JP7435248B2 - 給紙装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、給紙装置及び画像形成装置に関する。

従来、画像形成に用いられる被記録媒体としてのシートに作像を行う作像部と、シートを作像部に向けて給送する給紙部と、給紙部から送られたシートを一時停止させ所定のタイミングで作像部に供給するレジスト手段とを備えた画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、画像形成部に設けられた回転体とレジスト手段とがそれぞれ異なる駆動手段によって駆動されているため、両者の間に回転変動差が生じて搬送中にシートが撓み、シート搬送ジャムが発生するという問題点があった。
そこで、回転体を駆動する駆動モータの電流値を検出手段によって検出し、回転体の回転速度を制御する技術が知られている（例えば「特許文献１」参照）。

上述の画像形成装置では、給紙部とレジスト手段との間にレジスト手段に向けてシートを搬送する中継手段を有する構成が一般的である。レジスト手段は、作像部のタイミングに合わせて一時停止させたシートを搬送するため所定のタイミングで回転を開始するが、中継手段はレジスト手段が回転を再開したときには停止している。そして、レジスト手段が回転を開始した後、この回転開始をトリガとしてタイマ設定された所定時間後に中継手段が回転を開始する。このとき、中継手段とレジスト手段との間において撓んでいたシートが延ばされるが、中継手段の回転開始をレジスト手段の回転開始後の所定時間後に設定していても、シートに形成された撓みの解消が不完全となって異常画像やシート搬送ジャムが発生するという問題点がある。
本発明は、上述の問題点を解消してシート搬送ジャムの発生を防止可能な給紙装置の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、給送されるシートを収容可能なシート収容部と、所定のタイミングでシートを給送するレジスト部材と、前記シート収容部から給送されたシートを前記レジスト部材に受け渡すべく搬送する中継部材と、前記レジスト部材を駆動する第１駆動部材と、前記中継部材を駆動する第２駆動部材と、前記第１駆動部材の電流値を検出する電流値検出部材と、シートの先端が停止している前記レジスト部材に到達した後、作動している前記中継部材と前記レジスト部材との間に前記シートの撓みが所定量形成された際に前記第１駆動部材を作動させると共に前記第２駆動部材を第１の態様で動作制御し、その後前記電流値検出部材により前記第１駆動部材の電流値が所定電流値に達すると、前記第２駆動部材を第２の態様で動作制御する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、シートに形成された撓みが解消され用紙搬送ジャムの発生を防止できる。

本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置を説明する概略図である。 本発明の第１の実施形態に用いられる制御手段のブロック図である。 本発明の第１の実施形態における給紙部の動作を説明する概略図である。 本発明の第１の実施形態における給紙部の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における給紙部の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施形態における給紙部の動作を説明する概略図である。 本発明の第３の実施形態に用いられる制御手段のブロック図である。 本発明の第３の実施形態における給紙部の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第１ないし第３の各実施形態の変形例に用いられる電流値検出部材により検知される電流値の閾値である所定値を説明する表である。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示している。同図において画像形成装置としての複写装置１は、装置本体２の内部にスキャナ部３、書き込み部４、作像部５、定着部６、給紙装置としての給紙部７等を有している。
装置本体２の上部に配置されたスキャナ部３は、コンタクトガラス８、ＣＩＳユニット９、スキャナモータ１０、ＣＩＳホームポジションセンサ１１等を有し、コンタクトガラス８上に載置された原稿の画像をＣＩＳユニット９の移動により画像データとして読み取る周知の構成である。なお、スキャナ部３の上部には自動原稿読取装置（ＡＤＦ）１２が設けられている。
装置本体２の中段に配置された書き込み部４は、図示しないレーザ光源、ポリゴンミラー１３、ＬＤドライブボード１４、ミラー１５等を有し、スキャナ部３から送られた画像データまたは外部装置から送られた画像データに基づいて、後述する作像部５に設けられた像担持体に向けて露光光を出力する。

書き込み部４の右方に配置された作像部５は、像担持体である感光体ドラム１６、現像装置１７、クリーニング装置１８、帯電装置１９、図示しない除電装置、転写ローラ２０等を有している。その表面が一様に帯電された感光体ドラム１６の表面には、書き込み部４から出力された露光光によりその一部分が露光されて静電潜像が形成される。形成された静電潜像には現像装置１７から供給された現像剤が付着してトナー像が形成され、このトナー像が転写ローラ２０によって後述する給紙部７から給送される、被記録媒体でありシートである用紙Ｐに転写される。作像部５の左方にはトナー供給ボトルホルダ２１が設けられており、ここに装着されたトナーボトルが回転駆動されることによりトナーボトル内のトナーが現像装置１７に補給される。

