(57)【要約】【課題】  シートや画像にダメージを与えず、排出不良や積載不良を発生させることのないシート積載装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  積載トレイ２２に積載されたシートの端部を受け止める受け止め部２３に設けられた開口部に連通するダクト２５と、ダクト２５内にエアを送風し、気流を発生させる送風手段２７と、ダクト２５内の気流状態検出手段２８とを設け、気流状態検出手段２８による気流状態の検出結果に基づいて、シートに接触することなく、積載トレイ２２に積載されたシートの積載高さが積載可能上限位置に到達したことを推測することで、シート排出時に発生する紙詰まりやシート取り出し時のシートへのダメージを防止することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを排出するシート排出部と、排出されたシートを積載するシート積載トレイと、を有するシート積載装置において、
前記シート積載トレイのシート積載面と前記シート排出部との間に設けられ、前記シート積載トレイ上に積載されたシートの端部を受け止めるシート受け止め部と、
前記シート受け止め部に設けられた開口部に連通する通気ダクトと、
エアを送風し、前記開口部を通過する気流を発生させる送風手段と、
前記シート受け止め部に受け止められたシートによって塞がれる前記開口部の開口面積により変化する前記通気ダクト内の気流の状態を検出する検出手段とを備え、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記シート積載トレイ上に積載されたシートの積載高さが積載可能な範囲の上限位置に到達したことを推測することを特徴とするシート積載装置。
【請求項２】
前記検出手段は、通気ダクト内の気流の流速を検出する流速検出手段であり、前記流速検出手段により検出された流速が小さいほど、前記シート積載トレイ上に積載されたシートの積載量が大きいことを特徴とする請求項１に記載のシート積載装置。
【請求項３】
前記流速検出手段により検出された流速が所定値以下である場合、前記シート積載トレイ上に積載されたシートの積載高さが積載可能上限位置に到達したことを推測することを特徴とする請求項２に記載のシート積載装置。
【請求項４】
前記検出手段は、通気ダクト内の気圧を検出する気圧検出手段であり、前記気圧検出手段により検出された気圧が低いほど、シート積載トレイ上に積載されたシートの積載量が大きいことを特徴とする請求項１に記載のシート積載装置。
【請求項５】
前記流速検出手段により検出された気圧が所定値以下である場合、前記シート積載トレイ上に積載されたシートの積載高さが積載可能上限位置に到達したことを推測することを特徴とする請求項４に記載のシート積載装置。
【請求項６】
前記通気ダクトに設けた開口部と、前記通気ダクト内外の気圧差に応じて前記開口部を開閉する開閉弁と、前記開閉弁が所定位置に移動したことを検出する開閉検出手段とを備え、
前記開閉検出手段により前記開閉弁の所定位置への移動が検出された場合、前記シート積載トレイ上に積載されたシートの積載高さが積載可能上限位置に到達したことを推測することを特徴とする請求項４又は５に記載のシート積載装置。
【請求項７】
シートに画像を形成する画像形成部と、画像形成されたシートを積載する請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート積載装置と、を備えた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、複写機・プリンタ等の画像形成装置から排出されるシートを積載するシート積載装置に関し、特に積載されたシート積載量の検出に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真技術を応用した複写機・プリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラム上に形成されたトナー像をシートに転写した後に、定着装置における加熱、加圧によってトナー像をシートに定着させて画像形成している。このような画像形成装置には、画像形成されたシートを積載するシート積載装置が備えられている。
【０００３】
従来、シート積載装置としては、画像形成装置本体から排出されたシートを受取る積載トレイを備えたものが広く用いられている。
【０００４】
