JP4513885B2 - 給紙装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置や画像読取装置において、積載された複数枚の用紙から１枚ずつ分離して、画像形成部や画像読取部に搬送する給紙装置に関する。

このような給紙装置としては、例えば、特許文献１に開示されているように、ピックアップローラ、フィードローラ及びリタードローラで構成されたものが広く採用されている。

この給紙装置は積載されている用紙の最も外側にある用紙に対して、ピックアップローラにより搬送力を作用させて用紙を送り出し、フィードローラとリタードローラとによって、用紙を１枚に分離して搬送する。

特許文献１では、ピックアップローラとフィードローラとの間において、用紙搬送方向を基準として上流側から下流側に向かって、用紙搬送路を挟んで配置されたガイド部材間の間隔が狭くなるようなガイド部材が設けられている。
特開平５−４３０７３号公報

特許文献１に記載された給紙装置では、厚紙の搬送が円滑に行われず、ノーフィードが発生しやすいという問題がある。

厚紙の場合に発生する問題について、図１を用いて説明する。

用紙Ｓが長期間低湿環境下に放置された場合、用紙から水分が蒸発し、周辺部における蒸発量が中心部におけるよりも多い結果、図１（ａ）に示すように、用紙Ｓの紙面に球面の一部に近い形状となる湾曲が起こる。その結果、用紙Ｓを給紙台上に積載した場合、両端部においてＫで示す浮き上がりができる。

図１（ａ）に示す湾曲した用紙Ｓの給紙において起こる現象を図１（ｂ）に示す。

給紙における用紙の搬送方向をＹとすると、図１（ｂ）に示すように、ガイド部材１１０の傾斜したガイド面に用紙Ｓの浮き上がった両端部先端Ｋが突き当たる。厚紙の場合、その剛性が高いために、突き当たった用紙Ｓがガイド面に沿って屈曲せず、用紙Ｓ先端がガイド部材１１０によりブロックされ、搬送が止まってしまう。

剛性が低い薄紙の場合は、このような搬送停止が起こり難いが、厚紙のように剛性が高い用紙では、ノーフィードと呼ばれる搬送停止が起きやすい。

本発明は、従来の給紙装置におけるこのような問題を解決し、厚紙の場合でも安定した給紙を行うことができる給紙装置を提供することを目的とする。

本発明の目的は、下記の発明により達成される。

１．積載されている用紙の最も外側に位置する用紙に接触して回転することにより用紙を送り出すピックアップ手段及び、該ピックアップ手段により送り出された用紙を１枚に分離して搬送する分離手段を有し、該分離手段が用紙を搬送する搬送手段及び用紙の下面に搬送抵抗を作用させる捌き手段で構成される給紙装置において、
前記分離手段の搬送方向上流部から、前記搬送方向下流部に亘って用紙をガイドするガイド部材を有し、
前記ガイド部材は、前記搬送方向上流側に広く、前記搬送方向下流側で狭い搬送間隙を形成するように傾斜したガイド面を有し、
前記搬送方向に直角な幅方向の中央部側から前記幅方向の端部側に向かうように両側に向かって伸びており、
前記ガイド面は、前記幅方向の端部側の端部において、傾斜の最上流点が、前記搬送手段と前記捌き手段とにより形成される分離点よりも前記搬送方向上流側に位置し、前記傾斜の最下流点が、前記分離点よりも前記搬送方向下流側に位置するように形成され、
前記幅方向の中央部側において、前記傾斜の最上流点及び最下流点がともに、前記分離点よりも前記搬送方向上流に位置するように形成されていることを特徴とする給紙装置。

２．用紙搬送路を挟んで、前記ガイド部材に対向して配置される対向ガイド部材を有し、前記対向ガイド部材は、前記分離点よりも前記搬送方向上流部において、前記ガイド部材との間に形成される搬送間隔が、前記搬送方向上流側が広く、前記搬送方向下流側が狭くなるように形成された傾斜したガイド面を有することを特徴とする前記１に記載の給紙装置。

