JP6432799B2 - Paper feeding device, image forming device, and image reading device - Google Patents
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Description
本発明は、給紙装置、画像形成装置及び画像読取装置に関する。 The present invention relates to a sheet feeding device, an image forming apparatus, and an image reading apparatus.
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には、用紙束を収納した用紙トレイから用紙を1枚ずつ給送する給紙装置が装備されている。このような給紙装置の給紙方式として、FRR給紙方式やRF給紙方式が知られている。FRR方式(Feed and Reverse Roller方式)は、用紙を1枚ずつ給送するため、分離部材としてのセパレートローラにリバーストルクを掛ける。RF方式(Roller Friction方式)は当該セパレートローラにリバーストルクをかけない。図9はFRR方式の給紙機構の一例である。同図で51は給紙トレイ、52は用紙ガイド、53は底板、54は呼び出しローラ、55はフィードローラ、56はセパレートローラ、58はグリップローラ、K1は前端検知手段、K2は用紙検知手段、Pは用紙束、P1は先行紙、P2は次紙である。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles are equipped with a paper feeding device that feeds paper one by one from a paper tray that stores a bundle of paper. As a paper feeding method of such a paper feeding device, an FRR paper feeding method and an RF paper feeding method are known. The FRR method (Feed and Reverse Roller method) applies reverse torque to a separation roller as a separating member in order to feed sheets one by one. The RF method (Roller Friction method) does not apply reverse torque to the separate roller. FIG. 9 shows an example of an FRR type paper feed mechanism. In the figure, 51 is a paper feed tray, 52 is a paper guide, 53 is a bottom plate, 54 is a calling roller, 55 is a feed roller, 56 is a separation roller, 58 is a grip roller, K1 is a front end detection means, K2 is a paper detection means, P is a sheet bundle, P1 is a preceding sheet, and P2 is a next sheet.
FRR方式は、フィードローラ55とこれに圧接するセパレートローラ56とを有し、フィードローラ55は用紙の給送方向に回転するが、セパレートローラ56はトルクリミッタを介して給送方向とは逆方向に駆動力(リバーストルク)を付与される。FRR方式はリバーストルクを掛けるためRF方式よりも分離性能が高い。両方式とも、用紙前端位置と、フィードローラ55とセパレートローラ56との圧接部(フィードニップ)の位置関係がラフでも用紙分離性能に影響がないという利点を有する。このため、位置精度を上げるための余分なコストがかからず、近年主流となっているフロントローディングタイプの給紙トレイに好適な給紙方式となっている。
The FRR system has a
このFRR方式とRF方式の給紙装置では、通常、用紙は用紙束からフィードローラ55とギヤ連結された呼び出しローラ54の回転によって呼び出される。呼び出しローラ54は、用紙束Pの最上部の用紙と当接し、当該用紙(先行紙P1)を搬送方向下流側に繰り出す。そしてこの繰り出された先行紙P1が、給紙トレイ51の下流側に位置するフィードローラ55によって搬送方向下流側に給送される。先行紙P1後端が呼び出しローラ54接地点を通過する前でも、当該先行紙P1前端がさらに下流に設けられたグリップローラ58に到達すると、呼び出しローラ54を先行紙の紙面から離間させる(又は非駆動にする)ようにしている。そして、先行紙P1の前端がグリップローラ58のさらに下流側に位置する用紙検知手段K2で検知されると、この用紙検知をトリガーとして次紙P2を繰り出すべく呼び出しローラ54を給紙トレイ51の最上部の用紙(次紙P2)の紙面に当接させ(又は再駆動する)するようにしている。
In the FRR type and RF type paper feeders, the paper is normally called from the paper bundle by the rotation of the
一方、フィードローラ55は用紙ジャムを防止するため先行紙P1後端がフィードニップを越える前に駆動停止される。フィードローラ55の回転軸には一方向クラッチが接続されており、フィードローラ55の駆動を停止しても、フィードローラ55自体はグリップローラ58で搬送される用紙の搬送方向に連れ回り(従動回転)する。このようなフィードローラ55の駆動停止とセパレートローラ56の逆方向回転により、先行紙P1後端に続く形で次紙P2前端がフィードニップに到達していても、用紙分離が確実に行われ、先行紙P1と次紙P2の紙間制御不能による用紙ジャムが発生することがない。
On the other hand, the
次紙P2のスタートタイミングは、用紙の挙動が安定(スリップ率が低下)するグリップローラ58下流に設けられた用紙検知手段K2による先行紙P1前端検知をトリガーとする。当該トリガーで、先行紙P1後端に追突せず且つ所定のプリント生産性を満足する所定のタイミングで呼び出しローラ54、フィードローラ55の駆動をスタートするようにしている。
The start timing of the next paper P2 is triggered by the detection of the leading edge of the preceding paper P1 by the paper detection means K2 provided downstream of the
ところで、近年の複写機、プリンタでは高画質化と低消費電力化を狙って画像形成時の用紙速度を低く抑える必要がある一方で、プリントスピードの高速化(高プリント生産性)も要求されている。このため用紙速度は低く抑えるけれども給紙部での紙間は狭く設定することで高画質化と高プリント生産性の両立を図っている。 By the way, in recent copiers and printers, it is necessary to keep the paper speed at the time of image formation low with the aim of high image quality and low power consumption, while high printing speed (high print productivity) is also required. Yes. For this reason, the paper speed is kept low, but the gap between the papers in the paper feeding unit is set narrow to achieve both high image quality and high print productivity.
FRR方式とRF方式は、前述したようにコスト的に有利でフロントローディングタイプに好適である。しかし、従来のFRR方式とRF方式は、前述のように前端検知手段による先行紙P1前端検知をトリガーとして給紙トレイ51の次紙P2を繰り出すようにしていたので、先行紙P1と次紙P2の間の紙間が比較的広くなっていた。
As described above, the FRR method and the RF method are advantageous in terms of cost and suitable for the front loading type. However, in the conventional FRR method and RF method, as described above, the next paper P2 of the
一方、給紙トレイ51の用紙積載部の前端位置から、フィードローラ55のフィードニップまでの距離が、給紙トレイ51の前壁1aと用紙ガイド52、それに用紙少積載時の用紙カセット底板53の上昇による用紙束前端後退のため、15〜30mmの間で変化する。このため、先行紙P1と次紙P2との間に摩擦による連れ出しの有無でスタート位置に大きなバラツキが発生する。すなわち、摩擦による連れ出しがある場合、先行紙P1との摩擦によって連れ出された次紙P2が次紙P2のスタート時にはすでにフィードローラ55まで到達している場合がある。
On the other hand, the distance from the front end position of the paper stacking section of the paper feed tray 51 to the feed nip of the
次紙P2のスタートタイミングは、この最も先のフィードローラ55の位置まで連れ出された用紙が、先行紙P1後端に追突しない遅いタイミングで決定しなければならない。そうすると、最も後方の給紙トレイ51からスタートした次紙P2と先行紙P1との間の実際の紙間は、狙いの紙間よりも最大で30mm程度も大きくなってしまい、プリントスピードの高速化を阻害する要因となっていた。
The start timing of the next sheet P2 must be determined at a later timing when the sheet taken up to the position of the
そこで、このような問題に鑑み、図9のようにフィードローラ55の下流側に用紙の前端検知手段K1を設け、前記前端検知手段K1までは次紙P2を増速した搬送速度で搬送する給紙装置が提案されている(特許文献1の特開2005−213039号公報の図5参照)。
Accordingly, in view of such a problem, as shown in FIG. 9, a paper front end detection unit K1 is provided on the downstream side of the
この給紙装置では、先行紙P1後端が当該前端検知手段K1を越えた後に、前端検知手段K1が次紙P2の用紙前端を検知したところで、先行紙P1と次紙P2の間に用紙検知手段K2による検出可能な最低紙間δが確保されているか否かを判断する。すなわち、用
紙検知手段K2による先行紙P1の前端検出時点と当該用紙の長さ、それに前端検知手段K1による次紙P2の前端検出時点から紙間δを算出する。そして、次紙P2の前端がグリップローラ58下流の用紙検知手段K2に到達した時点で最低紙間δが形成されているように、フィードローラ55の搬送状態を制御するようにしている。また、前端検知手段K1による次紙P2の前端検出時に、先行紙P1前端が用紙検知手段K2まで到達していないと、次紙P2の搬送を一旦停止して次紙P2のスタート位置を確定するようにしていた。
In this paper feeding device, after the trailing edge of the preceding paper P1 exceeds the leading edge detection means K1, when the leading edge detection means K1 detects the leading edge of the next paper P2, the paper detection is performed between the preceding paper P1 and the next paper P2. It is determined whether or not the minimum sheet interval δ that can be detected by means K2 is secured. That is, the sheet interval δ is calculated from the time when the front edge of the preceding paper P1 is detected by the paper detection means K2, the length of the paper, and the time when the front edge of the next paper P2 is detected by the front edge detection means K1. Then, the conveyance state of the
しかしながら、次紙P2の給送を一旦停止すると、この停止によるタイムロスが発生する。そしてこのタイムロスを補うため、その後の給送再開でかなりの増速を要し、この増速対応のためにフィードローラ55やグリップローラ58共にかなり大型のステッピングモータが必要となり、コストアップ要因となっていた。
However, once the feeding of the next sheet P2 is stopped, a time loss due to this stop occurs. In order to compensate for this time loss, a considerable increase in speed is required when resuming feeding thereafter, and a considerably large stepping motor is required for both the
またフィードローラ55が独自の駆動源を有さず、その駆動力をグリップローラ58から得ている場合には、フィードローラ55の軸部に電磁クラッチが必要となる。しかし、このクラッチのオン・オフ回数が通常より増えるため、クラッチの寿命低下にもつながり信頼性を欠くという問題があった。
Further, when the
そこで、特許文献1の特開2005−213039号公報(図1)では、図10のように、用紙積載部(用紙束P)の前端位置と分離給送部(フィードローラ55)との間に、用紙検知手段K3を配設した改良型の給紙装置が開示されている。つまり、紙間を短縮するために、フィードローラ55の下流側に配置していた前端検知手段K1に代えて、用紙検知手段K3を配設している。そして、先行紙P1後端が分離給送部を抜ける時に前記用紙検知手段K3が「用紙無し」を検知している場合、呼び出しローラ54の駆動を止めずに次紙P2の予備繰り出しを行うようにしている。
Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-213039 (FIG. 1) of
しかし、この改良型の給紙装置でも呼び出しローラ54は用紙ジャム発生防止のために先行紙P1後端が呼び出しローラ54を抜ける前に先行紙P1の紙面から一旦離間させるか非駆動にしなければならない。そして、この離間又は非駆動の後に先行紙P1後端が分離給送部(フィードローラ55)を抜ける瞬間(引用文献1の図2の所定時間T4)を制御タイマーで捉える。同時に、当該瞬間における用紙検知手段での用紙有無を短時間で検知し、当該検知結果に基づいて呼び出しローラ54の当接又は再駆動の可否を短時間で判断する必要がある。
However, even in this improved paper feeding device, the
このため、高検知精度と検知タイミング設定のための高タイマー精度が要求され、このことが制御系にかかる負荷を増大させることで制御遅延を招来し、当該制御遅延によって却って用紙ジャムが発生しやすくなるなど制御系の不安定化が問題になる。また、呼び出しローラ54を当接・離間させるソレノイドの応答遅れのために紙間のバラツキとそれに伴う用紙ジャムの発生頻度が高くなったり、短時間の間に呼び出しローラ54の圧接と離間が繰り返されることで発生する動作音が静音化の妨げになったりしていた。
For this reason, high detection accuracy and high timer accuracy for setting the detection timing are required. This increases the load on the control system, thereby causing a control delay, and paper jam is likely to occur due to the control delay. Instability of the control system becomes a problem. In addition, due to a delay in the response of the solenoid that abuts and separates the calling
そこで本発明は、前述の課題に鑑み、FRR方式とRF方式の位置精度許容度等の設計的利点を崩すことなく、高寿命かつ低騒音で安定した給紙動作が得られる給紙装置を提供することを目的とする。 Accordingly, in view of the above-described problems, the present invention provides a sheet feeding device capable of obtaining a stable sheet feeding operation with a long service life and low noise without losing design advantages such as tolerance of positional accuracy of the FRR method and the RF method. The purpose is to do.
前記課題を解決するため本発明は、用紙積載部の前端位置から所定距離だけ搬送上流側に配置されて前記用紙積載部の最上部の用紙に当接し、当該当接した用紙を一枚ずつ搬送下流側に繰り出す呼び出しローラと、繰り出された繰り出し用紙を搬送下流側に給送するフィードローラと、及び前記フィードローラに圧接して当該圧接部を通って複数枚の繰り出し用紙が部分的に重なり合った状態で繰り出されようとしたときに当該重なり合った用紙の2枚目以降の搬送を阻止する分離部材とを有する分離給送部を備えた給紙装置において、前記用紙積載部の前端位置と前記分離給送部との間に繰り出し用紙の重なりを検知する重送検知手段を設け、所定の給送開始信号に基づき前記呼び出しローラとフィードローラを駆動し、前記フィードローラで給送している先行紙後端が前記呼び出しローラに到達するまでの間に前記重送検知手段が用紙の重なり有りを検知した場合、前記呼び出しローラによる用紙の繰り出しを停止して次紙給送タイミングで次紙の繰り出しを再開し、前記フィードローラで給送している先行紙後端が前記呼び出しローラと前記用紙積載部の前端位置との間を移動している状態で前記重送検知手段が用紙の重なり無しを検知している場合、前記呼び出しローラによる次紙の予備繰り出しを開始すると共に、当該予備繰り出し用紙の前端による前記重送検知手段の用紙の重なり有りの検知結果に基づいて、前記予備繰り出し用紙の前端が前記重送検知手段と前記分離給送部との間で停止するタイミングで、前記呼び出しローラによる繰り出しを一旦停止して次紙給送タイミングで次紙の繰り出しを再開するようにしたことを特徴とする給紙装置である。 In order to solve the above-described problems, the present invention is disposed upstream of the front end position of the paper stacking unit by a predetermined distance and contacts the uppermost paper of the paper stacking unit, and transports the contacted paper one by one. A calling roller that feeds downstream, a feed roller that feeds the fed paper to the downstream side, and a plurality of feed papers partially overlapping each other through the pressure contact portion in pressure contact with the feed roller In the sheet feeding device having a separation feeding unit having a separation member that prevents the second and subsequent sheets of the overlapped sheets from being conveyed when being fed out in a state, the front end position of the sheet stacking unit and the separation A double feed detecting means for detecting the overlap of the fed paper is provided between the feed section and the feed roller and the feed roller based on a predetermined feed start signal. If the double feed detecting means detects that there is an overlap of paper before the trailing edge of the preceding paper being fed in reaches the call roller, the paper feeding by the call roller is stopped and the next paper feed is stopped. Resuming the feeding of the next sheet at the feeding timing, and detecting the double feed in a state where the trailing edge of the preceding sheet fed by the feed roller is moving between the calling roller and the front end position of the sheet stacking unit. When the means detects that there is no overlap of sheets, it starts the preliminary feeding of the next sheet by the calling roller, and based on the detection result of the overlap of the sheets of the double feed detection means by the front end of the preliminary feeding sheet. When the front edge of the preliminary feeding paper stops between the double feed detecting means and the separation feeding unit, the feeding by the calling roller is temporarily stopped and the next paper is fed. A sheet feeding apparatus which is characterized in that so as to resume the feeding of the following sheet at the timing.
また、前記課題を解決するため本発明は、用紙積載部の前端位置から所定距離だけ搬送上流側に配置されて前記用紙積載部の最上部の用紙に当接し、当該当接した用紙を一枚ずつ搬送下流側に繰り出す呼び出しローラと、繰り出された繰り出し用紙を搬送下流側に給送するフィードローラと、前記フィードローラに圧接して当該圧接部を通って複数枚の繰り出し用紙が部分的に重なり合った状態で繰り出されようとしたときに当該重なり合った用紙の2枚目以降の搬送を阻止する分離部材とを有する分離給送部を備えた給紙装置において、前記分離部材の動作状態を検知する分離動作検知手段を設け、所定の給送開始信号に基づき前記呼び出しローラとフィードローラを駆動し、前記フィードローラで給送している先行紙後端が前記呼び出しローラに到達するまでの間に前記分離動作検知手段が分離部材の動作を検知した場合、前記呼び出しローラによる用紙の繰り出しを停止して次紙給送タイミングで次紙の繰り出しを再開し、前記フィードローラで給送している先行紙後端が前記呼び出しローラと前記用紙積載部の前端位置との間を移動している状態で前記分離動作検知手段が分離部材の非動作を検知している場合、前記呼び出しローラによる次紙の予備繰り出しを開始すると共に、当該予備繰り出し用紙の前端により前記分離部材が動作したことを前記分離動作検知手段が検知すると前記呼び出しローラによる繰り出しを一旦停止して次紙給送タイミングで次紙の繰り出しを再開するようにしたことを特徴とする給紙装置である。 Further, in order to solve the above-described problem, the present invention is arranged on the upstream side of conveyance by a predetermined distance from the front end position of the sheet stacking unit and abuts on the uppermost sheet of the sheet stacking unit. A call roller that feeds the transported downstream sheet to the downstream side, a feed roller that feeds the fed paper sheet to the transport downstream side, and a plurality of the fed sheets partially overlap each other through the pressure contact portion in pressure contact with the feed roller In a sheet feeding device including a separation feeding unit having a separation member that prevents conveyance of the second and subsequent sheets of the overlapped sheets when the paper is about to be fed out in a state of being fed, the operation state of the separation member is detected Separation operation detection means is provided to drive the calling roller and the feed roller based on a predetermined feeding start signal, and the trailing edge of the preceding paper fed by the feed roller is the calling When the separating operation detecting means detects the operation of the separating member before reaching the roller, the feeding of the sheet by the calling roller is stopped and the feeding of the next sheet is resumed at the next sheet feeding timing, The separation operation detecting means detects the non-operation of the separation member in a state where the rear end of the preceding paper fed by the feed roller is moving between the calling roller and the front end position of the paper stacking unit. In this case, preliminary feeding of the next sheet by the calling roller is started, and when the separating operation detecting means detects that the separating member is operated by the front end of the preliminary feeding sheet, the feeding by the calling roller is temporarily stopped and the next feeding is stopped. According to another aspect of the invention, there is provided a paper feeding device that resumes feeding the next paper at a paper feeding timing.
