JP6291807B2 - 給紙装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
記録紙は、画像形成装置に対して着脱可能に装備されている給紙カセットの載置部から給紙ローラにより繰り出され、画像転写位置や印字位置に向け搬送される。
給紙ローラは、画像形成装置内に設けられている駆動源からの駆動力を伝達されて回転するが、常時、駆動源からの駆動伝達機構に連結されて用いられるとは限らない。
つまり、用紙を収容するために用いられる給紙カセットは、用紙補充や保守時に画像形成装置から抜き差しされる構成であると、駆動伝達機構での駆動源側と給紙ローラ側との間に駆動伝達状態を選択できるカップリング機構を用いる場合がある。
カップリング機構は、給紙ローラ側の回転軸と駆動源側の伝達軸との軸端にそれぞれ設けられて、互いに噛み合い可能な凹凸歯あるいは凹歯に嵌る伝達ロッドなどを備えた、いわゆる、ドッグクラッチに似た方式を用いる技術が知られている。
給紙ローラの回転軸側に凹凸歯を有する嵌合部材を設け、その嵌合部材を軸端側に向け付勢する一方、駆動源側の伝達軸には径方向に沿って凹凸歯の凹歯に嵌合できる伝達ロッドを配置した構成である(例えば、特許文献1)。
上記の構成では、回転軸側と伝達軸側とで凹歯と伝達ロッドとの位相が一致していれば、給紙ローラに対してカップリングを介した駆動伝達が可能となる。
このような時間差が生じると、画像が形成された記録紙が得られるまでに余分な時間を要することになる。
図1において給紙装置100に用いられる記録媒体としての用紙を収容可能な給紙トレイ1は、上面が開放された枠体1Aの内部に昇降可能な載置部としての用紙載置部1Bが備えられている。
用紙載置部1Bは、詳細を説明しないが、例えば、矢印で示す用紙の繰り出し搬送方向上流側を支点(図1では、符号1B1で示す部分)として繰り出し搬送方向下流側が上下に揺動する構成が用いられている。このため、繰り出し搬送方向下流側が持ち上げられると、後述する給紙ローラ2に用紙を接触させることができる。
具体的には、たとえば、上限センサP1で検知される用紙載置部1Bの上限位置は、搭載されている用紙の最上位のものを上述した給紙ローラ2に接触させることができる位置に相当している。
給紙トレイ1には、上述した用紙載置部1Bに搭載される用紙の幅方向端縁を揃えるサイドフェンス1Cが幅方向に移動できる状態で設けられている。
図1に示す構成では、給紙ローラ2の近傍にピックアップローラ4が配置されている。
給紙ローラ2とピックアップローラ4とは、各ローラの回転軸3,4Aに取り付けられたプーリ2A、4Bに掛け回されているベルト2Cによって連動する。
図2に示すように、駆動伝達機構6は、画像形成装置本体側に設けられ、駆動源である正逆回転可能な搬送モータ7によって回転駆動される駆動部材8Aと、給紙トレイ1側に設けられている被駆動部材8Bとを備えている。駆動部材8Aは、搬送モータ7の出力軸の端部に一体化されて設けられている。
被駆動部材8Bは、給紙トレイ1の回転軸3の端部に一体化されて設けられており、給紙トレイ1がセット状態とされると駆動部材8Aに当接して当接状態を形成し、駆動部材8Aに連結されると給紙ローラ2を所定の方向に回転させる連結状態を形成する。
なお、伝達軸7Aには、詳細を説明しないが、搬送モータ7の回転力を減速する減速機構を介して駆動が伝達されるようになっている。
駆動部材8Aは、周方向に沿って複数の凸部を有する構成であり、被駆動部材8Bは、凸部が嵌ることができる凹溝を周方向に備えた構成であり、いわゆるドッグクラッチ状に構成されている。
駆動伝達機構6は、給紙トレイ1がセット状態とされた後、給紙開始指令、つまり繰り出し指示が出される前に、搬送モータ7を回転させて当接状態において駆動部材8Aと被駆動部材8Bとの相対回転が行われ、両方の部材8A、8Bの連結状態が形成される。
これにより、駆動源である搬送モータ7からの駆動が回転軸3に伝えられ、一方向クラッチ5を介して給紙ローラ2が回転する。
