JP4667097B2 - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート給送装置及び画像形成装置に関し、特にシートの残量を正確に通知するための構成に関する。

従来の複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、シート積載手段に積載されたシートを最上位のものから１枚ずつ順次送り出した後、画像形成部に給送するシート給送装置を備えている。

ここで、このようなシート給送装置としては、シート束の側面（側端）からエア（空気）を吹き付けることでシートを予め捌き、シート間の吸着を無くした状態で、上位シートより１枚ずつピックアップし、その下流に設けられた分離部でシートを１枚ずつに分離を行う分離給送方式のものがある（例えば、特許文献１及び２参照。）。

また、このようなシート給送装置としては、シート積載トレイに昇降可能に設けられたシート積載台にシートを積載し、シート給送の際には、シート積載台をシート給送が可能な位置まで上昇させた後、シートを給送するようにしたものがある。ここで、このような構成のシート給送装置においては、シート積載台に積載されたシートの残量を検知し、シートの残量がなくなると、シートを補充するようにしている。

なお、このようにシート積載台に積載されたシートの残量を検知する方法としては、例えばシート積載台を昇降させるモータの回転数を検知し、このモータの回転数をシートの残量に変換して表示部に表示するようにするというものがある（例えば、特許文献３参照。）。

特開平１０−１２０２１２号公報 特開平０５−００８９０３号公報 特開平０６−１００２００号公報

ところで、このような従来のシート給送装置及び画像形成装置において、エアを利用する場合には、シート給送動作中は、給送したシートの量だけシート積載台を上昇させるだけでなく、シートの重送を防ぐ目的でエアによって浮上したシートの高さが最適になるようにシート積載台を下降させる必要が生じる。

しかし、このようなシート給送装置が、シート積載台を昇降させるモータの回転数に応じてシート残量を検知するシート残量検知装置を備えたものである場合、このようにシート給送の際、シート積載台が下降すると、シート残量検知装置は、実際にはシート残量が変わらなくとも、シート残量の増加を検知するようになる。

ここで、実際のシート残量の増加は、シートの補充用扉の開閉動作、もしくはシート積載台のシート給送装置本体からの脱着動作を行わない限り有り得ないため、この残量検知結果をシート給送装置の操作部やネットワーク経由で外部装置に通知すると、ユーザーを混乱させる原因になる。

また、このようにシートの実際の残量に関わらず、シート残量の増加を検知した場合、シート給送装置自身の内部制御において、例えばシート残量が少ない時のシート束に対する捌きエアの吹き付け制御や、複数のシート積載トレイを備えた画像形成装置において、シート残量に応じてシート積載トレイを切り替える制御において異常動作を引き起こす原因になる。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、正確なシート残量の通知が可能なシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、シートを積載する昇降可能なシート積載手段と、前記シート積載手段を昇降する駆動手段と、前記シート積載手段に積載されているシートを捌くために風圧を加えてシートを浮上させる捌き手段と、前記捌き手段により浮上されたシートを吸着して搬送する吸着搬送手段と、
浮上したシートの最上の位置を検知するためのシート浮上位置検知手段と、前記シート浮上位置検知手段の検知に基づいて前記シート積載手段に積載されているシートの最上位のシートの位置が所定の位置となるよう前記シート積載手段を昇降させるように前記駆動手段を制御する制御手段と、前記シート積載手段の上昇量に応じて前記シート積載手段に積載されたシートの残量を検知する残量検知手段と、前記シート積載手段に積載されているシートの残量を通知する残量通知手段と、前記残量検知手段により検知されたシートの残量を前記残量通知手段へ選択的に入力する残量入力制御手段と、を備え、前記残量入力制御手段は、シート給送動作が行われている間に、前記残量検知手段からの信号に基づき、前記シート積載手段に積載されているシートの残量が減ったと判断した場合には、前記残量通知手段へのシート残量入力を行い、シート残量が増えたと判断した場合には、前記残量通知手段へのシート残量入力を停止することを特徴とするものである。

本発明のように、シート給送動作の際、昇降可能なシート積載手段の上昇量に応じてシート積載手段に積載されたシートの残量を検知する残量検知手段からの信号に基づきシート残量が増えたと判断した場合には、残量通知手段へのシート残量入力を停止することにより、正確なシート残量の通知が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構成を示す図である。

同図において、１はカラーレーザプリンタ、１Ａはカラーレーザプリンタ本体（以下、プリンタ本体という）であり、このプリンタ本体１ＡにはシートＰに画像を形成する画像形成部２０５と、中間転写部２０７と、画像形成部２０５にシートＰを給送する給紙部２０６と、定着部２０９が設けられている。なお、このカラーレーザプリンタ１は、シートの裏面に画像を形成することができるようになっており、このため表面（一面）に画像が形成されたシートＰを反転させて再度、画像形成部２０５に搬送する再搬送部２１１が設けられている。

ここで、画像形成部２０５は、略水平方向に配置され、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナー画像を形成する４つのプロセスステーション２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）を備えている。

また、このプロセスステーション２０は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像を担持すると共に不図示のステッピングモータにより駆動される像担持体である感光体ドラム１１（１１ａ，１１ｂ，１２ｃ，１１ｄ）と、感光体ドラム１１の周囲に回転方向に沿ってそれぞれ配された、感光体ドラム表面を一様に帯電するローラ帯電器１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）、画像情報に基づいてレーザビームを照射して一定速度で回転する感光体ドラム上に静電潜像を形成するスキャナ１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）、感光体ドラム上に形成された静電潜像にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像装置１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）等を備えている。

