以下、本発明の第1の実施形態を図1〜図9に基づき説明する。但し、各実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。
(画像形成装置の概略構成)
まず、図1及び図2を用いて、本発明の実施形態における給紙装置1を具備した電子写真方式のカラー対応の(画像形成装置に相当)の概略を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るプリンタ2の概略構成を示す模型的断面図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係るプリンタ2の画像形成ユニット41の一部拡大模型的断面図である。
図1に示すように、本実施形態のプリンタ2は、給紙装置1、搬送路3、画像形成部4、中間転写部5、定着部6等を備える。前記給紙装置1は、本実施形態のプリンタ2の最下部に設けられ、更に多段積み重ねることが可能である(図1では、多段積み上げた例を破線で図示)。給紙装置1は、カセット式であり、各サイズ(A4、B4等)の各種用紙(コート紙、普通紙、厚紙、OHPシート等)の用紙Pを収納できる。
本実施形態での給紙装置1は、複数の用紙P(用紙束)が積載され、用紙搬送方向下流側端部が昇降される昇降板11と、昇降板11に積載された最上位の用紙Pと当接し、回転駆動して用紙Pを送り出す給紙ローラ12等を備える。そして、プリンタ2に印刷指示が入力されると、給紙ローラ12が回転駆動し最上位の用紙Pが1枚ずつ搬送路3に送り出される。尚、給紙装置1の詳細な構成は後述する。
搬送路3は、給紙装置1から供給された用紙Pを排出トレイ31に向けて搬送する通路である。搬送路3には、搬送ローラ対32や用紙Pの搬送方向を案内するガイド板33や用紙Pを排出する排出ローラ対34等が設けられる。尚、搬送路3の給紙装置1近傍には、用紙Pの重送を防ぐための重送防止ローラ対35が設けられる。重送防止ローラ対35は、それぞれのローラが図1において時計方向に回転し、用紙Pの重送が起きた場合、下側の用紙Pを給紙装置1方向に戻す方向に搬送する。又、画像形成部の手前には、タイミングをあわせて用紙を送り出すレジストローラ対36が設けられる。
前記画像形成部4は、形成する画像のトナー像形成を行い、複数色の現像剤を用いカラーの画像形成を行うことができる。そして、例えば、画像形成部4は、カラーのトナー像を形成する複数の画像形成ユニット41と露光装置42で構成できる。各画像形成ユニット41は、並列して配され(タンデム式)、図1の左から順に、4つの画像形成ユニット41K(ブラック)、41Y(イエロー)、41C(シアン)、41M(マゼンタ)が各色のトナー像を形成する。そして、形成された4色のトナーを重畳し、フルカラーの画像形成が行われる。そこで、図2に基き、各画像形成ユニット41を説明する。
尚、各画像形成ユニット41(41K、41Y、41C、41M)は、使用するトナー色が異なるが、基本的構成は同様であるから以下の説明では特に説明する場合を除き、K、Y、C、Mの記号は省略する。
図2に示すように、各画像形成ユニット41は、同図中に示す矢印方向に回転可能に支持された感光体ドラム43、感光体ドラム43の周囲に配設された帯電装置44、現像装置45、清掃装置46を備える。又、露光装置42は、各画像形成ユニット41の感光体ドラム43(計4本)の露光を行う。
感光体ドラム43は、回転駆動され(図2では、反時計方向)、感光体ドラム43の下方に設けられる帯電装置44が、感光体ドラム43の表面を所定電位に帯電させる。露光装置42は、帯電装置44の下方に設けられ、形成する画像の画像データに基づき、レーザ光Lを各感光体ドラム43に向けて出力し、走査・露光して画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置45は、感光体ドラム43の右方に設けられ、静電潜像に所定の電位に帯電させたトナーを供給して現像(可視像化)する。清掃装置46は、転写されず感光体ドラム43に残った残トナーを回収する。
次に、図1に戻り、中間転写部5を説明する。中間転写部5は、各画像形成ユニット41の上方に設けられ、感光体ドラム43からトナー像の1次転写を受け、用紙Pに2次転写を行う。中間転写部5の中間転写ベルト51は、中間転写ベルト51の下側の外周面と各感光体ドラム43が当接するように、駆動ローラ52と、従動ローラ53、54、55と4本の1次転写ローラ56(56K、56Y、56C、56M)に張架される。又、駆動ローラ52にはモータ、ギア等の駆動機構(不図示)が接続され、駆動ローラ52の駆動により、中間転写ベルト51は、図1において時計方向(矢印方向)に周回する。
