(57)【要約】【課題】一定の給紙圧で安定給紙できる給紙装置を提供する。【解決手段】給紙部８は、上流の給紙ローラ14と、下流の捌きローラ15及び捌き部材18を有する。ローラ14の給紙圧は一定である。坪量が小さい薄紙の場合、駆動部40で移動体35を回転して基部32から本体31内に突出させ、ローラ14を紡錘形に膨らませて用紙との接触面積を小さくし、搬送力を小さくする。捌きローラの搬送力と方向がずれても用紙は位置が移動し易く損傷しにくい。坪量が大きい厚紙の場合、駆動部で移動体を回転して本体内から基部に引き込み、ローラ14を円筒形に復元して用紙との接触面積を大きくし、搬送力を大きくする。捌きローラ15の搬送力と方向がずれても厚紙は損傷しにくい。【選択図】図４
2017024844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載された用紙に上側から接して回転することにより用紙を給紙方向に送りだす給紙ローラと、
給紙方向について前記給紙ローラの下流側に設けられた捌き部材と、
前記捌き部材と対面する位置に回動自在に配置されて前記捌き部材との間に搬送された用紙を搬送して捌く捌きローラと、
を有する給紙装置であって、
前記給紙ローラは、用紙に対する給紙圧が一定であり、用紙との接触面積が調整可能とされたことを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
前記給紙ローラは、
弾性及び気密性を備えた中空円筒形の本体と、
前記本体の両端面にそれぞれ気密状態で取りつけられ各内周面にめねじ部が形成された一対の筒状の基部と、
前記一対の基部を回転可能に支持する支持体と、
前記各基部の前記めねじ部にそれぞれ螺合するおねじ部が各外周面に形成され前記本体の内部における突出状態を任意に設定できる一対の移動体と、
前記本体の内部における前記移動体の突出状態を設定する駆動部と、
を有す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】
用紙の坪量に関するデータを取得し、給紙しようとする用紙の坪量が小さいほど前記移動体の前記本体への突出量が大きくなるように前記駆動部を制御する制御部を有することを特徴とする請求項２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、例えば画像形成装置等において画像形成部に用紙を給送する手段として用いられる給紙装置に係り、特に坪量の大小に係わらず一定の給紙圧で安定した給紙を行なうことができる給紙装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には給紙装置の発明が開示されている。この給紙装置は、給紙台７に積載された用紙束の用紙を上側から送り出す給紙アーム１８を備えている。給紙アーム１８は、用紙の搬送方向について上流側に呼出しローラ９が設けられ、下流側には給紙ローラ１０が設けられている。呼出しローラ９の表面の材質は摩擦係数の高いゴムやエラストマーである。給紙ローラ１０の下方には、必要な付勢力をもって給紙ローラ１０に当接する分離ローラ１１が設けられている。呼出しローラ９と給紙ローラ１０は同一の駆動源により同期して駆動可能である。また給紙アーム１８は、給紙ローラ１０の軸１０ａを中心として揺動可能であり、給紙圧設定部材２０を操作することにより、スプリング１９の弾性力により呼出しローラ９を必要な荷重で用紙の上面に当接させることができる。
なお、ローラが用紙を送り出すために当該用紙に加える荷重、すなわち用紙を押圧する力のことを、本明細書では給紙圧と称するものとする。
【０００３】
以上の構成によれば、給紙圧設定部材２０の操作により、スプリング１９で呼出しローラ９を用紙の上面に所望の給紙圧で押し付けた状態とし、給送動作を行なうことができる。すなわち、呼出しローラ９の駆動により、給紙台７に積載された用紙は下流に向けて送り出され、用紙の先端部の側では、呼出しローラ９と同期して回転する給紙ローラ１０と分離ローラ１１の作用により、用紙が捌かれて一枚づつに分離され下流に向けて送り出される。
【０００４】
