(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙束を積載する用紙積載部と、該用紙積載部に積載した用紙束にエアを吹き付けて、前記用紙束の上部の複数枚の用紙を浮上させる送風手段と、前記用紙積載部を昇降させる昇降手段と、前記送風手段によって浮上した浮上用紙を検知する反射型光学センサと、前記反射型光学センサの出力値に基づいて、前記昇降手段を制御する制御手段とを備えた給紙装置において、前記反射型光学センサが第１の反射型光学センサと、該第１の反射型光学センサによって検知される前記浮上用紙の下位に位置する複数枚の浮上用紙を検知する第２の反射型光学センサとを備え、前記制御手段が、前記第１及び第２の反射型光学センサの出力値の組み合わせに基づいて、前記昇降手段を制御し、前記第１の反射型光学センサ、及び、前記第２の反射型光学センサの出力値が閾値以下となった場合の前記用紙積載部の上昇量を、前記第１の反射型光学センサの出力値のみが閾値以下となった場合の前記用紙積載部の上昇量よりも大きくすることを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
請求項１に記載の給紙装置において、前記第２の反射型光学センサの出力値のみが閾値以下となった場合の前記用紙積載部の上昇量を、前記第１の反射型光学センサの出力値のみが閾値以下となった場合の前記用紙積載部の上昇量よりも小さくすることを特徴とする給紙装置。
【請求項３】
用紙束を積載する用紙積載部と、該用紙積載部に積載した用紙束にエアを吹き付けて、前記用紙束の上部の複数枚の用紙を浮上させる送風手段と、前記用紙積載部を昇降させる昇降手段と、前記送風手段によって浮上した浮上用紙を検知する反射型光学センサと、前記反射型光学センサの出力値に基づいて、前記昇降手段を制御する制御手段とを備えた給紙装置において、前記反射型光学センサが第１の反射型光学センサと、該第１の反射型光学センサによって検知される前記浮上用紙の下位に位置する複数枚の浮上用紙を検知する第２の反射型光学センサとを備え、前記制御手段が、前記第１及び第２の反射型光学センサの出力値の組み合わせに基づいて、前記昇降手段を制御し、前記第２の反射型光学センサの出力値のみが閾値以下となった場合の前記用紙積載部の上昇量を、前記第１の反射型光学センサの出力値のみが閾値以下となった場合の前記用紙積載部の上昇量よりも小さくすることを特徴とする給紙装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか一に記載の給紙装置において、前記制御手段が、前記第１及び第２の反射型光学センサの出力値の組み合わせに基づいて、前記昇降手段の上昇動作の有無、及び、前記用紙積載部の上昇量を変化させるよう制御することを特徴とする給紙装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか一に記載の給紙装置において、前記第２の反射型光学センサを、前記第１の反射型光学センサから用紙積載高さ方向に所定量だけずれた位置に配置することを特徴とする給紙装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれか一に記載の給紙装置において、前記第２の反射型光学センサの出力値の閾値を、前記第１の反射型光学センサの出力値の閾値よりも大きくすることを特徴とする給紙装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか一に記載の給紙装置において、前記昇降手段による上昇動作の有無、及び、前記用紙積載部の上昇量の変化が前記送風手段の作動状態によって切り替わることを特徴とする給紙装置。
【請求項８】
用紙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用紙を給紙する給紙手段とを備えた画像形成装置において、前記給紙手段として、請求項１乃至７いずれか一に記載の給紙装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
少なくとも用紙に画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成装置と、画像形成装置へ向けて用紙を給紙する給紙装置とを備えた画像形成システムにおいて、前記給紙装置として、請求項１乃至７いずれか一に記載の給紙装置を用いたことを特徴とする画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給紙装置、画像形成装置および画像形成システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置などに用紙を給紙する給紙装置として、用紙積載部に積載された用紙束の上位用紙を送風手段のエアにより浮上させ、この浮上した用紙を吸着ベルトなどの搬送部材よって搬送することで給紙を行う給紙装置が知られている。このような給紙装置において、送風手段のエアによって浮上した上部の複数枚の用紙側面を反射型光学センサ等の用紙検知センサによって検知し、このセンサの出力値に応じて、用紙積載部を昇降させる紙面検知技術がある。
【０００３】
