JP2016088713A - 給紙装置、及びこれを備えた画像形成システム - Google Patents

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Abstract

【課題】反射式センサでの検知に難がある用紙に対しての不検知問題を制御的な手段で改善し、既存の反射式センサ構成においても確実に黒紙や反射率の少ない用紙を検知可能とする。【解決手段】用紙載置台昇降制御手段Kによって昇降する用紙載置台A1上の用紙pをペーパーエンドセンサSN4で検出して用紙の有無を判断する。画像形成装置1の上位制御コントローラー11からの情報を元に、用紙pの紙厚が大きい値である場合は側上面センサ下SN2で、紙厚が小さい値の場合は側上面センサ上SN3で用紙pの最上面を検知する。段階的に側上面センサ下SN2、側上面センサ上SN3、ペーパーエンドセンサSN4を用い、いずれかのセンサで用紙pの最上面を検知した時、用紙載置台A1を停止させる。用紙載置台A1の昇降量の値Pはパルス数で設定する。【選択図】図3

Description

本発明は、給紙装置、及びこれを備えた画像形成システムに関する。
画像形成装置の給紙ユニットでは、用紙載置台上の用紙状態を検知し、用紙が載置されているかの有無を検出する必要がある。用紙載置台に載置された用紙を判定するセンサはペーパーエンドセンサと呼ばれ、反射式センサなどを用いる。センサの判定情報を画像形成装置に送信することで、不給紙等の判断をする技術が既に知られている。
しかし、今までのペーパーエンドセンサに反射式センサを利用する装置構成では、黒紙に対しての検出精度に問題があった。具体的には、反射式のセンサでは検出体表面の反射光を検出しているため、検出体の性質や表面状態によって検知距離が左右される特性を有している。一般的には反射率の高いもの程検出精度が高く、光沢のない用紙や黒紙などにたいしては相対的な検出距離が短くなる。黒紙や反射率の少ない用紙に対しては反射率が低いため、反射式センサでの検知が難しい。したがって、用紙が載置されているにもかかわらず、用紙無しの判定がされる問題が生じる。
図5は、反射式センサの検知距離と用紙種類の関係について説明する図である。図に示した反射式センサSNから検出媒体に対して発光をし、検出体表面の反射光を検出する。検出媒体の性質や表面状態によって反射率は変わり、一般的には反射率の高いもの程検出精度が高く、光沢のない用紙や黒紙などに対しては相対的に検出距離が短くなる。図示のように白紙では距離X1内であれば検知可能であるところを、黒紙では距離X2まで近づけないと検知できない。
特許文献1には、用紙の残量検知と有無検知精度を高める目的で、用紙の表面に向けて光を投光する投光部と、用紙の表面からの反射光を受光する受光部とを有すると共に、受光部で受光した反射光の入射角度に基づいて用紙との距離を測定する測距センサを設け、測距センサからの測距データに基づいて用紙残量を表示すると共に、測距データが所定値以上となった場合に用紙無しの表示を行なう表示部を設ける技術が開示されている。
しかしながら、黒紙の通紙に対して検出精度が低いため、用紙無しと判断してしまうという問題は解消できていない。
そこで本発明は、反射式センサによって用紙有無、及び残量検知を行っている給紙装置において、反射式センサでの検知に難がある用紙に対しての不検知問題を制御的な手段で改善し、既存の反射式センサ構成においても確実に黒紙や反射率の少ない用紙を検知できることを目的とする。