給紙部２０６は、プリンタ本体下部に設けられ、複数枚のシートＰを収納した給紙カセット２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）と、この給紙カセット２１に積載収納されたシートＰを送り出すエア給紙ユニット２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）とを備えている。なお、２７は手差しトレイ、２８はシートＰを収納するデッキであり、デッキ２８に収納されたシートＰもエア給紙ユニット６０によって送り出されるようになっている。

そして、画像形成動作が開始されると、エア給紙ユニット２２によりシートＰは給紙カセット２１から一枚ずつ分離給送され、或はデッキ２８からエア給紙ユニット６０により一枚ずつ分離給送され、この後、引き抜きローラ２４（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ），６２、レジ前ローラ２６を経てレジストローラ２５に搬送される。また、手差しトレイ２７に収納されたシートは、ＢＣローラ２９によって一枚ずつ分離され、レジ前ローラ２６によってレジストローラ２５まで搬送される。

なお、このときレジストローラ２５は停止状態であり、このようにレジストローラ２５を停止状態とすることにより、シートＰの斜行を補正するようにしている。また、このように斜行を補正した後、レジストローラ２５は後述する中間転写ベルト３０に形成されたトナー像とシートＰの先端とが一致するタイミングで駆動されるようになっている。

また、中間転写部２０７は、感光体ドラム１１の外周速度と同期して矢印方向に回転駆動される中間転写体である中間転写ベルト３０を備えており、この中間転写ベルト３０は、駆動ローラ３２、中間転写ベルト３０を挟んで二次転写領域を形成する従動ローラ３４及び不図示のばねの付勢力によって中間転写ベルト３０に適度な張力を与えるテンションローラ３３に張架されている。

なお、中間転写ベルト３０の材料として例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）などが用いられる。また、駆動ローラ３２は感光ドラム１１を回転させるステッピングモータからの回転力の伝達によって回転するものであり、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングすることにより中間転写ベルト３０とのスリップを防ぐようにしている。

また、この中間転写ベルト３０は、各プロセスステーション２０の配列方向に沿って移動すると共に、内側には４個の、それぞれ感光体ドラム１１と共に中間転写ベルト３０を挟持し、一次転写部を構成する一次転写ローラ３５（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ）が配されている。

なお、これら一次転写ローラ３５は不図示の転写バイアス用電源に接続されており、この一次転写ローラ３５から中間転写ベルト３０に転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム上の各色トナー像が順次中間転写ベルト３０に多重転写され、中間転写ベルト３０上にフルカラー画像が形成されるようになっている。

また、従動ローラ３４に対向するように２次転写ローラ３６が配置されており、この２次転写ローラ３６は中間転写ベルト３０の最下方の表面に当接すると共に、レジストローラ２５により搬送されたシートＰを中間転写ベルト３０と共に挟持搬送するようになっている。そして、２次転写ローラ３６と中間転写ベルト３０のニップ部をシートＰが通過する際、この２次転写ローラ３６にバイアスを印加することにより、シートＰに中間転写ベルト上のトナー画像が２次転写される。

なお、中間転写ベルト３０上の二次転写領域の下流側には、ポリウレタンゴム等により形成されたクリーナーブレード５１及び廃トナーを収納する廃トナーボックス５２を備え、画像形成面をクリーニングするクリーニング装置５０が設けられている。

また、定着部２０９は中間転写ベルト３０を介してシートＰ上に形成されたトナー画像をシートＰに定着させるものであり、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１ａ及び定着ローラ４１ａに加圧されるローラ４１ｂ（このローラ４１ｂにも熱源を備える場合もある）とからなるローラ対４１ａ，４１ｂと、このローラ対４１ａ，４１ｂから排出されてきたシートを搬送する内排紙ローラ４４とを備えている。そして、トナー像を保持したシートＰは、この定着部２０９を通過する際に熱及び圧力が加えられることによりトナー像が定着される。

次に、このように構成されたカラーレーザプリンタ１の画像形成動作について説明する。

画像形成動作が開始されると、まず中間転写ベルト３０の回転方向において一番上流にあるプロセスステーション２０ｄにおいて、感光体ドラム１１ｄに対し、スキャナ１３ｄによりレーザ照射を行い、感光体ドラム上に潜像を形成すると共に、この潜像形成と同時に現像装置１４ｄによりトナー現像を行う。そして、このようにして感光ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された転写ローラ３５ｄにより、一次転写領域において中間転写ベルト３０に一次転写される。

次に、この一次転写されたトナー像は中間転写ベルト３０と共に、上流側のプロセスステーション２０ｄよりもトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像が形成される次のプロセスステーション２０ｃの感光ドラム１１ｃと転写ローラ３５ｃとにより構成される一次転写領域まで搬送され、中間転写ベルト上のトナー画像上に画像先端を合わせて次のトナー像が転写される。以下、同様の工程が繰り返され、この結果、４色のトナー像が中間転写ベルト３０上において一次転写され、中間転写ベルト３０上にフルカラー画像が形成される。

また、このトナー画像形成動作に並行して給紙カセット２１に収容されたシートＰは、エア給紙ユニット２２により一枚ずつ分離給送された後、或はデッキ２８に収容されたシートＰは、エア給紙ユニット６０により一枚ずつ分離給送された後、引き抜きローラ２４ａ、レジ前ローラ２６を経由してレジストローラ２５まで搬送される。この時、レジストローラ２５は停止しており、これによりシート先端はニップ部に突き当たり、斜行が補正される。

