JP2018002382A - 給紙装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンの回転数を制御することなく搬送に必要な用紙の吸着力を維持でき、消費電力および動作音を低減しつつ不給紙の発生を防止可能な給紙装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】トレイ底板５２に積載された用紙Ｐの束の最上部より下方の領域内の用紙Ｐを浮上分離させる浮上ファン５８ａおよび分離ファン５８ｂと、吸引ダクト５９ｃを介して空気を吸引する空気吸引ファン５９ａ，５９ｂおよび吸着ベルト５９ｇを有し、浮上分離された用紙Ｐを１枚ずつ吸着ベルト５９ｇに吸着し、吸着ベルト５９ｇを回動させて用紙Ｐを搬送するベルト給紙ユニット５９とを備え、圧力センサ７１により計測された吸引ダクト５９ｃ内の静圧に基づいて最上部の用紙Ｐの上面位置を調整する。【選択図】図４

Description

本発明は、空気を吹き込んで用紙を浮上分離し、該用紙を一枚ずつ吸着ベルトに吸着して用紙を搬送するエアーピックアップ方式の給紙装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。

マルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ； Multifunction Printer）などの画像形成装置では、給紙トレイに積載された用紙を空気（エアー）の吹付け、吸引を利用して画像形成部向けに給紙するエアーピックアップ方式の給紙装置（以下、エアー給紙装置という）を備えたものがある。

エアー給紙装置では、各種ブロワファンの回転数が一定となるように制御されているが、各ファン固有のばらつきや特性の経時変化、外気圧、ダクトの取り付け状態のばらつき、エアーフィルタの目詰まりや汚れ等によって吸引部、分離部での実際の吸引力、吹出力が低下し、吸着ベルトへの用紙の吸着遅れや吸着できずに不給紙が発生することがある。

このため、この種の従来のエアー給紙装置の中には、例えば、空気流を用いて用紙の分離、用紙の給紙を行う構成において、ファンによる空気流を、用紙の吸引を行う吸引部、用紙の分離を行う分離部等の作用部に伝達するダクトと、該ダクト内に設けられ、空気流の強さを計測する空気流計測手段と、該空気流計測手段の出力に応じてモータの回転数を制御する制御手段を備えたものが知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載されたものでは、空気流計測手段により計測された空気流の強さが予め決められている一定の値になるように制御することで、安定した空気流、すなわち、吸引力、吹出力が得られ、エアー給紙動作を安定させることが可能になる（段落０００６）。

しかしながら、特許文献１に記載されたものにおいては、ファンによる実際の吸引力、吹出力の強さの計測値に基づいてファンの回転数を制御するため、吸引力、吹出力低下時において回転数を上げた際に、ファンの消費電力が増加するとともに、動作音、すなわち騒音も大きくなるという問題点があった。

本発明は、上述した点に鑑み案出されたものであり、ファンの回転数を制御することなく搬送に必要な用紙の吸着力を維持でき、消費電力および動作音を低減しつつ不給紙の発生を防止可能な給紙装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る読取装置は、上記目的を達成するため、用紙を積載するトレイ底板と、前記トレイ底板を昇降させる昇降手段と、前記トレイ底板に積載された前記用紙の束に空気を吹き付けて前記用紙の束の最上部より下方の領域内の前記用紙を浮上分離させるエアー吹付手段と、吸引ダクトを介して空気を吸引する空気吸引ファンと、吸着ベルトとを有し、浮上分離された前記用紙を空気の吸引により１枚ずつ前記吸着ベルトに吸着し、前記吸着ベルトを回動させて前記用紙を搬送する用紙吸着搬送手段と、前記吸引ダクト内の静圧を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段により計測された前記吸引ダクト内の静圧に基づいて前記最上部の用紙の上面位置を調整する用紙上面位置調整制御手段と、を備えた構成である。

本発明では、ファンの回転数を制御することなく搬送に必要な用紙の吸着力を維持でき、消費電力および動作音を低減しつつ、用紙の吸着遅れによる不給紙の発生を防止可能な給紙装置および画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る印刷システムの全体構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る連結型給紙装置の構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係るエアー給紙装置の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るエアー給紙装置の側面構成を示す概念図である。 本実施の形態に係るエアー給紙装置における吸引ダクト内の静圧と用紙の上面位置との関係を示す特性図である。 本発明の実施の形態に係るエアー給紙装置の用紙上面位置調整制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るエアー給紙装置のエアー給紙および用紙上面位置調整制御動作を示すフローチャートである。

以下、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に示すように、本実施の形態に係る印刷システム１は、画像形成装置２と、連結型給紙装置５ａ，５ｂを備える。

画像形成装置２は、給紙部３、画像形成部４を有する装置本体２Ｍを備えたデジタル複合機である。装置本体２Ｍは、画像形成装置２および連結型給紙装置５ａ，５ｂの制御を行う制御部２０を有する。装置本体２Ｍは、上面に、タッチパネル等で構成され、各種情報を表示するとともに、制御部２０に対する印刷ジョブの実行開始等の各種入力操作を行う操作表示部２５が備わっている。

給紙部３は、図１に示すように、それぞれカットシート状の用紙Ｐ（記録用紙：例えば白紙）を積層状態で収納可能な複数段の給紙カセット３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃを有している。各給紙カセット３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃには、例えば複数のシートサイズから予め選択されたシートサイズの用紙Ｐが、縦又は横の給紙方向に向けて収容されるようになっている。

