JP2005067853A

JP2005067853A - 給紙装置

Info

Publication number: JP2005067853A
Application number: JP2003302307A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Asakawa; 善行浅川; Fujio Tabata; 富士雄田畑
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】転写紙載置板の強制停止が迅速に行われ、転写紙載置板を上昇させる駆動モータや各種部品にかかる負荷が軽減された給紙装置を提供する。
【解決手段】転写紙載置板；転写紙給紙部；転写紙載置板上の転写紙を給紙部まで持上げるための転写紙載置板駆動手段；転写紙載置板の持上げ動作に伴って、転写紙載置板もしくは転写紙載置板上に載置された転写紙の上端位置を検知する上限検知手段；転写紙載置板の持上げ動作に伴って、転写紙載置板上に載置された転写紙の有無を検知する転写紙検知手段；上記駆動手段の回転角速度の変化を検知する回転角速度検知手段；上記上限検知手段、転写紙検知手段及び回転角速度検知手段からの各検知信号に基づいて、駆動手段の作動停止のタイミングを制御する停止制御手段；を備えていることを特徴とする。
【選択図】図７。

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において使用される給紙装置に関するものであり、より詳細には、転写紙を支持している転写紙載置板のオーバーラン（過度の上昇）を有効に防止するための制御機構を備えた給紙装置に関する。

上記のような画像形成装置においては、感光体ドラム表面に形成されたトナー像を転写紙に転写し、転写されたトナー像を、熱や圧力によって転写紙表面に定着することにより画像形成が行われる。このような画像形成装置において、像形成すべき転写紙は、通常、給紙カセットに装填され、画像形成装置に装着された給紙カセットから所定の画像形成領域に搬送されるようになっている。

このような給紙カセットとして、モータにより回転駆動するリフト板の駆動回転により上昇する転写紙載置板を備えた構造のものが知られている。このような給紙カセットでは、上記の転写紙載置板上に転写紙の束を載置し、この状態で給紙カセットを画像形成装置に装着すると、モータが駆動してリフト板が回転し、転写紙載置板が上昇し、転写紙載置板上の転写紙が画像形成装置内に設けられているピックアップローラに接触する。この状態で待機させ、画像形成に際しては、ピックアップローラを回転させることにより、所定の画像形成領域に転写紙が搬送される。

ところで、上記のような転写紙載置板は、過度に上昇する（オーバーラン）と、装置の破損を招くため、オーバーランを防止するような転写紙載置板の制御方法が提案されている。即ち、給紙カセットの装着によって発信される信号によって、モータが駆動してリフト板が上昇するが、一定の位置に転写紙載置板が到達したときに、アクチュエータなどによる上限検知スイッチにより、モータの駆動を停止させる。また、上限スイッチが故障等により動作しなかった場合には、用紙検知スイッチがＯＮになってから一定時間経過後にモータの駆動を停止し、転写紙がセットされずに給紙カセットが装着された場合には、用紙検知スイッチがＯＮとならないため、給紙カセット装着時から一定時間経過後にモータの駆動を停止するようになっている（特許文献１参照）。
特開２００２−２５５３９６号公報。

ところで、上記のような制御方法では、リフト板の回転停止位置（転写紙載置板の強制停止位置）が、タイマーによって規定されているため、例えばモータの軸とリフト板の軸とのカップリングの噛み合い時間（遊びの駆動時間）やモータの回転数のばらつきなどを含めた余裕のある時間設定で規定され、精度が低く、このようにして規定される強制停止は、かなり遅れて行われ、モータや各種部品に多大な負荷がかかり、装置の破損等を生じ易いという問題が依然として残り、その改善が求められている。

従って、本発明の目的は、転写紙載置板の強制停止が迅速に行われ、転写紙載置板を上昇させる駆動モータや各種部品にかかる負荷が軽減された給紙装置を提供することにある。

本発明によれば、
転写紙を載置する転写紙載置板；
転写紙を画像形成部に供給するための給紙部；
上記転写紙載置板に載置された転写紙を上記給紙部まで持上げるための転写紙載置板駆動手段；
転写紙載置板の持上げ動作に伴って、転写紙載置板もしくは転写紙載置板上に載置された転写紙の上端位置を検知する上限検知手段；
転写紙載置板の持上げ動作に伴って、転写紙載置板上に載置された転写紙の有無を検知する転写紙検知手段；
上記駆動手段の回転角速度の変化を検知する回転角速度検知手段；
上記上限検知手段、転写紙検知手段及び回転角速度検知手段からの各検知信号に基づいて、駆動手段の作動停止のタイミングを制御する停止制御手段；
を備えていることを特徴とする給紙装置が提供される。

