JP4700429B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、印刷用紙を格納する給紙カセットを備えたプリンタ、複写機、複合機などの画像形成装置に関する。

電子写真方式で感光ドラムに形成されたトナー画像の用紙への転写は、用紙に電荷を掛けて行われる。そのため、用紙が湿気ていると、転写に必要な電荷を用紙に掛ける事が出来ず、転写不良が発生する。湿気による転写不良を防止するために、特開平１１−２１７１３７号公報に記載のように給紙カセットに格納された用紙を除湿するカセットヒータが備えられた画像形成装置が提案されている。

上記公報に記載の画像形成装置では、電力の浪費を抑えるために、カセットヒータは、給紙カセットに格納された用紙の量に応じて稼動をするように制御されている。用紙の量に応じてカセットヒータを稼動させるために、上記公報に記載の画像形成装置は、給紙カセットに格納された用紙の量を検知する残量検知センサと、残量検知センサにて検知された量に応じたデューティでカセットヒータを稼動させるタイミング回路を備えている。上記公報に記載の画像形成装置は、残量検知センサにて検知された用紙の量が多い場合は稼動時間を長く、休止時間を短くし、少ない場合は稼動時間を短く休止時間を長くする構成になっている。
特開平１１−２１７１３７号公報

用紙の量に応じたデューティでカセットヒータを稼動させるためには、上記のタイミング回路を画像形成装置に備えさせることが必要となり、画像形成装置の構成が複雑となる。

そこで、本発明は、単純な構成で、給紙カセットに格納された用紙の量に応じてカセットヒータを稼動させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、カセットヒータと抵抗がカセットヒータの電源に対して直列に配置されている。そして、この抵抗を迂回して、カセットヒータと電源を接続させる迂回回路が設けられている。

本発明の画像形成装置は、迂回回路を切断するスイッチ手段が設けられている。このスイッチ手段は、給紙カセットに格納された用紙の量を検知する残量検知手段の検知結果に基づいて上記の切断を行う。

例えば、給紙カセットに格納された用紙の量が予め定められた量より多いことが残量検知手段にて検知されれば、スイッチ手段は迂回回路を切断しない。迂回回路が切断されない場合、電源からの電流は、抵抗を介さずにカセットヒータに流れるので、迂回回路が切断されている場合よりも、電源からカセットヒータに流れる電流が大きくなる。従って、多量の用紙が給紙カセットに格納されている場合は、カセットヒータに流れる電流は大きく、カセットヒータの発熱量が大きくなる。

一方、給紙カセットに格納された用紙の量が予め定められた量より少ないことが残量検知手段にて検知されれば、スイッチ手段は迂回回路を切断する。迂回回路を切断すると、電源からカセットヒータに流れる電流は、抵抗を通ることになるので、抵抗に電流がながれる分だけカセットヒータに流れる電流が小さくなる。よって、少量の用紙が給紙カセットに格納されている場合は、カセットヒータに流れる電流は小さく、カセットヒータの発熱量は小さくなる。

このように、カセットヒータと抵抗を電源に対して直列に配置させ、抵抗を迂回する迂回回路を設けるだけで、給紙カセットに格納された用紙の量に応じてヒータの稼動を制御することができる。よって、カセットヒータの稼動を制御するために、従来のように、タイミング回路などを設ける必要がない。又、前記画像形成装置は、ピックアップローラと反対側の位置に設けられた支軸を中心に回転可能であり、支軸の反対側の自由端が押し上げられることにより、ピックアップローラ側に高くなるように傾斜する、用紙が載置される載置板と、支軸を中心に回転することで、当該支軸と反対側の自由端が、上記載置板の自由端を押し上げ、上記載置板に載置された用紙の量が少ないと立ち上がり角は大きく、用紙の量が多いと立ち上がり角は小さくなるリフタと、上記リフタの自由端側の前面に形成された遮光板と、上記リフタの立ち上がり角が上記用紙の量が少ないときの立ち上がり角となると、上記遮光板と接触する高さに設けられ、上記遮光板と接触すると、当該遮光板によって遮光板と反対側に押下されるセンサとを備え、上記残量検知手段は、上記センサが押下されていない状態では、上記用紙の量が予め定められた量よりも多いと検知し、上記センサが押下された状態では、上記用紙の量が予め定められた量よりも少ないと検知する構成を採用できる。

