JP4155210B2 - 給紙装置、大容量給紙装置及び画像形成装置システム - Google Patents

Description

本発明は異なるサイズの用紙が積載可能な給紙装置、該給紙装置を備えた大容量給紙装置、及び該大容量給紙装置を備えた画像形成装置システムに関する。

複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、画像形成するために所定量の用紙を積載して給紙する給紙カセットが設けられているが、用紙が例えば１０００枚以上と大量に必要な場合は、このような大量の用紙が積載可能な大容量給紙装置（ＬＣＴ）を画像形成装置の側方に接続し、大容量給紙装置から画像形成装置に給紙している。

一方、大容量給紙装置には異なるサイズの用紙が積載可能であり、異なるサイズの用紙を各々正規の位置にセットできるように、摺動可動に構成したガイドが設けられている。用紙の給紙方向においては、用紙の先端部は大容量給紙装置の内壁等の固定部材に当接し、後端部は給紙方向に摺動可動な後端ガイドにより規制されている。また、用紙の給紙方向と直交する幅方向においては、用紙の両側端部を規制するサイドガイドが設けられていて、一方のサイドガイドを摺動させると、他方のサイドガイドは連動して逆方向に摺動し、幅の異なる用紙であっても中心位置は変わらないように構成されている。また、差し替え式にしたガイドもある。

何れにしても、後端ガイドやサイドガイドは用紙を積載する用紙積載部に対して水平方向に可変に立設していて、用紙の最下面より最上面までの範囲を位置規制している。

ここで、積載された複数枚の用紙の内、最上面に位置する用紙は略一定の高さに保持されるように構成されていて、最上面に位置する用紙は送り出しローラによって送り出され、分離捌きローラ対によって１枚の用紙に分離されて、搬送ローラ対によって給紙される。このとき、分離捌きローラ対によって用紙が後退して、給紙不能になることを避けるために、後端ガイドが設けられている。用紙の分離を確実にするためのエアアシストによる影響に対しても同様である。このように、後端ガイドによる用紙の後端部の規制は重要であり、後端ガイドはスライド方式や差し替え方式で異なる用紙のサイズに応じて位置が変えられるように構成されている。

このように位置を可変させる後端ガイドの一例として、後端ガイドに伸縮するアームを接続して、任意のサイズの用紙をセットできるようにした発明が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００２−４６８６９号公報

大容量給紙装置における従来の後端ガイドは、積載された全ての用紙の後端部を規制可能なように大容量給紙装置の下部に配置されていたので、最上面に位置する用紙まで規制できるように上方に長く形成されていた。このため、強度を保証をするため、後端ガイドは大型化していた。また、大型化すると精密な移動が困難になり、原価高になっていた。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、後端ガイドの長さが短くて小型で済むように構成した給紙装置、該給紙装置を備えた大容量給紙装置、及び該大容量給紙装置を備えた画像形成装置システムを提供することを目的とする。

上記目的は下記の手段により達成される。

異なるサイズの用紙が積載可能な用紙積載部と、前記用紙積載部に積載された用紙の最上面に位置する用紙を１枚ずつ給紙する給紙部と、前記用紙積載部の上方にて開閉する開閉蓋と、を備えた給紙装置において、給紙方向に対して前後に摺動し、前記最上面に位置する用紙の給紙方向に対する後端部を規制する後端ガイドを前記開閉蓋に設けたことを特徴とする給紙装置。

請求項１に記載の給紙装置によれば、最上面に位置する用紙の給紙方向に対する後端部を規制する後端ガイドを用紙積載部の上方に位置する開閉蓋に設けたので、後端ガイドの長さが短く、且つ小型で済み、給紙する用紙の後端部を安定して規制することができる。

