JP7265721B2 - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、画像形成装置100とシート給送装置200とを示す概略構成図である。
図1に示すように、画像形成装置100には、本画像形成装置100が標準で搭載している給送部114の他に、大量のシートを積載可能なシート給送手段としてのシート給送装置200を有している。シート給送装置200は、画像形成装置100本体の側面に設けられている。
この画像形成装置は画像形成手段としての画像形成部110、これを載せる給送部114、画像形成部110の上に固定されたスキャナ130などを備えている。また、このスキャナ130の上に固定された原稿自動搬送装置140なども備えている。
図3に示すように、シート給送装置200は、上下2段の収容トレイ10を備える。各収容トレイ10は、シート束Pを積載するシート載置台11を備えている。本実施形態においては、各収容トレイ10は、最大2500枚程度のシートを収納可能となっている。各収容トレイ10の上方には、収容トレイ10に積載されたシートを分離・給送する給送ユニット20がそれぞれ配置されている。この給送ユニット20は、搬送手段である吸着ベルト21及び吸引装置23を備えている。
給送手段たる給送ユニット20の吸着ベルト21は、2本の張架ローラ22a,22bにより張架されており、ベルトの表面側から裏面側まで貫通する吸引孔が周方向の全域に設けられている。また、吸着ベルト21の内部には、吸引装置23が設けられている。吸引装置23は、空気の流路であるエアダクト通じて空気を吸引する吸引ファンに接続されており、吸引装置23により下方に負圧を発生させることで、吸着ベルト21の下面にシートを吸着させるように作用する。この吸引装置23に吸引される空気を吸引エアと呼ぶ。
フロント送風装置12は、シート束Pの上部の先端(給送方向下流側端部)に対して空気を送風するものである。このフロント送風装置12には、シート束Pを浮上させる方向に空気を案内する浮上ノズル15a、最上位の浮上シートと2番目の浮上シートとの間に空気を案内し分離する分離ノズル16a、浮上ノズル15aに空気を送り込む浮上ブロワ15、分離ノズル16aに空気を送り込む分離ブロワ16が配置されている。また、浮上エアチャンバー部18aと、分離エアチャンバー部18bとを有するエアチャンバー18を備えている。
図6に示すように収容トレイ10のシート搬送方向下流側には、シート束の先端を揃える一対の規制板33が設けられている。シート載置台11に積載されたシート束Pの先端を規制板33に突き当てることで、シート束の先端位置が規制され、位置決めされる。
図8は、給送動作について説明する図である。
給送動作は、図8(a)に示す浮上プロセス、図8(b)に示す吸引プロセス、図8(c)に示す分離プロセス、図8(d)に示す給送プロセスの主に4つのプロセスで構成される。
まず、制御部66は、画像形成装置100本体の上位コントローラからの給送開始の命令が来ると、図8(a)に示す給送動作における浮上プロセスが実行される。
まず、吸着ベルト21を停止した状態で送風装置17の送風を開始し、上記浮上ノズル15a、分離ノズル16a、サイドノズルから浮上エア、分離エア、サイドエアを送風する。シート束の上部の先端側に浮上エアとサイドエアが吹き付けられることで、シート束の上部の複数枚のシートを浮上させ、浮上したシートのうち少なくとも最上位シートを、吸引装置23の吸引力が作用する高さまで浮上させる。
図9に示すように、一対の規制板33の先端は、吸着ベルト21のベルト吸着面21aに対して距離L1離れている。また、図中破線で示すように、ベルト吸着面21aと、上面が浮上最適位置に位置するシート束Pの上部とが映るように、撮像素子31の撮像範囲が設定されている。このように、ベルト吸着面21aと、上面が浮上最適位置に位置するシート束Pの上部とが映るように、撮像素子31の撮像範囲が設定されることで、撮像素子31が撮影した画像からベルト吸着面とシート束との間で浮上している浮上シートの挙動と、シート束の上面の位置とを把握することができる。これにより、シート束の上面の位置を把握するセンサを、撮像装置とは別に設けるものに比べて、部品点数の削減を図ることができ、装置のコストダウンを図ることができる。
上述したようにシート給送装置200の内部は外装カバーで覆われて暗い。そのため、図10(a)に示すように、光源32は点灯することで、吸着ベルト21のベルト吸着面21aのシート搬送方向下流側の幅方向中央部、浮上最適位置に位置するシート束上部先端の幅方向中央部が照らされる。また、ベルト吸着面21aとシート束との間で浮上しているシート先端の幅方向中央部も照らされる。