この後、シートＰは、中間転写ベルト３０に形成されたトナー像とシートＰの先端とが一致するタイミングで回転を開始するレジストローラ２５により２次転写ローラ３６と中間転写ベルト３０とのニップ部に搬送され、２次転写ローラ３６と中間転写ベルト３０により挟持搬送されると共に、２次転写ローラ３６と中間転写ベルト３０のニップ部を通過する際、２次転写ローラ３６に印加されるバイアスにより、シートＰに中間転写ベルト上のトナー画像が２次転写される。

次に、このようにトナー像が転写されたシートＰは、定着部２０９において加熱及び加圧されることにより、トナー像が定着される。なお、このようにして画像が定着された後、このシートＰは、内排紙ローラ４４を通過した後、切り替えフラッパ７３によって、搬送先が切り替えられる。

ここで、切り替えフラッパ７３が、フェイスアップ排紙側にある場合は、シートは外排紙ローラ４５によってフェイスアップ排紙トレイ２に排出される。一方、切り替えフラッパ７３がフェイスダウン排紙側にある場合は、シートは反転ローラ７２（７２ａ，７２ｂ，７２ｃ）の方向へ搬送され、フェイスダウン排紙トレイ３へ排出される。さらに、シートの両面に画像を形成する場合には、シートＰは反転ローラ７２によるスイッチバックにより、再搬送部２１１に入り込み、この後、再搬送ローラ７６（７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ）により、再度、レジストローラ２５へと搬送されて行く。

なお、図１において、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは給紙リトライセンサ、６６はデッキ引き抜きセンサ、６７はレジストセンサ、６８は内排紙センサ、６９はフェイスダウン排紙センサ、７０は両面プレレジセンサ、７１は両面再給紙センサであり、これらのセンサによりシートの搬送路通過を検知するようにしている。また、７４は手差しトレイ２７上のシートの有無を検知する手差しトレイ紙有無検知センサである。

ところで、図２は、このような構成のカラーレーザプリンタ１の制御ブロック図であり、図２において、２０１は画像形成に必要な動作を制御するＣＰＵであり、このＣＰＵ２０１は画像形成に必要な制御を行うべくドライバ２０４を経由して画像形成部２０５、給紙部２０６、中間転写部２０７、反転ローラ７２及び再搬送ローラ７６等を備えた搬送部２０８、定着部２０９を動作させており、逆にドライバ２０４を介してこれらの各ブロックの状態検知も行っている。

２０２はＣＰＵ２０１が実行すべき制御プログラムを記憶したＲＯＭ、プログラム実行時の作業用ＲＡＭ、及び画像形成対象の画像データ等の多様なデータを格納しているメモリ、２１０はカラーレーザプリンタ１の外部に存在するコンピュータとネットワークを経由して通信するための外部Ｉ／Ｆであり、この外部Ｉ／Ｆ２１０によりカラーレーザプリンタ１はプリントジョブをネットワーク経由で受け取ることが可能である。

２０３は操作部であり、この操作部２０３は、図１に示すようにプリンタ本体１Ａの上面に配置されており、ＣＰＵ２０１が制御した結果の表示を行うと共に、ユーザーからの動作指示、例えばシートＰが収納された給紙部（給紙カセット２１ａ〜２１ｄ、手差しトレイ２７、デッキ２８）の選択、排紙トレイ（フェイスアップトレイ２、フェイスダウントレイ３）の選択、タブ紙束の指定等の受付が可能となっている。

図３は、エア給紙ユニット２２の構成を説明するための図である。なお、デッキ２８に設けられたエア給紙ユニット６０も同様の構成を有している。

ここで、このシートＰを給送するシート給送装置であるエア給紙ユニット２２は、シート束ＰＡを積載する昇降可能なシート積載部材であるカセットトレイ３０２に、プーリ３０３に掛けられたワイヤ３０１を介して駆動手段であるトレイ昇降モータ３０４の正逆転を伝えることにより、カセットトレイ３０２を昇降させるようにしている。

そして、このトレイ昇降モータ３０４にはエンコーダが取り付けられており、このエンコーダからの出力により、制御部であるＣＰＵ２０１はトレイ昇降モータ３０４の駆動量、つまりカセットトレイ３０２の移動量を検知することが可能となっている。なお、３０５は、カセットトレイ３０２の下限位置を検知するために設けられたトレイ下限検知センサである。

また、カセットトレイ３０２の上方には積載されたシート束ＰＡの高さ及びシートＰの有無を検知するためのシート有無検知センサ３０６、第１シート浮上位置検知センサ３０７、第２シート浮上位置検知センサ３０８が配置されている。なお、本実施の形態において、シート検知手段であるシート有無検知センサ３０６はフラグセンサにより、また第１シート浮上位置検知センサ３０７及び第２シート浮上位置検知センサ３０８は光学式センサにより、それぞれシートＰを検知するようにしている。

そして、これらのセンサは、シート有無検知センサ３０６、第１シート浮上位置検知センサ３０７、第２シート浮上位置検知センサ３０８の順でシートを検知するように検知感度を調整されている。これにより、後述するようにカセットトレイ３０２が上昇すると、まず、シート有無検知センサ３０６がオンとなり、この後、第１シート浮上位置検知センサ３０７、第２シート浮上位置検知センサ３０８の順でオンとなるようになっている。

