JP4670728B2 - シート供給装置及びこれを用いた画像形成装置、シート供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられるシート供給装置に係り、特に、シート供給トレイに適用可能なシート供給装置及びこれを用いた画像形成装置、シート供給方法の改良に関する。

通常、電子写真方式等の画像形成装置では、記録材としてのシートをシート供給トレイ（給紙トレイ）から供給する方式が用いられる。このような方式としては、給紙トレイ内で多数枚積層されたシート束の中から１枚を分離して繰り出す機構が採られるのが通例である。このようなシートの繰り出しについては、表面にゴム等の滑り止めが付着したロール部材（給紙ロール）を回転させ、この給紙ロールとシートとの摩擦力によってシートを搬送（移動）させたり、余分なシートが搬送されるのを阻止する技術が多く提案されている。

このような技術の中で、給紙ロールを積層されたシート束に押し当てる荷重によってシートの搬送能力が大きく左右されることは良く知られている。例えば、積層されたシート束から１枚のシートを取り出す動作では、１枚目と２枚目とのシート間の摩擦力に打ち勝つだけの搬送力（給紙ロールと１枚目のシートとの摩擦力に関係する）を生じるように、シートへの給紙ロールの押し当て荷重を設定する必要がある。このとき、設定される荷重が大き過ぎると複数枚のシートが同時に搬送されて重送状態を生じたり、シートの損傷を起こすようにもなる。一方、設定荷重が小さすぎるとシートの自重や積層されたシート間の摩擦力が給紙ロールとシートとの摩擦力によるシート搬送力より強くなって、シートの搬送が良好になされず、ミスフィード状態を引き起こすようになる。

また、このようなシートに作用する力は、使用するシートの種類や給紙ロールの経時劣化等によっても大きく変化するようになり、安定したシート供給を確保するためにはこれらの変化を踏まえた各部のパラメータ設計を行ったり、給紙ロールの交換時期を設定したりして対応していた。

このような技術に対し、シートの更なる安定した供給性を確保するために、給紙ロールの荷重や給紙ロールの回転速度をシートの搬送状態に応じて調整する技術の提案もなされている。
特許文献１には、給紙ロールの速度とシートの速度を検出し、これらの出力に基づいてスリップ率を演算し、このスリップ率が所定の領域になるように給紙ロールの速度制御を行う技術が記されている。また、特許文献２には、シート間のすべりを判定し、すべり情報に応じて給紙ロールとシートとの接触状態を変更するようにした技術が記され、この中には給紙ロールの押圧力（荷重）を一定時間アップするように制御する方式も記されている。更に、特許文献３には、シートの移動速度をシートに圧接する回転部材によって検出し、この検出されたシートの移動速度と給紙ロールの回転速度との比に応じて給紙ロールの回転速度を制御するようにした技術が記されている。

特開平０４−１２５２４１号公報（発明の実施例、第６図） 特開平０７−３１５５９５号公報（実施例４、図１１） 特開平１０−１０１２３８号公報（発明の実施の形態、図２１）

しかしながら、上述したいずれの技術においても、給紙トレイからシートの繰り出し動作（シート供給動作）を開始する時の給紙ロールの荷重が一義的に決められたものであり、必ずしも最適荷重とは言えず、依然としてシートの重送や繰り出しできなくなるようなミスフィードを解消することができないという技術的課題がある。更には、いずれの技術においても、シートの供給動作を開始してみて初めてシートの供給が可能かどうかの判断がなされるため、シートの供給ができるかどうかを事前に知ることもできなかった。

本発明は、このような技術的課題を解決するためのものであり、シートに接触してシートを供給するシート供給部材に対し、シートの本来の供給動作を開始するに当たりシートの供給動作が可能となる適正荷重を求めることで、安定したシート供給動作を確保するようにしたシート供給装置及びこれを用いた画像形成装置、シート供給方法を提供するものである。

すなわち、本発明の基本的構成は、図１に示すように、シート１に接触して当該シート１を供給するシート供給部材２と、シート１に対してシート供給部材２を押圧するようにシート供給部材２に荷重を付与する荷重付与手段３と、荷重付与手段３による初期荷重を調整する初期荷重調整手段４とを備え、初期荷重調整手段４は、荷重付与手段３による荷重を変化させながらシート供給部材２によるシート供給動作を可能とする初期荷重についての判別動作が行われる判別部５を有し、この判別部５によって判別された結果に基づいて設定すべき初期荷重を調整することを特徴とするものである。

このような技術的手段において、本発明のシート供給装置は、シート供給部材２がシート１に接触してシート１を供給できるようになっていればよく、使用されるシート１としては所謂カットシートに限られず、例えばロールシートを供給する場合にも適用可能である。
また、シート供給部材２の具体的態様としては、例えば超音波振動を用いてシート１を搬送したり、ベルト部材によってシート１を搬送するようにしても差し支えないが、装置の簡素化の観点からシート１に接触するロール部材の態様が好ましい。また、シート供給部材２は、代表的にはシート供給トレイ７内の積載されるシート１からシート１を供給するものに適用される。この場合、シート供給トレイ７内で残余のシート１が１枚になっても供給可能であることは云うまでもない。尚、シート供給部材２の部材そのものの数量は特に限定されず、１個でもよいし、複数備えるようにしてもよい。また、シート１がなくなった場合には、例えばシート供給動作のためにシート１が保持される保持部材（シート１以外の部材）にシート供給部材２が接触することは当然含まれる。

