JP2017001784A - 給紙装置、画像形成装置および画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】生産性を低下させることなく、用紙収容部における用紙の有無を正確に検知することが可能な給紙装置、画像形成装置および画像形成システムを提供する。
【解決手段】給紙装置は、用紙載置台に載置された用紙の上方に位置し、当該用紙を吸着して給紙方向に搬送する搬送ベルトと、搬送ベルトの内側に設けられ、空気を吸引して、用紙載置台に載置された用紙を搬送ベルトに吸着させる吸引部と、用紙載置台上に用紙が存在する場合において当該用紙を挟んで吸引部と対向し、かつ、用紙載置台上に用紙が存在しない場合において吸引部と対向する位置に設けられ、当該吸引部から受ける吸引力に応じて位置が変位する変位部材と、変位部材の位置の変位を検出する変位検出部と、変位検出部の検出結果に基づいて、用紙収容部における用紙の有無を検知する用紙有無検知部とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、給紙装置、画像形成装置および画像形成システムに関する。

従来、複写機やプリンター等の画像形成装置に用紙を供給する給紙装置として、エアー方式の給紙装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載されているように、エアー方式の給紙装置（以下、「エアー給紙装置」と称する）は、用紙収容部、吸着搬送部、浮上エアー送風部、分離エアー送風部および出口ローラー部等を備える。

吸着搬送部は、多数の吸引孔を有する無端状の搬送ベルトと、搬送ベルトの内部に設置されるエアー吸引部を有する。吸着搬送部は、用紙収容部の上方に配置され、用紙収容部が有する用紙載置台に積載されている用紙束から１枚ずつ用紙を吸着して搬送する。浮上エアー送風部は、用紙搬送方向に直交する方向（用紙幅方向の両端側）から用紙束の側方に送風を行い用紙束の上位数枚の用紙を浮上させる。分離エアー送風部は、用紙搬送方向下流側から搬送ベルトに吸着した複数枚の用紙に向けて送風を行い最上位の１枚だけを分離する。出口ローラー部は、吸着搬送部の用紙搬送方向下流側に配置され、吸着搬送部によって搬送されてきた用紙をさらに下流側に送出する。

エアー給紙装置においては、浮上エアー送風部の送風によって用紙を浮上させ、この浮上した用紙をエアー吸引部によって搬送ベルトに吸着させる。この状態で搬送ベルトが走行することにより、用紙が搬送される。また、搬送ベルトに２枚以上の用紙が吸着して搬送される、いわゆる重送が生じるのを防止するため、搬送ベルトに直接吸着する１枚目の用紙（用紙束の最上位の用紙）と１枚目の用紙を介して搬送ベルトに吸着する２枚目の用紙（用紙束の次位の用紙）との紙間に、分離エアー送風部によって分離エアーが送風される。

吸着搬送部によって搬送された１枚目の用紙が出口ローラー部に到達すると、搬送ベルトの走行は停止され、出口ローラー部によって用紙の搬送が行われる。吸着搬送部においては、１枚目の用紙が搬送ベルトの搬送面に沿って摺動することになる。そして、出口ローラー部によって所定長の搬送が行われた後、次の用紙（２枚目の用紙）を給紙するための浮上エアーの送風が開始される。１枚目の用紙の後端位置が吸着搬送部内に進入すると、徐々に２枚目の用紙が表面に現れて搬送ベルトに直接吸着していく。

ところで、エアー給紙装置の中には、画像形成装置の画像形成処理中に、用紙収容部における用紙がなくなった場合、同一の設定（紙サイズ、紙種など）がなされた他の用紙収容部に切り換えて給紙を継続するオートトレイスイッチ機能を有するものがある。このオートトレイスイッチ機能を有するエアー給紙装置においては、用紙収容部における用紙の有無を検知する用紙有無検知部（例えば、特許文献２〜４）が設けられており、用紙有無検知部により用紙収容部に用紙が無いことが検知されると、オートトレイスイッチ機能が実行される。

特許文献２には、被検出体である各種物体を非接触状態で検出する反射型フォトインタラプター（以下、反射型センサー）を用いて、用紙収容部における用紙の有無を検知する技術が開示されている。

特許文献３には、矢印形レバー（以下、アクチュエーター）の頂点が用紙収容部（カセット）内の用紙に当接するように当該アクチュエーターを摺動可能に支持し、用紙収容部内の用紙量の変化に伴うアクチュエーターの摺動位置を検知することによって、用紙収容部における用紙の有無を検知する技術が開示されている。

特許文献４には、用紙収容部（給紙トレイ）の底板上に積載された記録紙の束を厚さ方向で挟む位置に設けられた発光手段と受光手段とを有し、当該厚さ方向に光を透過させて透過光量を検出することによって、用紙収容部における用紙の有無を検知する透過型センサーが開示されている。

特開２００３−１４９９９５号公報 特開２００４−３３１３５８号公報 特開昭６１−２３８６３３号公報 特開２００４−２６９２３３号公報

しかしながら、上記エアー給紙装置では、浮上エアー送風部の送風によって複数枚の用紙を浮上させた後、当該複数枚の用紙に向けた分離エアーの送風によって、搬送ベルトに直接吸着する１枚目の用紙の下方に位置する用紙（すなわち２枚目以降の用紙）が浮遊してしまう場合がある。この場合、上記特許文献２〜４に記載の技術では、搬送ベルトに１枚目の用紙を吸着させて搬送した直後において、用紙収容部における用紙の有無を正確に検知することができない場合があるという問題があった。

すなわち、上記特許文献２に記載の反射型センサーを用いる場合、浮遊する用紙の姿勢が一定とならず例えば波打つような姿勢であると、反射型センサーから発光された光が用紙に当たって拡散し、すなわち拡散した光が反射型センサーの受光部に届かなくなり、用紙収容部に用紙が有るにも関わらず、用紙が無いと検知されてしまう場合がある。

また、上記特許文献３に記載のアクチュエーターを用いる場合、用紙が浮遊しているため、アクチュエーターが用紙に当接できない位置が生じ、用紙収容部に用紙が有るにも関わらず、用紙が無いと検知されてしまう場合がある。