本発明は、用紙積載部の前端位置と分離給送部との間に繰り出し用紙の重なりを検知する重送検知手段を設け、フィードローラで給送している先行紙後端が呼び出しローラと用紙積載部の前端位置との間を移動している状態で重送検知手段が用紙の重なり無しを検知している場合、呼び出しローラによる次紙の予備繰り出しを開始すると共に、当該予備繰り出し用紙の前端による重送検知手段の用紙の重なり有りの検知結果に基づいて、予備繰り出し用紙の前端が重送検知手段と分離給送部との間で停止するタイミングで、呼び出しローラによる繰り出しを一旦停止して次紙給送タイミングで次紙の繰り出しを再開するようにしたので、FRR方式やRF方式等の給紙方式の位置精度許容度等の設計的利点を崩すことなく、高寿命かつ低騒音で安定した給紙動作が得られる。 The present invention provides a double feed detecting means for detecting the overlap of the fed paper between the front end position of the paper stacking portion and the separation feeding portion, and the trailing edge of the preceding paper fed by the feed roller is the calling roller and the paper When the multi-feed detection means detects that there is no overlap of sheets while moving between the front end positions of the stacking unit, the pre-feeding of the next sheet by the calling roller starts and the front end of the pre-feed sheet Based on the detection result of the overlap of the sheet by the double feed detection means by the timing, the feeding by the calling roller is temporarily stopped at the timing when the front edge of the preliminary feeding paper stops between the double feed detection means and the separation feeding section. Since the feeding of the next sheet is resumed at the timing of feeding the next sheet, it has a long service life and low noise without compromising the design advantages such as the positional accuracy tolerance of the sheet feeding method such as the FRR method and the RF method. Stable sheet feeding operation is obtained.
また本発明は、分離部材の動作状態を検知する分離動作検知手段を設け、フィードローラで給送している先行紙後端が呼び出しローラに到達するまでの間に分離動作検知手段が分離部材の動作を検知した場合、呼び出しローラによる用紙の繰り出しを停止して次紙給送タイミングで次紙の繰り出しを再開し、フィードローラで給送している先行紙後端が呼び出しローラと用紙積載部の前端位置との間を移動している状態で分離動作検知手段が分離部材の非動作を検知している場合、呼び出しローラによる次紙の予備繰り出しを開始すると共に、当該予備繰り出し用紙の前端により分離部材が動作したことを分離動作検知手段が検知すると呼び出しローラによる繰り出しを一旦停止して次紙給送タイミングで次紙の繰り出しを再開するようにしたので、分離部材を備えた給紙方式の位置精度許容度等の設計的利点を崩すことなく、高寿命かつ低騒音で安定した給紙動作が安価な構成で得られる。 The present invention also provides a separating operation detecting means for detecting the operating state of the separating member, and the separating operation detecting means until the trailing edge of the preceding paper fed by the feed roller reaches the calling roller. When an operation is detected, the paper feeding by the calling roller is stopped and the next paper feeding is resumed at the next paper feeding timing, and the trailing edge of the preceding paper fed by the feed roller is located between the calling roller and the paper stacking unit. When the separation operation detecting means detects the non-operation of the separation member while moving between the front end position, the next roller starts pre-feeding by the calling roller and is separated by the front end of the pre-feed sheet. When the separation operation detecting means detects that the member has moved, the feeding by the calling roller is temporarily stopped and the next paper feeding is resumed at the next paper feeding timing. Because, without disturbing the position design advantages of precision tolerance or the like of the paper feeding system provided with a separating member, stable sheet feeding operation is obtained with an inexpensive construction in a long life and low noise.
(画像形成装置)
以下、本発明の給紙装置を備える画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザープリンタ(以下、単に「プリンタ500」という)の一実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。その後、図4A〜図7Dに基づいて当該プリンタ500に使用する給紙装置の詳細について説明する。
なお、本発明はカラーレーザープリンタ以外の複写機、ファクシミリ、あるいは複写機、ファクシミリ、プリンタのいずれか2つ又は3つの機能を備えた複合機等の画像形成装置にも適用可能である。さらには画像形成装置を有しない画像読取装置にも適用可能である。
(Image forming device)
Hereinafter, an embodiment of a tandem type color laser printer (hereinafter simply referred to as “
The present invention is also applicable to an image forming apparatus such as a copying machine other than a color laser printer, a facsimile machine, or a multifunction machine having two or three functions of a copying machine, a facsimile machine, and a printer. Furthermore, the present invention can be applied to an image reading apparatus that does not have an image forming apparatus.
図1は、本実施形態に係るプリンタ500の概略構成図である。プリンタ500は画像形成部200、及び、これを載せる給紙部300などを備えている。
プリンタ500の装置の内部には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色の画像を形成するための画像形成部として、4つの作像部1(Y,M,C,Bk)を備えている。作像部1(Y,M,C,Bk)はそれぞれドラム状の感光体2(Y,M,C,Bk)を備え、4個の感光体2(Y,M,C,Bk)は、画像形成部200内の図中左右方向に等間隔で離間させて並列に配設されている。各感光体2(Y,M,C,Bk)はプリンタ500の動作時に、不図示の駆動源から駆動が伝達されることにより、矢印方向に回転する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
The
各感光体2(Y,M,C,Bk)の周囲には、現像装置など、電子写真方式の作像に必要な部材、装置が配備され、4つの作像部1(Y,M,C,Bk)を構成されている。本実施形態の説明では、作像する画像のトナー色に対応させるよう、便宜上各作像部1の構成部材を示す番号の後ろに、その色を表わすY(イエロー)、C(シアン)、M(マゼンタ)、Bk(ブラック)を添え字として附すことにする。特に一般的説明では、これらの添え字を省略する場合もある。
Around each photosensitive member 2 (Y, M, C, Bk), members and devices necessary for electrophotographic image formation, such as a developing device, are provided, and four image forming units 1 (Y, M, C) are provided. , Bk). In the description of the present embodiment, Y (yellow), C (cyan), and M representing the color are displayed after the number indicating the constituent member of each
プリンタ500では、用いるトナーの色が異なる点以外は、4つの作像部1(Y,M,C,Bk)は、いずれもほぼ同じ構成となっている。
In the
図2は、4つの作像部1(Y,M,C,Bk)のうちのイエロー用の作像部1Yの概略説明図である。
図2に示すように、作像部1Yには、感光体2Yの周囲に静電写真プロセスに従い帯電装置4Y、現像装置5Y、クリーニング装置3Yなど作像部材が順に配設されている。帯電装置4Yは感光体2Yと対向する帯電ローラ4aYを備え、現像装置5Yは、現像ローラ5aY、現像ブレード5bY、スクリュー5cY等を有する。また、クリーニング装置3Yは、クリーニングブラシ3aY、クリーニングブレード3bY、回収スクリュー3cY等を備える。
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of the yellow
As shown in FIG. 2, in the
感光体2Yとして、例えば直径30〜120[mm]程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機半導体層を設けた層構造よりなるものを用いることができる。なお、感光体としてはベルト状のものを用いることも可能である。
As the
図1に示すように、感光体2(Y,C,M,Bk)の下方には各色毎の画像データ対応のレーザ光8を、各帯電装置4で一様に帯電済みの各感光体2の表面に走査し、静電潜像を形成するための潜像形成手段としての露光装置80が設けられている。各帯電装置4と各現像装置5との間には、この露光装置80により照射するレーザ光8が感光体2に向けて入り込むように、細長いスペースが感光体2の回転軸の方向に確保されている。
As shown in FIG. 1, below each photoconductor 2 (Y, C, M, Bk), each
図1に示す露光装置80は、レーザ光源、ポリゴンミラー等を用いたレーザスキャン方式の露光装置で、不図示の4個の半導体レーザから、形成すべき画像データに応じて変調したレーザ光8(Y,C,M,Bk)を発する。露光装置80は金属あるいは樹脂製の筐体により、光学部品、制御用部品を収納し、上面の出射口には、透光性の防塵部材を備えている。図1に示すプリンタ500では1個の筐体で構成されているが、複数の露光装置を、各作像部に個別に設けることもできる。また、レーザ光を採用する露光装置のほかに、公知のLEDアレイと結像手段とを組合せた露光装置も採用できる。
An
イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色トナーは、各色を扱う現像装置5(Y,C,M,Bk)で消費されると、不図示のトナー検知手段により検知される。そして、プリンタ500の上部に備える各色のトナーを収納している4つのトナーカートリッジ40(Y,C,M,Bk)から、不図示のトナー補給手段により、各現像装置5に供給される。
When the yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) toners are consumed by the developing devices 5 (Y, C, M, and Bk) that handle the respective colors, toner detection (not shown) is performed. Detected by means. Then, the toner is supplied from the four toner cartridges 40 (Y, C, M, Bk), which are provided in the upper part of the
各トナーカートリッジ40の外殻は、樹脂や紙等からなる容器で、一部に排出口を備え、プリンタ500の装着部400に容易に着脱できる。装着したとき、この排出口がプリンタ500本体に設けた個別のトナー補給手段と結合する。また、プリンタ500では、各色のトナーカートリッジ40が誤って装着されて別の色を扱う現像装置にトナーが補給されないよう、装着部400とトナーカートリッジ40の形状が対をなすようにするなど、誤装着防止手段が設けてある。
The outer shell of each toner cartridge 40 is a container made of resin, paper, or the like, and is provided with a discharge port in part and can be easily attached to and detached from the mounting
現像装置5には、図2のイエロー用の作像部1Yで代表的に示すように、トナーとキャリヤの攪拌、搬送用のスクリュー5cYが2本備えてある。現像装置5Yがプリンタ500に装着されているとき、上述のトナー補給手段の一端が、図2で左側のスクリュー5cYの上部に接続される。スクリュー5cYによりトナーは、矢印方向に回転する現像ローラ5aYに供給されるが、現像ブレード5bYにより、現像ローラ5aY表面のトナー層の厚みが所定の厚みになるよう規制される。
The developing
現像ローラ5aYは、ステンレスやアルミニュウム製の円筒で、回転可能にかつ感光体2Yとの距離が正規に確保されるように現像装置5Yのフレームに支持され、内部には所定の磁力線が構成されるようにマグネットが備えてある。レーザ光8により各感光体2の表面に形成された色毎の静電潜像は、所定の色のトナーを扱う現像装置5により現像され、顕像となる。
The developing roller 5aY is a cylinder made of stainless steel or aluminum, and is supported by the frame of the developing
感光体2(Y,C,M,Bk)の上部には、中間転写ユニット6が配備されている。複数のローラ6b,6c,6d、6eに掛け渡された像担持体としての中間転写ベルト6aを備え、不図示の駆動源によって駆動が伝達されるローラ6bが回転することにより中間転写ベルト6aが矢印方向に走行する。この中間転写ベルト6aは無端状で、現像装置5との対向部を通過したあとの各感光体2の表面が接触するように掛け渡されている。ベルト内周部には各感光体2に対向させて4つの一次転写ローラ7(Y,C,M,K)が設けられている。
An
中間転写ベルト6aの外周部には、クリーニング対向ローラ6eに対向する位置にベルトクリーニング装置6hが設けられている。このベルトクリーニング装置6hは中間転写ベルト6aの表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。このベルトクリーニング装置6hに対向するクリーニング対向ローラ6eは、中間転写ベルト6aにテンションを与える機構を備える。常に適切なベルトテンションを確保するため移動するが、クリーニング対向ローラ6eの中間転写ベルト6aを挟んで対向するベルトクリーニング装置6hも連動して移動が可能となっている。
A
この中間転写ベルト6aとしては、例えば、基体の厚さが50〜600[μm]の樹脂フィルム或いはゴムを基体とするベルトが好適である。当該ベルトは、各感光体2が担持するトナー像を、各一次転写ローラ7に印加するバイアスにより静電的にベルト表面に転写を可能とする抵抗値を有する。なおプリンタ500が備える中間転写ベルト6aに関連する各部材は、中間転写ベルト6aと一体的に支持され中間転写ユニット6として構成してあり、プリンタ500に対して着脱が可能となっている。
As the
中間転写ベルト一例として、中間転写ベルト6aは、ポリアミドにカーボンを分散し、その体積抵抗値は、106〜1012[Ωcm]程度に抵抗が調整されたものである。また、中間転写ベルト6aはベルトの走行を安定させるための不図示のベルト寄り止めリブを、ベルト片側あるいは両側端部に設けてある。
As an example of the intermediate transfer belt, the
一次転写ローラの一例として、プリンタ500の一次転写ローラ7は芯金たる金属ローラの表面に、導電性ゴム材料を被覆したもので、芯金部に、不図示の電源からバイアスが印加される。導電性ゴム材料はウレタンゴムにカーボンが分散され、体積抵抗105[Ωcm]程度に抵抗が調整されている。なお、一次転写ローラとしては、ゴム層を有さない金属ローラも採用が可能である。
As an example of the primary transfer roller, the primary transfer roller 7 of the
中間転写ベルト6aの外周で、支持ローラとしての二次転写対向ローラ6bと中間転写ベルト6aを挟んで対向する位置には、二次転写ローラ14aが設けてある。二次転写ローラ14aは芯金たる金属ローラの表面に、導電性ゴムを被覆したもので、芯金部に、電源14bからバイアスが印加される。上記導電性ゴムにはカーボンが分散されており、体積抵抗は107[Ωcm]程度に抵抗が調整されたものである。
On the outer periphery of the
二次転写ローラ14aは二次転写対向ローラ6bと対向する位置で中間転写ベルト6aに当接し、二次転写部としての二次転写ニップを形成している。二次転写ニップでは、中間転写ベルト6aと二次転写ローラ14aの間に記録媒体である転写紙S(用紙)を通過させながら、バイアスを印加することで中間転写ベルト6aが担持するトナー画像が転写紙Sに静電的に転写される。
The
露光装置80の下方の給紙部300には複数段、例えば2段の給紙カセット9A,9Bが引き出し可能に配設されている。これらの給紙カセット内に収納された転写紙Sは、対応する呼び出しローラ5410A,10Bの回転により選択的に送り出され、分離ローラ11A,11Bと、搬送ローラ対12A,12Bにより給紙路P1に送られる。
A plurality of, e.g., two-stage sheet cassettes 9 </ b> A and 9 </ b> B are arranged in the
給紙路P1には、二次転写部へ転写紙Sを送り出す給送タイミングをとるため、一対ローラからなるタイミングローラ対13が設けてある。転写紙Sは、タイミングローラ対13から、中間転写ベルト6aと二次転写ローラ14aで構成される二次転写ニップに向けて搬送される。
In the paper feed path P1, a
プリンタ500は図1中の右側に手差し給紙部としての手差しトレイ25を備えており、この手差しトレイ25は、使用しないときに回動させてプリンタ500本体の一部であるの側方フレームFに収納が可能である。
手差しトレイ25に収納された最上位の転写紙Sは、手差し呼び出しローラ26により給紙される。そして確実に一枚だけ搬送されるように分離手段としてのリバースローラ27で分離され、搬送ローラ対である22、24により給紙路P1を経てタイミングローラ対13に送られる。
The
The uppermost transfer sheet S stored in the
二次転写ニップの上方には加熱手段を有する定着装置15が設けられている。プリンタ500が備える定着装置15ではヒータを内蔵した定着ローラ15aと、この定着ローラ15aに対し加圧しながら当接する加圧ローラ15bとから構成されている。定着装置としては、このような構成に限らず、ベルトを採用したタイプ、また加熱の方式もIHを採用したものなど、適宜採用できる。
A fixing
切換ガイド63は回動可能で、図示の状態とすることで、定着の終了した転写紙Sが排紙路を形成するガイド部材61aに案内される。ガイド部材61aに案内された転写紙Sは、排紙ローラ62の回転によって図1中矢印Dで示すように排紙され、画像プリンタ500の上部の排紙トレイ60上にスタックさせる。
The switching
図1のプリンタ500は、転写紙Sの両面に自動的に画像を形成することができるよう、転写紙Sの反転、再給紙のための再給紙路やローラを備えた両面ユニットを有している。具体的には、側方フレームFの内部にスイッチバック路P5と再給紙路P6とを備え、給紙路P1へ片面に画像形成を終えた転写紙Sを搬送させるよう、切換ガイド63、第二切換ガイドG2及び第三切換ガイドG3を備えている。
The
また、不図示の駆動源に接続されて駆動源を制御することにより反転可能な反転ローラ18a及び反転ローラ22等を備えている。反転ローラ22には、ローラ23と24が当接している。この反転ローラ22が時計方向に回転するとき、ローラ24と協働して手差しトレイ25からの用紙搬送を行う。また反時計方向に回転するとき、ローラ23と協働して再給紙路P6内の転写紙Sをタイミングローラ対13の方向に再給紙させる。
In addition, a reversing
切換ガイド63が図示の状態から時計方向に回動すると、定着の終了した転写紙Sは、ローラ対17により反転搬送路P4に案内され、第二切換ガイドG2を経て反転ローラ対18へと搬送され、一旦スイッチバック路P5に送られる。転写紙Sがスイッチバック路P5に送られた後、反転ローラ対18の反転ローラ18aが反時計方向に回転し、かつ第二切換ガイドG2が反時計方向に回動することで、転写紙Sはスイッチバック路P5から再給紙路P6へ送られる。再給紙路P6で、ローラ対15c、20及び14c、21により搬送される転写紙Sはさらにローラ対22、23に搬送され、タイミングローラ対13に到達する。
When the switching
図1に示すプリンタ500では、給紙部300の下部に追加の給紙部である給紙装置50を備えている。図1に示す給紙装置50では2個の給紙カセット9C、9Dを備えているが、さらに個数を増やしたタイプのものも採用でき、用紙収納数を多くした給紙カセットを内蔵したタイプでもよい。
The
プリンタ500は、定着装置15の上方で、ローラ対17の搬送方向下流にある第三切換ガイドG3が、図1の状態から反時計方向に回動し、定着後の転写紙Sを案内し、排紙路P8に搬送させ、図示していない別の排紙装置に排出させることができる。この別の排紙装置としては、例えば数段の排紙トレイを有するビントレイである。
In the
次に、プリンタ500で、転写紙Sの片面に画像を形成する片面印刷時の動作について説明する。