又、各1次転写ローラ56は、中間転写ベルト51を各感光体ドラム43で挟み込む位置に1本ずつ回転可能に配される。各1次転写ローラ56は、トナーの帯電極性と逆極性の電圧をタイミングを合わせて印加され、各色のトナー像が、感光体ドラム43から中間転写ベルト51に重畳されつつ1次転写され、中間転写ベルト51上に1つのフルカラーのトナー像が形成される。この転写されたトナー像は、中間転写ベルト51を駆動ローラ52と挟み込み、回転可能に支持される2次転写ローラ57により用紙Pに2次転写される。この2次転写ローラ57は、2次転写部(2次転写ローラ57と中間転写ベルト51のニップ)に用紙Pとトナー像が進入している時に、所定の電圧を印加される。尚、ベルト清掃装置58は、残トナー等を中間転写ベルト51から除去する。
定着部6は、用紙P上のトナー像を定着させる。本実施形態の定着部6は、発熱源が内蔵される加熱ローラ61とこれに圧接する加圧ローラ62とを有する。トナー像が加熱ローラ61と加圧ローラ62とのニップを通過すると、トナーが溶融・加熱され、トナー像が用紙Pに定着する。そして、印刷完了後の用紙Pは、排出トレイ31に排出される。
尚、図1で破線で示すように、プリンタ2の上部に、操作パネル2aが設けられる。操作パネル2aには、液晶表示部2bや用紙サイズや用紙種類の設定入力が可能な設定キー2cが設けられる。
(プリンタ2及び給紙装置1のハードウェア構成)
次に、図3に基づき、プリンタ2及び給紙装置1のハードウェア構成の一例を説明する。図3は、本発明の第1の実施形態に係る給紙装置1を備えるプリンタ2のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図3に示すように、プリンタ2の本体内には、プリンタ2全体の動作を制御するため、本体制御部20を有する。本体制御部20には、CPU21、本体メモリ22が設けられる。CPU21は、プログラム、データ、入力信号等に基づき、演算や信号処理等を行い、プリンタ2の各部の制御を行う。本体メモリ22は、ROM、RAM、HDD等の不揮発性と揮発性の記憶装置の組み合わせで構成され、制御等を行う上で必要なプログラム、データやその他、印刷を行う画像データを記憶し、展開する。具体的に、本体制御部20は、信号線等により、搬送路3、画像形成部4、中間転写部5、定着部6、操作パネル2aや給紙装置1に接続され、各部の動作を直接制御し、又は、指示する。
そして、本体制御部20には、外部装置を接続するための端子(コネクタ、ソケット等)を有するI/F部23(インターフェイス部)が接続される。このI/F部23により、ネットワーク等を介して、ユーザ端末100(例えば、パーソナルコンピュータ)とプリンタ2間でデータ通信可能となる。そして、ユーザ端末100にインストールされるドライバソフトウェアを利用して、ユーザ端末100から、画像データや印刷に使用する用紙情報等の印刷設定データが送信され、本体制御部20は、送信された画像データに基づき、印刷時の制御を行う。
次に、給紙装置1の構成を述べる。まず、給紙装置1には、本体制御部20と信号線等で接続され、本体制御部20の指示を受けて、給紙装置1に関する構成の動作を制御するための制御部7(動作時間決定部に相当)が設けられる。この制御部7は、コントローラ71の他、給紙装置1の制御に要するプログラムやデータを記憶するメモリ72(記憶部に相当)を有する。本発明に関し、制御部7は、離間動作(詳細は後述)でのリフトモータM1の動作時間を決定し、メモリ72は、離間動作でのリフトモータM1を動作させる時間である動作時間の決定に用いるデータであって、昇降板11の所定量の移動に要する時間(移動時間)を予め測定した結果に基づく動作時間決定用データを記憶する。又、制御部7は、制御上必要となる時間の計時を行う計時部73を有する。尚、コントローラ71が計時機能を有すれば、計時部73を設けなくても良い。
この制御部7に接続される構成として、リフトモータM1(駆動源に相当)、供給モータM2、側面ファンF1、上面ファンF2、側面ファン用ヒータH1、上面ファン用ヒータH2、上限検出センサS1、用紙サイズセンサS2等がある。リフトモータM1(例えば、DCブラシモータ)は、用紙Pが積載される昇降板11を昇降させる駆動源であり、正逆回転自在である。供給モータM2は、給紙ローラ12を回転させるモータである。側面ファンF1は、積載された用紙Pの側面から送風を行う。側面ファン用ヒータH1は、用紙Pの水分、湿気を飛ばし易くするため、側面ファンF1が送風する空気を暖めるヒータである。上面ファンF2は、積載された用紙Pの上面から送風を行うファンである。上面ファン用ヒータH2は、上面ファンF2が送風する空気を暖めるヒータである。
