように、画像形成装置１の上部に配置する本体部に、原稿をセットするプラテン２を配置し、前記プラテン２の下部に光学装置３を用いて、原稿の画像の走査を行う。そして、前記光学装置３により得られた画像情報の光を感光体ドラム４に照射し、電子写真方式を用いてトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙に転写する。前記トナー画像が転写された用紙は、定着装置を通して定着され、コピーを排出トレイ８に向けて排出させるようにしている。また、前記コピーが両面または多重コピーモードで作成されている場合には、定着装置５を通って片面コピーとして作成された用紙は、戻し路９を介して中間トレイ１７ｄに向けて送り出される。
【０００４】
前記画像形成装置１では、本体部の下部に複数の給紙トレイを収容する給紙部を配置しており、該給紙部は、各給紙トレイ１７、１７ａ……に対応させて、給紙ユニット１０、１０ａ……を設けている。前記各給紙ユニットには、給紙トレイから用紙を送り出す機構と、ユニットの側部に上下方向に貫通する用紙路とを一体に設けており、前記複数のユニットの用紙路を接続した状態で、本体の用紙搬送路６を構成している。そして、前記用紙搬送路６の下流部にレジストローラ装置７を配置し、用紙搬送路を通って送り出された用紙を整合させて、感光体ドラムに形成されるトナー画像に対して、タイミングを合わせた状態で用紙を送り出すようにする。
【０００５】
また、前記多数の給紙トレイのうち、符号１７、１７ａ〜１７ｃは、通常の給紙トレイとして構成されるものを示しており、符号１７ｄで示される中間トレイの他に、符号１７ｅで示される手差しトレイを設けている。そして、前記給紙トレイと中間トレイに対応させて、給紙ユニット１０〜１０ｄがそれぞれ上下に重ねられる状態に配置されて、給紙装置を構成している。前記給紙装置においては、給紙ユニットに設けた用紙送り出し機構を駆動するために、１個または２個のモータを設け、モータからの駆動力の伝達を行う手段を構成している。
【０００６】
前記画像形成装置に配置する給紙装置は、例えば、特開平６−１１５７３２号公報に示されるように構成することができる。前記従来例に示される給紙装置は、図６に示されるような給紙ユニット１０を構成しており、各給紙ユニットに対して独立したモータを配置して、それぞれの給紙ユニットに対する駆動機構を構成している。前記給紙ユニットでは、給紙トレイ１７に収容されている用紙を、給紙装置に設けるピックアップローラ１１により取り出し、フィードローラ１２とリタードローラ１３とにより構成した用紙さばき装置を用いて、用紙搬送路６に配置した搬送ローラ装置１４に向けて送り出す機構を構成している。
【０００７】
さらに、前記給紙トレイ１７では、用紙を載置するボトムプレート１８を、押上アーム１９により上昇させる機構を用い、用紙をピックアップローラ１１に向けて押圧させるようにする。また、前記給紙ユニットは、同一の構成のものを複数縦方向に積み重ねる状態で配置し、各ユニットに設けた用紙路を接続して、本体の用紙搬送路６を構成している。そして、給紙トレイから送り出された用紙は、その用紙の先端部がユニットの搬送ローラ装置１４にニップされた状態で、ピックアップローラと用紙さばき装置とによる搬送が停止され、搬送ローラ装置による搬送作用によって、用紙搬送路内を画像記録部に向けて搬送される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記図６に示されるような給紙装置に対する駆動機構を構成する場合に、給紙装置のローラ装置により送り出された用紙に対して、搬送ローラ装置の上流部に配置したセンサにより先端部を検知し、搬送装置の制御を行う手段を構成している。また、前記センサの検知情報を入力する制御装置では、検知情報が入力されてから所定の時間が経過すると、給紙装置に対する駆動系での駆動伝達を停止させ、搬送ローラ装置のみによる搬送を行わせるような制御を行っている。ところが、前述したように構成した搬送装置では、例えば、用紙の先端部がセンサにより検知された後で、用紙にスリップ等が発生して用紙搬送に遅れが生じると、用紙の先端部が搬送ローラ装置にニップされる前に、給紙装置の動作が停止されるために、ミスフィードが発生するという問題がある。
【０００９】