本発明に係る給紙装置は、用紙を載置して昇降する用紙載置台と、給紙装置の動作を制御する給紙装置制御手段と、画像形成装置に搭載されている上位制御手段によって前記給紙装置制御手段に与えられる用紙の紙厚その他の用紙についての情報に従って前記用紙載置台の昇降位置を決定する昇降位置決定手段と、前記昇降位置決定手段によって決定された所定の位置まで前記用紙載置台を昇降させる昇降手段と、前記用紙載置台が第1の所定の位置まで昇降しているか否かを判定する第1の昇降位置判定手段と、前記用紙載置台の昇降方向で前記第1の昇降位置判定手段と位置を異ならせて設けられ、前記用紙載置台が第2の所定の位置まで昇降しているか否かを判定する第2の昇降位置判定手段と、前記第1の所定の位置での前記用紙載置台における用紙の有無を検出する第1の用紙有無検出手段と、前記第2の所定の位置での前記用紙載置台における用紙の有無を検出する第2の用紙有無検出手段と、前記用紙載置台の昇降方向で前記第1、第2の昇降位置判定手段と位置を異ならせて設けられ、前記用紙載置台の用紙の有無を判定する第3の用紙有無検出手段とを備え、前記第1、第2及び第3の用紙有無検出手段による用紙の有無の検出を段階的に行うことを特徴とする。
本発明によれば、検知しづらい黒紙や、反射率の少ない用紙に対して、動作制御を工夫することにより確実に検知を可能とし、多種多様な用紙への対応が可能となることに加え、検知できないことによる不給紙などを改善できる。
複写機、プリンタ等の画像形成装置と、給紙装置とを組み合わせて構成した画像形成システムを示す概念的断面図図(a)と、給紙装置の構成を示す概念的断面図(b)である。 図1に示した画像形成装置および給紙装置の装置構成を示す概念図である。 画像形成装置1および給紙装置2、3の駆動系の構成を示すブロック図(a)と、システム機能について説明するための概念図である。 用紙載置台の制御フロー図である。 反射式センサの検知距離と用紙種類の関係について説明する図である。
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本実施形態は、反射式センサによる用紙有無の検知に際して、ペーパーエンドセンサの判定タイミングを変更し、複数のセンサを利用して複数段階の判定を実行することで、従来よりも詳細に判定を行えるようにするものである。
前記本発明の特徴について、以下に図面を参照して詳細に説明する。
図1は、複写機、プリンタ等の画像形成装置と、給紙装置とを組み合わせて構成した画像形成システムを示す概念的断面図(a)と、給紙装置の構成を示す概念的断面図(b)である。図中1は画像形成装置、2、3は給紙装置である。給紙装置3はADF4を備えており、給紙装置2は備えていない。給紙装置2、3はそれぞれ、上下一対の給紙トレイ部5、6と、記録媒体(以下、用紙と記載する)を搬送する搬送経路を構成する連結搬送部7と、縦搬送部8を備えている。これらは搬送手段として多数のローラ対などを備えている。連結搬送部7は、前段側の装置から用紙を導入する経路となる。前段側の装置は、給紙装置2では図示していない装置であり、給紙装置3では給紙装置2となる。縦搬送部8は、これらから給紙装置2、3から後段側の装置へ用紙を搬出する経路となる。後段側の装置は、給紙装置2では給紙装置3であり、給紙装置3では画像形成装置1となる。なお、給紙装置2、3では、給紙トレイ部5、6に複数枚積載されている用紙の束のうち、最上位の用紙を例えば吸引ベルトによって吸着して縦搬送部8へ搬出するものを採用できるが、本発明ではその他の種々の給紙方式の装置を採用できる。
図2は、図1に示した画像形成装置1および給紙装置2、3の装置構成を示す概念図である。
画像形成装置1は上位制御コントローラー11を搭載し、給紙装置2、3は給紙装置制御コントローラー12を持つ。給紙装置制御コントローラー12は、給紙装置の動作を制御する給紙装置制御手段である。給紙トレイ部5、6が備える用紙載置台A1は、給紙トレイ本体内でワイヤーWに吊られた状態で上下方向を昇降方向として配置されている。この用紙載置台A1上に用紙pの束が載置される。昇降手段を構成する昇降モータM1は、その動力を伝えるプーリーP1によって構成される用紙載置台昇降制御手段Kを持つ。また用紙載置台A1が下限位置に下降しているか否かを検知するための下限検知センサSN1、後述する側上面センサ下SN2、側上面センサ上SN3及びペーパーエンドセンサSN4を備える。