JP2018177477A - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特定種類のシートを給送する際、給送回転体の給送を開始する位置を上方にして搬送力を大きくするものでありながら、搬送回転体による搬送不良の発生の防止を図る。
【解決手段】制御部は、補助トレイ７がシート積載板４に設置されていない状態では、ピックアップローラ５ａの上下方向の位置を第１位置に制御する。この状態で、ピックアップローラ５ａがシート束の最下のシートの給送を行う場合、第１仮想面４ｖとフィードローラ５ｂとが交差する位置が第１交差位置Ａとなる。一方、補助トレイ７がシート積載板４に設置されている状態では、ピックアップローラ５ａの上下方向の位置を第２位置に制御する。この状態で、ピックアップローラ５ａがシート束の最下のシートの給送を行う場合、第２仮想面７ｖとフィードローラ５ｂとが交差する位置が、第１交差位置Ａと同じ位置或いは下方である第２交差位置Ｂとなるように制御する。
【選択図】図６

Description

本発明は、シートを給送するシート給送装置、及びシート給送装置により給送されたシートに画像を形成する画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置には、複数枚のシートを収納するカセットと、カセットに収納されたシートをピックアップして給送するピックアップローラとを備えたシート給送装置が設けられている。このようなシート給送装置では、シート積載板上にシート束を積載し、所定のシート高さまでリフトアップした後に、シートの厚み方向へバネで押圧されたピックアップローラによりピックアップしたシートを画像形成装置本体へ給送する構成が一般的である。

このような構成において、搬送負荷が高い、坪量が大きいシートや封筒等のシートに対しては、ピックアップローラの搬送力が足りずに搬送不良が発生してしまう虞がある。そこで、坪量が大きいシートを使用する場合に、シート積載板のリフトアップ量を大きくすることでピックアップローラの搬送力を増加させて搬送するものが提案されている（特許文献１参照）。

また、上述のようなシート給送装置において、封筒等のように厚みが均一でないシートをシート積載板上に複数枚積載すると、シート束の最上面が傾き、ピックアップローラとシートとが均等に当接できずに搬送不良が発生する虞がある。そのため、昇降するシート積載板に搖動可能に支持された補助トレイを設置し、この補助トレイ上にシート束を積載することで積載されたシートの最上面をピックアップローラに倣わせるものが提案されている（特許文献２参照）。

特開２０１３−１７３５７７号公報 特開２０１４−３７３１６号公報

ところで、シート積載板がカセットに設けられた軸を支点として回動する構造の場合、特許文献１のようにリフトアップ量を大きくしてピックアップローラの搬送力を増加させようとすると、以下の問題がある。即ち、図１０に示すように、例えば普通紙等のシート束の最下のシートＳａを給送する場合、軸４ａに対して回動するシート積載板４を、カセット４１の底面とシート積載板４とが角度θａとなるようにリフター板６でリフトアップする。この場合は、ピックアップローラ５ａはピックバネ８の弾性変形に応じた搬送力を生じてシートＳａの給送を行い、シートＳａの先端はフィードローラ５ｂの表面の位置Ｘに当接する。すると、フィードローラ５ｂの回転によりフィードローラ５ｂとリタードローラ５ｃとのニップ部ＮにシートＳａを導いてフィードローラ５ｂによりシートＳａの搬送が行われる。

しかしながら、例えば封筒等のシート束の最下のシートＳｂを給送する場合、特許文献１のように、シート積載板４を、カセット４１の底部とシート積載板４とが角度θｃとなるようにリフター板６でリフトアップし、リフトアップ量を大きくする。すると、ピックバネ８の弾性変形が大きくなり、ピックアップローラ５ａの搬送力が大きくなり、シートＳｂの給送が開始されるものの、シートＳｂの先端がフィードローラ５ｂの表面における位置Ｘよりも上方の位置Ｙに当接する。この場合は、例えば封筒等の坪量が大きいシートＳｂのコシも強いため、フィードローラ５ｂの回転によってシートＳｂをニップ部Ｎに導くことができずに搬送不良を生じる虞がある。

そこで本発明は、特定種類のシートを給送する際、給送回転体の給送を開始する位置を上方にして搬送力を大きくするものでありながら、搬送不良の発生の防止を図ることが可能なシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係るシート給送装置は、シート束を収容する収容手段と、シート束を支持可能な第１支持面を有し、前記収容手段に設けられた支点に対して回動可能に支持されるシート支持手段と、シート束を支持可能な第２支持面を有し、特定種類のシートの束を前記シート支持手段に対して支持させる際に、前記シート支持手段の第１支持面に設置可能な補助支持手段と、前記シート支持手段を上下方向に回動するように駆動する駆動手段と、前記シート支持手段の上方に配置され、前記シート支持手段に支持されたシート束の最上のシートに当接した状態で回転することでシートを給送可能な給送回転体と、前記給送回転体を下方に付勢する付勢手段と、前記給送回転体のシートの給送方向の下流側に配置され、回転することで前記給送回転体により給送されたシートを搬送する搬送回転体と、前記駆動手段によって前記シート支持手段の上下方向の位置を制御することで、前記給送回転体がシートの給送を開始する上下方向の位置を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記補助支持手段が前記シート支持手段の第１支持面に設置されていない状態で前記給送回転体がシート束の最下のシートの給送を行う場合、前記給送回転体の上下方向の位置が第１位置となり、かつ前記シート支持手段の第１支持面から延びる第１仮想面と前記搬送回転体とが交差する位置が第１交差位置となるように、前記駆動手段を制御し、前記補助支持手段が前記シート支持手段の第１支持面に設置されている状態で前記給送回転体がシート束の最下のシートの給送を行う場合、前記給送回転体の位置が前記第１位置よりも上方である第２位置となり、かつ前記補助支持手段の第２支持面から延びる第２仮想面と前記搬送回転体とが交差する位置が前記第１交差位置と同じ位置或いは下方である第２交差位置となるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする。