本発明によれば、単純な構成で、給紙カセットに格納された用紙の量に応じてカセットヒータを稼動させる画像形成装置を提供することができる。

本発明の画像形成装置は、本実施の形態では、印刷、スキャナ機能等を備えた複合機として機能する。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の上方に取り付けられたプランカバー１０２を備える。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、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、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、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用紙は、手差しトレイ１３１、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である。

印刷部１２０は、印刷を行うときは、何れか１つの給紙トレイから用紙１枚をピックアップローラ１３５を用いて引き出し、引き出した用紙を搬送ローラ１３７やレジストローラ１３８で感光ドラム１２１と転写ローラ１２５の間に送り込む。

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で定着器１２７に用紙を送る。定着器１２７は、ヒータが内蔵された定着ローラ１２８と、所定の圧力で定着ローラ１２８が押し当てられた加圧ローラ１２９とで構成されている。定着ローラ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、定着器１２７を通過した用紙を排紙トレイ１３０に排紙する。

給紙カセット１３２、１３３、１３４には、カセットヒータ１３２ａ、１３３ａ、１３４ａが設けられている。カセットヒータ１３２ａ、１３３ａ、１３４ａへの電力供給を行なう回路を図２に示す。

図２に示すように、メインコントローラ２０２は、電力線２０３ａ、２０３ｂを介して電源２０１と接続されている。メインコントローラ２０２は、ユーザ等の指示によって、上記した自動原稿給紙装置１０４や読取部１１０、印刷部１２０などを制御して、原稿の読取、印刷、複写などを実行するものである。上記電力線２０３ａには、メインコントローラ２０２への電力供給の実行及び停止を切り替えるためのメインスイッチ２０４が設けられている。このメインスイッチ２０４は、例えば、図示しない画像形成装置１００の操作部に設けられた電源ボタンがユーザに押下されることで、メインコントローラ２０２への電力供給の実行及び停止を切り替える構成となっている。

各カセットヒータ１３２ａ、１３３ａ、１３４ａは、分岐電力線２０５ａ、２０５ｂ、２０６ａ、２０６ｂ、２０７ａ、２０７ｂを介して、メインスイッチ２０４よりも電源側の部位で電力線２０３ａ、２０３ｂと接続されている。各カセットヒータ１３２ａ、１３３ａ、１３４ａへの電力供給の形態は同じであるので、ここでは、カセットヒータ１３２ａのみの電力供給について説明する。

図２に示すように、分岐電力線２０５ａ、２０５ｂには、スイッチ２１０と、カセットヒータ１３２ａと、２つの抵抗２３１、２３２が直列に接続されている。２つの抵抗のうちの一方の抵抗２３２の両端には迂回回路２１１が接続され、また、上記２つの直列に接続された抵抗２３１、２３２の両端には、迂回回路２１２が接続されている。各迂回回路２１１、２１２には、各迂回回路２１１、２１２を切断するスイッチ２２１、２２２が設けられている。

スイッチ２１０は、給紙カット１３２に用紙が格納されているか否かを検知する用紙有無検知手段２５０にてオンオフが切替えられる。用紙有無検知手段２５０は、図３に示すように、給紙カセット１３２の上面と底面に設けられた投光器３０１と受光器３０２と、用紙が載置される載置板３０３に形成された開口３０４にて構成されている。この構成の場合、載置板３０３に用紙が載置されていると投光器３０１からの光は用紙に遮光されて受光器３０２に受光されない。一方、載置板３０３に用紙が載置されていない状態では、投光器３０１からの光は遮光されずに開口３０４を通って受光器３０２に受光される。用紙有無検知手段２５０は、受光されない場合は、用紙が載置されていることを検知し、受光されている場合は、用紙が載置されていないことを検知する。用紙有無検知手段２５０は、用紙が載置されていることを検知した場合は、スイッチ２１０をオンにし、用紙が載置されていないことを検知した場合は、スイッチ２１０をオフにする。

