JP2010076912A - 給紙装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面平滑度の高いシートを用いた場合であっても、消費電力の増加を招くことなく、画像形成部への良好なシートの搬送を実現することができる給紙装置およびこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】給紙ユニット１３０は、遅延検知部８２によってシートＰの搬送時間の遅延が検知されるまでは、２次給紙ローラ対４４・４５の駆動による給紙中は１次給紙ローラ対４１・４２の駆動を停止する通常時駆動を行う一方、遅延検知部８２によって搬送時間の遅延が検知された後は、２次給紙ローラ対４４・４５の駆動による給紙中も１次給紙ローラ対４１・４２を駆動する遅延時駆動を行うように制御する制御部３００を備えている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはこれらの機能を複合的に備えた複合機などの画像形成装置に用いられる給紙装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置において、連続給紙可能なシート状記録媒体としては、通常、上質紙や複写機メーカーが指定した普通紙等のカットシートに限定されて用いられていた。

しかしながら、近年では、シート状記録媒体の多様化が進んでおり、上質紙や普通紙等の表面平滑度が低いシートのみが用いられるわけではない。特に、画像形成装置のカラー化技術の発展に伴い、白色度を向上させ光沢を出した塗工紙（シートの両面または片面に、印刷適正の改良を目的として塗料の一種である塗工カラーを塗布した複合シート）等のように、その表面に大量の填料が塗布され表面平滑度が高いものも用いられるようになってきている。即ち、近年では、上質紙や普通紙だけでなく、上記のような塗工紙、さらにはフィルムシートやトレーシングペーパー等に対しても、同一の機種による搬送要求が高くなっている。

ここで、上記のような表面平滑度が高いシートの給紙を続けると、画像形成部へのシートの搬送経路に用いる各給紙ローラにおいてスリップが生じ易い。このため、シートを画像形成部へ送り出す際に、ピックアップローラのシート搬送方向下流側に設けられた１次給紙ローラと当該１次給紙ローラのシート搬送方向下流側に設けられた２次給紙ローラとの双方を駆動させる構成の給紙装置が従来より用いられている。
特開２００５−１５１００号公報

しかしながら、シートの搬送開始から常に１次給紙ローラと２次給紙ローラとの双方を駆動させて画像形成部へとシートを搬送する従来の構成では、当該給紙ローラを駆動するモータの消費電力が大きくなるといった問題がある。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、表面平滑度の高いシートを用いた場合であっても、消費電力の増加を招くことなく、ローラスリップによるシート搬送の遅延の問題を回避し、画像形成部への良好なシートの搬送を実現することができる給紙装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る給紙装置は、画像形成部を備えた画像形成装置に用いられる給紙装置であって、シート収納部から送り出されたシート状記録媒体を、所定の搬送路に沿って搬送する１次給紙機構と、前記１次給紙機構のシート搬送方向下流側に設けられ、前記１次給紙機構によって搬送されたシート状記録媒体を、画像形成部へと搬送する２次給紙機構と、前記２次給紙機構により搬送されたシート状記録媒体の先端が、前記２次給紙機構と前記画像形成部との間の搬送路における所定の通過点に到達するまでの搬送時間の遅延を検知する遅延検知部と、前記遅延検知部によって搬送時間の遅延が検知されるまでは、前記２次給紙機構の駆動による給紙中は前記１次給紙機構の駆動を停止する通常時駆動を行う一方、前記遅延検知部によって搬送時間の遅延が検知された後は、前記２次給紙機構の駆動による給紙中も前記１次給紙機構を駆動する遅延時駆動を行うように、前記１次給紙機構及び前記２次給紙機構の駆動を制御する制御部と、を備えている。

上記の構成によれば、シート状記録媒体の搬送が遅延なく行われている場合は、前記２次給紙機構の駆動による給紙中、前記１次給紙機構の駆動を停止させる通常時駆動を行う一方、前記２次給紙機構と前記画像形成部との間の搬送路における所定の通過点に到達するまでの搬送時間の遅延を検知した場合は、前記２次給紙機構の駆動による給紙が行われている間も前記１次給紙機構を駆動する遅延時駆動を行うように制御している。このため、シート状記録媒体の画像形成部への搬送状況に応じて、通常時駆動と遅延時駆動とを適宜切り換えることができる。これにより、例えば、表面平滑度の高いシートを用いた場合であっても、消費電力の無駄な増加を招くことなく、ローラスリップによるシート搬送の遅延の問題を回避し、画像形成部への良好なシートの搬送を実現することができる給紙装置を実現することができる。

上記の構成において、前記シート状記録媒体の先端が、前記２次給紙機構まで到達したことを検知する搬送スイッチをさらに含み、前記制御部は、前記搬送スイッチにより前記シート状記録媒体の先端が検知されたとき、前記１次給紙機構を停止させると共に、前記シート状記録媒体の先端を挟持した状態で前記２次給紙機構も一旦停止させた後、前記通常時駆動を行う場合は、前記２次給紙機構の駆動により前記シート状記録媒体を前記画像形成部へと搬送させる一方、前記遅延時駆動を行う場合は、前記１次給紙機構及び２次給紙機構の駆動により前記シート状記録媒体を前記画像形成部へと搬送させる構成としてもよい（請求項２）。

上記の構成によれば、前記シート状記録媒体の先端が前記２次給紙機構まで到達したことを検知する搬送スイッチがＯＮ状態となるタイミングで、前記の通常時駆動と遅延時駆動との切り換えを行うことができる。

上記の構成において、前記通過点に設けられ、前記シート状記録媒体の先端が当該通過点まで到達したことを検知する通過点スイッチをさらに含み、前記遅延検知部は、シート状記録媒体の先端が前記搬送スイッチにより検知されてから所定の遅延判断時間を計時するタイマを備え、前記タイマが所定の遅延判断時間の計時を完了しても、シート状記録媒体の先端が前記通過点スイッチにて検知されなかった場合に、前記シート状記録媒体の搬送時間の遅延を検知する構成とすることが望ましい（請求項３）。

