JP3961851B2

JP3961851B2 - Paper feeding device and image forming apparatus having the same

Info

Publication number: JP3961851B2
Application number: JP2002047916A
Authority: JP
Inventors: 康弘小平
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2022-02-25
Also published as: JP2003246494A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、記録紙を積載する記録紙積載手段と、その記録紙積載手段上に積載された記録紙を給紙する給紙手段とを備えた給紙装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような記録紙積載手段上に積載された記録紙の枚数を検知するものとしては、その記録紙積載手段上に記録紙が有るか無いかを検知したり、記録紙が５０枚以上や１００枚以上といった大ざっぱな枚数を検知するものが一般的に知られている。
また、供給したシートが２枚差し（重ね送り）されているか否かを、供給途中のシートに送波器から超音波を当てて、それを透過した超音波を受波器で受波し、その受波強度を基に２枚差しを検知するようにした装置が、例えば特開平６−１３５６０１号公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の記録紙積載手段上の記録紙の残量枚数を大ざっぱな枚数で検知をするものでは、その残量枚数の不正確さから、次に説明するような不都合が生じる恐れがあった。
すなわち、近年では複写機やプリンタ等の画像形成装置はカラー化及び画像形成の高速化が進んでいるため、例えば図１３に示すように大型の像担持体である中間転写ベルト９１を装着し、その中間転写ベルト９１上に複数（図１３の例では５つ）の画像Ｇ_１〜Ｇ_５を一度に担持できるようにしたものがある。
このような画像形成装置では、給紙トレイ９５の記録紙積載手段となる底板９６上に積載されている記録紙の残量枚数を正確に検知できないと、その残量枚数が中間転写ベルト９１上に一度に担持できる画像数よりも少ないときには、その残量枚数を超える数の画像を形成して、それを中間転写ベルト９１上に担持してしまうことが生じる。
【０００４】
すなわち、図１３に示した例の場合には中間転写ベルト９１上に５枚分の画像Ｇ_１〜Ｇ_５を担持することができるのに対し、給紙トレイ９５から転写部９４までに記録紙が３枚（Ｐ_１〜Ｐ_３）しか存在しなかったとすると、５−３＝２枚の２枚分の画像を記録紙に転写することができないため、その画像がクリーニング装置によって消去されることになる。
この場合、記録紙に転写できなかった余分な画像は、クリーニング装置で全て消去するようになるので、全く非生産的な動作を行ってしまうと共に、トナーの無駄使いが生じる。また、余分な画像をクリーニングすることにより大量のトナーを回収するようになるので、クリーニング装置への負荷も増大するようになる。
このような余分な画像の形成は、給紙トレイ内の記録紙の残量枚数を正確に検知することができれば防ぐことができるものである。
また、後者の超音波を使用して２枚差しを検知する装置は、給紙された後のシートの２枚差しを検知する装置であって、記録紙積載手段上に積載されているシートの残量枚数を検知するものではないので、この装置によって給紙装置の記録紙積載手段上の残量枚数が例えば５〜６枚になったときに、それを検知することはできなかった。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、記録紙積載手段上における記録紙の残量枚数が少数枚となったときにそれを正確に検知できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、記録紙を積載する記録紙積載手段と、その記録紙積載手段上に積載された記録紙を給紙する給紙手段とを備えた給紙装置において、
上記記録紙積載手段上に積載された記録紙を挾むように超音波送波手段と超音波受波手段とを設けると共に、超音波送波手段から超音波が発せられて記録紙積載手段上の記録紙を透過又はその記録紙により反射されることで変化した超音波波形を超音波受波手段で検出し、その波形解析により記録紙積載手段上の記録紙の枚数を検知する記録紙枚数検知手段を設け、その記録紙枚数検知手段が、給紙手段による給紙動作毎に超音波受波手段が検出した超音波波形の変化により記録紙の枚数検知を補正計算する手段を有するものである。
【０００６】
また、上記給紙装置において、記録紙積載手段上に積載された複数枚の記録紙に対しその記録紙同士の密着力を緩和させる密着力緩和手段を設けるとよい。
そして、上記記録紙積載手段は、そこに積載されている記録紙の給紙に応じて給紙手段側に移動する手段であり、超音波送波手段と超音波受波手段の少なくとも一方を記録紙積載手段に取り付けるようにするとよい。
さらに、上記いずれかの給紙装置を備えた画像形成装置であり、記録紙枚数検知手段が検知した記録紙の枚数を表示部に表示させる手段を設けた画像形成装置を提供する。
また、同様に上記いずれかの給紙装置を備えた画像形成装置であり、接続した外部接続機器の画面に記録紙枚数検知手段が検知した記録紙の枚数を表示させる手段を設けた画像形成装置も提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明による給紙装置の一実施形態例を示す概略構成図、図２は同じくその給紙装置を備えたカラーの画像形成装置の一例を示す全体構成図である。図２に示すカラー画像形成装置は、装置本体１の略中央に画像形成部２０を配置し、その画像形成部２０のすぐ下方に複数の給紙トレイ２２を備えた給紙部２を配置している。なお、この給紙部２には、必要に応じて別の給紙装置を増設することもできるようになっている。
また、画像形成部２０の上方には原稿を読取る読取部２３を、その画像形成部２０の図２で左側には排紙収納部２４をそれぞれ設けており、その排紙収納部２４には画像形成された記録紙Ｐが排紙収納される。
画像形成部２０には、複数のローラ間に張装されて矢示Ａ方向に回動するベルト状の中間転写ベルト２５が設けられており、その中間転写ベルト２５の回りには図示のように４個の作像部を構成するそれぞれドラム状の感光体２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋが並列配置されている。
【０００８】
その各感光体の回りには、感光体の表面を帯電処理する各帯電装置６２と、各感光体の表面に形成された静電潜像を各色のトナーで可視像化する各現像装置６３と、その各感光体上のトナー像（可視像）を中間転写ベルト２５に転写した後に各感光体上に残った残留トナーを除去回収する各クリーニング装置６４をそれぞれ設けている。
この画像形成部２０の上部には、その画像形成部２０の各感光体２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋに、それぞれ各色の画像情報に対応したレーザ光を照射してそこに潜像を形成する露光装置７を設けている。
また、画像形成部２０の記録紙搬送上流側にレジストローラ３３を、その画像形成部２０の記録紙搬送下流側に定着装置２８をそれぞれ設け、そのレジストローラ３３により記録紙のスキュー補正を行うと共に、感光体上の画像とタイミングをとって給紙するようにしている。また、記録紙上に転写したトナー像を定着装置２８により定着処理するようにしている。
この定着装置２８の下流側には、その定着装置２８を通過した記録紙を排紙収納部２４上に排出する排紙ローラ４１を設けている。
なお、図２で３は、原稿を自動的にコンタクトガラス３１上に搬送する自動原稿搬送装置である。
【０００９】
このカラー画像形成装置は、フルカラーの画像形成動作を開始させると、画像形成部２０の各帯電装置６２により帯電された感光体２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋ上の各帯電面が露光装置７により、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）の各色に対応した操作光により露光され、そこに潜像が形成される。
その露光装置７による各感光体２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋへの書き込みは、読取部２３に設けられているコンタクトガラス３１上にセットした原稿の画像を、原稿照明用光源とミラーからなる読み取り走行体３２ａ、３２ｂが図２で左右方向に往復移動することにより読み取り走査を行って、レンズ３４の後方に設置されているＣＣＤ３５に画像信号として読み込まれた画像情報を基にして行われる。
すなわち、ＣＣＤ３５に読み込まれた画像信号は、デジタル化されて画像処理され、その画像処理された信号に基づいて、露光装置７内のレーザダイオードの発光により、感光体２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋの各表面を露光して、そこに静電潜像を形成する。
その際、レーザダイオードからの光は、ポリゴンミラーやレンズを介して各感光体に至る。
【００１０】
