(57)【要約】【課題】エアー搬送方式の給紙装置であっても、内部に収納した用紙を傷つけずに給紙の動作時に非浮上用紙束の最上位を常に所定位置に維持可能な給紙装置を提供する。【解決手段】用紙載置台５９に収納された用紙束を昇降させる昇降部と、用紙束の上部側面に送風して前記用紙束から用紙を上方に浮上させる送風部５２，５４と、前記用紙載置台の所定位置における用紙の有無を検知する非接触の用紙検知センサ５１と備え、前記送風部の動作時に前記用紙検知センサの検知結果における用紙有の頻度、又は割合に基づき前記用紙束を昇降させるよう前記昇降駆動モータＢ７を制御する給紙装置。【選択図】図１０
2010120721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の用紙を用紙束として収納する用紙載置台と、
前記用紙載置台に収納された用紙束を昇降させる昇降部と、
前記用紙束の上部側面に送風して、前記用紙束から用紙を上方に浮上させる送風部と、
前記送風部の送風で浮上した用紙をエアーにより吸引し、当該吸引により吸着された用紙を１枚ずつ搬送する用紙搬送部と、
装置の所定位置における用紙の有無を検知する非接触の用紙検知センサと、
前記用紙検知センサの検知結果に基づき、前記装置の所定位置における、前記用紙束の用紙の状態を判定する用紙束状態判定部と、
前記送風部の動作時に前記用紙束状態判定部が用紙の浮上状態を判定した場合に前記用紙束を上昇させるよう、前記昇降部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
複数の用紙を用紙束として収納する用紙載置台と、
前記用紙載置台に収納された用紙束を昇降させる昇降部と、
前記用紙束の上部側面に送風して、前記用紙束から用紙を上方に浮上させる送風部と、
前記送風部の送風で浮上した用紙をエアーにより吸引し、当該吸引により吸着された用紙を１枚ずつ搬送する用紙搬送部と、
装置の所定位置における用紙の有無を検知する非接触の用紙検知センサと、
前記送風部の動作時に前記用紙検知センサの検知結果における用紙有の割合、又は頻度に基づき前記用紙束を昇降させるよう、前記昇降部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする給紙装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記送風部の非動作時に、前記用紙検知センサにより前記用紙束の最上位を検知し、その検知結果に基づき前記用紙載置台に収納された用紙束を昇降させることを特徴とする請求項１又２に記載の給紙装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の給紙装置と、
前記給紙装置から搬送された用紙に画像形成する画像形成部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙載置台に積載した用紙の束を１枚ずつ分離して給紙する給紙装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成システムでは、用紙を収納する複数の給紙ユニットを有しており、各給紙ユニットに積載して収納された用紙を１枚ずつ分離して送り出し、送り出した用紙を画像形成部に搬送して画像を形成する。
【０００３】
一般に、用紙を１枚ずつ分離搬送する方式として、ローラ搬送方式の給紙ユニットを有する搬送装置が広く用いられている。ローラ搬送方式はその表面がゴム等の摩擦係数の高い弾性体で形成されており、用紙を用紙と接触するローラ表面との摩擦力により１枚ずつ分離して、搬送するものである。
【０００４】
一方、近年では、電子写真方式の画像形成システムがＰＯＤ（プリントオンデマンド）等の軽印刷の分野で使用されるようになり、画像品質及び記録材に関する多様なニーズに対応できることが要求されている。特に記録材に関しては、グロスコート紙、上質紙、追い刷り紙、再生紙などが用いられる場合がある。
【０００５】
グロスコート紙は表面の光沢度を向上させるため、樹脂等を表面に塗布している、そのため表面の平滑度が高い。そのようなグロスコート紙を用いた場合に、ローラ搬送方式の搬送装置では、用紙とローラ表面との間で必要な摩擦力が得ることができず、十分な給紙性能が確保できない。また追い刷り紙、再生紙を用いた場合には、前者では用紙に付着している離型材（打ち粉）が、後者では紙粉が、ローラ表面に転移して付着することにより摩擦力が低下するため長期的に安定して十分な給紙性能が確保できないという問題がある。
【０００６】