また、シート積載装置には、積載トレイ上のシートの積載高さが積載可能上限位置に達したことを検出する満載検出手段が設けられている。そして、満載検出手段の検出結果に基づいて、画像形成装置本体からのシートの排出・停止などの制御を行い、積載トレイに積載されたシートが画像形成装置本体の排出口を塞ぐことにより発生する紙詰まりを防止している。
【０００５】
上述した積載量検出手段としては、画像形成装置本体の排出口の前方で、積載トレイ上方に配置されるものが一般的である。（例えば、特許文献１、２）。この満載検出手段は、積載トレイに積載されたシートの上面に接触して回動する検知レバーと、検知レバーの回動位置をフォトインタラプタ等の検知手段を用いて検知し、シートの積載高さが積載可能上限位置に達したことを検出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−５８５４５号公報
【特許文献２】特開２００３−０４８６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、検知レバーを用いた従来の満載検出手段は、画像形成装置本体からのシート排出時やシート積載トレイからシートを取り出す際に、シートと検知レバーが接触するため、シートや画像に損傷を与えていた。
【０００８】
また、薄紙などの剛性の低いシートが画像形成装置本体からシート排出される際には、検知レバーとの接触により折れ曲がったり、丸まったりする排出不良や積載不良が発生していた。
【０００９】
そこで、本発明は、これらの課題を解決するためになされたものであり、シートや画像にダメージを与えず、排出不良や積載不良を発生させることのないシート積載装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、シートを排出するシート排出部と、排出されたシートを積載するシート積載トレイと、を有するシート積載装置において、前記シート積載トレイのシート積載面と前記シート排出部との間に設けられ、前記シート積載トレイ上に積載されたシートの端部を受け止めるシート受け止め部と、前記シート受け止め部に設けられた開口部に連通する通気ダクトと、エアを送風し、前記開口部を通過する気流を発生させる送風手段と、前記シート受け止め部に受け止められたシートによって塞がれる前記開口部の開口面積により変化する前記通気ダクト内の気流の状態を検出する検出手段とを設け、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記シート積載トレイ上に積載されたシートの積載高さが積載可能な範囲の上限位置に到達したことを推測することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シートに接触することなく積載量を検知することが可能であるため、シート排出時や積載トレイからのシート取り出し時にシートや画像にダメージを与えず、排出不良や積載不良の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシート積載装置を備えた画像形成装置の断面図。
【図２】（ａ）上記シート積載装置のエアの流れを説明する断面図。（ｂ）上記シート積載装置のエアの流れを説明する斜視図。
【図３】（ａ）上記シート積載装置のエアの流れを説明する断面図。（ｂ）上記シート積載装置のエアの流れを説明する斜視図。
【図４】上記シート積載装置のエアの流れを説明する断面図。
【図５】上記シート積載装置を制御する制御部のブロック図。
【図６】第１の実施の形態の制御系フローチャート。
【図７】送風ファンの特性を表すグラフ。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るシート積載装置のエアの流れを説明する断面図。
【図９】上記シート積載装置のエアの流れを説明する断面図。
【図１０】上記シート積載装置のエアの流れを説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１に本発明の第１の実施形態に係るシート積載装置を備えた画像形成装置の概略断面図を示す。本実施の形態において説明する画像形成装置は、フルカラー画像を形成するフルカラーデジタルプリンタである。
【００１５】