本発明においては、上記停止制御手段は、転写紙載置板の持上げ動作が開始された後、下記（ａ）〜（ｃ）の何れかの場合に作動して上記駆動手段の作動を停止することが好適である。
（ａ）前記上限検知手段が、転写紙載置板もしくは転写紙載置板上に載置された転写紙の上端位置を検知して検知信号が発せられたとき；
（ｂ）前記転写紙検知手段が、転写紙載置板上に載置された転写紙の存在を検知して検知信号が発せられ、且つ前記上限検知手段からの検知信号が発せられずに、転写紙検知手段からの検知信号の発信から所定時間が経過したとき；
（ｃ）前記転写紙検知手段及び上限検知手段の何れもが検知信号を発することなく、前記回転角速度検知手段が、転写紙載置板駆動手段の回転角速度が実質上ゼロになったことを検知して検知信号が発せられたとき；

本発明では、回転角速度検知手段が安全装置として設けられており、転写紙載置板駆動手段であるモータの軸の回転角速度を読み取り、その回転角速度が実質上ゼロになったときに検知信号を発し、その信号により、モータの駆動（転写紙載置板の上昇）を強制的に停止し得るようになっている。即ち、転写紙載置板上の転写紙或いは転写紙載置板が、給紙部に配置されているピックアップローラと当接した状態で転写紙載置板を上昇させると、当然のことながら、転写紙載置板を持ち上げる駆動手段（モータ）には負荷がかかり、ピックアップローラが上限位置に達したときには、該駆動手段の回転軸の回転角速度はゼロとなる（モータは動作するが、転写紙載置板は上昇しない）。この状態が続くと、モータに多大な負荷がかかり、またピックアップローラや、これを支持する部材にも多大な負荷がかかってしまい、装置の破損等を生じやすくなる。本発明では、このような回転角速度の変化を回転角速度検知手段により読み取り、その検知信号にしたがってモータの駆動を停止し得るように制御することにより、上限検知スイッチや転写紙検知スイッチの何れもが故障等により動作不良となった場合においても、駆動の遊び時間やモータの回転のバラツキを考慮することなく、迅速にモータを駆動停止することができ、モータ等にかかる負荷を軽減し、破損を防止することができる。

本発明を、以下、添付図面に示す具体例に基づいて説明する。
図１は、本発明の給紙装置の概略構造を示す図であり、図２は、この給紙装置に使用される給紙カセットの概略斜視図であり、図３は、この給紙カセットから転写紙載置板を取り除いた状態を示す概略斜視図であり、図４は、図２の給紙カセットに組み込まれている転写紙載置板を示す斜視図である。また、図５は、図１の給紙装置に設けられている転写紙検知スイッチ（転写紙検知手段）を示す図である。

図１において、この給紙装置は、複写機等の画像形成装置に設けられている転写紙収容部Ａと転写紙収容部Ａ上に配置されている給紙部Ｂとからなっている。

転写紙収容部Ａには、全体として１で示す給紙カセットが装着され、この給紙カセット１は、図２及び図３に示されているように、全体としてボックス型形状を有しており、画像形成装置の装着方向（図２及び３において矢印Ｘで示す）に延びている一対の側壁フレーム２，２と、装着方向Ｘとは直角方向に延びている一対の側壁フレーム３，３と、これらのフレーム２，３と一体に接合している底壁フレーム４とを備えている。

底壁フレーム４には、各種の部品を取り付けるために、多数の凹部ないし切欠き部が形成されており、例えば、転写紙のサイズに応じてスライドし得る一対のサイドフェンス５，５及び後端フェンス６が設けられている。また、装着方向Ｘに沿って延びている回転軸８が底壁フレーム４に組み込まれており、この回転軸８には、これと一体に回転するリフト板９が取り付けられている。即ち、給紙カセット１を画像形成装置に装着すると、上記回転軸８には、ギャ等によって駆動手段であるモータ（図示せず）の駆動回転が伝達されるようなっている。