このような問題に対応する方式として、エアー搬送方式の給紙ユニットを有するエアー搬送装置が提案されている（特許文献１及び２）。エアー搬送装置は、給紙ユニットに積載して収納された用紙束に対して、周囲から用紙束の上部に向かってエアーを吹き付け、用紙間にエアーを送り込んで最上面の用紙を用紙束から分離し易いようにし、最上面の用紙を搬送ベルトで吸着させて、１枚ずつ搬送するものである。搬送ベルトへの用紙の吸着は、吸引ファンの回転駆動により生じるエアーフローの圧力差を利用することにより行っている。このようなエアー搬送装置では、その構成から多様な記録材に対応できるというメリットがある。
【０００７】
給紙ユニットに収納されている用紙束の最上面の用紙を搬送ベルトで吸着して搬送させるためには、用紙束の最上面の位置を検知してその検知値により用紙束を載せている昇降台を昇降させる等により、搬送ベルトとの距離を所定の範囲内に保つ必要がある。
【０００８】
用紙束の上面検知部としては、用紙束の上面に接触部材を当接させ用紙束の上面位置に追随して変位する接触部材の動きを光学センサ等で読み取ることにより、用紙束の上面の位置検知を行っていた。
【特許文献１】特開２００３−１７１０２４号公報
【特許文献２】特開２００７−２７６９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１及び２に開示されているエアー搬送装置においては、接触部材を用いた上面検知部で上面検知を行っている。そのために用紙束に当該接触部材を接触させることになる。薄紙や帳票紙等のデリケートな用紙を用いた場合には用紙を傷める虞がある。またエアー搬送方式の給紙ユニットでは、分離あるいは捌きを目的として用紙束の上面にエアーを送風する必要があるが、その送風を接触部材が妨げてしまい、分離あるいは捌きができなくなる虞がある。
【００１０】
またこのような不具合を防ぐために、用紙束の上面を非接触のセンサを用いて検知することが考えられる。ところが、給紙の動作時には前述の分離あるいは捌きを目的とする送風により用紙束の上部では複数の用紙が様々な位置に浮上するために、非浮上状態にある本来の用紙束の最上位が正確に検知できず、非浮上用紙束の最上位を所定位置（高さ）に維持できないという問題があった。
【００１１】
本願発明は上記問題に鑑み、エアー搬送方式の給紙装置であっても、内部に収納した用紙を傷つけずに給紙の動作時に非浮上用紙束の最上位を常に所定位置に維持可能な給紙装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
１．複数の用紙を用紙束として収納する用紙載置台と、前記用紙載置台に収納された用紙束を昇降させる昇降部と、前記用紙束の上部側面に送風して、前記用紙束から用紙を上方に浮上させる送風部と、前記送風部の送風で浮上した用紙をエアーにより吸引し、当該吸引により吸着された用紙を１枚ずつ搬送する用紙搬送部と、装置の所定位置における用紙の有無を検知する非接触の用紙検知センサと、
前記用紙検知センサの検知結果に基づき、前記装置の所定位置における、前記用紙束の用紙の状態を判定する用紙束状態判定部と、
前記送風部の動作時に前記用紙束状態判定部が用紙の浮上状態を判定した場合に前記用紙束を上昇させるよう、前記昇降部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする給紙装置。
２．複数の用紙を用紙束として収納する用紙載置台と、前記用紙載置台に収納された用紙束を昇降させる昇降部と、前記用紙束の上部側面に送風して、前記用紙束から用紙を上方に浮上させる送風部と、前記送風部の送風で浮上した用紙をエアーにより吸引し、当該吸引により吸着された用紙を１枚ずつ搬送する用紙搬送部と、装置の所定位置における用紙の有無を検知する非接触の用紙検知センサと、
前記送風部の動作時に前記用紙検知センサの検知結果における用紙有の割合、又は頻度に基づき前記用紙束を昇降させるよう、前記昇降部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする給紙装置。
３．前記制御部は、前記送風部の非動作時に、前記用紙検知センサにより前記用紙束の最上位を検知し、その検知結果に基づき前記用紙載置台に収納された用紙束を昇降させることを特徴とする１又２に記載の給紙装置。
４．１から３までのいずれか１項に記載の給紙装置と、前記給紙装置から搬送された用紙に画像形成する画像形成部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
エアー搬送方式の給紙装置であっても、内部に収納した用紙を傷つけずに用紙束の上面を正確に検知可能な給紙装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００１５】
［画像形成装置］
図１は、本願実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。画像形成装置は、画像形成装置本体Ａ、画像読取装置ＳＣ、自動原稿送り装置ＤＦ、及び給紙装置Ｂからなる。
