JP7078408B2 - シート給紙装置及び画像形成システム - Google Patents

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Description

本発明は、シート給紙装置及びシート給紙装置を備える画像形成システムに関し、詳しくはシート給紙装置の収納部に収納されたシートに送風するものに関する。
従来、シートに画像を形成する画像形成部を備える画像形成装置と、画像形成部にシートを供給するシート給紙装置と、を備える画像形成システムが知られている。シート給紙装置は画像形成装置に設けられているものや画像形成装置に連結されるものがある。シート給紙装置は、シートを収納する収納庫と、収納庫内に設けられた昇降自在な積載トレイと、積載トレイ上のシートを繰り出す繰出ローラと、給紙ローラと分離部材で構成され、繰り出されたシートを1枚に分離して画像形成部に向けて給紙する分離給紙機構と、を備えている。
また、シート給紙装置に、積載トレイ上のシートに送風する送風ファンと、送風される空気を暖めて温風にするヒータと、を設け、ヒータで暖めた空気を送風ファンで流すことで積載トレイ上のシートに温風を送風し、シートを捌くようにしたものがある(例えば、特許文献1、特許文献2)。
特開2010-089864号公報 特開2010-241568号公報
しかしながら、特許文献2で示されるようにヒータの温度は、環境温度や環境湿度で設定されているため、シートに対してヒータが高い温度の空気を長時間に送風し続ける場合がある。シートに対して温度の高い空気を長時間に送風すると、シートが変形や変色するとの問題がある。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、シートが変形や変色することなく、シートを捌くことが可能なシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
本願発明は、シートを収納する収納部と、収納部に収納されたシートを給紙する給紙手段と、収納部のシートに送風する送風手段と、送風手段にて送風される空気を暖める加熱手段と、収納部のシートの給紙方向の長さ検出する検出手段と、を備えるシート給紙装置において、送風手段は、給紙手段がシートを給紙中に前記収納部のシートに送風し、加熱手段は、検出手段で検出されたシートの給紙方向の長さが、所定の長さ以下である場合に第1の温度で空気を暖め、所定の長さよりも長い場合に第1の温度よりも低い第2の温度で空気を暖める。
シートサイズ、給紙されるシートの給紙速度、給紙されるシートの間隔のいずれか1つによって空気を加熱する温度を制御し、制御された温度の温風をシートに送風することでシートの重送や不送りなどの給紙不良の発生やシートの変形、変色、画像ムラを低減することができる。
本発明に係る画像形成システムの構成を示す断面図である。 本発明に係るシート給紙装置の構成を示す概略図である。 本発明に係るシート給紙装置の構成を示す上面概略図である。 本発明に係るシート給紙装置の送風処理を示すフローチャート図である。
図1は画像形成システムの全体構成を示す図である。先ず、図1を参照しつつ画像形成システムの全体構成について説明する。画像形成システムは、画像形成装置2と、原稿読取装置3と、原稿給送装置4と、給紙装置5と、シート集積装置6とを備えている。画像形成装置2は、100枚程度のシートを収納可能な2つの給紙カセット7a、7bを備えており、原稿読取装置3によって原稿画像から読み取られた画像データに基づいて、給紙カセット7a,7b及び給紙装置5の何れか一つから供給されたシート上に画像形成を行う。そして、画像形成されたシートをシート集積装置6に集積、収納する。原稿読取装置3には、原稿給送装置4によって原稿シートを給送することもできる。ここで、画像形成システムにおいて扱われるシートには、A6、B5、A4等の小サイズやB4、A3等の大サイズの普通紙の他、規格サイズ以外の長尺シート、OHPシートを含むフィルムシート、トレーシングペーパ、コート紙などの特殊シートを含むものとする。
