JP3744712B2 - 記録材供給装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタあるいは複写機、ファクシミリ等に用いられる画像形成装置に係り、特に画像を形成するための記録材をリフトアップ機構により供給するための記録材供給装置および記録材供給装置を具備した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像形成装置の高速化に伴い、同一サイズの記録材(用紙)を大量に出力(プリントアウト)する要請が強まってきている。この大量にプリントアウトする際に画像形成装置本体に用いられる一般の給紙カセットでは容量が不足して処理を再度やり直す必要が生じたり、用紙の補充を頻繁に行う必要性があるため、画像形成装置本体の内部または外付けの形で大量に用紙を積載できる大量給紙装置を配設する製品が従来から開発されてきた。
一般にこれらの大量給紙装置は、積載された用紙を給紙するために、所謂エレベータトレイを有するエレベータ方式を採用し、エレベータトレイが引き抜かれた際には昇降台を降下させて用紙の補給を可能とし、エレベータトレイが挿着された際にはモータの回転により昇降台を上昇させ、上昇させた用紙に例えば給紙ロールが一定圧で接触して用紙を順次搬送するように構成されていた。そして、上昇させた用紙が所定量搬送されると、給紙ロールの接触圧が落ち又は給紙ロールが接触できなくなって用紙を搬送することが困難になることに鑑み、昇降台を給紙動作中に一定量上昇させる所謂中間リフトアップを実施していた。
【０００３】
この中間リフトアップを行う際に、従来、高さを検知するためのリフトアップセンサを一つ設け、そのリフトアップセンサのＯＮ/ＯＦＦにより用紙面が下がったことを検知して中間リフトアップを実施する技術が存在していた。しかし、この唯一のリフトアップセンサにより中間リフトアップを実施する場合には、リフトアップセンサにおけるＯＮ/ＯＦＦの誤差といった微妙な位置でしか高さの制御をすることができず、中間リフトアップによる上昇頻度が高くなり、モータの負荷の増大や電力消費量の増大等が問題となっていた。
この問題点を解決するために、エレベータトレイが上下に許容できる上限と下限の２箇所にレベルアップセンサを設け、下限の検知によりモータ回転(上昇)、上限の検知によりモータの停止を実施してエレベータトレイにおける用紙面の高さを調整する技術が存在する。これによれば、搬送途中で一定量上昇させる中間リフトアップの目的は一応、達成することができる。しかしながら、この技術では高価なリフトアップセンサが２個必要となり、更に、そのリフトアップセンサに検知されるためのアクチュエータ構造も２個必要となる。そのため、これらの構造が装置全体のコストアップの原因となり問題となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、中間リフトアップ動作を実施する際にこのような問題点を解決するものとして、出願人は、用紙の下限検知をトリガにして、その下限検知から一定時間、モータ等の駆動装置を駆動することによりエレベータトレイの昇降台を上昇させる技術を検討した。これによれば、センサは用紙の下限検知だけで良いことからコストダウンが図れ、更に、所定の安定度にて中間リフトアップ動作を繰り返すことが可能となる。
しかし、エレベータトレイの昇降台を上昇させる駆動装置として小型直流モータ等を用いた場合には、モータへの負荷によって回転数が変化してしまうことから、これをそのまま大容量給紙装置に適用して昇降台を上昇させようとすると、用紙の重さによりリフトアップ量が大きく変化してしまい、安定した用紙高さの制御を実施することができなくなる。
これに対して耐負荷性能の高い大型モータを用いたり、パルスモータを用いて該パルスモータのパルス数をカウントして正確な回転数を確保する等の方法が考えられるが、構成が複雑になるとともに高価なモータが必要となり、大きなコストアップとなってしまう。
【０００５】
一方、小型モータにおける駆動負荷によって回転速度が変化する点に着目し、一定量の用紙をリフトアップするのに要する単位時間を用紙情報毎に予め記憶しておき、駆動モータの作動に要した時間から用紙残量を検知する技術について、本出願人から既に提案を行っている(特開平１０-１８１９４４号公報)。この提案によれば、高価なモータを用いずに小型モータであっても用紙残量を高精度に把握することが可能である。しかし、用紙を補給した際にリフトアップを行う所謂初期リフトアップにおいては高精度な用紙残量を把握できるが、用紙搬送途中である中間リフトアップにおいては、常に単位時間によるリフトアップを行っているために、補給した用紙の重量による負荷の変動について対応ができず、この中間リフトアップ後の用紙残量値については十分な対処ができていない。また、中間リフトアップ時における単位時間のリフトアップだけでは小型モータの負荷変動に対処できず、安定した用紙高さの制御が難しいといった課題が残されていた。
【０００６】
また、用紙残量の表示について、例えば外付けで大量給紙装置を配置した際に、大量給紙装置の用紙残量をそのまま画像形成装置本体にて表示できれば問題はないのであるが、別個独立に開発を進めた場合には画像形成装置本体の制御装置に新たな改造を加える必要性が生じ、制御装置におけるＲＯＭの変更等が余儀なくされていた。
【０００７】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、所定量の記録材を供給した後の中間リフトアップ時に記録材の量を算出し、その算出量に基づいてリフトアップ量の調整や記録材の残量を表示することで、これらの技術的課題を解決する記録材供給装置および記録材供給装置を具備した画像形成装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の記録材供給装置は、図１に示すように、記録材Ｐが積載された昇降台１を上昇させるリフトアップ機構２と、画像形成を行う画像形成部に向けて記録材Ｐを供給する記録材供給機構３と、このリフトアップ機構２と記録材供給機構３とを制御する制御装置４とを備え、この制御装置４は、記録材供給機構３による記録材Ｐの供給前に、リフトアップ機構２における昇降台１を上昇させるように制御する初期リフトアップ手段５と、記録材供給機構３により所定量の記録材Ｐが供給された後に、リフトアップ機構２における昇降台１を上昇させるように制御する中間リフトアップ手段６と、この中間リフトアップ手段６がリフトアップする際に昇降台１に残留している記録材Ｐの量を算出する算出手段７と、この算出手段７による算出結果に基づいて中間リフトアップ手段６による昇降台１の上昇量を調整する上昇量調整手段８とを具備することを特徴としている。
ここで用いられる記録材供給装置は、画像形成を行う画像形成部を有した画像形成装置本体に対して必ずしも外付けされるものだけではなく、画像形成装置本体に内装されるものであっても構わない。
また、初期リフトアップ手段５における記録材Ｐの供給前とは、例えば用紙補給時に昇降台１を含むトレイを出し入れした際にリセットされる状態の他、一定量の記録材Ｐを供給した後にトレイが出し入れされて昇降台１が上下する場合、更に、トレイの出し入れに限らず何らかの信号をトリガとして、例えば電源投入時に昇降台１がリフトアップされる装置であればそれらの状態をも含む意味である。また、必ずしも昇降台１の最下段からの上昇には限られないが、最下段からの上昇であれば初期段階での記録材の積載量検出が正確かつ容易に行える点で好ましい。
更に、中間リフトアップ手段６における所定量の記録材Ｐが供給された後とは、連続して記録材Ｐを供給する場合であればその供給途中も含むものであり、連続供給のかたまりであるＪＯＢと一致するとは限らない。即ち上記初期リフトアップと区別して記録材Ｐが供給された後、又は供給途中にリフトアップする状態等を意味している。
【０００９】
また、上記リフトアップ機構２は、モータの駆動により前記昇降台の上昇または停止が制御されることを特徴とすれば、本発明の作用効果を良く享受でき、更にこのモータとして小型直流モータ等の駆動負荷によって回転速度の変動の大きいモータを用いた場合であってもその作用効果を良く享受できる。
【００１０】
更に、上記制御装置４における算出手段７は、初期リフトアップ手段５によるリフトアップ時間と中間リフトアップ手段６におけるリフトアップ回数とに基づいて昇降台１に残留している記録材Ｐの量を算出するように構成すれば、記録材Ｐの残量に伴う負荷変動に関係なく、正確に記録材Ｐの残量を把握することが可能となる。
尚、このリフトアップ回数は、初期リフトアップ手段５によるリフトアップが行われた後であれば演算等が容易に行える点で好ましく、この回数は初期リフトアップによりリセットされれば、残量測定が簡易に行える点から好ましい。
【００１１】
更にまた、この制御装置４における上昇量調整手段８は、算出手段７により算出される算出結果に基づいて中間リフトアップ手段６の動作時間を変更するように構成すれば、記録材残量に伴う負荷変動に対応して、例えばリフトアップ高さ等、一定量のリフトアップ量が確保でき、給紙装置の信頼性の低下を防いで安定した給紙性能を確保することが可能となる点で好ましい。
尚、動作時間の変更は、残留している記録材Ｐの量に基づいてリフトアップの動作時間を数段階に制御する多段階制御であっても良く、また、残留している記録材Ｐの量から特定の関係式に基づいて連続的にリフトアップの動作時間を変化させる連続制御であっても良い。
【００１２】
また、この制御装置４における上昇量調整手段８は、リフトアップ機構２の昇降台１に積載された記録材Ｐの種類に基づいて動作時間を変更するように構成すれば、例えば記録材のサイズや紙種等により極端に重量が異なり、負荷変動に大きく影響を与える場合にも一定量のリフトアップ量が確保できる点で有効である。
【００１３】
また、本発明は、図２(ａ)および図２(ｂ)に示すように、内装される記録材供給部１０から記録材Ｐを供給し、内装される画像形成部１１にて記録材Ｐに対して画像を形成する画像形成装置本体９と、この画像形成装置本体９に対して外付けで取り付けられ、この画像形成装置本体９に対して記録材Ｐを供給する外部供給装置１２とを具備する画像形成装置において、外部供給装置１２は、記録材Ｐが積載された昇降台１を上昇させるリフトアップ機構２と、このリフトアップ機構２により上昇された記録材Ｐを画像形成装置本体９に向けて供給する記録材供給機構３と、このリフトアップ機構２と記録材供給機構３とを制御する制御装置１４とを備え、更に、この制御装置１４は、記録材供給機構３により記録材Ｐが供給された後の当該昇降台１に積載されている記録材Ｐの残量を検出する残量検出手段１４ａと、この残量検出手段１４ａにより検出された残量を画像形成装置本体９に内装される記録材供給部１０の残量として画像形成装置本体９へ出力する残量出力手段１４ｂとを具備することを特徴としており、外部供給装置１２の記録材の残量検知情報を画像形成装置本体９の記録材供給部１０の残量情報に変換して通知することで、例えば画像形成装置本体９が外部供給装置１２を認識していない場合であっても外部供給装置１２の残量表示が可能となる。
【００１４】
また、内装される記録材供給部１０と置き換えて画像形成装置本体９に内装されると共に、外部供給装置１２から供給される記録材Ｐを内装される画像形成部１１に向けて搬送する記録材搬送装置１３とを更に具備すれば、記録材搬送装置１３に置き換えられた記録材供給部１０の残量情報に変換でき、ユーザには何ら違和感を与えることなく外部供給装置１２の残量表示を行える点で好ましい。
【００１５】
更にまた、残量出力手段１４ｂは、外部供給装置１２における積載可能な記録材Ｐの量と、画像形成装置本体９に内装される記録材供給部１０における積載可能な記録材Ｐの量との比率に基づいて残量を出力するように構成すれば、ユーザは積載容量の違いを意識せずに残量の認識を行うことができる点で優れている。
【００１６】
また、残量出力手段１４ｂは、外部供給装置１２における残量が画像形成装置本体９に内装される記録材供給部１０における積載可能な記録材の量よりも多いときは満杯として出力するように構成すれば、ユーザの使用上、影響のない範囲での表示を省略することができる。