一方、迂回回路２１１、２１２のスイッチ２１１、２１２は、以下に説明する給紙カセット１３２に格納された用紙の量を検知する残量検知手段２６０によってオンオフが切替えられる。

給紙カセット１３２の上部には、上限センサ３１０が設けられている。上限センサ３１０は、載置板３０３に載置された用紙に下方から押し当てられることで、載置板３０３に載置された一番上の用紙Ｐがピックアップローラ１３５にて引き出される高さにあることを検知するためのセンサである。載置板３０３は、ピックアップローラ１３５と反対側の位置に設けられた支軸３０５を中心に回転可能となっている。支軸３０５の反対側の自由端３０６は、自由端３０６の下方に設けられたリフタ７０１によって押し上げられるようになっており、自由端３０６が押し上げられことにより、載置板３０３がピックアップローラ１３５側に高くなるように傾斜する。

リフタ７０１は、図３に示すように、支軸７０３を中心に図示しないモータによって回転駆動され、支軸７０３を中心に回転することで支軸７０３と反対側の自由端７０４が載置板３０３の自由端３０６を押し上げる。

リフタ７０１は、載置板３０３に載置された用紙で上限センサ３１０を常時押し当てるように作用する。従って、載置板３０３に載置された用紙の量が少ないとリフタ７０１の立ち上がり角度θは大きく、用紙の量が多いと立ち上がり角θは小さくなる。

図３に示すように、リフタ７０１の自由端側の前面には立ち上がり角θを検出するための遮光板７０２が形成されている。給紙カセット１３２の内壁には、リフタ７０１及び載置板３０３の回転に支障のない位置に２つの光センサ５１２、５１３が上下に配列されている。２つの光センサ５１２、５１３は、リフタ７０１の回転によって遮光板７０２が通過する経路を挟んで設けられた投光器５１２ａ、５１３ａと受光器５１３ｂ、５１３ｂとで構成されている。

リフタ７０１の立ち上がり角θが小さいとき（載置板３０３に載置された用紙が多いとき）は、遮光板７０２の位置が２つの光センサ５１２、５１３より低く、投光器５１２ａ、５１３ａからの光は、遮光板７０２に遮光されずに受光器５１２ｂ、５１３ｂに受光される。上記したように載置板３０３に載置された用紙が少なくなると、リフタ７０１の立ち上がり角θが大きくなり、遮光板７０２の位置が高くなる。そのため、用紙の量がやや少ない状態となると、遮光板７０２が下側の光センサ５１３の投光器５１３ａと受光器５１３ｂの間に位置し、投光器５１３ａからの光は遮光板７０２に遮光される。用紙の残量が更に少ない状態となると、遮光板７０２が両方の光センサ５１２、５１３の投光器５１２ａ、５１３ａと受光器５１２ｂ、５１３ｂの間に位置し、投光器５１２ａ、５１３ａからの光は遮光板７０２に遮光される。

残量検知手段２６０は、両方の受光器５１２ｂ、５１３ｂが受光をしている場合は、スイッチ２２２をオン、スイッチ２２１をオフに、受光器５１２ｂのみが受光をしている場合は、スイッチ２２２をオフ、スイッチ２２１をオンに、両方の光センサ５１２、５１３が受光をしていない場合は、スイッチ２２２、２２１を共にオフにする。