また、上記の底壁フレーム４上には、図４に示す形状の転写紙載置板１０が取り付けられている。この転写紙載置板１０は、その後端側を支点として回転するように側壁フレーム３，３に保持されており（図４において、１０ａで示す部分が軸受部となっている）、さらに、上記のサイドフェンス５や後端フェンス６のスライドを許容し得るように凹部を有する形状となっている。また、この転写紙載置板１０には、後述する転写紙検知スイッチのための長孔１２が、その先端部分に設けられている。

再び図１に戻って、上記の給紙カセット１の転写紙載置板１０上に転写紙１５の束を載置し、この状態で給紙カセット１を画像形成装置の転写紙収容部Ａに装着する。

転写紙収容部Ａ上に配置されている給紙部Ｂは、転写紙１５を画像形成装置の画像形成部（例えば感光体ドラムが配置されている領域）に供給させるための領域であり、図１から明らかな通り、転写紙１５を送り出すためのピックアップローラ２０と、ピックアップローラ２０に対して転写搬送方向下流側に位置する給紙ローラ２２と、給紙ローラ２０に対面するように配置されている分離ローラ２３とを備えており、ピックアップローラ２０から給紙ローラ２２と分離ローラ２３とのニップ部に向かって搬送ガイド２５が配置されている。

ピックアップアップローラ２０と給紙ローラ２２とは、その回転軸がギヤ２６に係合しており、互いに同方向（図１において時計回り）に同期して回転するようになっている。また、分離ローラ２３は逆方向（図１において反時計回り）に回転するように設けられている。即ち、転写紙載置板１０上の転写紙１５がピックアップローラ２０によって給紙ローラ２２に向かって搬送され、さらに給紙ローラ２２によって所定の画像形成部に給紙されるようになっている。この場合、分離ローラ２３の軸２３ａにはトルクリミッターが設けられており、一定のトルクが加わるまでは回転しないようになっている。従って、複数枚の転写紙１５が重送された場合には、下側の転写紙１５は、回転が停止している分離ローラ２３によって、その送りが遮断され、最上部の転写紙１５のみが給紙ローラ２２によって給紙されるようになる。

また、上記の給紙部Ｂにおいて、給紙ローラ２２の回転軸２２ａは上方ハウジング２７に支持され、分離ローラ２３の回転軸２３ａは、下方ハウジング２８に支持されており、上方ハウジング２７及び下方ハウジング２８の何れも、画像形成装置に位置固定されている。一方、また、ピックアップローラ２０の回転軸２０ａ、ギヤ２６の回転軸２６ａは、上方ハウジング２７内において、給紙ローラ２２の回転軸２２ａに対して回転可能に設けられている揺動アーム３０に支持されており、これらは、揺動アーム３０の旋回に伴って、回転軸２２ａとの係合関係をそのまま保持しながら、回転軸２２ａを支点として旋回し得るように設けられている。

即ち、所定位置（初期位置）に保持されたピックアップローラ２０に、リフト板９の回転によって上昇する転写紙載置板１０上の転写紙１５が当接すると、ピックアップローラ２０は転写紙１５（転写紙１５がない場合は転写紙載置板１０）によって持ち上げられ、揺動アーム３０と一体に、給紙ローラ２２の回転軸２２ａを支点として上方に旋回する。一方、転写紙載置板１０上の転写紙１５が消費されていくにしたがい、ピックアップローラ２０は、その自重により降下し（即ち、揺動アーム３０と一体に下方に旋回する）、全ての転写紙１５が消費されると、ピックアップローラ２０は、転写紙載置板１０に直接接触するようになる。尚、揺動アーム３０の旋回には限度があり、例えば上方ハウジング２７等との接触により、その上方への旋回が制限され、このときがピックアップローラ２０は最上位に位置する。

本発明においては、図１及び図５に示すように、転写紙検知スイッチ４０（図５参照）と上限検知スイッチ４２（図１参照）とが上方ハウジング２７内に並列して配置されている。