上限検出センサS1(上限検出体に相当)は、昇降板11を上昇させた際、給紙ローラ12と最上位の用紙Pの当接で、昇降板11が上限位置(尚、上限位置は用紙積載量で変わる)に達したことを検出する。制御部7は、上限に達した旨の出力を上限検出センサS1から受けると、リフトモータM1を停止させる。用紙サイズセンサS2は、昇降板11に載置された用紙Pのサイズ(例えば、A4、A3、B5、B4等)を検出するためのセンサである。例えば、用紙サイズセンサS2は、用紙Pのサイズに合わせてスライドされる規制ガイド81、82(詳細は後述、図4参照)と接続される可変抵抗を有する。そして、規制ガイド81、82の位置で、可変抵抗の抵抗値の変化により、用紙サイズセンサS2の出力電圧値が変化する。制御部7は、用紙サイズセンサS2の出力(電圧値)を受けて、給紙装置1に収容される用紙サイズを認識し、本体制御部20に伝達する。尚、収容し得る用紙Pのサイズの位置に合わせて複数の光センサを設け、用紙サイズが検出されてもよい。そして、制御部7は、これらの各モータ、各ファン、各ヒータ、各センサと接続され、本体制御部20からの給紙実行指示等に基づき、給紙時の制御を行う。
(給紙装置1の詳細な構成)
次に、給紙装置1の構成を、図4〜図6を用いて説明する。図4は、本発明の第1の実施形態に係る給紙装置1を示す斜視図である。図5は、本発明の第1の実施形態に係る給紙装置1の垂直断面正面図である。図6は、本発明の第1の実施形態に係る給紙装置1の垂直断面右側面図である。尚、図6に描画した白抜き矢印は、空気の流れの方向を示す。
給紙装置1は、図4に示すように、プリンタ2から取り外せる。尚、この給紙装置1は、用紙搬送方向(図4、図5で破線矢印で図示)と垂直な方向での内側壁1aは、用紙Pの側面に空気を吹き当てるための複数の吹き出し口13が設けられる。
次に、昇降板11を昇降させる機構、即ち、昇降部の構成を説明する。図4や図5に示すように、給紙装置1内に、略H字状の昇降板11が備えられる。この昇降板11の用紙搬送方向上流側の端縁部11aは、給紙装置1の下面に接するとともに回転可能に支持される、用紙Pは、この昇降板11の上面に積載される。そして、昇降板11は、用紙搬送方向下流側の自由端側11bが昇降する(図4、図5で昇降方向を白抜矢印で図示)。
具体的に、昇降部は、昇降板11の下方に設けられる駆動シャフト14、押し上げ部材15、ギア16、リフトモータM1等で構成される。駆動シャフト14は、昇降板11の略中央の下方に位置し、用紙搬送方向と垂直な方向に延び、給紙装置1の背面側から突き出る(図4参照)。駆動シャフト14には、昇降板11と当接するように板状の押し上げ部材15が取り付けられる。そして、背面側に突き出た駆動シャフト14にはリフトモータM1の回転軸に取り付けられたギア16が接続される。そして、リフトモータM1の正逆回転により、押し上げ部材15の傾斜角度が変化し、その結果、昇降板11を上昇又は下降させることができる。尚、図5では、最上位の用紙Pと昇降板11が当接する上限位置まで昇降板11を上昇させた状態を実線で示し、上限位置から下降させた場合の一例を2点鎖線で示している。尚、給紙装置1を引き出すと、リフトモータM1側と駆動シャフト14の連結が解除され、昇降板11は下限位置(水平)まで下がる(倒れ伏す)。
そして、図5に示すように、昇降板11を上昇させ、給紙ローラ12に最上位の用紙Pを当接させる。ここで、給紙ローラ12は、図5の両矢印で示すように、上下方向で移動(揺動)可能に構成される。そして、給紙ローラ12の上面に、例えば、突起(不図示)が設けられる。この突起は、昇降板11の上昇で給紙ローラ12が用紙Pに持ち上げられると、給紙ローラ12の上方に設けられる上限検出センサS1の内部の発光部(例えば、LED)と受光部(例えば、フォトダイオード)の間に差し込まれる。そうすると、受光部は、受光量がほぼゼロの状態となり、出力状態が変化する。この変化を利用して、昇降板11が上限位置にまで上昇したことが検出される。尚、例えば、反射型光センサで上限検出センサS1を構成し、昇降板11の位置が上限位置に達したことを検出しても良い。
次に、図4乃至図6に基づき、昇降板11に積載された用紙Pに空気を当てる送風部8の構成を説明する。まず、用紙Pの側方から送風を行う構成から説明する。まず、給紙装置1内部には、用紙束側面に当接し、用紙搬送方向と直角方向(用紙幅方向)で用紙Pを挟むように、内底面に設けられた移動用溝8aに沿ってスライド可能であり、内部が中空の幅規制ガイド81a、81bと、用紙搬送方向に用紙P長さに合わせ、同じく内底面に設けられた移動用溝8bに沿ってスライド可能な長さ規制ガイド82が備えられる(図4参照)。これら各規制ガイドは、積載された用紙Pの移動を規制する。
