(57)【要約】【課題】風量のみならず風圧を調整でき、多く種類の用紙に対応できる給紙装置を提供すること【解決手段】積載された用紙束の側面および前面の少なくとも一方の面に空気を吐出して用紙を浮上させる送風機４０を備える給紙装置１０である、送風機４０は、吐出する空気を取入れる空気吸入口４７と空気を吹き出す吹出口４８とをつなげ空気が流通する空気流路４５と、空気流路４５に空気流の流れ方向に沿った方向に並べて配置された上流ファン４１、下流ファン４２と、下流ファン４２を通過しない下流からの空気を通すバイパス流路４６と、空気流路４５内に配置され、バイパス流路４６を流れる空気の量を調整する開閉扉４３と、開閉扉を駆動する開閉扉駆動手段４９と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載された用紙束の側面および前面の少なくとも一方の面に空気を吐出して用紙を浮上させる送風手段を備える給紙装置において、
前記送風手段は、前記吐出する空気を取入れる空気吸入口と前記空気を吹き出す吹出口とをつなげ空気が流通する空気流路と、
この空気流路に空気流の流れ方向に沿った方向に並べて配置された複数のファンと、
前記複数のファンをのうち選択したファンを通過しない下流からの空気を通すバイパス流路と、
前記空気流路内に配置され、前記バイパス流路を流れる空気の量を調整する開閉扉と、
前記開閉扉を駆動する開閉扉駆動手段と、
を備えることを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
前記ファンは２台配置され、
前記バイパス流路は前記２台のファンのうち上流側のファンを通過しない空気を通すものであることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項３】
前記ファンは２台配置され、
前記バイパス流路は前記２台のファンのうち下流側のファンを通過しない空気を通すものであることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項４】
前記開閉扉駆動手段は、給紙する用紙の種類に基づいて前記開閉扉を駆動することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の給紙装置。
【請求項５】
前記開閉扉駆動手段は、用紙搬送のタイミングに基づいて前記開閉扉を駆動することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の給紙装置。
【請求項６】
前記開閉扉駆動手段は、装置環境に基づいて前記開閉扉を駆動することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の給紙装置。
【請求項７】
前記開閉扉駆動手段は、ファンの回転状態に基づいて前記開閉扉を駆動することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の給紙装置。
【請求項８】
前記開閉扉駆動手段は、開閉扉の開閉の程度を調整できることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の給紙装置。
【請求項９】
下流側のファンの風量は、上流側のファンの風量より小さいことを特徴とする請求項３に記載の給紙装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の給紙装置と、前記給紙装置で供給する用紙に画像を形成する画像形成手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積載された用紙束に用紙浮上用のエアを送る送風手段を備え、最上位の用紙を搬送する用紙給紙装置、およびこの用紙給紙装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置には、感光体上に形成されたトナー画像を転写位置で用紙上に転写するために、用紙を前記転写位置へ１枚ずつ給紙する用紙給紙装置が備えられている。
