(57)【要約】  【課題】  画像形成装置に接続されるシート供給装置において、大容量からなるシート供給を可能とし、ユーザによるシート供給の煩わしさを大幅に軽減する。  【解決手段】  画像形成装置２の手差しトレイ９に対してはがき等のシートを供給するシート供給装置１であって、このシート供給装置１は、シートを底面から順に積載して収納する収納部２０と、シート束を収納部２０から手差しトレイ９に押し出す押し出し機構部３０とを備え、この押し出し機構部３０は、収納部２０の底面から順に積載される複数枚のシートを、押し出し用フック３１をスライド移動させることによりシート束として押し出す。  【選択図】  図２
2006082912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置のシート供給部に対してシートを供給するシート供給装置であって、
シートを底面から順に積載して収納する収納部と、
前記収納部の前記底面から順に積載される複数枚のシートをシート束として当該収納部から前記シート供給部に押し出す押し出し機構と
を備えたことを特徴とするシート供給装置。
【請求項２】
前記押し出し機構は、前記収納部の前記底面から突出する突出部材を備え、当該突出部材を当該底面に対してスライド移動させることで前記複数枚のシートを押し出すことを特徴とする請求項２記載のシート供給装置。
【請求項３】
前記シート供給部がシートを供給する際に動作する動作部の動きを検出する動作検出センサを更に備え、
前記押し出し機構は、前記動作検出センサによる前記動作部の動作検出タイミングに基づいて前記複数枚のシートを前記シート供給部に供給することを特徴とする請求項１または２記載のシート供給装置。
【請求項４】
画像形成装置のシート供給部に対してシートを供給するシート供給装置であって、
供給されるシートを積載して収納する収納手段と、
前記収納手段の下方に積載された所定量のシート束をまとめて前記シート供給部に供給するシート束供給手段と
を備えたことを特徴とするシート供給装置。
【請求項５】
前記画像形成装置の前記シート供給部は手差しトレイであり、
前記シート束供給手段により供給される前記シート束の所定量は、前記手差しトレイに積載可能なシートの量に基づいて定められることを特徴とする請求項４記載のシート供給装置。
【請求項６】
前記シート束供給手段は、シート束を供給する上流側から下流側に向けてスライド移動する突出部材を備え、当該突出部材を前記収納手段に積載される前記シート束の端部に押し当てることで、当該シート束を前記シート供給部に供給することを特徴とする請求項４または５記載のシート供給装置。
【請求項７】
前記画像形成装置の前記シート供給部に存在するシートの量に応じて信号を出力するシートレベルセンサを更に備え、
前記シート束供給手段は、前記シートレベルセンサから出力される信号により前記シートの残量が低くなったと判断されるときに前記シート束を前記シート供給部に供給することを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項記載のシート供給装置。
【請求項８】
画像形成装置にシートを供給するシート供給部に対して、複数枚のシートを積載した収納部からシートを供給するシート供給方法であって、
前記シート供給部に存在するシートの搬送状況をセンサにより把握し、
把握された前記搬送状況に基づいて所定のタイミングで押し出し機構を動作させ、前記複数枚のシートの前記収納部下方から所定量のシート束を前記シート供給部に向けて押し出すことを特徴とするシート供給方法。
【請求項９】
センサにより把握される前記シートの搬送状況は、前記シート供給部に残留しているシート量であることを特徴とする請求項８記載のシート供給方法。
【請求項１０】
センサにより把握される前記シートの搬送状況は、前記シート供給部の動作状況であることを特徴とする請求項８記載のシート供給方法。
【請求項１１】
前記押し出し機構は、前記画像形成装置から所定のタイミング制御信号を受けることなく動作することを特徴とする請求項８記載のシート供給方法。
【請求項１２】
画像形成装置本体の内部に設けられ、供給されるシートに対して像を形成する画像形成部と、
前記画像形成装置本体の外部に開口して設けられ、積載されたシートから１枚のシートを前記画像形成部に供給可能な手差しトレイと、
前記手差しトレイに対して所定枚数からなるシート束を一括して供給するシート供給装置とを備え、
前記シート供給装置は、前記画像形成装置本体の制御部から何らタイミング信号を得ることなく、前記手差しトレイの動作状況に応じて前記シート束を一括して供給することを特徴とする画像形成システム。
【請求項１３】
前記シート供給装置は、複数枚のシートを積載する収納部を備え、前記収納部の下方からシート束を抜き出して前記手差しトレイに当該シート束を供給することを特徴とする請求項１２記載の画像形成システム。
【請求項１４】
