(57)【要約】【課題】  空気の吹き付けによってシート間の密着力を低減する手段を有する給紙装置において、人手による調整を要することなく良好な給紙を行う。【解決手段】  ピックアップロール２によってシートＳが送り出されると、シート速度測定手段がシートＳの移動速度を測定し、接触面速度測定手段が接触面の移動速度を測定する。制御手段は、シート速度測定手段で測定されたシートの移動速度と接触面速度測定手段で測定された接触面の移動速度との速度差が所定値に応じてブロワ５による吹き付けを制御する。【選択図】            図１
2006027843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積み重ねられたシートに接触部材を圧接させ、該接触部材の該シートとの接触面を所定の方向に移動させることによって該シートを送り出す送出手段と、
前記積み重ねられたシートの積層面に向けて空気を吹き付ける吹き付け手段と、
前記シートの移動速度を測定するシート速度測定手段と、
前記接触面の移動速度を測定する接触面速度測定手段と、
前記シート速度測定手段で測定された前記シートの移動速度と前記接触面速度測定手段で測定された前記接触面の移動速度との速度差に応じて前記吹き付け手段による吹き付けを制御する制御手段と
を有する給紙装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記シートと前記接触面との速度差に対する風量増分の関係を記憶しており、前記シート速度測定手段で測定された前記シートの移動速度と前記接触面速度測定手段で測定された前記接触面の移動速度との速度差に応じた風量増分を該関係に基づいて求め、求められた風量増分だけ前記吹き付け手段の風量を増加させることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項３】
前記シート速度測定手段は、
前記シートにおける前記接触部材が接触するのと同一の面に所定の荷重で接触し、該シートの移動に伴って従動回転するロールと、
該ロールの回転速度を測定する回転速度測定手段と、
該回転速度に基づいて前記シートの移動速度を求める算出手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項４】
前記送出手段は、前記シートに圧接し回転駆動されるロールを有し、
前記接触面速度測定手段は、該ロールを回転駆動するための駆動信号、または、該ロールの回転速度を検知し、検知された駆動信号または回転速度に基づいて該ロール周面の移動速度を求める
ことを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項５】
前記送出手段は、複数のロールと、該ロールのうち１つを回転駆動する駆動手段と、該複数のロールに張架されたベルトを有し、
前記接触面速度測定手段は、前記ロールを回転駆動するための駆動信号、または、該ロールの回転速度を検知し、検知された駆動信号または回転速度に基づいて該ロール周面の移動速度を求める
ことを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の給紙装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積み重ねられたシートを１枚ずつ送り出す技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
給紙トレイに収納されたシートを回転駆動されるロール（ピックアップロール）を用いて送り出す給紙装置が知られている。この給紙装置は、回転駆動されるピックアップロールを最上位のシートに圧接させ、ピックアップロールとシートとの間に発生する摩擦力によってシートを給紙トレイから１枚ずつ送り出すものである。ピックアップロールとシートとの間に発生する摩擦力Ｆ0は次式で表される。
Ｆ0＝μ・Ｎ
ここで、μ：ピックアップロールとシートとの摩擦係数、Ｎ：ピックアップロールがシートに加える垂直荷重である。摩擦係数μは、シートおよびピックアップロール周面の材質に依存する。
【０００３】
