WO2013111483A1 - 給紙装置および画像形成装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a sheet feeding device including a sheet transporting member that sucks and transports sheets stacked on a sheet stacking table, and an image forming apparatus including the sheet feeding device.
- image forming apparatuses such as printers and copiers are provided with a paper feeding device that sequentially takes out sheets stacked on a paper feeding tray one by one and feeds them toward an image forming unit.
- Various methods such as a claw separation method, a friction pad method, and a gate method are applied to the sheet feeding device in order to separate the sheets stacked on the sheet feeding tray one by one.
- a number of methods have been developed for blowing air on paper to lift it up and separate it.
- Patent Document 2 As another form of the paper feeding device, it has been studied to improve the paper separation by forming the paper adsorbed on the transport belt in a wave shape (see, for example, Patent Document 2).
- air is ejected toward the paper by a blower fan, and the paper is adsorbed on the transport belt by a suction fan via a suction duct having a suction port provided on the bottom wall.
- the conveying belt is curved by a rib formed so as to protrude from the bottom wall of the suction duct, and the sucked paper is formed in a wave shape.
- a gap for air to enter is provided between the sucked paper and the paper placed on the paper placement plate.
- the fan blowout port of one fan and the fan suction port of the other fan are connected by a connecting air passage, and air is sucked in by two fans and the sheet is fed to the conveyor belt.
- Adsorb The air blown out from the fan outlet of the other fan is blown out to the paper storage unit provided with the paper mounting table.
- the paper feeding device includes a floating air blowing mechanism that blows air to the side surface of the paper placed on the paper placing table and a separation air blowing mechanism that blows air from the front of the paper adsorbed to the conveyance belt. Lift and separate. That is, by arranging the two fans in series, the suction forces of the individual fans are added so that a sufficient suction force can be obtained.
- the sheet feeding apparatus described in Patent Document 4 includes an air supply unit in which an air blowing port of an upstream fan and an air suction port of a downstream fan are connected by a spiral flow path.
- an air blowing port of an upstream fan and an air suction port of a downstream fan are connected by a spiral flow path.
- Several sheets of the sheet bundle set on the sheet table are floated by the air blown from the air supply means.
- a suction conveyance unit provided with a suction fan is disposed above the sheet bundle, and the sheet floating from the sheet table is sucked to the transport belt by sucking air with the suction fan. That is, high pressure air is obtained by two connected fans, so that the sheet is reliably separated and floated.
- the fan used in the paper feeder required a strong suction force to reliably separate and float the paper. Therefore, in order to increase the suction force of the fan, it is necessary to take measures such as using a large fan. However, when a large fan is applied, there is a problem that it cannot be operated using a power source common to the image forming apparatus.
- the fan used in the paper feeder required a strong suction force to reliably separate and float the paper. Therefore, in order to increase the suction force of the fan, it is necessary to take measures such as using a large fan. However, when a large fan is applied, there is a problem that it cannot be operated using a power source common to the image forming apparatus.
- the paper feeding device described in Patent Document 2 also has a problem that a sufficient suction force cannot be obtained because the suction fan and the blower fan are provided independently.
- the fan suction port is formed along the axial direction of the impeller, and the fan outlet is formed in the tangential direction of the impeller.
- the two fans are arranged so as to overlap each other with the fan suction port facing upward. That is, since the fan outlet of one fan and the fan inlet of the other fan are formed in different directions, the connecting air passage connecting the two fans requires a bent portion. In the bent part, the air flow is lost by obstructing the air flow by an obstacle such as a wall surface. Therefore, in the structure of the paper feeding device described above, there is a problem that it is not possible to avoid a reduction in suction force when passing through the connection air passage. In addition, the above-described paper feeding device requires a fan for floating the paper separately from the fans connected in series.
- the present invention provides a paper feeding device and an image forming apparatus that can mutually strengthen a force for sucking paper and a force for separating paper by connecting the suction fan and the separation fan.
- An object is to provide an apparatus.
- the paper feeding apparatus In order to reduce the size and increase the functionality of the image forming apparatus, the paper feeding apparatus is required to be further downsized. In other words, it has been studied to reduce the area occupied by the sheet feeding device, to reduce the size of the housing, and to add more parts.
- Patent Documents 1 to 4 it has not been studied to reduce the size of the paper feeding device by correlating the shape of the duct forming the air flow path with the shape of the fan.
- an object of the present invention is to provide a sheet feeding device and an image forming apparatus that can be made compact by reducing the width in the longitudinal direction and the conveyance direction as much as possible.
- a sheet feeding device includes a sheet stacking table on which a plurality of sheets are stacked and moved up and down along the sheet stacking direction, and the sheets stacked on the sheet stacking table are sucked by suction of air.
- a sheet feeding device including a sheet conveying member that conveys the sheet, and a separation fan that generates an air flow for separating the sheets loaded on the sheet stacking table, and a sheet loaded on the sheet stacking table
- a suction fan that generates a flow of air and a relay duct that guides the air exhausted from the suction fan to the separation fan.
- the relay duct extends from an exhaust port of the suction fan to an intake port of the separation fan. It is characterized by being formed in a straight line connecting the two.
- the suction fan acts not only on the force for sucking the paper but also on the force for separating the paper
- the separation fan acts on the force for sucking the paper as well as the force for separating the paper.
- the relay duct in a straight line, a structure without an obstacle such as a wall surface can be provided, and loss when air passes through the relay duct can be reduced. Furthermore, by reducing the number of fans, it is possible to save power and space in the sheet feeding device.
- the paper feeding device includes a separation duct that is connected to an exhaust port of the separation fan and forms an air flow path for separating the paper.
- the relay duct and the separation duct have a predetermined angle. It is preferable that the separation fan is disposed in the connected portion.
- the predetermined angle is preferably 90 degrees.
- the sheet feeding device includes a suction duct that is connected to the suction port of the suction fan and forms an air flow path for sucking the paper, and the air exhausted from the separation duct is sucked from the suction duct. It is preferred that
- the relay duct is opened facing the blades of the separation fan.
- the exhaust port of the suction fan overlaps with a part of the suction area sucked by the separation fan and is disposed at a position where the area overlapping with the suction area is maximized.
- the air exhausted from the separation fan can be increased by adopting a structure in which as much air sent from the suction fan as possible is taken into the separation fan.
- the suction region is annular, and the exhaust port of the suction fan is rectangular. It is preferable that any one side of the suction port of the suction fan projected on the separation fan coincides with a tangent of an outer circle of the suction region.
- a sheet feeding device includes a sheet stacking table in which a plurality of sheets are stacked and moved up and down along the sheet stacking direction, and the sheets stacked on the sheet stacking table are sucked by suction of air. And a sheet conveying member that conveys the sheet, and when the direction along the front end of the paper stacked on the paper stacking base is a longitudinal direction, the front end of the paper stacked on the paper stacking base Separation ducts that are arranged opposite to each other to form an air flow path for separating the paper, and an air flow that is coupled to a longitudinal end of the separation duct and separates the paper loaded on the paper stacking table.
- a separation fan that generates air, and is arranged along the longitudinal direction so as to face the upper surface of the paper stacked on the paper stacking base, and forms a flow path for air that sucks the paper stacked on the paper stacking base
- a suction duct and the suction duct A suction fan that is connected to a longitudinal end of the paper stack and generates a flow of air that sucks the paper stacked on the paper stacking table, wherein the suction fan includes a longitudinal direction of the suction duct and the suction fan.
- the separation duct is arranged so that the minimum width direction coincides, and the longitudinal direction of the suction duct and the longitudinal direction of the separation duct are arranged in parallel, and the conveyance direction of the paper and the separation duct
- the separation fan is arranged such that the minimum width direction of the separation duct and the minimum width direction of the separation fan are arranged in parallel.
- the width in the longitudinal direction of the paper drawer portion constituted by the duct and the fan can be shortened by matching the direction of the minimum width of the suction fan with the longitudinal direction of the suction duct.
- the minimum width direction of the separation duct and the separation fan coincide with the conveyance direction, the width in the conveyance direction at the paper drawer can be shortened.
- the paper feeding device can be made compact.
- the suction fan and the separation fan connected to each other, it is possible to mutually strengthen the force for sucking the paper and the force for separating the paper.
- the separation fan is provided with an exhaust port on a surface perpendicular to the longitudinal direction, and the exhaust port of the separation fan is arranged in the stacking direction more than the width in the transport direction. It is preferable that the width is large.
- the cross-sectional area of the flow path can be ensured by widening the exhaust port of the separation fan in the loading direction.
- the separation fan and the separation duct have the minimum width direction aligned with the conveyance direction, the width in the conveyance direction cannot be increased.
- a predetermined area is secured for providing the paper stacking base. Therefore, the width can be easily increased.
- the suction fan is provided with an exhaust port on a surface perpendicular to the transport direction, and the exhaust port of the suction fan is located in the stacking direction more than the width in the longitudinal direction. It is preferable that the width is large.
- the cross-sectional area of the flow path can be secured by expanding the exhaust fan exhaust port in the stacking direction.
- the suction fan since the suction fan has the minimum width direction aligned with the longitudinal direction of the suction duct, the width in the longitudinal direction cannot be increased.
- a predetermined area is secured for providing the paper stacking base. Therefore, the width can be easily increased.
- the sheet feeding device includes a relay duct that guides the air exhausted from the suction fan to the separation fan, and the relay duct and the separation duct are connected to each other with a predetermined angle. It is preferable that the separation fan is disposed in the portion.
- the predetermined angle is preferably 90 degrees.
- the separation fan since the air is sent perpendicularly to the inlet of the separation fan by connecting at right angles, the separation fan can efficiently take in the air.
- the relay duct is opened facing the blades of the separation fan.
- the suction fan and the separation fan are fans having the same structure.
- the wind pressure of the separation fan is larger than the wind pressure of the suction fan.
- the image forming apparatus includes the sheet feeding device according to the present invention.
- the suction fan acts not only on the force for sucking the paper but also on the force for separating the paper
- the separation fan acts on the force for sucking the paper as well as the force for separating the paper.
- the relay duct in a straight line, a structure without an obstacle such as a wall surface can be provided, and loss when air passes through the relay duct can be reduced. Furthermore, by reducing the number of fans, it is possible to save power and space in the sheet feeding device.
- the direction in which the minimum width of the suction fan is made to coincide with the longitudinal direction of the suction duct can shorten the width in the longitudinal direction of the sheet drawer portion constituted by the duct and the fan. it can.
- the minimum width direction of the separation duct and the separation fan coincide with the conveyance direction
- the width in the conveyance direction at the paper drawer can be shortened.
- the paper feeding device can be made compact.
- the suction fan and the separation fan connected to each other it is possible to mutually strengthen the force for sucking the paper and the force for separating the paper.
- FIG. 6 is a perspective view showing an outer frame body, a bottom plate, and a paper stacking base with a paper drawer portion removed.
- FIG. 6 is a perspective view illustrating a state in which a sheet drawer is viewed obliquely from the upper front.
- FIG. 6 is a perspective view illustrating a state in which a sheet drawer is viewed obliquely from the lower rear.
- FIG. 6 is a perspective view illustrating a state in which a sheet drawer is viewed obliquely from the upper rear.
- FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the paper drawer portion taken along arrows BB in FIG. It is a front view which extracts and shows a suction fan and a separation fan. It is a side view of a suction fan and a separation fan seen from arrow A of Drawing 8A.
- FIG. 6 is a plan view showing a paper drawer portion extracted.
- FIG. 3 is a side view of the paper feeding device shown in FIG. 2. It is sectional drawing which simplifies and shows the paper feeder which concerns on embodiment of this invention.
- FIG. 10 is a cross-sectional view taken along arrow CC in FIG. 9.
- FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
- the image forming apparatus 1 includes a document reading unit 2, an image forming unit 11, a paper transport unit 12, a paper supply unit 13, and a large-capacity paper feed cassette (LCC) 14, and uses an image indicated by image data on a paper. Form an image.
