JP4234642B2 - 給紙装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、給紙装置及びこの給紙装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置に設けられている給紙装置の一例として、装置本体内に抜き差し可能に装着された給紙トレイ、給紙トレイ内に上下方向回動可能に設けられて記録媒体が積載される底板、装置本体内に装着された給紙トレイの上方に配置されて底板上に積載された記録媒体を一枚ずつ給紙する給紙コロ、底板上に積載された記録媒体を給紙コロに押し当てる向きに底板を付勢する付勢体等を備えたものが知られている。

画像形成時に給紙コロが回転駆動することにより、底板上に積載されて付勢体の付勢力により給紙コロに押し当てられている記録媒体は一枚ずつ分離給紙される。底板上から分離給紙された記録媒体に対し、プリンタエンジンにより画像形成が行われ、画像形成された記録媒体は排紙部に排紙される。

ところで、底板上に積載された記録媒体を給紙コロに押し当てる力は、底板上に積載されている記録媒体の重さ（底板を下向きに回動させる力）と、付勢体の付勢力（底板を上向きに回動させる力）とにより決定される。

底板上に積載されている記録媒体の枚数が多い場合には、底板を下方向きに回動させる力が大きくなり、底板上に積載されている記録媒体の枚数が少なくなるにつれて底板を下方向きに回動させる力が小さくなる。一方、底板上に積載されている記録媒体の枚数が多い場合には付勢体の伸び量又は圧縮量が大きくなって底板を上方向きに回動させる力が大きくなり、底板上に積載されている記録媒体の枚数が少なくなるにつれて付勢体の伸び量又は圧縮量が小さくなって底板を上方向きに回動させる力が小さくなる。このようにして、底板上に積載されている記録媒体を給紙コロに押し当てる力は、底板上に積載されている記録媒体の重さ（枚数）が変化しても一定となるように設定されている。

しかし、底板上に積載されている記録媒体の重さ（枚数）が変化した場合に、記録媒体を給紙コロに押し当てる力の変動幅を“０”とすることは難しく、給紙に伴って底板上に積載されている記録媒体の枚数が変化することにより、記録媒体を給紙コロに押し当てる力が変化する。そして、記録媒体を給紙コロに押し当てる力が大きくなった場合には重送が発生し、記録媒体を給紙コロに押し当てる力が小さくなった場合には不送りが発生する。

底板上に積載された記録媒体の枚数が変化した場合において、記録媒体を給紙コロに押し当てる力の変動幅をより小さく抑えるようにした発明としては、特許文献１に開示された発明が知られている。特許文献１に開示された発明では、底板上に積載されている記録媒体の枚数の変化を検知手段で検知し、その変化に応じて底板を付勢する付勢体の付勢力を変化させている。

特開平６−１５６７５５号公報

しかし、特許文献１に記載された発明では、底板上に積載された記録媒体の密度（記録媒体の種類）が異なる場合には、記録媒体上に積載された記録媒体の枚数が同じであっても底板を下向きに回動させる力が変化する。このため、底板上に積載した記録媒体の密度が異なる場合には記録媒体を給紙コロに押し当てる力が変動し、不送りや重送の発生原因になる。

本発明の目的は、給紙トレイの底板上に積載された記録媒体の密度が異なる場合であっても、記録媒体を給紙コロに押し当てる力の変動幅を小さくして不送りや重送を防止することである。

請求項１記載の発明の給紙装置は、装置本体に形成された装着口から前記装置本体内へ抜き差し可能に装着される給紙トレイと、前記給紙トレイ内に上下方向回動可能に設けられて記録媒体が積載される底板と、前記装置本体内に設けられ、前記底板上に積載された記録媒体が押し当てられて押し当てられた記録媒体を給紙する方向へ回転駆動する給紙コロと、一端が前記底板に連結されて他端が前記底板への連結部に対して接離する方向に移動可能な可動部材に連結され、前記底板に対してこの底板上に積載された記録媒体を前記給紙コロに押し当てる向きに回動させる付勢力を付与する付勢体と、前記可動部材を移動させることにより前記底板に作用する前記付勢体の付勢力を可変させる駆動部と、前記底板上に積載された記録媒体の密度を検知する密度検知部と、前記密度検知部が検知した記録媒体の密度が大きくなるにつれて前記底板に作用する前記付勢体の付勢力を大きくし、検知した記録媒体の密度が小さくなるにつれて前記底板に作用する前記付勢体の付勢力を小さくするように前記駆動部を駆動させる制御手段と、を有する。
そして、前記密度検知部は、前記底板上から給紙された記録媒体の搬送経路上に配置されている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の給紙装置において、前記密度検知部は、発光部と受光部とを有し、前記発光部から発光されて記録媒体を透過した光を前記受光部で受光することにより記録媒体の密度を検知する。