そして、幅規制ガイド81a、81bは中空であり、図5に示すように、移動用溝8aに係合する部分が下方に突出する。そして、幅規制ガイド81a、81bの用紙Pと当接する面に、用紙Pの側面に空気を当てるための複数の吹き出し口81cが設けられる(図4、4参照)。尚、吹き出し口81cは、2個の幅規制ガイド81a、81bのそれぞれに設けられる。又、給紙装置1の背面側に設けられる側面ファンF1(図4では図示を省略)は、継ぎ手部83(図4参照)を介し、給紙装置1の下面に配される送風管84に接続される。尚、側面ファンF1は、機内の空気を取り込んで、用紙Pに空気を当てる。
送風管84は、用紙搬送方向と垂直な方向に、正面側から背面側に向かって延びる(図4乃至図6参照)。そして、図6に示すように、送風管84は、吹き出し口13を有する給紙装置1の内壁部分の下方に接続される。又、送風管84は、用紙幅方向の略中央で分岐され、分岐送風管85が、吹き出し口81cを有する幅規制ガイド81a、81bの下方に接続される。そして、分岐送風管85は、幅規制ガイド81a、81bをスライドさせる時、その移動の妨げとならないように、一部が伸縮自在な蛇腹ホース85a、85bで構成される。尚、ファンから各吹き出し口13までの送風路の間に、用紙Pに温風をあて、水分を蒸発させやすくするため、側面ファン用ヒータH1を設けることができる。
これらの、幅規制ガイド81a、81b、側面ファンF1、送風管84、等の構成により、用紙幅方向の端部外側から用紙束の側面に温風を吹き当てることができ、用紙Pの分離を助長する(捌きやすくする)ことが可能である。
次に、用紙Pに上方から送風を行う構成を説明する。図6に示すように、給紙装置1の上方に、上面ファンF2が設けられ、その下方には、上面ファン用ヒータH2と、漏斗状に開く上面送風ガイド86が設けられる。上面ファン用ヒータH2は、上面ファンF2が用紙Pに吹き付ける空気を暖め、上面送風ガイド86が、空気が最上位の用紙Pに当たるように導く。これにより、最上位の用紙Pが乾燥しやすくなり、尚更のこと、用紙Pの重送や給紙ミスをなくすことができる。尚、図6に示す構成では、給紙装置1をプリンタ2から取り外した時、上面ファンF2等は機内に残るが、給紙装置1と、上面ファンF2や上面ファン用ヒータH2や上面送風ガイド86とを一体的なものとしても良い。
(給紙動作の基本的な制御の流れ)
次に、図7に基づき、本発明の第1の実施形態に係るプリンタ2での給紙動作の一例を説明する。図7は、本発明の第1の実施形態に係るプリンタ2での給紙動作の一例を示すフローチャートである。
尚、以下の説明では、用紙同士が吸着しやすいコート紙での給紙動作を説明する。尚、プリンタ2(給紙装置1)は、コート紙の収容を、操作パネル2aへの入力や、ユーザ端末100でのドライバソフトウェアでの設定による制御部7への通知で、認識できる。又、本実施形態の給紙装置1がプリンタ2に取り付けられた状態であって、給紙を行っていない状態では、基本的に、用紙載置板11は、上限位置まで上昇し、最上位の用紙Pと給紙ローラ12とは、当接している。
まず、スタートは、プリンタ2にユーザ端末100から印刷を行う画像データが送信され、印刷を開始した時点である。次に、本体制御部20は、印刷を行うサイズのコート紙が収容されている給紙装置1の制御部7に給紙を行うように指示を出す(ステップ♯1)。そして、制御部7は給紙指示を受けると、いったん昇降板11を下降させるために、メモリ72に記憶される動作時間決定用データ(本実施形態では、補正値)を用いて、リフトモータM1を動作させる動作時間を決定する(ステップ♯2、尚、詳細は後述)。
そして、コート紙間に十分に空気を送り込むため、制御部7は、給紙時、送風部8を動作させるとともに、決定された動作時間に基づき、リフトモータM1が昇降板11を下降させ、最上位の用紙Pと給紙ローラ12とを当接状態から離間させる離間動作を行う(ステップ♯3)。次に、制御部7は、側面ファン用ヒータH1及び上面ファン用ヒータH2をON状態とする(ステップ♯4)。その後、側面ファンF1及び上面ファンF2を動作させて用紙Pに向けて送風を行う(ステップ♯5)。この時、送風時間は、例えば、100ミリ秒〜数秒程度の間で行われる。この計時は、例えば、計時部73が行う。この時間設定は、ファンの送風能力や用紙Pの大きさ等を考慮して適宜設定することができる。
ステップ♯4の後、制御部7は、各ファン及び各ヒータをOFFし、昇降板11を再度上限位置まで上昇させる(ステップ♯6)。そして、上限検出センサS1で上限到達検出後、制御部7は、供給モータM2で給紙ローラ12を駆動させ(ステップ♯7)、給紙装置1から用紙Pが供給される。そして、供給モータM2の駆動時間や、供給用紙Pの後端が給紙装置1から離脱を検出するセンサ(不図示)等の情報に基づき、制御部7は、1枚の給紙完了を本体制御部20に伝える(ステップ♯8)。そして、本体制御部20は、残ジョブを確認し、もう供給すべきコート紙がないかを確認する(ステップ♯9)。