請求項２に記載の給紙装置によれば、二つの給紙部を設けた場合でも請求項１と同等の効果を有する。

請求項３に記載の給紙装置によれば、駆動されて移動した後端ガイドが用紙の後端部に当接すると、自動的に停止する。

請求項４，５に記載の給紙装置によれば、用紙の長さ（サイズ）を検出して、画像形成装置に出力することができる。

請求項６に記載の大容量給紙装置によれば、請求項１〜５の効果を有する。

請求項７に記載の画像形成装置システムによれば、請求項１〜５の効果を有する。

以下に本発明の給紙装置に係わる実施の形態を図を参照して説明する。

先ず、画像形成装置と給紙装置を備えた大容量給紙装置とから構成された画像形成装置システムの一構成を図１を参照して説明する。

画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６、給紙装置２０及び定着装置３０等からなる。

画像形成装置Ａの上部には、画像読取装置Ｂが設置されている。原稿台上に載置された原稿は画像読取装置Ｂの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光手段３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに入力される。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング手段５Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング手段５Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング手段５Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング手段５Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋは、潜像形成手段を構成する。

現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を内包する。

中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回転可能に支持されている。

画像形成手段１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、回転する中間転写体６上に一次転写手段７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写（一次転写）されて、カラー画像が合成される。

給紙装置２０の給紙カセット２１Ａ内に収容された用紙Ｓは、給紙手段２２Ａにより給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５，２６及びレジストローラ２７等を経て、転写ローラ９に搬送され、用紙Ｓ上にカラー画像が転写（二次転写）される。

なお、画像形成装置Ａの下部に鉛直方向に縦列配置された３段の給紙カセット２１Ａは、略同一の構成をなすので、同符号を付した。また、３段の給紙手段２２Ａも、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付してある。

また、給紙カセット２１Ａ、給紙手段２２Ａを含めて給紙装置２０と称す。

カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置３０において用紙Ｓが加熱ローラ３０Ａと加圧ローラ３０Ｂとによって挟持され、加熱及び加力される。これにより、用紙Ｓ上のトナー像が定着されて用紙Ｓ上に固定され、排紙ローラ２８に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。

一方、転写ローラ９により用紙Ｓにカラー画像を転写した後、用紙Ｓを曲率分離した中間転写体６は、クリーニング手段８により残留トナーが除去される。

定着処理された用紙Ｓを反転排紙する場合には用紙Ｓは定着装置３０と排紙ローラ２８の中間に配置された分岐板２８Ａの図示下側の搬送路を通過し、下方の搬送路ｒ１に搬送された後、逆転搬送されて分岐板２８Ａの図示左側の搬送路ｒ２を通過し、排紙ローラ２８により装置外に排出される。

用紙Ｓの両面に複写する場合には、用紙Ｓの第１面に形成した画像を定着処理した後、用紙Ｓを搬送路ｒ１、さらに搬送路ｒ３に導入した後、逆転搬送し、搬送路ｒ４に搬送した後、上方に迂回し給紙ローラ２６により搬送する。用紙Ｓは前述と同様に第１面の裏面である第２面に各色の画像が形成され、定着装置３０により加熱定着処理され、排紙ローラ２８によって装置外に排出される。

画像形成装置Ａには、手差し給紙装置Ｃが装着されている。手差し給紙装置Ｃの手差し給紙トレイ２１Ｂに収容された用紙Ｓは、給紙手段２２Ｂにより給送され、給紙ローラ２５，２６及びレジストローラ２７を経て、転写ローラ９に送り込まれ、前述と同様に画像形成される。

なお、上述の画像形成装置Ａは、カラー画像を形成する画像形成装置であるが、モノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよい。

画像形成装置Ａの図示右側面側には、例えば１０００枚以上の大量の用紙を給紙するための大容量給紙装置ＬＴが連結されている。この大容量給紙装置ＬＴに基づいて、本発明に係わる給紙装置について説明する。

大容量給紙装置ＬＴは用紙Ｓを収納する本体４０と、用紙Ｓの収納時に本体４０に対して開閉自在に構成された開閉蓋５０とからなる。開閉蓋５０は例えば用紙Ｓの給送方向に略平行な蝶番（不図示）を有して、本体４０に対して開閉する。本体４０には用紙積載部４１、並びに送り出しローラ４２、分離捌きローラ対４３及び搬送ローラ対４４からなる給紙部等が設けられ、開閉蓋５０には後端ガイド５１が設けられている。

