(57)【要約】【課題】用紙の補給が容易な大容量の給紙装置を備えた画像形成装置の提供。【解決手段】用紙を積載するトレイと、前記トレイを昇降させる駆動手段と、前記トレイに載置された用紙の上面を検知する第１上面検知センサと、前記第１上面検知センサの下方に設けた第２上面検知センサと、カバーの開閉状態を検知する開閉検知手段とを有し、前記開閉検知手段によりカバーが開かれたことを検知した時に、積載された用紙の上面が、あるいは、用紙が積載されていない場合にはトレイの用紙積載面が、第２上面検知センサの検知位置になるように前記トレイを下降させ停止するように駆動手段を制御する制御手段を有する給紙装置であって、前記第２上面検知センサの位置移動を案内するためのガイド部材を有することを特徴とする給紙装置を備えた画像形成装置。【選択図】　　　　図３
2004083206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を積載するトレイと、前記トレイを昇降させる駆動手段と、前記トレイに載置された用紙の上面を検知する第１上面検知センサと、前記第１上面検知センサの下方に設けた第２上面検知センサと、カバーの開閉状態を検知する開閉検知手段とを有し、前記開閉検知手段によりカバーが開かれたことを検知した時に、積載された用紙の上面が、あるいは、用紙が積載されていない場合にはトレイの用紙積載面が、第２上面検知センサの検知位置になるように前記トレイを下降させ停止するように駆動手段を制御する制御手段を有する給紙装置であって、前記第２上面検知センサの位置移動を案内するためのガイド部材を有することを特徴とする給紙装置を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、用紙の補給積載が行われたことを前記第２上面検知センサにより検知し、積載された用紙の上面が、前記第２上面検知センサの検知位置に戻るように、トレイを昇降させる駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、用紙の補給積載が行われたことを前記第２上面検知センサにより検知し、所定の時間経過後に、積載された用紙の上面が、前記第２上面検知センサの検知位置に戻るように、トレイを昇降させる駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大量の用紙の給紙を行うことができる給紙装置を備えた、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速の複写機、プリンタ等の画像形成装置は、短時間に大量のハードコピーを出力するために使用される。従って、これらの高速の画像形成装置は、ユーザによる前記使用に供される用紙の補給作業の頻度を減らすために、一度に大量の用紙を収容することができる給紙装置を備えている。
【０００３】
前記給紙装置の制御手段は、ユーザが用紙の補給のために給紙装置のカバーを開くと、開閉検知手段によりカバーが開かれたことを検知して、用紙を積載するところの載置台（以下、トレイと称す）が、最下限の位置まで下降し停止するように、トレイの昇降を行うための駆動手段を制御する。
【０００４】
次に、ユーザは必要な量の用紙をトレイ上に積載する作業をするが、給紙装置の用紙収容量は数千枚と大量であるので、前記の積載作業は、数度に分けて行われる。また、前記の積載作業の初期には、トレイは最下限の位置にあるので、手が入りにくい場所に、重い用紙の束を持ち、身を大きくかがめて、積載作業をする必要がある。この状況は、用紙の搬送不良の原因となる不完全な用紙の載置を生みやすく、また、場合によっては、このような動作に対し身体上の不都合を感ずるユーザに苦痛を与えることもある。
【０００５】
