JP2010202380A - 給紙装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙種や搬送条件に応じて用紙分離時の駆動トルクを低減した用紙分離装置を提供する。
【解決手段】用紙分離搬送部１００は、分離搬送可動なフィードローラ２００、リバースローラ３００によって用紙設置台５００に置かれた用紙Ｓの束４００の最上面の用紙Ｓを分離して搬送する。リバースローラ３００に用紙の重なりを検知するためのマイクロ変位センサー９１０を配置する。用紙分離のためのローラ２００、３００間に何枚の用紙Ｓが有るかどうかを検知する。まず、用紙Ｓが１枚もない状態ではリバースローラ３００の圧Ｐｂを強め、用紙Ｓが１枚の状態では圧Ｐｂを調節せず、また用紙Ｓが２枚以上の状態ではリバースローラ３００の圧Ｐｂを弱める制御を行う。すなわち、用紙Ｓの紙種によっても同様の制御ができる。この制御により、ローラ２００、３００間で用紙に掛かる圧を変動させ、用紙分離、用紙搬送時の搬送トルク負荷を低減させ得る。
【選択図】図５

Description

本発明は、摩擦分離ローラ方式を備えた用紙分離装置、これを用いた給紙装置、これらを用いた画像形成装置に関する。

一般に給紙方向に回転するフィードローラとこのフィードローラに圧接して反給紙方向へ一方向にトルクが付与されているリバースローラとを有する用紙分離装置は、リバースローラに一定のトルクリミッタを介することで負荷を掛け、それにより安定した用紙の分離を可能としている。

しかし、搬送用のフィードローラと分離用のリバースローラ間に、搬送中の用紙が２枚以上有る場合はリバースローラ逆転方向に高負荷のトルクリミッタが必要であるが、ローラ間に用紙が無いか１枚だけ有る場合は、リバースローラの逆転方向への負荷は必要でなく、その場合だけを見ると必要の無いトルクを掛けていることになる。そのため、現状ではそのような高トルクに対抗するために、フィードローラ正転方向に常に高トルクを与える必要があり、駆動源としては大きな出力（例えば印加電流値）を必要としていた。

すなわち、本来は必要としていないにもかかわらず、無駄な電力を使用しなければならなかった。

本発明は前記従来の課題を解決しようとするものであり、紙種や搬送条件に応じて用紙分離時の駆動トルクを低減した用紙分離装置、これを用いた給紙装置、これらを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の給紙装置のうち請求項１に係る用紙分離装置は、給紙方向に回転するフィードローラと、該フィードローラに圧接しトルクリミッタにより給紙方向と逆方向に一定のトルクが付与されるリバースローラとを有し、これらのローラの間に通紙して重送された用紙を分離する摩擦分離ローラ方式の用紙分離装置であって、前記フィードローラと前記リバースローラのニップ部からなる用紙分離部を含み用紙搬送方向下流側において用紙の重送を検知する重送検知手段と、前記リバースローラを駆動するリバースローラ駆動ギアを駆動軸方向に移動させることによって前記フィードローラと前記リバースローラ間の圧を調整するリバースローラ圧調整手段と、前記重送検知手段の検知結果に応じて前記リバースローラ圧調整手段を制御する制御手段を有することを特徴とする。

請求項２に係るものは、請求項１の用紙分離装置であって、前記重送検知手段が、前記リバースローラの変位を測定するマイクロ変位センサーであることを特徴とする。

請求項３に係るものは、請求項１の用紙分離装置であって、前記重送検知手段が、前記用紙の搬送経路を挟んで位置し、用紙搬送時に該用紙搬送に起因する物理量の変化を検出する一対のセンサーからなる透過型センサーであることを特徴とする。

請求項４に係るものは、請求項１から３のいずれかの用紙分離装置であって、前記用紙分離部を含む用紙搬送方向下流の重送検知手段を複数組設置したことを特徴とする。

請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかの用紙分離装置であって、前記リバースローラ駆動ギアの移動用モータを備えたことを特徴とする。

請求項６に係る給紙装置は、請求項１から５のいずれかに記載の用紙分離装置を備えたことを特徴とする。

請求項７に係る画像形成装置は、請求項１から５のいずれかに記載の用紙分離装置を備えたことを特徴とする。

請求項８に係る画像形成装置は、請求項６に記載の給紙装置を備えたことを特徴とする。

本発明に係る用紙分離装置、これを用いた給紙装置、これらを用いた画像形成装置は、紙種や枚数によってセパレートローラの圧を変動させ、用紙分離、用紙搬送時の搬送トルク負荷を低減させ得る。