従来は、呼出しローラが用紙を押圧する給紙圧を、用紙の坪量に対応して設定していた。ここで坪量とは、用紙の単位面積当たりの紙の重量をグラムで表した数値であり、紙の厚さ又は重さを示す単位である。具体的には、給送する用紙の坪量が相対的に小さい場合には相対的に小さい給紙圧に設定し、また相対的に大きい坪量であれば相対的に大きい給紙圧に設定する。これは、給紙圧の設定を用紙の坪量に対応した適切な値に設定していない場合には、例えば給紙圧が小さ過ぎた場合には空送が生じ、大き過ぎた場合には重送が生じるといったように、用紙の搬送に支障が生じる場合があると考えられていたからである。先に説明したように、下記特許文献１に記載の給紙装置では、給紙圧設定部材２０及びスプリング１９を操作することで呼出しローラ９の給紙圧を調整していたが、これにより用紙の坪量の大小に対応して給紙圧を切り替えることができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３５９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、上記特許文献に記載された給紙装置の発明によれば、用紙の坪量に応じて給紙圧設定部材２０を調整し、呼出しローラ９の給紙圧を増減させて呼出しローラ９と用紙の間に作用する摩擦力を調整すれば、用紙の搬送力が適切な値に設定されて用紙の搬送が適切に行なわれると考えられていた。
【０００７】
しかしながら、用紙の坪量が大きく重い場合に、搬送力を大きくするべく呼出しローラ９の給紙圧を増大させ、また逆に用紙の坪量が小さく軽い場合に、搬送力を小さくするために呼出しローラ９の給紙圧を減少させても、必ずしも用紙の搬送が適切に行なわれない場合があった。
【０００８】
本願発明者は、上記特許文献に記載された給紙装置と同等の構成において、呼出しローラの給紙圧を増加させて用紙の搬送力を増加させる実験を行なったが、用紙を一枚ずつ捌いて適正に給紙することができず、重送が発生してしまう場合があるとの結果を得た。本願発明者は、この実験結果について検討した結果、一定の知見を得ることができた。すなわち、呼出しローラの給紙圧を増大させて用紙の搬送力を調整する場合には、積載された複数枚の用紙間に働く摩擦力を考慮する必要があるという点である。すなわち、呼出しローラの給紙圧を増大させると、用紙の搬送力は大きくなるが、給紙台上に重ねられている用紙と用紙の間では用紙の繊維が絡みやすくなり、これが抵抗となって用紙間に働く摩擦力も増大すると考えられる。この現象は、給紙圧の増大に伴って用紙間の摩擦係数が増大した結果であると説明することもできる。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術及びその課題に鑑みてなされたものであり、坪量の大小に係わらず一定の給紙圧で重送、空送等のない安定した給紙を行なうことができる給紙装置を提供することを目的としている。なお、以上の説明では、積載された用紙を取り出して下流のローラに送り込むローラを、前記特許文献１の名称を使用して「呼出しローラ」と称していたが、本発明者は、以下「給紙ローラ」の名称を使用するものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載された給紙装置は、
積載された用紙に上側から接して回転することにより用紙を給紙方向に送りだす給紙ローラと、
給紙方向について前記給紙ローラの下流側に設けられた捌き部材と、
前記捌き部材と対面する位置に回動自在に配置されて前記捌き部材との間に搬送された用紙を搬送して捌く捌きローラと、
を有する給紙装置であって、
前記給紙ローラは、用紙に対する給紙圧が一定であり、用紙との接触面積が調整可能とされたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載された給紙装置は、請求項１に記載の給紙装置において、
前記給紙ローラは、
弾性及び気密性を備えた中空円筒形の本体と、
前記本体の両端面にそれぞれ気密状態で取りつけられ各内周面にめねじ部が形成された一対の筒状の基部と、
前記一対の基部を回転可能に支持する支持体と、
前記各基部の前記めねじ部にそれぞれ螺合するおねじ部が各外周面に形成され前記本体の内部における突出状態を任意に設定できる一対の移動体と、
前記本体の内部における前記移動体の突出状態を設定する駆動部と、
を有することを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載された給紙装置は、請求項２に記載の給紙装置において、
用紙の坪量に関するデータを取得し、給紙しようとする用紙の坪量が小さいほど前記移動体の前記本体への突出量が大きくなるように前記駆動部を制御する制御部を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載された給紙装置によれば、積載された用紙は、給紙ローラの回転により上側の用紙から捌きローラへと送り出され、捌きローラと捌き部材の間で捌かれて１枚となり、下流へと搬送されていく。ここで、給紙ローラの給紙圧は常に一定であるが、搬送しようとする用紙の坪量に応じて用紙との接触面積を調整することにより、用紙を送り出す搬送力を変化させることができる。