上記の構成によれば、前記シート状記録媒体の先端が前記２次給紙機構と前記画像形成部との間の搬送路における所定の通過点まで到達したことを検知する通過点スイッチと、シート状記録媒体の先端が前記搬送スイッチにより検知されてから所定の遅延判断時間を計時するタイマとを用いて、前記遅延検知部は、前記タイマが所定の遅延判断時間の計時を完了しても、シート状記録媒体の先端が前記通過点スイッチにて検知されなかった場合に、前記シート状記録媒体の搬送時間の遅延を検知し、前記の遅延時駆動に切り換えることができる。

上記の構成において、前記遅延時駆動の制御を継続中、所定枚数連続して遅延検知部により搬送時間の遅延が検知されなかったとき、その後は前記通常時駆動を行うように制御することが望ましい（請求項４）。

上記の構成によれば、前記遅延検知部により搬送時間の遅延が検知され、一旦遅延時駆動に切り換えた後であっても、その後、所定枚数連続して搬送時間の遅延が検知されなかったときには、再度通常時駆動に切り換えている。これにより、一旦遅延時駆動に切り換った後は、その後の搬送が遅延なく良好に行われているか否かに関わりなく遅延時駆動を継続する構成に比べ、消費電力の無駄を低減することができる。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記各構成の給紙装置と、前記給紙装置から給紙されたシート状記録媒体に画像を形成する画像形成装置本体と、を備えている（請求項５）。

上記の構成によれば、消費電力の無駄な増加を招くことなく、ローラスリップによるシート搬送の遅延の問題を回避し、画像形成部への良好なシートの搬送を実現することができる給紙装置を備えている。これにより、例えば、表面平滑度の高いシートを用いた場合であっても、画像形成装置全体の消費電力の増加を低減しつつ、シート状記録媒体を画像形成タイミングへの遅れを生じることなく良好に搬送することができる画像形成装置を実現することができる。

本発明によれば、表面平滑度の高いシートを用いた場合であっても、消費電力の増加を招くことなく、ローラスリップによるシート搬送の遅延の問題を回避し、画像形成部への良好なシートの搬送を実現することができる給紙装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。

＜第１実施形態＞
図１および図２を参照して、本発明の一実施態に係る給紙装置を備えた画像形成装置について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る給紙装置を備えた画像形成装置の外観を示す斜視図である。図２は、上記画像形成装置の内部構造を示す断面図である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ１は、図１に示すように、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）（図示せず）等に直接またはＬＡＮ経由で接続されるプリンタ本体２００と、プリンタ本体２００の下方に設けられ、各種サイズのシートＰを当該サイズに合わせてそれぞれ収納可能に構成されたシート供給部１００とを備えている。なお、カラープリンタ１は、該カラープリンタ１の動作を制御する制御回路など、一般的なカラープリンタに設けられた他の構成要素も有している。

図２に示すように、プリンタ本体２００は、トナーコンテナ９００Ｙ、９００Ｍ、９００Ｃ、９００Ｋ、中間転写ユニット９２、画像形成ユニット（画像形成部）９３、露光ユニット９４、シート供給部１００、定着ユニット９７、排紙ユニット９６、装置本体の筐体９０、トップカバー９１１及びフロントカバー９１２を備えている。

画像形成ユニット９３は、イエロー用トナーコンテナ９００Ｙ、マゼンタ用トナーコンテナ９００Ｍ、シアン用トナーコンテナ９００Ｃ、ブラック用トナーコンテナ９００Ｋと、その下方に配置され、ＹＭＣＫ各色に対応する現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを有している。

画像形成ユニット９３には、さらにそれぞれの色のトナー像を担持する感光体ドラム１７（電子写真方式で潜像が形成される感光体）が各々備えられている。かかる感光体ドラム１７としては、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。各感光体ドラム１７には、対応したトナーコンテナ９００Ｙ、９００Ｍ、９００Ｃ、９００Ｋからそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが供給される。

なお、本実施形態の画像形成ユニット９３は、上記のようにフルカラー画像を形成することができる構成であるが、これに限定されることはなく、白黒画像やフルカラーではないカラー画像を形成する構成のものであってもよい。

感光体ドラム１７の周囲には、帯電器１６、現像装置１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）、転写器（転写ローラ）１９及びクリーニング装置１８等が配置されている。帯電器１６は、感光体ドラム１７の表面を均一に帯電する。帯電後の感光体ドラム１７の表面は、露光ユニット９４によって露光され、静電潜像が形成される。現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、それぞれトナーコンテナ９００Ｙ、９００Ｍ、９００Ｃ、９００Ｋから供給される各色のトナーを用いて、各々の感光体ドラム１７上に形成された静電潜像を現像（可視像化）する。転写ローラ１９は、中間転写ベルト９２１を挟んで感光体ドラム１７とニップ部を形成し、感光体ドラム１７上のトナー像を中間転写ベルト９２１上に一次転写する。クリーニング装置１８は、トナー像転写後の感光体ドラム１７の周面を清掃する。

各現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、筐体２０を備え、この筐体２０の内部には、磁性キャリアとトナーとを有する２成分現像剤が収納されている。また、筐体２０内には、筐体底部近傍に長手方向を軸方向として並列に２本の攪拌ローラ１１、１２（現像剤攪拌部材）が回転可能に配置されている。

