JP3909836B2 - 給紙装置 - Google Patents

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関し、特に当該画像形成装置の画像形成部へ一枚ずつ記録シートを分離搬送するために装着されＦＲＲ（Feed Reverse Roller）給紙方式（戻し擦り分離方式ともいう）を採用した給紙装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成部へ記録シートを搬送する給紙装置にあって、ＦＲＲ方式給紙装置は分離性能に優れたものとして知られている。この種の給紙装置の給紙主要部を図７に示す。このような給紙装置においては、用紙積載部、即ち給紙トレイ２１に積載された記録シートのうち最上位のものを、用紙搬送方向に対して順方向に回転し且つ上下動可能なピックアップローラ２２により、同じく順方向に回転するフィードローラ２３とトルクリミッタが内蔵され逆方向に回転するリバースローラ２４間に送り込まれ、フィードローラ２３の順方向回転による搬送力とリバースローラ２４の逆方向回転による拭い作用により最上部の記録シートを一枚だけ下流の搬送ローラ対２５間に送り込み、次工程に給送するようになっている。この給紙動作時に、リバースローラ２４は、フィードローラ２３や記録シート一枚だけを挟んでいるときにはフィードローラ２３や記録シートに連れ回りさせられるようになっているが、二枚以上の記録シートがフィードローラ２３とリバースローラ２４間にくわえ込まれた場合には、摩擦係数の大小関係によって逆方向に回転するリバースローラ２４で二枚目以降の記録シートは給紙トレイ２１へ戻されることになる。ところが、連続給紙動作における最終の記録シートは図８に示すようにフィードローラ２３とリバースローラ２４のニップ部にくわえ込まれた状態のままで停止する。
【０００３】
この状態で給紙トレイを画像形成装置から用紙搬送方向逆側へ抜いたり、サイドカセットを外したりすると、最終の記録シートがフィードローラとリバースローラのニップ部に残り、再び給紙トレイを画像形成装置に装着する際にジャム等の不具合を生じさせることになる。フロントローディングタイプの給紙トレイを画像形成装置から抜く場合には、その時点で記録シートの破損を生じることになる。また画像形成装置が複数の給紙段を有する場合、使っていない給紙口に位置する給紙装置のリバースローラにも駆動力がかかり、それが内蔵するトルクリッミッタの負荷で画像形成装置全体の駆動系の負荷が大きくなるだけでなく、トルクリミッタ自身の寿命も短くなる。
【０００４】
このような問題点に着目して、記録シートがフィードローラとリバースローラのニップ部にくわえ込まれた状態で停止することをなくすために本出願人により提案された特開平１０−２１８４０３号は、フィードローラとリバースローラがそれぞれ独自に回転駆動力の伝動手段を有し、当該伝動手段により、フィードローラに駆動力が掛かっていない状態でリバースローラに駆動力が掛かっているときに、フィードローラ及びリバースローラの両方を記録シートの給送方向に対し逆転させるとともに、記録シートの後端がセンサ位置を抜けて給送されるまでリバースローラに駆動力を掛け得るように構成している。しかしながら、このような構成では、駆動源のほか、フィードローラ、リバースローラにそれぞれクラッチを必要としており、コストアップとなっている。
【０００５】
またトレイ引き出しの際に記録シートが給紙装置内に取り出される不具合を解消し、フィードローラとリバースローラの間に挟まったまま残る記録シートをトレイの方向に戻す新たな機構を提供しながら、電気部品を従来のＦＲＲ給紙装置で必要な分以外に増やさないで済むように、同じく本出願人により提案された特開平９−１８３５２９号は、ピックアップソレノイド及びワンウェイクラッチを使用して構成するものであり、近年になって採用されつつあるＦＲＲのコストダウン方式たる特開平１０−２４５１３１号に開示されたような、ピックアップソレノイドを使用しない給紙装置においては採用できなし、ワンウェイクラッチが必要なためコストアップとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなしたもので、余分なクラッチ、ワンウェイクラッチ等を必要とせず、記録シートがフィードローラとリバースローラのニップ部にくわえ込まれた状態で停止することをなくし、ジャム等の不具合が発生しないようにした安価な給紙装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、従来のＦＲＲ分離方式では記録シートの長さよりも短い時間にてフィードローラの駆動伝達を遮断している（フィードクラッチをオフにする）。