シート給送装置及び画像形成装置
【課題】生産性を低下させることなくシートを給送することのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】紙面検知機構４９から、浮上したシートの最上位シートが適正範囲にあることを示す信号が出力されている場合でも、搬送される最上位シートが後端シート面センサ５６を通過した際、後端シート面センサ５６から、浮上したシートの最上位シートの上面がシートの給送が可能な高さを判断する基準位置よりも下側にあることを示す信号が出力された場合には、昇降部を制御してトレイを上昇させる。
【解決手段】紙面検知機構４９から、浮上したシートの最上位シートが適正範囲にあることを示す信号が出力されている場合でも、搬送される最上位シートが後端シート面センサ５６を通過した際、後端シート面センサ５６から、浮上したシートの最上位シートの上面がシートの給送が可能な高さを判断する基準位置よりも下側にあることを示す信号が出力された場合には、昇降部を制御してトレイを上昇させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関し、特にシートに空気を吹き付けることによりシートを分離給送するようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機等の画像形成装置においては、複数のシートが収納されたシート収納部からシートを１枚ずつ給送するシート給送装置を備えている。そして、このようなシート給送装置としては、昇降可能なトレイに支持されたシート束の端部にエアを吹き付けてシートを複数枚浮上させ、上方に配された吸着搬送ベルトにシートを１枚だけ吸着させて搬送するエア給紙方式のものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
図１３は、このような従来のエア給紙方式のシート給送装置の一例を示すものであり、図１３に示すように、複数のシートＳが収納されるシート収納部であるシート収納庫１１にはシートＳを積載するトレイ１２が昇降可能に設けられている。シートＳがトレイ１２上にセットされると、シートＳは、シート給送方向下流側端（以下、先端という）は先端規制板１７により、シート給送方向上流側端（以下、後端という）は後端規制板１３により位置が保持される。また、シート給送方向と直交する方向（以下、幅方向という）の両側端はサイド規制板１４によって位置が保持される。
【０００４】
また、シート収納庫１１の上部には、シートＳを吸着搬送する吸着搬送ベルト２１を備えた吸着搬送部２０と、トレイ上のシートＳの束の端部にエアを吹き付けて複数枚のシートＳを浮上させると共に１枚ずつ分離するエア吹き付け部３０とが設けられている。
【０００５】
そして、エア吹き付け部３０により矢印Ｃ方向に吸い込まれたエアの一部を矢印Ｄ方向に吹き付けることにより、トレイ１２上に積載されているシート束のうち上部の数枚を浮上させる。また、他のエアを矢印Ｅ方向に吹き付けることにより、浮上した数枚のシートのうち最上位シートを１枚ずつ分離して吸着搬送ベルト２１に吸着させる。
【０００６】
このようなシート給送装置はＡ４もしくはＬＴＲサイズのシートを毎分７０枚以上給送出来るような生産性の高い装置に採用され、トレイ１２は不図示の駆動手段によって、略水平を維持したまま鉛直方向に昇降する機構を備えている。
【０００７】
図１４は、シート収納庫１１の詳細を示す平面図であり、シートの後端を規制する後端規制板１３は矢印Ｈで示すシート給送方向と平行に、またシートの側端を規制するサイド規制板１４，１６は矢印Ｖで示す幅方向に移動可能に構成されている。
【０００８】
このように、後端規制板１３及びサイド規制板１４，１６を移動可能に構成することにより、トレイ１２上に最小サイズのシートＳＳから最大サイズのシートＬＳを積載支持することができる。なお、後端規制板１３は、サイド規制板１４，１６の移動を妨げないようにトレイ１２の幅方向中央部分にのみ移動するように設けられている。
【０００９】
ここで、後端規制板１３には最上位シートＳａのシート給送方向上流側端部である後端部の位置を規制する後端分離部１８が上下方向に移動可能に設けられている。この後端分離部１８は、図１３に示す後端規制板１３の規制部面１３Ｃから水平方向に突出し、最上位シートＳａの後端部を上方から押えるための突出部１８Ｄを備えている。この突出部１８Ｄの下面側、すなわちシート当接面側には、積載されたシート上面に抵抗を加えるための高摩擦係数の材料によって構成された分離補助シート１８Ｅが貼り付けられている。
【００１０】
そして、最上位シートＳａを、図１３に示す突出部１８Ｄの突出長さＬ２分給送すると、後端分離部１８が下降し、その直下のシートＳｂに当接する。このとき、後端分離部１８の重さによって生じる摩擦力によって、最上位シートＳａの搬送中に直下のシートＳｂが連れ送りされるのを防ぐことができ、重送の発生を抑制することができる。また、この突出部１８Ｄはセットされたシートがないときはトレイ１２の表面に当接する。
【００１１】
なお、図１３において、１８Ａは後端分離部１８に設けられ、後端規制板１３に設けられた係合部１３Ｅと係合する支持部である。そして、この支持部１８Ａにはボールベアリングや表面の摩擦抵抗の低いローラ等が設けられており、これにより後端分離部１８の図中Ｇ方向への移動がスムーズに行われるように構成されている。
【００１２】
ところで、このような従来のエア給紙方式のシート給送装置においては、シート収納庫１１に収納されているシートの最上面の位置を制御するための紙面検知機構を備えたものがある（特許文献２参照）。
【００１３】
図１５の（ａ）及び（ｂ）は、このような従来の紙面検知機構の構成を示す図である。図１５に示すように、この紙面検知機構４９は、シート面検知センサフラグ５２、シート面検知センサフラグ５２の回動によりＯＮ／ＯＦＦ（オン・オフ）される第１シート面センサ５４、第２シート面センサ５５及びセンサフラグ機構５０を備えている。なお、この第１シート面センサ５４及び第２シート面センサ５５は、フォトセンサであり、不図示の制御装置に接続されている。
【００１４】
ここで、シート面検知センサフラグ５２は、支持軸５３に揺動自在に支持されている。そして、第１シート面センサ５４の受光部を遮光する第１の検出部５２Ｂと、第２シート面センサ５５の受光部を遮光する第２の検出部５２Ｃと、後述するシート面検知部材６１を回動自在に支持する支持部５２Ｄを備えている。
【００１５】
また、センサフラグ機構５０は、一端６０ａが吸引ダクト２２の内部に回動自在に保持されている支持部材６０と、支持部材６０の回動端６０ｂとシート面検知センサフラグ５２の支持部５２Ｄに支持されるシート面検知部材６１とを備えている。
【００１６】
ここで、このシート面検知部材６１は、吸着搬送部２０の吸着搬送領域の下方に、トレイ１２に積載されたシートＳと平行に、かつ上下方向に移動可能に設けられている。また、吸引ダクト内に回動自在に支持されている支持部材６０は、図１６に示すように複数の吸着搬送ベルト２１のシート幅方向の隙間に形成されている退避穴５１Ｈ１、５１Ｈ２から吸着搬送ベルト２１の吸着搬送領域の下側に突出している。
【００１７】
そして、これら支持部材６０、シート面検知センサフラグ５２、シート面検知部材６１により平行リンクが構成される。これにより、シート面検知部材６１の長手方向のどの位置にシートが当接してもシート面検知部材６１は、シート面検知センサフラグ５２を揺動させながら平行な状態（水平な状態）を維持して上下に移動することができる。
【００１８】
次に、このように構成された紙面検知機構４９の検知に基づく紙面制御動作について説明する。
【００１９】
シート収納庫１１に収納されているシートがトレイ１２の上昇により持上げられると、最上位シートＳａの上面がシート面検知部材６１に当接する。そして、この後、さらにトレイ１２が上昇すると、シート面検知部材６１が最上位シートＳａと一体的に上昇し、このシート面検知部材６１の上昇に伴ってシート面検知センサフラグ５２は支持軸５３を中心に支持部５２Ｄが上方に向かう方向に揺動する。
【００２０】
やがて、図１７の（ａ）に示すように、シート面検知部材６１を上昇させながら上昇した最上位シートＳａの上面と吸着搬送ベルト２１のベルト面との距離がＳ１になる。この状態になると、シート面検知センサフラグ５２の第１の検出部５２Ｂにより第１シート面センサ５４が遮光され、第２の検出部５２Ｃにより第２シート面センサ５５がそれぞれ遮光され、ＯＮ信号を出力する。そして、制御手段は、この第１シート面センサ５４及び第２シート面センサ５５からのＯＮ信号に基づき、トレイ１２を停止する。
【００２１】
次に、給送開始信号を受けると、制御手段はエアの吹き付けを開始し、図１７の（ｂ）に示すようにシート束の上部部分を浮上させると共に、トレイ１２を上昇または下降させて最上位シートＳａが規定の領域で浮上するように制御する。
【００２２】
ここで、シート面検知センサフラグ５２の第２の検出部５２Ｂにより遮光されると、第２シート面センサ５５はＯＮ信号を出力するように構成されている。そして、第２シート面センサ５５がＯＮとなる位置を浮上領域の下限とし、第１シート面センサ５４がＯＮで、第２シート面センサ５５のＯＮ信号を得られない場合は、「低すぎる」と判断する。この場合には、第１シート面センサ５４のＯＮ信号が得られるまでトレイ１２を上昇させる。
【００２３】
また、図１８に示すように、搬送ベルト２１のベルト面と最上位シートＳａの上面との距離がＳＨよりも小さくなると、第１の検出部５２Ｂによる遮光が解除され、吸着第１シート面センサ５４がＯＮ信号を出力しないように構成されている。そして、この位置を浮上領域の上限とし、第２シート面センサ５５がＯＮで、第１シート面センサ５４のＯＮ信号を得られない場合は、「高すぎる」と判断し、第１シート面センサ５４のＯＮ信号が得られるまでトレイ１２を下降させる。
【００２４】
下表は、このような一連の動作をまとめたものである。
【００２５】
【表１】
【００２６】
そして、このように第１及び第２シート面センサ５４，５５の信号に基づいてトレイ１２を上昇及び下降させることにより、トレイ１２の位置を最上位シートＳａのみを分離給送できる位置に制御することができる。これにより、吸着搬送ベルト２１によりシートを吸着する際、シートＳを１枚ずつ分離して画像形成部に向けて給送することができ、安定したシートの給送が可能となる。
【００２７】
ところで、トレイ１２上に、シート給送方向の下流側端部が上方向に向いたカールが生じているシートが積載される場合がある。この場合でも、既述した図１５の（ａ）に示すように、シート面検知部材６１は、カールが生じているシートとシート給送方向下流の端部側で当接する。そして、シートと当接するシート面検知部材６１は平行に上下に変位してシート面検知センサフラグ５２を回動させるため、第１シート面センサ５４及び第２シート面センサ５５が適宜ＯＮ／ＯＦＦされて、上述した紙面制御が行われる。
【００２８】
つまり、シートとシート面検知部材６１が当接する位置で適正な高さ（吸着搬送ベルト２１とシート状面との適正距離）Ｓ１が得られるようにトレイ１２の昇降が制御される。そして、このように適正な高さにシートの上面が制御されるため、シート端部と吸着搬送ベルト２１の間には隙間が生じ、図中矢印で示す分離エアが円滑に進入するようになる。この結果、分離エアによりシート同士の分離が確実に行われるようになり、シートの重送やジャムの発生を防止することが出来る。
【００２９】
なお、シート面検知センサフラグ５２、第１及び第２シート面センサ５４，５５を吸着搬送ベルト２１の吸着搬送領域の外側で且つシート給送方向の上流側に配置しても、シートＳの先端側での検知も可能となり、確実なシートＳの給送を行うことができる。また、このように吸引ダクト５１内に第１及び第２シート面センサ５４，５５を配置しないようにすることにより、吸着搬送部２０の高さ方向の小型化を図ることが可能となり、画像形成装置の高さ方向の小型化にもつながる。
【００３０】
ところで、吸引ダクト５１には、吸着搬送ベルト２１が最上位シートを吸着した際に、シートの搬送の抵抗とならないように、既述した図１６に示すように、シート面検知部材６１を格納するための穴５１Ｈ１、５１Ｈ２が形成されている。この穴５１Ｈ１は、複数の吸着搬送ベルト２１の間で吸着面（シートが吸着される面）と平行に吸引ダクト５１に形成した穴であり、穴５１Ｈ２は、吸引ダクト５１の縦壁に沿って形成した穴である。そして、吸着搬送ベルト２１により最上位シートが吸着されると、この吸着されたシートによりシート面検知部材６１が上方に退避して穴５１Ｈ１、５１Ｈ２に格納され、シート面検知部材６１が吸着搬送ベルト２１の吸着面から下側に突出することはない。
【００３１】
穴５１Ｈ１は吸着搬送ベルト２１と平行に形成されている穴であるため、吸着搬送ベルト２１が吸着する最上位シートよって覆われ、その穴５１Ｈ１からの吸引エアの漏れはほとんどない。また、穴部５１Ｈ２は吸着搬送ベルト２１の吸着面と直交する方向に空いている穴であるが、シート面検知部材６１が格納された際、シート面検知部材６１自体で穴部５１Ｈ２を塞ぐため、吸引エアの漏れもほとんどない。結果として、吸引ダクト５１に穴５１Ｈ１、５１Ｈ２が形成されていても吸引力が低下することはないため、シートの給送不良が発生することはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開平７−１９６１８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２７６９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
ところで、このような従来のシート処理装置及びこれを備えた画像形成装置において、図１９に示すように、最上位シートＳａを搬送している間は、シート面検知部材６１が吸着ダクト５１の内部に格納されてしまう。そして、このようにシート面検知部材６１が吸着ダクト内部に格納されている間は、吸着されている最上位シートＳａの直下のシートＳｂの紙面高さが把握できない。
【００３４】
ここで、直下のシートＳｂの紙面が把握できるのは、吸着搬送ベルト２１により搬送される最上位シートＳａの後端がシート面検知部材６１を通過してシート面検知部材６１が自重により落下し、シートＳｂの表面に接触したときである。例えば、Ａ４サイズのシート（搬送長さ２１０ｍｍ）Ｓａが、吸着搬送ベルト２１により搬送され、シート面検知部材６１の搬送方向下流側の端部（図中Ｌ１＝１０ｍｍ）を通り過ぎると、シート面検知部材６１が落下する。そして、このようにシート面検知部材６１が落下してシートＳｂに接触する際の時間は以下のようになる。
【００３５】
吸着搬送ベルト２１のシート搬送速度を約１０００ｍｍ／ｓｅｃとすると、シート面検知部材６１が落下してシートＳｂに接触する際の時間（シート面検知部材６１の格納が解除されるまでの時間）は、（２１０−１０）／１０００＝約２００ｍｓｅｃとなる。また、シートＳｂが適正位置から１ｍｍ下方で浮上していた場合、実験の結果、吸引力に抗しながら自重により落下したシート面検知部材６１がシートＳｂの上面に接触するまで約２０ｍｓｅｃかかる。
