JP7316547B2 - マルチトレイ給紙装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明はマルチトレイ給紙装置及び画像形成装置に関し、詳しくは手差し給紙トレイの手差し底板の昇降機構を流用して、画像形成装置の本体側にある中継ローラ対のニップ圧を用紙の厚みに対応して変更可能に構成したものである。

画像形成装置には、用紙を束状に収容して機内に設けられる本体給紙トレイと、厚紙、ＯＨＰ、不定形サイズの用紙を1枚又は複数枚載せる手差し給紙トレイとを備えたマルチトレイ給紙装置を備えたものがある。本体給紙トレイから送出される用紙を中継ローラ対を経由してレジストローラに向けて搬送し、手差し用紙は手差し給紙トレイから直接レジストローラに向けて搬送し、その後レジストローラ下流側に搬送された用紙に作像装置によって画像形成を行う。

従来、中継ローラ対のニップ圧は、使用される最も厚い用紙を搬送可能なように最大用紙厚に対応して設定するようにしている。しかし、近年の画像装置では薄い用紙から厚い用紙まで多様な用紙厚への対応が求められている。中継ローラ対のニップ圧を厚紙設定のままにして薄い用紙を印刷すると、用紙にシワ、キズ等の搬送障害が発生するので、中継ローラ対のニップ圧を用紙の厚みに対応して可変に構成する必要がある。

特許第５６７１８２０号公報には、搬送ローラ対のニップ圧を用紙の厚みに対応して変更する機構が提案されされている。この機構は搬送ローラ対の一方を他方に押圧する力を可変にする専用駆動手段を設けたものであるが、このように専用駆動手段を設けると装置の低コスト化と省スペース化が難しくなる。

本発明の目的は、マルチトレイ給紙装置の中継ローラ対のニップ圧を、専用駆動手段を設けることなく用紙厚に対応して可変にすることで、マルチトレイ給紙装置の低コスト化と省スペース化を実現することにある。

前記課題を解決するため、本発明のマルチトレイ給紙装置は、記録媒体を収容して画像形成装置の本体内に設けられる本体給紙トレイと、手差し用記録媒体を載せる手差し底板を昇降機構で昇降する手差し給紙トレイを備え、前記本体給紙トレイから送出される記録媒体を中継ローラ対を経由してレジストローラ対に向けて搬送するようにしたマルチトレイ給紙装置において、前記昇降機構は、一方向に回転することで前記手差し底板を昇降させる回転駆動軸を有し、前記中継ローラ対は、第１ローラと、当該第１ローラにニップ部で圧接する第２ローラと、当該第２ローラを前記第１ローラに向けて付勢する弾性部材とを有し、前記弾性部材の基端部を支える支持部材を可動に構成すると共に、前記回転駆動軸に、前記一方向とは反対に逆回転したときのみ回転接続する一方向クラッチと、当該一方向クラッチと一体のカムレバーを設け、前記回転駆動軸を逆回転することで、前記カムレバーに形成した少なくとも1つの突起部で、前記支持部材を前記弾性部材の軸線方向に移動可能に構成したことを特徴とする。

本発明によれば、回転駆動軸の逆回転により、専用駆動手段を設けることなく中継ローラ対のニップ圧を用紙厚に対応して可変にすることができると共に、マルチトレイ給紙装置の低コスト化と省スペース化を実現することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。 感光体とその周辺の現像装置およびトナーカートリッジを示す概略図である。 給紙部の斜視図である。 給紙部の駆動系の斜視図である。 給紙部の断面図である。 本体から給紙するときの制御フローチャートである。 手差しユニットの外観斜視図である。 従来の手差し機構の斜視図である。 手差しユニットから給紙するときの制御フローチャートである。 手差しユニットから給紙するときの制御フローチャートである。 手差しユニットの底板が手差し給紙ローラから離間した状態を示す斜視図である。 手差しユニットの底板が手差し給紙ローラに当接した状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る給紙装置の斜視図である。 本発明の実施形態に係る給紙装置の要部１の斜視図である。 本発明の実施形態に係る給紙装置の要部２の斜視図である。 本発明の実施形態に係る給紙装置の要部３の斜視図である。 本発明の実施形態に係る給紙装置の要部４の斜視図である。 本発明の実施形態に係る給紙装置の要部５の斜視図である。 普通紙（薄紙）を給紙するときの中継ローラ対の断面図である。 厚紙を給紙するときの中継ローラ対の断面図である。 紙種設定モード１とスイッチＳＷ１のＯＮ―ＯＦＦ関係を示す図である。 中継ローラ対のニップ部に（ａ）薄紙が挟まれた状態と（ｂ）厚紙が挟まれた状態を示す図である。 手差し給紙の動作を示すフローチャートである。 （ａ）～（ｃ）は厚紙を給紙するときの中継ローラ対とスイッチＳＷ１、ＳＷ２の状態を示す断面図である。 （ａ）～（ｃ）は普通紙を給紙するときの中継ローラ対とスイッチＳＷ１、ＳＷ２の状態を示す断面図である。 （ａ）～（ｃ）は薄紙を給紙するときの中継ローラ対とスイッチＳＷ１、ＳＷ２の状態を示す断面図である。 紙種設定モード２とスイッチＳＷ１、ＳＷ２のＯＮ―ＯＦＦ関係を示す図である。 カムレバーの回転位相を固定する構造を示す断面図である。

以下、本発明のマルチトレイ給紙装置を、画像形成装置の一例としてのＬＥＤプリンタに適用した実施形態を図面を参照して説明する。但し、画像形成装置はＬＥＤプリンタに限定されるものではなく、ファクシミリ、プリンタ、印刷機、及びインクジェット記録装置のいずれか一つ、またはこれらの少なくとも２つ以上を組み合わせた複合機として構成することも可能である。

なお、各図中の同一または相当する部分には同一の符号を付し、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。また各構成部品の説明にある寸法、材質、形状、その相対配置などは例示であって、特に特定的な記載がない限りこの発明の範囲をそれらに限定する趣旨ではない。