【０００３】
この用紙給紙装置としては、特許文献１には、トレイに積載された用紙の搬送方向一端側からファンによってエアを吹き付けて用紙を浮上させ、その浮上させた用紙を搬送ベルトに吸着して搬送する構成が開示されている。
【０００４】
ここで、用紙は紙種、紙厚によって浮上量が異なってしまうため、エアの吹き付けによって浮上された用紙の浮上位置を所定範囲内に位置付けするように、前記用紙が積載された用紙台の昇降を制御する。
【０００５】
例えば、特許文献２には、前記浮上された用紙の浮上位置が所定範囲内の位置にあるか否かを位置検出手段によって判定し、所定範囲外にある時は用紙台を昇降させて、前記浮上された用紙が所定範囲内に位置するように制御するものが記載されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、紙種、紙厚にかかわらず用紙が最適な浮上量となるように、用紙をさばくファンの回転数を制御するものが記載されている。これは、搬送ベルトのベルト面から浮上された用紙までの距離を距離測定センサーによって認識し、これに基づいてエアの吹き付け量を制御するために、さばきファンの回転数を制御するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
エアを用いた給紙機構では、通常ファンの回転数制御のみでエアの調整を行い、すなわちファンの回転数を調整することにより風量の増減を行う。ここで、用紙をさばくに当たっては、エアの風量のみではなく、エアの風圧も重要な要素となる。一般にエアの風量は用紙の浮上に、エアの風圧は用紙のさばきに効果を与える。
【０００８】
しかし、従来の給紙機構では、用紙を十分にさばけないとき、エアの風量を上げることにより対処することとしかできない。このため、エアの風量を上げていくと、用紙が浮上しすぎることによる給紙不良、例えば不給紙や、重送が発生してしまう。
【０００９】
そこで本発明では、風量のみならず風圧を調整でき、多く種類の用紙に対応できる給紙装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る給紙装置は、積載された用紙束の側面および前面の少なくとも一方の面に空気を吐出して用紙を浮上させる送風手段を備える給紙装置において、前記送風手段は、前記吐出する空気を取入れる空気吸入口と前記空気を吹き出す吹出口とをつなげ空気が流通する空気流路と、この空気流路に空気流の流れ方向に沿った方向に並べて配置された複数のファンと、前記複数のファンをのうち選択したファンを通過しない下流からの空気を通すバイパス流路と、前記バイパス流路に配置され、前記バイパス流路を流れる空気の量を調整する開閉扉と、前記開閉扉を駆動する開閉扉駆動手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、風量のみならず風圧を調整できるので、多く種類の用紙にすばやく対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る給紙装置を適用しうる画像形成装置を示す模式図である。
【図２】同給紙装置の構成を示すブロック図である。
【図３】同給紙装置の構成を示す模式図である。
【図４】同給紙装置の内部構成を示す斜視図である。
【図５】同給紙装置の内部構成を示す斜視図である。
【図６】同給紙装置における用紙上面位置検出手段による用紙束の上面検知動作を示す模式図である。
【図７】同給紙装置における用紙上面位置検出手段による用紙束の上面検知動作を示す模式図である。
【図８】本発明に係る給紙装置の実施形態１に係る給紙装置の送風機を示す断面図である。
【図９】同送風機の動作を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る給紙装置の実施形態２に係る給紙装置の送風機を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態に係る給紙装置、および画像形成装置について説明する。なお、以下の実施形態に記載されている給紙装置、および画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、適用される装置の構成や各種条件により適宜変更できる。従って、特に特定的な記載がない限りは、それらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