また、上記特許文献４に記載の透過型センサーを用いる場合、用紙収容部における用紙の有無を正確に検知するには、当該用紙の種別（例えば、透明な用紙（ＯＨＰ)）や、透過型センサーが有する受光部および発光部における汚れの有無等、検出条件が変更される毎に検出調整を行う必要がある。それゆえ、検出条件が変更されているにも関わらず検出調整を行っていないと、用紙収容部における用紙の有無を正確に検知することができない場合がある。

以上のように、用紙収容部における用紙の有無を正確に検知することができない場合、分離エアーの送風によって浮遊した用紙が用紙載置台上に下降する、すなわち用紙の浮遊が収まるまで待つか、一定時間待って用紙有無検知部の検知結果に変化がないために用紙が無いと判断するか、または、複数の用紙有無検知部を組み合わせて用紙が無いことを検知することが行われる。その結果、用紙収容部における用紙の有無を検知するタイミング、ひいてはオートトレイスイッチ機能の実行タイミングが遅くなり、生産性が低下してしまう。

本発明の目的は、生産性を低下させることなく、用紙収容部における用紙の有無を正確に検知することが可能な給紙装置、画像形成装置および画像形成システムを提供することである。

本発明に係る給紙装置は、
複数の用紙を載置可能な用紙載置台を有し、当該用紙を収容する用紙収容部と、
前記用紙載置台に載置された用紙の上方に位置し、当該用紙を吸着して用紙搬送方向に搬送する搬送ベルトと、
前記搬送ベルトの内側に設けられ、空気を吸引して、前記用紙載置台に載置された用紙を前記搬送ベルトに吸着させる吸引部と、
前記用紙載置台上に用紙が存在する場合において当該用紙を挟んで前記吸引部と対向し、かつ、前記用紙載置台上に用紙が存在しない場合において前記吸引部と対向する位置に設けられ、当該吸引部から受ける吸引力に応じて位置が変位する変位部材と、
前記変位部材の位置の変位を検出する変位検出部と、
前記変位検出部の検出結果に基づいて、前記用紙収容部における用紙の有無を検知する用紙有無検知部と、
を備える。

本発明に係る画像形成装置は、
複数の用紙を載置可能な用紙載置台を有し、当該用紙を収容する用紙収容部と、
前記用紙載置台に載置された用紙の上方に位置し、当該用紙を吸着して用紙搬送方向に搬送する搬送ベルトと、
前記搬送ベルトの内側に設けられ、空気を吸引して、前記用紙載置台に載置された用紙を前記搬送ベルトに吸着させる吸引部と、
前記用紙載置台上に用紙が存在する場合において当該用紙を挟んで前記吸引部と対向し、かつ、前記用紙載置台上に用紙が存在しない場合において前記吸引部と対向する位置に設けられ、当該吸引部から受ける吸引力に応じて位置が変位する変位部材と、
前記変位部材の位置の変位を検出する変位検出部と、
前記変位検出部の検出結果に基づいて、前記用紙収容部における用紙の有無を検知する用紙有無検知部と、
を備える。

本発明に係る画像形成システムは、
上記給紙装置と、
前記給紙装置に接続され、前記給紙装置から給紙された用紙に対して画像を形成する画像形成装置と、
を備える。

本発明によれば、生産性を低下させることなく、用紙収容部における用紙の有無を正確に検知することができる。

本実施の形態における画像形成システムの全体構成を示す図である。 本実施の形態における給紙装置の制御系の主要部を示す図である。 本実施の形態における給紙装置の要部である給紙ユニットを示す斜視図である。 図３におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。 用紙収容部における用紙の有無を検知する構成を示す図である。 給紙装置における給紙動作の例を示すフローチャートである。 用紙収容部における用紙の有無を検知する構成の変形例を示す図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態における画像形成システム１の全体構成を示す図である。図１に示すように、画像形成システム１は、画像形成装置２０の側方（図１では右側）に外付け型の大容量給紙装置１０（以下、「給紙装置１０」と称する）が接続された構成を有する。

給紙装置１０は、内部に三段の給紙ユニット１０Ａ〜１０Ｃを備え、画像形成装置２０に用紙を１枚ずつ給紙する。給紙装置１０は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を有する制御部１００を備える。制御部１００は、画像形成装置２０の制御部２８と協働して、給紙装置１０の各ブロックの動作を集中制御する。具体的には、制御部１００は、画像形成装置２０からの制御信号、または後述する吸着状態検出部１８１、用紙検出部１８２、用紙高さ検出部１８４からの入力信号等に基づいて、用紙収容部１１、吸着搬送部１２、浮上エアー送風部１３、分離エアー送風部１４、および出口ローラー部１５の動作を制御する。給紙ユニット１０Ａ〜１０Ｃの詳細については後述する。

画像形成装置２０は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置２０には、ＣＭＹＫの４色に対応する感光体ドラムを中間転写ベルトの走行方向（鉛直方向）に直列配置し、中間転写ベルトに一回の手順で各色トナー像を順次転写させる縦型タンデム方式が採用されている。すなわち、画像形成装置２０は、感光体ドラム上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルトに転写（一次転写）し、中間転写ベルト上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

画像形成装置２０は、画像読取部２１、操作表示部２２、画像処理部２３、画像形成部２４、定着部２５、給紙部２６、用紙搬送部２７、および制御部２８を備える。

制御部２８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭから処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置２０の各ブロックの動作を集中制御する。また、制御部２８は、給紙装置１０の制御部１００と協働して、給紙装置１０の動作を制御する。

画像読取部２１は、自動原稿給紙装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）および原稿画像走査装置（スキャナー）等を備える。画像読取部２１において、自動原稿給紙装置からコンタクトガラス上に搬送された原稿またはコンタクトガラス上に載置された原稿が原稿画像走査装置によって読み取られ、入力画像データが生成される。