本発明によると、特定種類のシートを給送する際、給送回転体の給送を開始する位置を上方にして搬送力を大きくすることができるものでありながら、搬送回転体による搬送不良の発生の防止を図ることができる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図。 第１の実施形態に係るシート給送装置の構成を示す概略図。 （ａ）は第１の実施形態に係るシート給送装置における補助トレイにシート束を積載した状態を示す概略図、（ｂ）は第１の実施形態に係るシート給送装置における補助トレイをリフトアップした状態を示す概略図。 第１の実施形態に係るシート給送装置の制御部を示すブロック図。 第１の実施形態に係るシート給送装置のシート給送制御を示すフローチャート。 （ａ）は第１の実施形態において普通紙のシート束を積載した状態を示す図、（ｂ）は普通紙のシート束における最下のシートを給送する状態を示す図、（ｃ）は封筒のシート束における最下のシートを給送する状態を示す図。 シート積載板に補助トレイを設置した場合と補助トレイを設置していない場合とにおけるフィードローラにシートが当接する位置の計算を説明する図。 第２の実施形態に係るシート給送装置の構成を示す概略図。 （ａ）は第１の実施形態において普通紙のシート束における最下のシートを給送する状態を示す図、（ｂ）は封筒のシート束における最下のシートを給送する状態を示す図。 リフトアップ量を大きくした場合におけるフィードローラにシートが当接する位置を説明する図。

＜第１の実施形態＞
［画像形成装置の構成］
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係るシート給送装置及び画像形成装置について説明する。本実施形態に係る画像形成装置１は、パーソナルコンピュータ等の外部機器から入力される画像情報に基づいて、シートＳに画像を形成するフルカラーレーザービームプリンタである。ただし、シートＳとは、普通紙や厚紙等の厚みが均一な用紙及び封筒等の厚みが不均一な用紙を含む紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート（ＯＨＴ）等のプラスチックフィルム、布などの薄層状の記録媒体を指す。なお、特定種類のシートとは、広義として、坪量が所定値よりも大きく、コシが強いシートを指し、狭義として、コシが強くかつ厚みが不均一なシートを指し、他の種類のシートは、これらの定義に当てはまらない種類のシートである。本実施形態では、特定種類のシートとして封筒を一例として説明するが、厚紙やオーバーヘッドプロジェクタ用シート等も特定種類のシートと考えることもできる。また、他の種類のシートとしては、普通紙やケント紙等が、坪量が所定値よりも小さく、厚みが均一なシートと考えることができる。

画像形成装置１は、図１に示すように、装置本体１Ａの内部に、シートＳに画像を形成する画像形成部１Ｂ及びシートＳに画像を定着させる定着部２０等を備えている。装置本体１Ａの上方には、原稿の画像データを読み取る画像読取装置２が、原稿の載置面が略水平となる姿勢で配置されている。画像読取装置２と装置本体１Ａとの間に形成されたシート排出空間には、排出トレイ２３が設けられている。また、装置本体１Ａには、画像形成部１ＢにシートＳを給送するシート給送部３０が設けられている。シート給送部３０は、装置本体１Ａの下部に配置される単数又は複数（図示した例では４つ）のシート給送装置３１，３２，３３，３４と、不図示の手差し給送装置とを含む。シート給送装置３１，３２，３３，３４のそれぞれは、複数のシートＳからなるシート束を収容するカセット４１，４２，４３，４４を有している。また、シート給送装置３１，３２，３３，３４のそれぞれは、カセット４１，４２，４３，４４のシート束の最上のシートを１枚ずつ給送するためのピックアップローラ５ａ、フィードローラ５ｂ、リタードローラ５ｃを有している。このシート給送装置の構成については、詳しくは後述する。

画像形成手段としての画像形成部１Ｂは、レーザスキャナ１０と、４個のプロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、中間転写ユニット１Ｃとを備えた、所謂４ドラムフルカラー方式の構成である。これらのカートリッジは、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナー画像を形成する。各プロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、感光体である感光ドラム１２と、帯電器１３と、現像器１４と、不図示のクリーナ等を備えている。なお、画像形成部１Ｂの上方には、各色のトナーを収容したトナーカートリッジ１５が装置本体１Ａに対して着脱自在に装着されている。