- the image forming apparatus 1 reads a document image by the document reading unit 2 to generate image data, or receives image data from an external terminal device or the like. After various image processing is performed on the acquired image data, an image indicated by the image data is formed on a sheet by the image forming unit 11.
- LCC large-capacity paper feed cassette
- the document reading unit 2 is provided above the image forming unit 11 and includes a lower reading optical unit 41 and an upper document conveying unit 42.
- the reading optical unit 41 includes a document placing table 44 and a document reading glass on the upper side, and includes a light source 51 and a solid-state image sensor 48 inside.
- the document table 44 and the document reading glass are formed of transparent glass.
- the surface of the document on the document table 44 or the document reading glass is illuminated by the light source 51, and the reflected light is guided to the solid-state image sensor 48 through a reflection mirror and a lens.
- the solid-state image sensor 48 generates image data based on the received reflected light.
- the document transport unit 42 automatically transports the document on the document reading glass.
- the document conveying unit 42 is configured to be rotatable about an axis connecting the image forming unit 11 and the document conveying unit 42, and the document can be placed manually by opening the document placing table 44. It can be done.
- the image forming unit 11 includes a photosensitive drum 21 and a fixing device 27 along the conveyance path 33, and a charging device 22, a laser exposure device 23, a developing device 24, a transfer roller 25, and a cleaning device around the photosensitive drum 21. 26 is arranged.
- the photosensitive drum 21 has a photosensitive layer on its surface and rotates in the direction of the arrow.
- the surface of the photosensitive drum 21 is cleaned by the cleaning device 26 and then uniformly charged to a predetermined potential by the charging device 22.
- the laser exposure device 23 is a laser scanning unit (LSU) including a laser diode and a reflection mirror, and scans the surface of the photosensitive drum 21 with a laser beam, and an electrostatic latent image corresponding to input image data. Is written on the surface of the photosensitive drum 21.
- the developing device 24 develops the electrostatic latent image written on the surface of the photosensitive drum 21 with toner, and forms a toner image on the surface of the photosensitive drum 21.
- LSU laser scanning unit
- the transfer roller 25 is pressed against the photosensitive drum 21, forms a nip area with the photosensitive drum 21, and rotates together with the photosensitive drum 21.
- the photosensitive drum 21 and the transfer roller 25 sandwich and convey the sheet conveyed through the conveying path 33 in the nip area, and transfer the toner image on the surface of the photosensitive drum 21 to the sheet.
- the sheet on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing device 27 through the conveyance path 33.
- the fixing device 27 heats and presses the sheet with a roller or the like to fix the toner image transferred to the sheet. Thereafter, the paper is discharged via a paper discharge roller 36 and stacked on a paper discharge tray 37.
- the paper transport unit 12 includes a plurality of transport rollers 31, registration rollers 32, a transport path 33, a detour path 34, a branch claw 35, a paper discharge roller 36, and a paper discharge tray 37.
- the paper supply unit 13 includes a plurality of paper supply cassettes 38.
- the paper feed cassette 38 includes a pickup roller 39 and the like for pulling out and feeding paper one by one, and sends the paper to the transport path 33.
- the large-capacity paper feed cassette 14 includes a paper feed device 71.
- the sheet feeding device 71 stacks and stores a plurality of sheets, pulls out the sheets one by one, and sends them out to the conveyance path 33. Details of the sheet feeding device 71 will be described with reference to FIG.
- the sheet is conveyed by the conveyance roller 31 through the conveyance path 33, and is discharged to the paper discharge tray 37 via the transfer roller 25 and the fixing device 27.
- the sheet is temporarily stopped by a registration roller 32 provided in front of the photosensitive drum 21, and then the sheet is conveyed in accordance with the transfer timing of the toner image on the surface of the photosensitive drum 21.
- the position of the branch claw 35 is switched and the paper is conveyed from the paper discharge roller 36 to the detour path 34 in the reverse direction.
- the detour path 34 the front and back sides of the paper are reversed and guided again to the registration roller 32, the image is formed on the back side of the paper in the same manner as the front surface, and the paper is discharged to the paper discharge tray 37.
- FIG. 2 is a plan view of the paper feeding device according to the embodiment of the present invention.
- the sheet feeding device 71 has a sheet stacking table 74 on which a plurality of sheets are stacked and moved up and down along a sheet stacking direction S (see FIG. 3 to be described later), and the sheet stacking unit 74 is stacked.
- a sheet conveying member for example, a sheet conveying belt 81
- a separation fan 88 that generates an air flow for separating sheets stacked on the sheet stacking base 74
- a sheet A suction fan 84 that generates a flow of air that sucks the sheets loaded on the loading table 74 and a relay duct 87 that guides the air exhausted from the suction fan 84 to the separation fan 88 are provided.
- the relay duct 87 is formed in a straight line connecting the exhaust port 84 b of the suction fan 84 and the intake port 88 a of the separation fan 88.
- the suction fan 84 acts not only on the force for sucking the paper but also on the force for separating the paper
- the separation fan 88 acts on the force for sucking the paper as well as the force for separating the paper.
- the relay duct 87 in a straight line, a structure having no obstacle such as a wall surface can be provided, and loss when air passes through the relay duct 87 can be reduced. Furthermore, by reducing the number of fans, it is possible to save power and space in the sheet feeding device.
- the sheet feeding device 71 is connected to the suction port 84a of the suction fan 84 and forms a flow path for air that sucks the paper, and the air supply device 71 is connected to the exhaust port 88b of the separation fan 88 and separates the paper. And a separation duct 86 that forms a flow path.
- the paper feeding device 71 includes an outer frame 72, a bottom plate 73, a paper stacking table 74, and a paper drawer 75 disposed on one end of the outer frame 72.
- the paper drawer 75 includes four paper transport belts 81, a set of rollers 82 and 83 around which each paper transport belt 81 is stretched, a suction duct 85, a suction fan 84, a relay duct 87, a separation fan 88, and A separation duct 86 is used.
- the outer frame body 72, the bottom plate 73, and the paper stacking base 74 will be described with reference to FIGS. 2 and 3, and the paper drawing portion 75 will be described later.
- FIG. 3 is a perspective view showing the outer frame, the bottom plate, and the paper stacking base with the paper drawer portion removed.
- the paper stacking board 74 is provided with an opening groove 74a formed long in the paper transport direction H.
- a paper rear end guide 76 is disposed so as to protrude upward through the opening groove 74a.
- the end in the transport direction H of the paper stacked on the paper stacking board 74 may be referred to as the front end, and the end opposite to the transport direction H may be referred to as the rear end.
- the transport direction H may be referred to as the front, and the direction opposite to the transport direction H may be referred to as the rear.
- a direction along the front end of the paper stacked on the paper stacking board 74 is defined as a longitudinal direction N.
- the sheet trailing edge guide 76 includes a guide column portion 76a facing the trailing end of the sheets stacked on the sheet stacking table 74, and a guide head portion 76b supported by the guide column portion 76a.
- the sheet trailing edge guide 76 is supported on the bottom plate 73 so as to reciprocate in the sheet conveying direction H along the opening groove 74a, and is positioned at an arbitrary position.
- loading table recesses 74b are formed, and an assist duct 77 is disposed in each of the loading table recesses 74b.
- the assist duct 77 is supported by the outer frame 72 so as to reciprocate along the longitudinal direction N in the stacking base recess 74b, and the two assist ducts 77 are close to each other or separated from each other. It moves in conjunction and is positioned at any position.
- the outer frame body 72 is arranged so as to surround the sheets stacked on the sheet stacking board 74 in a plan view, and the front end of the sheet is in contact with two frame body opening portions 72a provided on both sides in the longitudinal direction N. And a contact plate 72b.
- a protruding piece 74 c formed on the paper stacking base 74 protrudes outside the outer frame 72 from each frame opening 72 a.
- the contact plate 72b is formed with a notch 72c at a portion facing the first separation port 86b (see FIGS. 5 and 7 described later) of the separation duct 86.
- the assist duct 77 is a hollow body provided with an assist opening 77a on the surface facing the side edge of the paper loaded on the paper stacking board 74, and has a ventilation path inside.
- An assist fan 79 is provided outside each of the two assist ducts 77, and the air sucked by the assist fan 79 is sent into the ventilation path of the assist duct 77, and the outer frame body 72 is formed through the assist opening 77 a. Blows inward.
- winding pulleys 90 are provided at both ends of the outer frame body 72 in the longitudinal direction N, respectively.
- Two wires 93 are respectively connected to the take-up pulley 90, and the wires 93 are connected to protruding pieces 74c corresponding to the side on which the take-up pulley 90 is provided. Further, the wire 93 is drawn around a plurality of driven pulleys 94 and connected to the winding pulley 90. That is, one wire 93 is connected to each of the four protruding pieces 74c.
- the two take-up pulleys 90 are fixed to both ends of a common shaft 91 that is rotatably supported, and the take-up pulley 90 is rotated when the shaft 91 is rotationally driven by a pulse motor 92 connected to the shaft 91.
- the wire 93 is wound around the winding pulley 90 or fed out by rotating forward and reverse.
- the paper stacking table 74 moves up and down in the stacking direction S by winding and unwinding the wire 93. Further, by controlling the rotation direction and rotation angle of the pulse motor 92, the height of the paper stacking base 74 can be adjusted.
- FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the paper drawer portion is seen obliquely from the upper front
- FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the paper drawer portion is seen from the obliquely lower rear
- FIG. FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the paper drawer portion is viewed obliquely from above and rear
- FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view mainly showing the paper drawer portion taken along arrows BB in FIG.
- the suction duct 85 is a hollow body and has a long air flow path in the longitudinal direction N as shown in FIG. 4, and through a suction connection portion 85 a provided at the end in the longitudinal direction N.
- a suction fan 84 is connected. Further, the suction duct 85 is disposed along the longitudinal direction N so as to face the upper surface of the paper stacked on the paper stacking table 74, and on the surface facing the upper surface of the paper (the lower surface 85g of the suction duct 85), A plurality of sheet suction ports 85e (see FIG. 7 for details) penetrating to the internal flow path are formed.
- the suction duct 85 is formed with a roller connecting portion 85h protruding at both ends in the transport direction H (front end portion 85c and rear end portion 85d shown in FIG. 4).
- a roller rotation shaft 82a that supports the roller 83 and a roller rotation shaft 83a are connected.
- the roller 82 is supported by the roller rotation shaft 82a, the roller 83 is supported by the roller rotation shaft 83a, and the roller rotation shaft 82a and the roller rotation shaft 83a are connected to a driving means (not shown).
- the paper transport belt 81 is stretched around the rollers 82 and 83 and is not shown, but is slightly separated from the upper surface 85b of the suction duct 85 and is in contact with the lower surface 85g of the suction duct 85. Has been placed.
- the sheet conveying member corresponds to the sheet conveying belt 81.
- a large number of air holes 81 a are formed in the paper conveying belt 81, and air is sucked from the air holes 81 a through the suction duct 85 to the suction fan 84.
- suction fan 84 and the separation fan 88 will be described later with reference to FIGS. 8A and 8B.
- the separation duct 86 is a hollow body, and has a long air flow path in the longitudinal direction N as shown in FIG. 4, and a separation connecting portion 86a (FIG. 2) provided at an end in the longitudinal direction N. Are connected to the separation fan 88. As shown in FIG. 7, the separation duct 86 is disposed to face the front end of the paper stacked on the paper stacking base 74, and is disposed on the surface facing the front end of the paper (the inner wall surface 86 d of the separation duct 86). A first separation port 86b that penetrates to the flow path is formed.
- the inner wall surface 86d is provided so as to overlap the outer surface of the contact plate 72b of the outer frame body 72, and the first separation port 86b faces the inner side of the outer frame body 72 through the cutout portion 72c. Further, the separation duct 86 is formed with a second separation port 86 e opened facing the paper transport belt 81.