給紙部３は、給紙カセット３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃに収納された用紙Ｐをそれぞれの最上層側から順次ピックアップして分離給紙する給紙装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを有している。給紙部３には、さらに、各種ローラ３２等が設けられており、これらによって、各給紙装置３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃから給紙された用紙Ｐを画像形成部４の所定の画像形成位置まで搬送する給紙経路３３が形成されている。

画像形成部４は、露光装置（露光ユニット）４１Ｋ，４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃと、感光体ドラム４２Ｋ，４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃを備えている。さらに、画像形成部４は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）のトナーが充填された現像装置４３Ｋ，４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃと、を備えている。また、画像形成部４は、一次転写部４４と、二次転写部４５と、定着部４６とを備えている。

露光装置４１Ｋ，４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃは、例えば、外部のＰＣ（パーソナル・コンピュータ）等から入力される画像に基づいて各色の露光用のレーザ光Ｌを生成するようになっている。また、露光装置４１Ｋ，４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃは、レーザ光で各色の感光体ドラム４２Ｋ，４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃを露光して、各感光体ドラム４２Ｋ，４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃの表層部に読取画像に対応した各色の静電潜像を形成するようになっている。

現像装置４３Ｋ，４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃは、それぞれ対応する感光体ドラム４２Ｋ，４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃに薄層状のトナーを近接させるように供給して、静電潜像をトナーにより顕像化する現像を行うようになっている。

画像形成部４は、感光体ドラム４２Ｋ，４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃ上に現像されたトナー像を一次転写部４４に一次転写し、一次転写部４４に近接する二次転写部４５でそのトナー像を用紙Ｐに二次転写するようになっている。また、画像形成部４は、用紙Ｐに二次転写したトナー像を定着部４６により加熱・加圧して溶融させ、用紙Ｐにカラー画像を定着させて記録するようになっている。

画像形成部４は、給紙部３から給紙経路３３を経て搬入された用紙Ｐを二次転写部４５側に搬送する搬送経路４０を有している。この搬送経路４０においては、用紙Ｐの搬送タイミングおよび搬送速度が調整されるようになっている。そして、用紙Ｐは、一次転写部４４および二次転写部４５でのベルト速度に同期した状態で二次転写部４５および定着部４６を通過した後、排紙トレイ４９上に排紙されるようになっている。

二次転写部４５および定着部４６の下方には、それぞれ複数の搬送ローラおよび搬送ガイド等からなるスイッチバック搬送路４７および反転搬送路４８が配設されている。

スイッチバック搬送路４７は、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合に、任意の一面に画像定着が済んだ用紙Ｐを一端から進入させた後に、後退（進入時とは逆方向に移動）させるスイッチバック搬送を行うようになっている。

反転搬送路４８は、スイッチバック搬送路４７Ｃによりスイッチバック搬送された用紙Ｐの表裏を反転させて、搬送経路４０に再度給紙するようになっている。

これらスイッチバック搬送路４７および反転搬送路４８により、一面に対する画像定着処理を終えた用紙Ｐは、その進行方向を逆向きに切り替えられた後に表裏反転されて、再び二次転写ニップに進入する。そして、用紙Ｐは、他面にも画像の二次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ４９上に排紙されるようになっている。

画像形成装置２は、装置本体２Ｍ内の給紙部３からの給紙経路３３および搬送経路４０を経由した用紙Ｐの給紙の他、装置本体２Ｍの側面に設けられた連結通路５００を介して連結型給紙装置５ａ、５ｂを経由した用紙Ｐの給紙も行えるようになっている。

印刷システム１において、連結型給紙装置５ａ，５ｂは、それぞれ、図２に示す連結型給紙装置５で構成される。図２に示すように、連結型給紙装置５は、２つの給紙トレイ５１，５１と、連結通路５０１，５０２間を結ぶ連結用紙搬送路５０３と、給紙トレイ５１，５１と連結通路５０１間をそれぞれ結ぶ用紙搬送路５０４，５０５と、を有している。連結型給紙装置５は、連結通路５０１が画像形成装置２の連結通路５００（図１参照）とつながるように画像形成装置２に連結可能な構成となっている。また、連結型給紙装置５は、連結通路５０２が別の連結型給紙装置５の連結通路５０１とつながるように別の連結型給紙装置５に連結することができる。

図１に示す印刷システム１は、画像形成装置２に対して用紙Ｐを給紙する外付けの給紙装置として連結型給紙装置５ａ，５ｂを備えている。連結型給紙装置５ａは、各給紙トレイ５１，５１に積載された用紙Ｐを用紙搬送路５０４または５０５のいずれかを経由して搬送し、画像形成装置２の連結通路５００を経由して上記搬送経路４０へと送り込む。

連結型給紙装置５ｂは、各給紙トレイ５１，５１に積載された用紙Ｐを用紙搬送路５０４または５０５のいずれかを経由して自装置内を搬送する。さらに連結型給紙装置５ｂは、連結型給紙装置５ａの連結用紙搬送路５０３を介して画像形成装置２の連結通路５００経由で上記搬送経路４０へと送り込む。

印刷システム１において、画像形成装置２と、連結型給紙装置５ａ，５ｂは、連結時には電気的に接続され、制御部２０の制御下で上記用紙Ｐの給紙動作が行われる。

再び図２に戻り、連結型給紙装置５の構成について説明する。連結型給紙装置５において、各給紙トレイ５１，５１は、トレイ底板５２と、サイドフェンス５３，５４と、エンドフェンス５５と、昇降機構５６と、昇降モータ５７と、を有している。