【００３６】
また、シートＳｂの浮上高さが適正な高さではない場合は、適正な高さまでシート面が上昇するようにトレイを上昇させる時間がかかる。例えば、トレイの上昇速度を約０．１ｍ／ｓｅｃだとすれば、適正位置までトレイを上昇させるために約１００ｍｓｅｃかかる。
【００３７】
つまり、シートの浮上高さが適正でない場合は、シートＳｂの紙面を把握するには、シート面検知部材６１の格納が解除されるまでの時間、シート面検知部材６１が検出可能になるための時間及びシートＳｂを適正な高さで浮上させるまでの時間が必要になる。すなわち、このように浮上高さが適正でないシートＳｂの紙面を把握するには約３２０ｍｓｅｃ（＝約２００ｍｓｅｃ＋約２０ｍｓｅｃ＋約１００ｍｓｅｃ）かかる。
【００３８】
ここで、通常、Ａ４サイズを毎分約１２０枚給送できるシート給送装置を考慮した場合、１枚あたりの時間は約５００ｍｓｅｃである。しかし、シートＳｂの紙面を把握するために約３２０ｍｓｅｃかかるような場合、生産性が毎分約１２０枚（１枚あたり約５００ｍｓｅｃ）から毎分約７１枚（１枚あたり約８２０ｍｓｅｃ）まで低下する。さらに、シートの長さが長くなればなるほど、シート面検知部材６１が格納されている時間が長くなるため、Ａ３サイズ以上の大きなシートの場合は、生産性がさらに低下する。
【００３９】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、生産性を低下させることなくシートを給送することのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明は、シートを支持する昇降可能なトレイと、前記トレイに支持されたシートの側端にエアを吹き付けてシートを浮上させるエア吹き付け部と、浮上させたシートを吸着して給送する吸着搬送部とを備え、エアの吹き付けで浮上した最上位のシートを前記吸着搬送部により吸着して搬送を行うシート給送装置において、前記トレイの上方に配置され、浮上したシートの上面を検知する第１紙面検知部と、前記第１紙面検知部よりもシート給送方向上流側に配置され、浮上したシートの上面を検知する第２紙面検知部と、前記トレイを昇降させる昇降部と、前記第１紙面検知部及び前記第２紙面検知部の検知に基づいて前記昇降部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記吸着搬送部により吸着搬送されるシートの後端が前記第２紙面検知部による検知領域よりも下流に搬送されたときに、前記第２紙面検知部から、浮上しているシートの上面がシートの給送が可能な高さを判断する基準位置よりも下側にあることを示す信号が出力された場合には、前記トレイを上昇させるように前記昇降部を制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４１】
本発明のように、第２紙面検知部が浮上したシートの最上位シートが適正範囲よりも下側にあることを検知した場合には、第１紙面検知部からの信号にかかわらず、トレイを上昇させることにより、生産性を低下させることなくシートを給送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す図。
【図２】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置の構成を示す図。
【図３】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置の制御ブロック図。
【図４】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置のシート給送動作を説明する第１の図。
【図５】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置のシート給送動作を説明する第２の図。
【図６】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置に設けられたトレイと後端規制部の詳細を示す図。
【図７】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置に設けられた紙面検知機構の構成を説明する図。
【図８】図１の画像形成装置に設けられるトレイの昇降制御を説明するフローチャート。
【図９】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置のシート給送動作中の状態を説明する図。
【図１０】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置の紙面制御を説明する図。
【図１１】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置に設けられた後端シート面センサがＯＦＦとなった状態を示す図。
【図１２】図１の画像形成装置に設けられるトレイの昇降制御を説明するフローチャート。
【図１３】従来の画像形成装置に設けられるシート給送装置の構成を説明する図。
【図１４】図１３のシート給送装置のシート収納庫の詳細を示す平面図。
【図１５】図１３のシート給送装置の紙面検知機構の構成を示す第１の図。
【図１６】図１３のシート給送装置の紙面検知機構の構成を示す第２の図。
【図１７】図１３のシート給送装置の紙面制御動作を説明する第１の図。
【図１８】図１３のシート給送装置の紙面制御動作を説明する第２の図。
【図１９】図１３のシート給送装置の紙面制御動作を説明する第３の図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４４】
図１は、本発明の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す図である。
【００４５】
図１において、１００はプリンタ、１０１はプリンタ本体である。このプリンタ本体１０１の上部には自動原稿給送装置１２０により原稿載置台としてのプラテンガラス１２０ａに載置された原稿Ｄを読み取る画像読み取り部１３０が設けられている。また、画像読み取り部１３０の下方には画像形成部１０２と、画像形成部１０２にシートＳを給送するシート給送装置１０３が設けられている。
【００４６】
ここで、画像形成部１０２には、感光ドラム１１２、現像器１１３、レーザスキャナユニット１１１等が設けられている。また、シート給送装置１０３は、ＯＨＴ等のシートＳを収容して装置本体１０１に着脱自在な複数のシート収納部１１及びシート収納部１１に収納されたシートＳを送り出すシート給送手段の一例としての給送ベルトである吸着搬送ベルト２１等を備えている。
【００４７】
次に、このような構成のプリンタ１００の画像形成動作について説明する。
【００４８】
装置本体１０１に設けられている後述する図３に示す制御装置から画像読取部１３０に画像読取信号が出力されると、画像読取部１３０により画像が読み取られる。この後、レーザスキャナユニット１１１から、この電気信号に対応したレーザ光が感光ドラム１１２上に照射される。このとき感光ドラム１１２は、予め帯電されおり、光が照射されることによって静電潜像が形成され、次いで静電潜像を現像器１１３によって現像することにより、感光ドラム上にトナー像が形成される。
【００４９】
一方、制御装置から給紙信号がシート給送装置１０３に出力されると、シート収納部１１からシートＳが給送される。この後、給送されたシートＳはレジストローラ１１７により感光ドラム上のトナー画像と同期を取って感光ドラム１１２と転写帯電器１１８とにより構成される転写部に送られる。
【００５０】
次に、このように転写部に送られたシートは、トナー像が転写され、この後、定着部１１４に搬送される。さらにこの後、定着部１１４により加熱及び加圧されることにより、シートＳに未定着転写画像が永久定着される。そして、このように画像が定着されたシートは排出ローラ１１６により装置本体１０１から排紙トレイ１１９に排出される。
【００５１】
図２は、シート給送装置１０３の構成を示す図である。なお、図２において、既述した図９と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００５２】
シート収納庫１１は、昇降可能なトレイ１２と、後端規制板１３と、先端規制板１７と、シートＳのシート給送方向と直交する幅方向の位置を規制する側端規制板１４を備えている。なお、後端規制板１３及び側端規制板１４は、収納されるシートのサイズによって位置を任意に変えられるように構成されている。また、シートのシート搬送方向上流側の端部である後端に当接する後端規制板１３には最上位シートＳａのシート給送方向上流側端部である後端部の位置を規制する後端分離部１８が上下方向に移動可能に設けられている。
【００５３】
このシート収納庫１１は、スライドレール１５によりプリンタ本体１０１から引き出し可能となっており、シート収納庫１１がプリンタ本体から引き出されたときにトレイ１２が所定の位置まで下降してシートの補充や交換等を行うことができる。なお、トレイ１２は、ステッピングモータ又はＤＣサーボモータにより昇降され、トレイ１２の下降時には所定時間下降した後に所定時間停止するようなステップ動作を繰り返して下降させることが可能である。
【００５４】
さらに、このシート収納庫１１の上部にはシートを１枚ずつ分離して給送するためのエア給紙方式のシート給送機構（以下、エア給紙機構１５０という）が配置されている。このエア給紙機構１５０は、トレイ１２に積載されたシートＳを吸着搬送する吸着搬送部２０と、トレイ上のシート束の上部部分を浮上させて捌くと共に、シートＳを１枚ずつ分離するためのエア吹き付け部３０とを備えている。
【００５５】
ここで、吸着搬送部２０は、ベルト駆動ローラ４１に掛け渡されると共にシートＳを吸着して図中右方向に給送する吸着搬送ベルト２１と、シートＳを吸着搬送ベルト２１に吸着させるための負圧を発生する吸着ファン３６を備えている。また、吸着搬送ベルト２１の内側に配置され、吸着ベルト２１に形成されている不図示の吸引穴を介してエアを吸引するための吸引ダクト２２を備えている。
【００５６】
さらに、吸着ファン３６と吸引ダクト２２との間に配置され、吸着搬送ベルト２１の吸着動作をＯＮ／ＯＦＦする吸着シャッタ３７を備えている。なお、本実施の形態において、吸着搬送ベルト２１は、幅方向（シート搬送方向と直交する方向）に所定の間隔を持って複数配置されている。
【００５７】
また、エア吹き付け部３０は、収納されているシートＳの上部前側にエアを吹き付けるための捌きノズル３３及び分離ノズル３４と、分離ファン３１と、各ノズル３３，３４に分離ファン３１からエアを送る分離ダクト３２を備えている。なお、説明上、積載されているシートのシート給送方向下流端をシートの先端とし、上流端をシートの後端と以下称する。
【００５８】
そして、分離ファン３１により矢印Ｃ方向に吸い込まれたエアの一部は分離ダクト３２を通過して捌きノズル３３により矢印Ｄ方向に吹き付けられ、トレイ１２上に積載されているシートＳの上部のうち数枚を浮上させる。また、他のエアは分離ノズル３４により矢印Ｅ方向に吹き付けられ、捌きノズル３３により浮上したシートを１枚ずつ分離して吸着搬送ベルト２１に吸着させる。
【００５９】
なお、図３は、上記シート給送装置の制御ブロック図であり、制御部である制御装置２００には、シートの後端面を検知する後端シート面センサ６５、後述する紙面検知機構に設けられた第１シート面センサ５４及び第２シート面センサ５５が接続される。また、トレイ２１を昇降させるトレイ昇降駆動モータＭ１、吸着搬送ベルト２１を駆動する吸着搬送ベルト駆動モータＭ２、吸着シャッタ３７を回転させる吸着シャッタソレノイドＳＬが接続されている。また、制御装置２００には、シートを吸着搬送ベルト２１に吸着させるための負圧を発生する吸着ファン３６、シートにエアを吹き付ける分離ファン３１が接続されている。
【００６０】
次に、このように構成されたシート給送装置１０３（エア給紙機構１５０）のシート給送動作について説明する。
【００６１】
まず、ユーザーがシート収納庫１１を引き出してシートＳをセットし、この後、図２に示すように所定の位置にシート収納庫１１を格納すると、まず図３に示す制御装置２００によりトレイ昇降駆動モータＭ１が駆動される。これにより、図４に示すようにトレイ１２が矢印Ａ方向に上昇し始める。やがて、吸着搬送ベルト２１との距離がＢとなる給送可能位置に達すると、制御装置２００は、この位置でトレイ１２を停止させる。この後、給送を開始するためのシート給送信号に備える。
【００６２】
次に、シート給送信号を検知すると、制御装置２００は分離ファン３１を作動させ、図５の（ａ）に示すように矢印Ｃ方向へエアを吸い込む。このエアは分離ダクト３２を介して捌きノズル３３、分離ノズル３４からそれぞれ矢印Ｄ及びＥ方向からシート束に吹き付けられる。これにより、シート束のうちの上位の数枚のシートが浮上する。また、制御装置２００は吸着ファン３６を作動させ、図中Ｆ方向にエアを吐き出す。この際、吸着シャッタ３７はまだ閉じられている。
【００６３】
次に、給送信号を検知してから所定時間が経過し、上位のシートＳＡの浮上が安定したところで、制御装置２００はシャッタソレノイドＳＬを駆動し、図５の（ｂ）に示すように吸着シャッタ３７を矢印Ｇ方向に回転させる。これにより、吸着搬送ベルト２１に設けられた吸引穴から矢印Ｈ方向へエアが吸引され、吸引力が発生する。そして、この吸着力と、分離ノズル３４からの分離エアにより最上部のシートＳａのみが吸着搬送ベルト２１に吸着される。
【００６４】
続いて、制御装置２００は、図３に示す吸着搬送ベルト駆動モータＭ２を駆動し、ベルト駆動ローラ４１を矢印Ｊ方向に回転させる。これにより、吸着搬送ベルト２１に吸着された状態で最上部のシートＳａが矢印Ｋ方向に給送され、この後、矢印Ｌ、Ｍ方向に回転する引き抜きローラ対４２により画像形成部に向けてシートＳａが送られる。
【００６５】
図６は、トレイ１２と後端規制部１３の詳細を示す図であり、後端規制部１３は、樹脂材料や板金で形成された後端分離部１８を備えている。なお、この後端分離部１８は、最上位シートの上面に自重で当接する突出部１８Ｄ、突出部１８Ｄの下面に設けられ、樹脂部材や板金よりも摩擦係数が大きい分離補助シート１８Ｅを備えている。また、突出部１８Ｄ及び分離補助シート１８Ｅを保持すると共に、矢印Ｇ方向にスライド移動可能なスライダ１８Ｆを備えている。
【００６６】
そして、スライダ１８Ｆをスライド移動可能に設けることにより、後端分離部１８は最上位シートと一体的に昇降することができ、最上位シートのシート面の動きに確実に追従することができる。なお、捌きノズル３３からエアをシートの前端から吹き付けたときに、エアはシートの間に吹き込まれて上位の複数のシートを浮上させる。このとき、図７に示すように、最上位のシートＳａが浮上する高さは捌きノズル近傍の前端側が高く、捌きノズルから離れる後端側になるほど低くなる。
【００６７】