このようにして、各感光体２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋ上にそれぞれ形成された各潜像は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）の４つの色にそれぞれ対応した各現像装置６３により現像され、トナー像となる。
そのトナー像は、最初に感光体２６Ｙ上のイエロー色の画像が、図２の矢示Ａ方向に回動している中間転写ベルト２５上に転写され、次にそのイエロー色の画像が感光体２６Ｍの位置まで移動したときに、そこにマゼンタ色の画像を重ね合わせて転写する。そのマゼンタ色の画像を転写した部分が感光体２６Ｃの位置まで移動したときに、そこにシアン色の画像を重ね合わせて転写し、さらにそのシアン色の画像を転写した部分が感光体２６Ｋの位置まで移動したときに、そこにブラック色の画像を重ね合わせて転写する。
【００１１】
そして、そのイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの４色重ね合わせ画像が中間転写ベルト２５の回動により転写ローラ５１のある転写位置まで移動すると、そのタイミングに一致するように同期がとられて給紙された記録紙に、転写ローラ５１により一括転写される。このように、このカラー画像形成装置は、中間転写ベルト２５が１回動して１つのカラー画像を形成する作像プロセスを行う。そして、その中間転写ベルト２５上の４色重ねのトナー像が記録紙に一括転写された後は、その中間転写ベルト２５上に残留するトナーが中間転写クリーニング装置５２により除去回収される。
トナー像が定着されて定着装置２８を通過した記録紙は、それが片面画像形成であるときには排紙ローラ４１により排紙収納部２４に排出される。
また、両面画像形成の指示が出されているときには、定着装置２８と排紙ローラ４１との間の搬送経路上に設けている分岐爪４３により、記録紙が画像形成部２０の下側に配設している両面装置２９に送り込まれ、それが反転されて再びレジストローラ３３に搬送され、今度は第２面に画像が形成された後に排紙ローラ４１により排紙収納部２４上に排出される。
【００１２】
一方、記録紙を給紙する給紙部２には、各給紙段ごとに給紙装置４がそれぞれ設けられている。
その各給紙段の給紙装置４は、図１に示すように記録紙Ｐを積載する記録紙積載手段である底板５と、その底板５上に積載された記録紙Ｐを同図で反時計回り方向に回転することにより給紙する給紙手段であるピックアップコロ６と、そのピックアップコロ６により給紙された記録紙Ｐが複数枚であったときにはそれを１枚に分離するフィードコロとリバースコロとからなる分離手段８（図２参照）とを備えている。
また、この給紙装置４は、底板５上に積載された記録紙Ｐを上下方向に挾むように超音波送波手段である超音波送波器１１と超音波受波手段である超音波受波器１２とを設けると共に、超音波送波器１１から超音波が発せられて底板５上の記録紙Ｐを透過することにより変化した超音波波形を超音波受波器１２で検出し、その波形解析により底板５上の記録紙Ｐの枚数を検知する記録紙枚数検知手段として機能する制御装置５０を設けている。
【００１３】
底板５は、この実施の形態に示したものは、図２で左方側の端部を支点にして矢示Ｂ方向に回動可能であり、そこに積載されている記録紙Ｐの給紙に応じて記録紙送出端側がピックアップコロ６側に移動（上昇）する。そして、この底板５は、その下側に設けられて図示しない例えばモータ等の駆動源により上昇側に回動する上昇レバーにより押し上げられて、記録紙送出端側が上昇するようになっているが、それ以外にトレイ（底板）が水平状態のまま上昇する構成のものであってもよい。
図１に示した超音波送波器１１は、給紙トレイ２２に固定されていて、その超音波送波器１１の送波部に対向させてその上方に超音波受波器１２を対向配置している。この超音波受波器１２は、給紙トレイ２２と一体に固定した保持部材に固定保持するようにしてもよいし、装置本体側の固定部分に固定して、給紙トレイ２２を図１に示した所定の位置に装着したときに、受波部が超音波送波器１１の送波部に対向する位置になるようにしてもよい。
そして、その超音波送波器１１と超音波受波器１２との間の距離は、底板５の回動位置に係らず常に一定となる。
【００１４】
この給紙装置４からの給紙は、給紙トレイ２２の底板５上に収納した未使用の記録紙Ｐが、その底板５が上昇側に回動することにより最上位に位置する記録紙がピックアップコロ６に当接する位置まで上昇し、その状態でピックアップコロ６が回転することにより給紙トレイ２２から送り出される。
そこで、記録紙Ｐが２枚以上送り出されたときには、それが図２に示した分離手段８によって１枚に分離される。そして、その記録紙Ｐが、停止状態にあるレジストローラ３３へ搬送され、そこで一旦停止されて、その先端と感光体上のトナー像との位置関係が正確に一致するタイミングで、そのレジストローラ３３が回転を開始することにより画像形成部２０に向けて搬送される。以下、前述したプロセスを経て画像形成が行われ、それが排紙収納部２４に排出される。
ところで、この給紙装置４は、上述したように底板５上に積載された記録紙Ｐを上下方向に挾むように超音波送波器１１と超音波受波器１２とを設け、超音波送波器１１から発して記録紙Ｐを透過することにより変化した超音波の波形を超音波受波器１２で検出するようにしている（透過波検知方式）。
その超音波受波器１２が検出する超音波波形（出力）としては、透過波の強度や反射波の強度等の超音波パワーや、波長（位相）があるが、それらはいずれも底板５上の記録紙の枚数に応じて変化するものである。
【００１５】
すなわち、例えば超音波パワーを出力のパラメータとした場合には、図１に示した実施形態の透過波検知方式では、底板５上の記録紙Ｐの枚数が多くなるほど超音波パワーは、図３に示す超音波パワーＰｗ_１〜Ｐｗ_６のように、そのパワーの大きさを白抜き矢印の大きさで示すように、次第に減衰していく（Ｐｗ_１＞Ｐｗ_２＞Ｐｗ_３＞Ｐｗ_４＞Ｐｗ_５＞Ｐｗ_６）。
この超音波受波器１２が検出する超音波パワー（出力）Ｐｗを縦軸に、時間を横軸にして示したものが図４に示す線図である。
すなわち、この給紙装置では、図４に示す線図から明らかなように、時間ｔ_６（単に測定タイミングを示している）時の出力はＡ未満（０）であるので底板５上に残っている記録紙Ｐの枚数は５枚以上と判断する。
また、時間ｔ_５時の出力はＢ未満Ａ以上であるので底板５上に残っている記録紙Ｐの枚数は４枚と判断し、時間ｔ_４時の出力はＣ未満Ｂ以上であるので底板５上に残っている記録紙Ｐの枚数は３枚と判断する。
さらに、時間ｔ_３時の出力はＤ未満Ｃ以上であるので底板５上に残っている記録紙Ｐの枚数は２枚と判断し、時間ｔ_２時の出力はＥ未満Ｄ以上であるので、底板５上に残っている記録紙Ｐの枚数は１枚と判断する。
同様に、時間ｔ_１時の出力はＥ以上であるので、このときは底板５上に残っている記録紙Ｐの枚数は０枚と判断する。
【００１６】
このように、この実施の形態による給紙装置は、底板５上の記録紙Ｐに超音波送波器１１から超音波を発して、その記録紙Ｐを透過することで変化した超音波の透過波を超音波受波器１２で検出し、その際の透過波の強度等の超音波パワー（周波数）の変化、あるいは波長（位相）の変化により底板５上に積載されている記録紙Ｐの枚数を判断するので、例えば５枚といった少数枚（ニアエンド）の残量枚数であっても、それを正確に検知することができる。
したがって、搬送路の長さの関係で記録紙の給紙に先だって画像形成動作を開始しなければならない場合であっても、底板５上に積載された記録紙が少数枚となるニアエンドを検知することができるので、そのニアエンド検知によりそれ以降の画像形成動作を停止させることができる。
それにより、底板５上に残っている記録紙よりも多くの数の画像を不用意に図２に示した中間転写ベルト２５上に形成してしまうのを防止することができるので、記録紙の残量枚数よりも多くの画像を形成してしまうことにより記録紙に転写できずに余分となった画像を中間転写クリーニング装置５２により消去しなければならないという非生産的な動作を未然に防ぐことができる。それにより、トナーの無駄使いを防止できると共に、中間転写クリーニング装置５２の負担を軽減することができる。
【００１７】
また、図２に示したカラーの画像形成装置の場合には、余分に形成してしまった画像のトナーを中間転写クリーニング装置５２により回収しても、その回収したトナーは複数の色のトナーが混ざり合ったものになるため再使用ができないため、その混合トナーは廃棄物となってしまうが、この発明による給紙装置４を搭載した画像形成装置によれば、その廃棄物も作らずに済む。
そして、底板５上の記録紙Ｐを透過して超音波受波器１２が検出した透過波から底板５上の記録紙の枚数を判断するのは、図１に示した制御装置５０が全て行う。
その制御装置５０は、各種判断及び処理機能を有する中央処理装置（ＣＰＵ）と、各処理プログラム及び固定データを格納したＲＯＭと、処理データを格納するデータメモリであるＲＡＭと、入出力回路（Ｉ／Ｏ）とからなるマイクロコンピュータを備えている。
【００１８】
この制御装置５０は、超音波受波器１２から透過波の強度となる超音波パワー（波長であってもよい）に応じた信号を入力する。そして、図４に示した超音波パワー（周波数）の変化により、底板５上の記録紙の残量枚数を判断する。したがって、例えば底板５上の記録紙の残量枚数が４枚以下となったときにニアエンド（残量少数枚）を判断して、そのニアエンドを図１に示す表示部５５に表示させ、それ以降の画像形成動作を一時停止させることができる。
