(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給紙装置本体内に多段に配置した給紙トレイと、
選択された段の給紙トレイの位置へ移動して該給紙トレイ上に積載されている用紙を最上位側から順次給紙し、この給紙による最上位の用紙の位置の低下に伴って下降する給紙ユニットと、
この給紙ユニットを昇降させる給紙ユニット昇降装置と、
給紙時に前記給紙トレイを前記給紙ユニット側の給紙位置まで前進させ、非給紙時には前記給紙ユニット側から後退したホーム位置に移動させる給紙ユニットの進出後退手段と、
を有する用紙供給装置において、
前記給紙トレイのホーム位置と給紙位置との間の移動範囲の上方から前記両位置間に位置する用紙を検出するために前記給紙ユニットに設けられた１つの用紙検知センサと、
前記給紙ユニット及び各段の給紙トレイがホーム位置に位置するときに前記検知センサに不給紙の検知を行わせ、前記給紙ユニットが給紙位置に前進したときに前記検知センサに前記給紙トレイに積載されている用紙の残量検知を行わせる制御手段と、
を備えていることを特徴とする用紙供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に好適な用紙供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多段に設置した複数の用紙トレイに積載されている用紙を上下動する給紙ユニットによって抽出して供給する用紙供給装置における用紙残量検知は、給紙ユニットの駆動装置にステッピングモータやサーボモータを使用して、基準位置からの位置関係を演算して割り出したり、各用紙トレイのそれぞれに残量検知用センサを設けて用紙の残量を検知して表示する構成である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
給紙ユニットの位置関係に基づいて用紙の残量を割り出す用紙残量検知手段は、給紙ユニットが基準位置から給紙トレイの位置まで移動することが必要であるために、検知効率が悪い。
【０００４】
また、各給紙トレイに残量検知用センサを設ける用紙残量検知手段は、各給紙トレイの構造が複雑で高価になり、多段に給紙トレイを設置する用紙給紙装置では、その傾向が顕著である。
【０００５】
本発明の１つの目的は、多段に設置された給紙トレイにおける所望の給紙トレイの位置に給紙ユニットを移動させて該給紙トレイから給紙する用紙給紙装置において、給紙トレイに積載されている用紙の残量を効率良く検出することができるようにすることにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、更に、給紙トレイを簡単な構造で安価に構成することができる用紙残量検知手段を実現することにある。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、給紙トレイから抽出された状態で給紙されずに残留するジャム用紙の存在をも検知することができる用紙給紙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】
前記目的を達成するため、本発明は、給紙装置本体内に多段に配置した給紙トレイと、選択された段の給紙トレイの位置へ移動して該給紙トレイ上に積載されている用紙を最上位側から順次給紙し、この給紙による最上位の用紙の位置の低下に伴って下降する給紙ユニットと、この給紙ユニットを昇降させる給紙ユニット昇降装置と、給紙時に前記給紙トレイを前記給紙ユニット側の給紙位置まで前進させ、非給紙時には前記給紙ユニット側から後退したホーム位置に移動させる給紙ユニットの進出後退手段と、を有する用紙供給装置において、前記給紙トレイのホーム位置と給紙後退位置と進出位置との間の移動範囲の上方から前記両位置間に位置する用紙を検出するために前記給紙ユニットに設けられた１つの用紙検知センサと、前記給紙ユニット及び各段の給紙トレイがホーム位置に位置するときに前記検知センサに不給紙の検知を行わせ、前記給紙ユニットが給紙位置に前進したときに前記検知センサに前記給紙トレイに積載されている用紙の残量検知を行わせる制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、用紙給紙装置上に複写機本体を搭載して構成した画像形成装置の縦断側面図、図２は、用紙給紙装置の模式図である。
【００１３】