筐体２０の内部底面には、現像剤の循環経路が設定されており、攪拌ローラ１１、１２は前記循環経路内に配設されている。攪拌ローラ１１、１２の間の軸方向には、筐体底部から立設された仕切り壁２０１が設けられている。この仕切り壁２０１は、前記循環経路を区画するもので、仕切り壁２０１の周囲を周回するように前記循環経路が形成されている。２成分現像剤は、この循環経路を攪拌ローラ１１及び１２によって攪拌、搬送されながら帯電される。

２成分現像剤は、攪拌ローラ１１及び１２によって攪拌されつつ筐体２０内を循環し、トナーが帯電されると共に、攪拌ローラ１１上の２成分現像剤が上側に位置する磁気ローラ１４に吸引されて搬送される。吸引された２成分現像剤は磁気ローラ１４上に磁気ブラシ（図示せず）を形成し、その磁気ブラシがドクターブレード１３によって層厚規制され、磁気ローラ１４と現像ローラ１５との間の電位差で現像ローラ１５上にトナー層を形成する。そして、現像ローラ１５上のトナー層によって感光体ドラム１７上の静電潜像が現像される。

露光ユニット９４は、光源やポリゴンミラー、反射ミラー、偏向ミラーなどの各種の光学系機器を有し、前記画像形成ユニット９３の各々に設けられた感光体ドラム１７の周面に、画像データに基づく光を照射して、静電潜像を形成する。

中間転写ユニット９２は、中間転写ベルト９２１、駆動ローラ９２２、及び従動ローラ９２３を備えている。中間転写ベルト９２１は、複数の感光体ドラム１７からトナー像が重ね塗り状態で一次転写され、このトナー像を、給紙ユニット１３０から供給されるシートＰに二次転写部９８において二次転写する。駆動ローラ９２２及び従動ローラ９２３は、中間転写ベルト９２１を周回駆動させる。駆動ローラ９２２及び従動ローラ９２３は、図略の筐体で回転自在に支持される。

給紙ユニット１３０は、画像形成される複数のシートＰからなるシート束Ｓを収納するものであって、筐体９０に対して着脱可能に装着されている。

定着ユニット９７は、中間転写ユニット９２から二次転写されたシートＰ上のトナー像に対し、定着処理を施すものであり、定着処理の完了したカラー画像付のシートＰは、装置本体２００の上部に形成された排出ユニット９６へ向けて排出されることになる。

排紙ユニット９６は、定着ユニット９７から搬送されたシートＰを、排紙トレイとしてのトップカバー９１１上に排出する。

シート供給部１００は、プリンタ本体２００に着脱自在に装着された複数段（本実施形態では３段）の給紙ユニット（給紙装置）１３０を備えている。各段の給紙ユニット１３０には、上記の各サイズのシート束Ｓがそれぞれ貯留されており、選択された給紙ユニット１３０では、当該給紙ユニット１３０に設けられたれピックアップローラ４０の駆動により、シート束Ｓの最上層のシートＰが１枚ずつ取り出されて、後述する１次給紙機構及び２次給紙機構によって、給紙搬送路１３３へと繰り出され、画像形成ユニット９３へ導入されるようになっている。

各給紙ユニット１３０は、プリンタ本体２００の下部に複数積み重ねて後付装着可能な搬送機構を具備しており、所望の段数の給紙ユニット１３０を、いつでも後付でプリンタ本体２００に装着できる。すなわち、プリンタ本体２００の下部に各給紙ユニット１３０を複数積み重ねることにより、各給紙ユニット１３０が有する搬送機構が互いに結合されて、プリンタ本体２００へと延びる一本の給紙搬送路１３３が形成される。これにより、給紙ユニット１３０の複数積み重ね後付装着を可能としている。

なお、本実施形態ではシート供給部１００が３段の給紙ユニット１３０で構成された例を挙げているが、本発明はこれに限らず、給紙ユニット１３０が１段または２段、または４段以上の給紙ユニットで構成されたプリンタ等の画像形成装置に対しても同様に適用することができる。

次に、図１、図３ないし図５を参照し、本実施形態に係るカラープリンタ１のシート供給部１００に装着される各給紙ユニット（給紙装置）１３０の構成について、詳細に説明する。

図３は、本実施形態に係る給紙装置の構成を示す断面図である。図４は、図３に示す給紙装置における給紙カセットを給紙装置本体から引き出した状態を示す斜視図である。図５は、図３に示す給紙装置に搭載される位置検知センサを示す説明図である。

図３及び図４に示すように、給紙ユニット１３０は、シート収納部３５の内底面に、複数枚のシート（シート状記録媒体）Ｐからなるシート束Ｓを積載するリフト板（シート積載板）３１を備えている。このリフト板３１は、その給紙方向上流端（図３中の左側端部）が、支持部３８により回動可能に支持されている。すなわち、リフト板３１は、シート収納部３５の内部において、下流端を自由端として支持部３８により垂直面内で回動可能となっている。支持部３８は、シートＰの幅方向（給紙方向と直交する方向）に対向配置されてなるシート収納部３５の両側壁部に設けられている。

給紙ユニット１３０の給紙カセット１３０Ａは、シート収納部３５に収納されるシートＰの幅方向の位置決めを行う幅合わせカーソル対３４ａ・３４ｂと、シートＰの後端を揃える後端カーソル３３と、を備えている。幅合わせカーソル対３４ａ・３４ｂは、図示しない案内レールに沿ってそれぞれシート幅方向（図４の矢印ＡＡ′方向）に往復移動可能に設けられている。ここではシートＰが矢印Ｂ方向に送り出されるため、後端カーソル３３は案内レール３３ａ、３３ｂに沿ってシート搬送方向と平行（図４の矢印ＢＢ′方向）に往復移動可能に設けられている。幅合わせカーソル対３４ａ・３４ｂおよび後端カーソル３３を、積載されるシートサイズに合わせて移動させることにより、シート束Ｓを給紙ユニット１３０内の所定位置に収納する。給紙ユニット１３０は、カセットカバー４３を備え、その表面側（図４の矢印Ｃ方向から見た側）が外部に露出してカラープリンタ１の外装面の一部を構成する。

