JP4115945B2 - 給紙装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置において用いられる給紙装置に関するものである。

画像形成装置では、多数枚の用紙を用紙収納部にて収納し、必要に応じて該用紙収納部から画像形成部へ用紙を１枚ずつ給紙する給紙装置が設けられている。上記給紙装置は、上記用紙収納部と、該用紙収納部から用紙を１枚ずつ給送するための給送機構を有している。上記給送機構は、上記用紙収納部から１枚ずつ用紙を選択し、搬送するためのピックアップローラを含んでいる。

上記ピックアップローラは、通常半月形状のローラ、若しくは円形のローラ（例えば、特許文献１）を用いている。特に中速または低速の機種におけるプリンタや複写機等では、低コストに提供できる半月形状のピックアップローラが用いられる。このような半月形状のピックアップローラは、その外周の約半分を占める円弧部分で用紙と接し、用紙に搬送力を与える。また、このようなピックアップローラは、図６に示すように、その表面を凹凸形状とし、用紙の搬送性を向上する設計となっていることが多い（例えば、特許文献２）。

他方、半月形状のピックアップローラを備えた給紙装置における用紙収納部は、用紙搬送方向の先端部（下流側）に収納される用紙の位置精度を向上するため、用紙先端剥離爪が配置され、収納された用紙の最上位に位置する用紙先端部の両端部が剥離爪に引っかかる構成となっている。

このような給紙装置において、１枚分の用紙を給紙する時の動作を図７ないし図１１を参照して説明すると以下のとおりである。

図７は、給紙動作開始前の待機状態を示している。このとき、半月形状のピックアップローラ１０１は、用紙収納部１０２に収納された用紙束の最上面と接していない。また用紙収納部１０２に収納された用紙束は、回転板１０３の上に載置されることによって、収納された用紙枚数に関わらず、その最上面が所定位置に保持されるようになっている。

図８，図９は、給紙動作開始直後の状態を示している。このとき、ピックアップローラ１０１の円弧部分が用紙収納部１０２に収納された用紙束の最上面と接することで最上部の用紙Ｐに搬送量が与えられる。そして、図８から図９にかけてのピックアップローラ１０１の回転により、上記回転板１０３が押し下げられると共に最上部の用紙Ｐの搬送が開始されるが、図９の時点では、用紙Ｐの先端の両端部が剥離爪１０４に引っかかっているため、用紙Ｐに撓みが生じる。

図１０は、図９よりもさらにピックアップローラ１０１が回転した状態を示している。このとき、最上部の用紙Ｐはさらに搬送量を与えられることで、用紙先端部の両端部が剥離爪１０４から外れ、最上部の用紙１枚のみが他の用紙と分離される。

図１１は、図１０よりもさらにピックアップローラ１０１が回転した状態を示している。このとき、他の用紙から分離された用紙Ｐのみがさらに搬送量を与えられ、その用紙先端部が次段のローラ（レジストローラ、もしくは他の給送ローラ）１０５に到達する。
特開平０５−３４２４０４号公報（公開日平成５年１２月２４日） 特開平０６−１５６７６４号公報（公開日平成６年６月３日）

上述のように、上記ピックアップローラ１０１は、その１回転の間に１枚の用紙を用紙束から分離・搬送するが、この動作の間、該ピックアップローラ１０１の用紙搬送力が一定であることから、用紙の先端が剥離爪１０３によって折れ曲がり、“角折れ”現象が発生したり、“Ｗフィード搬送”、“斜め搬送”が生じたりする。

つまり、上記ピックアップローラ１０１は、用紙１枚分の給送の過程において、前半の用紙分離動作時（用紙先端が剥離爪から外れるまでの動作、すなわち、図８から図１０までの動作時）に要求される搬送力と、後半の用紙搬送動作時（用紙先端が剥離爪から外れた後の動作、すなわち、図１０から図１１までの動作時）に要求される搬送力とが異なる。具体的には、上記用紙分離動作時において要求される搬送力は、上記用紙搬送動作時において要求される搬送力よりも小さいが、従来の給紙装置では、用紙搬送動作時において最適となる搬送力が設定されている。このため、上記用紙分離動作時において搬送力が大きすぎる結果となり、上述した“角折れ”、“Ｗフィード搬送”、“斜め搬送”等の問題が生じる。

