JP5170678B2 - 給紙装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリや、インクジェットプリンタ等々の各画像形成装置に装備される給紙装置及び画像形成装置に関し、特に用紙サバキのための用紙収納部内のサイドフェンス部構成の改良に関するものである。

各種画像形成装置には、一般に用紙収納部に収納された用紙束から一枚ずつ用紙を取り出して画像形成部、印字部に給紙する給紙装置が装備されている。近年では、画像形成時に用いられる用紙の多様化に伴い、普通紙以外にも、例えば、コート紙、アート紙、フィルム紙等の用紙が使用されるようになっている。
しかしながら、普通紙以外の各種用紙は、用紙表面の平滑度がよく、通気性が少なく、吸湿生があるという特性を有するため、紙間密着力が高まる傾向がある。このため、普通紙に比べて分離性が悪く、重送や、不送りが発生しやすいという問題を有している。
このような特性を有した各種用紙を給紙する際に一枚ずつに分離して正しく送るためには、吸盤を用いたエアー給紙や、フィードコロをベルト状としてエアーを吹き込むことで負圧を利用した用紙吸着を行うことが可能で、この技術を用いた印刷機も種々知られている。しかし、これらの構成では、機械が大型化し、コストがかかり、騒音も大きくなるために、一般オフィスには不向きになる。さらにエアー供給に際しての供給制御が複雑になるという難点がある。

また、前述の問題を解決するために、用紙の側端部又は後端部を規制するガイド部の上部にノズルを設け、ガイド部内部に設けたブロワ等の送風手段から送られてきた空気を積載された用紙の上部端面へ吹き付ける給紙装置が各種知られている（例えば特許文献１参照）。空気を吹き付けることによって積載された用紙の紙間に空気を送り込むことができるので、重送を防止することができる。
しかしながら高温高湿環境下のように、用紙間密着力が極端に増大する環境においては、上記のようなブロワからの送風手段だけでは用紙の密着を解けず、重送・不送りを引き起こしてしまうことがあり改善が望まれている。
特開２００６−１９３２６２公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易な機構で確実に用紙サバキを行える給紙装置および画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の給紙装置は、用紙を複数枚積載できる給紙台と、前記給紙台を押し上げる給紙台上昇機構と、ピックアップコロと、分離機構とによって、前記給紙台の用紙収容部に積載した用紙の最上紙から１枚ずつ用紙を分離給紙する給紙装置において、前記用紙収容部を区画している側方支持部材が、前記用紙収容部から見て裏側にコイルスプリングを取り付け、かつ該コイルスプリングの軸方向を前記用紙収容部における用紙積載方向とし、さらに前記コイルスプリングの外周面が前記側方支持部材から前記用紙収容部へ飛び出て前記用紙収容部内の用紙の側端部と接触して押圧するように配設するとともに、前記コイルスプリングのピッチ変更手段を前記側方支持部材の前記用紙収容部から見て裏側に設けたことを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記本発明に係る給紙装置を備え、当該給紙装置から供給される用紙に画像を形成することを特徴とする。

本発明によれば、簡易な機構で用紙サバキを行える給紙装置および画像形成装置を提供することができる。スプリングのピッチを可変可能とすることで、より効果的に用紙サバキを行え、重送を防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の給紙装置を備えた画像形成装置の構成説明図であり、図２は給紙装置の内部構成を示す斜視図である。画像形成装置１は、画像形成装置本体２と、画像形成装置本体２の一側面に接続された給紙装置５と、から構成されている。
図２に示すように、給紙装置５は、用紙束を積載する底板（給紙台）６を有した給紙トレイ（用紙収納部）８と、給紙台である底板６を押し上げる給紙台上昇機構と、用紙束の最上部の用紙を一枚ずつ取り出して画像形成装置本体２側へ給紙する給紙ユニット（給紙手段）９と、を備えている。給紙ユニット９には、給紙コロ（ピックアップコロ）１１と、分離機構を構成する分離コロ１２ａおよび戻しコロ１２ｂと、が配置されている。
これらのコロ１１、１２ａ、１２ｂは、予め設定されたそれぞれの給紙タイミングによって回転駆動される。また、給紙トレイ８内には、底板６上に積載された用紙束の幅方向（給紙方向と直交する方向）側面をガイドする側方支持部材であるサイドフェンス２４および２５を両側に設け、用紙束の後方には後端面を押えるエンドフェンス１４が設けてある。給紙トレイ８は、給紙装置本体から抜差し可能な構成になっており、使用者が用紙を給紙トレイ８にセットするときには、給紙トレイ８を引出して行う。

