JP4299840B2 - 給紙装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、給紙装置及び画像形成装置に関し、詳しくは、大量のシート部材を格納するに関する給紙装置及び画像形成装置に関する。

コピー機やＦＡＸ、プリンタ、これらを備えた複合機などに代表される画像形成装置において、一度に大量の印刷用紙を利用するユーザは、例えばオプションとして提供される給紙装置を利用する。当該給紙装置は、数千枚もの大量の印刷用紙を収納することが可能であり、その高さは数十センチから１メートルにも及ぶ。

上記給紙装置は、印刷用紙を載せる載置台に昇降機構を備えており、印刷用紙の残存枚数に応じて昇降機構を上下させる。これにより、印刷用紙上端部の位置を、画像形成装置に搬送する際の給紙口の位置近傍に維持している。

なお、特開２００３−２４６４７０号公報に記載の技術では、昇降機構の障害とならないように、用紙載置台に異物が無いかを検知する異物検知機構を備えた構成が開示されている。
特開２００３−２４６４７０号公報

ところで、上記昇降機構には、以下のような問題がある。すなわち、上記給紙装置には、例えば上面の上方扉を開口状態とし、上部より印刷用紙を落とし込むように載置台に載置する。印刷用紙が載置された載置台は、例えばユーザのボタン操作によって最底面まで降下して停止する。しかし、このような給紙中にユーザが誤操作により載置台を上昇させてしまった場合、給紙装置の筐体内部側面と、載置台端部とに指先を挟んで負傷するトラブルが生じる。特に、給紙装置は様々なサイズに対応できるため、小さいサイズの印刷用紙を利用する場合には筐体内部のいたるところに負傷の原因となる隙間が形成される。
また誤操作をしない場合であっても、電気的にオン・オフを制御される各種スイッチや、電気的に動作する制御部には、例えば静電気などによって意図しない障害が発生し、電気的回路が誤作動する可能性もある。装置の制御が複雑化する昨今では、予期しない誤作動も多発するに至っている。特にユーザによる給紙時や、あるいは画像形成装置への大量の印刷用紙の給紙後には、数千枚に及ぶ印刷用紙同士の摩擦により静電気が発生しやすい状況である。

本発明は、上記従来の問題を解決するために提案するものであって、印刷用紙の大量補給時の安全性を確保した給紙装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち本発明における給紙装置は、シート部材を載置する載置台と、正電位と接地との入力により回転すると共に、正電位と接地とを逆転させることにより回転方向を逆転することで載置台を昇降させる昇降駆動モーターと、開閉により内部と外部とを仕切る開閉機構と、開閉機構の開閉により物理的に昇降駆動モーターに入力接続される回路の一方を接地させるスイッチ手段とを備える。

スイッチ手段は、開閉機構が開状態の場合に昇降機構の昇方向への駆動を制限するように、入力接続の昇降駆動モーター側で物理的に接地することで、載置台の降下を制限することなく、ユーザの誤操作や回路の誤作動による給紙時の載置台の上昇を確実に防止することができる。

なお、給紙装置をそなえた画像形成装置として提供することもできる。

載置台の降下を制限することなく、ユーザの誤操作や回路の誤作動による給紙時の載置台の上昇を確実に防止することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本発明に係る画像形成装置は、例えばスキャナや、コピー機、ファックス、あるいはこれらを備えた複合機等が該当する。なお、一例としてコピー機を利用する場合の画像形成装置及び給紙装置の動作を説明する。

ユーザがコピー機を利用して例えば原稿の印刷を行う場合、原稿を、図１に示す原稿台１０３或いは原稿載置台１０５に配置し、原稿台近傍に供えられた操作パネルに対して印刷の指示を行う。当該指示があると、以下に示す各部が動作することで、印刷が行われる。
即ち、図１に示すように、本実施の形態の画像形成装置１００は、本体１０１と、本体１０１の側面に取り付けられた給紙装置１５０により構成される。本体１０１の上面は原稿台１０３が設けられており、原稿台１０３は、プラテンカバー１０２によって開閉されるようになっている。プラテンカバー１０２は、自動原稿給紙装置１０４と原稿載置台１０５と排紙台１０９が設けられている。