まず、図11(a)に示すように、画像処理部69は、撮像素子31が撮影した画像の2値化を行なう。2値化は、輝度値が、予め決められた閾値未満の画素は、輝度値を0(黒色)に変換し、輝度値が閾値以上の画素は、輝度値を255(白色)に変換する処理である。2値化する輝度の閾値は、2値化したときに浮上シート、ベルト吸着面21a、シート束の上部がはっきりと区別できる最適な値を実験などにより求めて設定したものである。
図12は、撮像素子31の撮影画像に基づく風量調整フロー図である。
風量調整制御は、シート束の上部シートを浮上させて最上位シートをベルト吸着面21aに吸着させる浮上・分離プロセス時に行なう。
図14に示すように、LED等の光源32は、シート浮上範囲(シート束Pの上面とベルト吸着面21aとの間)の中央に配置され、光照射方向(図中矢印F)が、ベルト吸着面21aと略平行となるように配置されている。光源から照射される光の強度は、光照射方向(照射範囲の中央:指向角0°)が最も強く、指向角が大きくなるほど弱くなる。そのため、浮上範囲の略中央付近を浮上しているシート(図14では2番目のシートP2)に最も強い光が当たり、ベルト吸着面21a付近を浮上しているシート(図14では最上位シートP1)に照射される光の強度は弱くなる。
このように、光源32の配置位置を、上下方向において、ベルト吸着面に近い位置としベルト吸着面付近の浮上シートに当たる光の強度を高めることで、収容トレイ10にセットされたシートが黒色などの光反射率が低いシートであっても、撮像素子31に入射するベルト吸着面付近の浮上シートからの反射光量が十分となり、撮影された画像にベルト吸着面付近の浮上シートを写し出すことができる。これにより、撮像素子で撮影した画像から、最上位シートが吸着ベルト21のベルト吸着面に吸着したことを精度よく検知することができ、精度よく風量の調整を行なうことができる。
図16は、光源32の昇降について説明する図である。図中矢印αは、吸引エアを示しており、図中矢印βは、浮上エアを示している。また、図中矢印γ1は、光源32の上昇示しており、図中矢印γ2は、光源2の下降を示している。
図16(a)に示すように、先の図8(a)に示す最上位シートが吸引装置の吸引領域に浮上するまでは、光源32は、デフォルトの位置に位置している。このように、光源32をデフォルトの位置に位置させることで、シート束の上部を良好に照らすことができ、撮像素子31が撮影した画像からシート束の上面が浮上最適位置するか否かを検知でき、その検知結果に基づいて、シート束の上面が浮上最適位置するように、昇降装置19を制御することができる。また、シート束近傍の浮上シートに対して良好に光を照射することができ、撮像素子31が撮影した画像からシート束近傍の浮上シートの挙動を良好に検知することができる。これにより、例えば、最上位シートが、吸引装置の吸引領域まで浮上する時間を、撮影した画像から監視し、規定時間までに吸引領域まで浮上していないときは、浮上エアやサイドエアの風量を増加するなどの制御を行うことができる。
図17は、光源32を昇降させる光源昇降機構70による光源32の昇降について説明する図であり、(a)は、光源上昇時を示しており、(b)は、光源下降時を示している。また、図18は、光源32を支持する光源支持部材34を示す斜視図であり、(a)は、表面側(シート束に対向する側)を示しており、(b)は、裏側を示している。
この図19の構成は、巻き取りモータ71に替えて、ソレノイド74にしたものである。この構成では、ワイヤー72の一端がソレノイド74のプランジャに固定されており、ソレノイド74をONにしてプランジャを引き込むことで、ワイヤー72を介して光源支持部材34が圧縮スプリング73の付勢力に抗して下方へ引き込まれることで、光源32が下降する。ソレノイド74をOFFにすると、圧縮スプリング73の付勢力で光源支持部材34が上昇し、光源32が上昇位置へ移動する。
図20に示すように、光源32を図16(b)に示した上昇位置に位置させて、ベルト吸着面21a付近の浮上シートに当てる光の強度を強くし、良好にベルト吸着面21a付近の浮上シートを撮影できるようにして、撮影した画像に基づいて、最上位シートがベルト吸着面21aに吸着したことを検知したら、シャッター用ソレノイド28をONにして浮上シャッター部材24を遮断する。また、浮上シャッター部材24を遮断動作に同期して、光源32を下降させる。
