JP6098353B2 - 給紙装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、これらの複合機等の画像形成装置及びこれに備えられる給紙装置に関する。

画像形成装置が備える給紙装置には、トレイに複数枚積載されている最上位の用紙を吸引ベルトによって吸着して画像形成部に給紙するものがある。この種の給紙装置で、画像形成装置の画像形成部に用紙を一枚ずつ高速で給紙するものが知られている。その概略を図１に示す。

図１の給紙装置では、トレイに複数枚積載された用紙束Ｐの前端面および側端面に向かってブロワなどの送風手段（ノズル等：以下、ブロワと記載する）１から風を吹き付ける。この風によって用紙束Ｐをなす用紙間に空気を送り込む。それにより用紙束Ｐの最上位の用紙（以下、最上位紙と言う）Ｐ１を吸引ベルト２の高さまで浮上させ、最上位紙Ｐ１を吸引ベルト２で吸着する。その後、吸着した最上位紙Ｐ１を吸引ベルト２で画像形成部へと搬送し、その後に画像形成部で最上位紙Ｐ１に画像形成を行う。

ブロワ１は、所定の高さ方向の領域に風を吹き付け、用紙間に空気を送り込んで浮上させることで用紙のさばきも行っている。ブロワ１と用紙束Ｐの間には用紙せき止め部材７が配置してあり、最上位紙Ｐ１以外の用紙が搬送されるのを防いでいる。また、最上位紙Ｐ１の上面に当接して用紙束Ｐの高さを検知する検知手段３が設けてある。検知手段３は、用紙の通紙によって減少する用紙束Ｐの、最上位紙Ｐ１の位置と吸引ベルト２の距離ｈを常時一定に保つためのデータを検知する。そのためにアクチュエータ４と、アクチュエータ４の揺動を検知するフォトセンサなどのセンサ５とを有している。そして用紙の減少によってアクチュエータ４が揺動し、この移動量をセンサ５が検知する。この検知信号に基づき、図示しない昇降手段などにより給紙トレイ２１の底板６を上昇させ、用紙束Ｐの最上位紙Ｐ１の位置を調整する。

用紙束Ｐをなす用紙は、図１に示すように、底板６上で用紙のサイズに合わせて前端面を基準面としてそろえるように積載する。アクチュエータ４の取り付け位置は、図１に示すようにブロワ１の送風の影響を受けにくい用紙束Ｐの後端近傍としている。吸引ベルト２の用紙搬送方向で下流側には搬送ローラ８が配置してあり、到達した用紙の搬送を行っている。この搬送ローラ８の搬送力は吸引ベルト２の搬送力より大きく設定する。また搬送ローラ８の用紙搬送方向で下流側には、用紙到達の検知を行う給紙センサ９が設けてある。

次に図１に示した従来の給紙装置の給紙動作について、順を追って説明する。
（１）図示しない画像形成装置本体から給紙指令が来ると、図２に示すようにブロワ１が動作し、用紙束Ｐの端部へのエア吹き付けが始まる。また同時に吸引ベルト２のエア吸引を開始する。それにより最上位紙Ｐ１が浮上し、図２のように吸引ベルトに最上位紙Ｐ１が吸着される。
（２）吸引ベルト２、搬送ローラ８の駆動が開始し、用紙Ｐ１が搬送される（図３）。
（３）用紙Ｐ１が給紙センサ９に到達後、吸引ベルト２の駆動を停止する（図４）。搬送ローラ８は吸引ベルト２が停止した状態のまま、用紙Ｐ１の搬送を継続する。
（４）用紙Ｐ１が吸引領域を抜けた直後、最上位紙Ｐ１のすぐ下の用紙Ｐ２がエアにより浮上・吸着される（図５）。
（５）設定した給紙間隔に応じて、吸引ベルト２の駆動を再開し、用紙Ｐ２の給紙を行う。
（６）以降、（２）〜（５）の繰り返しにより用紙束Ｐから用紙を順次搬送する。

次にエア吹き付けによる、用紙束Ｐの前端面の挙動について説明する。なお図７〜図１１において、各図の（Ｂ）で矢印Ｖは、各図の（Ａ）が該矢印Ｖ方向から見た図であることを示す。
図６はブロワ１の詳細図である。送風手段は１の浮上ノズル３１と分離ノズル３２に分かれており、それぞれ機能が異なっている。浮上ノズル３１からエアの送風を行うと、図７のように用紙Ｐの上部にエア（３１）が吹き込み、用紙の浮上と分離が同時に行われる。浮上した用紙のうち、最上位紙は吸引ベルト２に吸着され、搬送に備える。次に、図７の状態から分離ノズル３２の吹き付けを行う。分離ノズル３２から吹き込まれるエアは上下方向にボリュームを持つ気流のため、用紙中央部に吹き込んだエアは最上位紙の用紙を除き、下方向に押し下げられることになる（図８）。それにより用紙は最上位紙Ｐ１と２枚目以降の用紙に分けられ、吸引ベルト２に吸着した最上位紙Ｐ１のみ搬送されることになる。

