JP3855512B2

JP3855512B2 - 給紙装置及びこれを備えた画像形成装置

Info

Publication number: JP3855512B2
Application number: JP00599499A
Authority: JP
Inventors: 肇由井; 拓夫松村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-01-13
Filing date: 1999-01-13
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2019-01-13
Also published as: JP2000203733A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、用紙を供給する給紙装置とこれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、連続的に給紙可能なカットシートは、通常、上質紙や複写機メーカ指定の普通紙に限られていた。このような用紙では、表面の平滑性が低いので、用紙積載板に積載した用紙を送り出す際、用紙同士が密着して重送の生じることが少なかった。一方、近年では記録媒体の多様化に伴い、厚紙，ＯＨＰ用紙，トレーシングペーパー等の他、カラー化の市場要求から、白色度や光沢を出すためにシート表面にコーティング処理を施したアート紙及びコート紙等、表面の平滑な用紙にも画像形成する要望が高まっている。ところが、そうした平滑度の高い用紙では、積載状態での用紙間の密着力が高くなるため、これを給紙する時に用紙を確実に捌けず、重送やミスフィードが多発する問題が生じた。
【０００３】
この対策として、例えば、特開平４−２３７４７号公報には、給紙ローラと分離ローラによって用紙を分離しつつ給送するものにおいて、図７（ａ）に示すように、ボトムプレート５１に積載した用紙５２の端面に、エアー吹き付け手段５３のエアー吹き出し口５４よりエアーを吹き付けて用紙間に空気層を形成することにより、用紙間の密着力を弱めるとともに、エアー吹き付けに伴う用紙５２の浮揚を図示せぬ用紙押え部材により制御することにより、用紙の捌きを確実に行えるようにした技術が開示されている。この技術では、図７（ｂ）に示すように、ボトムプレート５１上での用紙の給紙方向に対して、エアー吹き付け手段５３によるエアーがそれと直交する方向から吹き付けられるものとなっている。
【０００４】
また、特開平８−３３３０３２号公報には、図８（ａ）に示すように、ボトムプレート６１に積載した用紙６２の先端にエアー吹き出し口６３を介してエアーを吹き付けることにより、上部の用紙６２を浮上させるととに、最上部の用紙６２を吸い込み装置６４により吸い込んで、次位用紙との分離を行うとともに、ボトムプレート６１に積載されたシート枚数が所定枚数以下になった時に、エアー吹き出し口６３から吹き付けたエアーをボトムプレート６１下に導くことで、用紙の乱れを防止するようにした技術が開示されている。この技術では、図８（ｂ）に示すように、ボトムプレート６１下にエアーを導くための開口部６５を該ボトムプレート６１に設け、ボトムプレート６１上での用紙の給紙方向に対してはそれと反対方向にエアーが吹き付けられるものとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平４−２３７４７号公報に開示された技術では、ボトムプレート５１上の用紙積載枚数が所定枚数以下に達した時に、エアー吹き付け手段５３により吹き付けたエアーが、密着力の小さい最下部の用紙５２とボトムプレート５１との間に入り込み、これによって用紙束ごと浮揚してうまく捌けなくなり、重走が発生しやすくなるという問題があった。
【０００６】
また、上記特開平８−３３３０３２号公報に開示された技術では、ボトムプレート６１のエアーの流れに対向する面に開口部６５を設けたことで、上記用紙束ごと浮揚するという問題は改善されているものの、ボトムプレート６１に積載した用紙６２が吸湿等により波打っている場合（図９参照）などでは、ボトムプレート６１と最下部の用紙（波打った用紙）６２との間に生じる隙間にエアーが入り込むため、用紙束の浮揚を十分に抑制することができなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る給紙装置においては、複数枚の用紙を積載可能な用紙積載板と、この用紙積載板に積載された用紙の側端部にエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段と、用紙積載板に積載された複数枚の用紙のうち、最下部の用紙を用紙積載板に吸着させる吸着手段とを備えた構成を採用している。