前記シート供給装置は、前記手差しトレイ上に残留しているシート量と、当該手差しトレイがシートを供給する際に動作する動作部の動作状況を検出し、これらの検出結果を用いて当該手差しトレイにシート束を供給することを特徴とする請求項１２記載の画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に対してシートを供給するシート供給装置に係り、より詳しくは、画像形成装置の例えば手差しトレイなどのシート供給部にシートを供給するシート供給装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子写真方式などを採用するプリンタや複写機、ファクシミリなどの画像形成装置では、装置本体の内部に設けられる給紙機構とともに、装置本体の側面に、所謂手差しトレイと呼ばれる給紙機構を備えたものが広く存在している。装置本体の内部に設けられる内部給紙機構は、所謂普通紙と呼ばれるシートを、ある一定量、連続的に供給できることから、通常のオフィスでは最も頻繁に用いられている。一方、手差しトレイは、はがきや封筒、写真用紙、名刺用紙、ラベル用紙などの、所謂特殊紙と呼ばれるシートや所謂厚紙と呼ばれるシートを、１枚ずつまたは数枚ずつ画像形成部に提供するような作業に適している。この手差しトレイは、装置本体の外部に備えられていることが一般的であり、シートの供給に際して装置本体に設けられる扉の開閉が不要とされる点でも、内部給紙機構に比べて使い勝手に優れている。
【０００３】
しかし、この手差しトレイは、一般にシートの積載容量が小さく設計されており、大量のシートを連続して供給する用途には適していない。そこで、手差しトレイから画像形成部への供給経路を利用して、外部に設置される大容量給紙装置からシートを供給する技術が存在している。公報記載の従来技術として、装置本体(画像形成ユニット)の側方の手差しトレイが設けられる位置に、手差しトレイに代えてシート供給ユニットを設け、このシート供給ユニットに手差しトレイと大容量シートトレイとを備えて、ユーザによる選択的な利用を可能とした技術が存在している(例えば、特許文献１参照。)。また、手差しトレイのトレイ位置に高さ調整を施した状態で大容量給紙装置を接続配置し、この大容量給紙装置から手差しトレイに連続的にシートを供給することで、記録装置から手差しトレイを取り外すことなく、この手差しトレイの位置から本体側にシートを供給する技術が存在している(例えば、特許文献２参照。)。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９５４５５号公報(第３−４頁、図１)
【特許文献２】特開平１０−４５２６８号公報(第３−５頁、図１、図３)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、装置本体の外部からシートを供給できる手差しトレイなどの給紙機構を利用した幾つかのシート搬送技術が従来から提案されている。上述した公報記載の従来技術など、従来の大容量トレイでは、例えばシートの束が載置される載置台を下方から持ち上げてシート束の上方から１枚ずつシートを供給する、所謂エレベータトレイが用いられている。このエレベータトレイによれば、載置台に載置できるシート束の量まで連続的にシートを供給することが可能である。しかしながら、載置台に載置できる量を超えてシートを供給したい場合には、一度、装置を停止させて再度、載置台にシート束を載置する必要があり、完全な連続動作を行うことはできない。
【０００６】
また、従来の外付けの給紙装置のように、１枚ずつシートを手差しトレイまたは手差しトレイからの給紙経路に供給する構成を採用した場合には、シート供給のための動作制御が非常に複雑になる。一般的な画像形成装置では、薄紙から厚紙まで各種のシートを供給することが可能であり、生産性の確保と、定着器の定着温度の低下防止との兼ね合いで、例えば用紙の坪量によってシートの搬送タイミングを変えている。従来の外付けの給紙装置のように、１枚ずつシートを供給する場合には、この装置本体にて変化する搬送タイミングを正確に知り、その搬送タイミングに合わせてシートを供給することが必要となり、装置本体から搬送タイミングの信号を受信することが要求される。かかる場合には、外付けの給紙装置に対してタイミング信号を送信する構成を装置本体側の制御部に設ける必要があり、装置本体に対する設計変更も余儀なくされていた。
【０００７】
更に、エレベータトレイによるシートの供給では、シート束が載置された載置台の昇降をモータによって制御する必要があり、その制御が複雑となる。また、重いシート束を有する載置台を昇降させるために、その駆動源であるモータが大型化し、消費エネルギも大きくなる。このように機構が複雑化、大型化すると、シート供給装置のコストが大幅に上昇してしまう。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、画像形成装置に接続されるシート供給装置において、大容量からなるシート供給を可能とし、ユーザによるシート供給の煩わしさを大幅に軽減することにある。
また他の目的は、シートが供給される画像形成装置を休みなく連続運転させることを可能にすることにある。
更に他の目的は、画像形成装置およびシート供給装置が稼働中であっても、ユーザによるシートの追加を可能にすることにある。
また更に他の目的は、画像形成装置側にて、例えばタイミング信号の出力などの設計変更を不要とすることにある。
更に他の目的は、シート供給装置の構成を小型、かつ簡略化し、その消費電力を大幅に軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的のもと、本発明は、画像形成装置のシート供給部に対してシートを供給するシート供給装置であって、シートを底面から順に積載して収納する収納部と、この収納部の底面から順に積載される複数枚のシートをシート束として収納部からシート供給部に押し出す押し出し機構とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