【００１６】
図示の画像形成装置本体Ａは、感光体（像担持体）１、帯電手段２、像露光装置３、現像装置４、転写装置９、クリーニング手段６、等から成る「画像形成部」と、定着装置７及び用紙搬送系と、から構成されている。
【００１７】
用紙搬送系は、給紙ユニット１０、第１給紙手段１１、第２給紙手段１２、排紙ローラ対１４、搬送路切換手段１５、両面搬送路１６、反転排紙路１７とから構成されている。
【００１８】
自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは給紙手段により搬送され、画像読取装置ＳＣの光学系により原稿ｄの片面又は両面の画像が読みとられ、イメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。イメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部２０において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、像露光装置３に画像信号を送る。
【００１９】
画像形成手段においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。
【００２０】
画像形成手段においては、感光体１に対し、帯電手段２により電荷（本実施の形態では負帯電）が付加され、像露光装置３からのレーザ光照射により静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像が顕像化されてトナー像（本実施の形態のではトナーは負電荷である）となる。次いで、給紙ユニット１０に収容された用紙Ｐが第１給紙手段１１から搬送される。一方、クリーニング手段６により感光体１上の転写残のトナーが除去される。
【００２１】
用紙Ｐは、レジストローラーから成る第２給紙手段１２でトナー像との同期がとられて搬送される。その後、用紙Ｐは、転写装置９でトナー像が転写されてから定着装置７により定着される。定着後の用紙Ｐは、排紙ローラ対１４により装置外に排出される。
【００２２】
なお、両面コピーの場合は、第１面に画像形成された用紙Ｐは、両面搬送路１６に送り込まれて反転され、再び画像形成手段において第２面に画像形成後、排紙ローラ対１４により装置外に排出される。反転排紙の場合は、通常の排紙通路から分岐した用紙Ｐは、反転排紙路１７においてスイッチバックして表裏反転された後、排紙ローラ対１４により装置外に排出される。
【００２３】
［給紙装置Ｂ］
画像形成装置本体Ａに接続された給紙装置Ｂは、複数のエアー搬送方式の給紙ユニット５を備える。それぞれの給紙ユニット５には、「用紙搬送部」として機能する用紙吸着搬送手段５０、用紙検知センサ５１、用紙載置台５９等を有し、大量の用紙Ｐを収容して画像形成装置本体Ａに用紙Ｐを１枚ずつ搬送する。図１に示す例において給紙ユニット５は３段に構成され、それぞれの給紙ユニットは、１５００〜２５００枚程度の用紙を収納可能である。また各給紙ユニット５は、左右のガイドレール５９０により給紙装置Ｂから引き出し可能に構成されている。
【００２４】
図２乃至図５に基づいて給紙装置Ｂの給紙ユニット５の構成について説明する。図２は本実施形態に係る給紙装置Ｂの要部を示す斜視図、図３は給紙装置Ｂの正面断面図、図４は給紙装置Ｂの平面図、図５は給紙装置Ｂを図１の左方から見た側面図である。
【００２５】
給紙装置Ｂでは例えばＡ４判サイズの用紙であれば、収納された用紙Ｐを最大毎分１２０枚の速度で画像形成装置本体Ａに搬送させることができる。各給紙ユニット５に収納された用紙Ｐは、用紙載置台５９の上に用紙束として載置され、「昇降部」として機能する昇降駆動モータＢ７（後述の図７に示す）により昇降可能に収容されている。また、一対の用紙側端規制板５６は、用紙Ｐの搬送方向と直交する幅方向（以下、単に幅方向という）において積層された用紙束の側端に接して用紙束Ｐを規制する。そして、二つの用紙側端規制板５６の相対距離が自在に変更でき、用紙サイズに対応して用紙束Ｐの幅方向の位置を定めている。また用紙側端規制板５６は用紙の送り方向に十分に長く、剛性強度の大きい箱形構造を成している。
【００２６】
用紙先端規制板５７は、用紙搬送方向において積載する用紙束の先端を規制するものであり、給紙ユニット５に固設している。
【００２７】
用紙後端規制板５８は、用紙Ｐの長さ方向に移動自在で、用紙Ｐの送り方向後端（搬送方向上流側）の位置を規制するものであり、用紙搬送方向に変位可能に給紙ユニット５に支持される。
【００２８】
また、用紙側端規制板５６と用紙後端規制板５８は後述のエアーにより浮きあがった用紙Ｐを常に規制できるように高さと形状を備えている。
