JP7274095B2 - 満杯検知部材、用紙搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、排紙トレイ上の用紙の積載高さを検出する満杯検知部材と、当該満杯検知部材を有する用紙搬送装置および画像形成装置に関する。

画像形成装置で形成された画像を定着した記録媒体（以下「用紙」として説明する）は、排紙装置によって装置外の排紙トレイに排出・積載される。排紙トレイの上方には用紙の積載高さを検出する満杯検知部材が設けられ、この満杯検知部材の上方回動による満杯検知により画像形成装置および排出部が作動停止する。

排紙トレイに排出・積載される用紙はカールしていることがあるので、そのカール状態に応じて満杯検知時の積載高さを変えることで、排紙口が用紙ジャムで閉塞したり、排紙トレイ上の用紙が落下したり、ページ狂いが発生したりするのを未然に防ぐようにしている（特許文献１参照）。

満杯検知部材は、様々な用紙サイズやカール形状に対応するため、用紙幅方向に満杯検知部材を長くする必要がある。しかし、満杯検知部材を長くすると満杯検知部材の重量が大きくなり、用紙を排出部で排紙トレイに排出する際に、満杯検知部材の抵抗圧により排出紙に掛かるモーメントが大きくなる。加えて近年では、装置の小型軽量化が進み、重量増加が困難になっている。

排出紙に大きなモーメントが掛かると、用紙先端の丸まり、耳折れ、しわ等が発生し、画像品質にも影響を及ぼしかねない。また当該モーメントで、排紙トレイに用紙を排出する際に用紙後端がエンドフェンス面（用紙積載部の壁面部）に引っ掛かる、用紙後端残りの問題も生じる。これらの問題により、排紙口の用紙詰まり、用紙満杯誤検知による生産性低下等の不具合が発生しやすい。

そこで、このような問題を回避するため、満杯検知部材を長くすると共にその肉抜きをして軽量化をすることが考えられる。しかし、単純な丸穴や矩形穴による肉抜きでは、カールした用紙や波打ちした用紙が肉抜き穴に引っかかってジャムが発生しやすくなる。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、用紙引っ掛かりや用紙ジャムが生じない満杯検知部材を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の満杯検知部材は、用紙が搬送されて積載される排紙トレイ上において、前記用紙の積載高さを検出するため前記積載高さに応じて移動可能な満杯検知部材において、前記満杯検知部材は、搬送される用紙の先端が接触する接触面部と、当該接触面部の搬送方向下流側に位置して前記排紙トレイに積載される用紙の最上層と接触可能な検知部を有し、前記接触面部に、前記用紙の搬送方向に対して傾斜した傾斜縁部を有する穴が形成されていることを特徴とする。

本発明の満杯検知部材によれば、用紙の搬送方向に対して傾斜した傾斜縁部を有する穴が形成されているので、用紙引っ掛かりや用紙ジャムが生じるのを防止することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 排紙トレイの（ａ）用紙なし時の断面図と（ｂ）満杯時の断面図である。 排紙トレイの斜視図である。 満杯検知部材の端部検知部材の正面図である。 端部検知部材の肉抜き穴を用紙が通過する状態を示す斜視図である。 肉抜き穴の変形例を示す端部検知部材の正面図である。 肉抜き穴の変形例を示す端部検知部材の正面図である。 肉抜き穴の変形例を示す端部検知部材の（ａ）正面図と（ｂ）断面図である。 肉抜き穴の変形例を示す端部検知部材の正面図である。 従来の排紙トレイの斜視図である。 従来の端部検知部材の正面図である。 端部カールした用紙と満杯検知部材の位置関係を示す排紙トレイの正面図である。 端部検知部材に矩形状の肉抜き穴を形成した場合の用紙の引っかかり状態を示す斜視図である。

以下、添付の図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、実施形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

（画像形成装置の概略構成）
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。まず、図１を参照して画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。

