JP2019011150A - エア給紙装置、エア給紙装置における給紙台昇降制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エア給紙装置において、後続用紙を含めた浮上状態に基づく給紙台位置制御を簡易な構成で行なえるようにする。【解決手段】昇降可能な給紙台と、給紙台に載置された用紙を浮上させるためのエアを出力する送風機構と、用紙の側面側に配置されたセンサ窓と、センサ窓に向けて発光し、反射光量を検出する光電センサとを含み、固定的に取り付けられた用紙状態検出部と、送風機構の動作時に、光電センサの検出結果に基づいて、給紙台の昇降動作を制御する給紙制御部と、を備えたエア給紙装置。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置等に用いられるエア給紙装置およびエア給紙装置における給紙台昇降制御方法に関する。

印刷装置、複写装置等の画像形成装置では、給紙台に載積された用紙の束から、画像形成部に１枚ずつ給紙する給紙装置を備えている。従来、給紙装置は、回転する給紙ローラを最上位の用紙に接触させ、摩擦力により最上位の用紙を束から分離して用紙を送り出す方式が広く行なわれていた。

近年では、エアを利用して最上位の用紙を浮かすことで束から分離して用紙を送り出すエア給紙方式が実用化されている。エア給紙方式では、エアを吹き付けて浮上させた最上位の用紙を、エアを吸引する吸気口が形成された搬送ベルトで吸着し、画像形成機構に向けて搬送することも行なわれている。

このようなエア給紙方式では、最上位の用紙を送り出しに適切な高さまで浮上させるために、例えば、最上位の用紙の位置を検出する上面検知が行なわれている。そして、最上位の用紙位置が低すぎる場合には、給紙台を上昇させ、最上位の用紙位置が高すぎる場合には、給紙台を下降させる給紙台位置制御を行なっている。

特開２０１０−８９９５５号公報 特開２００５−１０４７２３号公報

近年、画像形成装置の高速化が進み、給紙速度の高速化が求められている。連続した給紙を迅速に行なえるようにするためには、最上位用紙のみを浮上させるのでは足りず、後続の何枚かの用紙も浮上させ、搬送ベルト付近に適正に待機させることが有効である。

後続の何枚かの用紙も浮上させ、搬送ベルト付近に適正に待機させる場合には、浮上前の最上位の用紙の位置を検出するのみでは十分ではなく、浮上時における後続用紙を含めた用紙の浮上状態を把握して給紙台位置を制御することが要求される。

後続用紙を含めた用紙の浮上状態の把握は、例えば、浮上時の用紙を側端方向から撮像し、画像解析により各用紙を認識することで行なうことが考えられるが、構成が複雑化し、コスト上昇等を招くことになる。

そこで、本発明は、エア給紙装置において、後続用紙を含めた浮上状態に基づく給紙台位置制御を簡易な構成で行なえるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様である給紙装置は、昇降可能な給紙台と、前記給紙台に載置された用紙を浮上させるためのエアを出力する送風機構と、前記用紙の側面側に配置されたセンサ窓と、前記センサ窓に向けて発光し、反射光量を検出する光電センサとを含み、固定的に取り付けられた用紙状態検出部と、前記送風機構の動作時に、前記光電センサの検出結果に基づいて、前記給紙台の昇降動作を制御する給紙制御部と、を備えている。

本発明によれば、エア給紙装置において、後続用紙を含めた浮上状態に基づく給紙台位置制御を簡易な構成で行なえるようになる。

本実施形態に係るエア給紙装置を適用した画像形成装置の構成を示すブロック図である。 用紙状態検出部の構成を示すブロック図である。 エア給紙装置における給紙台昇降動作について説明するフローチャートである。 送風停止時のセンサ窓から見た用紙状態とセンサ値とを説明する図である。 送風時のセンサ窓から見た用紙状態とセンサ値とを説明する図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るエア給紙装置１００を適用した画像形成装置１０の構成を示すブロック図である。エア給紙装置１００は、給紙台に載置された用紙束の上位部に側面方向からエアを吹き付けて浮上させることで用紙の送り出しを行なう。

画像形成装置１０は、印刷装置、複写装置、ファクシミリ装置等に適用することができる。画像形成装置１０は、画像形成部１２を備えており、エア給紙装置１００から供給された用紙に対して、画像形成を行なう。画像形成部１２の画像形成方式は任意であり、例えば、インクジェット方式、電子写真方式、孔版方式等とすることができる。