なぜならばフィードローラの駆動をシート長さよりも長くしてしまうと、二枚目の記録シートも給紙されることになってしまうためである。フィードローラの駆動伝達を遮断している際は当然ＦＲＲ分離部では記録シートの搬送ができず、用紙搬送下流側に配置された搬送ローラ（グリップローラ）によってシートを引っ張ることでシート搬送している。この一連の動作を一枚のシートに対して行っており、前記ＦＲＲ分離部下流側の搬送ローラの駆動トルクに着目すると、フィードローラの駆動伝達時にはＦＲＲ分離部に記録シートの搬送力があるため、シートを搬送するだけのトルクで支障ない。しかしながらシート搬送途中にフィードローラの駆動伝達が遮断した場合、ＦＲＲ分離部でシート搬送力が働かないために前記搬送ローラによってシートを引っ張り出さなければならず、この搬送ローラ駆動部には余計なトルクを必要とする。当然、急激なトルクの変動により駆動源の回転ムラが生じ、この搬送ローラの駆動源を画像形成装置の例えば感光体ドラムにも使用している場合は、画像にもムラを生じさせる。またＦＲＲ分離部とレジストローラの間に搬送ローラの配置されていない装置ではＦＲＲ分離部でシートを引っ張ることになってしまいレジストローラのシート搬送速度が変化して、シート途中から画像が変形する（縮む）減少も発生する。本発明は、このような問題点も解決することを副次的目的とする。
【０００８】
更に、従来のＦＲＲ方式では、ユーザーがＦＲＲ分離部近傍に記録シートのセットを行うような手差し給紙の場合、どうしてもＦＲＲ分離部のフィードローラとリバースローラのニップ間に記録シートをセットしてしまう場合が多く、フィードローラとリバースローラの圧が抜け、重送及びジャムを誘引していた。この問題を解決するために分離部ニップ直前にセンサを設け、ユーザーがセットする位置をランプやブザー等で知らせる、若しくはニップ直前に後挿入防止のフェンスを設けたりする構成が提案されている。しかしながら、これらの提案はセンサ、フェンス等のメカ部品が必要となり、どうしてもコストアップにつながってしまう。本発明はこのような問題点を解決することを第二の副次的目的とする。
【０００９】
そして更に、ワンウェイクラッチ等の部品を用いることなく、シートタイミングを狂わせないことを第三の副次的目的とする。各給紙装置のトルクリミッタの寿命を伸ばすことや、シートセット時直後のニップ挿入を改善し、且つ連続通紙時の生産性をダウンさせないことも副次的目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にしたがい、積載された記録シートの束を最上紙から一枚ずつ送り出して二枚目以降を戻すＦＲＲ給紙方式を採用する給紙装置にして、リバースローラとフィードローラを回転せしめる独自の駆動部と、リバースローラの回転駆動力のための伝動手段と、フィードローラの回転駆動力のためのクラッチ付き伝動手段とを有し、クラッチオフすることで上記フィードローラに駆動力がかからない状態でリバースローラには駆動力をかけて、両ローラを記録シート搬送方向に対し逆転させるようになっており、記録シート搬送後にクラッチオフしてリバースローラのみに駆動力をかけて更に所定時間後に駆動力停止する構成において、記録シートの長さ分を搬送するのに要する時間を所定時間越えてフィードローラが回転駆動するように、上記フィードローラの回転駆動力のための伝動手段のオンオフを制御する。
【００１１】
第二の副次的目的の達成のために、給紙動作開始時に、リバースローラの回転駆動を始めてから所定時間後に、フィードローラの回転駆動を始めるように制御するようになっているのが好ましい。用紙有り無しセンサを更に備え、当該センサによる記録シートありの検知直後の上記所定時間を、その後の連続通紙時での上記所定時間よりも長くする。