図3において、制御部9は、搬送モータ7その他の駆動源の駆動制御を行う制御部として用いられる。制御部9は、電源投入または給紙トレイ1のセット状態を条件として搬送モータ7の回転を制御する。
図3に示すように、制御部9の入力側には、駆動指令部10,給紙指令部11と上限センサP1とタイマTとが接続されている。制御部9の出力側には、駆動源である搬送モータ7の駆動部および、後述するが、用紙載置部1Bの昇降機構Mに用いられる昇降駆動モータM1の駆動部が接続されている。なお、図では、搬送モータ7および昇降駆動モータM1のみを表示し、制御信号を駆動信号に変換出力する駆動部として用いられるドライバー回路部は省略されている。
偏心カムは、用紙載置部1Bに搭載されている用紙を給紙ローラ2に接触させる上限位置に向けその用紙載置部1Bを押し上げ、かつ、上限位置から所定量下降させて給紙ローラ2と用紙との接触を解除する非上限位置とを設定できるカムプロフィールを持っている。上記昇降駆動モータM1および偏心カムは、用紙載置部1Bに載置された用紙のうちで最上位の用紙が給紙ローラ2に当接した上限状態を形成する昇降機構M(図3参照)に備えられている。
具体的には、次に挙げる手順が実行される。
(1)電源投入後、給紙トレイ1が抜き差しされた場合に、給紙指令部11からの信号入力前に搬送モータ7を回転させて嵌合部8の駆動部材8A、被駆動部材8B同士を連結状態に形成してから給紙指令部11からの繰り出し指示の信号入力を待機する。
(2)電源投入時、上限センサP1により用紙載置部1Bが上限状態であると判断された場合に、上限状態が解消された状態で相対回転が行われ、連結状態が形成されて(1)に挙げた処理を実行する。
(3)電源投入時、あるいは電源投入後の給紙トレイ再装着時に用紙載置部1Bが上限位置にあると判断した際に、そのままの状態で搬送モータ7を逆転させて(1)に挙げた処理を実行する。
このように連結状態の設定が完了してから給紙指令を受け付ける方法としては、次の方法が考えられる。
例えば、給紙指令部11に用いられるコピースタートスイッチに点灯可能な部材を用い、嵌合状態設定完了時までの各処理時間が所定時間を経過した時点で点灯させる方法である。これにより、オペレータは、コピースタートスイッチの点灯状態を認識することでスイッチ操作を行えることになる。
つまり、嵌合部8で駆動部材8A、被駆動部材8Bが連結状態にある状態で電源が切られているときには、敢えて、嵌合部8を連結状態に設定するための相対回転を実行する必要がない。これに対し、電源が切られているときに給紙トレイ1が抜き差しされると、嵌合部8が連結状態に設定されていない場合がある。この場合には、嵌合部8を連結状態に設定するための相対回転を実行する操作が必要となる。
ここでは、用紙載置部1Bが上限位置にあるときが嵌合部8での駆動部材8A、被駆動部材8B同士の噛み合い位相が一致しているときとする。つまり、連結状態にあるときには、被駆動部材8Bが駆動部材8A側に向け付勢されて噛み合い状態となり、給紙ローラ2による用紙の繰り出しが行える位置に用紙載置部1Bがセットされていることになる。用紙載置部1Bが上限位置にないときとは、給紙ローラ2に用紙載置部1Bの最上位の用紙が接触していない状態に相当している。
図4において、電源投入(電源起動)時には、用紙載置部1Bの上限位置判別が行われる(S1,S2)。
ステップS2において用紙載置部1Bがセット状態である上限位置にあると判断された場合には、嵌合部8の駆動部材8A、被駆動部材8B同士が連結状態を形成されているとして給紙指令部11からの繰り出し指示の信号入力を待機する処理に移行する(S8)。
ステップS3,S4の処理において、嵌合部8での駆動部材8A、被駆動部材8B同士を相対回転させて連結状態が形成される。連結状態は、駆動部材8A、被駆動部材8Bの凸部および凹溝が互いに噛み合う位相を一致させることを意味する。
連結状態を設定するための搬送モータ7の駆動時間は、例えば、1回転に相当する時間が用いられ、回転過程で駆動部材8A、被駆動部材8B同士の噛み合い位相が一致して連結されることになる。