この用紙給紙装置１は、図１に示すように、給紙装置本体２の上に複写機本体３を搭載し、給紙装置本体２内にはそれぞれ異なるサイズの用紙Ｐ（Ｐ１〜Ｐ５）を積載して進退可能な給紙トレイ４（４ａ〜４ｅ）を多段に設置し、昇降可能な給紙ユニット５をドア６の内側に設置し、任意の段の給紙トレイ４に積載された用紙Ｐを給紙ユニット５によって抽出して複写機本体３へ給紙する画像形成装置を構成する。
【００１４】
複写機本体３は、その前部（図１で右方）の上面に操作部である操作パネル７を備え、この操作パネル７はトレイ選択釦８を備える。この複写機本体２は、その上に原稿自動給紙装置９を搭載している。
【００１５】
用紙供給装置１は、図２に示すように、架台としても機能する給紙装置本体２内に、引き出し可能で且つ給紙ユニット５の昇降軌道位置の方向に進退可能な５段（段数は任意に設定し得る）に配置した給紙トレイ４ａ〜４ｅと、各段の給紙トレイ４ａ〜４ｅを進退駆動する給紙トレイ駆動モータ１０ａ〜１０ｅと、選択されて前進した給紙トレイ４の位置へ移動して該給紙トレイ４に積載されている用紙Ｐを最上位側から順次に抽出して給紙し、この給紙によって低下する最上位の用紙Ｐの位置の低下に伴って下降する給紙ユニット５と、プーリ１１，１２間に張架した昇降駆動ベルト１３に前記給紙ユニット５を結合し、給紙ユニット昇降駆動モータ１４によって前記プーリ１１を駆動して前記昇降駆動ベルト１３を回動させることにより前記給紙ユニット５を昇降させる給紙ユニット昇降装置１５を備える。
【００１６】
また、前記給紙ユニット昇降装置１５は、給紙ユニット５が昇降軌道の最上位の給紙ユニットホームポジションに位置することを検知するための給紙ユニットホームポジション検知用突起１６と給紙ユニットホームポジション検知センサ１７を備える。
【００１７】
給紙トレイ４を進退させる給紙トレイ進退駆動手段は、図３および図４に示すように、給紙トレイ４ａの側面に進退方向に向けて取り付けたラックギヤ１８と、前記給紙トレイ駆動モータ１０ａの回転を前記ラックギヤ１８に伝達して給紙トレイ４ａを進退移動させるウォーム１９，ウォームホイール２０およびギヤ２１，２２と、給紙トレイ４ａの後側に突出するように取り付けた給紙トレイ位置検知用突起２３と、給紙トレイ４ａが給紙ユニット５の昇降軌道（給紙ポジション）まで前進（矢印Ｂ方向）したことを検知するように前記給紙トレイ位置検知用突起２３の進退軌道に臨ませて設置した給紙トレイ給紙ポジション検知センサ２４と、給紙レトイ４ａが給紙トレイホームポジションまで後退（矢印Ｊ方向）したことを検知するように前記給紙トレイ位置検知用突起２３の進退軌道に臨ませて設置した紙給トレイホームポジション検知センサ２５を備える。
【００１８】
このような給紙トレイ進退駆動手段は、各給紙トレイ４ａ〜４ｅに対してそれぞれ設置する。
【００１９】
給紙ユニット昇降装置１５は、図５に示すように、給紙ユニット５の一側端に突出したスライド部５ａをスライド軸２６に摺動自在に嵌着させ、他側端に突出した結合ピン２７ａを仕切り枠板２８に形成したスライド溝２８ａに摺動自在に挿入することによって給紙ユニット５を昇降可能に支持する。給紙ユニット５と昇降駆動ベルト１３ａ，１３ｂの結合は、給紙ユニット５の両側端に突設した結合ピン２７ａ，２７ｂを昇降駆動ベルト１３ａ，１３ｂに結合することによって実現する。
【００２０】
昇降駆動ベルト１３ａ，１３ｂを張架するプーリ１１ａ，１１ｂは、昇降駆動軸２９に固着し、前記給紙ユニット昇降駆動モータ１４によってウォーム３０，ウォームホイール３１，ギヤ３２，３３を介して駆動する。
【００２１】
給紙ユニット５は、図６および図７に示すように、ピックアップローラ３４と、フィードローラ３５と、分離ローラ３６と、グリップローラ３７と、従動ローラ３８と、前記ピックアップローラ３４を支持する転角可能なピックアップローラ支持板３９と、このピックアップローラ支持板３９に形成したピックアップローラ当接検知用突起３９ａと、ピックアップローラ当接検知センサ４０と、用紙検知センサ（超音波センサ）４１を備える。
【００２２】
ピックアップローラ支持板３９は、フィードローラ３５の回転軸心を中心にして反時計方向に転角するようにばね（図示省略）によって転角力を付与しておき、給紙ユニット５が下降してピックアップローラ３５が給紙トレイ４に積載されている用紙Ｐに当接することによる反力によって時計方向に転角するように構成する。そして、ピックアップローラ当接検知センサ４０は、時計方向に転角したピックアップローラ支持板３９のピックアップローラ当接検知用突起３９ａを検知する。