中間転写ユニット１Ｃは、中間転写体である中間転写ベルト１６が駆動ローラ１６ａ及びテンションローラ１６ｂ等に巻き掛けられて構成され、４つのプロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの上方に配置されている。中間転写ベルト１６は、各プロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの感光ドラム１２に接触した状態で、不図示の駆動部に駆動される駆動ローラ１６ａによって、図中反時計回り方向に回転する。中間転写ユニット１Ｃは、各感光ドラム１２と対向する位置において中間転写ベルト１６の内周面に当接する一次転写ローラ１７を備えている。また、画像形成部１Ｂは、駆動ローラ１６ａと対向する位置において中間転写ベルト１６の外周面に当接する二次転写ローラ１９を備えている。

上述の各プロセスカートリッジ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにおいて、感光ドラム１２の表面には、レーザスキャナ１０によって静電潜像が描き込まれた後、現像器１４からトナーが供給されることで負極性に帯電した各色のトナー像が形成される。これらのトナー像は、一次転写ローラ１７に正極性の転写バイアス電圧が印加されることで、中間転写ベルト１６へと多重転写（一次転写）されて、中間転写ベルト１６にフルカラーのトナー像が形成される。

このようなトナー像の形成プロセスに並行して、シート給送部３０から給送されたシートＳが、レジストレーションローラ対１８へ向けて搬送され、レジストレーションローラ対１８によって斜行を補正される。レジストレーションローラ対１８は、中間転写ベルト１６に形成されたフルカラーのトナー像の転写タイミングに合わせて、中間転写ベルト１６と二次転写ローラ１９との間に形成される二次転写部にシートＳを搬送する。中間転写ベルト１６に担持されているトナー像は、二次転写ローラ１９に正極性の転写バイアス電圧が印加されることでシートＳへと二次転写される。

トナー像を転写されたシートＳが、定着部２０において加熱及び加圧されると、トナー像がカラー画像としてシートＳに定着する。画像が定着したシートＳは、排出ローラ対２５ａによって排出トレイ２３へと排出されて積載される。なお、シートＳの両面に画像を形成する場合には、定着部２０を通過したシートＳが、反転搬送部１Ｄに設けられる正逆転可能な反転ローラ対２５ｂによってスイッチバックされる。そして、シートＳが再搬送通路Ｒ１を介して画像形成部１Ｂへと再び搬送されると、シートＳの裏面に画像が形成され、排出トレイ２３へと排出されて両面印刷が完了する。

［シート給送装置の構成］
続いて、第１の実施形態に係るシート給送装置の構成について図２乃至図４を用いて説明する。なお、以下に説明するシート給送装置は、上述したシート給送装置３１，３２，３３，３４（図１参照）のうちのシート給送装置３１を一例として説明するが、他のシート給送装置３２，３３，３４も同様の構成とすることができる。

図２に示すように、シート給送装置３１のカセット４１には、カセット４１の底部に設けられた軸４ａを支点として回動自在に配置され、シート束を第１支持面４ｓに支持可能にして積載可能なシート支持手段としてのシート積載板４が備えられている。また、シート積載板４の下方には、カセット４１の底部に設けられた軸６ａを支点として回動可能に配置され、リフターモータＭ１（図４参照）の駆動力によってシート積載板４を押し上げる駆動手段としてのリフター板６が設けられている。

一方、シート積載板４の上方には、シート積載板４に支持されたシート束の最上のシートに当接した状態で給送モータＭ２（図４参照）の駆動力によって回転することでシートを給送可能な給送回転体としてのピックアップローラ５ａが配置されている。ピックアップローラ５ａは、後述のフィードローラ５ｂの駆動軸（不図示）を支点として回動自在に配置されたピックアーム９に連結され、つまり上下方向に対して移動自在に配置されている。また、ピックアップローラ５ａと軸方向に異なる位置には、ピックアップローラ５ａを下方であるシート束の厚み方向に付勢する付勢手段としてのピックバネ８とが配置されている。即ち、ピックバネ８の一端はピックアップローラ５ａの駆動軸（不図示）に連結され、他端は画像形成装置１のフレーム等の固定部材に固定され、縮設された状態でピックアップローラ５ａを下方に付勢する。なお、ピックバネ８は、コイルバネでもよいし、板バネでもよいし、ゴム等の弾性部材でもよい。また、ピックバネ８は、ピックアップローラ５ａの駆動軸を直接的に付勢してもよし、駆動軸を上下方向に移動自在に支持するピックアーム９等を介して、間接的に付勢するようにしてもよい。

ピックアップローラ５ａのシートの給送方向の下流側には、搬送回転体としてのフィードローラ５ｂと、このフィードローラ５ｂに当接してニップ部Ｎを形成する分離回転体としてのリタードローラ５ｃとが配置されている。フィードローラ５ｂは、上記給送モータＭ２（図４参照）の駆動力によって回転することで、ピックアップローラ５ａにより給送が開始されたシートを上記画像形成部１Ｂに向けて搬送する。また、リタードローラ５ｃは、シートの給送方向とは反対側に搬送力を付与するように上記給送モータＭ２（図４参照）の駆動力によって回転することで、ピックアップローラ５ａにより複数のシートが給送された場合に、２枚目以降のシートを押し戻す。即ち、リタードローラ５ｃは、ニップ部Ｎで複数のシートが給送された場合に１枚ずつに分離させる分離手段として機能する。