図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式のモノクロレーザプリンタである。なお、本発明は、プリンタのほか、複写機、ファクシミリ、あるいは、これらのいずれか２つ又は３つの機能を備える複合機であってもよい。また、モノクロ画像形成装置に限らず、カラー画像形成装置であってもよい。

図１に示すように、画像形成装置１には、画像を形成する画像形成部２と、記録媒体としての用紙Ｐを画像形成部２に供給する用紙供給部３と、供給された用紙Ｐに画像を転写する転写部４と、用紙Ｐに転写された画像を定着する定着装置５と、画像が定着された用紙Ｐを装置外に排出する排出部６が設けられている。当該排出部６は、本発明の用紙搬送装置を構成する。

また画像形成部２の側面には手差しトレイ１８が開閉可能に設けられている。この手差しトレイ１８により、給紙カセット１２に収容できないサイズの用紙、あるいは少数枚の用紙への印刷等をする場合、手差しトレイ１８を開いて手差しにより用紙を供給する。

画像形成部２は、ドラム状の感光体７と、感光体７の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ８と、感光体７の表面を露光して潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置９とを備えている。また画像形成部２は、感光体７の表面にトナー（現像剤）を供給して潜像を可視画像化する現像手段としての現像ローラ１０と、感光体７の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード１１とを備えている。

印刷動作開始の指示があると、画像形成部２において、感光体７が回転を開始し、帯電ローラ８によって感光体７の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント情報に基づいて、露光装置９が感光体７の表面を露光することで、露光された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像ローラ１０からトナーが供給され、感光体７上にトナー画像が形成される。

感光体７上に形成されたトナー画像は、転写部４に配置された転写ローラ１５と感光体７との間の転写ニップにおいて用紙Ｐに転写される。この用紙Ｐは、用紙供給部３から供給されたものである。用紙供給部３では、給紙カセット１２に収容されている用紙Ｐが給紙ローラ１３によって１枚ずつ送り出される。

送り出された用紙Ｐは、タイミングローラ対１４によって感光体７上のトナー画像とタイミングを合わせて転写ニップへ搬送される。そして、転写ニップにおいて、感光体７上のトナー画像が用紙Ｐに転写される。また、トナー画像の転写が行われた後、感光体７上に残留するトナーは、クリーニングブレード１１によって除去される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、搬送通路Ｗ１を通じて定着装置５へ搬送される。そして、定着装置５において、用紙Ｐが定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間を通過する際に加熱及び加圧されることで、トナー画像が用紙Ｐに定着される。その後、用紙Ｐは、排出部６に搬送され、搬送手段としての排紙ローラ対１６によって装置外の排紙トレイ２０に排出されて、一連の印刷動作が完了する。

両面印刷の場合は可動爪１９を実線位置から破線位置に切り替え、排紙トレイ２０に排出された片面印刷済みの用紙Ｐを搬送手段としての反転ローラ１７で搬送通路Ｗ２に引き戻す。その後、可動爪１９を実線位置に戻し、用紙Ｐの裏面を感光体７に向けて画像形成部２でトナー画像の転写を行った後、当該両面印刷済みの用紙Ｐを定着装置５を通して排紙トレイ２０に排出する。

（満杯検知部材）
図２に示すように、排出部６に隣接して排紙トレイ２０が配設されている。この排紙トレイ２０の入口側上方に、満杯検知部材３０が配設されている。満杯検知部材３０は、回転可能な支軸５０に一体形成され、当該支軸５０の両端部が、排紙トレイ２０の左右側板に設けられた軸受で回転移動可能に支持されている。

支軸５０の一端部付近にフィラー３３が取り付けられている。このフィラー３３は、満杯検知部材３０が図２（ｂ）のように満杯位置に回動すると、排紙トレイ２０の側板に取り付けられた光学式満杯検知センサ６０の光路を遮断するように構成されている。