リフト板３１の給紙方向下流側下方には、リフト板３１を昇降させる昇降機構として、駆動シャフト３６、押し上げ部材３２、駆動連結部材（不図示）が設けられている。また、給紙ユニット本体１３０Ｂには、上記駆動連結部材に対応する受け部材（不図示）と、当該受け部材に連結する正逆転可能なリフトモータ（不図示）が設けられている。給紙カセット１３０Ａを給紙ユニット本体１３０Ｂに収納した状態では、給紙カセット１３０Ａ側のシート収納部３５の駆動連結部材が、給紙ユニット本体１３０Ｂ側の受け部材と係合して連結する。これにより、前記リフトモータの動力を、駆動シャフト３６に伝達することができる。前記駆動シャフト３６、押し上げ部材３２、駆動連結部材、受け部材およびリフトモータにより、リフト板３１を給紙位置と離間位置との間で変位させる昇降機構３０が構成されている。

本実施形態における前記給紙位置とは、リフト板３１が上昇し、リフト板３１に載置されたシート束Ｓの上面がピックアップローラ４０に当接して給紙可能な状態となる位置である。前記離間位置とは、当該シート束Ｓの上面がピックアップローラ４０と離間した位置であり、選択された種類のシートＰの上面とピックアップローラ４０との接触を避けるために最低限必要な間隔を有する位置にリフト板３１を下降させた位置である。

給紙対象のシートＰの種類は、シート設定部３９によって選択することができる。シート設定部３９は、給紙ユニット１３０またはプリンタ本体２００の操作パネル（不図示）に設けることができる。

なお、リフト板３１を昇降させる昇降機構を構成するリフトモータとしては、例えば、ステッピングモータや、ＤＣモータ等を用いることができる。

また、給紙ユニット１３０は、図３に示すように、１次給紙機構として、ピックアップローラ４０の搬送方向下流側に設けられた１次給紙ローラ４１と、１次給紙ローラ４１の下方に設けられた捌きローラ４２とを備えている。さらに、前記１次給紙機構の搬送方向下流側には、２次給紙機構として、２次給紙ローラ対４４・４５が設けられている。１次給紙ローラ４１はピックアップローラ４０と共に給紙ユニット本体１３０Ｂ側に設けられている一方、捌きローラ４２および２次給紙ローラ４５は給紙カセット１３０Ａ側に設けられている。そして、給紙カセット１３０Ａが給紙ユニット本体１３０Ｂに装着された状態では、１次給紙ローラ４１と捌きローラ４２とが当接するようになっている。

１次給紙ローラ４１はピックアップローラ４０により取り出されたシートＰを２次給紙ローラ４４へと給紙するものである。１次給紙ローラ４１はシートＰを下流へ搬送できる方向に回転するのに対して、捌きローラ４２は、それとは逆に、シートＰを上流へと送り返す方向に回転する。この捌きローラ４２により、たとえピックアップローラ４０により取り出されたシートＰが重なっていた場合でも、最上層のシートＰ以外のシートが２次給紙ローラ４４方向に給紙されるのを防止でき、最上層のシートＰのみが１次給紙ローラ４１により２次給紙ローラ４４へと搬送される。そして、２次給紙ローラ４４は、シートＰを給紙搬送路１３３（図２参照）へと搬送する。

また、給紙ユニット１３０は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、リフト板３１に載置されたシート束Ｓの最上層のシートＰが給紙位置にあることを検出する位置検知センサＰＳを備えている。この位置検知センサＰＳは、遮光部材ＰＳＡと光センサＰＳＢとから構成されている。光センサＰＳＢは、ピックアップローラ４０付近に固定して設けられた発光素子と、当該発光素子から発光された光を受光する受光素子とからなる。一方、遮光部材ＰＳＡは、ピックアップローラ４０の支持部材５０に設けられている。また、支持部材５０は、給紙ローラ４１の回動軸を中心に回動可能に設けられている。これにより、リフト板３１に載置されたシート束Ｓの上面が、リフト板３１の上昇により図５（ｂ）に示す給紙位置に移動すると、ピックアップローラ４０は、最上層のシートＰに押し上げられ１次給紙ローラ４１の回動軸を中心に回転し若干上方へ変位する。このとき、ピックアップローラ４０と連動して遮光部材ＰＳＡが上方へ持ち上げられ、光センサＰＳＢの光路を遮光し、シート束Ｓの上面が給紙位置にあることを検出できる構成となっている。

上記構成の給紙ユニット１３０において、リフトモータの作動により、押し上げ部材３２がリフト板３１の底面と係合しながらリフト板３１の下流端側を押し上げる。これにより、リフト板３１上に積載されたシート束Ｓの上面が、給紙カセット１３０Ａの上方に設けられたピックアップローラ４０に当接する給紙位置へと変位する。

この時、図５（ｂ）に示すように、ピックアップローラ４０の給紙位置への変位を位置検知センサＰＳが検知すると、前記リフトモータの駆動が停止する。

図６ないし図９を参照して、本実施形態に係るシート搬送動作について以下に詳細に説明する。

図６は、本実施形態に係るシート搬送機構の概略構成を示す説明図である。図７は、本実施形態に係る１次給紙機構を上方から見た平面図である。図８は、ピックアップローラの回転軸に設けられたワンウェイ機構を説明する説明図である。図９は、図７の一点鎖線Ｙで示す位置における断面図（矢視Ｙ−Ｙ線断面図）である。