【００１２】
第三の副次的目的の達成のため、上記リバースローラとフィードローラのニップ部より記録シート搬送方向下流側にレジストローラを備え、当該レジストローラに記録シートを突き当て、当該記録シートをいったん停止する際に、フィードローラの回転駆動力を伝達可能な状態にして上記駆動部を停止する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１(a)、(b)は本発明に係る給紙装置の主要部の構成を例示するものである。フィードローラ２３は給紙装置独自の駆動部からフィード伝動機構を介して回転駆動力が伝達され、且つフィードクラッチ３０により駆動伝達をオン／オフされる。このフィードローラ２３には、そのフィード軸２６に対し固定若しくは順方向のみ回転するようにワンウェイクラッチ２７が内蔵されている。また上記独自の駆動部から回転駆動力が伝達されリバースローラ軸２８に支承されたリバースローラ２４には、トルクリミッタ２９が付設されている。結局、駆動力は不図示の駆動出力軸からギヤ若しくはベルト（本例ではギヤ）を介してリバースローラ軸２８、フィード軸２６に伝えられるようになっている。不図示の駆動部については、オン／オフの制御が比較的精度良くできるステッピングモータが望ましい。
【００１４】
図２〜４に本構成を手差し給紙に使用した場合の実施例を、図５にそのタイミングチャートを示す。
図５のタイミングチャートに示されるように、給紙スタート信号（給紙開始）により給紙ステッピングモータを先ず駆動する。所定時間（Ｔ１）経過してからフィードクラッチ３０をオンとして、フィードローラ２７を回転させる。そして記録シートＳをピックアップローラ２２により呼び出して、給紙トレイから繰り出する（図２）。この記録シートＳをＴ２時間（図５）搬送するとレジストセンサ３１で検知され、更に所定時間（Ｔ３）搬送を続けると、レジストローラ１３手前にて記録シートＳにたるみが形成され、それによって記録シート先端が補正される。そしてフィードクラッチ３０をオンしたままで給紙ステッピングモータの駆動を停止して待機する（図３）。仮にフィードクラッチをオフした状態で給紙ステッピングモータの駆動を停止すると、フィードローラはリバースローラとの当接圧が極めて小さいため、たるみを形成した記録シートの復元力により簡単に逆転して、記録シートのレジスト前たるみが無くなってしまう。また従来機と同様に、給紙ステッピングモータに駆動をかけたまま、フィードクラッチをオフすることにすると、フィードローラはリバースローラにより逆転連れ回りさせられて、レジスト前たるみを無くし、更に記録シートを逆転搬送してしまう。既述のようにフィードクラッチをオンしたままで給紙ステッピングモータの駆動を停止し待機する動作であれば、フィードローラ２３はリバースローラ２４と連れ回りしようにも、モータと伝動機構が直結状態のため、モータが停止していればモータのホールドトルクによってフィードローラ２３は逆転せず、レジスト前たるみは減少しない。
【００１５】
画像形成装置における画像形成タイミングに合わせて給紙ステッピングモータを再度オンする。その結果、記録シートが再び搬送され、図４に示すように、記録シートの後端がフィードローラ２３とリバースローラ２４のニップ部を抜けてＢだけ加送りされる。その後フィードクラッチをオフし、Ｔ５時間後に、給紙ステッピングモータをオフする（図５）。このときＴ５は上記加送り量Ｂを搬送する時間以上であることが必要である。またフィードローラ２３の回転方向動作をタイミングチャートの時間で説明すると、給紙方向回転時がＴ２、Ｔ３、Ｔ４で、給紙逆方向回転時がＴ１、Ｔ５である。Ｔ１時及びＴ５時には記録シートは給紙トレイに戻される状態である。
【００１６】
例えばユーザーが誤って記録シートをフィードローラ２３とリバースローラ２４のニップ間にセットしたとしても、給紙開始前にＴ１時間だけフィードローラ２３は逆回転されるので記録シートは給紙トレイ上に一旦戻される。
【００１７】