満杯検知部材３０は図３Ａに示すように、支軸５０の長手方向中央部に中央検知部材３１を有し、両端部に端部検知部材３２を有する。中央検知部材３１と端部検知部材３２は、支軸５０に沿った横長矩形板状に形成され、支軸５０から遠ざかる斜め下方に向けて所定長さで延びている。

中央検知部材３１と端部検知部材３２の初期高さ位置、すなわち満杯検知部材３０が図２（ａ）のようにフリー状態のときの高さ位置は、排紙・反転ローラ１６、１７から排出され始める用紙Ｐの先端位置よりも、常に低くなるように設定されている。したがって、排紙・反転ローラ１６、１７から排出される用紙先端は必ず満杯検知部材３０に接触する。

端部検知部材３２の横幅は中央検知部材３１の横幅に比べて数倍長い。これは端部検知部材３２によって様々な用紙サイズやカール形状に対応するためである。図４Ｃで後述するように端部検知部材３２が短い場合、端部カールＰ１した用紙Ｐが端部検知部材３２の内側に排紙されて検知できない場合がある。

しかし、端部検知部材３２を支軸５０に沿って長く延ばすと、端部検知部材３２の重量によって満杯検知部材３０の重量が増大する。そうすると排出紙に大きなモーメントが掛かり、排出紙の用紙先端の丸まり等の不具合が生じる。そこで本発明の実施形態では、端部検知部材３２に肉抜き穴４０を形成することでその重量を軽減することにした。

端部検知部材３２は、排紙トレイ２０に排出される用紙Ｐの先端が接触する接触面部３２ａを有し、この支軸５０から遠ざかる斜め下方に向けた接触面部３２ａに複数の肉抜き穴４０が形成されている。ここでは、支軸５０に沿った端部検知部材３２の長手方向に、同一形状の９つの肉抜き穴４０を等間隔で形成しているが、肉抜き穴４０の数は画像形成装置１で使用する用紙サイズに応じて増減可能である。

接触面部３２ａの用紙の搬送方向の下流の先端側に、接触面部３２ａに対して鈍角で接続されて用紙Ｐの搬送方向斜め上方に延長した延長部３２ｂが形成されている。そして接触面部３２ａと延長部３２ｂが交わる鈍角部分が、排紙トレイ２０に積載された用紙Ｐの最上層と接触可能な検知部３２ｃを構成している。

肉抜き穴４０は、用紙Ｐの搬送方向（支軸５０と直角方向）に延びた細長形状で、搬送方向において中央検知部材３１から徐々に離間する方向に傾斜した傾斜縁部４０ａを有する。傾斜縁部４０ａの下流端はＶ字状の鋭角をなす端部４０ｂで終わっている。肉抜き穴４０は長孔として傾斜縁部４０ａを具備していればよく、貫通孔でも窪み穴でもよく、図３Ｂの形状に限られない。肉抜き穴４０の他の形状については図３Ｄ～図３Ｇで後述する。

傾斜縁部４０ａを設けた理由は、図３Ｃのように端部カールＰ１した用紙Ｐが端部検知部材３２をスムーズに通過するためである。すなわち、用紙Ｐは定着装置５で高温に晒されることで用紙中の水分が蒸発し、用紙目の方向によっては用紙端部が丸まって端部カールＰ１が発生することがある。この端部カールＰ１が大きくなると、図４Ｃに示すように端部カールＰ１が端部検知部材３２よりも内側に来てしまい、積載された用紙Ｐの満杯検知ができずに用紙落下などを招いてしまう。

また、用紙Ｐのサイズや種類によっては、カール量がより顕著で支軸５０よりも上方に大きく出てしまったり、少ないカール量でも端部カールＰ１が端部検知部材３２よりも内側に来てしまったりする。本実施形態では、図４Ｃのような大きな端部カールＰ１が発生しても、当該端部カールＰ１が端部検知部材３２の範囲から外れないように、端部検知部材３２を長手方向に従来品よりも長くしている。