ホストＰＣから図１に示すフルカラーデジタルプリンタに送られた画像データは、画像形成装置本体１００内のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色ごとの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに各々設けられた感光体ドラムにレーザ光として照射される。これにより、各感光体ドラム上には静電潜像が形成され、この後、各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、各感光体ドラムとともに画像形成部を構成する各色ごとの現像器により現像され、トナー像として可視化される。一方、給紙部１１、１２のシートカセットＣ１、Ｃ２から給紙されたシートｐは、搬送部１３、シートの斜送を補正するとともに、転写タイミングに合わせるレジストローラ対４を経て転写部３へ搬送される。転写部３では、各画像形成部で形成された各色のトナー像を、矢印１０方向へ移動する転写ベルト２上に重ね合わせて一次転写した後に、二次転写ポイントＡにおいてシートへ二次転写する。トナー像が二次転写されたシートｐは、搬送ベルト６によって定着装置５に搬送され、トナー像が定着される。トナー像が定着されたシートｐは、画像形成装置本体１００から排出され、シート積載装置２０に積載される。両面の画像形成を行う際には、定着後のシートの機外排出または両面搬送部８への搬送経路切替えを行う切換え部９によってシートの表裏を反転する反転装置７へシートを搬送する。反転装置７で反転されたシートｐは、再度転写部３へ搬送され、表面と同様に、裏面に画像形成された後、シート積載装置２０に積載される。
【００１６】
ここで、本実施の形態に係るシート積載装置２０について図２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
【００１７】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、シート積載装置２０は、画像形成装置本体１００からシートを排出する排出部としての排出ローラ対２１と、排出ローラ対２１によって排出されたシートを積載する積載トレイ２２とを備える。積載トレイ２２のシート積載面は、シート積載面または積載されたシート上に着地したシートが自重で矢印３０方向へ滑り落ちるような傾斜角θを有している。そして、シート積載面に沿って滑り落ちたシートの排出方向上流端（後端）部が排出ローラ対２１の下方に設けられたシート受け止め部としての整合壁２３に突き当たることで、積載トレイ２２上に排出されたシートの排出方向の整合が行われる。
【００１８】
また、本実施の形態のシート積載装置２０は、定着直後に排出されたシートが積載される際に、高温のままのトナー層によって重なったシート同士の貼り付きを防止するために、積載トレイ２２上に積載されたシートを冷却するための冷却手段を備えている。
【００１９】
冷却手段は、整合壁２３に設けられた開口部としての送風口２４と画像形成装置の外装カバー３１に設けられた吸気口２６に連結する、２ヶ所の開口を有する通気ダクト２５と、送風口２４からエアを送風するための送風ファン２７とを備える。本実施の形態においては、送風手段としての送風ファン２７には軸流ファンが用いられ、一定電圧でモータを駆動している。
【００２０】
通気ダクト２５内には、送風ファン２７によって矢印２９ａ〜２９ｃの方向に気流が発生し、吸気口２６から吸気された外気が通気ダクト２５を通過して送風口２４から排気される。そして、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、積載トレイ２２上に積載されたシートｐの表面に対して矢印３２の向きに送風を行ってシートｐを冷却する。
【００２１】
さらに、通気ダクト２５内の気流の状態を検出する検出手段としての流速計２８を備えており、通気ダクト２５内の気流の流速を検出することが可能となっている。本実施の形態では、流速計２８による通気ダクト２５内の流速検出結果に基づいて積載トレイ２２上のシート積載高さの積載可能上限位置への到達を推測している。
【００２２】
ここで、本発明の特徴部分である積載トレイ２２上のシート積載高さの積載可能上限位置への到達、いわゆる満載を推測する機構について詳しく説明する。
【００２３】
図２に示したように、積載トレイ２２上にシートが積載されていない状態では、送風口２４の全ての開口から送風が行われる。このときの流速計２８による通気ダクト２５内の流速の検出値をＶ０とする。
【００２４】
一方、送風口２４は、積載トレイ２２のシート積載面と排出ローラ対２１の間の整合壁２３に設けられ、積載トレイ２２上に積載されるシートが増加してくると、図３に示したように、送風口２４の一部がふさがれて送風可能な開口面積が狭くなる。このときの流速計２８による流速の検出値をＶ１とする。
