画像形成装置
【課題】印刷用紙の給紙上面位置の変動が少ない安定した時間に検出結果を取得して、給紙上面位置を安定的に上限位置に保つ。
【解決手段】ピックアップローラ２２０ａ及びスクレーパローラ２２０ｂにより印刷用紙１０が一枚ずつ給紙経路に送出されるサイド給紙トレイ１２０と、印刷用紙１０のスクレーパローラ２２０ｂに対する相対位置を変化させる給紙台駆動モータ２１０と、印刷用紙１０の給紙上面位置を検出する上限検知センサ４０１と、上限検知センサ４０１による検出結果に基づいて、給紙台駆動モータ２１０の動作開始を制御するシーケンス動作部３３５ｃと、周期的な動作サイクルのうち、上限検知センサ４０１が検出結果を取得する時間間隔である時間ステップを、記憶部３３４に記憶された時間ステップの中から決定する時間ステップ決定部３３５ａとを備え、上限検知センサ４０１は、時間ステップの期間中に上限検知センサ４０１の検出結果を取得する。
【解決手段】ピックアップローラ２２０ａ及びスクレーパローラ２２０ｂにより印刷用紙１０が一枚ずつ給紙経路に送出されるサイド給紙トレイ１２０と、印刷用紙１０のスクレーパローラ２２０ｂに対する相対位置を変化させる給紙台駆動モータ２１０と、印刷用紙１０の給紙上面位置を検出する上限検知センサ４０１と、上限検知センサ４０１による検出結果に基づいて、給紙台駆動モータ２１０の動作開始を制御するシーケンス動作部３３５ｃと、周期的な動作サイクルのうち、上限検知センサ４０１が検出結果を取得する時間間隔である時間ステップを、記憶部３３４に記憶された時間ステップの中から決定する時間ステップ決定部３３５ａとを備え、上限検知センサ４０１は、時間ステップの期間中に上限検知センサ４０１の検出結果を取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給紙トレイから搬送経路へ記録媒体を給送する給紙経路を有し、搬送経路上を搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置では、印刷に係る印刷用紙を収納する給紙トレイが備えられており、この給紙トレイに積載された印刷用紙が、１枚ずつピックアップローラ等の給紙機構によりピックアップされ、搬送経路を経て画像形成部に送り出すようになっている。
【０００３】
このような給紙機構では、給紙トレイ内の底部に配置された給紙台が、印刷用紙の残量に応じて上下動する構造が一般的である。具体的には、給紙トレイ上に積載された印刷用紙の上面位置が搬送経路に供給される位置である上限位置に達したことを検知する上限センサを設けて、この検知信号によって、給紙台を上下動させて印刷用紙を適切な上限位置の高さにまで上昇させている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
この特許文献１に記載された技術では、給紙トレイに積載された印刷用紙が所定の供給位置にあるか否かを検知し、所定時間継続して上限位置にないと判定された場合には、給紙上面位置を検出し続け、給紙台が上限位置にあることを検知するまで給紙台を上昇させるものである。この特許文献１に開示された技術のように、給紙台の位置を検知する上限検知センサを用いる場合には、その上限検知センサによる給紙上面位置の検出精度が高いことが重要となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、給紙トレイから印刷用紙が送出されてから、次の印刷用紙が送出されるまでの間には、給紙トレイが静止した状態であっても、給紙上面位置が下がってしまう場合がある。具体的には、印刷用紙を給紙トレイから取り上げる際、ピックアップローラを印刷用紙に押しつけながら回転させるため、ピックアップローラーが押しつけられている間は、給紙トレイが上下動をしていない状態であっても、給紙上面位置が下がってしまっていた。
【０００７】
これに対し、従来、印刷動作中常に一定の間隔で、上限検知センサの検知状態を取り込む機構では、給紙上面位置が下がることで、ピックアップローラーの駆動開始時に上限検知センサが給紙上面位置を検出しなくなり、給紙上面位置が元の位置に上がるまで給紙台の駆動モータが駆動される。一方、ピックアップローラーの上昇に伴う押圧力が解放されると、ピックアップローラーにより押しつけられて下がっていた給紙上面位置も、下がっていた分だけ再び上昇する。ところが、給紙トレイは既に上動されていることから、給紙トレイが上動された分だけ給紙上面位置が正規の上限位置より高すぎる位置となり、その結果、用紙正面に対するピックアップローラの接触圧が高くなり過ぎてしまい、紙づまりや、印刷位置のズレ等、給紙不良の原因となっていた。