上述の問題を解決するために、給紙装置のカバーが開かれたときに、トレイが最下限の位置まで下降せずに、トレイの用紙載置面が、昇降路に設けられた中間センサにより検知された位置にて下降を停止し、ユーザは適宜の量の用紙を補給した後に、下降指示のボタンを押すことにより、トレイを下降させて、補給により高くなった用紙の最上面を中間センサの位置まで下げて停止させ、次の用紙の補給を行うという提案もあるが（例えば、特許文献１参照）、積載の作業は身体上では楽になる反面、面倒な操作の増加を招いている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１１６９１号公報　（第１−３頁、第４図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の不都合に鑑みてなされたもので、その目的は、多様なユーザに対し、用紙の補給が容易な大量の用紙を給紙できる給紙装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、以下の手段により達成できる。
【０００９】
（１）　用紙を積載するトレイと、前記トレイを昇降させる駆動手段と、前記トレイに載置された用紙の上面を検知する第１上面検知センサと、前記第１上面検知センサの下方に設けた第２上面検知センサと、カバーの開閉状態を検知する開閉検知手段とを有し、前記開閉検知手段によりカバーが開かれたことを検知した時に、積載された用紙の上面が、あるいは、用紙が積載されていない場合にはトレイの用紙積載面が、第２上面検知センサの検知位置になるように前記トレイを下降させ停止するように駆動手段を制御する制御手段を有する給紙装置であって、前記第２上面検知センサの位置移動を案内するためのガイド部材を有することを特徴とする給紙装置を備えた画像形成装置。
【００１０】
（２）　前記制御手段は用紙の補給積載が行われたことを前記第２上面検知センサにより検知し、積載された用紙の上面が、前記第２上面検知センサの検知位置に戻るように、トレイを昇降させる駆動手段を制御することを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。
【００１１】
（３）　前記制御手段は、用紙の補給積載が行われたことを前記第２上面検知センサにより検知し、所定の時間経過後に、積載された用紙の上面が、前記第２上面検知センサの検知位置に戻るように、トレイを昇降させる駆動手段を制御することを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、以下、図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は電子写真方式により用紙Ｐ上に画像形成をする本発明の画像形成装置の概略構成図である。また図７は前記画像形成装置の制御手段を示している。
【００１４】
本発明の画像形成装置は、図１における画像形成装置本体１０、自動原稿搬送装置２０、第１後処理装置３０、第２後処理装置４０、給紙装置５０から構成される。
【００１５】
自動原稿搬送装置２０は、原稿が載置される原稿給紙台２１と、原稿を搬送すると同時に画像形成装置本体１０のプラテンガラス１６との間に原稿読み取り位置を形成するプラテンローラ２７と、原稿排紙台２３等を有する。
【００１６】
原稿給紙台２１から給送された原稿（不図示）は、前記プラテンローラ２７の下部の原稿読み取り位置にて画像形成装置本体１０の読み取り装置１９により走査され、原稿の画像読み取りがなされる。
【００１７】
画像形成装置本体１０においては、前記読み取り装置１９にて読み取られた画像情報は、走査手段であるところの書き込み装置１７のレーザビームによる感光体１１の表面への走査露光により、感光体１１上に潜像の形で記録される。
【００１８】
画像形成部１２においては、感光体１１に対し、帯電、露光、現像を行い、感光体１１の上にトナー画像を形成した後、前記トナー画像を用紙収納部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、あるいは給紙装置５０から給送されてきた用紙Ｐに転写する。