以下の実施形態では「記録媒体」を「用紙」として説明するが、「記録媒体」は紙（用紙）に限定されない。「記録媒体」は紙（用紙）だけでなくＯＨＰシートや布帛、金属シート、プラスチックフィルム、或いは炭素繊維にあらかじめ樹脂を含浸させたプリプレグシートなども含む。

現像剤やインクを付着させることができる媒体、記録紙、用紙と称されるものも、すべて「記録媒体」に含まれる。また「用紙」には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等も含まれる。

また、以下の説明で使用する「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することも意味する。

（ＬＥＤプリンタの概要）
図１は、実施形態に係るＬＥＤプリンタを示す概略模式図である。このＬＥＤプリンタは、潜像担持体としての感光体１や、本体筐体５０に対して着脱可能に構成された用紙収容手段としての本体給紙トレイ１００などを備えている。本体給紙トレイ１００の内部には、複数の用紙Ｐが束状に収容されている。

本体給紙トレイ１００の用紙Ｐは、本体給紙ローラ４１の回転駆動によってトレイ１００から送り出され、本体給紙ローラ４１と分離パッド４８との分離ニップにおいて、最上位用紙のみが分離されて送り出され、第一搬送路である本体給紙路Ｒ１内に至る。その後、用紙Ｐは上方の搬送ローラ対である中継ローラ対４２の搬送ニップに挟持されて、本体給紙路Ｒ１内を搬送方向の上流側から下流側へと搬送される。なお搬送ローラ対は少なくともどちらか一方がベルトの搬送体対であってもよい。

本体給紙路Ｒ１の下流端は、共通搬送路Ｒ３に連通しており、共通搬送路Ｒ３には、レジストローラ対４３が配設されている。共通搬送路Ｒ３には、レジストローラ対４３の搬送方向上流側に、用紙Ｐを検知するレジストセンサ４９が配置されている。

用紙Ｐは、停止中のレジストローラ対４３のニップに先端を突き当てた状態で搬送が一時中止される。その突き当ての際、用紙Ｐのスキューが補正される。なお、レジストセンサ４９は、イニシャル動作や装置異常停止解除時の残用紙の確認動作などにも利用される。

レジストローラ対４３は、用紙Ｐを転写ニップで感光体１の表面のトナー像に重ね合わせ得るタイミングで回転駆動を開始し、用紙Ｐを転写ニップに向けて送り出す。この際、中継ローラ対４２が同時に回転駆動を開始して、一時中止していた用紙Ｐの搬送を再開する。

本ＬＥＤプリンタの本体筐体５０には、手差し給紙トレイ３１、手差し給紙ローラ３２、分離パッド３３、手差し底板３４、手差し底板カム３５などを備えた手差し給送部としての手差し給紙部３０が設けられている。手差し給紙部３０の詳細は後述する。

手差し給紙部３０の手差し給紙トレイ３１に手差しされた用紙Ｐは、手差し給紙ローラ３２の回転駆動によって手差し給紙トレイ３１から第二搬送路である手差し給紙路Ｒ２へ送り出される。手差し給紙路Ｒ２の下流端は、本体給紙路Ｒ１の下流端とともに共通搬送路Ｒ３に合流している。

手差し給紙ローラ３２によって送り出された用紙Ｐは、手差し給紙路Ｒ２内において、手差し給紙ローラ３２と分離パッド３３との当接による分離ニップを経た後に、共通搬送路Ｒ３へ送り込まれ、レジストローラ対４３へと搬送される。その後、本体給紙トレイ１００から送り出される用紙Ｐと同様に、レジストローラ対４３を経た後に転写ニップに送られる。

図２は、本ＬＥＤプリンタにおける感光体１とその周囲の構成を拡大して示す拡大模式図である。図中時計回り方向に回転駆動せしめられるドラム状の感光体１の周囲には、クリーニングブレード２、回収スクリュウ３、帯電ローラ４、帯電クリーニングローラ５、スクレーパ６、潜像書込装置７、現像装置８、転写ローラ１０などが配設されている。

導電性ゴムローラ部を具備する帯電ローラ４は、感光体１に接触しながら回転して帯電ニップを形成している。この帯電ローラ４には、帯電用電源から電圧が印加されている。これにより、帯電ニップにおいて、感光体１の表面と帯電ローラ４の表面との間に生じる帯電バイアスによって、感光体１の表面が一様に帯電せしめられる。

潜像書込装置７は、ＬＥＤアレイを具備しており、感光体１の一様帯電した表面に対してＬＥＤ光による光書き込みを行う。感光体１の一様帯電された表面部分のうち、書き込み光が照射された領域の電位が減衰し、感光体１の表面に静電潜像が形成される。

静電潜像は、感光体１の回転に伴って、現像装置８に対向する現像領域を通過する。現像装置８は、循環搬送部や現像部を有しており、循環搬送部には、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤を収容している。

循環搬送部は、現像ローラ８ａに供給するための現像剤を搬送する第一スクリュウ８ｂや、第一スクリュウ８ｂの直下に位置する独立した空間で現像剤を搬送する第二スクリュウ８ｃを有している。更には、第二スクリュウ８ｃから第一スクリュウ８ｂへの現像剤の受け渡しを行うための傾斜スクリュウ８ｄも有している。

現像ローラ８ａ、第一スクリュウ８ｂ及び第二スクリュウ８ｃは、互いに平行な姿勢で配設されている。これに対し、傾斜スクリュウ８ｄは、それらから傾いた姿勢で配設されている。

第一スクリュウ８ｂは、自らの回転駆動に伴って現像剤を同図の紙面に直交する方向における奥側から手前側に向けて搬送する。この際、自らに対向配設された現像ローラ８ａに一部の現像剤を供給する。第一スクリュウ８ｂによって同図の紙面に直交する方向における手前側の端部付近まで搬送された現像剤は、第二スクリュウ８ｃの上に落とし込まれる。