残ジョブがあり、コート紙を更に供給する必要があれば(ステップ♯9のNo)、ステップ♯1に戻る。尚、2枚目以降の給紙では、ステップ♯5で各ファンや各ヒータのOFFを行わず、全ジョブ完了まで、各ファン、各ヒータをON状態で維持しても良い。一方、残ジョブがなければ(ステップ♯9のYes)、給紙制御は終了する(エンド)。
ここで、ステップ♯3で、給紙装置1は、温風によりコート紙の吸着を解消し、捌きやすくするため、離間動作を行う。そして、離間距離が長いほど、十分にコート紙間に空気を送り込みやすい。しかし、昇降板11の下降量を稼ぐためリフトモータM1等の動作時間をむやみに長くすれば、押し上げ部材15が水平状態まで倒れ込んでも(下限位置に至っても)、まだリフトモータM1を回転させ続け、リフトモータM1への過負荷や、モータ寿命短縮化、故障、性能劣化や、押し上げ部材15破損等の原因となり得る。そこで、用紙満載時に昇降板11を下降させることができる距離や、リフトモータM1の性能の個体差等の要因を考慮し、離間動作におけるリフトモータM1の動作時間は、余裕を持たせて(マージンを確保して)、従来、短く設定される(例えば、数百ミリ秒程度)。
一方、昇降板11の下降時のリフトモータM1の駆動時間を短くすれば、離間動作において、離間距離を十分に取ることができず、給紙装置1における用紙Pの捌き性能を発揮させることができない場合がある。例えば、リフトモータM1の回転性能のばらつき(個体差)や、リフトモータM1、ギア16、駆動シャフト14等の駆動伝達系において、リフトモータM1駆動から、押し上げ部材15の回転開始までの時間等の駆動系のばらつきにより、昇降板11の下降速度が、遅い場合がある。
そこで、本発明は、このような、リフトモータM1の性能のばらつき等を考慮して、給紙ローラ12と最上位の用紙Pの離間距離を一定量以上確保するように、ステップ♯2においてリフトモータM1の動作時間が決定される点に特徴があるので、以下説明する。
(補正値の決定)
まず、図8及び図9を用いて、本発明の第1の実施形態に係る補正値(動作時間決定用データの1種)の導出の一例を説明する。尚、補正値は、離間動作での離間距離を一定量確保するため、リフトモータM1の動作時間の決定に用いられる。図8は、本発明の第1の実施形態に係る補正値の導出の一例を示すフローチャートである。尚、補正値の導出作業は、例えば、工場での出荷前の検査時等に行うことができる。図9は、本発明の第1の実施形態に係る補正値を導出する際のテーブルB1の一例を示す。
まず、図8に基づき、リフトモータM1の動作時間における補正値の導出について説明する。補正値の導出では、検査者等は、所定の高さであって、所定の重さの用紙Pを給紙装置1にセットする(ステップ♯21)。所定の高さは、任意に定めることができるが、リフトモータM1の性能のばらつき等を把握するため、昇降板11をある程度移動させることができる高さとすることが好ましい。例えば、満杯時の用紙Pの高さに対し、1/3以上、2/3以下の範囲の高さとすることができる。尚、所定の重さも任意に定めることができるが、画像形成装置の製造者が指定するコート紙を、所定の高さ分だけ積み上げた場合の重さとすることができる。尚、所定の高さ、所定の高さの用紙Pを検査ごとに、他の給紙装置1に入れ替えることは、束が崩れる等、不便である場合があるので、例えば、所定の高さで形成された樹脂性容器に、所定の重さのおもりを入れた用紙疑似体P1を用いてもよい。
そして、操作パネル2aの操作等により、給紙装置1のモードを検査モードとする(ステップ♯22)。その後、制御部7は、リフトモータM1により昇降板11を上昇させ(ステップ♯23)、例えば、昇降板11が下限の状態(倒れ伏している状態)から、上限位置に達するまでの上昇時間を測定する(ステップ♯24)。即ち、動作時間決定用データの作成に用いる、予め測定された移動時間は、昇降板11の下限位置から上限位置に到達するまで昇降板11を上昇させた際の上昇時間である。又、上昇時間(後述する第2の実施形態では、下降時間)は、昇降板11に所定の高さと重さの用紙P又は用紙疑似体P1を載置して測定されたものである。そして、制御部7は、測定された上昇時間に応じて、図9に示すテーブルB1に基づき、補正値を導出する(ステップ♯25)。