給紙トレイ５１において、トレイ底板５２は複数の用紙Ｐを積載する。トレイ底板５２は、用紙Ｐを用紙束として積載した状態で後述する昇降モータ５７により駆動される昇降機構５６を介して昇降可能に構成されている。トレイ底板５２、昇降機構５６および昇降モータ５７は、本発明における昇降手段を構成する。

給紙トレイ５１において、サイドフェンス５３，５４は、トレイ底板５２に積載された用紙Ｐの幅方向の動きを規制する。エンドフェンス５５は、トレイ底板５２に積載された用紙Ｐの用紙搬送方向後端に設けられ、用紙Ｐの用紙搬送方向とは逆方向へ動きを規制する。昇降機構５６は、トレイ底板５２と昇降モータ５７との間に連結され、昇降モータ５７の回転駆動によりトレイ底板５２、つまり、トレイ底板５２上の用紙Ｐを昇降できるようになっている。

連結型給紙装置５は、各給紙トレイ５１，５１に収容された用紙Ｐの束に空気を吹き込んで用紙Ｐを浮上分離し、一枚ずつ空気で吸着して用紙搬送路５０４，５０５に送り出すエアーピックアップ方式の給紙装置、すなわちエアー給紙装置６０を備えている。

図２〜図４に示すように、エアー給紙装置６０は、給紙トレイ５１を構成するトレイ底板５２、サイドフェンス５３，５４およびエンドフェンス５５と、エアー給紙ユニット５８と、ベルト給紙ユニット５９と、により構成される。

エアー給紙ユニット５８は、トレイ底板５２の用紙搬送方向下流側に配置され、用紙搬送方向と直交する幅方向の前面端側から用紙Ｐに対して空気を吹き付けるブロワファンとして、浮上ファン５８ａ，分離ファン５８ｂを有する。浮上ファン５８ａ，分離ファン５８ｂは、用紙Ｐの束に対して幅方向前面端側から空気を吹き付けることで、用紙Ｐの最上部より下方の所定領域内の用紙Ｐを浮上分離させるものである。浮上ファン５８ａ，分離ファン５８ｂからなるエアー給紙ユニット５８は、本発明におけるエアー吹付け手段を構成する。

給紙トレイ５１のサイドフェンス５３には、用紙Ｐのサイドから空気を吹き込むブロワファンとしてサイドファン５３ａが備えられている。同様に、サイドフェンス５４には、用紙Ｐの逆のサイドから空気を吹き込むブロワファンとしてサイドファン５４ａが備えられている。サイドファン５３ａ，５４ａは、用紙Ｐの束に対してその両サイドから空気を吹き付けることで用紙Ｐが浮上分離し易くするものである。

ベルト給紙ユニット５９は、図３および図４に示すように、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂと、吸引ダクト５９ｃと、吸引チャンバ５９ｄと、送り出しローラ対５９ｅ，５９ｆと、吸着ベルト５９ｇと、を有している。

空気吸引ファン５９ａ，５９ｂは、トレイ底板５２に積載された用紙Ｐの束の最上部の用紙Ｐの上面に開口が対向配置された吸引ダクト５９ｃを介して吸引チャンバ５９ｄ内の空気を吸引する。空気吸引ファン５９ａ，５９ｂは、紙粉、炭酸カルシウム、塵、埃が機外へ排出されないように除去するエアーフィルタ５９１ａ，５９１ｂを備えている。

吸着ベルト５９ｇは、吸引チャンバ５９ｄの開口に面して送り出しローラ対５９ｅ，５９ｆ間に掛け渡された例えばゴム製の無端ベルトから構成される。吸着ベルト５９ｇは、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂにより吸引される空気により用紙Ｐが吸着される。送り出しローラ対５９ｅ，５９ｆは、後述するベルト駆動モータ５９ｈにより回転駆動され、用紙Ｐが吸着された上記吸着ベルト５９ｇを用紙搬送下流側へ搬送する。

上述した構成により、ベルト給紙ユニット５９は、エアー給紙ユニット５８からの空気の吹き付けにより浮上分離された用紙Ｐを、吸引ダクト５９ｃを介した空気の吸入により最上部のものから順に一枚ずつ吸着ベルト５９ｇで吸着する。その後、ベルト給紙ユニット５９では、送り出しローラ対５９ｅ，５９ｆが回転駆動されて吸着ベルト５９ｇが回動され、該吸着ベルト５９ｇの周面に吸着された用紙Ｐの用紙搬送方向下流側への送り出し搬送が行われる。

このように、吸引ダクト５９ｃを介して空気を吸引する空気吸引ファン５９ａ，５９ｂと、吸着ベルト５９ｇを有するベルト給紙ユニット５９は、本発明における用紙吸着搬送手段を構成する。

エアー給紙装置６０では、用紙Ｐの給紙動作制御において、給紙タイミングに合わせて、サイドファン５３ａ，５４ａ、浮上ファン５８ａ，分離ファン５８ｂ、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂをそれぞれの起動タイミングで選択的に回転駆動する。この制御は、後述するエアー給紙制御部２１により行われる。

エアー給紙装置６０では、浮上ファン５８ａ，分離ファン５８ｂが回り始まると、それぞれの回転により生じたエアーが異なるダクト経路を介して用紙Ｐを捌くための分離エアーと積載用紙全体を浮上させる浮上エアーとして用紙先端に吹き付けを行う。

