給紙装置及び画像形成装置
【課題】エアを吹きつけて用紙を浮揚させ、最上の用紙を吸着して搬送するエア給紙装置において、用紙が積載される積載台上に用紙が少なくなったときに起きるノーフィードを防止する。
【解決手段】送風口からのエアが最高位置まで上昇した積載台の上方と下方とに吹き出されるように送風口が形成され、積載台には、積載台の下方から上方に流通する気流を形成する貫通口が形成される。また、積載台に用紙を持ち上げるリブを設ける。
【解決手段】送風口からのエアが最高位置まで上昇した積載台の上方と下方とに吹き出されるように送風口が形成され、積載台には、積載台の下方から上方に流通する気流を形成する貫通口が形成される。また、積載台に用紙を持ち上げるリブを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積載した多数枚の用紙から用紙を１枚ずつ送り出す給紙装置及び給紙装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、印刷機等には、従来給紙ローラにより給紙台に多数枚積載された用紙を１枚ずつ送り出す給紙装置が用いられているが、給紙ローラを用いた給紙装置では、給紙ローラのすべりのためにノーフィードが生じたり、紙質や環境の如何によっては、複数枚が纏まって送り出される重送が生じたり等の問題がある。また、給紙ローラの摩耗が進行することにより、これらの給紙不良が顕著になるという問題がある。複写機やプリンタの用途が拡大し、使用される用紙の種類が多くなるとともに、高速化が進んだ結果、前述した問題を解決することが大きな課題となってきている。
【０００３】
このような課題を解決する手段として、エアを吹きつけ用紙を浮揚させ、浮揚した用紙を吸着搬送機構で吸着して１枚に分離し、搬送するエア給紙装置と称される給紙装置が注目されている。エア給紙装置では、積載用紙束の側面にエアを吹きつけて、用紙を浮揚させ、浮揚した用紙の最上位の用紙を吸着搬送機構により吸着し搬送する。側面への吹きつけによりエアが用紙間の間隙に進入し、十分なエア層を形成する。これにより、用紙１枚１枚の分離が良好になり、高速で確実な用紙送り出しが可能となる。
【０００４】
しかしエア給紙装置では、トレイに積載した用紙を順次給紙していく過程において、その残量が極端に少なくなる最終紙付近にて、用紙が十分に浮上せず、吸着搬送機構に吸着できないという新たな課題が発生した。この問題について、図１３を用いて説明する。
【０００５】
図１３において、積載台７０上に積載され積載用紙束の側面から気流Ｖ１が吹きつけられて用紙が浮揚する。積載用紙束の最上位の用紙Ｐ１がレベルＬに達すると吸着搬送機構６０が用紙Ｐ１を吸着し搬送する。吸着搬送機構６０が用紙Ｐ１を吸着するには、吸着搬送機構６０の吸着面である下面から所定の間隔を持ったレベルであるレベルＬまで用紙Ｐ１が浮揚される必要がある。
【０００６】
一方積載台７０は最上位の用紙Ｐ１が常に一定の高さにあるように制御されるので、積載台７０上の用紙が残り少なくなったときには、積載台７０は、気流Ｖ１を形成する送風口４４に上下方向にまたがるようになる。その結果、気流Ｖ１のうち、積載用紙の隙間に吹き込まれる風量、特に最上位の用紙Ｐ１の下面に吹き込まれる風量が減少して、用紙を浮揚させる力が弱くなる。その結果、最上位の用紙Ｐ１が所定のレベルＬまで浮揚しなくなって、吸着搬送機構６０の吸着不良が起こり、ノーフィードが発生する。この問題を解決するために、過去に様々な対策が考案されている。
【０００７】
特許文献１では、積載された用紙の前端部に対して吹きつけ手段によってエアを吹きつけ、吸引手段で最上位の用紙を吸引して搬送するエア給紙装置において、用紙台に用紙搬送方向に伸びたリブを設け、用紙と用紙台との隙間に気流を送り込み、用紙を浮揚させるエア給紙装置が開示されている。
【０００８】
特許文献２の請求項５および図６には、用紙の前端部にエアを吹きつける吹きつけファンと、用紙の下面に下方からエアを吹きつける最終用紙吹きつけファンを有するエア給紙装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２２６４３６号公報
【特許文献２】特開２０００−１９８５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１では、ある程度の坪量の用紙までは効果を発揮するが、極端に重い用紙、例えば坪量３００ｇ／ｍ２のＡ３サイズのような用紙の場合には効果を発揮しない。すなわち、用紙の前端部からエアを吹きつけても、エアの大部分はリブと用紙の隙間よりも用紙上部の空間に流れてしまう。仮に風量を上げて、リブと用紙の隙間に一定量のエアが吹き込まれたとしても、最上位の用紙の下に一方の端面から吹き込まれたエアはそのまま反対側の端面に吹き流れ、用紙は僅かに持ち上がったとしてもそれを吸着手段にまで上昇させるほどの効果的な浮力が得られず、したがって重い用紙を浮上させる事が出来ない。
【００１１】
参考文献２でも、ある程度の坪量の用紙までは効果を発揮するが、極端に重い用紙、例えば坪量３００ｇ／ｍ２のＡ３サイズのような用紙の場合には、最終用紙吹き付けファンは相当量の風圧を発生する為に大型のものが必要となり、これを用紙の積載部の下方に配置しなければならない為、装置全体が大型化してしまう問題がある。また、最終紙の浮上の為だけに大型のファンを必要とし、コストが増大する問題がある。
【００１２】
本発明は、従来のエア給紙装置における前述した問題を解決し、積載台上の用紙が少ない場合でも、確実に用紙を吸着搬送手段に吸着させ、安定した給紙を行い、かつ小型で低コストな給紙装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的は下記の発明により達成される。
【００１４】
１．用紙が積載される積載台と、
前記積載台上の積載用紙束の側面に気流を吹きつける送風部と、
前記送風部からの気流により浮揚した用紙の最上位の用紙を吸着し搬送する吸着搬送機構と、
前記積載台を上方に移動させる駆動部とを有する用紙給紙装置において、
前記送風部は、積載用紙束の対向する両側面に向けて気流を吹きつける複数の送風口を有し、
前記複数の送風口は、それぞれ前記積載台が前記駆動部により最高位置に上昇したときに、前記積載台よりも上方に流れる第１気流と前記積載台よりも下方に流れる第２気流とを作るように形成され、
前記積載台は、前記第２気流を前記積載台の下方から前記積載台の上方に流通させる貫通口を有することを特徴とする給紙装置。
【００１５】
２．前記積載台の上面であって、前記複数の送風口からそれぞれの第１気流が流れる位置に、リブが形成されていることを特徴とする前記１に記載の給紙装置。
【００１６】
３．前記リブは、複数の前記送風口の一方から他方に向って延びていることを特徴とする前記２に記載の給紙装置。
【００１７】
４．用紙が積載される積載台と、
前記積載台上の積載用紙束の側面に気流を吹きつける送風部と、
前記送風部からの気流により浮揚した用紙の最上位の用紙を吸着し搬送する吸着搬送機構と、
前記積載台を上方に移動させる駆動部とを有する用紙給紙装置において、
前記送風部は、積載用紙束の対向する両側面に気流を吹きつける複数の送風口を有し、
前記積載台の上面であって、前記複数の送風口からそれぞれの気流が流れる位置に、リブが形成されていることを特徴とする給紙装置。
【００１８】
５．前記リブは、複数の前記送風口の一方から他方に向って延びていることを特徴とする前記４に記載の給紙装置。
【００１９】
６．前記リブの高さは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする前記２〜５のいずれか１項に記載の給紙装置。
【００２０】
７．前記送風部は用紙の側端を規制する側端規制部材を有し、前記側端規制部材は、前記送風口を形成することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の給紙装置。
【００２１】
