(57)【要約】【課題】給送性を向上させる給紙装置を提供すること。【解決手段】ピックアップローラと給紙ローラを駆動させる時間を利用して、用紙の種類によって分離待機時間の全てまたは一部を、給送性を向上させる他の工程を駆動させる時間に割り当てることにより、給送性を向上させることができる。【選択図】図１
2011073859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最上位の用紙を送り出すピックアップローラと、
前記ピックアップローラから送り出された用紙を、搬送方向に回転する給紙ローラと、当該給紙ローラに当接し用紙搬送方向と逆方向に回転する機能を有する捌きローラと、によって挟持しながら搬送する給紙装置であって、
前記給紙ローラの下流側に配置され、搬送された用紙を検知する検知手段と、
少なくとも、前記検知手段からの信号に基づいて、前記ピックアップローラと前記給紙ローラを駆動、または駆動を停止させる制御を行う制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、用紙の種類によって前記捌きローラが逆回転して用紙を分離する分離待機時間の全てまたは一部を、他の工程に割り当てることを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
用紙を前記ピックアップローラ方向に昇降させる昇降手段を有し、前記他の工程は、前記分離待機時間の全てまたは一部を、前記ピックアップローラが用紙を送り出す給紙位置まで前記昇降手段を駆動させる工程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】
前記他の工程は、前記分離待機時間の全てまたは一部を、前記ピックアップローラから用紙が送り出されたかどうかを検知するノーフィード検知工程であることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給紙装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
用紙に画像を形成する画像形成装置では、大量の用紙を積載する給紙トレイなどから、用紙を１枚ずつ給紙する給紙装置が使われている。
【０００３】
このような給紙装置では用紙を１枚ずつ給紙する際に、給紙トレイにある最上位の用紙をピックアップローラにより送り出しているが、用紙の表面の摩擦係数、静電的な吸着力、不均一な用紙裁断面等の理由により用紙間の分離が困難な場合がある。分離が困難なために、複数の用紙が重なった状態、あるいは階段状にずれて重なった状態で搬送されるいわゆる多数枚送り（重送という）という現象が起こる。また複数の用紙が重なって生じる抵抗力が増大し、ローラが用紙を搬送する力が足りずに用紙が供給されないというノーフィードという問題も発生する。
【０００４】
この重送や、ノーフィードの発生を防ぐために、ピックアップローラから送り出された用紙を給紙ローラと、給紙ローラに当接して給紙ローラの回転方向と逆方向に回転する捌きローラとで形成されるニップ部に用紙を進入させ、ニップによって挟持搬送する方法が使われている。
【０００５】
捌きローラは、ある値以上のトルクを有する動力の伝達を制限するトルクリミッタが接続され、ニップ部に用紙がないとき、あるいは用紙が１枚ニップ部に送り込まれたとき、リミットトルクを越えて滑り、給紙ローラに従動して回転する。しかし用紙が２枚以上ニップ部に送り込まれた場合、リミットトルクが用紙間の摩擦力に打ち勝って捌きローラを給紙ローラの回転方向と逆方向に回転させ、下側の用紙を押し戻して重送を防止する。
【０００６】
しかしながら、用紙間の密着力が高い用紙や、ＯＨＰ用紙などの分離しにくい用紙を使用した場合、捌きローラが逆回転しても用紙を給紙トレイに戻せなくなり重送が発生してしまうという課題があった。
【０００７】
この問題を解決するために、特許文献１では、用紙分離にかける時間を用紙の種類によって変更して、重送を防止するという技術が公開されている。すなわち、分離しにくい用紙を使用した場合には給紙ローラの停止時間を長くして、捌きローラによる用紙の戻し時間を長くすることにより重送を防止しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３０９４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、用紙搬送速度が高速な画像形成装置（線速が１０００ｍｍ／秒以上）において、給紙を確実に行い装置の品質を高めるために、わずかな空き時間があればその時間を、給紙性能を向上させる工程に利用することが望ましい。
