JP4995668B2 - 媒体供給装置、画像形成装置、および紙葉類処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、積載された紙葉類の媒体を処理装置本体に供給する媒体供給装置に関する。特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる媒体供給装置、およびその媒体供給装置を搭載した画像形成装置、紙葉類処理装置に関する。

従来、積載された紙葉類の媒体を一枚ずつ分離して順次供給する媒体供給装置が知られている。このような媒体供給装置は、例えば複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられている。

複写機やプリンタ等の画像形成装置では、画像を形成するための紙葉類の媒体（紙やＯＨＰシートなど）を収容し、画像形成装置本体に供給するための給紙カセットや給紙トレイなどを備えている。

近年、カラー複写機やカラープリンタの普及などもあり、この種の画像形成装置で取り扱う媒体が多様化し、普通紙以外の用紙、例えば、コート紙、アート紙、フィルム紙、あるいは厚紙や超厚紙（ケント紙など）が使用されるようになっている。しかしながらこれらの用紙は、用紙表面の平滑度が高く、あるいは吸湿性が高いという特性を有している。このような用紙にあっては、積載された状態で負圧が維持され、用紙間の密着力が強くなる。そのため、本来であれば一枚ずつ分離して画像形成装置本体に供給されるべきところ、用紙間の分離性が悪く、重送や不送りが発生しやすいという問題を有している。また紙媒体に限らず、例えばＯＨＰシートのような材質のものもシート間の密着力が強く、同様の問題を有している。さらには媒体の積載状態などによっても密着力が強まり、同様の問題が生じ得る。このように、例えば密着力が１００ｇ重程度を超えるような密着性が高い状態で積載された媒体束は、あたかもブロック状に固まった状態となり、通常媒体供給装置で用いられている分離ローラによる分離力では一枚ずつ正しく分離することができない。

このような特性を有した媒体を装置本体に供給する際に、一枚ずつ分離して正しく送るための技術として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。

特許文献１に記載された給紙方法は、用紙上面の上方が負圧となるようにエアー吹付手段からのエアー流を制御し、この負圧により発生する用紙上方向への揚力により、用紙を一枚ずつ分離して給紙するものである。

特開平１１−５６４３号

しかしながら、上記従来の技術に記載された発明では、エアー流を制御しているに過ぎず、その効果を最大化する工夫はなされていない。

すなわち、エアー流を制御することにより一定の紙捌き効果は得られるものの、上述したより効果的な紙捌きを必要とする各種シートの出現に対して、何らそれ以上の工夫はされていない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、送風により紙捌きを行ない正確なシート分離を行なおうとする媒体供給装置に対して、送風手段から供給されるエアーの圧力損失を低減し、エアー流による紙捌き効果を最大化した媒体供給装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の媒体供給装置は、複数の媒体を積載して収容するとともに前記媒体の供給方向に対して略直行する方向から前記媒体を規制する第１の規制手段を備えた媒体収容手段と、前記媒体収容手段の最上位から媒体を順次分離して供給する媒体供給手段と、前記第１の規制手段に形成された開口部から前記積載された媒体に風を吹き付ける送風手段とを備えた媒体供給装置において、前記積載された媒体から、前記送風手段の送風口における静圧と前記送風手段による風量と当該媒体供給装置の装置圧の損失特性とに基づいて定められた所定の距離を隔てて送風がなされるように、前記第１の規制手段に第２の規制手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、積載されたシートへの送風に際して、圧力損失および流量損失を低減させ、効果的にシートを捌くことができる。

以下、本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。

図１は本発明の媒体供給装置が適用される装置の一例としての画像形成装置の全体図、図２はこの画像形成装置の主な制御ユニットを示すブロック図である。

本画像形成装置は、原稿を走査して読み取り、デジタル化してシートに複写する、いわゆるデジタルカラー複写機としての機能を有している。

図１において、この画像形成装置は、画像形成部１、読取部２、定着部３、排紙部４等の構成を備えている。さらに、画像形成装置の下方には、多段状の給紙部５が設けられている。この給紙部５の各段には、記録媒体である普通紙や、コート紙等の塗工紙、ＯＨＰシート等々を積載した給紙装置としての給紙トレイ６が設置されている。またこの給紙部５は、必要に応じて別の給紙装置７を増設することができるように構成されている。