自動原稿給紙装置１０４は、プラテンカバー１０２の内部に形成された原稿搬送路１０８と、プラテンカバー１０２の内部に備えられたピックアップローラ１０６や搬送ローラ１０７等で構成される。原稿搬送路１０８は、原稿載置台１０５から、本体１０１に設けられた読取部１１０にて読み取りが行なわれる読取位置Ｐを経由して、排紙台１０９に通じる原稿の搬送路である。

自動原稿給紙装置１０４は、原稿載置台１０５に載置された原稿１枚ずつをピックアップローラ１０７で搬送路内１０８に引き出し、搬送ローラ１０６等によって引き出した原稿を読取位置Ｐを通過させて排紙台１０９に排紙する。読取位置Ｐを通過する時に原稿は読取部１１０にて読み取られる。

読取部１１０は、原稿台１０３の下方に設けられている。読取部１１０は、原稿台１０３を照射する主走査方向に長い光源１１１と、原稿台からの光を導くミラー１１２、１１３、１１４と、ミラーで導かれた光を撮像する撮像素子１１５とで構成されている。

自動原稿給紙装置１０４が原稿を搬送する時は、光源１１１は、読取位置Ｐを照射できる位置に移動して発光する。光源１１１からの光は、原稿台１０３を透過して読取位置Ｐを通過する原稿にて反射し、ミラー１１２、１１３、１１４によって撮像素子１１５に導かれる。撮像素子１１５は受光した光を撮像することで、原稿の画像データを生成する。

読取部１１０は、自動原稿給紙装置１０４で搬送される原稿だけでなく、原稿台１０３に載置された原稿も読み取ることが可能となっている。原稿台１０３に載置された原稿を読み取る場合は、読取部１１０は、光源１１１を発光させながら副走査方向に移動させて、原稿台１０３の全体を照射する。原稿台１０３からの反射光を撮像素子１１５に導くために、ミラー１１２は光源１１１と共に移動し、光源１１１から撮像素子１１５までの光路長を一定にするために、ミラー１１３、１１４は光源１１１及びミラー１１２の１/２の速度で移動する。

撮像素子１１５は、自動原稿給紙装置１０４に搬送された原稿のときと同じように、ミラー１１２、１１３、１１４に導かれた光に基づいて原稿台１０３に載置された原稿の画像データを生成する。

本体１０１の読取部１１０の下方には、画像データを印刷する印刷部１２０を備えている。印刷部１２０が印刷できる画像データは、上記のように撮像素子１１５に生成されたものや、その他画像形成装置１００とＬＡＮ等のネットワークに接続されたパソコン等の端末から送信されたものである。

印刷部１２０が行う印刷方式には、電子写真方式が用いられている。即ち、感光ドラム１２１を帯電器１２２で一様に帯電させ、その後レーザ１２３で感光ドラム１２１を照射して感光ドラム１２１に潜像を形成し、現像器１２４で潜像にトナーを付着させて可視像を形成し、転写ローラ１２５にて可視像をシート部材である印刷用紙に転写する方式で印刷が行われる。

可視像が印刷される印刷用紙は、給紙カセット１３２、１３３、１３４などの給紙トレイに載置されたものや、あるいは給紙装置１５０より給紙されたものが利用される。

印刷部１２０は、印刷を行うときには、例えばユーザにより選択された何れか１つの給紙トレイやあるいは給紙装置１５０から印刷用紙１枚を、ピックアップローラを用いて引き出す。なお、給紙装置１５０を利用する際には、本体１０１及び給紙装置１５０に備えられたインターフェイス１５１を介して制御手段１５７に、本体１０１からの給紙命令が送信される。給紙命令を受けた制御手段１５７は、積層された印刷用紙を供給口２０６より本体１０１に供給するための命令を各駆動回路に送信するが、詳細は後述する。

供給された印刷用紙は、搬送ローラ１３７にてレジストローラ１３８に送られ、レジストローラ１３８にて傾きを補正されて感光ドラム１２１と転写ローラ１２５の間に送り込まれる。

印刷部１２０は、感光ドラム１２１と転写ローラ１２５の間に送り込んだ印刷用紙に可視像を転写すると、可視像を定着させるために、搬送ベルト１２６で定着装置１２７に用紙を送る。定着装置１２７は、ヒータが内蔵された加熱ローラ１２８と、所定の圧力で加熱ローラ１２８に押し当てられた加圧ローラ１２９とで構成されている。加熱ローラ１２８と加圧ローラ１２９の間を用紙が通過すると、熱と用紙への押圧力によって可視像が用紙に定着する。印刷部１２０は、定着装置１２７を通過した用紙を排紙トレイ１３０に排紙する。