“角折れ”現象は、画像欠けの一因になるばかりでなく、搬送路中の転写部、定着部の故障の原因、感光体のキズ発生の原因、搬送路中の用紙ＪＡＭの原因ともなる。また、“Ｗフィード搬送”、“斜め搬送”は用紙サバキ部の負荷増大、画像欠け、搬送路中の各部材の故障の原因、用紙ＪＡＭ等々の問題点を有することは公知である。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、半月形状のピックアップローラを用いた給紙装置において、用紙の分離・搬送動作における搬送力を適切に設定し、“角折れ”、“Ｗフィード搬送”、“斜め搬送”等を抑制できる給紙装置を実現することにある。

本発明に係る給紙装置は、上記課題を解決するために、画像形成装置において該画像形成装置の印字部に用紙を給送するために用いられ、半月形状のピックアップローラを備えた給紙装置において、上記ピックアップローラは、用紙分離動作時において用紙と接する部分と用紙搬送動作時において用紙と接する部分とで、その搬送力が異なる形状となっていることを特徴としている。

上記の構成によれば、上記ピックアップローラにおける用紙搬送力が、用紙分離動作時において用紙と接する部分と用紙搬送動作時において用紙と接する部分とで異なっており、用紙分離動作時における搬送力を、用紙搬送動作時における搬送力よりも小さくすることができる。これにより、用紙分離動作時において搬送力が大きすぎることに起因する“角折れ”、“Ｗフィード搬送”、“斜め搬送”等の問題を抑制することができる。

また、上記給紙装置では、上記ピックアップローラは、該ピックアップローラ表面に歯形状の凹凸を持たせるための歯を有しており、用紙分離動作時において用紙と接する部分と用紙搬送動作時において用紙と接する部分とで、上記歯の形状を異ならせていることを特徴としている。

上記の構成によれば、ピックアップローラ表面の歯形状を、用紙分離動作時において用紙と接する部分と用紙搬送動作時において用紙と接する部分と異ならせるといった簡易な構成によって、該ピックアップローラにおける適切な搬送力の設定が可能となる。

また、上記給紙装置では、上記ピックアップローラは、用紙分離動作時において用紙と接する部分の歯が、用紙搬送動作時において用紙と接する部分の歯に比べ、その歯幅が狭くなっていることを特徴としている。

上記の構成によれば、ピックアップローラ表面の歯形状を、用紙分離動作時において用紙と接する部分の歯幅を狭くするといった簡易な構成によって、該ピックアップローラにおける適切な搬送力の設定が可能となる。

また、上記給紙装置では、上記ピックアップローラは、用紙分離動作時において用紙と接する部分の歯が、用紙搬送動作時において用紙と接する部分の歯に比べ、その歯厚が薄くなっていることを特徴としている。

上記の構成によれば、ピックアップローラ表面の歯形状を、用紙分離動作時において用紙と接する部分の歯厚を薄くするといった簡易な構成によって、該ピックアップローラにおける適切な搬送力の設定が可能となる。

また、上記給紙装置では、上記ピックアップローラは、用紙分離動作時において用紙と接する部分の歯が、用紙搬送動作時において用紙と接する部分の歯に比べ、その歯高が高くなっていることを特徴としている。

上記の構成によれば、ピックアップローラ表面の歯形状を、用紙分離動作時において用紙と接する部分の歯高を高くするといった簡易な構成によって、該ピックアップローラにおける適切な搬送力の設定が可能となる。

また、上記給紙装置では、上記ピックアップローラは、用紙分離動作時において用紙と接する部分における搬送力が、上流側から下流側にかけて徐々に大きくなっていることを特徴としている。

上記の構成によれば、用紙分離動作時において、さらに適切な搬送力の設定が可能となる。

また、上記給紙装置では、上記ピックアップローラは、用紙搬送動作時において用紙と接する部分の周長は、少なくとも搬送される用紙が用紙収納部の次工程に配置される用紙搬送部材に到達する距離以上であることを特徴としている。