【００１４】
坪量が大きい重い用紙、例えば厚紙を搬送する場合には、その坪量が大きくなるほどに、給紙ローラの厚紙に対する接触面積を増大させる。厚紙の繊維に引っ掛かる給紙ローラの面積が大きくなるため搬送力が増大し、重い厚紙でも問題なく搬送することができる。厚紙は剛性が高いため、給紙ローラの搬送方向と捌きローラの搬送方向が一致していない場合でも皺は生じにくい。このため、給紙ローラによる搬送力を高めても、両ローラから加わる方向の異なる２つの搬送力で用紙が損傷するおそれは少ない。
【００１５】
また、坪量が小さい軽い用紙、例えば薄紙を搬送する場合には、その坪量が小さくなるほどに、給紙ローラの薄紙に対する接触面積を減少させる。薄紙の繊維に引っ掛かる給紙ローラの面積が小さくなるため搬送力は減少するが、薄紙の軽さに応じた搬送力で問題なく搬送することができる。薄紙は剛性が低いため、給紙ローラの搬送方向と捌きローラの搬送方向が一致していない場合には皺が生じ易い。しかし、給紙ローラの搬送力が小さい場合には、給紙ローラで押さえられている薄紙の面積は小さく、動きやすいため、両ローラから加わる搬送力の方向が異なっていても用紙が損傷するおそれは少ない。
【００１６】
請求項２に記載された給紙装置によれば、基部に螺合した移動体を駆動部で回転させ、移動体を基部に対して移動させれば、本体に対する移動体の位置を任意に設定することができる。
【００１７】
例えば、坪量が相対的に大きい厚紙を搬送するため、給紙ローラの厚紙に対する接触面積を大きい値に設定したい場合には、給紙ローラの両端面に設けられた一対の移動体を互いに離間する方向に移動させ、必要に応じた寸法だけ移動体を本体内から基部内に向けて引き込む。本体は容積が増大し、本来の円筒形となる。このため、給紙圧が一定である場合、厚紙に対して軸方向の全長に亘って接触し、その接触面積は最大となる。
【００１８】
また、坪量が相対的に小さい薄紙を搬送するため、給紙ローラの薄紙に対する接触面積を小さい値に設定したい場合には、給紙ローラの両端面に設けられた一対の移動体を互いに接近する方向に移動させ、必要に応じた寸法だけ移動体を基部から本体の内部に突出させる。円筒形の本体は、その内部に突出した移動体の容積分だけ容積が減少するため、膨出して中央が両端より膨らんだ紡錘形となる。このため、給紙圧が一定である場合、薄紙に対する接触面積は、元の円筒形の場合に比べて減少する。
【００１９】
なお、紡錘形となった本体の膨らみ加減は、移動体が本体内へ突出する量に対応して調整できるので、用紙の坪量に応じて給紙ローラの用紙に対する接触面積を調整することができる。
【００２０】
請求項３に記載された給紙装置によれば、制御部は、給紙しようとする用紙の坪量に関するデータを取得し、当該データを参照して駆動部を制御する。これにより、移動体の位置を適宜に設定して本体を用紙に合わせた形状とし、用紙との接触面積を給紙に最適な値に自動的に設定することができる。例えば、給紙しようとする用紙の坪量が小さいほど、移動体が本体の内部へ突出する量をより大きく設定し、本体が膨らむ程度をより大きくし、用紙との接触面積がより小さくなるように制御を行なう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構造を示す模式的正面図である。
【図２】実施形態に係る画像形成装置の給紙部の拡大正面図である。
【図３】実施形態に係る画像形成装置の給紙部の拡大平面図である。
【図４】実施形態に係る画像形成装置の給紙部の給紙ローラを軸線方向に平行な鉛直面で切断した断面図であって、ローラが膨出し、相対的に小さい接触面積で用紙を搬送している状態を示す図である。
【図５】実施形態に係る画像形成装置の給紙部の給紙ローラを軸線方向に平行な鉛直面で切断した断面図であって、用紙に対する接触面積が相対的に小さくローラが膨出した状態から、用紙に対する接触面積が相対的に大きい状態へ移行する際の動作を示す図である。
【図６】実施形態に係る画像形成装置の給紙部の給紙ローラを軸線方向に平行な鉛直面で切断した断面図であって、給紙ローラが円筒形に縮退し、相対的に大きい接触面積で用紙を搬送できる状態を示す図である。
【図７】実施形態に係る画像形成装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（１）画像形成装置の全体構成等について
本実施形態は、給紙装置を備えた画像形成装置に関するものである。