さらに、このエア給紙ユニット２２，６０は、シート給送手段としてカセット２１ａに積載されたシート束ＰＡを給紙動作に先行して捌くための捌き手段３００Ａと、カセットトレイ３０２に積載されたシート束ＰＡの最上位のシートＰ１を吸着して搬送する吸着搬送手段３００Ｂを備えている。

ここで、この捌き手段３００Ａは、空気吹き付け手段である捌きファン３０９と、捌きファンダクト３１０を備えており、捌きファン３０９を回転させることで生じた吐き出し方向の風圧を捌きファンダクト３１０によってシート束ＰＡの最上位紙の近辺に与えることでシートを捌いて浮上させ、シートの給紙動作時において複数枚のシートが一度に給紙されること、即ち重送を防いでいる。

なお、この捌きファンダクト３１０は吹き出し位置（方向）を移動することにより、また捌きファン３０９の回転速度を低下させることにより、シート束ＰＡ以外に働く風圧を減らすことができる。

また、吸着搬送手段３００Ｂは、搬送ベルト３１１、給紙ファン３１２、給紙ファンダクト３１３を備えており、給紙ファン３１２を回転させることで生じた吸い込み方向の風圧を給紙ファンダクト３１３によって搬送ベルト３１１にシート束ＰＡの最上位シートＰ１を吸い付くように働かせている。そして、搬送ベルト３１１に吸い付いたシートは、搬送ベルト３１１が図示方向に回転されることで給紙リトライセンサ６４ａ、引き抜きローラ２４ａ方向に搬送されるようになっている。

そして、このような構成のエア給紙ユニット２２においては、シートＰの給送を行う際は、まずトレイ昇降モータ３０４を駆動してカセットトレイ３０２を上昇させ、シート有無検知センサ３０６がシート束ＰＡを検知すると、カセットトレイ３０２を停止させる。この後、捌きファン３０９を回転させてシート束ＰＡの最上位紙の近辺に風圧を与えることでシートを捌くと共に、搬送ベルト側に浮上させる。

次に、給紙ファン３１２を回転させることで生じた吸い込み方向の風圧を給紙ファンダクト３１３によって搬送ベルト３１１にシート束ＰＡの最上位紙を吸い付くように働かせている。そして、搬送ベルト３１１に吸い付いたシートは、搬送ベルト３１１が図示の方向に回転されることで給紙リトライセンサ６４ａ、引き抜きローラ２４ａ方向に搬送されるようになっている。

ところで、エア給紙ユニット２２においては、シートＰの給送を行う前に残量を検知するようにしている。次に、このような残量検知方法について図４のフローチャートを用いて説明する。

まず、カセット２１ａがプリンタ本体１Ａに装着されたことを不図示の装着センサにより検知すると（Ｓ４０１のY）、カセットトレイ３０２を降下する方向にトレイ昇降モータ３０４を駆動させ、カセットトレイ３０２の降下を開始する（Ｓ４０２）。そして、トレイ下限検知センサ３０５がカセットトレイ３０２を検知すると（Ｓ４０３のＹ）、トレイ昇降モータ３０４の駆動を停止させ、カセットトレイ３０２の降下を停止する（Ｓ４０４）。この位置が、カセットトレイ３０２の基準位置（初期位置）であり、シート残量の検知基準になる。

次に、カセットトレイ３０２を上昇する方向にトレイ昇降モータ３０４を駆動させ、カセットトレイ３０２の上昇を開始する（Ｓ４０５）、この後、シート有無検知センサ３０６が所定の給紙位置まで上昇したシート束ＰＡを検知すると（Ｓ４０６のＹ）、トレイ昇降モータ３０４の駆動を停止させ、カセットトレイ３０２の上昇を停止する（Ｓ４０７）。

ここで、このようなカセットトレイ３０２の基準位置を認識させてからシート有無検知センサ３０６によりシート束ＰＡを検知するまでの間の移動距離は、トレイ昇降モータ３０４に取り付けられたエンコーダの検知結果から得られる。そして、得られた移動距離、カセット２１ａの厚さ及び収納可能な最大シート枚数に基づき、そのときに収納されていたシートの残量が求められる。

次に、エア給紙ユニット２２の給紙制御について図５のフローチャートを用いて説明する。

ここで、給紙開始指示を受け取る前は、図３に示すようにシート束ＰＡの位置は最上位のシートＰ１がシート有無検知センサ３０６によってちょうどシート有りを検知する場所にある。

そして、この状態で給紙開始指示を受けると（Ｓ５０１のＹ）、捌きファン３０９が回転を開始し（Ｓ５０２）、シートＰが浮上する。ここで、既述したように第１シート浮上位置検知センサ３０７は、第２シート浮上位置検知センサ３０８よりも検知感度が高いため、この浮上したシートＰを第１シート浮上位置検知センサ３０７が検知するようになる。そして、このように第１シート浮上位置検知センサ３０７がシートＰを検知すると（Ｓ５０３のＹ）、給紙ファン３１２を回転させ、最上位シートＰ１を搬送ベルト３１２に吸着させる。

なお、捌きファン３０９が回転を開始しても第１シート浮上位置検知センサ３０７がシートＰを検知しない場合には（Ｓ５０３のＮ）、給紙ファン３１２を回転させても最上位シートＰ１を搬送ベルト３１２に吸着させることができないので、トレイ昇降モータ３０４を駆動させ、カセットトレイ３０２を所定距離だけ上昇させる（Ｓ５０５）。