以上が、画像形成装置１００における給紙装置１５０を利用したコピーサービスの処理である。

続いて、給紙装置１５０の詳細について、各図を用いて説明する。

給紙装置１５０は、画像形成装置１００の例えば側面に着脱可能に設けられる機器であり、インターフェイス１５１を介して画像形成装置１００との命令等の授受が可能である。また、給紙装置１５０は、その筐体内部に数千枚もの大量の印刷用紙１５３を収納することが可能であり、当該印刷用紙は、筐体内部に設けられた昇降可能な載置台１５２に積載される。上記載置台１５２は、昇降駆動機構１５４を構成する昇降駆動モーター（リフトモーター）１５５の駆動により昇降する。

さらに、載置台１５２の下部には、印刷用紙の有無を検出する用紙検知スイッチ２０９と、載置台１５２の最下位置を検出する下端検知スイッチ２１０が備えられている。

給紙装置１５０の上部には、上方扉１５６が設けられており、給紙時には当該上方扉１５６を、図２に示す回転軸２００を中心軸として画像形成装置１００とは逆端を画像形成装置１００側上方に開口可能である。上記上方扉１５６の開口時のみ露出する、給紙装置の筐体における開口部上面には、上方扉１５６の開口を検知する開口検知スイッチ２１３が設けられており、上方扉１５６の開閉状態を検知可能である。また、上記開口部上面には、ユーザが載置台１５２を強制下降動作させる強制下降スイッチ２１２が設けられている。さらに上記開口部上面には、上方扉１５６の開口時に、昇降駆動モーター１５５への電力の供給を制御するモータードライバと昇降駆動モーター１５５とを接続する入力回路の、昇降駆動モーター１５５側の一端を接地（アース）させる上昇防止スイッチ手段２１４を備えている。

上方扉１５６の筐体内部側には、載置台１５２上の印刷用紙１５３の上端を、給紙機構２０１により適切に給紙しうる高さに位置させるように昇降駆動機構１５４を動作させるため、印刷用紙１５３の上端部の位置を検知する上端検知スイッチ２１１が設けられている。当該上端検知スイッチ２１１は、上記上方扉１５６とともに開閉動作するようになっている。上記上端検知スイッチ２１１は、先端が球面形状をした棒状の検知片をバネ等の弾性手段によって下方に付勢し、載置台１５２上の印刷用紙１５３の上面に押し付けることにより、印刷用紙上端部の位置を検知する。

また、給紙装置１５０の上部に配置される給紙機構２０１は、載置台１５２に載置された印刷用紙の上端部の１枚を浮遊させて一枚ずつに分離するエア分離部２０３と、当該エア分離部２０３のエアの吹き込みによる印刷用紙の浮き上がりを防止する用紙押え部材２０４と、エア分離部２０３により分離された１枚の印刷用紙をエア吸引によって吸着して搬送するエア搬送部２０５と、当該エア搬送部２０５にて搬送される印刷用紙を給紙口２０６に送り出す搬送ローラ対２０７、２０８とを備えている。

図４は、給紙装置１５０における制御関連の構成を示す概略ブロック図である。画像形成装置１００を制御する本体側制御部４０２と、給紙装置１５０を制御する給紙装置側制御部１５７（以後制御部１５７と称する）はインターフェイス１５１を介して情報の授受を行っている。制御手段１５７には、用紙検知スイッチ２０９、下端検知スイッチ２１０、上端検知スイッチ２１１、開口検知スイッチ２１３、強制下降スイッチ２１２が接続されており、各スイッチの状態が制御手段１５７に入力される。制御手段１５７は、上記入力に基づき昇降駆動機構を構成するモータードライバ１５４を制御することで、電源４０１から昇降駆動モーター１５５への電力の供給を制御する。当該電力供給の制御により、昇降駆動モーター１５５が正逆回転を行うことで、載置台１５２を昇降させる。