操作表示部２２は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部および操作部として機能する。

画像処理部２３は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じた階調補正、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等のデジタル画像処理を行う。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部２４が制御される。

画像形成部２４は、画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成する。画像形成部２４は、感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置、および中間転写装置を備える。画像形成部２４においては、感光体ドラムの表面が帯電装置によって一様に帯電される。この帯電した感光体ドラムに対して、露光装置によって画像データに基づくレーザー光が照射されることにより、感光体ドラムの表面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光体ドラムに対して、現像装置によってトナーが供給されることにより、静電潜像が可視化されてトナー像が形成される。このトナー像が、中間転写ベルト等を有する中間転写装置によって用紙に転写される。

定着部２５は、用紙の定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部、用紙の裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部、および加熱源等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙を狭持して搬送する定着ニップが形成される。定着部２５は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙を定着ニップで加熱および加圧することにより、用紙にトナー像を定着させる。

給紙部２６は、複数（図１では三段）の給紙トレイを有する。給紙トレイには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。

用紙搬送部２７は、給紙部２６または給紙装置１０から給紙された用紙を画像形成部２４に搬送する。画像形成部２４の二次転写部を用紙が通過する際、中間転写ベルト上のトナー像が用紙の一方の面（表面）に一括して二次転写され、定着部２５において定着処理が施される。画像が形成された用紙は、排紙ローラーにより機外に排紙される。用紙の両面に画像を形成する場合は、表面に画像が形成された用紙が裏面用搬送路に搬送され、反転した状態で画像形成部２４に搬送される。

図３は、給紙装置１０の要部である給紙ユニット１０Ａ〜１０Ｃを示す斜視図である。図３では、吸着搬送部１２を用紙搬送方向下流側に矢印Ｚ分だけずらして示している。図４は、図３におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。以下において、「用紙搬送方向下流側」を「前端側」、「用紙搬送方向上流側」を「後端側」と称することもある。

図３、４に示すように、給紙ユニット１０Ａ〜１０Ｃは、用紙収容部１１、吸着搬送部１２、浮上エアー送風部１３、分離エアー送風部１４、出口ローラー部１５、およびガイド部１６等を備える。

用紙収容部１１は、用紙載置台１１１、前端規制部材１１２、後端規制部材１１３、側端規制部材１１４，１１５を有し、複数の用紙を収容する。例えば、給紙ユニット１０Ａの用紙収容部１１には１３００枚、給紙ユニット１０Ｂ，１０Ｃの用紙収容部１１にはそれぞれ１８５０枚、全体として５０００枚程度の用紙が収容される。用紙収容部１１は、それぞれガイドレールによって給紙装置１０から引き出し可能となっている。

用紙載置台１１１は、載置されている用紙束ＳＳの上端面（最上位の用紙）が常に一定の位置となるように昇降可能となっている。用紙載置台１１１は、用紙の補給時には、最下部まで下降する。用紙載置台１１１の昇降動作は、制御部１００によって制御される。前端規制部材１１２は、用紙載置台１１１の前端に固定され、用紙束ＳＳの前端位置を規制する。

後端規制部材１１３は、用紙搬送方向に移動可能に構成され、用紙束ＳＳの用紙長に対応して配置される。後端規制部材１１３は、用紙束ＳＳを後端側から軽く押圧して、用紙束ＳＳの後端位置を規制する。後端規制部材１１３は、浮上エアー送風部１３または分離エアー送風部１４の送風により用紙が浮上した場合も含めて常に用紙の後端位置を規制できるような高さと形状を有する。後端規制部材１１３には、用紙載置台１１１に積載された用紙束ＳＳの最上部の高さを検知する用紙高さ検出部１８４が配置される。制御部１００は、用紙高さ検出部１８４の検出結果に基づいて、用紙載置台１１１の昇降動作を制御する。

側端規制部材１１４、１１５は、用紙幅方向に移動可能に構成され、用紙束ＳＳの用紙幅に対応して配置される。側端規制部材１１４、１１５は、用紙束ＳＳを用紙幅方向両側から軽く押圧して、用紙束ＳＳの側端位置を規制する。側端規制部材１１４、１１５は中空構造を有し、内部に浮上エアー送風部１３が配置される。側端規制部材１１４、１１５は、内面（用紙束ＳＳに当接する面）の上部に、浮上エアー送風部１３から送風されたエアーの送風口１１４ａ，１１５ａを有する。送風口１１４ａ，１１５ａは、用紙搬送方向において、吸着搬送部１２と少なくとも一部が重なるように配置される。

吸着搬送部１２は、用紙幅方向に並設された第１の吸着搬送部１２Ａ、第２の吸着搬送部１２Ｂ、第３の吸着搬送部１２Ｃ、および第４の吸着搬送部１２Ｄを有し、用紙載置台１１１の上方に配置される。第１の吸着搬送部１２Ａ〜第４の吸着搬送部１２Ｄは、同様の構成を有するので、図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＡ、Ｂ、Ｃ、またはＤを添えて示すこととする。

吸着搬送部１２は、無端状の搬送ベルト１２１、および、搬送ベルト１２１の内部に配置されるエアー吸引部１２２（本発明における「吸引部」に相当）を有する。搬送ベルト１２１は、全面にわたって多数の吸引孔を有する。搬送ベルト１２１は、エアー吸引部１２２の用紙搬送方向上流側に設けられた大径ローラー１２３と、前方に設けられた二つの小径ローラー１２４、１２５（区別する場合は、「上側小径ローラー１２４」、「下側小径ローラー１２５」と称する）に巻回される。大径ローラー１２３及び小径ローラー１２４、１２５は、巻回される搬送ベルト１２１が横ずれしないように、太鼓状（クラウン状）に形成される。

大径ローラー１２３Ａ〜１２３Ｄは、それぞれの搬送ベルト１２１Ａ〜１２１Ｄに対応して、共通のローラー軸１２３ａに取り付けられる。ローラー軸１２３ａは、動力伝達機構（図示略）を介して駆動モーターに接続される。制御部１００が駆動モーターを駆動させることに伴い、大径ローラー１２３が回転し、搬送ベルト１２１が一定の方向に走行する。