【０００８】
また、ピックアップローラを駆動させるモータや、搬送経路の下流に配置された中間搬送ローラ等を駆動させるモータが駆動している間は、これらのモータの振動が給紙台やピックアップローラに作用してしまい、印刷用紙の給紙上面位置が変動するため、上記同様の問題が生じていた。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、記録媒体（印刷用紙）の上面位置を適切な位置に安定的に保つことができる画像形成装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明の画像形成装置は、
給紙トレイから搬送経路へ記録媒体を給送する給紙経路を有し、搬送経路上を搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記給紙トレイに積層された前記記録媒体を１つずつ取り上げて前記給紙経路へと送出するピックアップ手段と、
前記積層された記録媒体を前記ピックアップ手段に近づくように上昇させる昇降手段と、
前記積層された記録媒体の上面位置を検出する検出手段と、
前記ピックアップ手段が前記記録媒体を前記給紙経路に送出し終えてから次の前記記録媒体を前記給紙経路に送出し始めるまでの紙間インターバルに、前記検出手段の検出結果を取得する検出結果取得手段と、
前記検出結果取得手段が取得した前記検出手段の検出結果に基づいて、前記昇降手段による記録媒体の上昇動作の開始を制御する昇降制御部と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載した本発明の画像形成装置によれば、ピックアップ手段による記録媒体の給紙経路に対する送出中には、その影響で記録媒体の上面位置が変動することがある。一方、紙間インターバル中はピックアップ手段による記録媒体の送出動作が行われないので、記録媒体の上面位置が比較的安定している。そこで、紙間インターバル中に検出手段の検出結果を取得し、これに基づいて昇降手段による記録媒体の上昇開始の要否を決定することで、記録媒体の上面位置の誤検出とそれによる不要な記録媒体の上昇動作を回避することができる。これにより、記録媒体の上面位置を昇降手段により適切な位置に安定的に保ち、給紙経路に対する記録媒体の送出動作を安定的に行うことができる。
【００１２】
また、請求項２に記載した本発明の画像形成装置は、請求項１に記載した本発明の画像形成装置において、前記紙間インターバルは、前記ピックアップ手段中のローラを駆動するモータの動作期間を少なくとも除く期間であることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項１に記載した本発明の画像形成装置において、ピックアップ手段中の記録媒体に接触するローラがモータにより駆動されている間は、ローラの振動の影響で記録媒体の上面位置が変動することがある。そこで、ローラを駆動するモータの動作期間を検出手段の検出結果を取得する期間から除外することで、ローラの振動の影響による記録媒体の上面位置の誤検出を回避することができる。
【００１４】
さらに、請求項３に記載した本発明の画像形成装置は、請求項１又は２に記載した本発明の画像形成装置において、前記紙間インターバルは、前記ピックアップ手段の動作期間を少なくとも除く期間であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明の画像形成装置において、ピックアップ手段が動作している間は、ピックアップ手段の記録媒体に接触するローラがモータにより駆動されていなくても、記録媒体を給紙経路に送出する際に生じる振動が記録媒体に伝わって、記録媒体の上面位置が変動することがある。そこで、ローラを駆動するモータの動作期間だけでなく、ピックアップ手段の動作期間を検出手段の検出結果を取得する期間から除外することで、記録媒体を給紙経路に送出する際に生じる振動の影響による記録媒体の上面位置の誤検出を回避することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載した本発明の画像形成装置は、請求項１、２又は３に記載した本発明の画像形成装置において、
前記給紙経路は、
前記搬送経路に対する前記記録媒体の送出タイミングを調整するレジストローラと、
前記ピックアップ手段と前記レジストローラとの間で前記記録媒体を搬送する中間搬送ローラ群と
を含んでおり、
前記紙間インターバルは、前記レジストローラ及び前記中間搬送ローラ群の動作期間を少なくとも除く期間である、