ここで、この押し出し機構は、収納部の底面から突出する突出部材を備え、この突出部材を底面に対してスライド移動させることで複数枚のシートを押し出すことを特徴としている。
また、このシート供給部がシートを供給する際に動作する動作部の動きを検出する動作検出センサを更に備え、押し出し機構は、この動作検出センサによる動作部の動作検出タイミングに基づいて複数枚のシートをシート供給部に供給することを特徴とすれば、画像形成装置からタイミングのための信号などを受ける必要がない点で優れている。
【００１１】
他の観点から把えると、本発明が適用されるシート供給装置は、供給されるシートを積載して収納する収納手段と、この収納手段の下方に積載された所定量のシート束をまとめてシート供給部に供給するシート束供給手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
ここで、この画像形成装置のシート供給部は手差しトレイであり、このシート束供給手段により供給されるシート束の所定量は、手差しトレイに積載可能なシートの量に基づいて定められることを特徴としている。より具体的には、押し出し機構に用いられる突出部材の高さ等によって定めることができる。
また、このシート束供給手段は、シート束を供給する上流側から下流側に向けてスライド移動する突出部材を備え、この突出部材を収納手段に積載されるシート束の端部に押し当てることで、シート束をシート供給部に供給することを特徴とすることができる。
また、この画像形成装置のシート供給部に存在するシートの量に応じて信号を出力するシートレベルセンサを更に備え、シート束供給手段は、シートレベルセンサから出力される信号によりシートの残量が低くなったと判断されるときにシート束をシート供給部に供給することを特徴とすることができる。
【００１３】
一方、本発明を方法のカテゴリから把えると、本発明は、画像形成装置にシートを供給するシート供給部に対して複数枚のシートを積載した収納部からシートを供給するシート供給方法であって、シート供給部に存在するシートの搬送状況をセンサにより把握し、把握された搬送状況に基づいて所定のタイミングで押し出し機構を動作させ、複数枚のシートの収納部下方から所定量のシート束をシート供給部に向けて押し出すことを特徴としている。
【００１４】
ここで、このセンサにより把握されるシートの搬送状況は、シート供給部に残留しているシート量であることを特徴とすることができる。全てのシートが搬送される前にシート束の供給動作を開始すれば、円滑な連続搬送動作を実現できる点で好ましい。
また、このセンサにより把握されるシートの搬送状況は、シート供給部の動作状況であることを特徴とすることができる。
更に、この押し出し機構は、画像形成装置から所定のタイミング制御信号を受けることなく動作することを特徴とすることができる。
【００１５】
また、本発明が適用される画像形成システムは、画像形成装置本体の内部に設けられ、供給されるシートに対して像を形成する画像形成部と、この画像形成装置本体の外部に開口して設けられ、積載されたシートから１枚のシートを画像形成部に供給可能な手差しトレイと、この手差しトレイに対して所定枚数からなるシート束を一括して供給するシート供給装置とを備え、このシート供給装置は、画像形成装置本体の制御部から何らタイミング信号を得ることなく、手差しトレイの動作状況に応じてシート束を一括して供給することを特徴とすることができる。
【００１６】
ここで、このシート供給装置は、複数枚のシートを積載する収納部を備え、収納部の下方からシート束を抜き出して手差しトレイにシート束を供給することを特徴とすれば、画像形成装置本体における連続的なシート搬送を可能にすると共に、シート供給装置の収納部に対して任意のタイミングでシートを追加積載することができる点で優れている。
また、このシート供給装置は、手差しトレイ上に残留しているシート量と、手差しトレイがシートを供給する際に動作する動作部の動作状況を検出し、これらの検出結果を用いて手差しトレイにシート束を供給することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、大容量からなるシート供給を可能とし、ユーザによるシート供給の煩わしさを大幅に軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用される画像形成システムの全体構成例を示した図である。図１に示す画像形成システムは、本実施の形態における特徴的な構成を有するシート供給装置１と、プリンタ、複写機、ファクシミリ等として機能する画像形成装置２とで構成されている。
【００１９】
画像形成装置２は、装置内部に、例えば電子写真方式を採用する画像形成部を備えている。より具体的には、例えば、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４種類のトナー像を各々担持する複数の像担持体と、この複数の像担持体にて各々形成されたトナー像を重畳して転写する中間転写体と、この中間転写体上のトナー像を、例えば手差しトレイ９から搬送されるシート上に転写する転写部と、シート上に転写されたトナー像を、このシートに定着する定着部とを備えている。尚、画像形成装置２の詳細な構成については、多数の文献等にて明らかにされており、ここでは更なる詳細な説明を省略する。また、本実施の形態に適用可能な画像形成装置２は、電子写真方式を採用したものに限らない。各種のプリンタや複写機、各種の印刷装置を用いて画像形成システムを形成することができる。