【０００８】
上記構成からなる給紙装置においては、用紙積載板に積載された最下部の用紙を吸着手段で用紙積載板に吸着させることにより、たとえ用紙が波打っていたとしても、吸着手段の吸着作用によって最下部の用紙が用紙積載板に張り付いた状態となる。これにより、用紙積載枚数の減少に伴い、用紙積載板と最下部の用紙との界面にエアーが吹き付けられる状態となっても、最下部の用紙が用紙積載板に張り付いているため、用紙束の浮揚が十分に抑制されるようになる。
【０００９】
また、エアー吹き付け手段によるエアーの吹き付け側において、最下部の用紙を吸着手段により用紙積載板に吸着させるようにすれば、用紙積載板と最下部の用紙との間に通じるエアーの侵入路が用紙の張り付きによって閉じられた状態となるため、用紙積載板と最下部の用紙との間にエアーが入り込むのを確実に阻止することが可能となる。
【００１０】
さらに、エアー吹き付け手段により吹き付けられたエアーの一部を用紙積載板の下面側に導くべく用紙積載板に設けられた開口部と、この開口部を通して前記用紙積載板の下面側に流れるエアーの通過領域に連通する状態で用紙積載板の用紙積載領域に設けられた連通部とによって吸着手段を構成することにより、別途、用紙吸着のためのエアー吸引装置等を用いることなく、用紙束の浮揚を抑えることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明が適用される画像形成装置の構成例を示す概略側面図である。
図示した画像形成装置１は、画像読み取り装置２と、パートナルコンピュータ（ＰＣ）等の外部機器３と通信回線４を介して接続された受信部５と、この受信部５からの画像情報に基づいて画像書き込み装置６を制御する画像記録制御部７と、画像書き込み装置６によって静電潜像が書き込まれる円筒状の像担持体８と、この像担持体８の円周方向に沿って配設される帯電器９，現像装置１０及びクリーナー１１と、像担持体８に形成された画像を用紙に転写する転写ローラ１２と、用紙に転写された画像を定着させる定着装置１３と、この定着装置１３から用紙を排出する排出ローラ１４と、この排出ローラ１４によって排出された用紙を積載する排出トレイ１５と、像担持体８及び転写ローラ１２に用紙搬送部１６を介して用紙を供給する多段式（図例では４段式）の給紙装置１７とを備えている。
【００１２】
図２は給紙装置の概略構成を示すもので、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその側面図である。
図示のように、給紙装置１７には、用紙１８の積載部となる給紙トレイ１９を設けてある。給紙トレイ１９は図示せぬモータの駆動により昇降するボトムプレート（用紙積載板）２０を有し、このボトムプレート２０に複数枚の用紙１８を積載できる構成となっている。また、給紙トレイ１９の上方には給紙手段２１を設けてある。給紙手段２１には、図示せぬ支持アームを介して揺動自在となったピックアップローラ２２を設けてある。このピックアップローラ２２は、上昇する用紙１８の上面に当接して揺動する。支持アームの近傍には図示せぬ高さ検出センサを設けてあり、この高さ検出センサが支持アームの揺動を検出することにより用紙１８の高さを検知できるようになっている。
【００１３】
給紙トレイ１９には、用紙１８の給紙方向と反対側の端部（用紙後端）を規制する可動式エンドガイド２３と、給紙方向と直交する方向において用紙１８の一方の側面を規制する固定式サイドガイド２４と、この固定式サイドガイド２４と対向する位置で用紙１８の他方の側面を規制し且つ用紙サイズに応じて移動可能な可動式サイドガイド２５とを設けてある。
【００１４】
固定式サイドガイド２４には、ボトムプレート２０に積載した用紙１８の一方の側端部に対向する状態でエアー吹き付け手段２６を設けてある。エアー吹き付け手段２６は、例えば、軸流ファン、シロッコファン、クロスフローファン等から成るもので、このエアー吹き付け手段２６によって用紙１８の側端部にエアーを吹き付け得る構成となっている。
【００１５】
可動式エンドガイド２３には、ボトムプレート２０に積載した用紙１８の上面に当接する用紙押え部材２８を設けてあり、この用紙押え部材２８により所定の荷重（例えば、用紙押え部材２８の自重）で用紙１８を押えることで、可動式エンドガイド２３で規制している辺からエアーが必要以上に漏れないようにし、用紙間に入った空気を完全に貫通させるようにしている。