８．前記１〜７のいずれか１項に記載の給紙装置と、前記給紙装置から送り出された用紙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。
【発明の効果】
【００２２】
本発明において、積載台に貫通口を設けることにより、積載用紙束の両側面から吹きつけられる気流を利用して、用紙の下方から上方向に吹きつけ、用紙下面と積載台との間に挟まれる空間に風圧を生じさせて、用紙に対する揚力を発生させている。また本発明においては、積載台に、対向する送風口の交叉方向にリブを設けて、気流が吹きつけられる位置において、用紙下面と積載台との間に挟まれる空間に風圧を生じさせて、用紙に対する揚力を発生させている。
【００２３】
これらにより、積載用紙束の底部に僅かに残された厚紙大サイズの用紙をも効果的に持ち上げる事が可能となるため、積載台上の用紙が少なくなったときに起こる吸着不良が防止され、いかなる種類の用紙に対してもノーフィードを起こすことなく安定した給紙を行い、小型、且つ低コストの給紙装置及び画像形成装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る給紙装置である給紙ユニットの斜視図である。
【図３】給紙ユニットの正面断面図である。
【図４】給紙ユニットの平面図である。
【図５】給紙ユニットの側断面図である。
【図６】第１送風ユニット４０と第２送風ユニット５０による用紙吸着搬送過程を示す断面図である。
【図７】用紙を収容しない給紙ユニットＬＴＵの平面図である。
【図８】図２の点Ｚにおける矢印Ｘに沿った垂直断面図である。
【図９】図２の点Ｚにおける矢印Ｙに沿った垂直断面図である。
【図１０】制御系のブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る給紙装置における積載台７０を示す図である。
【図１２】積載台７０Ａ、７０Ｂに設けられたリブ７４Ａ、７４Ｂを示す図である。
【図１３】送風口４４近傍の断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明を本発明の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限られるものではない。
【００２６】
＜画像形成装置＞
図１は、画像形成装置本体Ａ、画像読取装置ＳＣ、自動原稿送り装置ＤＦ、大容量給紙装置ＬＴから構成された画像形成装置の全体構成図である。
【００２７】
図示の画像形成装置本体Ａは、感光体（像担持体）１、帯電手段２、像露光装置３、現像装置４、転写手段５、クリーニング手段６と、定着装置７と、用紙搬送系と、から構成される画像形成部を備える。
【００２８】
用紙搬送系は、第１給紙手段１１と、第２給紙手段１２と、排紙手段１４と、搬送路切換手段１５と、循環再給紙手段１６と、反転排紙手段１７とから構成されている。画像形成部には、２個の給紙カセット１０から第１給紙手段１１により用紙Ｐが送り出される。
【００２９】
自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは給紙手段により搬送され、画像読取装置ＳＣの光学系により原稿ｄの片面又は両面の画像が読みとられ、イメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。イメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部２０において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、像露光装置３に画像信号を送る。
【００３０】
画像形成部においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。
【００３１】
画像形成部において、感光体１に対し、帯電手段２により電荷（本実施の形態では負帯電）が付加され、像露光装置３からのレーザ光照射により静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像が顕像化されてトナー像（本実施の形態では負電荷）となる。一方、給紙カセット１０に収容された用紙Ｐが第１給紙手段１１から搬送される。用紙Ｐは、レジストローラから成る第２給紙手段１２でトナー像との同期がとられて搬送される。その後、用紙Ｐには、転写手段５でトナー像が転写され、用紙Ｐに転写されたトナー像は定着装置７により定着される。
【００３２】
定着処理後の用紙Ｐは、排紙手段１４により装置外に排出される。一方、クリーニング手段６により感光体１上の転写残のトナーが除去される。なお、両面コピーの場合は、第１面に画像形成された用紙Ｐは、循環再給紙手段１６に送り込まれて反転され、再び画像形成手段において第２面に画像形成後、排紙手段１４により装置外に排出される。反転排紙の場合は、通常の排紙通路から分岐した用紙Ｐは、反転排紙手段１７においてスイッチバックして表裏反転された後、排紙手段１４により装置外に排出される。
【００３３】
画像形成装置本体Ａには大容量給紙装置ＬＴが連結されている。大容量給紙装置ＬＴは３段の給紙ユニットＬＴＵ１、ＬＴＵ２、ＬＴＵ３を有する。給紙ユニットＬＴＵ１、ＬＴＵ２、ＬＴＵ３のそれぞれは第１送風ユニット４０、第２送風ユニット５０、吸着搬送機構６０等を有し、大量の用紙Ｐを収容して、画像形成装置本体Ａに用紙Ｐを１枚ずつ給送する。
【００３４】
＜給紙ユニット（実施の形態１）＞
図２は本発明の実施の形態１に係る給紙装置である大容量給紙装置を構成する給紙ユニットを示す斜視図、図３は給紙ユニットの正面断面図、図４はその平面図、図５はその側断面図である。図２〜５では図１における給紙ユニットＬＴＵ１、ＬＴ２．ＬＴＵ３をＬＴＵで示す。
【００３５】
これらの図において、積層された用紙Ｐは、積載台３１の上に積載され、昇降機構（図示せず）により昇降可能に収容されている。送風部としての第１送風ユニット４０は、矢印Ｘで示す用紙Ｐの搬送方向と直交する方向である幅方向（矢印Ｙ）に移動自在になっており、積載された用紙Ｐの用紙幅に対応して、用紙Ｐの両側を軽く押圧して用紙Ｐの両側位置を規制する側端規制部材４１（後に説明）を有する。先端規制部材３２は、用紙Ｐの搬送方向（矢印Ｘ）先端の位置を規制している。後端規制部材３３は、用紙Ｐの搬送方向（矢印Ｘ）に沿って前後に移動自在で、用紙Ｐの搬送方向後端の位置を規制している。
【００３６】
また、図３に示すように、後端規制部材３３には、最上部付近の用紙Ｐの高さを検知する上限センサＰＳ３が配置されている。
【００３７】
積載台３１上に積載用紙束の高さを、エアの吹きつけ、用紙Ｐの吸着に最適なように維持するために、後述の制御部（後述）が上限センサＰＳ３の検知結果に基づいて、駆動部としてのモータ（後述）を作動させ、積載台３１を上昇させる公知の制御を行う。
【００３８】
用紙Ｐの搬送方向先端近傍には、吸着搬送機構６０が配置されている。吸着搬送機構６０は、駆動源（図示せず）に接続する大ローラ６１と２個の小ローラ６２を巻回して回動する吸着ベルト６３を有する。吸着ベルト６３は多数の小径の貫通孔が穿設されている。吸着ベルト６３の内方には吸引手段６４が配置されており、吸着ベルト６３は用紙Ｐを吸引しながら搬送する。
【００３９】
吸着ベルト６３が用紙Ｐを吸引しながら回動すると、積載台３１上の積載用紙束の最上位の用紙Ｐが図示の矢印Ｘの方向に進み、画像形成装置本体Ａへ送り込まれる。
【００４０】
吸着ベルト６３の吸着面の近傍に配置され用紙吸着検知センサＰＳ１は、用紙Ｐの最上面が吸着されたことを検知する。用紙吸着センサＰＳ１は複数本の吸着ベルト６３のベルト間から下方に垂れ下がったアクチュエータを有し、用紙Ｐが吸着したときに、アクチュエータが持ち上げられて用紙Ｐの吸着を検知する。
【００４１】
積載台３１の用紙搬送方向下流側の吸着ベルト６３の近傍に配置されたフィードセンサＰＳ２は、給送される用紙Ｐの通過を検知する。
【００４２】