また、前記従来例に示される給紙装置では、給紙トレイから給紙装置により送り出される用紙は、用紙搬送路の搬送ローラ装置にニップされる前に、給紙路内でループを形成した状態で搬送ローラ装置のニップ位置に先端部が突入する。そして、前記搬送ローラ装置により用紙に対する搬送作用が行われるが、前記搬送ローラ装置による搬送を行う状態では、給紙装置の動作が停止されているために、給紙路で生じた用紙のループは次第に解消される。しかしながら、用紙のループを解消しながら搬送ローラ装置による搬送作用を行う場合には、ループが解消される状態で、給紙装置と搬送ローラ装置の間で用紙を引っ張り合う状態が生じて、衝撃音が発生する等の問題がある。
【００１０】
前述したような問題の他に、給紙トレイから用紙を取り出す場合に、用紙さばき装置における用紙さばき性能を良好に発揮させるためには、給紙装置における用紙の搬送速度を高速に設定することは問題があるが、用紙搬送路内で搬送ローラ装置により搬送する場合には、搬送速度を任意の高速に設定することが必要とされる。そして、用紙搬送路内での用紙搬送速度を高速に設定すると、画像記録部では、用紙の間隔を狭くする状態で搬送しながら、感光体ドラム等からトナー画像を転写する動作を行うことができ、単位時間あたりのコピーの作成枚数を増加させることができる。ところが、例えば、給紙装置と搬送ローラ装置の双方を１つの駆動源により駆動する手段を構成する場合に、搬送ローラ装置での用紙搬送速度を高速にしようとすると、モータの能力を増大させる必要があり、駆動装置の構成を大型化することによる問題が多く発生する。
【００１１】
【発明の目的】
本発明は、前述したような従来の画像形成装置の給紙装置の問題を解消するもので、給紙装置に配置するローラ部材と、給紙装置の直後の下流部に配置する搬送ローラ装置を同時に駆動して、給紙トレイから用紙を用紙搬送路に向けて送り出す動作と、搬送ローラ装置のみを高速で駆動して用紙搬送作用を行う動作とを、１つのモータの正逆駆動により切り換え得る装置を構成するとともに、給紙装置と搬送ローラ装置を駆動する際に、用紙のループを解消した状態で、搬送ローラ装置を高速で駆動することにより、異音が生じたりすることがないような画像形成装置の給紙装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、給紙トレイからの給紙部に、ピックアップローラと、リタードローラとフィードローラを組み合わせた用紙さばき装置、および、前記用紙さばき装置の下流部の用紙搬送路に、搬送ローラ装置を配置してなる装置に関する。
本発明においては、前記ピックアップローラとフィードローラおよび、下流部の用紙搬送路に設けた搬送ローラ装置とを１つの正逆転可能なモータを用いて駆動する駆動装置を設け、
前記モータに直結する駆動ギヤから、前記モータの正逆転に応じた駆動力を前記各ローラに伝達する機構を、前記トレイからの給紙方向の一方の側方に配置し、
前記搬送ローラ装置の下流部に設けた用紙を検知するための検知手段と、
前記検知手段の用紙を検知した情報にもとづいて、前記モータの正逆回転を切り換える制御手段と、を有し、
前記制御手段によって、前記モータの正転時には、前記給紙部に配置した前記ピックアップローラとフィードローラおよび、前記搬送ローラ装置とを給紙方向に駆動するとともに、
前記モータの逆転時には、前記搬送ローラ装置のみを給紙方向に駆動するよう駆動系統が構成され、
用紙を給紙トレイから送り出す際には、前記用紙の送り出しの速度に対して、下流部の搬送ローラ装置の搬送速度を高速に設定し、
用紙の先端部が搬送ローラ装置のニップ位置に突入した時点から上記検知手段により検知されるまでは、前記ピックアップローラとフィードローラおよび、前記搬送ローラ装置の双方により搬送作用が付与され、
前記搬送される用紙の先端部が、前記搬送ローラ装置の下流部に設けた検知手段により検知されると、その検知情報にもとづいて、駆動装置に対応する制御手段がモータの駆動の切り換えの信号を出力して、
前記モータを逆転駆動することにより、搬送ローラ装置のみをより高速で駆動して、用紙搬送路内での用紙の搬送作用を行うとともに、
前記搬送ローラ装置の上流部に配置されている各ローラを、駆動装置から切り離してフリーな状態で回転させることを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明の画像形成装置の給紙装置においては、モータの正転時に給紙装置と搬送ローラ装置とを駆動するための駆動系と、モータの逆転時に搬送ローラ装置のみを高速駆動する駆動系を配置している。前記搬送ローラ装置に対する駆動系では、モータを正転させて用紙を定速で搬送するための駆動系と、モータを逆転させて用紙を高速で搬送する駆動系とを設け、前記駆動系を切り換えて作動させることができるようにする。そして、モータを逆転させて用紙搬送路内での用紙搬送作用を行う状態では、モータの駆動力を、用紙を高速で搬送するために使用することができるので、駆動源を高性能なものとする必要がなく、用紙を高速で画像記録部に向けて送ることができる。