【００１７】
更にまた、残量出力手段１４ｂは、外部供給装置１２における残量が画像形成装置本体９に内装される記録材供給部１０における積載可能な記録材の量よりも少ないときに残量の絶対値を出力するように構成すれば、画像形成装置本体９が例えば記録材供給部１０の残量を絶対値で表現している場合であっても、そのまま外部供給装置１２の残量表示として適用できる点で好ましい。
【００１８】
更にまた、図１及び図２(ｂ)に示すように、外部供給装置１２における制御装置１４は、記録材供給機構３による記録材Ｐの供給前にリフトアップ機構２における昇降台１を上昇させるように制御する初期リフトアップ手段５と、記録材供給機構３により所定量の記録材Ｐが供給された後にリフトアップ機構２における昇降台１を上昇させるように制御する中間リフトアップ手段６とを更に具備し、残量検出手段１４ａはこの初期リフトアップ手段５によるリフトアップ時間と中間リフトアップ手段６におけるリフトアップ回数とに基づいて昇降台１に積載されている記録材Ｐの残量を検出するように構成すれば、記録材Ｐの残量に伴う負荷変動に関係なく、正確に記録材Ｐの残量を把握することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図３は本発明が適用される画像形成装置の実施の形態を示す概略構成図であり、外部供給装置である大量給紙装置(High Capacity Feeder:ＨＣＦ)及び記録材搬送装置であるトランスポート(Transport)を接続する前の状態を示している。同図において、符号２０は画像形成装置本体(ＩＯＴ本体)であり、画像入力部２１により入力された画像データを画像形成部２２により記録材(用紙)Ｐに対して記録し、可視画像として印刷出力している。この画像形成部２２は、感光体ドラム２３を露光する画像書込装置(ＲＯＳ)２４、ＲＯＳ２４により露光された感光体ドラム２３を現像する現像装置２５、現像装置２５により感光体ドラム２３に担持されたトナー画像を用紙Ｐに転写する転写装置２６、転写装置２６により転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる定着装置２７等を主に有しており、後述する用紙収容カセット等と共に画像形成装置本体２０に内装されている。
【００２０】
更に、本実施の形態において、画像形成装置本体２０は一連の用紙搬送系を備えており、画像形成装置本体２０の左側面２８側に沿った位置には、用紙Ｐを収容する用紙収容カセット３０〜３３を内装している。この用紙収容カセット３０〜３３には用紙Ｐを供給する用紙供給機構(Feeder Assy)３４〜３７が備えられ、これらの用紙供給機構３４〜３７は、積載された用紙Ｐを押下して取り上げる引込ロール(Nudger Roll)３８と、用紙搬送方向に回転する供給ロール(Feed Roll)と例えば用紙搬送方向に対して逆転する捌きロール(Retard Roll)とからなる捌き機構(Retard Assy)３９とをそれぞれ有している。
ここで、本実施の形態における用紙収容カセット３０は、各用紙収容カセットの最上段に位置し、昇降台４１に積載された用紙Ｐをエレベータ方式にて昇降させる所謂エレベータトレイであり、本実施の形態では約１０００枚の用紙を収容できるように構成されている。さらに、この用紙収容カセット３０は一対のレール部材４９に支持されており、このレール部材４９により手前側への引き出し及び用紙セット時の奥側への挿入を可能としている。
また、符号４０は制御部であり、用紙搬送の制御の他、図示しないコントロールパネルへの用紙残量の表示や紙詰まり(ＪＡＭ)表示等を制御している。
【００２１】
次に、本実施の形態における用紙収容カセット３０からの用紙搬送について説明する。
まず、用紙収容カセット３０に用紙Ｐがセットされると、用紙収容カセットの昇降台４１が給紙可能な位置まで上昇する。画像形成装置本体２０の制御部４０は、この昇降台４１が上昇する際に要した時間等により用紙の量を測定し、図示しないコントロールパネル等により測定した用紙の量を表示する。尚、この制御部４０は、例えば使用した用紙の枚数をカウントし用紙残量を演算してコントロールパネルに表示している。
制御部４０からの給紙信号により引込ロール３８が用紙Ｐの表面に下がり、回転して用紙Ｐを引き込む。この引き込まれた用紙Ｐは捌き機構３９により１枚に捌かれ、第１送出ロール(＃１Take away Roll)４２を経てレジスト装置４３へ搬送される。このレジスト装置４３は、所定の長さの搬送路を経てプレレジロール(PRE REGE Roll)４４及びレジロール(REGE Roll)４５を配置し、転写装置２６にて用紙Ｐに転写するタイミングを合わせて一旦、用紙Ｐを待機させると共に、例えば用紙Ｐにループ等を形成して用紙Ｐにおける縦横方向の位置合わせを行っている。
制御部４０からの信号によりレジロール４５は用紙Ｐを送り出し、用紙Ｐは転写装置２６にて画像が転写された後に定着装置２７にて定着されて出力される。この定着された用紙Ｐは、両面に画像を形成する両面プリントモードの場合には用紙反転路４６を経て反転されてレジスト装置４３へと搬送され、裏面についても同様に画像の転写、定着がなされて出力される。
尚、用紙収容カセット３０以外の用紙収容カセット３１〜３３に収容された用紙Ｐも、同様の機能を有する用紙供給機構３５〜３７により送り出され、用紙搬送路４７を経由してレジスト装置４３まで搬送され、同様に画像形成がなされる。
ここで、本実施の形態では、画像形成装置本体２０の右側面２９側には後処理装置４８が装着されており、定着装置２７を経て出力された用紙Ｐに対してステープル処理やソート処理等を行っている。このように、本実施の形態における画像形成装置では右側面は後処理装置が外付けされており、右側面に大量給紙装置を外付けできる余裕が全くない。従って、用紙搬送路４７が右側面に存在していてもその搬送路を利用することが困難である。
【００２２】
図４は本発明が適用される画像形成装置において、外部供給装置である大量給紙装置(ＨＣＦ)６０及び記録材搬送装置であるトランスポート９０を接続した状態を示す概略構成図である。
同図において、大量給紙装置(ＨＣＦ)６０は、画像形成装置本体２０の左側面２８に外付けで取り付けられ、トランスポート９０は画像形成装置本体２０に内装されていた用紙収容カセット３０の位置に取り付けられたものである。即ち、本実施の形態では、図３に示した画像形成装置本体２０から左側面２８のカバー(図示せず)、用紙収容カセット３０及び用紙供給機構３４を取り外し、図４に示す大量給紙装置６０を接続部８９により画像形成装置本体２０に接続し、トランスポート９０を一対のレール部材４９に固定している。また、搬送経路部を開口させた左側面２８の改造カバー(図示せず)およびハーネス(図示せず)が接続され、図３に示す画像形成装置本体２０における大量給紙装置６０及びトランスポート９０の置き換えが完了する。
【００２３】
この大量給紙装置(ＨＣＦ)６０は、図４に示すように、一対のレール部材６２により支持されて大量給紙装置６０の本体から引き抜き又は装着可能なトレイ６１を有し、このトレイ６１の引き抜き及び装着はトレイインセンサ７７により検出される。このトレイ６１には用紙Ｐを積載し上下動が可能である昇降台(ボトムプレート)６３が配置され、この昇降台６３はワイヤ６４によりプーリ６５を介し、巻上げシャフト６７を回転させるリフトアップモータ６６により引き上げられる。また、巻上げシャフト６７にはブレーキ６８が接続されている。ここで、リフトアップモータ６６が回転すると巻上げシャフト６７が回転し、ワイヤ６４を巻き取り、昇降台６３を上昇させる。一方、トレイ６１を引き抜くと、リフトアップモータ６６と巻上げシャフト６７とのカップリング(図示せず)が外れて昇降台６３は自然落下するが、ブレーキ６８が作用することで一気に落ちることがないように構成されている。
【００２４】
また、符号７１は用紙Ｐを送り出すための引込ロール(Nudger Roll)であり、後述する供給ロール(Feed Roll)７２の中心を支点としてブラケット７４を介して上下動するように構成され、ナジャーソレノイド８２のＯＮ(給電)により用紙表面に落下し用紙を送り出す機能を有する。また、符号７５は用紙の高さが基準値にあることを検知するためのトレイレベルセンサであり、ブラケット７４の一部が引込ロール７１の上下に追従してこのトレイレベルセンサ７５をＯＮ/ＯＦＦすることで用紙高さを検知するように構成されている。また、７２は用紙Ｐの搬送方向に回転する供給ロール(Feed Roll)であり、停止または搬送方向と逆方向に回転する捌きロール(Retard Roll)７３と共に、引込ロール７１から送り出された用紙Ｐを捌き、１枚だけを下流側に搬送するように構成されている。また、７６はＨＣＦ送出ロール(HCF Take away Roll)であり、連続して送り出すために捌かれて搬送された用紙Ｐを一旦停止させると共に、タイミングを待ってトランスポート９０へと送出している。更に、符号６９は大量給紙装置６０の各ロールの回転駆動及び停止を実行するＨＣＦモータ、符号７０は引込ロール７１及び供給ロール７２にＨＣＦモータ６９の回転力を伝達するＨＣＦフィードクラッチである。
【００２５】
また更に、符号７８は昇降台６３に載置された用紙Ｐのサイズを検知するサイズセンサである。また、７９はトレイ６１内に用紙Ｐが有ることを検知するノーペーパーセンサであり、昇降台６３の上昇が完了し用紙Ｐを搬送できる所謂ＲＥＤＹ状態となった時に、ノーペーパーセンサ７９がＯＮ(受光)であればトレイ６１内に用紙Ｐが存在すると検知するように構成されている。更に、８０はＨＣＦプレフィードセンサであり、供給された用紙を検知し、ナジャーソレノイド８２の無給電トリガとなっている。また、８１はフィードアウトセンサであり、供給された用紙の到達を検知し、この検知信号がＨＣＦモータ６９及びＨＣＦフィードクラッチ７０を停止させるトリガとなっている。更に、大量給紙装置６０の上部カバーの開閉を検知するインターロックスイッチ８３を具備しており、ジャム除去等により用紙搬送路が開放された後に、カバーが閉じられたか否かを検知し、ユーザに対する安全性を確保している。
尚、符号１００は制御部であり、上記各種センサからの信号を受けて大量給紙装置６０の動き及び用紙搬送を制御するとともに、後述するトランスポート９０の動き及びトランスポート９０内の用紙搬送を制御している。更に、前述した本体側の制御部４０に対して各種信号を送出するように構成されている。
【００２６】
次に、トランスポート９０の構成について説明する。
図４において、符号９１はトランスポートモータであり、トランスポート９０にて用紙Ｐを搬送する第１搬送ロール９２と第２搬送ロール９３の駆動および停止を制御部１００の指示により実行している。本実施の形態では、第１搬送ロール９２を４３０mm/secと３００mm/secの正転２速、第２搬送ロール９３を４３０mm/secの正転１速にて回転できるように構成されている。この４３０mm/secの高速は大量給紙装置６０の搬送スピードに追従させ、３００mm/secの低速は画像形成装置本体２０の搬送スピードに追従させている。このように高速と低速をトランスポート部で切り替えることにより、大量給紙装置６０における用紙搬送の生産性を高めることが可能であると同時に画像形成装置本体２０のプロセススピードに一致した用紙搬送が実現できる。
また、このトランスポート９０は複数のシュートにより画像形成装置本体２０への中継搬送路を形成している。この複数のシュートの中でシュートカバー９４及び９５は、トランスポート９０がレール部材４９を用いて引き抜かれた際に図のＷａ方向及びＷｂ方向へ開口できるように構成されており、スタート時に用紙サイズが異なっていた場合や紙詰まり(ＪＡＭ)を生じた場合等にトランスポート９０における用紙Ｐを容易に除去できるように配慮されている。
【００２７】