この種の給紙装置として、例えば、特許文献１には次のような給紙装置が記載されている。この給紙装置は、反射型光学センサを、送風手段の送風中において浮上していない用紙からなる非浮上用紙束の上面から搬送部材までの間の領域（以下、用紙浮上領域という）における用紙複数枚分の範囲を検知可能に構成している。また、用紙積載部を昇降させる昇降手段と、用紙検知センサの出力値に応じて昇降手段を制御する制御手段とを備えている。
この給紙装置では、用紙検知センサの出力値から、用紙浮上領域における浮上用紙の密度（浮上用紙が密に存在するか、疎の状態で存在するか）を検知し、浮上用紙の枚数が減った段階で用紙積載部を上昇させることで、規定枚数の用紙が浮上状態であるように用紙束の上昇を制御している。
【０００４】
用紙積載台に積載された用紙束の枚数が減少して用紙積載台の用紙束がラスト紙近傍となると、浮上用紙の間隔が広がって用紙浮上領域における浮上用紙の密度が疎となり、最上位の用紙が吸着ベルトに接近せずに給紙不良が生じるおそれがある。この給紙装置では、用紙積載部に積載された用紙残量が閾値未満の場合に、用紙積載部の上昇量を通常の上昇量よりも大きくしている。これにより、用紙浮上領域の浮上用紙の密度を規定値にすることができ、用紙残量が少なく給紙サイクルが短くても、次の用紙搬送タイミングまでに用紙を吸着ベルトに吸着させることができるとしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の給紙装置では、用紙積載部に積載された用紙残量が閾値未満の場合に用紙積載部の上昇量を変化させているが、浮上領域における浮上用紙の過疎化の発生タイミングは、使用する用紙の種類や使用環境によっても異なる。このため、使用する用紙の種類や使用環境によって用紙浮上領域における浮上用紙の過疎化が生じた場合には、用紙積載部の上昇量の切り替えが遅すぎて不給紙が発生するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を達成するために、本発明は、用紙束を積載する用紙積載部と、該用紙積載部に積載した用紙束にエアを吹き付けて、前記用紙束の上部の複数枚の用紙を浮上させる送風手段と、前記用紙積載部を昇降させる昇降手段と、前記送風手段によって浮上した浮上用紙を検知する反射型光学センサと、前記反射型光学センサの出力値に基づいて、前記昇降手段を制御する制御手段とを備えた給紙装置において、前記反射型光学センサが第１の反射型光学センサと、該第１の反射型光学センサによって検知される前記浮上用紙の下位に位置する複数枚の浮上用紙を検知する第２の反射型光学センサとを備え、前記制御手段が、前記第１及び第２の反射型光学センサの出力値の組み合わせに基づいて、前記昇降手段を制御し、前記第１の反射型光学センサ、及び、前記第２の反射型光学センサの出力値が閾値以下となった場合の前記用紙積載部の上昇量を、前記第１の反射型光学センサの出力値のみが閾値以下となった場合の前記用紙積載部の上昇量よりも大きくすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、浮上領域の過疎化による不給紙を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の画像形成システムの概略構成図。
【図２】本実施形態の画像形成装置の概略構成図。
【図３】本実施形態の給紙装置の概略構成図。
【図４】同給紙装置の給紙トレイ近傍の概略斜視図。
【図５】同給紙トレイ近傍の概略断面図。
【図６】用紙検知センサについて説明する図。
【図７】本実施形態の給紙装置における制御系の要部構成の一例を示すブロック図。
【図８】同給紙装置の制御のフローチャート。
【図９】ラスト近傍における不給紙の発生メカニズムを説明する図。
【図１０】本実施形態の紙面検知センサの構成について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した給紙装置の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の画像形成システム１の概略構成図である。
図１に示すように、画像形成システム１は、用紙に画像を形成する画像形成手段としての画像形成装置１００と、画像形成装置に用紙を給紙する給紙装置２００とを備えている。給紙装置２００は、画像形成装置１００本体の側面に設けられている。
【００１０】
まず、本実施形態の給紙装置を適用可能なプリンター及び、同等の作像機能を有する複写機などの画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図２は、本実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成図である。
この画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），黒（Ｋ）の４色のトナーを用いるフルカラープリンタ及び、同等の作像機能を有するフルカラー複写機である。図２に示すように、装置本体内の上部にそれぞれ各色トナーで作像を行う４つの作像ユニット１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋを並べて配置している。各作像ユニット１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋの構成とその動作は実質的に同一であるため、ここでは色を示す符号（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を省略して作像ユニットについて説明する。作像ユニット１０１においては、像担持体としての感光体ドラム１０２の周囲に、帯電器１０３，現像装置１０４，クリーニング装置１０５等が配置されている。また、感光体ドラム１０２の上方に位置して、露光手段１０７が配置されている。