【００１０】
しかしながら特許文献１に公開された技術では、用紙分離にかかる時間が短いとき、短くした分の時間を、用紙の給送性を向上させようとする等の他の工程に有効に利用しておらず、そのため給送性能を向上させようとする点において更なる改善が求められる。
【００１１】
本発明の目的は、用紙分離にかかる時間を短くした分の時間を他の工程に割り当てて、給送性を向上させる給紙装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、下記構成によって達成できる。すなわち、
１．最上位の用紙を送り出すピックアップローラと、
前記ピックアップローラから送り出された用紙を、搬送方向に回転する給紙ローラと、当該給紙ローラに当接し用紙搬送方向と逆方向に回転する機能を有する捌きローラと、によって挟持しながら搬送する給紙装置であって、
前記給紙ローラの下流側に配置され、搬送された用紙を検知する検知手段と、
少なくとも、前記検知手段からの信号に基づいて、前記ピックアップローラと前記給紙ローラを駆動、または駆動を停止させる制御を行う制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、用紙の種類によって前記捌きローラが逆回転して用紙を分離する分離待機時間の全てまたは一部を、他の工程に割り当てることを特徴とする給紙装置。
【００１３】
２．用紙を前記ピックアップローラ方向に昇降させる昇降手段を有し、前記他の工程は、前記分離待機時間の全てまたは一部を、前記ピックアップローラが用紙を送り出す給紙位置まで前記昇降手段を駆動させる工程であることを特徴とする前記１に記載の給紙装置。
【００１４】
３．前記他の工程は、前記分離待機時間の全てまたは一部を、前記ピックアップローラから用紙が送り出されたかどうかを検知するノーフィード検知工程であることを特徴とする前記１に記載の給紙装置。
【発明の効果】
【００１５】
ピックアップローラと給紙ローラを駆動させる時間を利用して、用紙の種類によって分離待機時間の全てまたは一部を、給送性を向上させる他の工程を駆動させる時間に割り当てることにより、給送性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る給紙装置の概略図である。
【図２】図２（ａ）は、捌きローラが給紙ローラに従動して回転するところを示す図であり、図２（ｂ）は、捌きローラが逆回転しながら用紙を反対方向に引き戻すところを示す図である。
【図３】図３（ａ）は、分離しづらい紙を用いたときのタイミングチャート、図３（ｂ）は、分離しやすい紙を用いたときのタイミングチャートである。
【図４】給紙位置制御工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また以下の本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１８】
図１は、本発明に係る給紙装置の概略図である。給紙装置１は、用紙Ｐに画像を形成する画像形成装置などに設けられており、用紙Ｐを積載する給紙トレイ２と、給紙トレイ２の上方に位置し、最上位の用紙Ｐを給紙トレイ２から送り出すピックアップローラ３が設けられている。ピックアップローラ３から送り出された用紙Ｐは、給紙ローラ４と、給紙ローラ４に当接し用紙搬送方向（矢印Ｘ方向）と逆方向に回転する機能を有する捌きローラ５とで形成されるニップ部ＮＰによって挟持搬送される。
【００１９】
ニップ部ＮＰの直後には、搬送された用紙を検知する検知手段を有している。本実施の形態では検知手段としての第１の用紙検知手段ＰＳ１と、第１の用紙検知手段ＰＳ１より下流側に、用紙Ｐが送りローラ対６の手前まで到達したことを検知する第２の用紙検知手段ＰＳ２が配置されている。第２の用紙検知手段ＰＳ２を通過した用紙Ｐは、送りローラ対６によって次工程に搬送される。
【００２０】
また第１の用紙検知手段ＰＳ１と、第２の用紙検知手段ＰＳ２が発信する信号に基づいて、ピックアップローラ３と給紙ローラ４を駆動、または駆動を停止させる制御を行う制御手段ＣＰが設けられている。さらに制御手段ＣＰは給紙トレイ２を昇降する昇降手段２１の動作を制御している。
（給紙トレイ）
給紙トレイ２は、大量（１０００枚以上）の用紙を積載することが可能で、給紙トレイ２を上下方向に移動する昇降手段２１などを有する。昇降手段２１は、給紙トレイ２に積載されている最上位の用紙Ｐがピックアップローラ３によって送り出される位置（給紙位置という）に到達した時点で上昇を停止するように制御手段ＣＰによって制御されている。