転写ローラ２０は、図示しない付勢部材によって感光体ドラム１６に圧接されており、圧接部において転写ニップ部を形成している。転写ローラ２０には図示しない電源から転写バイアスが印加され、接地された感光体ドラム１６との間に位置する転写ニップ部において転写電界を形成する。転写ローラ２０としては、金属製ローラあるいは芯金の周りに弾性層が被覆されているもの等が挙げられる。弾性層は、体積抵抗率１×１０^５Ω・ｃｍ、厚さ２～１０ｍｍ、ゴム硬度１０～１００度のものが好ましく、弾性層に代えて発泡層が被覆されているものを用いてもよい。

作像部５の上方には、定着部６が配置されている。定着部６は、内部に熱源を有する加熱ローラ２２及び加熱ローラ２２に圧接する加圧ローラ２３を有しており、表面にトナー像が転写された用紙Ｐは各ローラ２２，２３間に搬送される。各ローラ２２，２３間に搬送された表面にトナー像を有する用紙Ｐは、加熱ローラ２２の熱及び加圧ローラ２３の圧力によってその表面のトナー像を溶融及び圧着され、用紙Ｐ上に画像が定着される。
画像が定着された用紙Ｐは、定着部６の上方に配置された排出ローラ対２４へと送られ、排出ローラ対２４によって装置本体２の内部から排出されてスキャナ部３と作像部５との間の位置に設けられた排紙部２５上に排出積載される。

装置本体２の内部であって書き込み部４の下方に位置する部位には、給紙部７が配置されている。給紙部７は、シート収容部としての給紙トレイ２６、ピックアップローラ２７、給紙ローラ２８、フリクションローラ２９、中継ローラ対３０、レジストローラ対３１等を有している。
給紙トレイ２６の内部には、多数枚の用紙Ｐが収容され、収容された用紙Ｐはピックアップローラ２７によって繰り出される。繰り出された用紙Ｐは、給紙ローラ２８及びフリクションローラ２９によって重送を防止され、一枚ずつ給紙方向下流の中継ローラ対３０を介して中継ローラ対３０より下流のレジストローラ対３１へと送られる。レジストローラ対３１において一時停止された用紙Ｐは、スキューを修正された後に所定のタイミングでレジストローラ対３１より下流の転写ニップ部へと給送され、上述と同様に画像形成された後に排紙部２５上に排出積載される。
ここで用紙Ｐの両面に画像形成を行う場合には、用紙Ｐを挟持した排出ローラ対２４を逆転させ、用紙Ｐを両面反転ローラ３２へと搬送する。両面反転ローラ３２に搬送された用紙Ｐは、先程とは反転された状態で再びレジストローラ対３１の手前に到達し、その後は上述と同様に画像形成されて排紙部２５上に排出される。

上述の構成中、図２及び図３に示すように、レジストローラ対３１は第１駆動部材であるレジストモータ３３によって回転駆動され、中継ローラ対３０は第２駆動部材である中継モータ３４によって回転駆動される。それぞれＤＣブラシレスモータからなる各モータ３３，３４は、その動作を後述する制御手段３５によって制御される。
またレジストモータ３３には、レジストモータ３３に負荷する電流値を検知する電流値検出部材としての電流値検出センサ３６が接続されている。電流値検出センサ３６による検出結果は制御手段３５に送られる。
それぞれ図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の回路を有する周知のマイクロコンピュータからなる制御手段３５は、各モータ３３，３４の動作を制御する。また制御手段３５には電流値検出センサ３６からの検出信号が入力され、この検出信号に基づいて制御手段３５は中継モータ３４の動作を制御する。なお、レジストモータ３３、中継モータ３４はステッピングモータでもよい。

ここで、給紙部７での本発明の第１の実施形態における動作を、図３に示す概略図及び図４に示すフローチャートに基づいて説明する。図３（ａ）において、給紙トレイ２６上から各ローラ２７，２８，２９によって分離給送された一枚の用紙Ｐは、中継ローラ対３０の回転により中継ローラ対３０を介してレジストローラ対３１へと給送され、停止しているレジストローラ対３１のニップにその先端を突き当てられて搬送時に発生したスキューを修正される。このとき中継ローラ３０は所定の搬送速度で用紙Ｐの搬送動作を継続しており、レジストローラ対３１と中継ローラ対３０との間の用紙Ｐには撓み３７が形成される（ＳＴ０１）。
撓み３７が形成された後、感光体ドラム１６上に形成されたトナー像が所定の位置に到達する所定のタイミングでレジストモータ３３の駆動が開始され（ＳＴ０２）、レジストローラ対３１が回転を開始して用紙Ｐが搬送を開始される。これと同時に中継モータ３４の駆動が停止されて（ＳＴ０３）中継ローラ対３０の作動が停止され、図３（ｂ）に示すように撓み３７が消滅していく。