ところで、近年、画像形成装置のカラー化が進むにつれ、カラーの高画質化に対応するためにアート紙、コート紙などと呼ばれる光沢度の高い用紙が使用されるようになった。これらは、普通紙と比べてシート表面の平滑度が高いため、シート同士の密着力が非常に高い。従って、シートを１枚ずつ送り出すためには、この密着力を上回る摩擦力Ｆ0を発生させることが必要となる。摩擦力Ｆ0を増加させるには、垂直荷重Ｎを増加させればよい。しかしながら、垂直荷重Ｎを大幅に増加させると、シート同士の間に発生する摩擦力も増加し、紙粉が発生する原因となる。
【０００４】
シート間の密着力を低減あるいは解消するための技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載の技術では、給紙トレイに積み重ねて収納されたシートの最上位面の位置を検知する手段と、高さ方向に位置を可変可能なノズルを有し、シートの最上位面に合わせてノズルを移動させ、このノズルによってシート束に側方から空気を吹き付ける。シート間の間隙に空気が進入して密着力が低減され、シートを１枚ずつ送り出すことを可能としている。
【０００５】
特許文献２に記載の技術では、シートの種類に応じて空気の吹き付けを制御することによって、シートの種類を問わず、良好な給紙を行うことを可能としている。
特許文献３に記載の技術では、異なる開口形状を有するノズルを選択して用いることができるようになっており、シートの種類に応じたノズルを用いることによって良好な給紙を行うことが可能となっている。
【特許文献１】特開平１０−６７４４２号公報
【特許文献２】特開２００１−３１２７３号公報
【特許文献３】特開２００１−８８９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１乃至３に記載の技術では、実際に良好な給紙が行われるようにするためには、給紙の状態を観察しながら給紙装置を調整することが必要であり、また、新種のシートを用いる場合や、給紙装置の経年変化などによって給紙性能が変化した場合には、給紙装置を改めて調整し直さなければならない。
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、空気の吹き付けによってシート間の密着力を低減する手段を有する給紙装置において、人手による調整を要することなく良好な給紙を行うことのできる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、本発明は、積み重ねられたシートに接触部材を圧接させ、該接触部材の該シートとの接触面を所定の方向に移動させることによって該シートを送り出す送出手段と、前記積み重ねられたシートの積層面に向けて空気を吹き付ける吹き付け手段と、前記シートの移動速度を測定するシート速度測定手段と、前記接触面の移動速度を測定する接触面速度測定手段と、前記シート速度測定手段で測定された前記シートの移動速度と前記接触面速度測定手段で測定された前記接触面の移動速度との速度差に応じて前記吹き付け手段による吹き付けを制御する制御手段とを有する給紙装置を提供する。
【０００８】
上記の給紙装置によれば、送出手段によってシートが送り出されると、シート速度測定手段がシートの移動速度を測定し、接触面速度測定手段が接触面の移動速度を測定する。制御手段は、シート速度測定手段で測定されたシートの移動速度と接触面速度測定手段で測定された接触面の移動速度との速度差が所定値に応じて吹き付け手段による吹き付けを制御する。
【０００９】
上記の給紙装置においては、前記制御手段は、前記シートと前記接触面との速度差に対する風量増分の関係を記憶しており、前記シート速度測定手段で測定された前記シートの移動速度と前記接触面速度測定手段で測定された前記接触面の移動速度との速度差に応じた風量増分を該関係に基づいて求め、求められた風量増分だけ前記吹き付け手段の風量を増加させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、空気の吹き付けによってシート間の密着力を低減する手段を有する給紙装置において、人手による調整を要することなく良好な給紙を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
＜構成＞
