JP2009051632A - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、エアを吹き付けて浮上させたシートを１枚ずつ給送するシート給送装置において、シートの浮上状態にかからわず、シート給送装置内部のシートの残量を安定して検知することである。
【解決手段】エアを吹き付けて浮上させたシートを１枚ずつ給送するシート給送装置であって、複数枚のシートが積載されたトレイを下位置検出センサ６０５が検出してから前記トレイ上のシートの最上位の位置を紙面検出センサ６０６が検出するまでの前記トレイの移動量をｍとし、前記トレイ上のシートが浮上下限センサ６０７と浮上上限センサ６０５の間（所定範囲）から外れている場合に、前記トレイ上のシートを前記所定範囲内に位置させるまでの前記トレイの移動量をｑとすると、前記トレイの移動量ｍ＋ｑから前記トレイ上のシートの積載量を算出して残量表示部３５７に表示することを特徴とする。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、積載されたシートからシートを１枚ずつ給送するシート給送装置、及びシート給送装置を有する画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置には、感光体上に形成されたトナー画像を転写位置でシート上に転写するために、所定の大きさにカットされたシートを前記転写位置へ１枚ずつ給送するシート給送装置が備えられている。

このシート給送装置としては、収納庫のトレイ上に積載されたシートの搬送方向一端側から捌きファンによってエアを吹き付けてシートを浮上させ、その浮上させたシートを吸着搬送ベルトに吸着して搬送する構成が開示されている（特許文献１参照）。

しかしながら、シートは材質（厚さや重さ）によって浮上量が異なる。そこで、エアの吹き付けによって浮上された最上位のシートの浮上位置を、所定範囲内に位置付けするように、前記シートが積載されたシート台の昇降を制御する構成が提案されている。例えば、前記浮上されたシートのうちの最上位のシートの浮上位置が所定範囲内の位置にあるか否かを位置検出手段によって判定し、所定範囲外にある時はシート台を昇降させて、前記最上位のシートが所定範囲内に位置するように制御する（特許文献２参照）。

また、シート給送装置からのシートの給送開始タイミングと画像形成装置本体でのトナー画像の作像開始タイミングとが、いずれか一方が他方よりも先行して行われる制御が知られている。ここでは、作像開始タイミングよりも給送開始タイミングが先行している制御を作像先行制御という。また、給送開始タイミングよりも作像開始タイミングが先行している制御をシート給送先行制御という。

作像先行制御の装置の場合、シート給送装置内部のシートがなくなるまで画像形成装置本体での作像動作が可能であり、シートの残量を給送動作途中に検知する必要はない。つまり、シート無し検知時に作像は開始されていないので、画像形成装置を容易に停止することができる。

一方、シート給送先行制御の装置の場合、シート給送装置内部のシートがなくなった時点で画像形成装置を止めると、画像形成装置本体では既に作像が開始されている。そのため、作像途中の感光体のリカバリー処理（感光体のクリーニング）が必要となる。このリカバリー処理を避けるために、シート給送装置内部にシート残量検知用のセンサを配置し、シートの残量が少なくなって該センサがＯＮしたときに、作像先行の制御からシート給送先行の制御に移行するように制御を変更する装置が提案されている（特許文献３）。

特開平７−１９６１８７（図５〜図９参照） 特開２００５−２７２０１９（図１０参照） 米国特許第６５６７６２０号

しかしながら、エアを吹き付けてシートを浮上させるシート給送装置の場合、シートの浮上状態によってはシート残量検知用のセンサがＯＮするタイミングが変わってしまい、シート給送装置内部のシート残量の誤差が大きくなるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、エアを吹き付けて浮上させたシートを１枚ずつ給送するシート給送装置において、シートの浮上状態にかかわらず、シート給送装置内部のシートの残量を安定して検知することである。

上記目的を達成するための本発明は、複数枚のシートを積載して昇降するトレイと、前記トレイに積載されたシートの端部に向けてシートを捌くためのエアを吹き付けるエア吹き付け部と、前記エア吹き付け部からのエアにより捌かれたシートの最上位のシートを搬送する搬送手段とを備え、シートを一枚ずつ給送するシート給送装置であって、前記エア吹き付け部からのエアにより捌かれたシートの最上位のシートが所定範囲内に位置しているかを検出するシート検出手段と、前記トレイに積載されたシートの最上位の位置を検出するシート面検出手段と、前記シート面検出手段よりもシートの積載方向下方において前記トレイの基準位置を検出するトレイ検出手段と、前記トレイの移動量を検出するためのトレイ移動検出手段と、前記トレイ移動検出手段の検出結果から算出された前記トレイ上のシートの積載量を表示する残量表示手段と、を有し、前記トレイを前記トレイ検出手段が検出してから前記トレイ上のシートの最上位の位置を前記シート面検出手段が検出するまでの前記トレイの移動量をｍとし、前記トレイ上のシートが前記所定範囲から外れている場合に、前記トレイ上のシートを前記所定範囲内に位置させるまでの前記トレイの移動量をｑとすると、前記トレイの移動量ｍ＋ｑから前記トレイ上のシートの積載量を算出して前記残量表示手段に表示することを特徴とする。

本発明によれば、トレイの移動量ｍ＋ｑからトレイ上のシートの積載量を算出することで、シートの浮上状態にかかわらず、シート給送装置内部のシートの残量を安定して検知することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。したがって、特に特定的な記載がない限りは、本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。