【００２０】
シート供給装置１は、画像形成装置２の側方に配置され、画像形成装置２に設けられる手差しトレイ９に対して複数枚のシート(記録紙、用紙)を束として供給している。手差しトレイ９は、画像形成装置２におけるシート供給部の一つであり、例えば厚さ１０ｍｍ、普通紙(一般紙)で１００枚程度までセットすることができる。シート供給装置１は、機構構造を含む用紙送り出しユニット１０と、用紙送り出しのタイミングに用いられる信号を用紙送り出しユニット１０に対して出力するセンサユニット５０とを備えている。用紙送り出しユニット１０とセンサユニット５０とは、例えばケーブル(図示せず)によって接続されている。尚、ケーブル等の有線の代わりに、赤外線等の無線による信号出力手段を用いて、センサユニット５０から用紙送り出しユニット１０へ所定の信号を出力するように構成することもできる。
【００２１】
シート供給装置１は、用紙送り出しユニット１０を載せて固定することで用紙送り出しユニット１０を支えるスタンド１１、スタンド１１と画像形成装置２との位置を決定するためのジョイントブラケット１２を備えている。このジョイントブラケット１２は、画像形成装置２に対する用紙送り出しユニット１０の設置位置が前後方向および左右方向へ移動しないように、スタンド１１と画像形成装置２のフレーム(図示せず)とを固定している。また、スタンド１１が画像形成装置２に向けて必要以上に移動しないように固定するためのジョイントストッパ１３を備えている。更に、用紙送り出しユニット１０と手差しトレイ９との位置決めを行う位置決めブラケット１４と、用紙送り出しユニット１０の用紙出口と手差しトレイ９の上面との高さ調整を行うためのアジャストネジ(図示せず)とを備えている。尚、シート供給装置１の外壁(図示せず)には、電源のＯＮ/ＯＦＦスイッチやスタートスイッチなどを備えたコントロールパネル(図示せず)が備えられている。
【００２２】
図２は、用紙送り出しユニット１０を更に詳述するための説明図である。図１は画像形成システムのフロント側からシステムを眺めているが、図２では、画像形成システムのリア側から眺めている。用紙送り出しユニット１０は、はがき等のシート(用紙)を収納する収納部２０と、はがき等のシート束(用紙束)を押し出す押し出し機構部３０とを備えている。この収納部２０は、載置される用紙の下方にあたる底面部材２１と、シート束の送り出し方向(押し出し方向)への揃え機能と共にシート束の押し出し時におけるゲートとして機能するゲートブラケット２２とを備えている。また、収納部２０の両側面(シートの送り出し方向(矢印参照)に直交する方向の両側、フロント側とリア側)には、積載されるシートの側面を揃えるサイドガイド２３が備えられている。更に、収納部２０の底面部材２１には、押し出し用フック(後述)が移動するための溝部２４が形成されている。溝部２４は、押し出されるシートの大きさに応じた好ましい位置に形成されており、図２に示す例では、はがき(１００×１４８ｍｍ)等を押し出す場合と、Ａ４用紙(２１０×２９７ｍｍ)等の用紙を押し出す場合とに適した２箇所に溝部２４が形成されている。また、収納部２０には、シートが載置されていないことを検知するペーパーエンプティセンサ(図示せず)が備えられている。更に、センサユニット５０には、手差しトレイ９のシート載置台に載置されているシートの量が少なくなったときを検出するペーパーレベルセンサ５１が備えられている。また、センサユニット５０には、手差しトレイ９からシートを供給する際に動作する動作部の動きを検出する動作検出センサとしてフィードプレート(後述)の動きを検出するフィード動作検知部５２が備えられている。
【００２３】
押し出し機構部３０は、シート束の後端を押し出す押し出し用フック３１、押し出し用フック３１をスライド移動させる押し出しベルト３２、押し出しベルト３２を回転させるギア付きドライブシャフト３３、ギア付きドライブシャフト３３を回転させる駆動ベルト３４、駆動ベルト３４を回転させる駆動源であるステッピングモータ３５を備えている。また、押し出し用フック３１を待機位置(ホームポジション)に退避させるためのホームポジションセンサ３６を備えている。
【００２４】
押し出し用フック３１は、収納部２０における底面部材２１の上面(底面)から約３ｍｍ程度突出するように配置され、底面部材２１に設けられた溝部２４をスライド移動する。この押し出し用フック３１は、シート束の後端に当接する当接部３１ａと、押し出しベルト３２に接合する接合部３１ｂとを備えている。押し出し用フック３１は、シートの押し出し方向に約１４０ｍｍ程度の形状を有しており、収納部２０のゲートブラケット２２から最大で約１００ｍｍ程度の長さで突出する。これによって、手差しトレイ９のシート載置場所まで十分にシート束を押し込むことが可能である。この押し出し用フック３１は、例えばポリアセタールによって形成されている。当接部３１ａの面は、上部が下部に比べて約１０度程度、押し出し方向に面倒れしており、先端が突出して鋭角を形成している。この当接部３１ａの面が鋭角に面倒れすることで、収納部２０に積載されたシートから、所定の高さのシート束を良好に押し出すことができる。また、後述するように、当接部３１ａの更に先端側に、押し出した際にシート束の後ろ側を支えて落下を防止するサポート部を備えている。本実施の形態では、この押し出し用フック３１を、シートの送り出し方向に直交する方向に２つ備えており、収納部２０に積載され、押し出されるシートのサイズが変わった場合にでも対応できるように構成されている。
