JP4744472B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、底板に載置された用紙を搬送方向へ送り出すピックアップローラに、最上位の用紙を当接する態様に底板の昇降を制御する手差しトレイ手段を備えた画像形成装置に関する。

一般的に、画像形成装置において、手差しトレイは主として厚紙、ＯＨＰ用紙、不定形サイズなどの用紙の印刷に使用される。用紙の補給または用紙の給紙の双方を安定して行うために、手差しトレイにおいては用紙積載部の底板を上昇下降させることでこれを実現していることが多い。具体的にいえば、補給時には底板を下降させることで、ピックアップローラなどの給紙装置と積載部の最上部の用紙とを離間させて、ユーザーに用紙の補給スペースを与える。また、給紙時には底板を上昇させることで、最上部の用紙を給紙装置と接触させて、給紙可能な状態としている。

ただし、底板の上昇下降制御には動作音や負荷影響などがあるため、どのようなときにどのような方法で上昇,下降させればよいかということが問題となる。従来では、「ユーザーからの手差し印刷ジョブが入ったときに底板を上昇し、印刷ジョブの終了と同時に底板を下降する」もしくは「ジョブ単位ではなく印刷一枚ごとに上昇下降制御を行う」といった制御が一般的であった。これらの制御の問題点を挙げそれを解決するための技術がいくつか開示されている

例えば、特許文献１では、従来通りジョブ終了ごとに底板を給紙不能な位置に下降させる手差しモードと、ジョブ終了後も底板を給紙可能な上昇位置に保持させておくカセット同等モードとの２つを設けて、いずれか一方のモードを選択可能にして動作するようにしている。

また、特許文献２では、特許文献１に記載されたように従来通りの手差しモードのような制御での、連続ジョブ時の操作性という問題点を解決するために、ジョブ終了後一定時間は上昇位置に保持し、経過後に下降するようにしたものである。

また、特許文献３では、トレイからの給紙前に必ず下降位置を経由することで用紙を確実にローラに密着させ，また下降位置を経由する際のトレイの傾きにより用紙の位置を揃える、これらのことで給紙ミスやジャムを防ぐ（手差し給紙によらない）ようにしている。
特開平１１-１８９３４４号公報 特開２００２-１４５４６０号公報 特開２００５-３３５８５９号公報

しかしながら、これらの従来技術には、次のような不具合があった。

すなわち、特許文献１では、手差しモードを選択した場合、手差しトレイへ複数ジョブが入ったときに手差し下降位置から再び上昇動作を行わなければならず、無駄な動作が多い。負荷に悪影響であるとともに底板動作音が毎回発生する。また、サイズ変更時や用紙補給時などに印刷要求の有無に関わらず一定時間後に底板を上げるという制御に関して、一定時間の長さの考慮がない。不慣れなユーザーや長尺紙などを使用したいユーザーにとっては、一定時間経過時にまだ用紙セット中であることが考えられるため、指を挟むなどの危険性から一概にこれを行ってよいとはいえない。また、底板の上昇,下降の実際の動かし方について紙毎の違いが考慮されていない。

また、特許文献２では、カセット同等モードのような底板が上がったままの使い方が出来ないので、使い方によっては手差しモードと変わらない従来通りの制御になってしまう。また、一定時間の間上昇位置を保つ制御だが、一定時間の決め方についてはユーザーに合わせるという以上には特に考慮されていない。また、底板の上昇,下降の実際の動かし方について紙毎の違いが考慮されていない。

また、特許文献３では、一枚の用紙の印刷のたびに底板の上昇下降を繰り返すので、負荷の消耗が早く動作音が毎回発生する。底板の上昇,下降の実際の動かし方について紙毎の違いが考慮されていない。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、どのようなユーザーにおいても安全かつ操作性のよい手差しトレイ手段を実現できる画像形成装置を提供すること目的とする。