【００２１】
ピックアップローラ３には、用紙搬送方向に回転させる不図示の駆動手段と、揺動軸３２を中心として揺動させる揺動手段としてのピックアップソレノイド３１が設けられている。制御手段ＣＰからの指示によりピックアップソレノイド３１がＯＮすると、給紙トレイの最上位の用紙Ｐからピックアップローラ３が離れ、ピックアップソレノイド３１がＯＦＦすると、用紙Ｐに当接するようになっている。
（給紙ローラ）
給紙ローラ４は、電磁クラッチ等の給紙クラッチ４１が設けられており、給紙クラッチのＯＮ／ＯＦＦにより駆動するようになっている。制御手段ＣＰからの指示により給紙クラッチ４１がＯＮすると、給紙ローラ４が搬送方向に回転（正回転という）し、給紙クラッチ４１がＯＦＦすると、給紙ローラ４の回転が停止するようになっている。なお、給紙ローラ４はピックアップローラ３にタイミングベルトＴＢで連結され、ピックアップローラ３と同方向に回転する。
【００２２】
この給紙ローラ４の下方には捌きローラ５が、不図示の当接手段により給紙ローラ４に当接されている。捌きローラ５にはトルクリミッタＴＭが設けられており、ニップ部ＮＰに用紙Ｐが無いとき、または１枚だけ挟持されているとき、捌きローラ５は給紙ローラ４に従動して回転する。しかし、ニップ部ＮＰに２枚以上用紙Ｐが挟持されると捌きローラ５の回転方向はトルクリミッタＴＭが作動して、逆方向に回転する（逆回転という）。
【００２３】
図２は、ニップ部ＮＰに用紙Ｐが進入したときの給紙ローラ４と捌きローラ５の回転方向を示す図である。給紙ローラ４と用紙Ｐとの摩擦係数をμ１、捌きローラ５と用紙Ｐとの摩擦係数をμ２、用紙Ｐどうしの摩擦係数をμ３としたとき、
図２（ａ）は、μ１＞μ２のとき捌きローラ５が給紙ローラ４に従動して回転するところを示す図である。
【００２４】
図２（ｂ）は、μ２＞μ３のとき捌きローラ５が逆回転しながら用紙Ｐを反対方向に引き戻し、一番上の用紙Ｐのみを搬送するところを示す図である。
【００２５】
なお、トルクリミッタＴＭには、様々な種類があるが、コイルバネを用いた方法や、磁石を用いた方法が広く知られている。何れにしても性能精度、サイズ、コストなどを比較して最適なトルクリミッタＴＭを選択することが望ましい。
（用紙検知手段）
図１に示すように、給紙ローラ４の下流側には用紙Ｐが通過したことを検知する第１の用紙検知手段ＰＳ１と、さらに第１の用紙検知手段ＰＳ１の下流側で、送りローラ対６の上流側に第２の用紙検知手段ＰＳ２を設けている。
【００２６】
第１の用紙検知手段ＰＳ１、及び第２の用紙検知手段ＰＳ２は、本実施の形態では、紙粉による誤検出を防止するために発光部と受光部が一体となった光反射型センサを用紙Ｐの表面上方に配置している。
【００２７】
第１の用紙検知手段ＰＳ１は、ノーフィードを検知するセンサで、用紙Ｐの搬送方向先端が給紙ローラ４を通過し始めたときＯＮとなり、用紙Ｐの後端が通り過ぎたときにＯＦＦする。このときのＯＮしている時間は用紙Ｐのサイズによって決まる。
【００２８】
第２の用紙検知手段ＰＳ２は、用紙Ｐが送りローラ対６まで到達したことを検知するセンサであり、第２の用紙検知手段ＰＳ２がＯＮになった時点で、給紙クラッチ４１をＯＦＦする。第２の用紙検知手段ＰＳ２を通過した用紙Ｐは、送りローラ対６の挟持搬送力で搬送される。
（タイミングチャート）
次に、図３を用いて制御手段ＣＰが有するタイムテーブルとしてのタイミングチャートを説明する。
【００２９】
図３（ａ）は分離しづらい紙、例えば坪量が６０ｇ／ｍ２以下の薄紙や、コート紙などを使用したときのピックアップソレノイド３１と、給紙クラッチ４１と、第１、第２の用紙検知手段ＰＳ１、ＰＳ２とのタイミングチャートを示す。
【００３０】
図３（ｂ）は、分離しやすい紙、例えば坪量が６０ｇ／ｍ２以上の普通紙や、厚紙などを使用したときのピックアップソレノイド３１と、給紙クラッチ４１と、第１、第２の用紙検知手段ＰＳ１、ＰＳ２とのタイミングチャートを示す。
【００３１】
なお分離しにくい紙と、分離しやすい紙との用紙の種類の判断は、ユーザが不図示の操作パネル上の選択ボタンにて選択する。
【００３２】
次に、分離しやすい紙を用いた図３（ｂ）のタイミングチャートを用いて説明する。
【００３３】
ピックアップローラ３が駆動して用紙Ｐを搬送し始めて（ｔ０）、ｔ１経過後にニップ部ＮＰに進入してきた用紙Ｐを、給紙クラッチをＯＮさせて給紙ローラ４を駆動する。給紙ローラ４の下流側にある第１の用紙検知手段ＰＳ１がＯＮし（ｔ２）、第２の用紙検知手段ＰＳ２がＯＮした時点（ｔ３）で、ピックアップソレノイド３１をＯＮし、給紙クラッチ４１をＯＦＦする。
【００３４】