さらに、用紙吸着手段を構成する吸着ベルトB1、用紙搬送部R1、給紙センサSN5からなる吸着ベルトユニットRを用紙吸着搬送手段として備える。もちろん、給紙装置2、3がこの構成のものに限定されることはない。なお図中13は図示の画像形成システムを操作するため画像形成装置1が備える操作パネルである。また側上面センサ下SN2が第1の所定位置となり、側上面センサ上SN3の位置が第2の所定位置となり、ペーパーエンドセンサSN4の位置が第3の所定位置となる。SN3の位置(第2の所定位置)は図示のように側上面センサ下SN2の位置(第1の所定位置)より少し上方に設定する。図示の実施形態ではSN3の位置と側上面センサ下SN2の位置はいわば隣接させて配置されている。
図3は、画像形成装置1および給紙装置2、3の駆動系の構成を示すブロック図(a)と、システム機能について説明するための概念図(b)である。
画像形成装置1の上位制御コントローラー11から給紙装置制御コントローラー12に紙の厚さ、サイズ等の情報が送信される。この情報に従って、給紙装置制御コントローラー12が給紙トレイ部5、6内にワイヤーWで吊られて配置されている用紙載置台A1を、側上面センサ下SN2、側上面センサ上SN3の適切な箇所まで、用紙載置台昇降制御手段Kによって昇降させる。
用紙載置台昇降制御手段Kによって昇降する用紙載置台A1上の用紙pをペーパーエンドセンサSN4で検出して用紙の有無を判断する。また、画像形成装置1の上位制御コントローラー11からの情報を元に、用紙pの紙厚が大きい値である場合は側上面センサ下SN2で、紙厚が小さい値の場合は側上面センサ上SN3で用紙pの最上面を検知する。いずれかのセンサで用紙pの最上面を検知した時、用紙載置台A1を停止させる。この時の用紙載置台昇降制御手段Kを動作させたパルス出力量を底板昇降パルス量カウントPLSとして記憶する。また、側上面センサ下SN2、側上面センサ上SN3、ペーパーエンドセンサSN4までの所定パルス量をそれぞれPls2、Pls3、Pls4とし、紙厚情報による最大パルス量をPmaxとし、所定のパルス量を記憶する。さらに、センサ検知範囲分のパルス量をAとする。
用紙pは用紙搬送機能を持った吸着ベルトユニットRによって吸着、搬送し、給紙センサSN5で搬送の有無を検知する。給紙センサSN5で用紙の搬送を検知しない場合(用紙が一定時間排出されない場合)、上位制御コントローラー11に対して給紙センサ情報、及びジャム(JAM)情報の有無を伝達し、上位制御コントローラー11が画像形成装置1の操作パネル13上にジャム表示を行う。
図4は、用紙載置台の制御フロー図である。この制御は、給紙装置制御コントローラー12が内蔵するマイクロコンピュータ等の制御手段を用いて行う。この制御手段が、用紙載置台A1の昇降量に応じてパルス出力する昇降パルス量カウント手段、決定された用紙載置台A1の昇降位置までの所定パルス量を最大値として記憶する最大パルス量記憶手段、所定のパルス量ごとの加減算値を変数として記憶する記憶手段、そして、昇降パルス量カウント手段と最大パルス量記憶手段と所定のパルス量とから用紙載置台A1の再昇降量を決定する再昇降量決定手段を構成することになる。また第1、第2の用紙昇降位置判定手段、さらには用紙載置台A1の昇降位置決定手段、用紙搬送検知手段、用紙不給紙判定手段、用紙有無検出手段をも構成する。もちろん、その他の手段を採用してこれら手段を構成することも可能である。
この制御を以下に説明する。
画像形成装置1の上位制御コントローラー11より給紙装置制御コントローラー12に紙厚、及びサイズ情報が送信され、使用する側上面センサが側上面センサ下SN2であるか否かを判断する(ステップS1)。使用するセンサが側上面センサ下SN2である場合、図に符号S1aで示した側のフローに移行し、用紙載置台A1を側上面センサ下SN2まで上昇させる(ステップS2)。使用するセンサが側上面センサ下SN2でない場合、図に符号S1bで示したフローに移行し、用紙載置台A1を側上面センサ上SN3まで上昇させる(ステップS3)。以下、S1aで示した側のフローをS1aフローと記載し、S1bで示した側のフローをS1bフローと記載する。