まず、露光装置80の作動により半導体レーザから出射されたイエロー用の画像データ対応のレーザ光8Yが、帯電ローラ4aYにより一様帯電された感光体2Yの表面に照射されることにより静電潜像が形成される。
この静電潜像は現像ローラ5aYによる現像処理を受けてイエロートナーで現像され、可視像となり、感光体2Yと同期して移動する中間転写ベルト6a表面に一次転写ローラ7Yによる転写作用を受けて一次転写される。このような潜像形成、現像、一次転写動作は他の感光体2(C,M,Bk)でもタイミングをとって順次同様に行われる。
Next, an operation during single-sided printing in which the
First, an electrostatic latent image is obtained by irradiating the surface of the
This electrostatic latent image is subjected to development processing by the developing roller 5aY and is developed with yellow toner, becomes a visible image, and receives a transfer action by the
この結果、中間転写ベルト6aの表面上には、イエローY、シアンC、マゼンタM、及びブラックBkの各色トナー画像が、順次重なり合った4色トナー画像として担持され、矢印の方向に表面移動する中間転写ベルト6aとともに搬送される。一方、中間転写ベルト6aを挟んで一次転写ローラ7と対向する位置を通過した感光体2の表面は、クリーニング装置3により、残存するトナーや異物がクリーニングされる。
As a result, yellow Y, cyan C, magenta M, and black Bk toner images are carried on the surface of the
中間転写ベルト6a上に形成された4色トナー画像は、中間転写ベルト6aと同期して搬送される転写紙S上に、二次転写ローラ14aによる転写作用を受けて転写される。そして、中間転写ベルト6a側ではその表面が、ベルトクリーニング装置6hによりクリーニングされ、次の作像・転写工程に備える。画像が転写された転写紙Sは、定着装置15による定着作用を受け、排紙ローラ62により排紙トレイ60に、画像面が下向き(フェースダウン)で排紙される。
The four-color toner image formed on the
次に、プリンタ500で、転写紙Sの両面に画像を形成する両面印刷時の動作について説明する。
上述した片面印刷時と同様の作用により、その片面に中間転写ベルト6aから画像を転写され、定着装置15を通過した転写紙Sを、切換ガイド63によりローラ対17へ向けて案内する。ローラ対17の搬送方向下流側に設けてある第三切換ガイドG3と反転搬送路P4を経て、図1の回動位置にある第二切換ガイドG2の上方に進む転写紙Sは、反転ローラ対18によってスイッチバック路P5へ搬送される。
Next, an operation at the time of duplex printing in which the
The transfer sheet S having the image transferred from the
このとき、反転ローラ18aは時計方向に回転駆動する。スイッチバック路P5内のローラ対19も正逆転が可能なローラ対であり、転写紙Sを一旦スイッチバック路P5に受け入れた後逆転させ、転写紙Sを逆送させる。ローラ対19及び反転ローラ対18の回転方向を逆転するときには、第二切換ガイドG2は、図1に示す姿勢から反時計方向に回動する。
At this time, the
そして、転写紙Sのスイッチバック路P5に入るまで後端であったほうを前端としてローラ対15c、20と14c、21により再給紙路P6内を搬送し、給紙路P1に向けて搬送し、タイミングローラ対13に到達させる。その後、タイミングローラ対13でタイミングをとって、片面に画像を有している転写紙Sを再度、二次転写ローラ14aと中間転写ベルト6aとが対向する二次転写ニップに向けて搬送し、中間転写ベルト6a上のトナー画像が転写紙Sの他面側に転写される。
The pair of
転写紙Sの第二面に形成すべき画像は、転写紙Sが所定のところまで搬送されたとき、開始される作像工程により順次形成される。この場合の作像工程もまた前述の片面印刷時のフルカラートナー画像形成と同様であり、このフルカラートナー画像を中間転写ベルト6a上に担持させる。ただし、転写紙Sは搬送路で前後が反転されているため、最初に作像されたときに対し、用紙搬送方向で逆から作像されるよう、露光装置80から出射される画像データの作成が制御、実行される。
Images to be formed on the second surface of the transfer paper S are sequentially formed by an image forming process that is started when the transfer paper S is conveyed to a predetermined position. The image forming process in this case is also the same as the above-described full-color toner image formation during single-sided printing, and this full-color toner image is carried on the
このようにして両面にフルカラートナー像が転写された転写紙Sは再度、定着装置15による定着処理を経て排紙ローラ62により排紙トレイ60上に排紙される。なお、プリンタ500では、両面作像の効率を上げるため、搬送路には同時に数枚の転写紙Sを搬送させることができる。また、転写紙Sの表、裏に形成すべき画像の形成タイミングは制御手段(不図示)により実行される。
The transfer sheet S having the full-color toner image transferred on both sides in this way is again discharged onto the
また、プリンタ500では、感光体2上に形成されるトナー像の極性はマイナスであり、一次転写ローラ7にプラスの電荷を与えることで感光体2上のトナー像は中間転写ベルト6a表面に転写される。また、二次転写ローラ14aにプラスの電荷を与えることで中間転写ベルト6a表面のトナー像が、転写紙Sに転写される。
In the
なお、これらの片面印刷、両面印刷動作に関して、フルカラー印刷を実行させる例で説明したが、ブラックによるモノクロ印刷時にあっては、使用されない感光体が存在する。使用されない感光体2(Y,M,C)及び現像装置5(Y,M,C)を稼動させないだけでなく、これらの使用されない感光体2(Y,M,C)と中間転写ベルト6aとを非接触に保つための機構を備えている。プリンタ500では、ローラ6dと一次転写ローラ7Y、7Cおよび7Mを支持する内部フレーム6fを、フレーム軸6gを中心に回動可能に支持している。
The single-sided printing operation and the double-sided printing operation have been described with reference to an example in which full-color printing is performed. However, there are photosensitive members that are not used during black-and-white monochrome printing. Not only do not operate the unused photoreceptor 2 (Y, M, C) and the developing device 5 (Y, M, C), but these unused photoreceptor 2 (Y, M, C), the
モノクロ印刷時には、内部フレーム6fを感光体2(Y,M,C)から遠ざかる方向(図1で時計方向)に回動させることにより、感光体2Kだけが中間転写ベルト6aと接触して、作像工程を実行することにより、ブラックトナーによるモノクロ画像を作成する。このように、モノクロ印刷時には使用しない作像部1(Y,M,C)の感光体2(Y,M,C)を中間転写ベルト6aから離間し、感光体2(Y,M,C)及び現像装置5(Y,M,C)を停止させることは、作像部1(Y,M,C)の寿命向上の点で有利である。
At the time of monochrome printing, the inner frame 6f is rotated in the direction away from the photosensitive member 2 (Y, M, C) (clockwise in FIG. 1), so that only the photosensitive member 2K comes into contact with the
プリンタ500では、メンテナンスや部品交換等の必要性が生じた場合には、不図示の外装カバー等を開放し、メンテナンスをおこなう。このメンテナンスのときには、図1に示した作像部1を構成する各部材を一体的に支持してユニット化したプロセスカートリッジとして交換すると操作性がよい。
In the
また、図1に示す作像部1をプロセスカートリッジとして構成したとき、プリンタ500への装着用のガイド部や把手を設けて着脱を容易なものとする。その他プロセスカートリッジの特性や稼動の状況を記憶する記憶装置(例えばICタグ)などを備えておくと、保守の指針となり、プロセスカートリッジの保守管理上の利便性が高まる。
Further, when the
さらに、中間転写ユニット6に関してメンテナンスや交換等をする場合、中間転写ベルト6aと各感光体2とを離間させ、プリンタ500本体に対して中間転写ユニット6を引出すように構成しても良い。
Further, when maintenance or replacement is performed with respect to the
図3は、図1の状態のプリンタ500から側方フレームFを開放した状態の側方フレームF近傍の説明図である。側方フレームFは、両面ユニット30と2次転写ユニット14とを備えており、下方の回動軸Faを回動中心としてプリンタ500に対して回動可能であり、図1の状態から側方フレームFを回動させると、図3に示すように上方を開放可能な構造にしてある。
FIG. 3 is an explanatory view of the vicinity of the side frame F in a state where the side frame F is opened from the
また、側方フレームFの上面には、被係合部材たる係合突起71が設けられている。この係合突起71は、2次転写ユニット14および両面ユニット30をプリンタ500に装着するべく、側方フレームFを閉じる方向に移動させる際、プリンタ500の上部に設けた引き込み装置70の係合部と係合する。側方フレームFの被係合部材たる係合突起71が引き込み装置70の係合部と係合すると、引き込み装置70が側方フレームFをプリンタ500側に引き込む。
Further, on the upper surface of the side frame F, an
引き込み装置70でフレームを引き込んでいくと、ストッパ部材31のガイド部31aが阻止部材32と当接する。そして、引き込み装置70の引き込み力でストッパ部材31が回動して阻止部材32を乗り越えて、側方フレームFが閉じ、2次転写ユニット14および両面ユニット30が装着位置に装着される。
When the frame is retracted by the retracting
側方フレームFの開放に先立ち、図示しないロックレバーの操作により、側方フレームFに設けられたストッパ部材31を回動させて、ストッパ部材31をプリンタ500側に設けられた阻止部材32から外し、ストッパ機能を解除して開放させる。図3に示すように、側方フレームFを開放することにより、複数の搬送路(P1,P2,P6)が開放できるため、これらの搬送路で発生したジャムの転写紙Sの処置が容易にできる。
Prior to opening the side frame F, the
転写後搬送路P2とスイッチバック路P5とを筺体の両面に形成した二次転写ユニット14は、ローラ23の中心を回動中心としており、側方フレームFを図3のように開放したとき、二次転写ローラ14aが中間転写ベルト6aから離れる。さらに、ローラ14cがローラ21と離れるように、二次転写ユニット14に回動習性を与えてある。この二次転写ユニット14は、内部に電源14bを備え、ケース外部は転写紙Sの搬送機能を有したユニットである。
The
定着装置15も搬送用ローラ15cと搬送用のガイド面を有しており、一部が再給紙路P6を構成している。この定着装置15は、図3の状態で、図の右方に引き出し可能に支持されている。従って定着装置15内部で発生した用紙ジャムの処理も容易にできる。
The fixing
搬送用ローラ15cは、不図示のスプリングによりローラ20側に付勢されており、搬送用ローラ14cは、不図示のスプリングによりローラ21側に付勢されている。また、搬送ローラ対12A,12Bのプリンタ500側のローラは、不図示のスプリングにより搬送ローラ対12A,12Bの側方フレームF側のローラ12Aa、12Ba側に付勢されている。
The conveying
その結果、側方フレームFが、図1の閉位置にあるとき、側方フレームFは、搬送用ローラ15c、搬送用ローラ14c、搬送ローラ対12A,12Bのプリンタ500側のローラにより開く方向に付勢される。その結果、ストッパ部材31のストッパ面31bと阻止部材32とが当接し、側方フレームFが位置決めされる。
As a result, when the side frame F is in the closed position in FIG. 1, the side frame F is opened in a direction to be opened by the rollers on the
(給紙装置−タイプ1)
以上、画像形成装置としてのプリンタ500について説明したが、次にこのプリンタ500に使用する給紙装置(タイプ1及びタイプ2)を図4A〜図7Dに基づいてさらに詳しく説明する。図4Aの給紙装置(タイプ1)と図4Bの給紙装置(タイプ2)は、図1の追加の給紙装置50として示しているが、その上に設けた給紙部300にも同様に適用可能である。
(Paper Feeder-Type 1)
The
給紙装置50は、前述したようにFRR方式とRF方式の位置精度許容度等の設計的利点を崩すことなく、高寿命かつ低騒音で安定した給紙動作が得られるようにしてある。また、紙間摩擦バラツキの大きい紙種に対しても用紙に負担をかけることなく、給紙スタート時の紙間を最小限の距離に保つことによって紙間摩擦バラツキを低減し、高プリント生産性を達成可能にしてある。
As described above, the
また、給紙装置50は紙厚大の用紙で生じる搬送不具合を回避して高プリント生産性を安定した給紙搬送で実現可能にしてある。給紙装置50は以上の作用効果が得られるように、前述した従来の図9や図10の給紙装置の用紙積載部(用紙束P)の前端位置とフィードローラ55のフィードニップとの間(フィードニップの位置を含む)に、図4Aのように重送検知手段K4を配設している。重送検知手段K4の配設位置によって、図5A〜図5Cのように3つの給紙装置50の例を示す。
In addition, the
また、フィードローラ55とグリップローラ58の搬送速度に差をつけた給紙装置50の例を図5Dに示す。この図5Dの給紙装置50は搬送速度V1、V2の差(V2<V1)を除いて図5Aと同じである。なお、この搬送速度V1、V2の差を図5Bと図5Cの給紙装置50に適用することも可能である。以下、給紙装置50の詳細を説明する。
Further, FIG. 5D shows an example of the
(給紙装置の構成−タイプ1)
給紙装置50は図4Aに示すように、上部が開放された箱状の給紙トレイ51を有し、この給紙トレイ51の内部に平らな底板53が配設されている。底板53はその一端部の支軸53aを中心として上下方向に揺動可能とされ、図示しない付勢手段によって上方に回動付勢されている。この給紙トレイ51の上方の前記支軸53aとは反対側に呼び出しローラ54が配設され、この呼び出しローラ54が底板53上に積層された用紙束Pの最上部の1枚の用紙に当接して回転することで用紙を1枚ずつ繰り出すようにしている。
(Configuration of paper feeder-Type 1)
As shown in FIG. 4A, the
呼び出しローラ54は図5Aのように、用紙束Pの前端位置から距離γだけ上流側に配置されている。これにより、呼び出しローラ54を連続的に駆動すると、先行紙P1の後端と次紙P2の前端を距離γで重なり合わせた状態で繰り出すことができるようになっている。呼び出しローラ54は独自の駆動源で駆動することも可能であるが、この実施形態では次に述べるフィードローラ55の駆動源でクラッチを介して駆動されるようにしている。
As shown in FIG. 5A, the calling
呼び出しローラ54の前方に分離給送部としてのフィードローラ55とセパレートローラ56が上下に対向した状態で配設されている。フィードローラ55の回転軸の位置は固定であるが、分離部材であるセパレートローラ56の回転軸はフィードローラ55側に移動可能に支持され、バネ56aによってフィードローラ55側に付勢されている。そしてフィードローラ55とセパレートローラ56の当接部分でいわゆる「フィードニップ」が形成され、このフィードニップに用紙が挟み込まれることによって用紙が一枚ずつ矢印方向に給送されるようになっている。
In front of the calling
フィードローラ55は一方向クラッチを介して用紙の給送方向に回転駆動されるが、セパレートローラ56はトルクリミッタを介して給送方向とは逆方向に駆動可能とされている。このセパレートローラ56はフィードニップでの1枚挟持時はトルクリミッタが滑ることによってフィードローラ55に当接して従動回転するが、2枚以上挟持されると逆方向駆動により用紙の重送が防止されるようになっている。すなわち、フィードニップに2枚以上の用紙が挟持されると、最上紙一枚のみがフィードローラ55によって給送され、残りの用紙は用紙前端をセパレートローラ56に当接した状態で停止されるようになっている。
The
用紙積載部(用紙束P)の前端位置とフィードローラ55のフィードニップとの間には、図5Aに示すように重送検知手段K4が配設されている。この重送検知手段K4は光学式や超音波式が知られている。光学式は例えば特開2006−321215号公報に記載のように発光素子と受光素子を有し、両者の間に用紙が2枚以上侵入すると受光素子により検知される受光量に基づいて重送の有無を検知する。
As shown in FIG. 5A, double feed detecting means K4 is disposed between the front end position of the paper stacking section (paper bundle P) and the feed nip of the
超音波式は例えば特開2004−284806号公報に記載のように超音波を発振する発振器と超音波を受振する受振器を有し、受振器により受信される超音波の波形に基づいて重送の有無を検知する。この実施形態では光学式の重送検知手段K4として上側に発光素子K4aを配設し、下側に受光素子K4bを配設している。そして両者の間に用紙が2枚以上進入してきた場合に受光素子K4bにより検知される受光量に基づいて重送の有無を検知するようにしている。 The ultrasonic type has, for example, an oscillator that oscillates ultrasonic waves and a geophone that receives ultrasonic waves as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-284806, and performs multiple feeding based on the waveform of the ultrasonic waves received by the geophone. The presence or absence of is detected. In this embodiment, a light emitting element K4a is disposed on the upper side as the optical double feed detecting means K4, and a light receiving element K4b is disposed on the lower side. The presence or absence of double feeding is detected based on the amount of light received by the light receiving element K4b when two or more sheets enter between them.
重送検知手段K4は、図5Aのようにその光軸がフィードニップから距離βだけ上流側に離れて配設されている。この距離βは、呼び出しローラ54による繰り出し時の紙間を最小(先行紙P1の後端と次紙P2の前端との重なり長さを最大のγ)に設定しても、フィードニップに2枚以上の用紙が挟み込まれない距離に設定されている。すなわち次紙P2の前端が先行紙P1の後端と重合した状態ではフィードニップに到達しない距離に設定されている。
As shown in FIG. 5A, the double feed detecting means K4 is disposed such that its optical axis is spaced upstream from the feed nip by a distance β. Even if the distance β is set to the minimum (the maximum overlap length between the rear end of the preceding paper P1 and the front end of the next paper P2) between the papers when being fed by the calling
また、図5Bでは重送検知手段K4の光軸がフィードニップから距離ηだけ上流側に離して配設され、図5Cでは重送検知手段K4の光軸がフィードニップの位置に一致して配設されている。このように、重送検知手段K4の光軸の位置は、フィードニップの上流側に離間させる距離を変えて配設することが可能である。 5B, the optical axis of the double feed detecting means K4 is arranged at a distance η upstream from the feed nip, and in FIG. 5C, the optical axis of the double feed detecting means K4 is arranged to coincide with the position of the feed nip. It is installed. As described above, the position of the optical axis of the double feed detecting means K4 can be arranged by changing the distance away from the upstream side of the feed nip.
そしてこのように上流側に離間させる距離が異なることに対応して、各給紙装置の制御フローチャートを図6A〜図6Cのように異ならせている。図5Aの給紙装置は図6Aのフローチャートで制御され、図5Bと図5Cの給紙装置はそれぞれ図6Bと図6Cのフローチャートで制御されるようになっている。これらフローチャートについては後述する。 Corresponding to the fact that the distance to be separated to the upstream side is different as described above, the control flowcharts of the respective sheet feeding apparatuses are different as shown in FIGS. 6A to 6C. The sheet feeding device of FIG. 5A is controlled by the flowchart of FIG. 6A, and the sheet feeding devices of FIGS. 5B and 5C are controlled by the flowcharts of FIGS. 6B and 6C, respectively. These flowcharts will be described later.