なお、上記のニアエンドの判断は、底板５上の記録紙の残量枚数が３枚以下、あるいは２枚以下になったときにすることもでき、その設定は図２に示した画像形成装置のイエロー画像の中間転写ベルト２５への転写位置から転写ローラ５１のある転写位置までの距離と、給紙部２の最上段に位置する記録紙Ｐの給紙方向先端から転写ローラ５１のある転写位置までの距離とによって決められる。
【００１９】
図５は反射波検知方式により底板上の記録紙の枚数を検知する給紙装置の実施形態を説明するための説明図であり、図３と対応する部分には同一の符号を付してある。
この反射波検知方式を採用した給紙装置では、例えば出力のパラメータを超音波パワーとしたときには、上述した透過波検知方式の場合と反対に、底板５上の記録紙Ｐの枚数が多くなるほど反射した超音波パワーＰｗ_１〜Ｐｗ_５は増大していく（Ｐｗ_１＜Ｐｗ_２＜Ｐｗ_３＜Ｐｗ_４＜Ｐｗ_５）。
その超音波受波器１２が検出する超音波パワー（出力）Ｐｗを縦軸に、時間を横軸にして示したものが図６に示す線図である。
この給紙装置では、図６に示す線図から明らかなように、時間ｔ_６（単に測定タイミングを示している）時の出力はＥ以上であるので、このときは底板５上に残っている記録紙Ｐの枚数は５枚以上と判断する。
また、時間ｔ_５時の出力はＥ未満Ｄ以上であるので、底板５上に残っている記録紙Ｐの枚数は４枚と判断する。
さらに、時間_４時の出力はＤ未満Ｃ以上であるので底板５上に残っている記録紙Ｐの枚数は３枚と判断し、時間ｔ_３時の出力はＣ未満Ｂ以上であるので底板５上に残っている記録紙Ｐの枚数は２枚と判断する。
そして、時間ｔ_２時の出力はＢ未満Ａ以上であるので底板５上に残っている記録紙Ｐの枚数は１枚と判断し、時間ｔ_１時の出力はＡ未満（０）であるので底板５上に残っている記録紙Ｐの枚数は０枚と判断する。
【００２０】
このように、この実施の形態による給紙装置も、底板５上の記録紙Ｐに超音波送波器１１から超音波を発して、その記録紙Ｐにより反射されることで変化した超音波波形を超音波受波器１２で検出し、その際の透過波の強度となる超音波パワー（周波数）の変化、あるいは波長（位相）の変化により底板５上に積載されている記録紙Ｐの枚数を判断するので、例えば５枚といった少数枚（ニアエンド）の残量枚数であっても、それを正確に検知することができる。
なお、図６に示した超音波パワー（出力）Ａ〜Ｅは、環境や記録紙の種類等の変動要因を考慮して予め設定する数値であり、任意に変更が可能な数値である。また、パルス波が長い程中心周波数成分の割合が多く（帯域狭く）なり、パルス幅が短い程帯域が広がっていく性質を利用し、周波数の帯域幅を入力パラメータとすることも可能である。
【００２１】
図７は記録紙の枚数検知に補正を加えるようにした制御装置５０の機能を説明するためのブロック図である。
この制御装置５０は、ピックアップコロ６による給紙動作毎に超音波受波器１２が検出した超音波波形（超音波パワー）の変化により記録紙の枚数検知を補正計算する。すなわち、この制御装置５０が、記録紙の枚数検知を補正計算する手段としても機能する。そして、その制御装置５０は、所定のタイミングで超音波送波器１１に対して超音波を発生させるための信号を出力する。
ところで、底板上の記録紙は、その種類によって超音波送波器１１から発した超音波が記録紙を透過したり、その記録紙により反射する超音波パワー（振幅）や波長等は異なる。そのため、超音波受波器１２の出力が同じあっても記録紙の種類によっては、底板上の記録紙の枚数は異なってくる。これを給紙動作毎に超音波受波器１２が検出する超音波波形（出力）の変化により記録紙束の枚数を補正計算するようにしている。
【００２２】
すなわち、透過波検知方式による記録紙枚数検知の場合を例に説明すると、この制御装置５０は、図４で説明した場合には時間ｔ_２時の出力がＥ未満Ｄ以上であって、時間ｔ_３時の出力がＤ未満Ｃ以上であったのが、例えば図８に示すように時間ｔ_２（図４のｔ_２と同じタイミング）時の出力がＤ未満Ｃ以上であり、時間ｔ_３（図４のｔ_３と同じタイミング）時の出力がＢ未満Ａ以上であるように出力（超音波パワー）の変化が大きかったときには、底板上には遮断率の高い記録紙が積載されていると判断する。
そして、このとき制御装置５０は、時間ｔ_２のときの記録紙の枚数を１枚と補正する。
なお、この補正は時間ｔ_２、ｔ_３のときにだけ行うのではなく、任意の時（給紙動作毎）に何度も繰り返し行った方が記録紙枚数検知の精度が向上する。
また、出力（図８の例では超音波パワー）のＡ〜Ｅの各値は、より細かく何十段階にも分けて設定するようにした方が検知精度が向上するため望ましい。さらに、情報をフィードバックするようにすれば、底板上に積載されている記録紙の厚み特性を把握することができ、それを補正計算に加味するようにすれば、より記録紙枚数検知の精度を向上させることができる。
【００２３】
図９は底板上の記録紙同士の密着力を緩和させる密着力緩和手段を設けた給紙装置の実施形態を示す図１と同様な概略構成図であり、図１と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施の形態による給紙装置は、底板５上に積載された複数枚の記録紙Ｐに対しその記録紙同士の密着力を緩和させる密着力緩和手段として風を吹き付ける送風ファン１８を設けている。そして、その送風ファン１８を回転させることにより、そこから適度な風をネット１９を通して底板５上の複数枚の積層状態にある記録紙Ｐの先端側に吹き付けて、各記録紙Ｐと記録紙Ｐの間にそれぞれ空気を送り込むことにより記録紙同士の密着を防ぐようにしている。
このように、記録紙Ｐにさばき効果を与えることにより、密着力緩和手段を設けなかった場合に発生しやすい記録紙枚数検出不能や、不正確な超音波波形による精度の劣る枚数検知を防止することができる。
すなわち、記録紙間が密着していると、超音波送波器１１から発して記録紙Ｐを透過（反射の場合も同様）して超音波受波器１２が受信する超音波波形はバラつくため、波形（振幅、波長等）の検出が難くなる。これに対し、記録紙間に隙間があると、上記波形をはっきりと検出することができる。
なお、密着力緩和手段としては、送風ファン１８に限るものではなく、記録紙間のさばき効果があるものであれば、いずれのものを使用してもよい。
【００２４】
図１０は超音波送波部を底板に取り付けるようにした給紙装置の実施形態を示す図１と同様な概略構成図であり、図１と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施形態による給紙装置は、透過波検知方式による記録紙枚数検知手段を備えている。そして、この給紙装置は、前述した各実施形態による給紙装置と同様に底板５が、そこに積載されている記録紙Ｐのピックアップコロ６による給紙に応じてその給紙手段側となるピックアップコロ６側に移動（上昇）する。また、この給紙装置は、超音波送波器１１を底板５に一体に取り付けている。
それにより、底板５上に積載された複数枚の記録紙Ｐがピックアップコロ６による給紙により給紙されて、底板５の傾斜角度θが変化しても、超音波送波器１１はその底板５に一体に取り付けてあるので、超音波送波器１１と底板５上の最下位に位置する記録紙Ｐとの位置関係は常に一定であって変わらない。したがって、より正確な記録紙の枚数検知ができる。
なお、底板５には保持部材等を使用して超音波受波器１２も一体に固定し、その超音波受波器１２と超音波送波器１１が共に底板５と一緒に移動するようにしてもよい。そうすれば、底板５の回動位置に係らず超音波送波器１１と超音波受波器１２との位置関係が常に一定となるので、安定した高い精度の記録紙枚数検知ができる。
また、底板５には超音波受波器１２側のみを固定するようにしてもよい。
【００２５】
図１１は超音波送波部と超音波受波部を共に底板に取り付けるようにした給紙装置の実施形態を示す図１０と同様な概略構成図であり、図１０と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施形態による給紙装置は、反射波検知方式による記録紙枚数検知手段を備えている。そして、この給紙装置は、超音波送波器１１と超音波受波器１２を共に底板５′に一体に固定している。
このようにすれば、底板５上に積載された複数枚の記録紙Ｐがピックアップコロ６による給紙により給紙されて底板５の傾斜角度θが変化しても、超音波送波器１１と超音波受波器１２は底板５と一体で移動するので、その底板５上の記録紙Ｐと超音波送波器１１と超音波受波器１２の３者の位置関係は常に一定となる。したがって、より正確な記録紙の枚数検知ができる。
【００２６】
図１２は底板上の検知した記録紙の枚数を表示部に表示させる手段を設けた画像形成装置の実施形態を示すブロック図である。
この実施形態による画像形成装置は、外部から見える操作パネルの部分に、記録紙枚数検知手段が検知した底板上の記録紙の枚数を表示する表示部５５を設けると共に、その表示部５５に記録紙枚数検知手段が検知した底板上の記録紙の枚数を表示させるコントローラ制御部９２を設けている。
この画像形成装置では、装置本体外部の表示部５５を見ることで底板上の記録紙の枚数を確認することができるが、その底板上の枚数は、この画像形成装置に外部接続機器としてホストコンピュータ８１を接続した場合には、そのホストコンピュータ８１の画面でも見ることができるようになっている。したがって、ユーザは表示部５５とホストコンピュータ８１の画面のいずれからも、底板上の記録紙の残量枚数を知ることができる。