ことを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項１、２又は３に記載した本発明の画像形成装置において、給紙経路がレジストローラや中間搬送ローラ群を含んでいる場合、それらのローラが駆動されている間は、その振動が記録媒体に伝わって、記録媒体の上面位置が変動することがある。そこで、給紙経路のレジストローラや中間搬送ローラ群の動作期間を検出手段の検出結果を取得する期間から除外することで、給紙経路のレジストローラや中間搬送ローラ群が記録媒体を搬送する際に生じる振動の影響による記録媒体の上面位置の誤検出を回避することができる。
【００１８】
さらに、請求項５に記載した本発明の画像形成装置は、請求項１、２、３又は４に記載した本発明の画像形成装置において、前記昇降制御部は、前記紙間インターバルのうち前記昇降手段による前記記録媒体の上昇動作中の期間を除く非上昇期間に前記検出結果取得手段が取得した前記検出手段の検出結果に基づいて、前記記録媒体の上昇動作の開始を制御することを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項１、２、３又は４に記載した本発明の画像形成装置において、昇降手段による記録媒体の上昇動作は、給紙トレイから給紙経路への記録媒体の送出動作と干渉しないように、紙間インターバル中に開始される。したがって、紙間インターバル中であっても昇降手段による記録媒体の上昇動作中には、記録媒体の上面位置が変動する。そこで、紙間インターバルのうち昇降手段による記録媒体の非上昇期間に限って検出手段の検出結果を取得することで、記録媒体の上面位置を正しく検出することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載した本発明の画像形成装置は、請求項５に記載した本発明の画像形成装置において、前記昇降手段による上昇動作中の期間は、該上昇動作の平均速度に基づいて決定したものであり、該平均速度は、前記給紙経路における前記記録媒体の搬送速度、前記記録媒体の搬送方向における用紙サイズ、前記紙間インターバル、及び、前記記録媒体の用紙厚に基づいて定まることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項５に記載した本発明の画像形成装置において、昇降手段が記録媒体１つ分のストロークだけ記録媒体を上昇させるのに費やせる時間は、給紙経路における記録媒体の搬送速度、記録媒体の搬送方向における用紙サイズ、及び、紙間インターバルによって定まる。この時間を全て費やして、昇降手段が記録媒体１つ分のストロークだけ記録媒体を上昇させる場合を想定すると、昇降手段による上昇動作の平均速度は、記録媒体の用紙厚をさらに加えた要素によって特定できる。
【００２２】
そして、検出手段の検出結果により記録媒体の上面位置が適切な位置にない場合に昇降手段が記録媒体を上昇させる上昇動作の期間は、上述した上昇動作の平均速度に基づいて決定することができる。したがって、昇降手段による上昇動作の平均速度を正しく定めることで、紙間インターバルのうち昇降手段による記録媒体の上昇動作の期間（乃至、非上昇期間）を正確に特定し、検出手段の検出結果を適切な期間に取得して、記録媒体の上面位置を正しく検出することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、記録媒体の上面位置を昇降手段により適切な位置に安定的に保ち、給紙経路に対する記録媒体の送出動作を安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る印刷装置の印刷用紙搬送経路の概要を示す概略図である。
【図２】図１の給紙系搬送路の一部を拡大して示す側面図である。
【図３】図１の印刷装置内に備えられているサイド給紙トレイを示す斜視図である。
【図４】図１の演算処理部の給紙機構制御に関するモジュールを示すブロック図である。
【図５】図４の給紙機構制御を示すタイムチャート図である。
【図６】図１の演算処理部における動作速度の切替制御に関するモジュールを示すブロック図である。
【図７】（ａ）は、図６の駆動力に関する設定パターンの遷移図を示すグラフ図であり、（ｂ）は、図６の時間関数を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（印刷装置の全体構成）
本発明の画像形成装置の実施形態を、インクジェット方式のラインカラープリンタによる印刷装置を例に取って、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る印刷装置の印刷用紙搬送経路の概要を示す概略図である。なお、図中、駆動部を構成するローラの個数は適宜省略している。