【００１１】
４つの作像ユニット１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋの下方には、複数の支持ローラに掛け回された中間転写ベルト１０８が配置されている。中間転写ベルト１０８は、支持ローラの一つが駆動手段によって回転駆動されることにより、矢印Ａ方向に走行駆動される。その中間転写ベルト１０８を挟んで各作像ユニットの感光体ドラム１０２に対向するように、一次転写手段としての転写ローラ１０６が配置されている。
【００１２】
さて、各作像ユニット１０１においては、感光体ドラム１０２が図中反時計回りに回転駆動され、帯電器１０３によって感光体表面が所定の極性に均一に帯電される。次いでその帯電面に、露光手段１０７から出射される光変調されたレーザビームが照射され、これによって感光体ドラム１０２上に静電潜像が形成される。その静電潜像は、現像装置１０４から付与されるトナーによって現像され、トナー像として可視化される。各作像ユニットで形成されたイエロー，シアン，マゼンタ，黒の各色トナー像は、中間転写ベルト１０８上に順次重ね合わされて転写される。
【００１３】
一方、装置本体の下部には給紙トレイ１１４ａ及び１１４ｂを有する給紙部１１４が設けられており、この給紙部１１４あるいは画像形成装置１００に装着される後述する給紙装置２００のいずれかから記録媒体として例えば転写紙が給送される。給送された転写紙は、レジストローラ１１１に向けて矢印Ｂの如く搬送される。
【００１４】
レジストローラ１１１に突き当てられて一旦停止された転写紙は、中間転写ベルト１０８上のトナー像とのタイミングを取ってレジストローラ１１１より送出され、二次転写ローラ１０９と中間転写ベルト１０８とが接する二次転写部に送り込まれる。その二次転写ローラ１０９にトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、これによって中間転写ベルト１０８上の重ねトナー像（フルカラー画像）が転写紙上に転写される。トナー像転写後の転写紙は、搬送ベルト１１２により定着装置１１３へ搬送され、定着装置１１３にて熱と圧力によりトナーが転写紙に定着される。トナー像定着後の転写紙は、矢印Ｃで示すように機外に排出され、排紙トレイ上に排紙される。
【００１５】
なお、片面印刷で裏面排紙（フェイスダウン排紙）する場合は、用紙反転部１１５を経て矢印Ｃで示すように機外に排出することで、用紙の表裏が逆転される。また、両面印刷の場合は、定着後の用紙を両面反転部１１６を経て再給紙路１１７よりレジストローラ１１１へと再給紙し、用紙裏面に中間転写ベルト１０８よりトナー像が転写される。トナー像転写後の用紙は定着装置１１３で定着が行われ、片面印刷時と同じように定着装置１１３から矢印Ｃで示すように、あるいは用紙反転部１１５を経て矢印Ｃで示すように機外に排出され、排紙トレイ上に排紙される。用紙搬送方向を切り替えるための切替爪１１８，１１９が適宜配置されている。
【００１６】
モノクロ印刷の場合は、本例の画像形成装置１００では、黒（Ｋ）の作像ユニット１０１Ｋのみを用いてトナー像を作像し、そのトナー像を中間転写ベルト１０８を介して転写紙上に転写する。トナー像定着後の用紙の扱いは、フルカラー印刷の場合と同様である。
【００１７】
なお、装置本体の上面には、各作像ユニットの現像装置１０４に供給するトナーを収納した各色トナーボトル１２１をセットするトナーボトルセット部１２０が設けられている。また、表示部１２２及び操作パネル１２３を有する操作部１２４も装置本体の上面に設けられている。さらに、装置本体の図において右側の側面には、後述する給紙装置（図３参照）からの用紙搬入部Ｄが設けられている。用紙搬入部Ｄにおいては、用紙を受け入れる開口１２５と、用紙を搬送する搬送手段１２６が設けられている。
【００１８】
図３は、装置本体の側面に設けられる本実施形態の給紙装置２００の概略説明図である。
給紙装置２００は、上下２段の給紙トレイ１０を備える。各給紙トレイ１０は、用紙Ｐの束を積載する用紙積載部である用紙積載台１１を備えている。本実施形態においては、各給紙トレイ１０は、最大２５００枚程度の用紙を収納可能となっている。各給紙トレイ１０の上方には、給紙トレイ１０に積載された用紙Ｐを分離・給紙する給紙ユニット２０がそれぞれ配置されている。この給紙ユニット２０は、搬送部材である吸着ベルト２１及び吸引装置２３を備えている。
【００１９】
また、各給紙トレイ１０には、用紙積載台１１の昇降を制御するために、後述する送風手段によって浮上した浮上用紙を検知する紙面検知センサ３１が設けられている。この紙面検知センサ３１は、後述する第１検知センサ３１ａと、第２検知センサ３１ｂとを備えている。