そして、符号９６は用紙搬送時において第１搬送ロール９２にトランスポートモータ９１の回転力を伝達するためのトランスポートクラッチ、９７は給紙された用紙Ｐを検知してトランスポートモータ９１の起動トリガとするためのトランスポートインセンサ、９８は給紙された用紙Ｐを検知してトランスポートクラッチ９６の起動トリガとするためのトランスポートセンサである。更に、符号８７は第１プレフィードセンサであり、給紙された用紙がこのセンサに到達したことを検知し、トランスポートモータ９１及びトランスポートクラッチ９６の停止トリガとしている。尚、符号８８は第１フィードアウトセンサであり、このセンサは画像形成装置本体２０の基準センサであると共に、このセンサ出力は、一旦停止していた後続の用紙Ｐを搬送させるべくＨＣＦ送出ロール７６の起動トリガに用いられている。
尚、このトランスポート９０にはトランスポートモータ９１と電源を接続しているドロワーコネクタ(図示せず)が設けられ、トランスポート９０が本体から引き抜かれたときに抜けることでモータと電源との接続を断ち、トランスポート９０をセットすることによりモータと電源が接続されるように構成され、ユーザに対する安全性を確保している。
【００２８】
次に、本実施の形態における用紙搬送動作の概要を説明する。
本実施の形態では、前述のとおり、画像形成装置本体２０における従前の用紙収容カセット３０を取り除き、トランスポート９０の置き換えと大量給紙装置６０の取り付けをおこなっている。そのため、本実施の形態では、トランスポート９０の第１搬送ロール９２を、取り外し以前の用紙供給機構３４における引込ロール３８と仮想し、まるで給紙トレイに常時用紙が存在するがごとく、常に第１プレフィードセンサ８７上に用紙があると見せかけることによって、画像形成装置本体２０の制御部４０ではなく大量給紙装置６０における制御部１００の管理下において用紙Ｐの搬送を可能としている。即ち、大量給紙装置６０をセットすることにより自動的にトランスポート９０へ用紙Ｐを１枚送り込んで(プレフィードで)ＲＥＤＹ状態とし、画像形成装置本体２０の制御部４０からの給紙信号により、このトランスポート９０へ搬送されている用紙Ｐを画像形成部２２へと搬送するようにしている。これにより、画像形成装置本体２０の制御部４０は何ら変更することはなく、新たに独立して開発された大量給紙装置６０の制御部１００にて画像形成装置本体２０への用紙搬送を可能としている。
【００２９】
まず、大量給紙装置６０の制御部１００から給紙(ＦＥＥＤ)要求信号を受けると、ＨＣＦモータ６９を駆動し、ＨＣＦフィードクラッチ７０とナジャーソレノイド８２をＯＮさせる。これにより引込ロール(Nudger Roll)７１は用紙Ｐを給紙する。給紙された用紙Ｐは供給ロール(Feed Roll)７２および捌きロール(Retard Roll)７３により１枚に捌かれ、ＨＣＦプレフィードセンサ８０およびフィードアウトセンサ８１に検知された後、ＨＣＦ送出ロール(HCF Take away Roll)７６を経てトランスポート９０へと搬送される。尚、このＨＣＦプレフィードセンサ８０およびフィードアウトセンサ８１の検知信号がトリガとなって、ナジャーソレノイド８２のＯＦＦや、ＨＣＦモータ６９及びＨＣＦフィードクラッチ７０のＯＦＦ等が制御部１００によって制御される。
制御部１００は、トランスポート９０にて、搬送された用紙Ｐがトランスポートインセンサ９７をＯＮした後、トランスポートモータ９１を大量給紙装置６０の搬送スピードに合わせて４３０ｍｍ/secで起動する。第２搬送ロール９３を経てトランスポートセンサ９８をＯＮすると、その信号をトリガとしてトランスポートクラッチ９６がＯＮされる。次に、用紙Ｐが第１プレフィードセンサ８７をＯＮした後、所定時間後にトランスポートモータ９１およびトランスポートクラッチ９６を停止させ、用紙Ｐを停止させる。これにより、大量給紙装置６０からトランスポート９０への所謂プレフィードが完了し、トランスポートはＲＥＤＹ状態となり、ＲＥＤＹ信号を画像形成装置本体２０の制御部４０へと送出する。
【００３０】
その後、画像形成装置本体２０の制御部４０からＦＥＥＤ信号、即ち、トランスポート９０への交換前の用紙収容カセット３０におけるフィードモータのＯＮ信号を受ける。このＦＥＥＤ信号を受けると同時にトランスポートクラッチ９６及びトランスポートモータ９１を、画像形成装置本体２０の用紙搬送速度である３００ｍｍ/secで起動し、停止していた用紙Ｐを画像形成部２２へ向けて搬送する。その後、画像形成装置本体２０の制御部４０からＦＥＥＤ停止信号を受けてトランスポートクラッチ９６及びトランスポートモータ９１をＯＦＦにする。尚、トランスポート９０の用紙Ｐが送り出されたとき、大量給紙装置６０のＨＣＦ送出ロール(HCF Take away Roll)７６にて一旦停止していた次の用紙は、そのタイミングを合わせてトランスポート９０へと搬送され、上述と同様にプレフィードを完了させる。
以上のように、本実施の形態によれば、画像形成装置本体２０の用紙収容カセット３０に置き換えてトランスポート９０を配置し、外付けで大量給紙装置６０を接続させることにより、画像形成装置本体２０の改造を極力少なくし、例えば制御部４０のＲＯＭ等を改造せずに大量給紙装置への置き換えを可能としている。
【００３１】
次に、制御部１００が行う昇降台６３のリフトアップ制御および用紙Ｐの残量算出と残量表示について説明する。
図５は、本実施の形態における制御構成を示した説明図である。制御部１００は、各種制御動作を実行するＣＰＵ１０１、上記で説明した用紙搬送プログラムや昇降台６３のリフトアッププログラム、警告表示プログラム等の各種プログラムが予め格納されているＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１にてプログラムを実行する際にデータを一時的に格納するＲＡＭ１０３、各種センサやアクチュエータと接続されたＩ/Ｏポート１０４をシステムバス１０５にて相互に接続したマイクロコンピュータで構成されており、各種センサの出力がＩ/Ｏポート１０４を介してＣＰＵ１０１に取り込まれ、ＣＰＵ１０１からの制御信号がＩ/Ｏポート１０４を介して送出され、各種モータやクラッチ等の動作が制御されるようになっている。
【００３２】
図６は、図５における制御構成を機能ブロックにて表現したものであり、制御部１００は、トレイ６１の挿入時等に昇降台６３を上昇させる初期リフトアップ部２０１を機能として有している。
図７はこの初期リフトアップ部２０１における初期リフトアップ動作を説明するためのフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、トレイ６１が挿入されてトレイインセンサ７７およびサイズセンサ７８がＯＮの状態から、まず、ナジャーソレノイド８２をＯＮさせて引込ロール(Nudger Roll)７１を落下させる(Ｓ１７１)。その後、リフトアップモータ６６をＯＮさせて昇降台６３を上昇させる(Ｓ１７２)。次に、トレイレベルセンサ７５がＯＮかどうかの確認、即ち、昇降台６３に積載された用紙Ｐが引込ロール(Nudger Roll)７１を押し上げてブラケット７４がトレイレベルセンサ７５を遮光するのを確認する(Ｓ１７３)。このトレイレベルセンサ７５がＯＦＦの場合にはＯＮになるまでＳ１７１およびＳ１７２にて昇降台６３を上昇させ、トレイレベルセンサ７５がＯＮになるまでの時間を測定し、初期リフトアップ時間としてＲＡＭ１０３に格納する。このＲＡＭ１０３に格納された初期リフトアップ時間は、後述する中間リフトアップのリフトアップ時間を算出する際に用いられると共に、ＣＰＵ１０１により画像形成装置本体２０における置き換え前の用紙収容カセット３０の残量に相当する時間に修正されて、Ｉ/Ｏポート１０４を介して画像形成装置本体２０の制御部４０へ送出される。次に、トレイレベルセンサ７５がＯＮになった後、ＣＰＵ１０１はナジャーソレノイド８２とリフトアップモータ６６をＯＦＦさせ(Ｓ１７４)、リフトアップを完了させる。
【００３３】
図８は、図６における中間リフトアップ部２０２における中間リフトアップ動作を説明するためのフローチャートであり、制御部１００は、所定量の用紙Ｐを搬送した後、即ち搬送途中において昇降台６３を上昇させる機能を有する。
用紙搬送モード時において、ＣＰＵ１０１は、ＨＣＦモータ６９及びＨＣＦフィードクラッチ７０をＯＮさせて各駆動ロールを回転駆動させると共に、ナジャーソレノイド８２をＯＮさせて引込ロール(Nudger Roll)７１を落下させる(Ｓ１８１)。次に、ＣＰＵ１０１はトレイレベルセンサ７５がＯＦＦになっているかどうかを調べる(Ｓ１８２)。このトレイレベルセンサ７５がＯＦＦではない、即ちＯＮであれば、用紙Ｐを搬送できる状態まで用紙Ｐの高さが維持されていることになり、用紙搬送モード時ではそのまま用紙搬送を実施する(Ｓ１８１)。トレイレベルセンサ７５がＯＦＦになった段階では、所定量の用紙が供給されて用紙Ｐの上面が引込ロール(Nudger Roll)７１による供給可能高さよりも下がった状態であることから、リフトアップモータ６６をＯＮさせて昇降台６３に積載された用紙Ｐを上昇させる(Ｓ１８３)。ここで、ＣＰＵ１０１はこのリフトアップの上昇量を時間によって制御しており、後述するように用紙残量によってその駆動時間を決定している。
【００３４】
次に、図６に示す残量算出部２０３および残量出力部２１０の各機能について説明する。
前述のように初期リフトアップ部２０１では、ＣＰＵ１０１は、ナジャーソレノイド８２をＯＮさせて引込ロール(Nudger Roll)７１を落下させた後、リフトアップモータ６６をＯＮさせてトレイレベルセンサ７５がＯＮになるまで昇降台６３を上昇させているが、残量算出部２０３ではそのリフトアップモータ６６をＯＮさせてトレイレベルセンサ７５がＯＮになるまでのリフトアップ時間２０５を初期の残量値としてＲＡＭ１０３に記憶させている。また、残量算出部２０３は、記憶されたリフトアップ時間２０５をリフトアップ回数２０６に変換し、中間リフトアップ部２０２によるリフトアップ回数２０７を差し引いて残量値を算出している。更に、この算出された残量値は、トランスポート９０に置き換える以前の用紙収容カセット３０の残量値として、残量出力部２１０により画像形成装置本体２０の制御部４０へ送出している。
ここで、図９は、Ａ４サイズの用紙を積載した場合に、大量給紙装置６０におけるトレイ６１(ＨＣＦトレイ)のリフトアップ時間および残量値と、トランスポート９０に置き換える以前の用紙収容カセット３０(＃１トレイ)における残量値との対応関係を示した表である。このリフトアップ時間が長いということはそれだけ昇降台６３が上昇する必要があったことを示しており、残量が少ない状態を示している。
本実施の形態では、ＨＣＦトレイにおける残量値の初期値は、
(１６００ｍｓ−リフトアップ時間)÷４１
にて求められた値に若干の補正を加えたものを図９の表に示しており、上式により求まった残量値は、その後に何回中間リフトアップが可能であるかを表すものとして、３５０を最大量としている。
【００３５】
本実施の形態では、前述のとおり、画像形成装置本体２０における制御部４０のＲＯＭ等を改造せずに大量給紙装置(容量３６００枚)への置き換えを可能とすることから、置き換える以前の用紙収容カセット３０(容量１０００枚)における残量値と対応させている。そこで、残量出力部２１０では、図９に示す＃１トレイ(用紙収容カセット３０)における残量値を画像形成装置本体２０の制御部４０に対して送出し、制御部４０は、その残量を１/４、１/２、３/４、ＦＵＬＬの４段階の割合にて図示しないコントロールパネルに表示している。これにより、置き換え以前の用紙収容カセット３０における残量表示と同等に表示することが可能となり、改造後であっても改造前と同様に用紙残量表示を使用することができるようになる。また、ユーザーに対して大量給紙装置６０への変更に際し何ら違和感を持たせることなく用紙残量を認識させることが可能となる。
【００３６】