３．前記ガイド部材は、前記端部側の端部において、傾斜した前記ガイド面の前記搬送方向上流側に搬送面に平行なガイド面を有することを特徴とする前記１又は２に記載の給紙装置。

本発明においては、傾斜したガイド面の最上流点が、分離手段を構成する搬送手段と捌き手段とにより形成される分離点の上流側に位置し、最下流点が前記分離点の下流側に位置するようにガイド部材が設けられている。

このようなガイド部材により、湾曲した厚紙の場合でも湾曲した用紙の先端が前記分離手段により搬送され、分離点にガイドされる。

従って、湾曲した厚紙でも円滑に１枚に分離され搬送される。

〔画像形成装置〕
図２は本発明の実施の形態に係る給紙装置が組み込まれた画像形成装置の全体構成を示す図である。

画像形成装置Ａは、用紙Ｓに周知の電子写真方式によって画像を形成する装置であり、画像形成装置Ａの上部に、自動原稿送り装置ＤＦが搭載されている。また画像形成装置Ａは、画像読取部１、画像処理部２、画像形成部３、用紙収納部４、給紙装置１００、反転・排紙手段６等を備えている。

自動原稿送り装置ＤＦは、原稿載置台（符号無し）上に載置された原稿を、１枚ずつ分離し、画像読取位置に搬送し、排紙台（符号無し）上に排紙する装置である。この自動原稿送り装置ＤＦは、原稿を画像読取位置に搬送した後、表裏を反転させ、再度、画像読取位置に搬送し、排紙台上に排紙できるようにも構成されており、原稿の片面のみ、或いは、原稿の両面を、後述する画像読取部１によって読み取らせることができる。なお、自動原稿送り装置ＤＦは、原稿が画像読取位置上を走行するように構成し、後述する画像読取部１によって、走行中の原稿の画像を読み取るように構成しているが、搬送した原稿を一旦静止させ、静止している原稿を読み取るようにしてもよい。

画像読取部１は、原稿の画像を読み取り、画像データを取得する手段であり、自動原稿送り装置ＤＦによって搬送される原稿の画像を読み取る手段である。すなわち、自動原稿送り装置ＤＦによって搬送されている原稿を、静止状態にある光学系（符号なし）を介して、撮像手段であるＣＣＤ（イメージセンサ）１Ａによって、光電変換し、画像信号を生成する。なお、上述したように、静止状態にある原稿を、光学系を移動させながら原稿の画像データを得るようにしてもよい。また、本実施の形態では、画像読取部１を備えた画像形成装置Ａであるが、ネットワークを介して外部機器から画像データを取得し、該画像データに基づいて画像形成する画像形成装置であってもよい。

画像処理部２は、ＣＣＤイメージセンサ１Ａにより光電変換されたアナログ信号を、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行う。画像処理部２による画像処理後、必要に応じて画像データを記憶する記憶手段（メモリ）ＡＭを介して、画像形成部３の画像書き込み部３１に信号を送る。

画像形成部３は、用紙Ｓ上に画像を形成するものであり、電子写真方式によって画像を形成する。画像形成部３は、画像書き込み部３１と、画像形成ユニット３２と、定着部３３とを有している。画像書き込み部３１は、画像読取部１によって読み取られ、画像処理部２によって画像処理された画像データに基づいて、後述する画像形成ユニット３２の感光体ドラム（符号無し）上に露光し、画像の潜像を形成する手段である。すなわち、画像データに基づいた半導体レーザ（符号無し）からの出力光が、画像形成ユニット３２の感光体ドラムに照射され、潜像が形成される。画像形成ユニット３２では、感光体ドラムに対して、帯電、露光及び現像が行われ、感光体ドラム上にトナー像が形成される。画像形成ユニット３２に向けて搬送された用紙Ｓ上にトナー像が転写される。転写後の感光体ドラムはクリーニングされる。