用紙Ｓは用紙積載部４１に積載されるが、開閉蓋５０を開放したときは用紙積載部４１は下方に位置していて、用紙Ｓが積載され開閉蓋５０が閉鎖されると、不図示のモータによって駆動され上昇する。そして、最上面に位置する用紙Ｓを不図示のセンサが検知することにより、用紙積載部４１の上昇は停止して、最上面に位置する用紙Ｓの高さは略一定になる。

大容量給紙装置ＬＴから給紙するための給紙信号が画像形成装置Ａより大容量給紙装置ＬＴに出力されると、最上面に位置する用紙Ｓに圧接する送り出しローラ４２が回転し、分離捌きローラ対４３によって１枚の用紙に分離されて、搬送ローラ対４４によって画像形成装置Ａ内に給紙される。

また、この大容量給紙装置ＬＴには異なるサイズの用紙が収納可能である。用紙Ｓの給紙方向において、用紙Ｓの先端部は本体４０内の固定部材に当接し、後端部は本発明に係わる後端ガイド５１により規制されている。なお、後端ガイド５１については詳細に後述する。また、用紙Ｓの給紙方向と直交する幅方向においては、用紙Ｓの両側端部を規制する不図示のサイドガイドが本体４０に設けられていて、一方のサイドガイドを移動させると、他方のサイドガイドは連動して逆方向に移動し、幅の異なる用紙であっても中心位置は変わらないように構成されている。なお、このサイドガイドは周知・慣用のものを用いればよい。

次に、図１に図２を加えて後端ガイド５１について説明する。図２は後端ガイド５１等の斜視図である。

後端ガイド５１にはガイドシャフト５２が貫通すると共に、外周にネジを設けたスクリュウシャフト５３と螺合していて、ガイドシャフト５２とスクリュウシャフト５３の両端は開閉蓋５０から垂下している支持板５４，５５によって支持されている。また、支持板５５にはスクリュウシャフト５３と直結したモータ５６（駆動手段）が固定されている。従って、モータ５６が回転すると、スクリュウシャフト５３も回転し、後端ガイド５１はスクリュウシャフト５３によって駆動されると共にガイドシャフト５２によって案内されて、図１の左右方向に移動する。

ここで、開閉蓋５０を開放しているときは、後端ガイド５１は不図示のセンサの検知によって初期位置（５１）に待機している。その後、用紙Ｓが用紙積載部４１に積載され、開閉蓋５０が閉鎖されると、不図示のモータによって用紙積載部４１が駆動され上昇する。そして、最上面に位置する用紙Ｓを不図示のセンサが検知することにより、用紙積載部４１の上昇は停止する。続いて、モータ５６が回転し、後端ガイド５１は初期位置（５１）から左方に移動して、用紙Ｓの右端部、即ち後端部に当接する。これにより、後端ガイド５１の移動が阻止されて、モータ５６の回路には過電流が流れる。所定時間の間、過電流が流れたことを不図示のマイコン等（制御手段）が検知すると、マイコンはモータ５６の回路をオフにしてモータ５６の回転を中止させる。

このようにして、後端ガイド５１は一定の位置にとどまり、最上面に位置する用紙Ｓから順次搬送されて下方の用紙Ｓが次々と上昇しても、常に搬送される用紙Ｓの後端部を規制し続ける。従って、この後端ガイド５１は従来の後端ガイドと比較して上下方向の長さが短くて済む。また、後端ガイド５１における最上面に位置する用紙Ｓと当接する当接部５３ａと、後端ガイド５１を支持する支持部であるガイドシャフト５２及びスクリュウシャフト５３と距離が短い点も従来技術にない利点であって、後端ガイドが本体の下部より上方に長く立設していた従来技術と比較すると、非常に安定して確実に用紙Ｓの後端部を規制することができる。

なお、後端ガイド５１を移動させる機構として必ずしもスクリュウシャフトを用いる必要はなく、ラックピニオン、ベルト、ワイヤー等で移動させるようにしてもよい。

また、用紙積載部４１には種々のサイズの用紙Ｓが積載可能である。従って、後端ガイド５１が初期位置（５１）から左方に移動して、用紙Ｓの後端部に当接するまでの移動量が用紙Ｓのサイズによって異なる。このように後端ガイド５１の移動量が異なるということは移動時間が異なることであるので、移動時間より用紙Ｓのサイズを検出することができ、この情報を画像形成装置Ａに出力することができる。