用紙束の上限検知はフォトインタラプタから成るセンサ１５により行い、センサ１５によって用紙の給紙位置を検知し、用紙の残量が少なくなっても常に用紙の給紙位置がばらつかないように、底板６を上昇モータＭを含む給紙台上昇機構（詳細省略）で上下動させることにより用紙の給紙位置の制御を行っている。
また、用紙の積載量の減少と合わせて底板６が上昇しても、この位置検知をこのアクチュエータ１６によって行う。なお、センサ１５を動作させるアクチュエータ１６は、給紙コロ１１及び分離コロ１２ａと連結された構成となっており、アクチュエータ１６の端部に配置したフィラーがセンサ１５を遮光することにより、常に用紙の上限を検知し、給紙コロ１１の位置が一定に保たれるようになっている。このように給紙分離条件を一定に保つ為に、用紙積載量が増減しても常に給紙位置が一定となるように、用紙上限位置の最適化を常に行っている。

次に、図３は、本実施形態の給紙装置を別方向から見た斜視図であり、主要な特徴部分を示している。
図４は、実施形態装置のサイドフェンス２５の内側面を示す図である。
この装置は、エアアシスト機構が搭載されており、図３に示すように各サイドフェンス２４、２５の外側にはブロワーファン２０が取付けられ、ブロワーファン２０が生成するエアーを噴出するエアー噴出口（ノズル）２１がサイドフェンス内側面に開口している。エアー噴出口２１は、上端縁２２の高さ位置が給紙ユニット９により給紙される用紙の通紙経路Ｐよりも低い位置に配置され、且つ通紙経路Ｐに沿って延びる噴出口形状を有している。なお、サイドフェンス２４、２５のエアー噴出口２１の前後（上流側及び下流側）に用紙束側面を弾性的に加圧するために例えば板バネ製の用紙規制部材を配設しても良く、用紙のガタを押えて用紙の斜行を防止し、安定した給紙を行うことができる。用紙規制部材には、マイラー、スポンジ、異種材（たとえば、ステレス棒）等を用いても良い。

本実施形態におけるサイドフェンスには、簡易な機構で用紙サバキを行えるコイル状の接触部材としてのコイルスプリング２３（以下、単にスプリング）が備えられている。図５、６、７を参照してスプリング２３について説明する。
図５は、スプリング２３の実装状態を説明する拡大斜視図である。スプリング２３は、断面略円形の金属線材を巻回して成る弾性を有した周知のコイルスプリングで、両端部には輪状部分が形成してある。必要に応じては、金属メッキ等の各種表面処理を施しても良い。スプリング２３は、図示のように、積載された上端部の用紙に接触するようサイドフェンス２４より飛び出して配置されている。
すなわち、スプリング２３はその軸方向を用紙積載方向にして外周面が給紙台の用紙側端部と接触して押圧するようにして給紙台の用紙収容部を区画している側方支持部材であるサイドフェンス２４の用紙供給動作位置近傍の高さに配設してある。給紙台上の用紙側端部が、スプリング２３と接触して押圧され、給紙台上昇機構により給紙台が上昇する際に個々の用紙がスプリング２３の間隙に入り込むことで用紙束が捌かれる。

実施形態装置においては、給紙トレイ８挿入後、用紙を積載した底板６はアクチュエータが上限検知を行うまで上昇を続ける。底板６の上昇過程では用紙端面がスプリング２３に触れながら用紙が上昇していくため、結果として上端部近傍で外周縁に当接した用紙がコイル状の線間へとさばかれることとなる（図６の側面図参照）。
また、用紙がスプリング２３に触れて上昇する際、用紙はスプリング２３の傾斜によって、スプリング２３が配置されているサイドフェンス２４と反対方向（レジスト姿勢補正方向）に移動する（図７の部分拡大図参照）。用紙のレジスト位置はサイドフェンス２５に突き当てることで適正化（補正）を行っていて、用紙サバキと同時に用紙レジスト状態の適正化も同時に行うことができて好適である。なお、用紙上昇中、スプリング２３によって用紙は常にさばかれている状態となっているが、スプリング２３には適度な弾性を持たせているので、過度な力で用紙と接触することは無く、用紙を傷つけることはない。
なお、スプリング２３は、駆動力を与えることにより軸方向に回転可能な構成にすることもでき、そのスプリングの回転によりさらに用紙サバキを行うこともできる。また、このスプリング２３はサイドフェンス２４および２５の両側に設けるようにしても良い。これによりさらにサバキ効果を高めることができる。