（画像形成装置の説明）
まず、図１に示す画像形成装置の概略構成について説明する。図１は、シート給送装置を有する画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。

図１において、１は画像形成装置であり、この画像形成装置１は、プリンタ本体１０００と、プリンタ本体１０００の上面に配されたスキャナ２０００とを備えている。また、画像形成装置１は、プリンタ本体１０００に対し、シートを給送するシート給送装置３０００を備えている。このシート給送装置３０００は、多種のシートに対して安定した分離給送を行うため、シート分離給送部としてエア分離給送機構を備えている。なお、このシート給送装置３０００については後で詳しく説明する。

まず、画像形成装置１について詳細に説明する。ここで、原稿を読み取るスキャナ２０００は、走査光学系光源２０１、プラテンガラス２０２、開閉する原稿圧板２０３、レンズ２０４、受光素子（光電変換）２０５、画像処理部２０６、メモリ部２０８等を備えている。このメモリ部２０８は、画像処理部２０６にて処理された画像処理信号を記憶しておくためのものである。

そして、原稿を読み取る際には、プラテンガラス２０２の上に載置された原稿に走査光学系光源２０１によって光を照射することにより読み取るようにしている。そして、読み取った原稿像は画像処理部２０６により処理された後、電気的に符号化された電気信号２０７に変換されて作像手段たるレーザスキャナ１１１に伝送される。なお、画像処理部２０６にて処理され、符号化された画像情報を一旦メモリ部２０８に記憶させ、制御部１３０からの信号によって、必要に応じてレーザスキャナ１１１に伝送することもできる。

プリンタ本体１０００は、シート給送装置３０００により給送されたシートを画像形成部１００５に搬送するシート搬送部１００４と、プリンタ１０００を制御するための制御部１３０等を備えている。

シート搬送部１００４は、レジスト前ローラ対１２２及びレジストローラ対１２３を有するレジストローラ部を備えている。シート給送装置３０００から給送されたシートは、ガイド板によって構成されるシート搬送路１２１によって案内され、レジスト前ローラ対１２２を通過後、レジストローラ対１２３に導かれるようになっている。その後、シートは、レジストローラ対１２３に一旦突き当てられ、シート給送搬送時に発生する斜行を矯正された後、画像形成部１００５に搬送される。

画像形成部１００５は、感光ドラム１１２、レーザスキャナ１１１、現像器１１４、転写帯電器１１５、分離帯電器１１６等を備えている。画像形成の際には、レーザスキャナ１１１からのレーザ光がミラー１１３によって折り返されて図１中時計回り方向に回転する感光ドラム１１２上の露光位置１１２ａに照射される。これにより、感光ドラム１１２上に潜像が形成される。この後、感光ドラム１１２上に形成された潜像は、現像器１１４によってトナー像として顕像化される。なお、制御部１３０からの制御信号により、レーザ書き込み位置制御回路を介して、レーザ光の照射位置を変更することが可能であり、感光ドラム１１２上の長手方向、いわゆる主走査方向の潜像形成位置が変更可能となっている。

前記感光ドラム１１２上のトナー像は、転写部１１２ｂにおいて、転写帯電器１１５によりシートに転写される。さらに、トナー像が転写されたシートは、分離帯電器１１６により感光ドラム１１２から静電分離され、搬送ベルト１１７により定着装置１１８に搬送されてトナー像の定着が行われる。トナー像が定着されたシートは、排出ローラ１１９によって装置外に排出される。また、定着装置１１８と排出ローラ１１９の間の搬送経路中には排出センサ１２０が設けられており、そこでのシートの通過が検出できるように構成されている。

なお、本実施の形態においては、プリンタ本体１０００とスキャナ２０００とは別体であるが、プリンタ本体１０００とスキャナ２０００とが一体の場合もある。また、プリンタ本体１０００はスキャナ２０００と別体でも一体でも、レーザスキャナ１１１にスキャナ２０００の処理信号を入力すれば複写機として機能し、ＦＡＸの送信信号を入力すればＦＡＸとして機能する。さらに、パソコンの出力信号を入力すれば、プリンタとしても機能する。

逆に、スキャナ２０００の画像処理部２０６の処理信号を、他のＦＡＸに送信すれば、ＦＡＸとして機能する。また、スキャナ２０００において、圧板２０３に変わって２点鎖線で示すような原稿自動送り装置２５０を装着するようにすれば、原稿を自動的に読み取ることもできる。

（シート給送装置の説明）
次に図１に示す画像形成装置１におけるシート給送装置３０００について説明する。

シート給送装置３０００は、下方にシート給送部３３１、上方にシート給送部３２２を備えている。各シート給送部３３１，３３２は、それぞれ、複数枚のシートＳが収容可能なシート収容部３０１，３１１を備えている。各シート収容部３０１，３１１には、収容されたシートＳを支持可能に設けられたトレイ３０２，３１２と、前記シートＳの搬送方向（図２の矢印Ａ方向）の後端を規制する後端規制板３０３がそれぞれ設けられている。トレイ３０２，３１２は昇降可能に設けられている。後端規制板３０３はシートＳの搬送方向のサイズに応じて移動可能であり、シートの搬送方向先端がシート収容部３０２の搬送方向先端側に揃えられるように、シートの搬送方向後端を規制している。なお、シート給送部３３１，３３２は同様の構成であるが、シート給送部３３２側の後端規制板は図示していない。

