JP4437876B2 - 給紙装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積載された用紙を一枚づつ供給する、例えば複写機等に使用する給紙装置に関し、積載状態の用紙を収容する用紙収容部を複数持ち、一つの用紙収容部の用紙切れに対し、他の用紙収容部からの補給動作を行う補給機構を備えた装置において、補給機構に関連して起きることがあった誤動作をなくすようにした給紙装置、該給紙装置を装備した画像形成装置（複写機、プリンタ、等）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から給紙装置として、積載状態の用紙を収容する用紙収容部を複数持ち、一つの用紙収容部の用紙切れに対し、他の用紙収容部からの補給動作を行う補給機構を備えたものは、知られている。
かかる従来の給紙装置の一例を示す図１乃至７を参照して、装置の構成と動作を説明する。
図１は、給紙装置全体の概略図（同図(a)は正面図、(b)は、一部の平面図）で、ここでは、画像形成装置に給紙する例を示しており、画像形成装置１の下部に給紙装置２を設置した状態を示している。
給紙装置２は、小サイズ用紙によるデッドスペースをなくすために小サイズ用紙を並置して収納できるように、トレイ３内部に第１用紙収容部Ａと第２用紙収容部Ｂを設けている。トレイ３は給紙装置２から抜き差し可能な構成で使用者が用紙をセットするときにはトレイ３を引き出して用紙束６Ａ，６Ｂのセットを行う。第１用紙収容部Ａ上には給紙手段（ピックアップコロ１２、給紙コロ１３、分離コロ１４、搬送ローラ１５）を設けており、底板４に積載されている用紙束６Ａの最上面から画像形成装置１に用紙を給紙する。
給紙手段の上部には、上限センサ７を設け、このセンサでピックアップコロ１２、の位置を検知し、常に給紙高さを保つように制御する。
用紙束６Ａの上面近くにペーパーエンドセンサ８を設け、このセンサで底板４に積載された用紙の有無を検知する。
トレイ３の下部に下限検知センサ９を設け、このセンサにより底板４が下限位置にあることを検知する。
第１用紙収容部Ａの用紙切れが起きると、第２用紙収容部Ｂに積載された用紙束６Ｂを補給する。補給時に積載された用紙束６Ｂをそのまま一括して移送し、第１用紙収容部Ａへ押し込むために、移送フェンス５を用いる。この時、移送フェンス５の初期停止位置をホームポジションセンサ１０で検知し、移送フェンス５の押し込み停止位置を押し込みセンサ１１で検知する。
【０００３】
第１用紙収容部Ａと第２用紙収容部Ｂの間には、用紙を押さえる制止部材を設けたエンドフェンス１７を設ける（図１(B)参照）。エンドフェンス１７は、支点Ｃを中心に回転可能で、用紙が収容された図示の通常の状態では閉じており、第１用紙収容部Ａに積載された用紙６Ａの後端を制止部材のエンドフェンス面により押さえ、荷崩れ等を制止する役割がある。また、用紙移送時に、第２用紙収容部Ｂ側から用紙により押されたときには開き、用紙束の円滑な移送を可能にする。
エンドフェンス１７は、エンドフェンス１７の開閉を検知する開閉検知センサ１６を備える。開閉検知センサ１６の役割は、図５或いは図６に示すように、用紙を誤セットした状態を検知可能とする。図５の例は、第１用紙収容部Ａと第２用紙収容部Ｂにまたがって、Ａ４の用紙束６Ａをセットした状態を示し、図６の例は、このトレイでは使用できないサイズの用紙であるＡ３の用紙束６Ａをセットした状態をしめしている。いずれも、誤セットであり、使用者にその旨を知らせる必要がある。
このように、エンドフェンス１７に設けた開閉検知センサ１６は、異常状態を検知するために働くものであるから、通常はOFF状態に置く必要がある。このための構成を図３に示す。同図(b)に、トレイ３の平面図(a)において円で囲まれた部分の拡大図を示しており、支点Ｃで回転するエンドフェンス１７にバネ１８により常にＧ方向に向けて付勢力が働き、通常は開閉検知センサ１６にエンドフェンス１７が作用しない状態（OFF状態）に保持するようにしている。
【０００４】
図２及び図４を参照して、この給紙装置の用紙供給に係わる一連の動作を説明する。図２は動作状態の遷移を示し、図(a)→(e)の順に動作が進行する。又、図４は、図２の動作におけるエンドフェンス１７の動作状態の遷移を示し、図(a)→(c)の順に動作が進行する。
図２(a)の状態にある第１用紙収容部Ａに積載された用紙束６Ａが給紙され、図２(b)の状態となり、用紙束６Ａがなくなると、ペーパエンドセンサ８が用紙切れを検知して、底板４が下限位置まで下降し、図２(c)の底板４が下限に位置する状態となる。