図１に示すように、この画像形成装置１の筐体２内には、用紙Ｐを案内するための搬送経路３が設定されている。この搬送経路３は、記録媒体である用紙Ｐに画像形成を行うための水平な下側経路４と、表面に画像形成された用紙Ｐを反転させて下側経路４に再び戻すための水平な上側経路５と、下側経路４と上側経路５の各両端を接続する２つの接続経路６から構成される閉ループ状の循環路７を有している。用紙Ｐは、この循環路７を図示反時計回り方向に搬送される途中で画像形成される。
【００２３】
図１に示すように、搬送経路３の下側経路４の上流側には、用紙Ｐを供給する前記給紙装置としての給紙部８が接続されており、図示しない機構により昇降自在とされた給紙台上に載置された用紙Ｐの中から、最上部の用紙Ｐを下側経路４内に送り込めるように構成されている。この給紙部８は、用紙の坪量に応じた最適な搬送力で用紙を給紙することができるものであり、その構成については後に項を改めて詳述する。
【００２４】
図１に示すように、搬送経路３の下側経路４の中央部分の下側には、搬送手段であるベルト搬送機構９が配置されている。ベルト搬送機構９は、図示しない多数の孔が形成されて循環駆動されるベルト１０と、上側を移動するベルト１０の孔からエアを下方に吸引して用紙Ｐをベルト１０の上面に吸着する吸引手段１１とを備えており、用紙Ｐをベルト１０の上面に吸着した状態で下側経路４に沿って搬送することができる。
【００２５】
ベルト搬送機構９の両側に当たる下側経路４の両端部、上側経路５、そして２つの接続経路６，６には、用紙Ｐの搬送手段である搬送用のローラ２０が適宜間隔で配置されており、用紙Ｐをこれら各経路４，５，６（７）に沿って搬送することができるようになっている。なお、ローラ２０は、このように循環路７に沿って配置されている他、後述するように循環路７に分岐して設けられた排紙路２１やスイッチバック路２５にも適宜間隔で配置されている。
【００２６】
下側経路４のベルト搬送機構９の上方には、画像形成部３０が配置されている。画像形成部３０は、Ｋ（ブラック）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の４色のインクを吐出する４基のインクジェット装置を用紙Ｐの搬送方向に沿って並設した装置であり、ベルト搬送機構９によって送られる用紙Ｐの上面にインクを吐出し、所望のカラー画像を形成することができる。
【００２７】
循環路７の上側経路５の下流側には、ローラ２０が設けられた排紙路２１が斜め上方に向けて分岐しており、その終端は筐体２に設けられ、先方側（下流側）が持ち上がった傾斜状の排紙部２２に連続している。画像形成部３０によって上面に画像が形成された用紙Ｐは、上面を下に向けた（フェイスダウン）状態で排紙部２２上に排出できる。また、両面に画像を形成された用紙Ｐは、先に印刷された面を上側にした状態で排紙部２２上に排出できる。
【００２８】
循環路７において、上側経路５の下流側と下側経路４の上流側を結ぶ一方の接続経路６の中途であって、前述した排紙路２１の分岐点のやや下流側には、スイッチバック路２５が分岐して設けられている。スイッチバック路２５は行き止まり構造であり、詳細は図示しないがその経路の途中にはローラ２０が設けられている。この構造によれば、循環路７からスイッチバック路２５に導いた印刷済みの用紙Ｐをスイッチバック路２５で往復させて循環路７に戻すことにより、循環路７中にある用紙Ｐの表裏を反転させることができる。従って、この構造によれば、連続した一連の動作によって一枚の用紙Ｐの両面に印刷を施すことができる。すなわち、用紙Ｐを循環路７の下側経路４に沿って搬送しながら一方の面にインクジェット装置３０で画像を形成し、その後、この用紙Ｐを上側経路５からスイッチバック路２５に送り込み、これを逆行させてスイッチバック路２５から再度循環路７に送り込んで上下を反転させ、再び下側経路４に沿って搬送してインクジェット装置３０の近傍を通過させ、他方の面に画像を形成することができる。
【００２９】
以上説明した本実施形態の画像形成装置１は、さらに制御部８０を有しており、この制御部８０が装置の各部を制御することにより、給紙部８から用紙Ｐを循環路７の下側経路４に送り込んで搬送し、インクジェット装置３０で用紙Ｐの表面に画像を形成して排紙部２２へ排出すれば、画像形成面を下にした状態で排紙することができる。また、用紙Ｐの表面に画像を形成して、そのまま排紙部２３へ排出すれば、画像形成面を上にした状態で排紙することができる。これは用紙Ｐの一方の面のみに画像を形成した片面印刷である。また、この片面に画像を形成した用紙Ｐを排紙部２２から排紙せず、同用紙Ｐをスイッチバック路２５に導き、スイッチバック路２５で往復させることによって用紙Ｐの表裏を反転させ循環路７に戻し、再び循環路７に沿って搬送しながらインクジェット装置３０で用紙Ｐの裏面に画像を形成すれば、両面印刷を行なうことができ、先に印刷された表面を上側にした状態で排紙部２２上に排出することができる。また、両面印刷後、先に印刷された表面を下側にした状態で排紙部２３上に排出することもできる。