【００２５】
押し出しベルト３２は、収納部２０の底面部材２１に設けられた溝部２４に沿って、この底面部材２１の下面を回動している。押し出しベルト３２は、押し出し用フック３１の数に応じて設けられている。また、この押し出しベルト３２は、内側に駆動歯が付いており、ギア付きドライブシャフト３３のギア部分と噛み合って駆動力を得ている。押し出しベルト３２の前方(図２の左方向)は、収納部２０のゲートブラケット２２と同等の位置まで伸びている。一方、押し出しベルト３２の後方(図２の右方向)は、接合部３１ｂにて接合される押し出し用フック３１の待機位置(図２の状態)にて、例えばＡ４サイズの短手巾(２１０ｍｍ)を収納部２０に積載可能となるように、後方に大きく突出している。
【００２６】
図３は、シート供給装置１を後方(図２の右側、シートの送り出しの上流側)から眺めた図であり、図２に示す押し出し機構部３０を更に見易くしている。
ギア付きドライブシャフト３３は、シートの送り出し方向に直交する方向に伸びて配置され、押し出しベルト３２および駆動ベルト３４の位置に合わせてギアが形成されている。ステッピングモータ３５は、制御部からの信号を受けて正転および逆転を繰り返し、駆動力を駆動ベルト３４に伝達している。駆動ベルト３４は、押し出しベルト３２と同様に内側に駆動歯が付いており、駆動ベルト３４側のギアと、ギア付きドライブシャフト３３に設けられるギアとに噛み合って、ステッピングモータ３５からの駆動力をギア付きドライブシャフト３３に伝達している。
尚、図３には、シート供給装置１に電源を供給する電源供給部４１と、シート供給装置１の動きを制御する制御部４２とを備えている。
【００２７】
図４は、収納部２０の構成を示した図である。この図４では、画像形成システムのフロント側から眺めた収納部２０を示している。収納部２０のゲートブラケット２２の下方の先端は、底面部材２１により形成される底面から約４ｍｍの間隙を確保するように構成されている。また、ゲートブラケット２２には、例えば厚さ０.１ｍｍのマイラーフィルム２２ａが貼り付けられている。このマイラーフィルム２２ａは、図の下方が凹凸形状を有しており、その凹凸形状の凸部の先端が底面部材２１に隙間なく接するように形成されている。そして、この凸部が、収納部２０に積載されたシートに対するゲートとして機能している。即ち、収納部２０に積載されたシートは、押し出し用フック３１によりシートの後端が押されていない状態では、マイラーフィルム２２ａの凹凸形状の凸部によるゲート機能により堰き止められている。押し出し用フック３１によりシートの後端が押された場合に、マイラーフィルム２２ａが変形し、押し出し用フック３１の高さ(約３ｍｍ)までのシートの束はマイラーフィルム２２ａによるゲートを擦り抜け、下流側の手差しトレイ９に向けて押し出される。シート束を押し出した後、押し出し用フック３１が待機位置まで戻ることで、マイラーフィルム２２ａも元の状態に戻り、シート先端をゲートとして堰き止める役割を再度、果たすように構成されている。尚、マイラーフィルム２２ａは、凹凸形状を有する一枚のシートではなく、複数枚の短冊形状のフィルムを組み合わせて構成することもできる。この複数枚の短冊形状のシートを所定の間隔を隔ててゲートブラケット２２に貼り付けることで、マイラーフィルム２２ａによるゲート機能と同様な機能を確保することが可能である。
【００２８】
次に、センサユニット５０について説明する。
センサユニット５０は、図２に示すように、画像形成装置２における手差しトレイ９のシート搬送方向下流側(フィード側)に配置されている。このセンサユニット５０は、図２に示すように、ペーパーレベルセンサ５１と、フィード動作検知部５２とを備えている。ペーパーレベルセンサ５１は、画像形成装置２における手差しトレイ９のシート載置台に載置されているシートの量が少なくなった時点を検出し、「ペーパー残量少」の信号を用紙送り出しユニット１０に対して出力している。このペーパーレベルセンサ５１には、赤外線の反射センサが用いられており、センサの取り付け位置とシートの上面との距離によって、ＯＮとＯＦＦの信号出力が設定されている。本実施の形態では、手差しトレイ９のシート載置台上にて、例えば厚紙のはがき用紙の残量が１０枚から１５枚程度以下になった時点で、「ペーパー残量少」の信号を出力するように構成している。
【００２９】
図５は、フィード動作検知部５２の構成を説明するための図である。この図５には、画像形成装置２の手差しトレイ９側に設けられたフィードプレート９ａが示されている。ここで、まず、画像形成装置２側のシート供給動作について説明すると、画像形成装置２の手差しトレイ９では、１枚ずつシートを供給するシート供給部に、図示しない半月状のロール(半月ロール)が設けられている。この半月ロールが回動するタイミングに合わせて、手差しトレイ９のフィードプレート９ａが支点９ｂを中心として回動(図５の反時計回り方向に回転)し、手差しトレイ９のシート載置台に載置されているシートの先端部分を持ち上げる。これによって、シート載置台上のシートの先端部分が半月ロールのロール部分に当接可能となり、回動する半月ロールの摩擦力によってシートがフィードされ、フィードされたシートを下流側(画像形成装置２の画像形成側)に搬送している。
【００３０】