ここで、下限センサ９が下限を検知すると、第２用紙収容部Ｂに積載された用紙束６Ｂの第１用紙収容部Ａへの移送を開始する。用紙束６Ｂは移送フェンス５により積載状態のまま図２(c)に示すＤ方向へ動かされ、図２(d)の状態を経て、第１用紙収容部Ａに押し込まれる。
用紙束６Ｂの移送過程におけるエンドフェンス１７の動作状態は、図４にしめすように、図４(a)の移送開始時の状態から移送フェンス５がＤ方向に動いて、用紙束６Ｂの先端でエンドフェンス１７を押し開け、即ち図４(b)に示すようにバネ１８に抗して支点Ｃを中心にＦ方向に回転させ、第２用紙収容部Ｂに積載された用紙束６Ｂが第１用紙収容部Ａ方向へ押し込まれ、収容された後、図４(c)に示すようにバネ１８の付勢力でＧ方向に回転し通常の状態に戻る。
図２では、用紙束６Ｂの第１用紙収容部Ａへの押し込みが完了すると、図２(e)のように底板４が上昇して用紙束６Ｂが給紙位置まで上昇し、給紙位置に用紙束６Ｂが位置すると給紙可能状態となる。この動作と同時に、移送フェンス５がＥ方向に初期位置まで戻り動作をする。用紙移送後の戻り動作は、ホームポジションセンサ１０がＯＮするまで、移送フェンス５を戻して初期位置に停止させる。
【０００５】
上記で説明したように、従来の給紙装置は、第１用紙収容部Ａと第２用紙収容部Ｂの問にＬ字形状のエンドフェンス１７を設けて、第１収容部Ａに積載された用紙６Ａの後端を押さえていた（図１，図３、参照）。また、このエンドフェンス１７には、エンドフェンスの開閉を検知する開閉検知センサ１６を備え、第１用紙収容部Ａと第２用紙収容部Ｂにまたがる誤セット・用紙サイズ間違い等の用紙の検知をトレイ挿入時に開閉センサ１６で行う（図５，図６、参照）。
このように、エンドフェンス１７は、用紙６Ａの後端を押さえ、荷崩れ等を制止する機能と誤セット等の用紙の検知機能を合わせ持っており、これらの機能を果たすために、バネ１８による付勢力が与えられ、Ｇ方向に常に押し付けられている。
ところで、エンドフェンス１７と用紙の関連動作を見ると、バネ１８による付勢力により、定常状態で閉じているエンドフェンス１７を第２用紙収容部Ｂから第１用紙収容部Ａへの用紙移送動作時に移動する積載された用紙６Ｂの先端で押し開ける構成となっており、この動作を無理なく行うために、バネ１８のバネ力を極力弱く設定している。これは、バネカを大きくすると小容量の用紙６Ｂを移送するときに、用紙先端でエンドフェンス１７を押し開けることが出来ず、用紙６Ｂにダメージが発生するという問題を回避するためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記のような理由からバネ１８のバネカを小さく設定しているが、このために、別の問題が生じている。この問題は、エンドフェンス１７の用紙６Ａの後端を押さえ、荷崩れ等を制止する機能と誤セット等の用紙の検知機能を損なうもので、トレイ３を給紙装置２内から引き出し、その後、第１用紙収容部Ａに用紙６Ａを積載した状態で、装置内に再び戻してセットする場合に起きる可能性がある問題である。
図７に、かかる問題が発生するメカニズムを示している。図７(a)に示すように、例えば、給紙装置２内から引き出したトレイ３の第１用紙収容部Ａに用紙６Ａを補給して、トレイ３を元の状態に戻すために、Ｈ方向に動かして強くセット（挿入）する場合がある。その時に働く衝撃により、図７(c)のように、エンドフェンス１７にエンドフェンス支点Ｃを中心にＦ方向に慣性モーメントが働く。ここでは、バネ１８のバネカによるモーメントが働いているが、バネ力が弱いので、バネ１８によるモーメントに打ち勝って、エンドフェンス１７が開いてしまう。
上記のエンドフェンス１７動作と同時に、第１用紙収容部Ａに積載された用紙６Ａにも衝撃力が加わり、エンドフェンス１７により押さえられていた用紙６Ａの後端は、上記説明のエンドフェンスのＦ方向の動きにより、その支えを失うので、図７(b)にしめすように、１方向に荷崩れして、図７(c)に示す状態になる。
【０００７】
図７(c)に示す状態になると、エンドフェンス１７は、用紙６Ａの後端を押さえ、荷崩れ等を制止する役目をしない。また、エンドフェンス１７が図７(c)に示す開状態になって開閉センサ１６がONとなり、給紙装置内にトレイがセット（挿入）され、装置本体が動作可能状態になると、用紙の誤セット等と同じ状態（図５，図６）の異常検知がなされ、誤検知が起きるいう問題生じる。