ところで、捌きファン３０９が回転を開始すると、シート束ＰＡの最上位シートＰ１及びその直下の数枚のシートが浮上するが、この時のシートの浮上量は捌きファン３０９の風量だけでなく、シートＰの坪量やシートＰの種類によって変わり、それ以外にもその時点でのシートＰの吸湿状態によっても変わってくる。

このため、捌きファン３０９が回転してシート束ＰＡの最上位シートＰ１が浮上することで第１シート浮上位置検知センサ３０７だけでなく、第２シート浮上位置検知センサ３０８がシート有りを検知する可能性がある。つまり、シートＰの浮上量によっては、まず第１シート浮上位置検知センサ３０７がシート有りを検知し、さらにこの後、第２シート浮上位置検知センサ３０８もシート有りを検知するようになる。

しかし、このように第１シート浮上位置検知センサ３０７と第２シート浮上位置検知センサ３０８の双方が紙有りを検知する状態では、給紙ファン３１２を回転させて最上位シートＰ１を搬送ベルト３１１に吸い付かせようとすると、最上位シートＰ１の紙面が高すぎるため、その直下にて浮上しているシートＰ２（図３参照）も一緒に吸い付かれてしまうおそれがある。

そこで、このように第２シート浮上位置検知センサ３０８がシート有りを検知した場合には（Ｓ５０４のY）、最上位シートＰ１の紙面を第１シート浮上位置検知センサ３０７のみが検知することができるよう、図６に示すように第１シート浮上位置検知センサ３０７及び第２シート浮上位置検知センサ３０８の検出結果に応じてトレイ昇降モータ３０４を駆動させることでカセットトレイ３０２を昇降させるようにする。

即ち、第１シート浮上位置検知センサ３０７がシート有りを検知し（Ｓ５０３のＹ）、かつ第２シート浮上位置検知センサ３０９がシート有りを検知した場合には（Ｓ５０４のＹ）、紙面が高すぎと判断し、トレイ昇降モータ３０４を駆動させ、カセットトレイ３０２を所定距離だけ下降させるようにする（Ｓ５０６）。

そして、このようにカセットトレイ３０２を所定距離だけ下降させることにより、この後、第２シート浮上位置検知センサ３０９がシート無しを検知すると（Ｓ５０４のＮ）、給紙ファン３１２の回転を開始する（Ｓ５０７）。これにより、浮上した最上位シートＰ１は搬送ベルト３１１に吸着され、この後、搬送ベルト３１１の回転を開始することにより（Ｓ５０８）、最上位シートＰ１の搬送が行われる。

ところで、このように最上位シートＰ１が搬送されていなくなった直後、最上位シートＰ１がいなくなることで変化する風圧の掛かり方によっては、それまでの最上位シートＰ１の直下のシートＰ２が急に吹き上げられ、第２シート浮上位置検知センサ３０８でシート有りを検知することがある。

そして、このように第２シート浮上位置検知センサ３０８がシート有りを検知すると、本来、第１シート浮上位置検知センサ３０７のみが検知する位置にあるカセットトレイ３０２が既述したように下降し、このようにカセットトレイ３０２が下降すると、今度は、カセットトレイ３０２が第１シート浮上位置検知センサ３０７のみが検知する位置に戻るよう上昇する。つまり、給紙制御中の捌き動作により、シートＰ１の浮上位置を最適にするためにカセットトレイ３０２の昇降が繰り返される。

ところで、このようにカセットトレイ３０２が昇降すると、既述したカセットトレイ３０２の位置に応じてシートＰの残量を検知する残量検知においては、シートＰの残量の検知結果は常時増減を繰り返すことになる。ここで、カセットトレイ３０２が下降すると、シートＰの補充動作が無い限りカセットトレイ３０２に積載されたシートＰの残量が増えることは有り得ないにも関わらず、シートＰの残量は増えることになる。そして、このように常時増減するシート残量検知結果を操作部２０３にてそのまま表示すると、ユーザーにとって混乱の元となる。

そこで、本実施の形態においては、このような問題を防ぐために、給紙カセット２１に収納されている、言い換えればカセットトレイ３０２に積載されているシート残量を正確に操作部２０３に通知して表示するよう図７に示すように構成している。

図７において、７０１はシート枚数変化量収納部であり、このシート枚数変化量収納部７０１はトレイ昇降モータ３０４の駆動量をシート１枚あたりの厚みに応じてシート枚数に換算し、その値をシート残量として格納するものである。

なお、本実施の形態において、このトレイ昇降モータ３０４の駆動量に基づいてシート残量を検知する残量検知手段であるシート枚数変化量収納部７０１は、シート残量を検知した後、直前に検知したシート残量との差をシート残量情報として出力するようにしている。即ち、カセットトレイ２０２が上昇した時には、シート残量が減少したことを表すようその差分を負の値で出力し、逆に降下した時にはシート残量が増加したことを表すようその差分を正の値で出力する。

７０２は、操作部２０３にシート残量を通知する残量通知手段である通知用残量収納部であり、この通知用残量収納部７０２には操作部２０３に表示されるべき値が収納されるようになっている。なお、この通知用残量収納部７０２は、残量の検知中に操作部２０３が不確定な値を表示してしまうことを防ぐために、第１セレクタ７０５によって表示する残量を０に切り替えることができる。