フィードローラ55の下流側には、フィードローラ55のフィードニップから距離Lだけ離間して、グリップローラ58が配設されている。このグリップローラ58はフィードローラ55で送られてきた用紙の前端をグリップしてさらに下流側へと搬送するものである。グリップローラ58の下流側には用紙検知手段K2が配設されている。この用紙検知手段K2によって先行紙P1の前端が検知されると、この用紙検知をトリガーとして次紙P2を繰り出すべく呼び出しローラ54を給紙トレイ51の用紙束Pの最上部の用紙(次紙P2)の紙面に当接させる(又は再駆動する)ようにしている。
On the downstream side of the
(給紙装置の作動−タイプ1)
(図5Aの給紙装置の作動)
給紙装置50は以上のように構成されており、用紙束Pの最上部に呼び出しローラ54が当接した状態で、グリップローラ58、呼び出しローラ54及びフィードローラ55が駆動されることで給紙が開始される。呼び出しローラ54が図4Aの矢印方向に回転すると用紙束Pの最上部の用紙が繰り出され、この繰り出された用紙の前端がフィードローラ55のフィードニップに挟まれる。その後、用紙はフィードローラ55によって搬送下流側に搬送され、グリップローラ58に用紙前端がグリップされて用紙検知手段K2で用紙の前端が検知されると、フィードローラ55の駆動が停止されてフィードローラ55が従動回転になる。
(Paper Feeder Operation-Type 1)
(Operation of the paper feeder in FIG. 5A)
The
呼び出しローラ54は重送検知手段K4が用紙の重なり「無し」を検知している限り連続的に繰り出し作動し、先行紙P1に続いて次紙P2が図5Aのように距離γで重なり合った状態で連続して繰り出される。呼び出しローラ54の繰り出し作動は給紙スタート時から重送検知手段K4の用紙の重なり「有り」検知を除いて途切れずに継続して行って良い。また、フィードローラ55だけで繰り出し用に十分な搬送力が得られる場合は呼び出しローラ54による繰り出し作動を適宜中断してもよい。
The calling
先行紙P1に図5Aのように重なり合った状態で繰り出された次紙P2は、重送検知手段K4によって距離γの前端が重なり「有り」として検知される。このように重送検知手段K4が重なり「あり」を検知すると、当該検知時点から「所定のタイミング」で呼び出しローラ54の駆動を停止する。「所定のタイミング」とは、次紙P2の前端が重送検知手段K4の光軸とフィードニップとの間で停止することができるタイミングである。例えば図5Aのように「所定のタイミング」で搬送される用紙の距離をαとすると、この距離αはフィードニップまでの距離βを超えない範囲で任意の距離に設定する。
The next paper P2 fed out in the state of being overlapped with the preceding paper P1 as shown in FIG. 5A is detected by the double feed detecting means K4 as having the front end of the distance γ overlapping and “present”. Thus, when the double feed detecting means K4 detects that there is an overlap, the driving of the calling
呼び出しローラ54の駆動を停止するにはフィードローラ55の駆動源に接続するクラッチを遮断するが、重なり「あり」の検知と同時にクラッチを遮断しても、クラッチの応答性でいくらかの駆動停止距離が出る。この駆動停止距離は給紙装置によって異なるが、予め計測し確認しておくことが可能であり、「所定のタイミング」にはこの駆動停止距離が含まれる。このように呼び出しローラ54を所定のタイミングで停止することにより、次紙P2のスタート位置をフィードニップ直近上流側の所定位置に安定的に定めることができる。
In order to stop the driving of the calling
次紙P2のスタートタイミングは従来同様であり、用紙の挙動が安定(スリップ率が低下)するグリップローラ58の下流に設けられた用紙検知手段K2による先行紙P1前端検知をトリガーとする。そして次紙P2前端が先行紙P1後端に追突せず、かつ所定のプリント生産性を満足する所定のタイミングで呼び出しローラ54、フィードローラ55の駆動が繰り返される。この「所定のタイミング」については、後述の図5Bの給紙装置の作動説明で距離ηと関連して説明する。
The start timing of the next paper P2 is the same as in the prior art, and the detection of the leading edge of the preceding paper P1 by the paper detection means K2 provided downstream of the
本発明の実施形態に係る給紙装置50では、前述のように呼び出しローラ54とフィードローラ55との間で用紙有無を検知するための紙間を作る必要がない。この点、図8や図9の従来の給紙装置のように用紙前端検知のための紙間形成が必要なものと比べると、給紙装置50のプリント生産性を高めることができる。また図9の従来機種のような給紙の増速が不要のためフィードローラ55の駆動源の電力消費を押さえることができ、さらに紙間短縮により給紙装置全体の搬送速度も低減できるから装置全体の省エネ化を図ることができる。
In the
また、重送がない場合は先行紙P1後端が呼び出しローラ54の接地点を越える前に呼び出しローラ54の繰り出し作動を一旦止める必要がない。従って、呼び出しローラ54とフィードローラ55で共通の駆動源を使用している場合でも、呼び出しローラ54を紙面から離間する動作が不要となる。また、重送発生により呼び出しローラ54による繰り出しを停止する場合はフィードローラ55も含めた繰り出し駆動を止めて良いなど制御負荷を低減できる上、クラッチなどの断続回数低減による長寿命化や静音化が可能となる。
When there is no double feed, it is not necessary to temporarily stop the feeding operation of the calling
また、次紙P2検知を従来の図10のように先行紙P1後端がフィードニップを抜ける瞬間を捉えて用紙検知手段K3で検知するのに比べると、重送検知手段K4による重送有無の検知には時間的余裕がある。このため、先行紙P1後端がフィードニップを抜ける瞬間を高精度な制御タイマーでカウントする必要がなく、制御手段を司るCPUにかかる制御負荷を低減できる。このCPUの負荷低減により制御遅延などによるジャムの発生を抑え、安定した給紙搬送を実現することができる。 Compared to the detection of the next paper P2 by the paper detection means K3 by detecting the moment when the trailing edge of the preceding paper P1 passes through the feed nip as shown in FIG. There is enough time for detection. For this reason, it is not necessary to count the moment when the trailing edge of the preceding paper P1 passes through the feed nip with a highly accurate control timer, and the control load on the CPU that controls the control means can be reduced. By reducing the load on the CPU, it is possible to suppress the occurrence of a jam due to a control delay or the like, and to realize a stable paper feed conveyance.
(図5Bの給紙装置の作動)
図5Bの給紙装置では、重送検知手段K4の光軸がフィードニップから距離ηだけ上流側に離して配設されている。距離ηは前述した呼び出しローラ54の駆動停止距離である。この図5Bの給紙装置は、呼び出しローラ54の繰り出し動作を停止するタイミングが図5Aの給紙装置と異なるが、その他は同じである。図5Bの給紙装置において、先行紙P1と次紙P2の重なり距離γの前端が重送検知手段K4で検知されると、当該検知時点と同時に呼び出しローラ54の駆動が停止される。これにより、次紙P2のスタート位置はフィードニップ位置となる。
(Operation of the paper feeder in FIG. 5B)
In the paper feeding device of FIG. 5B, the optical axis of the double feed detecting means K4 is disposed away from the feed nip by a distance η upstream. The distance η is the driving stop distance of the calling
次紙P2のスタートタイミングは従来同様であり、用紙の挙動が安定(スリップ率が低下)するグリップローラ58の下流に設けられた用紙検知手段K2による先行紙P1前端検知をトリガーとする。そして次紙P2前端が先行紙P1後端に追突せず、かつ所定のプリント生産性を満足する所定のタイミングで呼び出しローラ54、フィードローラ55の駆動が繰り返される。
The start timing of the next paper P2 is the same as in the prior art, and the detection of the leading edge of the preceding paper P1 by the paper detection means K2 provided downstream of the
ここで、先行紙P1後端に追突しない前記「所定のタイミング」について以下説明する。「追突」するか否かは先行紙P1と次紙P2の間隔次第であり、この間隔(紙間)を用紙検知手段K2が検知可能であることが前提となる。反射型センサで検知可能な最小紙間はδ=8mm程度である。 Here, the “predetermined timing” that does not collide with the trailing edge of the preceding paper P1 will be described below. Whether or not to “reject” depends on the interval between the preceding paper P1 and the next paper P2, and it is assumed that the paper detection means K2 can detect this interval (paper interval). The minimum paper interval that can be detected by the reflective sensor is about δ = 8 mm.
またタイミングローラでは用紙を撓ませながら用紙前端をローラに付き当てその斜行を補正するようにしている。このため、タイミングローラ直前の搬送ローラから用紙後端が抜け出ると、そのたるみ量分で用紙後端が後方に延び、次紙前端との間の紙間が短縮することになる。たるみ量は通常2〜6mm程度である。また給紙スタート時の用紙前端はフィードニップを越えることはないので、フィードニップが給紙スタートの最下流位置となる。 Further, the timing roller applies the front end of the sheet to the roller while correcting the sheet and corrects the skew. For this reason, when the trailing edge of the sheet comes out of the conveying roller immediately before the timing roller, the trailing edge of the sheet extends backward by the amount of slack, and the gap between the leading edge of the next sheet is shortened. The amount of sag is usually about 2 to 6 mm. Further, since the front end of the sheet at the start of feeding does not exceed the feed nip, the feed nip is the most downstream position at the start of feeding.
従って先行紙P1後端に追突しないタイミングは、先行紙P1後端がフィードニップを通過してから用紙検知のための紙間δ及びたるみ量分を搬送した時点となる。実際はこれらの他に先行紙P1と次紙のスリップの差を考慮する必要があるので、若干の余裕分(例えば1mm)を加える。以上より先行紙P1後端がフィードニップを通過してから、δ=15mm(=8mm+6mm+1mm)搬送後に次紙P2をフィードローラ55で送給開始することが前記「所定のタイミング」の基本となる。
Accordingly, the timing at which the rear edge of the preceding paper P1 does not collide is the time when the trailing edge of the preceding paper P1 has passed through the feed nip and the paper interval δ and the amount of sag are conveyed for paper detection. Actually, in addition to these, it is necessary to consider the difference in slip between the preceding paper P1 and the next paper, so a slight margin (for example, 1 mm) is added. As described above, the basis of the “predetermined timing” is that the feeding of the next sheet P2 by the
さらに、前記タイミングで次紙P2のスタートを行った場合、紙間短縮タイプでない従来機種では用紙スタート位置が0〜30mmまでばらつく(前記[0009]段参照)。このため、プリント生産性としては前記用紙スタート位置の最大バラツキ30mmに前記δ=15mmを加えた45mmが用紙間隔に対応するものとなっていた。 Furthermore, when the next sheet P2 is started at the above timing, the sheet start position varies from 0 to 30 mm in the conventional model that is not the sheet interval shortening type (see the above [0009] stage). For this reason, as print productivity, 45 mm obtained by adding δ = 15 mm to the maximum variation of 30 mm at the paper start position corresponds to the paper interval.
また、図9のような紙間短縮タイプの従来機種(特許文献1:特開2005−213039号公報)では、一般に反射型センサで用紙有無を検知している。しかし、反射型センサの位置は用紙検知のための紙間8mmと、フィードローラ55の駆動停止距離κ(仮に
4mm搬送分とする)を満足するためにフィードニップの12mm手前に配設する必要がある。このため、用紙スタート位置のバラツキは0〜12mmとなるので、最大で27mm(15mm+12mm)の用紙間隔に対応するプリント生産性になる。
Also, in the conventional model (Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-213039) of the paper interval shortening type as shown in FIG. 9, the presence or absence of paper is generally detected by a reflective sensor. However, the position of the reflection type sensor needs to be disposed 12 mm before the feed nip in order to satisfy the sheet interval of 8 mm for detecting the sheet and the drive stop distance κ of the feed roller 55 (assuming it is 4 mm conveyance). is there. For this reason, the variation in the paper start position is 0 to 12 mm, so that the print productivity corresponding to the maximum paper interval of 27 mm (15 mm + 12 mm) is obtained.
これに対し本発明の実施形態では、重送検知手段K4の検知位置を呼び出しローラ54の駆動停止時の駆動停止距離η分だけフィードニップより上流側に配置し、用紙検知のための紙間を不要化している。このため、次紙P2のスタート位置バラツキは0〜η(≒κ=4mm)となり、同じ搬送速度でも最大で19mm(15mm+4mm)の用紙間隔に対応するプリント生産性にアップすることができる。
On the other hand, in the embodiment of the present invention, the detection position of the double feed detection means K4 is arranged upstream of the feed nip by the drive stop distance η when the driving of the calling
重送検知手段K4が重なり「有り」を検知すると呼び出しローラ54の予備繰り出し搬送を直ちに停止するので、次紙P2の前端が検知位置から駆動停止距離分だけ離れたフィードニップまでの距離η以上に搬送されることはない。従って、呼び出しローラ54とフィードローラ55間で用紙の撓みが生じることはなく用紙に負担が掛からない。また、重送検知手段K4は検知タイミングを特に設定する必要がないので、図9、図10のような従来機種で先行紙P1がフィードニップを抜ける瞬間を捉えるための制御タイマーが不要であり、制御手段を司るCPUの制御負荷を低減することができる。
When the double feed detection means K4 detects that there is an overlap, the pre-feeding conveyance of the calling
また、次紙P2は用紙積載部(用紙束P)の前端位置から呼び出しローラ54の接地位置間の距離γだけ先行紙P1と重なって搬送される。このため、次紙P2前端検知から先行紙P1後端がフィードニップを抜けるまでの搬送距離(η+γ)前には用紙重なりを検知して、呼び出しローラ54の予備繰り出し搬送を止めることができる。従って、呼び出しローラ54とフィードローラ55の駆動を兼用している場合でも、遅くとも先行紙P1後端がフィードニップを抜けるころには確実にフィードローラ55の駆動は停止している。従って、次紙P2前端のフィードニップからの突き出し懸念もなく、安定した紙間制御が可能となる。
Further, the next paper P2 is conveyed so as to overlap the preceding paper P1 by a distance γ between the front end position of the paper stacking unit (paper bundle P) and the grounding position of the calling
また、特に紙間摩擦バラツキの大きい用紙では先行紙P1の搬送によって次紙P2が連れ出される場合が多い。そのような場合、重送検知手段K4が検知開始した時点で次紙P2の前端が重なり検知位置を越えていても、重送検知手段K4をフィードニップに十分近い位置に配設することで紙間を最小限のバラツキ内に保つことができる。従って、従来機種より更に高プリント生産性を達成することができる。また、呼び出しローラ54やフィードローラ55の駆動停止にブレーキ制御を組み込むなどすることで駆動停止距離を極小化すれば、重送検知手段K4の検知位置を更にフィードニップ寄りに配設することができる。従って、プリント生産性をよりアップすることができる。
In particular, in the case of a sheet having a large variation in sheet-to-sheet friction, the next sheet P2 is often taken out by the conveyance of the preceding sheet P1. In such a case, even if the leading edge of the next paper P2 exceeds the overlap detection position when the double feed detection means K4 starts detection, the double feed detection means K4 is disposed at a position sufficiently close to the feed nip. The gap can be kept within a minimum variation. Accordingly, it is possible to achieve higher print productivity than the conventional model. Further, if the drive stop distance is minimized by incorporating brake control into the drive stop of the calling
(図5Cの給紙装置の作動)
図5Cの給紙装置は、重送検知手段K4の光軸がフィードニップの位置に一致して配設され、呼び出しローラ54は重送検知手段K4の重なり「有り」の検知と同時に繰り出し動作を停止できるように、用紙束Pの最上部から離間可能に配設されている。
(Operation of the paper feeder in FIG. 5C)
5C is arranged such that the optical axis of the double feed detecting means K4 coincides with the position of the feed nip, and the calling
呼び出しローラ54とフィードローラ55がギヤ連結されている場合などでは、呼び出しローラ54の駆動停止距離は、セパレートローラ56と圧接して負荷の大きいフィードローラ55の駆動停止距離に比べて、ギヤのバックラッシュ分だけ長くなる。このため、重送検知手段K4の重なり「有り」の検知に基づいて呼び出しローラ54とフィードローラ55を駆動停止した時、図5Cの破線で示すように用紙の撓みが発生する場合がある。すなわち、前記駆動停止距離の違いによって呼び出しローラ54とフィードローラ55との間で用紙の撓みが発生する場合がある。また、厚紙用紙の場合は前記駆動停止距離の違いによってスリップ痕が発生する場合がある。
When the calling
そこで、呼び出しローラ54を前記のように紙面から離間可能に配設することとした。これにより、用紙撓みやスリップ痕の発生の問題を解消することができ、剛性の弱い用紙でも座屈することなく安定した搬送が得られ、用紙対応性を充足することができる。
Therefore, the calling
(図5Dの給紙装置の作動)
図5Dの給紙装置50は、前述したようにフィードローラ55とグリップローラ58の搬送速度に差をつけたものである。すなわち、グリップローラ58の搬送速度をV1とし、フィードローラ55の搬送速度をV2とすると、V2<V1の大小関係に設定している。その他は図5Aの給紙装置50と同じである。
(Operation of the paper feeder in FIG. 5D)
As described above, the
このように搬送速度に差を付けることにより、フィードローラ55とグリップローラ58の間で、先行紙後端と次紙前端の間の紙間が拡大する。図5Dの給紙装置50ではこのように紙間が拡大するが、目標とする最終の紙間は、前述したように用紙検知センサK2で検知可能な最小紙間δ=8mm程度である(前記[0099]段参照)。前記速度差(V2<V1)による紙間の拡大の詳細については、前述の図5A〜図5Cの給紙装置50の作動を説明した後に説明する。
By making a difference in the conveyance speed in this way, the space between the trailing edge of the preceding sheet and the leading edge of the next sheet is enlarged between the
次に、図5A〜図5Cの給紙装置50の作動を図6A〜図6Cのフローチャートを参照して説明する。図6Aのフローチャートが基本形であるため、以下の説明では図6Aを中心に説明し、図6Bと図6Cは異なる部分のみ参照して説明する。
Next, the operation of the
図6Aにおいて、まずステップS1でグリップローラ58の駆動が開始される。次にステップS2で(先行紙P1の)給紙駆動が開始される。この給紙駆動は呼び出しローラ54とフィードローラ55を駆動することで行われる。呼び出しローラ54とフィードローラ55を駆動源共通にした場合、フィードローラ55を連続駆動している間に呼び出しローラ54をクラッチの接続と離間により間欠的に駆動する。従って、クラッチ接続により呼び出しローラ54が駆動されて「給紙駆動開始」となり、クラッチ離間により呼び出しローラ54が駆動停止されて「給紙駆動停止」となる。呼び出しローラ54で呼び出された用紙はフィードローラ55とセパレートローラ56による分離給送部に送られ、最上紙一枚のみが搬送される。
In FIG. 6A, first, the driving of the
分離給送部より下流側に給送された用紙は、下流に設けられたグリップローラ58を通り、ステップS3で用紙検知手段K2による先行紙P1の(前端)検知が行われたかどうかが判定される。先行紙P1の(前端)検知がまだであれば検知するまでグリップローラ58、呼び出しローラ54及びフィードローラ55が駆動される。そして用紙検知手段K2を通過した用紙は、その後図示しないタイミングローラで位置整合され、作像・定着部を経て機外へ排紙される。
The sheet fed downstream from the separation feeding unit passes through the
用紙検知手段K2による用紙前端検知情報は、図示しない制御手段に送られ、当該情報に基づいてフィードローラ55の駆動が前記制御手段により停止される。この停止のタイミングは、前記用紙前端検知情報と予め設定された用紙サイズ情報から、用紙後端がフィードニップを越えるタイミングよりも前にフィードローラ55の駆動を停止する。
Paper front edge detection information by the paper detection means K2 is sent to a control means (not shown), and the drive of the
フィードローラ55の回転軸には一方向クラッチが接続されており、フィードローラ55の駆動を停止しても、フィードローラ55自体はグリップローラ58で搬送される用紙の搬送方向に連れ回り(従動回転)する。このようなフィードローラ55の駆動停止により、先行紙P1後端に続く形で次紙P2前端がフィードニップに到達していても、セパレートローラ56が給送方向とは逆方向に回転駆動されているので、先行紙P1との分離が確実に行われる。この際、次紙P2はその前端部分だけがこれらローラ55、56で擦られるだけであるから、摩擦に弱く傷つき易い用紙でも損傷が殆どない。
A one-way clutch is connected to the rotation shaft of the
用紙検知手段K2が先行紙P1(の前端)を検知すると、ステップS4で所定時間Taが経過したかどうかが判定される。所定時間Taは、先行紙P1の後端が呼び出しローラ54の位置を抜けるまでの時間であり、このタイミングから呼び繰り出しの要否を判定する。
When the paper detection means K2 detects the preceding paper P1 (the front edge thereof), it is determined in step S4 whether a predetermined time Ta has elapsed. The predetermined time Ta is a time until the trailing edge of the preceding paper P1 passes through the position of the calling
ステップS4で所定時間Taが経過したと判定されると、ステップS5でx=0とされる。次に、ステップS6で重送の有無が判定され、重送「無し」であれば、重送「有り」が検知されるまで、ステップS7でパラメータ「x」を1ずつ増加する演算を繰り返す。 If it is determined in step S4 that the predetermined time Ta has elapsed, x = 0 is set in step S5. Next, the presence / absence of double feed is determined in step S6. If double feed is “not present”, the operation of incrementing the parameter “x” by 1 is repeated in step S7 until double feed “present” is detected.