続いて、給紙装置１５０における印刷用紙補給時の動作について説明する。印刷用紙が十分に載置されている状態が図１に示されている。この状態で、画像形成装置１００に対してユーザが印刷を行うと、上述したように印刷用紙１５３の上端部より給紙口２０６を介して画像形成装置１００に給紙処理が行われることにより、給紙装置１５０内の印刷用紙１５３が減少する。なお、上方扉１５６が閉状態では、上昇防止スイッチ２１４は、モータードライバとの接点４０５側に位置しており、すなわち昇降駆動モーター１５５はモータードライバ１５４の制御下にある。

給紙に基づく印刷用紙１５４の減少は、上端検知スイッチ２１１が例えばオフとなることにより検知され、制御手段１５７にその旨が送信される。上記減少を検知した制御手段１５７は、モータードライバ１５４に対して昇降駆動モーター１５５を正方向（上昇方向）に回転させるよう、上昇信号を送信する。

上昇信号を受信したモータードライバ１５４は、昇降駆動モーター１５５に接続される２本の入力接続４０３、４０４のうち例えば入力接続４０４に正電位を与えると共に、入力接続４０３を接地（アース）状態とする。

上記モータードライバ１５４の動作により、昇降駆動モーター１５５が正方向に回転し、載置台１５２が上方に移動することで、再び印刷用紙１５３の上端部が上端検知スイッチ２１１をオンとする。
当該上端検知スイッチ２１１の状態が制御手段１５７に入力されると、制御手段１５７はモータードライバ１５４への上昇信号を停止することで、昇降台１５２の上昇を停止させる。

上記処理を繰り返すことで、印刷用紙１５３の減少に対応して載置台１５２が上昇し、印刷用紙１５３の上端部が給紙機構２０１近傍に位置される。

載置台１５２上に載置された印刷用紙１５３がすべて給紙口２０６より排出されると、用紙検知スイッチ２０９はその旨を検知し、制御手段１５７に送信する。

印刷用紙が無い旨を受信すると、制御手段１５７は、載置台１５２を所定の幅だけ降下させるために、モータードライバ１５７に対して昇降駆動モーター１５５を逆方向（下降方向）に回転させるよう、降下信号を送信する。当該降下信号を受信したモータードライバ１５４は、入力接続４０４を接地状態とし、入力接続４０３に正電位を与えることで、昇降駆動モーター１５５を逆回転させ、すなわち載置台１５２を降下させる。当該降下信号は、あらかじめ決められた所定の時間送信されることで、決められた所定の幅だけ載置台１５２が降下する。ここで所定幅とは、例えば一単位として複数の印刷用紙が梱包されている場合の、当該一単位の印刷用紙の厚みが該当する。
上記降下が完了すると、制御手段１５７は、本体側制御手段４０２に対して印刷用紙が無い旨を通知する。本体側制御手段４０２では、例えば印刷用紙を補給する旨をユーザに通知するために、ディスプレイに給紙の指示を表示し、あるいは音声により給紙を指示する。

ユーザが給紙装置１５０に対して給紙を行う場合には、ユーザはまず上方扉１５６を上方に持ち上げる。図３は、上方扉１５６を持ち上げて開口状態となった給紙装置１５０を示している。

上記開口状態になると、開口検知スイッチ２１３は例えばオフ状態となり、その旨が制御手段１５７に送信される。また、開口状態になると、上昇防止スイッチ２１４の接点が、物理的に接点４０５から接点４０６に切り替えられる。接点４０６は、昇降駆動モーター１５５に接続された入力接続４０４を当該昇降駆動モーター１５５側で接地状態に導く接点である。物理的な接点の切り替えはどのようなものでもよいが、例えば上方扉１５６に備えられた凸部３０１が、開口部に設けられた凹部３０２に内接された状態では凹部３０２内のスイッチが接点４０５に接続され、別離状態では凹部３０２内のスイッチが接点４０６に接続される構成が挙げられる。

以上のように、上昇防止スイッチ２１４の入力接続４０４が物理的に接地状態となることで、制御手段１５７やモータードライバ１５４、あるいはその他の回路等に電気的な誤作動があった場合でも、昇降駆動モーター１５５が上昇することはありえず、すなわち開口時の誤作動、誤操作等による載置台１５２の上昇を確実に防止することが可能となる。当然、下降方向への移動は制限されていないため、補給に支障をきたすことは無い。