画像形成装置2は、図1に示すように、投光器(レーザヘッドなど)8と、感光ドラム9と、現像器10と、転写チャージャ11と、定着ローラ12とを備えている。感光ドラム9の表面に投光器8で静電潜像(静止画像)が形成されて、現像器10によって静電潜像にトナーが付着させられ、感光ドラム9上に付着されたトナーが給紙カセット7a,7b又は給紙装置5から供給されたシートに転写チャージャ11によって転写される。トナーが転写されたシートは、下流側に配置される定着ローラ12に送られて、シート上のトナーを加熱定着させられた後、排紙ローラ対13によってシート集積装置6へ排出される。
各給紙カセット7a,7bには、収納されているシートの最上面に接触してシートを送り出す送出ローラ14と、送り出されたシートを一枚ずつに分離して給送する給紙ローラと分離ローラからなる分離機構15とが設けられている。給紙カセット7a,7bから送出ローラ14によって送り出されて分離機構15によって一枚ずつに分離されたシートは、複数の搬送ローラ対によって搬送され、搬送路に沿って転写チャージャ11へと送られる。また、給紙装置5から給紙されるシートは、搬入ローラ対26によって搬送路17に搬入され、同様に、搬送ローラ対16によって搬送路17に沿って転写チャージャ11へと送られる。
なお、画像形成装置2には、パネル25(図2参照)が設けられている。パネル25を用いて、例えばシートの種類、カラー印刷・モノクロ印刷、プリント部数、片面印刷・両面印刷、拡大・縮小印刷などの画像形成条件を設定できるようになっている。
原稿読取装置3の上部には、透明なガラスで形成された第1のプラテン19と第2のプラテン20とが水平方向に並設されている。第1のプラテン19は、手置きでセットされる原稿の読み取りに用いられ、対応可能な最大サイズの原稿が載置できるようなサイズに形成されている。また、第2のプラテン20は、原稿給送装置4から給送され所定速度で移動する原稿の読み取りに用いられる。
原稿読取装置3の内部には、第1の読取キャリッジ21及び第2の読取キャリッジ22と、集光レンズ23及び光電変換素子24を有する光電変換手段が設けられている。第1の読取キャリッジ21及び第2の読取キャリッジ22は、図示されていないキャリッジモータによって駆動されて、第1のプラテン19の下方を副走査方向に往復移動する。第1の読取キャリッジ21には、光を原稿へ向けて照射するランプと、原稿から反射された光を反射するミラーとが設けられており、第2の読取キャリッジ22には、第1の読取キャリッジ21のミラーからの光を集光レンズ23及び光電変換素子24に案内する二つのミラーが設けられている。第1のプラテン19上の原稿の読み取りを行うときには、第1の読取キャリッジ21及び第2の読取キャリッジ22を移動させながら、第1の読取キャリッジ21から第1のプラテン19上に載置された原稿の画像へ光を照射して、原稿からの反射光を第1の読取キャリッジ21及び第2の読取キャリッジ22を介して光電変換素子24に案内し、電気信号に変換することによって、原稿から画像データを生成させる。
原稿搬送装置4は、給紙トレイ28と、シート搬送機構29と、排紙トレイ30とを備え、給紙トレイ28上に載置された原稿をシート搬送機構29によって一枚ずつ搬送して、第2のプラテン20上を通過させ、排紙トレイ30に排出する。なお、原稿搬送装置4から給送されて第2のプラテン20上を通過する原稿を読み取るときには、第1の読取キャリッジ21及び第2の読取キャリッジ22を第2のプラテン20の下方で予め停止させておき、第2のプラテン20上を通過する原稿を読み取り、画像データを生成する。
図2は、給紙装置5の構成を示す概略図であり、図3は給紙装置5の構成を示す上面概略図である。図1~図3に基づき給紙装置5の構成について説明する。給紙装置5は、筐体31と、筐体31内に引き出し機構32によって給紙方向に直交する方向に引き出し可能に支持された収納庫33と、収納庫33内のシートを一枚ずつに分離して画像形成装置2へ向けて供給する分離給紙機構43と、給紙装置5を制御する制御部35とを備え、収納庫33内には、上下方向に昇降可能な積載トレイ36が設けられている。積載トレイ36は、板状のプレートであり、大小サイズの様々なシートを積載できるようになっている。収納庫33の上部には、積載トレイ36上に積載されたシートの最上面を検出する上面検出センサ39が設けられており、昇降機構によって、シートの量に応じて積載トレイ36を移動させるようになっている。