【００３０】
（２）給紙部について
図１〜図６を参照して給紙部８について説明する。
図１に示すように、画像形成装置１の給紙部８は、複数枚の用紙を積載できる給紙台１２を備えている。図１〜図３に示すように、用紙Ｐの搬送方向に平行な給紙台１２の両側縁には、搬送方向及び鉛直方向に平行な一対のフェンス１３が設けられており、搬送方向に直交する用紙Ｐの幅方向について、用紙Ｐを位置決めできるようになっている。給紙台１２は昇降自在であり、用紙Ｐの消費に伴って上昇させることができ、最上位の用紙Ｐの上面を常に所定の給紙位置に設定することができる。
【００３１】
図１〜図３に示すように、給紙部８は給紙ローラ１４と捌きローラ１５を備えている。給紙ローラ１４は給紙台１２上にある用紙Ｐの上方の上流側に配置され、捌きローラ１５は同下流側に配置されている。給紙ローラ１４と捌きローラ１５の各回転軸は、互いに平行かつ水平な状態に配置されており、下面側が開放された箱型の支持体であるハウジング１６に回動自在に支持されている。そして、捌きローラ１５の回転軸１７は図示しないフレームにも支持されており、ハウジング１６及び給紙ローラ１４は捌きローラ１５の回転軸１７を中心として上下方向の所定範囲で回動できるようになっている。従って、給紙ローラ１４は、用紙Ｐの積載枚数が多少変動しても、給紙台１２の上に積載された用紙Ｐのうち、最上位の用紙Ｐの上面に常に当接することができる。また、図示はしないが、捌きローラ１５には駆動源であるモータが連結されており、捌きローラ１５と給紙ローラ１４は連動機構で連結されている。すなわち、給紙ローラ１４と捌きローラ１５の駆動源は同一であり、両ローラ１４，１５は同期して駆動される。なお、前記連動機構としては、プーリ及びベルトや、歯車等を利用できる。さらにまた、捌きローラ１５の下流側には、捌きローラ１５の下半部と対面する位置に捌き部材１８が配置されており、給紙ローラ１４によって送られた用紙Ｐを捌きローラ１５と捌き部材１８の間で一枚に捌いて給紙するようになっている。
【００３２】
図４〜図６に示すように、前記給紙ローラ１４は、中空円筒形の本体３１を備えている。本体３１は弾性及び気密性を有しており、内部には所定量の空気が充填されている。本体３１は、摩擦係数の高いゴムやエラストマーで構成できる。本体３１の両端面には、一対の筒状の基部３２，３２がそれぞれ気密状態で貫通して取りつけられている。この筒状の基部３２の両端は開口しているが、以下に説明する構造により、本体３１の内部は外部に対して気密状態とされている。すなわち、基部３２の内周面にはめねじ部３３が形成されており、めねじ部３３には、おねじ部３４が外周面に形成された移動体３５が螺合している。移動体３５は、基部３２よりも長くおねじ部３４が形成された細径の棒部３６と、本体３１及び基部３２の外側で棒部３６と軸芯を一致させて一体となった大径のギア部３７を備えている。また、本体３１内にある基部３２の一方の開口３２ａの内周面には気密用のパッキン３８が設けられており、移動体３５の棒部３６と気密状態で摺動できるようになっている。従って、移動体３５のギア部３７を回転させれば、棒部３６のおねじ部３４が基部３２のめねじ部３３に噛み合って回動するため、本体３１内の気密状態を保持しながら、移動体３５が軸線方向に沿って移動し、本体３１の内部において基部３２の開口３２ａから移動体３５を任意の量だけ突出させ、又は移動体３５を基部３２内に引き込むことができる。
【００３３】
なお、図６に示すように、この給紙ローラ１４は、移動体３５の棒部３６が基部３２の開口３２ａから本体３１内に突出せず、棒部３６の端部が基部３２の開口３２ａに一致している状態の時に、本体３１が円筒形状となるよう内部の空気量が調整されている。従って、図４及び図５に示すように、移動体３５の棒部３６が基部３２の開口３２ａから本体３１内に突出している状態の時には、本体３１の内部の圧力が高まって本体３１が膨出し、紡錘形に弾性変形する。
【００３４】