積載台３１の用紙搬送方向下流側の吸着ベルト６３の近傍には、第２送風ユニット５０が給紙装置本体３０に固定されている。第２送風ユニット５０はファン等により構成されている。なお、第２送風ユニット５０は、給紙装置本体３０に取り付けられ、ダクトを介して積載用紙束の先端部に送風するように構成してもよい。
【００４３】
第２送風ユニット５０のファン５１は送風口５３を上向きにして取り付けられている。上向きに吹きつけられたエアは、ガイド板５２により向きを変えられ、斜め上方に送風口５３から吹き出され、吸着搬送機構６０の吸着ベルト６３の下流部近傍に吹きつけられる。
【００４４】
図２、図５に示すように、用紙Ｐの搬送方向に直交する側方から積載台３１上に積層された用紙Ｐの上部にエアを吹きつける送風部としての第１送風ユニット４０が積載台３１の両側面に配置されている。第１送風ユニット４０は図５に示すように、多数枚の用紙Ｐからなる積載用紙束の側面に気流Ｖ１を吹きつける。第１送風ユニット４０は、用紙Ｐの幅方向（矢印Ｙ）の両側方の送風口４４から用紙Ｐの上部にエアを吹きつけるファン４２を有する。送風口４４は図２、４に示すように、吸着搬送機構６０に対応してその下方に配置されており、用紙Ｐからなる積載用紙束の側面にエアを吹きつける。
【００４５】
第１送風ユニット４０には側端規制部材４１が設けられている。ファン４２は吹き出し口を上向きにして取り付けられており、その一部が側端規制部材４１により形成される。上向きに吹きつけられたエアは、ファン４２の吹き出し口形成部材４２Ａにより９０°向きを変えられ、略水平方向に送風口４４から吹き出る気流Ｖ１を形成ように、送風口４４は側端規制部材４１の上端近くに送風口している。送風口４４の幅は、第１送風ユニット４０の吹出口の幅とほぼ同じになっている。最上位の用紙Ｐが送風口４４の上下端、即ち、吹き出し口形成部材４２Ａと側端規制部材４１の上端とのほぼ中央に来るような位置関係が望ましい。第１送風ユニット４０は一体な側端規制部材４１を有するので、用紙Ｐのサイズが変更された場合でも、側端規制部材４１を移動することによって、第１送風ユニット４０も一緒に移動できることになる。なお、第１送風ユニット４０は、本実施の形態では、用紙Ｐの両側に設けられているが、片側だけにしてもよい。
【００４６】
第１送風ユニット４０が作動すると、送風口４４からエアが排出され、積載用紙束の上部にある数枚の用紙Ｐにエアが吹きつけられる。エアは用紙Ｐの一方の端部から用紙間を通り抜けて他方の端部に向けて流通する。これによって用紙Ｐの上部数枚は１枚ずつに分離されて浮揚する。吸着搬送機構６０は、こうして分離された用紙Ｐから最上位の用紙Ｐ１だけを吸着して確実に下流側に送り込む。
【００４７】
図２、図３に示すように、第１送風ユニット４０の吸気口は、遮蔽手段によって遮蔽され、開閉自在である。即ち、遮蔽手段の遮蔽部材（シャッタ）４５は軸４６により軸支され、ソレノイド（図示せず）によって開閉される。制御部は、遮蔽部材４５の開閉を制御して第１送風ユニット４０によるエア吹付の実施、非実施を切り換え制御する。
【００４８】
図６は、第１送風ユニット４０と第２送風ユニット５０による用紙吸着搬送過程を示す断面図である。
【００４９】
図６（ａ）は用紙吸着過程を示す。第１送風ユニット４０により吹き上げられる気流Ｖ１（図４，５の白抜き矢印）によって、積載台３１上の積載用紙束のうちの上層の少数枚の用紙Ｐが用紙Ｐの自重に抗して持ち上げられ、吸着ベルト６３の負圧による吸気Ｖ３（図示の白抜き矢印）により吸着される。気流Ｖ１は後に説明するように、用紙Ｐの側端に吹きつけられ、積載用紙束を構成する用紙Ｐと用紙Ｐとの間を流通し、各用紙Ｐを分離して浮揚させる。第２送風ユニット５０により吹き上げられる気流Ｖ２（図示の白抜き矢印）は、吸着ベルト６３の前方底部近傍を吹きつけている。
【００５０】
図６（ｂ）は、最上位に用紙Ｐ１を分離する用紙分離過程を示す。遮蔽部材４５が第１送風ユニット４０の吸気口を遮蔽して送風を停止すると、第２送風ユニット５０のみによる送風が、最上位の用紙Ｐ１と、その下方の用紙Ｐの紙間を流通する。最上位の用紙Ｐ１は吸着搬送機構６０の吸気Ｖ３によって吸着されるとともに、第２送風ユニット５０からの気流Ｖ２が用紙Ｐの先端に吹きつけられるので、気流Ｖ２による風圧で、最上位の用紙Ｐ１と、その下にある用紙Ｐとが分離される。気流Ｖ２により分離された最上位の用紙Ｐ１の下方の用紙Ｐは、自重によって矢印方向に下降し、積載用紙束の一部となる。
【００５１】
このように第１送風ユニット４０と第２送風ユニット５０との作動で用紙Ｐを浮揚の後、吸着搬送機構６０に吸着させ、次に、第１送風ユニット４０を停止し、第２送風ユニット５０の作動を継続して最上位の用紙Ｐ１を分離して搬送するという浮揚、吸着及び搬送を繰り返すことにより、積載用紙束の上部の数枚の用紙Ｐの浮き上がりが、送風口４４の位置における用紙Ｐのほぼ全面に拡がり、各用紙間の隙間がほぼ同じ間隔になる。そして、この隙間をエアが流通する。これによって、用紙Ｐ１の分離が良くなり、用紙Ｐ１を送り出し易くなる。このような用紙吸着搬送過程により、用紙Ｐ１の浮揚が大きくなりすぎて用紙を傷めたり、複数枚の用紙が密着したまま纏まって浮揚して、分離できなかったりする問題が解消される。
【００５２】
図７〜９を用いて気流Ｖ１による用紙Ｐの浮揚についてさらに説明する。
【００５３】
図７は用紙を収容しない給紙ユニットＬＴＵの平面図である。図８は図２の点Ｚにおける矢印Ｘに沿った垂直面図を、図９は図２の点Ｚにおける矢印Ｙに沿った垂直断面をそれぞれ示し、図８（ａ）、図９（ａ）は積載台７０上に多数枚の用紙Ｐが積載している状態における用紙Ｐの浮揚を、図８（ｂ）、図９（ｂ）は少数枚の用紙Ｐが積載台７０上に積載している状態での用紙Ｐの浮揚をそれぞれ示す模式図である。
【００５４】
積載台７０は用紙Ｐの側縁に吹きつけられる気流Ｖ１の送風口４４の位置で用紙Ｐを支持する。用紙Ｐの先頭部は積載台７０により支持され、先頭部に続く用紙Ｐの部分が積載台３１により支持される。積載台７０のそれぞれは２個の側端規制部材４１と一体に形成されており、ガイド棒７２によりガイドされて左右に移動可能である。積載台７０は貫通口７１を有する。
【００５５】
後端規制部材３３はガイド棒７３によりガイドされて図７の上下方向、即ち、用紙の搬送方向に移動可能である。側端規制部材４１と後端規制部材３３とは給紙ユニットＬＴＵに装填される用紙Ｐのサイズに応じて手動又は自動で移動する。
【００５６】
第１送風ユニット４０は用紙Ｐの側部を規制する側端規制部材４１とファン４２とを有する。送風口４４はファン４２の吹き出し口形成部材４２Ａと側端規制部材４１とにより形成される。
【００５７】
多数枚の用紙Ｐが積載台７０上にある図８（ａ）、図９（ａ）のときは、積載台７０が送風口４４の下方に位置しており、ファン４２からの気流Ｖ１が送風口４４から積載用紙束の側面に吹きつけられる。
【００５８】
気流Ｖ１は積載用紙束を構成する１枚１枚の用紙Ｐの間に進入する。その結果、用紙Ｐと用紙Ｐとの間にエア層が形成されて、複数枚の用紙Ｐがエア層を隔てて重なった状態となり、用紙Ｐの１枚ずつが分離された状態で浮揚する。
【００５９】
最上位の用紙Ｐ１はレベルＬに達し、吸気Ｖ３（図６参照）が用紙ＰＩに対して作用し、用紙Ｐ１は吸着搬送機構６０に吸着される。
【００６０】
積載台７０上の用紙Ｐが、例えば、数枚のように少なくなったときには、図８（ｂ）、図９（ｂ）に示すように、積載台７０は送風口４４の高さにまで上昇する。図８（ｂ）、図９（ｂ）に示す状態では、送風口４４に対して積載台７０が上下方向にまたがった位置に配置される結果、ファン４２からの気流は、第１気流Ｖ１ａと第２気流Ｖ１ｂとに分割される。
【００６１】
第１気流Ｖ１ａは積載台７０の上方に流れ、用紙Ｐの側縁に吹きつけられて用紙Ｐ間に流通し用紙Ｐを浮揚させる。第２気流Ｖ１ｂは積載台７０の下方に流れるが、そのうちの一部が貫通口７１を通過して積載台７０の上方に流れて、最下位の最終用紙Ｐ３の下から吹きつけられ、最下位にある最終用紙Ｐ３を押し上げ浮揚させる。
【００６２】