全体の構成の一例 用紙分離搬送部 全体の構成の一例 用紙分離搬送部機構 リバースローラに紙厚測定用マイクロ変位センサーを配置した様子 用紙搬送部下流に重送検知用超音波センサーを配置した様子 マイクロ変位センサー及び超音波センサーを配置した様子 マイクロ変位センサーを配置した際のフィード駆動制御フローチャート マイクロ変位センサー及び超音波センサーを配置した際のフィード駆動制御フローチャート 本発明に係る画像形成装置全体概略構成図

以下本発明を実施するための形態を、図に示す実施例を参照して説明する。なお本発明は図示の画像形成装置への実施には限定されず、画像形成を行う種々の装置に適用可能である。

図８に本発明の実施対象となる画像形成装置の全体概略構成図を示す。図中符号１は画像形成装置本体である。画像形成装置本体１は、その上に画像読取装置２を取り付け、テーブル状のシートバンク３上に載置して構成してある。また、画像読取装置２の上には、開閉自在に原稿自動搬送装置４を取り付けてある。

また画像形成装置本体１は、内部に、像担持体としてドラム状の感光体１０を備える。この感光体１０の周りには、図中左側に配置する帯電装置１１から、その回転方向（反時計方向）Ａの順に、下側に現像装置１２、右側に転写装置１３、上側にクリーニング装置１４を配置してある。そのうち、転写装置１３は、上下のローラ１５、１６の間に転写ベルト１７を掛け回して構成し、その転写ベルト１７を転写位置Ｂで感光体１０の周面に押し当ててある。

図８中、帯電装置１１およびクリーニング装置１４の左側に配したものは、現像装置１２に新しいトナーを補給するトナー補給装置２０である。また、画像形成装置本体１の内部には、用紙、ＯＨＰシート等のシートを後述する供給位置から送り出し、転写位置Ｂを経てスタック位置まで搬送するシート搬送装置Ｃを備える。シート搬送装置Ｃは、後述する供給路Ｒ１、手差し供給路Ｒ２、およびシート搬送路Ｒを有する。シート搬送路Ｒは、感光体１０と転写装置１３間を通って図８中下から上へと伸びてから左に曲がる略Ｌ字状に設けてある。

そして、そのシート搬送路Ｒには、感光体１０の上流位置にレジストローラ２１を設ける。また、感光体１０の下流位置には、定着装置２２を設ける。定着装置２２には、一対の定着ローラ（定着ローラ回転体）３０、３２を設ける。また、一方の定着ローラ３０の内部には定着ヒータを設け、他方の定着ローラ３２の周囲には加圧スプリング、加圧アームなどを設ける。それら加圧スプリング２５、加圧アーム２６などにより、一方の定着ローラ３０の右側から他方の定着ローラ３２を押し当てている。また、定着ローラ３０には、サーミスタおよびサーモスタットをも設ける。

そして、サーミスタにより定着ローラ３０の温度を測定しつつ、サーモスタットにより定着ヒータをオン、またはオフさせることにより、定着ローラ３０を所定の温度に保つ。

そのような定着装置２２のさらに下流には、排出分岐爪３４、排出ローラ３５、第１加圧ローラ３６、第２加圧ローラ３７、腰付ローラ３８を設ける。そして、その先に、図１２に示すように、画像形成済みのシートをスタックする排出スタック部（排出位置）３９を設けてある。

画像形成装置本体１には、図中右側面に、スイッチバック装置４２を設けてある。そのスイッチバック装置４２は、シート搬送路Ｒの排出分岐爪３４位置から分岐し、一対のスイッチバックローラ４３を備えるスイッチバック位置４４まで導く反転路Ｒ３と、スイッチバック位置４４から、再びシート搬送路Ｒのレジストローラ２１まで導く再搬送路Ｒ４とを有するシート搬送装置Ｄを備える。シート搬送装置Ｄには、シートを搬送する複数のシート搬送ローラ６６（シート搬送回転体）を備えている。