上側小径ローラー１２４Ａ〜１２４Ｄは、それぞれの搬送ベルト１２１Ａ〜１２１Ｄに対応して、共通のローラー軸に取り付けられる。大径ローラー１２３の最上部の位置と上側小径ローラー１２４の最上部の位置は同じである。上側小径ローラー１２４は、搬送ベルト１２１の走行に従動して回転する。

下側小径ローラー１２５Ａ〜１２５Ｄは、それぞれの搬送ベルト１２１Ａ〜１２１Ｄに対応して、共通のローラー軸に取り付けられる。大径ローラー１２３の最下部の位置と下側小径ローラー１２５の最下部の位置は同じである。すなわち、搬送ベルト１２１Ａ〜１２１Ｄによる用紙の搬送面は水平面となる。下側小径ローラー１２５Ａ〜１２５Ｄは、搬送ベルト１２１の走行に従動して回転する。

エアー吸引部１２２は、搬送ベルト１２１Ａ〜１２１Ｄを貫通して装置奥側（吸着搬送部１２Ａ側）に延び、搬送ベルト１２１Ａ〜１２１Ｄに対応する部分の下面に吸引口を有する吸引ダクト１２２ａと、吸引ダクト１２２ａの最も奥側に配置される吸引ファン（図示略）を有する。吸引ファンが作動すると、吸引ダクト１２２ａ内が負圧となり、吸引孔を介して用紙が搬送ベルト１２１に吸引され、吸着する。吸引ファンの動作は、制御部１００によって制御される。

吸着搬送部１２には、用紙が搬送ベルト１２１に吸着しているか否かを検出する吸着状態検出部１８１が配置される。吸着状態検出部１８１は、例えば検出フラップ１８１ａと透過型の光センサー（フォトインタラプター）１８１ｂで構成される。検出フラップ１８１ａは、例えば大径ローラー１２３Ｂと大径ローラー１２３Ｃとの間に配置される。光センサー１８１ｂは、発光部（図示略）と受光部（図示略）とを有し、受光部に入射した光の強度を検知する。

用紙が搬送ベルト１２１に吸着していない状態において、検出フラップ１８１ａは、一端側が搬送ベルト１２１の搬送面よりも下方に突出し、他端側が光センサー１８１ｂの発光部から出射した光を遮断しない位置となる。一方、用紙が搬送ベルト１２１に吸着している状態において、検出フラップ１８１ａは、一端側が搬送ベルト１２１の搬送面まで押し上げられ、他端側が光センサー１８１ｂの発光部から出射した光を遮断する位置となる。光センサー１８１ｂで検知された光の強度に基づいて、検出フラップ１８１ａの位置を検出でき、したがって、用紙が搬送ベルト１２１に吸着しているか否かを判断することができる。ただし、吸着状態検出部１８１は、搬送ベルト１２１に吸着している用紙が１枚目の用紙であるか２枚目の用紙であるかを判別することはできない。なお、吸着状態検出部１８１は、これに限定されるものではなく、用紙が搬送ベルト１２１に吸着しているか否かを検出できる構成であれば良い。

浮上エアー送風部１３は、送風ファン１３１および導風路１３２を有する。浮上エアー送風部１３は、側端規制部材１１４、１１５のそれぞれの内部に配置される。図３では、側端規制部材１１５の内部に配置される浮上エアー送風部１３だけを図示している。送風ファン１３１は、例えば用紙のサイズ、紙質、坪量等で風量を制御し、最適な風量で送風できるようになっている。送風ファン１３１の動作は、制御部１００によって制御される。

側端規制部材１１５の内部に配置された浮上エアー送風部１３の導風路１３２は、送風口１１５ａに連通する。側端規制部材１１４の内部に配置された浮上エアー送風部（図示略）の導風路（図示略）は、送風口１１４ａに連通する。浮上エアー送風部１３は、側端規制部材１１４，１１５の内部に配置されているので、用紙のサイズが変更された場合でも、側端規制部材１１４，１１５の移動に伴い、浮上エアー送風部１３も一緒に移動する。

浮上エアー送風部１３において、送風ファン１３１が作動すると、浮上エアーが上向きに送風され、導風路１３２で９０°向きを変えられる。そして、浮上エアーは、送風口１１４ａ，１１５ａを介して、用紙幅方向両側から用紙束ＳＳの上部に送風される。これにより、用紙束ＳＳの上位数枚の用紙が浮上する。

分離エアー送風部１４は、送風ファン１４１および導風路１４２を有する。分離エアー送風部１４は、前端規制部材１１２の用紙搬送方向下流側に配置される。送風ファン１４１は、例えば用紙のサイズ、紙質、坪量等で風量を制御し、最適な風量で送風できるようになっている。送風ファン１４１の動作は、制御部１００によって制御される。

分離エアー送風部１４は、風向切替板（図示略）を有し、吸着搬送部１２の前端近傍と、用紙束ＳＳの前端近傍とに、エアーの送風方向を切り替え可能となっていても良い。この場合、分離エアー送風部１４は、浮上エアー送風部１３による浮上エアーの送風が行われるときには用紙束ＳＳの前端近傍に浮上エアーの送風を行い（第１の送風）、浮上エアー送風部１３による浮上エアーの送風が停止されると吸着搬送部１２の前端近傍に分離エアーの送風を行う（第２の送風）。つまり、分離エアー送風部１４は、浮上エアー送風部としても機能する。

分離エアー送風部１４において、送風ファン１４１が作動すると、導風路１４２の送風口１４２ａを介して、用紙束ＳＳの前端近傍、または吸着搬送部１２の前端近傍にエアーが送風される。用紙束ＳＳの前端近傍に浮上エアーの送風を行うことにより、用紙束ＳＳの上位数枚の用紙を効率よく浮上させることができる。また、吸着搬送部１２の前端近傍に分離エアーの送風を行うことにより、搬送ベルト１２１に吸着した複数枚の用紙から２枚目以降の用紙を分離させ、１枚目の用紙だけを搬送ベルト１２１に吸着させて搬送することができる。