請求項３記載の発明の画像形成装置は、請求項１又は２に記載の給紙装置と、前記給紙装置により給紙された記録媒体に対して画像形成を行うプリンタエンジンと、を有する。

請求項１記載の発明の給紙装置によれば、底板上に積載された記録媒体の密度が密度検知部により検知され、その検知結果に基づいて制御手段により駆動部が駆動され、記録媒体の密度が大きくなるにつれ底板に作用する付勢体の付勢力が大きくなり、記録媒体の密度が小さくなるにつれて底板に作用する付勢体の付勢力が小さくなる。このため、記録媒体の密度が大きい場合にはその密度に応じて底板に作用する付勢体の付勢力を大きくすることができ、記録媒体の密度が大きいために記録媒体を給紙コロに押し当てる力が弱くなることを防止して押し当てる力を適正範囲に維持することができ、記録媒体の不送りを防止できる。また、記録媒体の密度が小さい場合にはその密度に応じて底板に作用する付勢体の付勢力を小さくすることができ、記録媒体の密度が小さいために記録媒体を給紙コロに押し当てる力が強くなることを防止して押し当てる力を適正範囲に維持することができ、記録媒体の重送を防止できる。
そして、記録媒体の密度の検知を底板上から給紙された記録媒体に対して行うので、重なり合って積載されている他の記録媒体の影響を受けることなく精度の高い検知を行うことができる。

請求項２記載の発明の給紙装置によれば、記録媒体に対して発光部から発光させた光を当てると、記録媒体を透過して受光部で受光する光量が記録媒体の密度に応じて異なり、受光部で受光する光量に応じて記録媒体の密度を検知することができ、記録媒体の密度検知を高精度で行うことができる。

請求項３記載の発明の画像形成装置によれば、請求項１又は２の発明と同じ効果を奏し、安定した給紙性能の下で安定した画像形成を行うことができる。

本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１ないし図３はプリンタを示す縦断側面図、図４は給紙トレイの内部構造を示す斜視図、図５はガイド部材とアームの先端に設けられた摺動部とモータとの位置関係を示す斜視図、図６はプリンタが備える各部の電気的接続の一部を概略的に示すブロック図、図７は記録媒体の密度に応じて引張バネの付勢力を変化させる動作について説明するフローチャートである。

画像形成装置であるプリンタ１の装置本体２内には、プリンタエンジン３、給紙装置４、定着装置５等が設けられている。プリンタエンジン３は、感光体６、帯電装置７、露光装置８、現像装置９、転写装置１０、クリーニング装置１１等を備えた公知の構成であり、電子写真プロセスに従ってトナー画像を形成し、形成したトナー画像を給紙装置４から給紙された記録媒体Ｐに転写する。トナー画像が転写された記録媒体Ｐは定着装置５で定着処理された後、装置本体２の上部に形成された排紙トレイ１２上に排紙される。また、装置本体２の下部には、後述する給紙トレイ１３が抜き差しされる装着口１４が形成されている。

給紙装置４は、装置本体２に形成された装着口１４から装置本体２内へ抜き差し自在に装着される給紙トレイ１３、装置本体２内に設けられた給紙コロ１５、ガイド部材１６等により構成されている。

給紙トレイ１３は、上方が開放された箱形状のトレイ本体１７、トレイ本体１７内の底面部に設けられた底板１８、一対のサイドフェンス１９、支軸２０を支点として上下方向に回動可能な可動部材である一対のアーム２１、付勢体である引張バネ２２を備えている。

底板１８は、支軸１８ａを支点として上下方向へ回動可能に設けられ、この底板１８上には密度が異なる各種の記録媒体Ｐが積載される。支軸１８ａは給紙トレイ１３の奥側に位置付けられ、底板１８は手前側（底板１８上から給紙される記録媒体Ｐの給紙方向前方側）が上下方向へ移動するように回動する。記録媒体Ｐを積載した底板１８が支軸１８ａを支点として上方へ回動することにより、底板１８上に積載された記録媒体Ｐの給紙方向先端側が給紙コロ１５に押し当てられる（図１、図２参照）。