下側の給紙トレイ１０に積載された用紙は、下搬送路８２を通って、出口ローラ対８０によって、画像形成装置１００本体へ搬送される。上側の給紙トレイ１０に積載された用紙は、上搬送８１を通って、出口ローラ対８０によって、画像形成装置１００本体へ搬送される。
【００２０】
図４は、給紙トレイ１０近傍の概略斜視図である。
給紙ユニット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の下面に用紙Ｐを吸着させるように作用する。
【００２１】
また、給紙トレイ１０には、用紙束Ｐの上部の用紙に対して空気を吹き付ける送風手段である送風装置１７を備える。この送風装置１７は、フロント送風装置１２とサイド送風装置１４とを有している。
フロント送風装置１２は、用紙束Ｐの上部の先端（給紙方向下流側端部）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、用紙束Ｐを浮上させる方向に空気を案内する浮上ノズル、最上位の浮上用紙とそれ以外の用紙を分離する方向に空気を案内する分離ノズル、及び、浮上ノズルと分離ノズルとにそれぞれ空気を送り込む２つの送風ファン（以下、単に送風ファンという）１５が配置されている。この各ノズルのうち、浮上ノズルから図中矢印ａ１で示す向きに送風される空気を浮上エア、分離ノズルから図中矢印ａ２で示す向きに送風される空気を分離エアと呼ぶ。浮上エア及び分離エアは、用紙束Ｐの上部の先端（給紙方向下流側端部）と対向する箇所から吐出され、用紙束Ｐの上部の先端（給紙方向下流側端部）に吹き付けられる。
【００２２】
また、サイド送風装置１４は、一対のサイドフェンス１３に設けられ、用紙束Ｐの上部の側面に対して図中矢印ｂで示す向きに空気を送風するものである。このサイド送風装置１４には、用紙束Ｐを捌き、浮上させる方向に空気を案内するサイド浮上ノズルが配置されており、このノズルから図中矢印ｂで示す向きに送風される空気をサイドエアと呼ぶ。このサイドエアは、各サイドフェンス１３の用紙束Ｐの上部と対向する箇所に設けられた吐出口から吐出され、用紙束Ｐ上部の側面に吹き付けられる。フロント送風装置１２と、一対のサイドフェンス１３の吐出口とから吹き付けられた空気により、用紙束の上部の用紙が浮上する。
また、給紙トレイ１０には、用紙積載台１１に積載された用紙束Ｐの後端を揃えるエンドフェンス２５を設けている。
【００２３】
図５は、給紙トレイ１０近傍の概略断面図である。
また、吸着ベルト２１に対して搬送方向下流側には下流側搬送部材である搬送ローラ対８が配置されており、吸着ベルト２１によって搬送されて２つのローラの間に到達した用紙をさらに下流側に向けて搬送する。
また、図５に示すように、用紙の積載方向に紙面検知センサ３１が設けられている。上述したように、本実施形態においては、紙面検知センサ３１は、第１の検知センサ３１ａと、第二の検知センサ３１ｂと備えている。この紙面検知センサ３１は、反射型光学センサであって、発光素子と受光素子とを備えている。
【００２４】
図６は、紙面検知センサについて説明する図である。
なお、本実施形態の紙面検知センサ３１は、上述のとおり２つの紙面検知センサ３１ａ、３１ｂで構成されているが、１つの紙面検知センサを用いた場合の使い方と原理的には変わりがないため、以下の説明では簡略的に１個の紙面検知センサ３１ａを用いた場合について説明する。
図６に示すように、紙面検知センサ３１ａの検知エリアＸａは、図中Ｚ方向（上下方向）にある程度の幅を有し、複数枚の用紙が検知可能となっている。具体的には、紙面検知センサ３１ａの発光素子の照射範囲を上記検知エリアＸａとし、検知エリアＸａで反射した発光素子の光を、レンズで集光して受光素子で受光する構成としている。なお、特許文献１の紙面検知センサでは、この検知エリアＸのＺ方向の長さを３［ｍｍ］に設定している。
【００２５】
次に、紙面検知センサの検知方法について説明する。
紙面検知センサ３１ａの閾値β１は、検知エリアＸａに規定枚数Ａ（Ａ＞１）の浮上用紙が存在するときの用紙検知センサの出力値を閾値β１に設定している。さらに、検知エリアＸａにおける用紙一枚における反射率の平均をγ（ａｖｇ．）とすると、閾値β１は、γ（ａｖｇ．）×規定枚数Ａ（Ａ＞１）で表すことができる。
また、図６に示すように、本実施形態においては、検知エリアＸａを浮上領域Ｅとしている。この浮上領域Ｅ内における上位の浮上用紙の複数枚が存在する領域を、給紙ユニット２０によって浮上用紙が吸着可能な吸着領域Ｇとする。この吸着領域Ｇに位置する用紙は、通常、用紙束Ｐの上部に位置する２〜３枚である。また、浮上領域Ｅに存在する浮上用紙より下位の浮上用紙が存在する領域を準浮上領域Ｆとする。
【００２６】
浮上領域Ｅの用紙枚数が減少すると、紙面検知センサ３１ａの出力値α１が閾値β１以下となって用紙積載台１１が上昇する。そして、この用紙積載台１１の上昇によって、用紙束Ｐのうち、浮上領域Ｅの下層の領域である準浮上領域Ｆに存在する浮上用紙が浮上領域Ｅ内に供給される。その結果、浮上領域Ｅにおける浮上用紙の枚数が多くなり、紙面検知センサ３１ａの出力値α１が上昇する。本実施形態においては、準浮上領域Ｆを浮上領域Ｅの下層５［ｍｍ］までとしている。
【００２７】
次に、本実施形態の給紙制御について説明する。
図７は、本画像形成装置１００における制御系の要部構成の一例を示すブロック図である。