【００２６】
図１に示す本実施形態の印刷装置１００（画像形成装置）は、多数のノズルが形成されたインクヘッドを複数備えている。そして、印刷装置１００は、それぞれのインクヘッドから黒又はカラーインクを吐出してライン単位で印刷を行い、搬送ベルト上の記録用紙上に複数の画像を互いに重なり合うように形成する。
【００２７】
印刷装置１００は、環状の搬送経路上を搬送される印刷用紙１０に画像を形成する。この搬送経路は、用紙を供給する給紙系搬送路ＦＲと、この給紙系搬送路ＦＲからヘッドユニット１１０を経て排紙経路ＤＲへ至る通常経路ＣＲと、通常経路ＣＲに分岐接続された反転経路ＳＲとから概略構成されている。
【００２８】
給紙系搬送路ＦＲにおいて、印刷用紙１０の供給を行う給紙機構としては、筐体側面の外部に配設され、印刷用紙１０を積層して収納するサイド給紙トレイ１２０と、筐体内部に設けられた複数の給紙トレイ（１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ）とが備えられている。
【００２９】
サイド給紙トレイ１２０、給紙トレイ１３０のいずれかの給紙機構から給紙された印刷用紙１０は、ローラ等の駆動機構によって筐体内の給紙系搬送路ＦＲに沿って搬送され、印刷用紙１０の先頭部分の基準位置であるレジスト部Ｒに導かれる。そして、このレジスト部Ｒのレジストローラに対し、これより上流の各ローラ駆動によって印刷用紙１０の供給動作が行われる。
【００３０】
一方、レジスト部Ｒの搬送方向下流側には、画像形成部が設けられている。この画像形成部には、複数の印字ヘッドを備えたヘッドユニット１１０が設けられている。印刷用紙１０は、ヘッドユニット１１０の対向面に設けられた搬送ベルト１６０によって印刷条件により定められる速度で搬送されながら、各印字ヘッドから吐出されたインクによりライン単位で画像形成される。印刷済みの印刷用紙１０は、さらに、ローラ等の駆動機構によって通常経路ＣＲ上を搬送される。この通常経路ＣＲには、印刷済みの印刷用紙１０を排出する排紙機構として、排紙口１４０が分岐接続されている。
【００３１】
そして、印刷用紙１０の片側の面のみに印刷を行う片面印刷の場合、印刷用紙１０は、そのまま排紙経路ＤＲを経て、排紙口１４０に導かれて排紙され、排紙口１４０の受台として設けられた排紙台１５０に印刷面を下にして積載されていく。排紙台１５０は、筐体から突出したトレイ形状をしており、ある程度の厚みを有している。排紙台１５０は傾斜しており、傾斜の下位置に形成された壁により、排紙口１４０から排紙された印刷用紙１０が自然に整えられて重なっていくようになっている。
【００３２】
一方、印刷用紙１０の両面に印刷を行う両面印刷の場合は、表面（最初に印刷される面を「表面」、次に印刷される面を「裏面」とする）印刷終了時には排紙経路ＤＲ側に導かれずに、さらに筐体内を搬送され、反転経路ＳＲに送出される。この排紙経路ＤＲと反転経路ＳＲとの分岐点には、裏面印刷用に搬送路を切り替えるための切替機構１７０が設けられており、切替機構１７０によって排出経路へ送出されなかった印刷用紙１０は、反転経路ＳＲに引き込まれる。
【００３３】
この反転経路ＳＲでは、通常経路ＣＲから用紙が受け渡され、用紙を往復させることにより用紙の表裏を反転させる、所謂スイッチバックを行う。そして、ローラ等の駆動機構によって、切替機構１７２を経由して通常経路ＣＲに戻され、レジスト部Ｒを経て再給紙され、表面と同様の手順によって裏面の印刷が行われる。その後、裏面の印刷が行われ、両面に画像が形成された印刷用紙１０は、排紙経路ＤＲを通じて排紙口１４０に導かれて排紙され、排紙口１４０の受台として設けられた排紙台１５０に積載されていく。なお、本実施形態では、両面印刷時におけるスイッチバックを、排紙台１５０内に設けられた空間を利用して行うようにしている。排紙台１５０内に設けられた空間は、スイッチバック時に印刷用紙１０が外部から取り出せないように覆われた構成となっている。
【００３４】
印刷装置１００では、給紙された印刷用紙１０の先頭部分の基準位置となるレジスト部Ｒに、両面印刷時に片面印刷済みの印刷用紙１０も再給紙されてくる。このため、レジスト部Ｒの直前部分には、新規に給紙される印刷用紙１０の給紙経路と、裏面印刷の用紙が循環して搬送されてくる再給紙経路とが合流する合流点が形成される。そして、レジスト部Ｒは、給紙系搬送路ＦＲと通常経路ＣＲとの合流点下流側において、用紙の送り出しを行う。
【００３５】