また、図７に示すように、後端分離部１８のスライダ１８Ｆには後端シート面検知センサフラグ１８Ｇが設けられており、後端シート面検知センサフラグ１８Ｇも最上位シートの後端側の上面の動きに追従することができる。そして、後端規制部１３に設けられた、本発明の第２紙面検知部としての後端シート面センサ５６は、この後端シート面検知センサフラグ１８Ｇの上下方向の位置によりＯＮ／ＯＦＦされる。
【００６８】
即ち、後述するようにシートが順次給送されて浮上している最上位シートの上面位置が下降し、やがて基準位置よりも下側になると、これに伴って後端シート面検知センサフラグ１８Ｇが下降することにより、後端シート面センサ５６はＯＦＦとなる。つまり、浮上しているシートが順次給送され、最上位シートの上面位置が基準位置よりも下側になると、後端シート面センサ５６はＯＦＦとなる。ここで、本実施の形態のように、浮上したシートの最上位シートのシート給送方向上流側部分を検知する後端シート面センサ５６をシートサイズに応じて移動可能な後端規制部１３に設けるようにすれば、シート搬送方向の長さの異なるシートに対応できる。
【００６９】
なお、本実施の形態においては、トレイ１２の上方には、図７に示すようシート面検知センサフラグ５２、第１シート面センサ５４、第２シート面センサ５５及びセンサフラグ機構５０を備えた紙面検知機構４９が配置されている。ここで、この紙面検知機構４９は、浮上したシートの最上位シートＳａの上面を検知する、本発明の第１紙面検知部を構成する。そして、紙面検知機構４９の第１及び第２シート面センサ５４，５５、後端シート面センサ５６のＯＮ／ＯＦＦに基づき、既述した図３に示す制御装置２００はトレイ１２の昇降制御を行う。
【００７０】
なお、既述した表1に記載されているように第１シート面センサ５４がＯＮ、第２シート面センサ５５がＯＦＦの場合には、浮上している最上位シートの位置が、吸着搬送部２０によるシートの吸着が可能な適正範囲よりも下側にあることを検知する。また、第１シート面センサ５４がＯＦＦ、第２シート面センサ５５がＯＮの場合は、浮上している最上位シートの位置が、吸着搬送部２０による吸着可能な適正範囲よりも上側にあることを検知する。そして、このような第１シート面センサ５４と第２シート面センサ５５との検知に基づいて、制御装置２００は浮上されている最上位シートが給送可能な適正範囲内にあるかどうかを判断することができる。これにより、最上位のシートが適正範囲内にある場合にシートの給送を行うことが可能となる。
【００７１】
次に、本実施の形態に係るシート給送時のトレイ１２の昇降制御について図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７２】
制御装置２００は、給送開始信号を受けると、給送準備を開始し、まず分離ファン３１の回転を開始し、エアの吹き付けを開始してシートを浮上させる。この後、第１シート面センサ５４及び第２シート面センサ５５からＯＮ／ＯＦＦに基づき、トレイ１２を昇降させる昇降部を構成するトレイ昇降駆動モータＭ１を駆動してトレイ１２を昇降させる。
【００７３】
そして、この後、第１及び第２シート面センサ５４，５５がＯＮとならない場合は（Ｓ２０のＮ）、トレイ１２を昇降させ（Ｓ２１）、第１及び第２シート面センサ５４，５５がＯＮとなると（Ｓ２０のＹ）、シートの給送を開始する（Ｓ２２）。
【００７４】
シートの給送が開始されると、最上位シートＳａは吸着搬送ベルト２１に吸着された状態で給送される。この後、最上位シートＳａが図７に示すＬ２以上給送され、後端シート面センサ５６による検知領域よりも下流に搬送されると、分離補助シート１８Ｅの下面が次のシートＳｂの後端側上面に当接する。このとき、浮上されている次のシートＳｂの後端側の高さに応じて後端分離部１８が移動する。
【００７５】
なお、最上位シートＳａが給送されて、次のシートＳｂの上面位置が下がると、後端シート面検知センサフラグ１８Ｇも下降する。そして、シートが給送されて最上位シートの後端側の上面が、設定されている基準位置よりも下側になると、後端シート面センサ５６から、浮上したシートの最上位シートが基準位置よりも下側にあることを示す検知信号であるＯＦＦ信号が出力される。なお、このようにＯＦＦ信号が出力されるのは、最上位シートＳａが後端分離部１８を抜けたとき以降である。
【００７６】
ここで、後端シート面センサ５６からＯＦＦ信号が出力されると、制御装置２００はトレイ１２を上昇させると共に、後端シート面センサ５６の検知に基づいて、最上位シートが基準位置よりも上方にあるかどうかを判断する。すなわち、このようにトレイ１２を上昇させた後、後端シート面センサ５６がＯＮとなるかを判断し（Ｓ２３）、後端シート面センサ５６がＯＮとならない場合（Ｓ２３のＮ）、「低すぎる」と判断し、ＯＮ信号が得られるまでトレイ１２を上昇させる（Ｓ２４）。
【００７７】
なお、既述したように、浮上している最上位シートの先端側と後端側では浮上高さが先端側のほうが高くなっている。このため、第１シート面センサ５４と第２シート面センサ５５との検知に基づいて判断される最上位シートが給送可能な適正範囲と、後端シート面センサ５６の検知に基づいて判断される、最上位シートの基準位置とでは、高さ方向で異なる位置となる。つまり、本実施の形態では基準位置が適正範囲よりも低い位置で設定されている。
【００７８】
このためシートが給送されて最上位シートの高さが低くなると、この状態を後端シート面センサ５６が紙面検知機構４９によりも先に検知する。すなわち、最上位シートが吸着搬送ベルト２１に吸着された状態では、吸着されているシートに押されてシート面検知部材６１が上方に退避して穴５１Ｈ１，５１Ｈ２に格納されてしまう。この場合、吸着搬送されているシートの後端が格納されたシート面検知部材６１よりも下流まで搬送され、シート面検知部材６１が下降し、最上位シートに当接するまで、最上位シートの高さを検知ができない。
【００７９】
これに対して、後端シート面センサ５６は最上位シートが後端分離部１８よりも下流まで搬送されたときに次のシートの高さの検知が可能であるため、紙面検知機構４９によりも先に次のシートの高さを検知することができる。なお、本実施の形態では、シート面検知部材６１が上方に退避して穴５１Ｈ１，５１Ｈ２に格納されている状態では、第１シート面センサ５４及び第２シート面センサ５５からの検知信号は制御装置２００が受け入れないようになっている。
【００８０】
なお、既述したように、後端シート面センサ５６がＯＦＦになった場合には、後端シート面センサ５６がＯＮになるまでトレイ１２を上昇させる。ここで、トレイ１２の上昇途中で、吸着搬送ベルト２１によって吸着搬送されている最上位シートの後端が格納されたシート面検知部材６１よりも下流まで搬送されることにより、シート面検知部材６１が下降し、最上位シートに当接する場合がある。
【００８１】
この場合、紙面検知機構４９により最上位シートの高さが検知可能になる。しかし、次のシートの前側の最上位の高さが紙面検知機構４９によって判明した直後は、シートが適正範囲外にある可能性がある。このため、この場合でも、紙面検知機構４９の検知にかかわらず、後端シート面センサ５６がＯＮになるまでトレイ１２を上昇させる。そして、このように紙面検知機構４９の検知にかかわらず、後端シート面センサ５６がＯＮになるまでトレイ１２を上昇させることにより最上位シートを適正範囲に予め移動させることができる。
【００８２】
このように紙面検知機構４９の検知にかかわらず、後端シート面センサ５６の信号に基づいてトレイ１２の上昇を制御するようにすれば、トレイ１２を早いタイミングで上昇させることができ、シート給送装置としての生産性を低下させることはほとんどなくなる。なお、後端シート面センサ５６からの信号に基づいてトレイ１２の上昇を開始してトレイ１２を上昇させる時、シートの厚さ等の情報に基づいて予め設定されている基準位置に基づいて上昇させるように制御する。すなわち、シートの浮上状態は、シートの坪量、サイズ等のシートの種類により異なるため、基準位置もシートの種類に応じて最適な位置に設定してある。
【００８３】
また、先端側の紙面を検知する紙面検知機構４９では、シートを吸着搬送ベルト２１が吸着搬送していない状態で、最上位シートが適正範囲で浮上しているかどうかを検知する。
【００８４】
このため、後端シート面センサ５６がＯＮとなった場合には（Ｓ２３のＹ）、次に第２シート面センサ５５の信号により、最上位シートの位置が適正範囲にあるかを判断する。そして、第２シート面センサ５５がＯＮでない場合には（Ｓ２５のＮ）、第２シート面センサ５５がＯＮとなるまで（Ｓ２５のＹ）、トレイ１２を上昇させる（Ｓ２６）。
【００８５】
なお、後端シート面センサ５６のＯＮ信号が得られているにもかかわらず、先端側の紙面が適正範囲を外れている場合、すなわち第２シート面センサ５５がＯＦＦの場合は（Ｓ２５のＮ）、トレイ１２を上昇させる（Ｓ２６）。しかし、この場合でも、トレイ１２（最上位シート）は、すでに後端シート面センサ５６のＯＮ信号が得られる高さまでは上昇しているため、生産性に影響を及ぼすほどの時間はかからない。
【００８６】
次に、第２シート面センサ５５がＯＮとなると（Ｓ２５のＹ）、トレイ１２を停止させ（Ｓ２７）、この後、シートの給送動作を開始する（Ｓ２８）。なお、このような制御をトレイ１２にシートがＮ枚積載（支持）された場合には、Ｎ枚目のシートが給送されるまで繰り返し、Ｎ枚目のシートが給送されると（Ｓ２９のＹ）、給送動作を終了する。
【００８７】
このように、本実施の形態においては、シートの吸着搬送の途中で、後端シート面センサ５６が浮上したシートの最上位シートが基準位置よりも下側にあることを検知した場合には、トレイ１２を上昇させるようにしている。これにより、従来、紙面検知機構４９でしか紙面検知ができなかった構成に対して、最上位シートの吸着搬送中に次のシートの高さを検知してトレイ１２の上昇制御を行うことができる。このため、次のシートの高さを適正位置にいち早く移動させることができ、生産性を低下させることなくシートを給送することができる。
【００８８】
なお、このように構成した場合、後端シート面センサ５６は、少なくとも、シートが順次給送されることにより、最上位シートが「低すぎる」という状態となったことを検知できれば良いので、紙面検知機構４９よりも簡略化できる。この結果、後端シート面センサ５６を後端規制部内に設けやすくなる。
【００８９】
また、最上位シートを適正範囲内に位置させるため、後端シート面センサ５６が高さ不足信号を出力する検知位置を切り換え可能に複数設け、後端部のシート面高さの制御を複数位置で行えるようにしても良い。これにより、シートの重さやサイズによって先端側と後端側のシート面の高さの差が異なる場合に対応でき、より安定した浮上状態を達成し、シートの重送やジャムの発生をより確実に防止することが可能となる。
【００９０】
ところで、吸着搬送ベルトに最上位シートを吸着する前と吸着した後、または最上位シートの給送が始まり、後端分離部１８が次のシート表面に接触するまでのほんのわずかな間等に、捌きエアや分離エアの吹き付け状態が変わることがある。そして、このように吹き付け状態が変わると、先端側や後端側のシートの浮上状態が乱れ、シートとシートの分離が不十分となり、重送やジャムが発生することがある。また、シートの特性によっても、同様に浮上状態が乱れ、同様の問題が発生することがある。
【００９１】
図９は、給送中のシートの浮上状態を示す図であり、図９の（ａ）は、給送中のシートの好ましい浮上状態を、図９の（ｂ）は、好ましくない浮上状態を示している。
【００９２】
ここで、シートの好ましい浮上状態では、図９の（ａ）に示すように、後端シート面センサ５６はＯＮしている状態で不図示のトレイは停止しているが、その際の、吸着搬送ベルト２１と最上位シートＳａの先端側の距離はＺ１、後端側の距離はＺ２である。浮上しているシート束は、ほぼ均等に浮上しており、分離が良好に行われている。また吸着搬送ベルト２１と最上位シートＳａとの距離Ｚ１が確保されているため、最上位シートＳａを吸着した後にその直下のシートＳｂとの隙間に分離エアが確実に入り、重送が防止できる。
【００９３】
これに対し、好ましくない浮上状態では、図９の（ｂ）に示すように、最上位シートＳａの後端の位置は（ａ）の位置と変わらず、吸着搬送ベルト２１と最上位シートＳａの後端側の距離はＺ２であるにもかかわらず、先端側の距離はＺ３（＜Ｚ１）になっている。さらに、最上位シートＳａが直下のシートＳｂも含めて束状に浮上している。このような状態においてはシート同士の分離が不十分で重送が発生しやすい。なお、このような状態のとき、仮に均等に浮上できたとしても先端側の距離Ｚ３が小さいため分離エアがうまく入らず重送の発生頻度が高まる可能性がある。
【００９４】
なお、このような好ましくない浮上状態は、例えばシートの特性によってシート自体がたわみにくい厚いシートの場合に生じる。すなわち、厚いシートの場合、シート自体がたわみにくいため、エアの吹き付けにより浮上した場合、図９に示すほどは、Ｚ１もしくはＺ３とＺ２との段差ができにくくなる。この結果、後端側にもシートとシートの間に微小な空気層ができる。一方で先端側から離れているために浮上を維持する捌きエアが入りにくいため、微小な上下動を繰り返す可能性がある。
【００９５】
このような状態になると、後端シート面センサ５６が頻繁にＯＦＦ／ＯＮを繰り返すようになり、先端側が良好な浮上状態にもかかわらず、後端側のシート面の検出結果によっては必要以上にトレイが上昇してしまう恐れがある。
【００９６】
また、例えばシートが１枚の厚みが約０．１ｍｍ以下の薄いシートの場合、後端シート面センサ５６を構成する部品の寸法誤差の積み重ねによって１ｍｍ程度のずれがあったとすると、１０枚以上のシートが束状に浮上してしまう。このような部品の寸法誤差要因を考慮することは非常に重要である。
【００９７】
さらに、部品の寸法誤差を抑えたとしても、シートの特性から薄いシートの場合、もともと捌けやすいので、シートの給送中に想定以上にシートが捌けて、後端シート面センサ５６が不定期にＯＦＦ／ＯＮを繰り返すような浮上状態になることがある。この場合でも、厚いシートと同様に不必要なトレイの上昇が行われるが、その影響は厚いシートの場合よりも大きく、束状に浮上するシートの量が大幅に増え重送やジャムが発生してしまう。
【００９８】
このため、本実施の形態においては、シートの給送、言い換えれば紙面確認を開始してから制限時間が経過した場合は、トレイ１２を停止させるようにしている。ここで、図１０は、このようにシート給送開始してから制限時間が経過した場合に、トレイ１２を停止させる場合の、シートの後端側のシート面の位置の変化と後端シート面センサ５６の信号について示している。
【００９９】
なお、図１０の（ａ）は、従来の制御の場合、図１０の（ｂ）は本実施の形態の制御の場合を示している。従来は、図１０の（ａ）に示すように、給送動作が開始され、１枚目から２枚目、３枚目に移行するとその分シート面は徐々に低下する。そして、例えば、３枚目の給送が終わり、後端分離部が４枚目のシート上面に接触した時点でシート面が基準高さ（基準位置）を下回ると、後端シート面センサ５６からの信号はＯＮからＯＦＦに変化する。