給紙クラッチ４１がＯＦＦ状態（停止状態）であっても、捌きローラ５は、トルクリミッタＴＭにより常に逆方向に回転しており、ニップ部ＮＰから送りローラ対６でニップされるまで用紙Ｐを逆方向へ戻す働きをするが、分離しやすい紙では、分離しにくい紙を使用した場合と比べて、捌きローラ５が逆回転している分離待機時間（ｔ３−ｔ４）を短くしている。
【００３５】
給紙クラッチ４１が再びＯＮ状態になる時間をｔ４とすると、（ｔ３−ｔ４）間の時間が短いと、用紙Ｐが第１の用紙検知手段ＰＳ１を通り過ぎる時間は、その分早めに作動する（ｔ５）。すなわち２枚目の用紙Ｐがピックアップローラ３で送り出されて、給紙クラッチ４１が作動するまでの時間（ｔ５−ｔ６）を長く取れる。
【００３６】
この間の時間を利用して他の工程、例えば給紙トレイ２を給紙位置まで上昇させるなどの工程に利用できる。
【００３７】
分離しにくい紙を用いた図３（ａ）のタイミングチャートでは、捌きローラ５が逆回転している時間（ｔ３−ｔ４）を長く設定しているので、その分２枚目の用紙Ｐがピックアップローラ３で送り出されて、給紙クラッチ４１が作動するまでの時間（ｔ５−ｔ６）が短くなってしまい、他の工程に回す時間が短くなってしまう。
（給紙位置制御）
給紙性能を向上させる他の工程としての給紙位置制御工程について図４を用いて説明する。
【００３８】
給紙トレイ２に積載された最上位の用紙Ｐを安定して給送するために、適正な給紙位置ＢＬからピックアップローラ３によって送り出される。給紙位置ＢＬは、位置とその許容幅を実験などで求めている。
【００３９】
ここで最上位の用紙Ｐが常に給紙位置ＢＬなるようにするための手段が必要であるが、本実施の形態では、ピックアップローラ３を揺動する揺動部材に設けた遮光板３３と、位置検知センサＰＳ３を用いて位置検出を行っている。位置検知センサＰＳ３は、発光部と受光部を備えた光センサであり、遮光板３３が発光部と受光部の間に進入して位置検知センサＰＳ３を遮光することで信号が出力され制御手段ＣＰに送信する。制御手段ＣＰは信号を受信して、昇降手段２１を用紙Ｐの高さが給紙位置に到達するまで駆動させる。
【００４０】
図４の二点鎖線で表した図は、用紙Ｐが送り出されてピックアップローラ３が下がり、遮光板３３が位置検知センサＰＳ３から離れた状態を示す。
【００４１】
このとき給紙位置ＢＬは、ある許容幅を有しているが、位置検知センサＰＳ３が信号を発信して、給紙トレイ２の上昇が停止するまでの間にタイムラグが発生する。しかしタイムラグ中であっても用紙Ｐは連続して給送されているので、給紙位置ＢＬは常に変化してしまうことになり、給紙位置ＢＬが適正位置に復帰しないときはノーフィードや重送の発生原因となる恐れが生じる。
【００４２】
この問題を解決するには、給紙トレイ２が上昇するに要する時間を長くするか、上昇速度を速めることが必要となる。しかし、上昇速度を速めるためには、積載されている用紙枚数が多いと、大きなトルクを持ったモータなどが必要となり、コスト的にも問題がある。
【００４３】
本発明は、給紙トレイ２が上昇するに要する時間を長くすることにより給送性を向上させている。すなわち用紙分離にかかる時間を短くした分の時間を他の工程としての給紙トレイ２を上昇させる工程に振り分けている。このような手段を設けることにより、タイムラグが発生しても、給紙トレイ２が上昇するために要する時間を吸収できる。
【００４４】
さらに、給送性を向上させる他の工程として、ピックアップローラ３が用紙Ｐを送り出してから第１の用紙検知手段ＰＳ１が検知するまでの時間を長くすることによりノーフィードしたかどうかの判断を、時間をかけて検出する手段がある。図３（ｂ）の（ｔ５−ｔ７）間が検出する時間に相当する。
【００４５】
以上説明したように、本発明の給紙装置は、用紙の種類によって分離待機時間の全てまたは一部を、給送性を向上させる他の工程の駆動時間に使用することにより、給送性が向上することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  給紙装置
２  給紙トレイ
３  ピックアップローラ
４  給紙ローラ
５  捌きローラ
６  送りローラ対
２１  昇降手段
３１  ピックアップソレノイド
４１  給紙クラッチ
Ｐ  用紙
ＣＰ  制御手段
ＰＳ１  第１の用紙検知手段
ＰＳ２  第２の用紙検知手段
ＰＳ３  位置検知センサ
ＴＭ  トルクリミッタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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