また、本実施形態においては、ある印刷用紙１０を給紙した後、その印刷用紙１０に印刷が施され排紙されるのを待って次の印刷用紙１０を給紙するのではなく、スケジューリングにより、先行する印刷用紙１０が排紙される前に、後続の印刷用紙１０を給紙して、所定の間隔で連続的に印刷することができるようになっている。したがって、両面印刷時の通常のスケジューリングでは、表面の用紙を給紙する際に、反転経路ＳＲから戻ってきた用紙が挿入される位置を確保するように、予めスペースを確保しておく。これにより、本装置では、表面の印刷と裏面の印刷とを並行させることができ、印刷面換算で片面印刷時と同等の生産性を確保することができる。
【００３６】
前記搬送ベルト１６０は、通常経路ＣＲにおいて、ヘッドユニット１１０に対向する面の前端及び後端に配設された駆動ローラ１６１及び従動ローラ１６２に掛け渡されており、図１中、時計回り方向に回転移動する。また、搬送ベルト１６０の上面には、そのベルト移動方向に沿って、４色のインクヘッドが並べて配置され、複数の画像を互いに重なり合うようにしてカラー画像を形成するヘッドユニット１１０が対向配置されている。
【００３７】
さらに、図１に示すように、印刷装置１００には、演算モジュールである演算処理部３３０が備えられている。この演算処理部３３０は、ＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサ、メモリ、及びその他の電子回路等のハードウェア、或いはその機能を持ったプログラム等のソフトウェア、又はこれらの組み合わせなどによって構成される。演算処理部３３０は、プログラムを適宜読み込んで実行することにより種々の機能モジュールを仮想的に構築する。構築した各機能モジュールは、画像データに関する処理や、各部の動作制御、ユーザー操作に対する種々の処理を行う。また、この演算処理部３３０には、操作パネル３４０が接続されており、この操作パネル３４０を通じて、ユーザーによる指示や設定操作を受け付けることができる。
【００３８】
（給紙系搬送路における搬送機構）
次いで、給紙系搬送路ＦＲについて説明する。図２は、本実施形態に係る給紙系搬送路ＦＲの一部を拡大して示す説明図である。
【００３９】
図２に示すように、本発明の給紙機構は、上述した給紙系搬送路ＦＲの一部として設けられ、レジスト部Ｒに印刷用紙１０を送出する機構である。本実施形態の給紙機構では、筐体側面の外部に配設されたサイド給紙トレイ１２０から新規に給紙を行うための給紙経路ＦＲ１を経て、レジスト部Ｒへ用紙が供給される。
【００４０】
レジスト部Ｒでは、レジストローラ２４０ａ，２４０ｂが通常経路ＣＲにおけるヘッドユニット１１０の上流に配置されている。レジストローラ２４０ａ，２４０ｂは、給紙系搬送路ＦＲ側から通常経路ＣＲに進入してくる印刷用紙１０を一時的に保持し、ヘッドユニット１１０に対する印刷用紙１０の送出タイミングを調整する。また、レジスト部Ｒには、レジ前ローラ２３０ａ，２３０ｂがレジストローラ２４０ａ，２４０ｂよりも搬送経路の上流側に隣接して配置されている。レジ前ローラ２３０ａ，２３０ｂは、給紙経路ＦＲ１からレジストローラ２４０ａ，２４０ｂへ印刷用紙１０を送出する。
【００４１】
レジストローラ２４０ａ，２４０ｂは、レジスト駆動モータ２４０によって駆動制御されている。レジスト駆動モータ２４０は、搬送経路の画像形成部（ヘッドユニット１１０）よりも上流に配置されている。このレジスト駆動モータ２４０は、一対のローラ（レジストローラ２４０ａ，２４０ｂ）により給紙に係る印刷用紙１０を保持し、画像形成部に対する印刷用紙１０の送出タイミングを調整する駆動手段である。このレジスト駆動モータ２４０は、駆動制御部３３５の制御により、動作の開始及び停止や動作速度を制御され、立ち上げ時の加速度と減速時の減速加速度等が制御される。
【００４２】
また、レジ前ローラ２３０ａ，２３０ｂは、レジ前駆動モータ２３０によって駆動制御されている。レジ前駆動モータ２３０は、搬送経路のレジストローラ２４０ａ，２４０ｂの上流に配置されている。このレジ前駆動モータ２３０は、一対のローラ（レジ前ローラ２３０ａ，２３０ｂ）により給紙に係る印刷用紙１０を保持し、画像形成部に対する印刷用紙１０の送出タイミングを調整したり、所謂、「突当て補正制御」を行う駆動手段である。「突当て補正制御」では、斜めに搬送された印刷用紙１０の向きをまっすぐに補正して後段（搬送ベルト１６０）に送り出すことで、用紙の斜行を補正する。
【００４３】
さらに、レジスト部Ｒには、レジストセンサ５１３が設けられている。レジストセンサ５１３は、レジストローラ２４０ａ，２４０ｂの上流側に近接して設置され、印刷用紙１０のレジストローラ２４０ａ，２４０ｂへの到達を検知するセンサである。なお、本実施形態では、レジストセンサ５１３として反射式センサや透過式センサ、その他の種々のセンサを用いることができる。