【００１６】
次に、このように構成した画像形成装置１の給紙手順を説明する。
先ず、給紙トレイ１９に用紙１８を供給又は補給して該給紙トレイ１９を挿入後、図示せぬモータからの駆動を受けてボトムプレート２０が上昇すると、最上部の用紙１８がその上方に待機しているピックアップローラ２２に当接する。このとき、ボトムプレート２０の上昇に伴う用紙１８の高さは、図示せぬ高さ検出センサの検出信号に基づいて検知され、その検知高さが所定高さに達すると、モータの駆動が停止される。
【００１７】
次いで、給紙命令が出されると、エアー吹き付け手段２６が駆動し、これによって用紙１８の側端部にエアーが吹き付けられる。こうして吹き付けられたエアーは各々の用紙間に吹き込まれ、そこに空気層を形成する。これにより用紙１８は１枚ずつ分離され捌かれることとなる。
その後、図示せぬソレノイドによって押下されたピックアップローラ２２が用紙１８に当接し、そのピックアップローラ２２の回転により給紙を開始する。なお、給紙時におけるエアーの吹き付けは、常時行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。
【００１８】
ピックアップローラ２２の下流側には、用紙１８を給紙する方向（図２（ｂ）における反時計廻り方向）に回転する給紙ローラ２９と、それと反対方向（図２（ｂ）における時計廻り方向）へ図示せぬトルクリミッタによって一定限度のトルクが付加されつつ、両方向に回転可能なリタードローラ３０とが所定圧力で接触し、その相互作用によって用紙１８を分離／給送する。因みに、リタードローラ３０は、給紙ローラ２９との当接部に用紙が１枚だけある時はこれを給紙する方向に回転し、２枚以上ある時はこれを給紙する方向と反対方向に回転する。
【００１９】
給紙方向に送り出された用紙１８は、これをフィードアウトセンサ３５が検知した後、所定時間後まで給紙ローラ２９によって搬送される。その後、用紙１８はテイクアウェイローラ３１に受け渡されて更に下流側へと搬送される。テイクアウェイローラ３１で搬送されている時は、給紙ローラ２９の駆動が停止されており、その間、給紙ローラ２９は駆動系に内蔵された図示せぬワンウェイクラッチによってつれ回っている。
【００２０】
こうして給紙が進むと、最上部の用紙１８の高さが次第に低くなり、それにつれて押下時のピックアップローラ２２の高さも低くなる。これにより、ピックアップローラ２２の支持アーム（不図示）が高さセンサを作動し、微小量ボトムプレート２０を上昇させて、給紙動作を継続させる。以上の動作を繰り返すことにより、ボトムプレート２０上の用紙１８を順に送り出す。
【００２１】
ここで、上述のようにエアー吹き付け手段２６により用紙１８の側端部にエアーを吹き付けて用紙の捌きを行うものにおいて、ボトムプレート２０に積載された用紙１８の枚数が給紙動作の繰り返しにより減少すると、それにつれて最下部の用紙１８とボトムプレート２０との密着力が小さくなり、遂には用紙間の密着力を下回るようになる。そうすると、エアー吹き付け手段２６から吹き付けられたエアーが、密着力の小さい最下部の用紙１８とボトムプレート２０との間に入り込み、これによって用紙束ごと浮揚して重走しやすくなり、特にボトムプレート２０との間に隙間の生じる波打ち用紙ではそれが顕著になる。
【００２２】
そこで本発明においては、ボトムプレート２０に積載された複数枚の用紙１８のうち、最下部の用紙１８をボトムプレート２０に吸着させる吸着手段を備えた構成を採用することとした。
以下に、その具体的な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図３は本発明に係る給紙装置の第１実施形態を示す側面概略図である。
図において、ボトムプレート２０に積載された用紙１８は、図の奥側から手前側に給紙されるようになっており、その用紙側端部にエアー吹き付け手段２６からエアーが吹き付けられる構成となっている。エアー吹き付け手段２６にはエアー吹き出し口２７を設けてあり、このエアー吹き出し口２７を介してエアーが供給される。
【００２４】
一方、ボトムプレート２０には、エアー吹き付け手段２６のエアー吹き出し口２７に近接してこれに対向する面に、所定の大きさの開口部３６を設けてある。この開口部３６は、エアー吹き付け手段２６により吹き付けられたエアーの一部をボトムプレート２０の下面側に導くためのもので、図４に示すように、ボトムプレート２０の側面に例えば横長で矩形状に形成してある。
【００２５】