図１は実施形態に係る給紙装置を適用しうる画像形成装置を示す模式図である。画像形成装置１００は、画像形成手段を備え、画像形成を行う画像形成装置本体１１０と、画像形成装置本体１１０の一側面に接続された給紙装置１０とから構成されている。画像形成装置本体１１０は、例えば電子写真色のプリンタ、複合機であり、給紙装置１０から供給された用紙に画像形成を行う。また、画像形成装置本体１１０は、電子写真式のものに限らず、インクジェット方式等、他の方式のものであってもよい。さらに、画像形成装置本体１１０と画像形成装置１００とを別の装置として説明しているが、給紙装置は画像形成装置本体内に配置されるものであってもよい。
【００１５】
図２は同給紙装置の構成を示すブロック図、図３は同給紙装置の構成を示す模式図である。給紙装置１０は、図２、図３に示すように、送風手段である送風機４０、吸引ベルトユニット１２、用紙上面位置検出手段１３、トレイ底板１６を駆動する駆動手段１７、駆動制御手段１８、演算部１９、計数手段２０、情報入力部２１を備える。
【００１６】
送気機構である送風機４０は、用紙浮上用エアを吹き付け、吸引ベルトユニット１２の直下まで用紙を浮上させる。搬送ベルト機構である吸引ベルトユニット１２は、積載された複数枚の用紙からなる用紙束Ｓから最上位の用紙を一枚ずつ搬送する。これにより、送風機４０および吸引ベルトユニット１２は、搬送機構を構成する。なお、搬送機構はこの例に限らず、他の方式の機構であってもよい。他の方式としては、摩擦分離方式、例えば給紙ローラーとパッドとの組み合わせ、フィードローラーとリバースローラーとを組み合わせ（ＦＲＲ方式）、ロールフィーダ方式（ＲＦ方式）がある。また、静電吸着方式、エア吸着方式等を採用することもできる。
【００１７】
トレイ底板１６には、用紙束Ｓが積載され、駆動手段１７で鉛直方向に昇降される。用紙上面位置検出手段１３は、用紙接触部材１４と、ポジションセンサー１５とを備えている。用紙接触部材１４は、トレイ底板１６に積載された用紙束Ｓの最上位の用紙Ｓ１に接触して用紙束Ｓの上面Ｓａの位置に応じて上下に揺動する。ポジションセンサー１５は、用紙接触部材１４の上下位置を検出する。また、駆動手段１７は、駆動制御手段１８の制御のもと、トレイ底板１６を昇降駆動させる。
【００１８】
駆動制御手段１８は、用紙上面位置検出手段１３が検出した検出位置に基づきトレイ底板１６の用紙束Ｓの最上面と吸引ベルトユニット１２との間隔があらかじめ定めた値である規定値「Ｈ」になるように駆動する。また、駆動制御手段１８は、トレイ底板１６に積載された用紙束Ｓの厚さの減少量があらかじめ定めた値に達したとき、駆動手段１７にトレイ底板１６をあらかじめ定めた値だけ上昇させる。さらに、駆動制御手段１８は、用紙上面位置検出手段１３に、検出した用紙の枚数があらかじめ定めた枚数に達したとき、あらためて用紙上面の位置検出動作を実行させる。
【００１９】
次に給紙装置１０における各部の配置状態について説明する。給紙装置１０は、図３に示すように、トレイ底板１６上に積載された用紙束Ｓの前端面に向かって送風機４０からエアを吹き付け、このエアで最上位の用紙Ｓ１を吸引ベルトユニット１２の高さまで浮上させる。そしてエア吸引手段２６の作動により用紙Ｓ１を吸着させる。ここで、吸引ベルトユニット１２に吸着した用紙は一枚だけになっているとは限らず、用紙間が密着した状態で吸着していることがある。
【００２０】
そこで、サイドフェンス２３に設けられたさばき用送風手段２５でエアを吹き付け、吸引ベルトユニット１２に吸着した用紙を１枚にさばく。その後、用紙Ｓ１は吸引ベルトユニット１２で画像形成装置本体１１０へと搬送され、画像形成が行われる。送風機４０と用紙束Ｓの間には用紙せき止め部材２７が配置されており、最上位の用紙Ｓ１以外の用紙が搬送されるのを防いでいる。なお、図中符号２８は搬送ローラー対、符号２９は用紙センサーを示している。