【００４４】
給紙経路ＦＲ１は、サイド給紙トレイ１２０に積層して収納された印刷用紙１０をレジスト部Ｒに給送する経路である。給紙経路ＦＲ１には、ピックアップローラ２２０ａとレジ前ローラ２３０ａ（２３０ｂ）との間で印刷用紙１０を搬送する複数の中間搬送ローラ２５１（２５１ａ，２５１ｂ），２５２（２５２ａ，２５２ｂ），２５３（２５３ａ，２５３ｂ）が、給紙経路に沿って設けられ、サイド給紙トレイ１２０からピックアップされた印刷用紙１０がレジスト部Ｒに対して送出される。
【００４５】
本実施形態において、これらの複数の中間搬送ローラ２５１，２５２，２５３は、給紙経路の上流側に位置する中間搬送ローラ２５１のみ中間搬送駆動モータ２５０で直接駆動され、その他の中間搬送ローラ２５２，２５３は、ベルトプーリ機構により伝達される動力で従動回転する。なお、本実施形態では、レジ前ローラ２３０ａ，２３０ｂと中間搬送ローラ２５１，２５２，２５３とが、中間搬送ローラ群の構成要素となっている。
【００４６】
中間搬送ローラ２５１，２５２，２５３の中間搬送駆動モータ２５０は、給紙経路ＦＲ１に配置され、複数配置された一対のローラ（中間搬送ローラ２５１（２５１ａ，２５１ｂ），２５２（２５２ａ，２５２ｂ），２５３（２５３ａ，２５３ｂ））により給紙に係る印刷用紙１０を保持し、レジスト部Ｒに対する印刷用紙１０の送出タイミングを調整する駆動手段である。
【００４７】
また、この中間搬送ローラ群には、中間入口センサ５１１と、中間出口センサ５１２とが設けられている。中間入口センサ５１１は、給紙経路ＦＲ１内の上流側の中間搬送ローラ２５１に近接して設置され、印刷用紙１０の給紙経路ＦＲ１への到達を検知するセンサである。また、中間出口センサ５１２は、給紙経路ＦＲ１内の下流側の中間搬送ローラ２５３に近接して設置され、印刷用紙１０の給紙経路ＦＲ１からの通過を検知するセンサである。
【００４８】
そして、この給紙経路ＦＲ１の上流側に位置するサイド給紙トレイ１２０には、本発明に係る給紙機構が設けられている。図３は、実施形態に係る印刷装置内に備えられている給紙機構を示す斜視図である。
【００４９】
詳述すると、本発明に係る給紙機構は、サイド給紙トレイ１２０内に積載された印刷用紙１０を、給紙系搬送路ＦＲに送り出す機構である。この給紙機構は具体的に、サイド給紙トレイ１２０と、ピックアップ駆動モータ２２０と、給紙台駆動モータ２１０と、下限検知センサ４０２と、上限検知センサ４０１とを備えている。サイド給紙トレイ１２０は、多数の印刷用紙１０を積層状態で収納する函体であり、このサイド給紙トレイ１２０には、給紙台１２１と、駆動力伝達部１２５とが設けられている。
【００５０】
ピックアップ駆動モータ２２０は、サイド給紙トレイ１２０の上方に位置し、サイド給紙トレイ１２０に積層された印刷用紙１０をピックアップして、レジスト部Ｒに送出するための駆動手段である。このピックアップ駆動モータ２２０は、ピックアップローラ２２０ａを直接回転させ、かつ、ベルトプーリ機構を介してスクレーパローラ２２０ｂを間接的に回転させる。具体的には、これらピックアップローラ２２０ａ及びスクレーパローラ２２０ｂは、ピックアップローラ２２０ａの回転軸２２２を介してピックアップ駆動モータ２２０の回転力が伝達されて回転駆動される。これらピックアップローラ２２０ａ及びスクレーパローラ２２０ｂは、積層された印刷用紙１０のうち、最上面の印刷用紙１０を１枚ずつピックアップして取り込み、レジスト部Ｒを経て、給紙経路ＦＲ１に対して送出する。
【００５１】
給紙台駆動モータ２１０は、給紙台１２１に取付けられ、その駆動力により給紙台１２１とともに上下動し、積層された印刷用紙１０のスクレーパローラ２２０ｂに対する相対位置を変化させる昇降手段であり、自走式の駆動機構である。この給紙台駆動モータ２１０は、演算処理部３３０の制御により、印刷用紙１０の上面位置をピックアップ可能な上限位置にまで上昇させる。給紙台駆動モータ２１０は、駆動力伝達部１２５（ピニオン１２５ａ及びラック１２５ｂ）を介してサイド給紙トレイ１２０に駆動力を伝達させ、給紙台１２１とともに上下動し、給紙台１２１に積載された印刷用紙１０を昇降させる。
【００５２】
給紙台１２１は、サイド給紙トレイ１２０内の底面に設けられ、印刷用紙１０を積載させる底板部材であり、給紙台１２１上に印刷用紙１０が積載されている。また、この給紙台１２１の外側には、駆動力伝達部１２５が設けられており、駆動力伝達部１２５を介して給紙台駆動モータ２１０の駆動力が給紙台１２１に伝達される。駆動力伝達部１２５は、給紙台駆動モータ２１０の回転力を、給紙台１２１の上下動に変換するラック・アンド・ピニオン部材である。