更に、貫通口７１は対向する両側面に配置されているため、それぞれから吹き込まれた気流同士が用紙の中央付近で衝突して、用紙の下方に正圧を生じさせ、最終用紙Ｐ３の中央付近を効果的に浮上させることが出来る。用紙が大きく浮上する箇所、すなわち、対向する２つの吹き出し口４４同士を結ぶ直線領域の上方領域に吸着ベルト６３が配置されていれば、用紙をより確実に吸着、搬送することが可能となる。
【００６３】
図示のように、第２気流Ｖ１ｂにより最終用紙Ｐ３が大きく浮揚し、用紙Ｐ１、Ｐ２は第１気流Ｖ１ａにより浮揚する。
【００６４】
貫通口７１がない場合、積載台７０に少数枚の用紙Ｐが積載している図８（ｂ）、図９（ｂ）に相当する状態では、積載台７０と送風口４４の上縁とにより制限された狭い面積の送風口４４から気流が吹き出るために、用紙Ｐに吹きつけられる気流の風量は少なく用紙Ｐ１は吸着搬送機構６０による吸着に必要なレベルＬ１に達しない場合が生ずる。このために、給紙不良が発生する場合がある。
【００６５】
積載台７０に貫通口７１を設けて、積載台７０上の用紙Ｐが少なくなったときに、第２気流Ｖ１ｂで最下位の最終用紙Ｐ３を浮揚させることにより、最上位の用紙Ｐ１がレベルＬ１まで浮揚し、吸着搬送機構６０による吸着が確実に行われ、吸給紙不良がなくなった。
【００６６】
図１０は制御系のブロック図である。
【００６７】
画像形成により用紙が消費されて積載用紙束の量が減少すると、制御部ＣＳは上限センサＰＳ３の検知信号に基づいて、積載用紙束の上面が常に所定のレベルになるように、駆動部としてのモータＭＴを作動させて、積載台３１、７０を上昇させる。積載台７０の最高位置は図８（ｂ）、図９（ｂ）に示す位置である。図８（ｂ）、図９（ｂ）では、送風口４４の中間に積載台７０が位置しており、第１送風ユニット４０からの気流は積載台７０の上方に流通する第１気流Ｖ１ａと、積載台７０の下方に流通する第２気流Ｖ１ｂとに分割される。第２気流Ｖ１ｂは貫通口７１を通過して、積載台７０の上方に流通し、最下位の最終用紙Ｐ３を押し上げる。
【００６８】
＜実施の形態２＞
図１１は本発明の実施の形態２に係る給紙装置における積載台を示す図である。本実施の形態は、積載台以外は前述した実施の形態１に同じである。
【００６９】
図７における積載台７０に相当する積載台は２枚の積載台７０Ａ、７０Ｂからなり、それぞれ第１送風ユニット４０と一体に形成されている。また、積載台７０Ａ、７０Ｂはそれぞれ貫通口７１を有する。
【００７０】
積載台７０Ａには、凸部７０Ｃと凹部７０Ｄとが形成され、積載台７０Ｂには凹部７０Ｅと凸部７０Ｆが形成される。積載台７０Ａ、７０Ｂは用紙サイズに応じて幅方向（矢印Ｙ）に移動するが、小サイズにおいて、積載台７０Ａと積載台７０Ｂとが接近したときは、凸部７０Ｃが凹部７０Ｅに入り、凸部７０Ｆが凹部７０Ｄに入る。凸部７０Ｃには、リブ７４Ａが形成され、凸部７０Ｆにはリブ７４Ｂが形成される。リブ７４Ａ、７４Ｂは、送風口４４に対向する位置に設けられ、送風口４４から吹き出す気流Ｖ１がリブ７４Ａ、７４Ｂの上方を流通する。リブ７４Ａ、７４Ｂは、積載台７０Ａと一体な第１送風ユニット４１の送風口４４（図６参照）から、積載台７０Ｂと一体な第１送風ユニット４１の送風口４４に向かって延びている。
【００７１】
リブ７４Ａ、７４Ｂの搬送方向（矢印Ｘ）に沿った断面図である図１２に示すように、リブ７４Ａ、７４Ｂで最下位の用紙Ｐｎが持ち上げられる。この隙間に、対向する２つの吹き出し口４４から吹き出される第１気流Ｖ１ａのうちの一部が入り込み、両方の気流同士の衝突によって最下位の用紙Ｐｎの下面で正圧を生じ、用紙Ｐｎを押し上げて浮揚させる。この押し上げ力にアシストされ、浮揚された最上位の用紙Ｐ１は吸着レベルであるＬに浮揚される。このように、図８、９に示す第２気流Ｖ１ｂとリブ７４Ａ、７４Ｂの持ち上げによって吹き込まれる第１気流Ｖ１ａとにより、下方の用紙が持ち上げられ、最上位の用紙Ｐ１が吸着に必要なレベルＬに達し、良好な給紙が行われる。
【００７２】
リブ７４Ａ、７４Ｂは図示のように、積載台７０Ａ、７０Ｂを曲げ加工することにより形成される。しかしながら、リブ７４Ａ、７４Ｂ２０を積載台７０Ａ、７０Ｂと別部材で構成することもできる。例えば、リブ７４Ａ、７４Ｂを弾性部材で構成することもできる。
【００７３】
リブ７４Ａ、７４Ｂの高さＨが２．０ｍｍ以上である場合に、特に、良好な給紙が行われた。なお、リブ７４Ａ、７４Ｂが高すぎると、用紙に屈曲部が形成される場合があり、１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００７４】
表１はリブ７４Ａ、７４Ｂの高さＨを種々変化させて行った給紙試験の結果を示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
表１に示すように、高Ｈが１．２ｍｍではノーフィードの給紙不良が発生し、高さ５．０ｍｍでは下位用紙に屈曲ができた。
【００７７】
なお、表１の給紙試験では、板金からなる積載台７０Ａ、７０Ｂを曲げ加工してリブ７４Ａ、７４Ｂを形成した。
【００７８】
リブ７４Ａ、７４Ｂをゴム部材で形成した場合には、リブ７４Ａ、７４Ｂの高さＨが１０ｍｍまで用紙の屈曲を発生しないで良好な給紙が行われた。
【００７９】
本発明においては、積載台７０Ａ、７０Ｂに貫通口７１を設けず、リブ７４Ａ、７４Ｂのみにより、用紙を持ち上げ、最上位に用紙Ｐ１を吸着に必要なレベルＬまで浮揚させる給紙によっても用紙を１枚ずつ分離して送り出すことが可能である。
【符号の説明】
【００８０】
３１、７０、７０Ａ、７０Ｂ 積載台
４０ 第１送風ユニット
５０ 第２送風ユニット
６０、吸着搬送機構
４４、７１ 送風口
７４Ａ、７４Ｂ リブ
ＭＴ モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積載した多数枚の用紙から用紙を１枚ずつ送り出す給紙装置及び給紙装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、印刷機等には、従来給紙ローラにより給紙台に多数枚積載された用紙を１枚ずつ送り出す給紙装置が用いられているが、給紙ローラを用いた給紙装置では、給紙ローラのすべりのためにノーフィードが生じたり、紙質や環境の如何によっては、複数枚が纏まって送り出される重送が生じたり等の問題がある。また、給紙ローラの摩耗が進行することにより、これらの給紙不良が顕著になるという問題がある。複写機やプリンタの用途が拡大し、使用される用紙の種類が多くなるとともに、高速化が進んだ結果、前述した問題を解決することが大きな課題となってきている。
【０００３】
このような課題を解決する手段として、エアを吹きつけ用紙を浮揚させ、浮揚した用紙を吸着搬送機構で吸着して１枚に分離し、搬送するエア給紙装置と称される給紙装置が注目されている。エア給紙装置では、積載用紙束の側面にエアを吹きつけて、用紙を浮揚させ、浮揚した用紙の最上位の用紙を吸着搬送機構により吸着し搬送する。側面への吹きつけによりエアが用紙間の間隙に進入し、十分なエア層を形成する。これにより、用紙１枚１枚の分離が良好になり、高速で確実な用紙送り出しが可能となる。
【０００４】
しかしエア給紙装置では、トレイに積載した用紙を順次給紙していく過程において、その残量が極端に少なくなる最終紙付近にて、用紙が十分に浮上せず、吸着搬送機構に吸着できないという新たな課題が発生した。この問題について、図１３を用いて説明する。
【０００５】
図１３において、積載台７０上に積載され積載用紙束の側面から気流Ｖ１が吹きつけられて用紙が浮揚する。積載用紙束の最上位の用紙Ｐ１がレベルＬに達すると吸着搬送機構６０が用紙Ｐ１を吸着し搬送する。吸着搬送機構６０が用紙Ｐ１を吸着するには、吸着搬送機構６０の吸着面である下面から所定の間隔を持ったレベルであるレベルＬまで用紙Ｐ１が浮揚される必要がある。
【０００６】
一方積載台７０は最上位の用紙Ｐ１が常に一定の高さにあるように制御されるので、積載台７０上の用紙が残り少なくなったときには、積載台７０は、気流Ｖ１を形成する送風口４４に上下方向にまたがるようになる。その結果、気流Ｖ１のうち、積載用紙の隙間に吹き込まれる風量、特に最上位の用紙Ｐ１の下面に吹き込まれる風量が減少して、用紙を浮揚させる力が弱くなる。その結果、最上位の用紙Ｐ１が所定のレベルＬまで浮揚しなくなって、吸着搬送機構６０の吸着不良が起こり、ノーフィードが発生する。この問題を解決するために、過去に様々な対策が考案されている。