【００２９】
［用紙吸着搬送手段５０］
図３に示すように、用紙載置台５９に積載する用紙束に対する、用紙の搬送方向の下流側には、用紙吸着搬送手段５０が配置されている。用紙吸着搬送手段５０には、搬送駆動モータ（不図示）に接続する大径ローラ５０８と２個の小径ローラ５０９に巻回して回動する３つの吸着搬送ベルト５０７が幅方向に渡って並列配設される。
【００３０】
吸着搬送ベルト５０７は、図２等に示すように多数の小径の貫通孔が設けられている。吸着搬送ベルト５０７の内側にはダクト５０２が固設されている。
【００３１】
ダクト５０２とこれに連結する吸引ファン５０１とが「吸引部」として機能する。ダクト５０２の下部には、それぞれの吸着搬送ベルト５０７に対向して吸引口５０３を有する。吸引口５０３が、用紙吸着搬送手段５０のエアー吸引位置を決めている。吸引されたエアーはダクト５０２を介して奥側に排出される。なお、他の実施形態として吸引ファン５０１を給紙ユニット５の奥側に設け、用紙吸着搬送手段５０とダクトで接続するような構成としてもよい。
【００３２】
吸引ファン５０１は常時作動しており、用紙吸着搬送手段５０は、後述のエアー吹き付けの用紙捌き機構により浮きあがった最上位の用紙Ｐを吸着搬送ベルト５０７で吸着する。そして、後述の制御部により吸着が行われた後に所定のタイミングで駆動源が作動され、吸着搬送ベルト５０７が回転されると、吸着された用紙Ｐは矢印ａの方向（用紙搬送方向の下流側）に搬送され、画像形成装置本体Ａへ送り込まれる。
【００３３】
［用紙束からの用紙の浮上分離・・エアー捌き］
つぎに、「浮上分離工程」について説明する。浮上分離工程では、用紙載置台５９に積載する用紙束の上部側面にエアーを吹きつけて、用紙束よりも上方の用紙Ｐの間にエアーを送りこんで、各用紙Ｐを分離する。ここでいう用紙束の上部側面とは用紙載置台５９に重ねられた用紙束の側面のうち、１枚ずつ用紙が搬送される方の部分をいう。
【００３４】
図２乃至図５に示すように、幅方向から用紙載置台５９内に積層された用紙束Ｐの上部にエアーを吹き付ける側面送風部５４及び先端送風部５２が用紙載置台５９の両側面及び用紙搬送方向下流側に配設されている。なお、当該先端送風部５２及び側面送風部５４が「送風部」として機能する。
【００３５】
「側面送風部５４」は、用紙側端規制板５６に配設され、送風ファン５４１とダクト５４２等で構成され、用紙側端規制板５６に配設される送風口５４３から用紙束の上部にエアーを吹き付けている。送風ファン５４１は吹出口を上向きにして用紙側端規制板５６に取り付けられている。上向きに排出されたエアーは、ダクト５４２により９０°向きを変えられ、用紙側端規制板５６の送風口５４３から水平方向に吹き出される（送風Ｖ４）。
【００３６】
また送風口５４３の高さは、最上層の用紙Ｐ１が送風口５４３のほぼ中央になるような関係が望ましく、送風ファン５４１の能力やダクト５４２等の設計上の理由から適宜に設定される。
【００３７】
なお、上述のように送風口５４３及び側面送風部５４は用紙側端規制板５６に取り付けられており、これらは一体に移動可能である。従って、用紙サイズの変更に対応して、常に用紙束Ｐに対し一定の位置関係を維持することができる。
【００３８】
「先端送風部５２」は、送風ファン５２１とダクト５２２等で構成され、送風口５２３ａ又は送風口５２３ｂから送風することができる。
【００３９】
水平方向に開口している送風口５２３ｂから送風を行った場合には、当該送風口５２３ｂは積層された用紙束Ｐの上部にエアーを水平方向から吹き付けことができる（送風Ｖ２ｂ）。上向きに開口している送風口５２３ａから送風を行った場合には、上向きに吹き付けられたエアーは斜め上方の送風口５２３ａから吹き出される（送風Ｖ２ａ）。図３に示すように、送風口５２３ａから吹き出されたエアーは、用紙吸着搬送手段５０の吸着搬送ベルトに対して用紙搬送方向の上流側から斜めに送風される。当該送風により吸着搬送ベルト５０７に複数枚の用紙Ｐが吸着された場合に、当該の用紙Ｐの捌きを行う。以下説明する。
【００４０】
［用紙の吸着、捌き、搬送］
先端送風部５２は、用紙Ｐの種類に応じて送風力が制御できるようになっている。即ち、ＯＨＰフィルム、トレース用紙、表面が平滑な塗工紙、ミシン目や筋押し等の加工が施された用紙、オフセット印刷済みの用紙に打ち粉が塗布されている場合などにも、用紙束の用紙間にエアーを吹き込んで分離を確実にする。
【００４１】
図６（ａ）及び（ｂ）、（ｃ）は、側面送風部５４と先端送風部５２によって用紙束Ｐから分離した用紙Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が用紙吸着搬送手段５０に吸着され、搬送される工程を示す説明図である。
【００４２】