尚、本実施の形態では、このリフトアップ中に上部カバーの開閉がなされてインタロックスイッチのＯＮ/ＯＦＦがあった場合に、インタロックスイッチがＯＮまたはＯＦＦされるまでの時間と、再度リフトアップモータ６６をＯＮさせてトレイレベルセンサ７５がＯＮになるまでの時間との合計から残量を判断するように構成している。このように構成することで、初期リフトアップとして、必ずしも昇降台６３が最下段の位置から上昇するものに限られず、把握している残量から加算するものであっても使用できる。更に、トレイ６１が上りきった状態のときに電源がＯＮ/ＯＦＦされた場合には、トレイレベルセンサ７５がＯＮのままであれば電源ＯＦＦ前の値をそのまま採用し、トレイレベルセンサ７５がＯＦＦであれば一旦トレイが引き出されたものと判断して再度、初期リフトアップの時間を算出している。また、リフトアップ中に電源がＯＮ/ＯＦＦされた場合に、リフトアップ時間が所定時間を超える場合には電源ＯＦＦ後のリフトアップ時間から残量値を判断するように構成している。
【００３７】
更に、残量算出部２０３では、図９に示した残量値から、給紙途中(所定量の記録材が供給された後)のリフトアップである中間リフトアップを行う度にその残量値を減らし、新たな残量値を求めていく。
このとき、残量出力部２１０は、
(１３４÷３５０)×ＨＣＦ側残量値＝ＩＯＴ側残量値(小数点以下四捨五入)により残量値に変化が有ったことを認識させている。即ち、＃１トレイとＨＣＦトレイの最大残量値の比をもとにＩＯＴ側の残量値を求めて画像形成装置本体２０の制御部４０にその値を送出している。
例えば、ＨＣＦ側残量値が３０１の状態で中間リフトアップをスタートさせた場合に、
initial (１３４÷３５０)×３０１＝１１５．２ → １１５
１回目 (１３４÷３５０)×３００＝１１４．８ → １１５
２回目 (１３４÷３５０)×２９９＝１１４．４ → １１４
であり、２回目にて変化が有ったので、ここでＩＯＴ側にリフトアップ動作として要求信号を出すように構成している。
尚、ノーペーパーセンサ７９により用紙Ｐがないことを検出する前に図９における残量値が０となった場合には、リフトアップ時間から求めた残量値には誤差があることを考慮して残量値を１に保持し続けるように構成している。
【００３８】
次に、図６に示す上昇量調整部２０４の制御について説明する。
図１０は、リフトアップ時間を３０,４０,５０,６０,７０ｍｓｅｃにしたときの用紙スタック高さに対するリフトアップ枚数を測定した実測値を示している。
本実施の形態に用いたリフトアップモータ６６は小型直流モータであり、負荷が大きいと十分な回転数を得ることができない。そのため、図１０に示すように用紙スタック高さ４００ｍｍの高負荷においては十分なリフトアップが得られず、例えばリフトアップ時間が３０,４０,５０の場合にはリフトアップを得ることができない。一方、用紙スタック高さが低い軽負荷の場合にはリフトアップ時間が短いものであっても十分なリフトアップが得られるが、リフトアップ時間が長いとリフトアップが高くなりすぎてしまう。本実施の形態における用紙供給部では、給紙機能を維持する為にはリフトアップ枚数１０枚〜１５枚程度が最適であり、それ以上に上昇させると、引込ロール(Nudger Roll)７１による搬送不良等が発生する可能性がある。
そこで、本実施の形態では、給紙動作中の中間リフトアップにおける時間制御として、用紙残量値が７５％(３５０×０．７５＝２６２、用紙スタック高さに換算して約３００ｍｍ)以上の場合には７０ｍｓｅｃのリフトアップ時間、用紙残量が７５％未満の場合には５０ｍｓｅｃのリフトアップ時間の２段階に切り換えるように構成されている。このように切り換えることで、用紙積載量が多く高負荷の状態からリフトアップを行う場合であっても一定のリフトアップ量が確保でき、更に、用紙積載量が少なく低負荷の場合でも上昇しすぎる問題点を解決できる。
尚、本実施の形態では高負荷の場合に７０ｍｓｅｃを選定している。実測値からはこれよりも大きな値を選定することが好ましいが、本実施の形態では、例えば昇降台６３が落ちる前にユーザが再セットした場合等、不正確な動作時にトラブルを発生させないレベルとしてこの値を選定している。
また、本実施の形態ではリフトアップ時間を２段階制御としたが、多段階制御や関係式による連続制御等、より細かな制御を実施すれば、更に安定した給紙性能が確保でき、中間リフトアップを実施した後にも正確な残量表示が可能となる。
【００３９】
尚、図９に示した表は、Ａ４サイズ標準紙を積載した場合における残量認識を示しているが、積載される用紙のサイズが異なった場合には、その積載量に対する負荷が異なり、初期リフトアップに要する時間や１回の中間リフトアップによる上昇量が異なってしまう。
そこで、本実施の形態では、制御部１００の上昇量調整部２０４は記録材の種類２０９に基づいて残量値を認識できるように構成している。即ち、サイズセンサ７８により検知されたサイズ情報に基づいて初期リフトアップ時間からの残量値を新たに認識し、その残量に基づいて中間リフトアップにおけるリフトアップ時間を選択して上昇量を調整している。このように認識された用紙の種類に基づいて上昇量が調整されるので、上昇し過ぎによる給紙不良や上昇不足を防ぐことができ、安定したリフトアップを確保することができる。更に、初期リフトアップ後の残量表示はもとより中間リフトアップ後の残量表示も正確に実施することが可能となる。
更にまた、例えばコート紙やＯＨＰ用紙等、サイズ以外の種類情報を認識できるように構成すれば、用紙サイズと同様に積載量における負荷の違いに対して上昇量の調整や残量表示を適切に実施することが可能となる。
【００４０】
また、図９では、制御部４０への用紙残量の表示として、４段階の割合を用いていたが、残量の絶対値を出力するように構成することもできる。
即ち、本実施の形態では、大量給紙装置６０の積載容量は３６００枚であり、トランスポート９０への置き換え前の用紙収容カセット３０の積載容量は１０００枚であることから、大量給紙装置６０の残量が１０００枚になるまでは満杯(ＦＵＬＬ)表示を行い、それ以降の残量については、例えば枚数等の絶対値で表現するように構成することができる。このように構成すれば、画像形成装置本体２０における制御部４０を変更することなく残量表示を行うことができると共に、残量を置き換え前の用紙収容カセット３０の絶対値と同等にユーザーに対して認識させることができるので、ユーザーにとって使い勝手の良い画像形成装置を提供することが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所定量の記録材を供給した後の中間リフトアップ時に記録材の量を算出し、その算出量に基づいてリフトアップ量の調整や記録材の残量を表示するので、例えば負荷により変動するリフトアップ機構を用いた場合でも正確かつ簡単にリフトアップ量の調整や残量表示を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る記録材供給装置の概要を示す説明図である。
【図２】 (ａ)、(ｂ)は本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図３】 実施の形態１に係る大量給紙装置６０およびトランスポート９０を接続する前の画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図４】 実施の形態１に係る大量給紙装置６０およびトランスポート９０を接続した後の画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図５】 本実施の形態における制御構成を示した説明図である。
【図６】 本実施の形態における制御構成を機能ブロックにて表現した説明図である。
【図７】 本実施の形態における初期リフトアップ動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】 本実施の形態における中間リフトアップ動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】 ＨＣＦトレイのリフトアップ時間及び残量値と、＃１トレイにおける残量値との対応関係を示した表である。
【図１０】 リフトアップ時間を変えたときの用紙スタック高さに対するリフトアップ枚数を測定した実測値を示したグラフである。
【符号の説明】
Ｐ…記録材（用紙）、１…昇降台、２…リフトアップ機構、
３…記録材供給機構、４…制御装置、５…初期リフトアップ手段、
６…中間リフトアップ手段、７…算出手段、８…上昇量調整手段、
９…画像形成装置本体、１０…記録材供給部、１１…画像形成部、
１２…外部供給装置、１３…記録材搬送装置、１４…制御装置、
２８…左側面、２９…右側面、
３０、３１、３２、３３…用紙収容カセット、
３４，３５，３６，３７…用紙供給機構(Feeder Assy)、
３８…引込ロール(Nudger Roll)、３９…捌き機構(Retard Assy)、
４０…制御部、４９…レール部材、６０…大量給紙装置、６１…トレイ、
６２…レール部材、６３…昇降台(ボトムプレート)、６４…ワイヤ、
６５…プーリ、６６…リフトアップモータ、６７…巻上げシャフト、
６９…ＨＣＦモータ、７０…ＨＣＦフィードクラッチ、
７１…引込ロール(Nudger Roll)、７２…供給ロール(Feed Roll)、
７３…捌きロール(Retard Roll)、７４…ブラケット、
７５…トレイレベルセンサ、７６…ＨＣＦ送出ロール(HCF Take away Roll)、
８７…第１プレフィードセンサ、８８…第１フィードアウトセンサ、
８９…接続部、９０…トランスポート、９１…トランスポートモータ、
９２…第１搬送ロール、９３…第２搬送ロール、９４,９５…シュートカバー、
１００…制御部、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、
１０４…Ｉ/Ｏポート
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタあるいは複写機、ファクシミリ等に用いられる画像形成装置に係り、特に画像を形成するための記録材をリフトアップ機構により供給するための記録材供給装置および記録材供給装置を具備した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像形成装置の高速化に伴い、同一サイズの記録材(用紙)を大量に出力(プリントアウト)する要請が強まってきている。この大量にプリントアウトする際に画像形成装置本体に用いられる一般の給紙カセットでは容量が不足して処理を再度やり直す必要が生じたり、用紙の補充を頻繁に行う必要性があるため、画像形成装置本体の内部または外付けの形で大量に用紙を積載できる大量給紙装置を配設する製品が従来から開発されてきた。
一般にこれらの大量給紙装置は、積載された用紙を給紙するために、所謂エレベータトレイを有するエレベータ方式を採用し、エレベータトレイが引き抜かれた際には昇降台を降下させて用紙の補給を可能とし、エレベータトレイが挿着された際にはモータの回転により昇降台を上昇させ、上昇させた用紙に例えば給紙ロールが一定圧で接触して用紙を順次搬送するように構成されていた。そして、上昇させた用紙が所定量搬送されると、給紙ロールの接触圧が落ち又は給紙ロールが接触できなくなって用紙を搬送することが困難になることに鑑み、昇降台を給紙動作中に一定量上昇させる所謂中間リフトアップを実施していた。
【０００３】
この中間リフトアップを行う際に、従来、高さを検知するためのリフトアップセンサを一つ設け、そのリフトアップセンサのＯＮ/ＯＦＦにより用紙面が下がったことを検知して中間リフトアップを実施する技術が存在していた。しかし、この唯一のリフトアップセンサにより中間リフトアップを実施する場合には、リフトアップセンサにおけるＯＮ/ＯＦＦの誤差といった微妙な位置でしか高さの制御をすることができず、中間リフトアップによる上昇頻度が高くなり、モータの負荷の増大や電力消費量の増大等が問題となっていた。