また、ピックアップローラ５ａを支持して連動する連動部材としてのピックアーム９の先端９ａの側には、第１センサである第１シート高さ検知センサ６１が備えられている。また、第１シート高さ検知センサ６１の上方には、第２センサである第２高さ検知センサ６２が配置されて備えられている。これら第１高さ検知センサ６１及び第２高さ検知センサ６２は、それぞれフォトセンサ６１ａ，６２ａを有しており、被検出部として設けられたピックアーム９の先端９ａの有無を検出する。即ち、フォトセンサ６１ａ，６２ａは、ピックアーム９の先端９ａにより遮光されていない状態でオフ状態と検出し、遮光されている状態でオン状態と検出する。そして、第１高さ検知センサ６１がオン状態になると、ピックアップローラ５ａが第１位置であると検出し、第２高さ検知センサ６２がオン状態になると、ピックアップローラ５ａが第１位置よりも上方である第２位置であると検出する。つまりピックアップローラ５ａが第１位置であれば、ピックバネ８によってシート束の最上のシートに第１押圧力でピックアップローラ５ａが当接している状態となる。また、ピックアップローラ５ａが第２位置であれば、第１高さ検知センサ６１と第２高さ検知センサ６２との高さの差Ｈｓの分、圧縮されたピックバネ８によってシートに第１押圧力よりも大きい第２押圧力でピックアップローラ５ａが当接している状態となる。即ち、高さの差Ｈｓにバネ定数を乗じた分だけ第１押圧力よりも第２押圧力が大きくなり、それにピックアップローラ５ａの摩擦係数を乗じた分だけ搬送力が大きくなる。

次に、シート積載板４に設置可能な補助支持手段としての補助トレイ７について説明する。例えばカセット４１に封筒を積載する場合は、ユーザ或いはサービスマンによりシート積載板４の上方に補助トレイ７が設置される。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、補助トレイ７の下方には、シートの給送方向に沿って延びる円柱状の搖動軸７ａが設けられている。これにより、補助トレイ７は、搖動軸７ａを揺動中心としてシート積載板４に対して揺動可能に構成されている。即ち、図３（ａ）に示すように、封筒のシートＳｂが複数枚からなるシート束を第２支持面７ｓに補助トレイ７に積載すると、封筒のフラップの部分が浮き上がる。このため、シート束の最上のシートＳｂは、フラップがある側が高くなって、ピックアップローラ５ａに対して傾斜した状態となる。しかしながら、図３（ｂ）に示すように、リフター板６の駆動によりシート積載板４が押し上げられ、補助トレイ７を介してシート束がリフトアップされる。すると、補助トレイ７がピックアップローラ５ａからの反力を受けて補助トレイ７が搖動し、シート束の最上のシートＳｂが水平となってピックアップローラ５ａと平行な状態となる。

続いて、シート給送装置３１の制御部１００の構成について説明する。図４に示すように、制御部１００には、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３、ＨＤＤ１０４等を有して構成されている。また、制御部１００には、第１シート高さ検知センサ６１、第２高さ検知センサ６２、画像形成装置１に設けられたタッチパネルやキー等の入力手段としての入力部６３等が接続されている。入力部６３はシートの種類に関するシート種類情報などを入力可能に構成されている。また、制御部１００には、駆動手段としてのリフターモータＭ１、給送モータＭ２等が接続されている。そして、この制御部１００のＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３又はＨＤＤ１０４等に格納されたプログラムをＲＡＭ１０１にロードして実行し、リフターモータＭ１及び給送モータＭ２を駆動制御する。また、ＨＤＤ１０４には、上記シート種類情報などの画像形成装置の各種設定データが保存されており、特に本実施形態ではシートの種類の中に封筒の情報が記録されている。従って、ユーザがカセット４１に封筒を積載した場合に、入力部６３によりカセット４１のシートの種類を封筒として設定することができる。なお、ＨＤＤ１０４の代わりに、電源を落としてもデータが消去されない不揮発性メモリを設けて、該不揮発性メモリにデータを保存しておく構成であってもよい。また、入力部１０３は、画像形成装置１に設けられたタッチパネルやキー等の入力操作を受付けるものだけでなく、外部に設けられたコンピュータ等の操作端末に接続されることで、その操作端末を入力部６３として代用することもできる。

［シート給送時の動作］
ついで、シート給送装置３１によるシート給送時の動作について図５乃至図７を用いて説明する。まず、普通紙からなるシートＳａが複数枚であるシート束がカセット４１に積載された場合について説明する。図６（ａ）に示すように、普通紙からなるシートＳａが複数枚であるシート束がシート積載板４に積載され、ユーザにより入力部６３によりシートの種類として普通紙が選択されると、シートの給送が開始可能な状態となる。その後、印刷ジョブが制御部１００に送信されてくると、図５に示すシート給送制御が開始される。