前記「x」は、後のステップS8において、次紙スタートタイミングで重送検知手段が重送を検知したか否かを判定するために必要なパラメータである。図5Aの装置は重送検知手段K4の光軸位置を起点として次紙P2前端がステップS9のTcの間に進む距離αを制御するので、ステップS8の「x>1」でTcのタイマーの起点を確定する。 The “x” is a parameter necessary for determining whether or not the double feed detection unit has detected double feed at the next sheet start timing in the subsequent step S8. The apparatus of FIG. 5A controls the distance α that the leading edge of the next sheet P2 travels during Tc in step S9 starting from the optical axis position of the double feed detection means K4. Therefore, in “x> 1” in step S8, the Tc timer Determine the starting point.
ステップS6で重送「あり」と判定されると、ステップS8でパラメータxが「0」であるかそれ以上であるかが判定される。そして、x=0であれば次紙スタートタイミングで既に次紙P2前端が重送検知手段K4を越えていたことになるので、ステップS10で呼び出しローラ54の駆動を停止する。
If it is determined in step S6 that the double feed is “present”, it is determined in step S8 whether the parameter x is “0” or more. If x = 0, it means that the front end of the next paper P2 has already exceeded the double feed detection means K4 at the next paper start timing, and the driving of the calling
ステップS8でパラメータxが1以上(x>1)であると判定されると、重送検知手段K4で次紙P2の前端が検知されたことになるから、ステップS9で所定時間Tcが経過したか否かが判定される。そして所定時間Tcが経過していなければ、経過するまでこの判定が繰り返され、所定時間Tcを経過すると、ステップS10で呼び出しローラ54の駆動を停止する。
If it is determined in step S8 that the parameter x is 1 or more (x> 1), the leading edge of the next sheet P2 has been detected by the double feed detecting means K4, and thus the predetermined time Tc has elapsed in step S9. It is determined whether or not. If the predetermined time Tc has not elapsed, this determination is repeated until the predetermined time Tc has elapsed, and when the predetermined time Tc has elapsed, the driving of the calling
この所定時間Tcは、図5Aのように次紙P2前端が重送検知手段K4を越えた後にフィードニップに向けて進む距離αを決定するもので、α<βとして次紙P2の前端がフィ
ードニップに進入しないようにする。
そしてステップS11でジョブ枚数を終了しているか否かが判定され、終了している場合はステップS13でグリップローラ58の駆動を停止して終了する。
This predetermined time Tc determines the distance α that the leading edge of the next sheet P2 advances toward the feed nip after the leading edge of the next sheet P2 exceeds the double feed detecting means K4 as shown in FIG. 5A. Do not enter the nip.
In step S11, it is determined whether or not the number of jobs has been completed. If the number of jobs has been completed, the driving of the
ジョブ枚数が終了していなければステップS12で所定時間Teが経過したか否かが判定され、経過していなければ所定時間Teが経過するまで循環判定ループを繰り返す。この所定時間Teは次紙P2のスタートタイミングを決めるもので、所定時間Teが経過するとステップS2に戻って呼び出しローラ54の駆動が再開される。
If the number of jobs has not ended, it is determined in step S12 whether or not the predetermined time Te has elapsed. If not, the circulation determination loop is repeated until the predetermined time Te has elapsed. This predetermined time Te determines the start timing of the next sheet P2, and when the predetermined time Te elapses, the process returns to step S2 and the driving of the calling
図6Bのフローチャートは、図6AのフローチャートでステップS5、ステップS7〜ステップ9を省略し、重送検知の場合は直ちにステップS10で呼び出しローラ54の駆動を停止するようにしている。その他は図6Aのフローチャートと同じである。
The flowchart of FIG. 6B omits Steps S5 and S7 to Step 9 in the flowchart of FIG. 6A, and immediately stops the driving of the calling
図6Cのフローチャートは、図6AのフローチャートでステップS5、ステップS7〜ステップ9を省略し、ステップS10aを追加したもので、重送検知の場合はステップS10aで直ちに呼び出しローラ54を用紙から離間させるようにしている。その他は図6Aのフローチャートと同じである。
The flowchart of FIG. 6C is obtained by omitting Steps S5 and S7 to Step 9 and adding Step S10a to the flowchart of FIG. 6A. In the case of double feed detection, the calling
図7Aは、図4A、図5Aの給紙装置50の呼び出しローラ54、フィードローラ55、セパレートローラ56の作動を、先行紙P1と次紙P2の重なりと関連して示したタイムチャートである。各ローラの回転方向を示す矢印は、実線矢印が駆動回転、破線矢印が従動回転を表す。また矢印無しは回転停止を表す。呼び出しローラ54は便宜的に駆動のON・OFFと用紙に対する当接・離間を併記しているが、ON・OFF又は当接・離間のいずれか一方で、用紙の繰り出し及び繰り出し停止に対応することができる。但し、必要に応じてON・OFFと当接・離間の両方が可能な構成としてもよい。
FIG. 7A is a time chart showing the operation of the calling
タイムチャートの1〜6までの番号は、タイムチャートの下の6つの図に対応している。以下の(1)〜(6)の説明がタイムチャートの1〜6までの番号に対応している。
(1)フィードローラ55が駆動されて先行紙P1が繰り出されている状態である。この状態に至ると、フィードローラ55だけで十分な繰り出し搬送力が得られるので、呼び出しローラ54は従動回転されている。
The numbers from 1 to 6 in the time chart correspond to the six figures below the time chart. The following descriptions (1) to (6) correspond to
(1) The
これにより、用紙束Pの最上部から先行紙P1が繰り出され、フィードローラ55によって給送される。なお、先行紙P1の後端が呼び出しローラ54に所定距離まで近付いているので、この(1)の直後に呼び出しローラ54が駆動開始される。
As a result, the preceding paper P <b> 1 is fed out from the uppermost portion of the paper bundle P and fed by the
(2)呼び出しローラ54が駆動開始された状態で先行紙P1の後端が呼び出しローラ54の接地点を通過すると、呼び出しローラ54が先行紙P1と一部重なり合った状態で次紙P2が呼び出しローラ54に接して繰り出される。この時、重送検知手段K4は重なり「なし」を検知しているので、呼び出しローラ54は停止することなく、先行紙P1の繰り出しに続いて、次紙P2の繰り出しがそのまま続行される。
(2) When the trailing edge of the preceding paper P1 passes the grounding point of the calling
(3)(4)先行紙P1の後端と次紙P2の前端の重なりが重送検知手段K4に検知されると、呼び出しローラ54が駆動停止又は離間される。呼び出しローラ54の駆動停止は瞬時に行うことは困難であるが、離間はそれほど時間を要しないし、用紙の撓みも瞬時に解消する。(3)〜(4)間は図6AのステップS9(Tc)に対応する。
(3) (4) When the overlap between the trailing edge of the preceding sheet P1 and the leading edge of the next sheet P2 is detected by the double feed detecting means K4, the driving
これにより、次紙P2の前端は図5Aのように重送検知手段K4を距離αだけ通り越したフィードニップの直前所定位置で止まる。また、セパレートローラ56はトルクリミッタの作用によって次紙P2の前端がフィードニップに進入するのを防止する。
(4)のように(図6AのステップS12の所定時間Teの間に)先行紙P1の後端が重送検知手段K4を抜けると、次紙P2のスタート(図6AのステップS2)が可能になる。
As a result, the front end of the next sheet P2 stops at a predetermined position immediately before the feed nip that has passed the double feed detecting means K4 by a distance α as shown in FIG. 5A. Further, the
When the trailing edge of the preceding paper P1 passes through the double feed detecting means K4 as in (4) (during the predetermined time Te in step S12 in FIG. 6A), the next paper P2 can be started (step S2 in FIG. 6A). become.
(5)(6)フィードローラ55が駆動されて先行紙P1が繰り出されている状態である。この状態に至ると、フィードローラ55だけで十分な繰り出し搬送力が得られるので、呼び出しローラ54は従動回転されている。これにより、用紙束Pの最上部から先行紙P1が繰り出され、フィードローラ55によって給送される。
(5) (6) This is a state in which the
この状態で次紙P2(及びその下側の第2次紙)が先行紙P1との摩擦で連れ出されている。そして先行紙P1の後端が呼び出しローラ54を越える前に次紙P2前端が重送検知手段K4を越えているので、先行紙P1との重なりが重送検知手段K4で検知され、直ちに呼び出しローラ54が離間される。
In this state, the next sheet P2 (and the second sheet below it) is taken out by friction with the preceding sheet P1. Since the front end of the next paper P2 exceeds the double feed detecting means K4 before the rear end of the preceding paper P1 exceeds the calling
この作動は図6Aのフローチャートのx=0のときのステップS8→ステップS10に対応する。これにより、次紙P2に対する繰り出し方向の摩擦力が解消され、次紙P2前端がフィードニップに進入するのが防止されるから、重送ないしジャムを防止することができる。 This operation corresponds to step S8 → step S10 when x = 0 in the flowchart of FIG. 6A. As a result, the frictional force in the feeding direction with respect to the next paper P2 is eliminated, and the front end of the next paper P2 is prevented from entering the feed nip, so that double feed or jam can be prevented.
図7Aの(6)の図は、図6CフローチャートのS10a(呼び出しローラ離間)に対応するように呼び出しローラ54を離間させた状態を図示する。しかし、呼び出しローラ54〜フィードローラ55間で用紙撓みが許容される場合は、呼び出しローラ54を離間させないで呼び出しローラ54を停止しておくだけでもよい。これにより次紙P2に対する繰り出し方向の摩擦力で次紙P2が進んでも、座屈しないだけの撓みができるだけで、次紙P2はフィードニップを越えず、重送ないしジャムを防止することができる。図5A〜図5Cの給紙装置50は以上のように作動する。
FIG. 7A (6) illustrates a state in which the calling
次に、図5Dの給紙装置50について作動を含めて説明する。図5Dの給紙装置50はフィードローラ55とグリップローラ58の搬送速度V1、V2に差(V2<V1)をつけているが、これはフィードローラ55の駆動制御を簡略化して制御系の負荷を軽減するのが目的である。
Next, the operation of the
すなわち、前述したようにグリップローラ58の下流側で先行紙P1の前端が用紙検知手段K2で検知される。この用紙検知をトリガーとして次紙P2を繰り出すべく呼び出しローラ54を給紙トレイ51の最上部の用紙(次紙P2)の紙面に当接させ(又は再駆動する)ている。先行紙P1の前端を用紙検知手段K2で検出するためには、当該先行紙の前の用紙の後端との間に最低限の隙間δが必要である。この最低限の間隙δは、図9、図10のような従来の装置では、フィードローラ55から繰り出される先行紙後端と次紙前端との間で設定され、フィードローラ55とグリップローラ58を同一速度で駆動することによって前記紙間を一定に維持するようにしている。
That is, as described above, the front end of the preceding paper P1 is detected by the paper detection means K2 on the downstream side of the
しかし、このように上流側と下流側のローラ間で紙間を一定に維持するためには、下流側のグリップローラ58で搬送される先行紙の搬送状態によって、上流側のフィードローラ55の搬送状態を常に制御する必要がある。すなわち、グリップローラ58で搬送される先行紙の搬送が遅れると、その都度フィードローラ55による次紙の搬送もそれに対応させて遅らせないといけない。このようにフィードローラ55の駆動を細かくON・OFF制御すると制御系に負荷がかかり過ぎ、安定した用紙搬送が困難になる。
However, in order to maintain a constant sheet spacing between the upstream and downstream rollers in this way, the
そこで、従来のように下流側の先行紙の搬送状態によって上流側のフィードローラ55の駆動をON・OFF制御するのを止め、フィードローラ55と下流側のグリップローラ58の搬送速度の差によって必要最低限の紙間が確実に得られるようにした。すなわち、前記速度差によって紙間が拡大して次紙前端が用紙検知手段K2に到達するまでに必要最低限の紙間が確実に得られるようにした。
Therefore, it is necessary to stop the ON / OFF control of the driving of the
図5Dの給紙装置50では、重送検知手段K4で重送検知がなければ、先行紙後端がフィードローラ55を抜ける時、呼び出しローラ54とフィードローラ55は今まで通り駆動され続ける。また、重送検知手段K4で重送検知があれば呼び出しローラ54が一旦駆動停止(又は用紙束Pから離間)し、先行紙後端がフィードローラ55を抜けると同時に呼び出しローラ54が駆動再開(又は用紙束Pに接地)する。
In the
先行紙の前端がグリップローラ58に到達すると、当該先行紙が速度V1でさらに下流側に搬送される。この速度V1は分離給送部のフィードローラ55より相対的に速いため、フィードローラ55は、グリップローラ58によって速度V1で搬送される用紙に連れ回りする。フィードローラ55の一方向クラッチと、セパレートローラ56のトルクリミッタが、この連れ回りを可能にする。
When the front end of the preceding paper reaches the
なお、フィードローラ55の駆動源によってクラッチを介して駆動される呼び出しローラ54は、一方向クラッチを付けない場合、用紙前端がグリップローラ58に到達した時点で呼び出しローラ54を用紙束Pの最上部から離間させる離間機構を設けるとよい。この離間機構によって呼び出しローラ54を用紙束Pから浮かせた状態で、グリップローラ58で搬送される用紙の後端が呼び出しローラ54の下を通過する。この用紙後端が分離給送部(フィードローラ55)を抜ける瞬間には、呼び出しローラ54とフィードローラ55は共に駆動されている。そして、グリップローラ58によって速度V1で搬送される先行紙P1の後端抜けと同時に、次紙P2がフィードローラ55から速度V2で繰り出される。
When the one-way clutch is not applied, the calling
ここで用紙検知手段K2で検知可能な最低限の紙間をδとし、分離給送部(フィードローラ55)からグリップローラ58までの距離をLとすると、次の関係式が成り立つように速度V1、V2を設定してある。
V2=V1×{L−(δ−β+α)}/L …(式1)
V1:グリップローラ58の搬送速度
V2:フィードローラ55の搬送速度
α:用紙前端が重送検知手段K4を越えた後にフィードニップに向けて進む距離
β:重送検知手段K4の光軸とフィードニップとの間の距離
Here, if the minimum paper interval detectable by the paper detection means K2 is δ and the distance from the separation feeding unit (feed roller 55) to the
V2 = V1 × {L− (δ−β + α)} / L (Formula 1)
V1: Conveying speed of the
前記(式1)は、次のように時間T1と時間T2を規定し、T1=T2とすることで求めることができる。
T1:先行紙P1後端がフィードローラ55を通過してから速度V1でグリップローラ58に到達するまでの時間
T2:呼び出しローラ54の駆動再開(又は用紙束Pに接地)で次紙P2前端が速度V2でグリップローラ58の直近δの位置に到達するまでの時間
The (Expression 1) can be obtained by defining the time T1 and the time T2 as follows, and T1 = T2.