第二スクリュウ８ｃは、現像ローラ８ａから使用済みの現像剤を受け取りながら、受け取った現像剤を自らの回転駆動に伴って同図の紙面に直交する方向における奥側から手前側に向けて搬送する。第二スクリュウ８ｃによって同図の紙面に直交する方向における手前側の端部付近まで搬送された現像剤は、傾斜スクリュウ８ｄに受け渡される。そして、傾斜スクリュウ８ｄの回転駆動に伴って、同図の紙面に直交する方向における手前側から奥側に向けて搬送された後、同方向における奥側の端部付近で、第一スクリュウ８ｂに受け渡される。

現像ローラ８ａは、筒状の非磁性部材からなる回転可能な現像スリーブと、現像スリーブに連れ回らないようにスリーブ内に固定されたマグネットローラとを具備している。そして、第一スクリュウ８ｂによって搬送されている現像剤の一部をマグネットローラの磁力によって現像スリーブの表面で汲み上げる。

現像スリーブの表面に担持された現像剤は、現像スリーブの回転に伴って搬送され、現像スリーブとドクターブレードとの対向位置を通過する際に、その層厚が規制される。その後、感光体１に対向する現像領域で、感光体１の表面に摺擦しながら搬送される。

現像スリーブには、トナーや感光体１の一様帯電電位（地肌部電位）と同極性の現像バイアスが印加されている。この現像バイアスの絶対値は、潜像電位の絶対値よりも大きく、かつ、地肌部電位の絶対値よりも小さくなっている。

このため、現像領域においては、感光体１の静電潜像と現像スリーブとの間にトナーを現像スリーブ側から感光体１側へ静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。この一方で、感光体１の地肌部と現像スリーブとの間には、トナーを感光体１側から現像スリーブ側へ静電移動させる地肌ポテンシャルが作用する。これにより、現像領域では、感光体１の静電潜像にトナーが選択的に付着して静電潜像が現像される。

現像領域を通過した現像剤は、現像スリーブの回転に伴って、現像スリーブと第二スクリュウ８ｃとの対向領域に進入する。この対向領域では、マグネットローラに具備される複数の磁極のうち、互いに同極性である２つの磁極によって反発磁界が形成されている。対向領域に進入した現像剤は、反発磁界の作用によって現像スリーブ表面から離脱して、第二スクリュウ８ｃに回収される。

傾斜スクリュウ８ｄによって搬送される現像剤は、現像ローラ８ａから回収された現像剤を含有しており、その現像剤は現像領域で現像に寄与していることからトナー濃度が低下している。現像装置８は、傾斜スクリュウ８ｄによって搬送される現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサを具備している。ＣＰＵ等の半導体回路からなる制御部５１は、トナー濃度センサによる検知結果に基づいて、必要に応じて、傾斜スクリュウ８ｄによって搬送される現像剤にトナーを補給するための補給動作信号を出力する。

現像装置８の上方には、トナーカートリッジ９が配設されている。このトナーカートリッジ９は、内部に収容しているトナーを、回転軸部材９ａに固定されたアジテータ９ｂによって撹拌している。そして、トナー補給部材９ｃが制御部５１から出力される補給動作信号に応じて回転駆動されることで、回転駆動量に応じた量のトナーを現像装置８の傾斜スクリュウ８ｄに補給する。

現像によって感光体１上に形成されたトナー像は、感光体１の回転に伴って、感光体１と転写ローラ１０とが当接する転写ニップに進入する。転写ローラ１０には、感光体１の潜像電位とは逆極性の電圧が印加されており、これにより、転写ニップ内には転写バイアスが形成されている。

上述したように、レジストローラ対４３は、用紙Ｐを転写ニップ内で感光体１上のトナー像に重ね合わせうるタイミングで転写ニップに向けて送り出す。転写ニップでトナー像に密着せしめられた用紙には、転写バイアスやニップ圧の作用により、感光体１上のトナー像が転写される。

転写ニップを通過した後の感光体１の表面には、用紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。転写残トナーは、感光体１に当接しているクリーニングブレード２によって感光体１の表面から掻き落とされた後、回収スクリュウ３により搬送され、廃トナーボトルへと送られる。

クリーニングブレード２によってクリーニングされた感光体１の表面は、除電手段によって除電された後、帯電ローラ４によって再び一様に帯電せしめられる。感光体１の表面に当接している帯電ローラ４には、トナー添加剤や、クリーニングブレード２で除去し切れなかったトナーなどの異物が付着する。

この異物は、帯電ローラ４に当接している帯電クリーニングローラ５に転移した後、帯電クリーニングローラ５に当接しているスクレーパ６によって帯電クリーニングローラ５の表面から掻き落とされる。掻き落とされた異物は、上述した回収スクリュウ３の上に落下する。

図１において、感光体１と転写ローラ１０とが当接する転写ニップを通過した用紙Ｐは、定着装置４４に送られる。定着装置４４は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ４４ａと、これに向けて押圧される加圧ローラ４４ｂとの当接によって定着ニップを形成している。

定着ニップに挟み込まれた用紙Ｐの表面には、加熱や加圧の作用によってトナー像が定着せしめられる。その後、定着装置４４を通過した用紙Ｐは、排紙路Ｒ４を経た後、排出装置としての排紙ローラ対４６の排紙ニップに挟み込まれる。

本ＬＥＤプリンタは、用紙Ｐの片面だけに画像を形成する片面モードと、用紙Ｐの両面に画像を形成する両面モードとを切り替えて実行することができる。片面モードの場合や、両面モードであって既に用紙の両面に画像を形成している場合には、排紙ローラ対４６が正転駆動を続けることで、排紙路Ｒ４内の用紙Ｐを機外に排出する。排出された用紙Ｐは、本体筐体５０の上面に設けられたスタック部にスタックされる。

一方、両面モードであって、かつ用紙Ｐの片面だけにしか画像を形成していない場合には、排紙ローラ対４６の排紙ニップに用紙Ｐの後端部が進入したタイミングで、排紙ローラ対４６が逆転駆動される。このとき、排紙路Ｒ４の下流端付近に配設された切換爪４７が作動して、排紙路Ｒ４を塞ぐとともに、反転再送路Ｒ５の入口を開く。