７０３はシートの給紙制御中のみ使用され、シート枚数変化量収納部７０１からシート残量情報が順次入力され、この順次入力されるシート残量情報に基づいてシート残量を演算するための残量演算手段である演算用バッファ、７０４はシート枚数変化量収納部７０１の値の送信先を通知用残量収納部７０２か演算用バッファ７０３、もしくは送信先無しに切り替える第２セレクタである。なお、シート枚数変化量収納部７０１の値は、第２セレクタ７０４で指定された送信先に値を送信する度に０クリアされる。

なお、これら通知用残量収納部７０２、演算用バッファ７０３はカラープリンタに電源が投入された直後、もしくは給紙カセット２１が装着された状態で０にクリアされる。また、カラープリンタに電源が投入された直後、もしくは給紙カセット２１が装着された状態で、第１セレクタ７０５は０に切り替えられ、第２セレクタ７０４は送信先無しに設定される。

そして、既述した図４で説明したように、給紙カセット２１がプリンタ本体１Ａに装着された直後からトレイ昇降モータ３０４を駆動させ、一度トレイ下限検知センサ３０５を検知することでカセットトレイ３０２の基準位置を検出すると、このとき通知用残量収納部７０２に、収納可能なシートＰの最大枚数を設定し、第２セレクタ７０４は通知用残量収納部７０２に設定する。

この後、シート有無検知センサ３０６でシート有りを検知するまでカセットトレイ３０２を上昇させると、この時、通知用残量収納部７０２に収納された値はカセットトレイ３０２の上昇に応じてシート枚数変化量収納部７０１の値（負の値）の分だけ減少し続ける。

そして、シート束ＰＡの最上位シートＰ１をシート有無検知センサ３０７が検知した時にトレイ昇降モータ３０４が停止し、その時第１セレクタ７０５が通知用残量収納部７０２に切り替わり、その時点での通知用残量収納部７０２の値が操作部２０３にて表示される。

次に、給紙制御が始まった時点で第２セレクタ７０４は演算用バッファ側切り替わる。これにより、給紙制御においてカセットトレイ３０２が昇降した場合、昇降量に応じたシート枚数変化量はシート枚数変化量収納部７０１から演算用バッファ７０３に通知され、演算用バッファ７０３では、その時の値に対して通知されたシートの枚数を加減する。つまり、カセットトレイ３０２の昇降が発生する給紙時には、シート枚数変化量収納部７０１からのシート枚数変化量は、一旦演算用バッファ７０３に通知されるようになっている。

ここで、カセットトレイ３０２が上昇した時には、上昇量に応じたシート枚数分、演算用バッファ７０３の値は減少するが、減算させた結果として演算用バッファ７０３の値が負になる場合は負になった分だけ、通知用残量収納部７０２の値を減算する。逆に、カセットトレイ３０２が降下した時には、下降量に応じたシート枚数分、演算用バッファ７０３の値が増加するが、この場合には、演算用バッファ７０３は負の値をとらないため、この変化は通知用残量収納部７０２には伝わらない。

なお、本実施の形態においては、ＣＰＵ２０１が、シート枚数変化量収納部７０１により検知されたシート残量を通知用残量収納部７０２へ選択的に入力する残量入力制御手段を構成しており、このＣＰＵ２０１が演算用バッファ７０３の出力を制御するようにしている。

即ち、ＣＰＵ２０１は演算用バッファ７０３の演算結果をモニターし、通常の給紙動作が行なわれているときには、残量が増えることはないので、演算用バッファ７０３の数が、残量が減ったことを示す負の数となったときだけ、演算用バッファ７０３を制御して通知用残量収納部７０２にシート残量データを送るようにしている。そして、通知用残量収納部７０２はその値を減算し、減算した結果を、操作部２０３に通知するようにしている。

図８は、この値の変動の一例を示すものであり、給紙制御が動作してシートが次々と搬送されている時の状態を表している。ここで、横軸は時間であり、初期状態ステップ０から給紙制御が行われた時間ごとにトレイ昇降モータ３０４のエンコーダから得られたシート枚数変化量、演算用バッファ内に記録されるシート枚数、通知用残量を表している。なお、初期の値は通知用残量が５００枚であり、シート枚数変化量及び演算用バッファ内に記録されるシート枚数は０枚である。

まず、ステップ１では、例えば上記のようなエアによる捌きが原因でカセットトレイ３０２が下降し、これによりシート枚数変化量収納部７０１からシート枚数変化量としてシートが５枚増加したことを示す５が演算用バッファ７０３に加算される。この時、演算用バッファ７０３は正の値なので、通知用残量収納部７０２には変化は無い。

ステップ２では、カセットトレイ３０２が上昇し、これによりシート枚数変化量収納部７０１からシート枚数変化量としてシートが５枚減少したことを示す−５が演算用バッファ７０３に加算される。この時、演算用バッファ７０３の値は５なので、演算用バッファ７０３の値は０枚になる。したがって、通知用残量収納部７０２には変化は無い。

ステップ３では、カセットトレイ３０２が上昇し、これによりシート枚数変化量収納部７０１からシート枚数変化量としてシートが５枚減少したことを示す−５が演算用バッファ７０３に加算される。この場合は、シート枚数変化量が＋（プラス）になることなく、−（マイナス）の値が入力されたので、演算用バッファ７０３はこれを減算する。この場合、−５になってしまうので演算用バッファ７０３はその値を０とすると共に、マイナスになった分だけ、即ち−５だけ通知用残量収納部７０２の通知用残量を減少させる。これにより、通知用残量収納部７０２が４９５枚に変化するので操作部２０３に通知される。