【００１６】
【実施例】
図示される例にしたがって、本発明の画像形成装置の給紙装置を説明する。図１に示される例は、前記図６に示された給紙装置のローラ装置に対する駆動装置２０の構成を示しているもので、搬送ローラ装置の軸２６と、フィードローラとピックアップローラに対応する駆動軸４２、および、リタードローラの軸４４に対する駆動を１つのモータ２１を用いて行う駆動装置を示している。前記駆動装置２０において、モータ２１の駆動ギヤ２２に対して、搬送ローラ装置軸２６に駆動力を伝達するために、中間ギヤ２３と被駆動ギヤ２４を介して駆動伝達する手段と、逆転用中間ギヤ３０の２つのギヤ部材３１、３２および、被駆動ギヤ３３を介して駆動伝達する手段とを設けている。
【００１７】
また、給紙装置に対する駆動手段では、駆動ギヤ２２から被駆動ギヤ４０を介して直接フィードローラの駆動軸４２を駆動するとともに、ギヤ装置４３を介してリタードローラ軸４４に駆動伝達する機構とを設けている。そして、前記フィードローラの駆動軸４２の回転方向に対して、リタードローラ軸４４の回転方向を逆方向に設定し、用紙さばき作用を発揮できるようにする。さらに、前記フィードローラの駆動軸４２には、従来の給紙装置の場合と同様に、ピックアップローラに対する駆動伝達手段を配置し、ピックアップローラをフィードローラの回転に追従させて駆動する手段を構成するが、前記ピックアップローラに対する駆動伝達手段としては、任意の機構の装置を構成することが可能である。前記構成に加えて、リタードローラ軸４４にはトルクリミッター等を配置して、リタードローラに対する駆動トルクを制御し、用紙さばき作用を適宜制御できるようにすることも、従来の一般のフリクションリタード方式の用紙さばき装置の場合と同様に構成することができる。
【００１８】
さらに、前記駆動装置２０においては、３つの被駆動ギヤ２４、３３、４０のそれぞれに対して、一方向クラッチを配置しており、前記３つの一方向クラッチでは、モータの正逆回転の一方に対してのみ駆動力を軸に伝達する手段を構成している。まず、モータ２１を正転方向に回転させる際には、一方向クラッチ３４が空転する状態で、他の２つの一方向クラッチ２５、４１が被駆動ギヤ２４、４０の回転を軸２６、４２に伝達する。したがって、モータ２１の正転の動作に追従して、軸２６を介して搬送ローラ装置の駆動を行う。そして、軸４２を介して給紙装置のピックアップローラとフィードローラおよび、リタードローラに対する駆動を行い、給紙トレイから用紙を送り出してさばき作用を付与し、搬送ローラ装置に向けて給紙路を送り出す動作を行うようにする。
【００１９】
これに対して、モータを逆転方向に駆動する場合には、逆転用中間ギヤ３０の２つのギヤ部材３１、３２を介して、被駆動ギヤ３３に駆動力を伝達し、一方向クラッチ３４を介して搬送ローラ装置軸２６を給紙方向に駆動する。なお、前記モータの逆転駆動を行うための逆転用中間ギヤ３０では、正転時の中間ギヤ２３よりも奇数個だけ多いギヤ部材を配置するもので、図示される例では、正転時の駆動伝達のためのギヤ部材よりも１つ多いギヤ部材を配置して、軸２６を用紙の搬送方向に回転させることができるように構成している。また、他の被駆動ギヤ２４、４０は逆転方向に回転させられるが、一方向クラッチ２５、４１が空転するので、逆方向の回転を軸に対して付与することはなく、搬送ローラ装置軸２６のみが給紙方向に回転され、フィードローラの駆動軸４２は停止状態に維持される。そして、モータ２１の逆転駆動の動作では、搬送ローラ装置に対する駆動のみを行うので、後述するように、用紙を搬送ローラ装置により高速で搬送することができるような作用を発揮することが可能になる。
【００２０】
本発明の駆動装置２０では、モータを正転方向に駆動する際に、給紙装置のローラ装置における用紙搬送速度に比較して、搬送ローラ装置における用紙搬送速度を高速に設定している。そのためには、被駆動ギヤ４０と２４の歯数の比率を、搬送速度の比率に応じて設定することにより、容易に対応することができる。また、モータ２１の正転時の搬送ローラ装置の搬送速度に対して、モータの逆転時の搬送速度を高速に設定するためには、被駆動ギヤ２４と３３の径を異ならせる手段を用いることが可能である。その他に、後述するように、モータの正転時と逆転時の回転速度を異ならせるようにして、搬送ローラ装置による搬送速度を変化させる手段を用いることもできる。