昇降機構40は、積載トレイ36の支持部に固定された複数本のワイヤ(図2中では簡略化して一本のワイヤのみを示している。)と、対応するワイヤを巻き取る巻取プーリ50と、巻取プーリ50と対応する支持部との間に延びるワイヤを巻き掛ける中間プーリ52と、巻取プーリ50を回転駆動させる昇降モータM1とによって構成されている。
収納庫33は、上部に開口部が設けられた箱型形状を有しており、筐体31から引き出された状態のときに開口部を通して収納庫33内の積載トレイ36上にシートを積載できるようになっている。収納庫33の内部の積載トレイ36を収容する積載トレイ収容空間内には、積載トレイ36上のシートを幅方向に挟んで位置する一対の側端規制部材41a、41bと、積載トレイ36上のシートの給紙方向後端側に位置する後端規制部材42と、が設けられている。つまり、積載トレイ36上のシートの幅方向の両側端が第1、第2の側端規制部材41a、41bによって規制され、積載トレイ36上のシートの給紙方向後端が後端規制部材42によって規制されるようになっている。第1、第2の側端規制部材41a、41bは連動してシートの幅方向にスライド可能に収納庫33の底部に立設されている。後端規制部材42は、給紙方向にスライド可能に収納庫33の底部に立設されている。このような構成により、第1、第2の側端規制部材41a、41bや後端規制部材42を収納庫33内でシートサイズに応じて移動させて、シートの側端位置や給紙方向の後端位置を規制することができるようになっている。
分離給紙機構43は、積載トレイ36上に積載されたシートの最上面に接触してシートを送り出す繰出ローラ45と、送り出されたシートを画像形成装置2へ給紙する給紙ローラ46と、給紙ローラ46に圧接して2枚目以降のシートの供給を阻止する分離ローラ47とによって構成されている。
給紙ローラ46は、図示されていない複数のギアやタイミングベルトを介して給紙モータM2によって駆動され、給紙モータM2の駆動により回転してシートを供給する。なお、繰出ローラ45は、給紙ローラ46のシャフト周りに回動自在に支持されたブラケットに回転可能に支持されており、給紙モータM2による給紙ローラ46のシャフトの回転が複数のギアを介して繰出ローラ45に伝達されて、回転駆動される。また、繰出ローラ45は、シートの上面に接触する作動位置とシートの上面から離れた待機位置との間で給紙ローラ46のシャフト周りに移動させることができるようになっている。本実施形態では、給紙ローラのシャフトの回転によってブラケットを回動させ、繰出ローラ45を作動位置と待機位置との間で移動させている。
分離ローラ47は、その回転軸にトルクリミッタが取り付けられている。これにより、給紙ローラ46と分離ローラ47との圧接部でシートが二枚以上重なってニップされたときに分離ローラ47が停止して上から二枚目以降のシートの供給を阻止するようになっている。すなわち、複数のシートが重なって給紙ローラ46と分離ローラ47とのニップ部に進入すると、給紙ローラ46の駆動力が最上位のシートに伝達される一方、分離ローラ47の回転が停止され、最上位のシートと上から二枚目以降のシートとの間で滑りが生じて、最上位のシートと上から二枚目以降のシートとが分離される。もちろん、分離ローラ47に代えて分離パッドなど他の摩擦部材を用いてもよい。
送風ユニット70は、図3に示すように給紙装置5のリア側に配置された第1の側端規制部材41aに設けられている。図2に示すように給紙装置5のリア側に配置された第1の側端規制部材41aのシート給紙方向下流側の上部には開口73が設けられている。この開口73を通して送風ユニット70からの積載されたシートの上部の側面に送風される。これによって、シートが送風によって浮き上がり、シート間に空気が入り込むことで、シートが捌かれる。第1の側端規制部材41aの開口73は図2に示すように積載されたシートの最上位シート及び最上位シートの下の複数枚のシートに送風するように形成されている。なお、前述の「開口」と後述する「送風口」は同一位置に設けられているため、図中では同一符号の「73」を用いる。