図１は、本発明の実施形態にかかる給紙装置１の構成を示す図である。給紙装置１は、例えば、プリンタ、複写機などの画像形成装置の給紙手段として用いるのに好適である。また、本発明は、画像形成装置の給紙手段に限らず、積み重ねられたシートを１枚ずつ取り出して供給するいかなる装置にも適用可能である。
【００１２】
給紙装置１は、図示せぬ給紙トレイを備えている。給紙トレイは図示せぬバネによってピックアップロール（送出手段）２へ向けて押し上げられており、これによって、シートＳの最上位面の高さが常にほぼ一定となるように制御される。そして、ピックアップロール２およびシート速度測定ロール（シート速度測定手段）５はシートＳの最上位面に圧接されている。
【００１３】
図２は、給紙装置１の平面図である。ピックアップロール２には、複数のギアからなる伝達機構１２によって、駆動モータ７が発生する駆動力が伝達され、ピックアップロール２は矢印方向に回転する。この回転により、ピックアップロール２とシートＳとの間に摩擦力が発生し、シートＳがフィードロール３の方向に送り出される。
ピックアップロール２と駆動機構１２とはハウジング６に支持されている。図１において、ハウジング６は回転軸８によって揺動自在に支持されており、ハウジング６には一端を固定されたバネ１３が取り付けられており、バネ１３には引張力が与えられている。この引張力およびピックアップロール２の自重とによってピックアップロール２はシートＳに圧接されている。
【００１４】
ピックアップロール２によって送り出されたシートＳは、フィードロール３と分離ロール４が形成するニップ部に進入していく。フィードロール３および分離ロール４は、図示せぬ駆動モータにより、所定のトルクで矢印方向に回転する。フィードロール３と分離ロール４とは互いに逆方向に回転駆動されている。分離ロール４にはトルクリミッタが設けられており、駆動モータによる回転方向と逆方向のトルクが所定値を越えた場合、逆回転するようになっている。この所定値は、シートＳがニップ部に１枚だけ進入した場合にシートＳから分離ロール４に働く摩擦力によるトルクを下回る値に設定されている。これによって、分離ロール４は、シートＳの送り出しに従動して逆回転する。また、この所定値は、シートＳがニップ部に２枚以上進入した場合に、シートＳ相互の摩擦力によるトルクを上回る値に設定されている。これによって、分離ロール４は、シートＳ間の摩擦力に打ち勝って、下層のシートＳを給紙トレイに押し戻すことができる。
分離ロール４はハウジング９に支持されており、ハウジング９は回転軸１１を中心として揺動可能に支持されている。ニップ荷重用ばね１０がハウジング１１に荷重を加えることによって、分離ロール４はフィードロール３と圧接されている。
【００１５】
給紙装置１は、ピックアップロール２の周面の移動速度を測定する手段（接触面速度測定手段、図示省略）を有している。接触面速度測定手段は、駆動モータ７がステッピングモータの場合には、駆動モータ７を駆動する際に用いる指令クロック数に基づいて速度を求めることができる。あるいは、ピックアップロール２の回転軸、または駆動力の伝達機構の回転軸にロータリーエンコーダを設けることによって回転軸の回転速度を測定し、測定された回転速度に基づいてピックアップロール２の周面の移動速度を求めることができる。
【００１６】
また、給紙装置１は、ピックアップロール２によって送り出されるシートＳの移動速度を測定するシート速度測定ロール５を有している。シート速度測定ロール５はシートＳの最上位面に所定の荷重により接触している。シート速度測定ロール５の回転軸にはロータリーエンコーダが設けられている。ここで、所定の荷重は、シートＳの移動に従動してシート速度測定ロール５が回転した際に、シート速度測定ロール５とシートＳとの間に滑りが発生しないように予め定められている。この構成によって、ロータリーエンコーダによってロールの回転軸の回転速度を測定し、測定された回転速度に基づいてシートＳの移動速度を測定することができる。
【００１７】
給紙装置１は、給紙トレイに収納されたシートの積層面に向けて空気流を吹き付けるためのブロワ５０（図６参照）を有している。ブロワ５０は、図示せぬファンによって空気流を作り出し、吹き出し口５１から空気流を吹き出すことによって、シートの積層面に向けて空気流を吹き付ける。図６においては、ブロワ５０はシートの搬送方向に対して直角方向から空気流を吹き付けるように設けられているが、その位置は任意であり、シートの前端あるいは後端に空気流を吹き付けるように設けられていてもよい。