本発明は、底板に載置された用紙を搬送方向へ送り出すピックアップローラに、最上位の用紙を当接する態様に底板の昇降を制御する手差しトレイ手段を備えた画像形成装置であって、手差し印刷要求発生時に前記底板を上昇し、当該手差し印刷要求にかかる印刷動作終了後、または、所定の異常発生時に前記底板を下降する第１の動作モードと、手差し印刷要求発生時に前記底板を上昇し、印刷動作終了後、所定時間を経過した後に前記底板を下降する第２の動作モードと、手差し印刷要求発生時に前記底板を上昇し、所定の異常発生時に前記底板を下降する第３の動作モードを有し、前記第１の動作モード、または、第２の動作モード、または、第３の動作モードのいずれかをユーザが選択可能にするとともに、ユーザが選択した動作モードが切換えられたときには、底板を下降するようにしたものである。

また、さらに、手差しトレイ手段およびその周辺への人体の進入を検出する人体検知手段を備え、前記人体検知手段が人体を検知したときには、底板を下降するようにしたものである。

また、さらに、前記ピックアップローラの逆転を検知する逆転検知手段を備え、前記逆転検知手段が前記ピックアップローラの逆転を検知したときには、底板を下降するようにしたものである。

また、さらに、前記底板を、用紙搬送方向に対して左右に回動する回動機構を備え、前記底板を上昇する際、前記回動機構により前記底板を一方に傾け、次いで、略水平に戻した後に、所定位置まで上昇させるようにしたものである。

したがって、本発明によれば、ユーザーに適した利用方法を選択し無駄な底板の上昇下降動作をしないことで、騒音の発生、生産性の低下、および、負荷寿命の低減を防ぐことができるという効果を得る。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例にかかる画像形成装置の構成の概略を示している。

同図において、感光体ドラム１の表面は、帯電ローラ２により帯電され、走査型情報光発生装置（走査型情報光発生手段）３により発生された情報光により、１ライン毎に露光され、その表面に静電潜像が作成される。

感光体ドラム１の表面に作成された静電潜像は、現像器４によりトナー現像され、感光体ドラム１の表面には、静電潜像に対応したトナー像が形成される。このトナー像は、図示しない給紙手段により１枚ずつ送り出される用紙ＰＰに、転写ベルト５により密着転写される。

そして、用紙ＰＰに転写されたトナー像は、熱定着器６により熱定着され、用紙ＰＰの表面に固定される。

また、感光体ドラム１の表面に残留したトナーは、クリーニング装置７により清掃除去され、感光体ドラム１の表面の残留電荷は、除電器８により除去される。また、クリーニングローラ９は、帯電ローラ２の表面を清掃するためのものである。

図２は、用紙ＰＰを給紙するための手差しトレイ手段の一例を示している。

同図において、底板１０は、用紙ＰＰを載置するためのものであり、用紙ＰＰの側面は側板１１により押さえられて、左右方向の位置決めがなされる。底板１０の底部には、昇降モータ１２の駆動力により、底板１０を昇降する昇降機構１３が設けられており、この昇降機構１３による底板１０の昇降位置は、昇降センサ１４により検知される。

また、ピックアップローラ１５は、底板１０に載置された用紙ＰＰの最上位のものを搬送方向へ１枚送り出すためのものであり、リンク１６を介して図示しないフレームに連結されている。また、分離ローラ１７は、ピックアップローラ１５により送り出された用紙ＰＰを１枚ずつ分離して、搬送方向へ搬送するためのものである。

逆転検出センサ１８は、例えば、ユーザにより用紙ＰＰが引き抜かれた場合などで、ピックアップローラ１５が逆転したことを検知するためのものであり、高さセンサ１９は、用紙ＰＰがピックアップローラ１５に当接して、ピックアップローラ１５が所定の高さ位置に達していることを検知するためのものであり、用紙センサ２０は、用紙ＰＰが底板１０に載置されているか否かを検知するためのものであり、電界センサ２１は、この手差しトレイ手段の近くにユーザの手などの人体が進入したことを検知するためのものである。

図３は、画像形成装置の制御系の一例を示している。この場合、画像形成装置としては、パーソナルコンピュータ装置等のホスト装置に接続されて、印刷ジョブを受け付け、その印刷ジョブに対応した印刷動作を行うプリンタ機能を備えたものを想定している。