その表示部５５は、画像形成装置のコントローラ制御部９２に接続されていて、そのコントローラ制御部９２はエンジン制御部９３と信号の授受が可能になっている。そして、そのエンジン制御部９３は、画像形成部２０，給紙部２，定着装置２８等の間で信号の授受を行って、それらの駆動を制御する。
【００２７】
そして、この画像形成装置では、上述した各実施の形態による給紙装置で説明した場合と同様な記録紙枚数検知手段により求めた底板上に積載されている記録紙の枚数が、予め設定した少数枚（ニアエンド）になると、画像形成動作を開始させずに表示部５５、あるいはこの画像形成装置に接続されている外部接続機器であるホストコンピュータ８１の画面に、記録紙の枚数あるいは紙切れが近いことについて注意を促すメッセージ等の警告を表示させるようにしている。
それにより、底板上の記録紙枚数が指示された画像形成枚数よりも少ない場合に、それを知らずに画像形成動作をスタートさせてしまうことにより、余分な画像形成動作（記録動作）を行ってしまうのを未然に防くことができる。また、記録紙に転写できなかった余分な画像を中間転写クリーニング装置（図２の中間転写クリーニング装置５２を参照）で消去するという非生産的な動作も防止することができる。
なお、上述した各実施の形態における超音波受波器１２で検出した超音波波形から記録紙枚数を演算する演算部は、図１２に示したエンジン制御部９３、給紙部２、コントローラ制御部９２のいずれに設けるようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による給紙装置によれば、超音波送波手段から記録紙積載手段上の記録紙に向けて超音波を発し、その記録紙を透過又は反射されることで変化した超音波波形を超音波受波手段で検出して、その波形解析により記録紙積載手段上の記録紙の枚数を検知するので、記録紙積載手段上における記録紙の残量枚数が少数枚になったときにはそれを正確に検知することができる。
また、その給紙装置を備えた画像形成装置によれば、搬送路の長さの関係で記録紙の給紙に先だって画像形成動作を開始しなければならない場合であっても、底板上に積載された記録紙が少数枚になったことを検知することができるので、その記録紙が少数枚になったときに画像形成動作を停止させることができる。
それにより、底板上に残っている記録紙枚数よりも多くの数の画像を不用意に像担持体上に形成してしまうのを防止することができるので、記録紙の残量枚数よりも多くの画像を形成してしまうことにより記録紙に転写できずに余分となった画像をクリーニング装置により消去しなければならないという非生産的な動作を未然に防ぐことができる。それにより、トナーの無駄使いを防止できると共に、クリーニング装置の負担を軽減することができる。
また、カラーの画像形成装置の場合には、余分に形成してしまった画像のトナーをクリーニング装置により回収しても、その回収したトナーは複数の色のトナーが混ざり合ったものになるため再使用ができないため、その混合トナーは廃棄物となってしまうが、この発明による画像形成装置によれば、その廃棄物も作らずに済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による給紙装置の一実施形態例を示す概略構成図である。
【図２】同じくその給紙装置を備えたカラーの画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【図３】透過波検知方式による記録紙枚数検知では記録紙の枚数が多くなるほど透過する超音波パワーが次第に減衰していく様子を説明するための説明図である。
【図４】同じくその超音波パワーを縦軸に時間を横軸にして記録紙枚数と対応させた線図である。
【図５】反射波検知方式により底板上の記録紙の枚数を検知する給紙装置の実施形態を説明するための説明図である。
【図６】同じくその反射波検知方式の記録紙枚数検知で超音波受波器が検出する超音波パワーを縦軸に時間を横軸にして記録紙枚数と対応させた線図である。
【図７】記録紙の枚数検知に補正を加えるようにした制御装置５０の機能を説明するためのブロック図である。
【図８】記録紙の枚数検知に補正を加える理由を説明するための図４と同様な線図である。
【図９】底板上の記録紙同士の密着力を緩和させる密着力緩和手段を設けた給紙装置の実施形態を示す図１と同様な概略構成図である。
【図１０】超音波送波部を底板に取り付けるようにした給紙装置の実施形態を示す図１と同様な概略構成図である。
【図１１】超音波送波部と超音波受波部を共に底板に取り付けるようにした給紙装置の実施形態を示す図１０と同様な概略構成図である。
【図１２】底板上の検知した記録紙の枚数を表示部に表示させる手段を設けた画像形成装置の実施形態を示すブロック図である。
【図１３】従来のカラーの画像形成装置で一画像目の先端から４色重ね画像を用紙に転写する転写位置までの作像長に対して最上段のトレイの積載用紙先端から転写位置までの搬送長が短い場合の問題点を説明するための概略図である。
【符号の説明】
５，５′：底板（記録紙積載手段）
６：ピックアップコロ（給紙手段）
１１：超音波送波器（超音波送波手段）
１２：超音波受波器（超音波受波手段）
１８：送風ファン（密着力緩和手段）
５０：制御装置５５：表示部
８１：ホストコンピュータ（外部接続機器）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sheet feeding device including a recording sheet stacking unit that loads recording sheets and a sheet feeding unit that feeds recording sheets loaded on the recording sheet stacking unit, and an image forming apparatus including the sheet feeding device. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a means for detecting the number of recording sheets stacked on such a recording sheet stacking means, it is detected whether there is a recording sheet on the recording sheet stacking means, or 50 or more recording sheets. A device that detects a rough number such as 100 or more is generally known.
In addition, whether the supplied sheet is inserted (overlapping feed) is applied to the sheet in the middle of feeding by applying an ultrasonic wave from the transmitter, and the ultrasonic wave transmitted therethrough is received by the receiver, A device that detects the insertion of two sheets based on the received wave intensity is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-135601.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former case of detecting the remaining number of recording sheets on the recording sheet stacking means with a rough number of sheets, there is a possibility that the inconvenience described below may occur due to the inaccuracy of the remaining number of sheets. .
That is, in recent years, image forming apparatuses such as copiers and printers have been colorized and image forming speeded up. For example, as shown in FIG. 13, an intermediate transfer belt 91 which is a large image carrier is mounted, A plurality (five in the example of FIG. 13) of images G on the intermediate transfer belt 91.₁~ G₅Can be carried at once.