この時、給紙位置からの再昇降量をPとし、紙厚情報による側上面センサ決定時の最大パルス量をPmaxとし、給紙位置からの再昇降量を算出するための変数をPaとする。また、用紙載置台A1が側上面センサ下SN2まで上がる所定のパルス量をPls2、用紙載置台A1が側上面センサ上SN3まで上がる所定のパルス量をPls3、用紙載置台A1がペーパーエンドセンサSN4まで上がる所定のパルス量をPls4とする。S1aフローにおいてはP=0、Pmax=Pls2、Pa=Pls2となり(ステップS4)、S1bフローではP=0、Pmax=Pls3、Pa=Pls3となる(ステップS5)。
前記各種数値の決定後、用紙載置台A1に載置された用紙pの最上面が、選択された側上面センサで検知された時、ペーパーエンドセンサSN4で用紙有無を検知する(ステップS6)。S1aフローの場合、側上面センサ下SN2で用紙有りの場合(ステップS6でYESの場合)はS4フローへ移行し、無しの場合(ステップS6でNOの場合)はS2フローへ移行する。S1bフローの場合、側上面センサ上SN3で用紙有りの場合と同様にS4フローに移行し、無しの場合はS3フローへ移行となる。
S2フローに移行した場合、用紙載置台A1を側上面センサ上SN3まで上昇させる(ステップS7)。この時、P値は更新され、再昇降量の値P(以下、P値と記載する)はP=Pls3−Paとなる(ステップS8)。用紙載置台A1に載置された用紙pの最上面が選択された側上面センサで検知された時、ペーパーエンドセンサSN4で再度用紙の有無を検知する(ステップS9)。用紙有りの場合(ステップS9でYESの場合)はS4フローに移行し、無しの場合(ステップS6でNOの場合)はS3フローへ移行となる。
S3フローでは用紙載置台A1をペーパーエンドセンサSN4まで上昇させる(ステップS10)。この時、P値は更新されてP=Pls4−Paとなる(ステップS11)。用紙載置台A1に載置された用紙pの最上面をペーパーエンドセンサSN4で検知し(ステップS12)、用紙有りの場合はP値が更新されてP=Pls4となり(ステップS13)、S4フローへ移行し、無しの場合はS7フローへ移行する。S7フローへ移行した場合は用紙無しとの判定であるので、ペーパーエンドであることを給紙装置制御コントローラー12から上位制御コントローラー11へ送信して動作を停止する(ステップS22:後述する)。
S4フローに移行すると、給紙位置からのP値分、用紙載置台A1を下降させる(ステップ14)。そのため、S1aフロー及びS1bフローから直接S4フローに移行した場合、用紙載置台A1は下降せず、S2フロー、S3フローを経由して直接S4フローに移行した場合にのみ用紙載置台A1の下降が発生する。用紙載置台A1の下降後、給紙位置からのP値が0でないか否かを判定し(ステップS15)、P値が0である場合(ステップS15でNOの場合)は正常に検知が行えているとして、S5フローに移行し、通常の給紙動作後に動作終了となる(ステップS16)。P値が0でない場合(ステップS15でYESの場合)は、所定の箇所で検知ができていない、すなわち黒紙等の反射率が低い用紙であるとして、S6フローへ移行する。
S6フローに移行すると、S4フローで給紙位置からの再昇降量分(P値分)だけ用紙載置台A1を下降させた位置で給紙動作を開始する(不検知対応休止モード:ステップS17)。そして、紙厚情報に応じて本来は選択されるべき側上面センサを使用した時の最大パルス量Pmaxから、センサ検知範囲分のパルス量Aを引いた値(Pmax−A)が、底板昇降パルス量カウントPLSに近いか否かを監視する(ステップS18)。