レジストローラ対３１の回転開始と中継モータ３４の作動停止に伴う撓み３７の消滅により、レジストローラ対３１と中継ローラ対３０との間の用紙Ｐには、図３（ｃ）に示すようにレジストローラ対３１の搬送に伴う張力Ｔが作用する。そしてこの張力Ｔはレジストローラ対３１を駆動するレジストモータ３３に負荷として作用し、レジストモータ３３に接続されている電流値検出センサ３６の検知電流値が上昇する。すなわち、撓み３７を解消する前は電流値検出センサ３６の検知電流値は低く、撓み３７が解消されると張力Ｔが作用して電流値検出センサ３６の検知電流値は上昇する。
電流値検出センサ３６による検出信号を受けた制御手段３５は、検知された電流値が所定値に達したか否かを判断し（ＳＴ０４）、この判断は検知された電流値が所定値に達するまで継続して行われる。なおここでいう所定値は、計測される電流値から換算される張力Ｔが用紙Ｐに対して影響を与えない最大値となる。
電流値検出センサ３６によって検知された電流値が所定値に達すると、制御手段３５は中継モータ３４に作動信号を出力して中継モータ３４が回転駆動され、図３（ｄ）に示すように中継ローラ対３０が図３（ａ）の通常の搬送速度で用紙Ｐの給送を再開する（ＳＴ０５）。

上述したように本発明の第１の実施形態によれば、用紙Ｐの先端が停止しているレジストローラ対３１に到達した後、作動している中継ローラ対３０とレジストローラ対３１との間に用紙Ｐの撓み３７が所定量形成された後、制御手段３５がレジストモータ３３を作動させると共に中継モータ３４を停止させる。その後、制御手段３５は、電流値検出センサ３６により検知されたレジストモータ３３の電流値が所定電流値に達すると、中継モータ３４を通常の搬送速度で作動させる。
これにより、レジストローラ対３１に接触してスキューを修正された用紙Ｐは、レジストローラ対３１が作動して停止している中継ローラ対３０との間に用紙Ｐの破損等の過度な張力Ｔが作用する前に中継ローラ対３０が回転駆動することにより、適度な張力Ｔが作用した状態で作像部５に向けて給送されるので、用紙Ｐに形成された撓み３７が解消され異常画像や用紙搬送ジャムの発生を防止できる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態は上述した第１の実施形態と比較すると、中継モータ３４の駆動制御が異なる点において相違しており、他の構成は同一である。第２の実施形態における動作を、図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
給紙トレイ２６上から各ローラ２７，２８，２９によって分離給送された一枚の用紙Ｐは、停止しているレジストローラ対３１のニップにその先端を突き当てられて一時停止され、搬送時に発生したスキューを修正される。この間、中継ローラ３０は所定の搬送速度で用紙Ｐの搬送動作を継続しており、レジストローラ対３１と中継ローラ対３０との間の用紙Ｐには、第１の実施形態と同様の撓み３７が形成される（ＳＴ１１）。

撓み３７が形成された後、第１の実施形態と同様のタイミングでレジストモータ３３の駆動が開始され（ＳＴ１２）、レジストローラ対３１が回転を開始して用紙Ｐが搬送を開始される。これと同時に中継モータ３４の駆動が制御され、中継ローラ３０は図３（ａ）の通常の搬送速度よりも低速の搬送速度に減速される（ＳＴ１３）。中継ローラ対３０搬送速度が減速されることにより、第１の実施形態と同様に用紙Ｐに形成されていた撓み３７が消滅していく。
中継ローラ対３０の搬送速度減速に伴う撓み３７の消滅により、レジストローラ対３１と中継ローラ対３０との間の用紙Ｐには第１の実施形態よりも小さな張力が作用し、この張力が電流値検出センサ３６によって検知される。電流値検出センサ３６による検出信号を受けた制御手段３５は、検知された電流値が所定値に達したか否かを判断し（ＳＴ１４）、検知された電流値が所定値に達すると、制御手段３５は中継モータ３４に作動信号を出力して中継モータ３４を作動制御し、中継ローラ対３０が図３（ａ）の通常の搬送速度となるように増速され、用紙Ｐの給送が再開される（ＳＴ１５）。