In such an image forming apparatus, if the remaining number of recording sheets stacked on the bottom plate 96 serving as recording sheet stacking means of the paper feed tray 95 cannot be accurately detected, the remaining number of sheets is determined on the intermediate transfer belt 91. When the number of images that can be carried at one time is smaller than the number of images that can be carried at one time, the number of images exceeding the remaining number of sheets is formed and carried on the intermediate transfer belt 91.
[0004]
That is, in the case of the example shown in FIG. 13, five images G on the intermediate transfer belt 91.₁~ G₅3 sheets of recording paper from the paper feed tray 95 to the transfer section 94 (P₁~ P₃), It is impossible to transfer the two 5-3 = 2 images onto the recording paper, and the image is erased by the cleaning device.
In this case, since all the excess images that could not be transferred to the recording paper are erased by the cleaning device, the operation is totally unproductive and toner is wasted. In addition, since a large amount of toner is collected by cleaning the excess image, the load on the cleaning device also increases.
Such excessive image formation can be prevented if the remaining number of recording sheets in the sheet feeding tray can be accurately detected.
In addition, the latter device that detects the insertion of two sheets using ultrasonic waves is a device that detects the insertion of two sheets after being fed, and that detects the sheets stacked on the recording paper stacking means. Since the remaining number of sheets is not detected, this apparatus cannot detect when the remaining number of sheets on the recording sheet stacking unit of the sheet feeding device becomes, for example, 5 to 6 sheets.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to enable accurate detection when the number of remaining recording sheets on the recording sheet stacking unit becomes a small number. To do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a paper feeding device comprising a recording paper stacking means for stacking recording paper, and a paper feeding means for feeding the recording paper loaded on the recording paper stacking means.
  The ultrasonic wave transmitting means and the ultrasonic wave receiving means are provided so as to hold the recording paper loaded on the recording paper stacking means, and the ultrasonic wave is emitted from the ultrasonic wave transmitting means to record on the recording paper stacking means. Recording sheet number detecting means for detecting the number of recording sheets on the recording sheet stacking means by detecting an ultrasonic waveform that has been changed by being transmitted through the paper or reflected by the recording sheet and detecting the waveform. TheEstablishedRecording sheet number detection meansButAnd a means for correcting and calculating the number of recording sheets detected by a change in the ultrasonic waveform detected by the ultrasonic wave receiving means for each paper feeding operation by the paper feeding means.Is a thing.
[0006]
  Also,The above paper feederIn this case, it is preferable to provide an adhesion reducing means for reducing the adhesion between the recording sheets of a plurality of recording sheets stacked on the recording sheet stacking means.
  The recording paper stacking means is a means for moving to the paper feeding means side according to the feeding of the recording paper loaded thereon, and records at least one of the ultrasonic wave transmitting means and the ultrasonic wave receiving means. It is good to attach to the paper stacking means.
  Furthermore, there is provided an image forming apparatus comprising any one of the above-described paper feeding devices, and provided with means for displaying on the display section the number of recording sheets detected by the recording sheet number detecting means.
  Similarly, an image forming apparatus including any one of the above-described paper feeding devices, and provided with means for displaying the number of recording sheets detected by the recording sheet number detecting means on the screen of the connected externally connected device Also provide.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a paper feeding device according to the present invention, and FIG. 2 is an overall configuration diagram showing an example of a color image forming apparatus equipped with the paper feeding device. In the color image forming apparatus shown in FIG. 2, an image forming unit 20 is disposed in the approximate center of the apparatus main body 1, and a sheet feeding unit 2 including a plurality of sheet feeding trays 22 is disposed immediately below the image forming unit 20. ing. In addition, another sheet feeding device can be added to the sheet feeding unit 2 as necessary.
Further, a reading unit 23 for reading a document is provided above the image forming unit 20, and a paper discharge storage unit 24 is provided on the left side of the image forming unit 20 in FIG. 2. The formed recording paper P is discharged and stored.
The image forming unit 20 is provided with a belt-like intermediate transfer belt 25 that is stretched between a plurality of rollers and rotates in the direction indicated by the arrow A. The drum-shaped photoreceptors 26Y, 26M, 26C, and 26K that constitute the four image forming units are arranged in parallel.
[0008]
Around each photoconductor, each charging device 62 that charges the surface of the photoconductor, and each developing device 63 that visualizes the electrostatic latent image formed on the surface of each photoconductor with each color toner. And a cleaning device 64 for removing and collecting the residual toner remaining on each photoconductor after the toner image (visible image) on each photoconductor is transferred to the intermediate transfer belt 25.
The upper part of the image forming unit 20 is irradiated with laser light corresponding to the image information of each color to each of the photoreceptors 26Y, 26M, 26C, and 26K of the image forming unit 20 to form a latent image there. A device 7 is provided.
Further, a registration roller 33 is provided on the upstream side of the recording paper conveyance of the image forming unit 20, and a fixing device 28 is provided on the downstream side of the recording paper conveyance of the image forming unit 20, and skew correction of the recording paper is performed by the registration roller 33. The sheet is fed in time with the image on the photosensitive member. In addition, the toner image transferred onto the recording paper is fixed by the fixing device 28.
On the downstream side of the fixing device 28, a paper discharge roller 41 that discharges the recording paper that has passed through the fixing device 28 onto the paper discharge storage unit 24 is provided.
Note that reference numeral 3 in FIG. 2 denotes an automatic document feeder that automatically conveys a document onto the contact glass 31.
[0009]
In this color image forming apparatus, when a full-color image forming operation is started, the charged surfaces on the photoreceptors 26Y, 26M, 26C, and 26K charged by the charging devices 62 of the image forming unit 20 are exposed by the exposure device 7. Exposure is performed with operation light corresponding to each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (BK), and a latent image is formed there.
The exposure device 7 writes on each of the photoconductors 26Y, 26M, 26C, and 26K by reading a document image set on a contact glass 31 provided in the reading unit 23 and including a document illumination light source and a mirror. The scanning is performed by the bodies 32 a and 32 b reciprocating in the left-right direction in FIG. 2, and the scanning is performed based on the image information read as an image signal in the CCD 35 installed behind the lens 34.
That is, the image signal read into the CCD 35 is digitized and subjected to image processing. Based on the image-processed signal, the light emitted from the laser diode in the exposure device 7 emits light from the photoconductors 26Y, 26M, 26C, and 26K. Each surface is exposed to form an electrostatic latent image thereon.
At that time, the light from the laser diode reaches each photoconductor via a polygon mirror and a lens.
[0010]
In this way, each latent image formed on each photoconductor 26Y, 26M, 26C, and 26K has four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (BK). Each of the corresponding developing devices 63 develops the toner image.
As for the toner image, the yellow image on the photosensitive member 26Y is first transferred onto the intermediate transfer belt 25 rotating in the direction of arrow A in FIG. 2, and then the yellow image is transferred to the photosensitive member. When moving to the position of 26M, a magenta image is superimposed and transferred there. When the portion to which the magenta image has been transferred moves to the position of the photoreceptor 26C, the cyan image is superimposed and transferred there, and the portion to which the cyan image is further transferred is the position of the photoreceptor 26K. When the image is moved to, the black image is superimposed and transferred there.
[0011]
Then, when the four-color superimposed image of yellow, magenta, cyan, and black moves to a transfer position of the transfer roller 51 by the rotation of the intermediate transfer belt 25, the paper is fed in synchronization so as to coincide with the timing. The recording roller is collectively transferred by the transfer roller 51. As described above, this color image forming apparatus performs an image forming process in which the intermediate transfer belt 25 rotates once to form one color image. After the four-color superimposed toner image on the intermediate transfer belt 25 is collectively transferred onto the recording paper, the toner remaining on the intermediate transfer belt 25 is removed and collected by the intermediate transfer cleaning device 52.
The recording paper on which the toner image has been fixed and passed through the fixing device 28 is discharged to the paper discharge storage unit 24 by the paper discharge roller 41 when it is single-sided image formation.