本実施の形態が適用されるフィード動作検知部５２では、このフィードプレート９ａの動作を検知することで、シートの供給タイミングを認識している。図５に示すフィード動作検知部５２は、フィードプレート９ａの動きを検出するためにレバー５３とセンサ５４とを設けている。レバー５３は、固定される軸５３ａを中心として回動可能に構成されており、その一端に当接部５３ｂ、他端にアクチュエータ部５３ｃを備えている。当接部５３ｂはフィードプレート９ａの面に自重(または軽いバネ力)により当接しており、その形状は、フィードプレート９ａの動きを妨げないようにＲ形状で構成されている。また、当接する位置は、シートが載置されていないフィードプレート９ａ上の一端部(例えばフロント側の端部)としている。センサ５４は、断面凹状のくぼみ部分に透過式赤外線センサが設けられた構造を備えている。そして、この断面凹状のくぼみ部分にレバー５３のアクチュエータ部５３ｃが入ることで、透過式赤外線センサからの赤外線を遮断し、アクチュエータ部５３ｃがくぼみ部分から出ることで赤外線が透過する。これらの動作によって、ＯＮ/ＯＦＦを検知することができる。図５に示す例では、フィードプレート９ａが下がっている状態にて、レバー５３の当接部５３ｂが下降し、アクチュエータ部５３ｃが上昇して、センサ５４のくぼみに入り込む。フィードプレート９ａが上がることでアクチュエータ部５３ｃが下降し、センサ５４のくぼみから出る。このようにして、フィード動作検知部５２では、フィードプレート９ａの動作を適切に検知することが可能となる。尚、画像形成装置２の構造によっては、フィードプレート９ａの動きがない場合もある。かかる場合には、例えば回動するフィードロールの動作を検知する等、何らかの動作部の動作を検出することで、画像形成装置２のシート供給タイミングを知ることができる。
【００３１】
図６(ａ)〜(ｃ)は、以上のような構成によるシート供給装置１(用紙送り出しユニット１０)の動きを説明するための図である。図６(ａ)は、待機状態を示しており、押し出し用フック３１は、ホームポジションセンサ３６からの出力に基づいて、積載されるシートの後方に待機している。この図６(ａ)〜(ｃ)には、押し出し用フック３１に設けられるサポート部３１ｃが示されている。このサポート部３１ｃは、当接部３１ａの更に先端側下方に、約３０ｍｍ程度、突出して設けられ、その先端が例えば角度１５°程度の鋭角を形成してなる厚さ３ｍｍ程度の板材である。押し出し用フック３１の構造として、当接部３１ａは、このサポート部３１ｃの上方に約４ｍｍ程度の高さで位置することとなる。このサポート部３１ｃは、底面部材２１の溝部２４(図４参照)を移動しており、底面部材２１の上面からは突出しない。従って、シートが底面部材２１上に積載されている状態では、シートはサポート部３１ｃには接触していない状態にある。
【００３２】
収納部２０の底面部材２１は、シートの送り出し方向に傾斜しており、この底面部材２１に積載されたシートは、その先端がゲートブラケット２２およびマイラーフィルム２２ａによって整合されている。制御部４２からの制御によってステッピングモータ３５が動作を開始し、押し出しベルト３２は図の矢印方向に回動を開始する。そして、押し出し用フック３１の当接部３１ａが積載されているシートに当接する。押し出し用フック３１の当接部３１ａは、前述のように、底面部材２１の上面から約３ｍｍ程度突出しており、押し出し用フック３１は、積載されたシートの下から３ｍｍ程度までのシート束に対して押し出しを開始する。
【００３３】
図６(ｂ)は、押し出し用フック３１の当接部３１ａがシート束の押し出しを開始し、第１の停止位置まで到達した状態を示している。図６(ｂ)に示すように、押し出し用フック３１によってシート束が押されることで、マイラーフィルム２２ａの凸部先端が下流側に向けて変形し、シート束の厚さだけゲートが開放されている様子が理解できる。ここで、本実施の形態では、後述するように２回に分けて押し出し動作を行っており、１回目の押し出し動作では、予め設定されている所定の位置までシート束を押し出している。より具体的には、図５に示す機構によって、フィードプレート９ａの上昇を検知すると、図６(ａ)の位置から図６(ｂ)に示すような第１の停止位置までシート束を押し出し、一旦、停止する。そして、フィードプレート９ａが次に上昇したことを検知すると、図６(ｂ)の矢印方向に押し出しベルト３２を回動させ、２回目の押し出し動作を開始する。このように２回に分けて押し出し動作を行うことで、手差しトレイ９から画像形成装置２の本体に向けて搬送中のシートと、押し出されるシート束とが干渉することを防止することができる。また、２回目の押し出し動作を図６(ｂ)の状態から開始することが可能となり、画像形成装置２の本体に向けて搬送されるシートの後端から短い距離でシート束を押し出すことができる。その結果、押し出されたシート束から、手差しトレイ９のシート供給部にて次にシートを搬送する際に、無駄な時間を要することなく、円滑な連続搬送が可能となる。
【００３４】