傾斜縁部４０ａの作用について図３Ｃを参照して説明すると、端部カールＰ１や波打ちした用紙の角部Ｐ２が排紙時に肉抜き穴４０に入り込むと、当該角部Ｐ２が傾斜縁部４０ａに沿って、端部カールＰ１を広げる方向に移動する。同時に、当該角部Ｐ２は端部検知部材３２ないし満杯検知部材３０を矢印方向に押し上げ移動し、最後はＶ字状の端部４０ｂからスムーズに抜け出る。なお、傾斜縁部４０ａの傾斜方向に関わらずにＶ字状の端部４０ｂによって用紙Ｐの引っ掛かりを防止することも可能である。

排出される用紙Ｐが端部検知部材３２ないし満杯検知部材３０を矢印方向に押し上げる際、端部検知部材３２は複数の肉抜き穴４０によって軽量化されているので、用紙Ｐに掛かるモーメントが肉抜き穴なしの端部検知部材に比べると大幅に小さい。このため、端部カールＰ１が肉抜き穴４０のある端部検知部材３２をスムーズに通過可能なことと相まって、用紙先端丸まりや用紙後端残りなどの問題が解消される。用紙Ｐはその後、端部カールＰ１が左右の端部検知部材３２の検知部３２ｃと摺接しつつ、排紙トレイ２０に向けて排出される。

このように、本実施形態では用紙Ｐが肉抜き穴４０のある端部検知部材３２をスムーズに通過し、用紙Ｐの搬送方向に対してカウンターとなる方向の負荷が用紙Ｐに掛かりにくいので、用紙Ｐが端部検知部材３２ないし満杯検知部材３０に引っ掛かることなく、スムーズに排紙トレイ２０に排出される。

用紙Ｐが排紙トレイ２０へ排出された直後に、用紙Ｐで押し上げられた満杯検知部材３０が自重で再び図２（ａ）の元の位置まで下がる。そして満杯検知部材３０の先端側の鈍角の検知部（後述の図３Ｆ（ｂ）の検知部３２ｃ参照）が用紙Ｐの上面に当接する。複数枚の用紙Ｐが排紙トレイ２０に排出され蓄積されていくと、蓄積された用紙Ｐの上面で図２（ｂ）のように満杯検知部材３０の端部検知部材３２または中央検知部材３１が支軸５０を中心として上方へ押し上げられる。

満杯検知部材３０が上方へ押し上げられると、これによりフィラー３３が満杯検知センサ６０の光路を遮断して満杯検知となる。そして満杯検知センサ６０の満杯検知信号が排紙装置６に送られ、排紙作動が停止される。なお、満杯検知は満杯検知センサ６０の光路遮断により判定されるが、排紙装置６を作動停止するかどうかは、通紙時の信号の遮断時間や通紙開始時の信号の状態などに基づいてコントローラ（制御部）によって判断される。

（肉抜き穴の変形例）
図３Ｄの端部検知部材３２は、用紙搬送方向の下流側と上流側の両方に傾斜縁部４１ａ、４１ｃを形成した肉抜き穴４１の例である。両面印刷では、用紙Ｐが排紙トレイ２０に排出されてしまう直前に、再び図１の画像形成装置１内の搬送通路Ｗ２に戻される。図３Ｃの肉抜き穴４０は下流側の傾斜縁部４０ａしかないので、両面印刷時の用紙反転動作で搬送方向が逆向きとなる用紙Ｐの挙動では用紙引っ掛かりのおそれがある。

すなわち、両面印刷では片面に画像形成された用紙が満杯検知部材３０を押し上げつつ排紙トレイ２０に向けて搬送されるが、排紙トレイ２０に完全に排出される直前に排紙ローラ対１６が停止し、代わって反転ローラ１７で用紙を反転させる。このとき、図３Ｃの肉抜き穴４０は搬送方向が逆向きに備えた傾斜縁部が形成されていないので、反転ローラ１７で排出される用紙の位置や姿勢と、満杯検知部材３０との位置関係によっては、用紙の引っ掛かりが発生するおそれがある。