収容トレイ10にシート束をセットしたとき、ユーザーにセットしたシート情報(シートの種類(銘柄)、シートの厚み(坪量)等)を入力させる。制御部66は、ユーザーが入力したシート情報(シートの種類)から、収容トレイ10に収容されたシート条件(反射率)を検知する(S21)。また、シート条件の判断は、これに限らず、撮像素子31で撮影した画像を処理して紙種(シートの反射率)を判断してもよい。図9を用いて説明したように、シート束の上面が浮上最適位置に位置するとき、シート束の上部が撮像素子31の撮像範囲に入っている。従って、このシート束の上部を撮像素子31で撮影した画像を図11に示すように2値化したときのシート束に対応する連結領域の大きさから、セットされたシートの反射率を推測することができる。白色など反射率の大きいシートの束が収容トレイ10にセットされているときは、撮像素子に入射する反射光が多くなるため、輝度値が、閾値を越える画素が多くなる。その結果、2値化したときに白色(輝度値255)となる画素が多くなり、シート束に対応する一番下の連結領域の面積が大きくなる。一方、黒色など反射率の小さいシートの束が収容トレイ10にセットされているときは、撮像素子31に入射する反射光が少なくなり、上記とは逆に、シート束に対応する一番下の連結領域の面積が小さくなる。従って、シート束に対応する一番下の連結領域の面積の大きさに基づいて、シートの条件(シートの反射率)を検知することができる。
(態様1)
シート載置台11などのシート積載部に積載されたシート束にエアを吹き付けてシート束の上部のシートを浮上させる送風装置17などのエア吹き付け手段と、浮上した最上位シートを給送する給送ユニット20など給送手段と、エア吹き付け手段により浮上したシートを撮像する撮像素子31などの撮像手段と、浮上したシートを照らす光源32などの照明手段とを備えたシート給送装置200において、照明手段の光照射範囲を上下方向に変更させる変更手段を備えた。
LEDなどの照明手段は、光照射範囲の中央である指向角0°(照明手段の光照射方向)が最も照射強度が強く、指向角度が大きくなるほど、照射強度が弱くなる。そのため、従来のように、照明手段の光照射方向がシートの浮上範囲(シート束の上面から給送手段の給送面の間)の上下方向中央となるように、照明手段を配置したものでは、シートの浮上範囲の上下方向中央付近の浮上シートには、強い光が当たり、給送手段の給送面付近の浮上シートに当たる光の強度は弱い。白色などの反射率の高いシートであれば、給送面付近の浮上シートに当たる光の強度が弱くても、撮像手段に十分な反射光が入射し、撮影した画像に給送面付近の浮上シートを写し出すことができる。しかし、黒色などの反射率の低い条件のシートの場合は、撮像手段に十分な反射光が入射せず、撮影した画像に給送面付近の浮上シートが写し出されないおそれがあった。その結果、実際には、給送面付近まで浮上している最上位シートが、撮影した画像に写し出されず、2番目の浮上シートを最上位シートと誤検知してしまうおそれがあった。
また、照射強度の強い光照射範囲の中央を給送面付近に固定し、給送面付近の浮上シートに当たる光の強度を強くすることが考えられる。しかしながら、白色などの反射率の高いシートの場合は、給送面付近のシートについて先端部分のみならず、先端から奥の部分も撮影画像に写し出されてしまう。その結果、給送面と給送面付近のシートとの境が撮影した画像から判別し難くなり、給送面付近まで浮上した最上位シートが撮影した画像から判別できなくなるおそれがある。これにより、給送面付近まで浮上した最上位シートを給送面と誤検知し、2番目の浮上シートを最上位シートと誤検知してしまうおそれがある。
そこで、態様1では、照明手段の光照射範囲を上下方向に変更させる変更手段を設けた。これにより、照明手段の光照射範囲を上方に変更することで、照射強度の強い光照射範囲の中央を、給送面付近にすることができる。これにより、給送面付近の浮上シートに当たる光の強度を強くすることができ、黒色などの反射率の低い条件のシートがシート積載部に載置されても、給送面付近の浮上シートを撮影した画像に写し出すことができる。これにより、黒色などの反射率の低い条件のシートであっても、撮影した画像から最上位の浮上シートの位置を精度よく検知することができる。
一方、白色などの反射率の高いシートが積載されたときは、照明手段の光照射範囲を下方にして、給送面付近の浮上シートに当たる光の強度を弱くすることができる。これにより、給送面付近の浮上シートの先端部分のみを撮影画像に写し出すことができる。これにより、白色などの反射率の高い条件のシートであっても、撮影した画像から最上位の浮上シートの位置を精度よく検知することができる。