本発明は、積載状態の用紙を収容する用紙収容部を複数持ち、一つの用紙収容部の用紙切れに対し、他の用紙収容部からの補給動作を行う補給機構を備えた給紙装置における上述の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、前記給紙装置が備える、荷崩れ等を制止し、誤セット等の用紙を検知するためのエンドフェンスの誤動作をなくし、適正な動作を行うようにし、性能及び信頼性の高い給紙装置及び該給紙装置を備えた画像形成装置（複写機、プリンタ、等）を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、積載状態の用紙を収容する第１用紙収容部と、第１用紙収容部へ収容されている用紙を給紙する手段と、第１用紙収容部に対して並置し、積載状態の用紙を収容する第２用紙収容部と、第２用紙収容部に収容した用紙を積載状態で第１用紙収容部へ移送する用紙移送手段と、支点を中心に回転可能であり、用紙移送手段により移送されて第１用紙収容部に収容された用紙の後端部を押さえるための制止部材を設けたエンドフェンスと、を持つ給紙装置であって、前記エンドフェンスを、支点に関する前記制止部材による慣性モーメントにバランスする慣性モーメントを発生させる構造にしたことを特徴とする給紙装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載された給紙装置において、バランスする慣性モーメントを発生させる前記構造をエンドフェンスの形状の変更により得ることを特徴するものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された給紙装置において、バランスする慣性モーメントを発生させる前記構造をエンドフェンスへの重量の付加により得ることを特徴するものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載された給紙装置において、前記制止部材による慣性モーメントを小さくするために前記制止部材の一部に穴を形成するようにしたことを特徴するものである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された給紙装置において、前記制止部材による慣性モーメントを小さくするために前記制止部材を肉薄に形成するようにしたことを特徴するものである。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載された給紙装置において、前記エンドフェンスが、用紙との関連動作を検知するために所定の回転位置で信号を出力する検知手段を備えたことを特徴するものである。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載された給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の給紙装置を添付する図面とともに示す以下の実施例に基づき説明する。なお、以下に示す実施例装置は、複写機等の画像形成装置における構成要素としても適用し得るものである。
図１乃至６は、本発明の実施例に係る給紙装置を示すものである。
なお、図１乃至６に示す例は、従来の給紙装置の一例としても示したものであるが、本発明は、従来例として示した給紙装置におけるエンドフェンスの改良に係わり、従来装置を基礎としており、図１乃至６に示す例はこの基礎部分に相当する。
従って、上記従来技術として示した図１乃至６は、本発明の実施例を示すものとしても用いることとし、図１乃至６に関する説明は、上記［従来の技術］の項の記述を参照し、ここでは重複した記述はしない。
【００１６】
ここで、エンドフェンスの改良に係わる実施例を詳細に説明する。
従来技術において、図７に示したように、衝撃による慣性モーメントがエンドフェンス１７の支点Ｃのまわりに発生し、この慣性モーメントによる回転力がバネ１８のバネ力に打ち勝ってエンドフェンス１７をＦ方向に回転させ、この回転が誤動作を引き起こしていた。
そこで、以下の実施例では、この慣性モーメントの影響をなくすか、或いはより小さくすることにより、エンドフェンス１７の回転を抑制しようとするものである。
【００１７】
エンドフェンスの改良に係わる第１の実施例は、慣性モーメントの影響をなくすために、従来例において生じていた慣性モーメントとバランスする慣性モーメントを発生させるようにしたもので、それをエンドフェンスの形状の変更により実現するものである。
図８は、用紙６Ａの後端に定常状態で置かれているこの実施例のエンドフェンス１７を示す。
図８に示すように、エンドフェンス１７の支点Ｃに対してエンドフェンス機能側（用紙先端で押し開けられる接触部、用紙６Ａ後端を押さえるエンドフェンス面を有する側）と反対側に同じ形状をなす部分を対称的に有する。