ここで、図9に示すテーブルB1について説明しておく。まず、図9において、tは、実際に測定された上昇時間である(例えば、計時部73が測定)。そして、T1、T2、T3、T4は、補正値導出における閾値である。尚、T1<T2<T3<T4の関係がある。そして、テーブルB1の右欄は、上昇時間に対して実際に定められる補正値である。例えば、上昇時間が、T3≦t<T4であれば、補正値はTbと定まる。尚、Tb<Taである。そうすると、T1<T2<T3<T4の関係、及び、Tb<Taから、上昇時間が短いほど、補正値は小さく、上昇時間が長いほど補正値は大きくなる。尚、テーブルB1での閾値の数や、補正値は一例に過ぎず、閾値や補正値の数を増やしても良い。そして、導出された補正値を制御部7は、動作時間決定用データとしてメモリ72に記憶させる(ステップ♯26)。従って、本実施形態では、メモリ72に記憶される動作時間決定用データは、上昇時間に応じて、動作時間の基準となる基準時間を加減算して補正するための補正値である。このように、補正値の導出、記憶動作は完了する。
(動作時間の決定)
次に、図9を参照しつつ、本発明の第1の実施形態に係る離間動作時のリフトモータM1の動作時間の決定の一例を説明する。
実際のコート紙の給紙時に制御部7は、離間動作でのリフトモータM1の動作時間を、メモリ72に記憶された補正値(動作時間決定用データ)を利用して決定する。具体的に、動作時間の決定では、離間動作でのリフトモータM1の動作時間における標準となる基準時間(デフォルト時間)に、上記した補正値を加減算して行う。
基準時間は、リフトモータM1が仕様上理想的な性能を有し、駆動伝達系にも誤差がなく、所望の昇降板11の下降速度が得られている場合に、リフトモータM1を動作させる時間である(例えば、メモリ72に記憶)。例えば、用紙Pの最上位と給紙ローラ12の離間距離を1cm確保する場合、所望の理想的な昇降板11の下降速度で、昇降板11を1cm下降させるのに要する時間が基準時間となる。尚、確保される離間距離は、用紙満載時に昇降板11が下限位置に到らないように設定される。
そして、基準時間をT0とおくと、離間のためのリフトモータM1の動作時間は、制御部7により以下の(式1)により決定される。
(式1) 動作時間 = T0(基準時間)+補正値
そして、補正値は、上昇時間が短いほど(昇降板11の移動速度が速いほど)、小さくなり、上昇時間が長いほど(昇降板11の移動速度が遅いほど)大きく導出されるので、昇降板11を下降時の給紙ローラ12と最上位の用紙Pの離間距離は、ほぼ一定の範囲に収まる。即ち、離間動作時、制御部7は、モータや駆動系の特性を加味して、動作時間決定用データを用いて最上位の用紙Pと給紙ローラ12の離間距離が一定量以上であって、昇降板11の下限位置に到らない範囲で離間距離を確保するように動作時間を決定し、リフトモータM1は、決定された動作時間で動作する。
(第2の実施形態)
次に、図10及び図11を用いて、本発明の第2の実施形態を説明する。図10は、本発明の第2の実施形態に係る補正値の導出の一例を示すフローチャートである。図11(a)は下降時間の測定に用いる治具9の一例を示し、(b)は本発明の第2の実施形態に係る補正値を導出する際のテーブルB2の一例を示す。
尚、第2の実施形態では、補正値の導出において、上昇時間を用いず、昇降板11を下降させた場合の時間である下降時間を元に補正値を導出する点で異なるのみであり、給紙装置1等の構成は同様で、共通する部分は、同一の符号を用いる。
まず、本実施形態における補正値の導出での、所定の高さ、所定の重さの用紙P、又は、用紙疑似体P1を給紙装置1にセットする点(ステップ♯31)、そして、給紙装置1のモードを検査モードとする(ステップ♯32)点は、第1の実施形態と同様(図8でのステップ♯21及び22)であるので説明を省略する。
その後、制御部7は、上限検出センサS1を利用し、リフトモータM1で昇降板11を上限位置まで上昇させる(ステップ♯33)。そして、上限位置に達すると、いったんリフトモータM1を停止させる(ステップ♯34)。その後、制御部7は、リフトモータM1を逆方向に回転させ、昇降板11を下降させる (ステップ♯35)。この時、図11(a)に示すような治具9を用いて、昇降板11の上限位置から、例えば、昇降板11が水平状態となる下限位置に到達するまでの時間、即ち、下降時間を測定する(ステップ♯36)。即ち、動作時間決定用データの作成に用いる、予め測定された移動時間は、昇降板11の上限位置から昇降板11を下降させてから、昇降板11の下限位置への到達検出用の治具9に設けられる下限検出体で、下限到達を検出するまでの下降時間である。