その際、例えば手差し給紙部では、フィードローラとリバースローラのニップ部近傍に用紙有り無しセンサ（図示せず）が設けられ、その検知によりユーザーが記録シートをセットしたかどうかを検出・判断できるようになっている。そこでこのセンサによる記録シートセットが検知された直後にはフィードローラに駆動力をかけない状態でのリバースローラの駆動回転を長めにし、その後の連続通紙タイミングでは上記駆動回転を通常に戻すように駆動伝達部を制御することとする。このことによりユーザーが誤ってニップ挿入しても給紙開始直前には記録シートを定位置に戻せるため重送、ジャム等の問題を起こさぬよう改善でき、且つ連続通紙時の生産性もダウンしない構成にできる。
【００１８】
図６に、本発明が適用される画像形成装置の一例であるフルカラープリンタを概略断面で示す。このカラープリンタは、装置本体１の下部に二段の給紙トレイ２が配置され、その上方に作像部３を配置した構成となっている。したがって、本発明に係る給紙装置としては、右端の手差しトレイを含め、三個存在しており、これらは共通の駆動源に接続している。そして例えば使用していない給紙装置はフィードクラッチがオフのままで、リバースローラが逆転し続けるようになっている。しかしながら、このような状況ではフィードローラは負荷なく逆転できるので、トルクリミッタに無用のトルクを発生することなくリバースローラが逆転し、駆動トルクもかからず、その分、所要動力が小さくなる。トルクリミッタには余分なトルクが発生しないので、寿命が伸びることになる。
【００１９】
なお、このようなプリンタの他の構成・機構は従来知られているところであるが、基本的な事項について最後に説明する。本プリンタの作像部３には、給紙された記録シートを受け取る側を下で、画像形成を終えた記録シートの排紙側を上となるように傾斜して配置された転写ベルト装置が設けられている。転写ベルト装置は、複数のローラ、本例では４つのローラ１１に巻き掛けられたエンドレスの転写ベルト１２を有し、転写ベルト１２の上部走行辺に沿って、下から順にマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋが並列配置されている。
【００２０】
各作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋは、像担持体としての感光体ドラム５を有しており、感光体ドラム５は、給紙装置用とは別の駆動手段（図示せず）によって図中時計方向へ回転駆動する。感光体ドラム５の回りには、帯電手段としての帯電ロール６、クリーニング装置９、現像装置１０等が設けられている。現像装置１０は、トナーとキャリアからなる現像剤を使用する２成分現像装置であって、消費されたトナー量に応じてトナー補給装置からトナーが補給されるようになっている。帯電ロール６と現像装置１０の間は、作像ユニットの上方に配置される光書込み装置８からのレーザ光が感光体ドラム５に照射される光書込み位置となっている。
【００２１】
図６に示すカラープリンタの作像動作についてマゼンタ用の作像ユニット４Ｍにより説明する。帯電ロール６によって帯電された感光体ドラム５には、不図示のＬＤ（レーザーダイオード）を駆動してレーザ光をポリゴンミラー８ａに照射し、シリンダーレンズ等を介して反射光を感光体ドラム５上に導く光書込み装置８により、マゼンタトナーで現像する光像の光書込みが行われる。この書込みにより感光体ドラム５上にはパソコン等のホストマシーンより送られた画像データに基づいた静電潜像が形成され、当該潜像は現像装置１０によってマゼンタトナーの可視像となる。
【００２２】
一方、給紙装置２からは転写材として指定された記録シートが給紙され、給紙された記録シートは転写ベルト１２の搬送方向上流側に設けられたレジストローラ１３に一旦突き当てられる。そして、記録シートは上記可視像に同期するようにして転写ベルト１２上に給送され、該ベルトの走行により感光体ドラム５に対向する転写位置に到る。この転写位置では、転写ベルト１２の裏面側に配置された転写ロール１４の作用によりマゼンタトナーの可視像が記録シートに転写される。
【００２３】