出口ローラー部１５は、上側搬送ローラー１５１と、上側搬送ローラー１５１に当接する下側搬送ローラー１５２とを有する。上側搬送ローラー１５１は駆動ローラーであり、下側搬送ローラー１５２が従動ローラーである。出口ローラー部１５は、吸着搬送部１２で搬送されてきた用紙を、上側搬送ローラー１５１と下側搬送ローラー１５２とで狭持して、用紙搬送方向下流側に送り出す。

ガイド部１６は、上側ガイド板１６１および下側ガイド板１６２を有し、吸着搬送部１２によって搬送されてきた用紙を出口ローラー部１５に案内する。上側ガイド板１６１と下側ガイド板１６２とによって形成された間隙を用紙が搬送される。

出口ローラー部１５の用紙搬送方向上流側には用紙検出部１８２（いわゆるフィードセンサー）が配置される。用紙検出部１８２は、例えば反射型の光センサーで構成され、受光した反射光の強度に基づいて、用紙の有無を検出する。用紙検出部１８２によって用紙が出口ローラー部１５に進入し始めることを検出できる。また、出口ローラー部１５における用紙の搬送速度と用紙サイズに基づいて、出口ローラー部１５からの用紙の排出タイミングを算出することができる。用紙検出部１８２によって、紙ジャム等の給紙不良を検出することができる。なお、出口ローラー部１５の用紙搬送方向下流側に、出口ローラー部１５から用紙が排出されたことを検出するための用紙検出部を配置するようにしてもよい。

本実施の形態では、給紙装置１０は、オートトレイスイッチ機能を有している。オートトレイスイッチ機能は、連続給紙中に給紙ユニット１０Ａ〜１０Ｃの用紙がなくなると、紙種や紙サイズ、色などが同一に設定されている他の給紙ユニット１０Ａ〜１０Ｃに切り換えて給紙を継続する機能である。このオートトレイスイッチ機能により給紙の継続動作が自動的に確保され、良好な生産性が得ることができる。オートトレイスイッチ機能は、予め定めた設定により、制御部１００によって制御される。当該設定では、上記紙種、紙サイズなどに基づいて該当する給紙ユニット１０Ａ〜１０Ｃがサーチされてサーチ結果によってスイッチ先が決定されるものであっても良く、また、スイッチ先を予め確定させて設定しておき、当該設定に基づいてオートトレイスイッチ機能が実行されても良い。

ところで、給紙装置１０では、浮上エアー送風部１３の送風によって複数枚の用紙を浮上させた後、当該複数枚の用紙に向けた分離エアーの送風によって、搬送ベルト１２１に直接吸着する１枚目の用紙の下方に位置する用紙（すなわち２枚目以降の用紙）が浮遊してしまう場合がある。この場合、背景技術で説明したように、反射型センサー、アクチュエーターまたは透過型センサー等の用紙有無検知部を用いる従来技術では、搬送ベルト１２１に１枚目の用紙を吸着させて搬送した直後において、用紙収容部１１における用紙の有無を正確に検知することができない場合がある。用紙収容部１１における用紙の有無を正確に検知することができない場合、分離エアーの送風によって浮遊した用紙が用紙載置台１１１上に下降する、すなわち用紙の浮遊が収まるまで待つか、一定時間待って用紙有無検知部の検知結果に変化がないために用紙が無いと判断するか、または、複数の用紙有無検知部を組み合わせて用紙が無いことを検知することが行われる。その結果、用紙収容部１１における用紙の有無を検知するタイミング、ひいてはオートトレイスイッチ機能の実行タイミングが遅くなり、生産性が低下してしまう。

そこで、本実施の形態では、用紙収容部１１における用紙の有無を直接的に検知するのではなく、エアー吸引部１２２による吸引の流れを用いて間接的に検知する構成を採用している。当該構成について、図５を参照しながら説明する。図５Ａは、用紙載置台１１１に用紙束ＳＳが載置されている場合における用紙収容部１１および吸着搬送部１２を模式的に示す図である。図５Ｂは、用紙載置台１１１に用紙束ＳＳが載置されていない場合における用紙収容部１１および吸着搬送部１２を模式的に示す図である。

図５Ａに示すように、用紙載置台１１１上に用紙束ＳＳが載置されている（すなわち存在する）場合において当該用紙束ＳＳを挟んでエアー吸引部１２２と対向し、かつ、用紙載置台１１１上に用紙束ＳＳが載置されていない（すなわち存在しない）場合においてエアー吸引部１２２と対向する位置には、エアー吸引部１２２から受ける吸引力に応じて、エアー吸引部１２２による吸引方向（図中矢印方向）に位置が変位する浮上部材２００（本発明の「変位部材」に対応）が設けられている。浮上部材２００は、浮上部材２００の位置の変位を規制する規制部材２０２（弾性部材）に接続されている。規制部材２０２の弾性力について具体的に説明する。エアー吸引部１２２からの吸引力が生じている場合、浮上部材２００の位置が当該吸引力に応じて変位することが必要であるため、規制部材２０２の弾性力は当該吸引力より弱いことが必要である。一方、エアー吸引部１２２からの吸引力が生じていない場合、浮上部材２００を元の位置（デフォルト位置）に戻さないといけないため、規制部材２０２の弾性力は、浮上部材２００を元の位置に戻せる程度の弾性力を有することが必要である。

浮上部材２００および規制部材２０２の近傍には、エアー吸引部１２２による吸引方向における浮上部材２００の位置の変位を検出する変位検出部２０４が設けられている。変位検出部２０４は、例えば受発光素子を備える反射型センサーで構成することで、発光素子からの光に基づく浮上部材２００の反射光を受光素子で受光したか否かに応じて、浮上部材２００の位置の変位を検出する。浮上部材２００、規制部材２０２および変位検出部２０４は、用紙載置台１１１の一部として構成されている。