例えば、Ａ３，Ｂ４，Ａ４Ｒ，Ｂ５Ｒ，Ａ４，Ａ５Ｒ，Ｂ５，Ｂ６Ｒのサイズの用紙Ｓが積載可能であるとすると、用紙Ｓの給紙方向の長さは表１に示す通りである。

従って、後端ガイド５１が初期位置（５１）から移動してＡ３の用紙Ｓの後端部に当接する迄の移動量をＬとすると、他のサイズの用紙Ｓの後端部に当接する迄の移動量は表１に示す如くなる。後端ガイド５１の移動速度を略一定にすることができるので、各サイズの用紙Ｓに対する後端ガイド５１の移動時間を予めもとめておき、後端ガイド５１の移動時間と用紙サイズとの関係をマイコン等（検出手段）にテーブルとしてメモリしておけば、積載した用紙Ｓのサイズを検出することができ、この情報を画像形成装置Ａに出力することができる。

また、用紙Ｓのサイズを検知するために、複数のフォトセンサ（検知部）を配置してもよい。

この一例を図３に示すと、用紙Ｓのサイズに対応して停止する後端ガイド５１の各停止位置に、各々フォトセンサ６１を配置する。そして、後端ガイド５１が（Ｅ）の位置に停止したならば、これをフォトセンサ６１ｅが検知してマイコン等（検出手段）が例えばＡ４サイズであることを検出し、後端ガイド５１が（Ｄ）の位置に停止したならば、これをフォトセンサ６１ｄが検知してマイコン等が例えばＢ５Ｒサイズであることを検出し、後端ガイド５１が（Ｃ）の位置に停止したならば、これをフォトセンサ６１ｃが検知してマイコン等が例えばＡ４Ｒサイズであることを検出する。

なお、このようにフォトセンサを配置すると、後端ガイド５１を電動で移動させずに、手動で移動させたときにも用紙Ｓのサイズを検出することができる。

また、図４の如く、フォトセンサ６２を後端ガイド５１の各停止位置の中間に各々配置してもよい。例えば、使用可能な用紙サイズをＡ３，Ｂ４，Ａ４Ｒ，Ｂ５Ｒ，Ａ４・・・とするならば、初期位置とＡ３サイズの間、Ａ３サイズとＢ４サイズの間、Ｂ４サイズとＡ４Ｒサイズの間、Ａ４ＲサイズとＢ５Ｒサイズの間、Ｂ５ＲサイズとＡ４サイズの間等に各々フォトセンサを配置する。そして、後端ガイド５１が（Ｅ）の位置に停止しときがＡ４サイズであるならば、後端ガイド５１が（Ｅ）の位置に移動するまでフォトセンサ６２ｃ，６２ｄ，６２ｅを含む５個のフォトセンサ６２が検知するので、後端ガイド５１が（Ｅ）の位置に停止しときの用紙Ｓは５番目の用紙Ｓで、Ａ４サイズであることをマイコン等（検出手段）が検出することができる。

更に、以上の如く説明した後端ガイド５１を有する大容量給紙装置ＬＴに代えて、図５に示す如き大容量給紙装置ＬＴ１を用いてもよい。

図５に示す大容量給紙装置ＬＴ１においては、Ａ４サイズやＢ５サイズといった長大でない用紙Ｓならば、用紙積載部１４１の左右に積載できる。そして、左方に積載された用紙Ｓは前述の大容量給紙装置ＬＴと同様に送り出しローラ１４２、分離捌きローラ対１４３及び搬送ローラ対１４４（第１の給紙部）によって画像形成装置Ａ内に給紙される。一方、左方に積載された用紙Ｓは送り出しローラ１４５、分離捌きローラ対１４６及び搬送ローラ対１４７によって逆方向の右方に搬送され、反転ローラ対１４８によって搬送方向が反転されて、更に、搬送ローラ対１４９，１５６，１５７，１５８によって搬送されて（送り出しローラ１４５〜搬送ローラ対１５８が第２の給紙部）、搬送ローラ対１４４に搬送される。