図６（ａ）は用紙の「吸着工程」を説明する図である。用紙Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が側面送風部５４と先端送風部５２によって用紙束Ｐから分離し浮きあがり、最上位の用紙Ｐ１が用紙吸着搬送手段５０に吸着される。側面送風部５４により吹き上げられる送風Ｖ４及び先端送風部５２により吹き上げられる送風Ｖ２ｂによって、用紙載置台５９上に積載された用紙束の上層における少数枚の用紙Ｐが用紙の自重に抗して持ち上げられる。この際に、吸着搬送ベルト５０７の負圧による吸気Ｖ０により最上位の用紙Ｐ１のみが吸着搬送ベルトに吸着される。なおこの際、図６（ａ）に示すよう先端送風部５２のシャッタＳＨは左方に移動しているので、送風口５２３ｂからの送風を行うことができる。
【００４３】
本実施形態に係る給紙ユニット５では、側面送風部５４によって吹き上げられた最上位の用紙Ｐ１は、前述の通り図６（ａ）の実線に示す状態で用紙吸着搬送手段５０の所望の位置に吸着される。そのために、吸引口５０３は最上位の用紙Ｐ１で完全に遮蔽されるので、下方の用紙Ｐ２、Ｐ３には用紙吸着搬送手段５０の吸気Ｖ０の作用が及ばない。
【００４４】
図６（ｂ）は、先端送風部５２による用紙Ｐ１から他の用紙（Ｐ２、Ｐ３）を捌く、用紙の「捌き工程」を説明する図である。用紙Ｐ２及びＰ３には吸着搬送ベルト５０７の吸気Ｖ０の作用がなく、先端送風部５２により吹き上げられる送風Ｖ２ａによって用紙Ｐ２と用紙Ｐ１との間（用紙Ｐ３と用紙Ｐ２も同様）には、送風Ｖ２ａのエアーにより用紙Ｐ１から用紙Ｐ２等の下方の用紙を確実に分離することができる。なおこの際、図６（ｂ）に示すよう先端送風部５２のシャッタＳＨは右方に移動しているので、送風口５２３ａからの送風を行うことができる。
【００４５】
図６（ｃ）は、用紙吸着搬送手段５０による「用紙搬送工程」を説明する図である。搬送駆動モータを駆動させることにより、大径ローラ５０８及びこれに巻き回されている吸着搬送ベルト５０７が回転する（図示時計回転方向）。吸着搬送ベルトの回転にともない。吸着搬送ベルト５０７に吸着されている用紙Ｐ１は矢印ａ方向に搬送される。
【００４６】
以上に示すように、本発明に係わる給紙装置は、平滑紙から普通紙に至る広範囲な用紙に対して、高湿度環境を含む広範囲の環境下でも重送、ノーフィード等のミスフィードのない優れた給紙性能が達成できる。
【００４７】
［用紙検知センサ５１・・用紙束の最上位検知部］
また、図４、図５等に示すように、用紙先端規制板５７には、用紙載置台５９上に積載された用紙束の最上位を検知する用紙検知センサ５１が配置されている。
【００４８】
図８は、「用紙検知センサ５１」の拡大図である。
【００４９】
用紙検知センサ５１は、非接触の光学式のセンサであり、発光部５１１と、受光した光を電気信号に換える受光部５１２と、第１レンズ５１３と第２レンズ５１４でなるレンズ部で構成される。第１レンズ５１２によって、発光部５１１から放射された光は、用紙束Ｐの端部が昇降する移動面の所定位置Ｃに集光される。第２レンズ５１４によって所定位置Ｃにおける用紙（用紙束）で反射する二次光は受光部５１２に集光される。レンズ部は防塵ガラス５１５で保護されている。所定位置Ｃは、用紙束の最上位が吸着搬送ベルト５０７から適正な離れた位置（高さ）である。つまり、吸着搬送ベルト５０７に過度に近接して重送が発生するような位置でもなく、吸着搬送ベルト５０７から過度に離れて給紙間隔が長くなり給紙性能に支障を生じさせるような位置でもない。
【００５０】
従って、第１及び第２レンズが付加された用紙検知センサ５１は、給紙装置本体の所定検知位置Ｃにおける用紙の有無を高い確度で検知することができる。換言すると、用紙検知センサ５１の検知信号に基づき、昇降する用紙束の最上位が当該所定領域内に存在するか否かを光学的に高い確度で検知することができる。
【００５１】
図８では、上記の検知位置Ｃが図示のように用紙束Ｐの最上位に対して“ｈ”だけ高い位置にある。
【００５２】
給紙動作を開始する前に用紙検知センサ５１の信号が用紙無から用紙有に変更するまで用紙載置台５９上の用紙束Ｐを矢印ａの方向に上昇させるよう制御することによって、用紙束Ｐの最上位を所定位置Ｃ（最適な高さ）に設定することができる。例えば、図４、図５等に示す用紙検知センサ５１の検知結果に基づき昇降駆動モータＢ７（図７に示す）を駆動、あるいは停止するよう、制御を行っている。
【００５３】
更に、非接触で用紙束における上部位置を検知しているために、薄紙や帳票紙等のデリケートな用紙を用いた場合であっても、当該用紙を傷つけたり、筋を付けたりすることが防止できる。
【００５４】
［用紙検知センサ５１の検知結果に基づき非浮上用紙束の最上位判定］