上記作像動作と同様にして、他の作像ユニット４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋにおいてもそれぞれの感光体ドラム５の表面に各トナーによる可視像が形成され、これら可視像は転写ベルト１２によって搬送される記録シートが各転写位置に到来するごとに重ね転写される。したがって、本カラープリンタはフルカラーの画像がモノクロとほぼ同様な短時間で記録シートに重ね転写される。転写後の記録シートは、転写ベルト２０から分離されて、定着装置１５により定着される。定着を終えた記録シートは、通常、そのまま機外に排紙されるが、このとき記録シートは反転されて装置本体１の上面に設けられた排紙トレイ１６に裏面排紙される。プリンタにとって裏面排紙は、プリントをページ順に並べるためのほぼ必須の条件となっている。
【００２４】
本例のカラープリンタは上記の如く、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋを備えている。各作像ユニットには各色トナーで現像を行う現像装置１０が設けられている。その各色現像装置１０に供給される各色トナーはそれぞれ個別に４つのカートリッジに収納されており、黒トナーを収納するカートリッジが他の３つのカートリッジよりも大型になっている。その４つのトナーカートリッジは、本例のカラープリンタでは装置の側面方向に並設されており、図６において右上方の角部にカートリッジ２０として図示されている。図６では黒トナー用以外の３つのカートリッジは重なって見えるため１つのみを実線で図示し、黒トナー用カートリッジを２点鎖線で示している。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、積載された記録シートの束を最上紙から一枚ずつ送り出して二枚目以降を戻すＦＲＲ給紙方式を採用する給紙装置にして、リバースローラとフィードローラを回転せしめる独自の駆動部と、リバースローラの回転駆動力のための伝動手段と、フィードローラの回転駆動力のためのクラッチ付き伝動手段とを有し、クラッチオフすることで上記フィードローラに駆動力がかからない状態でリバースローラには駆動力をかけて、両ローラを記録シート搬送方向に対し逆転させるようになっており、記録シート搬送後にクラッチオフしてリバースローラのみに駆動力をかけて更に所定時間後に駆動力停止するので、余分なクラッチを追加することなく、フィードローラとリバースローラのニップ部にある次シートを元のシート積載位置へ戻すことができ、上記ニップ部にシートが挟持されたまま残ることに起因したジャムを防止できる。
【００２６】
給紙動作終了後にニップ部にシートがくわえ込まれたままとなる事態を確実に回避できるようになったので、記録シートの長さ分を搬送するのに要する時間を所定時間越えてフィードローラが回転駆動するように、上記フィードローラの回転駆動力のための伝動手段のオンオフを制御することで、シート搬送途中でＦＲＲ給紙部下流側のシート搬送のための駆動部に影響するトルク変動を防止でき、ムラのない駆動回転を実現できる。
【００２７】
給紙動作開始時に、リバースローラの回転駆動を始めてから所定時間後に、フィードローラの回転駆動を始めるように制御することで、ニップ部でのシートくわえを一層確実に回避でき、特に例えば手差し給紙部でユーザーがニップ部にシートを差し込んでしまった場合でも、当該シートを正しい積載位置に戻すことができ、給紙動作を正しく行うことが保証される。用紙有り無しセンサを更に備え、当該センサによる記録シートありの検知直後の上記所定時間を、その後の連続通紙時での上記所定時間よりも長くすれば、手差し給紙でのシートセット時直後のニップ挿入を改善しつつ、二枚目以降の連続通紙操作の際にはシート戻し時間が減るので、画像形成動作の生産性をダウンさせずに済む。
【００２８】
上記リバースローラとフィードローラのニップ部より記録シート搬送方向下流側にレジストローラを備え、当該レジストローラに記録シートを突き当て、当該記録シートをいったん停止する際に、フィードローラの回転駆動力を伝達可能な状態にして上記駆動部を停止することで、ワンウェイクラッチなどを必要とせずにレジスト前のたるみ量を安定化でき、スキュー等を防止できる。
【００２９】
