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発明の名称 シート給送装置およびこれを備えた画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−1767(P2007−1767A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2006−145355(P2006−145355)
出願日 平成18年5月25日(2006.5.25)
代理人 【識別番号】100090538
【弁理士】
【氏名又は名称】西山 恵三
発明者 川西 稔 / 松島 彰 / 内田 康浩 / 岩瀬 正樹
要約 課題
シート載置台に少量のシートが載置された場合であっても、シート載置台のオーバーランを防ぎ、低コストで安定した給紙性能が実現できるシート供給装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。

解決手段
リフトモータ24がシート積載トレイ17を上昇させるように駆動している最中に、最上位のシートが予め決められた高さに達したことをシート有無検知センサ23bが検知した際に、リフトモータ24を一旦停止させ、リフトモータ24を一旦停止させた後にシート載置トレイに載置されたシートを給送位置へ上昇させるためにリフトモータ24の駆動を再開する。
特許請求の範囲
【請求項1】
給送されるシートが載置され、昇降可能なシート載置トレイと、
前記シート載置トレイを上昇するように駆動する駆動モータと、
前記シート載置トレイに載置された最上位のシートの位置を検知するための検知センサと、
前記検知センサの検知結果に基づいて前記駆動モータの動作を制御する制御部と、
前記駆動モータが前記シート積載トレイを上昇させるように駆動している最中に、前記最上位のシートが予め決められた高さに達したことを前記検知センサが検知した際に、前記駆動モータを一旦停止若しくは減速させ、前記駆動モータを一旦停止若しくは減速させた後に前記シート載置トレイに載置されたシートを給送位置へ上昇させるために前記駆動モータを駆動するように前記制御部が制御することを特徴とするシート給送装置。
【請求項2】
前記シート載置トレイに載置された最上位のシートが前記給送位置に達したこと検知する高さ検知センサを有することを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。
【請求項3】
前記最上位のシートが前記予め決められた高さに達したことを前記検知センサが検知したときに前記駆動モータの一旦停止させ、一旦停止後に前記シート載置トレイに載置されたシートが前記給送位置に達することを前記高さ検知センサが検知するまで前記シート載置トレイを上昇させるために前記駆動モータの駆動を再開し、
前記最上位のシートが前記予め決められた高さに達したことを前記検知センサが検知したときの前記駆動モータの一旦停止時に前記シート載置トレイに載置された最上位のシートが前記給送位置に達していた場合には前記駆動モータの駆動を再開しないように前記制御部が制御することを特徴とする請求項2に記載のシート給送装置。
【請求項4】
前記検知センサは、前記シート載置トレイにシートがあることを検知するためのセンサを兼ねることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシート給送装置。
【請求項5】
前記検知センサが前記最上位のシートが前記予め決められた高さに達したことを検知した際に、前記駆動モータを一旦停止させ、前記駆動モータが完全に停止するまでの時間前記駆動モータの駆動停止を継続するように前記制御部が制御し、
前記駆動モータの駆動停止を継続した後に前記シート載置トレイに載置されたシートを給送位置へ上昇させるために前記駆動モータの駆動を再開させるように前記制御部が制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシート給送装置。
【請求項6】
前記シート載置トレイは、装置本体に着脱自在なシートカセットに設けられ、
前記シートカセットが装置本体に装着されたときに、前記検知センサによって前記最上位のシートが前記予め決められた高さより高い位置にいることが検知された場合には、前記シート載置トレイに載置されたシートが給送位置へ移動するように前記制御部は前記駆動モータを制御することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のシート給送装置。
【請求項7】
前記検知センサによって位置が検知され、前記シート載置トレイに載置されたシートの上面と当接することで移動する検知フラグであって、前記シート載置トレイにシートがあるときに前記シート載置トレイの上昇によって前記最上位のシートが前記予め決められた高さより高くなるとシートと接することで前記検知センサのON/OFF状態が切り替わるように移動し、前記シート載置トレイにシートがないときには前記シート載置トレイが上昇しても前記検知センサのON/OFFを切り替えるように移動しない検知フラグと、