【０００７】
特許文献１では、積載された用紙の前端部に対して吹きつけ手段によってエアを吹きつけ、吸引手段で最上位の用紙を吸引して搬送するエア給紙装置において、用紙台に用紙搬送方向に伸びたリブを設け、用紙と用紙台との隙間に気流を送り込み、用紙を浮揚させるエア給紙装置が開示されている。
【０００８】
特許文献２の請求項５および図６には、用紙の前端部にエアを吹きつける吹きつけファンと、用紙の下面に下方からエアを吹きつける最終用紙吹きつけファンを有するエア給紙装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２２６４３６号公報
【特許文献２】特開２０００−１９８５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１では、ある程度の坪量の用紙までは効果を発揮するが、極端に重い用紙、例えば坪量３００ｇ／ｍ２のＡ３サイズのような用紙の場合には効果を発揮しない。すなわち、用紙の前端部からエアを吹きつけても、エアの大部分はリブと用紙の隙間よりも用紙上部の空間に流れてしまう。仮に風量を上げて、リブと用紙の隙間に一定量のエアが吹き込まれたとしても、最上位の用紙の下に一方の端面から吹き込まれたエアはそのまま反対側の端面に吹き流れ、用紙は僅かに持ち上がったとしてもそれを吸着手段にまで上昇させるほどの効果的な浮力が得られず、したがって重い用紙を浮上させる事が出来ない。
【００１１】
参考文献２でも、ある程度の坪量の用紙までは効果を発揮するが、極端に重い用紙、例えば坪量３００ｇ／ｍ２のＡ３サイズのような用紙の場合には、最終用紙吹き付けファンは相当量の風圧を発生する為に大型のものが必要となり、これを用紙の積載部の下方に配置しなければならない為、装置全体が大型化してしまう問題がある。また、最終紙の浮上の為だけに大型のファンを必要とし、コストが増大する問題がある。
【００１２】
本発明は、従来のエア給紙装置における前述した問題を解決し、積載台上の用紙が少ない場合でも、確実に用紙を吸着搬送手段に吸着させ、安定した給紙を行い、かつ小型で低コストな給紙装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的は下記の発明により達成される。
【００１４】
１．用紙が積載される積載台と、
前記積載台上の積載用紙束の側面に気流を吹きつける送風部と、
前記送風部からの気流により浮揚した用紙の最上位の用紙を吸着し搬送する吸着搬送機構と、
前記積載台を上方に移動させる駆動部とを有する用紙給紙装置において、
前記送風部は、積載用紙束の対向する両側面に向けて気流を吹きつける複数の送風口を有し、
前記複数の送風口は、それぞれ前記積載台が前記駆動部により最高位置に上昇したときに、前記積載台よりも上方に流れる第１気流と前記積載台よりも下方に流れる第２気流とを作るように形成され、
前記積載台は、前記第２気流を前記積載台の下方から前記積載台の上方に流通させる貫通口を有することを特徴とする給紙装置。
【００１５】
２．前記積載台の上面であって、前記複数の送風口からそれぞれの第１気流が流れる位置に、リブが形成されていることを特徴とする前記１に記載の給紙装置。
【００１６】
３．前記リブは、複数の前記送風口の一方から他方に向って延びていることを特徴とする前記２に記載の給紙装置。
【００１７】
４．用紙が積載される積載台と、
前記積載台上の積載用紙束の側面に気流を吹きつける送風部と、
前記送風部からの気流により浮揚した用紙の最上位の用紙を吸着し搬送する吸着搬送機構と、
前記積載台を上方に移動させる駆動部とを有する用紙給紙装置において、
前記送風部は、積載用紙束の対向する両側面に気流を吹きつける複数の送風口を有し、
前記積載台の上面であって、前記複数の送風口からそれぞれの気流が流れる位置に、リブが形成されていることを特徴とする給紙装置。
【００１８】
５．前記リブは、複数の前記送風口の一方から他方に向って延びていることを特徴とする前記４に記載の給紙装置。
【００１９】
６．前記リブの高さは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする前記２〜５のいずれか１項に記載の給紙装置。
【００２０】
７．前記送風部は用紙の側端を規制する側端規制部材を有し、前記側端規制部材は、前記送風口を形成することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の給紙装置。
【００２１】
８．前記１〜７のいずれか１項に記載の給紙装置と、前記給紙装置から送り出された用紙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。
【発明の効果】
【００２２】
本発明において、積載台に貫通口を設けることにより、積載用紙束の両側面から吹きつけられる気流を利用して、用紙の下方から上方向に吹きつけ、用紙下面と積載台との間に挟まれる空間に風圧を生じさせて、用紙に対する揚力を発生させている。また本発明においては、積載台に、対向する送風口の交叉方向にリブを設けて、気流が吹きつけられる位置において、用紙下面と積載台との間に挟まれる空間に風圧を生じさせて、用紙に対する揚力を発生させている。
【００２３】
これらにより、積載用紙束の底部に僅かに残された厚紙大サイズの用紙をも効果的に持ち上げる事が可能となるため、積載台上の用紙が少なくなったときに起こる吸着不良が防止され、いかなる種類の用紙に対してもノーフィードを起こすことなく安定した給紙を行い、小型、且つ低コストの給紙装置及び画像形成装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る給紙装置である給紙ユニットの斜視図である。
【図３】給紙ユニットの正面断面図である。
【図４】給紙ユニットの平面図である。
【図５】給紙ユニットの側断面図である。
【図６】第１送風ユニット４０と第２送風ユニット５０による用紙吸着搬送過程を示す断面図である。
【図７】用紙を収容しない給紙ユニットＬＴＵの平面図である。
【図８】図２の点Ｚにおける矢印Ｘに沿った垂直断面図である。
【図９】図２の点Ｚにおける矢印Ｙに沿った垂直断面図である。
【図１０】制御系のブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る給紙装置における積載台７０を示す図である。
【図１２】積載台７０Ａ、７０Ｂに設けられたリブ７４Ａ、７４Ｂを示す図である。
【図１３】送風口４４近傍の断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明を本発明の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限られるものではない。
【００２６】
＜画像形成装置＞
図１は、画像形成装置本体Ａ、画像読取装置ＳＣ、自動原稿送り装置ＤＦ、大容量給紙装置ＬＴから構成された画像形成装置の全体構成図である。
【００２７】
図示の画像形成装置本体Ａは、感光体（像担持体）１、帯電手段２、像露光装置３、現像装置４、転写手段５、クリーニング手段６と、定着装置７と、用紙搬送系と、から構成される画像形成部を備える。
【００２８】
用紙搬送系は、第１給紙手段１１と、第２給紙手段１２と、排紙手段１４と、搬送路切換手段１５と、循環再給紙手段１６と、反転排紙手段１７とから構成されている。画像形成部には、２個の給紙カセット１０から第１給紙手段１１により用紙Ｐが送り出される。
【００２９】
自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは給紙手段により搬送され、画像読取装置ＳＣの光学系により原稿ｄの片面又は両面の画像が読みとられ、イメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。イメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部２０において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、像露光装置３に画像信号を送る。