【００１８】
ブロワ５０から吹き出される空気の風量は調整可能となっている。風量を調整する手段としては、ファンの回転数を可変とする、吹き出し口５１の開口部の形状あるいは開口面積を可変とする、などが挙げられる。
ブロワ５０によって空気流を吹き付けられると、図７に示すように、シート間に空気流が入り込み、最上位から複数枚のシートが浮き上がる。これによって、シート間の密着力が低減または解消される。
【００１９】
給紙装置１は、給紙装置１全体の制御を行う制御部（図示省略）を有しており、接触面速度測定手段、シート速度測定手段によって測定された速度を用いて、後述する風量制御のための演算を行い、演算結果に基づいて吹き付けの制御を行う。制御部は、図８に示すテーブルを記憶している。このテーブルは、後述する滑り率と風量増分とを対応付けたテーブルである。制御部は、接触面速度測定手段とシート速度測定手段による測定結果に基づいて滑り率を求め、この滑り率に応じた風量増分をテーブルから抽出し、ブロワ５０による吹き付けを制御する。
なお、制御部の機能はハードウェアに実装されていてもよいし、処理の手順を記述したコンピュータプログラムをＣＰＵが実行することによって当該機能を実現するようにしてもよい。
【００２０】
＜動作＞
次に、給紙装置１の動作について説明する。
図３は給紙装置１の動作を示すフロー図である。まず、ステップＳ０１では、ピックアップロール２の駆動が開始される。ここでは、予め定められた初期荷重Ｎ０によってピックアップロール２がシートＳに圧接される。このとき、接触面速度測定手段によってピックアップロール２の周面の移動速度（ロール速度）Ｖｒが求められる。
次に、ステップＳ０２では、シート速度測定手段によって、シートＳの移動速度（シート速度）Ｖｓが求められる。ステップＳ０３では、制御部がロール速度Ｖｒとシート速度Ｖｓとの速度差ｄＶ＝（Ｖｒ−Ｖｓ）を求め、求められた速度差ｄＶのロール速度Ｖｒに対する比ｄＶ／Ｖｒを求める。この比を滑り率Ｒｓと称する。
【００２１】
ステップＳ０４では、制御部は、ステップＳ０３で求めた滑り率Ｒｓが基準値を超えているか否かを判定する。図８のテーブルによれば、基準値は３％である。滑り率Ｒｓが３％を超えている場合（ステップＳ０４：ＹＥＳ）には、ステップＳ０７に進み、超えていない場合（ステップＳ０４：ＮＯ）には、ステップＳ０５に進む。
ステップＳ０５では、制御部は、ブロワ５０による吹き付けを行わずにステップＳ０６に進み、所定のシート送り出し動作を行い、シートが送り出された後、ピックアップロール２を停止させる。
【００２２】
一方、ステップＳ０７では、制御部は、風量増分ｄＰの合計が上限値に達したか否かを判定する。上限値に達した場合（ステップＳ０７：ＹＥＳ）には、ステップＳ０９に進み、上限値に達していない場合（ステップＳ０７：ＮＯ）には、ステップＳ０８に進む。ステップＳ０８では、制御部は、滑り率Ｒｓに応じた風量増分ｄＰをテーブルから抽出し、この風量増分を加えた風量でブロワ５０による吹き付けを行う。そして、再度、ステップＳ０２以降の処理を行う。
【００２３】
一方、ステップＳ０９では、制御部は、上限値を維持したまま、シートＳの送り出しを行う。ステップＳ１０では、制御部は、ジャムが発生したか否かを判定する。ジャムが発生したと判定された場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１に進み、ピックアップロール２、フィードロール３、分離ロール４の駆動を停止し、ジャムが発生したことを報知する。この報知は、スピーカを用いて警報音を発生するようにしてもよいし、給紙装置１を組み込んだ装置（例えば、画像形成装置）に表示機能が備えられているならば、ジャムの発生を表すメッセージを表示させるようにしてもよい。
一方、ジャムが発生していない場合には、ステップＳ０６に進み、所定のシート送り出し動作を行い、シートが送り出された後、ピックアップロール２を停止させる。
【００２４】
図４、図５は、このフローに従って給紙装置１を動作させた場合のシート速度Ｖｓの変化を示す図である。