排紙ローラ対４６の逆転駆動によって逆戻りを開始した用紙Ｐは、反転再送路Ｒ５内に送り込まれる。反転再送路Ｒ５の下流端は、共通搬送路Ｒ３のレジストローラ対４３の上流側に合流しており、反転再送路Ｒ５内を搬送された後、共通搬送路Ｒ３のレジストローラ対４３へと再送される。その後、転写ニップでもう一方の面にもトナー像が転写された後、定着装置４４と排紙路Ｒ４と排紙ローラ対４６とを経て機外に排出される。

（手差し給紙部）
次に、用紙Ｐの給紙に関する構成及び動作について説明する。図３は、本体給紙トレイ１００から用紙Ｐの給紙を行う本体給紙部と、手差し給紙トレイ３１から用紙Ｐの給紙を行う手差し給紙部３０との主要構成を示す斜視図である。図４は、本体給紙部及び手差し給紙部３０における駆動系の構成を示す斜視図である。

本体給紙部及び手差し給紙部３０における駆動系は、図３および図４に示すように、単一のメインモータ６１からの駆動力を、本体給紙ローラ４１、中継ローラ対４２、手差し給紙ローラ３２及び手差し底板カム３５に分配して駆動する構成となっている。具体的には、メインモータ６１のモータ軸６１ａから出力される駆動力が、各アイドラギヤ等を介して、本体給紙ローラ４１が設けられる給紙ローラ軸６２、中継ローラ対４２が設けられる中継ローラ軸６３、手差し給紙ローラ３２が設けられる手差し給紙ローラ軸６４、及び、手差し底板カム３５が設けられる、回転駆動軸としての手差し底板カム軸６５に伝達されるように構成されている。

給紙ローラ軸６２、中継ローラ軸６３、手差し給紙ローラ軸６４及び手差し底板カム軸６５は、それぞれ、駆動力の伝達をオン／オフするためのクラッチ６２ａ，６３ａ，６４ａ，６５ａが設けられている。各クラッチへの通電をオンにすると、駆動力が伝達されて各軸６２，６３，６４，６５が回転駆動し、各クラッチへの通電をオフにすると、駆動力の伝達が遮断され、各軸６２，６３，６４，６５は回転駆動しない。

なお、メインモータ６１からの駆動力は、クラッチを介して、レジストローラ対４３にも伝達されている。本実施形態では、メインモータ６１の駆動力を用い、図１の制御部５１によって各クラッチのオン／オフ制御をすることにより、用紙Ｐの給紙搬送を実現している。

（本体給紙）
図５は、本体給紙部及び手差し給紙部３０における給紙経路を説明するための説明図である。まず、本体給紙部からの給紙搬送を行う場合について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。

本体給紙底板１０１は、本体給紙ローラ４１に向けて上方へ付勢されているため、本体給紙ローラ４１は本体給紙底板１０１上の用紙束の状態で載置されている複数の用紙Ｐのうちの最上位の用紙Ｐに当接している。本体給紙部からの給紙搬送を開始する場合、制御部５１は図６のフローチャートに示すように、まずイニシャル動作が完了しているかどうかを確認し（Ｓ１）、イニシャル動作が完了していないとき（Ｓ１のＮｏ）は、イニシャル動作を開始する（Ｓ２）。

イニシャル動作の完了後（Ｓ１のＹｅｓ）、制御部５１は、メインモータ６１をＯＮにした後（Ｓ３）、本体給紙クラッチ６２ａ及び中継クラッチ６３ａをオンにする（Ｓ４）。これにより、本体給紙ローラ４１が回転駆動し、本体給紙トレイ１００内の最上位の用紙Ｐが分離パッド４８側へ送り出される。

このとき、最上位の用紙Ｐと一緒に上から２番目以降の用紙が送り出されても、２番目以降の用紙は分離パッド４８との摩擦力によって搬送が阻害され、最上位の用紙Ｐのみが分離パッド４８を通過し得る。なお、本体給紙部からの給紙搬送中は、手差し給紙部３０からの給紙搬送は行われないので、手差し給紙クラッチ６４ａや手差し底板カムクラッチ６５ａはオフの状態のままである。

その後、送り出された用紙Ｐは、図５中符号Ｒ１で示す本体給紙路に沿って搬送される。このとき、中継ローラ対４２を構成する一方の第１ローラとしての中継駆動ローラ４２ａがメインモータ６１からの駆動力によって回転駆動している。また、中継ローラ対４２を構成する他方の第２ローラとしての中継従動ローラ４２ｂは、図５に示すように、そのローラ軸６６を軸受けする軸受部３７ａが加圧バネ３７ｂによって付勢され、その付勢力により中継駆動ローラ４２ａに当接している。

これにより、中継従動ローラ４２ｂは、中継駆動ローラ４２ａに連れまわり回転する。本体給紙路Ｒ１を搬送される用紙Ｐは、中継駆動ローラ４２ａと中継従動ローラ４２ｂとのニップ部に挟まれた状態（挟持された状態）で、搬送される。

レジストセンサ４９に用紙Ｐの先端が到達してレジストセンサ４９がオンになると（Ｓ５のＹｅｓ）、所定時間経過後（用紙Ｐの先端がレジストローラ対４３に到達する前）（例えばレジストセンサ４９がオンになってから１００ｍｓ後）、本体給紙クラッチ６２ａ及び中継クラッチ６３ａをオフにして（Ｓ６）、用紙Ｐの搬送を一時中止する。これにより、用紙Ｐの先端が停止中のレジストローラ対４３のニップに突き当たった状態となって、用紙Ｐのスキューが補正される。

制御部５１は、用紙Ｐを転写ニップで感光体１の表面のトナー像に重ね合わせ得るタイミングで（例えば本体給紙クラッチ６２ａ及び中継クラッチ６３ａをオフにしてから２００ｍｓ後）、中継クラッチ６３ａ及びレジストクラッチをオンにする（Ｓ７）。これにより、レジストローラ対４３及び中継ローラ対４２が回転駆動を開始し、用紙Ｐが転写ニップに向けて搬送される。