【００３０】
画像形成部においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。
【００３１】
画像形成部において、感光体１に対し、帯電手段２により電荷（本実施の形態では負帯電）が付加され、像露光装置３からのレーザ光照射により静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像が顕像化されてトナー像（本実施の形態では負電荷）となる。一方、給紙カセット１０に収容された用紙Ｐが第１給紙手段１１から搬送される。用紙Ｐは、レジストローラから成る第２給紙手段１２でトナー像との同期がとられて搬送される。その後、用紙Ｐには、転写手段５でトナー像が転写され、用紙Ｐに転写されたトナー像は定着装置７により定着される。
【００３２】
定着処理後の用紙Ｐは、排紙手段１４により装置外に排出される。一方、クリーニング手段６により感光体１上の転写残のトナーが除去される。なお、両面コピーの場合は、第１面に画像形成された用紙Ｐは、循環再給紙手段１６に送り込まれて反転され、再び画像形成手段において第２面に画像形成後、排紙手段１４により装置外に排出される。反転排紙の場合は、通常の排紙通路から分岐した用紙Ｐは、反転排紙手段１７においてスイッチバックして表裏反転された後、排紙手段１４により装置外に排出される。
【００３３】
画像形成装置本体Ａには大容量給紙装置ＬＴが連結されている。大容量給紙装置ＬＴは３段の給紙ユニットＬＴＵ１、ＬＴＵ２、ＬＴＵ３を有する。給紙ユニットＬＴＵ１、ＬＴＵ２、ＬＴＵ３のそれぞれは第１送風ユニット４０、第２送風ユニット５０、吸着搬送機構６０等を有し、大量の用紙Ｐを収容して、画像形成装置本体Ａに用紙Ｐを１枚ずつ給送する。
【００３４】
＜給紙ユニット（実施の形態１）＞
図２は本発明の実施の形態１に係る給紙装置である大容量給紙装置を構成する給紙ユニットを示す斜視図、図３は給紙ユニットの正面断面図、図４はその平面図、図５はその側断面図である。図２〜５では図１における給紙ユニットＬＴＵ１、ＬＴ２．ＬＴＵ３をＬＴＵで示す。
【００３５】
これらの図において、積層された用紙Ｐは、積載台３１の上に積載され、昇降機構（図示せず）により昇降可能に収容されている。送風部としての第１送風ユニット４０は、矢印Ｘで示す用紙Ｐの搬送方向と直交する方向である幅方向（矢印Ｙ）に移動自在になっており、積載された用紙Ｐの用紙幅に対応して、用紙Ｐの両側を軽く押圧して用紙Ｐの両側位置を規制する側端規制部材４１（後に説明）を有する。先端規制部材３２は、用紙Ｐの搬送方向（矢印Ｘ）先端の位置を規制している。後端規制部材３３は、用紙Ｐの搬送方向（矢印Ｘ）に沿って前後に移動自在で、用紙Ｐの搬送方向後端の位置を規制している。
【００３６】
また、図３に示すように、後端規制部材３３には、最上部付近の用紙Ｐの高さを検知する上限センサＰＳ３が配置されている。
【００３７】
積載台３１上に積載用紙束の高さを、エアの吹きつけ、用紙Ｐの吸着に最適なように維持するために、後述の制御部（後述）が上限センサＰＳ３の検知結果に基づいて、駆動部としてのモータ（後述）を作動させ、積載台３１を上昇させる公知の制御を行う。
【００３８】
用紙Ｐの搬送方向先端近傍には、吸着搬送機構６０が配置されている。吸着搬送機構６０は、駆動源（図示せず）に接続する大ローラ６１と２個の小ローラ６２を巻回して回動する吸着ベルト６３を有する。吸着ベルト６３は多数の小径の貫通孔が穿設されている。吸着ベルト６３の内方には吸引手段６４が配置されており、吸着ベルト６３は用紙Ｐを吸引しながら搬送する。
【００３９】
吸着ベルト６３が用紙Ｐを吸引しながら回動すると、積載台３１上の積載用紙束の最上位の用紙Ｐが図示の矢印Ｘの方向に進み、画像形成装置本体Ａへ送り込まれる。
【００４０】
吸着ベルト６３の吸着面の近傍に配置され用紙吸着検知センサＰＳ１は、用紙Ｐの最上面が吸着されたことを検知する。用紙吸着センサＰＳ１は複数本の吸着ベルト６３のベルト間から下方に垂れ下がったアクチュエータを有し、用紙Ｐが吸着したときに、アクチュエータが持ち上げられて用紙Ｐの吸着を検知する。
【００４１】
積載台３１の用紙搬送方向下流側の吸着ベルト６３の近傍に配置されたフィードセンサＰＳ２は、給送される用紙Ｐの通過を検知する。
【００４２】
積載台３１の用紙搬送方向下流側の吸着ベルト６３の近傍には、第２送風ユニット５０が給紙装置本体３０に固定されている。第２送風ユニット５０はファン等により構成されている。なお、第２送風ユニット５０は、給紙装置本体３０に取り付けられ、ダクトを介して積載用紙束の先端部に送風するように構成してもよい。
【００４３】
第２送風ユニット５０のファン５１は送風口５３を上向きにして取り付けられている。上向きに吹きつけられたエアは、ガイド板５２により向きを変えられ、斜め上方に送風口５３から吹き出され、吸着搬送機構６０の吸着ベルト６３の下流部近傍に吹きつけられる。
【００４４】
図２、図５に示すように、用紙Ｐの搬送方向に直交する側方から積載台３１上に積層された用紙Ｐの上部にエアを吹きつける送風部としての第１送風ユニット４０が積載台３１の両側面に配置されている。第１送風ユニット４０は図５に示すように、多数枚の用紙Ｐからなる積載用紙束の側面に気流Ｖ１を吹きつける。第１送風ユニット４０は、用紙Ｐの幅方向（矢印Ｙ）の両側方の送風口４４から用紙Ｐの上部にエアを吹きつけるファン４２を有する。送風口４４は図２、４に示すように、吸着搬送機構６０に対応してその下方に配置されており、用紙Ｐからなる積載用紙束の側面にエアを吹きつける。
【００４５】
第１送風ユニット４０には側端規制部材４１が設けられている。ファン４２は吹き出し口を上向きにして取り付けられており、その一部が側端規制部材４１により形成される。上向きに吹きつけられたエアは、ファン４２の吹き出し口形成部材４２Ａにより９０°向きを変えられ、略水平方向に送風口４４から吹き出る気流Ｖ１を形成ように、送風口４４は側端規制部材４１の上端近くに送風口している。送風口４４の幅は、第１送風ユニット４０の吹出口の幅とほぼ同じになっている。最上位の用紙Ｐが送風口４４の上下端、即ち、吹き出し口形成部材４２Ａと側端規制部材４１の上端とのほぼ中央に来るような位置関係が望ましい。第１送風ユニット４０は一体な側端規制部材４１を有するので、用紙Ｐのサイズが変更された場合でも、側端規制部材４１を移動することによって、第１送風ユニット４０も一緒に移動できることになる。なお、第１送風ユニット４０は、本実施の形態では、用紙Ｐの両側に設けられているが、片側だけにしてもよい。
【００４６】
第１送風ユニット４０が作動すると、送風口４４からエアが排出され、積載用紙束の上部にある数枚の用紙Ｐにエアが吹きつけられる。エアは用紙Ｐの一方の端部から用紙間を通り抜けて他方の端部に向けて流通する。これによって用紙Ｐの上部数枚は１枚ずつに分離されて浮揚する。吸着搬送機構６０は、こうして分離された用紙Ｐから最上位の用紙Ｐ１だけを吸着して確実に下流側に送り込む。
【００４７】
図２、図３に示すように、第１送風ユニット４０の吸気口は、遮蔽手段によって遮蔽され、開閉自在である。即ち、遮蔽手段の遮蔽部材（シャッタ）４５は軸４６により軸支され、ソレノイド（図示せず）によって開閉される。制御部は、遮蔽部材４５の開閉を制御して第１送風ユニット４０によるエア吹付の実施、非実施を切り換え制御する。
【００４８】
図６は、第１送風ユニット４０と第２送風ユニット５０による用紙吸着搬送過程を示す断面図である。
【００４９】