【０１００】
このように信号が変化すると、４枚目のシートを１枚目のシートと同じ高さとするようにトレイ１２が上昇を始める。しかし、このときシートは浮上した状態にあるのでトレイ１２が上昇を始めても、シート面がすぐには上昇するわけではなく、トレイ１２を上昇させることにより、まず先端側の浮上状態が変化する。
【０１０１】
次に、浮上状態の変化により捌きエアや分離エアの吹き付け状態が変わった後、ある程度の時間的なずれを経て紙面が上昇を始める。このため、この後、後端シート面センサ５６からの信号がＯＦＦからＯＮに変化し、これによりトレイが停止しても、しばらくは最上位シートは上昇する。
【０１０２】
このような最上位シートの上昇により、シートの後端部が後端シート面センサ５６を通過した後、シートの浮上状態の乱れが生じる場合がある。この浮上状態の乱れは、瞬時に解消され、シート面は基準高さよりも高い状態に戻っているため、本来ならトレイ１２を上昇させる必要はないが、浮上状態が乱れると、後端シート面センサ５６からの信号はＯＮからＯＦＦに変化してしまう。そして、このように後端シート面センサ５６からの信号が変化すると、その変化した時間分だけトレイ１２が上昇してしまう。
【０１０３】
例えば、図１０の（ａ）に示すように、トレイ１２の上昇により１枚目のシートと同じ高さとなった４枚目が給送され、５枚目のシートの給送に移行した際、２度浮上状態の乱れが生じたとすると、後端シート面センサ５６からの信号の変化が２回発生する。そして、このような信号変化が２回発生すると、本来のシート面高さとのずれは図中Ｒ２となり、給送を始めた高さよりも図中Ｒ１だけ高くなってしまう。このようにシート面の高さが高くなると、シートの重送等が発生する場合がある。なお、このような浮上の乱れはシートの種類や状態によって予期せず発生する。
【０１０４】
これに対し、本実施の形態においては、４枚目のシートの給送を行う際、後端シート面センサ５６の信号がＯＮに変化すると、４枚目のシートが１枚目のシートよりも低い、少なくとも４枚目のシートの吸着搬送が可能となる位置でトレイ１２を停止させる。あるいは、後端シート面センサ５６からの信号がＯＦＦになってトレイ１２が上昇した後、後端シート面センサ５６がＯＮにならなくても、制限時間が経過すると、トレイ１２を停止させるようにしている。なお、この制限時間は、例えば４枚目のシートを、１枚目のシートよりも低い、図１０の（ｂ）に示す少なくとも４枚目のシートの吸着搬送が可能となる位置まで上昇させる時間である。
【０１０５】
このように、３枚目から４枚目に移行する段階で、少なくとも４枚目のシートの吸着搬送が可能となる位置でトレイ１２を停止させ、以後、４枚目のシートの上昇量を制限することにより、浮上状態の乱れによる影響を少なくすることができる。例えば、図１０の（ｂ）に示すように、５枚目に移行した後、図１０の（ａ）と同様に２度浮上状態が乱れた場合、１度目は図１０の（ａ）と同様に上昇する。
【０１０６】
しかし、例えば後端シート面センサ５６からの信号がＯＦＦからＯＮに変化すると、トレイ１２を停止させ、シート面の上昇量を制限するようにすることにより、本来のシート面高さとのずれは、図中Ｒ４で抑えられている。また、２度目については１度目で上昇量の上限に到達しているため、トレイ１２は上昇しない。この結果、給送を始めた高さよりもむしろ図中Ｒ３だけ低い位置で抑えられている。
【０１０７】
このように、本実施の形態においては、不必要なトレイ１２の上昇を防ぐために、図１１に示すように、トレイ１２が上昇している途中で後端シート面センサ５６がＯＦＦとなると、この後、上昇するトレイ１２の上昇量を制限するようにしている。
【０１０８】
なお、この上昇量の制限は１枚のシート毎に行われる。つまり、制御の対象が次のシートに移ったら上昇量の制限は一旦解除される。これにより、シート毎に最適な制御が実施可能となる。ここで、１枚の定義は例えば、あるシートと次のシートを給送するために吸着搬送ベルトを回し始める時間的間隔と定義しても良い。また、シートを給送することで得られる吸着エリアに一番近い第１及び第２シート面センサ５４，５５からのＯＮ信号の時間的間隔、吸着シャッタ３７を回転させるため吸着シャッタソレノイドＳＬを動作させる時間的間隔と定義しても良い。
【０１０９】
次に、このようなトレイ１２の昇降制御について図１２に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１１０】
制御装置２００は、給送開始信号を受けると、給送準備を開始し、まず分離ファン３１の回転を開始し、エアの吹き付けを開始してシートを浮上させる。この後、第１シート面３１のＮ）、トレイ１２を昇降させ（Ｓ３２）、第１及び第２シート面センサ５４，５５がＯＮとなると（Ｓ３１のＹ）、シートの給送を開始する（Ｓ３３）。
【０１１１】
次に、シートの給送が開始されると、最上位シートＳａは吸着搬送ベルト２１に吸着された状態で給送される。この後、シートＳａが図７に示すＬ２以上給送されると、後端分離部１８が落下し、分離補助シート１８Ｅの下面が次のシートＳｂの表面に当接する。
【０１１２】
ここで、最上位シートが給送されて次のシートの上面位置が下がった場合には、後端シート面検知センサフラグ１８Ｇも下降する。そして、シート後端側の下降が続いて後端シート面センサ５６が後端シート面検知センサフラグ１８Ｇを検知しなくなると、後端シート面センサ５６がＯＦＦとなり、後端シート面センサ５６がＯＦＦとなると、トレイ１２を上昇させる。
【０１１３】
次に、このようにトレイ１２を上昇させた後、後端シート面センサ５６がＯＮしたかを判断し、後端シート面センサ５６がＯＦＦの場合には「低すぎる」と判断し、トレイ１２を上昇させる。
【０１１４】
次に、後端シート面センサ５６がＯＮ、もしくはシート給送開始から制限時間が経過したかを判断する（Ｓ３４）。ここで、後端シート面センサ５６がＯＮとならない、もしくはシート給送開始から制限時間が経過しない場合には（Ｓ３４のＮ）、トレイ１２の上昇を継続させ、トレイ１２を引き続き上昇させる（Ｓ３５）。
【０１１５】
この後、後端シート面センサ５６がＯＮとなる、もしくはシート給送開始から制限時間が経過すると（Ｓ３４のＹ）、トレイ１２を停止させる（Ｓ３６）。ここで、このタイミングでトレイ１２を停止させることにより、シートは、例えば図１０の（ｂ）に示すような１枚目のシートの吸着搬送が可能となる位置まで上昇して停止する。これにより、シートの給送が可能となる。また、このように上昇するトレイ１２を停止させ、トレイ１２の上昇量を制限することにより、以後、後端シート面センサ５６が頻繁にＯＦＦ／ＯＮを繰り返すようになったとしても、不必要なトレイ１２の上昇を行わないようにすることができる。
【０１１６】
なお、先端側の紙面を検知する紙面検知機構４９では、シートを吸着搬送ベルト２１が吸着搬送していない状態で、最上位シートが適正範囲内で浮上しているかどうかを検知する。
【０１１７】
このため、後端シート面センサ５６がＯＮとなった場合には、次に第２シート面センサ５５の信号により、最上位シートの位置が適正範囲にあるかを判断する。即ち、第２シート面センサ５５がＯＮでない場合には（Ｓ３７のＮ）、第２シート面センサ５５がＯＮとなるまで（Ｓ３７のＹ）、トレイ１２を上昇させる（Ｓ３８）。
【０１１８】
また、もし後端シート面センサ５６のＯＮ信号が得られているにもかかわらず、先端側の紙面が適正範囲を外れている場合、すなわち第２シート面センサ５５がＯＦＦの場合は（Ｓ３７のＮ）、トレイ１２を上昇させる（Ｓ３８）。しかし、この場合でも、トレイ１２（最上位シート）は、すでに後端シート面センサ５６のＯＮ信号が得られる高さまでは上昇しているため、生産性に影響を及ぼすほどの時間はかからない。
【０１１９】
次に、第２シート面センサ５５がＯＮとなると（Ｓ３７のＹ）、トレイ１２を停止させ（Ｓ３９）、この後、シートの給送を開始する（Ｓ４０）。なお、このような制御をトレイ１２にシートがＮ枚積載（支持）された場合には、Ｎ枚目のシートが給送されるまで繰り返し、Ｎ枚目のシートが給送されると（Ｓ４１のＹ）、給送動作を終了する。
【０１２０】
このように、本実施の形態においては、不必要なトレイ１２の上昇を防ぐため、図１１に示すように、後端シート面センサ５６がＯＦＦとなると、この後、上昇するトレイ１２を停止させ、トレイ１２の上昇量を制限するようにしている。そして、このように上昇量を制限することにより、後端シート面センサ５６が頻繁にＯＦＦ／ＯＮを繰り返すようになったとしても不必要なトレイ１２の上昇は行われず、良好な浮上状態を保つことができる。
【０１２１】
なお、この制限時間は、例えばタイマー等により測定されるものであって、シートの種類や坪量、サイズ等によって、関連する部品の寸法誤差要因も考慮した最適な浮上状態を達成できる値に設定し、切り換え可能であることが望ましい。本実施の形態において、制限時間は薄いシートの場合は４０ｍｓ、厚いシートの場合は１００ｍｓとしている。
【０１２２】
また、これまでの説明においては、上昇量をタイマー等による計時（時間）に基づいて制限したが、本発明は、これに限らず、例えばトレイ昇降駆動モータＭ１の回転数（パルス数）や、回転角度をモニターすることで決定しても良い。さらに、上昇量の制限は生産性が低下せず、良好な浮上状態が得られるように実施されるべきであり、両立が難しければシートの種類や坪量、サイズ等によって細かく設定すれば良い。
【０１２３】
さらに、本発明にかかるシート給送装置１０３は、画像形成部１０２と、画像形成部１０２で画像が形成されたシートを処理するためのシート処理装置と、を備えた画像形成装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１１ シート収納庫
１２ トレイ
２０ 吸着搬送部
２１ 吸着搬送ベルト
３０ エア吹き付け部
３３ 捌きノズル
３４ 分離ノズル
３６ 吸着ファン
４９ 紙面検知機構
５４ 第１シート面センサ
５５ 第２シート面センサ
５６ 後端シート面センサ
１００ プリンタ
１０１ プリンタ本体
１０２ 画像形成部
１０３ シート給送装置
１５０ エア給紙機構
２００ 制御装置
Ｍ１ トレイ昇降駆動モータ
Ｓ シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関し、特にシートに空気を吹き付けることによりシートを分離給送するようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機等の画像形成装置においては、複数のシートが収納されたシート収納部からシートを１枚ずつ給送するシート給送装置を備えている。そして、このようなシート給送装置としては、昇降可能なトレイに支持されたシート束の端部にエアを吹き付けてシートを複数枚浮上させ、上方に配された吸着搬送ベルトにシートを１枚だけ吸着させて搬送するエア給紙方式のものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
図１３は、このような従来のエア給紙方式のシート給送装置の一例を示すものであり、図１３に示すように、複数のシートＳが収納されるシート収納部であるシート収納庫１１にはシートＳを積載するトレイ１２が昇降可能に設けられている。シートＳがトレイ１２上にセットされると、シートＳは、シート給送方向下流側端（以下、先端という）は先端規制板１７により、シート給送方向上流側端（以下、後端という）は後端規制板１３により位置が保持される。また、シート給送方向と直交する方向（以下、幅方向という）の両側端はサイド規制板１４によって位置が保持される。
【０００４】
また、シート収納庫１１の上部には、シートＳを吸着搬送する吸着搬送ベルト２１を備えた吸着搬送部２０と、トレイ上のシートＳの束の端部にエアを吹き付けて複数枚のシートＳを浮上させると共に１枚ずつ分離するエア吹き付け部３０とが設けられている。
【０００５】
そして、エア吹き付け部３０により矢印Ｃ方向に吸い込まれたエアの一部を矢印Ｄ方向に吹き付けることにより、トレイ１２上に積載されているシート束のうち上部の数枚を浮上させる。また、他のエアを矢印Ｅ方向に吹き付けることにより、浮上した数枚のシートのうち最上位シートを１枚ずつ分離して吸着搬送ベルト２１に吸着させる。
【０００６】
このようなシート給送装置はＡ４もしくはＬＴＲサイズのシートを毎分７０枚以上給送出来るような生産性の高い装置に採用され、トレイ１２は不図示の駆動手段によって、略水平を維持したまま鉛直方向に昇降する機構を備えている。
【０００７】
図１４は、シート収納庫１１の詳細を示す平面図であり、シートの後端を規制する後端規制板１３は矢印Ｈで示すシート給送方向と平行に、またシートの側端を規制するサイド規制板１４，１６は矢印Ｖで示す幅方向に移動可能に構成されている。
【０００８】
このように、後端規制板１３及びサイド規制板１４，１６を移動可能に構成することにより、トレイ１２上に最小サイズのシートＳＳから最大サイズのシートＬＳを積載支持することができる。なお、後端規制板１３は、サイド規制板１４，１６の移動を妨げないようにトレイ１２の幅方向中央部分にのみ移動するように設けられている。
【０００９】
ここで、後端規制板１３には最上位シートＳａのシート給送方向上流側端部である後端部の位置を規制する後端分離部１８が上下方向に移動可能に設けられている。この後端分離部１８は、図１３に示す後端規制板１３の規制部面１３Ｃから水平方向に突出し、最上位シートＳａの後端部を上方から押えるための突出部１８Ｄを備えている。この突出部１８Ｄの下面側、すなわちシート当接面側には、積載されたシート上面に抵抗を加えるための高摩擦係数の材料によって構成された分離補助シート１８Ｅが貼り付けられている。
【００１０】
そして、最上位シートＳａを、図１３に示す突出部１８Ｄの突出長さＬ２分給送すると、後端分離部１８が下降し、その直下のシートＳｂに当接する。このとき、後端分離部１８の重さによって生じる摩擦力によって、最上位シートＳａの搬送中に直下のシートＳｂが連れ送りされるのを防ぐことができ、重送の発生を抑制することができる。また、この突出部１８Ｄはセットされたシートがないときはトレイ１２の表面に当接する。
【００１１】
なお、図１３において、１８Ａは後端分離部１８に設けられ、後端規制板１３に設けられた係合部１３Ｅと係合する支持部である。そして、この支持部１８Ａにはボールベアリングや表面の摩擦抵抗の低いローラ等が設けられており、これにより後端分離部１８の図中Ｇ方向への移動がスムーズに行われるように構成されている。
【００１２】
ところで、このような従来のエア給紙方式のシート給送装置においては、シート収納庫１１に収納されているシートの最上面の位置を制御するための紙面検知機構を備えたものがある（特許文献２参照）。
【００１３】