このとき、本体給紙クラッチ６２ａはオフのままなので、本体給紙ローラ４１は回転駆動しない。用紙Ｐの後端側がまだ本体給紙ローラ４１と分離パッド４８に挟持されている状態でも、本体給紙ローラ４１はレジストローラ対４３及び中継ローラ対４２の搬送力によって搬送される用紙Ｐに連れまわる形で回転し、搬送を阻害することはない。そして、レジストセンサ４９に用紙Ｐの後端が到達してレジストセンサ４９がオフになると（Ｓ８のＹｅｓ）、中継クラッチ６３ａをオフにして（Ｓ９）、中継ローラ対４２の回転駆動を停止する。

（手差し給紙）
次に、手差し給紙部３０からの給紙搬送を行う場合について、図７～図９Ｂを参照して説明する。図７は、手差し給紙部３０から手差し給紙トレイ３１を取り外した状態の外観斜視図である。図８は、手差し給紙部３０の主要部を示す斜視図である。図９Ａ、図９Ｂは、手差し給紙部３０からの給紙搬送を行う場合の制御動作を示すフローチャートである。

手差し底板３４は、底板スプリング３６によって手差し給紙ローラ３２に向けて上方へ付勢されている。また、手差し底板３４には、図７に示すように、手差し底板カム３５に対応する箇所に底板ガイド部３４ａが設けられている。手差し底板カム軸６５が回転して手差し底板カム３５が底板ガイド部３４ａに当接してこれを押し下げると（図１０参照）、手差し底板３４は、底板スプリング３６の付勢力に抗して下降し、手差し給紙ローラ３２から離れる。

手差し給紙部３０からの給紙搬送を開始する場合、制御部５１は図９Ａに示すように、まず、イニシャル動作が完了しているかどうかを確認し（Ｓ１１）、イニシャル動作が完了していないとき（Ｓ１１のＮｏ）は、イニシャル動作を開始する（Ｓ１２）。イニシャル動作の完了後（Ｓ１１のＹｅｓ）、制御部５１は、メインモータ６１をＯＮにした後（Ｓ１３）、まず、手差し底板カムクラッチ６５ａをオンにする（Ｓ１４）。

これにより、手差し底板カム軸６５が回転駆動し（半回転１８０°）、手差し底板カム３５が底板ガイド部３４ａに当接している状態（手差し底板３４が手差し給紙ローラ３２から離間している状態）から（図１０Ａ参照）、手差し底板カム３５が底板ガイド部３４ａに当接しない状態（図５、図８参照）へと遷移する。

具体的には、手差し底板カム軸６５が回転駆動すると（図１０ＡのＤ１方向に１８０°回転）、手差し底板カム３５と一体形成されている突起板３５ａが、カム検知フィラー６５ｂを押し下げる押し下げレバー６５ｄに当接して押し下げる位置から（図１０Ａ参照）、押し下げレバー６５ｄに当接しない位置へと回転する。これにより、カム検知フィラー６５ｂは、所定の付勢力によって上昇し、フィラーセンサ６５ｃによって検知される。

制御部５１は、フィラーセンサ６５ｃがオンになると（Ｓ１５のＹｅｓ）、手差し底板カムクラッチ６５ａをオフにする（Ｓ１６）。これにより、手差し底板カム３５が底板ガイド部３４ａに当接しない状態で手差し底板カム軸６５の回転が停止し、手差し底板３４が底板スプリング３６の付勢力により手差し給紙ローラ３２に向けて付勢された状態になる。その結果、手差し給紙ローラ３２は、手差し給紙トレイ３１及び手差し底板３４上の用紙束の状態で載置されている複数の用紙Ｐのうちの最上位の用紙Ｐに当接した状態になる。

続いて、制御部５１は手差し給紙クラッチ６４ａをオンにする（Ｓ１７）。これにより、手差し給紙ローラ３２が図５、図１０Ａで矢印方向に回転駆動し、手差し底板３４上の最上位の用紙Ｐが分離パッド３３側へ送り出される。

このとき、最上位の用紙Ｐと一緒に上から２番目以降の用紙が送り出されても、２番目以降の用紙は分離パッド３３との摩擦力によって搬送が阻害され、最上位の用紙Ｐのみが分離パッド３３を通過し得る。なお、手差し給紙部３０からの給紙搬送中は、本体給紙クラッチ６２ａ及び中継クラッチ６３ａはオフの状態のままであり、本体給紙トレイ１００からの給紙搬送は行われない。

手差し底板３４上の最上位の用紙Ｐが分離パッド３３側へ送り出された後、当該送り出された用紙Ｐは、図５中符号Ｒ２で示す手差し給紙経路に沿って搬送される。そして、レジストセンサ４９に用紙Ｐの先端が到達してレジストセンサ４９がオンになると（図９ＡのＳ１８のＹｅｓ）、所定時間経過後（用紙Ｐの先端がレジストローラ対４３に到達する前）（例えばレジストセンサ４９がオンになってから１００ｍｓ後）、手差し給紙クラッチ６４ａをオフにして（Ｓ１９）、用紙Ｐの搬送を一時中止する。これにより、用紙Ｐの先端が停止中のレジストローラ対４３のニップに突き当たった状態となって、用紙Ｐのスキューが補正される。

制御部５１は、用紙Ｐを転写ニップで感光体１の表面のトナー像に重ね合わせ得るタイミングで、レジストクラッチをオンにする（Ｓ２０）。これにより、レジストローラ対４３が回転駆動を開始し、用紙Ｐが転写ニップに向けて搬送される。

このとき、手差し給紙クラッチ６４ａはオフのままなので手差し給紙ローラ３２は回転駆動しない。このため、用紙Ｐの後端側がまだ手差し給紙ローラ３２と分離パッド３３及び手差し底板３４との間に挟持されている状態であると、搬送負荷が大きすぎて、レジストローラ対４３の搬送力だけでは用紙Ｐを適切に搬送できないおそれがある。