本実施形態に係る給紙ユニット１３０は、図６に示すシート搬送機構を備えている。シート搬送機構は、リフト板３１に載置されたシート束Ｓの上面に当接し、該シート束Ｓの最上層のシートＰを送り出すピックアップローラ４０と、ピックアップローラ４０のシート搬送方向下流側に設けられ、ピックアップローラ４０によって送り出されたシートＰをシート搬送方向下流側へと搬送する１次給紙機構と、当該１次給紙機構のシート搬送方向下流側に設けられ、１次給紙機構によって搬送されたシートＰをさらに下流側の画像形成ユニット９３へと送り出す２次給紙機構とを備えている。１次給紙機構は、１次給紙ローラ４１と捌きローラ４２とから構成されている。２次給紙機構は、２次給紙ローラ対４４・４５から構成されている。ピックアップローラ４０は、クラッチＣＬ０を介して駆動モータＭに連繋されている。１次給紙ローラ４１は、クラッチＣＬ１を介して駆動モータＭに連繋されている。２次給紙ローラ４４は、クラッチＣＬ２を介して駆動モータＭに連繋されている。

図６に示すように、シート搬送機構は、搬送スイッチＳＷ１と本体スイッチ（通過点スイッチ）ＳＷ２からの信号を受けて、制御部３００により、駆動モータＭと、ピックアップローラ４０、１次給紙ローラ４１及び２次給紙ローラ４４と、の接続がそれぞれクラッチＣＬ０〜ＣＬ２を介してＯＮ／ＯＦＦされるように構成されている。制御部３００によるシート搬送機構の制御については、後に詳細に説明する。

次に、ピックアップローラ駆動機構及び１次給紙ローラ駆動機構の構成について図７ないし図９を参照し説明する。

図７に示すように、ピックアップローラ４０は、回転軸４０ａと、当該回転軸４０ａが貫通するローラ体４０ｂとが一体に形成されてなる。また、１次給紙ローラ４１は、回転軸４１ａと、当該回転軸４１ａが貫通するローラ体４１ｂとが一体に形成されてなる。そして、ピックアップローラ４０及び給紙ローラ４１は、これらの回転軸４０ａ及び４１ａによって、プリンタ本体２００に設けられた支持部材（不図示）に回転可能に支持されている。

同様に、捌きローラ４２は、回転軸４２ａと、当該回転軸４２ａが貫通するローラ体４２ｂとが一体に形成されてなる。そして、捌きローラ４２は、回転軸４２ａによって、給紙カセット１３０Ａに回転可能に支持されており、付勢手段（不図示）によって給紙ローラ４１に圧接されている。さらに、捌きローラ４２の回転軸４２ａにはトルクリミッタが設けられており、所定以上の回転力が付与されたときのみ、１次給紙ローラ４１に従動回転するよう構成されている。

そして、１次給紙ローラ４１の回転軸４１ａは、駆動軸６５によって駆動源である駆動モータＭと接続されており、この駆動モータＭによって回転駆動されることとなる。また、回転軸４１ａと駆動軸６５との接続部にはワンウェイクラッチ６６（図６の第１クラッチＣＬ１）が設けられており、駆動モータＭが停止され駆動軸６５が回転しない場合でも、１次給紙ローラ４１がシート搬送方向に回転できるようになっている。

さらに、駆動軸６５には分岐ギア６７が取り付けられており、中継ギア６８を介してピックアップローラ４０の回転軸４０ａに回転自在に取り付けられたギア６９に連結されている。さらに、ギア６９は、カップリング７０（図６の第０クラッチＣＬ０）を介して、ローラ体４０ｂに連結されており、これにより駆動モータＭからの駆動がピックアップローラ４０へと分岐されている。なお、分岐ギア６７とギア６９とは、ピックアップローラ４０と１次給紙ローラ４１の回転速度が同一になるよう設計されている。

ここで、図８を参照して、ピックアップローラ４０の回転軸４０ａに取り付けられたギア６９及びカップリング７０について詳しく説明する。図８（ａ）に示すように、ギア６９及びカップリング７０は、その中心に回転軸４０ａが貫通せしめられており、回転軸４０ａに対して回転自在に取り付けられている。さらに、カップリング７０は回転軸４０ａの軸方向にローラ体４０ｂとギア６９との間を摺動可能となっている。

そして、ギア６９及びカップリング７０の互い対向する面には、それぞれ突起６９ａ及び７０ａが一体に形成されている。これらの突起６９ａ及び７０ａが当接することにより駆動モータＭからの駆動力がピックアップローラ４０に伝達される。なお、これらの突起６９ａ及び７０ａには、回転方向に所定の遊びが設けられている。また、突起６９ａには傾斜面６９ｂが形成されており、ギア６９からカップリング７０へ駆動力が伝達される際には、図８（ｂ）に示すように、突起７０ａが傾斜面６９ｂに沿って押し出され、カップリング７０がローラ体４０ｂ側へと摺動されることとなる。

さらに、カップリング７０及びローラ体４０ｂの互いに対向する面には、一方向にのみ駆動を伝達できるよう構成されたフェースギア７０ｂ・４０ｃがそれぞれ一体形成されており、上記したようにカップリング７０がローラ体４０ｂ側へと摺動されると、このフェースギア７０ｂ・４０ｃが噛合するようになり、ギア６９からカップリング７０へと伝達された駆動が、ローラ体４０ｂへと伝達され、ピックアップローラ４０がシート搬送方向に回転されるようになる。

ここで、駆動モータＭが停止しギア６９が回転されていないときに、ピックアップローラ４０がシート搬送方向に回転された場合には、ローラ体４０ｂと噛合しているカップリング７０も同方向に回転されることとなるが、突起６９ａ・７０ａに設けられた遊び量分回転されると、図８（ｃ）に示すように、突起６９ａ・７０ａが前述とは反対側から当接するようになる。そして、ギア６９は回転できないため、カップリング７０はこれ以上回転できず、ローラ体４０ｂもこれ以上回転できないようになる。