定着部３３は、画像形成ユニット３２によって用紙Ｓ上に転写されたトナー像を、定着する手段である。

用紙収納部４は、画像形成部３によって画像が形成される用紙Ｓを収納する手段であり、トレイ４１、４２、４３及び手差しトレイ４４を有している。

給紙装置１００は、複数のトレイ４１〜４３のいずれか１つから用紙Ｓを１枚ずつ送り出し、画像形成部３へと給紙する手段である。この給紙装置１００は、トレイ４１〜４３に対応して設けられ、トレイ４１〜４３用紙Ｓを給紙する。

給紙装置１００から送り出された用紙Ｓは搬送部５を経てレジストローラ５５に搬送される。

また手差しトレイ４４から給紙された用紙Ｓは給紙装置５０によりレジストローラ５５に供給される。

反転・排紙手段６は、トナー像が定着された用紙Ｓを、画像形成装置Ａ外に排紙する排紙手段と、用紙Ｓを反転して排紙する反転排紙手段と、用紙Ｓの表裏を反転させ再度画像形成部３へと搬送する反転手段とを含む。

反転・排紙手段６は、画像形成装置Ａ外に排紙するための排紙ローラ６１と、用紙Ｓの表裏を反転する反転部６２と、定着部３３を出た用紙Ｓを排紙ローラ６１側或いは反転部６２側へ搬送するために経路を切り替える切換部６３と、反転部６２で反転された用紙Ｓを再度画像形成部３へと搬送するための搬送部６４と、を有している。そして、トナー像が定着された用紙Ｓをそのまま排紙する場合は、切換部６３によって用紙Ｓは、排紙ローラ６１側へと案内され、画像形成装置Ａ外に排出される。

トナー像が定着された用紙Ｓの表裏を反転して排紙する場合は、用紙Ｓは切換部６３によって反転部６２側へと一旦案内されて搬送された後、進行方向が逆転されて排紙ローラ６１側へと搬送され、画像形成装置Ａ外に搬送される。

また、トナー像が定着された用紙Ｓの反対面に画像を形成する場合は、用紙Ｓは、反転部６２側へと案内されて搬送された後、進行方向が逆転され、搬送部６４によって、レジストローラ５５の搬送方向上流側へと搬送され、反対面に画像が形成される。
〔給紙装置〕
図３〜５を参照して、本発明の実施の形態に係る給紙装置を説明する。図３は本発明の実施の形態に係る給送装置１００の正面断面図、図４は図３に示す給紙装置１００の上面図、図５は用紙の幅方向（用紙の搬送方向に直角な方向）における中央部及び端部におけるガイド部材と分離手段との位置関係を示す図である。

給紙装置１００は、ピックアップ手段としてのピックアップローラ１０２、分離手段を構成する搬送手段としてのフィードローラ１０３及び、前記分離手段を構成する捌き手段としてのリタードローラ１０４を有する。

フィードローラ１０３及びリタードローラ１０４は固定軸に支持されて回転する。

ピックアップローラ１０２はフィードローラ１０３の回転軸に支持された揺動レバー１０１に支持されており、揺動レバー１０１の揺動により上下に変位する。

ピックアップローラ１０２は自重で用紙Ｓの上面に圧接する。

ピックアップローラ１０２とフィードローラ１０３とは同一の駆動源（図示せず）により駆動されて矢印のように回転して、積載された用紙Ｓを上方のものから左方向（Ｙ方向）に搬送する。

リタードローラ１０４は駆動源（図示せず）により矢印のような回転力を付与される。図示のようにフィードローラ１０３に付与される回転力の方向は、フィードローラ１０３との接触点において反対である。

リタードローラ１０４は、トルクリミッタ１０４Ａを有する。従って、フィードローラ１０３が矢印のように回転するときは、リタードローラ１０４は、所定の抵抗をもって、フィードローラ１０３に従動回転する。

１０５、１０６は、用紙の分離点よりも下流において、用紙Ｓをガイドするガイド部材、１０７は、分離点の上流部において、用紙Ｓをガイドするガイド部材である。ガイド部材１０５、１０６は図示のように、用紙Ｓの搬送方向Ｙを基準に上流側が広く、下流側が狭いガイド面及び該ガイド面の下流に続く平行ガイド面を有する。