ここで、図２及び図３を用いて、シート給送装置におけるシート分離給送部（エア分離給送機構）について説明する。図２は、図１に示すシート給送装置におけるシート分離給送部を示す要部拡大図である。図３はシート給送装置の制御ブロック図である。

シート収容部３０１内のシートは、シート分離給送部３０４において、給送前動作として捌きファンＦ１５１が回転し、エア吹き付け部である捌きノズル１５１からエアを吹き付け、積載されたシートＳの上部近傍を捌き始める。そして、制御手段としての制御部３００から給送開始信号が発信されると、搬送手段としての吸着搬送ベルト３０５内は吸着ファンＦ１５０により負圧（吸着力）が発生し、シートの吸着が開始される。吸着が開始されてから所定の吸着時間後、積載されたシートＳの最上位のシートＳ１が一枚だけ吸着搬送ベルト３０５に吸着される。所定時間後、吸着搬送ベルト３０５は、シートＳ１が吸着された状態で吸着搬送ベルトモータＭ１０２により回転が開始され、シートＳ１は矢印Ａ方向に搬送される。シートの先端がベルトプーリ部に達すると、シートの先端部は、吸着ファンＦ１５０による吸着力から開放され、吸着搬送ベルト３０５から離れて、引抜きローラ対１０に受け渡される。なお、図２では、吸着搬送ベルト３０５からシートの先端部を分離するためのエアを分離ノズル１５２から吹き出す捌きファンＦ１５２を設けた構成を例示している。シートＳ１の先端が引抜きローラ対１０に到達すると、吸着ファンＦ１５０による負圧が開放されることによりシートが吸着搬送ベルト３０５への吸着力から開放され、引抜きローラ対１０の搬送力によってのみ搬送される。シートの後端が、吸着搬送ベルト部から抜けた後、再び制御部３００から給送開始信号が発信されると、前記給送動作が開始され、後続のシートＳ２が分離給送される。

ここで、給送開始信号が発信される前に給送前動作として、捌きファンＦ１５１を動作させているが、給送開始信号が発信された後に、捌きファンＦ１５１を動作させるように制御しても構わない。

また、ここではシート収容部３０１側のシート分離給送部３０４についてのみ説明したが、シート収容部３１１側にも同様にシート分離給送部３１４が設けられており、同様の分離給送が行われる。

また図３に示すように、引抜きローラ対１０，２０にはそれぞれ引抜モータＭ１０，Ｍ２０が接続されている。また、搬送ローラ対１１，１２，１３，１４，１５，１６，２１，２２，２３にはそれぞれ対応する搬送モータＭ１１，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ１４，Ｍ１５，Ｍ１６，Ｍ２１，Ｍ２２，Ｍ２３が接続されている。シート給送装置は、各ローラ対を独立に駆動させることが可能になっている。

また図３において、Ｍ５，Ｍ２０５はトレイ３０２，３１２を昇降するためのリフタ駆動手段としてのリフタモータであり、各シート給送部３３１，３３２におけるトレイ３０２，３１２を昇降動作させるものである。Ｍ１０２，Ｍ２０２は各シート給送部３３１，３３２において吸着搬送ベルト３０５，３１５を回転駆動するための吸着搬送ベルトモータである。Ｆ１５０，Ｆ２５０は各シート給送部３３１，３３２におけるベルト３０５，３１５にシートを吸着するための吸着ファンである。Ｆ１５１，Ｆ２５１は各シート給送部３３１，３３２におけるシート捌きファンである。Ｆ１５２，Ｆ２５２は各シート給送部３３１，３３２における捌きファンである。これらの動作部は、制御手段としての制御部３００によりその動作を制御される。なお、制御部３００をシート給送装置３０００に設けているが、プリンタ本体１０００に設けてもよい。

また図３において、６０５はトレイ検出手段としてのトレイ下位置検出センサであり、トレイの下位置を検出する。この下位置とは、トレイ３０２，３１２が昇降範囲で最も下に下がった位置である。６０６はシート面検出手段としての紙面検出センサであり、トレイ３０２，３１２に積載されたシートの最上位の位置（シート面）を検出する。トレイ下位置検出センサ６０５は、紙面検出センサ６０６よりもシートの積載方向下方に配置されており、前記トレイ３０２，３１２の基準位置となる前述の下位置を検出する。６０７はシート下限検出手段としてのシート浮上下限センサ、６０８はシート上限検出手段としてのシート浮上上限センサであり、捌きファンＦ１５１からのエアで浮上したシートが所定範囲内に位置しているかを検出するシート検出手段である。シート浮上上限センサ６０８、シート浮上下限センサ６０７、紙面検出センサ６０６は、各シート分離給送部に設けられている。また、トレイ下位置検出センサ６０５は、各シート収容部内に設けられている。６１０はエンコーダであり、トレイを昇降するリフタモータの駆動量、つまりトレイの移動量及び移動方向を検出するためのトレイ移動検出手段である。そして、これら各種センサからの情報（検出結果）に基づいて、制御部３００は前記トレイの昇降動作など前述した各動作部の動作を制御する。

尚、画像形成装置の操作部より、各シート収容部３０１，３１１に格納するシートの紙サイズ・紙種・坪量などのシート情報をセットできるようになっている。

（制御ブロックの説明）
図４は図１に示したプリンタ本体１０００内の制御部１３０とシート給送装置３０００の制御部３００の構成を示すブロック図である。

プリンタ本体１０００内の制御部１３０は、ＣＰＵ２１１、ＲＯＭ２１２、ＲＡＭ２１３、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２１４、入出力ポート２１５、操作部２１６、画像処理部２０６、及び画像メモリ部２０８で構成されている。