そこで図３Ｄの肉抜き穴４１は、搬送方向中心に関して下流側と上流側で対称形になるように傾斜縁部４１ａ、４１ｃを形成している。これにより、逆向きの搬送方向における用紙挙動の際も肉抜き穴４１による用紙の引っ掛りを反対側の傾斜縁部４１ｃで防ぐことができる。

図３Ｄの傾斜縁部４１ｃにより、反転搬送時に肉抜き穴４１に入り込んだ用紙後端の角部Ｐ２が、傾斜縁部４１ｃに沿って、端部カールＰ１を無理なく広げる方向に移動しつつ、最後はＶ字状の端部４１ｄからスムーズに抜け出る。したがって、両面印刷時の用紙反転動作でも、用紙角部Ｐ２が肉抜き穴４１に入り込んで丸まってしまって用紙ジャムが発生することがない。

図３Ｅの端部検知部材３２は、肉抜き穴４２の下流側半分が端部検知部材３２の幅方向斜め外側に向けて屈曲形成されたもので、傾斜縁部４２ａの傾斜が図３Ｃよりも大きくなっている。また図３Ｆの端部検知部材３２は、端部検知部材３２の先端側の延長部３２ｂに穴状または孔状の切欠き４３を形成したものである。当該延長部３２ｂは図３Ｆ（ｂ）のように検知部３２ｃから斜め上方に延びているため、排紙トレイ２０に積載された用紙Ｐには接触しない。

したがって、当該延長部３２ｂに肉抜き用の穴を形成しても、用紙引っ掛かりの問題は生じない。そこで、さらなる軽量化のために延長部３２ｂに肉抜きのための複数の切欠き４３を形成した。なお、切欠き４３は用紙引っ掛かりのおそれがないので、その形状は図３Ｆのような矩形状に限らず任意でよい。

図３Ｇの端部検知部材３２は、肉抜き穴４４の下流側と上流側に円弧状の傾斜縁部４４ａ、４４ｂを形成したものである。傾斜縁部４４ａ、４４ｂは、搬送方向中心に関して下流側と上流側で対称形になるように、かつ、中央検知部材３１から遠ざかる方向に傾斜して形成されている。このように傾斜縁部は直線状のものだけに限定されない。

（従来の端部検知部材との比較）
図４Ａは、肉抜き穴がない従来の端部検知部材３２を使用した排紙トレイ２０の斜視図である。この端部検知部材３２は図４Ｂに示すように、支軸５０の長手方向の横幅が図３Ｂなど本実施形態の端部検知部材３２の横幅よりも短い。これは肉抜き穴がないため軽量化できず、用紙に掛かるモーメントを考慮すると支軸５０の長手方向の横幅を長くできないからである。

端部検知部材３２の長さが短いと、図４Ｃに示すように端部カールＰ１した用紙Ｐが連続的に排出・積載された場合、積載高さが所定の高さに達すると、以後は、後続用紙Ｐが排出される度に当該用紙Ｐの先端縁で積載用紙Ｐの後端縁を押す結果になる。そのため、後続用紙Ｐが積載用紙Ｐを排紙トレイ２０から押し出して落下させたり、後続用紙Ｐが積載用紙Ｐの下側に潜り込んでページ狂いが発生したりする。

また、端部検知部材３２に図４Ｄのように傾斜縁部がない単純な矩形状の肉抜き穴４５を形成すると、当該肉抜き穴４５の下流側縁部４５ａに端部カールＰ１の角部Ｐ２が引っ掛かかり、用紙先端の丸まり、耳折れ等で用紙ジャムが発生するおそれがある。これに対して前述した本発明の実施形態は、肉抜き穴に傾斜縁部を形成しているので、用紙Ｐの引っ掛かりがなく、用紙Ｐに掛かるモーメントが肉抜きにより低減されることと相まって、用紙先端丸まりや用紙後端残りなどの問題が解消される。