現像装置１２の図中左側には、レーザ書込装置４７を備える。レーザ書込装置４７には、不図示のレーザ光源、走査用の回転多面鏡４８、ポリゴンモータ４９、ｆθレンズ等の走査光学系５０などを設ける。画像読取装置２には、光源５３、複数のミラー５４、結像用光学レンズ５５、ＣＣＤ等のイメージセンサ５６などを設ける。そして、上面にはコンタクトガラス５７を備える。

またコンタクトガラス５７の上の原稿自動搬送装置４には、原稿の載置位置に不図示の載置台を設けるとともに、排出位置に不図示の排出台を設ける。また、原稿などのシートを、載置台から画像読取装置２のコンタクトガラス５７上の読取位置を経て排出台まで搬送する不図示の原稿搬送路を有するシート搬送装置を備える。そのシート搬送装置には、原稿などのシートを搬送する不図示のシート搬送ローラ（シート搬送回転体）を複数備えている。

シートバンク３には、内部に、シートＳの供給位置であるシートカセット６１を多段（に備える図では２段のみであるが、これに限定されない。）。各シートカセット６１には、それぞれ対応して呼出ローラ６２（給送ローラ）、供給ローラ６３（給送ローラ）、分離ローラ６４（給送ローラ）を設ける。多段に備えるシートカセット６１の図中右側には、装置本体１００のシート搬送路Ｒへと通じる供給路Ｒ１を形成する。供給路Ｒ１には、シートを搬送するいくつかのシート搬送ローラ６６（シート搬送回転体）を備える。

なお、画像形成装置本体１には、図中右側面に、手差し供給部６８を設ける。その手差し供給部６８には、手差しトレイ６７（供給位置）を開閉自在に設けるとともに、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを、シート搬送路Ｒへと導く手差し供給路Ｒ２を備える。その手差しトレイ６７にも同様に、呼出ローラ６２（給送ローラ）、供給ローラ６３（給送ローラ）、分離ローラ６４（給送ローラ）を設ける。

この複写機を用いてコピーをとるときは、不図示のメインスイッチをオンするとともに、原稿自動搬送装置４に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４を開いて画像読取装置２のコンタクトガラス５７上に直接原稿をセットし、原稿自動搬送装置４を閉じてそれで押える。

そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４に原稿をセットしたときは、原稿をシート搬送ローラにより原稿搬送路を通して、コンタクトガラス５７上へと移動してから画像読取装置２を駆動し、原稿内容を読み取って排出台上に排出する。一方、コンタクトガラス５７上に直接原稿をセットしたときは直ちに画像読取装置２を駆動する。

画像読取装置２を駆動すると、画像読取装置２は、光源５３をコンタクトガラス５７に沿って移動するとともに、光源５３からの光をコンタクトガラス５７上の原稿面で反射し、その反射光を複数のミラー５４で反射し、結像用光学レンズ５５を経て、イメージセンサ５６に入れ、そのイメージセンサ５６で原稿内容を読み取る。

また、このとき同時に、不図示の感光体駆動モータで感光体１０を回転し、まず図示例では帯電ローラを用いた帯電装置１１で表面を一様に帯電し、次いで上述の画像読取装置２で読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ書込装置４７で書込みを行い、感光体１０の表面に静電潜像を形成し、そののち現像装置１２でトナーを付着してその静電潜像を可視像化する。

また、スタートスイッチを押したとき同時に、シートバンク３中に多段に備える複数のシートカセット６１中の対応するシートカセット６１内から呼出ローラ６２によりシートＳを送り出し、続く供給ローラ６３、分離ローラ６４で１枚ずつ分離するとともに搬送しながら供給路Ｒ１に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、レジストローラ２１に突き当てて止める。そして、上述した感光体１０の可視像化した画像の回転にタイミングを合わせてレジストローラ２１を回転し、感光体１０の右側へと送り込む。

または、手差し供給部６８の手差しトレイ６７を開けて、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートを呼出ローラ６２により送り出し、続く供給ローラ６３、分離ローラ６４で１枚ずつ分離するとともに搬送しながら手差し供給路Ｒ２に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してシート搬送路Ｒへと導き、同じくレジストローラ２１で感光体１０の回転にタイミングを合わせて該感光体１０の右側へと送り込む。

それから、感光体１０の右側へと送り込んだシートＳに、図示例では転写ベルト１７を有する転写装置１３により転写位置Ｂで感光体１０上の画像を転写して画像を形成する。画像転写後の感光体１０上の残留トナーはクリーニング装置１４で除去して清掃し、不図示の除電装置で感光体１０上の残留電位を除去して帯電装置１１からはじまる次の画像形成に備える。