また、荷重付与手段３は、シート供給部材２に荷重を付与できるものであれば、特にその方法は限定されないが、荷重調整をより微細に行う観点から高速に荷重を変化できる態様が好ましい。
更に、本発明の初期荷重調整手段４による初期荷重の調整は、シート１の供給毎に行ってもよいし、一旦初期荷重が調整された後は、その条件下でシート供給動作を行い、例えばシート１の交換や装置の起動時等に初期荷重の調整を行うようにしてもよい。

そして、初期荷重調整手段４によって調整された設定すべき初期荷重は判別部５によって判別された結果の値に基づくものであればよく、判別結果に関連付いていればよい。また、判別部５は、シート種によって異なる判別条件を用いるようにしてもよく、具体的には、例えば供給可能と判別するときのシート速度判別値を変化させるなどの態様が挙げられる。尚、判別部５によってシート供給動作が可能と判別される条件としては、例えばシート供給部材２によって繰り出されたシート１が一定速度になったときに判別するようにしてもよいし、シート１の動き始めに判別するようにしてもよい。
このように、初期荷重調整手段４によってシート供給動作前に設定すべき初期荷重を調整することで、シート供給動作に際し適正な荷重をシート供給部材２に付与することができ、長期に亘って安定したシート供給が維持できるようになる。

また、本発明の判別部５は、シート１の移動情報が検出可能な移動情報検出部材６を備え、この移動情報検出部材６にて検出された移動情報に基づいてシート１の供給動作の判別を行うようにすることが好ましく、これによれば、シート１の移動状態を容易に検出でき、シート供給動作がなされるかどうかの判別が容易に行われるようになる。この移動情報検出部材６としては、シート１の移動情報が検出できればよく、シート１への接触／非接触はいずれでもよく、更に、例えばシート１の移動に合わせて回転するような機械的検出方法や光学的センサと時間測定を組合わせたり、これらを更に組み合わせる方法などその検出方法も特に限定されるものではない。そして、移動情報そのものも、シート供給部材２によって移動されるシート１が所定の速度になったときを検出するようにしてもよいし、シート１の移動し始めを検出するようにしてもよい。
更には、判別部５は、使用されるシート種によって移動情報検出部材６にて検出された移動情報を異なる条件で判別することが好ましく、この場合、使用されるシート１に一層適合した初期荷重を調整することができるようになり、多様なシート種への安定したシート供給がなされるようになる。

また、判別部５は、初期荷重の判別動作を行うときは荷重付与手段３による荷重を大きくする方向で変化させることが好ましく、このように荷重を徐々に大きくしていくことで、初期荷重調整時にシート１に不要なストレスを加えないようにすることができると共に、調整される初期荷重を小さく設定することができ、シート１の損傷を防ぐことができるようになる。

そして、本発明の第一の態様では、初期荷重調整手段４は、判別部５によって判別された結果より大きい荷重を設定すべき初期荷重としている。これによれば、後続の本来のシート供給動作に際して余裕率を確保することができ、一層安定したシート１の供給動作がなされるようになる。尚、このときの大きさは特に限定されず、例えば判別部５によって判別された結果を定数倍するようにすればよい。

また、本発明の第二の態様は、シート供給部材２の周速度が制御可能な速度制御手段８を備え、判別部５によって判別された結果に基づいて設定すべき初期荷重を調整することを本来のシート供給動作前に行うと共に、速度制御手段８は、初期荷重を調整するときのシート供給部材２の周速度が本来のシート供給動作時より遅くなるように設定している。これによれば、初期荷重調整時には本来のシート供給動作時よりシート供給部材２の周速度を遅くすることで、より正確な初期荷重を調整することができるようになる。更に、本来のシート供給動作時にシート１の移動速度を大きくすることができ、初期荷重調整時に要した時間をリカバーすることも可能になり、生産性の低下を抑えることができるようになる。尚、初期荷重調整から本来のシート供給動作に至るまでの時間は特に限定されず、初期荷重調整後一旦休止してその後シート供給動作を行うようにしてもよいし、休止しないで連続して行うようにしてもよい。また、初期荷重調整をシート１毎に行うようにしてもよいが、シート供給を効果的に行うためには、シート種が変更されたり、交換された場合にのみ初期荷重調整を行うようにすることが好ましい。尚、「本来のシート供給動作」とは、シート供給装置外にシート１を供給する動作を意味する。