同図において、システム制御部３０は、この画像形成装置の各部の動作制御、給紙制御、印刷制御、ホストインタフェース回路３６（後述）介して行うホスト装置との間の通信制御、および、ユーザがこの画像形成装置を操作する際の種々のユーザ・インタフェース処理等の種々のデータ処理を行うためのものであり、システムメモリ３２は、システム制御部３０が実行する種々の制御プログラムを記憶するとともに、システム制御部３０のワークエリアを構成するものであり、パラメータメモリ３２は、この画像形成装置に固有な種々の情報を記憶するためのものである。

ページバッファメモリ３３は、１ページ分の印刷データを保存するフレームメモリを構成するためのものであり、プリントユニット３４は、ページバッファメモリ３３に構成されたフレームメモリから印刷データを読み出して、用紙に画像を印刷するためのものである。

また、操作表示部２５は、ユーザがこの印刷装置ＰＴＲを操作するためのユーザ・インタフェースを構成するものであり、各種の操作キー、および、各種の表示器などから構成される。

ホストインタフェース回路３６は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等の汎用通信ユニットからなり、外部のホスト装置（例えば、パーソナルコンピュータ装置等）に接続し、これらのホスト装置との間でデータのやりとりを行うためのものである。

昇降モータ駆動回路３７は、昇降モータ１２を駆動するためのものであり、ピックアップローラモータ駆動回路３８は、ピックアップローラ１５を駆動するピックアップローラモータ３９を駆動するためのものであり、分離ローラモータ駆動回路４０は、分離ローラ１７を駆動する分離ローラモータ４１を駆動するためのものであり、搬送モータ駆動回路４２は、用紙ＰＰを搬送する搬送手段（図示略）を駆動するための搬送ローラ４３を駆動するためのものである。

また、高さセンサ１９、逆転検出センサ１８，用紙センサ２０、電界センサ２１、および、その他のセンサ群（例えば、筺体カバーの開閉センサなど）４４の検出信号は、システム制御部３０に加えられている。

さて、本実施例では、基本的には、手差しトレイ手段を用いる印刷ジョブを受信して、用紙残量がある場合に、手差しトレイ手段の底板１０を上昇させる。また、異常発生時、電源オフ時、底板モード（後述する動作モード）を切り替えた場合には、手差しトレイ手段の底板１０を下降させる。

ここで、異常発生時とは、ユーザによって印刷がキャンセルされた場合、紙詰まりが発生したとき、用紙残量が少なくなったとき、および、サービスマンコールが発生したときなどである。

また、手差しトレイ手段の底板１０の動作モードとして、手差し印刷要求発生時に底板１０を上昇し、当該手差し印刷要求にかかる印刷動作終了後、または、所定の異常発生時に底板１を下降する動作モードＡと、手差し印刷要求発生時に底板１０を上昇し、印刷動作終了後、所定時間以内に次の印刷ジョブを受信しなかった場合に底板１０を下降する動作モードＢと、手差し印刷要求発生時に底板１０を上昇し、所定の異常発生時に底板を下降する、すなわち、常時底板１０を上昇しておく動作モードＣの３つの動作モードが設定されている。

ユーザは、これらの動作モードから、任意の１つを設定することができる。このユーザ操作は、操作表示部３５とシステム制御部３０が実行するユーザ・インタフェース処理、あるいは、ホスト装置にインストールされるプリンタドライバにより実現される。

なお、プリンタドライバについては、周知なものであるのでその説明は省略するが、この画像形成装置をホスト装置がプリンタ装置として用いる場合に、種々の印刷機能を提供するためのシステムソフトウェアのパーツであり、通常、ホスト装置にインストールされ、オペレーティングシステム上で実行されるものである。

そして、ユーザにより、動作モードが切換えられると、手差しトレイ手段の動作リセットを行うために、一端、底板１０を下降して、ユーザが手差しトレイ手段に対して用紙ＰＰを給紙可能な状態に設定する。

また、本実施例では、用紙ＰＰの紙種に応じて、底板１０の上昇速度、および、下降速度を設定することができる。例えば、光沢紙、コート紙などのように一般的に高級とされる用紙では上昇した際の接触部への突き当てによるダメージを考慮してゆっくり上昇させたり、紙厚が大きいものは柔軟性の欠如による接触部への突き当て時の反動を考慮してゆっくり上昇させたりする。また、上昇下降の暴走を防ぐために上昇動作中の下降、降動作中の上昇を行わないようにする。