すると、制御部１００は、入力部６３により選択されたシートが封筒以外であるか否かを判定し（Ｓ１１）、ここでは普通紙が選択されているので（Ｓ１１のＹｅｓ）、第１シート高さ検知センサ６１による検出を開始する。即ち、第１シート高さ検知センサ６１の検出結果がオン状態であるか否かを判定し（Ｓ１２）、オン状態であれば（Ｓ１２のＹｅｓ）、そのままステップＳ１９に進む。また、オン状態でなければ（Ｓ１２のＮｏ）、リフターモータＭ１をオンし（Ｓ１４）、リフター板６によるシート積載板４の上昇を開始する。続けて、第１シート高さ検知センサ６１がオン状態であるか否かの判定を行い（Ｓ１６）、オン状態になるまで繰り返して（Ｓ１６のＮｏ）、オン状態になると（Ｓ１６のＹｅｓ）、リフターモータＭ１をオフして（Ｓ１８）、シート積載板４の上昇を停止する。つまり、この時のピックアップローラ５ａの位置は、上述した第１位置となる。

ついで、制御部１００は、給送モータＭ２をオンし（Ｓ１９）、ピックアップローラ５ａ、フィードローラ５ｂ、リタードローラ５ｃの回転を開始する。そして、給送を開始したシートの後端の通過が画像形成装置１に設置された不図示のセンサにより検出されると、シート１枚の搬送が終了したものと判定し（Ｓ２０）、給送モータＭ２をオフして（Ｓ２１）、給送を停止する。まだ印刷ジョブにおける印刷枚数が残っており、つまりジョブが終了していない場合は（Ｓ２２のＮｏ）、シートの給送を繰り返し、ジョブが終了すると（Ｓ２２のＹｅｓ）、シート給送制御を終了する。

以上のシート給送制御を実行中にあって、第１シート高さ検知センサ６１がオン状態である間は（Ｓ１２のＹｅｓ）、リフター板６によるシート積載板４の上昇が行われない。続けてシートＳａの枚数が減ることでシート束の最上のシートの位置が下がると、第１シート高さ検知センサ６１が自然にオン状態からオフ状態になるため（Ｓ１２のＮｏ）、リフター板６によるシート積載板４の上昇が行われる。また、その後、シート積載板４の上昇により第１シート高さ検知センサ６１がオン状態となるので（Ｓ１６のＹｅｓ）、リフターモータＭ１がオフされて（Ｓ１８）、シート積載板４の上昇が停止される。これにより、シートＳａの給送時は、ピックアップローラ５ａが第１位置となるように位置合わせされる。そして、積載されたシート束の最後のシートになると、図６（ｂ）に示すシート束の最下のシートを給送する状態となる。この状態での各部の位置関係については詳しくは後述する。

次に、封筒からなるシートＳｂが複数枚であるシート束がカセット４１に積載された場合について説明する。封筒からなるシートＳｂが複数枚であるシート束がシート積載板４の上方に設置された補助トレイ７に積載され、ユーザにより入力部６３によりシートの種類として封筒が選択されると、シートの給送が開始可能な状態となる。その後、印刷ジョブが制御部１００に送信されてくると、図５に示すシート給送制御が開始される。

すると、制御部１００は、入力部６３により選択されたシートが封筒以外であるか否かを判定し（Ｓ１１）、ここでは封筒が選択されているので（Ｓ１１のＮｏ）、第２シート高さ検知センサ６２による検出を開始する。即ち、第２シート高さ検知センサ６２の検出結果がオン状態であるか否かを判定し（Ｓ１３）、オン状態であれば（Ｓ１３のＹｅｓ）、そのままステップＳ１９に進む。また、オン状態でなければ（Ｓ１３のＮｏ）、リフターモータＭ１をオンし（Ｓ１５）、リフター板６によるシート積載板４及び補助トレイ７の上昇を開始する。続けて、第２シート高さ検知センサ６２がオン状態であるか否かの判定を行い（Ｓ１７）、オン状態になるまで繰り返す（Ｓ１７のＮｏ）。その後、オン状態になると（Ｓ１７のＹｅｓ）、リフターモータＭ１をオフして（Ｓ１８）、シート積載板４及び補助トレイ７の上昇を停止する。つまり、この時のピックアップローラ５ａの位置は、上述した第２位置となる。

その後は同様に、制御部１００は、給送モータＭ２をオンして給送を開始し（Ｓ１９）、シート１枚の搬送が終了したものと判定すると（Ｓ２０）、給送モータＭ２をオフして（Ｓ２１）、給送を停止する。まだ印刷ジョブにおける印刷枚数が残っている場合は（Ｓ２２のＮｏ）、シートの給送を繰り返し、ジョブが終了すると（Ｓ２２のＹｅｓ）、シート給送制御を終了する。

以上のシート給送制御を実行中にあって、第２シート高さ検知センサ６２がオン状態である間は（Ｓ１３のＹｅｓ）、リフター板６によるシート積載板４及び補助トレイ７の上昇が行われない。続けてシートＳｂの枚数が減ることでシート束の最上のシートの位置が下がると、第２シート高さ検知センサ６２が自然にオン状態からオフ状態になるため（Ｓ１３のＮｏ）、リフター板６によるシート積載板４及び補助トレイ７の上昇が行われる。また、その後、シート積載板４の上昇により第２シート高さ検知センサ６２がオン状態となるので（Ｓ１７のＹｅｓ）、リフターモータＭ１がオフされて（Ｓ１８）、シート積載板４及び補助トレイ７の上昇が停止される。これにより、シートＳｂの給送時は、ピックアップローラ５ａが第２位置となるように位置合わせされる。そして、積載されたシート束の最後のシートになると、図６（ｃ）に示すシート束の最下のシートを給送する状態となる。この状態での各部の位置関係について以下に詳述する。