また、本発明では、判別部５によって判別された結果に基づいて設定すべき初期荷重を調整することを本来のシート供給動作前に行うと共に、更に、本来のシート供給動作時に初期荷重調整手段４によって設定された初期荷重後の荷重が制御可能な荷重制御手段９を備え、荷重制御手段９は、シート供給部材２とシート１との間のすべり量を計測するすべり量計測部９ａを有し、このすべり量が予め決められた範囲内に収まるように荷重付与手段３による荷重を制御することが好ましく、本来のシート供給動作にあたって設定された初期荷重で開始した後にすべり量が所定の範囲内に収まるように荷重付与手段３の荷重を変化させることで、本来のシート供給動作が一層安定して行われるようになる。ここで、荷重制御手段９は、本来のシート供給動作時に作用するものであればよく、初期荷重調整手段４と別体に設けるようにしてもよいが、効率的な装置構成を行う観点から一体的に設けるようにすることが好ましい。また、すべり量計測部９ａは、シート供給部材２とシート１との間のすべり量を計測できるものであればよく、例えば、シート供給部材２がロール部材の場合には、ロール部材の回転数を例えばエンコーダによって検出し、この回転数からロール部材の移動速度を算出する一方、移動情報検出部材６から検出されるシート１の移動情報から、実際のシート１の移動速度を算出することで、両者間のすべり量を計測するようにすればよい。

そして、本発明では、更に使用者に警告が告知可能な告知手段を備え、初期荷重調整手段４は、荷重付与手段３による設定荷重の許容範囲を予め設定し、判別部５によって判別された荷重がこの範囲を超えたときには告知手段にて警告を行うようにすることが好ましく、これによれば、シート供給ができない場合には、事前に使用者に警告を行うことができ、早期に適切な対応を採ることができるようになる。尚、設定荷重の許容範囲とは、シート供給部材２や供給されるシート１に損傷を与えないように事前に求められる荷重の範囲を意味する。

そして、本発明は、上述したシート供給装置に限られるものではなく、これらのシート供給装置を用いた画像形成装置をも対象とするものであり、この場合、トナー像を形成するトナー画像形成手段と、上述したシート供給装置とを備えるようにすればよい。
また、本発明は、シート供給方法をも対象とするものであり、この場合、図１に示すように、第一の態様は、シート１に接触して当該シート１を供給するシート供給部材２と、シート１に対してシート供給部材２を押圧するようにシート供給部材２に荷重を付与する荷重付与手段３とを備えるシート供給装置を用いてシート１を供給するに際し、荷重付与手段３による荷重を変化させながらシート供給部材２によるシート供給動作を可能とする初期荷重を判別する判別工程と、この判別工程にて判別された結果より大きい荷重を設定すべき初期荷重として調整する調整工程とを備えたシート供給方法が挙げられる。更に、第二の態様は、シート１に接触して当該シート１を供給するシート供給部材２と、シート１に対してシート供給部材２を押圧するようにシート供給部材２に荷重を付与する荷重付与手段３とを備えるシート供給装置を用いてシート１を供給するに際し、荷重付与手段３による荷重を変化させながらシート供給部材２によるシート供給動作を可能とする初期荷重を判別する判別工程と、この判別工程に基づいて設定すべき初期荷重を本来のシート供給動作前に調整する調整工程と、前記設定すべき初期加重を調整するときのシート供給部材２の周速度が本来のシート供給動作時より遅くなるように設定する速度制御工程とを備えたシート供給方法が挙げられる。

本発明の基本的構成のシート供給装置によれば、シート供給部材とシート供給部材に荷重を付与する荷重付与手段と荷重付与手段による初期荷重を調整する初期荷重調整手段とを備え、初期荷重調整手段は、荷重付与手段による荷重を変化させながらシート供給部材によるシート供給動作を可能とする初期荷重についての判別動作が行われる判別部を有し、この判別部によって判別された結果に基づいて設定すべき初期荷重を調整するようにしたので、シート供給動作に際しシートに適正な初期荷重を加えることができ、安定したシート供給動作を行うことができるようになる。そのため、例えば積載されたシートでの重送等のミスフィードやシートの損傷等を低減することができるようになる。
また、本発明の第一の態様のシート供給装置によれば、判別部によって判別された結果より大きい荷重を設定すべき初期荷重としたので、余裕率を確保でき、一層安定したシート供給動作がなされるようになる。更に、本発明の第二の態様のシート供給装置によれば、設定すべき初期荷重を調整するときのシート供給部材の周速度が本来のシート供給動作時より遅くなるように設定したので、より正確な初期荷重を調整できる。
また、このようなシート供給装置を用いることで、安定したシート供給が可能な画像形成装置を提供することができるようになる。

更に、シート供給部材とシート供給部材に荷重を付与する荷重付与手段とを備えるシート供給装置を用いてシートを供給するに際し、荷重付与手段による荷重を変化させながらシート供給部材によるシート供給動作を可能とする初期荷重を判別する判別工程と、この判別工程にて判別された結果より大きい荷重を設定すべき初期荷重として調整する調整工程とを備えたので、シート供給装置での安定したシート供給がなされるシート供給方法が可能になる。
また、シートに接触して当該シートを供給するシート供給部材と、シートに対してシート供給部材を押圧するようにシート供給部材に荷重を付与する荷重付与手段とを備えるシート供給装置を用いてシートを供給するに際し、荷重付与手段による荷重を変化させながらシート供給部材によるシート供給動作を可能とする初期荷重を判別する判別工程と、この判別工程に基づいて設定すべき初期荷重を本来のシート供給動作前に調整する調整工程と、前記設定すべき初期加重を調整するときのシート供給部材の周速度が本来のシート供給動作時より遅くなるように設定する速度制御工程とを備えたので、シート供給装置での安定したシート供給がなされるシート供給方法が可能になる。