【００２５】
通常、本実施の形態で示されるような、ダクト内に設置した送風ファンを一定電圧で駆動した場合には、送風口の開口面積が狭くなると抵抗が増し、ダクトを通過する気流の流量が低下する。すなわち、ダクト内の定位置においてはダクトを通過する気流の流速が低下する。
【００２６】
積載トレイ２２上に積載されるシートがさらに増加すると、図４に示すように、送風口２４の開口はほぼ塞がれ、気流が通過するのはわずかな隙間のみとなり、通気ダクト２５内の気流の流速はさらに低下する。このときの流速計２８による流速の検出値をＶ２とすると、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２の関係は次式のようになる。
Ｖ０＞Ｖ１＞Ｖ２・・・（１）
【００２７】
このように、流速計２８による流速の検出値は、積載トレイ２２上に積載されるシートの増加に伴って低下するため、流速計２８による流速の検出値に基づいて積載トレイ２２上のシート積載高さの積載可能上限位置への到達を推測することができる。
【００２８】
また、積載トレイ２２上に積載されるシートの積載高さが、排出ローラ対２１に接触する位置まで達してしまうと、シートｐが排出ローラ対２１に巻きついて紙詰まりをおこすおそれがある。そのため、流速計２８による流速の検出値Ｖが所定値（Ｖ２）以下となった場合に、ＣＰＵ回路部１５０が積載トレイ２２上に積載されたシートが満載であると判断し、画像形成動作およびシートの搬送動作を停止するよう制御をしている。このときの、制御ブロック図を図５に、また、制御フローを図６に示す。
【００２９】
図５のブロック図において、ＣＰＵ回路部１５０はＣＰＵ（不図示）を有し、入力情報、又は各種センサの検出結果に基づいて、画像形成装置全体の制御を司る。シート積載量の検知は、流速計２８による流速の検出値に基づいて行い、満載であると判断した場合は、プリンタ制御部５１、搬送制御部５２を制御して画像形成動作およびシートの搬送動作を停止する。
【００３０】
図６のフローチャートにおいて、流速計２８による流速の検出値ＶがＶ２よりも高い値かどうかを判断（Ｓ１）し、Ｖ＞Ｖ２であれば（ＹＥＳ）、そのまま画像形成動作およびシートの搬送動作を継続する（Ｓ２）。Ｓ１において、Ｖ＞Ｖ２であれば（ＮＯ）、満載であると判断（Ｓ３）し、画像形成動作およびシートの搬送動作を停止する（Ｓ４）。
【００３１】
以上説明したように、本実施の形態のシート積載装置２０は、通気ダクト２５内に設置した流速検出手段である流速計２８によって検出した気流の流速に基づいて積載トレイ２２上に積載されたシートの積載量を検知することができる。このため、シート排出部からのシート排出時やシート積載トレイからのシート取り出し時に、シートがシート積載量検出手段と接触することがない。
【００３２】
(実施形態２)
上述した実施の形態では、流速計を用いて通気ダクト内の気流の速度変化を検出するようにしたが、通気ダクト内の圧力Ｐの変化を検出するようにしてもよい。送風ファンのモータを一定電圧で駆動するような場合には、通気ダクト内の気流の流量Ｑ（流速Ｖ）と圧力Ｐの関係は、図１０に示すように、反比例する。したがって、通気ダクト内の圧力Ｐは積載トレイ上に積載されたシートの積載量の増加に伴って上昇する。この場合、積載トレイ上にシートが積載されていない状態（図２）における圧力Ｐ０、送風口の一部が塞がれた状態（図３）における圧力Ｐ１、送風口の開口がほぼ塞がれた状態（図４）における圧力Ｐ２の関係は次式のようになる。
Ｐ０＜Ｐ１＜Ｐ２・・・（２）
【００３３】
このように、図７および（２）式の関係を利用すれば、流速計の代わりに圧力計を使用することでも積載トレイ上に積載されたシートの積載高さの積載可能上限位置への到達、いわゆる満載を推測することが可能である。
【００３４】
この原理を応用し、気流の圧力変化を検出することによって積載トレイ上のシートの満載状態を推測する構成について、以下に第２の実施形態として説明する。
【００３５】
図８乃至図１０に本発明の第２の実施形態であるシート積載装置の概略図を示す。
【００３６】
図８に示すように、本実施の形態のシート積載装置は、第１の実施形態と同様に、シートを画像形成装置本体１００から排出する排出ローラ対２１と、排出ローラ対２１によって排出されたシートを傾斜したシート積載面に積載する積載トレイ２２と、を備える。そして、シート積載面に沿って滑り落ちたシートの排出方向上流端（後端）部が排出ローラ対２１の下方に設けられたシート受け止め部としての整合壁２３に突き当たることで、積載トレイ２２上に積載されるシートの排出方向の整合が行われる。