図５Ａに示すように用紙載置台１１１上に用紙束ＳＳが存在する場合、浮上部材２００は、エアー吸引部１２２による吸引力が用紙束ＳＳによって遮断され、エアー吸引部１２２による吸引方向に浮上（移動）しない。この場合、変位検出部２０４の発光素子から発光された光は、浮上部材２００で反射し、変位検出部２０４の受光素子で受光される。そして、変位検出部２０４は、浮上部材２００の位置が変位していない旨を示す検出情報を制御部１００に出力する。なお、用紙載置台１１１に用紙束ＳＳが載置されている場合、浮上部材２００は、用紙載置台１１１の載置面から突出しないように規制部材２０２によって規制されていることが好ましい。用紙載置台１１１の載置面から突出していると、用紙載置台１１１に載置されている用紙束ＳＳに浮上部材２００が引っかかってしまうからである。

一方、図５Ｂに示すように用紙載置台１１１上に用紙束ＳＳが存在しない場合、浮上部材２００は、エアー吸引部１２２による吸引力が用紙束ＳＳによって遮断されず（すなわち、当該吸引力を受けて）、エアー吸引部１２２による吸引方向に浮上する。この場合、変位検出部２０４の発光素子から発光された光は、浮上部材２００で反射されないため、変位検出部２０４の受光素子で受光されない。そして、変位検出部２０４は、浮上部材２００の位置が変位した旨を示す検出情報を制御部１００に出力する。図５Ａ，Ｂを参照して説明したように、制御部１００（本発明の「用紙有無検知部」に対応）は、変位検出部２０４から出力された検出情報に基づいて、用紙収容部１１における用紙の有無を正確に検知することができる。それゆえ、分離エアーが送風されている最中、すなわち当該分離エアーによって搬送ベルト１２１に直接吸着する１枚目の用紙の下方に位置する用紙（すなわち２枚目以降の用紙）が浮遊しているおそれがある場合でも、１つの検知手段で用紙収容部１１における用紙の有無を正確に検知することができる。ひいては、オートトレイスイッチ機能の実行タイミングが遅くなり、生産性が低下してしまうことを防止することができる。

図６は、給紙装置１０における給紙処理の一例を示すフローチャートである。図６に示す給紙処理は、例えば、画像形成装置２０から給紙開始情報が入力されることに伴い、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。なお、用紙載置台１１１は、用紙の補給に備えて、最下部まで下降しているものとする。

まず、制御部１００は、用紙載置台１１１を所定位置まで上昇させる（ステップＳ１００）。ここで、所定位置とは、用紙載置台１１１に用紙が載置されていない場合に、エアー吸引部１２２から受ける吸引力によって浮上部材２００の位置が変位可能な位置である。エアー吸引部１２２と浮上部材２００との距離が離れすぎていると、浮上部材２００は、エアー吸引部１２２からの吸引力を受けられず、変位しないからである。

次に、制御部１００は、エアー吸引部１２２を制御してエアーによる吸引を開始させる（ステップＳ１２０）。エアー吸引部１２２は、給紙処理が終了するまで常時エアーによる吸引を行う。

次に、制御部１００は、変位検出部２０４から検出情報を取得する（ステップＳ１４０）。つまり、制御部１００は、用紙載置台１１１が所定位置まで上昇し、エアー吸引部１２２によるエアーの吸引動作が開始されたときに、変位検出部２０４の検出結果を示す検出情報を取得することによって用紙収容部１１における用紙の有無を判断する。次に、制御部１００は、取得した検出情報に基づいて、用紙収容部１１（より具体的には、用紙載置台１１１上）に用紙が有るか否かについて判定する（ステップＳ１６０）。判定の結果、用紙収容部１１に用紙が無い場合（ステップＳ１６０、ＮＯ）、処理はステップＳ３２０に遷移する。

一方、用紙収容部１１に用紙が有る場合（ステップＳ１６０、ＹＥＳ）、制御部１００は、分離エアー送風部１４を制御して、吸着搬送部１２の前端近傍に対する分離エアーの送風動作を開始させる（ステップＳ１８０）。次に、制御部１００は、浮上エアー送風部１３を制御して用紙束ＳＳの上部側方に対する浮上エアーの送風動作を開始させる（ステップＳ２００）。用紙収容部１１に収容された用紙束ＳＳの上位数枚の用紙は、自重に抗して浮上する。浮上した用紙は、エアー吸引部１２２によって吸引され、搬送ベルト１２１に吸着する。

次に、制御部１００は、吸着状態検出部１８１の検出結果に基づいて、用紙が搬送ベルト１２１に吸着しているか否かについて判定する。判定の結果、用紙が搬送ベルト１２１に吸着していない場合（ステップＳ２２０、ＮＯ）、処理は、ステップＳ２２０の前に戻る。

一方、用紙が搬送ベルト１２１に吸着している場合（ステップＳ２２０、ＹＥＳ）、制御部１００は、浮上エアー送風部１３を制御して用紙束ＳＳの上部側方に対する浮上エアーの送風動作を終了させる（ステップＳ２４０）。次に、制御部１００は、用紙の搬送動作を開始させる。具体的には、制御部１００は、吸着搬送部１２を制御して、搬送ベルト１２１を走行させる（ステップＳ２６０）。また、制御部１００は、出口ローラー部１５を制御して、上側搬送ローラー１５１を回転させる（ステップＳ２６０）。搬送ベルト１２１が走行することにより、１枚目の用紙は搬送ベルト１２１に吸着した状態で搬送される。

次に、制御部１００は、変位検出部２０４から検出情報を取得する（ステップＳ２８０）。次に、制御部１００は、取得した検出情報に基づいて、用紙収容部１１に用紙が有るか否かについて判定する（ステップＳ３００）。判定の結果、用紙収容部１１に用紙が有る場合（ステップＳ３００、ＹＥＳ）、処理はステップＳ２００の前に戻る。

一方、用紙収容部１１に用紙が無い場合（ステップＳ３００、ＮＯ）、制御部１００は、オートトレイスイッチ機能を実行させる（ステップＳ３２０）。ステップＳ３２０における処理が完了することによって、給紙装置１０における給紙処理は終了する。