実施形態装置においては、スプリング２３のピッチを変更することができる。以下では、スプリング２３のピッチを変更するためのピッチ変更手段について図８乃至図１１を用いて詳細に説明する。
図８および図９は、それぞれサイドフェンス部分を裏側から見た拡大図であり、図８はスプリング２３のピッチを広げた場合を、図９はピッチを狭めた場合を示している。
両図に示すように、スプリング２３は、上端の輪状部分をサイドフェンス２４から切り起こした突部２４ａに係止させ、サイドフェンス２４に上下動可能に固定できるスプリングフック２６に下端の輪状部分を係止させ、サイドフェンス２４に形成した開口部２４ｂからプリング２３のコイル部分をサイドフェンス２４の内側面側へ飛び出させてある。このスプリングフック２６の固定位置を図中上下方向に調節して所望の位置で固定することによって、スプリング２３のピッチを簡単に自在に変更させることが可能になっている。こうして、スプリング２３のピッチを変更することにより、スプリング２３が用紙をさばく間隔を、用紙厚みに応じた最も適切な間隔に調整することができる。つまり、坪量が大きい用紙（厚紙）に対しては図１０の部分拡大側面図のようにピッチを大きく、坪量が小さい用紙（薄紙）に対しては図１１の部分拡大側面図のようにピッチを小さくすることによって、より効果的に用紙サバキを行わせることができる。

上記のような取付け構造を採っているため、用紙サバキ用のスプリング２３は、給紙のために載置される用紙によって、より最適に機能する別なものに交換することが可能になっている。コイルスプリング２３を、供給すべき用紙の紙質、主として用紙厚や用紙の剛性（紙のこしの強さ）に合わせて、線材径や剛性が異なったスプリングに交換できる。この交換によりスプリング２３が用紙に入り込む力および隙間の量を用紙に適合させた状態に調整することが簡便にできる。
つまり、図１２に示すように、もし仮に坪量が大きい用紙（厚紙）であるのにスプリングの線径が小さいままだとスプリング自体の剛性が弱いため、用紙がスプリング２３を通過する際にスプリング２３が変形して逃げてしまい、用紙がうまくさばけない可能性がある。従って、坪量が大きい用紙（厚紙）をセットした場合にはこれに合わせてスプリング２３を線径が大きいものに交換することにより、スプリングとしての剛性を上げてやり、用紙がスプリング２３を通過する際にさばかれる力を大きくし、より確実に機能させることができる。スプリング２３の剛性を上げるためには、素線の材質を変えるようにしても良い。

逆に坪量が小さい用紙（薄紙）の時は、スプリングの剛性が大きすぎると、用紙がスプリング２３を通過する際に用紙を傷つけてしまう可能性がある。よって、図１３に示すように坪量が小さい用紙（薄紙）の時には対応させて先の図１１のようにスプリング２３の線径を小さくする（必要に応じて配設位置も調整する）ことにより、スプリングの剛性を下げる。これにより薄紙用紙に対してもスプリング２３を用紙に適度な力で当てることができるので、傷を付けることなく用紙をさばくことができる。
なお、上述したスプリング２３は、用紙通紙時は常に用紙サバキ部材と接触している状態である。よって用紙サバキ部材の耐摩耗性が低いと、経時的には、通紙による接触抵抗により、用紙サバキ部材が過度に磨滅してしまうことがある。
スプリング２３は、耐久性が高いことが好ましい。本実施形態では、用紙サバキ部材であるスプリング２３の素材には金属材料を用いているため、用紙との摩擦によってスプリング２３が削れていくことは殆ど無く、実用上はメンテナンスのための交換の必要はない。また、金属製スプリングに各種表面処理を施すようにしても良く、用紙との接触抵抗を低減することができるため、スプリングによる用紙に対するダメージ、用紙送り時の負荷になるなどの不具合を一層確実に防ぐことができる。