前記の値(Pmax−A)が底板昇降パルス量カウントPLSより小さい場合(ステップS18でNOの場合)は給紙動作を続行する。前記の値が底板昇降パルス量カウントPLSより大きい場合(ステップS18でYESの場合)は、給紙センサSN5で用紙が搬送できているかの有無を確認する(ステップS19)。
給紙センサSN5で用紙が検知される場合(ステップS19でNOの場合)は再び給紙動作に戻り(ステップS17へ戻る)、底板昇降パルス量カウントPLSとの監視を行う。給紙センサSN5で用紙が検知されない場合(不給紙有り:ステップS19でYESの場合)は、給紙位置からのP値に対して、紙厚情報による側上面センサ決定時の最大パルス量Pmaxから底板昇降パルス量カウントPLSを引いた値の位置まで上昇させる。昇降量は、P+(Pmax−PLS)である。または、ペーパーエンド検知が検知された位置まで用紙載置台A1を上昇させる(ステップS20)。
用紙載置台A1を昇降させた位置で、用紙pの最上面が存在するかをペーパーエンドセンサSN4で検知する(ステップS21)。すなわち、用紙載置台A1に用紙pが載置されているか否かを検知する。用紙無しの場合(ステップS21でNOの場合)はS7フローへ移行し、用紙無しと判定して(ステップS22)、ペーパーエンドであることを給紙装置制御コントローラー12から上位制御コントローラー11へ送信して動作を停止する。用紙有りの場合(ステップS21でYESの場合)は不給紙ジャムであると判定し、給紙装置制御コントローラー12から上位制御コントローラー11へジャム情報を送信し、動作を終了する(ステップS23)。
上述したように本発明の実施形態においては、用紙昇降位置判定によって段階的に用紙有無判定手段を用いることで、用紙載置台上に載置された用紙が用紙有無判定手段で検知が困難である用紙であっても、確実な検知を可能とする。また、用紙載置台の昇降量に係るパルス量を管理、記憶することで、適切な位置に用紙載置台を昇降させ、給紙することが可能となる。また、用紙の搬送を行うと共に、不給紙の場合は画像形成装置内の上位制御手段に不給紙情報を送信し、画像形成装置のパネルに不給紙であることを表示できるため、用紙状態を可視化できる。
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
1 :画像形成装置
2、3 :給紙装置
4 :ADF
5、6 :給紙トレイ部
7 :連結搬送部
8 :縦搬送部
11 :上位制御コントローラー
12 :給紙装置制御コントローラー
13 :操作パネル
14 :ステップ
22 :ステップ
A :パルス量
A1 :用紙載置台
B1 :吸着ベルト
K :用紙載置台昇降制御手段
M1 :昇降モータ
P1 :プーリー
PLS :底板昇降パルス量カウント
Pmax :最大パルス量
R :吸着ベルトユニット
R1 :用紙搬送部
SN1 :下限検知センサ
SN2 :側上面センサ下
SN3 :側上面センサ上
SN4 :ペーパーエンドセンサ
SN5 :給紙センサ
W :ワイヤー
p :用紙
特開平7−172623号公報 特開2003−40487号公報

Claims (10)

  1. 用紙を載置して昇降する用紙載置台と、
    給紙装置の動作を制御する給紙装置制御手段と、
    画像形成装置に搭載されている上位制御手段によって前記給紙装置制御手段に与えられる用紙の紙厚その他の用紙についての情報に従って前記用紙載置台の昇降位置を決定する昇降位置決定手段と、
    前記昇降位置決定手段によって決定された所定の位置まで前記用紙載置台を昇降させる昇降手段と、
    前記用紙載置台が第1の所定の位置まで昇降しているか否かを判定する第1の昇降位置判定手段と、
    前記用紙載置台の昇降方向で前記第1の昇降位置判定手段と位置を異ならせて設けられ、前記用紙載置台が第2の所定の位置まで昇降しているか否かを判定する第2の昇降位置判定手段と、