転写紙検知スイッチ４０は、上方ハウジング２７に揺動可能に保持されている紙検知アーム４０ａと、該アーム４０ａの旋回に伴って回転する遮蔽板４０ｂと、光センサ部４０ｃ（発光素子と受光素子とからなる）とから構成されている（図５参照）。即ち、紙検知アーム４０ａは、前述した転写紙載置板１０の長孔１２上に位置しており、転写紙１５を積載した状態で転写紙載置板１０が上昇すると、紙検知アーム４０ａが転写紙１５により持ち上げられて旋回し、合わせて遮蔽板４０ｂが回転し、光センサ部４０ｃでの光遮断が解除され、スイッチオンとなり、紙検知信号が発せられる。転写紙１５が存在していない場合には、紙検知アーム４０ａは、そのまま長孔１２内に侵入するため旋回せず、スイッチオフのままであり、紙検知信号は発せられない。

一方、上限検知スイッチ４２は、ピックアップローラ２０を保持している揺動アーム３０に保持されている遮蔽板４２ａと、上方ハウジング２７に保持されている光センサ部４２ｂ（発光素子と受光素子とからなる）とから構成されている（図１参照）。即ち、転写紙載置板１０が上昇すると、転写紙１５或いは転写紙載置板１０自体（転写紙１５が無い場合）によってピックアップローラ２０が持ち上げられ、揺動アーム３０が上昇し、遮蔽板４２ａも上昇する。この遮蔽板４２ａが所定位置まで上昇すると（即ち、ピックアップローラ２０が所定位置まで上昇すると）、光センサ部４２ｂでの光が遮断され（スイッチオン）、上限検知信号が発せられることとなる。

また、本発明においては、リフト板９を回転駆動するためのモータ駆動軸の回転角速度を検知する回転角速度検知スイッチが設けられる。このスイッチの構造を示す図６において、全体として５０で示される回転角速度検知スイッチは、モータの駆動軸５２に取り付けられたエンコーダ５０ａと、このエンコーダ５０ａを挟むようにして配置されている光センサ部５０ｂとからなっている（図６（ａ）参照）。エンコーダ５０ａには、一定のピッチでスリット５０ｃが形成されており、モータの駆動軸５２の回転により、スリット５０ｃによる回転駆動パルスをカウントすることにより、駆動軸５２の回転角速度を検知するようになっており、単位時間当たりのカウント数が一定値以下に低下したときに、回転角速度が実質上ゼロになったことを示す検知信号を発する。尚、上記の回転角速度検知スイッチ５０は、モータの駆動軸５２に取り付ける代わりに、リフト板９の駆動回転軸８に取り付けてもよい。上記の回転角速度検知スイッチ５０は、安全装置として動作し、上述した転写紙検知スイッチ４０及び上限検知スイッチ４２の何れもが動作しない場合には、回転角速度が実質上ゼロになったことを示す検知信号を発し、これによりモータの駆動が停止される。

上述した本発明の給紙装置は、以下のように動作する。

先ず、給紙カセット１を画像形成装置に装着すると、駆動モータのスイッチが自動的にＯＮとなるように設計されており、駆動モータの動作により、前述した回転軸８が回転し、リフト板９が回転する。

リフト板９が回転すると、転写紙１５が載置されている転写紙載置板１０は、その後端側を支点として回転し、その先端側は上昇する。この結果、転写紙載置板１０上に載置されている転写紙１５の束がピックアップローラ２０に接触し、ピックアップローラ２０がある程度持ち上げられたときにモータの駆動が停止し、この状態で待機する。即ち、画像形成装置のスタートボタンがＯＮにされると、既に述べたように、ピックアップローラ２０が回転し、転写紙１５の送りが始まり、上端位置の転写紙１５が給紙ローラ２２を介して、所定の画像形成域中に搬送されて画像形成が行われ、また分離ローラ２３により、２枚送りが抑制される。

本発明において、転写紙載置板１０の上昇のタイミングは、前述した各スイッチ４０，４２及び５０による各種検知信号に基づいて、駆動モータを停止することにより行われる。この制御パターンを図７（ａ）〜（ｅ）に示した。尚、図７において、用紙ありの場合（（ａ），（ｂ），（ｃ））、同枚数の転写紙１５が載置されているものとしてモータ停止までの時間を比較した。