ＣＰＵ２１１は、プリンタ本体１０００の基本制御を行い、制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ２１２、処理を行うためのワークＲＡＭ２１３、及び入出力ポート２１５が、アドレスバスとデータバスにより接続されている。ＲＡＭ２１３の一部の領域は電源オフされてもデータが消去されないバックアップＲＡＭとなっている。入出力ポート２１５には、プリンタ本体１０００が制御するモータやクラッチなどの各種負荷装置や、シートの位置を検知するセンサなどの入力装置が接続されている。

ＣＰＵ２１１は、ＲＯＭ２１２に格納された制御プログラムの内容に従って、入出力ポート２１５を介して順次入出力の制御を行い、画像形成処理を実行する。また、ＣＰＵ２１１には操作部２１６が接続されており、ＣＰＵ２１１は操作部２１６の表示部やキー入力部を制御する。使用者はキー入力部を通して、画像形成動作モードや表示の切換えをＣＰＵ２１１に指示し、ＣＰＵ２１１は操作部２１６の表示部に対して、プリンタ本体１０００の動作状態や、キー入力によって設定された動作モードの表示を行う。さらにＣＰＵ２１１には、イメージセンサ部（受光素子）２０５で電気信号に変換された信号を処理する画像処理部２０６と、処理された画像を蓄積する画像メモリ部２０８とが接続されている。

尚、シート給送装置３０００の制御部３００は図１を用いて説明した動作を実現するために、ＣＰＵ３５１、ＲＯＭ３５２、ＲＡＭ３５３、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３５４、入出力ポート３５５、及び操作部３５６で構成されている。ＣＰＵ３５１は、入出力ポート３５５を介して、後述する浮上上限センサ６０８及び浮上下限センサ６０７、更にトレイ下位置検出センサ６０５、紙面検出センサ６０６から検出結果を入力する。そして、ＣＰＵ３５１は検出結果に基づいて、後述するリフタモータＭ５，Ｍ２０５、捌きファンＦ１５１，Ｆ２５１及び吸着ファンＦ１５０，Ｆ２５０へ駆動命令を出力する。尚、浮上上限センサ６０８は浮上下限センサ６０７よりも上方に配置されている。また、浮上上限センサ及び浮上下限センサの変わりに距離を測定可能な図示せぬ測距センサを用いても構わない。

（操作部の説明）
図５は、本実施の形態の画像形成装置における操作部２１６の構成を示す概略図である。

図５において、２２１は表示部であり、装置の動作状態やユーザーへの作業指示といった各種メッセージや作業手順等が表示される。また、表示部２２１の表面はタッチパネルにより構成されており、表面に触れることにより選択キーとして働く。２２２はテンキーであり数字を入力するためのキーである。２２３はスタートキーであり、このキーを押すことによりコピー動作を開始する。また、２２４は応用モード選択キーであり、シート表面の材質や、坪量、表面平滑性などのシート条件を入力できるようになっている。

例えば、図６に示すような表示部（操作画面）２２５からシート給送装置３０００内に収容されているシートのマテリアルを選択するようになっている。ここでは、シートの具体的なマテリアルとして、薄紙２３１、普通紙２３２、厚紙２３３、最厚口２３４を例示している。また、マテリアルを自動設定するようにしても良い（図中２３５）。更に、シート表面の材質や、坪量、表面平滑性などのシート条件を細かに設定するようにしても良い（図中２３６）。

シート給送装置３０００の制御部３００は図６に示す表示部２２５で設定されたシートのマテリアル（坪量、表面性など）の設定によって捌きファンＦ１５１，Ｆ２５１の回転数を最適な捌きエアが得られるような回転数となるように変更するテーブルを備えている。設定がなされていない場合は、通常普通紙２３２の設定となっている。また、図６に示す表示部の各設定項目以外にも細かに設定可能であっても構わない。

（シート分離給送部の説明）
次に、上述したシート給送部が有するシート分離給送部（エア分離給送機構）の構成について説明する。

図７は、シート給送部におけるシート分離給送部とシート収容部の周辺部分の断面構成図である。なお、図２では吸着ファンＦ１５０を吸着搬送ベルト３０５内に配置する構成を例示しているが、図７に示すように吸着ファンＦ１５０を吸着搬送ベルト３０５外に配置する構成としても良い。

なお、図７では、図１に示すシート給送装置３０００におけるシート給送部３３１のシート分離給送部３０４を例示しているが、シート給送装置３０００におけるシート給送部３３２も同様の構成である。

図７において、シートＳが積載されてなるシート束を昇降させるトレイ３０２は、プーリー６０３を経由してリフタモータＭ５の駆動によって上下に移動することが可能である。リフタモータＭ５にはエンコーダ６１０が取り付けられており、このエンコーダ６１０によってリフタモータＭ５の駆動量、つまりトレイ３０２の移動量を知ることが可能である。尚、前述したエンコーダ６１０の回転方向もしくはモータの制御信号よりトレイ３０２の移動方向を知ることが可能である。