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。
◎実施の形態１
図２は、本発明によるシート供給装置の実施の形態１が適用された画像形成装置を示す。同図において、本実施の形態の画像形成装置は、カラー画像が形成可能な画像形成ユニット２０を備えた装置本体１０と、装置本体１０の上部に原稿を読み取るための画像読取ユニット１１を配設し、その上方に画像読取ユニット１１に原稿を送るための原稿送り装置１２を配設する一方、装置本体１０内の画像形成ユニット２０の下方には、記録材としてのシートを供給する多段の給紙トレイ５１〜５３を引き出し可能に配設したものである。

本実施の形態で用いられる画像形成ユニット２０は、例えば電子写真方式を採用したものであって、イエロー（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）及びブラック（Ｋ色）の４色の作像ユニット２１（２１ａ〜２１ｄ）を中間転写ベルト３０上に並列配置させた所謂タンデム型の構成となっている。そのため、夫々の作像ユニット２１（２１ａ〜２１ｄ）にて形成された各色のトナー像を中間転写ベルト３０上に順次一次転写させて多重化し、この多重化されたトナー像を二次転写器３５にて給紙トレイ５１〜５３から搬送されたシート上に一括転写させ、定着器４０に導くようにしたものである。尚、４色の作像ユニット２１の配色はこの順番に限らず、他の順番であっても差し支えない。

また、本実施の形態における作像ユニット２１（２１ａ〜２１ｄ）は、各色成分トナー像を形成担持する感光体ドラム２２と、この感光体ドラム２２を帯電する帯電ロール等の帯電器２３、帯電された感光体ドラム２２に潜像を形成するレーザ露光器２４、感光体ドラム２２上の静電潜像を顕像化する現像器２５、感光体ドラム２２上のトナー像を中間転写ベルト３０上に一次転写する例えば一次転写ロールからなる一次転写器２６、感光体ドラム２２上に残留した残留トナーを清掃するドラムクリーナー２７にて構成されている。尚、本実施の形態では、レーザ露光器２４は４色の作像ユニット２１全体を一つのレーザ露光器２４にて露光するようになっているがこれに限らず、夫々別体に構成されていてもよいし、例えばＬＥＤ等の露光方式を採用するようにしても差し支えない。

また、中間転写ベルト３０は、複数の張架ロール３１〜３３に張架され、例えば張架ロール３１を駆動ロールとして循環搬送されるものであり、例えば二次転写ロールからなる二次転写器３５が張架ロール３３をバックアップロールとして対向配置されている。更に、この中間転写ベルト３０の張架ロール３２と対向する位置には、中間転写ベルト３０上の残留トナーを除去するベルトクリーナー３６が配設されている。
更に、定着器４０は、例えばヒートロール方式が採用され、加熱ロールと加圧ロールとを有し、この加熱ロールと加圧ロールとの間にシートを通過させることによりトナー像が定着されるようになっている。

ここで、本実施の形態におけるシート搬送系は次のようになっている。夫々の給紙トレイ５１〜５３から略垂直上方に延びる垂直搬送路６１と、この垂直搬送路６１のシート搬送方向下流側で、略水平に延びる主搬送路６２と、主搬送路６２の最下流近傍に略Ｙ字状に下方に延びる退避搬送路６３及びこの退避搬送路６３の途中から略水平に延びて垂直搬送路６１まで導く反転搬送路６４とで構成されている。
そして、主搬送路６２には、シートの位置決め規制を行った後所定のタイミングで後続の二次転写器３５へシートを搬送するレジストロール５４、中間転写ベルト３０上で多重化されたトナー像を一括転写する二次転写器３５、トナー像が一括転写されたシートを搬送する搬送ベルト５５、トナー像をシートに定着する定着器４０及び装置本体１０の側方に設けられ排出されたシートを収容する排出トレイ５７にシートを排出する排出ロール５６等が設けられている。尚、これらの搬送路６１〜６４には、シートの搬送を確実にする搬送ロールや搬送ガイド等の搬送部材が適宜配設されている。

特に、本実施の形態では、給紙トレイ５１〜５３の下流側近傍には、シート供給装置７０が夫々取り付けられている。
シート供給装置７０は、図３に示すように、給紙トレイ５１〜５３中に積載されたシートの中から最上位のシートのみを捌いて搬送するために、シートに接触してシートをピックアップするピックアップロール（給紙ロール）７１と、この給紙ロール７１より下流側でピックアップされたシートの１枚のみを捌いて搬送する対構成のフィードロール７２とリタードロール７３が設けられている。尚、本実施の形態ではシート供給装置７０は給紙トレイ５１〜５３に夫々同一の構成のものが取り付けられているため、ここでは代表的に一つのシート供給装置７０について説明する。