When a double-sided image formation instruction is issued, the recording paper is arranged below the image forming unit 20 by the branching claw 43 provided on the conveyance path between the fixing device 28 and the paper discharge roller 41. It is fed to the double-sided device 29 provided therein, reversed and conveyed again to the registration roller 33. This time, after an image is formed on the second surface, the paper is discharged onto the paper discharge storage unit 24 by the paper discharge roller 41. The
[0012]
On the other hand, the paper feed unit 2 that feeds the recording paper is provided with a paper feed device 4 for each paper feed stage.
As shown in FIG. 1, the sheet feeding device 4 in each sheet feeding stage has a bottom plate 5 which is a recording sheet stacking unit for loading the recording sheet P and a recording sheet P stacked on the bottom plate 5 in the same figure. A pick-up roller 6 which is a paper feed means for feeding paper by rotating clockwise, and a feed roller for separating the recording paper P fed by the pick-up roller 6 into a single sheet when there are a plurality of sheets. Separation means 8 (see FIG. 2) comprising a reverse roller is provided.
The paper feeding device 4 includes an ultrasonic wave transmitter 11 that is an ultrasonic wave transmission unit and an ultrasonic wave reception unit that is an ultrasonic wave reception unit so as to sandwich the recording paper P stacked on the bottom plate 5 in the vertical direction. The ultrasonic wave detector 12 detects an ultrasonic waveform that has been changed by transmitting an ultrasonic wave from the ultrasonic wave transmitter 11 and passing through the recording paper P on the bottom plate 5. A control device 50 is provided that functions as recording sheet number detecting means for detecting the number of recording sheets P on the bottom plate 5 by analysis.
[0013]
The bottom plate 5 shown in this embodiment can be rotated in the direction of arrow B with the end on the left side in FIG. 2 as a fulcrum, and the recording paper P loaded thereon is fed. In response to this, the recording paper delivery end side moves (rises) to the pickup roller 6 side. The bottom plate 5 is provided on the lower side thereof and is pushed up by a raising lever that is rotated upward by a driving source such as a motor (not shown) so that the recording paper feeding end side is raised. In addition, the tray (bottom plate) may be configured to rise in a horizontal state.
The ultrasonic wave transmitter 11 shown in FIG. 1 is fixed to the paper feed tray 22 and is opposed to the ultrasonic wave transmission unit of the ultrasonic wave wave transmitter 11 so that the ultrasonic wave wave receiver 12 is disposed above the wave wave receiving part. is doing. The ultrasonic receiver 12 may be fixedly held by a holding member fixed integrally with the paper feed tray 22, or may be fixed to a fixed portion on the apparatus main body side so that the paper feed tray 22 is shown in FIG. When mounted at the predetermined position shown, the wave receiving section may be positioned to face the wave transmitting section of the ultrasonic transmitter 11.
The distance between the ultrasonic transmitter 11 and the ultrasonic receiver 12 is always constant regardless of the rotational position of the bottom plate 5.
[0014]
The sheet feeding device 4 feeds the unused recording sheet P stored on the bottom plate 5 of the sheet feeding tray 22 to the recording sheet positioned at the top when the bottom plate 5 rotates upward. Ascending to a position where it abuts on the pickup roller 6, and the pickup roller 6 rotates in this state to be fed out from the paper feed tray 22.
Therefore, when two or more recording sheets P are sent out, they are separated into one by the separating means 8 shown in FIG. Then, the recording paper P is conveyed to the registration roller 33 in a stopped state, where it is temporarily stopped, and at the timing when the positional relationship between the leading edge and the toner image on the photosensitive member exactly coincides with the registration roller 33. Is conveyed toward the image forming unit 20 by starting rotation. Thereafter, image formation is performed through the above-described process, and the image is discharged to the paper discharge storage unit 24.
By the way, this paper feeding device 4 is provided with an ultrasonic wave transmitter 11 and an ultrasonic wave wave receiver 12 so as to sandwich the recording paper P stacked on the bottom plate 5 in the vertical direction as described above. The ultrasonic wave receiver 12 detects the waveform of the ultrasonic wave that has been changed by transmitting from the recording paper P through the recording paper P (transmitted wave detection method).
The ultrasonic waveform (output) detected by the ultrasonic receiver 12 includes ultrasonic power such as transmitted wave intensity and reflected wave intensity, and wavelength (phase), both of which are on the bottom plate 5. The number varies depending on the number of recording sheets.
[0015]
That is, for example, when ultrasonic power is used as an output parameter, in the transmitted wave detection method of the embodiment shown in FIG. 1, the ultrasonic power is increased as the number of recording sheets P on the bottom plate 5 increases. Showing ultrasonic power Pw₁~ Pw₆As shown, the magnitude of the power is gradually attenuated as indicated by the size of the white arrow (Pw₁> Pw₂> Pw₃> Pw₄> Pw₅> Pw₆).
FIG. 4 is a diagram showing the ultrasonic power (output) Pw detected by the ultrasonic receiver 12 on the vertical axis and the time on the horizontal axis.
That is, in this paper feeding device, as apparent from the diagram shown in FIG.₆Since the output at the time (which simply indicates the measurement timing) is less than A (0), it is determined that the number of recording sheets P remaining on the bottom plate 5 is five or more.
Also, time t₅Since the output at that time is less than B and A or more, it is determined that the number of recording sheets P remaining on the bottom plate 5 is four, and the time t₄Since the output at that time is less than C and B or more, it is determined that the number of recording sheets P remaining on the bottom plate 5 is three.
Furthermore, time t₃Since the output at that time is less than D and not less than C, it is determined that the number of recording sheets P remaining on the bottom plate 5 is two, and the time t₂Since the output at that time is less than E and not less than D, it is determined that the number of recording sheets P remaining on the bottom plate 5 is one.
Similarly, time t₁Since the output at that time is equal to or greater than E, at this time, it is determined that the number of recording sheets P remaining on the bottom plate 5 is zero.
[0016]
As described above, the paper feeding device according to this embodiment emits ultrasonic waves from the ultrasonic wave transmitter 11 to the recording paper P on the bottom plate 5 and transmits the ultrasonic waves changed by passing through the recording paper P. Waves are detected by the ultrasonic receiver 12, and the recording paper P loaded on the bottom plate 5 is detected by a change in ultrasonic power (frequency) such as the intensity of transmitted waves or a change in wavelength (phase). Since the number of sheets is determined, even if the number of remaining sheets is a small number (near end) such as five, it can be accurately detected.
Therefore, even when the image forming operation has to be started prior to feeding of the recording paper due to the length of the conveyance path, the near end where the recording paper loaded on the bottom plate 5 becomes a small number is detected. Therefore, the subsequent image forming operation can be stopped by the near-end detection.
Thereby, it is possible to prevent a larger number of images than the recording paper remaining on the bottom plate 5 from being inadvertently formed on the intermediate transfer belt 25 shown in FIG. Preventing an unproductive operation in which an intermediate transfer cleaning device 52 has to erase an excess image that cannot be transferred onto recording paper by forming more images than the remaining number of sheets. Can do. Thereby, wasteful use of toner can be prevented and the burden on the intermediate transfer cleaning device 52 can be reduced.
[0017]
Further, in the case of the color image forming apparatus shown in FIG. 2, even if the toner of the image that has been formed excessively is collected by the intermediate transfer cleaning device 52, the collected toner is a plurality of color toners. Since the toner is mixed and cannot be reused, the mixed toner becomes waste. However, according to the image forming apparatus equipped with the sheet feeding device 4 according to the present invention, it is not necessary to make the waste. .
The control device 50 shown in FIG. 1 determines all the number of recording sheets on the bottom plate 5 from the transmitted wave detected by the ultrasonic receiver 12 through the recording sheet P on the bottom plate 5. .
The control device 50 includes a central processing unit (CPU) having various determination and processing functions, a ROM that stores each processing program and fixed data, a RAM that is a data memory that stores processing data, and an input / output circuit (I). / O).
[0018]
The control device 50 inputs a signal corresponding to the ultrasonic power (which may be a wavelength) that is the intensity of the transmitted wave from the ultrasonic receiver 12. Then, the remaining number of recording sheets on the bottom plate 5 is determined based on the change in the ultrasonic power (frequency) shown in FIG. Therefore, for example, when the remaining number of recording sheets on the bottom plate 5 becomes 4 or less, the near end (small number of remaining sheets) is determined, and the near end is displayed on the display unit 55 shown in FIG. The image forming operation can be temporarily stopped.