そして、トレイ３０２の下位置を検出するためにトレイ下位置検出センサ６０５が配置されている。また、トレイ下位置検出センサ６０５の下方に、トレイ３０２の下限を検出するトレイ下限検出センサ（不図示）を設けてもよい。トレイ３０２が下限検出センサに達した場合には何らかの不具合が発生したものとして、トレイ駆動手段（図３のリフタモータ）を停止するように制御される。また、トレイ駆動手段への電力供給を遮断するような構成になっていても構わない。

一方、シート分離給送部３０４の上方には、シートの高さを検出するための紙面検出センサ６０６、シート浮上下限センサ６０７、及びシート浮上上限センサ６０８が配置されている。紙面検出センサ６０６はフラグセンサでシートを検知し、シート浮上下限センサ６０７及びシート浮上上限センサ６０８は光学式センサでシートを検知している。紙面検出センサ６０６は、シート浮上下限センサ６０７及びシート浮上上限センサ６０８よりも下方に配置されている。すなわち、トレイ３０２に積載されたシートＳが給送開始位置へ上昇してくる際、シート浮上下限センサ６０７及びシート浮上上限センサ６０８よりも先に紙面検出センサ６０６が前記シート束Ｓの上面（最上位のシート面）を検知できるように構成されている。ここでは、シート浮上下限センサ６０７及びシート浮上上限センサ６０８は光学式センサに対し、光学式センサを用いているが、フラグセンサによる構成も可能である。

また、シート浮上下限センサ６０７及びシート浮上上限センサ６０８は、後述する捌きファンＦ１５１からのエアで浮上したシートの位置を検出するセンサである。シート浮上下限センサ６０７はシート浮上上限センサ６０８よりも下方に位置している浮上シートを検出できるように感度調整がなされている。これにより、シート浮上下限センサ６０７及びシート浮上上限センサ６０８を用いて、浮上したシートが所定範囲内に位置しているかを検出できる構成となっている。シート浮上下限センサ６０７及びシート浮上上限センサ６０８の検出状態とシート給送状態との関係は後述して説明する。

さらに、シート収容部３０１に収容されたシートＳを給送動作に先行して捌いておく目的で、捌きファンＦ１５１と捌きファンダクト６１０が設置されている。捌きファンＦ１５１を回転させることで生じた吐き出し方向の風圧（エアの吹き出し量）を、捌きファンダクト６１０によってシート束Ｓの最上位シートの近辺に与えることで、シート給送動作時に複数枚のシートが一度に給送されること（重送）を防いでいる。

また、シート給送機構として吸着搬送ベルト３０５、吸着ファンＦ１５０及び吸着ファンダクト６１３が設置されている。吸着ファンＦ１５０を回転させることで生じた吸い込み方向の風圧を、吸着ファンダクト６１３を通して吸着搬送ベルト３０５に与えて、シート束Ｓの最上位シートが吸着するようになっている。そして、吸着搬送ベルト３０５に吸着されたシートは、吸着搬送ベルト３０５が図示の方向に回転されることで給送センサ６２０及び引抜きローラ対１０側へ搬送されるのである。

なお、図７は吸着ファンＦ１５０によりシートを吸着した状態を示している。吸着ファンＦ１５０によりシートが吸着している場合は、シート浮上下限センサ６０７及びシート浮上上限センサ６０８では、シートの浮上位置を検出できないので、シートの浮上位置を検出する場合には、吸着ファンＦ１５０によりシートが吸着していない場合に、シート浮上下限センサ６０７及びシート浮上上限センサ６０８にて浮上位置を検出する。

すなわち、図８に示すように、吸着ファンＦ１５０は動作させずに、捌きファンＦ１５１を動作させている間に、シート浮上下限センサ６０７及びシート浮上上限センサ６０８に基づいてトレイ３０２の昇降が制御される。尚、吸着ファンＦ１５０及び捌きファンＦ１５１がともに非動作状態におけるシート束Ｓの待機位置は、紙面検出センサ６０６により積載されているシートの最上位のシートを検知してトイレ３０２を停止させた状態である。つまり、シート補給等でトレイ３０２が上昇してきた場合は、紙面検出センサ６０６がシートの上面を検知してトレイ３０２を停止させてシート束Ｓを待機位置に位置させる。

図７では、紙面検出センサ６０６にてトレイ３０２上のシートの有無を検出しているが、紙面検出センサ６０６の検出位置（図７の点線位置）は捌きファンダクト６１０のエア吹き付け部である捌きノズル１５１よりもシート積載方向下方に配置されている。

また、捌きファンＦ１５１が動作状態から非動作状態に制御が変わった時において、捌きファンＦ１５１よって捌かれていた用紙が捌かれなくなるので、トレイ３０２の停止位置では紙面検出センサ６０６は検知（ＯＮ）の状態となっている。

図９（ａ）及び図９（ｂ）にシート浮上下限センサ６０７とシート浮上上限センサ６０８の論理について説明する。吸着ファンＦ１５０及び捌きファンＦ１５１がともに非動作状態でシート紙面センサ６０６がＯＮすると、その位置がシート束Ｓの待機状態となる。この状態で捌きファンＦ１５１を駆動するとシート束Ｓの上方が数枚捌かれ、シート束Ｓの最上位シートが浮上し、浮上した最上位シートがシート浮上下限センサ６０７とシート浮上上限センサ６０８の間に入るようにトレイ３０２の昇降が制御される。

シート浮上下限センサ６０７及びシート浮上上限センサ６０８のそれぞれのシート検出可能な下限は、図８に示す通りである。なお、図７及び図８において、シート浮上下限センサ４２及びシート浮上上限センサ４１はシート給送方向に配列されているが、シート給送方向に対して直角方向に配列することにより正確な検知が可能となる。