先ず、各スイッチが正常に動作する場合（通常状態）において、転写紙載置板１０上に転写紙１５が載置された状態で給紙カセットが装着されたときには、図７（ａ）に示すように、給紙カセット１の装着と同時に、モータが駆動し（モータＯＮ）、リフト板９の回転によって転写紙載置板１０が上昇する。

この転写紙載置板１０の上昇により、転写紙検知スイッチ４０によって転写紙１５の存在が検知される（スイッチＯＮ）。また、転写紙載置板１０の上昇により、載置されている転写紙１５がピックアップローラ２０に当接し、ピックアップローラ２０が持ち上げられる。ピックアップローラ２０が所定位置まで持ち上げられると、既に述べたように、上限検知スイッチ４２がＯＮとなり、その検知信号に基づいてモータの駆動が停止し（モータＯＦＦ）、転写紙載置板１０の上昇が停止する。このときのモータの駆動開始から停止までの時間はＴａである。また、転写紙検知スイッチ４０がＯＮとなった時点からモータの駆動停止までの時間は、Ｔ１である。

尚、上記の場合において、画像形成により転写紙１５が消費されると、ピックアップローラ２０は自重により降下し、上限検知スイッチ４２が再びＯＦＦとなり、再びモータが駆動し、上限検知スイッチ４２がＯＮとなるまで転写紙載置板１０が上昇する。また、転写紙１５がなくなると、転写紙検知スイッチ４０がＯＦＦとなり、画像形成装置の操作パネル等に、その旨が表示され、転写紙１５の補充が要求される。

また、各スイッチが正常に動作する場合（通常状態）において、転写紙載置板１０上に転写紙１５が載置されずに給紙カセットが装着されたときには、図７（ｂ）に示すように、転写紙検知スイッチ４０がＯＦＦのまま、ピックアップローラ２０の上限位置を上限検知スイッチ４２が検知し（スイッチＯＮ）、その検知信号に基づいて、モータの駆動が停止する（モータＯＦＦ）。この場合、転写紙検知スイッチ４２はＯＦＦのままであるため、所定時間経過後、操作パネル上に、用紙なしの表示がなされる。このときの、モータの駆動開始から停止までの時間はＴｂであり、転写紙１５がないため、Ｔａ＜Ｔｂとなっている。

一方、上限検知スイッチ４２が故障等により動作しない場合において、リフト板１０上に転写紙１５が載置された状態で給紙カセットが装着されたときには、図７（ｃ）に示すように、上限検知スイッチ４２はＯＦＦのままであり、転写紙検知スイッチ４０がＯＮになってから所定時間経過後に、モータの駆動が停止し、転写紙載置板１０の上昇が停止するようになっている。このときの、モータの駆動開始から停止までの時間はＴｃであり、通常、Ｔａ＜Ｔｃとなっている。また、このときの転写紙検知スイッチ４０がＯＮとなった時点からモータの駆動停止までの時間は、Ｔ２であり、Ｔ１＜Ｔ２となっている。

さらに、上限検知スイッチ４２が故障等により動作しない場合において、転写紙載置板１０上に転写紙１５が載置されない状態で給紙カセットが装着されたときには、図７（ｄ）に示すように、転写紙検知スイッチ４０及び上限検知スイッチ４２の何れもがＯＦＦのままである。従って、この場合には、前述した回転角速度検知スイッチ５０が、モータの軸の回転角速度が実質上ゼロになったことを検知し、その検知信号によってモータの駆動を停止し、転写紙載置板１０の上昇を停止する。

即ち、モータの駆動により転写紙載置板１０が上昇していくと、ピックアップローラ２０は、上昇不能の位置まで持ち上げられる。従って、この状態では、モータの軸に或いはピックアップローラ２０に負荷がかかったままの状態となる。本発明では、このような状態を直ちに検知して、モータの駆動を停止するわけである。

例えば、このようにしてモータの駆動を停止した場合、モータの駆動開始から停止までの時間Ｔｄであり、Ｔｂ＜Ｔｄとなる。一方、このような場合、従来公知の技術では、モータの駆動開始から一定時間Ｔｅを越えたときにモータの駆動を停止するようになっており、この時間Ｔｅは、駆動の遊びや回転ムラなどを考慮して設定されるため、かなり長く、図７（ｄ）に示されているように、Ｔｄ＜Ｔｅとなっている。即ち、本発明では、従来技術に比して、迅速にモータの駆動停止を行うことができ、モータの軸やピックアップローラ２０に加わる負荷を軽減することができる。