これにより、上記ピックアップローラの１回転によって、確実に用紙給送を行うことができる。

本発明によれば、給紙装置に備えられるピックアップローラにおいて、用紙分離動作時における搬送力と用紙搬送動作時における搬送力とのそれぞれを最適に設定することができ、用紙給送時の“角折れ”、“Ｗフィード搬送”、“斜め搬送”等の問題を抑制することができる。

本発明の一実施形態について図１ないし図５に基づいて説明すると以下の通りである。先ずは、本発明に係る給紙装置を搭載可能な画像形成装置の構成を図２を参照して説明する。この画像形成装置は、印字モードとしてコピーモード、プリンタモード、ＦＡＸモードを有していて、その制御部では各モードにおける印字要求内容に応じて各処理モードが選択される。

上記画像形成装置の構成は大別して、原稿読取部１０、給紙部（給紙装置）２０、印字部３０、排紙部４０に分類され、原稿読取部１０が、給紙部２０の上方に配設され、かつ、排紙部４０が、原稿読取部１０と給紙部２０との中間部位に配設される。

以下に、上記各処理モードの中からコピーモード時の動作を例示して説明する。

コピーモード動作時には、原稿読取部１０のプラテンガラス上に印字を希望する原稿が載置される。また、このとき、給紙部２０の給紙カセット２１には、ユーザによって通常多数枚の用紙からなる用紙束が装着されている。

この状態で、ユーザが、画像形成装置の外装前面部に配置される操作パネル上の条件入力キー（印字枚数／印字倍率等々）を介して所望の画像形成条件を入力した後に、スタートキーを押すことでコピー動作が開始される。

このようにして印字を開始する画像形成装置では、まず、スタートキーが押されると、ほぼ同時にメイン駆動モータが始動し、各駆動ギアが回転する。その後、給紙部２０におけるピックアップローラ２１が回転し、用紙の給紙が開始される。ピックアップローラ２１によって給紙された用紙は、搬送ローラを通過し、レジストローラ３１へ到達する（但し、図２の構成例では、ピックアップローラ２１とレジストローラ３１との間に搬送ローラは存在しない）。

ここで、給紙された用紙は、感光体ドラム３２上に形成される画像先端部と同期をとるために一時停止し、用紙の先端部はレジストローラ３１に均一に押しつけられて用紙の先端位置の補正が行なわれる。一方、原稿読取部１０において原稿読み取り中の画像情報は、コピーランプ１１を備えたコピーランプユニット１２が該コピーランプ１１を点灯させた状態でプラテンガラス下面に沿って移動することで露光が開始される。上記コピーランプ１１により照射された原稿の画像情報を含む照射光は、第１ないし第３ミラー１３〜１５、光学レンズ１６を介してＣＣＤ１７へ入力され、これによって原稿の画像情報が読み取られる。

読み取られた画像情報は、画像形成装置に配置される図示しない制御部のＣＣＤ回路で、入射光の画像情報が電気的信号に変換される。電気的信号に変換された画像情報信号は、設定された条件で画像処理が行われ、印字部３０のＬＳＵユニットへプリントデータとして送信される。

他方、印字部３０の感光体ドラムは帯電ユニットにより、全体が所定帯電電位に帯電される。ＬＳＵユニットからのレーザ光は、ポリゴンミラー、各種レンズを通して、感光体ドラムへ照射されて、感光体ドラム上に静電潜像が形成される。その後、現像槽中の現像ローラ上のトナーが、感光体ドラム面上に引き寄せられて静電潜像はトナーによって感光体ドラム上の電位ギャップに応じて顕像化される。

上記感光体ドラム上で形成されたトナー像が転写される用紙は、レジストローラ３１により、タイミングを合わせて感光体ドラム方向へ搬送され、転写ユニットにより感光体ドラム上のトナー像が用紙に転写される。感光体ドラム上の残留したトナーはドラムユニットのクリーニングブレードによってかきとられ、クリーナーユニットにより回収される。