尚、図６に示す操作画面２２５からトレイ３０２に積載されたシートの表面の材質や、坪量、表面平滑性などのシート条件を入力することにより、捌きファンＦ１５１の風圧（風量）が最適となるような回転数となるように捌きファンの回転数が設定される。入力されたシート条件で捌きファンＦ１５１が動作した場合には、シート束Ｓの最上位シートが吹き上げられシート浮上下限センサ６０７とシート浮上上限センサ６０８の間（所定範囲）に移動するか、もしくはシート浮上上限センサ６０８よりも上方へ移動する。このように、シート浮上下限センサ６０７とシート浮上上限センサ６０８は、捌きファンＦ１５１がシートの材質に応じた最適な回転数で動作した場合に、トレイ３０２の昇降動作を行わなくても、浮上シートを検出できる位置に配置されている。なお、後述するが、前記所定範囲内に位置するシートが給送によるシートの積載量の減少により前記所定範囲から外れた場合には、前記トレイ３０２は、シートを再び前記所定範囲内に戻すまで移動（移動量ｑ）するように制御される。

（シートの残量検知）
次に、図１０〜図１２を用いて、トレイ上のシートの残量を検知する方法について説明する。

トレイ３０２を駆動するリフタモータＭ５には、エンコーダ６１０の円板が設置させている。ここでは、エンコーダ６１０のスリット数は４８で、０．３０７ｍｍ／ｐｌｓになるようにリフタモータＭ５の駆動系とスリット数が決められている。

エンコーダ６１０のカウント数とトレイ３０２の距離と制御部３００のＲＡＭ３５３内のレジスタの設定値の関係を図１０に示す。

トレイ３０２を検出するトレイ下位置検出センサ６０５の位置がすべての基準位置となる。したがって、距離は０ｍｍ、カウント値は０に設定され、図４に示す制御部３００のＲＡＭ３５３内のレジスタに８０００ｈを設定する。トレイ３０２に積載されたシート面が紙面検出センサ６０６の位置にいるときのレジスタ設定値は８１６９ｈとなる。トレイ３０２に積載されたシート面が浮上下限センサ６０７の位置にいるときのレジスタ設定値は８１７Ｄｈとなる。トレイ３０２に積載されたシート面が浮上上限センサ６０８の位置にいるときのレジスタ設定値は８１８７ｈとなる。トレイ３０２に積載されたシート面が他のシート給送部に切り替える位置にいるときのレジスタ設定値は８１５Ｄｈとなる。

次に、図１１のフローチャートを用いて、電源投入後やシートが補給された後のスタンバイ状態に移行するまでの動作について説明する。

電源投入後やシートが補給されたことを検知すると（Ｓ１０１）、トレイ３０２を下降方向に駆動させるためにリフタモータＭ５を駆動させる（Ｓ１０２）。リフタモータＭ５をトレイ下位置検出センサ６０５がＯＮするまで移動させ（Ｓ１０３）、ＯＮすると同時にリフタモータＭ５の駆動を停止させる（Ｓ１０４）。そして、カウント値を０とし、図４に示す制御部３００のＲＡＭ２２０３内のレジスタに８０００ｈを設定する（Ｓ１０５）。その後、トレイ３０２を上昇方向に駆動させるためにリフタモータＭ５を駆動させる（Ｓ１０６）。その間、リフタモータＭ５に接続されているエンコーダ６１０によりカウント値がアップする（Ｓ１０７）。ここで、カウンタ値のアップ方法であるが、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)のような集積回路を用いたハード構成をしてパルスが入力されることで自動的に加減算するような回路を設けてもよいし、ＣＰＵ３５１内で演算してもよく、方法はこれに限らない。トレイ３０２の上昇は、紙面検出センサ６０６がＯＮするまで継続する（Ｓ１０８）。紙面検出センサ６０６がＯＮすると、リフタモータＭ５の駆動を停止させる（Ｓ１０９）。そこで、カウント値を確認し、このカウント値をｍとする（Ｓ１１０）。このカウント値ｍは、前記トレイ３０２をトレイ下位置検出センサ６０５が検出してから、前記トレイ３０２上のシートの最上位の位置を紙面検出センサ６０６が検出するまでの前記トレイ３０２の移動量である。具体的には、トレイ下位置検出センサ６０５の位置から、３０ｍｍだけトレイ３０２が上昇したとすると、カウント値ｍは８０となる。そして、このカウント値ｍの値によって、図１３に示す操作部３５６の残量表示部（残量表示手段）３５７を用いてシート残量を表示する（Ｓ１１１）。シート残量表示は、たとえば、図１３に示すように８段階に設定されており、シート残量が少ないほうからＬＥＤ３５７ａからＬＥＤ３５７ｈを点灯させる。つまり、残量少の場合はＬＥＤ３５７ａのみが点灯し、残量大の場合（満載）はＬＥＤ３５７ａから３５７ｈまですべて点灯させる。ちなみに、シート残量がない場合は、ＬＥＤ３５７ａから３５７ｈは点灯させず、ＬＥＤ３５７ｉを点滅させる。そして、その後スタンバイに移行する（Ｓ１１２）。