この問題点を解決するために、エレベータトレイが上下に許容できる上限と下限の２箇所にレベルアップセンサを設け、下限の検知によりモータ回転(上昇)、上限の検知によりモータの停止を実施してエレベータトレイにおける用紙面の高さを調整する技術が存在する。これによれば、搬送途中で一定量上昇させる中間リフトアップの目的は一応、達成することができる。しかしながら、この技術では高価なリフトアップセンサが２個必要となり、更に、そのリフトアップセンサに検知されるためのアクチュエータ構造も２個必要となる。そのため、これらの構造が装置全体のコストアップの原因となり問題となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、中間リフトアップ動作を実施する際にこのような問題点を解決するものとして、出願人は、用紙の下限検知をトリガにして、その下限検知から一定時間、モータ等の駆動装置を駆動することによりエレベータトレイの昇降台を上昇させる技術を検討した。これによれば、センサは用紙の下限検知だけで良いことからコストダウンが図れ、更に、所定の安定度にて中間リフトアップ動作を繰り返すことが可能となる。
しかし、エレベータトレイの昇降台を上昇させる駆動装置として小型直流モータ等を用いた場合には、モータへの負荷によって回転数が変化してしまうことから、これをそのまま大容量給紙装置に適用して昇降台を上昇させようとすると、用紙の重さによりリフトアップ量が大きく変化してしまい、安定した用紙高さの制御を実施することができなくなる。
これに対して耐負荷性能の高い大型モータを用いたり、パルスモータを用いて該パルスモータのパルス数をカウントして正確な回転数を確保する等の方法が考えられるが、構成が複雑になるとともに高価なモータが必要となり、大きなコストアップとなってしまう。
【０００５】
一方、小型モータにおける駆動負荷によって回転速度が変化する点に着目し、一定量の用紙をリフトアップするのに要する単位時間を用紙情報毎に予め記憶しておき、駆動モータの作動に要した時間から用紙残量を検知する技術について、本出願人から既に提案を行っている(特開平１０-１８１９４４号公報)。この提案によれば、高価なモータを用いずに小型モータであっても用紙残量を高精度に把握することが可能である。しかし、用紙を補給した際にリフトアップを行う所謂初期リフトアップにおいては高精度な用紙残量を把握できるが、用紙搬送途中である中間リフトアップにおいては、常に単位時間によるリフトアップを行っているために、補給した用紙の重量による負荷の変動について対応ができず、この中間リフトアップ後の用紙残量値については十分な対処ができていない。また、中間リフトアップ時における単位時間のリフトアップだけでは小型モータの負荷変動に対処できず、安定した用紙高さの制御が難しいといった課題が残されていた。
【０００６】
また、用紙残量の表示について、例えば外付けで大量給紙装置を配置した際に、大量給紙装置の用紙残量をそのまま画像形成装置本体にて表示できれば問題はないのであるが、別個独立に開発を進めた場合には画像形成装置本体の制御装置に新たな改造を加える必要性が生じ、制御装置におけるＲＯＭの変更等が余儀なくされていた。
【０００７】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、所定量の記録材を供給した後の中間リフトアップ時に記録材の量を算出し、その算出量に基づいてリフトアップ量の調整や記録材の残量を表示することで、これらの技術的課題を解決する記録材供給装置および記録材供給装置を具備した画像形成装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の記録材供給装置は、図１に示すように、記録材Ｐが積載された昇降台１を上昇させるリフトアップ機構２と、画像形成を行う画像形成部に向けて記録材Ｐを供給する記録材供給機構３と、このリフトアップ機構２と記録材供給機構３とを制御する制御装置４とを備え、この制御装置４は、記録材供給機構３による記録材Ｐの供給前に、リフトアップ機構２における昇降台１を上昇させるように制御する初期リフトアップ手段５と、記録材供給機構３により所定量の記録材Ｐが供給された後に、リフトアップ機構２における昇降台１を上昇させるように制御する中間リフトアップ手段６と、この中間リフトアップ手段６がリフトアップする際に昇降台１に残留している記録材Ｐの量を算出する算出手段７と、この算出手段７による算出結果に基づいて中間リフトアップ手段６による昇降台１の上昇量を調整する上昇量調整手段８とを具備することを特徴としている。
ここで用いられる記録材供給装置は、画像形成を行う画像形成部を有した画像形成装置本体に対して必ずしも外付けされるものだけではなく、画像形成装置本体に内装されるものであっても構わない。
また、初期リフトアップ手段５における記録材Ｐの供給前とは、例えば用紙補給時に昇降台１を含むトレイを出し入れした際にリセットされる状態の他、一定量の記録材Ｐを供給した後にトレイが出し入れされて昇降台１が上下する場合、更に、トレイの出し入れに限らず何らかの信号をトリガとして、例えば電源投入時に昇降台１がリフトアップされる装置であればそれらの状態をも含む意味である。また、必ずしも昇降台１の最下段からの上昇には限られないが、最下段からの上昇であれば初期段階での記録材の積載量検出が正確かつ容易に行える点で好ましい。
更に、中間リフトアップ手段６における所定量の記録材Ｐが供給された後とは、連続して記録材Ｐを供給する場合であればその供給途中も含むものであり、連続供給のかたまりであるＪＯＢと一致するとは限らない。即ち上記初期リフトアップと区別して記録材Ｐが供給された後、又は供給途中にリフトアップする状態等を意味している。
【０００９】
また、上記リフトアップ機構２は、モータの駆動により前記昇降台の上昇または停止が制御されることを特徴とすれば、本発明の作用効果を良く享受でき、更にこのモータとして小型直流モータ等の駆動負荷によって回転速度の変動の大きいモータを用いた場合であってもその作用効果を良く享受できる。
【００１０】
更に、上記制御装置４における算出手段７は、初期リフトアップ手段５によるリフトアップ時間と中間リフトアップ手段６におけるリフトアップ回数とに基づいて昇降台１に残留している記録材Ｐの量を算出するように構成すれば、記録材Ｐの残量に伴う負荷変動に関係なく、正確に記録材Ｐの残量を把握することが可能となる。
尚、このリフトアップ回数は、初期リフトアップ手段５によるリフトアップが行われた後であれば演算等が容易に行える点で好ましく、この回数は初期リフトアップによりリセットされれば、残量測定が簡易に行える点から好ましい。
【００１１】
更にまた、この制御装置４における上昇量調整手段８は、算出手段７により算出される算出結果に基づいて中間リフトアップ手段６の動作時間を変更するように構成すれば、記録材残量に伴う負荷変動に対応して、例えばリフトアップ高さ等、一定量のリフトアップ量が確保でき、給紙装置の信頼性の低下を防いで安定した給紙性能を確保することが可能となる点で好ましい。
尚、動作時間の変更は、残留している記録材Ｐの量に基づいてリフトアップの動作時間を数段階に制御する多段階制御であっても良く、また、残留している記録材Ｐの量から特定の関係式に基づいて連続的にリフトアップの動作時間を変化させる連続制御であっても良い。
【００１２】
また、この制御装置４における上昇量調整手段８は、リフトアップ機構２の昇降台１に積載された記録材Ｐの種類に基づいて動作時間を変更するように構成すれば、例えば記録材のサイズや紙種等により極端に重量が異なり、負荷変動に大きく影響を与える場合にも一定量のリフトアップ量が確保できる点で有効である。
【００１３】
また、本発明は、図２(ａ)および図２(ｂ)に示すように、内装される記録材供給部１０から記録材Ｐを供給し、内装される画像形成部１１にて記録材Ｐに対して画像を形成する画像形成装置本体９と、この画像形成装置本体９に対して外付けで取り付けられ、この画像形成装置本体９に対して記録材Ｐを供給する外部供給装置１２とを具備する画像形成装置において、外部供給装置１２は、記録材Ｐが積載された昇降台１を上昇させるリフトアップ機構２と、このリフトアップ機構２により上昇された記録材Ｐを画像形成装置本体９に向けて供給する記録材供給機構３と、このリフトアップ機構２と記録材供給機構３とを制御する制御装置１４とを備え、更に、この制御装置１４は、記録材供給機構３により記録材Ｐが供給された後の当該昇降台１に積載されている記録材Ｐの残量を検出する残量検出手段１４ａと、この残量検出手段１４ａにより検出された残量を画像形成装置本体９に内装される記録材供給部１０の残量として画像形成装置本体９へ出力する残量出力手段１４ｂとを具備することを特徴としており、外部供給装置１２の記録材の残量検知情報を画像形成装置本体９の記録材供給部１０の残量情報に変換して通知することで、例えば画像形成装置本体９が外部供給装置１２を認識していない場合であっても外部供給装置１２の残量表示が可能となる。
【００１４】
また、内装される記録材供給部１０と置き換えて画像形成装置本体９に内装されると共に、外部供給装置１２から供給される記録材Ｐを内装される画像形成部１１に向けて搬送する記録材搬送装置１３とを更に具備すれば、記録材搬送装置１３に置き換えられた記録材供給部１０の残量情報に変換でき、ユーザには何ら違和感を与えることなく外部供給装置１２の残量表示を行える点で好ましい。
【００１５】
更にまた、残量出力手段１４ｂは、外部供給装置１２における積載可能な記録材Ｐの量と、画像形成装置本体９に内装される記録材供給部１０における積載可能な記録材Ｐの量との比率に基づいて残量を出力するように構成すれば、ユーザは積載容量の違いを意識せずに残量の認識を行うことができる点で優れている。
【００１６】
また、残量出力手段１４ｂは、外部供給装置１２における残量が画像形成装置本体９に内装される記録材供給部１０における積載可能な記録材の量よりも多いときは満杯として出力するように構成すれば、ユーザの使用上、影響のない範囲での表示を省略することができる。
【００１７】
更にまた、残量出力手段１４ｂは、外部供給装置１２における残量が画像形成装置本体９に内装される記録材供給部１０における積載可能な記録材の量よりも少ないときに残量の絶対値を出力するように構成すれば、画像形成装置本体９が例えば記録材供給部１０の残量を絶対値で表現している場合であっても、そのまま外部供給装置１２の残量表示として適用できる点で好ましい。
【００１８】
更にまた、図１及び図２(ｂ)に示すように、外部供給装置１２における制御装置１４は、記録材供給機構３による記録材Ｐの供給前にリフトアップ機構２における昇降台１を上昇させるように制御する初期リフトアップ手段５と、記録材供給機構３により所定量の記録材Ｐが供給された後にリフトアップ機構２における昇降台１を上昇させるように制御する中間リフトアップ手段６とを更に具備し、残量検出手段１４ａはこの初期リフトアップ手段５によるリフトアップ時間と中間リフトアップ手段６におけるリフトアップ回数とに基づいて昇降台１に積載されている記録材Ｐの残量を検出するように構成すれば、記録材Ｐの残量に伴う負荷変動に関係なく、正確に記録材Ｐの残量を把握することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図３は本発明が適用される画像形成装置の実施の形態を示す概略構成図であり、外部供給装置である大量給紙装置(High Capacity Feeder:ＨＣＦ)及び記録材搬送装置であるトランスポート(Transport)を接続する前の状態を示している。同図において、符号２０は画像形成装置本体(ＩＯＴ本体)であり、画像入力部２１により入力された画像データを画像形成部２２により記録材(用紙)Ｐに対して記録し、可視画像として印刷出力している。この画像形成部２２は、感光体ドラム２３を露光する画像書込装置(ＲＯＳ)２４、ＲＯＳ２４により露光された感光体ドラム２３を現像する現像装置２５、現像装置２５により感光体ドラム２３に担持されたトナー画像を用紙Ｐに転写する転写装置２６、転写装置２６により転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる定着装置２７等を主に有しており、後述する用紙収容カセット等と共に画像形成装置本体２０に内装されている。
【００２０】