［シート給送時の各部の位置関係］
ついで、第１高さ検知センサ６１及び第２高さ検知センサ６２によるピックアップローラ５ａの上下方向の高さ位置、つまり第１位置及び第２位置におけるシート積載板４の第１支持面４ｓ及び補助トレイ７の第２支持面７ｓの位置について説明する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、封筒以外のシートとして、普通紙からなるシートＳａをカセット４１に収容する場合は、シート積載板４の第１支持面４ｓにシート束が積載される。このようにシート積載板４にシートＳａのシート束を積載した際は、シート束の最上のシートの位置検出、つまりピックアップローラ５ａの第１位置の検出が第１高さ検知センサ６１により行われる。ここで、図６（ｂ）に示すシート束の最下のシートＳａを給送する場合のシート積載板４の、カセット４１に対する角度を角度θａとする。また、この時のシート積載板４の第１支持面４ｓからシートの給送方向の下流側に延びる第１仮想面４ｖとフィードローラ５ｂの外周面とが交差する位置を第１交差位置Ａとする。さらに、第１交差位置Ａの、シート積載板４の軸４ａである回動中心に対する高さを第１高さＨａとする。なお、この第１交差位置Ａは、シートＳａの１枚分の厚みが薄いことを考慮すると、シート束の最下のシートＳａがフィードローラ５ｂに当接する位置と言える。

一方、図６（ｃ）に示すように、封筒からなるシートＳｂをカセット４１に収容する場合は、シート積載板４の第１支持面４ｓに補助トレイ７が設置され、シートＳｂのシート束は補助トレイ７の第２支持面７ｓに積載される。このようにシート積載板４にシートＳｂのシート束を積載した際は、シート束の最上のシートの位置検出、つまりピックアップローラ５ａの第２位置の検出が第２高さ検知センサ６２により行われる。ここで、図６（ｃ）に示すシート束の最下のシートＳｂを給送する場合のシート積載板４の、カセット４１に対する角度を角度θｂとする。

また、この第２支持面７ｓは、シートの給送方向に対して線として考えると第１支持面４ｓと平行となるが、シートの給送方向と直交するシートの幅方向には搖動する。そのため、第２支持面７ｓからシートの給送方向の下流側に延びる第２仮想面７ｖは搖動するので、厳密には、第２仮想面７ｖにおける上方から視て揺動中心と重なる位置から延ばした仮想線７ａｖが上記第１仮想面４ｖと平行となる。しかしながら、シート束の最下のシートＳｂを給送する際は、ピックアップローラ５ａからの押圧力により第２支持面７ｓが略平行となる。そこで、この時の第２仮想面７ｖとフィードローラ５ｂの外周面とが交差する位置を第２交差位置Ｂとする。さらに、第２交差位置Ｂの、シート積載板４の軸４ａである回動中心に対する高さを第２高さＨｂとする。なお、この第２交差位置Ｂは、シートＳｂの１枚分の厚みが薄いことを考慮すると、シート束の最下のシートＳｂがフィードローラ５ｂに当接する位置と言える。

ところで、普通紙よりも封筒の方が、坪量が大きく、コシも強い。そのため、普通紙の最下のシートＳａのフィードローラ５ｂの当接位置である第１交差位置Ａよりも、封筒の最下のシートＳｂのフィードローラ５ｂの当接位置である第２交差位置Ｂが高くなると、搬送不良が発生する虞がある。そのため、第２交差位置Ｂは、第１交差位置Ａと同じ高さか、或いは下方にする必要がある。

ここで、補助トレイ７の高さ、つまり第１支持面４ｓと第２支持面７ｓとの高さの差をＨｔ、シート積載板４の角度θｂ’のときの、第１交差位置Ａからの垂直線と第１仮想面４ｖとの高さの差をＨｔ’とする。また、シート積載板４の回動中心と第１交差位置Ａとの水平距離を距離Ｌとする。そして、第１交差位置Ａと第２交差位置Ｂとの高さが同じ、つまり第１高さＨａと第２高さＨｂとが同じである場合を考えると、下記数式（１）及び数式（２）の関係となり、
ｔａｎθｂ’＝（Ｈａ−Ｈｔ’）／Ｌ …（１）
ｃｏｓθｂ’＝Ｈｔ／Ｈｔ’ …（２）
Ｈｔについて整理すると、下記数式（３）となる。
Ｈｔ＝ｃｏｓθｂ’（Ｈａ−Ｌｔａｎθｂ’） …（３）

このため、補助トレイ７の高さであるＨｔと、補助トレイ７を設置したときのシート積載板４を上昇する計算上の角度をθｂ’とが、上記数式（３）の関係を満たすときは、Ｈａ＝Ｈｂとなる。そして、実際にシート積載板４を上昇する角度θｂを計算上の角度θｂ’以下となるように、第１高さ検知センサ６１と第２高さ検知センサ６２との高さの配置、補助トレイ７の厚みを設定すれば、第２交差位置Ｂは、第１交差位置Ａと同じ高さか、或いは下方となる。