また、上限検知スイッチ４２及び転写紙検知スイッチ４０の何れもが故障し、転写紙１５が載置された状態で給紙カセットが装着されたときには、図７（ｅ）に示すように、転写紙検知スイッチ４０及び上限検知スイッチ４２の何れもがＯＦＦのままであり、図７（ｄ）の場合と同様、回転角速度検知スイッチ５０が、モータの軸の回転角速度が実質上ゼロになったことを検知し、その検知信号によってモータの駆動を停止し、転写紙載置板１０の上昇を停止する。このときのモータの駆動開始から停止までの時間Ｔｆは、転写紙１５が存在している分だけ、図７（ｄ）の場合に比して速く、Ｔｆ＜Ｔｄとなっており、やはり、従来公知の技術での時間Ｔｅに比してはるかに短くなっている（Ｔｆ＜Ｔｄ＜Ｔｅ）。

このように、本発明によれば、転写紙検知スイッチ４０及び上限検知スイッチ４２の何れもが故障等により動作しない場合においても、迅速にモータの駆動を停止、駆動モータやピックアップローラ２０に加わる負荷を軽減することができ、装置の破損等を有効に回避することができる。

尚、上述した図７の説明では、転写紙１５が存在する場合、転写紙検知スイッチ４０が転写紙を検知した後に上限検知スイッチ４２が作動するタイミングとなっているが、本発明は、このようなタイミングに限定されるものでなく、例えば上限検知スイッチ４２による検知と同時或いはその後に、転写紙検知スイッチ４０が動作する（スイッチＯＮ）となるようなタイミングとすることも可能である。

本発明の給紙装置の概略構造を示す図。本発明で用いる給紙カセットの概略斜視図。図２の給紙カセットから転写紙載置板を取り除いた状態を示す斜視図。図２の給紙カセットに組み込まれている転写紙載置板を示す斜視図。図１の給紙装置に設けられている転写紙検知スイッチの配置を示す図。本発明に使用される回転角速度検知手段の構造の一例を示す図。本発明における転写紙載置板の制御パターンを示す図。

符号の説明

１：給紙カセット
８：回転軸
９：駆動回転片
１０：リフト板
１２：長孔
２０：ピックアップローラ
４０：転写紙検知スイッチ
３２：上限検知スイッチ

Claims

転写紙を載置する転写紙載置板；
転写紙を画像形成部に供給するための給紙部；
上記転写紙載置板に載置された転写紙を上記給紙部まで持上げるための転写紙載置板駆動手段；
転写紙載置板の持上げ動作に伴って、転写紙載置板もしくは転写紙載置板上に載置された転写紙の上端位置を検知する上限検知手段；
転写紙載置板の持上げ動作に伴って、転写紙載置板上に載置された転写紙の有無を検知する転写紙検知手段；
上記駆動手段の回転角速度の変化を検知する回転角速度検知手段；
上記上限検知手段、転写紙検知手段及び回転角速度検知手段からの各検知信号に基づいて、駆動手段の作動停止のタイミングを制御する停止制御手段；
を備えていることを特徴とする給紙装置。
上記停止制御手段は、転写紙載置板の持上げ動作が開始された後、下記（ａ）〜（ｃ）の何れかの場合に作動して上記駆動手段の作動を停止する請求項１に記載の給紙装置：
（ａ）前記上限検知手段が、転写紙載置板もしくは転写紙載置板上に載置された転写紙の上端位置を検知して検知信号が発せられたとき；
（ｂ）前記転写紙検知手段が、転写紙載置板上に載置された転写紙の存在を検知して検知信号が発せられ、且つ前記上限検知手段からの検知信号が発せられずに、転写紙検知手段からの検知信号の発信から所定時間が経過したとき；
（ｃ）前記転写紙検知手段及び上限検知手段の何れもが検知信号を発することなく、前記回転角速度検知手段が、転写紙載置板駆動手段の回転角速度が実質上ゼロになったことを検知して検知信号が発せられたとき。