そこで、制御部５１は、手差し底板カムクラッチ６５ａを再度オンにし（Ｓ２１）、手差し底板カム軸６５を図１０ＡのＤ１方向でさらに１８０°回転駆動させて、図１０Ｂの手差し底板カム３５が底板ガイド部３４ａに当接しない状態（手差し底板３４が手差し給紙ローラ３２に付勢されている状態）から、図１０Ａのように手差し底板カム３５が底板ガイド部３４ａに当接する状態（手差し底板３４が手差し給紙ローラ３２から離間する状態）へと遷移させる。

具体的には、制御部５１は、手差し底板カムクラッチ６５ａをオンにしてから所定時間経過後（例えば２００ｍｓ後）に、手差し底板カムクラッチ６５ａをオフにする（Ｓ２２）。これにより、図１０Ａのように手差し底板カム３５が底板ガイド部３４ａに当接した状態で手差し底板カム軸６５の回転が停止し、手差し底板３４が手差し給紙ローラ３２から離間した状態になる。

その結果、手差し給紙ローラ３２と手差し底板３４との間に用紙Ｐの後端側が挟持されない状態になり、搬送負荷が低減される。したがって、レジストローラ対４３の搬送力だけで用紙Ｐを適切に搬送できるようになる。

本実施形態における手差し給紙部３０は、図７に示すように、中継ローラ対４２を構成する一方のローラである中継従動ローラ４２ｂを手差し給紙機構と一体で支持したユニット構造であり、当該ユニットが図１の本体筐体５０にネジ止めされて固定される。

（中継ローラ対の加圧力可変機構）
本発明は、中継ローラ対４２の片側の中継従動ローラ４２ｂを押す加圧バネ３７ｂの軸線方向の設置長さ（たわみ）を可変にする機構を設けることで、中継ローラ対４２の加圧力を可変にする。軸線方向の設置長さを可変にする構成は、図１１Ａ～図１１Ｄのように、手差しで使用される手差し底板カム軸６５に、左右一対のカムレバー７０と、当該カムレバー７０の中間に位置する一方向クラッチ８０とを設ける。

そして手差し底板カム軸６５が図１１ＤのＤ２方向に逆回転すると、一方向クラッチ８０が回転接続して、カムレバー７０が一方向クラッチ８０と共にＤ２方向に回転する。カムレバー７０は少なくとも１つの突起部７０ａを有し、当該突起部７０ａで図１２Ｂのように加圧バネ３７ｂの支持部材としての支持プレート７１を押し上げることで、左右一対の加圧バネ３７ｂの設置長さを短縮する。なお、支持プレート７１を逆に押し下げることで加圧バネ３７ｂの軸線方向設置長さを可変にしてもよい。

前記構成により、本発明のマルチトレイ給紙装置は専用の駆動手段を必要とせず、手差し給紙の手差し底板カム軸６５を加圧バネ３７ｂの設置長さ可変に流用することが可能となり、低コスト、省スペース化を実現できる。手差し給紙時は、手差し底板カム軸６５は図１１ＤのＤ１方向で正回転のみの動作のため、本体給紙時に手差し底板カム軸６５がＤ２方向に逆回転しても、手差し給紙動作にはまったく影響がない。

以下、中継ローラ対４２の加圧力可変機構をさらに詳しく説明する。図５に示すように、中継駆動ローラ４２ａに対して中継従動ローラ４２ｂが、加圧バネ３７ｂの所定の付勢力で加圧されている。

詳しくは、図１１Ｃ、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、中継従動ローラ４２ｂのローラ軸６６とカムレバー７０との間に、軸受部３７ａ、加圧バネ３７ｂおよび加圧バネ３７ｂの支持部材としての支持プレート７１が配設されている。そして加圧バネ３７ｂの付勢力が軸受部３７ａを介して中継従動ローラ４２ｂに作用すると共に、加圧バネ３７ｂの反力が支持プレート７１を介してカムレバー７０に受け止められるように構成されている。

中継駆動ローラ４２ａが矢印方向に回転駆動すると、当該ローラ４２ａに加圧バネ３７ｂの付勢力で圧接している中継従動ローラ４２ｂが反対方向に連れ回り回転する。そして両ローラ４２ａ、４２ｂのニップ部に挟まれた用紙がレジストローラ対４３に向けて搬送される。

ここで、ローラ４２ａ、４２ｂのニップ部の圧力が薄紙用の低圧に設定されていると、図１２Ｄの（ａ）のように薄紙Ｐ₁がニップ部Ｎに適正に挟まれて良好に搬送される。しかし厚紙Ｐ₂は図１２Ｄの（ｂ）のように強い腰のためにニップ部Ｎの圧力が負けて中継従動ローラ４２ｂと厚紙Ｐ₂との接触状態が悪くなり、厚紙Ｐ₂の搬送不良が発生する。

これとは反対に、ローラ４２ａ、４２ｂのニップ部Ｎの圧力が厚紙用の高圧に設定されていると、厚紙Ｐ₂は良好に搬送されるが、薄紙Ｐ₁はニップ部Ｎの圧力が強すぎるためにシワ、キズ等が発生する搬送障害が発生する。このように、用紙Ｐの厚さに応じてローラ４２ａ、４２ｂのニップ部Ｎの圧力を加減する必要があるが、支持プレート７１を駆動するための専用の駆動手段を配設すると、低コストと省スペース化が難しくなる。そこで本発明の実施形態では、手差し底板カム軸６５を逆回転することで支持プレート７１を駆動することにした。

すなわち、手差し底板３４の昇降は手差し底板カム軸６５の正回転でのみ行い、図１１Ｃの支持プレート７１を昇降駆動するときは手差し底板カム軸６５を逆回転する。手差し底板カム軸６５には一方向クラッチ８０と左右一対のカムレバー７０が装着されている。この一方向クラッチ８０は、手差し底板カム軸６５が正回転するときは回転接続せずに静止したままである。