前記シート載置トレイに載置されたシートが前記給送位置に達したことを検知したこを検知する高さ検知センサと、
前記シート載置トレイに載置されたシートの上面若しくは前記シート載置トレイと接することで移動し、前記高さ検知センサをON/OFFさせる高さ検知フラグであって、前記シート載置トレイにシートがあるときに前記シート載置トレイの上昇によって前記最上位のシートが前記給送位置に達するとシートと接することで前記高さ検知センサのON/OFF状態が切り替わるように移動し、前記シート載置トレイにシートがないときには前記シート載置トレイと接することで前記高さ検知センサのON/OFFを切り替えるように移動する高さ検知フラグと、
前記シート載置トレイの上昇によって、前記検知センサのON/OFF状態が変わらずに前記高さ検知センサのON/OFF状態が変わったときに前記シート載置トレイにシートがない旨を報知する報知部と、を有することを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。
【請求項8】
請求項1乃至7のいずれかに記載のシート給送装置と、前記シート給送装置によって給送されたシートに画像を形成する画像形成部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、シートを給送するためのシート給送装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に接続あるいは装備されるシート給送装置においては、シート載置トレイに多数枚載置されたシートを、シート載置トレイの高さを所定の位置まで上昇させ、給送ローラ等により最上位のシートから一枚ずつ順次分離搬送するものが一般的である。
【0003】
また、シート載置トレイを上昇させる手段として、その動力源に直流(DC)モータを用い、また給送ローラに対するシート載置トレイの位置を最適の高さに保つために、シート載置トレイあるいはシート載置トレイに載置された最上位のシートの高さ位置を検知するシート載置トレイあるいはシート高さ検知手段を備えたものが広く普及している。
【0004】
さらに、シート載置トレイの動力源にパルスモータを用い、且つシート載置トレイの高さ位置を検知する高さ検知手段を有し、該高さ検知手段の検知信号を用いて、動力源としてのパルスモータに給送する電流もしくはパルスモータの回転数を変化させるものが知られている(特許文献1参照)。
【0005】
また、特許文献2では、シートの上面の位置を検知するセンサの出力がオフ、オン、オフ、オンと切り替わるタイミングでシート載置トレイを上昇、下降、上昇、停止と切り替えている。これは、シート載置トレイのオーバーランのばらつきを抑えるためである。
【特許文献1】特開平10−231029号公報
【特許文献2】特開平3−23120号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来例のうち、動力源に安価な直流モータを使用したものにおいては、シート載置トレイに載置されたシートの載置量(重量)によって直流モータの回転数は図6に示すように変化する。
【0007】
図6では横軸がシートの積載量に対応する直流モータの負荷トルク、縦軸が負荷トルクに対する単位時間あたりの直流モータの回転数(以下回転数と言う)になっている。
【0008】
図6のグラフによれば、シート載置トレイに載置されたシートの載置量が少なくなるにつれて、直流モータの回転数が上がることとなる。
【0009】
従って、シート載置トレイに載置されたシートが少量の場合においては、シート載置トレイを上昇させ最上位のシートが決められた高さに達したことを検知した後に、直流モータを停止させたときに、シート積載トレイの最上位のシートが所定の給送位置よりも高い位置まで上昇してしまう。シート載置トレイに載置されたシートが少量の場合には、シート載置トレイがオーバーランしてしまう。
【0010】
これは、シートの載置量が少量の場合には直流モータの回転数が上がるであり、その結果、載置されたシートの高さがシートを給紙するための所定の高さよりも上昇してしまう。
【0011】
このように所定の給送位置よりも最上位のシートの高さ位置で停止した場合には、シートをローラで給送する際に、シートがローラの腹に当たってジャムが発生してしまう等、適切な給送動作を行なえない恐れがある。
【0012】
シート載置トレイのオーバーランのばらつきを抑えるために特許文献2では、シートの上面の位置を検知するセンサの出力がオフ、オン、オフ、オンと切り替わるタイミングでシート載置トレイを上昇、下降、上昇、停止と切り替えている。つまりこの構成では、上昇させたシート載置トレイを下降し、その後さらに上昇させる動作を行う。したがって、シート載置トレイが給送のための位置に停止しシート給送の準備が完了するまでに時間がかかる。
【0013】
また、パルスモータを動力源として用いたものにおいては、直流モータと比べてパルスモータは高価であので、コストがかかる。