また、エア給紙装置１００が供給する「用紙」という文言は便宜的なものであり、紙に限られず、フィルムその他の表面に画像を形成可能なシート状物を含む概念である。

本図に示すように、エア給紙装置１００は、給紙台１１０、給紙台昇降機構１２０、浮上エア送風機構１３０、分離エア送風機構１４０、吸引式搬送ベルト１５０、吸引機構１５２、給紙制御部１６０、用紙状態検出部１７０を備えている。

給紙台１１０は、用紙２００を平積み状態で載置する。給紙台１１０に載置された用紙２００のうち、上位何枚かがエアにより浮上し、最上位の用紙２００ａが分離して吸引式搬送ベルト１５０に吸着される。吸引式搬送ベルト１５０に吸着された用紙は、画像形成部１２に向けて搬送される。図中の用紙２０１は、吸引式搬送ベルト１５０で画像形成部１２方向に搬送されている状態を模式的に表している。

給紙台昇降機構１２０は、給紙制御部１６０の制御に基づいて、給紙台１１０を駆動して昇降動作を行なわせる。給紙台昇降機構１２０の昇降動作により、載置された用紙２００の位置が上下に移動する。給紙台昇降機構１２０の昇降機構の方式は問わない。例えば、モータ駆動のギヤ式、油圧式等を用いることができる。

浮上エア送風機構１３０は、給紙台１１０に載置された用紙２００の上位数枚を浮上させるためのエアを出力する機構である。このため、給紙台１１０上方の用紙２００の側面側にエア吹出口を有している。

分離エア送風機構１４０は、浮上エア送風機構１３０によって上昇した複数枚の用紙２００から最上位の用紙２００ａを分離させるためのエアを出力する機構である。このため、浮上エア送風機構１３０の開口部よりも上部に、より水平方向に狭いエア吹出口を有している。浮上エア送風機構１３０、分離エア送風機構１４０とも給紙制御部１６０の制御により送風動作を行なう。

浮上エア送風機構１３０、分離エア送風機構１４０の送風により、用紙２００の空送、重送を避け、確実に１枚ずつ給紙を行なうために、送風停止時の最上位用紙２００ａの高さ方向の位置と、送風時の上位用紙の浮上状態には適正な状態が存在する。本実施形態では、この適正な状態を、給紙台１１０の昇降制御により実現するようにしている。

吸引式搬送ベルト１５０は、エア吸引用の多数の孔が形成された無端ベルトであり、ローラにより回転駆動される。吸引式搬送ベルト１５０の内側には吸引機構１５２が配置されており、吸引式搬送ベルト１５０の外側に用紙２０１を吸着して、画像形成部１２方向に搬送する。すなわち、給紙台１１０に載置された用紙２００の最上位の用紙２００ａが、順次吸引式搬送ベルト１５０により吸着搬送されることになる。

給紙制御部１６０は、マイクロコンピュータ等の演算装置から構成することができ、エア給紙装置１００における給紙動作を制御する。本実施形態では、特に、用紙状態検出部１７０の検出結果に基づいて、給紙台昇降機構を動作させ、給紙台１１０の位置を制御する。

給紙制御部１６０は、給紙台１１０の位置を制御するにあたり、現在の給紙台１１０の位置を評価するために、用紙状態検出部１７０が出力するセンサ値Ｃ１についての２種類の基準値Ｘ０、Ｘ１が設定されている。基準値Ｘ０と基準値Ｘ１とは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

基準値Ｘ０は、送風を行なっていないときの給紙台１１０の位置を評価する値であり、基準値Ｘ１は、送風を行なっているときの給紙台１１０の位置を評価する値である。基準値Ｘ０、基準値Ｘ１は、幅を持つ値であってもよい。また、基準値Ｘ０、基準値Ｘ１は、用紙種類等に応じて異なる値としてもよい。

用紙状態検出部１７０は、給紙台１１０に載置された用紙の状態を検出するものであり、浮上エア送風機構１３０のエア吹出口付近に固定的に取り付けられている。図２は、用紙状態検出部１７０の構成を示すブロック図である。

本図に示すように、用紙状態検出部１７０は、センサ窓１７４と光電センサ１７１とを備えている。センサ窓１７４は、給紙台１１０に載置された用紙２００の側面側に配置している。センサ窓１７４は、浮上エア送風機構１３０により浮上している上位何枚かの用紙２００の浮上状態を観察できる程度の大きさとする。また、浮上していない状態の最上位用紙２００ａの適正位置が収まる位置に配置する。