ステップ４では、シート枚数変化量収納部７０１に、シートの増加を示す５が入るが、これは演算用バッファ７０３にだけ伝えられ、通知用残量収納部７０２には伝えられないので操作部２０３上では４９５枚のままである。以降、同様の処理を繰り返していく。

なお、給紙制御が終了し、待機状態であっても第１セレクタ７０５は通知用残量収納部７０２側であり、第２セレクタ７０４は演算用バッファ７０３側のままである。これは、給紙カセット２１ａの装着状態においては給紙制御中でしかカセットトレイ３０２が昇降することは無く、かつシートの補充が出来ないため、第１及び第２セレクタ７０５，７０４を切り替えても切り替えなくても同じだからである。

このように、シート給送動作の際、カセットトレイ３０２の上昇量に応じてシート残量を検知するシート枚数変化量収納部７０１からのシート残量情報（信号）に基づきシート残量が増えたと判断した場合には、通知用残量収納部７０２へのシート残量データ入力を停止することにより、正確なシート残量の通知が可能となる。

そして、このようにカセットトレイ３０２の位置によってシートの残量を検知する構成であっても、検知されたシートの残量をそのまま操作部２０３に表示するのではなく演算用バッファ７０３が負の値になる場合に、その分だけ通知用残量収納部７０２の値を減少させるようにすることにより、シートの補充を可能にする動作以外において操作部２０３で表示されるシートの残量の増加を防ぐことが出来、ユーザーの混乱を防止することが出来る。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図９は、本実施の形態に係るシート給送装置の、給紙カセットに収納されているシート残量を正確に操作部２０３に通知して表示する構成を示すブロック図である。なお、図９において、図７と同一符号は、同一又は相当部分を示している。

本実施の形態においては、残量検知は、カセットトレイ３０２を移動させるトレイ昇降モータ３０４の駆動をエンコーダによって検知することにより行うが、既述した第１の実施の形態のように、シート枚数変化量収納部７０１からシート枚数変化量を、そのまま通知用残量収納部７０２に通知するのではなく、常に検知残量収納部９０１に通知するようにしている。ここで、この検知残量収納部９０１は単純に現在のカセットトレイ３０２の位置だけでシートの残量を求めるものであり、この検知残量収納部９０１が示すシートの残量の値は給紙制御中は変動している。

そして、通知用残量収納部７０２は、この検知残量収納部９０１に収納された残量を示す値と、それまでに収納している値との比較を周期的に行う。ここで、通知用残量収納部７０２に収納されている値の方が、検知残量収納部９０１の値よりも小さい場合には、即ち検知残量収納部９０１の値が増加している場合には、通知用残量収納部７０２を更新せず、逆に検知残量収納部９０１より大きい場合には検知残量収納部９０１の値に更新する。

つまり、本実施の形態において、ＣＰＵ２０１は、通常の給紙動作が行なわれているときには、残量が増えることはないので、通知用残量収納部７０２に収納されている値の方が、検知残量収納部９０１の値よりも小さい場合には、操作部２０３に通知しないようにしている。

そして、このように構成することにより、シート給送動作の際、カセットトレイ３０２が初期位置からシート有無検知センサ３０６によりシートが検知されるまで上昇する間に、シート枚数変化量収納部７０１によって検知されたシート残量の中の最低の値が通知用残量収納部７０２へ選択的に入力されることになる。これにより、検知残量収納部９０１からの残量データが増減しても操作部２０３で表示される値は、シートの補充を可能にする動作以外では増加することが無いようにすることが可能になる。

なお、通知用残量収納部７０２に収納されたシート残量はカラーレーザプリンタ１の操作部２０３だけではなく、ＣＰＵ２０１は外部Ｉ／Ｆ２１０を経由して、ネットワーク上に存在するコンピュータに対しても通知する。そして、ネットワーク上のコンピュータは、各々のカラープリンタに収納されているシートの枚数を単に表示するだけでなく、この通知された値が各装置で最低限保証されている値であることを利用して適切にプリントジョブを投入することが可能になる。

具体的には、ネットワーク上に存在する複数台のカラープリンタに対して、各装置のシートの残量に応じたプリントジョブ投入対象のカラープリンタの選択や、プリントジョブ投入対象のカラープリンタに複数台の装置を選択しておくことで各装置が収納しているシートの数に応じた画像形成対象のシート枚数の分散化などが考えられる。

また、ＣＰＵ２０１は通知される残量情報によって給紙制御を切り替えるようにしている。例えば、複数の給紙カセットを備えた場合には、シート残量に応じて給紙カセットを切り替えるようにする。

或は、シート残量が極めて少なった場合、捌きファン３０９からの風圧がシート束ＰＡではなくカセットトレイ３０２に対して働く割合が増えてしまい、カセットトレイ３０２に働いた風の流れが結果的に捌き効果を乱すことになる。

よって、通知用残量収納部７０２の値を参照して、この値が所定の値より小さくなった時、捌きファンダクト３１０の吹き出し位置を移動させる、或は捌きファン３０９そのものの回転速度を低下させることでシート束ＰＡ以外に働く風圧を減らすようにしている。なお、この構成は、既述した第１の実施の形態についても同様である。