【0014】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とする処は、たとえシート載置トレイに少量のシートが載置された場合であっても、シート載置トレイのオーバーランによる給送不良を防ぎ、低コストで安定した給送性能が実現できるシート給送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
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、シート給送装置は、給送されるシートが載置され、昇降可能なシート載置トレイと、前記シート載置トレイを上昇するように駆動する駆動モータと、前記シート載置トレイに積載された最上位のシートの位置を検知する検知センサと、前記検知センサの検知結果に基づいて前記駆動モータの動作を制御する制御部と、を有し、前記駆動モータが前記シート積載トレイを上昇させるように駆動している最中に、前記最上位のシートが所定の高さに達したことを前記検知センサが検知した際に、前記駆動モータを一旦停止若しくは減速させ、前記駆動モータを一旦停止若しくは減速させた後に前記シート載置トレイに載置されたシートを給送位置へ上昇させるために前記駆動モータを駆動するように前記制御部が制御する。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、たとえシート載置トレイに少量のシートが載置された場合であっても、シート載置トレイのオーバーランによる給送不良を防ぐと共に、低コストで安定した給紙性能が実現できるシート給送装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下本発明に係るシート給送装置及びこれを備えた画像形成装置の実施例について図面を参照しながら説明する。
【0018】
ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0019】
本発明係るシート給送装置を電子写真方式のレーザビームプリンタ(以下画像形成装置)に適用した場合の実施例を具体的に説明する。
【0020】
図2は本実施例に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の断面図である。
1は画像形成装置本体である。画像形成装置1の下部にはシートSを載置して収容するシート収容手段としてのシートカセット2が、画像形成装置1の手前側(図2の紙面手前側)に着脱可能に装備されている。3はピックアップローラであり、シートカセット2に収納されたシートSを適宜選択的に最上位側から送り出す。4はフィードローラ、5はリタードローラであり、ピックアップローラ3により送り出されたシートSを一枚ずつ分離、給送する。
【0021】
6、7は搬送ローラ対であり、フィードローラ4により給送されたシートSを順次受け取りレジストローラ対8に向けて搬送する。レジストローラ対8は一旦停止した状態で、搬送ローラ対7により搬送されたシートSの先端をレジストローラ対8のニップ部に当接させてループを形成することにより斜行を補正する。レジストローラ対8は、続いて所定のタイミングでシートSをプロセスカートリッジ10に内蔵された画像形成手段としての感光体ドラム11と、これに対向する転写ローラ12とのニップ部に搬送する。
【0022】
画像形成装置1に関する公知のプロセス手段を内蔵したプロセスカートリッジ10は、画像形成装置1に対して着脱可能に設けられている。13はレーザ露光光学系である。一様に帯電された感光体ドラム11の表面にレーザ露光光学系13から射出された画像情報に応じたレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。
【0023】
続いて、プロセスカートリッジ10に内蔵された不図示の現像ローラにより、前記静電潜像にトナー画像が形成される。そして、感光体ドラム11の回転と同期して、レジストローラ対8により感光体ドラム11と転写ローラ12とのニップ部にシートSが搬送され、該シートSに転写ローラ12の作用により感光体ドラム11の表面に形成されたトナー画像が転写される。レーザ露光光学系13、感光体ドラム11、転写ローラ12によってシートに画像を形成する画像形成部が構成される。
【0024】
14は定着装置である。トナー画像が転写されたシートSが定着装置14を通過する際に加熱,加圧処理されて、トナー画像がシートSに永久定着される。定着装置14によりトナー画像が定着されたシートSは、排出ローラ対15により搬送されて画像形成装置1の上面に形成された排出トレイ16上に排出される。
【0025】
次に、シート給送装置の詳細な構成および動作について説明する。
まず、シート給送装置の構成を説明する。図3は、シート給送装置の構成を示す断面図である。
【0026】
シートが載置されるシート載置トレイ17はシートカセット2に回動(昇降)自在に配置されている。シート載置トレイ17には、後述するシート有無フラグ21の下端部が挿通される挿通孔17aが設けられている。
【0027】