図７に示すように、給紙装置２００の制御手段としての制御部１８には、給紙トレイ１０の紙面検知センサ３１ａ、３２ｂが接続されている。また、フロント送風装置１２の浮上ノズルと分離ノズルとに空気を送り込む送風ファン１５、サイド送風装置１４のサイド浮上ノズルに向けて空気を送風する送風ファン１４ａ、及び、吸引装置２３の吸引ファン２４も接続されている。また、用紙積載台１１を昇降させる昇降手段である昇降駆動モータ１９も接続されている。
【００２８】
図８は、本実施形態の給紙制御のフローチャートである。
制御部１８は、紙面検知センサ３１の出力値α１及び出力値α２が閾値β１及び閾値β２以上か否かをチェックする（Ｓ１）。閾値β１及び閾値β２以上でない場合（Ｓ１のＮｏ）は、昇降駆動モータ１９を駆動して、用紙積載台１１を上昇させる（Ｓ６）。すると、用紙束の上部が、紙面検知センサ３１の検知エリアＸに入り、紙面検知センサの発光素子から光が、用紙束の上部で反射して、受光素子で受光される。その結果、紙面検知センサ３１からの出力値が上昇していく。そして、閾値β１及び閾値β２以上となったら（Ｓ１のＹｅｓ）、昇降駆動モータ１９の駆動を停止して、用紙積載台１１の上昇を停止する（Ｓ３）。これにより、用紙束の上面を給紙位置に位置させることができる。
【００２９】
次に、制御部１８は、給紙動作開始前の場合（Ｓ３のＹｅｓ）は、給紙動作を開始する（Ｓ４）。具体的には、吸着ベルト２１を停止した状態で、サイド送風装置１４（送風ファン１４ａ）と、フロント送風装置１２（送風ファン１５）の駆動を開始する。これにより、フロント送風装置１２の浮上ノズルと分離ノズルから浮上エア及び分離エアが吐出し、用紙束の上部の前端部に空気が吹き付けられる。また、一対のサイドフェンス１３のサイドダクトの吐出口から空気が吐出し、用紙束の用紙束の上部の側端部に空気が吹き付けられる。これにより、用紙束上部の用紙が浮上する。
【００３０】
また、これと同時に吸引ファン２４の駆動を開始し、吸引装置２３による吸引を開始することで、浮上した最上位用紙Ｐ１が吸着ベルト２１に吸着される。そして、吸引装置２３の吸引を開始してから所定時間経過後に、吸引ファン２４を作動させたままの状態で吸着ベルト２１の駆動を開始する。これにより、吸着ベルト２１が表面移動し、吸着ベルト２１の下面に吸着した最上位用紙Ｐ１が搬送方向下流側に向けて搬送され、搬送ローラ対８に到達する。その後、搬送ローラ対８が回転することによって最上位用紙Ｐ１が搬送され、画像形成装置１００へ搬送される。
また、給紙動作が継続される（Ｓ５のＮｏ）場合、紙面検知センサ３１の出力値α１及び出力値α２が閾値β１及び閾値β２以上か否か引き続き監視される（Ｓ１）。
【００３１】
なお、用紙積載台の上昇動作における上昇量、浮上エアをＯＮにして一定時間経つまでの制御、及び、浮上エアをＯＦＦにするとき制御については後ほど詳述する。
【００３２】
図９は、ラスト近傍における不給紙発生メカニズムについて説明する図である。図９（ａ）は、通常の給紙状態を示を示し、図９（ｂ）はラスト近傍の給紙状態を示す。
図９（ａ）に示すように、用紙積載台１１に十分な枚数の用紙束Ｐが積載された通常の給紙状態から、図７のフローチャートに従い給紙動作が継続されると、用紙積載台１１に積載された用紙束Ｐの枚数が減少して次のような状態となる。すなわち、図９（ｂ）に示すように、用紙積載台１１の上昇に伴って浮上エアの送風領域内に用紙積載台１１が存在する状態となる（以下、ラスト近傍という）。ラスト近傍になると、用紙束Ｐ自体の枚数が少なくなり、また、浮上エアの送風領域内に用紙積載台が存在することで用紙束Ｐの側面に吹き付けられる浮上エアが少なくなるので、通常の給紙状態と比較して準浮上領域Ｆに存在する用紙枚数が減少する。
【００３３】
準浮上領域Ｆに存在する用紙が少ないと、用紙積載台１１の１回の上昇で浮上領域Ｅに供給できる用紙が通常よりも少なくなるので、第１紙面検知センサ３１ａの出力値α１が閾値β１以下となる頻度が増加する。このため、通常の給紙動作における上昇量では、最終的に用紙積載台の上昇動作が追いつかなくなり、吸着領域Ｇに用紙が存在しなくなることで、不給紙が発生する。
このようなラスト近傍での上記問題を解決する為に、本実施形態の給紙装置においては、紙面検知センサ３１を以下のように構成している。
【００３４】
図１０は、本実施形態における紙面検知センサの構成を説明する図である。
本実施形態においては、紙面検知センサ３１が、浮上領域を監視する第１の紙面検知センサである第１紙面検知センサ３１ａと、準浮上領域を監視する第２の紙面検知センサである第２紙面検知センサ３１ｂとを有している。本実施形態の制御部１８は、これらの紙面検知センサ３１ａ，３１ｂのそれぞれの出力値α１、α２が、閾値β１、β２以下であるか否かによって用紙積載台１１の上昇動作および上昇量を制御している。
【００３５】
次に、本実施形態における用紙積載台の上昇動作の制御について詳しく説明する。
下記の表１に示すように、紙面検知センサ３１ａ、３１ｂの出力値α１、α２の組み合わせは、４パターン存在する。
【００３６】
【表１】
0006624506.tif 000002
【００３７】
パターン１は、出力値α１、α２が共にそれぞれの閾値β１、β２以下の場合である。この場合は、浮上領域、及び、準浮上領域の浮上用紙が疎となっており不給紙が生じる可能性が高い。このため、用紙積載台１１を、後述する通常の上昇量Ｘ１［ｍｍ］よりも大きい上昇量Ｘ２［ｍｍ］で上昇させ、浮上領域に速やかに用紙を供給させる動作を行う。