- air is sent from the exhaust port 88b of the separation fan 88 to the first separation port 86b and the second separation port 86e through the separation connecting portion 86a, and the first separation port 86b and the first separation port 86b 2 Air is blown out from the separation port 86e to the inside of the outer frame 72. Then, as shown by an arrow K in FIG. 7, the air blown out from the first separation port 86b is sent to the leading edge of the paper stacked on the paper stacking base 74, and several sheets from the top of the stacked paper are removed. To disperse. Here, the sheet loaded on the sheet stacking table 74 is lifted by the air sent from the assist duct 77 (see FIG.
- the air blown out from the second separation port 86e is sent between the plurality of sheets lifted from the sheet stacking table 74, and separates the plurality of sheets one by one. Of the separated sheets, the top sheet is attracted to the sheet transport belt 81, and the remaining sheets are stacked on the sheet stacking board 74.
- the relay duct 87 has a flow path extending along the transport direction H, and has one end connected to the exhaust port 84 b of the suction fan 84. The other end is connected to the intake port 88 a of the separation fan 88. That is, the air blown from the suction fan 84 is sent to the separation fan 88 through the relay duct 87.
- the flow path of the relay duct 87 will be described later with reference to FIG. 8A.
- the relay duct 87 and the separation duct 86 are connected with a predetermined angle, and a separation fan 88 is disposed in the connected portion. According to this configuration, the direction in which air flows through the separation fan 88 is changed, and the separation duct 86 is provided along the air flow from the separation fan 88, thereby reducing loss due to obstacles such as wall surfaces and efficiently.
- the paper can be separated.
- the predetermined angle described above is 80 to 100 degrees, and a preferable angle is 90 degrees. That is, the relay duct 87 and the separation duct 86 are connected at a right angle. According to this configuration, since the air is sent perpendicularly to the intake port 88a of the separation fan 88 by being connected at a right angle, the separation fan 88 can efficiently take in the air.
- a part of the air exhausted from the separation duct 86 is sucked from the suction duct 85.
- a part of the air exhausted from the separation duct 86 is sucked from the suction duct 85, whereby an air flow path is formed between the separation duct 86 and the suction duct 85. Therefore, by circulating the air flowing through the sheet feeding device 71, it is possible to reduce air loss and operate efficiently.
- the end portion (suction tip portion 85f) of the suction duct 85 opposite to the suction connection portion 85a is connected to the end portion (separation tip portion 86c) of the separation duct 86 opposite to the separation connection portion 86a.
- the relay duct 87 is formed separately from the suction duct 85 and the separation duct 86.
- the present invention is not limited to this, and the suction duct 85, the separation duct 86, and the relay are not limited thereto.
- the duct 87 may be integrated. That is, if the flow paths corresponding to the suction duct 85, the separation duct 86, and the relay duct 87 are independently formed, the relay duct 87, the suction connecting portion 85a, The separation connecting portion 86a may be integrated.
- FIG. 8A is a front view showing the suction fan and the separation fan extracted
- FIG. 8B is a side view of the suction fan and the separation fan as viewed from the arrow A in FIG. 8A
- FIG. It is sectional drawing in the arrow CC.
- the suction fan 84 is a centrifugal fan or the like, for example, a sirocco fan, pressurizes air sucked from the intake port 84a and exhausts it from the exhaust port 84b.
- the suction fan 84 includes a plurality of blades 84c, a fan casing 84d, and a duct portion 84e.
- the separation fan 88 has the same structure as the suction fan 84, and thus the description thereof is omitted.
- the plurality of blades 84c are rotated by driving means (not shown), and send out air outward in the radial direction by the generated centrifugal force.
- a bearing portion 84f is disposed at the center of the intake port 84a, and blades 84c are disposed radially around the bearing portion 84f.
- the plurality of blades 84c are erected on, for example, a disk 84j connected to the rotation shaft 84h.
- a rotating shaft 84h connected to the driving means is disposed, and the disc 84j rotates around the rotating shaft 84h so that the blade 84c rotates.
- the fan casing 84d has a columnar space in which a plurality of blades 84c are accommodated, is formed in a substantially cylindrical shape, and an intake port 84a is provided on a substantially circular main surface 84g.
- the width of the main surface 84g of the fan casing 84d (housing vertical width FW1) is, for example, 120 mm.
- the side surface of the fan casing 84d is partially opened, and the opened portion and the duct portion 84e are connected.
- the width of the side surface of the fan casing 84d (side surface width FW3) is, for example, 33 mm.
- the intake port 84a has a circular shape when viewed from the front, and the diameter (opening diameter FWh) of the intake port 84a is, for example, 80 mm.
- the bearing part 84f mentioned above is formed in the cup shape which protruded toward the main surface 84g, and the diameter (rotary shaft width FWp) of the bearing part 84f is 58 mm, for example.
- the width from the bearing portion 84f to the intake port 84a in the front view may be referred to as an effective opening width FWy. That is, air can be taken into the suction fan 84 by sending air between the bearing portion 84f and the intake port 84a (effective opening width FWy). On the other hand, the air hitting the bearing portion 84f returns without entering the inside of the suction fan 84.
- a region where the suction fan 84 can suck air is referred to as a suction region, and the suction region corresponds to the effective opening width FWy.
- a gap is provided between the blade 84c and the bearing portion 84f.
- the interval between the blade 84c and the bearing portion 84f may be adjusted as appropriate, and a part of the blade 84c is viewed from the front. May be disposed within the effective opening width FWy.
- the duct portion 84e is a hollow tube having a rectangular cross section perpendicular to the air flow direction, and is formed integrally with the fan casing 84d.
- One end portion of the duct portion 84e is connected to the side surface of the fan casing 84d, and the other end portion of the duct portion 84e has an exhaust port 84b that discharges the air that has flowed through the flow path inside the duct portion 84e to the outside.
- the width from the exhaust port 84b to the opposite end of the fan casing 84d (housing lateral width FW2) in front view is, for example, 120 mm.
- the exhaust port 84b is formed in a rectangular shape in a side view, and the opening width (exhaust lateral width VW1) in the rotation axis direction of the exhaust port 84b is, for example, 26 mm.
- the opening width (exhaust length VW2) in the direction orthogonal to the rotation axis 84b is 51 mm, for example. That is, the exhaust port 84b is formed such that the exhaust vertical width VW2 is larger than the exhaust horizontal width VW1.
- the suction fan 84 and the separation fan 88 have the same structure, and include an intake port 88a, an exhaust port 88b, a blade 88c, a fan casing 88d, a duct portion 88e, a bearing portion 88f, a main surface 88g, a rotary shaft 88h,
- the disc 88j corresponds to the intake port 84a, the exhaust port 84b, the blades 84c, the fan casing 84d, the duct portion 84e, the bearing portion 84f, the main surface 84g, the rotating shaft 84h, and the disc 84j of the suction fan 84, respectively.
- the widths of the suction fan 84 and the separation fan 88 are determined by the widths of the fan casing 84d and the duct portion 84e (the casing vertical width FW1, the casing horizontal width FW2, and the side width FW3). Then, the side surface width FW3 is the minimum width, and the rotation axis direction is the minimum width direction of the suction fan 84 and the separation fan 88.
- the wind pressure of the separation fan 88 is set larger than the wind pressure of the suction fan 84. According to this configuration, by increasing the wind pressure of the separation fan 88, it is possible to compensate for the loss that occurs when passing through the relay duct 87. In other words, since the wind pressure slightly decreases due to the length of the flow path, a constant wind pressure is secured by making a difference in the fan output. Specifically, the wind pressure of the suction fan 84 is 200 Pa, and the wind pressure of the separation fan 88 is 380 Pa.
- the duct region DR is formed in a rectangular shape, and has a width of 26 mm in the longitudinal direction N (lateral direction in the drawing) and a width in the stacking direction S (vertical direction in the drawing) of 51 mm. That is, it has the same shape as the exhaust port 84 b of the suction fan 84.
- the duct region DR is preferably formed to be the same as or larger than the exhaust port 84b of the suction fan 84.
- the duct region DR is disposed at a position facing the blade 88c, and is desirably disposed such that the area overlapping with a part of the effective opening width FWy is maximized. That is, when the area where the duct region DR and a part of the effective opening width FWy overlap is maximized, the exhaust port 84b of the suction fan 84 is disposed at a position where the area overlapping the suction region is maximized.
- the air exhausted from the separation fan 88 can be increased by adopting a structure in which as much air sent from the suction fan 84 as possible is taken into the separation fan 88. In other words, the air that is directly sent into the separation fan can be increased by increasing the area opened facing the suction region.
- the area where the exhaust port 84b of the suction fan 84 and the suction region overlap indicates a portion where the exhaust port 84b and the effective opening width FWy overlap when the main surface 88g of the separation fan 88 is viewed from the front.
- the relay duct 87 opens toward the blade 88c of the separation fan 88. According to this configuration, since the air sent from the relay duct 87 directly hits the blades 88c of the separation fan 88, the air can be efficiently sent to the separation fan 88.
- the suction area is annular, and the exhaust port 84b of the suction fan 84 is rectangular. Any one of the exhaust ports 84b of the suction fan 84 projected onto the separation fan 88 is preferably coincident with the tangent of the outer circle of the suction region. According to this configuration, by specifying the position of the exhaust port 84b of the suction fan 84, a structure that maximizes the area overlapping the suction region can be easily designed.
- the long side of the exhaust port 84b of the suction fan 84 is located at a position where the distance in the longitudinal direction N (lateral direction in FIG. 8A) from the exhaust port 88b of the separation fan 88 is maximum (the intake port of the separation fan 88). However, it may be arranged at a position where the distance in the longitudinal direction N from the exhaust port 88b of the separation fan 88 is minimum (the left end of the intake port 88a of the separation fan 88). Further, the long side of the exhaust port 84b of the suction fan 84 is arranged perpendicular to the longitudinal direction N. However, as long as it matches the tangent of the exhaust port 88b of the separation fan 88, It may be inclined.
- the shape of the inlet port 88a of the separation fan 88 and the opening portion of the relay duct 87 are different, only the portion connecting the separation fan 88 and the relay duct 87 is widened to match the inlet port 88a. Thus, it is only necessary to prevent the air sent from the relay duct 87 from leaking to the outside.
- the relay duct 87 is formed so as to cover the main surface 88g, and the air exhausted from the opening of the relay duct 87 is a partial area of the intake port 88a and is opposed to the exhaust port 84b. It is good also as a structure exhausted only.
- FIG. 9 is a plan view showing the paper drawer portion extracted
- FIG. 10 is a side view of the paper feeder shown in FIG.
- the suction duct 85 (excluding the suction connecting portion 85a) has a width KDn in the longitudinal direction N of 455 mm, a width KDh in the transport direction H of 50 mm, and a width KDs in the stacking direction S. (See FIG. 5) is 25 mm. That is, the suction duct 85 is formed long in the longitudinal direction N, and the longitudinal direction N of the suction duct 85 coincides with the longitudinal direction N.
- the separation duct 86 (excluding the separation connecting portion 86a and the separation leading end portion 86c) has a width BDn in the longitudinal direction N of 395 mm, a width BDh in the transport direction H of 33 mm, and a stacking direction.
- the width BDs at S is 65 mm. That is, the separation duct 86 is formed long in the longitudinal direction N, and the longitudinal direction N of the separation duct 86 coincides with the longitudinal direction N. Further, the width BDh in the transport direction H of the separation duct 86 is the minimum width, and the transport direction H is the minimum width direction of the separation duct 86.
- the suction fan 84 is provided with an intake port 84a on a surface perpendicular to the longitudinal direction N and an exhaust port 84b on a surface perpendicular to the transport direction H. That is, since the rotation axis of the suction fan 84 is provided in the longitudinal direction N, the minimum width direction of the suction fan 84 coincides with the longitudinal direction N.
- the separation fan 88 is provided with an intake port 88a on a surface perpendicular to the transport direction H and an exhaust port 88b on a surface perpendicular to the longitudinal direction N. That is, since the rotation axis of the separation fan 88 is provided in the transport direction H, the minimum width direction of the separation fan 88 coincides with the transport direction H.