【００２３】
前記各センサ１７，２４，２５，４０は、何れも、発光器と受光器（図示省略）を対向させて設置し、突起１６，２３，３９ａが発光器と受光器間を遮るように移動するのを検知する構成である。
【００２４】
用紙検知センサ４１は、図８および図９に示すように、超音波発信部４１ａと超音波受信部４１ｂを備える。超音波発信部４１ａは、検知対象（給紙位置に前進した給紙トレイ４および用紙Ｐ）に向けて超音波を発信し、超音波受信部４１ｂは、検知対象から反射してくる超音波を受信する。
【００２５】
操作パネル７は、図１０に示すように、トレイ選択釦８ａ〜８ｅと、用紙残量表示マーク４２と、ジャム表示マーク４３を備える。
【００２６】
制御装置１００は、ＣＰＵを主体にして構成し、図１１に示すように、前記操作パネル７のトレイ選択釦８（８ａ〜８ｅ）からの選択指示信号および各センサ１７，２４，２５，４０，４１からの検知信号を入力し、所定の演算処理を行って、給紙トレイ駆動モータ１０ａ〜１０ｃと給紙ユニット昇降駆動モータ１４を駆動するようにパルスジェネレータ１０１とドライバ１０２，１０３ａ〜１０３ｅを制御し、用紙残量表示マーク４２とジャム表示マーク４３の表示制御を実行する。
【００２７】
このように構成した画像形成装置は、電源スイッチ（図示省略）が投入されると、制御装置１００は、給紙ユニット５に設けた給紙ユニットホームポジション検知用突起１６を給紙ユニットホームポジション検知センサ１７で検知する給紙ユニットホームポジションまで該給紙ユニット５を上昇させるように給紙ユニット駆動モータ１４を運転した後に待機させ、また、各給紙トレイ４ａ〜４ｅに設けた給紙トレイ位置検知用突起２３を給紙トレイホームポジション検知センサ２５で検知する給紙トレイホームポジションまで該給紙トレイ４ａ〜４ｅを後退（矢印Ｊ方向）させるように各給紙トレイ駆動モータ１０ａ〜１０ｅを運転して待機させて初期状態となる。
【００２８】
次に、使用者が操作パネル７から給紙ユニットを選択して画像形成（複写）を行うときの動作を説明する。ここでは、操作パネル７から給紙トレイ４ａが選択指示された場合を例示して説明する。
【００２９】
前述した初期状態において、複写機本体３の操作パネル７のトレイ選択釦８ａを選択すると、制御装置１００は、給紙トレイ駆動モータ１０ａを運転して給紙トレイ４ａを給紙ポジションに向けて前進（図３における矢印Ｂ方向）させる。そして、給紙トレイ４ａが給紙ポジションまで前進して給紙トレイ位置検出用突起２３が給紙トレイ給紙ポジション検知センサ２４から抜け出ると、制御装置１００は、検知センサ２４の検知信号に応動して給紙トレイ駆動モータ１０ａを停止する。
【００３０】
給紙トレイ４ａが給紙ポジションまで前進すると、制御装置１００は、用紙検知センサ４１を動作させて給紙トレイ４ａに積載されている用紙Ｐ１の残量検知を行う。この残量検知は、図８に示すように、ホームポジションに位置する給紙ユニット５の用紙検知センサ４１から給紙トレイ４ａに積載された用紙Ｐ１の最上位紙までの距離を計測することにより検知する。すなわち、超音波発信部４１ａからトレイ４ａに積載された用紙Ｐ１上に向けて超音波を発信し、その反射波を超音波受信部４１ｂで受信し、その時間差でトレイ４ａ上の用紙Ｐ１の最上位紙までの距離（ｔ１）を検知することにより行う。
【００３１】
各トレイ４（４ａ〜４ｅ）に用紙Ｐが積載されていない状態において用紙検知センサ４１と各トレイ４間の距離（ｔ０）は、図９に示すように、予め検知してメモリ等に記憶させておくことにより、実際の残量検知においては、ｔ０−ｔ１が用紙Ｐの残量情報となる。制御装置１００は、この情報に基づいて用紙Ｐの残量を演算する。そして、検知した用紙残量は、図１０に示すように、操作パネル７に設けた用紙残量表示マーク４２（４２ａ〜４２ｅ）によって表示する。
【００３２】
一方、給紙ユニッ５および各給紙トレイ４がホームポジションに位置するときに、用紙検知センサ４１を動作させることにより、不給紙（ジャム）の存在を検知することができる。全給紙トレイ４がホームポジションに位置する状態では、用紙検知センサ４１は、用紙Ｐの存在を検知することがない。しかしながら、図１２に示すように、例えば、給紙トレイ４ｂから不給紙Ｐ２が突出していると、用紙検知センサ４１が不給紙Ｐ２を検知する。従って、制御装置１００は、給紙ユニッ５および各給紙トレイ４がホームポジションに位置するときに用紙Ｐ２を検知したときには、操作パネル７に設けたジャム表示マーク４３によって報知する。