【００１９】
トナー画像を担持した用紙Ｐは定着器１５によりトナー画像の定着が行われ、片面出力の場合には、第１後処理装置３０に送られ、両面出力の場合には、反転給紙部１４にて反転された後、再度、画像形成部１２に給送され、裏面への画像形成に供される。
【００２０】
第１後処理装置３０は、画像形成装置本体１０から給送された、定着処理済みの画像を担持した用紙Ｐにファイリング用の穴開けを行った後に、Ｚ折りをする機能を有するもので、その機能を使用するか否かはユーザにより適宜に選択される。
【００２１】
第２後処理装置４０は、第１後処理装置から送られた用紙を複数枚蓄積し、整頓してステイプラにて１部ずつ綴じるステイプル機能を有するもので、その機能を使用しない場合には、用紙Ｐは排紙皿６０に排紙され、機能を使用した場合には排紙台６１に綴じられた用紙Ｐが順次積載される。
【００２２】
次に、図２、図３、図５に基づき、本発明の大量の用紙を給紙できる給紙装置５０の説明をする。
【００２３】
図２は給紙装置５０に、用紙Ｐを補給するために給紙装置のカバー５１を開いた時の給紙装置５０の斜視図で、用紙Ｐがトレイ５２（図２では不図示、図３にて示される）上に載置されており、前記用紙の最上面は前記カバー５１が閉じられた状態にある時の位置よりも少し下降した位置にて停止している。この停止位置の決定方法については、後に図３に基づいて説明する。
【００２４】
カバー５１の開閉検知手段は、カバー５１の左側縁近傍にある突起５９と、上部板５３の下面に取り付けられ、図５にて示すところのスイッチＳＷ、アクチュエータＳＡから構成されている。
【００２５】
前記カバー５１が閉じられた時には、突起５９が給紙装置５０の上部板５３に設けられたセンサ孔５４を通り抜け、アクチュエータＳＡを押すことにより、スイッチＳＷがオンとなりカバー５１の閉状態を検知し、また、カバー５１が開かれた時には、突起５９がアクチュエータＳＡから離れることによりスイッチＳＷがオフとなりカバー５１の開状態が検知される。また、給紙制御手段Ｃ２は前記スイッチＳＷのオン、オフ状態を見ることによりカバー５１の開閉状態を判別することができる。
【００２６】
図３は給紙装置５０の構成を模式的に示す側面図である。
フレーム６０は、トレイ５２の両側面近くに設けられた板で、その上部に取り付けられた上部ベルト車６３の回転軸である上部シャフト６４、およびその下部に取り付けられた下部ベルト車６１の回転軸である下部シャフト６２を回転可能に保持している。
【００２７】
下部シャフト６２は、トレイ昇降のための駆動手段であるトレイ昇降モータＭ１により駆動回転する。また、トレイ昇降モータは給紙制御手段Ｃ２により駆動制御されている。
【００２８】
上部ベルト車６３と上部シャフト６４は、前記下部シャフト６２に取り付けられた下部ベルト車６１とベルト６５により動力を伝達され従動回転する。
【００２９】
トレイ５２の側面部は、前記ベルト６５の一部に接続部材６６により固定されているので、トレイ５２はベルト６５の回転と共に昇降し、回転停止と共に昇降を停止する。
【００３０】
次に、カバー５１の開閉と、トレイ５２の昇降動作を図６のフローチャートを参照して説明をする。
【００３１】
カバー５１が閉じられ、前記開閉検知手段により、カバー５１の閉状態が検知されると（ＳＴＥＰ１）、給紙制御手段Ｃ２はトレイ昇降モータＭ１を駆動し、用紙Ｐを載置したトレイ５２を上昇させる（ＳＴＥＰ１０）。トレイ５２に載置された用紙Ｐの上面が、給紙位置に達し、第１上面検知センサ５５により検知されると（ＳＴＥＰ１１）、前記検知情報を受けた給紙制御手段Ｃ２はトレイ昇降モータＭ１を停止させるので、トレイ５２の上昇は停止する（ＳＴＥＰ１２）。
【００３２】
トレイ５２に載置された用紙Ｐは、図１に示されるように、送り出しローラ６７により、最上部から１枚ずつ順番に送り出され、用紙Ｐが同時に複数枚送られることを防止するための重送防止ローラ対６８を通過した後、搬送ローラ対６９により画像形成装置本体１０に給送される（ＳＴＥＰ１３）。