次いで、下降していた用紙載置部1Bを上限位置に向け上昇させるために昇降駆動モータM1が駆動される(S7)。
図には示されていないが、昇降駆動モータM1の駆動は、上限センサP1により用紙載置部1Bが検知されるまでの間継続される。
以上の処理が完了すると、給紙指令部11からの繰り出し指示の信号入力を待機する(S8)。
ステップS8において給紙指令部11からの信号入力があった場合、搬送モータ7が用紙の繰り出しが行える所定の方向に回転し、嵌合部8を介して給紙ローラ2に駆動伝達が行われる(S9)。
そして、嵌合部8の駆動部材8A、被駆動部材8B同士が連結状態を形成された後に給紙指令部11からの信号入力があった場合には、給紙開始指令とほぼ同時に給紙ローラ2を回転させることができる。
このように、繰り出し指示に際しての給紙開始指示と給紙ローラの回転開始との間に時間差を存在させないようにすることで、給紙開始指令時期を基準とする用紙搬送時間と用紙検知タイミングとを用いて判断するジャム検知に誤差が生じるのを防止できる。また、時間差が生じた状態で繰り出される用紙に続いて繰り出される用紙との間に所定の搬送間隔が得られていない場合に生じるジャムを防止することもできる。
図5は(1)に挙げた手順を示しており、同図において、電源起動中(装置稼働中)に用紙補充や保守点検のために給紙トレイ1が抜き差しされ、再度装着されると(S10)、搬送モータ7が駆動される(S3)。画像形成装置200の本体に装着された段階の給紙トレイ1は、用紙載置部1Bが下降した状態であるので、上限センサP1による検知を行わなくても用紙載置部1Bが上限状態にないことを前提とできる。
搬送モータ7が駆動されると、駆動時間がタイマTにより計時され、規定時間経過した時点で搬送モータ7が停止される(S4〜S6)。
搬送モータ7が駆動されることで、図4に示した場合と同様に、嵌合部8の駆動部材8A、被駆動部材8B同士が連結状態を形成されていることになるので、昇降駆動モータM1が駆動されて用紙載置部1Bが上限位置に向け上昇されてセット状態とされる(S7)。
用紙載置部1Bが上限位置に達したことが上限センサP1からの信号入力により判断されると、給紙指令部11からの信号入力を待機する(S8)。次いで、信号入力に応じて搬送モータ7が正転駆動されて給紙ローラ2を用紙繰り出しのための所定方向に回転させる(S9)。
この結果、給紙開始指令と給紙ローラ2の回転開始との間に時間差をなくすことができるので、用紙間での搬送間隔や搬送開始時期と用紙先端との検知タイミングのズレをなくしてジャムの発生や誤検知の発生を防止することができる。
図6において、電源投入(電源起動)時には、用紙載置部1Bの上限位置判別が行われる(S1,S2)。
用紙載置部1Bが上限状態位置にあると判断した場合には、昇降機構を用いた下降処理が実行され(S12)、上限状態が解消される。用紙載置部1Bの下降処理は、昇降駆動モータM1を駆動して偏心カムを回転させ、カムプロフィールに従って、用紙載置部1Bが上限位置から外れる位置に下降されることで可能となる。また、下降量は、上限センサP1による用紙載置部1Bの検知が解除されるまでの時間に対応する移動量とされている。
これにより、用紙載置部1Bの用紙は給紙ローラ2と接触しないように離され、仮に嵌合部8の駆動部材8A、被駆動部材8B同士が連結状態で回転しても用紙の繰り出しは行われない。
連結作業が完了すると、昇降駆動モータM1が駆動されて用紙載置部1Bを上昇させて、給紙指令部11からの繰り出し指示の信号入力を待機する。繰り出し指示が出された場合には、搬送モータ7を正転駆動して給紙ローラ2を用紙繰り出しのための所定の方向に回転させる(S7〜S9)。
これにより、用紙載置部1Bが最上位の用紙を給紙ローラ2に接触させる位置まで上昇しているので、搬送モータ7の正転駆動に連動して給紙ローラ2が回転すると、用紙を繰り出すことができる。なお、ステップS2において除用紙載置部1Bが上限状態にないと判断された場合には、噛み合い位相の整合作業が完了するのを待って用紙載置部1Bの上昇動作が行われる。