更に、本実施の形態において、画像形成装置本体２０は一連の用紙搬送系を備えており、画像形成装置本体２０の左側面２８側に沿った位置には、用紙Ｐを収容する用紙収容カセット３０〜３３を内装している。この用紙収容カセット３０〜３３には用紙Ｐを供給する用紙供給機構(Feeder Assy)３４〜３７が備えられ、これらの用紙供給機構３４〜３７は、積載された用紙Ｐを押下して取り上げる引込ロール(Nudger Roll)３８と、用紙搬送方向に回転する供給ロール(Feed Roll)と例えば用紙搬送方向に対して逆転する捌きロール(Retard Roll)とからなる捌き機構(Retard Assy)３９とをそれぞれ有している。
ここで、本実施の形態における用紙収容カセット３０は、各用紙収容カセットの最上段に位置し、昇降台４１に積載された用紙Ｐをエレベータ方式にて昇降させる所謂エレベータトレイであり、本実施の形態では約１０００枚の用紙を収容できるように構成されている。さらに、この用紙収容カセット３０は一対のレール部材４９に支持されており、このレール部材４９により手前側への引き出し及び用紙セット時の奥側への挿入を可能としている。
また、符号４０は制御部であり、用紙搬送の制御の他、図示しないコントロールパネルへの用紙残量の表示や紙詰まり(ＪＡＭ)表示等を制御している。
【００２１】
次に、本実施の形態における用紙収容カセット３０からの用紙搬送について説明する。
まず、用紙収容カセット３０に用紙Ｐがセットされると、用紙収容カセットの昇降台４１が給紙可能な位置まで上昇する。画像形成装置本体２０の制御部４０は、この昇降台４１が上昇する際に要した時間等により用紙の量を測定し、図示しないコントロールパネル等により測定した用紙の量を表示する。尚、この制御部４０は、例えば使用した用紙の枚数をカウントし用紙残量を演算してコントロールパネルに表示している。
制御部４０からの給紙信号により引込ロール３８が用紙Ｐの表面に下がり、回転して用紙Ｐを引き込む。この引き込まれた用紙Ｐは捌き機構３９により１枚に捌かれ、第１送出ロール(＃１Take away Roll)４２を経てレジスト装置４３へ搬送される。このレジスト装置４３は、所定の長さの搬送路を経てプレレジロール(PRE REGE Roll)４４及びレジロール(REGE Roll)４５を配置し、転写装置２６にて用紙Ｐに転写するタイミングを合わせて一旦、用紙Ｐを待機させると共に、例えば用紙Ｐにループ等を形成して用紙Ｐにおける縦横方向の位置合わせを行っている。
制御部４０からの信号によりレジロール４５は用紙Ｐを送り出し、用紙Ｐは転写装置２６にて画像が転写された後に定着装置２７にて定着されて出力される。この定着された用紙Ｐは、両面に画像を形成する両面プリントモードの場合には用紙反転路４６を経て反転されてレジスト装置４３へと搬送され、裏面についても同様に画像の転写、定着がなされて出力される。
尚、用紙収容カセット３０以外の用紙収容カセット３１〜３３に収容された用紙Ｐも、同様の機能を有する用紙供給機構３５〜３７により送り出され、用紙搬送路４７を経由してレジスト装置４３まで搬送され、同様に画像形成がなされる。
ここで、本実施の形態では、画像形成装置本体２０の右側面２９側には後処理装置４８が装着されており、定着装置２７を経て出力された用紙Ｐに対してステープル処理やソート処理等を行っている。このように、本実施の形態における画像形成装置では右側面は後処理装置が外付けされており、右側面に大量給紙装置を外付けできる余裕が全くない。従って、用紙搬送路４７が右側面に存在していてもその搬送路を利用することが困難である。
【００２２】
図４は本発明が適用される画像形成装置において、外部供給装置である大量給紙装置(ＨＣＦ)６０及び記録材搬送装置であるトランスポート９０を接続した状態を示す概略構成図である。
同図において、大量給紙装置(ＨＣＦ)６０は、画像形成装置本体２０の左側面２８に外付けで取り付けられ、トランスポート９０は画像形成装置本体２０に内装されていた用紙収容カセット３０の位置に取り付けられたものである。即ち、本実施の形態では、図３に示した画像形成装置本体２０から左側面２８のカバー(図示せず)、用紙収容カセット３０及び用紙供給機構３４を取り外し、図４に示す大量給紙装置６０を接続部８９により画像形成装置本体２０に接続し、トランスポート９０を一対のレール部材４９に固定している。また、搬送経路部を開口させた左側面２８の改造カバー(図示せず)およびハーネス(図示せず)が接続され、図３に示す画像形成装置本体２０における大量給紙装置６０及びトランスポート９０の置き換えが完了する。
【００２３】
この大量給紙装置(ＨＣＦ)６０は、図４に示すように、一対のレール部材６２により支持されて大量給紙装置６０の本体から引き抜き又は装着可能なトレイ６１を有し、このトレイ６１の引き抜き及び装着はトレイインセンサ７７により検出される。このトレイ６１には用紙Ｐを積載し上下動が可能である昇降台(ボトムプレート)６３が配置され、この昇降台６３はワイヤ６４によりプーリ６５を介し、巻上げシャフト６７を回転させるリフトアップモータ６６により引き上げられる。また、巻上げシャフト６７にはブレーキ６８が接続されている。ここで、リフトアップモータ６６が回転すると巻上げシャフト６７が回転し、ワイヤ６４を巻き取り、昇降台６３を上昇させる。一方、トレイ６１を引き抜くと、リフトアップモータ６６と巻上げシャフト６７とのカップリング(図示せず)が外れて昇降台６３は自然落下するが、ブレーキ６８が作用することで一気に落ちることがないように構成されている。
【００２４】
また、符号７１は用紙Ｐを送り出すための引込ロール(Nudger Roll)であり、後述する供給ロール(Feed Roll)７２の中心を支点としてブラケット７４を介して上下動するように構成され、ナジャーソレノイド８２のＯＮ(給電)により用紙表面に落下し用紙を送り出す機能を有する。また、符号７５は用紙の高さが基準値にあることを検知するためのトレイレベルセンサであり、ブラケット７４の一部が引込ロール７１の上下に追従してこのトレイレベルセンサ７５をＯＮ/ＯＦＦすることで用紙高さを検知するように構成されている。また、７２は用紙Ｐの搬送方向に回転する供給ロール(Feed Roll)であり、停止または搬送方向と逆方向に回転する捌きロール(Retard Roll)７３と共に、引込ロール７１から送り出された用紙Ｐを捌き、１枚だけを下流側に搬送するように構成されている。また、７６はＨＣＦ送出ロール(HCF Take away Roll)であり、連続して送り出すために捌かれて搬送された用紙Ｐを一旦停止させると共に、タイミングを待ってトランスポート９０へと送出している。更に、符号６９は大量給紙装置６０の各ロールの回転駆動及び停止を実行するＨＣＦモータ、符号７０は引込ロール７１及び供給ロール７２にＨＣＦモータ６９の回転力を伝達するＨＣＦフィードクラッチである。
【００２５】
また更に、符号７８は昇降台６３に載置された用紙Ｐのサイズを検知するサイズセンサである。また、７９はトレイ６１内に用紙Ｐが有ることを検知するノーペーパーセンサであり、昇降台６３の上昇が完了し用紙Ｐを搬送できる所謂ＲＥＤＹ状態となった時に、ノーペーパーセンサ７９がＯＮ(受光)であればトレイ６１内に用紙Ｐが存在すると検知するように構成されている。更に、８０はＨＣＦプレフィードセンサであり、供給された用紙を検知し、ナジャーソレノイド８２の無給電トリガとなっている。また、８１はフィードアウトセンサであり、供給された用紙の到達を検知し、この検知信号がＨＣＦモータ６９及びＨＣＦフィードクラッチ７０を停止させるトリガとなっている。更に、大量給紙装置６０の上部カバーの開閉を検知するインターロックスイッチ８３を具備しており、ジャム除去等により用紙搬送路が開放された後に、カバーが閉じられたか否かを検知し、ユーザに対する安全性を確保している。
尚、符号１００は制御部であり、上記各種センサからの信号を受けて大量給紙装置６０の動き及び用紙搬送を制御するとともに、後述するトランスポート９０の動き及びトランスポート９０内の用紙搬送を制御している。更に、前述した本体側の制御部４０に対して各種信号を送出するように構成されている。
【００２６】
次に、トランスポート９０の構成について説明する。
図４において、符号９１はトランスポートモータであり、トランスポート９０にて用紙Ｐを搬送する第１搬送ロール９２と第２搬送ロール９３の駆動および停止を制御部１００の指示により実行している。本実施の形態では、第１搬送ロール９２を４３０mm/secと３００mm/secの正転２速、第２搬送ロール９３を４３０mm/secの正転１速にて回転できるように構成されている。この４３０mm/secの高速は大量給紙装置６０の搬送スピードに追従させ、３００mm/secの低速は画像形成装置本体２０の搬送スピードに追従させている。このように高速と低速をトランスポート部で切り替えることにより、大量給紙装置６０における用紙搬送の生産性を高めることが可能であると同時に画像形成装置本体２０のプロセススピードに一致した用紙搬送が実現できる。
また、このトランスポート９０は複数のシュートにより画像形成装置本体２０への中継搬送路を形成している。この複数のシュートの中でシュートカバー９４及び９５は、トランスポート９０がレール部材４９を用いて引き抜かれた際に図のＷａ方向及びＷｂ方向へ開口できるように構成されており、スタート時に用紙サイズが異なっていた場合や紙詰まり(ＪＡＭ)を生じた場合等にトランスポート９０における用紙Ｐを容易に除去できるように配慮されている。
【００２７】
そして、符号９６は用紙搬送時において第１搬送ロール９２にトランスポートモータ９１の回転力を伝達するためのトランスポートクラッチ、９７は給紙された用紙Ｐを検知してトランスポートモータ９１の起動トリガとするためのトランスポートインセンサ、９８は給紙された用紙Ｐを検知してトランスポートクラッチ９６の起動トリガとするためのトランスポートセンサである。更に、符号８７は第１プレフィードセンサであり、給紙された用紙がこのセンサに到達したことを検知し、トランスポートモータ９１及びトランスポートクラッチ９６の停止トリガとしている。尚、符号８８は第１フィードアウトセンサであり、このセンサは画像形成装置本体２０の基準センサであると共に、このセンサ出力は、一旦停止していた後続の用紙Ｐを搬送させるべくＨＣＦ送出ロール７６の起動トリガに用いられている。
尚、このトランスポート９０にはトランスポートモータ９１と電源を接続しているドロワーコネクタ(図示せず)が設けられ、トランスポート９０が本体から引き抜かれたときに抜けることでモータと電源との接続を断ち、トランスポート９０をセットすることによりモータと電源が接続されるように構成され、ユーザに対する安全性を確保している。
【００２８】
次に、本実施の形態における用紙搬送動作の概要を説明する。
本実施の形態では、前述のとおり、画像形成装置本体２０における従前の用紙収容カセット３０を取り除き、トランスポート９０の置き換えと大量給紙装置６０の取り付けをおこなっている。そのため、本実施の形態では、トランスポート９０の第１搬送ロール９２を、取り外し以前の用紙供給機構３４における引込ロール３８と仮想し、まるで給紙トレイに常時用紙が存在するがごとく、常に第１プレフィードセンサ８７上に用紙があると見せかけることによって、画像形成装置本体２０の制御部４０ではなく大量給紙装置６０における制御部１００の管理下において用紙Ｐの搬送を可能としている。即ち、大量給紙装置６０をセットすることにより自動的にトランスポート９０へ用紙Ｐを１枚送り込んで(プレフィードで)ＲＥＤＹ状態とし、画像形成装置本体２０の制御部４０からの給紙信号により、このトランスポート９０へ搬送されている用紙Ｐを画像形成部２２へと搬送するようにしている。これにより、画像形成装置本体２０の制御部４０は何ら変更することはなく、新たに独立して開発された大量給紙装置６０の制御部１００にて画像形成装置本体２０への用紙搬送を可能としている。
【００２９】