パターン２は、出力値α１が閾値β１以下であり、出力値α２が閾値β２よりも大きい場合である。この場合は、浮上領域の用紙は疎となっており、準浮上領域には閾値以上の用紙がある。このため、準浮上領域から浮上領域への用紙供給が可能であるので、パターン２の場合には、用紙積載台をパターン１の上昇量Ｘ２よりも小さな上昇量Ｘ１［ｍｍ］（Ｘ１＜Ｘ２）で上昇させる。
なお、通常の用紙積載台１１を上昇させる制御としては、パターン２の制御が主となる。このため、パターン２の上昇量Ｘ１を通常の上昇量Ｘ１と言う。
【００３８】
パターン３は、出力値α１、α２がそれぞれ閾値β１、β２よりも大きい場合である。この場合、浮上領域、準浮上領域共に閾値以上の用紙枚数がある状態を示すので、用紙積載台１１の上昇動作は行わない。
パターン４は、出力値α１が閾値β１よりも大きく、出力値α２が閾値β２以下の場合である。この場合、浮上領域には閾値以上の用紙枚数があるが、準浮上領域の用紙が疎となっている状態を示す。この状態だと、浮上領域が疎となった場合に用紙積載台１１を上昇させても、準浮上領域の用紙が少ないので浮上領域に浮上用紙が十分に供給されず、吸着領域への用紙供給が追いつかなくなる可能性がある。このため、パターン４の場合では、用紙積載台１１を通常の上昇量Ｘ１［ｍｍ］より小さい上昇量Ｘ３［ｍｍ］（Ｘ３＜Ｘ１）で上昇させることで、準浮上領域の用紙密度を高める動作を行う。
【００３９】
このように、パターン４の用紙積載台１１の上昇量Ｘ３［ｍｍ］を通常の上昇量Ｘ１［ｍｍ］以下の小さい上昇量にすることで、用紙積載台１１の上昇量を細やかに制御することができ、次のような不具合を抑制することができる。すなわち、パターン４の場合では、浮上領域の用紙の浮上状態が密となっている。このような場合に、用紙積載台１１を通常の上昇量Ｘ１［ｍｍ］で上昇させると、準浮上領域の浮上用紙が過密となってしまい、この影響を受けて浮上領域の用紙浮上状態も過密となるってしまうおそれがある。浮上領域の用紙浮上状態が過密となると、重送が生じる可能性がある。パターン４の制御のように、用紙積載台１１の上昇量を細やかに制御することで、このような浮上領域への影響を最小限にすることができるので、浮上領域の用紙浮上状態が過密になることで生じる重送を抑制することができる。
【００４０】
本実施形態の給紙装置における通常の用紙積載台１１の制御としては、パターン２とパターン３の制御が主となる。そして、ラスト近傍などで浮上領域は閾値以上の用紙枚数があるが準浮上領域の用紙が疎となっている状態になると、パターン４の制御、すなわち、用紙積載台１１を通常の上昇量Ｘ１［ｍｍ］よりも小さい上昇量Ｘ３［ｍｍ］で上昇させる。このため、準浮上領域の浮上用紙が疎となった場合に生じる、浮上領域の過疎化による不給紙を抑制することができる。
また、パターン４の制御でも用紙浮上が追いつかない場合には、浮上領域、及び、準浮上領域の浮上用紙が疎となる。このとき、本実施形態においては、パターン１の制御を行うことで、ラスト近傍などで生じる浮上領域の過疎化による不給紙を２段階で防ぐことができる。
【００４１】
また、図１１に示すように、本実施形態の給紙装置では、２つの紙面検知センサ３１ａ、３１ｂを次のように配置している。すなわち、紙面検知センサ３１を、図中矢印Ｈで示すように吸着ベルト２１の最下面から１２［ｍｍ］下の位置に配置している。また、紙面検知センサ３１を、図中矢印Ｉで示すように紙面検知センサ３１の６［ｍｍ］下の位置に配置している。これにより、浮上領域Ｅおよび準浮上領域Ｆの用紙の浮上状態を監視している。
【００４２】
さらにまた、用紙積載台１１の動作条件を浮上エアの状態と紐付けて切り替えを行ってもよい。本実施形態の給紙装置では、用紙積載台の動作条件によって浮上エアのＯＮ・ＯＦＦを切り替えている。
下記の表２は、用紙積載台１１の動作条件を浮上エアの状態と紐付けて切り替えを行った場合の給紙装置の制御を示している。表２（ａ）は浮上エアがＯＮになった状態、表２の（ｂ）は表２（ａ）の状態からＴ［ｓ］経過した状態、表２の（ｃ）は、表２の（ｂ）の状態から浮上エアをＯＦＦにした状態の各パターン１〜４における制御を示している。
【００４３】
【表２】
0006624506.tif 000003
【００４４】
浮上エアをＯＦＦ状態にするとき、表２（ｃ）のパターン２及びパターン３に示すように、第２紙面検知センサ３１ｂの出力値α２が閾値β２よりも大きくなった時点で用紙積載台の上昇を停止する。例えば、用紙積載台を上昇させて第１紙面検知センサ３１ａの出力値α１が閾値β１以上となる位置まで用紙束Ｐを上昇させると、次に浮上エアをＯＮ状態にして用紙を浮上させた場合に、浮上領域の用紙が過浮上となる可能性がある。このため、表２（ｃ）に示すように、第２紙面検知センサ３１ｂの出力値α２が閾値β２よりも大きくなった時点で用紙積載台の上昇を停止するよう制御することで、浮上エアをＯＮして用紙浮上させた場合に生じる浮上用紙の過浮上を防止することができる。
【００４５】
また、浮上エアをＯＮ状態にしてからＴ［ｓ］経過するまでは、用紙浮上状態が安定しない。このため、表２（ａ）に示すように、浮上エアをＯＦＦ状態した時と同じ条件マトリックスを適用する。なお、本実施形態においては、浮上エアをＯＮ状態にしてからの所定時間Ｔ［ｓ］を５秒経過するまでとしている。