この第２の実施形態によれば、用紙Ｐの先端が停止しているレジストローラ対３１に到達した後、作動している中継ローラ対３０とレジストローラ対３１との間に用紙Ｐの撓み３７が所定量形成された後、制御手段３５がレジストモータ３３を作動させると共に中継モータ３４を通常の搬送速度よりも低速の搬送速度に減速させる。その後、制御手段３５は、電流値検出センサ３６により検知されたレジストモータ３３の電流値が所定電流値に達すると、中継モータ３４を通常の搬送速度で作動させる。
これにより、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、レジストローラ対３１で一時停止された用紙Ｐに対して、レジストローラ対３１が作動すると共に中継ローラ対３０が通常の搬送速度よりも低速で作動する。このため、用紙Ｐに作用する張力を第１の実施形態に比して小さくでき、第１の実施形態において作用する張力Ｔでは耐えきれない厚さの用紙Ｐに対しても用紙搬送ジャムの発生を防止して良好な搬送を行うことができる。

上述した第１及び第２の実施形態では、レジストローラ対３１及び中継ローラ対３０をそれぞれ別のレジストモータ３３及び中継モータ３４によって駆動する構成とした。この構成により、各ローラ対３０，３１をそれぞれ単独で駆動制御できるので、細かな制御が可能となる。
次に、本発明の第３の実施形態として、レジストローラ対３１及び中継ローラ対３０を共通の駆動源である駆動モータ３８によって駆動する構成を、図６に示す概略図及び図７に示すブロック図及び図８に示すフローチャートに基づいて説明する。

図６に示すように、レジストローラ対３１は第１クラッチ３９を介して駆動モータ３８に、中継ローラ対３０は第２クラッチ４０を介して駆動モータ３８にそれぞれ接続されており、各クラッチ３９，４０が駆動モータ３８からの駆動力を接続または遮断する。駆動モータ３８には、第１の実施形態と同様の電流検知センサ３６が接続されている。
図７は、第３の実施形態に用いられる制御手段４１のブロック図である。それぞれ図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の回路を有する周知のマイクロコンピュータからなる制御手段４１は、駆動モータ３８及び各クラッチ３９，４０の動作を制御する。また制御手段４１にも電流値検出センサ３６からの検出信号が入力され、この検出信号に基づいて制御手段３５は各クラッチ３９，４０の動作を制御する。

図６（ａ）において、給紙トレイ２６上から各ローラ２７，２８，２９によって分離給送された一枚の用紙Ｐは、中継ローラ対３０を介してレジストローラ対３１へと給送され、第１クラッチ３９により遮断されて作動を停止しているレジストローラ対３１のニップにその先端を突き当てられて一時停止され、搬送時に発生したスキューを修正される。この間、駆動モータ３８からの駆動力は接続されている第２クラッチ４０によって中継ローラ対３０に伝達されており、所定の搬送速度で中継ローラ３０が用紙Ｐの搬送動作を継続していることから、レジストローラ対３１と中継ローラ対３０との間の用紙Ｐには撓み３７が形成される（ＳＴ２１）。
撓み３７が形成された後、感光体ドラム１６上に形成されたトナー像が所定の位置に到達する所定のタイミングで、遮断されていた第１クラッチ３９が接続されて駆動モータ３８の駆動力がレジストローラ対３１に伝達され（ＳＴ２２）、レジストローラ対３１が回転を開始して用紙Ｐが搬送を開始される。これと同時に接続されていた第２クラッチ４０が遮断されて駆動モータ３８の駆動力が遮断され（ＳＴ２３）、中継ローラ対３０の作動が停止されて図６（ｂ）に示すように撓み３７が消滅していく。

中継ローラ対３０の作動停止に伴う撓み３７の消滅により、レジストローラ対３１と中継ローラ対３０との間の用紙Ｐには、図６（ｃ）に示すようにレジストローラ対３１の搬送に伴う張力Ｔが作用する。そしてこの張力Ｔはレジストローラ対３１を駆動するレジストモータ３３に負荷として作用し、レジストモータ３３に接続されている電流値検出センサ３６の検知電流値が上昇する。
電流値検出センサ３６による検出信号を受けた制御手段４１は、検知された電流値が所定値に達したか否かを判断し（ＳＴ２４）、検知された電流値が所定値に達すると、制御手段４１は第２クラッチ４０を接続させて中継モータ３４を回転駆動させ、図６（ｄ）に示すように中継ローラ対３０が通常の搬送速度で用紙Ｐの給送を再開する（ＳＴ２５）。
この第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、各ローラ対３０，３１を駆動するモータを一つにすることができ、消費電力の低減及び省スペース化を図ることができる。