支点Ｃに対して対称的な形状を持つようにしているので、給紙装置２本体から引き出したトレイ３を元の状態に戻すために、強くセット（挿入）するときに、衝撃によりＦ方向とＪ方向の慣性モーメントが働く。
このとき、エンドフェンス１７の形状は対称的であるから、図８に示すように、Ｆ方向に働く慣性モーメントとＪ方向に働く慣性モーメントが同じになるので、支点Ｃを中心にエンドフェンス１を回転させる力が生まれない。
当然のことであるが、支点Ｃに対してエンドフェンス機能側と反対側をアンバランスにするように、反対側をより大きな形状とすることでＦ方向に働く慣性モーメントよりもＪ方向に働く慣性モーメントを大きくでき、トレイ３を挿入したときにエンドフェンスが閉まるＧ方向の力（図３(b)参照）が加わるようにも構成でき、この場合、用紙６Ａの荷崩れの制止効果が高まる。
【００１８】
エンドフェンスの改良に係わる第２の実施例は、慣性モーメントの影響をなくすために、従来例において生じていた慣性モーメントとバランスする慣性モーメントを発生させるという点で、第１の実施例と同じであるが、ここでは重量物を取り付けることにより実現するものである。
図９，図１０は、用紙６Ａの後端に定常状態で置かれているこの実施例のエンドフェンス１７を示す。
図９，図１０に示すように、エンドフェンス１７の支点Ｃに対してエンドフェンス機能側（用紙先端で押し開けられる接触部、用紙６Ａ後端を押さえるエンドフェンス面を有する側）と反対側に重量物１９を有する。
重量物１９を設けることで、バランス構成として付加した側の支点Ｃからの重心位置を小さくでき、エンドフェンス１７の小型化が可能になる。Ｊ方向に働く慣性モーメントを増大させるには支点Ｃからの距離を長くとることと重量を上げることで可能であり、適宜設定できる。
図９と図１０の実施例を対比すると、図９は全体がＬ字で、より単純な形状であるが、サイズがより大きくなり、図１０は全体がかぎ状で、より複雑な形状であるが、サイズがより小さくできる。
【００１９】
エンドフェンスの改良に係わる第３の実施例は、慣性モーメントの影響を小さくするために、エンドフェンス１７を構成する部材の軽量化により、この実現を図るものである。
図１１は、この実施例のエンドフェンス１７を構成する部材を示す。
図１１に示すように、エンドフェンス１７を構成する部材の一部に穴を形成することにより、軽量化を図っている。支点Ｃから遠い部分を軽量化することでＦ方向に働く慣性モーメントをより小さくできる。
従って、ここでは、用紙６Ａの後端を押さえるエンドフェンス面の部分に穴を形成している。この場合、用紙６Ａの後端を押さえる機能を損なわないようにすることが必要であり、図示のように面の中心部分に穴を形成することが適当である。
【００２０】
エンドフェンスの改良に係わる第４の実施例は、慣性モーメントの影響を小さくするために、上記第３の実施例と同様に、エンドフェンス１７を構成する部材の軽量化によりこの実現を図るものである。
図１２は、この実施例のエンドフェンス１７を構成する部材を示す。
図１２に示すように、エンドフェンス１７を構成する部材の一部を薄肉にすることにより、軽量化を図っている。支点Ｃから遠い部分を軽量化することでＦ方向に働く慣性モーメントをより小さくできる。
従って、ここでは、用紙６Ａの後端を押さえるエンドフェンス面の部分を薄肉化している。
実施例３及び実施例４に示した軽量化と、実施例１及び実施例２に示した慣性モーメントのバランス調整を同時に実施することも可能であり、この場合、より有効な改良が図られる。
【００２１】
【発明の効果】
（１） 請求項１の発明に対応する効果
エンドフェンスの構造を、支点に関する制止部材による慣性モーメントにバランスする慣性モーメントを発生させるような構造にしたことにより、トレイの挿入時の衝撃でエンドフェンスが開くことがなく、従来、エンドフェンスが開く不正な動作により起きた、エンドフェンスが有する用紙荷崩れの制止機能等の消失を回避でき、性能及び信頼性の高い給紙装置を提供することが可能になる。
（２） 請求項２の発明に対応する効果
上記（１）の効果に加えて、エンドフェンスの形状の変更によりバランスする慣性モーメントを発生させるようにしたので、同一の材料を用いて目的のエンドフェンスを得ることができ、製作が容易であり、精度が出し易い。
（３） 請求項３の発明に対応する効果
上記（１）、（２）の効果に加えて、エンドフェンスへの重量の付加によりバランスする慣性モーメントを発生させるようにしたので、小型化、形状の単純化が可能になる。
（４） 請求項４の発明に対応する効果