以上説明したように、本実施形態においては、用紙がサイドフェンスに配したコイル状の接触部材（用紙押え部材、実施形態ではコイルスプリング２３）と接触しながら上昇することができるようにしているから、接触部材を用紙サバキ部材として機能させ、コイル状の傾斜部分によって用紙を移動させることができるため、重送を防止することができる。また接触部材をスプリングとしたものでは、スプリングをレジスト補正部材として機能させ、レジスト補正を行うことができる。また、スプリングの適度な弾性により用紙を傷つけることはない。スプリングの材質を金属材料とすることにより、用紙との接触によるスプリング自体の磨耗を防止することができる。更には、各種表面処理を施すことにより、用紙との接触抵抗を低減することができるため、スプリングによる用紙に対するダメージ、用紙送り時の負荷になるなどの不具合を防ぐことができる。
スプリングのピッチを可変可能とすることにより、坪量が大きいときはピッチを大きく、坪量が小さいときはピッチを小さくするなどの調整が行える。また、スプリング自体を交換可能な構成とすることにより、坪量が大きいときはスプリングの線径を大きく、坪量が小さいときはスプリングの線径を小さくするなどの調整が行え、より効果的に用紙サバキを行え、重送を防止することができる。なお、実施形態ではエアアシスト機構を併用してあるが、エアアシスト機構を省略しても実用的なサバキ効果がある。
以上説明した実施形態の給紙装置は、画像形成装置の構成要素として用いられるが、このような給紙装置を備えた画像形成装置によれば、分離が難しかったコート紙や厚紙等の分離性向上が図られ、総合的に機器としての搬送品質が高まる。

本発明の給紙装置を備えた画像形成装置の構成説明図である。 給紙装置の内部構成を示した斜視図である。 給紙装置の内部構成を示した別方向からの斜視図である。 給紙装置のサイドフェンス面を示す図である。 スプリングの実装状態を説明する拡大斜視図である。 給紙装置の側面図である。 給紙装置の側面からの部分拡大図である。 サイドフェンス部分を裏側から見た拡大図（ピッチ大）である。 サイドフェンス部分を裏側から見た拡大図（ピッチ小）である。 給紙装置の側面からの部分拡大図である。 給紙装置の側面からの部分拡大図である。 スプリング線径小で厚紙時の状態を装置の側面から示した部分拡大図である。 スプリング線径小薄紙時の状態を装置の側面から示した部分拡大図である。

符号の説明

１ 画像形成装置、２ 画像形成装置本体、５ 給紙装置、６ 底板（給紙台）、８ 給紙トレイ（用紙収納部）、９ 給紙ユニット（給紙手段）、１１ 給紙コロ（ピックアップコロ）、１２ａ 分離コロ、１２ｂ 戻しコロ、１４ エンドフェンス、１５ センサ、１６ アクチュエータ、２３ （コイル）スプリング、２４ サイドフェンス（側方支持部材）、２５ サイドフェンス（側方支持部材）、２６ スプリングフック

Claims (6)

1. 用紙を複数枚積載できる給紙台と、前記給紙台を押し上げる給紙台上昇機構と、ピックアップコロと、分離機構とによって、前記給紙台の用紙収容部に積載した用紙の最上紙から１枚ずつ用紙を分離給紙する給紙装置において、
   前記用紙収容部を区画している側方支持部材が、前記用紙収容部から見て裏側にコイルスプリングを取り付け、かつ該コイルスプリングの軸方向を前記用紙収容部における用紙積載方向とし、さらに前記コイルスプリングの外周面が前記側方支持部材から前記用紙収容部へ飛び出て前記用紙収容部内の用紙の側端部と接触して押圧するように配設するとともに、
   前記コイルスプリングのピッチ変更手段を前記側方支持部材の前記用紙収容部から見て裏側に設けた
   ことを特徴とする給紙装置。
2. 前記側方支持部材の前記コイルスプリングを取り付ける部位に、該コイルスプリングのコイル部分を前記用紙収容部側へ飛び出させる開口が設けてあることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記開口の大きさは、前記コイルスプリングのピッチを最大に広げた際でも前記コイル部分が前記用紙収容部側へ飛び出得る大きさであることを特徴とする請求項２に記載の給紙装置。
4. 前記ピッチ変更手段が、前記コイルスプリングの一端を前記側方支持部材に固定する部位と、前記側方支持部材に可動に取り付けると共に前記コイルスプリングの他端を取り付ける可動部材とからなり、該可動部材を前記コイルスプリングの軸方向に移動させて前記コイルスプリングのピッチを可変させるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の給紙装置。
5. 前記コイルスプリングの前記コイル部分を構成する線材がなす傾斜を、前記用紙収容部内で用紙が前記コイル部分に触れて上昇する際、該接触によって前記側方支持部材と反対側の他の側方支持部材側へ移動する傾斜としてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の給紙装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の給紙装置を備え、当該給紙装置から供給される用紙に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。