図９の（ａ）は、給紙動作時に、先端送風部５２及び側面送風部５４で構成される「送風部」からのエアーにより、用紙束Ｐの用紙のうちでＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の用紙が浮上している状況を示している。浮上紙Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、用紙吸着搬送手段５０との間で様々な位置を一時的に占めるような不安定な挙動を示す。非給紙時のように用紙検知センサ５１の検知信号における用紙の有無に基づき用紙束を昇降させるよう制御すると、用紙束Ｐにおける非浮上紙の最上位Ｐ０を給紙装置本体の所定位置（高さ）に常に安定的に維持することが困難である。非浮上の用紙束における最上位が用紙吸着搬送手段５０と過度に近くなり、用紙重送の発生頻度が増加する。逆に、用紙吸着搬送手段５０と過度に離間して、用紙吸着搬送手段５０に吸着される用紙の間隔が増加して、給紙性能に支障が生じる。上記の事態が従来の非接触センサによる用紙束昇降制御の問題点である。
【００５５】
つまり、「非浮上用紙束の最上位を給紙装置本体の所定位置（高さ）に常に安定的に維持する」ことが、非接触センサによる用紙束昇降制御の重要な因子であり、この問題を解決する実施の形態を以下に説明する。
【００５６】
図９の（ｂ）は、用紙検知センサ５１の所定検知位置Ｃが図９の（ａ）のＡ点に位置する場合に、用紙検知センサ５１の検知信号である。横軸は時間である。そして、縦軸の「ＯＮ」は、用紙検知センサ５１が「用紙有」を検知していることを示す信号である。「ＯＦＦ」は、「用紙無」を検知していることを示す信号である。
【００５７】
なお、ここで用いられた用紙検知センサ５１は、受光部５１２に入射する光量が基準値以上になると「用紙有」の信号を出力し、基準値未満であると「用紙無」の信号を出力するように、事前に調整されている。
【００５８】
図９の（ａ）では、非浮上紙と浮上紙の境界、つまり非浮上用紙束の最上位用紙Ｐ０と用紙検知センサ５１の検知位置Ｃとの距離をｈで示している。検知位置Ｃが、最上位用紙Ｐ０の上方に位置する場合を＋方向、下方に位置する場合を−方向で示し、最上位用紙Ｐ０に位置する場合を０で示す。
【００５９】
ｈが＋方向になると「用紙有」の検知割合は低下する。逆に−方向に移動すると「用紙有」の検知割合は増加し、更に下方になると「用紙有」の検知割合は１００％になるような関係がある。
【００６０】
図９の（ｃ）は上記の関係を示している。実際には、所定検知位置（高さ）の対象範囲（用紙検知センサ５１の検知分解能）、あるいは、用紙検知センサ５１で「用紙有」を検知するための基準値の調整によっても、図示の特性曲線は実際の非浮上用紙束の最上位点に対して様々に変更するものである。
【００６１】
以上の理由から、非浮上用紙束の最上位Ｐ０に対応する検知割合（％）は、用紙検知センサ５１の特性に合わせて適宜設定されるものである。更に、実際の給紙機構を鑑みると、非浮上用紙束の最上位Ｐ０を所定の範囲の位置（高さ）に維持できれば十分である。
【００６２】
従来の「用紙有検知に基づく用紙束昇降制御」を「用紙有の検知割合に基づく用紙束昇降制御」に変更することによって、「非浮用紙束の最上部」を常に「所定範囲の位置」に維持することが可能となり、前述の非接触センサによる用紙束昇降制御の問題が解決できる。
【００６３】
［制御ブロック］
図７は、画像形成装置の制御ブロック図である。なお、同図では本実施形態の動作説明に必要な部分の周囲を中心に記載してあり、その他の画像形成装置として既知の部分についてはその記載を省略している。
【００６４】
Ｂ０は制御部であり、当該制御部Ｂ０が「制御部」として機能する。制御部Ｂ０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えており、当該ＣＰＵがＲＯＭに格納される所定のプログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開する。そして、展開したプログラムに従って各種処理を実行する。
【００６５】
給紙ユニット５には、用紙検知センサ５１、送風ファン５２１、５４１、吸引ファン５０１、用紙搬送モータＢ６、昇降駆動モータＢ７を備えている。
【００６６】
制御部Ｂ０では、給紙装置Ｂの通信部Ｂ５及び画像形成装置本体Ａの通信部Ａ５を介して画像形成装置の制御部Ａ０と通信を行う。画像形成装置本体Ａでは操作表示部Ａ２により、画像形成装置本体Ａの各給紙ユニット１０及び給紙装置Ｂの各給紙ユニット５に、収納している用紙Ｓの用紙情報を入力することができる。用紙情報としては普通紙あるいは塗工紙等の紙種類情報、用紙の斤量情報、サイズ情報などである。そして給紙装置Ｂの制御部Ｂ０では、通信部Ｂ５を介してその用紙の紙種類情報を取得することができる。
【００６７】