図４〜図６に示すように、給紙ローラ１４の中心軸を構成する基部３２は、前述したハウジング１６（図２参照）に軸受け３９を介して回動自在に軸支されている。そして、各移動体３５のギア部３７の上方には、移動体３５を移動させるための駆動部４０がそれぞれ設けられている。駆動部４０は、基体４１に支持された軸４２の一端部に駆動用の大径ギア４３が取り付けられ、他端部には第１小径ギア４４が取り付けられ、また基体４１には第１小径ギア４４に噛み合う第２小径ギア４５が軸支されている。基体４１は図示しない昇降機構により、自在に上下動できるようになっており、図４に示す上方の位置では、大径ギア４３は移動体３５のギア部３７から離れ、図５及び図６に示す下方の位置では、大径ギア４３は移動体３５のギア部３７に噛み合う。また、基体４１が下方にあって大径ギア４３がギア部３７に噛み合っている状態では、第２小径ギア４５は図示しない駆動源によって駆動されるようになっている。
【００３５】
なお、移動体３５のギア部３７は軸線方向について所定の長さを有しており、移動体３５が軸線方向に移動しても駆動部４０の大径ギア４３との噛合が外れることなない。すなわち、図５に示すように、一対の移動体３５，３５が互いに最も接近し、本体３１内にある基部３２の開口３２ａから移動体３５の棒部３６が本体３１内に突出した状態では、大径ギア４３はギア部３７の最も外側の位置で噛合する。また図６に示すように、一対の移動体３５，３５が互いに最も離れ、本体３１内にある基部３２の開口３２ａと移動体３５の棒部３６の端部が略一致した状態では、大径ギア４３はギア部３７の最も内側の位置で噛合する。
【００３６】
次に給紙部８の作用について説明する。
図２及び図３に示すように、この給紙装置によれば、給紙台１２の上に積載された用紙Ｐは、給紙ローラ１４の回転により上側の用紙Ｐから捌きローラ１５へと送り出される。さらに、送り出された用紙Ｐは、捌きローラ１５と捌き部材１８の間で捌かれて図３中に矢印Ｆで示すように１枚ずつ下流へと搬送されていく。ここで、給紙ローラ１４は自重とハウジング１６等の重量で決まる一定の荷重で用紙Ｐに接している。すなわち、給紙ローラ１４の給紙圧は常に一定である。しかし、本実施形態では、給紙ローラ１４の内部の空気の圧力を調整して外形を変えることにより、用紙Ｐとの接触面積を調整し、以て用紙Ｐを送り出す搬送力を変化させることができる。従って、以下に説明するように、搬送しようとする用紙Ｐの坪量に応じて搬送力を調整すれば、用紙Ｐの重さに左右されることなく安定した搬送を実現できる。
【００３７】
図４は、坪量が相対的に小さい軽い用紙Ｐ、例えば薄紙と呼ばれている用紙Ｐを搬送する場合の給紙ローラ１４の状態を示している。用紙Ｐの坪量が小さい程、給紙ローラ１４の用紙Ｐ（薄紙）に対する接触面積を減少させる。実施形態では、各駆動部４０，４０を下方に移動し、一対の移動体３５，３５の各ギア部３７，３７に各大径ギア４３，４３をそれぞれ噛合させる。そして、各大径ギア４３，４３を駆動して両移動体３５，３５を第１方向に回転させて互いに接近する向きに移動させ、必要に応じた寸法だけ移動体３５を基部３２から本体３１の内部に突出させる。図４は、移動体３５の棒部３６が基部３２から本体３１内に最も突出した状態であり、駆動部４０は移動体３５を移動させた後、上方に退避している。
【００３８】
図４に示す状態では、円筒形の本体３１は、その内部に突出した移動体３５の容積分だけ容積が減少するため、空気の圧力が上がって膨出し、中央が両端より膨らんだ紡錘形となっている。このため、給紙圧が一定である場合、用紙Ｐに対する接触面積は、元の円筒形（図６参照）の場合に比べて小さくなっている。ここで、前記接触面積に対応する指標として、給紙ローラ１４の軸線方向に関する用紙Ｐとの接触長さを想定することができる。図４に示す薄紙対応の紡錘形では接触長さはＬ１であり、後述する図６に示した厚紙対応の円筒形では接触長さはＬ１より大きいＬ２であり、Ｌ１はＬ２の例えば１／４程度となっている。Ｌ２は給紙ローラ１４の軸長である。
【００３９】
図４に示す状態では、薄紙（用紙Ｐ）の繊維に引っ掛かる給紙ローラ１４の面積が小さくなるため搬送力は減少するが、薄紙の軽さに応じた搬送力で問題なく搬送することができる。薄紙は剛性が低いため、給紙ローラ１４の搬送方向と捌きローラ１５の搬送方向が一致していない場合には皺が生じ易い。しかし、給紙ローラ１４の搬送力が小さい場合には、給紙ローラ１４で押さえられている薄紙の面積は小さく、用紙Ｐは動きやすいため、両ローラから薄紙に加わる搬送力の方向が異なっていても、薄紙が損傷するおそれは少ない。
【００４０】
なお、本体３１の紡錘形の膨らみ加減は、移動体３５が本体３１内へ突出する量に対応して調整できるので、用紙Ｐの坪量に応じて給紙ローラ１４の用紙Ｐに対する接触面積を調整することができる。すなわち、坪量が大きい程、接触面積を大きくし、坪量が小さい程、接触面積を小さくする。