従って、載置板３０３に載置された用紙の量が多い場合は、用紙有無検知手段２５０によってスイッチ２１０がオンされ、残量検知手段２６０によってスイッチ２２２がオンされる。そのため、載置板３０３に載置された用紙の量が多い場合は、電源２０１からカセットヒータ１３２ａに流れる電流は、抵抗２３１、２３２を通らず、迂回回路２１２を流れることになり、カセットヒータ１３２ａの発熱量が多くなる。

また、載置板３０３に載置された用紙の量がやや少ない場合は、用紙有無検知手段２５０によってスイッチ２１０がオンされ、残量検知手段２６０によってスイッチ２２１がオンされるので、電源２０１からカセットヒータ１３２ａに流れる電流は、抵抗２３１と迂回回路２１１を通る。電流が抵抗２３１を通るため、載置板３０３に載置された用紙の量がやや少ない場合は、載置板３０３に載置された用紙の量が多い場合に比べてカセットヒータ１３２ａに流れる電流が少なくなり、カセットヒータ１３２ａの発熱量が小さくなる。

また、載置板３０３に載置された用紙の量が少ない場合は、用紙有無検知手段２５０によってスイッチ２１０がオンされ、残量検知手段２６０によってスイッチ２２１、２２２が共にオフされる。従って、載置板３０３に載置された用紙の量が少ない場合は、電源２０１からカセットヒータ１３２ａに流れる電流は、迂回回路２１１、２１２を通らずに、２つの抵抗２３１、２３２を通る。電流が２つの抵抗２３１、２３２を通るため、載置板３０３に載置された用紙の量が少ない場合は、多い場合及びやや少ない場合に比べてカセットヒータ１３２ａに流れる電流が少なくなり、カセットヒータ１３２ａの発熱量が更に小さくなる。

また、載置板３０３に用紙が載置されていないことが用紙有無検知手段２５０にて検知された場合は、スイッチ２１０がオフされるので、カセットヒータ１３２ａに電流が流れず、カセットヒータ１３２ａは発熱しない。

上記では、用紙有無検知手段２５０は、投光器３０１、受光器３０２、開口３０４にて構成されているが、用紙有無検知手段２５０の構成はこれに限定されるものでない。例えば、用紙有無検知手段２５０を、図４に示すように載置板３０３の上面に設けられたスイッチ４０１で構成してよい。このスイッチ４０１は、載置板３０３に用紙が載置されると、用紙にて押下される構成となっている。スイッチ４０１にて用紙有無検知手段２５０を構成する場合、スイッチ４０１の押下にスイッチ２１０のオンオフを機械的に連動させると、スイッチ２１０のオンオフを無電力で実現することができる。

また、上記では投光器５１２ａ、５１３ａ、受光器５１２ｂ、５１３ｂを用いて用紙の残量の検知を行っているが、用紙の残量の検知は他の方法で行ってもよい。例えば、図５に示すように、給紙カセット１３２の内壁に設けられたセンサ５０１、５０２と、上記の遮光板７０２とによって、用紙の残量の検知を行ってもよい。

センサ５０１、５０２は、リフタ７０１の回転によって遮光板７０２と接触する位置に設けられている。センサ５０１は、投光器５１３ａからの光が遮光板７０２に遮光されるときの立ち上がり角θとなると遮光板７０２と接触する高さに設けられている。センサ５０２は、投光器５１２ａ、５１３ａからの光が遮光板７０２に遮光されるときの立ち上がり角θとなると遮光板７０２と接触する高さに設けられている。

センサ５０１、５０２は、遮光板７０２と接触すると、遮光板７０２によって遮光板７０２と反対側に押下される。このように用紙の残量の検知にセンサ５０１、５０２を用いる場合は、センサ５０１、５０２の押下の状態に基いて用紙の残量を検知することができる。