光電センサ１７１は、発光部１７２と受光部１７３とを備えている。発光部１７２は、例えば、発光ダイオード等を用いることができ、センサ窓１７４に向けて発光する。発光する光は、例えば、赤外光とすることができる。可視光等の他の光であってもよい。センサ窓１７４は、発光部１７２が出力する光を透過する材質とする。空洞であってもよい。一方で、センサ窓１７４の周囲は発光部１７２が出力する光を遮断する材質とする。

受光部１７３は、例えば、フォトダイオード等を用いることができ、発光部１７２が出力した光の反射光を検出し、光量に応じた物理量、例えば、電圧値に変換してセンサ値Ｃ１として出力する。すなわち、センサ窓１７４内の平均光量を検出する照度センサとして動作する。

ここでは、受光量が大きいほど、受光部１７３の出力電圧が大きくなるものとする。受光部１７３が受光する光は、主としてセンサ窓１７４部分に存在している用紙２００による反射光であるため、センサ窓１７４部分に存在している用紙２００の量、密度が大きいほど、受光量が大きくなり、受光部１７３が出力するセンサ値Ｃ１が大きくなる。

光電センサ１７１は、用紙束の側面に対して斜めに取り付けてもよいし、真っ直ぐに取り付けてもよい。また、光電センサ１７１は、用紙２００に接触することがないため、用紙２００の浮上に影響を与えることはない。

次に、上記構成のエア給紙装置１００における給紙台昇降動作について図３のフローチャートを参照して説明する。本動作は、例えば、印刷開始時等に給紙制御部１６０の制御により実行する。

まず、給紙制御部１６０は、浮上エア送風機構１３０、分離エア送風機構１４０による送風動作に先立ち、用紙状態検出部１７０を起動する（Ｓ１０１）。すなわち、光電センサ１７１の発光部１７２から光を出力し、受光部１７３で測定を行なう。

そして、光電センサ１７１が出力するセンサ値Ｃ１を取得し（Ｓ１０２）、基準値Ｘ０との大小の比較を行なう（Ｓ１０３）。上述のように、基準値Ｘ０は、幅を持つ値であってもよい。

ここで、基準値Ｘ０は、浮上していない状態の最上位用紙２００ａが適正な位置にあるときの光電センサ１７１の出力値とする。基準値Ｘ０は、設計、開発時において、理論的、実験的にあらかじめ定めておくものとする。個体毎に値を調整してもよい。

例えば、センサ窓１７４から見た用紙２００の最上位用紙２００ａが、図４（ａ）に示すような位置にある場合が適正であれば、そのときのセンサ値を基準値Ｘ０とする。この場合、図４（ｂ）に示すように、給紙台１１０の位置が低すぎて最上位用紙２００ａが適正位置より低ければ、用紙２００からの反射光量が小さくなるため、センサ値Ｃ１は、基準値Ｘ０より小さくなる。一方、図４（ｃ）に示すように、給紙台１１０の位置が高すぎて最上位用紙２００ａが適正位置より高ければ、用紙２００からの反射光量が大きくなるため、センサ値Ｃ１は、基準値Ｘ０より大きくなる。

このため、給紙制御部１６０は、センサ値Ｃ１が基準値Ｘ０より小さい場合には、給紙台昇降機構１２０を動作させ、給紙台１１０を上昇させる（Ｓ１０４）。逆に、センサ値Ｃ１が基準値Ｘ０より大きい場合には、給紙台昇降機構１２０を動作させ、給紙台１１０を下降させる（Ｓ１０５）。

給紙制御部１６０は、この処理を、センサ値Ｃ１が基準値Ｘ０と等しくなる（センサ値Ｃ１が基準値範囲Ｘ０内に収まる場合を含む）まで、繰り返す。そして、センサ値Ｃ１が基準値Ｘ０と等しくなると給紙台１１０の昇降動作を停止する（Ｓ１０６）。これにより、送風停止時において、最上位用紙２００ａの上下方向の位置が適正化される。