しかしながら、カップリング７０は回転軸４９ａの軸方向に摺動可能であるため、図８（ｄ）に示すように、フェースギア７０ｂ・４０ｃの傾斜によって、カップリング７０がギア６９側へ摺動される。これによって、フェースギア７０ｂ・４０ｃの噛合が解除され、ローラ体４０ｂはシート搬送方向に回転することができるようになる。即ち、これらのギア６９及びカップリング７０によって、ピックアップローラ４０がワンウェイ機構を有することとなる。

図９（ａ）に示すように、駆動モータＭからの駆動によってピックアップローラ４０及び１次給紙ローラ４１がシート搬送方向へと回転駆動される。このとき、捌きローラ４２は１次給紙ローラ４１と直接接しており、その接触部の摩擦力は強く、捌きローラ４２には所定以上の回転力が付与される。このため、前記トルクリミッタが作用し捌きローラ４２は給紙ローラ４１に従動回転するようになる。これにより、ピックアップローラ４０によって送り出されたシートＰは１次給紙ローラ４１と捌きローラ４２とのニップ部に円滑に進入する。

また、ピックアップローラ４０によって複数枚のシートＰが同時にニップ部に送り出された場合には、シートＰ同士の摩擦力は小さく、１次給紙ローラ４１から捌きローラ４２へと所定以上の回転力が与えられないため、前記トルクリミッタは作用せず、捌きローラ４２は１次給紙ローラ４１に従動回転しない。これにより、重送されたシートＰは、１次給紙ローラ４１に接している最上層のシートＰのみが下流側へと搬送されることとなる。

そして、搬送されたシートＰは、シート搬送方向下流に設けられた２次給紙ローラ対４４・４５へと搬送される。なお、２次給紙ローラ対４４・４５にはシートＰの搬送を検知する搬送スイッチＳＷ１が設けられており、搬送されるシートＰの先端が搬送ローラ対４４・４５に挟持されると、駆動モータＭの駆動が一旦停止されるよう構成されている。

その後、２次給紙ローラ対４４・４５によってシートＰが搬送されると、ピックアップローラ４０及び１次給紙ローラ４１が搬送されるシートＰによって、シート搬送方向に回転せしめられることとなるが、この時、前述したようにカップリング７０は、突起６９ａ・７０ａが反対側から当接するまで逆回転され、図９（ｃ）に示すように、突起６９ａ・７０ａに設けられた遊び量分だけ逆回転されることとなる。

そして、次のシートＳを搬送するために駆動モータＭによって、ピックアップローラ４０及び１次給紙ローラ４１が回転駆動されると、１次給紙ローラ４１は直ちに回転を開始するが、ピックアップローラ４０は先程回転した遊び分の影響により、突起６９ａ・７０ａの遊びが解消するまで駆動が伝達されないため、ピックアップローラ４０は１次給紙ローラ４１の回転開始から遅れて回転が開始されることとなる。

本実施形態では、シートを画像形成部へと搬送する１次給紙機構と２次給紙機構との駆動を制御することによって、駆動モータの消費電力の無駄を解消するように構成されている。以下、１次給紙機構および２次給紙機構の制御について、図６、図１０及び図１１を参照し以下に説明する。

図１０は、本発明の一実施形態に係る給紙機構の駆動を制御する制御部の機能ブロック図である。図１１は、図１０に示す制御部による制御工程を示すフローチャートである。

図１０の機能ブロック図に示すように、本実施形態に係る給紙ユニット１３０は、搬送スイッチＳＷ１及び本体スイッチＳＷ２からの検知信号に基づいて、ローラ駆動機構３０の動作を制御する制御部３００を備えている。

制御部３００は、情報入出力部８５、ローラ駆動機構制御部８０および記憶部８４を備えている。

情報入出力部８５には、搬送スイッチＳＷ１及び本体スイッチＳＷ２から検知信号、タイマ８６からタイムアップ信号、プリンタ本体２００側のＣＰＵ２１０から給紙命令信号等が入力される。

ローラ駆動機構制御部８０は、遅延検知部８２を含み、情報入出力部８５に入力される各信号に基づいて、ローラ駆動機構３０の駆動を制御し、第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２を介して、駆動モータＭと１次給紙ローラ４１及び２次給紙ローラ４４との接続のＯＮ／ＯＦＦを切り換えている。

記憶部８４には、例えば制御部３００の動作プログラム等が格納されている。また、記憶部８４には、判定結果やその他の情報を一時的に格納する記憶領域が設けられている。

制御部３００は、例えば、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ等）、入力インタフェースおよび出力インタフェースにより構成することができる。

次に、図１１を参照し、本実施形態に係る制御部３００による制御工程について説明する。

まず、プリンタ本体２００側のＣＰＵ２１０から給紙命令信号が情報入出力部８５を介して入力され、給紙が開始されると（Ｓ１）、ローラ駆動機構制御部８０は、ローラ駆動機構３０に対し、第０クラッチＣＬ０及び第１クラッチＣＬ１と駆動モータＭとの接続をＯＮにする信号と、駆動モータＭを駆動させる駆動信号とを、情報入出力部８５を介して出力する。これにより、ピックアップローラ４０及び１次給紙ローラ４１の駆動が開始される（Ｓ２）。

そして、ピックアップローラ４０によって繰り出され、１次給紙ローラ４１にて搬送されたシートＰの先端が、搬送スイッチＳＷ１により２次給紙ローラ４４に到達したことが検知されると（Ｓ３でＹＥＳ）、ピックアップローラ４０及び１次給紙ローラ４１の駆動と２次給紙ローラ対４４・４５の駆動とが一旦停止され、シートＰの先端が２次給紙ローラ対４４・４５に挟持された状態となる（Ｓ４）。これと同時に、タイマ８６が所定の遅延判断時間の計時をスタートする（Ｓ５）。さらに、ローラ駆動機構制御部８０は、ローラ駆動機構３０に対し、第２クラッチＣＬ１と駆動モータＭとの接続をＯＮにする信号を、情報入出力部８５を介して出力する。これにより、２次給紙ローラ４４の駆動が開始される（Ｓ６）。