T1: Time from the trailing edge of the preceding paper P1 passing through the
なお、グリップローラ58とその下流のローラ間で用紙がたるみ量(たるみ長さ)εを持つ場合は、当該用紙後端がグリップローラ58を抜けた後も、当該たるみ量ε分だけ下流ローラにより搬送されるまで、グリップローラ58の出口に留まる。この結果、先行紙P1後端と次紙P2前端との紙間が詰まる(短縮される)。そこで、当該たるみ量εにより紙間の詰まりが生じても、必要な紙間δが確保されるように予め当該たるみ量ε分だけ余分に紙間を確保してもよい。
When the paper has a slack amount (slack length) ε between the
すなわち、当該たるみ量εを考慮する場合は、前記関係式は以下のように表される。
V2=V1×{L−(δ−β+α+ε)}/L …(式2)
ε:グリップローラ58とその下流のローラ間の用紙たるみ量
That is, when considering the sagging amount ε, the relational expression is expressed as follows.
V2 = V1 × {L− (δ−β + α + ε)} / L (Expression 2)
ε: Amount of slack in the paper between the
速度V1は下流の作像線速に合わせたタイミングローラ対の搬送速度で決まるとすると、分離給送部の速度V2は上式より当該速度V1よりも低速となる。このような分離給送部の低速化により、セパレートローラ56による分離時間を稼いだり、フィードローラ55のスリップを抑制したりすることが可能になり、用紙分離作用の安定性を高めることができる。
Assuming that the speed V1 is determined by the conveyance speed of the timing roller pair matched to the downstream image forming linear speed, the speed V2 of the separation feeding unit is lower than the speed V1 from the above equation. By reducing the speed of the separating / feeding unit, it is possible to increase the separation time by the
また、以上のように速度V1、V2を設定することにより、フィードローラ55は例えば速度V2での単純な連続駆動制御とすることができる。これにより制御系の負荷が軽減され、当該負荷低減によって制御遅延などによるジャムの発生を抑え、安定した給紙搬送を実現することができる。
Further, by setting the speeds V1 and V2 as described above, the
また、グリップローラ58で搬送中の用紙にフィードローラ55が当接している間は、フィードローラ55を非駆動・従動回転とすることもできるので、その間のフィードローラ55の制御が不要になり、同様に制御系の負荷が軽減される。
Further, while the
また、図5Dの給紙装置50は図5A〜図5Cの給紙装置と同様に必要最低限の紙間を確保するので高プリント生産性を実現することができる。フィードローラ55の搬送速度V2は従来よりも低速化するが、これは従来の紙間停止時間(駆動のON・OFF制御のOFFの時間)と通常速度(ONの時の速度V1)を平均化するものである。従って、フィードローラ55の搬送速度V2の低速化によるプリント生産性への影響はほとんどない。
In addition, the
図7Bは、図4B、図5Fの給紙装置50の呼び出しローラ54、フィードローラ55、セパレートローラ56、グリップローラ58の作動を、先行紙P1と次紙P2の重なりと関連して示したタイムチャートである。図7Aと比べてグリップローラ58の駆動を追加してあることと、フィードローラ55の駆動がやや異なる以外は、図7Aと同様である。
7B is a time chart showing the operation of the calling
すなわち図7Bのフィードローラ55の駆動は、グリップローラ58による先行紙P1の搬送開始から、当該先行紙P1の後端が分離給送部を抜ける直前まで、フィードローラ55の駆動は任意で良い。例えばタイムチャートの破線で示す駆動部分Aが水平方向に連続するようにフィードローラ55を速度V2で連続駆動しても良いし、電力消費を抑えるためにフィードローラ55の駆動を適宜間引いても良い(例えば駆動部分Aの下側の実線部分)。
That is, the driving of the
また、タイムチャートの破線で示す駆動部分Bで示すように、次紙スタートタイミングよりも所定時間早めてフィードローラ55を余裕を持って緩やかに立ち上げる駆動も可能になる。このようにフィードローラ55を緩やかに立ち上げることで駆動系の負荷軽減が可能となり、またタイマーの高精度化などの制御負荷増大も軽減することができる。この点、従来の給紙装置はフィードローラの位置で所定の紙間を形成するため、次給紙スタートタイミングでフィードローラを急峻に立ち上げざるを得ず、駆動系と制御系に負荷がかかっていた。
Further, as indicated by a drive portion B indicated by a broken line in the time chart, it is possible to drive the
前述した図5Dの給紙装置50の速度差(V2<V1)による紙間形成は、前述したように、図5Bの給紙装置50にも適用することができる。図5Bの給紙装置50は、図5Aのβを短縮してαに一致させたものである(β=α)。このようにすると図5Bの先行紙P1後端がフィードローラ55から抜け出た瞬間に、当該先行紙P1の後端を隙間なく追いかける形で次紙P2前端をフィードローラ55で搬送開始することができる。
As described above, the paper gap formation by the speed difference (V2 <V1) of the
また、フィードローラ55は当該次紙P2の搬送開始まで任意の駆動状態でよいので、図7Bの駆動部部分Bを利用して次紙P2の搬送開始時点では既にフィードローラ55が速度V2で十分に立ち上がっている状態にすることができる。これにより、次紙スタートの時間的遅れを最短化することができる。このような実施形態では、フィードローラ55とグリップローラ58の間で、紙間が実質的にゼロから始まり、その後徐々に増大して、グリップローラ58の位置で最小紙間δが形成される。従って、プリント生産性を最大化し、同時に給紙装置全体の搬送速度の低減化による装置全体の省エネ化を図ることができる。
Further, since the
(給紙装置−タイプ2)
図4Bの給紙装置50は、図4Aの重送検知手段K4に代えてフォトインタラプタ151を配設したものである。このフォトインタラプタ151は、後述するように分離部材としてのセパレートローラ56の分離動作、すなわちセパレートローラ56が回転しているか否かの動作状態を検知する分離動作検知手段である。その他は、図4Aの給紙装置50と同様に構成されている。当該給紙装置50も図1の追加の給紙装置50として示しているが、その上に設けた給紙部300にも同様に適用可能である。
(Paper Feeder-Type 2)
4B is provided with a
本実施形態での給紙方式は、分離部材であるセパレートローラ56に逆転駆動を掛けないRF(Roller Friction)給紙方式としている。この方式もFRR方式同様の位置精度許容度等の設計的利点を有する。なお、前述したFRR給紙方式を採用する場合、セパレートローラ56又はそのトルクリミッタの動作状態(回転方向、すなわちフィード回転であるかリバース回転であるか)を検知手段で検知する。
The paper feeding method in this embodiment is an RF (Roller Friction) paper feeding method in which the
給紙装置50は、当該RF方式の位置精度許容度等の設計的利点を崩すことなく、高寿命かつ低騒音で安定した給紙動作が安価な構成で得られるようにしてある。また、紙間摩擦バラツキの大きい紙種に対しても用紙に負担をかけることなく、給紙スタート時の紙間を最小限の距離に保つことによって紙間摩擦バラツキを低減し、高プリント生産性を達成可能にしてある。
The
また、給紙装置50は紙厚大の用紙で生じる搬送不具合を回避して高プリント生産性を安定した給紙搬送で実現可能にしてある。給紙装置50は以上の作用効果が得られるように、前述した従来の図9や図10の給紙装置に図5Eのような分離部材の動作状態を検知する分離動作検知手段を配設している。
In addition, the
(給紙装置の構成−タイプ2)
フィードローラ55は、図4Aの給紙装置と同様に、一方向クラッチを介して用紙の給送方向に回転駆動される。これに対して、セパレートローラ56は、図5E(A)(B)のようにトルクリミッタ152を介して回転不能なセパレートローラ軸154に軸支されている。このセパレートローラ56は、フィードニップでの1枚挟持時は、トルクリミッタ152がセパレートローラ軸154との間でスリップすることによってフィードローラ55に当接して従動回転する。しかし、フィードニップで2枚以上の挟持状態では、セパレートローラ56がトルクリミッタ152を介して回転停止した状態でセパレートローラ軸154に支持されることで、用紙の重送が防止されるようになっている。すなわち、フィードニップに2枚以上の用紙が挟持されると、最上紙一枚のみがフィードローラ55によって給送され、残りの用紙は、その用紙前端を回転停止状態のセパレートローラ56に当接させた状態で停止されるようになっている。
(Configuration of paper feeder-Type 2)
The
つまり、セパレートローラ56が搬送方向に回っている場合は、用紙なしであるか、又はフィードニップに挟まれている用紙が1枚だけであるから分離動作は行われない。これに対してセパレートローラ56が止まっている場合、フィードニップに用紙が2枚以上挟まれているので、分離動作が行われるか、或いは駆動停止となる。図5Eの給紙装置は、図6Dのフローチャートで制御されるようになっている。フローチャートについては後述する。
That is, when the
セパレートローラ56と一体回転するトルクリミッタ152の外郭153には、分離動作検知手段としてのエンコーダ150が設けられている。トルクリミッタ152を使用しない場合は、セパレートローラ56の軸部にエンコーダ150を取り付けることができる。
An
エンコーダ150の外周部を挟むようにして、分離動作検知手段としてのフォトインタラプタ151が配設されている。そして、当該フォトインタラプタ151によってセパレートローラ56が回転しているか否かが検知されるようになっている。
A
フォトインタラプタ151はそれ自体が安価であり、また用紙の片側一箇所に配設すればよいので省スペースである。また、その取り付け位置に関して反射型センサK4のように高精度を要求されないという利点がある。
The
セパレートローラ軸154はフィードローラ55側に移動可能に支持され、バネ56aによってフィードローラ55側に付勢されている。そしてフィードローラ55とセパレートローラ56の当接部分でいわゆる「フィードニップ」が形成され、このフィードニップに用紙が挟み込まれることによって用紙が一枚ずつ矢印方向に給送されるようになっている。フォトインタラプタ151は当該セパレートローラ軸154のフィードローラ55側への移動に追従するように配設されている。そして、フォトインタラプタ151とエンコーダ150との間の位置関係がセパレートローラ軸154の移動に関わらず常に維持されるよう構成されている。
The
フィードローラ55の下流側には、図5Fのようにグリップローラ58が配設されている。当該グリップローラ58の回りの構成は図4Aと同様である。
A
(給紙装置の作動−タイプ2)
(図5Eの給紙装置の作動)
給紙装置50は以上のように構成されており、用紙束Pの最上部に呼び出しローラ54が当接した状態で、グリップローラ58、呼び出しローラ54及びフィードローラ55が駆動されることで給紙が開始される。呼び出しローラ54が図4Bの矢印方向に回転すると用紙束Pの最上部の用紙が繰り出され、この繰り出された用紙の前端がフィードローラ55のフィードニップに挟まれる。その後、用紙はフィードローラ55によって搬送下流側に搬送され、グリップローラ58に用紙前端がグリップされて用紙検知手段K2で用紙の前端が検知されると、フィードローラ55の駆動が停止されてフィードローラ55が従動回転になる。
(Paper Feeder Operation-Type 2)
(Operation of the paper feeder in FIG. 5E)
The
呼び出しローラ54は、先行紙P1後端が呼び出しローラ54当接位置を越える前に分離動作検知手段が「分離動作無し」を検知していると、当該先行紙P1の繰り出しを継続又は作動させる。そして、先行紙P1に続いて次紙P2が図5E(A)(B)のように距離γで重なり合った状態で連続して繰り出される。呼び出しローラ54の繰り出し作動は、分離動作検知手段による「分離動作有り」の検知時を除いて、給紙スタート時から途切れずに継続して行っても良い。しかし、フィードローラ55だけで繰り出し用に十分な搬送力が得られる場合は、呼び出しローラ54による繰り出し作動を適宜中断してもよい。
If the separation operation detecting means detects “no separation operation” before the trailing edge of the preceding paper P1 exceeds the contact position of the calling
先行紙P1に対し、図5E(A)のように重なり合った状態で繰り出された次紙P2は、その先端がフィードニップに達すると、分離動作検知手段としてのフォトインタラプタ151によって「分離動作有り」として検知される。このようにフォトインタラプタ151が「分離動作有り」を検知すると、呼び出しローラ54の駆動が停止されるように構成されている。
When the leading edge of the next paper P2 fed out in a state of overlapping the preceding paper P1 as shown in FIG. 5E (A) reaches the feed nip, the
一旦「分離動作有り」が検知されると、次給紙タイミングまでは呼び出しローラ54の駆動は行われない。なお、「分離動作有り」が検出されない場合でも、先行紙P1後端がフィードニップ近傍を抜けるタイミングで、予備繰り出しを一旦停止する安全制御を入れ、次給紙タイミングを待つような制御を行っても良い。
Once “separation operation is detected” is detected, the calling
呼び出しローラ54の駆動を停止するには、フィードローラ55を駆動源に接続するクラッチを遮断する。しかし、「分離動作有り」の検知と同時にクラッチを遮断しても、クラッチの応答性でいくらかの駆動停止距離が出る。これによって、図5E(A)の破線で示すように、呼び出しローラ54とフィードローラ55との間で用紙の撓みが発生したり、厚紙用紙の場合はスリップ痕が発生したりする場合がある。
To stop the driving of the calling
そこで、呼び出しローラ54を前記のように紙面から離間可能に配設することとした。これにより、用紙撓みやスリップ痕の発生の問題を解消することができ、剛性の弱い用紙でも座屈することなく安定した搬送が得られ、用紙対応性を充足することができる。
Therefore, the calling
次紙P2のスタートタイミングは従来同様であり、用紙の挙動が安定(スリップ率が低下)するグリップローラ58の下流に設けられた用紙検知手段K2による先行紙P1前端検知をトリガーとする。そして次紙P2前端が先行紙P1後端に追突せず、かつ所定のプリント生産性を満足する所定のタイミングで呼び出しローラ54、フィードローラ55の駆動が繰り返される。
The start timing of the next paper P2 is the same as in the prior art, and the detection of the leading edge of the preceding paper P1 by the paper detection means K2 provided downstream of the
このタイプ2の給紙装置50でも、前述のように呼び出しローラ54とフィードローラ55との間で用紙有無を検知するための紙間を作る必要がない。従って、図9や図10の従来の給紙装置のように用紙前端検知のための紙間形成が必要なものと比べると、給紙装置50のプリント生産性を高めることができる。また図9の従来機種のような給紙の増速が不要のためフィードローラ55の駆動源の電力消費を押さえることができ、さらに紙間短縮により給紙装置全体の搬送速度も低減できるから装置全体の省エネ化を図ることができる。
Even in this
また、分離動作がない場合は、先行紙P1後端が呼び出しローラ54の接地点を越える前に呼び出しローラ54の繰り出し作動を一旦止める必要がない。従って、呼び出しローラ54とフィードローラ55で共通の駆動源を使用している場合でも、呼び出しローラ54を紙面から離間する動作が不要となる。また、分離動作発生により呼び出しローラ54による繰り出しを停止する場合はフィードローラ55も含めた繰り出し駆動を止めて良いなど制御負荷を低減できる上、クラッチなどの断続回数低減による長寿命化や静音化が可能となる。
When there is no separation operation, it is not necessary to temporarily stop the feeding operation of the calling
また、次紙P2検知を従来の図10のように先行紙P1後端がフィードニップを抜ける瞬間を捉えて用紙検知手段K3で検知するのに比べると、分離動作検知手段による分離動作有無の検知には時間的余裕がある。このため、先行紙P1後端がフィードニップを抜ける瞬間を高精度な制御タイマーでカウントする必要がなく、制御手段を司るCPUにかかる制御負荷を低減できる。このCPUの負荷低減により制御遅延などによるジャムの発生を抑え、安定した給紙搬送を実現することができる。分離動作検知手段はセパレートローラ56の回転を検知するものなので、低精度のエンコーダ150とフォトインタラプタ151で構成できる。従って、超音波センサなどの高価なセンサを用いることなく、従来並の安価な構成で上記性能を獲得できる。
Further, the detection of the presence or absence of the separation operation by the separation operation detection unit is more significant than the detection of the next sheet P2 by the detection of the sheet detection unit K3 by capturing the moment when the trailing edge of the preceding sheet P1 passes through the feed nip as shown in FIG. Has time to spare. For this reason, it is not necessary to count the moment when the trailing edge of the preceding paper P1 passes through the feed nip with a highly accurate control timer, and the control load on the CPU that controls the control means can be reduced. By reducing the load on the CPU, it is possible to suppress the occurrence of a jam due to a control delay or the like, and to realize a stable paper feed conveyance. Since the separation operation detecting means detects the rotation of the
次に、図5Eの給紙装置(タイプ2)50の作動を図6Dのフローチャートを参照して説明する。図6Cのフローチャートと異なるステップは、ステップ6で「重送検知」ではなく「分離動作」の有無を判定している点である。その他は図6Cのフローチャートと同じである。
Next, the operation of the sheet feeding device (type 2) 50 in FIG. 5E will be described with reference to the flowchart in FIG. 6D. A step different from the flowchart of FIG. 6C is that the presence or absence of “separation operation” is determined in
図6Dにおいて、まずステップS1でグリップローラ58の駆動が開始される。次にステップS2で(先行紙P1の)給紙駆動が開始される。この給紙駆動は呼び出しローラ54とフィードローラ55を駆動することで行われる。呼び出しローラ54とフィードローラ55を駆動源共通にした場合、フィードローラ55を連続駆動している間に呼び出しローラ54をクラッチの接続と離間により間欠的に駆動する。従って、クラッチ接続により呼び出しローラ54が駆動されて「給紙駆動開始」となり、クラッチ離間により呼び出しローラ54が駆動停止されて「給紙駆動停止」となる。呼び出しローラ54で呼び出された用紙はフィードローラ55とセパレートローラ56による分離給送部に送られ、最上紙一枚のみが搬送される。
In FIG. 6D, first, driving of the
分離給送部より下流側に給送された用紙は、下流に設けられたグリップローラ58を通り、ステップS3で用紙検知手段K2による先行紙P1の(前端)検知が行われたかどうかが判定される。先行紙P1の(前端)検知がまだであれば検知するまでグリップローラ58、呼び出しローラ54及びフィードローラ55が駆動される。そして用紙検知手段K2を通過した用紙は、その後図示しないタイミングローラで位置整合され、作像・定着部を経て機外へ排紙される。
The sheet fed downstream from the separation feeding unit passes through the
用紙検知手段K2による用紙前端検知情報は、図示しない制御手段に送られ、当該情報に基づいてフィードローラ55の駆動が前記制御手段により停止される。この停止のタイミングは、前記用紙前端検知情報と予め設定された用紙サイズ情報から、用紙後端がフィードニップを越えるタイミングよりも前にフィードローラ55の駆動を停止する。
Paper front edge detection information by the paper detection means K2 is sent to a control means (not shown), and the drive of the
フィードローラ55の回転軸には一方向クラッチが接続されており、フィードローラ55の駆動を停止しても、フィードローラ55自体はグリップローラ58で搬送される用紙の搬送方向に連れ回り(従動回転)する。このようなフィードローラ55の駆動停止により、先行紙P1後端に続く形で次紙P2前端がフィードニップ直前に到達していても、セパレートローラ56はトルクリミッタを介して回転不能な軸に支持されているので、先行紙P1との分離が確実に行われる。この際、次紙P2はその前端部分だけがこれらローラ55、56で擦られるだけであるから、摩擦に弱く傷つき易い用紙でも損傷が殆どない。
A one-way clutch is connected to the rotation shaft of the