The near-end determination can also be made when the remaining number of recording sheets on the bottom plate 5 is 3 or less, or 2 or less, and the setting is made in the image forming apparatus shown in FIG. The distance from the transfer position of the yellow image to the intermediate transfer belt 25 to the transfer position where the transfer roller 51 is located, and the transfer position where the transfer roller 51 is located from the leading edge of the recording paper P located at the uppermost stage of the paper feed unit 2 It is decided by the distance.
[0019]
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an embodiment of a paper feeding device that detects the number of recording sheets on the bottom plate by a reflected wave detection method, and the same reference numerals are given to portions corresponding to FIG. .
In a paper feeding device that employs this reflected wave detection method, for example, when the output parameter is ultrasonic power, contrary to the transmission wave detection method described above, the more the number of recording papers P on the bottom plate 5 is, the more reflective it is. Ultrasonic power Pw₁~ Pw₅Will increase (Pw₁<Pw₂<Pw₃<Pw₄<Pw₅).
FIG. 6 is a diagram showing the ultrasonic power (output) Pw detected by the ultrasonic receiver 12 on the vertical axis and the time on the horizontal axis.
In this paper feeding device, as apparent from the diagram shown in FIG.₆Since the output at the time (which simply indicates the measurement timing) is E or more, at this time, the number of recording sheets P remaining on the bottom plate 5 is determined to be 5 or more.
Also, time t₅Since the output at that time is less than E and not less than D, it is determined that the number of recording sheets P remaining on the bottom plate 5 is four.
In addition, time₄Since the output at that time is less than D and not less than C, it is determined that the number of recording sheets P remaining on the bottom plate 5 is three, and the time t₃Since the output at that time is less than C and B or more, it is determined that the number of recording sheets P remaining on the bottom plate 5 is two.
And time t₂Since the output at that time is less than B and A or more, it is determined that the number of recording sheets P remaining on the bottom plate 5 is one, and the time t₁Since the output at that time is less than A (0), it is determined that the number of recording sheets P remaining on the bottom plate 5 is zero.
[0020]
As described above, the sheet feeding device according to this embodiment also emits an ultrasonic wave from the ultrasonic wave transmitter 11 to the recording paper P on the bottom plate 5 and is reflected by the recording paper P to change the ultrasonic waveform. Is detected by the ultrasonic receiver 12, and the number of recording sheets P loaded on the bottom plate 5 due to a change in ultrasonic power (frequency) or a change in wavelength (phase) which is the intensity of the transmitted wave at that time Therefore, even if the remaining number of sheets is a small number (near end) such as 5 sheets, it can be accurately detected.
Note that the ultrasonic powers (outputs) A to E shown in FIG. 6 are numerical values set in advance in consideration of fluctuation factors such as the environment and the type of recording paper, and can be arbitrarily changed. Further, it is possible to use the frequency bandwidth as an input parameter by utilizing the property that the longer the pulse wave, the larger the ratio of the center frequency component (the band becomes narrower) and the shorter the pulse width, the wider the band.
[0021]
  In FIG. 7, correction is added to the detection of the number of recording sheets.Functions of the control device 50Block diagram to explainIt is.
  thisControl device50The correction of the number of recording sheets is calculated based on the change of the ultrasonic waveform (ultrasonic power) detected by the ultrasonic receiver 12 for each sheet feeding operation by the pickup roller 6. That is, this control device50However, it also functions as a means for correcting and calculating the number of recording sheets. And its control device50Outputs a signal for generating an ultrasonic wave to the ultrasonic transmitter 11 at a predetermined timing.
  By the way, the recording paper on the bottom plate has different ultrasonic power (amplitude), wavelength, etc., which are transmitted by the ultrasonic wave from the ultrasonic transmitter 11 or reflected by the recording paper depending on the type. Therefore, even if the output of the ultrasonic receiver 12 is the same, the number of recording sheets on the bottom plate differs depending on the type of recording sheet. The number of recording paper bundles is corrected and calculated based on the change in the ultrasonic waveform (output) detected by the ultrasonic receiver 12 for each paper feeding operation.
[0022]
  That is,The case of detecting the number of recording sheets by the transmitted wave detection method will be described as an example.Is explained in FIG.if you did thisAt time t₂The output of time is less than E and greater than D and time t₃The output at the time was less than D and greater than or equal to C, for example, as shown in FIG.₂(T in FIG. 4₂Output is less than D and greater than or equal to C, and time t₃(T in FIG. 4₃When the output (ultrasonic power) change is large so that the output at the same timing) is less than B and A or more, it is determined that a recording sheet with a high blocking rate is loaded on the bottom plate.
  And at this time the control device50Is the time t₂In this case, the number of recording sheets is corrected to 1 sheet.
  This correction is performed at time t.₂, T₃The accuracy of the detection of the number of recording sheets is improved by repeating the process over and over at an arbitrary time (each sheet feeding operation).
  In addition, it is desirable to set each value of outputs (ultrasonic power in the example of FIG. 8) A to E in more finely divided into dozens because detection accuracy is improved. Furthermore, if the information is fed back, the thickness characteristics of the recording paper loaded on the bottom plate can be grasped, and if this is added to the correction calculation, the accuracy of detecting the number of recording papers can be further improved. Can be improved.
[0023]
FIG. 9 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 1 showing an embodiment of a paper feeding device provided with an adhesion force relaxation means for relaxing the adhesion force between recording sheets on the bottom plate, and the same parts as those in FIG. The code | symbol is attached | subjected.
The paper feeding device according to this embodiment is provided with a blower fan 18 that blows air as a close contact force reducing means for reducing the close contact force between the recording sheets P stacked on the bottom plate 5. . Then, by rotating the blower fan 18, an appropriate amount of air is blown from there to the leading end side of a plurality of stacked recording papers P on the bottom plate 5, and each recording paper P and recording paper P The recording paper is prevented from adhering to each other by sending air between them.
In this way, by providing a separation effect on the recording paper P, it is possible to prevent detection of the number of recording sheets that is likely to occur when the adhesion reducing means is not provided, and detection of inferior number of sheets due to inaccurate ultrasonic waveforms. be able to.
That is, if the recording papers are in close contact with each other, the ultrasonic waveform emitted from the ultrasonic transmitter 11 and transmitted through the recording paper P (same for reflection) and received by the ultrasonic receiver 12 varies. Therefore, it is difficult to detect the waveform (amplitude, wavelength, etc.). On the other hand, if there is a gap between the recording sheets, the above waveform can be clearly detected.
Note that the adhesion reducing means is not limited to the blower fan 18, and any means may be used as long as it has a separating effect between recording sheets.
[0024]
FIG. 10 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 1 showing an embodiment of a paper feeding device in which an ultrasonic wave transmission unit is attached to a bottom plate, and the same reference numerals are given to portions corresponding to FIG. .
The paper feeding device according to this embodiment is provided with a recording paper sheet number detecting means using a transmitted wave detection method. In this paper feeding device, the bottom plate 5 becomes the side of the paper feeding means in accordance with the feeding of the recording paper P loaded thereon by the pickup roller 6 as in the paper feeding devices according to the above-described embodiments. Move (rise) to the pickup roller 6 side. In this paper feeding device, the ultrasonic wave transmitter 11 is integrally attached to the bottom plate 5.
As a result, even when a plurality of recording papers P stacked on the bottom plate 5 are fed by the pickup roller 6 and the inclination angle θ of the bottom plate 5 changes, the ultrasonic transmitter 11 does not change its bottom plate. 5, the positional relationship between the ultrasonic transmitter 11 and the recording paper P positioned at the lowest position on the bottom plate 5 is always constant and does not change. Therefore, the number of recording sheets can be detected more accurately.
In addition, the ultrasonic wave receiver 12 is also integrally fixed to the bottom plate 5 using a holding member or the like so that both the ultrasonic wave receiver 12 and the ultrasonic wave transmitter 11 move together with the bottom plate 5. May be. By doing so, the positional relationship between the ultrasonic wave transmitter 11 and the ultrasonic wave receiver 12 is always constant regardless of the rotational position of the bottom plate 5, so that the number of recording sheets can be detected stably with high accuracy.
Further, only the ultrasonic receiver 12 side may be fixed to the bottom plate 5.
[0025]
FIG. 11 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 10 showing an embodiment of a paper feeding device in which both an ultrasonic wave transmitting unit and an ultrasonic wave receiving unit are attached to the bottom plate, and the same parts as those in FIG. The code | symbol is attached | subjected.