そして、前記タイマ８６が所定の遅延判断時間の計時を完了する前に本体スイッチＳＷ２がシートＰの先端を検出した場合（Ｓ７でＹＥＳ）、シートＰの搬送時間の遅延が生じていないので、次のシートＰを画像形成ユニット９３へ搬送する場合も、２次給紙ローラ４４の駆動による給紙中は前記１次給紙ローラ４１の駆動を停止する通常時駆動モードとする（Ｓ９）。一方、タイマ８６が所定の遅延判断時間の計時を完了しても、シートＰの先端が本体スイッチＳＷ２にて検知されなかった場合に、シートＰの搬送時間の遅延を検知し（Ｓ８でＹＥＳ）、以降のシートＰを画像形成ユニット９３へ搬送する場合は、２次給紙ローラ４４の駆動による給紙中も１次給紙ローラ４１を駆動する遅延時駆動モードとする（Ｓ１０）。

本実施形態のように、ローラスリップの問題が生じ易いコート紙等が選択された場合であっても、シートＰの搬送時間の遅延が生じていない間は、前記通常時駆動モードとすることにより、消費電力の削減効果が高くなる。

また、シートＰの搬送時間の遅延が検知され、それ以降のシートＰを画像形成ユニット９３へ搬送する場合に、前記２次給紙ローラ４４の駆動による給紙中も１次給紙ローラ４１を駆動する遅延時駆動モードが適用される場合であっても、以下の条件を満たせば、通常時駆動モードに切り替えることが望ましい。

すなわち、制御部３００は、前記遅延時駆動モードの制御を継続中、所定枚数連続して遅延検知部８２により搬送時間の遅延が検知されなかったとき、その後は前記通常時駆動モードに切り換える構成とすることが望ましい。

以上のように、本実施形態に係る給紙ユニット１３０は、リフト板３１から送り出されたシートＰを、所定の搬送路に沿って搬送する１次給紙ローラ４１と、１次給紙ローラ４１のシート搬送方向下流側に設けられ、１次給紙ローラ４１によって搬送されたシートＰを、画像形成ユニット９３へと搬送する２次給紙ローラ４４と、２次給紙ローラ４４により搬送されたシートＰの先端が、２次給紙ローラ４４と画像形成ユニット９３との間の搬送路における所定の通過点に到達するまでの搬送時間の遅延を検知する遅延検知部８２と、遅延検知部８２によって搬送時間の遅延が検知されるまでは、２次給紙ローラ４４の駆動による給紙中は１次給紙ローラ４１の駆動を停止する通常時駆動を行う一方、遅延検知部８２によって搬送時間の遅延が検知された後は、２次給紙ローラ４４の駆動による給紙中も１次給紙ローラ４１を駆動する遅延時駆動を行うように、１次給紙ローラ４１及び２次給紙ローラ４４の駆動を制御する制御部３００と、を備えている。

上記の構成によれば、シートＰが遅延なく行われている場合は、２次給紙ローラ４４の駆動による給紙中、１次給紙ローラ４１の駆動を停止させる通常時駆動を行う一方、２次給紙ローラ４４と画像形成ユニット９３との間の搬送路における所定の通過点に到達するまでの搬送時間の遅延を検知した場合は、２次給紙ローラ４４の駆動による給紙中も１次給紙ローラ４１を駆動する遅延時駆動を行うように制御している。このため、シートＰの画像形成ユニット９３への搬送状況に応じて、通常時駆動と遅延時駆動とを適宜切り換えることができる。これにより、例えば、塗工紙等の表面平滑度の高いシートを用いた場合であっても、消費電力の無駄な増加を招くことなく、ローラスリップによるシート搬送の遅延の問題を回避し、画像形成ユニット９３への良好なシートの搬送を実現することができる給紙装置を実現することができる。

上記の構成において、シートＰの先端が、２次給紙ローラ４４まで到達したことを検知する搬送スイッチＳＷ１をさらに含み、制御部３００は、搬送スイッチＳＷ１によりシートＰの先端が検知されたとき、１次給紙ローラ４１を停止させると共に、シートＰの先端を挟持した状態で２次給紙ローラ４４も一旦停止させた後、前記通常時駆動を行う場合は、２次給紙ローラ４４の駆動によりシートＰを画像形成ユニット９３へと搬送させる一方、前記遅延時駆動を行う場合は、１次給紙ローラ４１及び２次給紙ローラ４４の駆動により前記シートＰを画像形成ユニット９３へと搬送させる構成としてもよい。

上記の構成によれば、シートＰの先端が２次給紙ローラ４４まで到達したことを検知する搬送スイッチＳＷ１がＯＮ状態となるタイミングで、前記の通常時駆動と遅延時駆動との切り換えを行うことができる。

上記の構成において、前記通過点に設けられ、シートＰの先端が当該通過点まで到達したことを検知する本体スイッチＳＷ２をさらに含み、遅延検知部８２は、シートＰの先端が搬送スイッチＳＷ１により検知されてから所定の遅延判断時間を計時するタイマ８６を備え、タイマ８６が所定の遅延判断時間の計時を完了しても、シートＰの先端が本体スイッチＳＷ２にて検知されなかった場合に、シートＰの搬送時間の遅延を検知する構成とすることが望ましい。