【００４１】
図５及び図６は、図４に示す薄紙対応の紡錘形から、厚紙対応の円筒形に、給紙ローラ１４の形状を変化させる手順又は作用を説明する図である。図４に示す紡錘形の状態から、坪量が大きい重い用紙Ｐ、例えば厚紙を搬送するための状態に移行する場合には、その坪量が大きくなるほど、給紙ローラ１４の用紙Ｐに対する接触面積を増大させればよい。実施形態では、駆動部４０を図４に示した位置から図５に示す位置まで下降させ、大径ギア４３を移動体３５のギア部３７に噛合させる。そして、各大径ギア４３，４３を駆動して両移動体３５，３５を前記第１方向と反対の第２方向に回転させて互いに離れる向きに移動させ、移動体３５の棒部３６を基部３２の中に引き込む。図６は、移動体３５の棒部３６が基部３２の内部に最も引き込まれた状態であり、移動体３５の棒部３６の端面と、基部３２の内側の開口３２ａが一致した状態にある。その後、駆動部４０を上方に退避させ、給紙ローラ１４を駆動できる状態にする。
【００４２】
図６に示す状態では、給紙ローラ１４の両端面に設けられた一対の移動体３５，３５を互いに離間する方向に移動させ、移動体３５の棒部３６を本体３１内から基部３２内に引き込んでいる。このため、円筒形の本体３１は、その内部に突出していた移動体３５の容積分だけ容積が増加するため、空気の圧力が下がって縮退し、中央の膨出が回復して元の円筒形に戻る。給紙ローラ１４は用紙Ｐに対して軸方向の全長に亘って接触し、その接触面積は最大となり、紡錘形であった場合（図４参照）に比べて用紙Ｐに対する接触面積が大きくなる。なお、図６に示す厚紙対応の紡錘形では接触長さはＬ２であり、前述した薄紙対応の円筒形（図４参照）では接触長さはＬ２より小さいＬ１であり、Ｌ２はＬ１の例えば４倍程度となっている。
【００４３】
図６に示す状態では、厚紙（用紙Ｐ）の繊維に引っ掛かる給紙ローラ１４の面積が大きくなるため搬送力が増大し、駆動部４０が上昇して搬送可能な状態になれば、重い厚紙でも問題なく搬送できる。厚紙は剛性が高いため、給紙ローラ１４の搬送方向と捌きローラ１５の搬送方向が一致していない場合でも皺は生じにくい。このため、給紙ローラ１４による搬送力を高めても、両ローラから厚紙に加わる搬送力の方向が異なるために厚紙が損傷するおそれは少ない。
【００４４】
図４〜図６を参照して説明した実施形態では、給紙ローラ１４の形状に係わらず、給紙ローラ１４は常に自重及びハウジング１６等の重量で用紙Ｐに接しているため、給紙圧は常に一定である。前記給紙ローラ１４のようなローラで用紙Ｐを搬送する場合には、ローラと用紙Ｐの間に作用する摩擦力が、用紙Ｐを搬送する搬送力となる。一般的に、この搬送力（摩擦力）は、ローラが用紙Ｐを垂直方向に押圧する力、すなわち給紙圧と、用紙Ｐとローラの間の摩擦係数の積に比例すると考えられている。ここで、摩擦係数は物質定数であるから一定値であると考えれば、搬送力は給紙圧に比例することになる。本例では、給紙圧は前述した通り一定であるから、搬送力も一定となるはずである。
【００４５】
このように、搬送力は、給紙圧と摩擦係数によって決まり、これ以外の要因、例えばローラと用紙Ｐの接触面積等に影響を受けることはないはずである。ところが、実際には、本実施形態で説明したように、摩擦係数は給紙圧以外の条件によって影響を受け、変化する場合がある。すなわち、搬送力と給紙圧は摩擦係数を比例係数とした線型の対応関係（正比例関係）にあるが、給紙圧の値がある値を越えると摩擦係数の値が小さくなり、線型に比例しなくなって、給紙圧の増大に対して搬送力の増加率が小さくなる領域がある。そして、搬送力と給紙圧が比例しなくなる給紙圧の限界値は、ローラと用紙Ｐの接触面積が大きくなるほど大きくなるという関係がある。
【００４６】
このような本実施形態における給紙圧と搬送力の関係に類似した現象として、自動車のタイヤと走行面との間に作用する摩擦力に係る現象が広く知られている。タイヤに作用する荷重（前記給紙圧に相当）、すなわち自動車の重量によっては、細いタイヤ（前記接触面積が小さいことに相当）よりも太いタイヤ（前記接触面積が大きいことに相当）の方が、走行面との間の摩擦係数が大きくなり、走行面との間に働く摩擦力が大きくなって走行性能が安定する場合がある。自動車技術の分野では、このような状態を「タイヤのグリップが良い」等と表現することがある。
【００４７】
本発明は、このような給紙圧と摩擦力の比である摩擦係数が一定にならないような給紙圧において、ローラの用紙Ｐに対する接触面積を変えることで摩擦力が変化するという現象を利用したものである。より具体的には、ローラの重量等によって決まる給紙圧と用紙Ｐに対する搬送力が比例しなくなる給紙圧の領域において、用紙Ｐの種類の違い（坪量の差異）に応じてローラの用紙Ｐに対する接触面積を変化させ、用紙Ｐに対する搬送力を増減させて用紙Ｐの種類に適合した搬送力でしわを発生させることなく適切に搬送できるようにしたことを特徴としている。