給紙ロール７１は、金属ロールの周面にシートとの密着性を高め、摩擦抵抗を上げるために例えばウレタンゴム等の弾性体が被覆されている。また、この給紙ロール７１の回転軸７１ａの両端には、給紙ロール７１をシート側に押圧する荷重付与手段としての押圧機構が設けられている。
押圧機構は、ベアリング７４ｂの内輪中心を揺動中心とし、この揺動中心以外の部位にて給紙ロール７１を回動支持する（具体的には給紙ロール７１の回転軸７１ａを回動支持している）揺動アーム７４と、この揺動アーム７４の外周の一部に形成された扇形状ギア部７４ａと、この扇形状ギア部７４ａに噛合するギアが形成された駆動ギア７５と、この駆動ギア７５を回転駆動する荷重モータ７９（Ｍ２）とで構成されている。尚、ベアリング７４ｂの外輪が揺動アーム７４に固着されていることは言うまでもない。

そのため、荷重モータ７９によって駆動ギア７５が回動することで、揺動アーム７４が揺動中心を中心に揺動を始め、給紙ロール７１の回転軸７１ａが揺動アーム７４の揺動につれて移動することで、給紙ロール７１がシート方向に押し付けられたり離されたりできるようになっている。
また、本実施の形態では、揺動アーム７４の揺動中心にはベアリング７４ｂの内輪に搬送モータ７８（Ｍ１）の回転軸が装着されており、この回転軸と給紙ロール７１の回転軸７１ａとの間に伝達ギア部（図示せず）を設けることで、搬送モータ７８からの駆動がこの伝達ギア部を介して給紙ロール７１に伝達されるようになっている。

また、本実施の形態では、給紙ロール７１よりもシート搬送方向上流側には、シートの移動情報を検出するための移動情報検出部材として、シートに接触する速度検出ロール７６が設けられている。この速度検出ロール７６は例えば金属ロールの周面に薄い弾性部材が被覆されており、給紙ロール７１同様、シートとの密着性を高め摩擦抵抗を上げるようにして、シートの移動状態への追随性を向上させるようにしている。そして、この速度検出ロール７６の両端には、速度検出ロール７６の回転軸と回動可能に取り付けられた支持片７７が設けられ、この支持片７７を図示外のばね部材等にて付勢することで、速度検出ロール７６がシートの移動状態に十分追随できるようになっている。

更に、本実施の形態のシート供給装置７０の制御ブロックは図４のようになっている。ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成される制御部８０の入力情報としては、速度検出ロール７６からの情報があり、一方、制御部８０からは搬送モータ７８と荷重モータ７９を制御するようになっている。更に、給紙不能と判断されたときに告知する給紙不能通知８１が設けられている。尚、速度検出ロール７６からの情報は、速度検出ロール７６の一端に例えばエンコーダを取り付け、このエンコーダが回転することをフォトインタラプタ等の光学センサを介して入力するようにすればよい。
そして、制御部８０内で、速度検出ロール７６によって得られるシートの移動速度（シート速度）を基準値と比較することで給紙可能かどうかを判別し、このときの荷重モータ７９の条件から設定すべき初期荷重の条件を求めるようにしている。

次に、本実施の形態における給紙動作について説明する。本実施の形態では、先ず、制御部８０で行われる給紙動作に至る前のプレ給紙動作について、図５に示す制御フローを中心に説明する。
本実施の形態では、例えば画像形成装置のウォーミングアップ時や給紙トレイ５１〜５３へのシートセット時にプレ給紙動作が行われる。
プレ給紙動作が開始されると、先ず、搬送モータ７８の搬送モータ速度が所定の値Ｖ１になるように搬送モータ７８の回転数がセットされる。また、同時にシートに対する給紙ロール７１からの荷重がゼロになるように、荷重モータ７９を駆動し駆動ギア７５を回転させて給紙ロール７１が所定の位置になるようにする（ステップＳ１）。尚、ここで言う荷重がゼロとは、荷重が小さければよく、略ゼロや小さい値も含む意味である。

次に、この状態で速度検出ロール７６によって得られるシートの移動速度（シート速度）が所定の値（閾値）以上になっているかどうかの判別を行う（ステップＳ２）。
シート速度が閾値に達しない場合には、荷重モータ７９を駆動し駆動ギア７５を回転させ、給紙ロール７１からシートに付与される荷重を増加していく（ステップＳ３）。そして、この増加された荷重が予め決められた設定範囲内であれば（ステップＳ４）、ステップＳ２、ステップＳ３を繰り返して徐々に荷重を増加して行き、シートが所定のシート速度となる（閾値以上となるシート速度に達する）条件を求める。
そして、ステップＳ２でシート速度が閾値以上であることが確認されれば、このときの荷重を設定すべき初期荷重として決定し、搬送モータ７８を停止させシートの移動を停止させる（ステップＳ５）。このことで、プレ給紙動作を終了する。
また、ステップＳ４にて荷重が設定範囲を超えたときには、例えばＵＩ（User Interface）の操作画面等に給紙ができないことを警告表示（図４の給紙不能通知８１に相当する）し（ステップＳ６）、プレ給紙を中止して使用者による適切な対応がなされるのを待つ。

本実施の形態では、このようなプレ給紙動作が行われ、その後に行われる本来の給紙時の初期荷重が決定される。その後、本来の給紙動作がなされる場合には、その少なくとも動作開始時の給紙ロール７１の荷重がこの初期荷重で行われることになる。
次に、プレ給紙動作並びに本来の給紙動作を行う場合の、搬送モータ７８の速度、シート速度、給紙ロール７１の荷重について、夫々の変化がどう推移するかを説明する。