送風ユニット70は、送風される空気を暖める加熱部71と、加熱部で暖められた空気をシートに送風する送風部72からなる。加熱部71には、筒状の加熱ケース76と、ケース内に空気を取り込む吸入口78と、加熱ケース76内に設けられたヒータ77が設けられている。送風部72には空気の流れを発生させる送風ファン74と、送風ファン74で発生させた空気の流れをシートの側部に案内するダクト75が設けられている。送風ファン74は加熱ケース76の端部に取り付けられており、ヒータ77で暖められた空気を、ダクト75を介してダクト75の送風口73からシートの端部に送風する。このようにシートの端部に暖められた温風を送風することでシートの水分量が低減され、積載トレイ36上のシートを十分に捌くことができる。なお、本実施の形態のヒータ77は、通電させることで発熱する発熱体77aと、発熱体の熱を加熱ケース76内に放散する放熱器77bを備えている。また、送風ファン74はシロッコファンを用いている。
図2に示すように給紙装置5の動作を制御する制御部35は、画像形成装置2に設けられている。この制御部35は、上述したパネル25で設定されるシートの種類、カラー印刷・モノクロ印刷、プリント部数、片面印刷・両面印刷、拡大・縮小印刷などの画像形成条件に基づき給紙装置5を制御する。
給紙装置5には、シートを繰り出す繰出位置にシートの最上面が移動したことを検出する上面検出センサ39と、積載トレイ36の下降を制限する下限センサ57と、積載トレイ36の昇降に伴ってパルス信号を発生するエンコーダ51と、が設けられている。また、収納庫33の底部には、後端規制板42の位置を検出する第1、第2のサイズセンサ59a、59bが設けられている。
本実施の形態では、便宜上取り扱うサイズのシートをA4、A3の2種類とし、第1、第2のサイズセンサ59a、59bはA4サイズのシートの後端を規制する後端規制板42の位置とA3サイズのシートの後端を規制する後端規制板42の位置のそれぞれに配置されている。そして、第1のサイズセンサ59aが後端規制板42を検出すると積載トレイ36上のシートをA4サイズと特定する。また、第2のサイズセンサ59bが後端規制板42を検出すると積載トレイ36上のシートをA3サイズと特定する。
制御部35は、パネル25からの情報、上述の各種センサ、エンコーダ51の検出信号やパルス信号を受信して、昇降モータM1、給紙モータM2を制御し、積載トレイ36の昇降動作及び分離給紙機構34の給紙動作を実行する。
積載トレイ36の昇降動作では、積載トレイ36を上昇させ、繰出ローラ45にて繰り出すための繰出位置にシートの最上面を移動させるように昇降モータM1を制御する。また、シートの取り出し、シートの補充をする際に下限位置まで下降させるように昇降モータM1を制御する。なお、下限位置は、積載トレイ36が下限センサ57で検出される位置であり、積載トレイ36は下限位置より下方には下降しないようになっている。
給紙動作では、パネル25からの給紙指示を受け、繰出ローラ45をシートの最上面に接触する作動位置に移動させ、繰出ローラ45と給紙ローラ46を回転させてシートを給紙するように給紙モータM2を制御する。
図4は、シートの端部への送風及びシートの給紙を実行する送風及び給紙処理を説明するフローチャート図である。図4に示すように送風及び給紙処理では、先ず使用者がパネル25から給紙開始を指示すると給紙JOBが開始として次の処理を実行する(ST01)。次の処理では送風を行うか否かが判断される(ST02)。送風の可否は、使用者がパネル25で選択したシートの種類に基づき判断される。本実施の形態では、シートの種類が薄紙、普通紙、上質紙、再生紙のいずれかであれば送風を行わない。一方、シートの種類が厚紙、エンボス紙、フィルム紙のいずれかであれば送風するようにしている。
ステップST02で送風しないとした場合は給紙動作を実行し、給紙JOBが終了すると給紙動作を終了する(ST02~ST05)。ステップST02で送風するとした場合は、ヒータで空気を加熱するか否かを判断する(ST10)。すなわち、ここでは温風を送風するか否かが判断される。本実施の形態では、使用者がパネル25で選択したシートの種類が厚紙、エンボス紙、フィルム紙のいずれかの場合はヒータ77で空気を加熱せずに送風のみを行う。シートの種類がコート紙の場合はヒータ77で空気を加熱して、温風を送風するようにしている。