図６(ｃ)は、押し出し用フック３１によってシート束の押し出しが完了した状態を示している。押し出し用フック３１は、ゲートブラケット２２を超えて大きく下流側まで飛び出し、手差しトレイ９に向けてシート束を十分に押し込んでいる。これは、押し出し用フック３１の当接部３１ａと接合部３１ｂとが、押し出し量に応じて離間して構成されていることによる効果である。またこのとき、サポート部３１ｃは、シート束の後方にてシート束の下側を支えている。このサポート部３１ｃの存在により、押し出されるシート束が十分にサポートされた状態で手差しトレイ９に押し出され、シート束の落下を防止することができる。即ち、シート束の後端がゲートブラケット２２を出た際、サポート部３１ｃがないと、当接部３１ａからシート束の後端が離れてしまい、シート束は押し込まれることなく落下してしまう。しかしながら、このサポート部３１ｃを設けることで、シート束の後端が当接部３１ａから離れることがなくなり、十分な押し出しが可能となる。その後、図６(ｃ)に示すようにして、シート束を手差しトレイ９に押し込んだ後、制御部４２はステッピングモータ３５を逆転させ、図６(ｃ)の矢印方向に押し出しベルト３２を回動させる。そして、押し出し用フック３１を速やかに待機位置に退避させ、図６(ａ)に示す状態に戻り、次の押し出しタイミングを待つ。
【００３５】
次に、シート供給装置１における制御方法の一例について説明する。
図７は、制御部４２により実行されるシート供給装置１の制御方法を示したフローチャートである。まず、電源がＯＮされた後(ステップ１０１)、ステッピングモータ３５を逆転させ、ホームポジションセンサ３６により検知される位置まで押し出し用フック３１を戻して待機する(ステップ１０２)。その後、コントロールパネルのスタートスイッチからのスイッチＯＮを待つ(ステップ１０３)。スイッチがＯＮされると、ペーパーエンプティセンサにより収納部２０にシートがあるか否かが判断される(ステップ１０４)。シートが無い場合には、図示しないブザーをオンさせて(ステップ１０５)、シートの載置をユーザに促す。シートが載置されている場合には、以降のシート押し出し処理が実行される。
【００３６】
制御部４２は、センサユニット５０のペーパーレベルセンサ５１からの出力を監視し、手差しトレイ９のシート載置台にてシート残量が予め定められた量程度まで少なくなっているか否かを判断する(ステップ１０６)。シートが十分にある場合にはそのまま待機し、シート残量が少なくなったとペーパーレベルセンサ５１にて認識された場合には、フィードプレート９ａの動作によって出力されるフィード動作検知部５２からの信号を待つ(ステップ１０７)。フィードプレート９ａが動作してフィード動作検知部５２から信号が出力されると、ステッピングモータ３５を励磁させ、予め定められた第１の時間だけステッピングモータ３５を正転させる。これによって、押し出し用フック３１の１回目の押し出しを行う(ステップ１０８)。その後、フィードプレート９ａの動作によって出力されるフィード動作検知部５２からの次の信号を待つ(ステップ１０９)。フィードプレート９ａが動作してフィード動作検知部５２から信号が出力されると、ステッピングモータ３５を励磁させ、予め定められた第２の時間だけステッピングモータ３５を正転させる。これによって、押し出し用フック３１の２回目の押し出しを行う(ステップ１１０)。この２回目の押し出しを終了してから所定の時間(例えば１０００ｍｓ)が経過した後、ステッピングモータ３５を逆転させ、押し出し用フック３１をホームポジション位置まで戻す(ステップ１１１)。そしてスタートスイッチがオフされたか否かを判断し(ステップ１１２)、オフされていない場合には、ステップ１０４に戻って処理が繰り返される。スタートスイッチがオフされた場合には、処理が終了する(ステップ１１３)。
【００３７】
尚、１回目の押し出しに用いられる第１の時間、および２回目の押し出しに用いられる第２の時間は、フィード動作検知部５２による検知結果に基づいて決定するように構成することができる。画像形成装置２におけるシート搬送タイミングの傾向を予め認識しておけば、画像形成装置２の制御部からタイミング信号を取得せずとも、フィードプレート９ａの動きによって、そのときの正確なシート搬送タイミングを把握することが可能である。本実施の形態では、フィード動作検知部５２におけるセンサ入力間隔で、画像形成装置２のスピードを検知する。そして、検知されたスピードに基づいて、押し出し間隔や、押し出し開始時間を設定している。
【００３８】
図８(ａ),(ｂ)は、制御部４２により制御されるタイミングチャートの一例と、押し出し用フック３１の押し出しタイミングの一例とを示した図である。ここでは説明を簡略化するために、図８(ａ)には、ペーパーレベルセンサ５１(Paper Level SNR)、フィード動作検知部５２(Insert Enable Timing SNR)、ステッピングモータ３５に対するモータ励磁とモータのパルス制御だけについて示している。また、図８(ｂ)には、決定される押し出しタイミングの数値例が示されている。
【００３９】
まず、ペーパーレベルセンサ５１がシート有りの信号(図８(ａ)のＨｉｇｈ)の状態にて、フィード動作検知部５２からの出力により、画像形成装置２の速度(スピード)を検知する。制御部４２は、検出された画像形成装置２のスピードから、画像形成装置２が厚紙１の仕様で動作しているのか、厚紙２の仕様で動作しているのかを認識する。図８(ｂ)には、用紙のサイズの違い、用紙の種類(厚紙１か厚紙２か)による、ステッピングモータ３５のパルス数、駆動開始時間(ｍｓ)、ステッピングモータ３５の駆動スピード(ｐｐｓ ： pulse/sec)が示されている。この値は、予め定められているものであり、制御部４２の例えばＲＯＭやＲＡＭ等のメモリに格納されている。制御部４２は、画像形成装置２の速度を検出することにより、図８(ｂ)の中から特定の値を選定し、図８(ａ)に示すタイミングに従ってステッピングモータ３５の駆動を制御する。
【００４０】