エアー給紙装置６０では、サイドフェンス５３および５４にそれぞれ設けられたサイドファン５３ａ，５４ａが回り始めると、用紙Ｐの側面にサイドエアが吹き付けられ、浮上ファン５８ａと同様に積載用紙全体が浮上する。

エアー給紙装置６０では、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂが回り始めると、吸引ダクト５９ｃを通じて吸引エアーがベルト給紙ユニット５９内の吸引チャンバ５９ｄを負圧状態にすることで用紙Ｐの束における最上部の用紙Ｐを１枚吸引する。最上部の用紙Ｐが吸着ベルト５９ｇに吸着されると、該吸着ベルト５９ｇが回転駆動され、該用紙Ｐが画像形成装置２の装置本体２Ｍへと搬送される。

上記給紙動作において、サイドファン５３ａ，５４ａ，浮上ファン５８ａ，分離ファン５８ｂ、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂの風量とエアーの噴出し、遮断の切替えは、制御部２０により、紙種・紙厚・用紙サイズによって給紙パラメータを決定して自動的に制御される。

本実施の形態では、上記給紙動作中における特徴的な制御として、ベルト給紙ユニット５９の吸引ダクト５９ｃ内の静圧を計測し、該静圧の計測値に基づいてトレイ底板５２を上昇させて用紙Ｐの上面位置を調整する用紙上面位置調整制御を行う。

[用紙上面位置調整制御について]
エアー給紙装置６０は、上述した用紙上面位置調整制御を行うための構成要素として、図４に示すように、圧力計測手段７１Ａと、第１用紙上面センサ７２と、第２用紙上面センサ７３と、を有している。

圧力計測手段７１Ａは、ベルト給紙ユニット５９の吸引ダクト５９ｃ内の静圧を計測し、その計測値を出力するものである。本実施の形態において、圧力計測手段７１Ａは圧力センサ７１で構成されている。

第１用紙上面センサ７２は、給紙トレイ５１に収容された用紙Ｐの束の最上部の用紙Ｐ側面位置である第１用紙上面位置を検出する。第２用紙上面センサ７３は、給紙トレイ５１に収容された用紙Ｐの束の最上部の用紙Ｐの側面位置であって上記第１用紙上面位置よりも低い第２用紙上面位置を検出する。第１および第２用紙上面センサ７２，７３は、発光素子と、発光素子から発行された光の用紙Ｐの側面による反射光を受光する受光素子とを有する反射式センサにより構成される。

エアー給紙装置６０において、第１用紙上面位置と第２用紙上面位置とは、例えば、図４に示すように、第１用紙上面位置が第２用紙上面位置よりも高い位置に設定されている。このような設定においては、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂの回転による吸引力が一定であると仮定した場合に、最上部が第１用紙上面位置にある用紙Ｐの方が、最上部が第２用紙上面位置にある用紙束よりも強い吸引力を受け得ることが分かる。

図５は、本実施の形態に係るエアー給紙装置６０における圧力センサ７１の配置位置での静圧と最上部の用紙Ｐの上面位置との関係を示す特性図である。図５に示すように、本実施の形態では、吸引ダクト５９ｃ内の静圧（計測値）に応じて用紙上面位置が最適となるように制御する。静圧の閾値Ｐ１およびＰ２は、紙種・紙厚・用紙サイズによって、最適な設定値へ自動的に設定される。例えば、薄紙などの吸着し易い用紙Ｐの使用時は閾値を小さく、厚紙などの吸着し難い用紙Ｐの場合は閾値を大きくする。

図５に示す特性からは、例えば最上部の用紙Ｐが第２用紙上面位置にくる状態から最上部の用紙Ｐが第１用紙上面位置にくる状態へと用紙Ｐの上面高さ位置を調整、つまり上昇させることで上記吸引力の低下による用紙吸着力の低下を抑制できることが分かる。用紙吸着力低下抑制は、例えば、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂの固有のばらつきや特性の経時変化、外気圧、ダクトの取り付け状態のばらつき、エアーフィルタの目詰まりや汚れ等によって吸引力が低下していく状況下で用紙吸着力を保つのに有用となる。

本実施の形態に係るエアー給紙装置６０では、図５に示すように、圧力センサ７１により計測された吸引ダクト５９ｃ内の静圧の値（計測値）が閾値Ｐ１より大きい状況下では最上部が第２上面位置に保たれるように用紙Ｐの上面位置調整制御を実施する。また、エアー給紙装置６０は、吸引ダクト５９ｃ内の静圧の値が閾値Ｐ１より小さい状況下では最上部が第１上面位置に保たれるように用紙Ｐの上面位置調整制御を実施する。

画像形成装置２において、制御部２０は、図６に示すように、エアー給紙制御部２１と、用紙上面位置調整制御部２２と、を備えている。エアー給紙制御部２１は、サイドファン５３ａ，５４ａ、浮上ファン５８ａ，分離ファン５８ｂ、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂおよびベルト駆動モータ５９ｈを駆動することで用紙Ｐのエアー搬送制御を行う。

用紙上面位置調整制御部２２は、圧力センサ７１、第１用紙上面センサ７２、第２用紙上面センサ７３の検知出力を入力し、圧力センサ７１の検知出力に基づき、昇降モータ５７を駆動する。具体的に、用紙上面位置調整制御部２２は、第１用紙上面センサ７２または第２用紙上面センサ７３からそれぞれ検知出力が得られる第１用紙上面位置または第２用紙上面位置に用紙Ｐの上面が達するまでトレイ底板５２を上昇させる用紙上面位置調整制御を行う。このように、用紙上面位置調整制御部２２は、本発明における用紙上面位置調整制御手段を構成する。