ところでこのような給紙装置は、薄紙から厚紙まで幅広く給紙を行えることが求められるが、上述したエア分離・吸引を利用した給紙機構においては、薄紙の用紙の給紙が難しいことがある。エア分離・吸引を利用した給紙機構において、トレイにセットされた薄紙の用紙に浮上ノズル３１からのエア吹き付けを行うと、用紙が軽いことから用紙の浮上が容易に行われることになる。それにより、用紙は２枚目以降も吸引ベルト２に強く押し付けられ、最上位紙と密着することになってしまう（図９）。その状態で分離ノズル３２からの吹き付けを行うと、用紙中央部については分離エアにより最上位紙と２枚目が分離するが、中央部以外については密着したままである。この状態で給紙を行うと、最上位紙Ｐ１と２枚目以降の用紙は完全に分離された状態となっていないため、２枚重なったまま搬送されてしまうことがある。すなわち重送の発生である。

そこで、最上位紙Ｐ１以下の用紙が最上位紙Ｐ１に引きずられて給紙されるのを防ぐため、給紙トレイ２１の前面（用紙搬送方向で下流側の面）に用紙せき止め部材７を配置している給紙装置がある（図１、図１０）。この用紙せき止め部材７は、吸引ベルト２の真下に設けるため、吸引ベルト２の破損を防ぐため吸引ベルト２とはおよそ１〜３ｍｍのクリアランスが取られる。そのためこの用紙せき止め部材７は、分離ノズル３２により下方向に押し下げられる部分（分離ノズルの正面）に設けられ、押し下げられた用紙のみせき止める効果を発揮する。

しかし、分離ノズル３２の正面に用紙せき止め部材７を配置すると、分離ノズル３２のエアの流れを阻害してしまうこととなる（図１１）。そのため、分離ノズル３２による用紙押し下げ効果は低まり、最上位紙Ｐ１以下の用紙は用紙せき止め部材７の上をすり抜けて給紙されてしまうため、重送の発生となってしまっていた。重送の発生については、用紙の無駄な消費や出力物への白紙混入を引き起こすことになり、機器としての品質を著しく落とすこととなってしまう。

本発明は、上述した諸問題点にかんがみてなしたものであり、エア分離・吸引を用いた給紙方式でも安定した給紙とジャム紙の給紙トレイへの戻しを行える給紙装置を提供することを目的とする。

本発明の給紙装置は、給紙トレイに積載された用紙束のうち最上位に位置する最上位紙をエアでの吸着により吸着して搬送する吸着手段と、上記給紙トレイから上記最上位紙以外の用紙が上記給紙トレイから搬送されるのをせき止めるための用紙せき止め部材と、上記吸着手段による上記最上位紙の搬送開始位置よりも用紙搬送方向で下流側に位置し、上記吸着手段により搬送されてきた上記最上位紙をさらに用紙搬送方向で下流側に搬送する際のガイドとなるガイド手段と、上記最上位紙の上下方向の高さ位置を検出する最上位紙面位置検出手段と、最上位紙面位置検出手段により検出した最上位紙の位置に基づき昇降手段により、トレイの最上位紙の高さ位置が規定の高さになるように給紙トレイを昇降させるための制御手段と、を備え、上記用紙せき止め部材の高さ位置を、上記給紙トレイに積載された用紙束の高さ方向で可変とし、上記ガイド手段の少なくとも用紙搬送方向で後端部分を、上記用紙せき止め部材の上端よりも上方に配置し、上記制御手段が、上記最上位紙面位置検出手段による検出の結果に応じて上記せき止め部材の高さ位置を可変制御するとともに、いったん上記給紙トレイから搬送した用紙が詰まって上記給紙トレイへ戻す際には、上記用紙せき止め部材を降下させるように制御する、ことを特徴とする。

本発明によれば、詰まった用紙を給紙トレイへ戻すジャム処理を行う時、せき止め部材を下げることで、用紙にダメージを与えることなく、その用紙を給紙トレイへ戻して再利用可能とすることができるという効果がある。