手差し給紙時は手差し底板３４を昇降するために手差し底板カム軸６５が正回転するだけであるから、手差し底板カム軸６５の駆動力はカムレバー７０に伝達しない（加圧バネ３７ｂのセット圧が不変）。しかし、本体給紙時に手差し底板カム軸６５が逆回転するときは一方向クラッチ８０が回転接続状態になって手差し底板カム軸６５の駆動力をカムレバー７０に伝達する。

すなわち、手差し底板カム軸６５が逆回転すると、当該カム軸６５と回転同期して一方向クラッチ８０と左右一対のカムレバー７０が回転する。この結果、図１２Ａ→図１２Ｂに示すように、カムレバー７０の突起部７０ａによって加圧バネ３７ｂの受け部材である支持プレート７１が押し上げられる。

この結果、加圧バネ３７ｂが圧縮されてその加圧力がカムレバー７０の突起部７０ａの高さに比例して増大する。なお、突起部７０ａの位相は突起部７０ａと反対側に配置されたＳＷ１に突起部７０ｃが近接することで検知される。

（紙種設定モード１）
図１２Ｃは紙種設定モード１における検知手段としてのスイッチＳＷ１の状態をまとめたものである。普通紙または薄紙設定では、図１２Ａのように加圧バネ３７ｂが比較的長い設置長さとされ、スイッチＳＷ１は開放されてＯＦＦになっている。一方、厚紙設定では図１２Ｂのように加圧バネ３７ｂが圧縮され、スイッチＳＷ１がカムレバー７０の突起部７０ｃで押されてＯＮになっている。

このように、加圧バネ３７ｂの設置長さがいったん図１２Ａまたは図１２Ｂのように設定されると、その後に手差し給紙のため手差し底板カム軸６５が正回転しても、当該設定状態はまったく変わらない。したがって、次回の本体給紙で紙種の変更がなければ、手差し底板カム軸６５を逆回転することなく直ちに本体給紙を開始することができる。

図１３はイニシャル動作完了後の手差し給紙のフローチャートを示したもので、制御部５１で手差し給紙か否かが判断され、手差し給紙なら（Ｓ３１のＹｅｓ）メインモータ６１がＯＮにされて通常手差しフローが実行される（Ｓ３２）。Ｓ３１でＮｏの場合は、図１２Ｃで示したように本体給紙に備えて紙厚とスイッチ設定モードに移行する（Ｓ３３）。

（紙種設定モード２）
次に、図１４Ａ～図１４Ｄを参照して紙種設定モード２を説明する。この紙種設定モード２は、厚紙、普通紙、薄紙の３種類の紙種を設定可能にしたものである。そのために、カムレバー７０の周方向の異なる位置に厚紙用の長い突起部７０ａと普通紙用の短い突起部７０ｂを形成している。突起部７０ａと突起部７０ｂは正反対の方向（１８０°間隔）に形成されている。薄紙の場合はカムレバー７０の基軸表面を使用する。

図１４Ａは厚紙設定時、図１４Ｂは普通紙設定時、図１４Ｃは薄紙設定時を示し、各図（ａ）～（ｃ）は各設定時での手差し底板カム軸６５の異なる断面部位を示している。図１４Ａの厚紙設定では、カムレバー７０の長い突起部７０ａで加圧バネ３７ｂが最大限に圧縮され、中継従動ローラ４２ｂが相手側の中継駆動ローラ４２ａに強く圧着する。このときの突起部７０ａの位相は、図１４Ａ（ｂ）のようにカムレバー７０の突起部７０ｃでスイッチＳＷ１がＯＮになることで検知される。

図１４Ｂの普通紙設定では、カムレバー７０の短い突起部７０ｂで加圧バネ３７ｂが中程度に圧縮され、中継従動ローラ４２ｂが相手側の中継駆動ローラ４２ａに中程度の強さで圧着する。このときの突起部７０ｂの位相は、図１４Ｂ（ｃ）のようにカムレバー７０の突起部７０ｄでスイッチＳＷ２がＯＮになることで検知される。

図１４Ｃの薄紙設定では、カムレバー７０の基軸表面に支持プレート７１が当接し、加圧バネ３７ｂが最も長い設置長さにされ、中継従動ローラ４２ｂが相手側の中継駆動ローラ４２ａに比較的弱く圧着する。このときのカムレバー７０の位相は、図１４Ｃ（ｂ）（ｃ）のように２つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２がいずれもＯＦＦであることで検知される。以上述べた紙種とスイッチＳＷ１、ＳＷ２の関係をまとめると図１４Ｄのようになる。スイッチＳＷ１、ＳＷ２によって制御部５１による紙厚設定を正確に行うことができる。

また、一方向クラッチ８０とカムレバー７０は手差し底板カム軸６５の停止中に図１１ＤでＤ２方向に回転可能なため、カムレバー７０の回転位置を保持するために、例えば図１５のように、板バネを断面Ｃ字状に折曲げ成形した保持部材としてのリテーナ７２を使用することができる。すなわち、前述した紙種設定モード１の場合は、カムレバー７０の基軸表面に互いに対向する平面部７０ｅを形成し、当該平面部７０ｅにリテーナ７２の両端部７２ｅを圧着してカムレバー７０の図１２Ａまたは図１２Ｂの回転位置を保持する。

カムレバー７０の基軸表面の周方向複数個所に同じように平面部７０ｅを形成すれば、前述した紙種設定モード２のようにカムレバー７０の３またはそれ以上の回転位置を保持することも可能である。カムレバー７０の回転位置を保持することで、加圧バネ３７ｂの設定加圧力を保持することができる。

（用紙の厚み検知手段）
本体給紙トレイ１００に収容された用紙Ｐの紙厚等の情報は、基本的にはユーザーがプリンタ本体の操作部から入力するが、この入力情報に誤りがあった場合のバックアップとして、厚み検知手段を設けてもよい。例えば、図１の分離パッド４８に近接配置した厚み検知手段としてのレーザ変位計９０で用紙Ｐの紙厚を検知することができる。レーザ変位計９０にはレーザフォーカス変位計や分光干渉レーザ変位計等を使用可能である。レーザ変位計９０のレーザを分離パッド４８の一部に照射し、その反射光をレーザ変位計９０で採光し、分離パッド４８までの距離を測定することで用紙Ｐの紙厚を検知する。