以上説明したように、制御部１００は、補助トレイ７がシート積載板４に設置されていない状態では、ピックアップローラ５ａの上下方向の位置を第１位置に制御する。この状態で、ピックアップローラ５ａがシート束の最下のシートの給送を行う場合、シート積載板４の第１支持面４ｓから延びる第１仮想面４ｖとフィードローラ５ｂの外周面とが交差する位置が第１交差位置Ａとなるように制御する。一方、補助トレイ７がシート積載板４に設置されている状態では、ピックアップローラ５ａの上下方向の位置を第２位置に制御する。この状態で、ピックアップローラ５ａがシート束の最下のシートの給送を行う場合、第２支持面７ｓから延びる第２仮想面７ｖとフィードローラ５ｂとが交差する位置が、第１交差位置Ａと同じ位置或いは下方である第２交差位置Ｂとなるように制御する。これにより、特定種類のシートとしての封筒を給送する際、ピックアップローラ５ａの給送を開始する位置を上方にして搬送力を大きくすることができるものでありながら、フィードローラ５ｂによる搬送不良の発生の防止を図ることができる。

＜第２の実施形態＞
続いて、上記第１の実施形態を一部変更した第２の実施形態について図８及び図９を用いて説明する。なお、本第２の実施形態の説明においては、第１の実施形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。

本第２の実施形態に係るシート給送装置３１は、ピックアップローラ５ａの上下方向の位置である第１位置と第２位置との検出手法を変更したものである。即ち、図８に示すように、上記第１の実施形態では第１高さ検知センサ６１及び第２高さ検知センサ６２の２個のセンサを用いていた。本第２の実施形態では、１個の有無センサである高さ検知センサ６５を用い、その代り、ピックアーム９の先端を先割れ形状とし、第１先端９ａに加えて第２先端９ｂを備えたものである。

詳細には、高さ検知センサ６５には、１個のフォトセンサ６５ａが備えられている。一方のピックアーム９には、先端側に延びる第１被検出部としての第１先端９ａと、該第１先端９ａとは異なる角度に延びる第２被検出部としての第２先端９ｂとが備えられている。この第１先端９ａと第２先端９ｂとのフォトセンサ６５ａを通過する部分の距離の差は差Ｈｓ２に設定されており、上記第１の実施形態における第１高さ検知センサ６１及び第２高さ検知センサ６２の距離の差Ｈｓと同じに設定されている。

図９（ａ）に示すように、補助トレイ７がシート積載板４に設置されていない、封筒以外のシートとしての普通紙からなるシートＳａが積載された場合には、第１先端９ａの有無をフォトセンサ６５ａで検出する。これにより、ピックアップローラ５ａの第１位置を検出できる。一方、図９（ｂ）に示すように、補助トレイ７がシート積載板４に設置されている、封筒からなるシートＳｂが積載された場合には、第２先端９ｂの有無をフォトセンサ６５ａで検出する。これにより、ピックアップローラ５ａの第２位置を検出できる。なお、第２先端９ｂの有無をフォトセンサ６５ａで検出する場合には、２回目のオン状態を検出すればよい。

そして、上記数式（３）の関係から、実際にシート積載板４を上昇する角度θｂを計算上の角度θｂ’以下となるように、第１先端９ａと第２先端９ｂとの高さを配置し、補助トレイ７の厚みを設定する。これにより、第２交差位置Ｂは、第１交差位置Ａと同じ高さか、或いは下方となる。

以上の第２の実施形態によれば、検知センサを１個に削減できるため、シート給送装置のコストダウンやコンパクト化を図ることができる。

なお、以上説明した第１及び第２の実施形態においては、補助トレイがシートの幅方向に対して搖動するものを説明したが、これに限らず、第２支持面７ｓが平行のまま固定されるものでもよい。即ち、封筒に限らず、厚みが均一な厚紙等を積載する際に、上面と下面とが平行な補助トレイを用いて、ピックアップローラ５ａの押圧力を大きくし、かつ搬送不良の防止を図ってもよい。

また、第１及び第２の実施形態においては、高さ検知センサとして安価なフォトセンサを用いたものを説明したが、これに限らず、エンコーダやレゾルバのように、連続的な値を出力できるボリューム検知が可能なセンサを用いても良い。このようなセンサを用いることで、より細かくシートに対するピックアップローラ５ａの押圧力を制御でき、また、フィードローラ５ｂに対するシートの当接位置を細やかに設定可能となる。これにより、シートの給送性能を向上することができる。

また、第１及び第２の実施形態においては、断面円形状のピックアップローラにより給送回転体を構成したものを説明したが、断面形状が半月形状のようなものであってもよい。さらに、リタードローラの逆回転を用いて複数のシートが給送された場合に１枚ずつに分離するものを説明したが、摩擦抵抗が大きい分離パットのような部材を用いてもよい。

また、第１及び第２の実施形態においては、リフター板６によりシート積載板４を上昇させるものを説明したが、シート積載板４を回動させてシート束をリフトアップできるものであれば、どのような構成でもよい。

また、第１及び第２の実施形態においては、高さ検知センサによりピックアップローラの位置を検出するものについて説明した。しかしながら、リフターモータをステッピングモータ等で構成し、パルス制御により高精度に位置制御するようにすることで、高さ位置の検出を不要とすることもできる。