給紙ユニット５の用紙検知センサ５１は、検知結果を用紙束状態判定部Ｂ１に出力する。用紙束状態判定部Ｂ１は、用紙検知センサ５１の検知結果に基づいて用紙検知センサ５１の検知位置における用紙の状態を判定する。具体的には「用紙が存在しない状態」、「浮上紙が存在する状態、つまり用紙の浮上状態」、あるいは「浮上していない用紙束である状態」を判定する。
【００６８】
用紙の状態は、図９の（ｂ）で示した、所定期間内Ｔ０における用紙検知センサ５１のＯＮ・ＯＦＦ出力に基づき検知される。所定期間内Ｔ０におけるＯＮ出力の累計時間をＴ１にする時に、「用紙有の検出割合」ＲはＴ１／Ｔ０となる。「用紙有の検出割合」Ｒが所定値Ｒ１未満の場合、「用紙が存在しない状態」と判定する。「用紙有の検出割合」ＲがＲ１以上でＲ２未満の場合「用紙の浮上状態」と判定する。「用紙有の検出割合」Ｒが所定値Ｒ１以上の場合、「浮上していない用紙束である状態」と判定する。
【００６９】
また、用紙検知センサ５１のＯＮ・ＯＦＦ切替の頻度（所定期間内の切替回数）によって用紙束Ｐの用紙の状態を判定することもできる。例えば、ＯＮ・ＯＦＦ切替の頻度Ｆが所定値Ｆ１未満の場合「用紙が存在しない状態」と判定し、ＯＮ・ＯＦＦ切替の頻度ＦがＦ１以上Ｆ２未満の場合「用紙の浮上状態」と判定する。ＯＮ・ＯＦＦ切替の頻度Ｆが所定値Ｆ２以上の場合、「浮上していない用紙束である状態」と判定する。
【００７０】
制御部Ｂ０は、用紙束状態判定部Ｂ１が「用紙が存在しない状態」、又は「用紙の浮上状態」と判定した場合に、用紙束が上方に移動する方向に昇降駆動モータＢ７を所定量分だけ駆動する。「用紙が存在しない状態」の場合には、「用紙の浮上状態」の場合に比較して前記の所定量を大きくしてもよい。
【００７１】
制御部Ｂ０は、所定量分の駆動により、用紙束状態判定部Ｂ１が「浮上していない用紙束である状態」と判定すると、用紙束の位置が保持されるように昇降駆動モータＢ７を停止保持状態にする。
【００７２】
昇降駆動モータＢ７と用紙束の昇降部との間の駆動機構は以下のような構成である。昇降駆動モータＢ７を駆動すると用紙束は昇降され、昇降駆動モータＢ７の駆動を停止すると用紙束はその位置に保持される。
【００７３】
上記の実施の形態では用紙束状態判定部Ｂ１を制御部Ｂ０と別の構成部であるが、用紙束状態判定部Ｂ１を制御部Ｂ０に包含させるような構成であってもよい。そのような構成の場合において、制御部Ｂ０は、用紙検知センサ５１の検知結果における「用紙有」の割合、あるいは「用紙有」の検知頻度に基づき前記用紙束を昇降させるよう、昇降駆動モータＢ７（昇降部）を制御する。
【００７４】
［制御フロー］
図１０は、実施形態に係る給紙装置Ｂの制御フローを示す図である。本制御フローは給紙装置Ｂの制御部として機能する制御部Ｂ０により実行される処理である。
【００７５】
３つの給紙装置Ｂには上段から下段へＪ＝１，２，３の番号で指定される。図１０のステップＳ１０１では、最上段の給紙装置を指定して、ステップＳ１０２からステップＳ１０７の行程によって各給紙装置Ｂに積載される用紙束Ｐの昇降制御を、Ｊ＝１、Ｊ＝２、Ｊ＝３の順番で実行する。
【００７６】
ステップＳ１０２では、指定された給紙装置が給紙中であるか、否かを判定している。判定結果が、「ＹＥＳ」、つまり「給紙中」の場合、ステップＳ１０３へ移行する。そして、「ＮＯ」、つまり「待機中」の場合、ステップＳ１０６へ移行する。
【００７７】
ステップＳ１０３は、「所定の給紙行程」を実行する行程である。送風部からエアーを吹き付けて用紙束Ｐの最上部の用紙を浮上させるエアー捌き行程と、浮上した浮上紙を用紙吸着搬送手段５０に吸着して１枚毎に給紙装置Ｂの下流側へ搬送する用紙搬送行程とが実行される行程である。この行程の進行により、給紙装置Ｂに積載される用紙束Ｐの最上位Ｐ０は徐々に降下する。そして、所定数の給紙が実行されると、ステップＳ１０４に移行する。
【００７８】
ステップＳ１０４は、用紙束状態判定部Ｂ１の判定結果が「用紙の浮上状態」である場合にはステップＳ１０５に移行し、そして「用紙の非浮上状態」の場合にはステップＳ１０２に戻す選択行程である。
【００７９】
ステップＳ１０５は、用紙載置台５９の用紙束Ｐを所定量分だけ上昇させるよう昇降駆動モータＢ７を駆動する行程である。この行程が終了するとステップＳ１０２へ戻る。
【００８０】
ステップＳ１０２で「所定の給紙装置が待機中である」と判断された場合には、ステップＳ１０６に移行する。
【００８１】
ステップ１０６は、用紙束状態判定部Ｂ１の判定結果が「用紙が存在しない状態」、つまり「用紙無」である場合に上記で説明したステップＳ１０５に移行し、「用紙有」に場合にはステップ１０７に移行する行程である。
【００８２】
ステップ１０７は、所定の給紙装置が最終チェックの給紙装置であるか否かをチェックする行程であり、最終の給紙装置の場合には一連の給紙装置の昇降制御を終了させる。仮に、最終の給紙装置でない場合には、ステップＳ１０８に移行する。この実施形態では、Ｊ＝３になると最終チェックの給紙装置であること意味する。