【００５３】
また、このサイド給紙トレイ１２０の上方及び下方には、上限検知センサ４０１と下限検知センサ４０２とが設けられている。上限検知センサ４０１は、図２に示すように、ピックアップローラ２２０ａの軸を支点に、スクレーパローラ２２０ｂの上下位置によって上下に動く遮蔽板２２１の位置により、給紙台１２１に積載された印刷用紙１０の給紙上面位置を検出するセンサである。上限検知センサ４０１は、例えば、遮蔽板２２１によって光軸が遮蔽される透過型センサを用いることができる。本実施形態では、印刷用紙１０があるとき（遮蔽板２２１が光軸を遮っているとき）Ｈｉｇｈ（ＯＮ）状態となり、印刷用紙１０がないとき（遮蔽板２２１が光軸を遮っていないとき）Ｌｏｗ（ＯＦＦ）状態となる。但し、上限検知センサ４０１はこの形態に限られるものではなく、例えば、反射型センサを使用するようにしてもよい。
【００５４】
一方、図３に示す下限検知センサ４０２は、サイド給紙トレイ１２０の下方に設置され、給紙台１２１の位置が下限位置にあるかどうかを検知するセンサである。下限検知センサ４０２は、例えば、給紙台１２１の有無を検出する反射型センサを用いることができる。もちろん、下限検知センサ４０２に透過型センサを使用するようにしてもよい。
【００５５】
（給紙制御機構）
そして、本実施形態において、サイド給紙トレイ１２０からの給紙動作の制御は、上述した演算処理部３３０で行われる。図４は、演算処理部３３０の給紙制御に関するモジュールを示すブロック図であり、図５は、給紙機構制御による検出制御を示すタイムチャート図である。なお、説明中に用いられる「モジュール」とは、装置や機器等のハードウェア、或いはその機能を持ったソフトウェア、又はこれらの組み合わせなどによって構成され、所定の動作を達成するための機能単位を示す。
【００５６】
図４に詳細に示すように、演算処理部３３０は、主として、ジョブデータ受信部３３１と、用紙種別取得部３３２と、操作信号取得部３３３と、上位層コマンド部３３７と、画像処理部３３６と、駆動制御部３３５と、記憶部３３４とを備えている。
【００５７】
ジョブデータ受信部３３１は、一連の印刷処理単位であるジョブデータを受信する通信インターフェースであり、受信したジョブデータに含まれるデータを上位層コマンド部３３７及び画像処理部３３６に受け渡すモジュールである。ここでの通信としては、例えば、１０ＢＡＳＥ−Ｔや１００ＢＡＳＥ−ＴＸ等によるイントラネット（企業内ネットワーク）や家庭内ネットワークなどのＬＡＮの他、赤外線通信等の近距離通信も含まれる。
【００５８】
上位層コマンド部３３７は、ジョブデータに基づいて、画像形成の速度及び各駆動部の動作速度、順序及びタイミングを決定するモジュールである。この上位層コマンド部３３７によって決定されたスケジュールに基づいて、画像形成制御部３３６ａ及び駆動制御部３３５は、画像形成処理及び搬送動作を実行する。
【００５９】
画像処理部３３６は、画像処理に特化したデジタル信号処理を行う演算処理装置であり、印刷に必要な画像データの変換等を行い、印刷を実行するモジュールである。この画像処理部３３６は、画像形成制御部３３６ａと、色変換回路３３６ｂとを備えている。
【００６０】
色変換回路３３６ｂは、ＲＧＢ印刷画像をＣＭＹＫ印刷画像に変換する回路であり、各色についての印刷画像に基づいて、画像形成制御部３３６ａに印刷を実行させる。画像形成制御部３３６ａは、各色のインクヘッドの駆動や、搬送経路の駆動手段の動作を制御し、画像形成処理全体を制御するモジュールであり、上位層コマンド部３３７によるスケジューリングに従ったタイミング及び印字速度で画像形成を行う。
【００６１】
操作信号取得部３３３は、操作パネル３４０や通信インターフェース３４１からユーザーによる操作信号を受信するモジュールであり、受信した操作信号を解析し、ユーザー操作に応じた処理を他のモジュールに実行させる。
【００６２】
用紙種別取得部３３２は、用紙サイズ検出機構５３０や操作信号取得部３３３によって検出された、給紙に係る印刷用紙１０のサイズ、種類又は厚さ等の用紙種別データとして取得するモジュールである。そして、用紙種別取得部３３２は、印刷処理に際し、取得した用紙種別データを駆動制御部３３５に送信する。
【００６３】
用紙サイズ検出機構５３０は、給紙系搬送路ＦＲにおいて搬送対象となっている用紙のサイズを取得するモジュールである。詳しくは、用紙サイズ検出機構５３０は、給紙元の給紙トレイ１３０（１３０ａ〜１３０ｄ）の情報や、給紙経路ＦＲ１の中間入口センサ５１１及び中間出口センサ５１２、レジストセンサ５１３の印刷用紙１０の通過情報に基づいて、用紙のサイズを取得する。