この手順においても、用紙載置部1Bが下降処理された後、嵌合部8の駆動部材8A、被駆動部材8B同士の連結作業が行われたうえで、繰り出し指示を待つようになっているので、繰り出し指示と同時に給紙ローラ2の回転開始が可能となる。よって、繰り出し指示と給紙ローラ2の回転開始との間に時間差を生じることがないので、図5に示した手順と同様に、誤検知やジャムの発生を防止することができる。
この場合の手順は、例えば、用紙載置部1Bが上限位置に在るままで駆動部材8Aと被駆動部材8Bとの連結作業を行う場合が対象となる。
つまり、用紙載置部1Bを昇降させる偏心カムが何らかの原因で用紙載置部1Bを上限位置にセットする状態で止まったままとなっているような場合や昇降駆動モータM1を用いないで弾性体などの付勢手段を用いて用紙載置部1Bを上昇させる場合が対象となる。この場合には、図7に示すように上述した手順(3)が実行される。
図7において、用紙トレイ1の装着時あるいは電源が投入されると、図示していないが、用紙載置部1Bが上限位置にあるかどうかが判別される。
上限センサP1からの信号により給紙ローラ2に用紙が接触する上限位置に用紙載置部1Bが位置していると判断されると、給紙指令部11からの繰り出し指示の信号入力前に、搬送モータ7がタイマTにより計時される規定時間で逆転を開始される(S13)。
搬送モータ7の逆転時には、給紙ローラ2を所定の方向に回転させる正方向の力のみを伝達する一方向クラッチ5から給紙ローラ2への駆動力の伝達がなく、正方向と逆方向の力による駆動力を用いて駆動部材8Aと被駆動部材8Bとの相対回転が行われる。
なお、図7では、用紙載置部1Bのセット状態を判断する処理を「上限検知処理」と表現したステップで示してある。
搬送モータ7の逆転時間が規定時間経過したかどうか判別され(S14)、規定時間経過したと判断した場合には搬送ローラ7の逆転が停止される(S15)。
従って、嵌合部8の駆動部材8A、被駆動部材8B同士が噛み合い位相を一致させて連結されている状態となったときには、給紙ローラ2が回転しないので、用紙の先端が繰り出し方向と逆方向に移動することがない。これにより、用紙の先端位置が所定位置からずれるのを防止できる。
搬送モータ7の逆転が停止されると、上限センサP1で検知される位置に用紙載置部1Bを上昇させる(S16)。この上昇に際しては、上限検知センサP1で検知される位置に用紙載置部1Bがセットされることを確保するために行われる。
よって、嵌合部8の嵌合部材8A、8B同士の噛み合い位相を一致させて連結状態を設定することにより給紙指令と給紙ローラ2の回転開始時期との間に時間差を生じることがないとともに、連結状態設定時に生じる用紙先端位置のズレを解消することができる。
この結果、用紙先端位置を対象とする搬送状態検知を誤りなく行え、また搬送間隔も適正化してジャムなどが発生するのを防止することができる。
図8において、画像形成装置200は、図9に示す複数の作像装置210Y,210C,210M,201Kを備えたカラープリンタであるが、本発明は、カラープリンタに限らずファクシリミ装置や印刷機なども含まれる。
原稿走査装置201の下方には胴内排紙部をなす排紙トレイ202が設けられて装置外への排紙スペースを不要にしている。原稿走査装置201に近接する位置および給紙トレイ1に向かって前面側には、操作パネル200A、200Bが装備されている。
同図において画像形成装置200の内部には、4色分の作像装置210Y(イエロー)、210C(シアン)、210M(マゼンダ)、210K(黒)が並置されており、これら各作像装置の上部には、転写装置211が対向した状態で配置されている。
各作像装置210Y,210C,210M,201Kの下位には、レーザ光を照射可能な書き込み手段としての光学ユニット212が配置され、光学ユニット212の下方には、給紙装置100に備えられている給紙トレイ1が配置されている。