センサ５０１、５０２の押下にスイッチ２２１、２２２のオンオフを機械的に連動させると、スイッチ２２１、２２２のオンオフを無電力で実現することができる。

このように、スイッチ２１０、２２１、２２２のオンオフを電力を用いずに機械的に行うことで、１次回路でヒータ制御が可能となり有効な電力削減を行うことができる
以上のように電源２０１とカセットヒータ１３２ａに抵抗２３１、２３２を直列に配置し、電源２０１からカセットヒータ１３２ａに流れる電流が通る抵抗数をスイッチ２２１、２２２によって変えるだけで、給紙カセット１３２に格納された用紙の量に応じてカセットヒータ１３２ａの発熱量を調整することができる。

また、本実施の形態のように、メインスイッチ２０４よりも電源側の部位で電力線２０３ａ、２０３ｂから分岐された分岐電力線２０５ａ、２０５ｂ、２０６ａ、２０６ｂ、２０７ａ、２０７ｂに各カセットヒータ１３２ａ、１３３ａ、１３４ａを接続することで、メインスイッチ２０４がオフされていても、給紙カセット１３２、１３３、１３４に格納された用紙を除湿することができる。従って、給紙カセット１３２、１３３、１３４に格納された用紙を除湿するためだけに、メインコントローラ２０２への電力供給をする必要がないので、電力の浪費を防止しつつ給紙カセット１３２、１３３、１３４に格納された用紙を除湿することができる。

画像形成装置の構成図。 カセットヒータへ電力供給する回路を示す回路図。 給紙カセットの構成図。 用紙有無の検知を物理的スイッチで構成した場合の概略構成図。 用紙の残量の検知を物理的スイッチで構成下場合の概略構成図。

符号の説明

１００ 画像形成装置
１３２ａ、１３３ａ、１３４ａ カセットヒータ
２０１ 電源
２０２ メインコントローラ
２０３ 電力線
２０４ メインスイッチ
２０５ａ、２０５ｂ、２０６ａ、２０６ｂ、２０７ａ、２０７ｂ 分岐電力線
２１０、２２１、２２２ スイッチ
２１１、２１２ 迂回回路
２３１、２３２ 抵抗
２５０ 用紙有無検知手段
２６０ 残量検知手段

Claims (2)

1. 給紙カセットと、
   上記給紙カセットに格納された用紙の量を検知する残量検知手段と、
   上記給紙カセットに設けられたカセットヒータと、
   上記カセットヒータの電源に対して、上記カセットヒータと共に直列に配置された抵抗と、
   上記抵抗を迂回して、上記カセットヒータと上記電源とを接続させる迂回回路と、
   上記用紙の量が予め定められた量よりも多いことが上記残量検知手段にて検知された場合、上記迂回回路を切断せずに、上記電源からの電流を上記抵抗を介さずに上記カセットヒータに流し、上記用紙の量が予め定められた量よりも少ないことが検知された場合、上記迂回回路を切断し、上記電源からの電流を上記抵抗に通すスイッチ手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. ピックアップローラと反対側の位置に設けられた支軸を中心に回転可能であり、支軸の反対側の自由端が押し上げられることにより、ピックアップローラ側に高くなるように傾斜する、用紙が載置される載置板と、
   支軸を中心に回転することで、当該支軸と反対側の自由端が、上記載置板の自由端を押し上げ、上記載置板に載置された用紙の量が少ないと立ち上がり角は大きく、用紙の量が多いと立ち上がり角は小さくなるリフタと、
   上記リフタの自由端側の前面に形成された遮光板と、
   上記リフタの立ち上がり角が上記用紙の量が少ないときの立ち上がり角となると、上記遮光板と接触する高さに設けられ、上記遮光板と接触すると、当該遮光板によって遮光板と反対側に押下されるセンサと
   を備え、
   上記残量検知手段は、上記センサが押下されていない状態では、上記用紙の量が予め定められた量よりも多いと検知し、上記センサが押下された状態では、上記用紙の量が予め定められた量よりも少ないと検知する
   請求項１に記載の画像形成装置。

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