シートの種類が厚紙、エンボス紙、フィルム紙のいずれかである場合は、送風ファン74を駆動する(ST10~ST11)。これによって、図4の矢印に示すように送風ユニット70外の空気が吸入口78より取り込まれ、送風ファン74によって送風口73からシートの端部に送風される。送風ファン74によってシートの端部に送風させた後、給紙動作を実行し、給紙JOBが終了すると給紙動作を終了する(ST12~ST14)。そして、給紙動作を終了すると同時に送風ファン74、ヒータ77を停止して送風を終了する(ST15)。なお、このときのヒータ77の停止はヒータ77を駆動していた場合に限られる。
一方、シートの種類がコート紙である場合は、ヒータ77で空気を加熱して、温風を送風する。ここで、給紙動作において先シートが収納庫33から給紙開始されてから次シートが収納庫33から給紙開始されるまでの時間は、シートの長さが長いほど遅くなる。したがって、長さが短いシートの場合は、収納庫33内に待機する待機時間が短くなり、シートに温風が送風されている時間が短くなる。長さが長いシートの場合は収納庫33内に待機する待機時間が長くなり、シートに温風が送風されている時間が長くなる。このとき、一定の温度で加熱した温風を積載トレイ36上のシートに送風すると、小サイズシートではシートに温風で送風される時間が短いため十分に水分が低減されずシートが捌かれずに給紙される。大サイズシートではシートに温風で送風される時間が長いためシートの送風部分の温度が高くなり、他の部分との温度差がある状態で画像形成装置2にて画像形成されるため、シートに画像ムラが発生する。また送風される時間が長いとシートに変形や変色が生じるとの問題も発生する。よって、この送風及び給紙処理では、ヒータ77で空気を加熱して、温風を送風するときにシートのサイズによってヒータ77の設定温度を異ならせている。すなわち、所定の長さ以下の短い小サイズシートのときの設定温度を所定の長さよりも長い大サイズシートのときの設定温度よりも高温に設定している。
具体的に図4に基づき説明すると、ステップST10で温風を送風すると判断したならば、シートサイズがA4サイズ(小サイズ)であるか否かが判断される(ST20)。なお、シートサイズは上述した第1、第2のサイズセンサ59a、59bで検出される。第1、第2のサイズセンサ59a、59bで検出されたシートサイズがA4サイズであれば、ヒータ77の設定温度を90°Cに設定する(ST21)。一方、A3サイズ(大サイズ)であれば、ヒータ77の設定温度を60°Cに設定する(ST22)。設定温度の設定が終わるとヒータ77を駆動して空気を加熱する。そして、ヒータ77に取り付けられたサーミスタ79によってヒータ77が設定温度に到達したことが検出されると送風ファン74を駆動する(ST24、ST11)。これによって、図4の矢印に示すように吸入口78より取り込まれ空気がヒータ77で暖められ、送風ファン74によって送風口73からシートの端部に送風される。そして、給紙動作を実行し、給紙JOBが終了すると給紙動作を終了するとともに送風ファン74、ヒータ77を停止する(ST12~ST15)。このように、 シートサイズによってヒータ77の設定温度を変更し、ヒータ77の温度を制御することにより、温風をシートに送風しても、シートを安定して給紙することができる。
本実施の形態では、シートのサイズによってヒータ77の設定温度を変更し、ヒータ77の温度を制御するようにしたが、シートサイズに加えてシートの種類、収納庫33内の温度及び湿度によって設定温度を変更するようにしてもよい。このとき、シートの種類、収納庫33内の温度及び湿度が同一で、異なるシートサイズの場合は、ヒータ77の設定温度が変更されることとなる。また、送風ファン74の回転速度を切り替え、送風量を変化させることも可能であり、設定温度の変更に加えて送風量を変化させることでより捌き効果を得ることができる。