なお、上流・下流は、用紙Ｓの搬送方向を基準としたものである。

１１１は堆積している用紙Ｓの最上面を検知するセンサである。堆積している用紙Ｓの最上面は、センサ１１１の検知信号に基づいて、常に一定の高さとなるような制御が行われるが、この制御方法は周知である。

次に、ガイド部材１１０について説明する。

ガイド部材１１０は、図５に示すように、用紙の搬送方向Ｙに関して、上流側が高く、下流側が低い傾斜したガイド面１１０Ｃを有する。

ガイド部材１１０の傾斜したガイド面１１０Ｃにより、用紙Ｓは入口において、先端が引っかかることなく、分離点、即ち、フィードローラ１０３とリタードローラ１０４間のニップに導入される。

ガイド部材１１０は図４に示すように、幅方向Ｘのセンターラインを中心として、略対称形のガイド部材１１０Ａと１１０Ｂとにより構成される。

図示のようにガイド部材１１０Ａ、１１０Ｂは、幅方向Ｘの中央部から端部に向かって、下流側に斜めに伸びている。

図５（ａ）は図４における幅方向中央部の線Ｄ２−Ｄ２に沿った断面を示し、図５（ｂ）は図４における幅方向端部の線Ｄ１−Ｄ１に沿った断面図である。

図５に示すようにガイド部材１１０のガイド面１１０Ｃは中央部から端部まで同一傾斜のガイド面である。

そして、傾斜したガイド面１１０Ｃの位置が、中央部と端部とでは異なる。

即ち、図５（ｂ）に示す端部においては、ガイド部材１１０のガイド面１１０Ｃの最上流点Ｐ２（傾斜開始点）が、分離点Ｐ１に対して上流側にあり、ガイド面１１０Ｃの最下流点（傾斜終了点）Ｐ３が、分離点Ｐ１に対して下流側にある。

なお、分離点Ｐ１は、フィードローラ１０３の回転中心と、リタードローラ１０４の回転中心とを結ぶ線と両ローラ１０３、１０４が接触する線の交点である。

図５（ａ）に示す中央部においては、ガイド部材１１０のガイド面１１０Ｃの最上流点Ｐ２及び最下流点Ｐ３が、分離点Ｐ１に対して上流側にある。

なお、図５（ｂ）に示すように、ガイド部材１１０は、傾斜したガイド面１１０Ｃの上流側に用紙Ｓの搬送面Ｆに平行なガイド面１１０Ｄを有する。

ガイド部材１１０Ａとガイド部材１１０Ｂとは幅方向のセンターラインを中心にして、略面対称な形状を有しており、前記に説明した傾斜したガイド面１１０Ｃと搬送面Ｆに平行なガイド面１１０Ｄとをそれぞれ有する。

幅方向中央部においては、用紙Ｓは、図５（ａ）に示すように、ガイド部材１１０によりガイドされて分離点Ｐ１へとガイドされる。

即ち、ガイド部材１１０の傾斜したガイド面１１０Ｃにより、用紙Ｓの先端部は、分離点Ｐ１に向かって進行する。

分離点Ｐ１の上流部においては、最も上の用紙Ｓがその下の用紙Ｓから完全には分離されておらず、ピックアップローラ１０２に搬送力により、最上位の用紙Ｓを先頭にして複数枚の用紙Ｓが分離点Ｐ１に向かって搬送される。

図５（ｂ）においては、傾斜したガイド面１１０Ｃを有するガイド部材１１０は、ガイド面１１０Ｃの最上流点Ｐ２が分離点Ｐ１の上流側にあり、ガイド面１１０Ｃの最下流点Ｐ３が分離点Ｐ１の下流側にある形状を有する。