図４はシートの滑りが所定値未満である場合の応答を示す図である。ピックアップロール２の駆動開始後に、シート速度Ｖｓは、目標速度Ｖｓ−ｏに達しているため、荷重の補正は行われない。
【００２５】
図５（ａ）は、荷重制御を行うための演算開始時において、基準値を上回る滑りが発生している場合である。このとき、シート速度Ｖｓは目標速度Ｖｓ−ｏよりも下回っている。この場合、図５（ｂ）に示すように、下回っているシート速度分ｄＶに対応する風量増分ｄＰが加えられる。その結果、図５（ｂ）において、シート速度Ｖｓは所定目標速度Ｖｓ−ｏを達成することができる。
なお、図８に示したテーブルは一例であり、滑り率と重量増分の対応関係や段階の区切りなどは、実際の給紙装置に対応するように実験によって定めることが必要である。
【００２６】
以上説明したとおり、本発明によれば、空気の吹き付けによってシート間の密着力を低減する手段を有する給紙装置において、人手による調整を要することなく良好な給紙を行うことができるようになる。シートＳとピックアップロール２周面との速度差に応じて風量増分を定めるから、速度差に応じた風量の制御が可能となる。
また、シートの移動に従動して回転するロールによってシートの移動速度を求めるから、正確に移動速度を求めることができる。また、ピックアップロール２周面の速度をピックアップロール２の駆動信号またはロールの回転速度に基づいて求めるから、正確に周面の速度を求めることができる。
【００２７】
＜変形例＞
以上説明した形態に限らず、本発明は種々の形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形した形態でも実施可能である。
ピックアップロール２の代わりに、複数のロールに張架された無端ベルトを用いてもよい。この場合、接触面の移動速度は、無端ベルトを張架したロールの回転速度を測定する、あるいは、無端ベルト表面の移動速度をセンサにより光学的に測定するなどの方法によって求めるようにすればよい。フィードロール３、分離ロール４、シート速度測定ロール５についても同様に無端ベルトを用いてもよい。
シート速度測定ロール５の代わりに、シートの移動速度を光学的に測定するセンサをシート表面近傍に設けてもよい。
【００２８】
上述の実施形態においては、ロール速度Ｖｒとシート速度Ｖｓとの速度差ｄＶ＝（Ｖｒ−Ｖｓ）をロール速度Ｖｒで除して求めた滑り率Ｒｓに基づいて風量制御を行ったが、滑り率Ｒｓの代わりに速度差ｄＶに基づいて風量制御を行うようにしてもよい。
上述の実施形態では、滑り率Ｒｓに基づいてブロワ５０の風量制御を行う例について説明したが、制御の対象は風量に限定されない。例えば、ブロワ５０の吹き出し口５１の位置、シートに対する吹き付け角度などを変化させるようにしてもよい。また、風量の時間的な変化、空気の温度などでもよい。滑り率Ｒｓとこれらのパラメータとの関係を予め実験によって定めておき、その関係を制御部に記憶させておくことによって、滑り率Ｒｓに応じたブロワ５０の制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態にかかる給紙装置１の構成を示す図である。
【図２】給紙装置１の平面図である。
【図３】給紙装置１の動作を示すフロー図である。
【図４】シート速度Ｖｓの変化を示す図である。
【図５】シート速度Ｖｓの変化を示す図である。
【図６】ブロワ５０による吹き付けを示す図である。
【図７】ブロワ５０による吹き付けを示す図である。
【図８】滑り率Ｒｓと風量増分ｄＰとを対応付けたテーブルを示すである。
【符号の説明】
【００３０】
１…給紙装置、２…ピックアップロール、３…フィードロール、４…分離ロール、５…シート速度測定ロール、６…ハウジング、７…駆動モータ、８…回転軸、９…ハウジング、１０…ニップ荷重用バネ、１１…回転軸、１２…伝達機構、１３…バネ、Ｓ…シート、５０…ブロワ、５１…吹き出し口。
【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】
2006027843.tif 000009
【図８】
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