サイドフェンス１９は、底板１８上に積載された記録媒体Ｐの横幅方向（給紙方向と直交する方向）に沿ってスライド可能に設けられている。スライドしたサイドフェンス１９が記録媒体Ｐの側面に当接され、記録媒体Ｐの積載位置が位置決めされる。各サイドフェンス１９はラックギアとピニオンギア（いずれも図示せず）とにより連結され、互いに接離する方向へ同じ寸法ずつスライドする。

アーム２１は、給紙トレイ１３の横幅方向の両側に一つずつ配置され、一端が支軸２０の回りに回動自在に取り付けられ、アーム２１の他端には円柱形状の摺動部２３が形成されている。なお、一対のアーム２１は支軸２０により連結され、一体に上下方向に回動する。

引張バネ２２は、一端が底板１８における上下方向に移動する側の端部に連結され、他端がアーム２１の摺動部２３に連結されている。アーム２１の摺動部２３は、アーム２１が支軸２０の回りに回動することにより、引張バネ２２と底板１８との連結部に対して接離する方向に移動可能に設けられている。この引張バネ２２の付勢力により、底板１８が支軸１８ａを支点として上方へ回動する向きに付勢され、底板１８上に積載されている記録媒体Ｐの給紙方向先端側が給紙コロ１５に押し当てられる。

給紙コロ１５は、装置本体２内に設けられ、給紙トレイ１３を装置本体２内に装着し、底板１８が引張バネ２２の付勢力により上方へ回動したとき、底板１８上に積載されている記録媒体Ｐの給紙方向先端側の上面が押し当てられる位置に位置付けられている。給紙コロ１５には図示しない駆動モータが連結され、駆動モータにより駆動された給紙コロ１５が回転することにより底板１８上に積載されている記録媒体Ｐが一枚ずつ分離給紙される。

ガイド部材１６は、装置本体２内に装着される給紙トレイ１３の横幅方向の両側であって装着された給紙トレイ１３の上方に位置付けられて一つずつ配置されている。ガイド部材１６は、装着口１４の奥側へ向かうにつれて次第に上方に傾斜した傾斜部１６ａと、傾斜部１６ａの上端部から略水平向きに屈曲した保持部１６ｂとを有する。給紙トレイ１３を装置本体２内に装着するとき、アーム２１の摺動部２３がガイド部材１６の傾斜部１６ａに摺接しながら傾斜部１６ａに沿って上昇する。装置本体２内への給紙トレイ１３の装着が終了したとき、摺動部２３は傾斜部１６ａの上端部に形成されている保持部１６ｂ上に載置されている。

さらに、ガイド部材１６には駆動部であるモータ２４のモータ軸２４ａが連結されている。モータ軸２４ａとガイド部材１６との連結は、モータ軸２４ａに形成された雄ネジ部を保持部１６ｂに形成した雌ネジ部に螺合させることにより行われている。モータ２４が駆動されることによりガイド部材１６が昇降され、ガイド部材１６は図１に示す下降位置、図２に示す上昇位置へ昇降する。摺動部２３が保持部１６ｂに載置されている状態のときにモータ２４の駆動によってガイド部材１６が昇降することにより、アーム２１は摺動部２３を保持部１６ｂに載置した状態を維持しながら支軸２０の回りに回動し、引張バネ２２の伸縮量を変化させる。このようにして引張バネ２２の伸縮量が変化することにより、底板１８に作用する引張バネ２２の付勢力が変化する。

なお、昇降したガイド部材１６の停止位置については、図１及び図２に示した２つの停止位置に限られるものではなく、無段階に停止位置を設定することができる。また、本実施の形態では個々のガイド部材１６にそれぞれモータ２４を連結した場合を例に挙げて説明したが、モータ２４を一つとし、モータ２４からの駆動力を二つのガイド部材１６に伝える構造としてもよい。

装置本体２内には、給紙トレイ１３の底板１８上から給紙コロ１５の駆動により給紙された記録媒体Ｐがプリンタエンジン３、定着装置５の箇所を経由して排紙トレイ１２上に向けて搬送される搬送経路Ｒが形成され、この搬送経路Ｒ上には、搬送される記録媒体Ｐの密度を検知する密度検知部２５が設けられている。この密度検知部２５は、搬送される記録媒体Ｐに対して光を照射する発光部である発光素子２５ａと、記録媒体Ｐを透過した光を受光する受光部である受光素子２５ｂとにより構成されている。記録媒体Ｐの密度が低い場合（記録媒体Ｐの単位容積当りの重量が軽い場合）には受光素子２５ｂでの受光量が多くなり、記録媒体Ｐの密度が高い場合（記録媒体Ｐの単位容積当りの重量が重い場合）には受光素子２５ｂでの受光量が少なくなる。そして、受光素子２５ｂでの受光量により記録媒体Ｐの密度を検知することができる。