このようなガイド面１１０Ｃで用紙Ｓをガイドした場合、湾曲によりガイド面１１０Ｃに接触した用紙Ｓの先頭部は、分離点Ｐ１に達するまでに、ガイド部材１１０のガイド面１１０Ｃに接触した後にフィードローラ１０３に接触する。接触した用紙Ｓはし、フィードローラ１０３により搬送される。

従って、複数枚の用紙Ｓが分離点Ｐ１の上流部の狭い空間に詰まることが防止される。

薄紙は勿論、剛性の高い厚紙もこのような用紙ガイドにより円滑に分離点Ｐ１に搬送される。

図５（ｂ）に示す幅方向端部においては、傾斜したガイド面１１０Ｃの上流に搬送面Ｆに平行なガイド面１１０Ｄが形成されている。

この平行なガイド面１１０Ｄにより、厚紙がより確実にガイドされる。

そして、分離点Ｐ１において、最上位の用紙Ｓのみがフィードローラ１０３により搬送され、最上位以外の下方の用紙Ｓは、リタードローラ１０４により保持される。

このようにして、用紙Ｓの１枚が分離され搬送される給紙が円滑に行われる。

さらに、図５（ａ）に示すように、幅方向の中央部においては、ガイド部材１１０のガイド面１１０Ｃの最上流点Ｐ２及び最下流点Ｐ３が分離点Ｐ１の上流にあるようにガイド部材１１０が形成されている。

図１に示すように、湾曲した用紙Ｓは両端部において跳ね上がった形状をなしており、中央部においては、ピックアップローラ１０２により規制された高さから大きく外れることはない。従って、用紙Ｓが湾曲した厚紙の場合であっても、中央部においては、分離搬送が円滑に行われる。

このように、用紙Ｓは図４、５に示すように、傾斜したガイド面を有し、幅方向の中心線に関して略対称に斜め配置されたガイド部材１１０Ａ、１１０Ｂを用いることにより、様々な用紙Ｓに対して、ノーフィード等の搬送不良を起こすことなく、円滑で安定した給紙が行われる。

図６に示すように、給紙装置１００に対して、給紙台１２０を対向して配置し、給紙台１２０上に用紙Ｓの側縁を規制する側面ガイド１２１を両側に位置した。

さらに、用紙Ｓを湾曲させるために、側面ガイド１２１に近い両端位置でスペーサ部材１２２を給紙台１２０に接着固定した。

スペーサ部材１２２としては、１ｍｍ単位で高さを調整可能にするために、１ｍｍの厚さの板状部材を重ねたものを用いた。

合計厚さが１０ｍｍ程度になるように用紙を給紙台１２０上に積載した。

用紙としては、坪量３１４ｇ／ｍ²の厚紙を使用した。

実施例では、図３、４に示した給紙装置が用いられ、比較例では、搬送方向に平行な面での断面形状が図５（ａ）に示す形状を有するガイド部材であって、幅方向に平行なガイド部材を有する給紙装置が用いられた。