他方、トナー像の転写が終了した用紙は、定着装置の上ヒートローラと下ヒートローラを通過して、熱と圧力が加えられ、用紙上の未定着トナーが用紙に溶融・固着され、排紙ローラにより装置内の排紙部４０を形成する排紙トレイ上に排出される。

上述のように、コピーモード動作時においては、上記給紙部２０から印字部３０に向けての給紙動作が行われる。また、この給紙動作は、プリンタモード動作時においても同様に実施されるものである。

ここで、上記給紙動作は、図７〜図１１にて説明した動作とほぼ同様であるため、ここではその詳細な動作説明を省略する。本実施の形態に係る給紙装置は、用紙の給紙動作中において、ピックアップローラの搬送力が常に適切になるようにピックアップローラの形状を工夫した点に特徴を有するものである。このため、以下に、本実施の形態に係るピックアップローラの形状について詳細に説明する。

先ず、第１の例として、図１に示す形状のピックアップローラ５１が挙げられる。このピックアップローラ５１は、図２におけるピックアップローラ２１に相当するものである。図１に示すピックアップローラ５１は、その円弧部分の外周に歯形状の凹凸を持たせるように歯５２を有している。また、この歯５２の各方向の寸法に関しては、図１および図３に示すように、ローラ幅方向の長さを歯幅Ｗ、ローラ円周方向の長さを歯厚Ｔ、ローラ半径方向の長さを歯高Ｈとする。

上記ピックアップローラ５１は、図８〜図１０の動作時、すなわち用紙分離動作時において用紙に接する部分の歯５２が、図１０〜図１１の動作時、すなわち用紙搬送動作時において用紙に接する部分の歯５２と比べて、その歯幅Ｗが狭くなった形状となっている。

上記ピックアップローラ５１では、用紙１枚分の給送の過程において、前半の用紙分離動作時に要求される搬送力と、後半の用紙搬送動作時に要求される搬送力とが異なり、用紙分離動作時における搬送力の方が小さいことが要求される。

すなわち、上記ピックアップローラ５１では用紙分離動作時において用紙と接する部分の歯５２は、その歯幅Ｗが狭いことによって、ローラの外周面に平行な面での断面積（すなわちＷ×Ｔ）が小さくなる。このため、用紙搬送における抵抗が大きくなると上記歯５２が撓むことによってローラの回転による搬送力の一部を逃がすことができ、その結果、搬送力が小さくなる。

ここで、用紙分離動作時では、搬送力の与えられる最上部の用紙の先端が剥離爪に引っかかっているため、用紙搬送動作時よりも搬送抵抗が大きく、この状態で大きな搬送力が与えられると、用紙の先端が剥離爪から外れずに“角折れ”が発生したり、“Ｗフィード搬送”、“斜め搬送”が生じたりする。これに対し、上記ピックアップローラ５１を用いると、用紙分離動作時のみにおいて搬送力を小さくすることができるので、上記不具合を低減できる。

尚、上記図１に示すピックアップローラ５１では、用紙分離動作時に用紙と接する部分内においても歯５２の歯幅は徐々に広くなっているが、この間の歯幅は全て同じであってもよい。

次に、第２の例として、図４に示す形状のピックアップローラ６１が挙げられる。このピックアップローラ６１も、図２におけるピックアップローラ２１に相当するものであり、その円弧部分の外周に歯形状の凹凸を有するように歯６２を有している。

上記ピックアップローラ６１は、用紙分離動作時において用紙に接する部分の歯６２が、用紙搬送動作時において用紙に接する部分の歯６２と比べて、その歯厚Ｔが薄くなった形状となっている。

すなわち、上記ピックアップローラ６１では用紙分離動作時において用紙と接する部分の歯６２は、その歯厚Ｔが薄いことによって、ローラの外周面に平行な面での断面積（すなわちＷ×Ｔ）が小さくなる。このため、用紙搬送における抵抗が大きくなると上記歯６２が撓むことによってローラの回転による搬送力の一部を逃がすことができ、その結果、搬送力が小さくなる。これにより、上記ピックアップローラ６１を用いると、用紙分離動作時のみにおいて搬送力を小さくすることができるので、角折れ”、“Ｗフィード搬送”、“斜め搬送”等の不具合を低減できる。