図11(a)は、下降時間を測定用の治具9の一例を示し、例えば、板状の基体に昇降板11が下限に到達したことを検出する下限スイッチSWが取り付けられる。下限スイッチSWは、例えば、力が加わっていない状態では水平状態であり、下方に向け、回動し倒れる(回動方向を矢印で図示)回動板91と、回動板91が倒れたことを機械的に(光センサを用いてもよい)検出するセンサ部92で構成される。そして、センサ部92は、コネクタ、ケーブル等により制御部7と接続され、回動板91が水平状態か、下方に倒れ込んでいる状態かを制御部7は認識する。
そして、治具9の回動板91は、下降時間の測定時、この治具9を、給紙装置1の隙間に差し込む等により、昇降板11が下限位置に達した際に下方に倒れ込む高さの位置に取り付けられる。そして、下降時間の測定時は、昇降板11の下面と回動板91を当接させる。そして、例えば、制御部7は、上限検出センサS1が最上位の用紙Pと給紙ローラ12の離間を検出してから、下限スイッチSWにより昇降板11が下限位置に到達するまでの時間を計時部73等により測定する。
次に、下限スイッチSWがONとなった際に(回動板91が倒れた際)、制御部7は、リフトモータM1の動作を停止させる(ステップ♯37)。そして、制御部7は、測定された下降時間に応じて、図11(b)に示すテーブルB2に基づき補正値を導出する(ステップ♯38)。そして、導出された補正値を制御部7は、動作時間決定用データとしてメモリ72に記憶させる(ステップ♯39)。従って、本実施形態では、メモリ72に記憶される動作時間決定用データは、下降時間に応じて、動作時間の基準となる基準時間を加減算して補正するための補正値である。このように、補正値の導出、記憶動作は完了する(エンド)。
ここで、図11(b)に示すテーブルB2を説明する。まず、図11(b)でのtは、実際に測定された下降時間である。そして、T5〜T8は、補正値導出における閾値である。要するに、本実施形態では上昇時間に変え、下降時間に基づき補正値を得る。尚、T4<T5<T6<T8の関係があり、Td<Tcである。尚、テーブルにおける閾値や補正値をの数を更に増やしても良い。
尚、離間動作時のリフトモータM1の動作時間の決定は、基本的に第1の実施形態と同様である。制御部7は、下降時間に基づき導出され、メモリ72に記憶された補正値(動作時間決定用データ)を利用して動作時間を決定する。具体的には、動作時間は、第1の実施形態と同様、離間動作でのリフトモータM1の動作時間における標準となる基準時間(デフォルト時間)に、補正値を加減算して行う(上述の式1を利用)。
(第3の実施形態)
次に、図12に基づき、本発明の第3の実施形態について説明する。図12は、本発明の第3の実施形態に係る離間動作でのリフトモータM1の動作時間を決定するためのテーブルB3の一例である。尚、本実施形態では、他の実施形態と離間動作時のリフトモータM1の動作時間を決定するためのテーブルが異なるが、基本的に、他の点は同様である。
第3の実施形態は、測定された上昇時間又は下降時間に応じ、補正値を用いず、直接的に離間動作でのリフトモータM1の動作時間を導出する。そこで、図12に示すテーブルB3を説明すると、tは実際に測定された上昇時間又は下降時間であり、T11〜T14は、動作時間決定の際の閾値である。尚、T11<T12<T13<T14の関係があり、例えば、T11に上昇時間又は下降時間が近いほど、昇降板11の移動速度は速い。
そして、テーブルB3の右欄のTe〜Tjは、離間におけるリフトモータM1の動作時間そのものである。そして、テーブルB3に応じた動作時間が、メモリ72に記憶され、実際の離間動作時、制御部7は、リフトモータM1をメモリ72に記憶された動作時間で動作させる。即ち、動作時間決定用データは、上昇時間又は下降時間に応じて定められた動作時間である。
(第4の実施形態)
第4の実施形態では、測定された上昇時間又は下降時間をメモリ72に記憶しておき、上昇時間又は下降時間を利用して、動作時間をコントローラ71の演算により決定する場合を説明する。
例えば、上昇時間又は下降時間が長いほど、昇降板11の移動速度は遅いので、最上位の用紙Pと給紙ローラ12の離間距離を一定量確保するには、離間動作でのリフトモータM1の動作時間も長くする必要がある。同様に、上昇時間又は下降時間が短いほど、離間動作でのリフトモータM1の動作時間も短くする必要がある。従って、上昇時間又は下降時間と、動作時間には、比例関係がある。そこで、演算により動作時間を求める場合、以下の式により、動作時間を決定することができる。
(式2) 動作時間 = 上昇時間 × 係数a
(式3) 動作時間 = 下降時間 × 係数b
尚、係数aと係数bの値は、例えば、最上位の用紙Pと給紙ローラ12の所望する離間距離に対する、上昇時間又は下降時間の測定での昇降板11の移動距離の比に基づき決定することができる。