この用紙ＰＰの紙種を設定するユーザ作業も、上述した手差しトレイ手段の動作モードの設定作業と同様に、操作表示部３５とシステム制御部３０が実行するユーザ・インタフェース処理、あるいは、ホスト装置にインストールされるプリンタドライバにより実現される。

また、動作中に、電界センサ２１により人体の検出がされたときには、ユーザの手による操作が行われると判断して、底板１０を下降し、ユーザが手差しトレイ手段に対して用紙ＰＰを給紙可能な状態に設定する。

また、例えば、ユーザがセットされている用紙ＰＰを引き抜く作業を行うと、用紙ＰＰが搬送方向とは逆方向へ引っ張られ、それに伴って、ピックアップローラ１５が逆転し、その逆転が逆転検出センサ１８により検出される。

したがって、逆転検出センサ１８が、ピックアップローラ１５の逆転を検出した場合には、底板１０を下降し、ユーザが手差しトレイ手段に対して用紙ＰＰを給紙可能な状態に設定する。

このようにすることで、手差しトレイ手段を利用するユーザの利便性を高めることができ、ユーザの作業性を向上することができる。

図４は、手差しトレイへの印刷ジョブを受信したときのシステム制御部３０が行う底板１０の昇降処理の一例を示している。

手差しトレイへの印刷ジョブを受信すると、まず、用紙センサ２０が用紙ＰＰを検出しているかどうかを調べる（判断１０１）。判断１０１の結果がＹＥＳになるときには、高さセンサ１９がオン動作するまで、昇降モータ１２により底板１０を設定速度で上昇させる（判断１０２ＮＯループ、処理１０３）。

底板１０が上昇して、判断１０２の結果がＹＥＳになると、そのときに受信した印刷ジョブの印刷動作を行う。

印刷動作を終了すると、印刷動作中に異常が発生したかどうかを調べる（判断１０５）。印刷動作中に異常が発生しなかった場合で、判断１０５の結果がＮＯになるときには、処理１０６へ進み、昇降モータ１２により底板１０を設定速度で下降させる（処理１０６）。

一方、印刷動作中に異常が発生した場合で、判断１０５の結果がＹＥＳになるときには、手差しトレイ手段の動作モードが動作モードＢに設定されているかどうかを調べる（判断１０７）。動作モードＡ，Ｃが設定されている場合で、判断１０７の結果がＮＯになるときには、処理１０６へ進み、昇降モータ１２により底板１０を設定速度で下降させる。

動作モードＢが設定されている場合で、判断１０７の結果がＹＥＳになるときには、印刷処理（処理１０４）の終了後、一定時間の間に別の印刷ジョブが発生したかどうかを調べ（判断１０８）、判断１０８の結果がＹＥＳになるときには、判断１０１へ戻り、発生した別の印刷ジョブの動作を行う。

また、判断１０８の結果がＮＯになるときには、処理１０６へ進み、昇降モータ１２により底板１０を設定速度で下降させる。

図５は、電界センサ２１により人体が検知された場合の処理の一例を示している。

電界センサ２１により人体が検知され、判断２０１の結果がＹＥＳになると、底板１０が下降中であるかどうかを調べ（判断２０２）、判断２０２の結果がＮＯになるときには、昇降モータ１２により底板１０を設定速度で下降させる（処理２０３）。

次いで、そのときに人体の検知状態が継続しているかどうかを監視し（判断２０４のＮＯループ）、電界センサ２１による人体の検知状態が終了して、判断２０４の結果がＹＥＳになると、昇降モータ１２により底板１０を設定速度で上昇させる（処理２０５）。

図６は、逆転検出センサ１８が逆転検出した場合の処理の一例を示している。

逆転検出センサ１８が、ピックアップローラ１５の逆転を検出すると（判断３０１の結果がＹＥＳ）、昇降モータ１２により底板１０を設定速度で下降させる（処理３０２）。

次に、ユーザの作業に応じて設定されている時間を待ち（処理３０３）、その後に、その時点で電界センサ２１が人体を検知しているかどうかを調べる（判断３０４）。判断３０４の結果がＹＥＳになっているときには、人体の検知状態が継続しているので、待つ。電界センサ２１による人体の検知状態が終了して、判断３０４の結果がＹＥＳになると、降モータ１２により底板１０を設定速度で上昇させる（処理３０５）。