- the longitudinal direction N of the suction duct 85 matches the minimum width direction of the suction fan 84.
- the separation duct 86 is disposed such that the longitudinal direction N of the suction duct 85 and the longitudinal direction N of the separation duct are parallel to each other, and the conveyance direction H and the minimum width direction of the separation duct 86 coincide with each other.
- the separation fan 88 the minimum width direction of the separation duct 86 and the minimum width direction of the separation fan 88 are arranged in parallel.
- the width in the longitudinal direction N of the paper drawer portion 75 constituted by the duct and the fan can be shortened.
- the minimum width direction of the separation duct 86 and the separation fan 88 coincide with the conveyance direction H, the width in the conveyance direction H at the sheet drawer 75 can be shortened. That is, by reducing the width in the longitudinal direction N and the conveyance direction H as much as possible, the paper feeding device 71 can be made compact.
- the separation fan 88 is provided with an exhaust port 88b on a surface perpendicular to the longitudinal direction N.
- the exhaust port 88b of the separation fan 88 has a width in the stacking direction S (exhaust width VW1) in the transport direction H ( The exhaust vertical width VW2) is formed large. According to this configuration, the cross-sectional area of the flow path can be ensured by widening the exhaust port 88b of the separation fan 88 in the stacking direction S. That is, since the separation fan 88 and the separation duct 86 have the minimum width direction aligned with the conveyance direction H, the width in the conveyance direction H cannot be increased, but the sheet loading table 74 is provided in the stacking direction S. Since the predetermined area is secured, the width can be easily increased.
- the suction fan 84 is provided with an exhaust port 84b on a surface perpendicular to the transport direction H, and the exhaust port 84b of the suction fan 84 has a width in the stacking direction S (a width in the longitudinal direction N (exhaust lateral width VW1)).
- the exhaust vertical width VW2) is formed large. According to this configuration, the cross-sectional area of the flow path can be secured by widening the exhaust port 84b of the suction fan 84 in the stacking direction S. That is, since the suction fan 84 has the minimum width direction aligned with the longitudinal direction N of the suction duct 85, the width in the longitudinal direction N cannot be increased. However, in the stacking direction S, the sheet stacking board 74 is provided. Since the predetermined area is secured, the width can be easily increased.
- the suction duct 85, the relay duct 87, and the separation duct 86 are arranged in a U shape in plan view. Therefore, since the suction duct 85 and the separation duct 86 are extended in the same direction with the relay duct 87 as a base point, the area occupied by the sheet feeding device 71 can be reduced, and space saving can be achieved. Further, a structure in which the suction duct 85 and the separation duct 86 are close to each other can be easily designed, and air can be easily circulated from the separation duct 86 to the suction duct 85.
- FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing the paper feeding device according to the embodiment of the present invention.
- the paper is loaded on the paper stacking board 74 and positioned.
- the sheet trailing edge guide 76 is moved backward to widen the gap between the sheet trailing edge guide 76 and the contact plate 72b.
- the assist duct 77 is moved in a direction away from each other to widen the gap between the two assist ducts 77.
- the sheets are stacked on the sheet stacking table 74, the sheet trailing edge guide 76 is moved forward, and the trailing edge of the sheet is pushed in the conveying direction H by the guide pillar portion 76a.
- the sheet pushed by the guide pillar 76a slides and moves on the sheet loading table 74, and the leading end comes into contact with the contact plate 72b.
- the front and rear ends of the paper are sandwiched between the contact plate 72b and the guide post 76a to position the paper.
- the assist duct 77 is moved in a direction approaching each other, and both ends of the sheet in the longitudinal direction N are sandwiched between the two assist ducts 77 to position the sheet.
- the take-up pulley 90 (see FIG. 3) is rotated to raise the paper stacking base 74 and position the paper at a predetermined height. For example, the paper stacking base 74 is raised until the uppermost paper comes into contact with the guide head 76b.
- air is sent into the assist duct 77, and air is blown from the assist duct 77 to the upper layers on both sides of the paper loaded on the paper stacking base 74, thereby causing the paper to rise.
- air is sent from the suction fan 84 and the separation fan 88 to the separation duct 86, and air is blown from the first separation port 86b to the leading edge of the paper so that the paper is dispersed.
- the air blown from the second separation port 86e separates the floated paper.
- the image forming apparatus 1 includes the paper feeding device 71. According to this configuration, by providing the paper feeding device 71 according to the present invention, the same effects as the paper feeding device 71 according to the present invention can be obtained.
Landscapes
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Abstract
給紙装置(71)は、複数の用紙が積載され、用紙の積載方向に沿って昇降する用紙積載台(74)と、用紙積載台(74)に積載された用紙を吸着して搬送する用紙搬送部材(例えば、用紙搬送ベルト(81))と、用紙積載台(74)に積載された用紙を分離する空気の流れを発生させる分離ファン(88)と、用紙積載台(74)に積載された用紙を吸引する空気の流れを発生させる吸引ファン(84)と、吸引ファン(84)から排気された空気を分離ファン(88)に導く中継ダクト(87)とを備える。中継ダクト(87)は、吸引ファン(84)の排気口(84b)から分離ファン(88)の吸気口(88a)までを結ぶ直線状に形成されている。
Description
本発明は、用紙積載台に積載された用紙を吸着して搬送する用紙搬送部材を備える給紙装置、および給紙装置を備える画像形成装置に関する。
従来、プリンタや複写機等の画像形成装置においては、給紙トレイ上に積載された用紙を1枚ずつ順次取り出し、画像形成部に向けて給紙する給紙装置を備えている。給紙装置には、給紙トレイに積載された用紙を1枚ずつ分離するために、爪分離方式、フリクションパッド方式、ゲート方式等の様々な方法が適用されている。また、現在では、用紙に空気を吹き付けて浮き上がらせて分離する方法が数多く開発されている。