給紙制御部１６０は、送風停止時において、最上位用紙２００ａの上下方向の位置が適正化されると、浮上エア送風機構１３０、分離エア送風機構１４０による送風動作を開始する（Ｓ１０７）。そして、給紙を開始する（Ｓ１０８）。具体的には、浮上エア送風機構１３０によって浮上し、分離エア送風機構１４０によって分離された最上位の用紙２００ａを、吸引式搬送ベルト１５０により吸着し、画像形成部１２に搬送する。

給紙制御部１６０は、給紙中においては、浮上している用紙２００の状態の適正化を行なう。このため、光電センサ１７１が出力するセンサ値Ｃ１を取得し（Ｓ１０９）、基準値Ｘ１との大小の比較を行なう（Ｓ１１０）。上述のように、基準値Ｘ１は、幅を持つ値であってもよい。

ここで、基準値Ｘ１は、浮上している用紙２００の状態が適正であるときの光電センサ１７１の出力値とする。浮上している用紙２００の状態は、浮上している枚数、用紙間隔、浮上位置等で表される。基準値Ｘ１も基準値Ｘ０と同様に、設計、開発時において、理論的、実験的にあらかじめ定めておくものとする。個体毎に値を調整してもよい。

例えば、センサ窓１７４から見た用紙２００の浮上状態が、図５（ａ）に示すような状態が適正であれば、そのときのセンサ値を基準値Ｘ１とする。この場合、図５（ｂ）に示すように、給紙台１１０の位置が低すぎると、センサ窓１７４内の用紙密度が小さくなって、用紙２００からの反射光量が小さくなるため、センサ値Ｃ１は、基準値Ｘ１より小さくなる。一方、図５（ｃ）に示すように、給紙台１１０の位置が高すぎると、センサ窓１７４内の用紙密度が大きくなって、用紙２００からの反射光量が大きくなるため、センサ値Ｃ１は、基準値Ｘ１より大きくなる。

このため、センサ値Ｃ１が基準値Ｘ１より小さい場合には、給紙台昇降機構１２０を動作させ、給紙台１１０を上昇させる（Ｓ１１１）。センサ値Ｃ１が基準値Ｘ１より大きい場合には、給紙台昇降機構１２０を動作させ、給紙台１１０を下降させる（Ｓ１１２）。センサ値Ｃ１が基準値Ｘ１と等しい場合（センサ値Ｃ１が基準値範囲Ｘ１内に収まる場合を含む）には、給紙台１１０の位置は適正であるため、給紙台昇降機構１２０を動作させず、給紙台１１０移動を停止する（Ｓ１１３）。これにより、浮上する用紙２００の状態を適正に保つことができ、空送、重送の発生しない給紙動作を行なうことができる。

給紙制御部１６０は、この処理を、給紙動作を終了するまで、繰り返す（ＳＳ１１４）。そして、給紙動作を終了すると（Ｓ１１４：Ｙｅｓ）、浮上エア送風機構１３０、分離エア送風機構１４０による送風動作を終了する（Ｓ１１５）。

以上説明したように、本実施形態のエア給紙装置１００によれば、後続用紙を含めた用紙の浮上状態を光電センサ１７１のセンサ値Ｃ１に基づいて評価し、給紙台１１０の昇降制御を行なっている。

光電センサ１７１のセンサ値Ｃ１は、センサ窓１７４を介して入力する光量を示すものであるため、撮像画像等による各用紙の識別は不要であり、簡易な構成で後続用紙を含めた浮上状態に基づく給紙台位置制御を行なうことができる。

本発明は、上記の実施形態に限られず、種々の変形を行なうことができる。例えば、センサ窓、光電センサを異なる位置に複数個設け、送風停止時と送付時とで別のセンサ窓、光電センサを用いるようにしてもよい。

また、光電センサの発光部を省略し、外光等による反射光を検出するようにしてもよい。また、通常の給紙時においては、給紙台１１０を下降させることはないため、給紙台１１０の上昇、給紙台１１０の停止のみの判断を行なうようにしてもよい。

本発明の第１の態様である給紙装置は、昇降可能な給紙台と、前記給紙台に載置された用紙を浮上させるためのエアを出力する送風機構と、前記用紙の側面側に配置されたセンサ窓と、前記センサ窓に向けて発光し、反射光量を検出する光電センサとを含み、固定的に取り付けられた用紙状態検出部と、前記送風機構の動作時に、前記光電センサの検出結果に基づいて、前記給紙台の昇降動作を制御する給紙制御部と、を備えたことを特徴とする。