図８(ａ)に示すように、ペーパーレベルセンサ５１からシート残量少の信号(図８(ａ)のＬｏｗ)を受けた後、フィード動作検知部５２からの信号の立ち上がりから１０００ｍｓ経過後に、ステッピングモータ３５の励磁回路による励磁が開始される。それから５０ｍｓ後に、ステッピングモータ３５の駆動回路による駆動が開始される。１回目の押し出し(Ｆｗｄ１)では、厚紙１または厚紙２による駆動スピードにて、ＰＬＳ(１)のパルス数だけ押し出し動作がなされる。このＰＬＳ(１)は、用紙(シート)の種類によって異なった値をとる。図８(ｂ)に示すように、はがき(１００×１４８ｍｍ)の場合に２２７７パルス、Ａ４(２１０×２９７ｍｍ)の場合に１５８８パルス、名刺用紙(１８２×２９７ｍｍ)の場合に１８９９パルスである。例えば、はがきで厚紙２の場合には、駆動スピード５７８ｐｐｓで２２７７パルスだけ押し出される。そして５０ｍｓ後に、一旦、ステッピングモータ３５の励磁がＯＦＦとなる。
【００４１】
その後、フィード動作検知部５２からの信号受けた際、信号の立ち上がりから(３)ｍｓだけ経過した後に、ステッピングモータ３５の励磁回路による励磁が開始される。この(３)ｍｓは、図８(ｂ)に示すように、用紙のサイズ毎に、厚紙１と厚紙２とで異なった値をとる。例えば、はがきで厚紙２の場合には、２００３ｍｓが選択される。この(３)ｍｓ後に励磁した後、まず、厚紙１または厚紙２による駆動スピードにて、ＰＬＳ(２)のパルス数だけ、２回目の押し出し(Ｆｗｄ２)動作がなされる。例えば、はがきで厚紙２の場合には、駆動スピード５７８ｐｐｓで１１３３パルスだけ押し出される。これによって、押し出し用フック３１の当接部３１ａによって押されるシート束は、手差しトレイ９のシート載置台に適切に載置される。尚、この押し出し用フック３１の押し出しパルスＰＬＳ(２)は、例えば、シート束の先端が手差しトレイ９のシート載置台における押し付け位置の手前１〜２ｍｍ程度となるように設計されている。この位置まで押し出し用フック３１により押し出されたシート束は、収納部２０の傾斜と押し出しの勢いによって、シート載置台における押し付け位置まで良好に到達することができる。このように構成すれば、押し出し用フック３１による押し過ぎでシート束がダメージを受けることがない。この押し出しを行った後、１０００ｍｓが経過すると、ステッピングモータ３５の駆動回路により反転駆動がなされ、押し出し用フック３１がホームポジション位置に戻り、ステッピングモータ３５の励磁がＯＦＦとなる。
【００４２】
以上、詳述したように、本実施の形態によれば、画像形成装置２に接続されるシート供給装置１において、大容量からなるシート供給を可能とし、ユーザによるシート供給の煩わしさを大幅に軽減することにある。また、シート供給装置１は、収納部２０に積載されるシートの下方から所定枚数のシート束を押し出す構成を採用しており、シート供給装置１や画像形成装置２が稼働中であっても収納部２０の上からシートを供給することが可能である。その結果、画像形成装置２を休みなく連続運転させることが可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態では、画像形成装置２のシート供給動作に伴う動作部の動作を認識することでシート押し出しタイミングを決定しており、画像形成装置２の制御部からタイミング信号などを取得する必要がない。そのために、画像形成装置２における、タイミング信号をシート供給装置１に出力する必要がなく、これらの追加となる設計変更を不要とすることができる。
更に、本実施の形態では、従来のシート供給装置のようなエレベータトレイ機構などの複雑な機構部や、複雑な制御を必要としないので、シート供給装置１の構成を小型、かつ簡略化することが可能となり、それに応じて消費電力を大幅に軽減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、プリンタや複写機、印刷機等の各種画像形成装置に接続されるシート供給装置、シートの供給方法、およびシート供給装置と各種画像形成装置とを組み合わせた画像形成システム等への活用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成システムの全体構成例を示した図である。
【図２】用紙送り出しユニットを更に詳述するための説明図である。
【図３】シート供給装置を後方(図２の右側、シートの送り出しの上流側)から眺めた図である。
【図４】収納部の構成を示した図である。
【図５】フィード動作検知部の構成を説明するための図である。
【図６】(ａ)〜(ｃ)は、シート供給装置(用紙送り出しユニット)の動きを説明するための図である。
【図７】制御部により実行されるシート供給装置の制御方法を示したフローチャートである。
【図８】(ａ),(ｂ)は、制御部により制御されるタイミングチャートの一例と、押し出し用フックの押し出しタイミングの一例とを示した図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…シート供給装置、２…画像形成装置、１０…用紙送り出しユニット、２０…収納部、２１…底面部材、２２…ゲートブラケット、２４…溝部、３０…押し出し機構部、３１…押し出し用フック、３２…押し出しベルト、３５…ステッピングモータ、４２…制御部、５０…センサユニット、５１…ペーパーレベルセンサ、５２…フィード動作検知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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