空気を吹き付けて分離する方法を用いた給紙装置として、送風ファンと吸引ファンとを有するブロア装置を設けることが検討されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1に記載の給紙装置では、送風ファンによって、用紙載置台に載置された用紙に空気を吹き付けて用紙を分離させ、吸引ファンによって、吸入口を介して分離された用紙を給紙ベルトに吸着させる。ブロア装置は、エアー吸入口を備えた遮蔽部材で密閉されており、ブロア装置から発生する騒音を遮断している。
また、給紙装置の他の形態として、搬送ベルトに吸着される用紙を波状に形成して用紙の分離性を向上させることが検討されている(例えば、特許文献2参照。)。特許文献2に記載の給紙装置では、送風ファンによって、用紙に向けて空気を噴出させ、吸引ファンによって、底壁に吸引口が設けられた吸引ダクトを介して搬送ベルトに用紙を吸着させる。搬送ベルトは、吸引ダクトの底壁から突出して形成されたリブによって湾曲させられ、吸着された用紙が波状に形成される。これによって、吸着された用紙と用紙載置板に載置された用紙との間に空気が入る隙間を設けている。
ところで、上述した形態では、吸引ファンおよび送風ファンとして、1つのファンを用いていたが、他の形態として、2つのファンを連結して配置することが検討されている(例えば、特許文献3および特許文献4参照。)。
特許文献3に記載の給紙装置では、一方のファンのファン吹出口と他方のファンのファン吸込口とが連結風路で繋がれており、2つのファンで空気を吸い込んで搬送ベルトに用紙を吸着させる。他方のファンのファン吹出口から吹き出された空気は、用紙載置台が設けられた用紙収納部に吹き出される。また、給紙装置は、用紙載置台に載置された用紙の側面に空気を吹き付ける浮上エア送風機構と、搬送ベルトに吸着された用紙の前方から空気を吹き付ける分離エア送風機構とで、用紙を浮き上がらせて分離する。つまり、2つのファンを直列に配置することで個々のファンの吸引力が加算され、十分な吸着力を得られるようにしている。
また、特許文献4に記載のシート給送装置では、上流側ファンのエア吹き出し口と下流側ファンのエア吸い込み口とが螺旋流路で連結されたエア供給手段を備えている。エア供給手段から吹き付けられた空気によって、シート台にセットされたシート束のうち数枚のシートが浮上する。また、シート束の上方には、吸着ファンが設けられた吸着搬送手段が配置されており、吸着ファンで空気を吸い込むことで、シート台から浮上したシートを搬送ベルトに吸着させる。つまり、連結された2つのファンによって高圧の空気を得ることで、シートを確実に分離して浮上させている。
ところで、給紙装置に用いられるファンには、用紙を確実に分離・浮上させるために、強い吸引力が必要とされていた。そこで、ファンの吸引力を強くしようとすると、大型ファンを用いるなどの対処が必要であった。しかしながら、大型ファンを適用した場合、画像形成装置と共通の電源を用いて動作させることができないという問題があった。
本発明の第1の課題として、用紙の吸引力に関する課題がある。
給紙装置に用いられるファンには、用紙を確実に分離・浮上させるために、強い吸引力が必要とされていた。そこで、ファンの吸引力を強くしようとすると、大型ファンを用いるなどの対処が必要であった。しかしながら、大型ファンを適用した場合、画像形成装置と共通の電源を用いて動作させることができないという問題があった。
上述した特許文献1に記載の給紙装置では、ブロア装置は、1つのブロアモータによって2つのファンを駆動させているため、大型ファンを適用した場合と同様に、ブロア装置専用の電源が必要になるという課題があった。また、吸引ファンと送風ファンとが独立して設けられているため、充分な吸引力が得られないという課題があった。
また、特許文献2に記載の給紙装置でも同様に、吸引ファンと送風ファンとが独立して設けられているため、充分な吸引力が得られないという課題があった。
特許文献3に記載の給紙装置では、ファン吸込口は、羽根車の軸方向に沿って形成され、ファン吹出口は、羽根車の接線方向に形成されている。2つのファンは、それぞれファン吸込口を上向きとし、上下に重ねて配置されている。つまり、一方のファンのファン吹出口と他方のファンのファン吸込口とが異なる方向に形成されているので、2つのファンを繋ぐ連結風路は、屈曲した部分を必要とする。屈曲した部分では、壁面などの障害物によって、空気の流れを遮ることで空気の流れに損失が生じる。したがって、上述した給紙装置の構造では、連結風路を通る際の吸引力の低下を回避できないという課題がある。また、上述した給紙装置は、直列に接続されたファンとは別に、用紙を浮き上がらせるためのファンを必要とする。
特許文献4に記載のシート給送装置では、螺旋流路によって2つのファンを繋いでおり、螺旋流路では、壁面などによって空気の流れる方向が変更されるため、螺旋流路を通る際の風圧の低下を回避できないという課題がある。また、上述したシート給送装置は、螺旋流路で接続されたファンとは別に、吸着ファンを必要とする。
本発明は、上記第1の課題に鑑み、吸引ファンと分離ファンとを接続することによって、用紙を吸引する力と用紙を分離する力とを相互に強めあうことができる給紙装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
また、本発明の第2の課題として、画像形成装置の小型化に関する課題がある。
画像形成装置の小型化、高機能化のために、給紙装置には、更なる小型化が要求されている。つまり、給紙装置が占める領域を小さくして、筐体を小さくすることや、さらに部品を追加することが検討されている。
上述した特許文献1に記載の給紙装置では、ブロア装置を遮蔽部材で覆い、遮蔽部材の内部に遮蔽板を設けているため、ブロア装置の周りに広い空間を必要とし、容易に小型化することができないという課題があった。
特許文献2に記載の給紙装置では、吸引ファンと送風ファンとが独立して設けられているため、充分な吸引力が得られないという課題があった。
特許文献3に記載の給紙装置では、直列に接続されたファンとは別に、用紙を浮き上がらせるためのファンを必要とするため、3つのファンを配置する空間を必要とし、容易に小型化することができないという課題があった。
特許文献4に記載のシート給送装置では、螺旋流路で接続されたファンとは別に、吸着ファンを必要とするため、3つのファンを配置する空間を必要とし、容易に小型化することができないという課題があった。
また、特許文献1ないし特許文献4では、空気の流路を形成するダクトの形状とファンの形状とを相関させて給紙装置の小型化を図ることは検討されていなかった。
本発明は、上記第2の課題に鑑み、長手方向および搬送方向の幅をできるだけ小さくすることによって、コンパクト化を図ることができる給紙装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に係る給紙装置は、複数の用紙が積載され、用紙の積載方向に沿って昇降する用紙積載台と、前記用紙積載台に積載された用紙を空気の吸引によって吸着して搬送する用紙搬送部材とを備える給紙装置であって、前記用紙積載台に積載された用紙を分離する空気の流れを発生させる分離ファンと、前記用紙積載台に積載された用紙を吸引する空気の流れを発生させる吸引ファンと、前記吸引ファンから排気された空気を前記分離ファンに導く中継ダクトとを備え、前記中継ダクトは、前記吸引ファンの排気口から前記分離ファンの吸気口までを結ぶ直線状に形成されていることを特徴とする。
この構成によると、吸引ファンと分離ファンとを接続することによって、一方のファンで不足した空気を他方のファンで補うことで、それぞれのファンが用紙を吸引する力と用紙を分離する力とを相互に強めあう構成とすることができる。つまり、吸引ファンにおいては、用紙を吸引する力だけでなく、用紙を分離する力に作用し、分離ファンにおいては、用紙を分離する力だけでなく、用紙を吸引する力に作用する。また、中継ダクトを直線状に形成することによって、壁面などの障害物がない構造とし、空気が中継ダクトを通る際の損失を低減することができる。さらに、ファンの数を低減することで、給紙装置の省電力化、省スペース化を図ることができる。
本発明に係る給紙装置では、前記分離ファンの排気口に接続され前記用紙を分離する空気の流路を形成する分離ダクトを備え、前記中継ダクトと前記分離ダクトとは、所定の角度を持って連結され、連結された部分に前記分離ファンが配置されていることが好ましい。
この構成によると、分離ファンを介して空気が流れる方向を変更し、分離ファンからの空気の流れに沿って分離ダクトを設けることによって、壁面などの障害による損失を小さくし効率的に用紙を分離することができる。
本発明に係る給紙装置では、前記所定の角度は、90度であることが好ましい。
この構成によると、中継ダクトと分離ダクトとを直角に連結することによって、分離ファンの吸気口に対して垂直に空気が送り込まれるので、分離ファンが効率よく空気を取り込むことができる。
本発明に係る給紙装置では、前記吸引ファンの吸気口に接続され前記用紙を吸引する空気の流路を形成する吸引ダクトを備え、前記分離ダクトから排気された空気は、前記吸引ダクトから吸引されることが好ましい。
この構成によると、分離ダクトから排気された空気の一部を吸引ダクトから吸引することで、分離ダクトと吸引ダクトとの間に空気の流路が形成される。したがって、給紙装置を流れる空気を循環させることで、空気の損失を低減し、効率よく動作させることができる。
本発明に係る給紙装置では、前記中継ダクトは、前記分離ファンの羽根に面して開口していることが好ましい。
この構成によると、中継ダクトから送られた空気が分離ファンの羽根に直接当たるため、分離ファンへ効率よく空気を送り込むことができる。
本発明に係る給紙装置では、前記吸引ファンの排気口は、前記分離ファンが吸引する吸引領域の一部と重なり、前記吸引領域と重なる面積が最大となる位置に配置されていることが好ましい。
この構成によると、吸引ファンから送られた空気をできるだけ多く分離ファンの内部に取り入れる構造とすることで、分離ファンから排気される空気を増やすことができる。
本発明に係る給紙装置では、前記分離ファンの吸気口が形成された面を平面視したとき、前記吸引領域は円環状とされ、前記吸引ファンの排気口は矩形状とされており、前記分離ファンに投影された前記吸引ファンの排気口のうちいずれか一辺は、前記吸引領域の外円の接線と一致することが好ましい。
この構成によると、吸引ファンの排気口の位置を特定することで、吸引領域と重なる面積が最大となる構造を容易に設計することができる。
本発明の第2の態様に係る給紙装置は、複数の用紙が積載され、用紙の積載方向に沿って昇降する用紙積載台と、前記用紙積載台に積載された用紙を空気の吸引によって吸着して搬送する用紙搬送部材とを備える給紙装置であって、前記用紙積載台に積載された用紙の先端に沿う方向を長手方向とするとき、前記用紙積載台に積載された用紙の先端に対向して配置され、前記用紙を分離する空気の流路を形成する分離ダクトと、前記分離ダクトの長手方向の端部に連結され、前記用紙積載台に積載された用紙を分離する空気の流れを発生させる分離ファンと、前記用紙積載台に積載された用紙の上面に対向して前記長手方向に沿って配置され、前記用紙積載台に積載された用紙を吸引する空気の流路を形成する吸引ダクトと、前記吸引ダクトの長手方向の端部に連結され、前記用紙積載台に積載された用紙を吸引する空気の流れを発生させる吸引ファンとを備え、前記吸引ファンは、前記吸引ダクトの長手方向と前記吸引ファンの最小幅方向とが一致するように配置されており、前記分離ダクトは、前記吸引ダクトの長手方向と前記分離ダクトの長手方向とが平行に配置され、かつ、前記用紙の搬送方向と前記分離ダクトの最小幅方向とが一致するように配置されており、前記分離ファンは、前記分離ダクトの最小幅方向と前記分離ファンの最小幅方向とが平行に配置されていることを特徴とする。
この構成によると、吸引ファンの最小幅となる方向を吸引ダクトの長手方向に一致させることで、ダクトとファンとで構成された用紙引き出し部の長手方向における幅を短くすることができる。また、分離ダクトおよび分離ファンの最小幅方向を搬送方向に一致させることで、用紙引き出し部での搬送方向における幅を短くすることができる。つまり、長手方向および搬送方向の幅をできるだけ小さくすることによって、給紙装置のコンパクト化を図ることができる。また、互いに連結された吸引ファンと分離ファンとを備えることによって、用紙を吸引する力と用紙を分離する力とを相互に強めあうことができる。
本発明に係る給紙装置では、前記分離ファンは、前記長手方向に対して垂直な面に排気口が設けられ、前記分離ファンの排気口は、前記搬送方向での幅より前記積載方向での幅が大きく形成されていることが好ましい。
この構成によると、分離ファンの排気口を積載方向に広げることで、流路の断面積を確保することができる。つまり、分離ファンおよび分離ダクトは、最小幅方向を搬送方向に一致させているので、搬送方向における幅を大きくすることができないが、積載方向では、用紙積載台を設けるために所定の領域が確保されているので、容易に幅を大きくすることができる。
本発明に係る給紙装置では、前記吸引ファンは、前記搬送方向に対して垂直な面に排気口が設けられ、前記吸引ファンの排気口は、前記長手方向での幅より前記積載方向での幅が大きく形成されていることが好ましい。
この構成によると、吸引ファンの排気口を積載方向に広げることで、流路の断面積を確保することができる。つまり、吸引ファンは、最小幅方向を吸引ダクトの長手方向に一致させているので、長手方向における幅を大きくすることができないが、積載方向では、用紙積載台を設けるために所定の領域が確保されているので、容易に幅を大きくすることができる。