用紙上面位置調整制御部２２において、用紙高さ位置調整制御を行うには、吸引ダクト５９ｃ内の静圧を比較するための閾値Ｐ１およびＰ２（Ｐ２＜Ｐ１）を予め設定しておく必要がある。

これを実現するためには、例えば、用紙上面位置調整制御部２２は、用紙Ｐの用紙種別、用紙厚さ、用紙サイズの少なくとも一つのパラメータと閾値Ｐ１、Ｐ２の関係を示すデータを予め保持しておく。そして、用紙上面位置調整制御部２２は、現在の印刷ジョブに対応する用紙Ｐの用紙種別、用紙厚さ、用紙サイズを認識し、上記データ中から該認識した用紙種別、用紙厚さ、用紙サイズに対応する閾値Ｐ１，Ｐ２を読み出して自動設定する構成とすることができる。

また、本実施の形態では、用紙上面位置調整制御部２２が、ユーザから用紙Ｐの用紙種別、用紙厚さ、用紙サイズ等のうちの少なくとも一つに関する閾値の入力、すなわち閾値の設定要求を受け付けて該閾値を設定する構成としてもよい。

また、用紙上面位置調整制御部２２は、用紙Ｐの用紙種別、用紙厚さ、用紙サイズの少なくとも一つに関する閾値Ｐ１，Ｐ２を自動設定した後、ユーザからの閾値変更設定要求を受け付けて、設定済みの閾値Ｐ１，Ｐ２の値を変更設定する構成としてもよい。具体的に、用紙上面位置調整制御部２２は、例えば、ユーザが操作表示部２５で行う閾値Ｐ１，Ｐ２の変更設定操作により入力される変更設定値を取込み、設定済みの閾値Ｐ１，Ｐ２に代えて当該変更設定値を設定する構成であってもよい。

用紙上面位置調整制御部２２は、閾値Ｐ１，Ｐ２が設定された状態で用紙高さ位置調整制御が開始する際、昇降モータ５７を駆動して給紙トレイ５１のトレイ底板５２の上昇制御を行う。ここで、用紙上面位置調整制御部２２は、トレイ底板５２が上昇し、例えば第２用紙上面センサ７３が用紙Ｐの上面を検知すると、トレイ底板５２の上昇制御を停止し、エアー給紙装置６０での給紙が実行可能な状態となる。

エアー給紙制御部２１の制御によってエアー給紙装置６０での用紙Ｐの給紙が実行されることにより用紙高さ位置調整制御が開始される。用紙高さ位置調整制御が開始されると、用紙上面位置調整制御部２２には、圧力センサ７１により計測された静圧の値（計測値）が入力される。本実施の形態では、圧力センサ７１の静圧の計測値に応じて、第１用紙上面センサ７２と第２用紙上面センサ７３のいずれで検知するかが切換え制御されるようになっている。

用紙上面位置調整制御部２２は、圧力センサ７１による吸引ダクト５９ｃ内の静圧の計測値が所定の閾値（例えば、閾値Ｐ１）より小さくなった場合、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂ等のメンテナンスが必要となったことを通知する機能を有する。

具体的な機能構成として、用紙上面位置調整制御部２２は、例えば、ユーザが行うユーザメンテナンスについては、該メンテナンスが必要となったことを操作表示部２５に表示する。また、サービス会社が実施するサービスメンテナンスについては、該メンテナンスが必要となったことをサービス会社のシステム（サービスシステム）へ通知する。このように、用紙上面位置調整制御部２２および操作表示部２５は、本発明における通知手段を構成している。

エアー給紙装置６０での給紙が進み、用紙Ｐの積載枚数が減少して用紙上面の位置が下がることで例えば第１用紙上面センサ７２が非検知状態になることがある。この場合、用紙上面位置調整制御部２２は、再び昇降モータ５７によってトレイ底板５２を上昇させ、用紙Ｐの束の上面位置が常に給紙可能な位置となるように制御する。

なお、本実施の形態において、用紙上面位置調整制御部２２は、圧力センサ７１による吸引ダクト５９ｃ内の静圧の計測値の変動に基づいて吸着ベルト５９ｇに対する用紙Ｐの吸着の有無を検出する機能を備えていてもよい。

つまり、用紙上面位置調整制御部２２は、上機能により検出された用紙Ｐの吸着の有無に基づき、用紙Ｐの吸着前または用紙Ｐの吸着後の吸引ダクト５９ｃ内の静圧の計測値に応じて上述した用紙上面位置調整制御を行う構成としてもよい。この構成によれば、吸着ベルト５９ｇに対する用紙Ｐの吸着の有無を検出する吸着センサを削減することができる。

また、本実施の形態では、上面センサとして第１用紙上面センサ７２と第２用紙上面センサ７３を上下に２つ設置してどちらを使用するか切替える構成としているが、１つの上面センサを上下に移動させて検知位置を切替える構成としてもよい。

次に、制御部２０によるエアー給紙装置６０のエアー給紙および用紙上面位置調整制御動作について図７に示すフローチャートを参照して説明する。この制御に先立ち、制御部２０内、例えば、用紙上面位置調整制御部２２内に吸引ダクト５９ｃ内の静圧に関する閾値Ｐ１およびＰ２（Ｐ２＜Ｐ１）が、用紙種別、用紙厚さ、用紙サイズの少なくとも一つのパラメータについて予め設定されているものとする。