このような画像形成装置において、画像形成が行なわれる際には、給紙部５の選択された給紙トレイ６あるいは給紙装置７からシートが１枚ずつ順次分離供給される。すなわち、例えば給紙トレイ６の最上位のシートがピックアップローラ８の回転により供給されて、リバースローラ１０により１枚ずつに分離される。そして、分離されたシートは、フィードローラ９の回転により、給紙トレイ６から送り出されて、その搬送方向下流側に配置されているレジストローラ１１へと搬送される。

上述のようにして分離搬送されたシートは、レジストローラ１１のニップに突き当たることにより、搬送が一時止められて待機される。その後、画像形成のために、画像形成部１へと送られる。

なお図中、２１は中間転写ベルト、２２は作像部、２３は露光装置、２４は両面装置、２５は給紙トレイの底板、２６は給紙ローラ、２７は排紙ローラ、２８は反転排紙ローラ、２９は分岐爪、３０は中間転写クリーニング装置、３１はコンタクトガラス、３２、３３はそれぞれ走行体、３４はレンズ、３５はＣＣＤ、３６は自動原稿搬送装置、３７は転写装置、３８は感光体、３９は帯電装置、４０は現像装置、４１はクリーニング装置である。これらは本発明に直接的には関係しない部分のため、その説明は省略する。

次に図２を参照して、この画像形成装置の主な制御ユニットを説明する。

エンジン制御部５１は、画像形成部１、給紙部５、定着部３等の動作制御を行なう。コントローラー制御部５２には、外部のホストコンピュータ５３、表示部５４、入力部５５等が接続され、動作に必要な外部情報を入手および管理するとともに、エンジン制御部５１に必要な情報を提供し、システム全体の動作を管理している。また、少なくともひとつ以上の給紙部（１〜ｎ）を備えた給紙部５６と、シートの供給および搬送制御を行なう給紙制御部５７を備えた、給紙装置７を備えている。この給紙装置７は、大容量給紙装置に相当するものを表している。なおこの例では、給紙装置７を画像形成装置本体とは別体（オプション）の装置として示しているが、前述した給紙部５と併せて画像形成装置本体内に備えていてもかまわない。

次に図３を用いて、給紙装置７の詳細を説明する。この例では上述したオプション装置としての給紙装置７を想定しているが、もちろん給紙トレイ６を同様の構成としてもよい。

給紙装置７は、シートを積載する底板１０１を備えたシート収納部１０２と、最上位のシートを一枚ずつ取り出して画像形成装置本体へ供給するシート供給ユニット（給紙手段）１０３を備えている。シート供給ユニット１０３には、給紙コロ１０４と、分離コロ１０６ａと、戻しコロ１０６ｂが配置されている。これらのコロ１０４、１０６ａ、１０６ｂは、予め設定されたそれぞれのタイミングで回転駆動される。また、シート収納部１０２内には、底板１０１上に積載されたシートの幅方向（給紙方向と直交する方向）側面をガイドする第１の規制手段としてのサイドフェンス１０８を両側に設け、シートの後方には後端面を押えるエンドフェンス１１０を備えている。

シート束の上限検知はフォトインタラプタから成るセンサ１１２により行い、センサ１１２によってシートの供給位置を検知し、シートの残量が少なくなっても供給位置がばらつかないように、底板１０１を上昇モータＭで上下動させることによりシートの供給位置の制御を行っている。このように給紙分離条件を一定に保つために、シートの積載量が増減しても常に給紙位置が一定となるように上限位置の最適化を行っている。なお、センサ１１２を動作させるアクチュエータ１０５が、給紙コロ１０４および分離コロ１０６ａと連結された構成となっており、アクチュエータ１０５の端部に配置したフィラーがセンサ１１２を遮光することにより、常にシートの上限を検知し、給紙コロ１０４の位置を一定に保つようになっている。また、用紙の積載量の減少と合わせて底板１０１が上昇しても、この位置検知をこのアクチュエータ１０５によって行う。給シート収納部１０２は、給紙装置本体から抜差し可能な構成で、使用者が用紙をシート収納部１０２にセットするときには、シート収納部１０２を引出して行う。