最上位の用紙を吸引ベルトによって吸着して画像形成部に給紙するもための給紙装置の従来例を示す図 図１の装置で用紙を吸引している状態を示す図 図１の装置で吸引した用紙を搬送している状態を示す図 図１の装置で吸引した用紙の吸引ベルトによる搬送を停止し、搬送ローラで搬送している状態を示す図 図４よりも搬送が進んだ状態を示す図 ブロワの詳細図 用紙の吸引とブロワからの送風の関係を示す図 用紙の吸引とブロワからの送風の他の関係を示す図 用紙の吸引とブロワからの送風のさらに他の関係を示す図 給紙トレイの前面に用紙せき止め部材を配置した給紙装置を示す図 図１０の構成で、用紙せき止め部材が分離ノズルからのエアの流れを阻害してしまう状態を示す図 本発明の実施形態に係る給紙装置を備えた画像形成装置の構成を説明する概念図 給紙装置の内部構成を示す斜視図 図１３の給紙装置から吸引ベルトユニットを取り外した状態を示す斜視図 図１４の要部を拡大し、用紙せき止め部材のデフォルト位置を示した図 用紙せき止め部材の位置関係を示す図 用紙のジャム処理に関して説明するための図

本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１２は本発明の実施形態に係る給紙装置を備えた画像形成装置の構成を説明する概念図であり、図１３は給紙装置の内部構成を示す斜視図である。図示の画像形成装置１１は、画像形成装置本体１２と、画像形成装置本体１２の一側面に接続された給紙装置１３と、から構成されている。画像形成装置本体１２は、図示はしないが画像形成部を備えている。

図１３に示すように、給紙装置１３には、用紙束を積載する底板６を有した給紙トレイ（用紙収納部）２１と、用紙束の最上位紙Ｐ１を一枚ずつ取り出して画像形成装置本体１２側へ給紙する吸引ベルトユニット（吸着手段）２２とを備えている。

なお、送風手段であるブロワなどのように従来の例と共通する構成要素については、図に同一の符号を付すにとどめる。

給紙トレイ２１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）側面をガイドするサイドフェンス２３を両側に設け、用紙束の後方には後端面を押さえるエンドフェンス２４がある。

図１４は給紙装置１３から吸引ベルトユニット２２を取り外した図である。図示のように吸引ベルトユニット２２の直下には、用紙の浮上および用紙のさばきを行うためのブロワ１を設けており、その前面に用紙せき止め部材７が給紙トレイ２１の構造体と一体にして設けてある。

図１５は、用紙束の最上位紙以外の用紙が給紙トレイ２１から休止されないようにするために設ける用紙せき止め部材３３のデフォルト位置を示す、図１４の要部拡大図である。図示のように用紙せき止め部材３３を逆Ｖ型形状とすると、分離ノズル３２から吹き付けた分離エアは用紙せき止め部材３３に当たることがない。分離エアは、スムーズに用紙到達する。

図１６は、用紙せき止め部材３３の位置関係を示す図である。用紙せき止め部材３３はモータやソレノイド等のアクチュエータ３４で上下位置を変更可能な構成としてある。最上位紙Ｐ１の上面位置を検出するための最上位紙面位置検出手段は、上限検知手段３５とセンサ３６からなる。上限検知手段３５で最上位紙Ｐ１の上面に接触し、その接触状態の変化をセンサ３６で検出する。上限検知手段３５は上下方向で揺動可能に設けてあり、最上位紙Ｐ１の上面と接触して揺動する。センサ３６はこの揺動状態を検知し、最上位紙Ｐ１の上面位置を検出する。そして、この検出の結果に基づき、図示しないマイクロコンピュータ等の制御手段により、最上位紙Ｐ１の上面の検知位置の変化に連動させて用紙せき止め部材３３上下方向で昇降させ、その位置を可変制御する。すなわち、最上位紙Ｐ１の上面の位置が規定の高さ位置となるように昇降手段である給紙トレイの底板６の位置を制御する。なお、この制御構成により、用紙の種類、サイズ、カールする性向などによってそれぞれ適切な位置があり、あらかじめ用紙ごとに登録している用紙のせき止め位置における高さを変更できる。このことでも、用紙の重送や不給紙を防止できる。

図１７により、本実施形態での用紙のジャム処理に関して説明する。
用紙が仮にセンサ９付近まで行った時点で何らかの原因で詰まる事態（ジャム）が発生したとする。またこのとき、ジャムした用紙（以下、ジャム紙）Ｐｊを搬送ローラ８を逆転させて給紙トレイ２１内を戻す動作の制御をするものとする。この際、せき止め部材３３がジャム紙Ｐｊの戻りを邪魔して給紙トレイ２１内へ戻せない状態になる。