    前記第1の所定の位置での前記用紙載置台における用紙の有無を検出する第1の用紙有無検出手段と、
    前記第2の所定の位置での前記用紙載置台における用紙の有無を検出する第2の用紙有無検出手段と、
    前記用紙載置台の昇降方向で前記第1、第2の昇降位置判定手段と位置を異ならせて設けられ、前記用紙載置台の用紙の有無を判定する第3の用紙有無検出手段と、
    を備え、
    前記第1、第2及び第3の用紙有無検出手段による用紙の有無の検出を段階的に行う、
    ことを特徴とする給紙装置。
  2. 前記用紙についての情報によって前記用紙載置台の昇降位置を前記第1の所定位置または前記第2の所定位置と決定し、
    該決定された前記第1の所定位置または前記第2の所定位置において前記用紙載置台に用紙が載置されているか否かを検出し、
    前記昇降手段は、前記用紙載置台を、前記第1の所定位置で用紙を検出しなければ前記第2の所定位置へ、前記第2の所定位置で用紙を検出しなければ前記第3の所定位置へ昇降させる、
    ことを特徴とする請求項1に記載の給紙装置。
  3. 前記第2の所定の位置を前記第1の所定の位置より上方に設定し、前記第3の所定の位置を前記第2の所定の位置より上方に設定した、
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の給紙装置。
  4. 前記第2の昇降位置判定手段を、前記用紙載置台の昇降方向で前記第1の用紙昇降位置判定手段に隣接させて配置したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の給紙装置。
  5. 前記用紙載置台が下限位置に下降しているか否かを判定する第3の昇降位置判定手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の給紙装置。
  6. 前記用紙載置台の昇降量に応じてパルス出力する昇降パルス量カウント手段と、
    前記決定された前記用紙載置台の昇降位置までの所定パルス量を最大値として記憶する最大パルス量記憶手段と、
    所定のパルス量ごとの加減算値を変数として記憶する記憶手段と、
    前記昇降パルス量カウント手段と前記最大パルス量記憶手段と前記所定のパルス量とから前記用紙載置台の再昇降量を決定する再昇降量決定手段と、
    を備えた、
    ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の給紙装置。
  7. 前記再昇降量決定手段が決定した前記用紙載置台の再昇降量の値が0の場合には前記用紙載置台を再昇降させない、
    ことを特徴とする請求項6に記載の給紙装置。
  8. 前記第3の用紙有無検出手段が、前記用紙載置台の用紙の有無を検出するための反射式センサを含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の給紙装置。
  9. 前記用紙載置台に載置された用紙を吸着する用紙吸着手段と、
    前記用紙吸着手段によって吸着された用紙を搬送する用紙吸着搬送手段と、
    前記用紙吸着搬送手段によって搬送された用紙を搬送経路に搬送する搬送手段と、
    前記用紙吸着搬送手段による用紙が一定時間排出されていないことを判定する用紙搬送検知手段と、
    前記用紙搬送検知手段に基づいて不給紙の有無を判定する用紙不給紙判定手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載の給紙装置。
  10. 請求項1から9のいずれか1項に記載の給紙装置と、該給紙装置から搬送された用紙の上に画像形成する画像形成装置とからなることを特徴とする画像形成システム。
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