以上詳しく説明したように、本実施の形態における給紙装置１０は、複数の用紙を載置可能な用紙載置台１１１を有し、当該用紙を収容する用紙収容部１１と、用紙載置台１１１に載置された用紙の上方に位置し、当該用紙を吸着して用紙搬送方向に搬送する搬送ベルト１２１と、搬送ベルト１２１の内側に設けられ、空気を吸引して、用紙載置台１１１に載置された用紙を搬送ベルト１２１に吸着させるエアー吸引部１２２と、用紙載置台１１１上に用紙が存在する場合において当該用紙を挟んでエアー吸引部１２２と対向し、かつ、用紙載置台１１１上に用紙が存在しない場合においてエアー吸引部１２２と対向する位置に設けられ、当該エアー吸引部１２２から受ける吸引力に応じて位置が変位する浮上部材２００と、浮上部材２００の位置の変位を検出する変位検出部２０４と、変位検出部２０４の検出結果に基づいて、用紙収容部１１における用紙の有無を検知する制御部１００とを備える。

このように構成した本実施の形態によれば、制御部１００は、分離エアーが送風されている最中、すなわち当該分離エアーによって搬送ベルト１２１に直接吸着する１枚目の用紙の下方に位置する用紙が浮遊しているおそれがある場合でも、１つの検知手段で用紙収容部１１における用紙の有無を正確に検知することができる。よって、オートトレイスイッチ機能の実行タイミングが遅くなり、生産性が低下してしまうことを防止することができる。

なお、上記実施の形態において、浮上部材２００は、所定の回転方向に回転可能に構成され、エアー吸引部１２２から受ける吸引力に応じて上記回転方向の回転位置が変位しても良い。この場合の構成について、図７を参照して説明する。図７Ａは、用紙載置台１１１に用紙束ＳＳが載置されている場合における用紙収容部１１および吸着搬送部１２を模式的に示す図である。図７Ｂは、用紙載置台１１１に用紙束ＳＳが載置されていない場合における用紙収容部１１および吸着搬送部１２を模式的に示す図である。

図７Ａに示すように、用紙載置台１１１上に用紙束ＳＳが載置されている場合に当該用紙束ＳＳを挟んでエアー吸引部１２２と対向する位置には、回転中心２１０ａを中心に所定の回転方向（図７中時計回り方向）に回転可能に構成され、エアー吸引部１２２から受ける吸引力に応じて当該回転方向の回転位置が変位する浮上部材２１０が設けられている。浮上部材２１０は、浮上部材２１０の回転位置の変位を規制する規制部材２１２（弾性部剤）に接続されている。

浮上部材２１０および規制部材２１２の近傍には、エアー吸引部１２２からの吸引力に応じた浮上部材２１０の回転位置の変位を検出する変位検出部２２０が設けられている。変位検出部２２０は、例えば受発光素子を備える反射型センサーで構成することで、発光素子からの光に基づく浮上部材２１０の反射光を受光素子で受光したか否かに応じて、浮上部材２１０の位置の変位を検出する。浮上部材２１０、規制部材２１２および変位検出部２２０は、用紙載置台１１１の一部として構成されている。

図７Ａに示すように用紙載置台１１１上に用紙束ＳＳが存在する場合、浮上部材２１０は、エアー吸引部１２２による吸引力が用紙束ＳＳによって遮断され、所定の回転方向に回転しない。この場合、変位検出部２２０の発光素子から発光された光は、浮上部材２１０で反射されないため、変位検出部２２０の受光素子で受光されない。そして、変位検出部２２０は、浮上部材２１０の位置が変位していない旨を示す検出情報を制御部１００に出力する。

一方、図７Ｂに示すように用紙載置台１１１上に用紙束ＳＳが存在しない場合、浮上部材２１０は、エアー吸引部１２２による吸引力が用紙束ＳＳによって遮断されず（すなわち、当該吸引力を受けて）、所定の回転方向に回転する。この場合、変位検出部２２０の発光素子から発光された光は、浮上部材２１０で反射し、変位検出部２２０の受光素子で受光される。そして、変位検出部２２０は、浮上部材２１０の位置が変位した旨を示す検出情報を制御部１００に出力する。図７Ａ，Ｂを参照して説明したように、制御部１００は、変位検出部２２０から出力された検出情報に基づいて、用紙収容部１１における用紙の有無を正確に検知することができる。それゆえ、分離エアーが送風されている最中、すなわち当該分離エアーによって搬送ベルト１２１に直接吸着する１枚目の用紙の下方に位置する用紙が浮遊しているおそれがある場合でも、１つの検知手段で用紙収容部１１における用紙の有無を正確に検知することができる。

また、上記実施の形態において、浮上部材２００は、用紙載置台１１１に載置される用紙の用紙搬送方向において、なるべく後端側に設けられることが好ましい。この構成により、浮上部材２００が用紙搬送方向における前端側に設けられている場合と比べて、用紙載置台１１１上に用紙束ＳＳが存在しないとき、浮上部材２００は、エアー吸引部１２２からの吸引力を早く受けることができる。ひいては、変位検出部２０４は浮上部材２００の位置の変位を早く検出することができる結果、制御部１００は、用紙収容部１１における用紙の有無を正確、かつ、早く検知することができる。

また、上記実施の形態において、用紙載置台１１１に載置される用紙の用紙搬送方向において当該用紙がエアー吸引部１２２から吸引力を受ける領域（以下、単に「吸引力を受ける領域」と称す）は、エアー吸引部１２２の、用紙に対向する面の大きさ、あるいは吸着搬送部１２の、用紙に対向する面の大きさに依存する。浮上部材２００は、吸引力を受ける領域に対応する位置に設けた方が、より吸引力の影響を受けやすい。そこで、浮上部材２００は、より吸引力を受ける領域に対応する位置に設けた方が好ましい。