像担持体としての感光体ドラム213、これに作用するプロセス手段として、感光体ドラム213を帯電する帯電装置214、感光体ドラム213に残留した現像剤等を除去するクリーニング装置215が纏めてユニットに収容されている。また、ユニット内には、感光体ドラム213に形成された潜像を現像する現像装置216も収容されている。ユニットは、各作像装置210Y、210C、210M、210Kに設けられており、装置本体前面に位置する開閉カバー(図示されず)を開閉することにより装置本体に対して着脱自在とされている。
定着を終えた用紙Pは、定着ユニット226と排紙トレイ202との間に配置されている正逆回転可能な排出ローラ226により排紙トレイ202側あるいは反転搬送路RP側のいずれかに搬送される。なお、符号300K,300Y,300C,300Mは、現像装置216に対して補給するトナーを収容したトナー補給タンクを示している。
一括転写を終えた用紙Pは、定着装置225によりトナー像を定着されたうえで、排紙トレイ202あるいは反転搬送路RPのいずれかに搬送される。
なお、各作像装置210Y,210C,210M,201Kをそれぞれ用いた場合には、複数色の画像形成が行われるが、画像形成装置200では、この画像形成モードに限らず、単一色を選択して画像形成を行うことも可能である。
1B 載置部
2 給紙ローラ
3 給紙ローラ側の回転軸
5 一方向クラッチ
6 駆動伝達機構
7 搬送モータ
7A 搬送モータ側の伝達軸
8 嵌合部
8A 駆動部材
8B 被駆動部材
9 制御部
10 駆動指令部
11 給紙指令部
100 給紙装置
200 画像形成装置
M 昇降機構
P 記録媒体
P1 上限センサ
Claims (5)
- 記録媒体を収容し画像形成装置本体に対して着脱自在な給紙トレイであって、前記記録媒体が載置される上下動可能な載置部と、前記載置部を上下動させる昇降機構とを備え、前記載置部が前記昇降機構により上限位置を占めた状態において収容した記録媒体を給送可能な給紙トレイと、
前記給紙トレイが前記画像形成装置本体に対して所定の位置に装着されたセット状態を占め、かつ前記載置部が前記上限位置を占めたとき、前記給紙トレイに収容された前記記録媒体に対して接触し、前記記録媒体の繰り出しを行うために所定の方向に回転される給紙ローラと、
前記給紙ローラに駆動源からの駆動伝達を行う駆動伝達機構とを備え、
前記駆動伝達機構は、前記画像形成装置本体側に設けられ前記給紙ローラを前記所定の方向に回転させるために前記駆動源によって回転駆動される駆動部材と、前記給紙トレイ側に設けられた被駆動部材とを有し、前記被駆動部材は前記給紙トレイが前記セット状態とされると停止状態の前記駆動部材に当接して当接状態を形成し、前記載置部が前記上限位置を占めていない状態かつ前記当接状態のとき前記駆動部材が規定時間回転駆動されることにより、前記被駆動部材は前記駆動部材に対して前記給紙ローラを前記所定の方向に回転させる連結状態を形成し、前記給紙トレイに収容された記録媒体の繰り出し指示が出される前に前記連結状態が形成される給紙装置。 - 電源投入または前記セット状態を条件として、前記駆動源の回転を制御する制御部によって、前記当接状態において前記駆動部材と前記被駆動部材との相対回転が行われることで前記指示が出される前に前記連結状態が形成され、前記相対回転が行われたことと前記指示が前記制御部に入力されたこととを条件に前記繰り出しを行うことを特徴とする請求項1記載の給紙装置。
- 前記載置部が前記上限位置を占めた状態が解消された状態で前記相対回転が行われて前記連結状態が形成されることを特徴とする請求項2記載の給紙装置。
- 前記駆動源の駆動力が、前記給紙ローラを前記所定の方向に回転させる正方向の力である場合にのみ当該駆動力を前記給紙ローラに伝達する一方向クラッチを有し、
前記駆動力を前記正方向とは逆方向の力とすることによって前記相対回転が行われることにより前記連結状態が形成されることを特徴とする請求項2または3記載の給紙装置。 - 請求項1乃至4のうちの何れか一つに記載の給紙装置を有する画像形成装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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