上記の状態で、例えばユーザが一単位の印刷用紙を載置台１５２上に載置し、開口部に設けられた強制下降スイッチ２１２を押下すると、その旨が制御手段１５７にて受信される。

上記旨を受信した制御手段１５７は、モータードライバ１５４に対して降下信号を送信する。

上記降下信号を受信したモータードライバ１５４は、昇降駆動モーター１５５に接続される２本の入力接続４０３、４０４のうち入力接続４０３に正電位を与えると共に、入力接続４０４を接地状態とする。ただし、入力接続４０４は上昇防止スイッチ２１４により物理的に強制接地されているため上記モータードライバ１５４による入力接続４０４の接地は実質的には機能していない。

モータードライバ１５４が上記電位を与えることで、昇降駆動モーター１５５が逆回転し、すなわち載置台１５２が下降する。ユーザは強制下降スイッチ２１２を任意のタイミングで離すことにより、その旨が制御手段１５７を介してモータードライバ１５４に送信され、載置台１５２の降下が停止する。

ユーザが載置台１５２を停止させると、新たに印刷用紙を載置台１５２に載置する。

上記処理を繰り返すことにより、印刷用紙が載置台１５２に十分に供給される。なお、載置台１５２が供給装置１５０内部の最下端まで降下すると、下端検知スイッチ２１０によりその旨が制御手段１５７に送信される。この状態では、ユーザによって強制下降スイッチ２１２が押下された場合であっても、制御手段１５７は下降信号をモータードライバ１５４に送信しないため、載置台１５２は降下しない。

ユーザが、印刷用紙を十分に供給し終わると、上方扉１５６を閉じる。上方扉１５６を閉じることにより、上昇防止スイッチ２１４の接点は接点４０５に接続される。これにより、昇降駆動モーター１５５の上昇方向への回転が可能となる。そして、開口検知スイッチ２１３がオン状態（閉口状態）となり、その旨が制御手段１５７に送信される。

上記閉口状態の旨を受信した制御手段１５７は、上端検知スイッチ２１１がオンの状態になるまで、モータードライバ１５４に対して上昇信号を送信する。

上昇信号はモータードライバ１５４に通知され、開口検知スイッチ２１３が閉口状態であるため、モータードライバ１５４が入力接続４０４に正電位を与えると共に入力接続４０３を接地状態とすることで載置台１５２が上昇する。当該上昇により、印刷用紙１５３の上端部が上端検知スイッチ２１１をオン状態とし、上昇が停止する。

以上により、印刷用紙１５３が供給口２０６より供給可能状態となり、その旨が本体制御手段４０２に送信されることで、給紙装置１５０を利用したコピーサービスが可能となる。

本発明に係る給紙装置及び画像形成装置は、印刷用紙の大量補給時の安全性を確保した給紙装置及び画像形成装置として有用である。

画像形成装置及び給紙装置の概略構成を示した側面図。 給紙装置の詳細構成を示す側面図。 開口時の給紙装置を示すイメージ図。 制御関連の構成を示す概略ブロック図。

符号の説明

１００ 画像形成装置
１５０ 給紙装置
１５２ 載置台
１５４ モータードライバ
１５５ 昇降駆動モーター
１５７ 給紙装置側制御手段
２０９ 用紙検知スイッチ
２１０ 下端検知スイッチ
２１１ 上端検知スイッチ
２１２ 強制下降スイッチ
２１３ 開口検知スイッチ
２１４ 上昇防止スイッチ
４０１ 電源
４０２ 本体側制御手段
４０３、４０４ 入力接続
４０５、４０６ 接点

Claims (3)

1. 筐体内部に設けられた、転写対象となるシート部材を載置する載置台と、
   正電位と接地との入力により回転すると共に、当該正電位と接地とを逆転させることにより回転方向を逆転することで上記載置台を昇降させる昇降駆動モーターと、
   上記筐体内部と筐体外部とを開閉により仕切る開閉機構と、
   上記開閉機構の開閉により、物理的に上記昇降駆動モーターに入力接続される回路の一方を接地させるスイッチ手段と、
   を備えた給紙装置。
2. 上記スイッチ手段は、開閉機構が開状態の場合に昇降機構の昇方向への駆動を制限するように、入力接続の昇降駆動モーター側で物理的に接地する請求項１に記載の給紙装置。
3. 請求項１に記載の給紙装置を備えた画像形成装置。
   
   

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