制御部２０において、エアー給紙制御部２１は、画像形成装置２における動作状態を監視し、給紙スタート状態になったと判断すると、昇降モータ５７を駆動させてトレイ底板５２の上昇動作を行う（ステップＳ１）。

トレイ底板５２の上昇動作中、用紙上面位置調整制御部２２は、第２用紙上面センサ７３の検知出力に基づき第２用紙上面位置で用紙束上面を検知したか否かを監視する（ステップＳ２）。ここで、用紙束上面を検知した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、用紙上面位置調整制御部２２は、昇降モータ５７の駆動を停止し、トレイ底板５２の上昇を停止する（ステップＳ３）。

次に、制御部２０において、エアー給紙制御部２１は、画像形成装置２における印刷ジョブの進行に合わせて、給紙のためのブロワファンを駆動する。具体的には、サイドファン５３ａ，５４ａ、浮上ファン５８ａ，分離ファン５８ｂ、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂをそれぞれに適合する起動タイミングで選択的に回転駆動する（ステップＳ４）。これにより、エアー給紙制御部２１は、トレイ底板５２に積載された用紙束上部領域の用紙Ｐを浮上・分離させつつ、その中の最上部の用紙Ｐを吸着ベルト５９ｇに吸着させる。

次に、エアー給紙制御部２１は、画像形成装置２の画像形成プロセスにおける画像転写のタイミングに合わせてベルト駆動モータ５９ｈを駆動する。これにより、エアー給紙制御部２１は、送り出しローラ対５９ｅ，５９ｆを回転駆動して吸着ベルト５９ｇを回動させ吸着ベルト５９ｇに吸着させた用紙Ｐの給紙を開始する（ステップＳ５）。エアー給紙制御部２１は、本画像形成プロセスにおいて、ステップＳ４、Ｓ５の処理動作を繰り返し実施することで用紙Ｐを１枚ずつピックアップして順次画像形成プロセスへと送り出す。

ステップＳ５で給紙が開始された後、用紙上面位置調整制御部２２は、圧力センサ７１の検知出力に基づき吸引ダクト５９ｃ内の静圧ｐの計測を行う（ステップＳ６）。引き続き、用紙上面位置調整制御部２２は、ステップＳ６で圧力センサ７１によって計測された静圧ｐが閾値Ｐ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。

ここで、用紙上面位置調整制御部２２は、計測された静圧ｐが閾値Ｐ１以上であると判定すると（ステップＳ７でＹＥＳ）、用紙上面位置調整制御のための使用センサを第２用紙上面センサ７３に設定する（ステップＳ８）。

引き続き、用紙上面位置調整制御部２２は、上記印刷ジョブの最後の頁の印刷に係る給紙が終了したか否か監視する（ステップＳ１６）。用紙上面位置調整制御部２２は、給紙が完了したと判断した場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、各ブロワファンの駆動を停止し（ステップＳ１７）、次の印刷開始まで待機する。

これに対し、用紙上面位置調整制御部２２は、給紙が完了していないと判断した場合（ステップＳ１６でＮＯ）、エアー給紙制御部２１による給紙制御が実行されている間中、ステップＳ６以降の処理を繰り返し実施する。

用紙上面位置調整制御部２２は、繰り返し実施される上記処理の間、ステップＳ６で計測した静圧ｐが閾値Ｐ１以上である場合には（ステップＳ７でＹＥＳ）、使用センサを第２用紙上面センサ７３とする設定を維持する（ステップＳ８）。

また、用紙上面位置調整制御部２２は、ステップＳ６で計測した静圧ｐが閾値Ｐ１よりも小さい場合には（ステップＳ７でＮＯ）、使用センサを第１用紙上面センサ７２に設定する（ステップＳ９）。

引き続き、用紙上面位置調整制御部２２は、ステップＳ６で計測した静圧ｐが閾値Ｐ１よりも小さくかつ閾値Ｐ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。ここで、用紙上面位置調整制御部２２は、ステップＳ６で計測した静圧ｐが閾値Ｐ１よりも小さくかつ閾値Ｐ２以上であると判定した場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、ユーザに対してメンテナンスが必要となったことを通知する（ステップＳ１１）。このユーザメンテ通知処理は、例えば、「フィルタのメンテナンスが必要です。フィルタを清掃して下さい。」等のメッセージを操作表示部２５に表示することで行う。

また、用紙上面位置調整制御部２２は、計測した静圧ｐが閾値Ｐ２よりも小さいと判定した場合（ステップＳ１０でＮＯ）、サービスシステムに対して、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂのメンテナンスが必要となったことを通知する（ステップＳ１２）。このサービスメンテ通知処理は、例えば、「エアーフィルタなどの部品交換・修理等のサービスメンテナンスが必要です。」等のメッセージをサービスシステム側のＰＣに送信することで行うことができる。

ステップＳ１１でのユーザメンテ通知処理またはステップＳ１２でのサービスメンテ通知処理が終了すると、次いで、用紙上面位置調整制御部２２は、昇降モータ５７を駆動させることによりトレイ底板５２の上昇動作を行う（ステップＳ１３）。