【００３３】
用紙Ｐを給紙するために、制御装置１００は、給紙ポジションに進出した給紙トレイ４ａに向けて給紙ユニット５を下降させるように給紙ユニット昇降駆動モータ１４を運転する。
【００３４】
そして、図７に示すように、給紙ユニット５内に設けたピックアップローラ３４がトレイ４ａ内に収容されている用紙Ｐ１の最上位紙Ｐ１に当接すると、このピックアップローラ３４を取り付けて支持しているピックアップローラ支持板３９の突起３９ａがピックアップローラ当接検知センサ４０内に進入するようにピックアップローラ支持板３９が転角すると、制御装置１００は、このピックアップローラ当接検知センサ４０からの信号に応動して給紙ユニット昇降駆動モータ１４を停止させる。
【００３５】
そして、給紙ユニット５内のピックアップローラ３４，フィードローラ３５，分離ローラ３６，グリップローラ３７，従動ローラ３８によって１枚の用紙Ｐ１を抽出，分離して複写機本体１に給紙する。
【００３６】
この実施の形態において、用紙検知センサ４１は、給紙ユニット５に設置したが、給紙ユニット昇降装置１５または給紙装置本体１の固定部材に取り付けて給紙トレイ４の給紙ポジションの上方に位置するように設置する構成で実施することも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、１つの検知センサで多段の給紙トレイを有する給紙装置の用紙の残量検知と不給紙を検知することが可能となり、残量検知手段を安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す画像形成装置の縦断側面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す用紙給紙装置の模式図である。
【図３】図２に示した用紙給紙装置における給紙トレイ進退駆動手段を示す斜視図である。
【図４】図３に示した給紙トレイ進退駆動手段における給紙ユニット進退位置検知手段を示す斜視図である。
【図５】図２に示した用紙給紙装置における給紙ユニット昇降装置を示す斜視図である。
【図６】図２に示した用紙給紙装置におけるホームポジションに位置する給紙トレイと給紙ユニットを示す側面図である。
【図７】図２に示した用紙給紙装置における給紙ユニットが給紙トレイの用紙に当接した状態を示す側面図である。
【図８】図６に示した用紙検知用センサにより給紙トレイ上の用紙を検知する状態を示す側面図である。
【図９】図６に示した用紙検知用センサにより給紙トレイを検知する状態を示す側面図である。
【図１０】図１に示した画像形成装置における操作パネルの平面図である。
【図１１】図１に示した画像形成装置における制御系のブロック図である。
【図１２】図２に示した用紙給紙装置における不給紙検知状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１  用紙給紙装置
２  給紙装置本体
３  複写機本体
４（４ａ〜４ｅ）  給紙トレイ
５  給紙ユニット
７  操作パネル
８  トレイ選択釦
９  原稿自動給紙装置
１０ａ〜１０ｅ  給紙トレイ駆動モータ
１４  給紙ユニット昇降駆動モータ
１５  給紙ユニット昇降装置
１７  給紙ユニットホームポジション検知センサ
２４  給紙トレイ給紙ポジション検知センサ
２５  給紙トレイホームポジション検知センサ
３５  ピックアップローラ
４０  ピックアップローラ当接検知センサ
４１  用紙検知センサ
４２（４２ａ〜４２ｅ）  用紙残量表示マーク
４３  ジャム表示マーク
１００  制御装置
【図１】
0004636716.tif 000002
【図２】
0004636716.tif 000003
【図３】
0004636716.tif 000004
【図４】
0004636716.tif 000005
【図５】
0004636716.tif 000006
【図６】
0004636716.tif 000007
【図７】
0004636716.tif 000008
【図８】
0004636716.tif 000009
【図９】
0004636716.tif 000010
【図１０】
0004636716.tif 000011
【図１１】
0004636716.tif 000012
【図１２】
0004636716.tif 000013