シート載置トレイ17の下部には、リフトアーム18がリフトギア19に固定されている。またリフトギア19は、ギア20に連結されている。リフトアーム18とリフトギア19は、ギア20の回転にしたがって回動自在に配置されている。リフトアーム18、リフトギア19およびギア20と後述するリフトモータ24、ウォームギア25およびギア26、27、28は駆動手段を構成する。リフトモータ24は直流モータである。
【0028】
続いてシート載置トレイ17の昇降のための機構について説明する。図4は、駆動モータとしてのリフトモータのギア列を示す斜視図である。リフトモータ24にはウォームギア25が軸着されている。ウォームギア25にはギア26が噛合し、またギア26にはギア27が、ギア27にはギア28が噛合し、リフトモータ24の回転速度が減速する構成となっている。
【0029】
本実施形態においては、動力源としてのリフトモータ24、ウォームギア25、ギア26、27および28は画像形成装置1内に配置されており、シートカセット2を画像形成装置1に装着すると、ギア20とギア28が連結される構成となっている。
【0030】
ギア20とギア28が連結されると、リフトモータ24の駆動力がギア20に伝わり、リフトギア19が回動すると同時にリフトギア19に固定されたリフトアーム18が回動する。そしてリフトアーム18の回動により、シート載置トレイ17が押し上げられ、シート載置トレイ17が昇降する。
【0031】
次に図5を用いてシート高さ検知機構及びシート有無検知機構について説明する。
フィードローラ4とピックアップローラ3は、ピックアーム22で連結されており、ピックアップローラ3は、フィードローラ4を回転中心として回動可能な構成となっている。ピックアーム22には、そのフィードローラ4とは反対端に高さ検知フラグ22aが固着され、高さ検知フラグ22aがシート高さ検知手段としてのシート高さ検知センサ23aを遮光すると、シート高さ検知センサ23aがオンとなる。
【0032】
また、シート有無検知手段としてのシート有無検知センサ23bとシート有無フラグ21によって、シート載置トレイ17に載置されたシートSの有無を検知する構成となっており、シート有無フラグ21がシート有無検知センサ23bを透光すると、シート有無検知センサ23bがオンとなる。シート高さ検知センサ23aとシート有無検知センサ23bとは、図面の奥行き方向にずれて配置されている。
【0033】
ここで、シート有無検知位置L1は、シート有無検知センサ23bのオンとオフが切り替わるタイミングにおけるシート有無フラグ21の下端部とシート載置トレイ17との接点の高さ位置である。検知センサであるシート有無検知センサ23bは、シート載置トレイ17に載置された最上位のシートが、予め決められたシート有無検知位置L1に達したか否かを検知する。
【0034】
シート高さ検知位置L2は、シート高さ検知センサ23aのオンとオフが切り替わるタイミングにおけるピックアップローラ3とシート載置トレイ17との接点の高さ位置である(図5参照)。シート有無検知位置L1は、シート高さ検知位置L2より下方の位置である。シート高さ検知位置L2は、シートがシート載置トレイ17に載置されたときにはシートをピックアップローラ3によって給送するための給送位置に対応する位置である。高さ検知センサであるシート高さ船さ23aは、シート載置トレイ17に載置された最上位のシートが給紙位置に達したか否かを検知する。
【0035】
続いて、シート載置トレイ17の昇降動作の制御について、図1のフローチャートを用いて説明する。
【0036】
画像形成装置1にシートカセット2が挿入されると、不図示のシートカセット検知センサがシートカセット2を検知する(ステップS101)。シートカセット2が検知されなかった場合(シートカセット検知センサがオフの場合)には、カセットが無いことを通知する(ステップS102)。
【0037】
続いて、シート有無検知センサ23bによりシートSの有無を検知する(ステップS103)。つまり、最上位のシートSがシート有無検知位置L1より高いか否かを検知する。シート有無検知センサ23bがオンであれば、リフトモータ24を駆動してシートをシート高さ検知センサ23aがオンとなる高さまで上昇させる(ステップS108)。この時点でシート有無検知センサ23bがオンであるということは、シート載置トレイ17にほぼ満載に近い量のシートSが載置され、最上位のシートSがシート有無検知位置L1とシート高さ検知位置L2の間にあることを意味する。この場合、シートSの量が多いためリフトモータ24の回転数は遅く、シート高さ検知センサ23aがオンとなるタイミングでリフトモータ24の駆動を停止させても、ほぼ最適なシート高さ位置で停止させることができる。
【0038】
ステップS103でシート有無検知センサ23bがオフのときは、リフトモータ24を駆動し、シート載置トレイ17を上昇させる。そしてシート有無検知センサ23bによりシートSの有無を検知する(ステップS104)。
【0039】