図６（ａ）は用紙吸着過程を示す。第１送風ユニット４０により吹き上げられる気流Ｖ１（図４，５の白抜き矢印）によって、積載台３１上の積載用紙束のうちの上層の少数枚の用紙Ｐが用紙Ｐの自重に抗して持ち上げられ、吸着ベルト６３の負圧による吸気Ｖ３（図示の白抜き矢印）により吸着される。気流Ｖ１は後に説明するように、用紙Ｐの側端に吹きつけられ、積載用紙束を構成する用紙Ｐと用紙Ｐとの間を流通し、各用紙Ｐを分離して浮揚させる。第２送風ユニット５０により吹き上げられる気流Ｖ２（図示の白抜き矢印）は、吸着ベルト６３の前方底部近傍を吹きつけている。
【００５０】
図６（ｂ）は、最上位に用紙Ｐ１を分離する用紙分離過程を示す。遮蔽部材４５が第１送風ユニット４０の吸気口を遮蔽して送風を停止すると、第２送風ユニット５０のみによる送風が、最上位の用紙Ｐ１と、その下方の用紙Ｐの紙間を流通する。最上位の用紙Ｐ１は吸着搬送機構６０の吸気Ｖ３によって吸着されるとともに、第２送風ユニット５０からの気流Ｖ２が用紙Ｐの先端に吹きつけられるので、気流Ｖ２による風圧で、最上位の用紙Ｐ１と、その下にある用紙Ｐとが分離される。気流Ｖ２により分離された最上位の用紙Ｐ１の下方の用紙Ｐは、自重によって矢印方向に下降し、積載用紙束の一部となる。
【００５１】
このように第１送風ユニット４０と第２送風ユニット５０との作動で用紙Ｐを浮揚の後、吸着搬送機構６０に吸着させ、次に、第１送風ユニット４０を停止し、第２送風ユニット５０の作動を継続して最上位の用紙Ｐ１を分離して搬送するという浮揚、吸着及び搬送を繰り返すことにより、積載用紙束の上部の数枚の用紙Ｐの浮き上がりが、送風口４４の位置における用紙Ｐのほぼ全面に拡がり、各用紙間の隙間がほぼ同じ間隔になる。そして、この隙間をエアが流通する。これによって、用紙Ｐ１の分離が良くなり、用紙Ｐ１を送り出し易くなる。このような用紙吸着搬送過程により、用紙Ｐ１の浮揚が大きくなりすぎて用紙を傷めたり、複数枚の用紙が密着したまま纏まって浮揚して、分離できなかったりする問題が解消される。
【００５２】
図７〜９を用いて気流Ｖ１による用紙Ｐの浮揚についてさらに説明する。
【００５３】
図７は用紙を収容しない給紙ユニットＬＴＵの平面図である。図８は図２の点Ｚにおける矢印Ｘに沿った垂直面図を、図９は図２の点Ｚにおける矢印Ｙに沿った垂直断面をそれぞれ示し、図８（ａ）、図９（ａ）は積載台７０上に多数枚の用紙Ｐが積載している状態における用紙Ｐの浮揚を、図８（ｂ）、図９（ｂ）は少数枚の用紙Ｐが積載台７０上に積載している状態での用紙Ｐの浮揚をそれぞれ示す模式図である。
【００５４】
積載台７０は用紙Ｐの側縁に吹きつけられる気流Ｖ１の送風口４４の位置で用紙Ｐを支持する。用紙Ｐの先頭部は積載台７０により支持され、先頭部に続く用紙Ｐの部分が積載台３１により支持される。積載台７０のそれぞれは２個の側端規制部材４１と一体に形成されており、ガイド棒７２によりガイドされて左右に移動可能である。積載台７０は貫通口７１を有する。
【００５５】
後端規制部材３３はガイド棒７３によりガイドされて図７の上下方向、即ち、用紙の搬送方向に移動可能である。側端規制部材４１と後端規制部材３３とは給紙ユニットＬＴＵに装填される用紙Ｐのサイズに応じて手動又は自動で移動する。
【００５６】
第１送風ユニット４０は用紙Ｐの側部を規制する側端規制部材４１とファン４２とを有する。送風口４４はファン４２の吹き出し口形成部材４２Ａと側端規制部材４１とにより形成される。
【００５７】
多数枚の用紙Ｐが積載台７０上にある図８（ａ）、図９（ａ）のときは、積載台７０が送風口４４の下方に位置しており、ファン４２からの気流Ｖ１が送風口４４から積載用紙束の側面に吹きつけられる。
【００５８】
気流Ｖ１は積載用紙束を構成する１枚１枚の用紙Ｐの間に進入する。その結果、用紙Ｐと用紙Ｐとの間にエア層が形成されて、複数枚の用紙Ｐがエア層を隔てて重なった状態となり、用紙Ｐの１枚ずつが分離された状態で浮揚する。
【００５９】
最上位の用紙Ｐ１はレベルＬに達し、吸気Ｖ３（図６参照）が用紙ＰＩに対して作用し、用紙Ｐ１は吸着搬送機構６０に吸着される。
【００６０】
積載台７０上の用紙Ｐが、例えば、数枚のように少なくなったときには、図８（ｂ）、図９（ｂ）に示すように、積載台７０は送風口４４の高さにまで上昇する。図８（ｂ）、図９（ｂ）に示す状態では、送風口４４に対して積載台７０が上下方向にまたがった位置に配置される結果、ファン４２からの気流は、第１気流Ｖ１ａと第２気流Ｖ１ｂとに分割される。
【００６１】
第１気流Ｖ１ａは積載台７０の上方に流れ、用紙Ｐの側縁に吹きつけられて用紙Ｐ間に流通し用紙Ｐを浮揚させる。第２気流Ｖ１ｂは積載台７０の下方に流れるが、そのうちの一部が貫通口７１を通過して積載台７０の上方に流れて、最下位の最終用紙Ｐ３の下から吹きつけられ、最下位にある最終用紙Ｐ３を押し上げ浮揚させる。
【００６２】
更に、貫通口７１は対向する両側面に配置されているため、それぞれから吹き込まれた気流同士が用紙の中央付近で衝突して、用紙の下方に正圧を生じさせ、最終用紙Ｐ３の中央付近を効果的に浮上させることが出来る。用紙が大きく浮上する箇所、すなわち、対向する２つの吹き出し口４４同士を結ぶ直線領域の上方領域に吸着ベルト６３が配置されていれば、用紙をより確実に吸着、搬送することが可能となる。
【００６３】
図示のように、第２気流Ｖ１ｂにより最終用紙Ｐ３が大きく浮揚し、用紙Ｐ１、Ｐ２は第１気流Ｖ１ａにより浮揚する。
【００６４】
貫通口７１がない場合、積載台７０に少数枚の用紙Ｐが積載している図８（ｂ）、図９（ｂ）に相当する状態では、積載台７０と送風口４４の上縁とにより制限された狭い面積の送風口４４から気流が吹き出るために、用紙Ｐに吹きつけられる気流の風量は少なく用紙Ｐ１は吸着搬送機構６０による吸着に必要なレベルＬ１に達しない場合が生ずる。このために、給紙不良が発生する場合がある。
【００６５】
積載台７０に貫通口７１を設けて、積載台７０上の用紙Ｐが少なくなったときに、第２気流Ｖ１ｂで最下位の最終用紙Ｐ３を浮揚させることにより、最上位の用紙Ｐ１がレベルＬ１まで浮揚し、吸着搬送機構６０による吸着が確実に行われ、吸給紙不良がなくなった。
【００６６】
図１０は制御系のブロック図である。
【００６７】
画像形成により用紙が消費されて積載用紙束の量が減少すると、制御部ＣＳは上限センサＰＳ３の検知信号に基づいて、積載用紙束の上面が常に所定のレベルになるように、駆動部としてのモータＭＴを作動させて、積載台３１、７０を上昇させる。積載台７０の最高位置は図８（ｂ）、図９（ｂ）に示す位置である。図８（ｂ）、図９（ｂ）では、送風口４４の中間に積載台７０が位置しており、第１送風ユニット４０からの気流は積載台７０の上方に流通する第１気流Ｖ１ａと、積載台７０の下方に流通する第２気流Ｖ１ｂとに分割される。第２気流Ｖ１ｂは貫通口７１を通過して、積載台７０の上方に流通し、最下位の最終用紙Ｐ３を押し上げる。
【００６８】
＜実施の形態２＞
図１１は本発明の実施の形態２に係る給紙装置における積載台を示す図である。本実施の形態は、積載台以外は前述した実施の形態１に同じである。
【００６９】
図７における積載台７０に相当する積載台は２枚の積載台７０Ａ、７０Ｂからなり、それぞれ第１送風ユニット４０と一体に形成されている。また、積載台７０Ａ、７０Ｂはそれぞれ貫通口７１を有する。
【００７０】
積載台７０Ａには、凸部７０Ｃと凹部７０Ｄとが形成され、積載台７０Ｂには凹部７０Ｅと凸部７０Ｆが形成される。積載台７０Ａ、７０Ｂは用紙サイズに応じて幅方向（矢印Ｙ）に移動するが、小サイズにおいて、積載台７０Ａと積載台７０Ｂとが接近したときは、凸部７０Ｃが凹部７０Ｅに入り、凸部７０Ｆが凹部７０Ｄに入る。凸部７０Ｃには、リブ７４Ａが形成され、凸部７０Ｆにはリブ７４Ｂが形成される。リブ７４Ａ、７４Ｂは、送風口４４に対向する位置に設けられ、送風口４４から吹き出す気流Ｖ１がリブ７４Ａ、７４Ｂの上方を流通する。リブ７４Ａ、７４Ｂは、積載台７０Ａと一体な第１送風ユニット４１の送風口４４（図６参照）から、積載台７０Ｂと一体な第１送風ユニット４１の送風口４４に向かって延びている。
【００７１】