ここで、上述した各実施形態における、電流値検出センサ３６によって検知される電流値の閾値である所定値について説明する。各実施形態中で述べている所定値は、例えば用紙Ｐとして普通紙が用いられた場合に対応している。各実施形態中において、普通紙とは坪量８１ｇ／ｍ^２以下のものを用いた場合で、坪量７９．９ｇ／ｍ^２のものが好ましい。
各実施形態において、用紙Ｐとして普通紙に代えて厚紙、例えば坪量２１１．３ｇ／ｍ^２のものが用いられた場合には、普通紙に対応した所定値を用いると中継ローラ対３０が作動開始するタイミングが遅延し、用紙Ｐに過度な張力が作用して搬送ジャムが発生する。そこで用紙Ｐの紙種情報を操作パネルから入力し用紙Ｐとして厚紙が用いられる場合には、図９に示すように、所定値を普通紙の場合に比して低く設定することにより、用紙Ｐに対する過度な張力の作用が防止され、搬送ジャムの発生を防止できる。本実施形態では、厚紙は坪量８１ｇ／ｍ^２を超えるもの、好ましくは坪量が１０６ｇ／ｍ^２を超えるものを厚紙とする。
なお、上述の例では使用される用紙Ｐを普通紙と厚紙との二種類としているが、用紙Ｐの種類を三種類以上としてそれぞれに対応する所定値を設定する構成としてもよい。

上記実施形態及び各変形例では、画像形成装置として複写装置１を用いた例を示したが、画像形成装置としてはこれに限られず、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の給紙装置や自動原稿読取装置（ＡＤＦ）にも本発明は適用可能である。また本実施形態では、画像が形成される被記録媒体として用紙Ｐを用いる構成を示したが、この用紙Ｐとは記録紙には限定されず、厚紙、ハガキ、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート、ＯＨＰフィルム、樹脂フィルム等、画像形成可能な物質や画像形成された物質であればどのようなものを用いてもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 画像形成装置（複写装置）
７ 給紙装置（給紙部）
２６ シート収容部（給紙トレイ）
３０ 中継部材（中継ローラ対）
３１ レジスト部材（レジストローラ対）
３３ 第１駆動部材（レジストモータ）
３４ 第２駆動部材（中継モータ）
３５，４１ 制御手段
３７ 撓み
３８ 共通の駆動源（駆動モータ）
Ｐ シート（用紙）

特開２００２－３２６４４０号公報

Claims (6)

1. 給送されるシートを収容可能なシート収容部と、
   所定のタイミングでシートを給送するレジスト部材と、
   前記シート収容部から給送されたシートを前記レジスト部材に受け渡すべく搬送する中継部材と、
   前記レジスト部材を駆動する第１駆動部材と、
   前記中継部材を駆動する第２駆動部材と、
   前記第１駆動部材の電流値を検出する電流値検出部材と、
   シートの先端が停止している前記レジスト部材に到達した後、作動している前記中継部材と前記レジスト部材との間に前記シートの撓みが所定量形成された際に前記第１駆動部材を作動させると共に前記第２駆動部材を第１の態様で動作制御し、その後前記電流値検出部材により前記第１駆動部材の電流値が所定電流値に達すると、前記第２駆動部材を第２の態様で動作制御する制御手段とを有する給紙装置。
2. 請求項１記載の給紙装置において、
   前記制御手段は、前記第１の態様時において前記第２駆動部材を停止させ、前記第２の態様時において前記中継部材が前記シートを搬送すべく前記第２駆動部材を駆動することを特徴とする給紙装置。
3. 請求項１記載の給紙装置において、
   前記制御手段は、前記第１の態様時において前記中継部材が前記シートをシートの先端が前記レジスト部材に到達する前の搬送速度よりも低速の搬送速度で搬送すべく前記第２駆動部材を駆動させ、前記第２の態様時において前記中継部材が前記シートをシートの先端が前記レジスト部材に到達する前の搬送速度で搬送すべく前記第２駆動部材を駆動することを特徴とする給紙装置。
4. 請求項１ないし３の何れか一つに記載の給紙装置において、
   前記第１駆動部材と前記第２駆動部材とが互いに共通の駆動源によって駆動されることを特徴とする給紙装置。
5. 請求項１ないし４の何れか一つに記載の給紙装置において、
   前記制御手段は前記シートの厚みに応じて前記所定電流値を変更可能であり、前記制御手段は前記シートの厚みが厚くなるに連れて前記所定電流値を低く変更することを特徴とする給紙装置。
6. 請求項１ないし５の何れか一つに記載の給紙装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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