【００２１】
前述したように構成した駆動装置を用いて、給紙トレイから用紙を送り出す際には、図２、３に示されるような給紙の動作を行わせることができる。まず、給紙トレイ１７から用紙Ｐを送り出す際には、図２に示されるように、給紙装置のピックアップローラ１１とフィードローラ１２およびリタードローラ１３をそれぞれ駆動するとともに、前記給紙装置のローラ装置の搬送速度に対して、搬送ローラ装置１４での搬送速度を大きくするようにして駆動する。そして、給紙トレイからピックアップローラ１１により取り出した用紙を、用紙さばき装置のフィードローラ１２とリタードローラ１３の間でさばき、給紙路１６内で用紙Ｐを用紙搬送路６に向けて送り出す作用を行う。用紙を給紙装置により送り出す際には、用紙の先端部がたるむ状態でループＰａを形成し、その用紙の先端部が搬送ローラ装置１４のニップ位置に突入した状態で、前記搬送ローラ装置１４による搬送作用が行われる。
【００２２】
そして、用紙Ｐが給紙装置のローラ装置と、搬送ローラ装置１４の双方により搬送される状態になり、図３に示されるように、用紙Ｐのループは次第に解消され用紙が緊張する状態となる。つまり、搬送ローラ装置１４による搬送速度が給紙装置よりも高速とされるために、用紙さばき装置のニップ位置と搬送ローラ装置１４の間で用紙のループが解消される。そして、用紙の先端部がセンサＳにより検知されると、前記センサＳの検知情報にもとづいて、駆動装置に対応する制御装置がモータの駆動の切り換えの信号を出力し、モータを逆転駆動することにより、搬送ローラ装置１４のみを高速で駆動して、用紙搬送路６内での用紙の搬送作用を行うようにする。なお、モータを逆転駆動して、用紙を搬送ローラ装置１４により搬送する状態では、ピックアップローラ１１を給紙トレイ内の用紙に押圧する動作は停止され、フィードローラ１２がフリーな状態で回転させることにより、用紙の高速搬送作用に対して、給紙装置が抵抗とならないようにすることができる。
【００２３】
前述したように、本発明においては、１つのモータを用いて駆動装置を構成し、給紙トレイから用紙を取り出す際には、給紙装置と搬送ローラ装置とを定速で駆動し、用紙搬送路内で用紙を高速搬送する際には、搬送ローラ装置を高速で駆動する手段を用いている。そのために使用するモータは、例えば、図４のグラフに示されるような回転数とトルクの関係を有するモータで構成することができる。前記図４のグラフに示されるモータの特性において、モータを正転させて給紙装置と搬送ローラ装置とを駆動する状態では、モータの回転数を少なくして、大きなトルクを発生させることができるものであり、給紙装置と搬送ローラ装置に対して低速で回転させる状態で、用紙を給紙トレイから送り出すことができる。これに対して、モータを逆転させて、搬送ローラ装置のみにより用紙を高速で搬送する状態では、モータの回転速度を高速に設定するが、搬送ローラ装置に付与される負荷が比較的小さい値であることに対応させて、小さなトルクで用紙搬送作用を行わせることが可能になる。
【００２４】
なお、本発明の装置において、前記図１のモータ２１としては、任意の正逆回転可能なモータを使用することができるものであり、モータの正転時と逆転時の用紙搬送速度の差は、任意に設定することができる。また、前記図２、３に示される例において、給紙路１６内で用紙のループＰａを解消するために、モータを正転させて給紙装置と搬送ローラ装置により用紙を搬送する時間は、用紙さばき装置と搬送ローラ装置の間隔や、給紙路の形状、その他の条件に応じて適宜設定することができる。さらに、給紙路内で用紙のループが解消された状態を、給紙路に配置するセンサ等により検知する手段を構成し、搬送ローラ装置の下流部に配置したセンサＳの情報とを比較して、モータの駆動方向の切り換えのタイミングを設定することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置の給紙装置は、前述したように構成した駆動装置を用いるので、給紙トレイから給紙路を介して用紙搬送路に向けて用紙を送り出す際に、１つのモータを正逆回転させることにより、容易に対応させることができる。