図６は、これらの推移をグラフ化したものであり、横軸に時間軸、縦軸に搬送モータ速度、シート速度、給紙ロール荷重を示したものとなっている。
プレ給紙動作にあっては、搬送モータ７８が回転し始め、所定の搬送モータ速度Ｖ１で回転する。一方、給紙ロール荷重も徐々に増加される。そして、荷重がある値になったときにシートは移動を開始する。その後、シートのシート速度が図中の搬送閾値で示す値に達すると、搬送モータ速度をゼロにする（実際には多少の慣性があるため時間遅れが発生する）。このときの給紙ロール荷重が以降に行われる本来の給紙動作のときの初期荷重となる。尚、給紙ロール荷重をゼロから増加させるようにしているため、シートに不要な損傷を与えることもない。

本実施の形態では、本来の給紙動作では、プレ給紙動作に要した時間をリカバーしたり、シートの供給タイミングを合わせるため搬送モータ速度をプレ給紙動作のときの速度から変更している。このとき、初期荷重をプレ給紙動作で設定した荷重にしていることから、給紙の始めからシートの搬送がなされ、ミスフィード等の不具合発生を抑えることができるようになる。
また、本実施の形態では、搬送モータ速度がプレ給紙動作のときに小さくしていることから、初期荷重調整時のシート供給動作が可能な初期荷重の判別もやり易く、更に、正確な判別がなされるようになる利点もある。
そして、その後の給紙動作については、プレ給紙動作をしないでそのまま本来の給紙動作を継続することができるようになる。このとき、プレ給紙動作は、例えばシートの交換、画像形成装置のウォーミングアップ、環境変化等に際し適宜行うようにすればよい。
また、本実施の形態では、給紙不能と判断されたときに警告表示を行うようにしたが、警告を表示ではなく、例えば聴覚に訴えるようにしてもよいし、警告表示そのものを備えないようなものであってもよい。

また、本実施の形態ではプレ給紙動作でシート速度が搬送閾値以上に到達したときの荷重を初期荷重としたが、給紙ロール荷重の破線で示すように、プレ給紙動作でシート速度が搬送閾値に達したときの荷重より更に大きい荷重を設定し、この大きく設定された荷重を初期荷重として本来の給紙を行うようにしてもよい。この場合、シート間に多少のばらつきがあったとしても、一層安定した給紙動作を行うことが可能になる。

更に、本実施の形態では、本来の給紙動作に対し、給紙ロール荷重を一定とする方式を示したが、図７に示すように、給紙開始後に給紙ロール７１とシートとの間のすべり状態を把握し、すべり量が所定の範囲内に収まるように給紙ロール７１の荷重を変化させる、所謂すべり制御を行うようにしてもよい。
このすべり制御は、図３に示すように、速度検出ロール７６によるシートの実際の移動速度（シート速度）と、搬送モータ速度による給紙ロール７１の周面の移動速度との差を求め、この速度差に応じて給紙ロール荷重を増減するようにしている。例えばこの速度差が大きいと、給紙ロール７１とシートとの間ですべりが発生しているため荷重を増加させることですべりを減少させ、シートの移動速度が一定になるような制御を行っている。そのため、シート供給装置７０から送り出されるシートの給紙動作を一層安定させることができるようになる。ここで、給紙ロール７１の周面の移動速度は、たとえば 給紙ロール７１の回転軸７１ａにエンコーダを取り付け、このエンコーダの情報から算出するようにすればよい。尚、１枚の給紙動作が行われた後は、再度給紙ロール荷重を初期荷重に設定することは云うまでもなく、また、このようにすべり制御を行う場合にも図６で示したように、初期荷重を増加させた値とすることも可能である。

ここで、本実施の形態の比較のために、従来のシート供給装置での荷重制御について図８を用いて説明する。尚、この例でも、シートの移動速度（シート速度）が一定になるようにすべり制御が行われている。
この場合、給紙動作に対してミスフィード等の危険性を回避するために、給紙ロール荷重は始めから大きな値に設定されている。そのため、給紙動作が開始されると、ミスフィードがなく、給紙がなされるようになる。しかしながら、初期荷重を高めに設定しているため、給紙動作の途中では給紙ロール荷重を低下させるようになり、また、この低下は殆どのシートで行われるようになる。そのため、給紙されるシートに常に不要な荷重が加わるようになり、シートの損傷にも繋がるようになる。また、初期荷重を高く設定しているため、却ってシートの重送を引き起こしやすいという欠点もある。
このことからも本実施の形態の有効性が確認される。

本実施の形態では、押圧機構として図３に示すような揺動アーム７４をギアで揺動させる方式を示したが、押圧機構は特にこれに限定されず、例えばリニアアクチュエータを用いてこの原理で給紙ロール７１を直接移動させたり、リニアモータやステッピングモータによって揺動アーム７４を直接移動させるようにしてもよい。