本発明に係る給紙装置では、前記吸引ファンから排気された空気を前記分離ファンに導く中継ダクトを備え、前記中継ダクトと前記分離ダクトとは、所定の角度を持って連結され、連結された部分に前記分離ファンが配置されていることが好ましい。
この構成によると、分離ファンを介して空気が流れる方向を変更し、分離ファンからの空気の流れに沿って分離ダクトを設けることによって、壁面などの障害による損失を小さくし効率的に用紙を分離することができる。
本発明に係る給紙装置では、前記所定の角度は、90度であることが好ましい。
この構成によると、直角に連結することによって、分離ファンの吸気口に対して垂直に空気が送り込まれるので、分離ファンが効率よく空気を取り込むことができる。
本発明に係る給紙装置では、前記中継ダクトは、前記分離ファンの羽根に面して開口していることが好ましい。
この構成によると、中継ダクトから送られた空気が分離ファンの羽根に直接当たるため、分離ファンへ効率よく空気を送り込むことができる。
本発明に係る給紙装置では、前記吸引ファンと前記分離ファンとは、同じ構造のファンであることが好ましい。
この構成によると、吸引ファンと分離ファンとで同じファンを用いることによって、ファンによる騒音の静音化が容易になる。つまり、それぞれのファンの回転数や周期が近似していれば、騒音の周波数が近い値となるので、対処する周波数帯域が狭くても静音化できる。
本発明に係る給紙装置では、前記分離ファンの風圧は、前記吸引ファンの風圧より大きいことが好ましい。
この構成によると、分離ファンの風圧を大きくすることによって、中継ダクトを経由する際に生じる損失を補うことができる。つまり、流路が長くなることで、僅かながら風圧が低下することは避けられないため、ファンの出力に差をつけることで一定の風圧を確保する。
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る給紙装置を備えることを特徴とする。
この構成によると、本発明に係る給紙装置を備えることで、本発明に係る給紙装置と同様の作用効果を奏する。
本発明の第1の効果として、吸引ファンと分離ファンとを接続することによって、一方のファンで不足した空気を他方のファンで補うことで、それぞれのファンが用紙を吸引する力と用紙を分離する力とを相互に強めあう構成とすることができる。つまり、吸引ファンにおいては、用紙を吸引する力だけでなく、用紙を分離する力に作用し、分離ファンにおいては、用紙を分離する力だけでなく、用紙を吸引する力に作用する。また、中継ダクトを直線状に形成することによって、壁面などの障害物がない構造とし、空気が中継ダクトを通る際の損失を低減することができる。さらに、ファンの数を低減することで、給紙装置の省電力化、省スペース化を図ることができる。
本発明の第2の効果として、吸引ファンの最小幅となる方向を吸引ダクトの長手方向に一致させることで、ダクトとファンとで構成された用紙引き出し部の長手方向における幅を短くすることができる。また、分離ダクトおよび分離ファンの最小幅方向を搬送方向に一致させることで、用紙引き出し部での搬送方向における幅を短くすることができる。つまり、長手方向および搬送方向の幅をできるだけ小さくすることによって、給紙装置のコンパクト化を図ることができる。また、互いに連結された吸引ファンと分離ファンとを備えることによって、用紙を吸引する力と用紙を分離する力とを相互に強めあうことができる。
以下、本発明の実施の形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す側面図である。
画像形成装置1は、原稿読取部2、画像形成部11、用紙搬送部12、用紙供給部13、および大容量給紙カセット(LCC)14を備えており、画像データによって示される画像を用紙に画像形成する。画像形成装置1は、原稿読取部2によって原稿画像を読み取って画像データを生成するか、外部の端末装置等から画像データを受信する。取得した画像データに種々の画像処理を施してから、画像形成部11で画像データによって示される画像を用紙に画像形成する。
原稿読取部2は、画像形成部11の上部に設けられ、下側の読取光学部41と、上側の原稿搬送部42とを備えている。
読取光学部41は、上側に原稿載置台44および原稿読取ガラスを備え、内部に光源51および固体撮像素子48を備えている。原稿載置台44および原稿読取ガラスは、透明ガラスで形成されている。原稿載置台44または原稿読取ガラス上の原稿は、表面が光源51によって照明され、反射光が反射ミラーおよびレンズ等を介して固体撮像素子48に導かれる。固体撮像素子48は、受光した反射光に基づいて、画像データを生成する。
原稿搬送部42は、原稿読取ガラスの上に自動で原稿を搬送する。また、原稿搬送部42は、画像形成部11と原稿搬送部42とを連結する軸回りに回動自在に構成され、原稿載置台44の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。
画像形成部11は、搬送経路33に沿って感光体ドラム21および定着装置27を備え、感光体ドラム21の周囲に帯電装置22、レーザ露光装置23、現像装置24、転写ローラ25、およびクリーニング装置26が配置されている。
感光体ドラム21は、表面に光感光層を有しており、矢印方向に回転する。感光体ドラム21の表面は、クリーニング装置26によってクリーニングされた後、帯電装置22によって所定の電位に均一に帯電される。レーザ露光装置23は、レーザダイオードおよび反射ミラーを備えたレーザスキャニング部(LSU)であって、レーザビームによって感光体ドラム21の表面を走査して、入力された画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム21の表面に書き込む。現像装置24は、感光体ドラム21の表面に書き込まれた静電潜像をトナーによって現像し、感光体ドラム21の表面にトナー像を形成する。
転写ローラ25は、感光体ドラム21に圧接されて、感光体ドラム21との間にニップ域を形成し、感光体ドラム21と共に回転する。感光体ドラム21および転写ローラ25は、搬送経路33を通じて搬送されて来た用紙をニップ域に挟み込んで搬送し、感光体ドラム21の表面のトナー像を用紙に転写する。トナー像が転写された用紙は、搬送経路33を通じて定着装置27に搬送される。
定着装置27は、用紙が通過する際、用紙をローラなどで挟んで加熱および加圧し、用紙に転写されたトナー像を定着させる。その後、用紙は、排紙ローラ36を経由して排出され、排紙トレイ37に積載される。
用紙搬送部12は、複数の搬送ローラ31、レジストローラ32、搬送経路33、迂回経路34、分岐爪35、排紙ローラ36、および排紙トレイ37を備えている。
用紙供給部13は、複数の給紙カセット38を備えている。給紙カセット38は、用紙を1枚ずつ引き出して送り出すためのピックアップローラ39等を備えており、用紙を搬送経路33へ送り出す。
大容量給紙カセット14は、給紙装置71を備えている。給紙装置71は、複数の用紙を積載収容し、用紙を1枚ずつ引き出して搬送経路33に送り出す。給紙装置71については、後述する図2を参照して詳細を説明する。
画像形成装置1において、用紙は、搬送ローラ31によって搬送経路33を通じて搬送され、転写ローラ25や定着装置27を経由して、排紙トレイ37へ排出される。搬送経路33では、感光体ドラム21の手前に設けられたレジストローラ32によって、用紙を一旦停止させた後、感光体ドラム21の表面のトナー像に転写タイミングを合わせて、用紙を搬送する。
また、用紙の表面に画像形成をした後、裏面に画像形成を行う場合は、分岐爪35の位置を切り替えて、用紙を排紙ローラ36から迂回経路34へ逆方向に搬送する。迂回経路34では、用紙の表裏を反転させてからレジストローラ32へ再度導き、表面と同様にして用紙の裏面に画像形成を行い、用紙を排紙トレイ37に排出する。
次に、本発明の実施の形態に係る給紙装置について、図面を参照して説明する。
図2は、本発明の実施の形態に係る給紙装置の平面図である。
本発明の実施の形態に係る給紙装置71は、複数の用紙が積載され、用紙の積載方向S(後述する図3参照)に沿って昇降する用紙積載台74と、用紙積載台74に積載された用紙を空気の吸引によって吸着して搬送する用紙搬送部材(例えば、用紙搬送ベルト81)と、用紙積載台74に積載された用紙を分離する空気の流れを発生させる分離ファン88と、用紙積載台74に積載された用紙を吸引する空気の流れを発生させる吸引ファン84と、吸引ファン84から排気された空気を分離ファン88に導く中継ダクト87とを備える。中継ダクト87は、吸引ファン84の排気口84bから分離ファン88の吸気口88aまでを結ぶ直線状に形成されている。
この構成によると、吸引ファン84と分離ファン88とを接続することによって、一方のファンで不足した空気を他方のファンで補うことで、それぞれのファンが用紙を吸引する力と用紙を分離する力とを相互に強めあう構成とすることができる。つまり、吸引ファン84においては、用紙を吸引する力だけでなく、用紙を分離する力に作用し、分離ファン88においては、用紙を分離する力だけでなく、用紙を吸引する力に作用する。また、中継ダクト87を直線状に形成することによって、壁面などの障害物がない構造とし、空気が中継ダクト87を通る際の損失を低減することができる。さらに、ファンの数を低減することで、給紙装置の省電力化、省スペース化を図ることができる。
また、給紙装置71は、吸引ファン84の吸気口84aに接続され用紙を吸引する空気の流路を形成する吸引ダクト85と、分離ファン88の排気口88bに接続され用紙を分離する空気の流路を形成する分離ダクト86とを備える。
図2に示すように、給紙装置71は、外側枠体72、底板73、用紙積載台74、および外側枠体72の一端上側に配置された用紙引き出し部75で構成されている。また、用紙引き出し部75は、4つの用紙搬送ベルト81、各用紙搬送ベルト81が張架された1組のローラ82、83、吸引ダクト85、吸引ファン84、中継ダクト87、分離ファン88、および分離ダクト86で構成されている。以下では、まず、外側枠体72、底板73、および用紙積載台74について図2および図3を参照して説明し、用紙引き出し部75については後述する。
図3は、用紙引き出し部を取り外した状態で、外側枠体、底板、および用紙積載台を示す斜視図である。
用紙積載台74は、用紙の搬送方向Hに長く形成された開口溝部74aが設けられている。開口溝部74aには、用紙後端ガイド76が開口溝部74aを通じて上方に突出させて配置されている。なお、用紙積載台74に積載された用紙の搬送方向Hの端部を先端と呼び、搬送方向Hとは逆方向の端部を後端と呼ぶことがある。また、搬送方向Hを前方と呼び、搬送方向Hとは逆方向を後方と呼ぶことがある。さらに、用紙積載台74に積載された用紙の先端に沿う方向を長手方向Nとする。
用紙後端ガイド76は、用紙積載台74に積載された用紙の後端に対向するガイド柱部76aと、ガイド柱部76aに支持されたガイド頭部76bとを備えている。用紙後端ガイド76は、底板73上を開口溝部74aに沿って用紙の搬送方向Hに往復移動するように支持されており、任意の位置で位置決めされる。用紙後端ガイド76を前方に移動させることで、ガイド柱部76aが用紙の後端に接し、用紙積載台74を上昇させることで、用紙の上面がガイド頭部76bに接する。
用紙積載台74の長手方向Nにおける両側には、積載台凹部74bが形成されており、積載台凹部74bのそれぞれにアシストダクト77が配置されている。アシストダクト77は、積載台凹部74b内を長手方向Nに沿って往復移動するように外側枠体72に支持されており、2つのアシストダクト77が互いに接近するように、または互いに離間するように連動して移動し、任意の位置で位置決めされる。
外側枠体72は、平面視において用紙積載台74に積載された用紙を囲むように配置され、長手方向Nにおける両側に2つずつ設けられた枠体開口部72aと、用紙の先端が接する当接板72bとを備えている。それぞれ枠体開口部72aからは、用紙積載台74に形成された突出片74cが外側枠体72の外側に突出している。当接板72bには、分離ダクト86の第1分離口86b(後述する図5および図7参照)に面する部分に切り欠け部72cが形成されている。
アシストダクト77は、用紙積載台74に積載された用紙の側端に対向する面にアシスト開口部77aが設けられた中空体であって、内部に通気経路を有している。2つのアシストダクト77の外側には、それぞれアシストファン79が設けられており、アシストファン79によって吸引された空気は、アシストダクト77の通気経路に送り込まれ、アシスト開口部77aから外側枠体72の内側に吹き出される。
外側枠体72の外側には、長手方向Nにおける外側枠体72の両端にそれぞれ巻取りプーリ90が設けられている。巻取りプーリ90には、それぞれ2本のワイヤー93が接続され、ワイヤー93は、巻取りプーリ90が設けられた側に対応する突出片74cに接続されている。また、ワイヤー93は、複数の従動プーリ94に掛けて引き回されて巻取りプーリ90に接続されている。つまり、4つの突出片74cには、それぞれ1本ずつワイヤー93が接続されている。2つの巻取りプーリ90は、回転自在に支持された共通の軸91の両端に固定されており、軸91に接続されたパルスモータ92によって、軸91が回転駆動することで巻取りプーリ90が正逆回転し、ワイヤー93が巻取りプーリ90に巻き取られたり、繰り出されたりする。ワイヤー93を巻き取ったり繰り出したりすることで、用紙積載台74が積載方向Sに昇降する。また、パルスモータ92の回転方向および回転角度を制御することによって、用紙積載台74の高さを調節することができる。
次に、図4ないし図7を参照して、用紙引き出し部の構成を詳しく説明する。