次に、図４および図５に基づいて本発明の詳細を説明する。

図４は本発明の給紙装置７の主要な特徴部分を示す斜視図であり、図５は給紙装置７の側面図である。図５においては、サイドフェンス１０８面におけるエアー噴出口の特徴的な形状を示している。

図４に示すように各サイドフェンス１０８の外側には送風手段としてのブロワーファン２０１が取り付けられ、ブロワーファン２０１が生成するエアーを噴出するエアー噴出口（ノズル）２０２がサイドフェンス１０８の内側面に開口している。図４に示すエアー噴出口２０２の高さ方向は、図５に示すように、給紙ユニット１０３により給紙される用紙Ｐの通紙経路Ｙをまたがる位置に配置され、かつ通紙経路Ｙに沿って延びる方向に開口を有している。そして、通紙経路Ｙのシート供給方向で前述した開口部２０２の前後に、第２の規制手段３０１を配設している。第２の規制手段３０１については後に詳述するが、第２の規制手段３０１は開口部２０２の高さ方向に略等しい位置に設けている。これによって、シート捌き性を向上させることができる。

図６は給紙装置７の上面図であり、図５に示した給紙装置７を上から見たものである。図６では、シートＰをセットしてある状態を示している。通常、シート定型サイズでサイドフェンス１０８の位置決めが可能な給紙装置においては、シート種類、メーカー、ロットなどにより紙幅が異なるため、用紙サイズよりやや広めの位置でサイドフェンス１０８を固定する構造にする必要がある。この場合、積載したシートとサイドフェンス１０８の間には必ず隙間が存在してしまう。この隙間がある状態でシートを搬送すると、シートが傾き、画像形成装置の場合であれば用紙に対して画像が斜めに印字されてしまうといった問題が生じる。そこで、サイドフェンス１０８に第２の規制手段としてのシート規制部材３０１を設けている。すなわちこの例では、サイドフェンス１０８にシート規制部材３０１を設けるためのくぼみ３０２を形成し、くぼみ３０２の内側にスポンジ３０３と薄いステンレス鋼板３０４を粘着テープで貼り付けることによってこれをシート規制部材３０１としている。シート規制部材３０１を設けることによって、サイドフェンス１０８からシート側面に向かって弱い圧力をかけることができる。このシート規制部材３０１は、エアー噴出口２０２の両脇に配置してあり、浮揚したシートの幅方向の隙間をなくし、シートのがたつきを防止するように機能している。ここではシート規制部材３０１を薄板ステンレス鋼板による板バネで構成しているが、シートに対して側面から弱押圧できるものであればこれに限定されない。例えば、摩擦係数が小さく、表面強度の強いマイラーや薄板銅鋼板などを用いてもよい。このように低摩擦かつ低磨耗の性質がある材料をシート状にして構成することにより、シートの供給負荷を低減させシート不送りを解消できるとともに、耐久性に優れた規制手段とすることができる。またこの例では圧力を付与するための弾性体としてスポンジを用いているが、これについてもコイルバネ等を用いることができる。なお上の説明では「弱押圧」なる用語を用いているが、これは積載されたシートを側面から軽く押圧し、シートの側面が揃えられる程度の圧力という意味である。