そして、モータを正転させて給紙トレイから用紙を送り出した後で、モータを逆転させて用紙搬送路内での用紙搬送作用を行う状態では、モータの駆動力を、用紙を高速で搬送するために使用することができるので、駆動源を高性能なものとする必要がなく、用紙を高速で画像記録部に向けて送ることができる。また、本発明の画像形成装置の給紙装置では、モータを正転させて給紙装置と搬送ローラ装置とを同時に駆動する際に、給紙装置の用紙搬送速度に対して搬送ローラ装置の用紙搬送速度を速く設定し、給紙路内で用紙に生じたループを解消させた状態で、モータの逆転の動作に対処させることが可能になる。したがって、給紙路内で用紙にループがない状態で、搬送ローラ装置を高速で駆動しても、用紙に対して急激に張力が付与されたりすることがないので、異音が生じたりすることを防止できる。さらに、本発明の装置では、搬送ローラ装置の下流部に配置した検知手段を用いて、モータの回転方向を制御する手段を構成しており、用紙の先端部が搬送ローラ装置を抜けて、給紙路内でのループが解消された状態で、モータの駆動方向の切り換えを行い得るようにしている。したがって、前述したような制御情報手段を構成することにより、ミスフィードが生じたりすることがなく、給紙トレイから用紙搬送路に向けて給紙する動作を正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の駆動装置の構成を示す説明図である。
【図２】 給紙トレイから用紙を送り出す初期の段階の説明図である。
【図３】 給紙路内で用紙のループが解消された状態を示す説明図である。
【図４】 本発明に用いるモータの特性を示すグラフである。
【図５】 一般的な画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図６】 図５の画像形成装置に配置する給紙装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 画像形成装置、 ４ 感光体ドラム、 ６ 用紙搬送路、
１１ ピックアップローラ、 １２ フィードローラ，
１３ リタードローラ、 １６ 給紙路、 １７ 給紙トレイ、
２０ 駆動装置、 ２１ モータ、 ２２ 駆動ギヤ、
２４・３３・４０ 被駆動ギヤ、 ２５・３４・４１ 一方向クラッチ、
２６ 搬送ローラ装置軸、 ４２ 駆動軸、
４４ リタードローラ軸。

Claims (1)

1. 給紙トレイからの給紙部に、ピックアップローラと、リタードローラとフィードローラを組み合わせた用紙さばき装置、および、前記用紙さばき装置の下流部の用紙搬送路に、搬送ローラ装置を配置してなる装置において、
   前記ピックアップローラとフィードローラおよび、下流部の用紙搬送路に設けた搬送ローラ装置とを１つの正逆転可能なモータを用いて駆動する駆動装置を設け、
   前記モータに直結する駆動ギヤから、前記モータの正逆転に応じた駆動力を前記各ローラに伝達する機構を、前記トレイからの給紙方向の一方の側方に配置し、
   前記搬送ローラ装置の下流部に設けた用紙を検知するための検知手段と、
   前記検知手段の用紙を検知した情報にもとづいて、前記モータの正逆回転を切り換える制御手段と、を有し、
   前記制御手段によって、前記モータの正転時には、前記給紙部に配置した前記ピックアップローラとフィードローラおよび、前記搬送ローラ装置とを給紙方向に駆動するとともに、
   前記モータの逆転時には、前記搬送ローラ装置のみを給紙方向に駆動するよう駆動系統が構成され、
   用紙を給紙トレイから送り出す際には、前記用紙の送り出しの速度に対して、下流部の搬送ローラ装置の搬送速度を高速に設定し、
   用紙の先端部が搬送ローラ装置のニップ位置に突入した時点から上記検知手段により検知されるまでは、前記ピックアップローラとフィードローラおよび、前記搬送ローラ装置の双方により搬送作用が付与され、
   前記搬送される用紙の先端部が、前記搬送ローラ装置の下流部に設けた検知手段により検知されると、その検知情報にもとづいて、駆動装置に対応する制御手段がモータの駆動の切り換えの信号を出力して、
   前記モータを逆転駆動することにより、搬送ローラ装置のみをより高速で駆動して、用紙搬送路内での用紙の搬送作用を行うとともに、
   前記搬送ローラ装置の上流部に配置されている各ローラを、駆動装置から切り離してフリーな状態で回転させることを特徴とする画像形成装置の給紙装置。

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