図１５の（ａ）及び（ｂ）は、このような従来の紙面検知機構の構成を示す図である。図１５に示すように、この紙面検知機構４９は、シート面検知センサフラグ５２、シート面検知センサフラグ５２の回動によりＯＮ／ＯＦＦ（オン・オフ）される第１シート面センサ５４、第２シート面センサ５５及びセンサフラグ機構５０を備えている。なお、この第１シート面センサ５４及び第２シート面センサ５５は、フォトセンサであり、不図示の制御装置に接続されている。
【００１４】
ここで、シート面検知センサフラグ５２は、支持軸５３に揺動自在に支持されている。そして、第１シート面センサ５４の受光部を遮光する第１の検出部５２Ｂと、第２シート面センサ５５の受光部を遮光する第２の検出部５２Ｃと、後述するシート面検知部材６１を回動自在に支持する支持部５２Ｄを備えている。
【００１５】
また、センサフラグ機構５０は、一端６０ａが吸引ダクト２２の内部に回動自在に保持されている支持部材６０と、支持部材６０の回動端６０ｂとシート面検知センサフラグ５２の支持部５２Ｄに支持されるシート面検知部材６１とを備えている。
【００１６】
ここで、このシート面検知部材６１は、吸着搬送部２０の吸着搬送領域の下方に、トレイ１２に積載されたシートＳと平行に、かつ上下方向に移動可能に設けられている。また、吸引ダクト内に回動自在に支持されている支持部材６０は、図１６に示すように複数の吸着搬送ベルト２１のシート幅方向の隙間に形成されている退避穴５１Ｈ１、５１Ｈ２から吸着搬送ベルト２１の吸着搬送領域の下側に突出している。
【００１７】
そして、これら支持部材６０、シート面検知センサフラグ５２、シート面検知部材６１により平行リンクが構成される。これにより、シート面検知部材６１の長手方向のどの位置にシートが当接してもシート面検知部材６１は、シート面検知センサフラグ５２を揺動させながら平行な状態（水平な状態）を維持して上下に移動することができる。
【００１８】
次に、このように構成された紙面検知機構４９の検知に基づく紙面制御動作について説明する。
【００１９】
シート収納庫１１に収納されているシートがトレイ１２の上昇により持上げられると、最上位シートＳａの上面がシート面検知部材６１に当接する。そして、この後、さらにトレイ１２が上昇すると、シート面検知部材６１が最上位シートＳａと一体的に上昇し、このシート面検知部材６１の上昇に伴ってシート面検知センサフラグ５２は支持軸５３を中心に支持部５２Ｄが上方に向かう方向に揺動する。
【００２０】
やがて、図１７の（ａ）に示すように、シート面検知部材６１を上昇させながら上昇した最上位シートＳａの上面と吸着搬送ベルト２１のベルト面との距離がＳ１になる。この状態になると、シート面検知センサフラグ５２の第１の検出部５２Ｂにより第１シート面センサ５４が遮光され、第２の検出部５２Ｃにより第２シート面センサ５５がそれぞれ遮光され、ＯＮ信号を出力する。そして、制御手段は、この第１シート面センサ５４及び第２シート面センサ５５からのＯＮ信号に基づき、トレイ１２を停止する。
【００２１】
次に、給送開始信号を受けると、制御手段はエアの吹き付けを開始し、図１７の（ｂ）に示すようにシート束の上部部分を浮上させると共に、トレイ１２を上昇または下降させて最上位シートＳａが規定の領域で浮上するように制御する。
【００２２】
ここで、シート面検知センサフラグ５２の第２の検出部５２Ｂにより遮光されると、第２シート面センサ５５はＯＮ信号を出力するように構成されている。そして、第２シート面センサ５５がＯＮとなる位置を浮上領域の下限とし、第１シート面センサ５４がＯＮで、第２シート面センサ５５のＯＮ信号を得られない場合は、「低すぎる」と判断する。この場合には、第１シート面センサ５４のＯＮ信号が得られるまでトレイ１２を上昇させる。
【００２３】
また、図１８に示すように、搬送ベルト２１のベルト面と最上位シートＳａの上面との距離がＳＨよりも小さくなると、第１の検出部５２Ｂによる遮光が解除され、吸着第１シート面センサ５４がＯＮ信号を出力しないように構成されている。そして、この位置を浮上領域の上限とし、第２シート面センサ５５がＯＮで、第１シート面センサ５４のＯＮ信号を得られない場合は、「高すぎる」と判断し、第１シート面センサ５４のＯＮ信号が得られるまでトレイ１２を下降させる。
【００２４】
下表は、このような一連の動作をまとめたものである。
【００２５】
【表１】
【００２６】
そして、このように第１及び第２シート面センサ５４，５５の信号に基づいてトレイ１２を上昇及び下降させることにより、トレイ１２の位置を最上位シートＳａのみを分離給送できる位置に制御することができる。これにより、吸着搬送ベルト２１によりシートを吸着する際、シートＳを１枚ずつ分離して画像形成部に向けて給送することができ、安定したシートの給送が可能となる。
【００２７】
ところで、トレイ１２上に、シート給送方向の下流側端部が上方向に向いたカールが生じているシートが積載される場合がある。この場合でも、既述した図１５の（ａ）に示すように、シート面検知部材６１は、カールが生じているシートとシート給送方向下流の端部側で当接する。そして、シートと当接するシート面検知部材６１は平行に上下に変位してシート面検知センサフラグ５２を回動させるため、第１シート面センサ５４及び第２シート面センサ５５が適宜ＯＮ／ＯＦＦされて、上述した紙面制御が行われる。
【００２８】
つまり、シートとシート面検知部材６１が当接する位置で適正な高さ（吸着搬送ベルト２１とシート状面との適正距離）Ｓ１が得られるようにトレイ１２の昇降が制御される。そして、このように適正な高さにシートの上面が制御されるため、シート端部と吸着搬送ベルト２１の間には隙間が生じ、図中矢印で示す分離エアが円滑に進入するようになる。この結果、分離エアによりシート同士の分離が確実に行われるようになり、シートの重送やジャムの発生を防止することが出来る。
【００２９】
なお、シート面検知センサフラグ５２、第１及び第２シート面センサ５４，５５を吸着搬送ベルト２１の吸着搬送領域の外側で且つシート給送方向の上流側に配置しても、シートＳの先端側での検知も可能となり、確実なシートＳの給送を行うことができる。また、このように吸引ダクト５１内に第１及び第２シート面センサ５４，５５を配置しないようにすることにより、吸着搬送部２０の高さ方向の小型化を図ることが可能となり、画像形成装置の高さ方向の小型化にもつながる。
【００３０】
ところで、吸引ダクト５１には、吸着搬送ベルト２１が最上位シートを吸着した際に、シートの搬送の抵抗とならないように、既述した図１６に示すように、シート面検知部材６１を格納するための穴５１Ｈ１、５１Ｈ２が形成されている。この穴５１Ｈ１は、複数の吸着搬送ベルト２１の間で吸着面（シートが吸着される面）と平行に吸引ダクト５１に形成した穴であり、穴５１Ｈ２は、吸引ダクト５１の縦壁に沿って形成した穴である。そして、吸着搬送ベルト２１により最上位シートが吸着されると、この吸着されたシートによりシート面検知部材６１が上方に退避して穴５１Ｈ１、５１Ｈ２に格納され、シート面検知部材６１が吸着搬送ベルト２１の吸着面から下側に突出することはない。
【００３１】
穴５１Ｈ１は吸着搬送ベルト２１と平行に形成されている穴であるため、吸着搬送ベルト２１が吸着する最上位シートよって覆われ、その穴５１Ｈ１からの吸引エアの漏れはほとんどない。また、穴部５１Ｈ２は吸着搬送ベルト２１の吸着面と直交する方向に空いている穴であるが、シート面検知部材６１が格納された際、シート面検知部材６１自体で穴部５１Ｈ２を塞ぐため、吸引エアの漏れもほとんどない。結果として、吸引ダクト５１に穴５１Ｈ１、５１Ｈ２が形成されていても吸引力が低下することはないため、シートの給送不良が発生することはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特開平７−１９６１８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２７６９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
ところで、このような従来のシート処理装置及びこれを備えた画像形成装置において、図１９に示すように、最上位シートＳａを搬送している間は、シート面検知部材６１が吸着ダクト５１の内部に格納されてしまう。そして、このようにシート面検知部材６１が吸着ダクト内部に格納されている間は、吸着されている最上位シートＳａの直下のシートＳｂの紙面高さが把握できない。
【００３４】
ここで、直下のシートＳｂの紙面が把握できるのは、吸着搬送ベルト２１により搬送される最上位シートＳａの後端がシート面検知部材６１を通過してシート面検知部材６１が自重により落下し、シートＳｂの表面に接触したときである。例えば、Ａ４サイズのシート（搬送長さ２１０ｍｍ）Ｓａが、吸着搬送ベルト２１により搬送され、シート面検知部材６１の搬送方向下流側の端部（図中Ｌ１＝１０ｍｍ）を通り過ぎると、シート面検知部材６１が落下する。そして、このようにシート面検知部材６１が落下してシートＳｂに接触する際の時間は以下のようになる。
【００３５】
吸着搬送ベルト２１のシート搬送速度を約１０００ｍｍ／ｓｅｃとすると、シート面検知部材６１が落下してシートＳｂに接触する際の時間（シート面検知部材６１の格納が解除されるまでの時間）は、（２１０−１０）／１０００＝約２００ｍｓｅｃとなる。また、シートＳｂが適正位置から１ｍｍ下方で浮上していた場合、実験の結果、吸引力に抗しながら自重により落下したシート面検知部材６１がシートＳｂの上面に接触するまで約２０ｍｓｅｃかかる。
【００３６】
また、シートＳｂの浮上高さが適正な高さではない場合は、適正な高さまでシート面が上昇するようにトレイを上昇させる時間がかかる。例えば、トレイの上昇速度を約０．１ｍ／ｓｅｃだとすれば、適正位置までトレイを上昇させるために約１００ｍｓｅｃかかる。
【００３７】
つまり、シートの浮上高さが適正でない場合は、シートＳｂの紙面を把握するには、シート面検知部材６１の格納が解除されるまでの時間、シート面検知部材６１が検出可能になるための時間及びシートＳｂを適正な高さで浮上させるまでの時間が必要になる。すなわち、このように浮上高さが適正でないシートＳｂの紙面を把握するには約３２０ｍｓｅｃ（＝約２００ｍｓｅｃ＋約２０ｍｓｅｃ＋約１００ｍｓｅｃ）かかる。
【００３８】
ここで、通常、Ａ４サイズを毎分約１２０枚給送できるシート給送装置を考慮した場合、１枚あたりの時間は約５００ｍｓｅｃである。しかし、シートＳｂの紙面を把握するために約３２０ｍｓｅｃかかるような場合、生産性が毎分約１２０枚（１枚あたり約５００ｍｓｅｃ）から毎分約７１枚（１枚あたり約８２０ｍｓｅｃ）まで低下する。さらに、シートの長さが長くなればなるほど、シート面検知部材６１が格納されている時間が長くなるため、Ａ３サイズ以上の大きなシートの場合は、生産性がさらに低下する。
【００３９】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、生産性を低下させることなくシートを給送することのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明は、シートを支持する昇降可能なトレイと、前記トレイに支持されたシートの側端にエアを吹き付けてシートを浮上させるエア吹き付け部と、浮上させたシートを吸着して給送する吸着搬送部とを備え、エアの吹き付けで浮上した最上位のシートを前記吸着搬送部により吸着して搬送を行うシート給送装置において、前記トレイの上方に配置され、浮上したシートの上面を検知する第１紙面検知部と、前記第１紙面検知部よりもシート給送方向上流側に配置され、浮上したシートの上面を検知する第２紙面検知部と、前記トレイを昇降させる昇降部と、前記第１紙面検知部及び前記第２紙面検知部の検知に基づいて前記昇降部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記吸着搬送部により吸着搬送されるシートの後端が前記第２紙面検知部による検知領域よりも下流に搬送されたときに、前記第２紙面検知部から、浮上しているシートの上面がシートの給送が可能な高さを判断する基準位置よりも下側にあることを示す信号が出力された場合には、前記トレイを上昇させるように前記昇降部を制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４１】
本発明のように、第２紙面検知部が浮上したシートの最上位シートが適正範囲よりも下側にあることを検知した場合には、第１紙面検知部からの信号にかかわらず、トレイを上昇させることにより、生産性を低下させることなくシートを給送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す図。
【図２】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置の構成を示す図。
【図３】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置の制御ブロック図。
【図４】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置のシート給送動作を説明する第１の図。
【図５】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置のシート給送動作を説明する第２の図。
【図６】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置に設けられたトレイと後端規制部の詳細を示す図。
【図７】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置に設けられた紙面検知機構の構成を説明する図。
【図８】図１の画像形成装置に設けられるトレイの昇降制御を説明するフローチャート。
【図９】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置のシート給送動作中の状態を説明する図。
【図１０】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置の紙面制御を説明する図。
【図１１】図１の画像形成装置に設けられるシート給送装置に設けられた後端シート面センサがＯＦＦとなった状態を示す図。
【図１２】図１の画像形成装置に設けられるトレイの昇降制御を説明するフローチャート。
【図１３】従来の画像形成装置に設けられるシート給送装置の構成を説明する図。
【図１４】図１３のシート給送装置のシート収納庫の詳細を示す平面図。
【図１５】図１３のシート給送装置の紙面検知機構の構成を示す第１の図。
【図１６】図１３のシート給送装置の紙面検知機構の構成を示す第２の図。
【図１７】図１３のシート給送装置の紙面制御動作を説明する第１の図。
【図１８】図１３のシート給送装置の紙面制御動作を説明する第２の図。
【図１９】図１３のシート給送装置の紙面制御動作を説明する第３の図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４４】
図１は、本発明の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す図である。