すなわち、用紙Ｐが本体給紙ローラ４１と分離パッド４８との間に進入すると、分離パッド４８は用紙Ｐの紙厚分だけ変位する。レーザ変位計９０がその変位量を測定し、用紙Ｐの紙厚を検知する。制御部５１はレーザ変位計９０から紙厚情報を受け取り、中継ローラ対４２の加圧力を当該紙厚に対応させるべく、手差し底板カム軸６５を所定量だけ逆回転させる。

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電子写真方式で画像を形成する電子写真ＬＥＤプリンタに適用した給紙装置の例で説明したが、本発明はインクジェットプリンターやレーザプリンタの給紙装置にも適用可能である。

また、前記実施形態では中継従動ローラ４２ｂの加圧力を可変に構成したが、中継従動ローラ４２ｂのローラ軸６６を位置固定とし、当該中継従動ローラ４２ｂに対する中継駆動ローラ４２ａの加圧力を可変に構成してもよい。また、中継ローラ対４２を図１の共通搬送路Ｒ３に移動配置する構成も可能であり、その場合は手差し給紙も中継ローラ対４２を経由してレジストローラ対４３に搬送する。手差し給紙ローラ３２に対向する分離パッド３３にもレーザ変位計を近接配置することで、前述した本体給紙の紙厚検知と同様に手差し給紙の紙厚検知を行うことができる。そして共通搬送路Ｒ３の中継ローラ対４２の加圧力を手差し給紙の紙厚に対応させるべく、手差し底板カム軸６５を所要量だけ逆回転させる。

１：感光体 ２：クリーニングブレード
３：回収スクリュウ ４：帯電ローラ
５：帯電クリーニングローラ ６：スクレーパ
７：潜像書込装置 ８：現像装置
８ａ：現像ローラ ８ｂ：第一スクリュウ
８ｃ：第二スクリュウ ８ｄ：傾斜スクリュウ
９：トナーカートリッジ ９ａ：回転軸部材
９ｂ：アジテータ ９ｃ：トナー補給部材
１０：転写ローラ ３０：給紙部
３１：手差し給紙トレイ ３２：手差し給紙ローラ
３３：分離パッド ３４：底板
３４ａ：底板ガイド部 ３５：底板カム
３５ａ：突起板 ３６：底板スプリング
３７ａ：軸受部 ３７ｂ：加圧バネ
４１：本体給紙ローラ ４２：中継ローラ
４２ａ：中継駆動ローラ ４２ｂ：中継従動ローラ
４３：レジストローラ対 ４４：定着装置
４４ａ：定着ローラ ４４ｂ：加圧ローラ
４６：排紙ローラ対 ４７：切換爪
４８：分離パッド ４９：レジストセンサ
５０：本体筐体 ５１：制御部
６１：メインモータ ６１ａ：モータ軸
６２：給紙ローラ軸 ６２，６３，６４，６５：軸
６２ａ：本体給紙クラッチ ６３：中継ローラ軸
６３ａ：中継クラッチ ６４：給紙ローラ軸
６４ａ：給紙クラッチ ６５：底板カム軸
６５ａ：底板カムクラッチ ６５ｂ：カム検知フィラー
６５ｃ：フィラーセンサ ６５ｄ：押し下げレバー
６６：ローラ軸 ７０：カムレバー
７０ａ：突起部 ７０ｃ：突起部
７２：リテーナ ８０：一方向クラッチ
９０：レーザ変位計 １００：本体給紙トレイ
１０１：本体給紙底板 Ｐ：用紙
Ｒ１：本体給紙路 Ｒ２：手差し給紙路
Ｒ３：共通搬送路 Ｒ４：排紙路
Ｒ５：反転再送路 ＳＷ１、ＳＷ２：スイッチ

特許第５６７１８２０号公報

Claims (6)

1. 記録媒体を収容して画像形成装置の本体内に設けられる本体給紙トレイと、手差し用記録媒体を載せる手差し底板を昇降機構で昇降する手差し給紙トレイを備え、前記本体給紙トレイから送出される記録媒体を中継ローラ対を経由してレジストローラ対に向けて搬送するようにしたマルチトレイ給紙装置において、
   前記昇降機構は、一方向に回転することで前記手差し底板を昇降させる回転駆動軸を有し、
   前記中継ローラ対は、第１ローラと、当該第１ローラにニップ部で圧接する第２ローラと、当該第２ローラを前記第１ローラに向けて付勢する弾性部材とを有し、
   前記弾性部材の基端部を支える支持部材を可動に構成すると共に、前記回転駆動軸に、前記一方向とは反対に逆回転したときのみ回転接続する一方向クラッチと、当該一方向クラッチと一体のカムレバーを設け、前記回転駆動軸を逆回転することで、前記カムレバーに形成した少なくとも1つの突起部で、前記支持部材を前記弾性部材の軸線方向に移動可能に構成したことを特徴とするマルチトレイ給紙装置。
2. 前記カムレバーの前記突起部を高さを異ならせて前記カムレバーの周方向に複数形成したことを特徴とする請求項１の給紙装置。
3. 前記カムレバーの前記突起部の回転方向の位相を検知する検知手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２の給紙装置。
4. 前記カムレバーの回転位置を保持する保持部材を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項の給紙装置。
5. 前記本体給紙トレイに収容された記録媒体の厚みを検知する厚み検知手段を設け、当該厚み検知手段からの厚み情報に基づいて前記回転駆動軸を逆回転することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項の給紙装置。
6. 前記レジストローラ対から搬送されてくる記録媒体に画像を形成する作像装置と、画像が形成された記録媒体を機外に搬出する排出装置を備えると共に、請求項1から５のいずれか1項の給紙装置を有することを特徴とする画像形成装置。