エアー吹き出し口２７は、その開口下端が最上部の用紙１８よりも下方となり、且つ開口上端が最上部の用紙１８の上方となるように配置してある。これに対して、ボトムプレート２０の開口部３６は、そのプレート上に積載した用紙１８の枚数が所定枚数以下となったときに、その開口上端が、エアー吹き出し口２７の開口下端よりも上方に位置するようになっている。
【００２６】
なお、エアー吹き出し口２７の開口幅は、エアーが吹き付けられる用紙辺の一部であっても、用紙辺の全長にわたるものであってもよい。また、エアー吹き出し口２７の数は、１箇所又は複数箇所のいずれであってもよい。
【００２７】
さらに、ボトムプレート２０の用紙積載領域（実際に用紙が積載される領域）には、その側面に設けた開口部３６の近傍に位置して複数の貫通穴（連通部）３７を設けてある。これらの貫通穴３７は、上記開口部３６を通してボトムプレート２０の下面側に流れるエアーの通過領域に連通する状態で、例えばプレス加工或いはボトムプレート２０と一体成形により用紙積載面に穿設されている。また、各々の貫通穴３７は円形に形成されており、開口部３６に隣接する位置には用紙側端に沿うように４つの貫通穴３７、その隣には３つの貫通穴３７、さらにその隣には２つの貫通穴３７が設けられている。
【００２８】
このように構成された給紙装置においては、先述した給紙動作の繰り返しによるボトムプレート２０の上昇に伴い、そのボトムプレート２０に設けた開口部３６の上端が、エアー吹き出し口２７の開口下端よりも上方に配置されると（図３の状態になると）、エアー吹き付け手段２６から吹き付けられたエアーの一部が開口部３６を通してボトムプレート２０の下面側に流れ込むようになる。
【００２９】
このとき、ボトムプレート２０の下面側では、そのプレート下面に沿ってエアーが流れる。このエアーの流れにより、ボトムプレート２０の用紙積載領域に設けた複数の貫通穴３７の部分（図中破線で囲んだ部分）に負圧が形成される。
【００３０】
この負圧の発生メカニズムは、ベルヌーイの定理から説明できる。
即ち、仮にここでの流体を全く損失のない理想流体とすると、エネルギー保存則から同一流線上にて速度のエネルギー（動圧：ρＶ²／２）と圧力のエネルギー（静圧：Ｐ）の総和は一定であるというベルヌーイの式より、
ρＶ²／２＋Ｐ＝CONSTANT（ρ：空気密度，Ｖ：流速，Ｐ：静圧）
となる。
【００３１】
ここでは大気中であるため、
ρＶ²／２＋Ｐ＝CONSTANT＝１気圧
となる。
もし全く流れがない場合（Ｖ＝０）の静圧をＰ₀とすると、
Ｐ₀＝１気圧
となり、次の関係が成り立つ。
ρＶ²／２＋Ｐ＝Ｐ₀＝１気圧＝CONSTANT
（Ｐはある速度Ｖで流れている場合の静圧）
流れがあるときはＶ＞０であるため、
Ｐ₀＝１気圧＞Ｐ
つまり、大気中に流れがある時の流線上の静圧は１気圧よりも小さい負圧になる。
【００３２】
このようにボトムプレート２０の貫通穴３７の部分に負圧が形成されると、ボトムプレート２０に積載された最下部の用紙１８が、貫通穴３７の形成部分でボトムプレート２０の用紙積載面に吸着される。これにより、エアー吹き付け手段２６によるエアーの吹き付け側（図２における固定式サイドガイド２４側）においては、最下部の用紙１８がボトムプレート２０に張り付いた状態となるため、たとえ用紙１８が波打っていたとしても、最下部の用紙１８とボトムプレート２０との間にエアーが入り込むのを確実に阻止することができる。
【００３３】
その結果、ボトムプレート２０上での用紙積載枚数が少なくなった場合でも、エアーの入り込みによって用紙束ごと浮揚することがなくなるため、ボトムプレート２０に積載した全ての用紙１８を、その用紙積載枚数にかかわらず確実に捌きながら分離／給送することが可能となる。また、このような給紙装置を備えた画像形成装置においては、給紙時における重走等の発生に伴う処理動作の停止回数が減るため、画像形成の処理効率が向上する。
【００３４】
また本第１実施形態においては、エアー吹き付け手段２６から吹き付けられるエアーの流れを利用して最下部の用紙１８をボトムプレート２０に吸着させる構成を採用しているため、別途、用紙吸着のためのエアー吸引装置等を設ける場合に比較して、その構成を簡素化することができる。
【００３５】
因みに、ボトムプレート２０の貫通穴３７の部分に形成される負圧は、エアー吹き付け手段２６におけるエアー圧やエアー流量、さらにはボトムプレート２０における貫通穴３７の形成数、形状、寸法及び配列等をパラメータとして、最下部の用紙１８を給紙するのに支障のないレベルに設定されることが望ましい。
【００３６】