また、本実施形態における各パターンの上昇量はＸ１＝１［ｍｍ］、Ｘ２＝３［ｍｍ］、Ｘ３＝０．５［ｍｍ］とした。
【００４６】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
用紙束を積載する用紙積載台１１等の用紙積載部と、該用紙積載部に積載した用紙束にエアを吹き付けて、前記用紙束の上部の複数枚の用紙を浮上させる送風装置１７等の送風手段と、前記用紙積載部を昇降させる昇降駆動モータ１９等の昇降手段と、前記送風手段によって浮上した浮上用紙を検知する紙面検知センサ３１等の反射型光学センサと、前記反射型光学センサの出力値に基づいて、前記昇降手段を制御する制御部１８等の制御手段とを備えた給紙装置において、前記反射型光学センサが第１紙面検知センサ３１ａ等の第１の反射型光学センサと、該第１の反射型光学センサによって検知される前記浮上用紙の下位に位置する浮上用紙を検知する第２紙面検知センサ３１ｂ等の第２の反射型光学センサとを備え、前記制御手段が、前記第１及び第２の反射型光学センサの出力値α１、α２等の出力値の組み合わせに基づいて、前記昇降手段を制御することを特徴とする。
【００４７】
従来の反射型光学センサの検知エリアを浮上領域Ｅとし、浮上領域Ｅに存在する浮上用紙より下位の浮上用紙が存在する領域を準浮上領域Ｆとした場合、浮上領域Ｅの用紙枚数が減少すると、紙面検知センサの出力値αが閾値β以下となって用紙積載台が上昇する。この用紙積載台の上昇によって、用紙束Ｐのうち、浮上領域Ｅの下層の領域である準浮上領域Ｆに存在する浮上用紙が浮上領域Ｅ内に供給される。その結果、浮上領域Ｅにおける浮上用紙の枚数が多くなることで、紙面検知センサの出力値αが上昇し、この出力値αの目標値である閾値βに近づけることができる。
【００４８】
しかし、例えば、用紙積載台に積載された用紙束Ｐの枚数が減少し、用紙積載台の上昇に伴って浮上エアの送風領域内に用紙積載台が存在する状態となる（以下、ラスト近傍という）と、次のような不具合が生じる。すなわち、ラスト近傍になると、用紙束Ｐ自体の枚数が少なくなり、また、浮上エアの送風領域内に用紙積載台が存在することで用紙束Ｐの側面に吹き付けられる浮上エアが少なくなるので、通常の給紙状態と比較して準浮上領域Ｆに存在する用紙枚数が減少する。準浮上領域Ｆに存在する用紙枚数が減少すると、用紙積載台の１回の上昇で浮上領域に供給できる用紙が通常よりも少なくなるので、紙面検知センサの出力値αが閾値β以下となる頻度が増加する。このため、通常の給紙動作における上昇量では、最終的に用紙積載台の上昇動作が追いつかなくなり、吸着領域に用紙が存在しなくなることで、不給紙が発生するおそれがある。
【００４９】
本態様においては、実施形態について説明したように、反射型光学センサとして、浮上領域Ｅ内の浮上用紙を検知する第１紙面検知センサ３１ａと、準浮上領域Ｆ内の浮上用紙を検知する第２紙面検知センサ３１ｂとを備えているので、次のことが可能となる。すなわち、浮上領域Ｅにおける浮上用紙の密度と、準浮上領域Ｆにおける浮上用紙の密度とを検出することが可能となる。このため、浮上領域Ｅだけでなく準浮上領域Ｆにおける用紙積載部の上昇の必要性を検知することが可能となる。また、本態様においては、第１及び第２の紙面検知センサ３１ａ、３１ｂの出力値α１、α２の組み合わせに基づいて、用紙積載台１１の上昇量を変化させるよう制御している。したがって、準浮上領域Ｆ内の浮上用紙の密度が規定値となるように用紙積載台１１の上昇動作を制御することが可能となるので、準浮上領域Ｆ内の浮上用紙が疎となった場合に生じる浮上領域Ｅの過疎化を防ぐことが可能となる。これにより、浮上領域Ｅの過疎化による不給紙を抑制することができる。
【００５０】
（態様Ｂ）
態様Ａの給紙装置おいて、制御部１８等の前記制御手段が、第１紙面検知センサ３１ａ、第２紙面検知センサ３１ｂ等の前記第１及び第２の反射型光学センサの出力値α１、α２等の出力値の組み合わせに基づいて、昇降駆動モータ１９等の前記昇降手段の上昇動作の有無、及び、用紙積載台１１等の前記用紙載置部の上昇量を変化させるよう制御する。
【００５１】
（態様Ｃ）
態様Ａ又はＢに記載の給紙装置において、第２紙面検知センサ３１ｂ等の前記第２反射型光学センサを、第１紙面検知センサ３１ａ等の前記第１前記反射型光学センサから用紙積載高さ方向に所定量だけずれた位置に配置する。
【００５２】
（態様Ｄ）
態様Ａ〜Ｃいずれか一の現像装置において、第１紙面検知センサ３１ａ等の前記第１の反射型光学センサ、及び、第２紙面検知センサ３１ｂ等の前記第２の反射型光学センサの出力値α１、α２等の出力値が閾値以下となった場合の前記用紙載置部の上昇量Ｘ２等の上昇量を、第１紙面検知センサ３１ａ等の前記第１の反射型光学センサの出力値α１等の出力値のみが閾値β１等の閾値以下となった場合の前記用紙載置部の通常の上昇量Ｘ１等の上昇量よりも大きくすることを特徴とする。
【００５３】
出力値α１、α２が共にそれぞれの閾値β１、β２よりも小さい場合、浮上領域、及び、準浮上領域の浮上用紙が疎となっており不給紙が生じる可能性が高い。
本態様においては、実施形態について説明したように、用紙積載台１１を通常の上昇量Ｘ１［ｍｍ］よりも大きい上昇量Ｘ３［ｍｍ］で上昇させることで、浮上領域に速やかに用紙を供給させる動作を行うことが可能となる。