更に、上述した本実施の形態では、シート速度の搬送閾値を一定としたが、例えば使用するシート種によって、この搬送閾値を変えるようにしてもよい。
図９は、シートＸとシートＹとで搬送閾値を変えたときの搬送モータ速度、シート速度、給紙ロール荷重の推移を示すものであり、シートＸとシートＹとで搬送閾値を変えることで、シート速度がｘ及びｙになったときの給紙ロール荷重が判別されることになり、これが初期荷重として設定されるようになる。
このシートＸとシートＹは、例えばシートＸを厚紙、シートＹを普通紙というように区別することで、実験等で予め決められるシート速度をシート種に合わせた数値にすることができ、多くのシートに対する一層安定したシート供給動作がなされるようになる。
尚、シート種の区別は、例えばシート供給装置内に表面を観察するセンサや厚みセンサ等を設け、自動的に判別し、適切な搬送閾値を選択するようにしてもよいし、使用者による手入力（例えばＵＩへのキー入力等）によって判別し、適切な搬送閾値を選択するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、シート速度を速度検出ロール７６によって検出する方式を示したが、これに限定されるものではなく、例えば光学センサ等を用いてシート速度をシートの移動距離とそれに要した時間から算出するようにしてもよい。
更に、シート速度の代わりにシートの移動距離を閾値とするようにすることも可能であり、例えばシートの先端が所定の位置に達したときに閾値を超えたものと判別するようにすればよい。

◎実施の形態２
図１０は、本発明が適用されたシート供給装置の実施の形態２に用いられる制御フローを示したものである。本実施の形態における画像形成装置、シート供給装置の構成は実施の形態１と同様の構成のためここではその説明を省略し、主として制御フローについて説明する。

同図において、本実施の形態の制御フローは、プレ給紙動作と本来の給紙動作とが連続して行われるところに特徴がある。
本実施の形態で給紙動作が開始されると、先ず、搬送モータの搬送モータ速度が所定の値Ｖ１になるように搬送モータの回転数がセットされる。また、同時にシートに対する給紙ロールからの荷重がゼロになるように、荷重モータを駆動し駆動ギアを回転させて給紙ロールが所定の位置になるようにする（ステップＳ１１）。
次に、この状態で速度検出ロールによって得られるシート速度が所定の値（閾値）以上になっているかどうかの判別を行う（ステップＳ１２）。
シート速度が閾値に達しない場合には、荷重モータを駆動し駆動ギアを回転させ、給紙ロールからシートに付与される荷重を増加していく（ステップＳ１３）。そして、この増加された荷重が予め決められた設定範囲内であれば（ステップＳ１４）、ステップＳ１２、ステップＳ１３を繰り返して徐々に荷重を増加して行き、シートが所定のシート速度となる（閾値以上のシート速度となる）条件を求める。

そして、ステップＳ１２でシート速度が閾値以上であることが確認されれば、このときの荷重を設定すべき初期荷重として決定し、搬送モータの搬送モータ速度をＶ２にセットする（ステップＳ１６）。その後、すべり制御を行いながら給紙が終了したかどうかの判断を例えば図示外のシートセンサ（例えばシートの後端センサ等）を使って行い、給紙が終了するまですべり制御を繰り返す（ステップＳ１７，１８）。給紙が終了すれば給紙動作を終了する。
また、ステップＳ１４にて荷重が設定範囲を超えたときには、例えばＵＩ等の操作画面に給紙ができないことを警告表示し（ステップＳ１５）、給紙動作を中止して使用者による適切な対応がなされるのを待つ。

このような制御フローによる搬送モータ速度、シート速度、給紙ロール荷重の推移を示したのが図１１である。同図において、上述した実施の形態は記号Ａで示す実線部分となっている。すなわち、プレ給紙動作を開始して、そのままαで示す時点から連続して本来の給紙動作を行うようにしている。尚、給紙が完了した後に、給紙ロール荷重をゼロに戻すことは云うまでもない。
そのため、シートのミスフィードを低減させると共にシートへの不要な損傷を与えることもないようになる。また、給紙タイミングを合わせることもでき、安定した給紙動作が確保される。

本実施の形態では、シート間での給紙タイミングのずれは殆どないが、更に給紙タイミングを合わせるようにすることもできる。すなわち、例えば１枚目のシートが図１１のαで給紙開始がなされ、２枚目はβで給紙開始がなされたとすると、２枚目のシート速度を図の記号Ｂで示す破線のようにすることで給紙タイミングを合わせることが可能になる。また、このとき、給紙開始タイミングから逆算して搬送モータ速度を決定するようにしてもよく、搬送モータ速度を１枚目ではＶ２とし、２枚目ではＶ２’とすることで、給紙タイミングを合わせることができるようになる。このように給紙タイミングを合わせるように制御すれば、シート供給装置外へのシートの供給タイミングをシート供給装置自体で調整することができ、以降のタイミング調整が一層し易くなる。