上記の構成によれば、シートＰの先端が２次給紙ローラ４４と画像形成ユニット９３との間の搬送路における所定の通過点まで到達したことを検知する本体スイッチＳＷ２と、シートＰの先端が搬送スイッチＳＷ１により検知されてから所定の遅延判断時間を計時するタイマ８６とを用いて、遅延検知部８２は、タイマ８６が所定の遅延判断時間の計時を完了しても、シートＰの先端が本体スイッチＳＷ２にて検知されなかった場合に、シートＰの搬送時間の遅延を検知し、前記の遅延時駆動に切り換えることができる。

上記の構成において、前記遅延時駆動の制御を継続中、所定枚数連続して遅延検知部８２により搬送時間の遅延が検知されなかったとき、その後は前記通常時駆動を行うように制御することが望ましい。

上記の構成によれば、遅延検知部８２により搬送時間の遅延が検知され、一旦遅延時駆動に切り換えた後であっても、その後、所定枚数連続して搬送時間の遅延が検知されなかったときには、再度通常時駆動に切り換えている。これにより、一旦遅延時駆動に切り換った後は、その後の搬送が遅延なく良好に行われているか否かに関わりなく遅延時駆動を継続する構成に比べ、消費電力の無駄を低減することができる。

本発明の給紙装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、或いはそれらの機能を複合的に備えた複合機などのように、画像形成装置全般に適用することができ、特に光沢性のあるアート紙及びコート紙等のように表面平滑度が高いシートを用いた場合に好適に用いることができる。

本発明の一実施形態に係る給紙装置を備えたプリンタの外観を示す斜視図である。 図１に示すプリンタの内部構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る給紙装置の構成を示す断面図である。 図３に示す給紙装置における給紙カセットを給紙装置本体から引き出した状態を示す斜視図である。 図３に示す給紙装置に搭載される位置検知センサを示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るシート搬送機構の概略構成を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るシート搬送機構の概略構成を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るシート搬送機構の概略構成を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るシート搬送機構の概略構成を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る給紙機構の駆動を制御する制御部の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る制御部による制御工程を示すフローチャートである。

符号の説明

１……カラープリンタ（画像形成装置）、３０……ローラ駆動機構、３１……リフト板（シート積載板）、３９……シート設定部、４０……ピックアップローラ、４１……１次給紙ローラ、４２……捌きローラ、４４……２次給紙ローラ、４５……２次給紙ローラ、８０……ローラ駆動機構制御部、８２……遅延検知部、８４……記憶部、８５……情報入出力部、８６……タイマ、９３……画像形成ユニット（画像形成部）、１００……シート供給部、１３０……給紙ユニット（給紙装置）、１３０Ａ……給紙カセット、１３０Ｂ……給紙ユニット本体、２００……プリンタ本体、３００……制御部、ＣＬ１……第１クラッチ、ＣＬ２……第２クラッチ、Ｐ……シート、Ｓ……シート束、ＳＷ１……搬送スイッチ、ＳＷ２……本体スイッチ（通過点スイッチ）、シート束、ＰＳ……位置検知センサ、Ｍ……駆動モータ

Claims (5)

1. 画像形成部を備えた画像形成装置に用いられる給紙装置であって、
   シート収納部から送り出されたシート状記録媒体を、所定の搬送路に沿って搬送する１次給紙機構と、
   前記１次給紙機構のシート搬送方向下流側に設けられ、前記１次給紙機構によって搬送されたシート状記録媒体を、前記画像形成部へと搬送する２次給紙機構と、
   前記２次給紙機構により搬送されたシート状記録媒体の先端が、前記２次給紙機構と前記画像形成部との間の搬送路における所定の通過点に到達するまでの搬送時間の遅延を検知する遅延検知部と、
   前記遅延検知部によって搬送時間の遅延が検知されるまでは、前記２次給紙機構の駆動による給紙中は前記１次給紙機構の駆動を停止する通常時駆動を行う一方、前記遅延検知部によって搬送時間の遅延が検知された後は、前記２次給紙機構の駆動による給紙中も前記１次給紙機構を駆動する遅延時駆動を行うように、前記１次給紙機構及び前記２次給紙機構の駆動を制御する制御部と、を備えることを特徴とする給紙装置。
2. 前記シート状記録媒体の先端が、前記２次給紙機構まで到達したことを検知する搬送スイッチをさらに含み、
   前記制御部は、
   前記搬送スイッチにより前記シート状記録媒体の先端が検知されたとき、前記１次給紙機構を停止させると共に、前記シート状記録媒体の先端を挟持した状態で前記２次給紙機構も一旦停止させた後、
   前記通常時駆動を行う場合は、前記２次給紙機構の駆動により前記シート状記録媒体を前記画像形成部へと搬送させる一方、
   前記遅延時駆動を行う場合は、前記１次給紙機構及び２次給紙機構の駆動により前記シート状記録媒体を前記画像形成部へと搬送させることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記通過点に設けられ、前記シート状記録媒体の先端が当該通過点まで到達したことを検知する通過点スイッチをさらに含み、
   前記遅延検知部は、
   前記シート状記録媒体の先端が前記搬送スイッチにより検知されてから所定の遅延判断時間を計時するタイマを備え、
   前記タイマが所定の遅延判断時間の計時を完了しても、前記シート状記録媒体の先端が前記通過点スイッチにて検知されなかった場合に、前記シート状記録媒体の搬送時間の遅延を検知することを特徴とする請求項２に記載の給紙装置。
4. 前記制御部は、前記遅延時駆動の制御を継続中、所定枚数連続して遅延検知部により搬送時間の遅延が検知されなかったとき、その後は前記通常時駆動を行うように制御することを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の給紙装置。
5. 請求項１ないし４の何れか１項に記載の給紙装置と、
   前記給紙装置から給紙されたシート状記録媒体に画像を形成する画像形成装置本体と、を備えてなることを特徴とする画像形成装置。

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