【００４５】
図１において、１００はプリンタ、１０１はプリンタ本体である。このプリンタ本体１０１の上部には自動原稿給送装置１２０により原稿載置台としてのプラテンガラス１２０ａに載置された原稿Ｄを読み取る画像読み取り部１３０が設けられている。また、画像読み取り部１３０の下方には画像形成部１０２と、画像形成部１０２にシートＳを給送するシート給送装置１０３が設けられている。
【００４６】
ここで、画像形成部１０２には、感光ドラム１１２、現像器１１３、レーザスキャナユニット１１１等が設けられている。また、シート給送装置１０３は、ＯＨＴ等のシートＳを収容して装置本体１０１に着脱自在な複数のシート収納部１１及びシート収納部１１に収納されたシートＳを送り出すシート給送手段の一例としての給送ベルトである吸着搬送ベルト２１等を備えている。
【００４７】
次に、このような構成のプリンタ１００の画像形成動作について説明する。
【００４８】
装置本体１０１に設けられている後述する図３に示す制御装置から画像読取部１３０に画像読取信号が出力されると、画像読取部１３０により画像が読み取られる。この後、レーザスキャナユニット１１１から、この電気信号に対応したレーザ光が感光ドラム１１２上に照射される。このとき感光ドラム１１２は、予め帯電されおり、光が照射されることによって静電潜像が形成され、次いで静電潜像を現像器１１３によって現像することにより、感光ドラム上にトナー像が形成される。
【００４９】
一方、制御装置から給紙信号がシート給送装置１０３に出力されると、シート収納部１１からシートＳが給送される。この後、給送されたシートＳはレジストローラ１１７により感光ドラム上のトナー画像と同期を取って感光ドラム１１２と転写帯電器１１８とにより構成される転写部に送られる。
【００５０】
次に、このように転写部に送られたシートは、トナー像が転写され、この後、定着部１１４に搬送される。さらにこの後、定着部１１４により加熱及び加圧されることにより、シートＳに未定着転写画像が永久定着される。そして、このように画像が定着されたシートは排出ローラ１１６により装置本体１０１から排紙トレイ１１９に排出される。
【００５１】
図２は、シート給送装置１０３の構成を示す図である。なお、図２において、既述した図９と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００５２】
シート収納庫１１は、昇降可能なトレイ１２と、後端規制板１３と、先端規制板１７と、シートＳのシート給送方向と直交する幅方向の位置を規制する側端規制板１４を備えている。なお、後端規制板１３及び側端規制板１４は、収納されるシートのサイズによって位置を任意に変えられるように構成されている。また、シートのシート搬送方向上流側の端部である後端に当接する後端規制板１３には最上位シートＳａのシート給送方向上流側端部である後端部の位置を規制する後端分離部１８が上下方向に移動可能に設けられている。
【００５３】
このシート収納庫１１は、スライドレール１５によりプリンタ本体１０１から引き出し可能となっており、シート収納庫１１がプリンタ本体から引き出されたときにトレイ１２が所定の位置まで下降してシートの補充や交換等を行うことができる。なお、トレイ１２は、ステッピングモータ又はＤＣサーボモータにより昇降され、トレイ１２の下降時には所定時間下降した後に所定時間停止するようなステップ動作を繰り返して下降させることが可能である。
【００５４】
さらに、このシート収納庫１１の上部にはシートを１枚ずつ分離して給送するためのエア給紙方式のシート給送機構（以下、エア給紙機構１５０という）が配置されている。このエア給紙機構１５０は、トレイ１２に積載されたシートＳを吸着搬送する吸着搬送部２０と、トレイ上のシート束の上部部分を浮上させて捌くと共に、シートＳを１枚ずつ分離するためのエア吹き付け部３０とを備えている。
【００５５】
ここで、吸着搬送部２０は、ベルト駆動ローラ４１に掛け渡されると共にシートＳを吸着して図中右方向に給送する吸着搬送ベルト２１と、シートＳを吸着搬送ベルト２１に吸着させるための負圧を発生する吸着ファン３６を備えている。また、吸着搬送ベルト２１の内側に配置され、吸着ベルト２１に形成されている不図示の吸引穴を介してエアを吸引するための吸引ダクト２２を備えている。
【００５６】
さらに、吸着ファン３６と吸引ダクト２２との間に配置され、吸着搬送ベルト２１の吸着動作をＯＮ／ＯＦＦする吸着シャッタ３７を備えている。なお、本実施の形態において、吸着搬送ベルト２１は、幅方向（シート搬送方向と直交する方向）に所定の間隔を持って複数配置されている。
【００５７】
また、エア吹き付け部３０は、収納されているシートＳの上部前側にエアを吹き付けるための捌きノズル３３及び分離ノズル３４と、分離ファン３１と、各ノズル３３，３４に分離ファン３１からエアを送る分離ダクト３２を備えている。なお、説明上、積載されているシートのシート給送方向下流端をシートの先端とし、上流端をシートの後端と以下称する。
【００５８】
そして、分離ファン３１により矢印Ｃ方向に吸い込まれたエアの一部は分離ダクト３２を通過して捌きノズル３３により矢印Ｄ方向に吹き付けられ、トレイ１２上に積載されているシートＳの上部のうち数枚を浮上させる。また、他のエアは分離ノズル３４により矢印Ｅ方向に吹き付けられ、捌きノズル３３により浮上したシートを１枚ずつ分離して吸着搬送ベルト２１に吸着させる。
【００５９】
なお、図３は、上記シート給送装置の制御ブロック図であり、制御部である制御装置２００には、シートの後端面を検知する後端シート面センサ６５、後述する紙面検知機構に設けられた第１シート面センサ５４及び第２シート面センサ５５が接続される。また、トレイ２１を昇降させるトレイ昇降駆動モータＭ１、吸着搬送ベルト２１を駆動する吸着搬送ベルト駆動モータＭ２、吸着シャッタ３７を回転させる吸着シャッタソレノイドＳＬが接続されている。また、制御装置２００には、シートを吸着搬送ベルト２１に吸着させるための負圧を発生する吸着ファン３６、シートにエアを吹き付ける分離ファン３１が接続されている。
【００６０】
次に、このように構成されたシート給送装置１０３（エア給紙機構１５０）のシート給送動作について説明する。
【００６１】
まず、ユーザーがシート収納庫１１を引き出してシートＳをセットし、この後、図２に示すように所定の位置にシート収納庫１１を格納すると、まず図３に示す制御装置２００によりトレイ昇降駆動モータＭ１が駆動される。これにより、図４に示すようにトレイ１２が矢印Ａ方向に上昇し始める。やがて、吸着搬送ベルト２１との距離がＢとなる給送可能位置に達すると、制御装置２００は、この位置でトレイ１２を停止させる。この後、給送を開始するためのシート給送信号に備える。
【００６２】
次に、シート給送信号を検知すると、制御装置２００は分離ファン３１を作動させ、図５の（ａ）に示すように矢印Ｃ方向へエアを吸い込む。このエアは分離ダクト３２を介して捌きノズル３３、分離ノズル３４からそれぞれ矢印Ｄ及びＥ方向からシート束に吹き付けられる。これにより、シート束のうちの上位の数枚のシートが浮上する。また、制御装置２００は吸着ファン３６を作動させ、図中Ｆ方向にエアを吐き出す。この際、吸着シャッタ３７はまだ閉じられている。
【００６３】
次に、給送信号を検知してから所定時間が経過し、上位のシートＳＡの浮上が安定したところで、制御装置２００はシャッタソレノイドＳＬを駆動し、図５の（ｂ）に示すように吸着シャッタ３７を矢印Ｇ方向に回転させる。これにより、吸着搬送ベルト２１に設けられた吸引穴から矢印Ｈ方向へエアが吸引され、吸引力が発生する。そして、この吸着力と、分離ノズル３４からの分離エアにより最上部のシートＳａのみが吸着搬送ベルト２１に吸着される。
【００６４】
続いて、制御装置２００は、図３に示す吸着搬送ベルト駆動モータＭ２を駆動し、ベルト駆動ローラ４１を矢印Ｊ方向に回転させる。これにより、吸着搬送ベルト２１に吸着された状態で最上部のシートＳａが矢印Ｋ方向に給送され、この後、矢印Ｌ、Ｍ方向に回転する引き抜きローラ対４２により画像形成部に向けてシートＳａが送られる。
【００６５】
図６は、トレイ１２と後端規制部１３の詳細を示す図であり、後端規制部１３は、樹脂材料や板金で形成された後端分離部１８を備えている。なお、この後端分離部１８は、最上位シートの上面に自重で当接する突出部１８Ｄ、突出部１８Ｄの下面に設けられ、樹脂部材や板金よりも摩擦係数が大きい分離補助シート１８Ｅを備えている。また、突出部１８Ｄ及び分離補助シート１８Ｅを保持すると共に、矢印Ｇ方向にスライド移動可能なスライダ１８Ｆを備えている。
【００６６】
そして、スライダ１８Ｆをスライド移動可能に設けることにより、後端分離部１８は最上位シートと一体的に昇降することができ、最上位シートのシート面の動きに確実に追従することができる。なお、捌きノズル３３からエアをシートの前端から吹き付けたときに、エアはシートの間に吹き込まれて上位の複数のシートを浮上させる。このとき、図７に示すように、最上位のシートＳａが浮上する高さは捌きノズル近傍の前端側が高く、捌きノズルから離れる後端側になるほど低くなる。
【００６７】
また、図７に示すように、後端分離部１８のスライダ１８Ｆには後端シート面検知センサフラグ１８Ｇが設けられており、後端シート面検知センサフラグ１８Ｇも最上位シートの後端側の上面の動きに追従することができる。そして、後端規制部１３に設けられた、本発明の第２紙面検知部としての後端シート面センサ５６は、この後端シート面検知センサフラグ１８Ｇの上下方向の位置によりＯＮ／ＯＦＦされる。
【００６８】
即ち、後述するようにシートが順次給送されて浮上している最上位シートの上面位置が下降し、やがて基準位置よりも下側になると、これに伴って後端シート面検知センサフラグ１８Ｇが下降することにより、後端シート面センサ５６はＯＦＦとなる。つまり、浮上しているシートが順次給送され、最上位シートの上面位置が基準位置よりも下側になると、後端シート面センサ５６はＯＦＦとなる。ここで、本実施の形態のように、浮上したシートの最上位シートのシート給送方向上流側部分を検知する後端シート面センサ５６をシートサイズに応じて移動可能な後端規制部１３に設けるようにすれば、シート搬送方向の長さの異なるシートに対応できる。
【００６９】
なお、本実施の形態においては、トレイ１２の上方には、図７に示すようシート面検知センサフラグ５２、第１シート面センサ５４、第２シート面センサ５５及びセンサフラグ機構５０を備えた紙面検知機構４９が配置されている。ここで、この紙面検知機構４９は、浮上したシートの最上位シートＳａの上面を検知する、本発明の第１紙面検知部を構成する。そして、紙面検知機構４９の第１及び第２シート面センサ５４，５５、後端シート面センサ５６のＯＮ／ＯＦＦに基づき、既述した図３に示す制御装置２００はトレイ１２の昇降制御を行う。
【００７０】
なお、既述した表1に記載されているように第１シート面センサ５４がＯＮ、第２シート面センサ５５がＯＦＦの場合には、浮上している最上位シートの位置が、吸着搬送部２０によるシートの吸着が可能な適正範囲よりも下側にあることを検知する。また、第１シート面センサ５４がＯＦＦ、第２シート面センサ５５がＯＮの場合は、浮上している最上位シートの位置が、吸着搬送部２０による吸着可能な適正範囲よりも上側にあることを検知する。そして、このような第１シート面センサ５４と第２シート面センサ５５との検知に基づいて、制御装置２００は浮上されている最上位シートが給送可能な適正範囲内にあるかどうかを判断することができる。これにより、最上位のシートが適正範囲内にある場合にシートの給送を行うことが可能となる。
【００７１】
次に、本実施の形態に係るシート給送時のトレイ１２の昇降制御について図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７２】
制御装置２００は、給送開始信号を受けると、給送準備を開始し、まず分離ファン３１の回転を開始し、エアの吹き付けを開始してシートを浮上させる。この後、第１シート面センサ５４及び第２シート面センサ５５からＯＮ／ＯＦＦに基づき、トレイ１２を昇降させる昇降部を構成するトレイ昇降駆動モータＭ１を駆動してトレイ１２を昇降させる。
【００７３】
そして、この後、第１及び第２シート面センサ５４，５５がＯＮとならない場合は（Ｓ２０のＮ）、トレイ１２を昇降させ（Ｓ２１）、第１及び第２シート面センサ５４，５５がＯＮとなると（Ｓ２０のＹ）、シートの給送を開始する（Ｓ２２）。
【００７４】
シートの給送が開始されると、最上位シートＳａは吸着搬送ベルト２１に吸着された状態で給送される。この後、最上位シートＳａが図７に示すＬ２以上給送され、後端シート面センサ５６による検知領域よりも下流に搬送されると、分離補助シート１８Ｅの下面が次のシートＳｂの後端側上面に当接する。このとき、浮上されている次のシートＳｂの後端側の高さに応じて後端分離部１８が移動する。
【００７５】
なお、最上位シートＳａが給送されて、次のシートＳｂの上面位置が下がると、後端シート面検知センサフラグ１８Ｇも下降する。そして、シートが給送されて最上位シートの後端側の上面が、設定されている基準位置よりも下側になると、後端シート面センサ５６から、浮上したシートの最上位シートが基準位置よりも下側にあることを示す検知信号であるＯＦＦ信号が出力される。なお、このようにＯＦＦ信号が出力されるのは、最上位シートＳａが後端分離部１８を抜けたとき以降である。
【００７６】
ここで、後端シート面センサ５６からＯＦＦ信号が出力されると、制御装置２００はトレイ１２を上昇させると共に、後端シート面センサ５６の検知に基づいて、最上位シートが基準位置よりも上方にあるかどうかを判断する。すなわち、このようにトレイ１２を上昇させた後、後端シート面センサ５６がＯＮとなるかを判断し（Ｓ２３）、後端シート面センサ５６がＯＮとならない場合（Ｓ２３のＮ）、「低すぎる」と判断し、ＯＮ信号が得られるまでトレイ１２を上昇させる（Ｓ２４）。
【００７７】
なお、既述したように、浮上している最上位シートの先端側と後端側では浮上高さが先端側のほうが高くなっている。このため、第１シート面センサ５４と第２シート面センサ５５との検知に基づいて判断される最上位シートが給送可能な適正範囲と、後端シート面センサ５６の検知に基づいて判断される、最上位シートの基準位置とでは、高さ方向で異なる位置となる。つまり、本実施の形態では基準位置が適正範囲よりも低い位置で設定されている。
【００７８】
このためシートが給送されて最上位シートの高さが低くなると、この状態を後端シート面センサ５６が紙面検知機構４９によりも先に検知する。すなわち、最上位シートが吸着搬送ベルト２１に吸着された状態では、吸着されているシートに押されてシート面検知部材６１が上方に退避して穴５１Ｈ１，５１Ｈ２に格納されてしまう。この場合、吸着搬送されているシートの後端が格納されたシート面検知部材６１よりも下流まで搬送され、シート面検知部材６１が下降し、最上位シートに当接するまで、最上位シートの高さを検知ができない。
【００７９】