このプリンタ１は、図６に示すように各部を制御するためのコントローラ２６を有し、このコントローラ２６は、各種の演算、制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）２７、ＣＰＵ２７が実行する各種プログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）２８、ＣＰＵ２７のワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）２９等をバスライン３０で接続することにより構成されている。また、ＣＰＵ２７には、モータ制御部３１を介したモータ２４、発光素子２５ａ、受光素子２５ｂ等が接続されている。

このプリンタ１では、画像形成動作が開始された場合に、コントローラ２６の制御により図７のフローチャートに示す処理が行われる。まず、発光素子２５ａを発光させて記録媒体Ｐを透過した光を受光素子２５ｂで受光し、受光素子２５ｂでの受光量に応じて記録媒体Ｐの密度が検知され（ステップＳ１）、検知した密度に応じてモータ２４が昇降駆動され（ステップＳ２）、ここに、記録媒体Ｐの密度に応じて底板１８に作用する引張バネ２２の付勢力を可変する制御手段が実行される。なお、密度検知部２５での記録媒体Ｐの密度検知は、画像形成動作が開始された直後に給紙された１枚目の記録媒体Ｐに対してのみ行えばよい。さらに、記録媒体Ｐが一定枚数搬送される毎に密度検知を行い、底板１８上に積載されている記録媒体Ｐが同じ種類のものであるか否かを確認しながら画像形成を行うこともできる。

このような構成において、給紙トレイ１３を装置本体２外へ抜き出しているときには（図３参照）、アーム２１は支軸２０を支点として下方向きに回動し、図示しないストッパによる回動規制位置で位置固定されている。この状態では引張バネ２２の付勢力は底板１８に作用しておらず、底板１８は最下方位置へ回動している。

底板１８上に記録媒体Ｐを積載した給紙トレイ１３を装着口１４から装置本体２内に装着すると、アーム２１の端部に形成されている摺動部２３がガイド部材１６の傾斜部１６ａに沿って上方へ摺動し、装置本体２内への給紙トレイ１３の装着が終了したときには摺動部２３が保持部１６ｂに保持される。摺動部２３が傾斜部１６ａに沿って上方へ摺動するにつれてアーム２１は支軸２０を支点として上方へ回動する。アーム２１が支軸２０を支点として上方へ回動することに伴い、引張バネ２２の付勢力が底板１８に作用するとともにその付勢力が次第に大きくなり、底板１８が支軸１８ａの回りに上方へ回動する。そして、装置本体２内への給紙トレイ１３の装着が終了したときには、底板１８上に積載された記録媒体Ｐの給紙方向先端側の上面が給紙コロ１５に押し当てられる（図１参照）。

図１に示した状態から給紙コロ１５が回転駆動されることにより、底板１８上に積載された記録媒体Ｐは一枚ずつ分離給紙され、分離給紙された記録媒体Ｐに対してプリンタエンジン３においてトナー画像が転写され、トナー画像を転写された記録媒体Ｐは定着装置５で定着処理され、定着処理後に排紙トレイ１２上に排紙される。

ここで、給紙コロ１５による記録媒体Ｐの分離給紙に際して、不送りや重送を防止するためには、記録媒体Ｐを給紙コロ１５に押し当てる力を適正値に維持することが必要である。具体的には、底板１８上に積載された記録媒体Ｐの密度が大きい場合（記録媒体Ｐの単位容積当りの重量が重い場合）には、引張バネ２２の付勢力を大きくし、底板１８上に積載された記録媒体Ｐの密度が小さい場合（記録媒体Ｐの単位容積当りの重量が軽い場合）には、引張バネ２２の付勢力を小さくする必要がある。そこで、本実施の形態では、記録媒体Ｐの密度を密度検知部２５で検知し、その検知結果に基づいて底板１８に作用する引張バネ２２の付勢力を調節している。