The paper feeding device according to this embodiment includes a recording paper sheet number detecting unit using a reflected wave detection method. In this paper feeder, both the ultrasonic wave transmitter 11 and the ultrasonic wave receiver 12 are integrally fixed to the bottom plate 5 '.
In this way, even if a plurality of recording sheets P stacked on the bottom plate 5 are fed by the pickup roller 6 and the inclination angle θ of the bottom plate 5 changes, the ultrasonic wave transmitter 11 Since the ultrasonic wave receiver 12 moves integrally with the bottom plate 5, the positional relationship among the three of the recording paper P, the ultrasonic wave transmitter 11, and the ultrasonic wave receiver 12 on the bottom plate 5 is always constant. Therefore, the number of recording sheets can be detected more accurately.
[0026]
FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment of an image forming apparatus provided with means for displaying on the display section the number of recording sheets detected on the bottom plate.
In the image forming apparatus according to this embodiment, a display unit 55 for displaying the number of recording sheets on the bottom plate detected by the recording sheet number detecting unit is provided on the portion of the operation panel that can be seen from the outside. A controller control unit 92 is provided for displaying the number of recording sheets on the bottom plate detected by the number detecting means.
In this image forming apparatus, the number of recording sheets on the bottom plate can be confirmed by looking at the display unit 55 outside the main body of the apparatus. The number of recording sheets on the bottom plate is a host computer as an external connection device in the image forming apparatus. When 81 is connected, it can also be viewed on the screen of the host computer 81. Therefore, the user can know the remaining number of recording sheets on the bottom plate from both the display unit 55 and the screen of the host computer 81.
The display unit 55 is connected to a controller control unit 92 of the image forming apparatus, and the controller control unit 92 can exchange signals with the engine control unit 93. Then, the engine control unit 93 exchanges signals among the image forming unit 20, the paper feeding unit 2, the fixing device 28, and the like, and controls their driving.
[0027]
In this image forming apparatus, the number of recording sheets stacked on the bottom plate obtained by the recording sheet number detecting unit similar to that described in the sheet feeding device according to each embodiment described above is a preset small number. When the number of sheets (near-end) is reached, the number of recording sheets or the piece of paper is close to the screen of the display unit 55 or the host computer 81 which is an externally connected device connected to the image forming apparatus without starting the image forming operation. Warnings such as messages that call attention are displayed.
As a result, when the number of recording sheets on the bottom plate is smaller than the instructed image forming number, an extra image forming operation (recording operation) is performed by starting the image forming operation without knowing that. Can be prevented in advance. Further, it is possible to prevent a non-productive operation of erasing an excess image that could not be transferred onto the recording sheet with an intermediate transfer cleaning device (see the intermediate transfer cleaning device 52 in FIG. 2).
Note that the calculation units for calculating the number of recording sheets from the ultrasonic waveform detected by the ultrasonic receiver 12 in each of the above-described embodiments are the engine control unit 93, the paper feeding unit 2, and the controller control unit shown in FIG. Any of 92 may be provided.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the paper feeding device of the present invention, the ultrasonic wave is emitted from the ultrasonic wave transmission means toward the recording paper on the recording paper stacking means, and the change is caused by transmission or reflection of the recording paper. The ultrasonic wave receiving means is used to detect the number of recording papers on the recording paper stacking means, and the remaining number of recording papers on the recording paper stacking means is reduced to a small number. When it becomes, it can be detected accurately.
Further, according to the image forming apparatus provided with the paper feeding device, even when the image forming operation has to be started prior to the recording paper feeding due to the length of the conveyance path, the paper is loaded on the bottom plate. Since it is possible to detect that the number of printed recording sheets is small, the image forming operation can be stopped when the number of recording sheets is small.
As a result, it is possible to prevent inadvertently forming a larger number of images on the image carrier than the number of recording sheets remaining on the bottom plate. This prevents the unproductive operation of having to erase an image that has been transferred to the recording paper and has been removed by the cleaning device. Thereby, wasteful use of toner can be prevented and the burden on the cleaning device can be reduced.
In the case of a color image forming apparatus, even if the toner of the image that has been formed excessively is collected by the cleaning device, the collected toner becomes a mixture of toners of a plurality of colors. Since the toner cannot be used, the mixed toner becomes waste, but according to the image forming apparatus of the present invention, it is not necessary to make the waste.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a sheet feeding device according to the present invention.
FIG. 2 is an overall configuration diagram illustrating an example of a color image forming apparatus including the paper feeding device.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a state in which the ultrasonic power that is transmitted gradually attenuates as the number of recording sheets increases in the detection of the number of recording sheets by the transmitted wave detection method.
FIG. 4 is a diagram similarly showing the ultrasonic power corresponding to the number of recording sheets with the vertical axis representing time and the horizontal axis representing time.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an embodiment of a paper feeding device that detects the number of recording sheets on a bottom plate by a reflected wave detection method.
FIG. 6 is a diagram in which the ultrasonic power detected by the ultrasonic receiver in detection of the number of recording sheets of the reflected wave detection method is associated with the number of recording sheets with the vertical axis representing time and the horizontal axis representing time.
[Fig. 7] Correction was added to the detection of the number of recording sheets.Functions of the control device 50It is a block diagram for demonstrating.
[Fig. 8] Adding correction to the detection of the number of recording sheetsthe reasonFIG. 5 is a diagram similar to FIG. 4 for explaining.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 1 showing an embodiment of a paper feeding device provided with an adhesion force relaxation means for relaxing the adhesion force between recording sheets on the bottom plate.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 1 showing an embodiment of a paper feeding device in which an ultrasonic wave transmission unit is attached to a bottom plate.
11 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 10 showing an embodiment of a paper feeding device in which both an ultrasonic wave transmitting unit and an ultrasonic wave receiving unit are attached to a bottom plate.
FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment of an image forming apparatus provided with means for displaying on a display unit the number of detected recording sheets on the bottom plate.
FIG. 13 illustrates a conventional color image forming apparatus from the leading edge of the first tray to the transfer position with respect to the image forming length from the leading edge of the first image to the transfer position for transferring the four-color superimposed image onto the paper. It is the schematic for demonstrating a problem in case conveyance length is short.
[Explanation of symbols]
5, 5 ': Bottom plate (recording paper stacking means)
6: Pickup roller (paper feeding means)
11: Ultrasonic transmitter (ultrasonic transmission means)
12: Ultrasonic wave receiver (ultrasonic wave receiving means)
18: Blower fan (adhesion reducing means)
50: Control device      55: Display section
81: Host computer (external connection device)

Claims

In a paper feeding device comprising a recording paper loading means for loading recording paper, and a paper feeding means for feeding the recording paper loaded on the recording paper loading means,
The ultrasonic wave transmitting means and the ultrasonic wave receiving means are provided so as to sandwich the recording paper loaded on the recording paper stacking means, and ultrasonic waves are emitted from the ultrasonic wave transmitting means to The ultrasonic wave that has been changed by being transmitted through or reflected by the recording paper is detected by the ultrasonic wave receiving means, and the number of recording papers on the recording paper stacking means is detected by the waveform analysis. Provide paper number detection means ,
The recording sheet number detecting means includes means for correcting and calculating detection of the number of recording sheets based on a change in the ultrasonic waveform detected by the ultrasonic wave receiving means for each paper feeding operation by the paper feeding means. Characteristic paper feeder.

2. The sheet feeding device according to claim 1 , further comprising: an adhesion force relaxation unit that relaxes the adhesion force between the recording sheets with respect to a plurality of recording sheets stacked on the recording sheet stacking unit. Paper feeder.

The recording paper stacking means is a means for moving to the paper feeding means side according to the feeding of the recording paper loaded thereon, and at least one of the ultrasonic wave transmitting means and the ultrasonic wave receiving means is sheet feeding apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that attached to the recording sheet stacking means.

An image forming apparatus having a sheet feeding apparatus according to any one of claims 1 to 3, that the recording paper sheets sensing means provided with a means for displaying on the display unit the number of the recording sheet has been detected An image forming apparatus.

An image forming apparatus having a sheet feeding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the recording paper sheets detecting means on the screen of the external connection device connected is to display the number of recording sheets has been detected An image forming apparatus comprising a means.