さらに、第３の例として、図５に示す形状のピックアップローラ７１が挙げられる。このピックアップローラ７１も、図２におけるピックアップローラ２１に相当するものであり、その円弧部分の外周に歯形状の凹凸を有するように歯７２を有している。

上記ピックアップローラ７１は、用紙分離動作時において用紙に接する部分の歯７２が、用紙搬送動作時において用紙に接する部分の歯７２と比べて、その歯高Ｈが高くなった形状となっている。

すなわち、上記ピックアップローラ７１では用紙分離動作時において用紙と接する部分の歯７２は、その歯高Ｈが高いことによって、撓みが生じやすくなっている。このため、用紙搬送における抵抗が大きくなると上記歯７２が撓むことによってローラの回転による搬送力の一部を逃がすことができ、その結果、搬送力が小さくなる。これにより、上記ピックアップローラ７１を用いると、用紙分離動作時のみにおいて搬送力を小さくすることができるので、角折れ”、“Ｗフィード搬送”、“斜め搬送”等の不具合を低減できる。

給紙装置に備えられるピックアップローラにおいて、用紙分離動作時における搬送力と用紙搬送動作時における搬送力とのそれぞれを最適に設定することで、用紙給送時の“角折れ”、“Ｗフィード搬送”、“斜め搬送”等の問題を抑制することができ、プリンタや複写機等の画像形成装置の用途に適用できる。

本発明の実施形態を示すものであり、給紙装置にて用いられるピックアップローラの形状における第１の例を示す斜視図である。 上記給紙装置を搭載する画像形成装置の構成例を示す断面図である。 上記ピックアップローラの歯形状部の寸法を説明する図である。 上記給紙装置にて用いられるピックアップローラの形状における第２の例を示す斜視図である。 上記給紙装置にて用いられるピックアップローラの形状における第３の例を示す斜視図である。 従来の給紙装置にて用いられるピックアップローラの形状例を示す斜視図である。 給紙装置における給紙動中の一状態を示す図である。 給紙装置における給紙動中の一状態を示す図である。 給紙装置における給紙動中の一状態を示す図である。 給紙装置における給紙動中の一状態を示す図である。 給紙装置における給紙動中の一状態を示す図である。

符号の説明

２０ 給紙部（給紙装置）
５１，６１，７１ ピックアップローラ
５２，６２，７２ 歯

Claims (6)

1. 画像形成装置において該画像形成装置の印字部に用紙を給送するために用いられ、半月形状のピックアップローラを備えた給紙装置において、
   上記ピックアップローラは、該ピックアップローラ表面に歯形状の凹凸を持たせるための歯を有しており、用紙分離動作時において用紙と接する部分と用紙搬送動作時において用紙と接する部分とで、その搬送力が異なるように上記歯の形状を異ならせていると共に、
   上記ピックアップローラは、用紙分離動作時において用紙と接する部分における搬送力が、上流側から下流側にかけて徐々に大きくなることを特徴とする給紙装置。
2. 上記ピックアップローラは、用紙分離動作時において用紙と接する部分の歯が、用紙搬送動作時において用紙と接する部分の歯に比べ、その歯幅が狭くなっていることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 上記ピックアップローラは、用紙分離動作時において用紙と接する部分の歯が、用紙搬送動作時において用紙と接する部分の歯に比べ、その歯厚が薄くなっていることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
4. 上記ピックアップローラは、用紙分離動作時において用紙と接する部分の歯が、用紙搬送動作時において用紙と接する部分の歯に比べ、その歯高が高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
5. 上記ピックアップローラは、用紙搬送動作時において用紙と接する部分の周長は、少なくとも搬送される用紙が用紙収納部の次工程に配置される用紙搬送部材に到達する距離以上であることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の給紙装置。
6. 上記請求項１ないし５の何れかに記載の給紙装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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