密度検知部２５での検知結果に基づく引張バネ２２の調節は、記録媒体Ｐの密度が大きい場合には、ガイド部材１６を上昇させる向きにモータ２５を駆動されることにより行われる。ガイド部材１６が上昇することにより、ガイド部材１６の保持部１６ｂに摺動部２３を保持されているアーム２１が支軸２０を支点として上方へ回動し、引張バネ２２が延びる。引張バネ２２が延びることにより底板１８に作用している引張バネ２２の付勢力が大きくなる。このため、記録媒体Ｐの密度が大きいために記録媒体Ｐの重さにより底板１８に下向きに作用する力が大きくなっても、底板１８を上向きに回動させるように作用する引張バネ２２の付勢力が大きくなるので、記録媒体Ｐを給紙コロ１５に押し当てる力が弱くなることを防止でき、底板１８上に積載された記録媒体Ｐを給紙コロ１５にして押し当てる力を適正範囲に維持することができる。これにより、記録媒体Ｐを給紙コロ１５に押し当てる力が弱くなることが原因となる記録媒体Ｐの不送りを防止できる。

また、記録媒体Ｐの密度が小さい場合には、ガイド部材１６を下降させる向きにモータ２５が駆動される。ガイド部材１６が下降することにより、ガイド部材１６の保持部１６ｂに摺動部２３を保持されているアーム２１が支軸２０を支点として下方へ回動し、引張バネ２２が縮む。引張バネ２２が縮むことにより底板１８に作用している引張バネ２２の付勢力が小さくなる。このため、記録媒体Ｐの密度が小さいために記録媒体Ｐの重さにより底板１８に下向きに作用する力が小さくなっても、底板１８を上向きに回動させるように作用する引張バネ２２の付勢力が小さくなるので、記録媒体Ｐを給紙コロ１５に押し当てる力が強くなることを防止でき、底板１８上に積載された記録媒体Ｐを給紙コロ１５にして押し当てる力を適正範囲に維持することができる。これにより、記録媒体Ｐを給紙コロ１５に押し当てる力が強くなることが原因となる記録媒体Ｐの重送を防止できる。

本発明の一実施の形態のプリンタを示す縦断側面図であり、底板上に積載されている記録媒体の密度が低い場合である。 底板上に積載されている記録媒体の密度が高い場合のプリンタを示す縦断側面図である。 給紙トレイを装置本体外へ抜き出しているときのプリンタを示す縦断側面図である。 給紙トレイの内部構造を示す斜視図である。 ガイド部材とアームの先端に設けられた摺動部とモータとの位置関係を示す斜視図である。 プリンタが備える各部の電気的接続の一部を概略的に示すブロック図である。 記録媒体の密度に応じて引張バネの付勢力を変化させる動作について説明するフローチャートである。

符号の説明

２ 装置本体
３ プリンタエンジン
４ 給紙装置
１３ 給紙トレイ
１４ 装着口
１５ 給紙コロ
１８ 底板
２１ 可動部材
２２ 付勢体
２４ 駆動部
２５ 密度検知部
２５ａ 発光部
２５ｂ 受光部
Ｐ 記録媒体
Ｒ 搬送経路

Claims (3)

1. 装置本体に形成された装着口から前記装置本体内へ抜き差し可能に装着される給紙トレイと、
   前記給紙トレイ内に上下方向回動可能に設けられて記録媒体が積載される底板と、
   前記装置本体内に設けられ、前記底板上に積載された記録媒体が押し当てられて押し当てられた記録媒体を給紙する方向へ回転駆動する給紙コロと、
   一端が前記底板に連結されて他端が前記底板への連結部に対して接離する方向に移動可能な可動部材に連結され、前記底板に対してこの底板上に積載された記録媒体を前記給紙コロに押し当てる向きに回動させる付勢力を付与する付勢体と、
   前記可動部材を移動させることにより前記底板に作用する前記付勢体の付勢力を可変させる駆動部と、
   前記底板上に積載された記録媒体の密度を検知する密度検知部と、
   前記密度検知部が検知した記録媒体の密度が大きくなるにつれて前記底板に作用する前記付勢体の付勢力を大きくし、検知した記録媒体の密度が小さくなるにつれて前記底板に作用する前記付勢体の付勢力を小さくするように前記駆動部を駆動させる制御手段と、を有し、
   前記密度検知部は、前記底板上から給紙された記録媒体の搬送経路上に配置されている給紙装置。
2. 前記密度検知部は、発光部と受光部とを有し、前記発光部から発光されて記録媒体を透過した光を前記受光部で受光することにより記録媒体の密度を検知する請求項１記載の給紙装置。
3. 請求項１又は２に記載の給紙装置と、
   前記給紙装置により給紙された記録媒体に対して画像形成を行うプリンタエンジンと、
   を有する画像形成装置。

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