図4は、用紙引き出し部を斜め上前方から見た状態を示す斜視図であって、図5は、用紙引き出し部を斜め下後方から見た状態を示す斜視図であって、図6は、用紙引き出し部を斜め上後方から見た状態を示す斜視図であって、図7は、図2の矢符B-Bでの用紙引き出し部を主体に見た拡大断面図である。
吸引ダクト85は、中空体であって、図4に示すように、長手方向Nに長い空気の流路を有しており、長手方向Nの端部に設けられた吸引連結部85aを介して吸引ファン84に連結されている。また、吸引ダクト85は、用紙積載台74に積載された用紙の上面に対向して長手方向Nに沿って配置されており、用紙の上面と対向する面(吸引ダクト85の下面85g)に、内部の流路まで貫通する複数の用紙吸引口85e(詳しくは、図7参照)が形成されている。吸引ダクト85は、搬送方向Hでの両端部(図4に示す前端部85cおよび後端部85d)に、それぞれローラ連結部85hが突出して形成されており、ローラ連結部85hにはローラ82およびローラ83を支持するローラ回転軸82aおよびローラ回転軸83aが接続されている。
ローラ82は、ローラ回転軸82aに支持され、ローラ83は、ローラ回転軸83aに支持されており、ローラ回転軸82aおよびローラ回転軸83aは図示しない駆動手段に接続されている。
用紙搬送ベルト81は、ローラ82およびローラ83に張架されており、図示は省略しているが、吸引ダクト85の上面85bからはわずかに離間し、吸引ダクト85の下面85gには接するように配置されている。駆動手段によって一方のローラ82が回転すると、他方のローラ83が従動回転し、用紙搬送ベルト81が周回移動する。なお、本実施の形態において、用紙搬送部材は、用紙搬送ベルト81に相当する。用紙搬送ベルト81には、多数の通気孔81aが形成されており、空気が通気孔81aから吸引ダクト85を通じて吸引ファン84に吸引される。
図4ないし図6の矢印Fに示すように、吸引ファン84によって、用紙吸引口85eから吸引連結部85aを通じて吸引ファン84の吸気口84aへ空気が吸引される。そして、図7の矢印Fに示すように、通気孔81aを介して用紙積載台74に積載された用紙の上面を吸引し、用紙の上面が用紙搬送ベルト81に吸着され、用紙搬送ベルト81の周回移動に伴って、用紙が搬送方向Hに搬送される。
なお、吸引ファン84および分離ファン88の詳細な構造については、図8Aおよび図8Bを参照して後述する。
分離ダクト86は、中空体であって、図4に示すように、長手方向Nに長い空気の流路を有しており、長手方向Nの端部に設けられた分離連結部86a(図2を併せて参照)を介して分離ファン88に連結されている。図7に示すように、分離ダクト86は、用紙積載台74に積載された用紙の先端に対向して配置され、用紙の先端と対向する面(分離ダクト86の内壁面86d)に、内部の流路まで貫通する第1分離口86bが形成されている。内壁面86dは、外側枠体72の当接板72bの外側面に重ねて設けられ、第1分離口86bは、切り欠け部72cを介して外側枠体72の内側に臨んでいる。また、分離ダクト86は、用紙搬送ベルト81に面して開口された第2分離口86eが形成されている。
図4および図5の矢印Kに示すように、分離ファン88の排気口88bから分離連結部86aを通じて第1分離口86bおよび第2分離口86eへ空気が送り込まれ、第1分離口86bおよび第2分離口86eから外側枠体72の内側へ空気が吹き出される。そして、図7の矢印Kに示すように、第1分離口86bから吹き出された空気は、用紙積載台74に積載された用紙の先端へ送り込まれ、積載された用紙のうち上から数枚をばらつかせる。ここで、上述したアシストダクト77(図3参照)から送り込まれた空気によって、用紙積載台74に積載された用紙を浮き上がらせて用紙搬送ベルト81に近づけることで、用紙を容易に吸引できるようにする。第2分離口86eから吹き出された空気は、用紙積載台74から浮き上がった複数の用紙の間に送り込まれ、複数の用紙をそれぞれ1枚ずつに分離する。分離された用紙のうち、1番上の用紙が用紙搬送ベルト81に吸着され、残りの用紙は、用紙積載台74に積載される。
中継ダクト87は、中空体であって、図4に示すように、搬送方向Hに沿って延伸された流路を有しており、一方の端部が吸引ファン84の排気口84bに連結され、他方の端部が分離ファン88の吸気口88aに連結されている。つまり、吸引ファン84から吹き出された空気は、中継ダクト87を通じて分離ファン88に送り込まれる。なお、中継ダクト87が有する流路については、図8Aを参照して後述する。
中継ダクト87と分離ダクト86とは、所定の角度を持って連結され、連結された部分に分離ファン88が配置されている。この構成によると、分離ファン88を介して空気が流れる方向を変更し、分離ファン88からの空気の流れに沿って分離ダクト86を設けることによって、壁面などの障害による損失を小さくし効率的に用紙を分離することができる。
具体的には、上述した所定の角度は、80度~100度であって、好ましい角度は90度である。つまり、中継ダクト87と分離ダクト86とは、直角に連結されている。この構成によると、直角に連結することによって、分離ファン88の吸気口88aに対して垂直に空気が送り込まれるので、分離ファン88が効率よく空気を取り込むことができる。
また、分離ダクト86から排気された空気の一部は、吸引ダクト85から吸引される。この構成によると、分離ダクト86から排気された空気の一部を吸引ダクト85から吸引することで、分離ダクト86と吸引ダクト85との間に空気の流路が形成される。したがって、給紙装置71を流れる空気を循環させることで、空気の損失を低減し、効率よく動作させることができる。
吸引ダクト85の吸引連結部85aと反対側の端部(吸引先端部85f)は、分離ダクト86の分離連結部86aと反対側の端部(分離先端部86c)と接続されている。また、図4ないし図6では、中継ダクト87は、吸引ダクト85および分離ダクト86と分離して形成されているが、本発明はこれに限定されず、吸引ダクト85、分離ダクト86、および中継ダクト87を一体化してもよい。つまり、吸引ダクト85、分離ダクト86、および中継ダクト87に対応する流路がそれぞれ独立して形成されていれば、中継ダクト87の外壁等を厚くして中継ダクト87、吸引連結部85a、および分離連結部86aを一体化してもよい。
次に、吸引ファンおよび分離ファンについて、図8A、図8B、および図12を参照して説明する。
図8Aは、吸引ファンおよび分離ファンを抜き出して示す正面図であり、図8Bは、図8Aの矢符Aから見た吸引ファンおよび分離ファンの側面図であって、図12は、図9の矢符C-Cでの断面図である。
吸引ファン84は、遠心ファンなどであって、例えば、シロッコファンであり、吸気口84aから吸い込んだ空気を加圧して排気口84bから排出する。吸引ファン84は、複数の羽根84c、ファンケーシング84d、およびダクト部84eを備えている。なお、本実施の形態では、分離ファン88は、吸引ファン84と同様の構造とされているので、説明を省略する。
複数の羽根84cは、図示しない駆動手段によって回転し、生じた遠心力で半径方向の外方に空気を送り出す。吸気口84aの中心に軸受部84fが配置され、軸受部84fの周囲に放射状に羽根84cが配置されている。複数の羽根84cは、例えば、回転軸84hに接続された円板84jに立設されている。軸受部84fは、内部に駆動手段に接続された回転軸84hが配置され、回転軸84hを中心にして円板84jが回転して羽根84cが回転移動する。
ファンケーシング84dは、内部に複数の羽根84cが収容された円柱状の空間を備え、略円筒形状に形成されており、略円形状の主面84gに吸気口84aが設けられている。ファンケーシング84dの主面84gの幅(筐体縦幅FW1)は、例えば、120mmである。ファンケーシング84dの側面は、一部開口しており、開口した部分とダクト部84eとが連結されている。ファンケーシング84dの側面の幅(側面幅FW3)は、例えば、33mmである。吸気口84aは、正面視において円形状とされ、吸気口84aの直径(開口径FWh)は、例えば、80mmである。
また、上述した軸受部84fは、主面84gに向かって突出したカップ状に形成されており、軸受部84fの直径(回転軸幅FWp)は、例えば、58mmである。なお、以下では説明のため、正面視における軸受部84fから吸気口84aまでの幅を有効開口幅FWyと呼ぶことがある。つまり、軸受部84fと吸気口84aとの間(有効開口幅FWy)に空気を送り込むことで、吸引ファン84の内部に空気を取り込むことができる。一方、軸受部84fに当たった空気は、吸引ファン84の内部に入らず戻ってしまう。以下では、吸引ファン84が空気を吸引できる領域を吸引領域と呼び、吸引領域は有効開口幅FWyに相当する。本実施の形態では、羽根84cと軸受部84fとの間に隙間が設けられているが、羽根84cと軸受部84fとの間隔は、適宜調整すればよく、正面視において、羽根84cの一部が有効開口幅FWy内に配置されていればよい。
ダクト部84eは、空気の流れ方向に直交する断面が矩形状の中空の管であって、ファンケーシング84dと一体に形成されている。ダクト部84eの一方の端部は、ファンケーシング84dの側面に連結され、ダクト部84eの他方の端部は、ダクト部84eの内部の流路を流れた空気を外部へ排出する排気口84bを形成する。正面視における排気口84bからファンケーシング84dの反対側の端部までの幅(筐体横幅FW2)は、例えば、120mmである。また、上述したように、側面視において、排気口84bは、矩形状に形成されており、排気口84bの回転軸方向での開口幅(排気横幅VW1)は、例えば、26mmであり、排気口84bの回転軸に直交する方向での開口幅(排気縦幅VW2)は、例えば、51mmである。つまり、排気口84bは、排気縦幅VW2が排気横幅VW1より大きく形成されている。
吸引ファン84と分離ファン88とは同じ構造であって、分離ファン88の吸気口88a、排気口88b、羽根88c、ファンケーシング88d、ダクト部88e、軸受部88f、主面88g、回転軸88h、および円板88jは、それぞれ吸引ファン84の吸気口84a、排気口84b、羽根84c、ファンケーシング84d、ダクト部84e、軸受部84f、主面84g、回転軸84h、および円板84jに相当する。
上述したように、吸引ファン84と分離ファン88とで同じファンを用いることによって、ファンによる騒音の静音化が容易になる。つまり、それぞれのファンの回転数や周期が近似していれば、騒音の周波数が近い値となるので、対処する周波数帯域が狭くても静音化できる。
上述したように、吸引ファン84および分離ファン88の幅は、ファンケーシング84dおよびダクト部84eの幅(筐体縦幅FW1、筐体横幅FW2、および側面幅FW3)によって決定され、本実施の形態では、側面幅FW3が最小幅であり、回転軸方向が吸引ファン84および分離ファン88の最小幅方向である。
分離ファン88の風圧は、吸引ファン84の風圧より大きく設定されているのが望ましい。この構成によると、分離ファン88の風圧を大きくすることによって、中継ダクト87を経由する際に生じる損失を補うことができる。つまり、流路が長くなることで、僅かながら風圧が低下することは避けられないため、ファンの出力に差をつけることで一定の風圧を確保する。具体的には、吸引ファン84の風圧は、200Paであって、分離ファン88の風圧は、380Paである。
図8Aに示す破線は、正面視において、分離ファン88の主面88gに投影した中継ダクト87の流路(ダクト領域DR)を示す。ダクト領域DRは、矩形状に形成されており、長手方向N(図面では横方向)での幅が26mmであり、積載方向S(図面では縦方向)での幅が51mmである。つまり、吸引ファン84の排気口84bと同じ形状とされている。なお、ダクト領域DRは、吸引ファン84の排気口84bと同じか、より大きく形成されていることが望ましい。
ダクト領域DRは、羽根88cに面する位置に配置されており、有効開口幅FWyの一部と重なる面積が最大となるように配置されていることが望ましい。つまり、ダクト領域DRと有効開口幅FWyの一部とが重なる面積が最大となるとき、吸引ファン84の排気口84bは、吸引領域と重なる面積が最大となる位置に配置される。この構成によると、吸引ファン84から送られた空気をできるだけ多く分離ファン88の内部に取り入れる構造とすることで、分離ファン88から排気される空気を増やすことができる。つまり、吸引領域に対向して開口している面積を増やすことで、分離ファンの中に直接送り込まれる空気を増やすことができる。なお、吸引ファン84の排気口84bと吸引領域とが重なる面積とは、分離ファン88の主面88gを正面視した際に、排気口84bと有効開口幅FWyとが重なる部分を示す。
上述したように中継ダクト87は、分離ファン88の羽根88cに面して開口している。この構成によると、中継ダクト87から送られた空気が分離ファン88の羽根88cに直接当たるため、分離ファン88へ効率よく空気を送り込むことができる。
分離ファン88の吸気口88aが形成された面(主面88g)を平面視したとき、吸引領域は円環状とされ、吸引ファン84の排気口84bは矩形状とされている。分離ファン88に投影された吸引ファン84の排気口84bのうちいずれか一辺は、吸引領域の外円の接線と一致するが望ましい。この構成によると、吸引ファン84の排気口84bの位置を特定することで、吸引領域と重なる面積が最大となる構造を容易に設計することができる。
本実施の形態では、吸引ファン84の排気口84bの長辺が、分離ファン88の排気口88bから長手方向N(図8Aでは横方向)の距離が最大となる位置(分離ファン88の吸気口88aの右端)に配置されているが、例えば、分離ファン88の排気口88bから長手方向Nの距離が最小となる位置(分離ファン88の吸気口88aの左端)に配置してもよい。また、吸引ファン84の排気口84bの長辺は、長手方向Nに対して垂直に配置されているが、分離ファン88の排気口88bの接線と一致させてあれば、長手方向Nに対して傾斜していてもよい。