さらに、図１２のフローチャートを用いて、スタンバイ状態から給送が開始された際のシートの残量検知動作について説明する。

スタンバイ状態（Ｓ１１２）から給送スタート信号が確認されると（Ｓ２０１）、捌きファンＦ１５１をＯＮさせる（Ｓ２０２）。ここで、図７、図８、図９（ｂ）で説明したように、トレイ３０２に積載されたシートが捌き状態になる。このとき、紙面制御が図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように紙面制御適正位置（Ｓ２０３）になるようにリフタモータＭ５を駆動する。具体的には、トレイ３０２に積載されたシート面が浮上下限センサ６０７より下位置にある場合、トレイ３０２が上昇するようにリフタモータＭ５を駆動する。また、トレイ３０２に積載されたシート面が浮上上限センサ６０８より上位置にある場合、トレイ３０２が下降するようにリフタモータＭ５を駆動する（Ｓ２０５）。この動作をトレイ３０２に積載されたシート面が紙面制御適正位置になるまで繰り返し、紙面制御適正位置になったら、カウント値を確認し、このカウント値をｎとする（Ｓ２０４）。このカウント値ｎは、前記トレイ３０２上のシートの最上位の位置を紙面検出センサ６０６が検出してから、前記トレイ３０２上のシートが前記適正位置（所定範囲）に位置するまでの前記トレイ３０２の移動量である。

次に、前述したようにシート給送装置での給送動作が開始される（Ｓ２０６）。給送動作が継続され、トレイ３０２に積載されたシート面が紙面制御適正位置から外れると（Ｓ２０７）、シート面が紙面制御適正位置になるように、リフタモータＭ５の駆動を制御する。具体的には、トレイ３０２に積載されたシート面が浮上下限センサ６０７より下位置にある場合、トレイ３０２が上昇するようにリフタモータＭ５を駆動する。また、トレイ３０２に積載されたシート面が浮上上限センサ６０８より上位置にある場合、トレイ３０２が下降するようにリフタモータＭ５を駆動する（Ｓ２０９）。この動作をトレイ３０２に積載されたシート面が紙面制御適正位置になるまで繰り返し、紙面制御適正位置になったら、カウント値を確認し、このカウント値をｑとする（Ｓ２０８）。ここでカウント値ｑは、前記トレイ３０２上のシートが給送によるシートの積載量の減少により前記適正位置（所定範囲）から外れた場合に、前記トレイ３０２上のシートを再び前記適正位置内に戻すまでの前記トレイ３０２の移動量である。このトレイ３０２の移動量ｑは、トレイが上昇方向に移動した場合はカウント値をアップし、トレイが下降方向に移動した場合はカウント値をダウンする。具体的には、Ｓ２０７にて紙面制御適正位置にシート面が来るようにリフタモータＭ５を１ｍｍ上昇させたら、カウント値は３となる。

次に、シート残量を演算するために、ｍ＋ｑの演算を行う（Ｓ２１０）。すなわち制御部３００は、前記トレイ３０２の移動量ｍ＋ｑから前記トレイ３０２上のシートの積載量を算出する。具体的には、前述した各カウント値が、ｍ＝８０、ｑ＝３であれば、ｍ＋ｑ＝８３となる。そして、Ｓ１１１で説明したように、図１３に示す操作部３５６の残量表示部３５７にシート残量を表示する（Ｓ２１１）。次に、ｍ＋ｑの演算結果を図１０に示すＡＣＣ（auto cassette change）位置の値と比較する（Ｓ２１２）。このＡＣＣ位置の値は、予め設定されたシートの残量である。ここで、ｍ＋ｑの演算結果がＡＣＣ位置の値以下の場合、シート残量が多いと判断する。具体的には、ｍ＋ｑ≦３４９の場合、シート残量が多いと判断し、給送要求が継続されていれば給送動作を繰り返す（Ｓ２１８）。そして、給送動作を繰り返し、Ｓ２１８にて給送要求がなければ、捌きファンＦ１５１をＯＦＦして（Ｓ２１９）、スタンバイ状態に移行する（Ｓ１１２）。一方、Ｓ２１２にてｍ＋ｑの演算結果がＡＣＣ位置の値より大きい場合、シート残量が少ないと判断する。具体的には、ｍ＋ｑ＞３４９の場合、シート残量が少いと判断し、現在のトレイと同条件（同一サイズ、同一種類等）のシートが設定されている他のトレイ（カセット）があるか確認する（Ｓ２１３）。もし、他のトレイに同条件のシートが設定されていれば、その該当するトレイに切り替えて給送を継続する（Ｓ２１４）。Ｓ２１３にて、他のトレイに同条件のシートが設定されていなければ、給送動作を一時停止し（Ｓ２１５）、図１３に示す操作部３５６にシート補給を促す表示を行う（Ｓ２１６）。その後、カセットにシートが補給されたことを確認すると（Ｓ２１７）、再び給送動作を繰り返す。

ここでは、紙面の待機位置を紙面検知センサ６０６の検知によって設定しているが、シート浮上下限センサ６０７の検知に基づいて同様の制御を行ってもよい。

上述したように、本実施の形態によれば、トレイの移動量ｍから、エアで捌かれていない状態でトレイ上のシートの積載量を算出することができる。またトレイの移動量ｑから、前記トレイ上から給送により減ったシートの積載量を算出することができる。このため、前記トレイの移動量ｍ＋ｑから前記トレイ上のシートの積載量を算出することで、シートの浮上状態にかかわらず、シート給送装置内部のシートの残量を安定して検知することができる。