【００８３】
ステップ１０８は、次の給紙装置を指定してステップＳ１０２に移行させる行程である。
【００８４】
上述の制御フローは、３つの給紙装置Ｂから所定の給紙装置Ｂを順次指定して各給紙装置Ｂに対する用紙束昇降制御を実行する。その結果、全ての給紙装置Ｂで、給紙時に、あるいは待機時に、常に用紙束の最上位を所定の位置（高さ）に維持させることができる。
【００８５】
図１１は別の実施形態の制御フローである。制御部Ｂ０によって用紙検知センサ５１の検知結果における「用紙有」の割合、に基づき前記用紙束を昇降させるよう、昇降駆動モータＢ７（昇降部）を制御するものである。
【００８６】
ステップＳ１０４をステップＳ２０４に変更し、図１０のステップＳ１０６をステップＳ２０６に変更している点が図１０の制御フローと異なる点である。そいて、他の行程は図１１と同一である。
【００８７】
ステップＳ２０４では、用紙検知センサ５１の用紙有の検知割合Ｒが所定値Ｒ１未満である否かを判定して、未満の場合にはステップＳ２０５に移行して、用紙束を所定量分だけ上昇させるよう昇降駆動モータＢ７を駆動させる。
【００８８】
ステップＳ２０６では、所定の給紙装置が待機中であるとき、用紙検知センサ５１の検知結果が「用紙無」である場合にステップＳ２０５に移行して用紙束を所定量分だけ上昇させるよう昇降駆動モータＢ７を駆動させる。
【００８９】
上記の実施形態では、エアー搬送方式の給紙装置において、非接触の上面検知センサを用いることにより内部に収納した用紙を傷つくことを防止でき、かつ、エアー送風時に用紙検知センサによる用紙有の検知割合、あるいは検知頻度に基づき用紙束を昇降させることにより、給紙の動作時における非浮上用紙束の最上位を常に所定位置に維持することができる。結果として、グロスコート紙、上質紙、追い刷り紙、再生紙などの様々な記録材が用いられる場合でもノーフィード及び重送のない給紙性能に優れ、且つ給紙間隔の短い高速性能に優れた給紙装置、及び当該給紙装置が用いられる画像形成装置を提供できる。
【００９０】
なお、上記の実施形態では、用紙検知センサ５１が給紙装置の待機時に用紙束を昇降するための用紙束の最上位を検知する用紙束上位検知部として兼用されているが、別体の用紙束上位検知部を設置させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本願実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図２】本実施形態に係る給紙装置Ｂの要部を示す斜視図である。
【図３】給紙装置Ｂの正面断面図である。
【図４】給紙装置Ｂの平面図である。
【図５】給紙装置Ｂの側面図である。
【図６】側面送風部５４と先端送風部５２によって用紙束Ｐから分離した用紙Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が用紙吸着搬送手段５０に吸着され、搬送される工程を示す説明図である。
【図７】画像形成装置の制御ブロック図である。
【図８】用紙検知センサ５１の構成と検知位置を示す説明図である。
【図９】用紙検知センサ５１の検知結果（信号）と、該検知結果に基づき得られた「用紙有」の検知割合と検知位置との関係と、を示す説明図である。
【図１０】実施形態に係る給紙装置Ｂの制御フローを示す図である。
【図１１】他の実施形態に係る給紙装置Ｂの制御フローを示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
Ａ  画像形成装置本体
Ｂ  給紙装置
５、１０  給紙ユニット
５０  用紙吸着搬送手段
５０８  大径ローラ
５０９  小径ローラ
５０７  吸着搬送ベルト
５０２  ダクト
５０１  吸引ファン
５０３  吸引口
５１  用紙検知センサ
５２  先端送風部
５２１  送風ファン
５２２  ダクト
５２３ａ、５２３ｂ  送風口
５４  側面送風部
５４１  送風ファン
５４２  ダクト
５４３  送風口
５６  用紙側端規制板
５７  用紙先端規制板
５８  用紙後端規制板
５９  用紙載置台
Ｂ０  制御部
Ｂ１  用紙束状態判定部
Ｂ７  昇降駆動モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010120721.tif 000009
【図８】
2010120721.tif 000010
【図９】
2010120721.tif 000011
【図１０】
2010120721.tif 000012
【図１１】
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