なお、連通部となる複数の貫通穴３７については、必ずしもエアー吹き付け手段２６によるエアーの吹き付け側（開口部３６に近接する側）に設けなくても、その貫通穴３７の部分に形成される負圧で最下部の用紙１８をボトムプレート２０に張り付かせることにより、用紙束の浮揚を抑えることができる。ただし、上述のようにエアーの吹き付け側で最下部の用紙１８をボトムプレート２０に吸着させるようにすれば、ボトムプレート２０と最下部の用紙１８との間に通じるエアーの侵入路を閉じ、そこにエアーが入り込むのを確実に阻止することができるため、より好適なものとなる。
【００３７】
図５は本発明に係る給紙装置の第２実施形態を示す側面概略図である。
この第２実施形態においては、上記第１実施形態と比較して、上記吸着手段の構成が異なったものとなっている。即ち、図６にも示すように、ボトムプレート２０には、エアー吹き付け手段２６のエアー吹き出し口２７に近接してこれに対向する面に開口部３８を設けてあり、この開口部３８に連続したかたちでボトムプレート２０の用紙積載領域（用紙積載面）に平面視略三角形の切り欠き（連通部）３９を設けてある。
【００３８】
このうち、開口部３８は、エアー吹き付け手段２６により吹き付けられたエアーの一部をボトムプレート２０の下面側に導くためのもので、この開口部３８を通してボトムプレート２０の下面側に流れるエアーの通過領域に連通するかたちで切り欠き３９が形成されている。
【００３９】
この第２実施形態においても、図５に示すように、エアー吹き付け手段２６から吹き付けられたエアーの一部が開口部３８を通してボトムプレート２０の下面側に流れ込むようになると、そのエアーの流れにより、ボトムプレート２０に設けられた切り欠き３９の部分（図中破線で囲んだ部分）に負圧が形成される。
したがって、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
なお、吸着手段の一部を構成する連通部としては、上記複数の貫通穴３７や切り欠き３９に限らず、例えば図示はしないが、用紙側端を規制するサイドガイドに沿う方向（エアーの流れ方向と直交する方向）でボトムプレート２０に設けた一つ又は複数のスリットであってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、用紙積載板に積載された用紙の側端部にエアー吹き付け手段によりエアーを吹き付けることで、用紙間の密着力が高いコート紙等でも用紙を１枚ずつ捌いて給紙することが可能になるとともに、用紙積載板に積載された最下部の用紙を吸着手段で用紙積載板に吸着させることにより、たとえ用紙が波打っていたとしても、用紙束の浮揚を確実に抑えつつ用紙間に空気層を形成し、全ての用紙を確実に分離して給紙することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の構成例を示す概略側面図である。
【図２】本発明が適用される給紙装置の概略構成図である。
【図３】本発明に係る給紙装置の第１実施形態を示す側面概略図である。
【図４】第１実施形態におけるボトムプレートの斜視図である。
【図５】本発明に係る給紙装置の第２実施形態を示す側面概略図である。
【図６】第２実施形態におけるボトムプレートの斜視図である。
【図７】従来技術の一例を説明する図である。
【図８】従来技術の他の例を説明する図である。
【図９】従来技術の課題を説明する図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、１７…給紙装置、１８…用紙、２０…ボトムプレート、２６…エアー吹き付け手段、３６，３８…開口部、３７…貫通穴、３９…切り欠き

Claims

複数枚の用紙を積載可能な用紙積載板と、
前記用紙積載板に積載された用紙の側端部にエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段と、
前記用紙積載板に積載された複数枚の用紙のうち、最下部の用紙を前記用紙積載板に吸着させる吸着手段とを備え、
前記吸着手段は、前記エアー吹き付け手段により吹き付けられたエアーの一部を前記用紙積載板の下面側に導くべく前記用紙積載板に設けられた開口部と、この開口部を通して前記用紙積載板の下面側に流れるエアーの通過領域に連通する状態で前記用紙積載板の用紙積載領域に設けられた連通部とから成ることを特徴とする給紙装置。
前記連通部は、前記開口部を介して前記用紙積載板の下面側に導かれたエアーの流れにより負圧を形成するものであることを特徴とする請求項１記載の給紙装置。
請求項１又は２記載の給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。