又、動作時間の決定における補正値を演算で求め、動作時間を決定することも可能である。例えば、以下の式のようになる。
(式4) 動作時間 = 基準時間 +補正値
補正値 = (上昇時間又は下降時間 − 比較対照時間)×係数c
ここで、比較対照時間は、上昇時間又は下降時間を測定する際の標準的な値であり、リフトモータM1が仕様上理想的な性能を有し、駆動伝達系に誤差がない場合での上昇時間又は下降時間の測定結果に基づき定まる。例えば、比較対照時間は、開発時の実験等や設計データで決定される。そして、測定された上昇時間又は下降時間と、比較対照時間との差を求め、これに係数cを乗じる。この係数cも、例えば、所望する離間距離と、上昇時間又は下降時間の測定での昇降板11の移動距離の比に基づき決定できる。
従って、演算でリフトモータM1の動作時間を求める場合、メモリ72には、測定された上昇時間又は下降時間や、係数a、係数b、係数c、比較対照時間等が動作時間決定用データとして記憶される。即ち、動作時間決定用データは、上昇時間又は下降時間と、上昇時間又は下降時間に乗じる係数を含み、制御部7は、これらの動作時間決定用データを利用して動作時間を演算で決定する。
このようにして、上記の実施形態によれば、離間動作時、動作時間決定部は、動作時間決定用データを用い、最上位の用紙Pと給紙ローラ12の離間距離が一定量以上で、昇降板11の下限位置に到らない範囲で離間距離を確保するよう離間動作における駆動源(例えば、リフトモータM1)の動作時間を決定するので、昇降板11の下降速度に給紙装置1ごとの個体差があっても、最上位の用紙Pと給紙ローラ12(給紙ローラ12)の離間距離を一定量以上確保できる動作時間を決定することができる。又、離間距離が一定量以上であることを検出するセンサを設けることなく、駆動源や駆動伝達系の性能のばらつき等で、昇降板11の下降速度に個体差があっても、必ず、離間距離を一定量以上確保することができる。従って、送風によりコート紙等の用紙Pを確実に捌きやすくすることができる。又、駆動源の性能のばらつき等が存在しても離間距離は確保されるので、駆動源や駆動伝達系を高精度なものとする必要が無く、安価にすますことができる。
又、特に、第1の実施形態では、予め測定された移動時間は、昇降板11の下限位置から上限位置に用紙P到達するまで昇降板11を上昇させた際の上昇時間であるので、離間距離の一定量確保に要する動作時間を予測し、駆動源の動作時間を定めることができる。又、特に、第2の実施形態では、予め測定された移動時間は、昇降板11の上限位置から昇降板11を下降させてから、昇降板11の下限位置への到達検出用の治具9に設けられる下限検出体で、下限到達を検出するまでの下降時間であるので、離間距離の一定量確保に要する動作時間を予測して駆動源の動作時間を定めることができる。又、第1乃至第4の実施形態では、上昇時間又は下降時間は、昇降板11に所定の高さと重さの用紙P又は用紙疑似体P1を載置して測定されるので、用紙Pを昇降板11に積載して実際の負荷がかかった状態での上昇時間又は下降時間を得ることができる。
又、動作時間決定用データは、第1及び第2の実施形態では、補正値であり、基準時間の補正を行う。又、第3の実施形態では、動作時間決定用データは、上昇時間又は下降時間に応じて定められた動作時間である。又、第4の実施形態では、動作時間決定用データは、上昇時間又は下降時間の測定結果及び係数a、係数b、又は、係数cである。これにより、離間距離を一定量確保できる動作時間を決定することができる。又、本発明は、給紙機構や動作時間決定部や記憶部等を備えた画像形成装置と捉えることもできる。
次に、他の実施形態についてのべる。上述の実施形態では、各給紙装置1に制御部7が配され、各部の制御や動作時間の決定等を行っていたが、本発明は、給紙装置1を備えた画像形成装置(例えば、プリンタ2)としても捉えられる。即ち、画像形成装置は、リフトモータM1、昇降板11、給紙ローラ12、送風部8と、動作時間決定用データを記憶するメモリ72(本体メモリ22でも良い。)、動作時間を決定する制御部7(本体制御部20でもよい)と、を備え、離間動作時、本体制御部20は、動作時間決定用データを用いて最上位の用紙Pと給紙ローラ12の離間距離が一定量以上であって、昇降板11の下限位置に到らない範囲で離間距離を確保するように動作時間を決定し、リフトモータM1は、決定された動作時間で動作する。
又、上記実施形態では、給紙装置1がコート紙を収容した際の給紙の場合について説明したが、同様の制御、動作を、普通紙、厚紙、OHPシート等の他の用紙Pが給紙装置1に収容された場合に行っても良い。
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。