リブ７４Ａ、７４Ｂの搬送方向（矢印Ｘ）に沿った断面図である図１２に示すように、リブ７４Ａ、７４Ｂで最下位の用紙Ｐｎが持ち上げられる。この隙間に、対向する２つの吹き出し口４４から吹き出される第１気流Ｖ１ａのうちの一部が入り込み、両方の気流同士の衝突によって最下位の用紙Ｐｎの下面で正圧を生じ、用紙Ｐｎを押し上げて浮揚させる。この押し上げ力にアシストされ、浮揚された最上位の用紙Ｐ１は吸着レベルであるＬに浮揚される。このように、図８、９に示す第２気流Ｖ１ｂとリブ７４Ａ、７４Ｂの持ち上げによって吹き込まれる第１気流Ｖ１ａとにより、下方の用紙が持ち上げられ、最上位の用紙Ｐ１が吸着に必要なレベルＬに達し、良好な給紙が行われる。
【００７２】
リブ７４Ａ、７４Ｂは図示のように、積載台７０Ａ、７０Ｂを曲げ加工することにより形成される。しかしながら、リブ７４Ａ、７４Ｂ２０を積載台７０Ａ、７０Ｂと別部材で構成することもできる。例えば、リブ７４Ａ、７４Ｂを弾性部材で構成することもできる。
【００７３】
リブ７４Ａ、７４Ｂの高さＨが２．０ｍｍ以上である場合に、特に、良好な給紙が行われた。なお、リブ７４Ａ、７４Ｂが高すぎると、用紙に屈曲部が形成される場合があり、１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００７４】
表１はリブ７４Ａ、７４Ｂの高さＨを種々変化させて行った給紙試験の結果を示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
表１に示すように、高Ｈが１．２ｍｍではノーフィードの給紙不良が発生し、高さ５．０ｍｍでは下位用紙に屈曲ができた。
【００７７】
なお、表１の給紙試験では、板金からなる積載台７０Ａ、７０Ｂを曲げ加工してリブ７４Ａ、７４Ｂを形成した。
【００７８】
リブ７４Ａ、７４Ｂをゴム部材で形成した場合には、リブ７４Ａ、７４Ｂの高さＨが１０ｍｍまで用紙の屈曲を発生しないで良好な給紙が行われた。
【００７９】
本発明においては、積載台７０Ａ、７０Ｂに貫通口７１を設けず、リブ７４Ａ、７４Ｂのみにより、用紙を持ち上げ、最上位に用紙Ｐ１を吸着に必要なレベルＬまで浮揚させる給紙によっても用紙を１枚ずつ分離して送り出すことが可能である。
【符号の説明】
【００８０】
３１、７０、７０Ａ、７０Ｂ 積載台
４０ 第１送風ユニット
５０ 第２送風ユニット
６０、吸着搬送機構
４４、７１ 送風口
７４Ａ、７４Ｂ リブ
ＭＴ モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙が積載される積載台と、
前記積載台上の積載用紙束の側面に気流を吹きつける送風部と、
前記送風部からの気流により浮揚した用紙の最上位の用紙を吸着し搬送する吸着搬送機構と、
前記積載台を上方に移動させる駆動部とを有する用紙給紙装置において、
前記送風部は、積載用紙束の対向する両側面に向けて気流を吹きつける複数の送風口を有し、
前記複数の送風口は、それぞれ前記積載台が前記駆動部により最高位置に上昇したときに、前記積載台よりも上方に流れる第１気流と前記積載台よりも下方に流れる第２気流とを作るように形成され、
前記積載台は、前記第２気流を前記積載台の下方から前記積載台の上方に流通させる貫通口を有することを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
前記積載台の上面であって、前記複数の送風口からそれぞれの第１気流が流れる位置に、リブが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項３】
前記リブは、複数の前記送風口の一方から他方に向って延びていることを特徴とする請求項２に記載の給紙装置。
【請求項４】
用紙が積載される積載台と、
前記積載台上の積載用紙束の側面に気流を吹きつける送風部と、
前記送風部からの気流により浮揚した用紙の最上位の用紙を吸着し搬送する吸着搬送機構と、
前記積載台を上方に移動させる駆動部とを有する用紙給紙装置において、
前記送風部は、積載用紙束の対向する両側面に気流を吹きつける複数の送風口を有し、
前記積載台の上面であって、前記複数の送風口からそれぞれの気流が流れる位置に、リブが形成されていることを特徴とする給紙装置。
【請求項５】
前記リブは、複数の前記送風口の一方から他方に向って延びていることを特徴とする請求項４に記載の給紙装置。
【請求項６】
前記リブの高さは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の給紙装置。
【請求項７】
前記送風部は用紙の側端を規制する側端規制部材を有し、前記側端規制部材は、前記送風口を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の給紙装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の給紙装置と、前記給紙装置から送り出された用紙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。
【請求項１】
用紙が積載される積載台と、
前記積載台上の積載用紙束の側面に気流を吹きつける送風部と、
前記送風部からの気流により浮揚した用紙の最上位の用紙を吸着し搬送する吸着搬送機構と、
前記積載台を上方に移動させる駆動部とを有する用紙給紙装置において、
前記送風部は、積載用紙束の対向する両側面に向けて気流を吹きつける複数の送風口を有し、
前記複数の送風口は、それぞれ前記積載台が前記駆動部により最高位置に上昇したときに、前記積載台よりも上方に流れる第１気流と前記積載台よりも下方に流れる第２気流とを作るように形成され、
前記積載台は、前記第２気流を前記積載台の下方から前記積載台の上方に流通させる貫通口を有することを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
前記積載台の上面であって、前記複数の送風口からそれぞれの第１気流が流れる位置に、リブが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項３】
前記リブは、複数の前記送風口の一方から他方に向って延びていることを特徴とする請求項２に記載の給紙装置。
【請求項４】
用紙が積載される積載台と、
前記積載台上の積載用紙束の側面に気流を吹きつける送風部と、
前記送風部からの気流により浮揚した用紙の最上位の用紙を吸着し搬送する吸着搬送機構と、
前記積載台を上方に移動させる駆動部とを有する用紙給紙装置において、
前記送風部は、積載用紙束の対向する両側面に気流を吹きつける複数の送風口を有し、
前記積載台の上面であって、前記複数の送風口からそれぞれの気流が流れる位置に、リブが形成されていることを特徴とする給紙装置。
【請求項５】
前記リブは、複数の前記送風口の一方から他方に向って延びていることを特徴とする請求項４に記載の給紙装置。
【請求項６】
前記リブの高さは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の給紙装置。
【請求項７】
前記送風部は用紙の側端を規制する側端規制部材を有し、前記側端規制部材は、前記送風口を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の給紙装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の給紙装置と、前記給紙装置から送り出された用紙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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２２５３０７（Ｐ２０１１−２２５３０７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９４８１７（Ｐ２０１０−９４８１７）
【出願日】平成２２年４月１６日（２０１０．４．１６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１６日（２０１０．４．１６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]