なお、分離ファン88の吸気口88aと中継ダクト87の開口部との形状が異なる場合は、分離ファン88と中継ダクト87とを連結する部分だけ、吸気口88aに合わせて開口部を広げるなどして、中継ダクト87から送られた空気が外部に漏れないようにすればよい。また、吸引ファン84と吸引ダクト85との連結部(吸引連結部85a)でも同様にすればよい。さらに、中継ダクト87は、主面88gを覆うように形成され、中継ダクト87の開口部から排気された空気が、吸気口88aの一部の領域であって、排気口84bと対向する領域にだけ排気される構造としてもよい。
次に、用紙引き出し部の大きさについて、図面を参照して説明する。
図9は、用紙引き出し部を抜き出して示す平面図であって、図10は、図2に示す給紙装置の側面図である。
吸引ダクト85(但し、吸引連結部85aは除く)は、長手方向Nでの幅KDnが、455mmであって、搬送方向Hでの幅KDhが、50mmであって、積載方向Sでの幅KDs(図5参照)が、25mmである。つまり、吸引ダクト85は、長手方向Nに長く形成されており、吸引ダクト85の長手方向Nは、長手方向Nと一致する。
分離ダクト86(但し、分離連結部86aおよび分離先端部86cは除く)は、長手方向Nでの幅BDnが、395mmであって、搬送方向Hでの幅BDhが、33mmであって、積載方向Sでの幅BDsが、65mmである。つまり、分離ダクト86は、長手方向Nに長く形成されており、分離ダクト86の長手方向Nは、長手方向Nと一致する。また、分離ダクト86の搬送方向Hでの幅BDhが最小幅であり、搬送方向Hが分離ダクト86の最小幅方向である。
吸引ファン84は、長手方向Nに垂直な面に吸気口84aが設けられ、搬送方向Hに垂直な面に排気口84bが設けられている。つまり、吸引ファン84の回転軸は、長手方向Nに設けられているので、吸引ファン84の最小幅方向は、長手方向Nと一致する。
分離ファン88は、搬送方向Hに垂直な面に吸気口88aが設けられ、長手方向Nに垂直な面に排気口88bが設けられている。つまり、分離ファン88の回転軸は、搬送方向Hに設けられているので、分離ファン88の最小幅方向は、搬送方向Hと一致する。
上述したように、用紙積載台74に積載された用紙の先端に沿う方向を長手方向Nとするとき、吸引ファン84は、吸引ダクト85の長手方向Nと吸引ファン84の最小幅方向とが一致するように配置されている。分離ダクト86は、吸引ダクト85の長手方向Nと分離ダクトの長手方向Nとが平行に配置され、かつ、搬送方向Hと分離ダクト86の最小幅方向とが一致するように配置されている。分離ファン88は、分離ダクト86の最小幅方向と分離ファン88の最小幅方向とが平行に配置されている。
この構成によると、吸引ファン84の最小幅方向を吸引ダクト85の長手方向に一致させることで、ダクトとファンとで構成された用紙引き出し部75の長手方向Nにおける幅を短くすることができる。また、分離ダクト86および分離ファン88の最小幅方向を搬送方向Hに一致させることで、用紙引き出し部75での搬送方向Hにおける幅を短くすることができる。つまり、長手方向Nおよび搬送方向Hの幅をできるだけ小さくすることによって、給紙装置71のコンパクト化を図ることができる。
分離ファン88は、長手方向Nに対して垂直な面に排気口88bが設けられ、分離ファン88の排気口88bは、搬送方向Hでの幅(排気横幅VW1)より積載方向Sでの幅(排気縦幅VW2)が大きく形成されている。この構成によると、分離ファン88の排気口88bを積載方向Sに広げることで、流路の断面積を確保することができる。つまり、分離ファン88および分離ダクト86は、最小幅方向を搬送方向Hに一致させているので、搬送方向Hにおける幅を大きくすることができないが、積載方向Sでは、用紙積載台74を設けるために所定の領域が確保されているので、容易に幅を大きくすることができる。
吸引ファン84は、搬送方向Hに対して垂直な面に排気口84bが設けられ、吸引ファン84の排気口84bは、長手方向Nでの幅(排気横幅VW1)より積載方向Sでの幅(排気縦幅VW2)が大きく形成されている。この構成によると、吸引ファン84の排気口84bを積載方向Sに広げることで、流路の断面積を確保することができる。つまり、吸引ファン84は、最小幅方向を吸引ダクト85の長手方向Nに一致させているので、長手方向Nにおける幅を大きくすることができないが、積載方向Sでは、用紙積載台74を設けるために所定の領域が確保されているので、容易に幅を大きくすることができる。
図9に示すように、吸引ダクト85、中継ダクト87、および分離ダクト86は、平面視において、U字形状に配置されている。したがって、中継ダクト87を基点として、吸引ダクト85および分離ダクト86は、同じ方向に延伸されているので、給紙装置71が占める領域を低減することができ、省スペース化を図ることができる。また、吸引ダクト85と分離ダクト86とが近接した構造を容易に設計することができ、分離ダクト86から吸引ダクト85へ容易に空気を循環させることができる。
次に、給紙装置の給紙動作について、図2および図11を参照して説明する。
図11は、本発明の実施の形態に係る給紙装置を簡略化して示す断面図である。
まず、用紙を用紙積載台74に積載して位置決めをする。用紙を用紙積載台74に積載する際には、用紙後端ガイド76を後方に移動させて、用紙後端ガイド76と当接板72bとの間を広く開ける。さらに、アシストダクト77を相互に離間する方向に移動させて、2つのアシストダクト77の間を広く開ける。ここで、用紙を用紙積載台74に積載し、用紙後端ガイド76を前方に移動させ、ガイド柱部76aによって用紙の後端を搬送方向Hへ押す。ガイド柱部76aに押された用紙は、用紙積載台74の上を滑って移動し、先端が当接板72bに接する。つまり、用紙の先端および後端を当接板72bとガイド柱部76aとの間に挟みこんで、用紙の位置決めをする。また、アシストダクト77を相互に接近する方向へ移動させて、用紙の長手方向Nにおける両端を2つのアシストダクト77の間に挟みこんで、用紙の位置決めをする。
次に、巻取りプーリ90(図3参照)を回転させて、用紙積載台74を上昇させ、用紙を所定の高さに位置決めする。例えば、一番上の用紙がガイド頭部76bに接するまで用紙積載台74を上昇させる。
そして、アシストダクト77に空気を送り込み、アシストダクト77から用紙積載台74に積載された用紙の両側面上層に空気を吹き付けて、用紙を浮き上がらせる。また、吸引ファン84および分離ファン88から分離ダクト86へ空気を送り込み、第1分離口86bから用紙の先端に空気を吹き付けて、用紙をばらつかせる。ここで、第2分離口86eから吹き付けられた空気は、浮き上がった用紙を分離する。
この状態で、吸引ダクト85から吸引ファン84および分離ファン88へ空気を吸引して、通気孔81aおよび用紙吸引口85eを通じて空気を吸い込み、用紙搬送ベルト81に1枚の用紙を吸着させる。これに併せて、ローラ82およびローラ83を回転させて、用紙搬送ベルト81を周回移動させると、1枚の用紙が搬送方向Hに引き出されて画像形成装置1の搬送ローラ31へ搬送される。引き続いて、用紙搬送ベルト81に次の1枚の用紙が吸着されて搬送される。以降同様にして、用紙が1枚ずつ給紙装置71から画像形成装置1へ搬送されていく。
上述したように、画像形成装置1は、給紙装置71を備えている。この構成によると、本発明に係る給紙装置71を備えることで、本発明に係る給紙装置71と同様の作用効果を奏する。
なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
1 画像形成装置
71 給紙装置
74 用紙積載台
81 用紙搬送ベルト(用紙搬送部材の一例)
84 吸引ファン
84a 吸気口(吸引ファンの一部)
84b 排気口(吸引ファンの一部)
85 吸引ダクト
86 分離ダクト
87 中継ダクト
88 分離ファン
88a 吸気口(分離ファンの一部)
88b 排気口(分離ファンの一部)
H 搬送方向
N 長手方向
S 積載方向
71 給紙装置
74 用紙積載台
81 用紙搬送ベルト(用紙搬送部材の一例)
84 吸引ファン
84a 吸気口(吸引ファンの一部)
84b 排気口(吸引ファンの一部)
85 吸引ダクト
86 分離ダクト
87 中継ダクト
88 分離ファン
88a 吸気口(分離ファンの一部)
88b 排気口(分離ファンの一部)
H 搬送方向
N 長手方向
S 積載方向
Claims (16)
- 複数の用紙が積載され、用紙の積載方向に沿って昇降する用紙積載台と、前記用紙積載台に積載された用紙を空気の吸引によって吸着して搬送する用紙搬送部材とを備える給紙装置であって、
前記用紙積載台に積載された用紙を分離する空気の流れを発生させる分離ファンと、
前記用紙積載台に積載された用紙を吸引する空気の流れを発生させる吸引ファンと、
前記吸引ファンから排気された空気を前記分離ファンに導く中継ダクトとを備え、
前記中継ダクトは、前記吸引ファンの排気口から前記分離ファンの吸気口までを結ぶ直線状に形成されていることを特徴とする給紙装置。 - 請求項1に記載の給紙装置であって、
前記分離ファンの排気口に接続され前記用紙を分離する空気の流路を形成する分離ダクトを備え、
前記中継ダクトと前記分離ダクトとは、所定の角度を持って連結され、連結された部分に前記分離ファンが配置されていることを特徴とする給紙装置。 - 請求項2に記載の給紙装置であって、
前記所定の角度は、90度であることを特徴とする給紙装置。 - 請求項2または請求項3に記載の給紙装置であって、
前記吸引ファンの吸気口に接続され前記用紙を吸引する空気の流路を形成する吸引ダクトを備え、
前記分離ダクトから排気された空気は、前記吸引ダクトから吸引されることを特徴とする給紙装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1つに記載の給紙装置であって、
前記中継ダクトは、前記分離ファンの羽根に面して開口していることを特徴とする給紙装置。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1つに記載の給紙装置であって、
前記吸引ファンの排気口は、前記分離ファンが吸引する吸引領域の一部と重なり、前記吸引領域と重なる面積が最大となる位置に配置されていることを特徴とする給紙装置。 - 請求項6に記載の給紙装置であって、
前記分離ファンの吸気口が形成された面を平面視したとき、
前記吸引領域は円環状とされ、前記吸引ファンの排気口は矩形状とされており、
前記分離ファンに投影された前記吸引ファンの排気口のうちいずれか一辺は、前記吸引領域の外円の接線と一致することを特徴とする給紙装置。 - 複数の用紙が積載され、用紙の積載方向に沿って昇降する用紙積載台と、前記用紙積載台に積載された用紙を空気の吸引によって吸着して搬送する用紙搬送部材とを備える給紙装置であって、
前記用紙積載台に積載された用紙の先端に沿う方向を長手方向とするとき、
前記用紙積載台に積載された用紙の先端に対向して配置され、前記用紙を分離する空気の流路を形成する分離ダクトと、
前記分離ダクトの長手方向の端部に連結され、前記用紙積載台に積載された用紙を分離する空気の流れを発生させる分離ファンと、
前記用紙積載台に積載された用紙の上面に対向して前記長手方向に沿って配置され、前記用紙積載台に積載された用紙を吸引する空気の流路を形成する吸引ダクトと、
前記吸引ダクトの長手方向の端部に連結され、前記用紙積載台に積載された用紙を吸引する空気の流れを発生させる吸引ファンとを備え、
前記吸引ファンは、前記吸引ダクトの長手方向と前記吸引ファンの最小幅方向とが一致するように配置されており、
前記分離ダクトは、前記吸引ダクトの長手方向と前記分離ダクトの長手方向とが平行に配置され、かつ、前記用紙の搬送方向と前記分離ダクトの最小幅方向とが一致するように配置されており、
前記分離ファンは、前記分離ダクトの最小幅方向と前記分離ファンの最小幅方向とが平行に配置されていることを特徴とする給紙装置。 - 請求項8に記載の給紙装置であって、
前記分離ファンは、前記長手方向に対して垂直な面に排気口が設けられ、
前記分離ファンの排気口は、前記搬送方向での幅より前記積載方向での幅が大きく形成されていることを特徴とする給紙装置。 - 請求項8または請求項9に記載の給紙装置であって、
前記吸引ファンは、前記搬送方向に対して垂直な面に排気口が設けられ、
前記吸引ファンの排気口は、前記長手方向での幅より前記積載方向での幅が大きく形成されていることを特徴とする給紙装置。 - 請求項8から請求項10までのいずれか1つに記載の給紙装置であって、
前記吸引ファンから排気された空気を前記分離ファンに導く中継ダクトを備え、
前記中継ダクトと前記分離ダクトとは、所定の角度を持って連結され、連結された部分に前記分離ファンが配置されていることを特徴とする給紙装置。 - 請求項11に記載の給紙装置であって、
前記所定の角度は、90度であることを特徴とする給紙装置。 - 請求項11または請求項12に記載の給紙装置であって、
前記中継ダクトは、前記分離ファンの羽根に面して開口していることを特徴とする給紙装置。 - 請求項1から請求項13までのいずれか1つに記載の給紙装置であって、
前記吸引ファンと前記分離ファンとは、同じ構造のファンであることを特徴とする給紙装置。 - 請求項1から請求項14までのいずれか1つに記載の給紙装置であって、
前記分離ファンの風圧は、前記吸引ファンの風圧より大きいことを特徴とする給紙装置。 - 請求項1から請求項15までのいずれか1つに記載の給紙装置を備える画像形成装置。
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