以上説明してきたように、本実施の形態のカラープリンタ１によれば、カセットトレイ３０２の位置によってシートＰの残量を検知する構成であっても、検知されたシートＰの残量をそのままネットワークで接続されたコンピュータに通知するのではなく、カセット開閉後にシートの残量が初めて確定してから検知されたシート残量のうち最低の値を通知することで想定外のシート残量の増加を防ぐことが出来、ネットワークで接続されたコンピュータにとってもプリントジョブの適切な投入が可能となる。また、同時にカラープリンタ１にとっても給紙制御を最適にすることが可能になる。

本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構成を示す図。 上記カラーレーザプリンタの制御ブロック図。 上記カラーレーザプリンタに設けられたエア給紙ユニットの構成を説明するための図。 上記エア給紙ユニットにおける残量検知方法を説明するフローチャート。 上記エア給紙ユニットの給紙制御を説明するフローチャート。 上記エア給紙ユニットに設けられたシート浮上位置検知センサの検知結果の組み合わせに対するカセット昇降制御を示す図。 上記エア給紙ユニットのシート残量を正確に操作部に通知して表示する構成を示すブロック図。 上記エア給紙ユニットの給紙動作中の残量検知及び通知の状態の一例を説明する図。 本発明の第２の実施の形態に係るシート給送装置の、給紙カセットに収納されているシート残量を正確に操作部に通知して表示する構成を示すブロック図。

符号の説明

１ カラーレーザプリンタ
２１ 給紙カセット
２２，６０ エア給紙ユニット
２８ デッキ
２０１ ＣＰＵ
２０３ 操作部
２０５ 画像形成部
２０６ 給紙部
３００Ａ 捌き手段
３００Ｂ 吸着搬送手段
３０２ カセットトレイ
３０４ トレイ昇降モータ
３０５ トレイ下限検知センサ
３０６ シート有無検知センサ
３０７ 第１シート浮上位置検知センサ
３０８ 第２シート浮上位置検知センサ
３０９ 捌きファン
３１０ 捌きファンダクト
３１１ 搬送ベルト
７０１ シート枚数変化量収納部
７０２ 通知用残量収納部
７０３ 演算用バッファ
９０１ 検知残量収納部

Claims (8)

1. シートを積載する昇降可能なシート積載手段と、
   前記シート積載手段を昇降する駆動手段と、
   前記シート積載手段に積載されているシートを捌くために風圧を加えてシートを浮上させる捌き手段と、
   前記捌き手段により浮上されたシートを吸着して搬送する吸着搬送手段と、
   浮上したシートの最上の位置を検知するためのシート浮上位置検知手段と、
   前記シート浮上位置検知手段の検知に基づいて前記シート積載手段に積載されているシートの最上位のシートの位置が所定の位置となるよう前記シート積載手段を昇降させるように前記駆動手段を制御する制御手段と、
   前記シート積載手段の上昇量に応じて前記シート積載手段に積載されたシートの残量を検知する残量検知手段と、
   前記シート積載手段に積載されているシートの残量を通知する残量通知手段と、
   前記残量検知手段により検知されたシートの残量を前記残量通知手段へ選択的に入力する残量入力制御手段と、を備え、
   前記残量入力制御手段は、シート給送動作が行われている間に、前記残量検知手段からの信号に基づき、前記シート積載手段に積載されているシートの残量が減ったと判断した場合には、前記残量通知手段へのシート残量入力を行い、シート残量が増えたと判断した場合には、前記残量通知手段へのシート残量入力を停止することを特徴とするシート給送装置。
2. 前記駆動手段は、正逆転可能であり、
   前記残量検知手段は、前記駆動手段の駆動量に基づいて前記シート残量を検知し、かつ前記駆動手段の逆転によって前記シート積載手段が下降した場合、前記シート残量が増えたことを示す信号を出力することを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
3. 前記シート給送動作が行われている間に、前記残量検知手段からシート残量情報が順次入力され、前記順次入力されるシート残量情報に基づいてシート残量を演算するための残量演算手段を備え、
   前記残量入力制御手段は、前記残量演算手段を用いた演算結果が前記シート残量が増えたことを示す結果となった場合には、前記残量通知手段へのシート残量入力を停止することを特徴とする請求項１又は２記載のシート給送装置。
4. 前記シート積載手段の上昇によりシートが前記所定の給送位置まで上昇したことを検知するシート検知手段を備え、
   前記残量検知手段は前記シート積載手段の下限位置を基準位置とし、前記基準位置から前記シート検知手段によりシートが検知されるまでの前記シート積載手段の上昇量に応じて前記シート残量を検知することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
5. 前記残量入力制御手段は、前記シート給送動作の際、前記シート積載手段が前記基準位置から前記シート検知手段によりシートが検知されるまで上昇する間に、前記残量検知手段によって検知されたシートの残量の中の最低の値を前記残量通知手段へ選択的に入力することを特徴とする請求項４記載のシート給送装置。
6. 前記残量通知手段へ選択的に入力したシート残量を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート給送装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載に記載のシート給送装置と、
   前記シート給送装置から送り出されるシートに画像を形成する画像形成部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 外部装置と通信するための外部インターフェース手段を備え、
   前記残量通知手段へ選択的に入力したシート残量を前記外部インターフェース手段を用いて前記外部装置に通知することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。

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