積載された用紙Ｓから１枚ずつ給紙する給紙試験を行い、５枚給紙中にノーフィードが発生した場合を不合格「×」とし、発生しなかった場合を合格「○」とした。

試験結果を表１に示す。

表１において、「上限検知高さ」はセンサ１１１により設定される用紙Ｓの上限を基準値±０ｍｍとした場合と、基準値±１ｍｍとした場合とを示す。

表２は現在市場において利用可能な代表的な４種の用紙を低湿度環境下に放置したときのそり量（湾曲度）を調べた結果を示す。

そり量は図７に示すように平板上に置いた場合における用紙Ｓの浮き上がりの差量ｈ−ｇである。

図７（ｂ）におけるＳＡは、幅方向Ｘの中央線Ｌ１に沿った用紙Ｓの断面を示し、ＳＢは幅方向Ｘの端線Ｌ２に沿った用紙Ｓの断面を示す。

図１に示し、前記に説明したように、低湿環境下に放置された用紙Ｓは湾曲するので、幅方向Ｘの中央部においても、搬送方向の両端ｒ１、ｒ２において浮き上がる。

中央部の浮き上がり量ｇは両端ｒ１又はｒ２における高い方の浮き上がり量である。

幅方向の端部においては、搬送方向の両端ｒ３、ｒ４、ｒ５、ｒ６において浮き上がる。

端部の浮き上がり量ｈは、ｒ３、ｒ４、ｒ５、ｒ６のうちの最も高い浮き上がり量である。

そり量は次の式で定義される。

そり量＝ｈ−ｇ
表２から明らかなように、用紙のそり量は５ｍｍの範囲内である。

表１によれば、比較例では、厚さ４ｍｍのスペーサ部材から不合格が発生したが、実施例では、厚さ８ｍｍのスペーサ部材まで合格であり、使用される範囲の用紙に対して、ノーフィード等の搬送不良が十分に防止されていることができた。

傾斜したガイド面を有するガイド部材を用いた場合、薄紙の給紙において、用紙が座屈を起こして端部が折れ曲がる可能性がある。

本発明に係る給紙装置の薄紙に対する給紙性能を調べるために、以下の試験を行った。

坪量６４ｇ・ｍ²の用紙を用いて、そり量が２０ｍｍとなるように湾曲させ、前記実施例及び前記比較例で用いた給紙装置により給紙試験を行った。

１００枚の用紙を給紙台上に載置して給紙を行ったが実施例、比較例ともに、座屈等の用紙折れがなく、円滑な給紙が行われた。

この試験により、厚紙のノーフィード対策を採った給紙装置が、薄紙給紙に対しても円滑で安定した給紙を行うことが確認された。

湾曲した厚紙の給紙において発生するノーフィ−ドを説明する図である。 本発明の実施の形態に係る給紙装置が組み込まれた画像形成装置の全体構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る給送装置１００の正面断面図である。 図３に示す給紙装置１００の上面図である。 用紙の幅方向における中央部及び端部におけるガイド部材と分離手段との位置関係を示す図である。 給紙試験装置を示す図である。 そり量を示す図である。

符号の説明

１００ 給紙装置
１０２ ピックアップローラ
１０３ フィードローラ
１０４ リタードローラ
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１０６、１０６ ガイド部材
１１０Ｃ、１１０Ｄ ガイド面

Claims (3)

1. 積載されている用紙の最も外側に位置する用紙に接触して回転することにより用紙を送り出すピックアップ手段及び、該ピックアップ手段により送り出された用紙を１枚に分離して搬送する分離手段を有し、該分離手段が用紙を搬送する搬送手段及び用紙の下面に搬送抵抗を作用させる捌き手段で構成される給紙装置において、
   前記分離手段の搬送方向上流部から、前記搬送方向下流部に亘って用紙をガイドするガイド部材を有し、
   前記ガイド部材は、前記搬送方向上流側に広く、前記搬送方向下流側で狭い搬送間隙を形成するように傾斜したガイド面を有し、
   前記搬送方向に直角な幅方向の中央部側から前記幅方向の端部側に向かうように両側に向かって伸びており、
   前記ガイド面は、前記幅方向の端部側の端部において、傾斜の最上流点が、前記搬送手段と前記捌き手段とにより形成される分離点よりも前記搬送方向上流側に位置し、前記傾斜の最下流点が、前記分離点よりも前記搬送方向下流側に位置するように形成され、
   前記幅方向の中央部側において、前記傾斜の最上流点及び最下流点がともに、前記分離点よりも前記搬送方向上流に位置するように形成されていることを特徴とする給紙装置。
2. 用紙搬送路を挟んで、前記ガイド部材に対向して配置される対向ガイド部材を有し、
   前記対向ガイド部材は、前記分離点よりも前記搬送方向上流部において、前記ガイド部材との間に形成される搬送間隔が、前記搬送方向上流側が広く、前記搬送方向下流側が狭くなるように形成された傾斜したガイド面を有することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記ガイド部材は、前記端部側の端部において、傾斜した前記ガイド面の前記搬送方向上流側に搬送面に平行なガイド面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の給紙装置。

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