図７は、紙種に応じた昇降モータ１２の速度設定の処理の一例を示している。

ユーザが紙種をセットすると、それに応じてあらかじめ登録されている速度を、昇降モータ１２の設定速度としてセットする（処理４０１）。

図８は、本発明の他の実施例にかかる手差しトレイ手段の要部の構成例を示している。なお、同図において、図２と同一部部分および相当する部分には、同一符号を付している。

この実施例では、底板１０を、用紙ＰＰの搬送方向の左右に回動自在に軸１０ａ，１０ｂで軸支させ、左右に設けた昇降機構１３ａ，１３ｂをそれぞれ昇降モータ１２ａ，１２ｂにより駆動することで、底板１０を用紙ＰＰの搬送方向の左右に傾けた状態で、昇降可能にしている。

これにより、まず、左側の昇降機構１３ａにより、底板１０の左側を矢印ＳＳ１のように上昇した後に、右側の昇降機構１３ｂにより、底板１０に右側の矢印ＳＳ２のように上昇させることで、底板１０は、全体として矢印ＳＳ３のように上昇する。

そして、左側を高くした状態では、用紙ＰＰが底板１０を滑って側板１１に沿うこととなるので、用紙ＰＰの搬送位置の位置決めを行うことができる。

なお、上述した実施例では、手差しトレイ手段のみを備えた画像形成装置に本発明を適用した場合について説明したが、固定的な１つ以上の給紙トレイをさらに備えた画像形成装置についても、本発明を同様にして適用することができる。

本発明の一実施例にかかる画像形成装置の作像系の構成の概略を示した概略構成図。 用紙ＰＰを給紙するための手差しトレイ手段の一例を示した概略構成図。 画像形成装置の制御系の一例を示したブロック図。 手差しトレイへの印刷ジョブを受信したときのシステム制御部３０が行う底板１０の昇降処理の一例を示したフローチャート。 電界センサ２１により人体が検知された場合の処理の一例を示したフローチャート。 逆転検出センサ１８が逆転検出した場合の処理の一例を示したフローチャート。 紙種に応じた昇降モータ１２の速度設定の処理の一例を示したフローチャート。 本発明の他の実施例にかかる手差しトレイ手段の要部の構成例を示した概略構成図。

符号の説明

１０ 底板
１２ 昇降モータ
１３ 昇降機構
１４ 昇降センサ
１５ ピックアップローラ
１６ リンク
１７ 分離コロ
１８ 逆転検出センサ
１９ 高さセンサ
２０ 用紙センサ
２１ 電界センサ
ＰＰ 用紙

Claims (4)

1. 底板に載置された用紙を搬送方向へ送り出すピックアップローラに、最上位の用紙を当接する態様に底板の昇降を制御する手差しトレイ手段を備えた画像形成装置であって、
   手差し印刷要求発生時に前記底板を上昇し、当該手差し印刷要求にかかる印刷動作終了後、または、所定の異常発生時に前記底板を下降する第１の動作モードと、
   手差し印刷要求発生時に前記底板を上昇し、印刷動作終了後、所定時間を経過した後に前記底板を下降する第２の動作モードと、
   手差し印刷要求発生時に前記底板を上昇し、所定の異常発生時に前記底板を下降する第３の動作モードを有し、
   前記第１の動作モード、または、第２の動作モード、または、第３の動作モードのいずれかをユーザが選択可能にするとともに、ユーザが選択した動作モードが切換えられたときには、底板を下降するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
2. さらに、手差しトレイ手段およびその周辺への人体の進入を検出する人体検知手段を備え、
   前記人体検知手段が人体を検知したときには、底板を下降するようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. さらに、前記ピックアップローラの逆転を検知する逆転検知手段を備え、
   前記逆転検知手段が前記ピックアップローラの逆転を検知したときには、底板を下降するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
4. さらに、前記底板を、用紙搬送方向に対して左右に回動する回動機構を備え、
   前記底板を上昇する際、前記回動機構により前記底板を一方に傾け、次いで、略水平に戻した後に、所定位置まで上昇させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。