【００４８】
（３）画像形成装置１の制御システム等について
図７を参照して、以上説明した実施形態の画像形成装置１の制御システムについて説明する。
実施形態の画像形成装置１は、図７に示すように、操作部７０と、制御部８０と、制御対象部９０から構成される画像形成制御システムと見なすことができる。操作部７０は、使用者が必要な指示又はデータ等を入力する操作パネル７１と、装置の操作等に必要な情報が表示される表示部７２を有している。制御部８０は、画像メモリー部として必要な形式で画像データを格納する等、制御に必要な記憶領域を提供するＲＡＭ８１と、制御プログラムや必要なデータ等が書き込まれたＲＯＭ８２と、これらの記憶部、操作部７０及び制御対象部９０を統括的に制御するＣＰＵ８３を有している。
【００４９】
制御対象部９０には、画像を読み取って画像データを出力する画像読取り部９１と、制御部８０のＲＡＭ８１に記憶された画像データをＣＰＵ８３の指示により読み出して出力画像データとして出力する画像出力部９２と、画像出力部９２が出力した出力画像データが与えられて駆動されるＩＪヘッド等からなる画像形成部３０が含まれる。
【００５０】
画像データの供給源としては、前記画像読取り部９１の他、外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から画像データが入力されるＩ／Ｆ入力処理部９３がある。Ｉ／Ｆ入力処理部９３から入力された画像データは、ラスターイメージプロセシング（ＲＩＰ）９４を経てＲＡＭ８１に格納される。Ｉ／Ｆ入力処理部９３から入力された画像データがビットマップ形式のデータである場合は、そのままＲＡＭ８１に格納されるが、コマンドデータである場合には、ラスターイメージプロセシング（ＲＩＰ）９４でビットマップ画像に変換されてからＲＡＭ８１に格納される。ＲＡＭ８１に格納されたビットマップ形式の画像データは、画像出力部９２によって出力画像データに変換され、画像形成部３０に与えられてこれを駆動する。
【００５１】
制御対象部９０には、給紙部８と、排紙部２２，２３と、搬送経路３の近傍に設けられた用紙の検出センサと、これらの機構を制御する機構制御部９５と、さらに電源部９６が含まれている。
【００５２】
また、本実施形態の制御部８０は、給紙しようとする用紙Ｐの坪量に関するデータを取得し、当該データに基づき機構制御部９５を介して駆動部４０を制御することができる。坪量に関するデータは、ユーザーが操作部７０の操作パネル７１から入力し、制御部８０のＲＡＭ８１等のメモリに記憶されたジョブデータから取得してもよいし、給紙部８に設けたセンサによって用紙Ｐを検知して得たデータから取得してもよい。制御部８０は、このデータに基づき機構制御部９５によって駆動部４０を制御し、移動体３５の位置を適宜に調整する。これにより、給紙ローラ１４の本体３１を用紙Ｐに合わせた形状とし、用紙Ｐとの接触面積を給紙に最適な値に自動的に設定することができる。例えば、給紙しようとする用紙Ｐの坪量が小さいほど、移動体３５が本体３１の内部へ突出する量を大きく設定し、給紙ローラ１４を膨らませて用紙Ｐとの接触面積がより小さくなるように自動的な制御を行なうことができる。
【００５３】
なお、以上説明した実施形態では、画像形成装置の給紙装置を例示し、その給紙ローラの用紙に対する接触面積を調整する技術を説明した。しかし、本発明の適用対称は、用紙を給送する装置であればよく、必ずしも画像形成装置の給紙装置に限るものではない。また、この発明は、給紙装置において給紙ローラの搬送力の調整に効果を奏するものであるが、一般的な用紙の搬送系において搬送ローラによる搬送力の調整に応用することができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５４】
１…画像形成装置
８…給紙装置としての給紙部
１４…給紙ローラ
１５…捌きローラ
１６…支持体としてのハウジング
１８…捌き部材
３０…画像形成部
３１…給紙ローラの本体
３２…給紙ローラの基部
３３…めねじ部
３４…おねじ部
３５…移動体
４０…駆動部
８０…制御部
Ｐ…用紙
【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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