【００２１】
またトレイには用紙束Ｓの上面Ｓａと吸引ベルトユニット１２の間隔寸法「ｈ」測定するため、用紙束Ｓの上面Ｓａに当接して用紙の高さを検知する用紙上面位置検出手段１３が設けられている。用紙上面位置検出手段１３は、揺動可能な用紙接触部材１４と用紙接触部材１４の揺動状態を検知するポジションセンサー１５とを備えている。例えばポジションセンサー１５には透過型センサーが用いられる。
【００２２】
図４および図５は同給紙装置の内部構成を示す斜視図である。給紙装置１０には、用紙束Ｓを積載するトレイ底板１６を有した給紙トレイ２２を備えている。吸引ベルトユニット１２は、この給紙トレイ２２の上方に配置されている。
【００２３】
給紙トレイ２２内には、トレイ底板１６上に積載された用紙束Ｓの幅方向（給紙方向と直交する方向）側面をガイドするサイドフェンス２３を両側に備える。給紙トレイ２２の用紙束Ｓの後方側には用紙の後端面を押さえるエンドフェンス２４を備えている。サイドフェンス２３には、さばき用送風手段２５の吹出口２５ａが配置されている。
【００２４】
図５は給紙装置１０から吸引ベルトユニット１２を取り外して示したものである。吸引ベルトユニット１２の直下に送風機４０が配置されている。またサイドフェンス２３には、さばき用送風手段２５が配置されている。
【００２５】
次に給紙装置１０における用紙上面位置検出手段１３での用紙束Ｓの上面検知について説明する。図６および図７は同給紙装置の用紙束Ｓの上面検知の動作を示す模式図である。これらはトレイ底板１６に用紙束Ｓをセットした際にトレイ底板１６上に積載された用紙束Ｓの上面Ｓａと吸引ベルトユニット１２との間隔寸法「ｈ」が値「ｈ’」からあらかじめ定めた規定値「Ｈ」になるまでの動作を示している。
【００２６】
図６はトレイに用紙束Ｓをセットした際、用紙束Ｓの上面Ｓａと吸引ベルトユニット１２との間隔寸法「ｈ’」（＞「Ｈ」）となっている状態を示している。この状態では用紙接触部材１４は、支点を中心に下へ回動しており、ポジションセンサー１５は何も検知していない。
【００２７】
ここで、駆動手段１７によりトレイ底板１６が上昇させると、図７に示すように、用紙接触部材１４は用紙束Ｓの上面Ｓａに接触して、支点を中心に上向きに回動して、ポジションセンサー１５が用紙接触部材１４を検知する。この状態で用紙束Ｓの上面Ｓａと吸引ベルトユニット１２との間隔寸法「ｈ」が規定値「Ｈ」となっている。なお、このときの用紙接触部材１４の用紙束Ｓへの加圧は数グラム程度のわずかであり、この加圧により用紙に傷や跡を与えることを防止できる。
【００２８】
＜実施形態１＞
次に本発明に係る給紙装置の実施形態１に係る給紙装置について説明する。実施形態１においては、送風機４０は以下の構造を備える。図８は本発明に係る給紙装置の実施形態１に係る給紙装置の送風手段を示す断面図、図９は同送風手段の動作を示す断面図である。
【００２９】
送風機４０は、積載された用紙束Ｓの側面および前面の少なくとも一方の面に空気を吐出して用紙を浮上させる。送風機４０は、吐出する空気を取入れる空気吸入口４７と空気を吹き出す吹出口４８を備える。
【００３０】
また送風機４０は、空気吸入口４７と、吹出口４８とをつなげて空気が流通する空気流路４５を備える。空気流路４５内には、空気流の流れ方向に沿った方向に並べて配置された複数、すなわち２台配置されたファンとして上流側に配置した上流ファン４１および下流側に配置した下流ファン４２を備える。上流ファン４１は、空気吸入口４７を塞ぐように設けられている。このため、上流ファン４１から流入する空気は上流ファン４１を通過する。
【００３１】
空気流路４５は、上流ファン４１の配置箇所から下流ファン４２に向けてその断面積が大きく形成され、選択したファンである下流ファン４２に並列して、バイパス流路４６が形成されている。この下流ファン４２を経由しないで吹出口４８に下流からの空気を通す。
【００３２】