また、上記実施の形態において、エアー吸引部１２２は、用紙搬送方向において、浮上部材２００と対向する第１位置における吸引力が当該第１位置以外の第２位置における吸引力より強くなるように吸引動作を行っても良い。用紙載置台１１１に用紙が載置されていない場合に、エアー吸引部１２２から受ける吸引力によって浮上部材２００の位置が確実に変位できるようにするためである。

また、上記実施の形態において、給紙装置１０が備える搬送ベルト１２１の数は４つに限定されず、給紙装置１０は、搬送ベルト１２１を少なくとも１つ備えていればよい。

また、上記実施の形態において、制御部１００がオートレイスイッチ機能を実行させた場合、画像形成装置２０の操作表示部２２に、用紙がなくなったトレイ（用紙収容部）と用紙がなくなった旨を所定の通知態様（例えば、ポップアップ等）により通知する通知手段を設けても良い。

また、上記実施の形態において、浮上部材２００と用紙載置台１１１とが一体である形態について説明したが、本発明はこれに限らない。要は、用紙載置台１１１上に用紙が存在する場合において当該用紙を挟んでエアー吸引部１２２と対向し、かつ、用紙載置台１１１上に用紙が存在しない場合においてエアー吸引部１２２と対向する位置に浮上部材２００が設けられていれば良く、浮上部材２００と用紙載置台１１１とは一体であっても別体であっても良い。

また、上記実施の形態において、画像形成装置２０の給紙部２６に、給紙装置１０の構成を適用しても良い。

また、上記実施の形態において、給紙装置１０が制御部１００を備えている例について説明したが、給紙装置１０が制御部１００を必ずしも備えていなくても良い。この場合、給紙装置１０と接続されている装置が備える制御部（例えば、画像形成装置２０の制御部２８）が、給紙装置１０が備える各構成を制御しても良い。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ 画像形成システム
１０ 給紙装置
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 給紙ユニット
１１ 用紙収容部
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ 吸着搬送部
１３ 浮上エアー送風部
１４ 分離エアー送風部
１５ 出口ローラー部
１６ ガイド部
２０ 画像形成装置
２１ 画像読取部
２２ 操作表示部
２３ 画像処理部
２４ 画像形成部
２５ 定着部
２６ 給紙部
２７ 用紙搬送部
２８，１００ 制御部
１１１ 用紙載置台
１１２ 前端規制部材
１１３ 後端規制部材
１１４、１１５ 側端規制部材
１２１ 搬送ベルト
１２２ エアー吸引部
１２３ 大径ローラー
１２４ 上側小径ローラー
１２５ 下側小径ローラー
１３１ 送風ファン
１３２ 導風路
１４１ 送風ファン
１４２ 導風路
１５１ 上側搬送ローラー
１５２ 下側搬送ローラー
１６１ 上側ガイド板
１６２ 下側ガイド板
１８１ 吸着状態検出部
１８２ 用紙検出部
２００，２１０ 浮上部材
２０２，２１２ 規制部材
２０４，２２０ 変位検出部

Claims (9)

1. 複数の用紙を載置可能な用紙載置台を有し、当該用紙を収容する用紙収容部と、
   前記用紙載置台に載置された用紙の上方に位置し、当該用紙を吸着して用紙搬送方向に搬送する搬送ベルトと、
   前記搬送ベルトの内側に設けられ、空気を吸引して、前記用紙載置台に載置された用紙を前記搬送ベルトに吸着させる吸引部と、
   前記用紙載置台上に用紙が存在する場合において当該用紙を挟んで前記吸引部と対向し、かつ、前記用紙載置台上に用紙が存在しない場合において前記吸引部と対向する位置に設けられ、当該吸引部から受ける吸引力に応じて位置が変位する変位部材と、
   前記変位部材の位置の変位を検出する変位検出部と、
   前記変位検出部の検出結果に基づいて、前記用紙収容部における用紙の有無を検知する用紙有無検知部と、
   を備える給紙装置。
2. 前記変位部材は、前記吸引部から受ける吸引力に応じて、前記吸引部による吸引方向に位置が変位する、
   請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記変位部材の位置の変位を規制する規制部材を備える、
   請求項２に記載の給紙装置。
4. 前記変位部材は、所定の回転方向に回転可能に構成され、前記吸引部から受ける吸引力に応じて前記回転方向の回転位置が変位する、
   請求項１に記載の給紙装置。
5. 前記変位部材は、前記用紙載置台に載置される用紙の前記用紙搬送方向における後端側に設けられる、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の給紙装置。
6. 前記吸引部は、前記用紙搬送方向において、前記変位部材と対向する第１位置における吸引力が当該第１位置以外の第２位置における吸引力より強くなるように吸引動作を行う、
   請求項１〜５の何れか１項に記載の給紙装置。
7. 前記変位部材は、前記用紙載置台に設けられ、
   前記用紙載置台上に用紙が存在しない場合に、前記吸引部から受ける吸引力によって前記変位部材の位置が変位するように前記用紙載置台の位置は制御される、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の給紙装置。
8. 複数の用紙を載置可能な用紙載置台を有し、当該用紙を収容する用紙収容部と、
   前記用紙載置台に載置された用紙の上方に位置し、当該用紙を吸着して用紙搬送方向に搬送する搬送ベルトと、
   前記搬送ベルトの内側に設けられ、空気を吸引して、前記用紙載置台に載置された用紙を前記搬送ベルトに吸着させる吸引部と、
   前記用紙載置台上に用紙が存在する場合において当該用紙を挟んで前記吸引部と対向し、かつ、前記用紙載置台上に用紙が存在しない場合において前記吸引部と対向する位置に設けられ、当該吸引部から受ける吸引力に応じて位置が変位する変位部材と、
   前記変位部材の位置の変位を検出する変位検出部と、
   前記変位検出部の検出結果に基づいて、前記用紙収容部における用紙の有無を検知する用紙有無検知部と、
   を備える画像形成装置。
9. 請求項１〜７の何れか１項に記載の給紙装置と、
   前記給紙装置に接続され、前記給紙装置から給紙された用紙に対して画像を形成する画像形成装置と、
   を備える画像形成システム。

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