一方、画像転写後のシートＳは、転写ベルト１７で搬送して定着装置２２の一対の定着ローラ３０、３２間を通し、それらにより熱と圧力を加えて該定着装置２２で転写画像を定着する。その後、排出ローラ３５、第１加圧ローラ３６、第２加圧ローラ３７、腰付ローラ３８により、シートに腰を付けて、排出スタック部３９上に排出してそこにスタックする。

なお、シートの両面に画像を転写する場合、排出分岐爪３４を切り替える。そして、表面に画像を転写したシートを、シート搬送路Ｒから反転路Ｒ３に入れ、シート搬送ローラ６６で搬送してスイッチバック位置４４へ入れ、そのスイッチバック位置４４でスイッチバックしてから、再搬送路Ｒ４に入れ反転して、シート搬送ローラ６６で搬送して、再び、シート搬送路Ｒに導き、前述と同様にしてシートの裏面にも画像を転写する。

図２は上述のような画像形成装置で用い得る用紙分離搬送部１００を示す。図では、分離搬送可動なフィードローラ２００、リバースローラ３００によって用紙設置台５００に置かれた用紙Ｓの束４００の最上面の用紙Ｓを分離して搬送する様子を示している。

図３は用紙分離搬送部１００における用紙分離搬送部機構を示す。駆動源７００によりフィードローラ２００が駆動軸１１０を介して搬送方向に正転駆動され、リバースローラ３００は駆動軸１２０と駆動ギア１３０及びリバースローラ駆動ギア９００、伝達トルクを制御するトルクリミッタ８００を介して搬送方向とは逆回転するように配置された様子を示している。

トルクリミッタ８００は、常にリバースローラ３００と歯の噛み合いにより固定されており、シャフト側も駆動軸１５０のスプリングピンと噛み合い、駆動軸の回転力はトルクリミッタを介してリバースローラ３００に伝えられるようになっている。

またリバースローラ駆動ギア９００は、駆動源としてピニオン・ラック接続を介してモータ１４０を用い、移動ストロークを大きくとることが実現できるようにしてある。

図４は、リバースローラ３００に用紙の重なりを検知するためのセンサー、例えばマイクロ変位センサー９１０を配置することにより、用紙分離のためのローラ２００、３００間に何枚の用紙Ｓが有るかどうかを検知する例を示す。この例での制御を説明する。まず、用紙Ｓが１枚もない状態ではリバースローラ３００の圧Ｐｂを強め、用紙Ｓが１枚の状態では圧Ｐｂを調節せず、また用紙Ｓが２枚以上の状態ではリバースローラ３００の圧Ｐｂを弱める制御を行う。すなわち、用紙Ｓの紙種によっても同様の制御ができる。この制御により、ローラ２００、３００間で用紙に掛かる圧を変動させ、用紙分離、用紙搬送時の搬送トルク負荷を低減させ得る。もちろんこのような制御は一例であって、本発明の制御がこの例のものに限定されることを意味しない。また制御手段としては、給紙装置や画像形成装置にマイクロコンピュータその他の周知の制御装置を備えるようにして制御すればよいので図示、説明は省略する。

図５は、例えば用紙分離部の直後に用紙の重なりを検知するための透過型の超音波センサー９２０、９２０を配置することにより、分離ローラのためのローラ２００、３００間に２枚以上の用紙Ｓが有るかどうかを検知する構成となっている。

具体的には、用紙Ｓが１枚もない状態ではリバースローラ３の圧Ｐｂを強め、用紙Ｓが１枚の状態では圧Ｐｂを調節せず、用紙Ｓが２枚以上の状態ではリバースローラ３の圧Ｐｂを弱める制御を行う。透過型の超音波センサー９２０を用いることにより、用紙Ｓが単数枚のときと複数枚のときを超音波の透過具合を判別することで検知でき、これにより重送を検出する。光透過式の検知を行う場合と比べて、紙粉などの汚れに対しても有利な検知をすることが実現できる。

マイクロ変位センサーあるいは超音波センサーを用いたときの実施例装置の動作のフローチャートを図６に示す。その内容は上述の通りであるので説明を省略する。

図７は、例えばリバースローラ３に用紙の重なりを検知するためのマイクロ変位センサー９１０を配置し、用紙分離部の直後に用紙の重なりを検知するための透過型の超音波センサー９２０を配置することにより、まずマイクロ変位センサー９１０により分離のためのローラ２００、３００間に用紙Ｓが１枚以上有るかどうかを検知し、その後、超音波センサー９２０により用紙Ｓが２枚以上有るかどうかを検知する。センサーが１つの時と比べより正確に分離ローラ間の用紙の枚数を検知することが出来る。