さらに送風機４０には、バイパス流路４６に配置され、バイパス流路４６を流れる空気の量を調整する開閉扉４３を備える。この開閉扉４３は、開閉扉駆動手段４９で開閉駆動される。開閉扉駆動手段４９には、給紙装置１０に積載された用紙束Ｓの用紙の種類、用紙の搬送タイミング、装置の温度湿度などの装置環境について情報が入力される。
【００３３】
開閉扉４３は、回転支点４４を中心に回動駆動され、開閉扉駆動手段４９でその開度が調整される。開閉扉駆動手段４９は、例えば電気モーター、ソレノイド等を駆動源とすることができるが、特にこの機構に限定されない。
【００３４】
次に送風機４０の作動について説明する。実施形態１に係る送風機４０は、開閉扉駆動手段４９に入力される用紙種類、用紙搬送タイミング、装置環境に関するデータに基づいて開閉扉４３を開閉する。
【００３５】
図８に示すように、開閉扉４３を開状態としてバイパス流路４６を空気が通過できるようにすると、上流ファン４１からの空気は、更に下流ファン４２で押し出される他、バイパス流路４６からも上流に流れる。このため、吹出口４８からの風量を増加させることができる。なお、上流ファン４１と下流ファン４２を運転しつつ、バイパス流路４６を開状態すると、風量が増大させることができることは公知である。
【００３６】
一方、図９に示すように開閉扉４３を閉状態としてバイパス流路４６を閉塞すると、上流ファン４１からの空気は、すべて下流ファン４２に流れ込み、下流ファン４２でさらに風圧を増大させることができる。これにより、送風機４０の吹出口４８からの風量を増加させることなく、空気の風圧を増すことができる。このように風圧を増した空気を使用すると、さばき力を向上させることができる。なお、上流ファン４１と下流ファン４２とを図９に示した状態として、直列状態に配置して動作させると風圧を増大できることは公知である。
【００３７】
開閉扉駆動手段４９は、用紙の種類に基づいてこの開閉扉４３の開閉状態を変更する。変更は、入力された用紙の種類により自動的に行うことができる。一般にサイズが大きい用紙については、用紙を浮上させるために大きな風量が必要になる。この場合について、上流ファン４１の出力だけで風量をまかないきれない場合は、開閉扉駆動手段４９は、開閉扉４３を駆動してバイパス流路４６を開状態とする。これにより吹出口４８からの風量を増大させ、大サイズでも用紙を浮上させることができるようになる。
【００３８】
また、空気を用いた給紙機構において、用紙さばき時は用紙が十分に浮上していなくとも良いが、給紙時は用紙が適正位置まで浮上している必要がある。用紙が適正位置まで浮上していない場合、不給紙が発生してしまう可能性が高くなる。
【００３９】
このため、開閉扉駆動手段４９は、給紙のタイミングに合わせて図８の状態と、図９の状態とを切り換える。これにより、用紙浮上性と紙さばき性を両立させることができる。具体的には、前述の大サイズ用紙について、用紙サバキがまだ十分でない場合について説明する。
【００４０】
例えば、開閉扉駆動手段４９は、給紙を行う前の用紙さばき時は開閉扉４３を駆動してバイパス流路４６を閉状態（図９参照）として用紙を十分さばき、給紙を行う直前にバイパス流路４６を開状態（図８参照）とする。これにより、用紙を適正位置まで浮上させ、給紙を行う。給紙を行った後は再びバイパス流路４６を閉状態とし、用紙のさばきを行う。このように用紙一枚ごとにバイパス流路４６の開閉を行うことにより密着力が高く浮上しにくい用紙に対しても良好な給紙を行うことができる。
【００４１】
また、一般にコート紙などは、環境が高温高湿では用紙の密着力が大きくなることが知られている。つまり高温高湿化では給紙不良が多発してしまう。このため、高温高湿環境で用紙の密着力が大きくなる場合、開閉扉駆動手段４９は、バイパス流路４６を閉状態として、風圧を増加する。これにより、さばき性が向上して、給紙に不具合を生じさせることはない。
【００４２】
また、開閉扉駆動手段４９は、バイパス流路４６を開状態、閉状態の２つの状態だけはなく、開閉扉４３の開度を調整できる。これにより、送風機４０からの風量と風圧のバランスを調整することができ、これにより種々の用紙さばきに対応することができる。