ステップS104で、シート有無検知センサ23bがオフの場合は、リフトモータ24を駆動し、続いてシート高さ検知センサ23aによりシート高さを検知する(ステップS105)。ここでシート高さ検知センサ23aがオンの場合には、リフトモータ24を停止し、シート無し通知を行なう(ステップS106)。すなわち、シート載置トレイ17にシートSがない場合には、シート載置トレイの挿通孔17aに、シート有無フラグ21の下端部が挿通され、シート有無フラグ21は回動しないため、シート有無検知センサ23bはオフのままとなる。一方、ピックアップローラ3はシート載置トレイ17により押し上げられ、フィードローラ4を回転中心として時計回りに回動する。よって、ピックアーム22の高さ検知フラグがシート高さ検知センサ23aを遮光するため、シート高さ検知センサ23aはオンとなる(図7参照)。なお、シート無しのユーザへの報知は、図1に示す報知部としての表示パネルDに、シート載置トレイ17にシートが載置されていない旨を表示することで行われる。
【0040】
シート高さ検知センサ23aがオフの場合には、リフトモータ24を駆動する。
【0041】
ステップS104で、シート有無検知センサ23bがオンの場合は、リフトモータ24を停止させる。そして、リフトモータ24の停止状態を一定時間維持する(ステップS107)。本実施例においては、停止状態を維持する時間を、リフトモータ24の回転が完全に停止する時間とした。例えば、シート積載量が最も少量時または積載されていない状態におけるリフトモータ24の回転が完全に停止する時間に設定すればよい。
【0042】
続いて、シート高さ検知センサ23aによりシート高さを検知する(ステップS108)。ここでシート高さ検知センサ23aがオンであれば、リフトモータ24を停止させたまま給紙可能状態となる。シート高さ検知センサ23aがオフであれば、再びリフトモータ24をシート載置トレイ17が上昇するように駆動させる。
【0043】
これらの制御は制御ブロック図8に示される制御手段としての制御部30により行われる。制御部30はシート高さ検知センサ23a、シート有無検知センサ23bの検知結果に基づいてリフトモータ24の駆動を制御する。
【0044】
以上の制御のように、シート高さ検知位置L2よりも下方にあるシート有無検知位置L1でリフトモータ24を一旦停止させる。そして、一旦停止後にシート高さ検知センサ23aがオンになる位置までシート載置トレイ17を上昇させるようにリフトモータ24の駆動が再開される。シート載置トレイ17に少量のシートSしか載置されていない場合であっても、シートSの高さを一定にすることができ、安定したシート給送が可能となる。
【0045】
すなわち、シート有無検知位置L1に到達するまでのリフトモータ24の駆動がオーバーランを引き起こす回転数であったとしても、シート有無検知位置L1でリフトモータ24を一旦停止させることにより、オーバーランを防ぐことができる。またそれを利用してシート高さ検知位置までシート載置トレイ17をリフトアップさせることができる。
【0046】
あるいはシート有無検知位置L1でシート載置トレイ17が停止し、再びリフトモータ24を駆動して、シート高さ検知位置L2までシート載置トレイ17をリフトアップさせる場合であっても、リフトモータ24の回転数がオーバーランを引き起こす程度にまで速くなる前に、リフトモータ24を停止させることが可能となる。したがって、シート載置トレイ17のオーバーランを防ぐことが可能となり、安定した給紙が可能となる。
【0047】
なお、上述の実施形態においては、シート有無検知センサ23bが最上位のシートを検知するシート有無検知位置L1でシートを検知したときに、リフトモータ24を一旦停止する形態を説明した。しかしながら、シート有無検知位置L1で最上位のシートをシート有無検知センサ23bが検知したときに、シート載置トレイ17を減速するようにリフトモータ24を制御してもよい。そして、シート載置トレイ17の減速後に、シート高さ検知センサ23aが、給紙位置であるシート高さ検知位置L2に最上位のシートが達したことを検知するまでシート載置トレイ17を上昇させるように増速する。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】実施例1に係るシート載置トレイの動作(昇降)機構の制御シーケンスを示すフローチャート。
【図2】シート給送装置を備えた画像形成装置の構成を示す概略断面図。
【図3】シート載置トレイの構成を示す断面図。
【図4】リフトモータのギア列を示す斜視図。
【図5】シート高さ検知機構及びシート有無検知機構を示す断面図。
【図6】リフトモータのトルク−回転数の関係を示す図。
【図7】シート高さ検知機構及びシート有無検知機構を示す断面図。
【図8】実施例1に係る制御ブロックを示す図。
【符号の説明】
【0049】
1 画像形成装置
2 シートカセット
17 シート載置トレイ
18 リフトアーム
19 リフトギア
20、26、27、28 ギア(駆動手段に対応)
21 シート有無フラグ
22 ピックアーム
23a シート高さ検知センサ(高さ検知センサに対応)
23b シート有無検知センサ(検知センサに対応)
24 リフトモータ(駆動モータに対応)
25 ウォームギア




 

 


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