これに対して、後端シート面センサ５６は最上位シートが後端分離部１８よりも下流まで搬送されたときに次のシートの高さの検知が可能であるため、紙面検知機構４９によりも先に次のシートの高さを検知することができる。なお、本実施の形態では、シート面検知部材６１が上方に退避して穴５１Ｈ１，５１Ｈ２に格納されている状態では、第１シート面センサ５４及び第２シート面センサ５５からの検知信号は制御装置２００が受け入れないようになっている。
【００８０】
なお、既述したように、後端シート面センサ５６がＯＦＦになった場合には、後端シート面センサ５６がＯＮになるまでトレイ１２を上昇させる。ここで、トレイ１２の上昇途中で、吸着搬送ベルト２１によって吸着搬送されている最上位シートの後端が格納されたシート面検知部材６１よりも下流まで搬送されることにより、シート面検知部材６１が下降し、最上位シートに当接する場合がある。
【００８１】
この場合、紙面検知機構４９により最上位シートの高さが検知可能になる。しかし、次のシートの前側の最上位の高さが紙面検知機構４９によって判明した直後は、シートが適正範囲外にある可能性がある。このため、この場合でも、紙面検知機構４９の検知にかかわらず、後端シート面センサ５６がＯＮになるまでトレイ１２を上昇させる。そして、このように紙面検知機構４９の検知にかかわらず、後端シート面センサ５６がＯＮになるまでトレイ１２を上昇させることにより最上位シートを適正範囲に予め移動させることができる。
【００８２】
このように紙面検知機構４９の検知にかかわらず、後端シート面センサ５６の信号に基づいてトレイ１２の上昇を制御するようにすれば、トレイ１２を早いタイミングで上昇させることができ、シート給送装置としての生産性を低下させることはほとんどなくなる。なお、後端シート面センサ５６からの信号に基づいてトレイ１２の上昇を開始してトレイ１２を上昇させる時、シートの厚さ等の情報に基づいて予め設定されている基準位置に基づいて上昇させるように制御する。すなわち、シートの浮上状態は、シートの坪量、サイズ等のシートの種類により異なるため、基準位置もシートの種類に応じて最適な位置に設定してある。
【００８３】
また、先端側の紙面を検知する紙面検知機構４９では、シートを吸着搬送ベルト２１が吸着搬送していない状態で、最上位シートが適正範囲で浮上しているかどうかを検知する。
【００８４】
このため、後端シート面センサ５６がＯＮとなった場合には（Ｓ２３のＹ）、次に第２シート面センサ５５の信号により、最上位シートの位置が適正範囲にあるかを判断する。そして、第２シート面センサ５５がＯＮでない場合には（Ｓ２５のＮ）、第２シート面センサ５５がＯＮとなるまで（Ｓ２５のＹ）、トレイ１２を上昇させる（Ｓ２６）。
【００８５】
なお、後端シート面センサ５６のＯＮ信号が得られているにもかかわらず、先端側の紙面が適正範囲を外れている場合、すなわち第２シート面センサ５５がＯＦＦの場合は（Ｓ２５のＮ）、トレイ１２を上昇させる（Ｓ２６）。しかし、この場合でも、トレイ１２（最上位シート）は、すでに後端シート面センサ５６のＯＮ信号が得られる高さまでは上昇しているため、生産性に影響を及ぼすほどの時間はかからない。
【００８６】
次に、第２シート面センサ５５がＯＮとなると（Ｓ２５のＹ）、トレイ１２を停止させ（Ｓ２７）、この後、シートの給送動作を開始する（Ｓ２８）。なお、このような制御をトレイ１２にシートがＮ枚積載（支持）された場合には、Ｎ枚目のシートが給送されるまで繰り返し、Ｎ枚目のシートが給送されると（Ｓ２９のＹ）、給送動作を終了する。
【００８７】
このように、本実施の形態においては、シートの吸着搬送の途中で、後端シート面センサ５６が浮上したシートの最上位シートが基準位置よりも下側にあることを検知した場合には、トレイ１２を上昇させるようにしている。これにより、従来、紙面検知機構４９でしか紙面検知ができなかった構成に対して、最上位シートの吸着搬送中に次のシートの高さを検知してトレイ１２の上昇制御を行うことができる。このため、次のシートの高さを適正位置にいち早く移動させることができ、生産性を低下させることなくシートを給送することができる。
【００８８】
なお、このように構成した場合、後端シート面センサ５６は、少なくとも、シートが順次給送されることにより、最上位シートが「低すぎる」という状態となったことを検知できれば良いので、紙面検知機構４９よりも簡略化できる。この結果、後端シート面センサ５６を後端規制部内に設けやすくなる。
【００８９】
また、最上位シートを適正範囲内に位置させるため、後端シート面センサ５６が高さ不足信号を出力する検知位置を切り換え可能に複数設け、後端部のシート面高さの制御を複数位置で行えるようにしても良い。これにより、シートの重さやサイズによって先端側と後端側のシート面の高さの差が異なる場合に対応でき、より安定した浮上状態を達成し、シートの重送やジャムの発生をより確実に防止することが可能となる。
【００９０】
ところで、吸着搬送ベルトに最上位シートを吸着する前と吸着した後、または最上位シートの給送が始まり、後端分離部１８が次のシート表面に接触するまでのほんのわずかな間等に、捌きエアや分離エアの吹き付け状態が変わることがある。そして、このように吹き付け状態が変わると、先端側や後端側のシートの浮上状態が乱れ、シートとシートの分離が不十分となり、重送やジャムが発生することがある。また、シートの特性によっても、同様に浮上状態が乱れ、同様の問題が発生することがある。
【００９１】
図９は、給送中のシートの浮上状態を示す図であり、図９の（ａ）は、給送中のシートの好ましい浮上状態を、図９の（ｂ）は、好ましくない浮上状態を示している。
【００９２】
ここで、シートの好ましい浮上状態では、図９の（ａ）に示すように、後端シート面センサ５６はＯＮしている状態で不図示のトレイは停止しているが、その際の、吸着搬送ベルト２１と最上位シートＳａの先端側の距離はＺ１、後端側の距離はＺ２である。浮上しているシート束は、ほぼ均等に浮上しており、分離が良好に行われている。また吸着搬送ベルト２１と最上位シートＳａとの距離Ｚ１が確保されているため、最上位シートＳａを吸着した後にその直下のシートＳｂとの隙間に分離エアが確実に入り、重送が防止できる。
【００９３】
これに対し、好ましくない浮上状態では、図９の（ｂ）に示すように、最上位シートＳａの後端の位置は（ａ）の位置と変わらず、吸着搬送ベルト２１と最上位シートＳａの後端側の距離はＺ２であるにもかかわらず、先端側の距離はＺ３（＜Ｚ１）になっている。さらに、最上位シートＳａが直下のシートＳｂも含めて束状に浮上している。このような状態においてはシート同士の分離が不十分で重送が発生しやすい。なお、このような状態のとき、仮に均等に浮上できたとしても先端側の距離Ｚ３が小さいため分離エアがうまく入らず重送の発生頻度が高まる可能性がある。
【００９４】
なお、このような好ましくない浮上状態は、例えばシートの特性によってシート自体がたわみにくい厚いシートの場合に生じる。すなわち、厚いシートの場合、シート自体がたわみにくいため、エアの吹き付けにより浮上した場合、図９に示すほどは、Ｚ１もしくはＺ３とＺ２との段差ができにくくなる。この結果、後端側にもシートとシートの間に微小な空気層ができる。一方で先端側から離れているために浮上を維持する捌きエアが入りにくいため、微小な上下動を繰り返す可能性がある。
【００９５】
このような状態になると、後端シート面センサ５６が頻繁にＯＦＦ／ＯＮを繰り返すようになり、先端側が良好な浮上状態にもかかわらず、後端側のシート面の検出結果によっては必要以上にトレイが上昇してしまう恐れがある。
【００９６】
また、例えばシートが１枚の厚みが約０．１ｍｍ以下の薄いシートの場合、後端シート面センサ５６を構成する部品の寸法誤差の積み重ねによって１ｍｍ程度のずれがあったとすると、１０枚以上のシートが束状に浮上してしまう。このような部品の寸法誤差要因を考慮することは非常に重要である。
【００９７】
さらに、部品の寸法誤差を抑えたとしても、シートの特性から薄いシートの場合、もともと捌けやすいので、シートの給送中に想定以上にシートが捌けて、後端シート面センサ５６が不定期にＯＦＦ／ＯＮを繰り返すような浮上状態になることがある。この場合でも、厚いシートと同様に不必要なトレイの上昇が行われるが、その影響は厚いシートの場合よりも大きく、束状に浮上するシートの量が大幅に増え重送やジャムが発生してしまう。
【００９８】
このため、本実施の形態においては、シートの給送、言い換えれば紙面確認を開始してから制限時間が経過した場合は、トレイ１２を停止させるようにしている。ここで、図１０は、このようにシート給送開始してから制限時間が経過した場合に、トレイ１２を停止させる場合の、シートの後端側のシート面の位置の変化と後端シート面センサ５６の信号について示している。
【００９９】
なお、図１０の（ａ）は、従来の制御の場合、図１０の（ｂ）は本実施の形態の制御の場合を示している。従来は、図１０の（ａ）に示すように、給送動作が開始され、１枚目から２枚目、３枚目に移行するとその分シート面は徐々に低下する。そして、例えば、３枚目の給送が終わり、後端分離部が４枚目のシート上面に接触した時点でシート面が基準高さ（基準位置）を下回ると、後端シート面センサ５６からの信号はＯＮからＯＦＦに変化する。
【０１００】
このように信号が変化すると、４枚目のシートを１枚目のシートと同じ高さとするようにトレイ１２が上昇を始める。しかし、このときシートは浮上した状態にあるのでトレイ１２が上昇を始めても、シート面がすぐには上昇するわけではなく、トレイ１２を上昇させることにより、まず先端側の浮上状態が変化する。
【０１０１】
次に、浮上状態の変化により捌きエアや分離エアの吹き付け状態が変わった後、ある程度の時間的なずれを経て紙面が上昇を始める。このため、この後、後端シート面センサ５６からの信号がＯＦＦからＯＮに変化し、これによりトレイが停止しても、しばらくは最上位シートは上昇する。
【０１０２】
このような最上位シートの上昇により、シートの後端部が後端シート面センサ５６を通過した後、シートの浮上状態の乱れが生じる場合がある。この浮上状態の乱れは、瞬時に解消され、シート面は基準高さよりも高い状態に戻っているため、本来ならトレイ１２を上昇させる必要はないが、浮上状態が乱れると、後端シート面センサ５６からの信号はＯＮからＯＦＦに変化してしまう。そして、このように後端シート面センサ５６からの信号が変化すると、その変化した時間分だけトレイ１２が上昇してしまう。
【０１０３】
例えば、図１０の（ａ）に示すように、トレイ１２の上昇により１枚目のシートと同じ高さとなった４枚目が給送され、５枚目のシートの給送に移行した際、２度浮上状態の乱れが生じたとすると、後端シート面センサ５６からの信号の変化が２回発生する。そして、このような信号変化が２回発生すると、本来のシート面高さとのずれは図中Ｒ２となり、給送を始めた高さよりも図中Ｒ１だけ高くなってしまう。このようにシート面の高さが高くなると、シートの重送等が発生する場合がある。なお、このような浮上の乱れはシートの種類や状態によって予期せず発生する。
【０１０４】
これに対し、本実施の形態においては、４枚目のシートの給送を行う際、後端シート面センサ５６の信号がＯＮに変化すると、４枚目のシートが１枚目のシートよりも低い、少なくとも４枚目のシートの吸着搬送が可能となる位置でトレイ１２を停止させる。あるいは、後端シート面センサ５６からの信号がＯＦＦになってトレイ１２が上昇した後、後端シート面センサ５６がＯＮにならなくても、制限時間が経過すると、トレイ１２を停止させるようにしている。なお、この制限時間は、例えば４枚目のシートを、１枚目のシートよりも低い、図１０の（ｂ）に示す少なくとも４枚目のシートの吸着搬送が可能となる位置まで上昇させる時間である。
【０１０５】
このように、３枚目から４枚目に移行する段階で、少なくとも４枚目のシートの吸着搬送が可能となる位置でトレイ１２を停止させ、以後、４枚目のシートの上昇量を制限することにより、浮上状態の乱れによる影響を少なくすることができる。例えば、図１０の（ｂ）に示すように、５枚目に移行した後、図１０の（ａ）と同様に２度浮上状態が乱れた場合、１度目は図１０の（ａ）と同様に上昇する。
【０１０６】
しかし、例えば後端シート面センサ５６からの信号がＯＦＦからＯＮに変化すると、トレイ１２を停止させ、シート面の上昇量を制限するようにすることにより、本来のシート面高さとのずれは、図中Ｒ４で抑えられている。また、２度目については１度目で上昇量の上限に到達しているため、トレイ１２は上昇しない。この結果、給送を始めた高さよりもむしろ図中Ｒ３だけ低い位置で抑えられている。
【０１０７】
このように、本実施の形態においては、不必要なトレイ１２の上昇を防ぐために、図１１に示すように、トレイ１２が上昇している途中で後端シート面センサ５６がＯＦＦとなると、この後、上昇するトレイ１２の上昇量を制限するようにしている。
【０１０８】
なお、この上昇量の制限は１枚のシート毎に行われる。つまり、制御の対象が次のシートに移ったら上昇量の制限は一旦解除される。これにより、シート毎に最適な制御が実施可能となる。ここで、１枚の定義は例えば、あるシートと次のシートを給送するために吸着搬送ベルトを回し始める時間的間隔と定義しても良い。また、シートを給送することで得られる吸着エリアに一番近い第１及び第２シート面センサ５４，５５からのＯＮ信号の時間的間隔、吸着シャッタ３７を回転させるため吸着シャッタソレノイドＳＬを動作させる時間的間隔と定義しても良い。
【０１０９】
次に、このようなトレイ１２の昇降制御について図１２に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１１０】
制御装置２００は、給送開始信号を受けると、給送準備を開始し、まず分離ファン３１の回転を開始し、エアの吹き付けを開始してシートを浮上させる。この後、第１シート面３１のＮ）、トレイ１２を昇降させ（Ｓ３２）、第１及び第２シート面センサ５４，５５がＯＮとなると（Ｓ３１のＹ）、シートの給送を開始する（Ｓ３３）。
【０１１１】
次に、シートの給送が開始されると、最上位シートＳａは吸着搬送ベルト２１に吸着された状態で給送される。この後、シートＳａが図７に示すＬ２以上給送されると、後端分離部１８が落下し、分離補助シート１８Ｅの下面が次のシートＳｂの表面に当接する。
【０１１２】
ここで、最上位シートが給送されて次のシートの上面位置が下がった場合には、後端シート面検知センサフラグ１８Ｇも下降する。そして、シート後端側の下降が続いて後端シート面センサ５６が後端シート面検知センサフラグ１８Ｇを検知しなくなると、後端シート面センサ５６がＯＦＦとなり、後端シート面センサ５６がＯＦＦとなると、トレイ１２を上昇させる。
【０１１３】
次に、このようにトレイ１２を上昇させた後、後端シート面センサ５６がＯＮしたかを判断し、後端シート面センサ５６がＯＦＦの場合には「低すぎる」と判断し、トレイ１２を上昇させる。
【０１１４】