用紙検知手段K2が先行紙P1(の前端)を検知すると、ステップS4で所定時間Taが経過したかどうかが判定される。所定時間Taは、先行紙P1の後端が呼び出しローラ54の位置を抜けるまでの時間であり、このタイミングから予備繰り出しの要否を判定する。
When the paper detection means K2 detects the preceding paper P1 (the front edge thereof), it is determined in step S4 whether a predetermined time Ta has elapsed. The predetermined time Ta is a time until the trailing edge of the preceding paper P1 passes through the position of the calling
ステップS4で所定時間Taが経過したと判定されると、ステップS6でフォトインタラプタ151による分離動作の有無が判定される。「分離動作無し」であれば、「分離動作有り」が検知されるまで、呼び出しローラ54の駆動が継続される。
If it is determined in step S4 that the predetermined time Ta has elapsed, it is determined in step S6 whether or not a separation operation by the
ステップS6で「分離動作有り」と判定されると、次紙P2前端がフィードニップ直前に到達したことになる。この場合はステップS10aで直ちに呼び出しローラ54が用紙から離間され、ステップS10で呼び出しローラ54の駆動が停止される。
If it is determined in step S6 that “separation operation is present”, it means that the front edge of the next sheet P2 has reached just before the feed nip. In this case, the calling
次に、ステップS11でジョブ枚数を終了しているか否かが判定される。ジョブ枚数を終了している場合はステップS13でグリップローラ58の駆動を停止して終了する。
Next, in step S11, it is determined whether or not the number of jobs has been completed. If the number of jobs has been completed, the driving of the
ジョブ枚数が終了していない場合、ステップS12で所定時間Teが経過したか否かが判定される。所定時間Teが経過していない場合、所定時間Teが経過するまで循環判定ループが繰り返される。この所定時間Teは次紙P2のスタートタイミングを決めるもので、所定時間Teが経過するとステップS2に戻って呼び出しローラ54の駆動が再開される。
If the number of jobs has not ended, it is determined in step S12 whether or not a predetermined time Te has elapsed. If the predetermined time Te has not elapsed, the circulation determination loop is repeated until the predetermined time Te has elapsed. This predetermined time Te determines the start timing of the next sheet P2, and when the predetermined time Te elapses, the process returns to step S2 and the driving of the calling
図7Cは、図4B、図5Eの給紙装置(タイプ2)50の呼び出しローラ54、フィードローラ55、セパレートローラ56の作動を、先行紙P1と次紙P2の重なりと関連して示したタイムチャートである。各ローラの回転方向を示す矢印は、実線矢印が駆動回転、破線矢印が従動回転を表す。また矢印無しは回転停止を表す。呼び出しローラ54は便宜的に駆動のON・OFFと用紙に対する当接・離間を併記しているが、ON・OFF又は当接・離間のいずれか一方で、用紙の繰り出し及び繰り出し停止に対応することができる。但し、必要に応じてON・OFFと当接・離間の両方が可能な構成としてもよい。
FIG. 7C is a time chart showing the operation of the calling
タイムチャートの1〜6までの番号は、タイムチャートの下の6つの図に対応している。以下の(1)〜(6)の説明がタイムチャートの1〜6までの番号に対応している。(1)フィードローラ55が駆動されて先行紙P1が繰り出されている状態である。この状態に至ると、フィードローラ55だけで十分な繰り出し搬送力が得られるので、呼び出しローラ54は従動回転されている。
The numbers from 1 to 6 in the time chart correspond to the six figures below the time chart. The following descriptions (1) to (6) correspond to
これにより、用紙束Pの最上部から先行紙P1が繰り出され、フィードローラ55によって給送される。但し、次紙P2は用紙積載位置に留まった状態である。なお、先行紙P1の後端が呼び出しローラ54の後方所定距離まで近付いているので、この(1)の直後に呼び出しローラ54が駆動開始される。
As a result, the preceding paper P <b> 1 is fed out from the uppermost portion of the paper bundle P and fed by the
(2)呼び出しローラ54が駆動開始された状態で先行紙P1の後端が呼び出しローラ54の接地点を通過すると、呼び出しローラ54が先行紙P1と一部重なり合った状態で次紙P2が呼び出しローラ54に接して繰り出される。この時、分離動作検知手段は「分離動作なし」を検知しているので、呼び出しローラ54は停止することなく、先行紙P1の繰り出しに続いて、次紙P2の繰り出しがそのまま続行される。
(2) When the trailing edge of the preceding paper P1 passes the grounding point of the calling
(3)先行紙P1に重なって繰り出された次紙P2の前端がフィードニップ直前に到達し、「分離動作有り」が検知されるので、呼び出しローラ54が駆動停止又は次紙P2から離間される。呼び出しローラ54の駆動停止を瞬時に完了することは困難であるが、離間はそれほど時間を要しないし、用紙の撓みも瞬時に解消する。セパレートローラ56は、トルクリミッタ152の作用によって次紙P2の前端がフィードニップに進入するのを防止する。
(3) Since the front end of the next paper P2 that has been fed over the preceding paper P1 reaches just before the feed nip and “separation operation is present” is detected, the calling
(4)先行紙P1の後端が後行紙P2の先端を抜けると、用紙の重なりがなくなってセパレートローラ56が連れ回りを始め、分離動作検知手段は「分離動作なし」を検知する。この従動回転は先行紙P1がフィードニップを抜けるまで行われ、フィードニップ直前まで来ていた後行紙P2の前端は、フィードニップに侵入して停止する。このように(図6DのステップS12の所定時間Teの間に)先行紙P1の後端がフィードニップを抜けると、次紙P2のスタート(図6DのステップS2)が可能な状態になる。
(4) When the trailing edge of the preceding sheet P1 passes through the leading edge of the trailing sheet P2, the overlapping of the sheets disappears and the
(5)(6)フィードローラ55が駆動されて先行紙P1が繰り出されている状態である。この状態に至ると、フィードローラ55だけで十分な搬送力が得られるので、呼び出しローラ54は従動回転されている。これにより、用紙束Pの最上部から先行紙P1が給送される。
(5) (6) This is a state in which the
また、先行紙P1との摩擦により、次紙P2及びその下側の第2次紙が連れ出され、先行紙P1の後端が呼び出しローラ54を越える前に次紙P2前端がフィードニップ直前に到達している。この状態では分離動作検知手段によって「分離動作有り」が検出され、直ちに呼び出しローラ54が離間される。
Also, due to friction with the preceding paper P1, the next paper P2 and the second secondary paper below it are taken out, and the front edge of the next paper P2 immediately before the feed nip before the trailing edge of the preceding paper P1 exceeds the calling
当該呼び出しローラ54の離間作動は、図6DのフローチャートのステップS10aに対応する。これにより、次紙P2に対する繰り出し方向の摩擦力が解消され、次紙P2前端がフィードニップに進入するのが防止される。従って、重送ないしジャムを防止することができる。
The separation operation of the calling
図7Cの(6)の図は、図6DフローチャートのS10a(呼び出しローラ離間)に対応するように呼び出しローラ54を離間させた状態を図示する。しかし、呼び出しローラ54とフィードローラ55との間で用紙撓みが許容される場合は、呼び出しローラ54を離間させないで呼び出しローラ54を停止しておくだけでもよい。これにより次紙P2に対する繰り出し方向の摩擦力で次紙P2が進んでも、当該次紙P2に座屈しないだけの撓みができるだけで、次紙P2前端はフィードニップを越えず、重送ないしジャムを防止することができる。
FIG. 7C (6) illustrates a state in which the calling
図5Eの給紙装置50は以上のように作動する。 以上、セパレートローラ56に逆転駆動をかけないRF給紙方式を例に説明したが、セパレートローラ56の回転方向を判別できる分離動作検知手段を用いることで、セパレートローラ56に逆転駆動を掛けるFRR給紙方式としてもよい。
The
次に、図5Fの給紙装置50について作動を含めて説明する。図5Fの給紙装置50はフィードローラ55とグリップローラ58の搬送速度V1、V2に差(V2<V1)をつけているが、これはフィードローラ55の駆動制御を簡略化して制御系の負荷を軽減するのが目的である。
Next, the operation of the
すなわち、前述したようにグリップローラ58の下流側で先行紙P1の前端が用紙検知手段K2で検知されると、この用紙検知をトリガーとして次紙P2を繰り出すべく呼び出しローラ54が給紙トレイ51の最上部の用紙(次紙P2)の紙面に当接される。呼び出しローラ54は当該当接状態で待機している。先行紙P1の前端を用紙検知手段K2で検出するためには、当該先行紙P1の前の用紙の後端との間に最低限の隙間(紙間)δが必要である。この最低限の隙間δは、図9、図10のような従来の装置では、フィードローラ55から繰り出される先行紙後端と次紙前端との間で設定されていた。そして、フィードローラ55とグリップローラ58を同一速度で駆動することによって、前記紙間を一定に維持するようにしていた。
That is, as described above, when the front end of the preceding paper P1 is detected by the paper detection means K2 on the downstream side of the
しかし、このように上流側と下流側のローラ間で紙間を一定に維持するためには、下流側のグリップローラ58で搬送される先行紙の搬送状態によって、上流側のフィードローラ55の搬送状態を常に制御する必要がある。すなわち、グリップローラ58で搬送される先行紙の搬送が遅れると、その都度フィードローラ55による次紙の搬送もそれに対応させて遅らせないといけない。このようにフィードローラ55の駆動を細かくON・OFF制御すると制御系に負荷がかかり過ぎ、安定した用紙搬送が困難になる。
However, in order to maintain a constant sheet spacing between the upstream and downstream rollers in this way, the
そこで、従来のように下流側の先行紙の搬送状態によって上流側のフィードローラ55の駆動をON・OFF制御するのを止め、フィードローラ55と下流側のグリップローラ58の搬送速度の差によって必要最低限の紙間が確実に得られるようにした。すなわち、前記速度差によって紙間が拡大して次紙前端が用紙検知手段K2に到達するまでに必要最低限の紙間が確実に得られるようにした。
Therefore, it is necessary to stop the ON / OFF control of the driving of the
図5Fの給紙装置50で前述の安全制御を行わない場合、分離動作検知手段で「分離動作無し」が検知されると、先行紙後端がフィードローラ55を抜ける時、呼び出しローラ54とフィードローラ55は今まで通り駆動され続ける。また、分離動作検知手段で「分離動作有り」が検知されると、呼び出しローラ54が一旦駆動を停止(又は用紙束Pから離間)する。この時、後行紙P2先端は既にフィードニップに進入しているので、先行紙後端がフィードローラ55を抜ける少し前からフィードローラ55を駆動するようにすると、先行紙後端がフィードローラ55を抜けると同時に後行紙P2の給紙を開始することができる。呼び出しローラ54は先行紙後端がフィードローラ55を抜けるあたりから、補助的に駆動を再開(又は用紙束Pに接地)させると良い。
When the above-described safety control is not performed in the
先行紙の前端がグリップローラ58に到達すると、当該先行紙が速度V1でさらに下流側に搬送される。この速度V1は分離給送部のフィードローラ55より相対的に速いため、フィードローラ55は、グリップローラ58によって速度V1で搬送される用紙に連れ回りする。フィードローラ55の一方向クラッチと、セパレートローラ56のトルクリミッタ152が、この連れ回りを可能にする。
When the front end of the preceding sheet reaches the
なお、フィードローラ55の駆動源によってクラッチを介して駆動される呼び出しローラ54は、一方向クラッチを付けない場合、用紙前端がグリップローラ58に到達した時点で呼び出しローラ54を用紙束Pの最上部から離間させる離間機構を設けるとよい。この離間機構によって呼び出しローラ54を用紙束Pから浮かせた状態で、グリップローラ58で搬送される用紙後端が呼び出しローラ54の下を通過する。この用紙後端が分離給送部(フィードローラ55)を抜ける瞬間には、呼び出しローラ54とフィードローラ55は共に駆動されている。従って、グリップローラ58によって速度V1で搬送される先行紙P1の分離給送部における後端抜けと同時に、次紙P2がフィードローラ55から速度V2で繰り出される。
When the one-way clutch is not applied, the calling
速度V1、V2は次の関係式が成り立つように設定してある。
V2=V1×{L−(δ+ε)}/L …(式3)
V1:グリップローラ58の搬送速度
V2:フィードローラ55の搬送速度
δ:用紙検知手段K2で検知可能な最低限の紙間
L:分離給送部(フィードローラ55)からグリップローラ58までの距離
ε:グリップローラ58とその下流のローラ間の用紙たるみ量
The speeds V1 and V2 are set so that the following relational expression is established.
V2 = V1 × {L− (δ + ε)} / L (Formula 3)
V1: Conveying speed of the
グリップローラ58とその下流のローラ間で用紙がたるみ量(たるみ長さ)εを持つ場合は、当該用紙後端がグリップローラ58を抜けた後も、当該たるみ量ε分だけ下流ローラにより搬送されるまで、グリップローラ58の出口に留まる。この結果、先行紙P1後端と次紙P2前端との紙間が詰まる(短縮される)。そこで、当該たるみ量εにより紙間の詰まりが生じても、必要な紙間δが確保されるように予め当該たるみ量ε分だけ余分に紙間を確保することにした。前記(式2)と比較すると、呼び出しローラ54の駆動再開(又は用紙束P接地)による次紙P2のスタート位置が、β−αだけ下流側に移動していることが分かる。
When the paper has a sag amount (sag length) ε between the
速度V1は下流の作像線速に合わせたタイミングローラ対の搬送速度で決まるとすると、分離給送部(フィードローラ55)の速度V2は上式より当該速度V1よりも低速となる。このような分離給送部の低速化により、セパレートローラ56による分離時間を稼いだり、フィードローラ55のスリップを抑制したりすることが可能になり、用紙分離作用の安定性を高めることができる。
Assuming that the speed V1 is determined by the conveyance speed of the pair of timing rollers matched to the downstream image forming linear speed, the speed V2 of the separation feeding unit (feed roller 55) is lower than the speed V1 from the above equation. By reducing the speed of the separating / feeding unit, it is possible to increase the separation time by the
また、以上のように速度V1、V2を設定することにより、フィードローラ55は例えば速度V2での単純な連続駆動制御とすることができる。これにより制御系の負荷が軽減され、当該負荷低減によって制御遅延などによるジャムの発生を抑え、安定した給紙搬送を実現することができる。
Further, by setting the speeds V1 and V2 as described above, the
また、グリップローラ58で搬送中の用紙にフィードローラ55が当接している間は、フィードローラ55を非駆動・従動回転とすることもできるので、その間のフィードローラ55の制御が不要になり、同様に制御系の負荷が軽減される。
Further, while the
また、図5Fの給紙装置50は図5Eの給紙装置と同様に必要最低限の紙間を確保することができるので、高プリント生産性を実現することができる。フィードローラ55の搬送速度V2は従来よりも低速化するが、これは従来の紙間停止時間(駆動のON・OFF制御のOFFの時間)と通常速度(ONの時の速度V1)を平均化するだけである。従って、フィードローラ55の搬送速度V2の低速化によるプリント生産性への影響はほとんどない。
In addition, the
図7Dは、図4B、図5Fの給紙装置50の呼び出しローラ54、フィードローラ55、セパレートローラ56、グリップローラ58の作動を、先行紙P1と次紙P2の重なりと関連して示したタイムチャートである。図7Cと比べてグリップローラ58の駆動を追加してあることと、フィードローラ55の駆動がやや異なる以外は、図7Cと同様である。
7D is a time chart showing the operation of the calling
すなわち、図7Dのフィードローラ55の駆動は、グリップローラ58による先行紙P1の搬送開始から、当該先行紙P1の後端が分離給送部(フィードローラ55)を抜ける直前まで、フィードローラ55の駆動は任意で良い。例えばタイムチャートの破線で示す駆動部分Aが水平方向に連続するように、フィードローラ55を速度V2で連続駆動しても良いし、電力消費を抑えるためにフィードローラ55の駆動を適宜間引いても良い(例えば駆動部分Aの下側の実線部分)。
That is, the
また、タイムチャートの破線で示す駆動部分Bのように、次紙スタートタイミングよりも所定時間早めてフィードローラ55を余裕を持って緩やかに立ち上げる駆動も可能になる。このようにフィードローラ55を緩やかに立ち上げることで駆動系の負荷軽減が可能となり、またタイマーの高精度化などの制御負荷増大も軽減することができる。この点、従来の給紙装置はフィードローラ55の位置で所定の紙間を形成する必要性があったため、次給紙スタートタイミングでフィードローラ55を急峻に立ち上げざるを得ず、駆動系と制御系に負荷がかかっていた。
Further, as shown in the drive portion B indicated by the broken line in the time chart, it is possible to drive the
前述した図5Fの給紙装置50の速度差(V2<V1)による紙間形成は、前述したように、図5Eの給紙装置50(タイプ2)にも適用することができる。図5Eの給紙装置50は先行紙P1後端がフィードローラ55から抜け出た瞬間に、当該先行紙P1の後端を隙間なく追いかける形で次紙P2前端をフィードローラ55で搬送開始することができる。
As described above, the above-described paper gap formation by the speed difference (V2 <V1) of the
また、フィードローラ55は当該次紙P2の搬送開始まで任意の駆動状態でよいので、図7Dの駆動部部分Bを利用して次紙P2の搬送開始時点では既にフィードローラ55が速度V2で十分に立ち上がっている状態にすることができる。これにより次紙スタートの時間的遅れを最短化することができる。
Further, since the
このような実施形態では、フィードローラ55とグリップローラ58の間で、紙間が実質的にゼロから始まり、その後徐々に増大して、グリップローラ58の位置で最小紙間δが形成される。従って、プリント生産性を最大化し、同時に給紙装置全体の搬送速度の低減化による装置全体の省エネ化を図ることができる。
In such an embodiment, the paper gap between the
(画像読取装置の給紙装置)
本発明の給紙装置は画像形成装置の給紙装置に適用する他、画像読取装置の給紙装置に適用することでも前述した画像形成装置と同様に省エネ化を図ることができる。図8は自動画像読取装置の自動給紙装置(ADF)90に本発明を適用した実施形態である。
(Feeding device of image reading device)
The paper feeding device of the present invention can be applied to the paper feeding device of the image forming apparatus, and also can be applied to the paper feeding device of the image reading device to save energy as in the case of the image forming device described above. FIG. 8 shows an embodiment in which the present invention is applied to an automatic sheet feeder (ADF) 90 of an automatic image reading apparatus.