このように、照明手段の光照射範囲を上下方向に変更させることで、シート反射率によらず、給紙面付近に浮上した最上位シートの位置を精度よく検知することができる。
態様1において、変更手段は、光源32などの照明手段を昇降させる光源昇降機構70などの昇降機構を備え、昇降機構により照明手段を昇降させることで、照明手段の光照射範囲を上下方向に変更する。
これによれば、実施形態で説明するように、簡単な構成で、照明手段の光照射範囲を上下方向に変更することができる。
態様2において、光源昇降機構70などの昇降機構は、光源32などの照明手段を上下方向の一方に付勢する圧縮スプリング73などの付勢手段と、一端が照明手段に接続されたワイヤーを、付勢手段の付勢方向とは逆方向に巻き取る巻き取りモータなどの巻き取り手段とを備える。
これによれば、実施形態で説明したように、簡単な構成で昇降の応答性を早めることができる。
態様2または3において、光源昇降機構70などの昇降機構は、送風装置17などのエア吹き付け手段によってシート束の上部のシートを浮上させてから所定のタイミングで光源32などの照明手段を上昇させて照明手段の光照射範囲を上方に変更し、給送ユニット20などの給送手段によりシートを給送するタイミングまでに、照明手段を下降させる。
これによれば、実施形態で説明したように、最上位シートが給送手段に接触したことを良好に検知することができ、かつ、シートの給送時にシートが光源32に衝突するのを防止することができる。
態様4において、送風装置17などの吹き付け手段は、エアの吹き付けを遮断する浮上シャッター部材24などのシャッター部材を備えており、光源32などの前記照明手段を下降させるタイミングを、シャッター部材がエアの吹き付けを遮断するタイミングに同期させた。
これによれば、実施形態で説明したように、シャッター部材がエアの吹き付けを遮断して、2番目の浮上シートが、給送手段の吸着面に吸着した最上位シートから所定距離離す分離プロセスが完了までに光源32などの照明手段を、下降位置に位置させることができる。これにより、生産性を落とすことなく、シートが光源32にぶつかるのを防止することができる。
態様1乃至5いずれかにおいて、変更手段は、シート載置台11などのシート積載部に積載されたシートの条件に基づいて、照明手段の光照射範囲を上下方向に変更する。
これによれば、図21を用いて説明したように、白色紙などの反射率の大きい条件のシートの場合、照明手段の光照射範囲を上昇させると、給送手段近傍のシートから撮像手段に入射する反射光量が多くなりすぎて、給送手段の給送面と最上位シートとの区別が、撮影した画像から判別し難くなるおそれがあり、最上位シートの位置を精度よく検知できないおそれがある。従って、シート載置台11などのシート積載部に積載されたシートの条件に基づいて、照明手段の光照射範囲を上下方向に変更することが、シートの条件によらず、最上位シートの位置を精度よく検知することができる。
態様1乃至6いずれかにおいて、シート載置台11などのシート積載部に積載されたシートの条件に基づいて、光源32などの照明手段の光量を変更する。
これによれば、図22を用いて説明したように、照明手段の光照射範囲を上方に変更しても、シートの反射率によっては、良好にベルト吸着面付近の浮上シートを、撮像手段により撮像されないことがある。よって、シート載置台11などのシート積載部に積載されたシートの条件に基づいて、照明手段の光量も変更することで、シートの条件によらず、最上位シートの位置を精度よく検知することができる。
態様1乃至7いずれかにおいて、撮像素子31などの撮像手段が撮影した画像に基づいて、給送ユニット20などの給送手段による最上位シートの給送を制御する制御部66を備える。
これによれば、図20などを用いて説明したように、撮像素子31などの撮像手段が撮影した画像に基づいて、最上位シートが給送ユニット20などの給送手段のベルト吸着面に吸着したことを検知してから、最上位シートの給送を行なうことができ給送不良が発生するのを抑制することができる。
シートに画像を形成する画像形成部110などの画像形成手段と、画像形成手段へ向けてシートを給送するシート給送装置とを備えた画像形成装置において、
シート給送装置として、態様1乃至8いずれかのシート給送装置を用いた。
これによれば、シートを良好に給送することができる。
10 :収容トレイ
11 :シート載置台