マイクロ変位センサー９１０及び超音波センサー９２０を両方用いたときのフローチャートを図８に示す。その内容は上述の通りであるので説明を省略する。

１：画像形成装置本体
２：画像読取装置
３：シートバンク
４：原稿自動搬送装置
１０：感光体
１１：帯電装置
１２：現像装置
１３：転写装置
１４：クリーニング装置
１５、１６：ローラ
１７：転写ベルト
２０：トナー補給装置
２１：レジストローラ
２２：モータ
２２：定着装置
３０、３２：定着ローラ（定着ローラ回転体）
２８：サーミスタ
２９：サーモスタット
３４：排出分岐爪
３５：排出ローラ
３６：第１加圧ローラ
３７：第２加圧ローラ
３８：腰付ローラ
３９：排出スタック部（排出位置）
４２：スイッチバック装置
４３：スイッチバックローラ
４４：スイッチバック位置
４７：レーザ書込装置
４８：回転多面鏡
４９：ポリゴンモータ
５０：ｆθレンズ等の走査光学系
５３：光源
５４：ミラー
５５：結像用光学レンズ
５６：ＣＣＤ等のイメージセンサ
５７：コンタクトガラス
６１：シートカセット
６２：呼出ローラ（給送ローラ）
６３：供給ローラ（給送ローラ）
６４：分離ローラ（給送ローラ）
６６：シート搬送ローラ（シート搬送回転体）
６７：手差しトレイ（供給位置）
６８：手差し供給部
１００：用紙分離搬送部
１１０、１２０、１５０：駆動軸
１３０：駆動ギア
１４０：モータ
２００：フィードローラ
３００：リバースローラ
４００：用紙の束
５００：用紙設置台
７００：駆動源
８００：トルクリミッタ
９００：リバースローラ駆動ギア
９２０：超音波センサー
９１０：マイクロ変位センサー
Ｐｂ：リバースローラの圧
Ｓ：シート
Ｃ：シート搬送装置
Ｄ：シート搬送装置
Ｒ：シート搬送路
Ｒ１：供給路
Ｒ２：手差し供給路
Ｒ３：反転路
Ｒ４：再搬送路

特開2002-053237号公報 特許3312950号公報

Claims (8)

1. 給紙方向に回転するフィードローラと、
   該フィードローラに圧接しトルクリミッタにより給紙方向と逆方向に一定のトルクが付与されるリバースローラとを有し、
   これらのローラの間に通紙して重送された用紙を分離する摩擦分離ローラ方式の用紙分離装置であって、
   前記フィードローラと前記リバースローラのニップ部からなる用紙分離部を含み用紙搬送方向下流側において用紙の重送を検知する重送検知手段と、
   前記リバースローラを駆動するリバースローラ駆動ギアを駆動軸方向に移動させることによって前記フィードローラと前記リバースローラ間の圧を調整するリバースローラ圧調整手段と、
   前記重送検知手段の検知結果に応じて前記リバースローラ圧調整手段を制御する制御手段を有することを特徴とする用紙分離装置。
2. 請求項１の用紙分離装置であって、
   前記重送検知手段が、前記リバースローラの変位を測定するマイクロ変位センサーである、
   ことを特徴とする用紙分離装置。
3. 請求項１の用紙分離装置であって、
   前記重送検知手段が、前記用紙の搬送経路を挟んで位置し、用紙搬送時に該用紙搬送に起因する物理量の変化を検出する一対のセンサーからなる透過型センサーである、
   ことを特徴とする用紙分離装置。
4. 請求項１から３のいずれかの用紙分離装置であって、
   前記用紙分離部を含む用紙搬送方向下流の重送検知手段を複数組設置した、
   ことを特徴とする用紙分離装置。
5. 請求項１から４のいずれかの用紙分離装置であって、
   前記リバースローラ駆動ギアの移動用モータを備えた、
   ことを特徴とする用紙分離装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の用紙分離装置を備えたことを特徴とする給紙装置。
7. 請求項１から５のいずれかに記載の用紙分離装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６に記載の給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。