【００４３】
＜実施形態２＞
次に本発明に係る給紙装置の実施形態２に係る給紙装置について説明する。図１０は本発明に係る給紙装置の実施形態２に係る給紙装置に使用する送風機を示す断面図である。実施形態２に係る給紙装置の送風機５０は積載された用紙束Ｓの側面および前面の少なくとも一方の面に空気を吐出して用紙を浮上させる。送風機５０は、吐出する空気を取入れる空気吸入口５７と空気を吹き出す吹出口５８を備える。
【００４４】
また送風機５０は、空気吸入口５７と、吹出口５８とをつなげて空気が流通する空気流路５５を備える。空気流路５５内には、空気流の流れ方向に沿った方向に並べて配置された複数、すなわち２台のファンとして上流ファン５１および下流ファン５２を備える。空気流路５５は、上流ファン５１の配置箇所から下流ファン４２に向けてその断面積が小さく形成されている。空気流路５５には、上流ファン５１と並列にバイパス流路５６が形成され、バイパス流路５６はバイパス空気吸入口６０を備える。
【００４５】
バイパス流路５６からの空気は、下流ファン５２を経由しないで下流ファン５２に流入する。さらにバイパス流路５６には、バイパス流路５６を流れる空気の量を調整する開閉扉５３を備える。この開閉扉５３は、開閉扉駆動手段５９で開閉駆動される。開閉扉駆動手段５９には、給紙装置１０に積載された用紙束Ｓの用紙種類や、搬送タイミング、各ファンの回転状態についての情報が入力される。
【００４６】
この送風機５０では、下流ファン５２が駆動を開始してから所定時間が経過した後した際は、開閉扉駆動手段５９が開閉扉５３を回転支点５４を中心に回動させ、バイパス流路５６からの空気を下流ファン５２に流入させる。そして、下流ファン５２の回転速度が所定値に達した後には上流ファン５１による送風を制御する。給紙装置１０が動作を開始するときより時間的に早い段階から上流ファン５１を駆動させておくことができる。上流ファン５１は下流ファン５２よりも低出力のものを用いることができる。また、用紙の種類や用紙サイズによって目標とする送風量、送風圧が小さくてもよい場合には上流ファン５１を使用することなく、開閉扉５３を当初から開状態とすることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０：給紙装置
１２：吸引ベルトユニット
１３：用紙上面位置検出手段
１４：用紙接触部材
１５：ポジションセンサー
１６：トレイ底板
１７：駆動手段
１８：駆動制御手段
１９：演算部
２０：計数手段
２１：情報入力部
２２：給紙トレイ
２３：サイドフェンス
２４：エンドフェンス
２５：用送風手段
２６：エア吸引手段
２７：止め部材
２８：符号
２９：符号
４０：送風機
４１：上流ファン
４２：下流ファン
４３：開閉扉
４４：回転支点
４５：空気流路
４６：バイパス流路
４７：空気吸入口
４８：吹出口
４９：開閉扉駆動手段
５０：送風機
５１：上流ファン
５２：下流ファン
５３：開閉扉
５４：回転支点
５５：空気流路
５６：バイパス流路
５７：空気吸入口
５８：吹出口
５９：開閉扉駆動手段
６０：バイパス空気吸入口
１００：画像形成装置
１１０：画像形成装置本体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開平７−１９６１８７公報
【特許文献２】特開２００５−２７２０１９公報
【特許文献３】特開平７−８９６２５公報
【図１】
2014169154.tif 000003
【図２】
2014169154.tif 000004
【図３】
2014169154.tif 000005
【図４】
2014169154.tif 000006
【図５】
2014169154.tif 000007
【図６】
2014169154.tif 000008
【図７】
2014169154.tif 000009
【図８】
2014169154.tif 000010
【図９】
2014169154.tif 000011
【図１０】
2014169154.tif 000012