１…画像形成装置：１Ｂ…画像形成手段（画像形成部）：４…シート支持手段（シート積載板）：４ａ…支点（軸）：４ｓ…第１支持面：４ｖ…第１仮想面：６…駆動手段（リフター板）：５ａ…給送回転体（ピックアップローラ）：５ｂ…搬送回転体（フィードローラ）：５ｃ…分離回転体（リタードローラ）：７…補助支持手段（補助トレイ）：７ａ…揺動中心（搖動軸）：７ａｖ…仮想線：７ｓ…第２支持面：７ｖ…第２仮想面：８…付勢手段（ピックバネ）：９…連動部材（ピックアーム）：９ａ…第１被検出部（第１先端）：９ｂ…第２被検出部（第２先端）：３１…シート給送装置：４１…収容手段（カセット）：６１…検出手段、第１センサ（第１高さ検知センサ）：６２…検出手段、第２センサ（第２高さ検知センサ）：６３…入力手段（入力部）：６５…検出手段、有無センサ（高さ検知センサ）：１００…制御手段（制御部）：Ａ…第１交差位置：Ｂ…第２交差位置：Ｍ１…駆動手段（リフターモータ）：Ｎ…ニップ部

Claims (9)

1. シート束を収容する収容手段と、
   シート束を支持可能な第１支持面を有し、前記収容手段に設けられた支点に対して回動可能に支持されるシート支持手段と、
   シート束を支持可能な第２支持面を有し、特定種類のシートの束を前記シート支持手段に対して支持させる際に、前記シート支持手段の第１支持面に設置可能な補助支持手段と、
   前記シート支持手段を上下方向に回動するように駆動する駆動手段と、
   前記シート支持手段の上方に配置され、前記シート支持手段に支持されたシート束の最上のシートに当接した状態で回転することでシートを給送可能な給送回転体と、
   前記給送回転体を下方に付勢する付勢手段と、
   前記給送回転体のシートの給送方向の下流側に配置され、回転することで前記給送回転体により給送されたシートを搬送する搬送回転体と、
   前記駆動手段によって前記シート支持手段の上下方向の位置を制御することで、前記給送回転体がシートの給送を開始する上下方向の位置を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記補助支持手段が前記シート支持手段の第１支持面に設置されていない状態で前記給送回転体がシート束の最下のシートの給送を行う場合、前記給送回転体の上下方向の位置が第１位置となり、かつ前記シート支持手段の第１支持面から延びる第１仮想面と前記搬送回転体とが交差する位置が第１交差位置となるように、前記駆動手段を制御し、
   前記補助支持手段が前記シート支持手段の第１支持面に設置されている状態で前記給送回転体がシート束の最下のシートの給送を行う場合、前記給送回転体の位置が前記第１位置よりも上方である第２位置となり、かつ前記補助支持手段の第２支持面から延びる第２仮想面と前記搬送回転体とが交差する位置が前記第１交差位置と同じ位置或いは下方である第２交差位置となるように、前記駆動手段を制御する、
   ことを特徴とするシート給送装置。
2. 前記給送回転体の上下方向の位置を検出する検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づき前記駆動手段を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
3. 前記給送回転体の上下方向の位置と連動して上下に移動する連動部材を備え、
   前記検出手段は、前記連動部材の有無を検出することで前記給送回転体が前記第１位置であることを検出する第１センサと、前記第１センサと異なる高さに配置され、前記連動部材の有無を検出することで前記給送回転体が前記第２位置であることを検出する第２センサと、を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
4. 前記給送回転体の上下方向の位置と連動して上下に移動すると共に、上下方向の異なる位置に配置された第１被検出部及び第２被検出部を有する連動部材を備え、
   前記検出手段は、前記第１被検出部及び前記第２被検出部の有無を検出する有無センサを有し、前記第１被検出部が有ることを検出することで前記給送回転体が前記第１位置であることを検出し、前記第２被検出部が有ることを検出することで前記給送回転体が前記第２位置であることを検出する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
5. 前記補助支持手段は、シート束を支持した状態で、シートの給送方向に沿って延びる揺動中心を中心にして揺動可能に構成され、
   前記第２交差位置は、前記第２仮想面における上方から視て前記揺動中心と重なる位置から延ばした仮想線と前記搬送回転体とが交差する位置である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のシート給送装置。
6. シートの種類に関する情報であるシート種類情報を入力可能な入力手段を備え、
   前記制御手段は、前記シート種類情報に基づき、前記補助支持手段が前記シート支持手段の第１支持面に設置されていない状態であるか、前記補助支持手段が前記シート支持手段の第１支持面に設置されている状態であるかを判定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のシート給送装置。
7. 前記特定種類のシートは、他の種類のシートよりも坪量が大きいシートである、
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のシート給送装置。
8. 前記搬送回転体に当接してニップ部を形成し、かつシートの給送方向とは反対側に回転することで、前記給送回転体により複数のシートが給送された場合に１枚ずつに分離して前記搬送回転体に１枚のシートを搬送させる分離回転体を備え、
   前記第１交差位置及び前記第２交差位置は、前記ニップ部よりも上方である、
   ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のシート給送装置。
9. 請求項１乃至８の何れか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って給送されたシートに画像を形成する画像形成手段と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。

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