上記（１）〜（３）の効果に加えて、エンドフェンスの部材の一部に穴を形成するようにして慣性モーメントを小さくしたので、さらに小型化、形状の単純化が可能になる。
【００２２】
（５） 請求項５の発明に対応する効果
上記（１）〜（４）の効果に加えて、エンドフェンスの部材を肉薄にして慣性モーメントを小さくしたので、さらに小型化、形状の単純化が可能になり、製作が容易になる。
（６） 請求項６の発明に対応する効果
上記（１）〜（５）の効果に加えて、エンドフェンスが用紙との関連動作を検知するために所定の回転位置で信号を出力する検知手段を備えたことにより、トレイの挿入時の衝撃でエンドフェンスが開くことがなく、従来、エンドフェンスが開く不正な動作により起きた、エンドフェンスが有する用紙の誤セット等の検知機能による誤検知を回避でき、性能及び信頼性の高い給紙装置を提供することが可能になる。
（７） 請求項７の発明に対応する効果
上記（１）〜（６）の効果を複写機、プリンタ、等の画像形成装置において実現することができ、画像形成装置の性能の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例に係わる給紙装置全体を概略図にて示す。
【図２】 本発明の実施例に係わる給紙装置の用紙供給に係わる一連の動作状態の遷移を示す。
【図３】 エンドフェンスの開閉状態を検知する開閉検知センサとエンドフェンスの関係を示す。
【図４】 図２の動作におけるエンドフェンスの動作状態の遷移を示す。
【図５】 トレイに用紙が誤セットされた状態を例示する。
【図６】 トレイに誤用紙がセットされた状態を例示する。
【図７】 衝撃発生時起きるエンドフェンスの不正な動作を説明する図である。
【図８】 用紙の後端に定常状態で置かれている実施例のエンドフェンスを示す。
【図９】 用紙の後端に定常状態で置かれている他の実施例のエンドフェンスを示す。
【図１０】 用紙の後端に定常状態で置かれている他の実施例のエンドフェンスを示す。
【図１１】 軽量化されたエンドフェンスを構成する部材の１例を示す。
【図１２】 軽量化されたエンドフェンスを構成する部材の他の例を示す。
【符号の説明】
１…画像形成装置、 ２…給紙装置、
３…トレイ、 ４…底板、
５…移送フェンス、 ６Ａ，６Ｂ…用紙、
１２…ピックアップコロ、 １５…搬送ローラ、
１６…開閉検知センサ、 １７…エンドフェンス、
１８…バネ、 １９…重量物。

Claims (7)

1. 積載状態の用紙を収容する第１用紙収容部と、第１用紙収容部へ収容されている用紙を給紙する手段と、第１用紙収容部に対して並置し、積載状態の用紙を収容する第２用紙収容部と、第２用紙収容部に収容した用紙を積載状態で第１用紙収容部へ移送する用紙移送手段と、支点を中心に回転可能であり、用紙移送手段により移送されて第１用紙収容部に収容された用紙の後端部を押さえるための制止部材を設けたエンドフェンスと、を持つ給紙装置であって、前記エンドフェンスを、支点に関する前記制止部材による慣性モーメントにバランスする慣性モーメントを発生させる構造にしたことを特徴とする給紙装置。
2. 請求項１に記載された給紙装置において、バランスする慣性モーメントを発生させる前記構造をエンドフェンスの形状の変更により得ることを特徴する給紙装置。
3. 請求項１又は２に記載された給紙装置において、バランスする慣性モーメントを発生させる前記構造をエンドフェンスへの重量の付加により得ることを特徴する給紙装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載された給紙装置において、前記制止部材による慣性モーメントを小さくするために前記制止部材の一部に穴を形成するようにしたことを特徴する給紙装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載された給紙装置において、前記制止部材による慣性モーメントを小さくするために前記制止部材を肉薄に形成するようにしたことを特徴する給紙装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載された給紙装置において、前記エンドフェンスが、用紙との関連動作を検知するために所定の回転位置で信号を出力する検知手段を備えたことを特徴する給紙装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載された給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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