本態様では、後続用紙を含めた用紙の浮上状態を、光電センサの検出結果に基づいて評価し、給紙台の昇降制御を行なっている。光電センサの検出結果は、センサ窓を介して入力する光量を示すものであるため、撮像画像等による各用紙の識別は不要であり、簡易な構成で後続用紙を含めた浮上状態に基づく給紙台位置制御を行なうことができる。

ここで、前記給紙制御部は、前記光電センサが検出した光量が、第１基準値よりも小さい場合に、前記給紙台を上昇させることができる。

光電センサが検出した光量が第１基準値よりも小さい場合は、センサ窓内の用紙密度が小さくなっていることを示すため、給紙台を上昇させることで、給紙台を適正な位置とすることができる。

また、前記給紙制御部は、前記光電センサが検出した光量が、第１基準値よりも大きい場合に、前記給紙台を下降させることができる。

光電センサが検出した光量が第１基準値よりも大きい場合は、センサ窓内の用紙密度が大きくなっていることを示すため、給紙台を下降させることで、給紙台を適正な位置とすることができる。

また、前記給紙制御部は、さらに、前記送風機構の動作開始前に、前記光電センサの検出結果に基づいて、前記給紙台の昇降動作を制御することができる。

これにより、送風停止時おける最上位用紙を適正な位置にすることができる。

本発明の第２の態様であるエア給紙装置における給紙台昇降動作制御方法は、昇降可能な給紙台と、前記給紙台に載置された用紙を浮上させるためのエアを出力する送風機構と、前記用紙の側面側に配置されたセンサ窓と、前記センサ窓に向けて発光し、反射光量を検出する光電センサとを含み、固定的に取り付けられた用紙状態検出部とを備えたエア給紙装置における給紙台昇降動作制御方法であって、前記送風機構の動作時に、前記光電センサの検出結果に基づいて、前記給紙台の昇降動作を制御することを特徴とする。

本態様では、後続用紙を含めた用紙の浮上状態を、光電センサの検出結果に基づいて評価し、給紙台の昇降制御を行なっている。光電センサの検出結果は、センサ窓を介して入力する光量を示すものであるため、撮像画像等による各用紙の識別は不要であり、簡易な構成で後続用紙を含めた浮上状態に基づく給紙台位置制御を行なうことができる。

１０…画像形成装置
１２…画像形成部
１００…エア給紙装置
１１０…給紙台
１２０…給紙台昇降機構
１３０…浮上エア送風機構
１４０…分離エア送風機構
１５０…吸引式搬送ベルト
１５２…吸引機構
１６０…給紙制御部
１７０…用紙状態検出部
１７１…光電センサ
１７２…発光部
１７３…受光部
１７４…センサ窓
２００…用紙

Claims (5)

1. 昇降可能な給紙台と、
   前記給紙台に載置された用紙を浮上させるためのエアを出力する送風機構と、
   前記用紙の側面側に配置されたセンサ窓と、前記センサ窓に向けて発光し、反射光量を検出する光電センサとを含み、固定的に取り付けられた用紙状態検出部と、
   前記送風機構の動作時に、前記光電センサの検出結果に基づいて、前記給紙台の昇降動作を制御する給紙制御部と、
   を備えたことを特徴とするエア給紙装置。
2. 前記給紙制御部は、
   前記光電センサが検出した光量が、第１基準値よりも小さい場合に、前記給紙台を上昇させることを特徴とする請求項１に記載のエア給紙装置。
3. 前記給紙制御部は、
   前記光電センサが検出した光量が、第１基準値よりも大きい場合に、前記給紙台を下降させることを特徴とする請求項２に記載のエア給紙装置。
4. 前記給紙制御部は、
   さらに、前記送風機構の動作開始前に、前記光電センサの検出結果に基づいて、前記給紙台の昇降動作を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエア給紙装置。
5. 昇降可能な給紙台と、前記給紙台に載置された用紙を浮上させるためのエアを出力する送風機構と、前記用紙の側面側に配置されたセンサ窓と、前記センサ窓に向けて発光し、反射光量を検出する光電センサとを含み、固定的に取り付けられた用紙状態検出部とを備えたエア給紙装置における給紙台昇降動作制御方法であって、
   前記送風機構の動作時に、前記光電センサの検出結果に基づいて、前記給紙台の昇降動作を制御することを特徴とするエア給紙装置における給紙台昇降動作制御方法。