【００３３】
なお、トレイ５２の用紙載置面８３に設けられた用紙載置センサ７０は、トレイ５２上の用紙Ｐの有無を検知するもので、用紙Ｐが無くなった時には、検知情報を給紙制御手段Ｃ２に送る。前記検知情報は給紙制御手段Ｃ２から画像形成装置の制御手段Ｃの一部である画像形成装置本体１０の本体制御手段Ｃ１に送られ、前記本体制御手段Ｃ１は前記検知情報を基に、画像形成装置本体１０の表示部ＰＮ１（不図示）に、給紙装置への用紙Ｐの補給をユーザに促す表示を出力する。
【００３４】
前記表示により用紙Ｐの補給の必要性を認識したユーザが、用紙Ｐを補給するためにカバー５１を開けると、前記開閉検知手段により、カバー５１の開状態が検知され（ＳＴＥＰ１）、検知情報は給紙制御手段Ｃ２に送られる。前記検知情報を基に、給紙制御手段Ｃ２はトレイ５２が下降する方向にトレイ昇降モータＭ１を駆動することにより、トレイ５２を下降させる（ＳＴＥＰ２１）。
【００３５】
トレイ５２には、積載された用紙Ｐの前縁部と同じ面になるように、板状のトレイ位置検知板７５が設けてあり、用紙上面の検知手段である第２上面検知センサ５６によりトレイ５２の用紙載置面８３が検知される。第２上面検知センサ５６により検知された面が、用紙Ｐの上面であるか、トレイの用紙載置面８３であるかの識別は、給紙制御手段Ｃ２が用紙載置センサ７０の検知情報を参照することにより行われる。即ち、参照した検知情報が用紙Ｐが存在するというものであれば用紙Ｐの上面であり、無しというものであればトレイ５２の用紙載置面８３である。
【００３６】
下降するトレイ５２の用紙載置面８３、あるいは載置された用紙Ｐの上面が、第２上面検知センサ５６により検知されると（ＳＴＥＰ２２）、給紙制御手段Ｃ２はトレイ昇降モータＭ１の駆動を停止させるので、トレイ５２の下降は停止する（ＳＴＥＰ２３）。従って、停止位置は第２上面検知センサ５６の取り付け位置により決定されることになる。
【００３７】
次に、第２上面検知センサ５６の位置を変更する手段の説明をする。
図４は第２上面検知センサ５６が昇降する機構を模式的に示したものである。
【００３８】
本機構は、上部取り付け部材７８、下部取り付け部材７９、ネジシャフト７１、ガイド部材７２、ホイル歯車７３、ウォーム歯車７４、センサ昇降モータＭ２、上限センサ７６、下限センサ７７、エンコード板８０、エンコーダ８１、第２上面検知センサ５６、センサ保持部材５９から構成されている。
【００３９】
第２上面検知センサ５６は、センサ保持部材５９に取り付けられており、ネジシャフト７１の回転により、ガイド部材７２に案内されて昇降する。前記ネジシャフト７１は、減速手段で在るところのホイル歯車７３、ウォーム歯車７４を介して、センサ昇降モータＭ２により駆動回転される。
【００４０】
ネジシャフト７１の上端にはエンコード板８０が取り付けられており、前記エンコード板８０が回転すると、エンコーダ８１はエンコード板８０の回転量に比例した数のパルス信号を発生する。
【００４１】
保持部材５９が上限センサ７６に検知された位置から下降を開始すると同時に、エンコーダ８１により出力されるパルス信号を給紙制御手段Ｃ２にて計数することにより、上限センサ７６から下降した量がわかる。
【００４２】
前記保持部材５９の下降量はあらかじめ図２に示される給紙装置５０の操作表示部ＰＮ２にて数値として設定することができ、この数値に基づき給紙制御手段Ｃ２は保持部材５９を設定された位置にて停止させる。
【００４３】
なお、保持部材５９の昇降範囲は、上限センサ７６と下限センサ７７の範囲になるように給紙制御手段Ｃ２により制御されている。
【００４４】
本発明の実施の形態においては、図４により模式的に示されるような機構により、第２上面検知センサ５６を、給紙制御手段Ｃ２により駆動制御されるセンサ昇降モータＭ２により昇降する方法を説明しているが、この方法に限定されるものではなく、手動にて、適宜な位置に前記保持部材を移動して固定する方法でもよい。