なお、上述した実施の形態では、シート給送装置がエア分離給送機構を有するシート給送部を２つ備えた構成を例示したが、エア分離給送機構を有するシート給送部の数はこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すればよい。

また上述した実施の形態では、シート捌きファン（エア分離給送機構）を有するシート給送装置として、画像形成装置本体に対して、シートの搬送方向上流側に設置されたシート給送装置を例示した。しかしながら、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば画像形成装置本体に一体に設けられたシート給送装置に適用しても有効である。

また上述した実施形態では、画像形成装置として複写機を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばプリンタ、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられるシート給送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

また上述した実施形態では、画像形成装置に対して着脱自在なシート給送装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば画像形成装置が一体的に有するシート給送装置であっても良い。このシート給送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

また上述した実施形態では、記録対象としての記録紙等のシートを給送するシート給送装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、読取対象としての原稿等のシートを給送するシート給送装置に適用しても同様の効果を得ることができる。

本実施の形態のシート給送装置を画像形成装置に配置した構成を示す模式断面図 本実施の形態のシート給送装置のシート分離給送部の一例を示す断面図 本実施の形態のシート給送装置の制御ブロック図 本実施の形態のプリンタ本体の制御部とシート給送装置の制御部の構成を示すブロック図 本実施の形態の画像形成装置における操作部を示す概略図 操作画面上においてシート条件を入力する画面を示す図 本実施の形態のシート給送装置のシート分離給送部の一例を示す断面図 シート浮上上限センサ及びシート浮上下限センサのシート検出可能な下限を示す図 （ａ）待機状態におけるシート浮上上限センサとシート浮上下限センサの論理を示す図、（ｂ）捌きファン動作後におけるシート浮上上限センサとシート浮上下限センサの論理を示す図 エンコーダのカウント数とトレイの距離と制御部のＲＡＭ内のレジスタの設定値の関係を説明する表図 シート給送装置の動作を説明するフローチャート図 シート給送装置の動作を説明するフローチャート図 操作部においてシートの残量表示を表す図

符号の説明

Ｆ１５０，Ｆ２５０ …吸着ファン
Ｆ１５１，Ｆ２５１ …捌きファン
Ｍ１０２，Ｍ２０２ …吸着搬送ベルトモータ
Ｍ５，Ｍ１０５ …リフタモータ
Ｓ …シート
１ …画像形成装置
１００，１０４ …シート収容部
１５１ …捌きノズル（エア吹き付け部）
２２５ …表示部（操作画面）
３００ …制御部（制御手段）
３０１，３１１ …シート収容部
３０２，３１２ …トレイ
３０３ …後端規制板
３０４，３１４ …シート分離給送部
３０５ …吸着搬送ベルト
３３１，３３２ …シート給送部
３５６ …操作部
３５７ …残量表示部（残量表示手段）
３５７ａ〜３５７ｉ …ＬＥＤ
６０５ …トレイ下位置検出センサ（トレイ検出手段）
６０６ …紙面検出センサ（シート面検出手段）
６０７ …シート浮上下限センサ（シート検出手段）
６０８ …シート浮上上限センサ（シート検出手段）
６１０ …エンコーダ（トレイ移動検出手段）
１０００ …プリンタ本体
１００２，１００３ …シート給送部
１００４ …シート搬送部
１００５ …画像形成部
２０００ …スキャナ
３０００ …シート給送装置

Claims (5)

1. 複数枚のシートを積載して昇降するトレイと、前記トレイに積載されたシートの端部に向けてシートを捌くためのエアを吹き付けるエア吹き付け部と、前記エア吹き付け部からのエアにより捌かれたシートの最上位のシートを搬送する搬送手段とを備え、シートを一枚ずつ給送するシート給送装置であって、
   前記エア吹き付け部からのエアにより捌かれたシートの最上位のシートが所定範囲内に位置しているかを検出するシート検出手段と、
   前記トレイに積載されたシートの最上位の位置を検出するシート面検出手段と、
   前記シート面検出手段よりもシートの積載方向下方において前記トレイの基準位置を検出するトレイ検出手段と、
   前記トレイの移動量を検出するためのトレイ移動検出手段と、
   前記トレイ移動検出手段の検出結果から算出された前記トレイ上のシートの積載量を表示する残量表示手段と、を有し、
   前記トレイを前記トレイ検出手段が検出してから前記トレイ上のシートの最上位の位置を前記シート面検出手段が検出するまでの前記トレイの移動量をｍとし、
   前記トレイ上のシートが前記所定範囲から外れている場合に、前記トレイ上のシートを前記所定範囲内に位置させるまでの前記トレイの移動量をｑとすると、
   前記トレイの移動量ｍ＋ｑから前記トレイ上のシートの積載量を算出して前記残量表示手段に表示することを特徴とするシート給送装置。
2. 前記トレイの移動量ｑは、前記トレイが上昇方向に移動した場合はカウント値をアップし、前記トレイが下降方向に移動した場合はカウント値をダウン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。
3. 前記トレイを複数有し、前記トレイの算出されたシートの積載量が予め設定されたシートの残量より少ない場合には、現在のトレイと同条件のシートが設定されている他のトレイに切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート給送装置。
4. 前記トレイの算出されたシートの積載量が予め設定されたシートの残量より少ない場合には、前記トレイからのシートの給送動作を停止させることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート給送装置。
5. 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と、前記シート給送装置により送り出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。

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