本発明に係るシート供給装置の概要を示す説明図である。 本発明が適用された実施の形態１のシート供給装置が用いられる画像形成装置の概要を示す説明図である。 実施の形態１のシート供給装置の概要を示す説明図である。 実施の形態１のシート供給装置の制御ブロックを示す説明図である。 実施の形態１の制御フローである。 実施の形態１の搬送モータ速度、シート速度、給紙ロール荷重の推移を示すグラフである。 図６の変形例を示すグラフである。 比較例として従来の給紙装置における搬送モータ速度、シート速度、給紙ロール荷重の推移を示すグラフである。 実施の形態１の変形例として、複数のシート種に対する搬送モータ速度、シート速度、給紙ロール荷重の推移を示すグラフである。 実施の形態２に係るシート供給装置の制御フローである。 実施の形態２の搬送モータ速度、シート速度、給紙ロール荷重の推移を示すグラフである。

符号の説明

１…シート，２…シート供給部材，３…荷重付与手段，４…初期荷重調整手段，５…判別部，６…移動情報検出部材，７…シート供給トレイ，８…速度制御手段，９…荷重制御手段，９ａ…すべり量制御部

Claims (11)

1. シートに接触して当該シートを供給するシート供給部材と、
   シートに対してシート供給部材を押圧するようにシート供給部材に荷重を付与する荷重付与手段と、
   荷重付与手段による初期荷重を調整する初期荷重調整手段とを備え、
   初期荷重調整手段は、荷重付与手段による荷重を変化させながらシート供給部材によるシート供給動作を可能とする初期荷重についての判別動作が行われる判別部を有し、この判別部によって判別された結果に基づいて設定すべき初期荷重を調整する場合、前記判別部によって判別された結果より大きい荷重を設定すべき初期荷重とすることを特徴とするシート供給装置。
2. シートに接触して当該シートを供給するシート供給部材と、
   シートに対してシート供給部材を押圧するようにシート供給部材に荷重を付与する荷重付与手段と、
   荷重付与手段による初期荷重を調整する初期荷重調整手段と、
   シート供給部材の周速度が制御可能な速度制御手段とを備え、
   初期荷重調整手段は、荷重付与手段による荷重を変化させながらシート供給部材によるシート供給動作を可能とする初期荷重についての判別動作が行われる判別部を有し、この判別部によって判別された結果に基づいて設定すべき初期荷重を本来のシート供給動作前に調整し、
   前記速度制御手段は、前記設定すべき初期荷重を調整するときのシート供給部材の周速度が本来のシート供給動作時より遅くなるように設定することを特徴とするシート供給装置。
3. 請求項１又は２に記載のシート供給装置において、
   シート供給部材は、シート供給トレイ内のシートを供給するものであることを特徴とするシート供給装置。
4. 請求項１又は２に記載のシート供給装置において、
   判別部は、シートの移動情報が検出可能な移動情報検出部材を備え、この移動情報検出部材にて検出された移動情報に基づいてシート供給動作の判別を行うものであることを特徴とするシート供給装置。
5. 請求項４記載のシート供給装置において、
   判別部は、使用されるシート種によって移動情報検出部材にて検出された移動情報を異なる条件で判別するようにしたことを特徴とするシート供給装置。
6. 請求項１又は２に記載のシート供給装置において、
   判別部は、初期荷重の判別動作を行うときは荷重付与手段による荷重を大きくする方向で変化させることを特徴とするシート供給装置。
7. 請求項１又は２に記載のシート供給装置において、
   前記判別部によって判別された結果に基づいて設定すべき初期荷重を調整することを本来のシート供給動作前に行うと共に、
   更に、本来のシート供給動作時に初期荷重調整手段によって設定された初期荷重後の荷重が制御可能な荷重制御手段を備え、
   荷重制御手段は、シート供給部材とシートとの間のすべり量を計測するすべり量計測部を有し、このすべり量が予め決められた範囲内に収まるように荷重付与手段による荷重を制御することを特徴とするシート供給装置。
8. 請求項１又は２に記載のシート供給装置において、
   更に、使用者に警告が告知可能な告知手段を備え、
   初期荷重調整手段は、荷重付与手段による設定荷重の許容範囲を予め設定し、判別部によって判別された荷重がこの範囲を超えたときには告知手段にて警告を行うようにしたことを特徴とするシート供給装置。
9. トナー画像を形成するトナー画像形成手段と、
   請求項１乃至８のいずれかに記載のシート供給装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
10. シートに接触して当該シートを供給するシート供給部材と、シートに対してシート供給部材を押圧するようにシート供給部材に荷重を付与する荷重付与手段とを備えるシート供給装置を用いてシートを供給するに際し、
    荷重付与手段による荷重を変化させながらシート供給部材によるシート供給動作を可能とする初期荷重を判別する判別工程と、
    この判別工程にて判別された結果より大きい荷重を設定すべき初期荷重として調整する調整工程とを備えたことを特徴とするシート供給方法。
11. シートに接触して当該シートを供給するシート供給部材と、シートに対してシート供給部材を押圧するようにシート供給部材に荷重を付与する荷重付与手段とを備えるシート供給装置を用いてシートを供給するに際し、
    荷重付与手段による荷重を変化させながらシート供給部材によるシート供給動作を可能とする初期荷重を判別する判別工程と、
    この判別工程に基づいて設定すべき初期荷重を本来のシート供給動作前に調整する調整工程と、
    前記設定すべき初期加重を調整するときのシート供給部材の周速度が本来のシート供給動作時より遅くなるように設定する速度制御工程とを備えたことを特徴とするシート供給方法。

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