さらに、本実施形態では、一つの送風口73からシートの一部分に送風したが、複数の送風ユニットを設け、シートの側部の複数部分に送風するように構成してもよい。また、複数の送風口が設けられたダクトでシートの側部の複数部分に送風するようにしてもよい。
また、本実施の形態ではコート紙に対して温風を送風したが、シート間密着力が高いシートで、普通紙に比べて重送や不送りが発生しやすいシートに対して温風を送風するようにしてもよい。
本実施の形態では、ヒータ77の設定温度を第1、第2のサイズセンサ59a、59bで検出されたシートサイズに基づき設定したが、パネル25でシートサイズを選択できるようにし、使用者が選択したシートサイズに基づきヒータ77の設定温度を設定するようにしてもよい。
上述の実施の形態では、シートのサイズによってヒータ77の設定温度を変更し、ヒータ77の温度を制御するようにしたが、シートを給紙する給紙速度や先シートと次シートとの間隔によってヒータ77の設定温度を変更するようにしてもよい。具体的には、給紙速度に基づく場合は、給紙速度が所定速度以下の場合に低温(60°C)に設定し、給紙速度が所定速度よりも速い場合に高温(90°C)に設定する。また、先シートと次シートとの間隔に基づく場合は、間隔が所定間隔以下の場合に低温(60°C)に設定し、所定間隔よりも大きい場合に高温(90°C)に設定する。
上述した実施の形態によれば、シートの種類によってシートに送風するか否か、温風を送風する否かを設定し、各種類のシートに適した捌き動作を自動で行うようにしたので、給紙不良を低減することができる。
また、上述した実施の形態によれば、ヒータ77の設定温度を、シートサイズが所定の長さ以下のときは第1の設定温度に設定し、シートサイズが所定の長さよりも大きいときは前記第1の設定温度よりも低い第2の設定温度に設定したので、収納庫33内の積載トレイ36上のシートの待機時間に係わることなく、積載トレイ36上のシートを適切に捌くことができる。また、画像形成されたシートの画像ムラを防止し、シートの変形、変色を防ぐことができる。
2 画像形成装置
3 原稿読取装置
4 原稿給送装置
5 給紙装置
6 シート集積装置
25 パネル
31 筐体
33 収納庫
35 制御部
36 積載トレイ
41a 第1の側端規制部材
41b 第2の側端規制部材
42 後端規制部材
59a 第1のサイズセンサ
59b 第2のサイズセンサ
70 送風ユニット
71 加熱部
72 送風部
73 送風口
74 送風ファン
75 ダクト
76 加熱ケース
77 ヒータ
77a 発熱体
77b 放熱器
78 吸入口

Claims (5)

  1. シートを収納する収納部と、前記収納部に収納されたシートを給紙する給紙手段と、前記収納部のシートに送風する送風手段と、前記送風手段にて送風される空気を暖める加熱手段と、前記収納部のシートの給紙方向の長さ検出する検出手段と、を備えるシート給紙装置において、
    前記送風手段は、前記給紙手段がシートを給紙中に前記収納部のシートに送風し、
    前記加熱手段は、前記検出手段で検出されたシートの給紙方向の長さが、所定の長さ以下である場合に第1の温度で空気を暖め、前記所定の長さよりも長い場合に前記第1の温度よりも低い第2の温度で空気を暖めるシート給紙装置。
  2. 前記検出手段は、前記収納部に収納されたシートの給紙方向の後端部を規制する後端規制部材と、前記後端規制部材の位置を検出する検出センサを有する請求項1に記載のシート給紙装置。
  3. 前記送風手段は、前記収納部に収納されたシートのうち上位の複数枚のシートに送風する請求項1のシート給紙装置。
  4. 前記収納部に収納されたシートの給紙方向と直交する幅方向の端部を規制する側端規制部材を備え、前記送風手段及び前記加熱手段は前記側端規制部材に設けられ、前記側端規制部材にはシートに送風するための開口を有する請求項1に記載のシート給紙装置。
  5. 請求項1~4のいずれか1つに記載のシート給紙装置と、
    前記シート給紙装置から給紙されたシートに画像を形成する画像形成装置と、
    を備える画像形成システム。
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