まず、大量給紙装置６０の制御部１００から給紙(ＦＥＥＤ)要求信号を受けると、ＨＣＦモータ６９を駆動し、ＨＣＦフィードクラッチ７０とナジャーソレノイド８２をＯＮさせる。これにより引込ロール(Nudger Roll)７１は用紙Ｐを給紙する。給紙された用紙Ｐは供給ロール(Feed Roll)７２および捌きロール(Retard Roll)７３により１枚に捌かれ、ＨＣＦプレフィードセンサ８０およびフィードアウトセンサ８１に検知された後、ＨＣＦ送出ロール(HCF Take away Roll)７６を経てトランスポート９０へと搬送される。尚、このＨＣＦプレフィードセンサ８０およびフィードアウトセンサ８１の検知信号がトリガとなって、ナジャーソレノイド８２のＯＦＦや、ＨＣＦモータ６９及びＨＣＦフィードクラッチ７０のＯＦＦ等が制御部１００によって制御される。
制御部１００は、トランスポート９０にて、搬送された用紙Ｐがトランスポートインセンサ９７をＯＮした後、トランスポートモータ９１を大量給紙装置６０の搬送スピードに合わせて４３０ｍｍ/secで起動する。第２搬送ロール９３を経てトランスポートセンサ９８をＯＮすると、その信号をトリガとしてトランスポートクラッチ９６がＯＮされる。次に、用紙Ｐが第１プレフィードセンサ８７をＯＮした後、所定時間後にトランスポートモータ９１およびトランスポートクラッチ９６を停止させ、用紙Ｐを停止させる。これにより、大量給紙装置６０からトランスポート９０への所謂プレフィードが完了し、トランスポートはＲＥＤＹ状態となり、ＲＥＤＹ信号を画像形成装置本体２０の制御部４０へと送出する。
【００３０】
その後、画像形成装置本体２０の制御部４０からＦＥＥＤ信号、即ち、トランスポート９０への交換前の用紙収容カセット３０におけるフィードモータのＯＮ信号を受ける。このＦＥＥＤ信号を受けると同時にトランスポートクラッチ９６及びトランスポートモータ９１を、画像形成装置本体２０の用紙搬送速度である３００ｍｍ/secで起動し、停止していた用紙Ｐを画像形成部２２へ向けて搬送する。その後、画像形成装置本体２０の制御部４０からＦＥＥＤ停止信号を受けてトランスポートクラッチ９６及びトランスポートモータ９１をＯＦＦにする。尚、トランスポート９０の用紙Ｐが送り出されたとき、大量給紙装置６０のＨＣＦ送出ロール(HCF Take away Roll)７６にて一旦停止していた次の用紙は、そのタイミングを合わせてトランスポート９０へと搬送され、上述と同様にプレフィードを完了させる。
以上のように、本実施の形態によれば、画像形成装置本体２０の用紙収容カセット３０に置き換えてトランスポート９０を配置し、外付けで大量給紙装置６０を接続させることにより、画像形成装置本体２０の改造を極力少なくし、例えば制御部４０のＲＯＭ等を改造せずに大量給紙装置への置き換えを可能としている。
【００３１】
次に、制御部１００が行う昇降台６３のリフトアップ制御および用紙Ｐの残量算出と残量表示について説明する。
図５は、本実施の形態における制御構成を示した説明図である。制御部１００は、各種制御動作を実行するＣＰＵ１０１、上記で説明した用紙搬送プログラムや昇降台６３のリフトアッププログラム、警告表示プログラム等の各種プログラムが予め格納されているＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１にてプログラムを実行する際にデータを一時的に格納するＲＡＭ１０３、各種センサやアクチュエータと接続されたＩ/Ｏポート１０４をシステムバス１０５にて相互に接続したマイクロコンピュータで構成されており、各種センサの出力がＩ/Ｏポート１０４を介してＣＰＵ１０１に取り込まれ、ＣＰＵ１０１からの制御信号がＩ/Ｏポート１０４を介して送出され、各種モータやクラッチ等の動作が制御されるようになっている。
【００３２】
図６は、図５における制御構成を機能ブロックにて表現したものであり、制御部１００は、トレイ６１の挿入時等に昇降台６３を上昇させる初期リフトアップ部２０１を機能として有している。
図７はこの初期リフトアップ部２０１における初期リフトアップ動作を説明するためのフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、トレイ６１が挿入されてトレイインセンサ７７およびサイズセンサ７８がＯＮの状態から、まず、ナジャーソレノイド８２をＯＮさせて引込ロール(Nudger Roll)７１を落下させる(Ｓ１７１)。その後、リフトアップモータ６６をＯＮさせて昇降台６３を上昇させる(Ｓ１７２)。次に、トレイレベルセンサ７５がＯＮかどうかの確認、即ち、昇降台６３に積載された用紙Ｐが引込ロール(Nudger Roll)７１を押し上げてブラケット７４がトレイレベルセンサ７５を遮光するのを確認する(Ｓ１７３)。このトレイレベルセンサ７５がＯＦＦの場合にはＯＮになるまでＳ１７１およびＳ１７２にて昇降台６３を上昇させ、トレイレベルセンサ７５がＯＮになるまでの時間を測定し、初期リフトアップ時間としてＲＡＭ１０３に格納する。このＲＡＭ１０３に格納された初期リフトアップ時間は、後述する中間リフトアップのリフトアップ時間を算出する際に用いられると共に、ＣＰＵ１０１により画像形成装置本体２０における置き換え前の用紙収容カセット３０の残量に相当する時間に修正されて、Ｉ/Ｏポート１０４を介して画像形成装置本体２０の制御部４０へ送出される。次に、トレイレベルセンサ７５がＯＮになった後、ＣＰＵ１０１はナジャーソレノイド８２とリフトアップモータ６６をＯＦＦさせ(Ｓ１７４)、リフトアップを完了させる。
【００３３】
図８は、図６における中間リフトアップ部２０２における中間リフトアップ動作を説明するためのフローチャートであり、制御部１００は、所定量の用紙Ｐを搬送した後、即ち搬送途中において昇降台６３を上昇させる機能を有する。
用紙搬送モード時において、ＣＰＵ１０１は、ＨＣＦモータ６９及びＨＣＦフィードクラッチ７０をＯＮさせて各駆動ロールを回転駆動させると共に、ナジャーソレノイド８２をＯＮさせて引込ロール(Nudger Roll)７１を落下させる(Ｓ１８１)。次に、ＣＰＵ１０１はトレイレベルセンサ７５がＯＦＦになっているかどうかを調べる(Ｓ１８２)。このトレイレベルセンサ７５がＯＦＦではない、即ちＯＮであれば、用紙Ｐを搬送できる状態まで用紙Ｐの高さが維持されていることになり、用紙搬送モード時ではそのまま用紙搬送を実施する(Ｓ１８１)。トレイレベルセンサ７５がＯＦＦになった段階では、所定量の用紙が供給されて用紙Ｐの上面が引込ロール(Nudger Roll)７１による供給可能高さよりも下がった状態であることから、リフトアップモータ６６をＯＮさせて昇降台６３に積載された用紙Ｐを上昇させる(Ｓ１８３)。ここで、ＣＰＵ１０１はこのリフトアップの上昇量を時間によって制御しており、後述するように用紙残量によってその駆動時間を決定している。
【００３４】
次に、図６に示す残量算出部２０３および残量出力部２１０の各機能について説明する。
前述のように初期リフトアップ部２０１では、ＣＰＵ１０１は、ナジャーソレノイド８２をＯＮさせて引込ロール(Nudger Roll)７１を落下させた後、リフトアップモータ６６をＯＮさせてトレイレベルセンサ７５がＯＮになるまで昇降台６３を上昇させているが、残量算出部２０３ではそのリフトアップモータ６６をＯＮさせてトレイレベルセンサ７５がＯＮになるまでのリフトアップ時間２０５を初期の残量値としてＲＡＭ１０３に記憶させている。また、残量算出部２０３は、記憶されたリフトアップ時間２０５をリフトアップ回数２０６に変換し、中間リフトアップ部２０２によるリフトアップ回数２０７を差し引いて残量値を算出している。更に、この算出された残量値は、トランスポート９０に置き換える以前の用紙収容カセット３０の残量値として、残量出力部２１０により画像形成装置本体２０の制御部４０へ送出している。
ここで、図９は、Ａ４サイズの用紙を積載した場合に、大量給紙装置６０におけるトレイ６１(ＨＣＦトレイ)のリフトアップ時間および残量値と、トランスポート９０に置き換える以前の用紙収容カセット３０(＃１トレイ)における残量値との対応関係を示した表である。このリフトアップ時間が長いということはそれだけ昇降台６３が上昇する必要があったことを示しており、残量が少ない状態を示している。
本実施の形態では、ＨＣＦトレイにおける残量値の初期値は、
(１６００ｍｓ−リフトアップ時間)÷４１
にて求められた値に若干の補正を加えたものを図９の表に示しており、上式により求まった残量値は、その後に何回中間リフトアップが可能であるかを表すものとして、３５０を最大量としている。
【００３５】
本実施の形態では、前述のとおり、画像形成装置本体２０における制御部４０のＲＯＭ等を改造せずに大量給紙装置(容量３６００枚)への置き換えを可能とすることから、置き換える以前の用紙収容カセット３０(容量１０００枚)における残量値と対応させている。そこで、残量出力部２１０では、図９に示す＃１トレイ(用紙収容カセット３０)における残量値を画像形成装置本体２０の制御部４０に対して送出し、制御部４０は、その残量を１/４、１/２、３/４、ＦＵＬＬの４段階の割合にて図示しないコントロールパネルに表示している。これにより、置き換え以前の用紙収容カセット３０における残量表示と同等に表示することが可能となり、改造後であっても改造前と同様に用紙残量表示を使用することができるようになる。また、ユーザーに対して大量給紙装置６０への変更に際し何ら違和感を持たせることなく用紙残量を認識させることが可能となる。
【００３６】
尚、本実施の形態では、このリフトアップ中に上部カバーの開閉がなされてインタロックスイッチのＯＮ/ＯＦＦがあった場合に、インタロックスイッチがＯＮまたはＯＦＦされるまでの時間と、再度リフトアップモータ６６をＯＮさせてトレイレベルセンサ７５がＯＮになるまでの時間との合計から残量を判断するように構成している。このように構成することで、初期リフトアップとして、必ずしも昇降台６３が最下段の位置から上昇するものに限られず、把握している残量から加算するものであっても使用できる。更に、トレイ６１が上りきった状態のときに電源がＯＮ/ＯＦＦされた場合には、トレイレベルセンサ７５がＯＮのままであれば電源ＯＦＦ前の値をそのまま採用し、トレイレベルセンサ７５がＯＦＦであれば一旦トレイが引き出されたものと判断して再度、初期リフトアップの時間を算出している。また、リフトアップ中に電源がＯＮ/ＯＦＦされた場合に、リフトアップ時間が所定時間を超える場合には電源ＯＦＦ後のリフトアップ時間から残量値を判断するように構成している。
【００３７】
更に、残量算出部２０３では、図９に示した残量値から、給紙途中(所定量の記録材が供給された後)のリフトアップである中間リフトアップを行う度にその残量値を減らし、新たな残量値を求めていく。
このとき、残量出力部２１０は、
(１３４÷３５０)×ＨＣＦ側残量値＝ＩＯＴ側残量値(小数点以下四捨五入)により残量値に変化が有ったことを認識させている。即ち、＃１トレイとＨＣＦトレイの最大残量値の比をもとにＩＯＴ側の残量値を求めて画像形成装置本体２０の制御部４０にその値を送出している。
例えば、ＨＣＦ側残量値が３０１の状態で中間リフトアップをスタートさせた場合に、
initial (１３４÷３５０)×３０１＝１１５．２ → １１５
１回目 (１３４÷３５０)×３００＝１１４．８ → １１５
２回目 (１３４÷３５０)×２９９＝１１４．４ → １１４
であり、２回目にて変化が有ったので、ここでＩＯＴ側にリフトアップ動作として要求信号を出すように構成している。
尚、ノーペーパーセンサ７９により用紙Ｐがないことを検出する前に図９における残量値が０となった場合には、リフトアップ時間から求めた残量値には誤差があることを考慮して残量値を１に保持し続けるように構成している。
【００３８】
次に、図６に示す上昇量調整部２０４の制御について説明する。
図１０は、リフトアップ時間を３０,４０,５０,６０,７０ｍｓｅｃにしたときの用紙スタック高さに対するリフトアップ枚数を測定した実測値を示している。