上記給紙装置を複数個備えた画像形成装置で、上記独自の駆動部を複数の給紙装置で共通化すれば、使用していないフィードローラとリバースローラに駆動力がかからないようにでき、画像形成装置全体で見て駆動系の負荷を軽減でき、トルクリミッタの寿命を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る給紙装置の主要部構成を示す図であり、（ａ）が斜視図、（ｂ）が各ローラ端面図である。
【図２】本発明の給紙装置における記録シート繰り出し初期段階を示す図である。
【図３】図２に対応する記録シート繰り出しのレジストローラ当接たわみ状態を示す図である。
【図４】図２に対応する記録シート繰り出しのフィードローラ、リバースローラ間のニップをすり抜け直後を示す図である。
【図５】給紙ステッピングモータ、給紙クラッチ及びレジストセンサのタイミングチャートである。
【図６】本発明に係る画像形成装置の一例を示す図である。
【図７】従来の給紙装置における記録シート繰り出しを示す図である。
【図８】給紙動作の終了時に最上位の記録シートがフィードローラとリバースローラのニップにくわえ込まれる状態を示す図である。
【符号の説明】
２２ ピックアップローラ
２３ フィードローラ
２４ リバースローラ
２６ フィード軸
２７ ワンウェイクラッチ
２８ リバース軸
２９ トルクリミッタ
３０ フィードクラッチ

Claims (3)

1. 積載された記録シートの束を最上紙から一枚ずつ送り出して二枚目以降を戻すＦＲＲ給紙方式を採用する給紙装置にして、リバースローラとフィードローラを回転せしめる独自の駆動部と、リバースローラの回転駆動力のための伝動手段と、フィードローラの回転駆動力のためのクラッチ付き伝動手段とを有し、クラッチオフすることで上記フィードローラに駆動力がかからない状態でリバースローラには駆動力をかけて、両ローラを記録シート搬送方向に対し逆転させるようになっており、記録シート搬送後にクラッチオフしてリバースローラのみに駆動力をかけて更に所定時間後に駆動力停止する給紙装置において、
   記録シートの長さ分を搬送するのに要する時間を所定時間越えてフィードローラが回転駆動するように、上記フィードローラの回転駆動力のための伝動手段のオンオフを制御することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
2. 積載された記録シートの束を最上紙から一枚ずつ送り出して二枚目以降を戻すＦＲＲ給紙方式を採用する給紙装置にして、リバースローラとフィードローラを回転せしめる独自の駆動部と、リバースローラの回転駆動力のための伝動手段と、フィードローラの回転駆動力のためのクラッチ付き伝動手段とを有し、クラッチオフすることで上記フィードローラに駆動力がかからない状態でリバースローラには駆動力をかけて、両ローラを記録シート搬送方向に対し逆転させるようになっており、記録シート搬送後にクラッチオフしてリバースローラのみに駆動力をかけて更に所定時間後に駆動力停止する給紙装置において、
   給紙動作開始時に、リバースローラの回転駆動を始めてから所定時間後に、フィードローラの回転駆動を始めるように制御すること、
   用紙有り無しセンサを更に備え、当該センサによる記録シートありの検知直後の上記所定時間を、その後の連続通紙時での上記所定時間よりも長くすること
   を特徴とする給紙装置。
3. 積載された記録シートの束を最上紙から一枚ずつ送り出して二枚目以降を戻すＦＲＲ給紙方式を採用する給紙装置にして、リバースローラとフィードローラを回転せしめる独自の駆動部と、リバースローラの回転駆動力のための伝動手段と、フィードローラの回転駆動力のためのクラッチ付き伝動手段とを有し、クラッチオフすることで上記フィードローラに駆動力がかからない状態でリバースローラには駆動力をかけて、両ローラを記録シート搬送方向に対し逆転させるようになっており、記録シート搬送後にクラッチオフしてリバースローラのみに駆動力をかけて更に所定時間後に駆動力停止する給紙装置において、
   上記リバースローラとフィードローラのニップ部より記録シート搬送方向下流側にレジストローラを備え、当該レジストローラに記録シートを突き当て、当該記録シートをいったん停止する際に、フィードローラの回転駆動力を伝達可能な状態にして上記駆動部を停止することを特徴とする給紙装置。

Images