12 :フロント送風装置
13 :サイドフェンス
14 :サイド送風装置
14a :サイドブロワ
15 :浮上ブロワ
16 :分離ブロワ
17 :送風装置
19 :昇降装置
20 :給送ユニット
21 :吸着ベルト
21a :ベルト吸着面
23 :吸引装置
24 :浮上シャッター部材
28 :シャッター用ソレノイド
29 :スプリング
30 :撮像装置
31 :撮像素子
32 :光源
33 :規制板
34 :光源支持部材
34a :ワイヤー固定部
65 :昇降駆動モータ
66 :制御部
68 :給送モータ
69 :画像処理部
70 :光源昇降機構
71 :巻き取りモータ
71a :巻き取り部
72 :ワイヤー
73 :圧縮スプリング
74 :ソレノイド
81 :上搬送路
82 :下搬送路
100 :画像形成装置
110 :画像形成部
114 :給送部
122 :表示部
123 :操作パネル
124 :操作部
P :シート束
P1 :最上位シート
P2 :2番目のシート
Claims (9)
- シート積載部に積載されたシート束にエアを吹き付けて前記シート束の上部のシートを浮上させるエア吹き付け手段と、
浮上した最上位シートを給送する給送手段と、
エア吹き付け手段により浮上したシートを撮像する撮像手段と、
前記浮上したシートを照らす照明手段とを備えたシート給送装置において、
前記照明手段の光照射範囲を上下方向に変更させる変更手段を備え、
前記変更手段は、前記シート積載部に積載されたシートの条件に基づいて、前記照明手段の光照射範囲を上下方向に変更することを特徴とするシート給送装置。 - 請求項1に記載のシート給送装置において、
前記変更手段は、前記照明手段を昇降させる昇降機構を備え、前記昇降機構により前記照明手段を昇降させることで、前記照明手段の光照射範囲を上下方向に変更することを特徴とするシート給送装置。 - 請求項2に記載のシート給送装置において、
前記昇降機構は、前記照明手段を上下方向の一方に付勢する付勢手段と、一端が照明手段に接続されたワイヤーを、前記付勢手段の付勢方向とは逆方向に巻き取る巻き取り手段とを備えることを特徴とするシート給送装置。 - シート積載部に積載されたシート束にエアを吹き付けて前記シート束の上部のシートを浮上させるエア吹き付け手段と、
浮上した最上位シートを給送する給送手段と、
エア吹き付け手段により浮上したシートを撮像する撮像手段と、
前記浮上したシートを照らす照明手段とを備えたシート給送装置において、
前記照明手段の光照射範囲を上下方向に変更させる変更手段を備え、
前記変更手段は、前記照明手段を上下方向の一方に付勢する付勢手段と、一端が前記照明手段に接続されたワイヤーを、前記付勢手段の付勢方向とは逆方向に巻き取る巻き取り手段とを有し、前記照明手段を昇降させる昇降機構を備え、前記昇降機構により前記照明手段を昇降させることで、前記照明手段の光照射範囲を上下方向に変更することを特徴とするシート給送装置。 - 請求項2乃至4いずれか一項に記載のシート給送装置において、
前記昇降機構は、前記エア吹き付け手段によって前記シート束の上部のシートを浮上させてから、所定のタイミングで前記照明手段を上昇させて前記照明手段の光照射範囲を上方に変更し、前記給送手段によりシートを給送するタイミングまでに、前記照明手段を下降させることを特徴とするシート給送装置。 - 請求項5に記載のシート給送装置において、
前記エア吹き付け手段は、前記エアの吹き付けを遮断するシャッター部材を備えており、
前記照明手段を下降させるタイミングを、前記シャッター部材が前記エアの吹き付けを遮断するタイミングに同期させたことを特徴とするシート給送装置。 - 請求項1乃至6いずれか一項に記載のシート給送装置において、
前記シート積載部に積載されたシートの条件に基づいて、前記照明手段の光量を変更することを特徴とするシート給送装置。 - 請求項1乃至7いずれか一項に記載のシート給送装置において、
前記撮像手段が撮影した画像に基づいて、前記給送手段による最上位シートの給送を制御する制御部を備えることを特徴とするシート給送装置。 - シートに画像を形成する画像形成手段と、画像形成手段へ向けてシートを給送するシート給送装置とを備えた画像形成装置において、
上記シート給送装置として、請求項1乃至8いずれか一項に記載のシート給送装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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