トレイ底板５２の上昇動作中、用紙上面位置調整制御部２２は、第１用紙上面センサ７２の検知出力に基づき第１用紙上面位置で用紙束上面を検知したか否かを監視する（ステップＳ１４）。ここで、用紙束上面を検知していない場合（ステップＳ１４でＮＯ）、用紙上面位置調整制御部２２は、トレイ底板５２の上昇動作を続行する（ステップＳ１３）。

また、用紙上面位置調整制御部２２は、トレイ底板５２の上昇動作中、第１用紙上面位置で用紙束上面を検知したと判定した場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、トレイ底板５２の上昇を停止し（ステップＳ１５）、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６において、用紙上面位置調整制御部２２は、上記印刷ジョブの最後の頁の印刷に係る給紙が終了していないと判断した場合には（ステップＳ１６でＮＯ）、エアー給紙制御部２１による給紙制御に合わせてステップＳ６以降の処理を繰り返し実施する。また、用紙上面位置調整制御部２２は、上記印刷ジョブの最後の頁の印刷に係る給紙が終了したと判断した場合には（ステップＳ１６でＹＥＳ）、上記各ブロワファンの駆動を停止し（ステップＳ１７）、次の印刷開始まで待機する。

図７に示すように、エアー給紙装置６０では、エアー給紙動作中に吸引ダクト５９ｃ内の静圧ｐの計測し、計測された静圧ｐを閾値Ｐ１と比較する。計測された静圧ｐが閾値Ｐ１以上の場合、使用するセンサを第２用紙上面センサ７３に設定し、計測された静圧ｐが閾値Ｐ１を下回る場合、使用するセンサを第１用紙上面センサ７２に設定する。

また、計測された静圧ｐが閾値Ｐ１を下回り閾値Ｐ２以上のときに、エアーフィルタ清掃や交換等のユーザメンテナンス時期であることを操作表示部２５に表示してユーザへ通知する。ユーザメンテナンスにより、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂのエアーフィルタ５９１ａ，５９１ｂの目詰まりや汚れを取り除くことで、吸引力不足による吸着遅れや吸着ミスによる不送り等の給紙不良の発生を未然に防止することができる。

また、計測された静圧ｐが閾値Ｐ２を下回っているときには、ブロワファンの部品交換・修理等のサービスメンテナンスが必要であることを通知する。尚、この領域は、不送り等の給紙不良が発生する可能性がある領域である。ブロワファンの異常または故障が発生する前にサービス対応することで、ユーザのダウンタイムを抑制することが可能になる。

このように、本実施の形態に係るエアー給紙装置６０は、用紙を積載するトレイ底板５２と、トレイ底板５２を昇降させる昇降モータ５７を有する。また、トレイ底板５２に積載された用紙Ｐの束に空気を吹き付けて用紙Ｐの束の最上部より下方の領域内の用紙Ｐを浮上分離させる浮上ファン５８ａ，分離ファン５８ｂからなるエアー給紙ユニット５８を有する。また、吸引ダクト５９ｃを介して空気を吸引する空気吸引ファン５９ａ，５９ｂと、吸着ベルト５９ｇとを有し、浮上分離された用紙Ｐを１枚ずつ吸着ベルト５９ｇに吸着し、さらに吸着ベルト５９ｇを回動させて用紙Ｐを搬送するベルト給紙ユニット５９を有する。さらには、吸引ダクト５９ｃ内の静圧を計測する圧力計測手段７１Ａと、用紙上面位置調整制御部２２と、を備える。そして、用紙上面位置調整制御部２２は、圧力計測手段７１Ａにより計測された吸引ダクト５９ｃ内の静圧に基づいて最上部の用紙Ｐの上面位置を調整する構成である。

この構成により、本実施の形態では、圧力計測手段７１Ａの出力に応じてトレイ底板５２の上昇制御を行い用紙Ｐの上面位置を調整することで、吸引力低下時にはベルト吸着面と用紙Ｐの上面位置までの距離を近づけ、用紙を確実に吸着できる。つまり、本実施の形態では、用紙を確実に吸着するためにブロワファンの駆動制御は行わないため、消費電力及び騒音への影響は無く、給紙品質の安定化を図ることが可能となる。

よって、本実施の形態では、ファンの回転数を制御することなく搬送に必要な用紙の吸着力を維持でき、消費電力および動作音を低減しつつ不給紙の発生を防止可能な給紙装置を提供するができる。

また、本実施の形態に係るエアー給紙装置６０では、用紙上面位置調整制御部２２が、圧力計測手段７１Ａにより計測された静圧が閾値Ｐ１より小さくなった場合、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂのメンテナンスが必要となったことを通知する構成としてもよい。

この構成により、本実施の形態では、ユーザメンテナンスにより、エアーフィルタ５９１ａ，５９１ｂの目詰まりや汚れを取り除くことで、吸引力不足による不給紙の発生を未然に防止することができる。また、本実施の形態では、ブロワファンの異常または故障が発生する前にサービス対応することで、ユーザのダウンタイムを抑制することが可能になる。

また、本実施の形態に係るエアー給紙装置６０では、用紙上面位置調整制御部２２が、用紙種別、用紙厚さ、用紙サイズの少なくとも一つに応じて閾値Ｐ１を自動設定する構成とすることもできる。

この構成により、本実施の形態では、紙種・紙厚・用紙サイズによって、用紙Ｐを吸引するために必要な吸引力が異なる現状に即し、最適な閾値に設定することで、給紙品質の安定化を図ることができる。