そこで、ジャム紙Ｐｊを給紙トレイ２１内を戻す際に搬送ローラ８を逆回転させる時、アクチュエータ３４で用紙せき止め部材３３の位置を降下させる。用紙せき止め部材３３は、用紙搬送方向で下流側の搬送ガイド板３７より下になる位置まで下げる。それから、ジャム紙Ｐｊをダメージなく給紙トレイ２１内に戻す。戻したジャム紙Ｐｊは再利用可能になる。なお図中３７はガイド手段を構成する搬送ガイド板であり、吸引ベルト２による用紙の搬送開始位置よりも用紙搬送方向で下流側に設け、搬送する用紙を下面側からガイドする。この搬送ガイド板３７の近傍には上記の搬送ローラ８が設けられている。また、搬送ガイド板３７の少なくとも用紙搬送方向で後端部分は、トレイ突き当て面板３８の上端より上方に配置する。また、搬送ガイド板３７の後端縁は、例えばトレイ突き当て面板３８と用紙搬送方向で一致させるか、わずかに給紙トレイ２１内へ入り込むように配置する。すると図１７に示すように、ジャム紙Ｐｊをダメージなく給紙トレイ２１内へ戻せる。

また本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ：ブロワ
２ ：吸引ベルト
６ ：底板
７ ：止め部材
８ ：搬送ローラ
９ ：センサ
１１ ：画像形成装置
１２ ：画像形成装置本体
１３ ：給紙装置
２１ ：給紙トレイ
２２ ：吸引ベルトユニット
２３ ：サイドフェンス
２４ ：エンドフェンス
３２ ：分離ノズル
３３ ：止め部材
３４ ：アクチュエータ
３５ ：上限検知手段
３６ ：センサ
３７ ：搬送ガイド板
３８ ：トレイ突き当て面板
Ｐ１ ：最上位紙
Ｐｊ ：ジャムした用紙

特開２０１１−０５７３７９号公報 特開平０７−１０１５７５号公報

Claims (6)

1. 給紙トレイに積載された用紙束のうち最上位に位置する最上位紙をエアでの吸着により吸着して搬送する吸着手段と、
   上記給紙トレイから上記最上位紙以外の用紙が上記給紙トレイから搬送されるのをせき止めるための用紙せき止め部材と、
   上記吸着手段による上記最上位紙の搬送開始位置よりも用紙搬送方向で下流側に位置し、上記吸着手段により搬送されてきた上記最上位紙をさらに用紙搬送方向で下流側に搬送する際のガイドとなるガイド手段と、
   上記最上位紙の上下方向の高さ位置を検出する最上位紙面位置検出手段と、
   最上位紙面位置検出手段により検出した最上位紙の位置に基づき昇降手段により、トレイの最上位紙の高さ位置が規定の高さになるように給紙トレイを昇降させるための制御手段と、
   を備え、
   上記用紙せき止め部材の高さ位置を、上記給紙トレイに積載された用紙束の高さ方向で可変とし、
   上記ガイド手段の少なくとも用紙搬送方向で後端部分を、上記用紙せき止め部材の上端よりも上方に配置し、
   上記制御手段が、上記最上位紙面位置検出手段による検出の結果に応じて上記せき止め部材の高さ位置を可変制御するとともに、いったん上記給紙トレイから搬送した用紙が詰まって上記給紙トレイへ戻す際には、上記用紙せき止め部材を降下させるように制御する、
   ことを特徴とする給紙装置。
2. 請求項１に記載の給紙装置において、
   上記制御手段は、上記ガイド手段の近傍に用紙を搬送するための搬送ローラを備え、上記給紙トレイから搬送され、詰まった用紙の用紙搬送方向での後端が上記せき止め部材を通り過ぎている状態で上記搬送ローラの逆転によってジャム紙を戻す動作を行うときに、上記用紙せき止め部材を降下させるように制御する、
   ことを特徴とする給紙装置。
3. 請求項１又は２に記載の給紙装置において、
   上記制御手段は、上記給紙トレイに積載した用紙の種類、サイズ、カールに応じて上記せき止め部材の上下方向の位置を制御する、
   ことを特徴とする給紙装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の給紙装置において、
   上記給紙トレイに積載された用紙束の最上位紙の近傍の位置であって該用紙束の用紙搬送方向で下流側の端部にエアを吹き付けることにより、上記最上位紙及び該最上位紙の近傍の用紙の端面を浮上させ、上記用紙束をなす用紙のうち上記最上位紙の近傍の用紙を互いに分離させるための送風手段を備え、
   上記用紙せき止め部材を、上記送風手段と上記給紙トレイの用紙搬送方向で下流側の端部の間に配してなる、
   ことを特徴とする給紙装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の給紙装置において、
   上記最上位紙面位置検出手段が、上記最上位紙に接触して該最上位紙の高さに応じて上下に揺動するアクチュエータと、該アクチュエータの上下位置を検出するセンサとからなる、
   ことを特徴とする給紙装置。
6. 画像形成部への給紙のために請求項１乃至５のいずれかに記載の給紙装置を備えてなることを特徴とする画像形成装置。