図8に示すように、ADF90は、給紙トレイ91を備えており、この給紙トレイ91には原稿面が上向きになるように用紙束Pが載置されるようになっている。
As shown in FIG. 8, the
また、給紙トレイ91の給紙方向前端部近傍には、図示しないが、用紙の載置により回動するセットフィラーが設けられている。さらに、このセットフィラーの先端部の移動軌跡上の最下部には、給紙トレイ91に用紙が載置されたことを検知する用紙セットセンサ92が設けられている。すなわち、この用紙セットセンサ92は、給紙トレイ91に用紙がセットされると、セットフィラーが回動して、セットフィラーの先端部が用紙セットセンサから外れて用紙の載置を検知するようになっている。
Further, although not shown, a set filler is provided near the front end of the
また、給紙トレイ91に対して用紙の搬送方向下流側には、ストッパ爪93が設けられている。このストッパ爪93は、図示しない給紙ソレノイドによって用紙束Pの前端が突き当てられる突き当て位置(実線位置)と、当該位置から下方へ退避する退避位置(破線位置)の間で移動されるようになっている。
In addition, a
したがって、ストッパ爪93が突き当て位置にあるときに用紙束Pの前端が突き当てられることにより、用紙束Pの前端を揃えるようになっている。また、用紙束Pの幅方向は給紙トレイ91上に設けられた図示しないサイドフェンスに突き当てられることにより、用紙搬送方向と直交する方向の位置決めが行われるようになっている。
Therefore, when the front end of the sheet bundle P is abutted when the
ADF90の搬送部97は、呼び出しローラ94と、分離給送部95と、プルアウト部98と、ターン部99と、読取搬送部100と、排紙部101と、スイッチバック部102とにより構成されている。
The
呼び出しローラ94は、図示しない給紙ソレノイドによって用紙束Pから退避する位置と用紙束Pの上面に当接する位置との間で昇降するようになっている。分離給送部95は、左右一対のフィードローラ95a、95bと、この一対のフィードローラ95a、95b間に掛け渡された給紙ベルト95cと、搬送路を挟んで給紙ベルト95cと対向したセパレートローラ96で構成されている。
The calling roller 94 is moved up and down between a position where it is retracted from the sheet bundle P by a sheet feeding solenoid (not shown) and a position where it is in contact with the upper surface of the sheet bundle P. The separating and feeding
給紙ベルト95cにセパレートローラ96が圧接したフィードニップの手前側には、拡大示するように重送検知手段K4が配設されている。この重送検知手段K4は前記実施形態と同様に光学式や超音波式等で構成することができ、この実施形態では光学式の重送検知手段K4を使用し、上側に発光素子K4aを配設し、下側に受光素子K4bを配設している。そして両者の間に用紙が2枚以上進入してきた場合に受光素子K4bにより検知される受光量に基づいて重送の有無を検知するようにしている。
On the front side of the feed nip where the
前記重送検知手段K4の配設位置、すなわちフィードニップまでの距離は、図5A〜図5Cと同様に少なくとも3つの実施形態が可能である。図8は、拡大示するように、フィードニップから距離βだけ搬送上流側に離間させて重送検知手段K4を配設している(図5Aに対応した配設位置)。そして、呼び出しローラ94による繰り出し時の紙間を最小に設定しても、フィードニップに2枚以上の用紙が挟み込まれないようにしている。この際の重送検知手段K4の作動は、前記画像形成装置の給紙装置で説明した作動と同様である。 The arrangement position of the double feed detection means K4, that is, the distance to the feed nip, can be at least three embodiments as in FIGS. 5A to 5C. In FIG. 8, as shown in an enlarged view, the double feed detecting means K4 is disposed away from the feed nip by a distance β to the upstream side of the conveyance (arrangement position corresponding to FIG. 5A). Even when the paper interval when the feeding roller 94 is fed out is set to the minimum, two or more sheets are prevented from being caught in the feed nip. The operation of the double feed detecting means K4 at this time is the same as the operation described in the paper feeding device of the image forming apparatus.
給紙ベルト95cは、給紙方向(時計回転方向)に回転し、セパレートローラ96は、給紙方向と逆方向に回転するようになっている。また、セパレートローラ96は、用紙が重送された場合に、給紙ベルト95cに対して逆方向に回転する。しかし、セパレートローラ96が給紙ベルト95cに接している場合、または用紙を1枚のみ搬送している場合には、図示しないトルクリミッタの働きにより、給紙ベルト95cに連れ回りするようになっている。
The
分離給送部95は、ストッパ爪93が破線位置に退避した状態で、呼び出しローラ94が給紙トレイ91に載置された用紙束Pの最上位の用紙(先行紙P1)に転接する。これにより、繰り出した用紙を下流側に送り出し、当該用紙が重送された場合に2枚目以降の用紙を給紙ベルト95cとセパレートローラ96とにより分離して下流側に送り出すようになっている。
In the
プルアウト部98は、搬送経路を挟むように配置された一対のローラからなるグリップローラ対98aと、当該グリップローラ対98aの下流側に配設された用紙検知手段K2とを有している。プルアウト部98は、グリップローラ対98aと分離給送部95の駆動タイミングにより、送り出された用紙を一次突当整合し、整合後の用紙を搬送方向下流側に搬送するようになっている。また、用紙検知手段K2は、分離給送部95から搬送される用紙の前端を検知するようになっている。
The pull-out
ターン部99は、搬送経路の上から下に向けてカーブした搬送経路からなり、本発明に係る検知手段としてのレジストセンサ104と、読取入口ローラ対105とを有している。ターン部99は、プルアウト部98から搬送された用紙をカーブした搬送経路を搬送することによりターンさせて、読取入口ローラ対105により用紙の表面を下方に向けてスリットガラス106の近傍まで搬送するようになっている。また、レジストセンサ104は、プルアウト部98から読取搬送部100に搬送される用紙の前端および後端を検知するようになっている。
The
読取搬送部100は、スリットガラス106に搬送経路を挟んで対向する位置に配置された読取ガイドと、読取終了後の搬送経路を挟むように配置された一対のローラからなる読取出口ローラ対108とを有している。読取搬送部100は、スリットガラス106の近傍まで搬送された用紙を読取ガイドによりガイドしながら原稿表面をスリットガラス106に接触させながら搬送する。そして画像読取位置109において搬送される原稿画像を図示しないスキャナ部の光学系により読み取らせ、読取終了後の用紙を読取出口ローラ対108により搬送方向下流側にさらに搬送するようになっている。
The reading
排紙部101は、排紙口の近傍に一対のローラからなる排紙ローラ対110と、排紙センサ111とを備えている。排紙ローラ対110は、読取出口ローラ対108により搬送された用紙を排紙トレイ112に排紙するようになっている。また、排紙センサ111は、読取出口ローラ対108により搬送され、排紙口から排紙トレイ112に排紙される用紙の後端を検知するようになっている。
The
スイッチバック部102は、排紙口の近傍に設けられた切換爪113と、反転ローラ対114とを有している。切換爪113は、図示しない反転切換ソレノイドの駆動によって、上下動するようになっている。当該上下動の下側位置が、排紙ローラ対110より搬送される用紙を反転ローラ対114へ搬送する搬送経路に切り換える位置(破線で示す位置)である。また上側位置が、反転ローラ対114によりスイッチバックされた用紙をグリップローラ対98aへ搬送するスイッチバック通路102aに切り換える位置(実線で示す位置)である。また、反転ローラ対114は用紙の両面読み取りを行うためにスイッチバックされる用紙をスイッチバック通路102aに反転搬送するようになっている。
The
したがって、スイッチバック部102は、切換爪113、反転ローラ対114およびスイッチバック通路102aを介して両面読み取りを行う用紙をグリップローラ対98aにスイッチバックして搬送するようになっている。
Accordingly, the
以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば前記実施形態では分離給送部としてFRR給紙方式やRF給紙方式を例に取ったが、他方式の分離給送部を使用することも可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above-described embodiment, the FRR paper feeding method or the RF paper feeding method is taken as an example of the separation feeding unit. However, other types of separation feeding units may be used.
51:給紙トレイ
52:用紙ガイド
53:底板
54:呼び出しローラ
55:フィードローラ
56:セパレートローラ
58:グリップローラ
150:エンコーダ
151:フォトインタラプタ
151:分離動作検知手段
152:トルクリミッタ
153:外郭
154:セパレートローラ軸
P:用紙束
P1:先行紙
P2:次紙
K2:用紙検知手段
K4:重送検知手段
51: Paper feed tray 52: Paper guide 53: Bottom plate 54: Call roller 55: Feed roller 56: Separating roller 58: Grip roller 150: Encoder 151: Photo interrupter 151: Separation operation detecting means 152: Torque limiter 153: Outer 154: Separate roller shaft P: paper bundle P1: preceding paper P2: next paper K2: paper detection means K4: double feed detection means
Claims (12)
前記用紙積載部の前端位置と前記圧接部との間に用紙の重なりを検知する重送検知手段を設け、
前記呼び出しローラと前記フィードローラを駆動し、
前記重送検知手段が先行紙と次紙との用紙の重なり無しを検知した場合、前記呼び出しローラによる用紙の繰り出しを連続して作動し、
前記重送検知手段が先行紙と次紙との用紙の重なり有りを検知した場合、次紙の前端が前記重送検知手段と前記圧接部との間で停止するよう前記呼び出しローラによる繰り出しを停止すると共に、次紙の前端が先行紙の後端に追突しないよう前記呼び出しローラによる次紙の繰り出しを再開することを特徴とする給紙装置。 A calling roller disposed upstream of the sheet stacking unit from the front end position of the sheet stacking unit and contacting the uppermost sheet of the sheet stacking unit and feeding the sheet downstream in the transporting direction; and downstream of the calling roller in the transporting direction In a paper feeding device having a feed roller disposed on the side and a separating member that presses against the feed roller to form a pressure contact portion,
A double feed detecting means for detecting overlap of paper between the front end position of the paper stacking portion and the pressure contact portion;
Driving the calling roller and the feed roller;
When the multi-feed detection means detects that there is no overlap between the preceding paper and the next paper, the paper feeding by the calling roller is continuously operated,
When the double feed detection means detects that there is an overlap between the preceding paper and the next paper, the feeding roller stops the feeding so that the front edge of the next paper stops between the double feed detection means and the press contact portion. And the feeding of the next sheet by the calling roller is resumed so that the leading edge of the next sheet does not collide with the trailing edge of the preceding sheet.
前記用紙積載部の前端位置と前記圧接部との間に用紙の重なりを検知する重送検知手段を設け、
前記呼び出しローラと前記フィードローラを駆動し、
前記重送検知手段が先行紙と次紙との用紙の重なり無しを検知した場合、前記呼び出しローラによる用紙の繰り出しを連続して作動し、
前記重送検知手段が先行紙と次紙との用紙の重なり有りを検知した場合、次紙の前端が前記圧接部から開始できるよう前記呼び出しローラによる繰り出しを停止すると共に、次紙の前端が先行紙の後端に追突しないよう前記呼び出しローラによる次紙の繰り出しを再開することを特徴とする給紙装置。 A calling roller disposed upstream of the sheet stacking unit from the front end position of the sheet stacking unit and contacting the uppermost sheet of the sheet stacking unit and feeding the sheet downstream in the transporting direction; and downstream of the calling roller in the transporting direction In a paper feeding device having a feed roller disposed on the side and a separating member that presses against the feed roller to form a pressure contact portion,
A double feed detecting means for detecting overlap of paper between the front end position of the paper stacking portion and the pressure contact portion;
Driving the calling roller and the feed roller;
When the multi-feed detection means detects that there is no overlap between the preceding paper and the next paper, the paper feeding by the calling roller is continuously operated,
When the multi-feed detection means detects that there is an overlap between the preceding paper and the next paper, the feeding roller stops feeding so that the front edge of the next paper can start from the press contact portion, and the front edge of the next paper is advanced. A paper feeding device which resumes feeding of the next paper by the calling roller so as not to collide with the trailing edge of the paper.
前記圧接部に用紙の重なりを検知する重送検知手段を設け、
前記呼び出しローラと前記フィードローラを駆動し、
前記重送検知手段が先行紙と次紙との用紙の重なり無しを検知した場合、前記呼び出しローラによる用紙の繰り出しを連続して作動し、
前記重送検知手段が先行紙と次紙との用紙の重なり有りを検知した場合、次紙の前端が前記圧接部から開始できるよう前記呼び出しローラを当接している用紙から離間すると共に、次紙の前端が先行紙の後端に追突しないよう前記呼び出しローラによる次紙の繰り出しを再開することを特徴とする給紙装置。 A calling roller disposed upstream of the sheet stacking unit from the front end position of the sheet stacking unit and contacting the uppermost sheet of the sheet stacking unit and feeding the sheet downstream in the transporting direction; and downstream of the calling roller in the transporting direction In a paper feeding device having a feed roller disposed on the side and a separating member that presses against the feed roller to form a pressure contact portion,
Provided in the press contact portion is a double feed detection means for detecting the overlap of paper,
Driving the calling roller and the feed roller;
When the multi-feed detection means detects that there is no overlap between the preceding paper and the next paper, the paper feeding by the calling roller is continuously operated,
When the multi-feed detection means detects that there is overlap between the preceding paper and the next paper, the front edge of the next paper is separated from the paper contacting the calling roller so that it can start from the press contact portion, and the next paper The sheet feeding device restarts feeding of the next sheet by the calling roller so that the leading edge of the sheet does not collide with the trailing edge of the preceding sheet.
ここで、Lは前記圧接部から前記グリップローラまでの距離、δは前記用紙検知手段で検知可能な最低限の紙間、αは用紙前端が前記重送検知手段を越えた後に前記圧接部に向けて進む距離、βは前記重送検知手段と前記圧接部との間の距離である。 The sheet feeding device according to claim 4, wherein V2 = V1 × {L− (δ−β + α)} / L, where V1 is a conveyance speed of the grip roller and V2 is a conveyance speed of the feed roller.
Here, L is the distance from the pressure contact portion to the grip roller, δ is the minimum paper interval detectable by the paper detection means, and α is the pressure contact portion after the front edge of the paper has passed the double feed detection means. A distance advancing, β, is a distance between the double feed detecting means and the pressure contact portion.
前記分離部材に用紙の重なりを検知する分離動作検知手段を設け、
前記圧接部から搬送方向下流側に所定距離だけ離間した位置に、前記フィードローラから給送された用紙をさらに搬送下流側に給送するグリップローラを設け、
前記グリップローラよりも前記フィードローラの搬送速度を低速に設定し、前記グリップローラと前記フィードローラの搬送速度の差により、前記グリップローラで給送する先行紙後端と、前記フィードローラで給送する次紙前端との間に、前記グリップローラの搬送下流側に設けた用紙検知手段による紙間検出が可能な最小紙間を形成するようにし、
前記呼び出しローラと前記フィードローラを駆動し、
前記分離動作検知手段が先行紙と次紙との用紙の重なり無しを検知した場合、前記呼び出しローラによる用紙の繰り出しを連続して作動し、
前記分離動作検知手段が先行紙と次紙との用紙の重なり有りを検知した場合、次紙の前端が前記圧接部から開始できるよう前記呼び出しローラを当接している用紙から離間すると共に、次紙の前端が先行紙の後端に追突しないよう前記呼び出しローラによる次紙の繰り出しを再開し、
前記グリップローラの搬送速度をV1とし、前記フィードローラの搬送速度をV2としたとき、V2=V1×{L−(δ+ε)}/Lとしたことを特徴とする給紙装置。
ここで、Lは前記圧接部から前記グリップローラまでの距離、δは前記用紙検知手段で検知可能な最低限の紙間、εはグリップローラとその下流のローラ間の用紙たるみ量である。 A calling roller disposed upstream of the sheet stacking unit from the front end position of the sheet stacking unit and contacting the uppermost sheet of the sheet stacking unit and feeding the sheet downstream in the transporting direction; and downstream of the calling roller in the transporting direction In a paper feeding device having a feed roller disposed on the side and a separating member that presses against the feed roller to form a pressure contact portion,
Separation operation detection means for detecting the overlap of sheets is provided in the separation member,
A grip roller for feeding the paper fed from the feed roller to the downstream side of the transport is provided at a position spaced apart from the pressure contact portion by a predetermined distance on the downstream side in the transport direction,
The conveyance speed of the feed roller is set to be lower than that of the grip roller, and the trailing edge of the preceding paper fed by the grip roller is fed by the difference between the conveyance speeds of the grip roller and the feed roller. A minimum paper interval that can be detected by the paper detection means provided on the conveyance downstream side of the grip roller is formed between the front end of the next paper and
Driving the calling roller and the feed roller;
When the separation operation detecting means detects that there is no overlap between the preceding sheet and the next sheet, the sheet feeding operation by the calling roller is continuously operated,
When the separation operation detection means detects that there is overlap between the preceding sheet and the next sheet, the front end of the next sheet is separated from the sheet contacting the calling roller so that it can start from the press contact portion, and the next sheet Resuming the feeding of the next paper by the calling roller so that the front edge of the paper does not collide with the rear edge of the preceding paper ,
A sheet feeding device characterized in that V2 = V1 × {L− (δ + ε)} / L, where V1 is a conveying speed of the grip roller and V2 is a conveying speed of the feed roller.
Here, L is the distance from the pressure contact portion to the grip roller, δ is the minimum gap between sheets that can be detected by the sheet detection means, and ε is the amount of sheet sag between the grip roller and the downstream roller.
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