【００５４】
（態様Ｅ）
態様Ａ〜Ｄいずれか一の給紙装置において、第２紙面検知センサ３１ｂ等の前記第２の反射型光学センサの出力値α２等の出力値のみが閾値β２等の閾値以下となった場合の前記用紙載置部の上昇量Ｘ３等の上昇量を、第１紙面検知センサ３１ａ等の前記第１の反射型光学センサの出力値α１等の出力値のみが閾値β１等の閾値以下となった場合の前記用紙載置部の通常の上昇量Ｘ１等の上昇量よりも小さくすることを特徴とする。
【００５５】
第２紙面検知センサ３１ｂの出力値α２のみが閾値β２以下となった場合、浮上領域の用紙の浮上状態は密となっている。このような場合に、用紙積載台１１を通常の上昇量Ｘ１［ｍｍ］で上昇させると、準浮上領域の浮上用紙が過密となってしまい、この影響を受けて浮上領域の浮上用紙も過密となるってしまうおそれがある。浮上領域の浮上用紙が過密となると、重送が生じる可能性がある。
本態様においては、実施形態について説明したように、用紙積載台１１の上昇量Ｘ３［ｍｍ］を通常の上昇量Ｘ１［ｍｍ］よりも小さい上昇量としているので、用紙積載台１１の上昇量を細やかに制御することが可能となる。これにより、上述したような浮上領域への影響を最小限にすることができ、浮上領域の用紙浮上状態が過密になることで生じる重送を抑制することができる。
【００５６】
（態様Ｆ）
態様Ａ〜Ｅいずれか一の給紙装置において、第２紙面検知センサ３１ｂ等の前記第２の反射型光学センサの出力値α２等の出力値の閾値β２等の閾値を、第１紙面検知センサ３１ａ等の前記第１の反射型光学センサの出力値α１等の出力値の閾値β１等の閾値よりも大きくする。
【００５７】
（態様Ｇ）
態様Ａ〜Ｆいずれか一の給紙装置において、昇降駆動モータ１９等の前記昇降手段による上昇動作の有無、及び、用紙積載台１１等の前記用紙載置部の上昇量Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３等の上昇量の変化が送風装置１７等の前記送風手段の作動状態によって切り替わることを特徴とする。
【００５８】
例えば、浮上エアをＯＦＦ状態にするとき、用紙積載台を上昇させて第１紙面検知センサ３１ａの出力値α１が閾値β１以上となる位置まで用紙束Ｐを上昇させると、次のような不具合が生じる可能性がある。すなわち、次に浮上エアをＯＮ状態にして用紙を浮上させた場合に、浮上領域の用紙が過浮上となる可能性がある。
本態様においては、実施形態について説明したように、第２紙面検知センサ３１ｂの出力値α２が閾値β２より大きくなった時点で用紙積載台の上昇を停止するよう制御することが可能となるので、浮上エアをＯＮして用紙浮上させた場合に生じる浮上用紙の過浮上を防止することができる。
【００５９】
（態様Ｈ）
用紙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用紙を給紙する給紙手段とを備えた画像形成装置において、前記給紙手段として、態様Ａ〜Ｇいずれか一の給紙装置を用いたことを特徴とする。
かかる構成を備えることで、給紙不良を抑制し、用紙ジャムの発生を抑制することができる。
【００６０】
（態様Ｉ）
少なくとも用紙に画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成装置１００等の画像形成装置と、画像形成装置へ向けて用紙を給紙する給紙装置２００等の給紙装置とを備えた画像形成システム１等の画像形成システムにおいて、前記給紙装置として、態様Ａ〜Ｇいずれか一の給紙装置を用いたことを特徴とする。
かかる構成を備えることで、給紙不良を抑制し、用紙ジャムの発生を抑制することができる画像形成システムを提供することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 画像形成システム
１０ 給紙トレイ
１１ 用紙積載台
１７ 送風装置
１８ 制御部
１９ 昇降駆動モータ
２０ 給紙ユニット
３１ａ 第１紙面検知センサ
３１ｂ 第２紙面検知センサ
１００ 画像形成装置
１０１ 作像ユニット
１０２ 感光体ドラム
１０３ 帯電器
１０４ 現像装置
１０５ クリーニング装置
１０７ 露光手段
１０８ 中間転写ベルト
１０９ 二次転写ローラ
１１１ レジストローラ
１１３ 定着装置
２００ 給紙装置
Ｅ 浮上領域
Ｆ 準浮上領域
Ｇ 吸着領域
Ｐ 用紙束
Ｘ 用紙積載台の上昇量
α１ 第１紙面検知センサの出力値
α２ 第２紙面検知センサの出力値
β１ 第１紙面検知センサの閾値
β２ 第２紙面検知センサの閾値
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２０１５−１３４６８５号公報
【図１】
0006624506.tif 000004
【図２】
0006624506.tif 000005
【図３】
0006624506.tif 000006
【図４】
0006624506.tif 000007
【図５】
0006624506.tif 000008
【図６】
0006624506.tif 000009
【図７】
0006624506.tif 000010
【図８】
0006624506.tif 000011
【図９】
0006624506.tif 000012
【図１０】
0006624506.tif 000013