【００３７】
本実施の形態では、整合壁２３に開口部としての第１の吸気口３４が設けられ、通気ダクト４１の一端と連結し、通気ダクト４１の他端が画像形成装置本体１００内への排気口となっている。通気ダクト４１内には、送風ファン４２が備えられ、送風ファン４２によって矢印４３ａ〜４３ｃの方向に気流が発生し、開口部としての第１の吸気口３４から吸気された外気が通気ダクト４１を通過して画像形成装置本体１００内へ排気される。
【００３８】
本実施の形態においても第１の実施形態と同様に、積載トレイ２２上に積載されるシートの積載量の増加に伴って整合壁２３に設けられた第１の吸気口３４の開口面積が減少する。そして、第１の吸気口３４の開口面積の減少に伴って、通気ダクト４１内の気圧も低下する。
【００３９】
一方、通気ダクト４１には、送風ファン４２の上流側に開口部５０が設けられ、開口部５０は、画像形成装置の外装カバー３１に設けられた第２の吸気口３６と連結している。
【００４０】
さらに、開口部５０には、開口部５０の内外の気圧差によって開閉する開閉弁４４が設けられている。また、開閉弁４４には検知フラグ４５が設けられ、開閉弁４４の開放に伴い、検知フラグ４５が所定位置へ移動したことを開閉検出手段としてのフォトインタラプタ４６で検知できるようになっている。
【００４１】
次に、積載トレイ２２上に積載されるシートの積載量と開閉弁４４の動作を説明する。
【００４２】
図８に示すように、積載トレイ２２上のシート積載量が少ない場合には、整合壁２３に設けられた第１の吸気口３４は塞がれることがなく、このときの通気ダクト４１内の気圧Ｐ０と開口部５０外部の気圧Ｐの気圧差においては、開閉弁４４は開かない。
【００４３】
そして、図９に示すように、積載トレイ２２上のシート積載量が増加して、第１の吸気口３４の開口面積が減少すると、通気ダクト４１内の気圧が低下する。このときの気圧Ｐ１と開口部５０外部の気圧Ｐの気圧差が所定の差以上なると、開閉弁４４が開いて開口部５０が通気ダクト４１内部と連通し、第２の吸気口３６から外気が流入する。
【００４４】
また、図１０に示すように、積載トレイ２２上のシートが満載状態となり、第１の吸気口３４をほぼ塞いでしまうと通気ダクト４１内の気圧はさらに大きく低下する。そして、開口部５０外部の気圧Ｐと通気ダクト４１内の気圧Ｐ２の差によって開閉弁４４がさらに大きく開くと、開閉弁４４に設けられた検知フラグ４５の所定位置への移動をフォトインタラプタ４６が検知する。このように、通気ダクト４１内の気圧が所定値（Ｐ２）以下になったことを検知することで、積載トレイ２２上のシートの満載を推測することができる。
【００４５】
以上述べたように、本実施の形態のシート積載装置は、積載トレイ２２上のシート積載量に増加に伴って低下する通気ダクト４１内の気圧を、気圧差によって開閉する開閉弁４４の移動に置き換えて検知することができる。このため、積載トレイ２２上に積載されるシートに接触することなくシート積載量を検出することができる。
【００４６】
なお、上述した実施の形態において、積載シートの後端部を受け止める整合壁に開口部を設けた構成について説明したが、積載トレイ２２のシート積載面と排出ローラ対２１の間でシートの端部を受け止める壁であれば、先端部を受け止める壁であってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１００  画像形成装置本体
２０  シート積載装置
２１  排出ローラ対
２２  積載トレイ
２３  整合壁
２４  送風口
２５  通気ダクト
２６  吸気口
２７  送風ファン
２８  流速計
３４  第１の吸気口
３６  第２の吸気口
４１  通気ダクト
４２  送風ファン
４４  開閉弁
４５  検知フラグ
４６  フォトインタラプタ
５０  開口部
【図１】
2011121783.tif 000003
【図２】
2011121783.tif 000004
【図３】
2011121783.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011121783.tif 000009
【図８】
2011121783.tif 000010
【図９】
2011121783.tif 000011
【図１０】
2011121783.tif 000012