本実施の形態に用いたリフトアップモータ６６は小型直流モータであり、負荷が大きいと十分な回転数を得ることができない。そのため、図１０に示すように用紙スタック高さ４００ｍｍの高負荷においては十分なリフトアップが得られず、例えばリフトアップ時間が３０,４０,５０の場合にはリフトアップを得ることができない。一方、用紙スタック高さが低い軽負荷の場合にはリフトアップ時間が短いものであっても十分なリフトアップが得られるが、リフトアップ時間が長いとリフトアップが高くなりすぎてしまう。本実施の形態における用紙供給部では、給紙機能を維持する為にはリフトアップ枚数１０枚〜１５枚程度が最適であり、それ以上に上昇させると、引込ロール(Nudger Roll)７１による搬送不良等が発生する可能性がある。
そこで、本実施の形態では、給紙動作中の中間リフトアップにおける時間制御として、用紙残量値が７５％(３５０×０．７５＝２６２、用紙スタック高さに換算して約３００ｍｍ)以上の場合には７０ｍｓｅｃのリフトアップ時間、用紙残量が７５％未満の場合には５０ｍｓｅｃのリフトアップ時間の２段階に切り換えるように構成されている。このように切り換えることで、用紙積載量が多く高負荷の状態からリフトアップを行う場合であっても一定のリフトアップ量が確保でき、更に、用紙積載量が少なく低負荷の場合でも上昇しすぎる問題点を解決できる。
尚、本実施の形態では高負荷の場合に７０ｍｓｅｃを選定している。実測値からはこれよりも大きな値を選定することが好ましいが、本実施の形態では、例えば昇降台６３が落ちる前にユーザが再セットした場合等、不正確な動作時にトラブルを発生させないレベルとしてこの値を選定している。
また、本実施の形態ではリフトアップ時間を２段階制御としたが、多段階制御や関係式による連続制御等、より細かな制御を実施すれば、更に安定した給紙性能が確保でき、中間リフトアップを実施した後にも正確な残量表示が可能となる。
【００３９】
尚、図９に示した表は、Ａ４サイズ標準紙を積載した場合における残量認識を示しているが、積載される用紙のサイズが異なった場合には、その積載量に対する負荷が異なり、初期リフトアップに要する時間や１回の中間リフトアップによる上昇量が異なってしまう。
そこで、本実施の形態では、制御部１００の上昇量調整部２０４は記録材の種類２０９に基づいて残量値を認識できるように構成している。即ち、サイズセンサ７８により検知されたサイズ情報に基づいて初期リフトアップ時間からの残量値を新たに認識し、その残量に基づいて中間リフトアップにおけるリフトアップ時間を選択して上昇量を調整している。このように認識された用紙の種類に基づいて上昇量が調整されるので、上昇し過ぎによる給紙不良や上昇不足を防ぐことができ、安定したリフトアップを確保することができる。更に、初期リフトアップ後の残量表示はもとより中間リフトアップ後の残量表示も正確に実施することが可能となる。
更にまた、例えばコート紙やＯＨＰ用紙等、サイズ以外の種類情報を認識できるように構成すれば、用紙サイズと同様に積載量における負荷の違いに対して上昇量の調整や残量表示を適切に実施することが可能となる。
【００４０】
また、図９では、制御部４０への用紙残量の表示として、４段階の割合を用いていたが、残量の絶対値を出力するように構成することもできる。
即ち、本実施の形態では、大量給紙装置６０の積載容量は３６００枚であり、トランスポート９０への置き換え前の用紙収容カセット３０の積載容量は１０００枚であることから、大量給紙装置６０の残量が１０００枚になるまでは満杯(ＦＵＬＬ)表示を行い、それ以降の残量については、例えば枚数等の絶対値で表現するように構成することができる。このように構成すれば、画像形成装置本体２０における制御部４０を変更することなく残量表示を行うことができると共に、残量を置き換え前の用紙収容カセット３０の絶対値と同等にユーザーに対して認識させることができるので、ユーザーにとって使い勝手の良い画像形成装置を提供することが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所定量の記録材を供給した後の中間リフトアップ時に記録材の量を算出し、その算出量に基づいてリフトアップ量の調整や記録材の残量を表示するので、例えば負荷により変動するリフトアップ機構を用いた場合でも正確かつ簡単にリフトアップ量の調整や残量表示を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る記録材供給装置の概要を示す説明図である。
【図２】 (ａ)、(ｂ)は本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図３】 実施の形態１に係る大量給紙装置６０およびトランスポート９０を接続する前の画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図４】 実施の形態１に係る大量給紙装置６０およびトランスポート９０を接続した後の画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図５】 本実施の形態における制御構成を示した説明図である。
【図６】 本実施の形態における制御構成を機能ブロックにて表現した説明図である。
【図７】 本実施の形態における初期リフトアップ動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】 本実施の形態における中間リフトアップ動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】 ＨＣＦトレイのリフトアップ時間及び残量値と、＃１トレイにおける残量値との対応関係を示した表である。
【図１０】 リフトアップ時間を変えたときの用紙スタック高さに対するリフトアップ枚数を測定した実測値を示したグラフである。
【符号の説明】
Ｐ…記録材（用紙）、１…昇降台、２…リフトアップ機構、
３…記録材供給機構、４…制御装置、５…初期リフトアップ手段、
６…中間リフトアップ手段、７…算出手段、８…上昇量調整手段、
９…画像形成装置本体、１０…記録材供給部、１１…画像形成部、
１２…外部供給装置、１３…記録材搬送装置、１４…制御装置、
２８…左側面、２９…右側面、
３０、３１、３２、３３…用紙収容カセット、
３４，３５，３６，３７…用紙供給機構(Feeder Assy)、
３８…引込ロール(Nudger Roll)、３９…捌き機構(Retard Assy)、
４０…制御部、４９…レール部材、６０…大量給紙装置、６１…トレイ、
６２…レール部材、６３…昇降台(ボトムプレート)、６４…ワイヤ、
６５…プーリ、６６…リフトアップモータ、６７…巻上げシャフト、
６９…ＨＣＦモータ、７０…ＨＣＦフィードクラッチ、
７１…引込ロール(Nudger Roll)、７２…供給ロール(Feed Roll)、
７３…捌きロール(Retard Roll)、７４…ブラケット、
７５…トレイレベルセンサ、７６…ＨＣＦ送出ロール(HCF Take away Roll)、
８７…第１プレフィードセンサ、８８…第１フィードアウトセンサ、
８９…接続部、９０…トランスポート、９１…トランスポートモータ、
９２…第１搬送ロール、９３…第２搬送ロール、９４,９５…シュートカバー、
１００…制御部、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、
１０４…Ｉ/Ｏポート
Claims (11)
- 記録材が積載された昇降台を上昇させるリフトアップ機構と、
画像形成を行う画像形成部に向けて記録材を供給する記録材供給機構と、
前記リフトアップ機構と前記記録材供給機構とを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記記録材供給機構による記録材の供給前に、前記リフトアップ機構における前記昇降台を上昇させるように制御する初期リフトアップ手段と、
前記記録材供給機構により所定量の記録材が供給された後に、前記リフトアップ機構における前記昇降台を上昇させるように制御する中間リフトアップ手段と、
前記中間リフトアップ手段がリフトアップする際に前記昇降台に残留している記録材の量を算出する算出手段と、
前記算出手段による算出結果に基づいて前記中間リフトアップ手段による昇降台の上昇量を調整する上昇量調整手段とを具備することを特徴とする記録材供給装置。 - 前記リフトアップ機構は、モータの駆動により前記昇降台の上昇または停止が制御されることを特徴とする請求項1記載の記録材供給装置。
- 前記制御装置における前記算出手段は、前記初期リフトアップ手段によるリフトアップ時間と前記中間リフトアップ手段におけるリフトアップ回数とに基づいて前記昇降台に残留している記録材の量を算出することを特徴とする請求項1記載の記録材供給装置。
- 前記制御装置における前記上昇量調整手段は、前記算出手段により算出される算出結果に基づいて前記中間リフトアップ手段の動作時間を変更することを特徴とする請求項1記載の記録材供給装置。
- 前記制御装置における前記上昇量調整手段は、前記リフトアップ機構の昇降台に積載された記録材の種類に基づいて前記動作時間を変更することを特徴とする請求項4記載の記録材供給装置。
- 内装される記録材供給部から記録材を供給し、内装される画像形成部にて当該記録材に対して画像を形成する画像形成装置本体と、
前記画像形成装置本体に対して外付けで取り付けられ、当該画像形成装置本体に対して記録材を供給する外部供給装置とを具備する画像形成装置において、
前記外部供給装置は、記録材が積載された昇降台を上昇させるリフトアップ機構と、当該リフトアップ機構により上昇された記録材を前記画像形成装置本体に向けて供給する記録材供給機構と、当該リフトアップ機構と当該記録材供給機構とを制御する制御装置とを備え、更に、当該制御装置は、当該記録材供給機構により記録材が供給された後の当該昇降台に積載されている記録材の残量を検出する残量検出手段と、当該残量検出手段により検出された残量を当該画像形成装置本体に内装される前記記録材供給部の残量として当該画像形成装置本体へ出力する残量出力手段とを具備することを特徴とする画像形成装置。 - 内装される前記記録材供給部と置き換えて前記画像形成装置本体に内装されると共に、前記外部供給装置から供給される記録材を内装される前記画像形成部に向けて搬送する記録材搬送装置とを更に具備したことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
- 前記残量出力手段は、前記外部供給装置における積載可能な記録材の量と、前記画像形成装置本体に内装される前記記録材供給部における積載可能な記録材の量との比率に基づいて残量を出力することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
- 前記残量出力手段は、前記外部供給装置における残量が前記画像形成装置本体に内装される前記記録材供給部における積載可能な記録材の量よりも多いときは満杯として出力することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
- 前記残量出力手段は、前記外部供給装置における残量が前記画像形成装置本体に内装される前記記録材供給部における積載可能な記録材の量よりも少ないときに残量の絶対値を出力することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
- 前記外部供給装置における前記制御装置は、前記記録材供給機構による記録材の供給前に前記リフトアップ機構における前記昇降台を上昇させるように制御する初期リフトアップ手段と、当該記録材供給機構により所定量の記録材が供給された後に当該リフトアップ機構における当該昇降台を上昇させるように制御する中間リフトアップ手段と、を更に具備し、前記残量検出手段は当該初期リフトアップ手段によるリフトアップ時間と当該中間リフトアップ手段におけるリフトアップ回数とに基づいて前記昇降台に積載されている記録材の残量を検出することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
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