また、本実施の形態に係るエアー給紙装置６０では、用紙上面位置調整制御部２２が、閾値Ｐ１の変更設定要求を受け付け、設定中の閾値を変更設定する構成としてもよい。

この構成により、本実施の形態では、特殊用紙に対しては、ユーザが適正な閾値に調整することができ、多種多様の用紙の上面位置調整制御に対応できる。

また、本実施の形態に係るエアー給紙装置６０では、用紙上面位置調整制御部２２が、圧力計測手段７１Ａによる吸引ダクト５９ｃ内の静圧の計測値の変動に基づいて吸着ベルト５９ｇでの用紙Ｐの吸着の有無を検出する。さらに、用紙上面位置調整制御部２２は、用紙Ｐの吸着前または吸着後の計測値に基づいて最上部の用紙の上面位置を調整する構成である。この構成により、本実施の形態では、吸着ベルト５９ｇに対する用紙Ｐの吸着の有無を検出する吸着センサを削減することができ、コストダウンが図れる。

また、本実施の形態に係るエアー給紙装置６０では、圧力計測手段７１Ａは、圧力センサ７１で構成されるようにしてもよい。この構成により、本実施の形態では、圧力センサ７１の静圧を計測することで、空気吸引ファン５９ａ，５９ｂでの吸引エアによる吸引力を正確に把握できる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置２および連結型給紙装置５ａ，５ｂを含む印刷システム１は、上述したエアー給紙装置６０を備えた画像形成装置として構成することができる。この構成により、本実施の形態では、ファンの回転数を制御することなく搬送に必要な用紙の吸着力を維持でき、消費電力および動作音を低減しつつ不給紙の発生を防止可能な画像形成装置を提供可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施の形態では、圧力計測手段７１Ａとして圧力センサ７１を用いているが、本発明は、圧力センサ７１を用いる構成に限らず、吸引ダクト５９ｃ内の静圧を計測し、その計測値を出力するものであれば各種の圧力計測手段を適用することができる。

また、上記実施の形態では、用紙上面位置調整制御部２２を画像形成装置２の制御部２０内に設けた構成としているが、本発明は、これに限らず、各連結型給紙装置５に用紙上面位置調整制御機能を設けた構成としてもよい。

本発明はプリンタ・複写機・ファクシミリなどに用いるエアー給紙装置およびそれを備えた画像形成装置の分野において有用な発明である。

以上説明したとおり、本発明によれば、ファンの回転数を制御することなく搬送に必要な用紙の吸着力を維持でき、消費電力および動作音を低減しつつ不給紙の発生を防止可能な給紙装置および画像形成装置を提供することができる。

１ 印刷システム
２ 画像形成装置
３ 給紙部
４ 画像形成部
５，５ａ，５ｂ 連結型給紙装置
２０ 制御部
２１ エアー給紙制御部
２２ 用紙上面位置調整制御部（用紙上面位置調整制御手段）
２５ 操作表示部
５２ トレイ底板（昇降手段）
５６ 昇降機構（昇降手段）
５７ 昇降モータ（昇降手段）
５８ エアー給紙ユニット（エアー吹付手段）
５８ａ 浮上ファン（エアー吹付手段）
５８ｂ 分離ファン（エアー吹付手段）
５９ ベルト給紙ユニット（用紙吸着搬送手段）
５９ａ，５９ｂ 空気吸引ファン（用紙吸着搬送手段）
５９ｃ 吸引ダクト（用紙吸着搬送手段）
５９ｇ 吸着ベルト（用紙吸着搬送手段）
６０ エアー給紙装置（給紙装置）
７１ 圧力センサ（圧力計測手段）
Ｐ 用紙

特開平６−２１９５７８号公報

Claims (7)

1. 用紙を積載するトレイ底板と、
   前記トレイ底板を昇降させる昇降手段と、
   前記トレイ底板に積載された前記用紙の束に空気を吹き付けて前記用紙の束の最上部より下方の領域内の前記用紙を浮上分離させるエアー吹付手段と、
   吸引ダクトを介して空気を吸引する空気吸引ファンと、吸着ベルトとを有し、浮上分離された前記用紙を空気の吸引により１枚ずつ前記吸着ベルトに吸着し、前記吸着ベルトを回動させて前記用紙を搬送する用紙吸着搬送手段と、
   前記吸引ダクト内の静圧を計測する圧力計測手段と、
   前記圧力計測手段により計測された前記吸引ダクト内の静圧に基づいて前記最上部の用紙の上面位置を調整する用紙上面位置調整制御手段と、を備えたことを特徴とする給紙装置。
2. 前記用紙上面位置調整制御手段は、前記圧力計測手段により計測された静圧が前記閾値より小さくなった場合、前記空気吸引ファンのメンテナンスが必要となったことを通知することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記用紙上面位置調整制御手段は、用紙種別、用紙厚さ、用紙サイズの少なくとも一つに応じて前記閾値を自動設定する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. 前記用紙上面位置調整制御手段は、前記閾値の変更設定要求を受け付け、設定中の前記閾値を変更設定することを特徴とする請求項３に記載の給紙装置。
5. 前記用紙上面位置調整制御手段は、前記圧力計測手段による前記吸引ダクト内の静圧の計測値の変動に基づいて前記吸着ベルトでの前記用紙の吸着の有無を検出し、前記用紙の吸着前または吸着後の前記計測値に基づいて前記最上部の用紙の上面位置を調整することを特徴とする請求項４に記載の給紙装置。
6. 前記圧力計測手段は、圧力センサで構成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の給紙装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１つに記載の給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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