また、大容量給紙装置ＬＴと同様に本体１４０に対して蓋部１５０が開閉するが、蓋部１５０には支持板１５４，１５５によって支持されているガイドシャフト１５３に二つの後端ガイド、即ち第１の後端ガイド１５１及び第２の後端ガイド１５２が摺動自在に嵌合している。そして、第１のの後端ガイド１５１は左方に積載した用紙Ｓの後端部（右端部）を規制し、第２の後端ガイド１５２は右方に積載した用紙Ｓの後端部（左端部）を規制している。

ここで、左右に積載した用紙Ｓの積載量が同一ならば、左右の用紙Ｓを交互に搬送し、左右に積載した用紙Ｓの積載量が異なるならば、積載量の多い側の用紙Ｓを先に続けて搬送し、左右に積載した用紙Ｓの積載量が同一になったならば、左右の用紙Ｓを交互に搬送する。

また、用紙Ｓのサイズに応じて前述と同様に第１の後端ガイド１５１及び第２の後端ガイド１５２を電動や手動で移動させることができ、同様に用紙Ｓのサイズを検出することができる。

なお、Ｂ４やＡ３といった長大の用紙Ｓのときは、用紙Ｓを左方の側にしか積載できないので、後端ガイド１５１のみを用い、後端ガイド１５２は右方に退避させることになる。

画像形成装置と給紙装置を備えた大容量給紙装置とから構成された画像形成装置システムの一構成図である。 後端ガイド等の斜視図である。 後端ガイドを検知するフォトセンサの斜視図である。 後端ガイドを検知するフォトセンサの他の斜視図である。 画像形成装置と二つの給紙部からなる給紙装置を備えた大容量給紙装置とから構成された画像形成装置システムの一構成図である。

符号の説明

Ａ 画像形成装置
ＬＴ 大容量給紙装置
Ｓ 用紙
４０ 本体
４１ 用紙積載部
５０ 開閉蓋
５１ 後端ガイド
５６ モータ
６１，６２ フォトセンサ
１５１ 第１の後端ガイド
１５２ 第２の後端ガイド

Claims (7)

1. 異なるサイズの用紙が積載可能な用紙積載部と、
   前記用紙積載部に積載された用紙の最上面に位置する用紙を１枚ずつ給紙する給紙部と、
   前記用紙積載部の上方にて開閉する開閉蓋と、
   を備えた給紙装置において、
   給紙方向に対して前後に摺動し、前記最上面に位置する用紙の給紙方向に対する後端部を規制する後端ガイドを前記開閉蓋に設けたことを特徴とする給紙装置。
2. 前記給紙部は、第１の給紙部と、該第１の給紙部と逆方向に給紙した後、該用紙を反転させ、前記第１の給紙部による給紙方向に給紙する第２の給紙部とからなり、
   前記後端ガイドは、前記第１の給紙部により給紙される用紙の後端部を規制する第１の後端ガイドと、前記第２の給紙部により給紙される用紙の後端部を規制する第２の後端ガイドとからなることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記後端ガイドを駆動し給紙方向に対して前後に移動させる駆動手段と、
   前記駆動手段に流れる電流を検知するとともに前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記駆動手段の駆動を制御し前記後端ガイドを所定の位置から給紙方向に移動させ、所定の時間前記駆動手段に過電流が流れたことを検知した後、前記駆動手段の駆動を停止させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の給紙装置。
4. 前記用紙の給紙方向の長さと前記後端ガイドの前記所定の位置からの移動時間との関係を記憶するテーブルと、
   前記後端ガイドを前記所定の位置から移動させた移動時間を計測し、前記テーブルに基づいて前記用紙の給紙方向の長さを検出する検出手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載の給紙装置。
5. 前記後端ガイドの位置を検知する複数の検知部と、
   前記検知部により前記用紙の給紙方向の長さを検出する検出手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の給紙装置。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の給紙装置を備えたことを特徴とする大容量給紙装置。
7. 請求項６に記載の大容量給紙装置と、該大容量給紙装置より給紙された用紙を画像形成する画像形成装置とを接続したことを特徴とする画像形成装置システム。

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