次に、後端シート面センサ５６がＯＮ、もしくはシート給送開始から制限時間が経過したかを判断する（Ｓ３４）。ここで、後端シート面センサ５６がＯＮとならない、もしくはシート給送開始から制限時間が経過しない場合には（Ｓ３４のＮ）、トレイ１２の上昇を継続させ、トレイ１２を引き続き上昇させる（Ｓ３５）。
【０１１５】
この後、後端シート面センサ５６がＯＮとなる、もしくはシート給送開始から制限時間が経過すると（Ｓ３４のＹ）、トレイ１２を停止させる（Ｓ３６）。ここで、このタイミングでトレイ１２を停止させることにより、シートは、例えば図１０の（ｂ）に示すような１枚目のシートの吸着搬送が可能となる位置まで上昇して停止する。これにより、シートの給送が可能となる。また、このように上昇するトレイ１２を停止させ、トレイ１２の上昇量を制限することにより、以後、後端シート面センサ５６が頻繁にＯＦＦ／ＯＮを繰り返すようになったとしても、不必要なトレイ１２の上昇を行わないようにすることができる。
【０１１６】
なお、先端側の紙面を検知する紙面検知機構４９では、シートを吸着搬送ベルト２１が吸着搬送していない状態で、最上位シートが適正範囲内で浮上しているかどうかを検知する。
【０１１７】
このため、後端シート面センサ５６がＯＮとなった場合には、次に第２シート面センサ５５の信号により、最上位シートの位置が適正範囲にあるかを判断する。即ち、第２シート面センサ５５がＯＮでない場合には（Ｓ３７のＮ）、第２シート面センサ５５がＯＮとなるまで（Ｓ３７のＹ）、トレイ１２を上昇させる（Ｓ３８）。
【０１１８】
また、もし後端シート面センサ５６のＯＮ信号が得られているにもかかわらず、先端側の紙面が適正範囲を外れている場合、すなわち第２シート面センサ５５がＯＦＦの場合は（Ｓ３７のＮ）、トレイ１２を上昇させる（Ｓ３８）。しかし、この場合でも、トレイ１２（最上位シート）は、すでに後端シート面センサ５６のＯＮ信号が得られる高さまでは上昇しているため、生産性に影響を及ぼすほどの時間はかからない。
【０１１９】
次に、第２シート面センサ５５がＯＮとなると（Ｓ３７のＹ）、トレイ１２を停止させ（Ｓ３９）、この後、シートの給送を開始する（Ｓ４０）。なお、このような制御をトレイ１２にシートがＮ枚積載（支持）された場合には、Ｎ枚目のシートが給送されるまで繰り返し、Ｎ枚目のシートが給送されると（Ｓ４１のＹ）、給送動作を終了する。
【０１２０】
このように、本実施の形態においては、不必要なトレイ１２の上昇を防ぐため、図１１に示すように、後端シート面センサ５６がＯＦＦとなると、この後、上昇するトレイ１２を停止させ、トレイ１２の上昇量を制限するようにしている。そして、このように上昇量を制限することにより、後端シート面センサ５６が頻繁にＯＦＦ／ＯＮを繰り返すようになったとしても不必要なトレイ１２の上昇は行われず、良好な浮上状態を保つことができる。
【０１２１】
なお、この制限時間は、例えばタイマー等により測定されるものであって、シートの種類や坪量、サイズ等によって、関連する部品の寸法誤差要因も考慮した最適な浮上状態を達成できる値に設定し、切り換え可能であることが望ましい。本実施の形態において、制限時間は薄いシートの場合は４０ｍｓ、厚いシートの場合は１００ｍｓとしている。
【０１２２】
また、これまでの説明においては、上昇量をタイマー等による計時（時間）に基づいて制限したが、本発明は、これに限らず、例えばトレイ昇降駆動モータＭ１の回転数（パルス数）や、回転角度をモニターすることで決定しても良い。さらに、上昇量の制限は生産性が低下せず、良好な浮上状態が得られるように実施されるべきであり、両立が難しければシートの種類や坪量、サイズ等によって細かく設定すれば良い。
【０１２３】
さらに、本発明にかかるシート給送装置１０３は、画像形成部１０２と、画像形成部１０２で画像が形成されたシートを処理するためのシート処理装置と、を備えた画像形成装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１１ シート収納庫
１２ トレイ
２０ 吸着搬送部
２１ 吸着搬送ベルト
３０ エア吹き付け部
３３ 捌きノズル
３４ 分離ノズル
３６ 吸着ファン
４９ 紙面検知機構
５４ 第１シート面センサ
５５ 第２シート面センサ
５６ 後端シート面センサ
１００ プリンタ
１０１ プリンタ本体
１０２ 画像形成部
１０３ シート給送装置
１５０ エア給紙機構
２００ 制御装置
Ｍ１ トレイ昇降駆動モータ
Ｓ シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを支持する昇降可能なトレイと、前記トレイに支持されたシートの側端にエアを吹き付けてシートを浮上させるエア吹き付け部と、浮上させたシートを吸着して給送する吸着搬送部とを備え、エアの吹き付けで浮上した最上位のシートを前記吸着搬送部により吸着して搬送を行うシート給送装置において、
前記トレイの上方に配置され、浮上したシートの上面を検知する第１紙面検知部と、
前記第１紙面検知部よりもシート給送方向上流側に配置され、浮上したシートの上面を検知する第２紙面検知部と、
前記トレイを昇降させる昇降部と、
前記第１紙面検知部及び前記第２紙面検知部の検知に基づいて前記昇降部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記吸着搬送部により吸着搬送されるシートの後端が前記第２紙面検知部による検知領域よりも下流に搬送されたときに、前記第２紙面検知部から、浮上しているシートの上面がシートの給送が可能な高さを判断する基準位置よりも下側にあることを示す信号が出力された場合には、前記トレイを上昇させるように前記昇降部を制御することを特徴とするシート給送装置。
【請求項２】
前記トレイに積載されたシートのシート搬送方向上流側に当接し、シートの位置を規制する規制部を備え、
前記第２紙面検知部を前記規制部に設けたことを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
【請求項３】
前記第２紙面検知部は、前記規制部に、前記トレイに積載されたシートに上方から当接して浮上したシートと一体的に昇降するフラグと、
前記フラグの位置に応じて検知信号を出力するセンサと、を備えることを特徴とする請求項２記載のシート給送装置。
【請求項４】
前記第２紙面検知部による浮上したシートの上面を検知して検知信号を出力する検知位置を、切り換え可能に複数設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項５】
前記第２紙面検知部からの信号に基づいて前記トレイの上昇を開始して前記トレイを上昇させる時、シートの情報に基づいて予め設定されている上昇量に基づいて上昇させるように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項６】
前記第２紙面検知部からの信号に基づいて前記トレイの上昇を開始し、前記予め設定されている上昇量に基づいて上昇している途中で、前記第２紙面検知部が浮上したシートの最上位シートが前記適正範囲に達したことを示す信号が出力された場合には、前記トレイを停止させるように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項５記載のシート給送装置。
【請求項７】
前記第２紙面検知部から出力された信号に基づき、浮上したシートの最上位シートが前記基準位置に達するまで前記トレイを上昇させた後、停止させ、次に吸着搬送されるシートが前記第２紙面検知部を通過するまでは前記第２紙面検知部から信号が出力されても前記トレイを上昇させないように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項８】
前記第２紙面検知部からの信号に基づいて前記トレイの上昇を開始し、前記第２紙面検知部が浮上したシートの最上位シートが前記適正範囲に達したことを示す信号が出力されるまで前記トレイの上昇を継続させるように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項７記載のシート給送装置。
【請求項９】
前記第２紙面検知部からの信号に基づいて前記トレイの上昇を開始し、前記第２紙面検知部が浮上したシートの最上位シートが前記適正範囲に達する量だけ前記トレイを上昇させるように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項７記載のシート給送装置。
【請求項１０】
前記第１紙面検知部は、最上位シートの位置が前記適正範囲よりも下側にあることを検知する第１シート面センサと、前記適正範囲よりも上側にあることを検知する第２シート面センサと、を備え、
前記第１シート面センサ及び第２シート面センサからの信号に基づいて最上位シートが適正範囲内に位置するように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項１１】
前記トレイを浮上したシートの最上位シートが前記適正範囲に達するまで上昇させた後、前記第１紙面検知部の検知に基づいてシートの上面が低すぎると判断した場合は、停止している前記トレイを上昇させて最上位シートが適正範囲内に位置するように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項１０記載のシート給送装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
前記シート給送装置から給送されるシートに画像を形成する画像形成部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
シートを支持する昇降可能なトレイと、前記トレイに支持されたシートの側端にエアを吹き付けてシートを浮上させるエア吹き付け部と、浮上させたシートを吸着して給送する吸着搬送部とを備え、エアの吹き付けで浮上した最上位のシートを前記吸着搬送部により吸着して搬送を行うシート給送装置において、
前記トレイの上方に配置され、浮上したシートの上面を検知する第１紙面検知部と、
前記第１紙面検知部よりもシート給送方向上流側に配置され、浮上したシートの上面を検知する第２紙面検知部と、
前記トレイを昇降させる昇降部と、
前記第１紙面検知部及び前記第２紙面検知部の検知に基づいて前記昇降部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記吸着搬送部により吸着搬送されるシートの後端が前記第２紙面検知部による検知領域よりも下流に搬送されたときに、前記第２紙面検知部から、浮上しているシートの上面がシートの給送が可能な高さを判断する基準位置よりも下側にあることを示す信号が出力された場合には、前記トレイを上昇させるように前記昇降部を制御することを特徴とするシート給送装置。
【請求項２】
前記トレイに積載されたシートのシート搬送方向上流側に当接し、シートの位置を規制する規制部を備え、
前記第２紙面検知部を前記規制部に設けたことを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
【請求項３】
前記第２紙面検知部は、前記規制部に、前記トレイに積載されたシートに上方から当接して浮上したシートと一体的に昇降するフラグと、
前記フラグの位置に応じて検知信号を出力するセンサと、を備えることを特徴とする請求項２記載のシート給送装置。
【請求項４】
前記第２紙面検知部による浮上したシートの上面を検知して検知信号を出力する検知位置を、切り換え可能に複数設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項５】
前記第２紙面検知部からの信号に基づいて前記トレイの上昇を開始して前記トレイを上昇させる時、シートの情報に基づいて予め設定されている上昇量に基づいて上昇させるように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項６】
前記第２紙面検知部からの信号に基づいて前記トレイの上昇を開始し、前記予め設定されている上昇量に基づいて上昇している途中で、前記第２紙面検知部が浮上したシートの最上位シートが前記適正範囲に達したことを示す信号が出力された場合には、前記トレイを停止させるように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項５記載のシート給送装置。
【請求項７】
前記第２紙面検知部から出力された信号に基づき、浮上したシートの最上位シートが前記基準位置に達するまで前記トレイを上昇させた後、停止させ、次に吸着搬送されるシートが前記第２紙面検知部を通過するまでは前記第２紙面検知部から信号が出力されても前記トレイを上昇させないように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項８】
前記第２紙面検知部からの信号に基づいて前記トレイの上昇を開始し、前記第２紙面検知部が浮上したシートの最上位シートが前記適正範囲に達したことを示す信号が出力されるまで前記トレイの上昇を継続させるように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項７記載のシート給送装置。
【請求項９】
前記第２紙面検知部からの信号に基づいて前記トレイの上昇を開始し、前記第２紙面検知部が浮上したシートの最上位シートが前記適正範囲に達する量だけ前記トレイを上昇させるように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項７記載のシート給送装置。
【請求項１０】
前記第１紙面検知部は、最上位シートの位置が前記適正範囲よりも下側にあることを検知する第１シート面センサと、前記適正範囲よりも上側にあることを検知する第２シート面センサと、を備え、
前記第１シート面センサ及び第２シート面センサからの信号に基づいて最上位シートが適正範囲内に位置するように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項１１】
前記トレイを浮上したシートの最上位シートが前記適正範囲に達するまで上昇させた後、前記第１紙面検知部の検知に基づいてシートの上面が低すぎると判断した場合は、停止している前記トレイを上昇させて最上位シートが適正範囲内に位置するように前記昇降部を制御することを特徴とする請求項１０記載のシート給送装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
前記シート給送装置から給送されるシートに画像を形成する画像形成部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−１９５５８８（Ｐ２０１０−１９５５８８Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９０２１（Ｐ２０１０−１９０２１）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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