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば前記実施形態では端部検知部材３２に肉抜き穴を形成したが、中央検知部材３１にも肉抜き穴を形成してもよい。これにより満杯検知部材３０のさらなる軽量化と回転モーメントの低減が可能である。

中央検知部材３１に形成する肉抜き穴も、端部検知部材３２の肉抜き穴４０と同様に、用紙の搬送方向に対して傾斜した傾斜縁部を有するのが望ましい。すなわち、中央検知部材３１の肉抜き穴でも、用紙搬送方向と直角な縁部があると、当該縁部に逆カール用紙の縁部が引っ掛かるおそれがあるからである。

１：画像形成装置 ２：画像形成部
３：用紙供給部 ４：転写部
５：定着装置 ６：排出部
７：感光体 ８：帯電ローラ
９：露光装置 １０：現像ローラ
１１：クリーニングブレード １２：給紙カセット
１３：給紙ローラ １４：タイミングローラ対
１５：転写ローラ １６：排紙ローラ対
１７：反転ローラ １８：手差しトレイ
１９：可動爪 ２０：排紙トレイ
２１：定着ベルト ２２：加圧ローラ
３０：満杯検知部材 ３１：中央検知部材
３２：端部検知部材 ３２ａ：接触面部
３２ｂ：延長部 ３２ｃ：検知部
３３：フィラー ４０～４４：肉抜き穴
40a、41a、41d、42a、44a：傾斜縁部 ５０：支軸
６０：満杯検知センサ Ｐ：用紙
Ｐ１：端部カール Ｐ２：角部
Ｗ１、Ｗ２：搬送通路

特開２０１４－１６６８９８号公報

Claims (5)

1. 用紙が搬送されて積載される排紙トレイ上において、前記用紙の積載高さを検出するため前記積載高さに応じて移動可能な満杯検知部材において、
   前記満杯検知部材が、搬送される用紙の中央部を検知する中央検知部材と、用紙の端部を検知する端部検知部材を有し、
   前記端部検知部材は、搬送される用紙の先端が接触する接触面部と、当該接触面部の搬送方向下流側に位置して前記排紙トレイに積載される用紙の最上層と接触可能な検知部を有し、
   前記接触面部に、前記用紙の搬送方向に対して前記中央検知部材から遠ざかる方向に傾斜した傾斜縁部を有する穴が形成されていることを特徴とする満杯検知部材。
2. 用紙が搬送されて積載される排紙トレイ上において、前記用紙の積載高さを検出するため前記積載高さに応じて移動可能な満杯検知部材において、
   前記満杯検知部材が、搬送される用紙の中央部を検知する中央検知部材と、用紙の端部を検知する端部検知部材を有し、
   前記端部検知部材は、搬送される用紙の先端が接触する接触面部と、当該接触面部の搬送方向下流側に位置して前記排紙トレイに積載される用紙の最上層と接触可能な検知部を有し、
   前記接触面部に、前記用紙の搬送方向に延びた細長形状の穴であって、当該細長形状の用紙搬送方向の上流端と下流端に、前記中央検知部材から遠ざかる方向に傾斜した傾斜縁部が形成された穴が形成されていることを特徴とする満杯検知部材。
3. 前記満杯検知部材は、前記検知部から前記用紙の搬送方向に延長した延長部を有し、当該延長部に切欠きが形成されていることを特徴とする請求項１又は２の満杯検知部材。
4. 用紙を前記排紙トレイに向けて搬送する搬送手段と、請求項１から３のいずれか１項の満杯検知部材と、当該満杯検知部材の位置を検出する満杯検知センサを有することを特徴とする用紙搬送装置。
5. 画像を形成する画像形成部と、当該画像形成部に用紙を供給する用紙供給部と、供給された用紙に画像を転写する転写部と、用紙に転写された画像を定着する定着装置と、定着された用紙を装置外に排出する請求項４の用紙搬送装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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