なお図６に示した例では、サイドフェンス１０８と用紙規制部材３０１との間に距離Ｌを確保している。この効果について、図７の風量・静圧特性と装置圧の損失特性の関係図に基づいて説明する。図７において、横軸は風量を示しており、縦軸は静圧を示している。図４に示したブロワーファン２０１が起動し、エアー噴出口２０２から噴出されたエアーが積載されたシートの側面で形成された壁に隙間０の状態であたったことを仮定した場合、その直後にファン２０１の噴出口の静圧が最大となり、ほとんど風量が無い状態となる（図中A点）。この後ブロワーファン２０１からの風量が増加するのに伴い静圧が減少し、ブロワーファン２０１からのエアーによるシート捌きの効果が出始める（図中Ｂ点）。ところでエアーによるシート捌きにおいて、風量と流速は重要なファクターであり、流速が高いと分離性能が向上する。この流速を得る上で上述した距離Ｌを確保することが大きなポイントとなる。そして、システムインピーダンスとの関係を考え合わせると、Ｂ点からＣ点の間での風量を動作風量とするのが効果的である。ここでブロワーファン２０１からの風量が一定であると考えた場合、図７のB点からC点の範囲の風量と静圧との関係が得られるように距離Ｌを適宜決定すればよい。実験によれば、距離Ｌを０．５〜２．０ｍｍの範囲で設定した場合には、距離０の場合と比べ、分離性能がリニアに向上した。

上述した如き構成の給紙装置を画像形成装置に装備することにより、従来エアーによる捌きによっては分離が難しかったコート紙や厚紙等の分離性向上が図られ、搬送品質の安定性を向上させることができる。

なお図６ではシート規制部材３０１をサイドフェンス１０８の両側に配置した状態を示しているが、どちらか一方に配置するだけでも効果がある。

また、本実施例では画像形成装置を例に説明したが、本発明の媒体供給装置が適用されるものは画像形成装置に限定されない。すなわち、媒体供給の際に紙捌きを効果的に実施する必要がある装置、例えば紙幣の処理装置のような紙葉類処理装置にも適用できる。

本発明の媒体供給装置が適用される装置の一例としての画像形成装置の全体図である。 本発明の媒体供給装置が適用される画像形成装置の主な制御ユニットを示すブロック図である。 本発明に係る給紙装置の概略構成図である。 本発明に係る給紙装置の主な特徴部分を示す図である。 本発明に係る給紙装置の主要部分（サイドフェンス面）の側面図である。 図５に示した給紙装置の上面図である。 ブロワーファンの風量・静圧特性と装置圧の損失特性を示すグラフである。

符号の説明

７ 給紙装置
１０８ サイドフェンス
２０１ ブロワーファン
２０２ 開口部
３０１ 第２の規制手段
３０２ くぼみ
３０３ スポンジ
３０４ 薄板ステンレス鋼板

Claims (8)

1. 複数の媒体を積載して収容するとともに前記媒体の供給方向に対して略直行する方向から前記媒体を規制する第１の規制手段を備えた媒体収容手段と、前記媒体収容手段の最上位から媒体を順次分離して供給する媒体供給手段と、前記第１の規制手段に形成された開口部から前記積載された媒体に風を吹き付ける送風手段とを備えた媒体供給装置において、
   前記積載された媒体から、前記送風手段の送風口における静圧と前記送風手段による風量と当該媒体供給装置の装置圧の損失特性とに基づいて定められた所定の距離を隔てて送風がなされるように、前記第１の規制手段に第２の規制手段を設けた
   ことを特徴とする媒体供給装置。
2. 前記請求項１に記載した媒体供給装置において、前記第２の規制手段を前記開口部の高さ方向に略等しい位置に配設したことを特徴とする媒体供給装置。
3. 前記請求項１または２に記載した媒体供給装置において、前記第2の規制手段を前記媒体の供給経路上に設けたことを特徴とする媒体供給装置。
4. 前記請求項１乃至３のいずれか一項に記載した媒体供給装置において、前記第２の規制手段は前記積載された媒体を弾性体により押圧することを特徴とする媒体供給装置。
5. 前記請求項１乃至４のいずれか一項に記載した媒体供給装置において、前記第２の規制手段を複数備え、前記媒体の供給方向に対して前記開口部の前後に配設したことを特徴とする媒体供給装置。
6. 前記請求項１乃至５のいずれか一項に記載した媒体供給装置において、前記第２の規制手段を低摩擦かつ低磨耗の材質でシート状に構成したことを特徴とする媒体供給装置。
7. 前記請求項１乃至６のいずれか一項に記載した媒体供給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 前記請求項１乃至６のいずれか一項に記載した媒体供給装置を備えたことを特徴とする紙葉類処理装置。

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