【００４５】
用紙Ｐの積載作業を容易に行うための、トレイ５２の用紙載置面８３、あるいは積載された用紙Ｐの最上面の最適な停止位置は、用紙Ｐのサイズ、ユーザが一度に積載する積載枚数により異なる。例えば、はがきのように小さなサイズの用紙Ｐや、大きなサイズの用紙Ｐで重量がかさむものは、一度に多量のものを載置することが困難なので、前記停止位置は高い方が望ましい。
【００４６】
本発明においては、ユーザが自分の作業に最適な位置に用紙Ｐの上面が停止するように、第２上面検知センサ５６の位置を設定できるので、この問題が解決される。
【００４７】
また、本発明においては、用紙Ｐの積載作業により用紙Ｐの積載高さが増加した場合、以下に説明するごとく、再び用紙Ｐの上面が第２上面検知センサ５６の位置にて停止するように、トレイ５２を下降させるようになっている。
【００４８】
先ず、第２上面検知センサ５６は、ユーザにより補給積載された用紙Ｐの側縁を検知するので、給紙制御手段Ｃ２は、用紙Ｐの上面が第２上面検知センサ５６の位置に無いことを認識する（図６、ＳＴＥＰ２４）。
【００４９】
次に、前記給紙制御手段Ｃ２は約１０秒後に下降の指示信号を出し（ＳＴＥＰ２５）、センサ昇降モータＭ２を駆動回転させる（ＳＴＥＰ２１）。トレイ５２が下降を開始して、積載された用紙Ｐの上面が第２上面検知センサ５６により検知されると（ＳＴＥＰ２２）、前記給紙制御手段Ｃ２は前記センサ昇降モータＭ２の駆動回転を止めることによりトレイの下降を停止する（ＳＴＥＰ２３）。従って、ユーザは常に、設定された作業上最適な位置に停止している用紙Ｐの上面に、新たな用紙Ｐの積載を続けることができる。
【００５０】
なお、トレイ５２が前記の下降により、用紙Ｐの上面が第２上面検知センサ５６に検知される前にトレイ位置検知板７５が、トレイ下限センサ５７により検知された時には、第２上面検知センサ５６による検知情報を待つことなく、給紙制御手段Ｃ２はトレイ昇降モータＭ１を停止させることにより下降を停止させ、次に、用紙Ｐの積載量が限度に達したことを給紙装置５０の操作表示部ＰＮ２に表示する。
【００５１】
用紙Ｐの積載作業を終えたユーザが、給紙装置５０のカバー５１を閉じると、トレイ５２が上昇し、積載された用紙Ｐの上面が第１上面検知センサ５５に検知されると、前記トレイ５２の上昇が停止して、画像形成装置本体１０への給紙の準備が完了する。
【００５２】
【発明の効果】
本発明により、大量の用紙を給紙できる給紙装置の多様な使用形態に対する用紙の補給作業が容易になり、また、ユーザの身体的条件や、作業形態に合った個別の設定ができるので、より多くの人が、大容量の給紙装置を備えた画像形成装置を活用できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】給紙装置のカバーを開いた状態を示す斜視図である。
【図３】給紙装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図４】第２上面検知センサの昇降機構を模式的に説明する図である。
【図５】突起とスイッチの関係を示す図である。
【図６】トレイの昇降動作を説明するフローチャートである。
【図７】画像形成装置の制御手段を示す図である。
【符号の説明】
１０　画像形成装置本体
１１　感光体
１２　画像形成部
１５　定着器
１９　読み取り装置
２０　自動原稿搬送装置
３０　第１後処理装置
４０　第２後処理装置
５０　給紙装置
５２　トレイ
５５　第１上面検知センサ
５６　第２上面検知センサ
Ｃ１　本体制御手段
Ｃ２　給紙制御手段
Ｍ１　トレイ昇降モータ
Ｍ２　センサ昇降モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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