【００６４】
一方、操作信号取得部３３３は、ユーザーが行うプリンタドライバや操作パネル３４０における用紙設定、印刷装置１００内にある給紙トレイの用紙サイズセンサなどを読み出すことによって、搬送処理に係る用紙のサイズを取得する。用紙サイズ検出機構５３０や操作信号取得部３３３は、取得した用紙種別データを用紙種別取得部３３２へ送信する。
【００６５】
なお、プリンタドライバは、例えば本印刷装置をネットワークプリンタのように利用する場合に、ネットワーク上の各クライアントＰＣで実行されるアプリケーション又はミドルウェアであり、このプリンタドライバは、ＬＡＮなどの通信インターフェース３４１を通じて、印刷装置１００に対して印刷データ及び実行命令を送信することができる。本実施形態において、このプリンタドライバには、用紙の種類を設定するインターフェースが備えられている。したがって、ユーザーは、このインターフェース上で項目を選択することにより、用紙の種類を選択することができる。操作信号取得部３３３では、この用紙の種類の選択に応じて、用紙種別や用紙厚、用紙サイズなどの情報が取得される。
【００６６】
記憶部３３４は、各種のデータや、プログラムを記憶保持するメモリ装置等である。本実施形態においては、サイド給紙トレイ１２０から印刷用紙１０を送出してから、次の印刷用紙１０を送出するまでの周期的な動作サイクルのうち、上限検知センサ４０１が検出結果を取得する時間間隔である時間ステップのデータを記憶している。また、記憶部３３４が記憶している時間ステップは、印刷処理に際して駆動制御部３３５により参照される。
【００６７】
そして、この時間ステップは、少なくとも、給紙台１２１の平均上昇速度に基づいて決定される。給紙台駆動モータ２１０が印刷用紙１０の１枚分の厚さ（ストローク）だけ印刷用紙１０の給紙上面位置（給紙台１２１）を上昇させるのに費やすことができる時間は、給紙経路ＦＲ１における印刷用紙１０の搬送速度、印刷用紙１０の用紙サイズ（搬送方向における寸法）、及び、前後２枚の印刷用紙１０を搬送する間に挿入されるアイドリング時間（紙間インターバル）によって定まる。この時間を全て費やして、給紙台駆動モータ２１０が印刷用紙１０の１枚分の厚さ（ストローク）だけ印刷用紙１０（給紙台１２１）を上昇させる場合を想定すると、給紙台駆動モータ２１０による上昇動作の平均速度は、印刷用紙１０の用紙厚をさらに加味した要素によって特定できる。
【００６８】
そして、印刷用紙１０の給紙上面位置が適切な位置にない場合に給紙台駆動モータ２１０が印刷用紙１０を上昇させる動作の期間は、上述した上昇動作の平均速度に基づいて決定することができる。したがって、給紙台駆動モータ２１０による上昇動作の平均速度を正しく定めることで、紙間インターバルのうち給紙台駆動モータ２１０の上昇動作の期間を正確に特定することができる。これにより、上述の時間ステップを、給紙台駆動モータ２１０による上昇動作を行っていない期間（非上昇期間）に適切に設定して、適切な期間に上限検知センサ４０１の検出結果を取得して、印刷用紙１０の給紙上面位置を正しく検出することができる。また、上述した時間ステップは、以下の（ａ）〜（ｄ）の点を考慮して決定される。
【００６９】
（ａ）上限検知センサ４０１の検出結果を取得する時間間隔は、印刷用紙１０の後端がピックアップローラ２２０ａを通過して、次のピックアップ駆動モータ２２０の起動までとする。
【００７０】
（ｂ）上限検知センサ４０１の検出結果を取得する時間ステップの開始タイミングは、ピックアップ駆動モータ２２０の動作タイミングと同期するものとする。
【００７１】
（ｃ）上限検知センサ４０１の検出結果を取得する時間間隔は、給紙台駆動モータ２１０の非駆動時で、かつ、ピックアップ駆動モータ２２０の非駆動時であるものとする。
【００７２】
（ｄ）中間搬送ローラが含まれる場合、上限検知センサ４０１の検出結果を取得するタイミングは、給紙台駆動モータ２１０及びピックアップ駆動モータ２２０の非駆動時で、かつ、中間搬送ローラ群の駆動手段の停止時である時間間隔で行われるものとする。
【００７３】
なお、動作サイクルＳ［ｓｅｃ］は、用紙長［ｍ］をＰとし、用紙間時間［ｓｅｃ］をＢとし、搬送ベルト１６０の速度［ｍ／ｓ］をＶとした場合に、
Ｓ＝Ｐ／Ｖ＋Ｂ
から算出される。
【００７４】
また、用紙厚［ｍ］をＴとした場合に、給紙台の平均上昇速度Ａ［ｍ／ｓ］は、
Ａ＝Ｔ／Ｓ
から算出される。
【００７５】
そして、この時間ステップは、記録媒体のサイズや紙質等の種別によって複数の種類が用意され、用紙種別に応じて適宜決定され、工場出荷時やメンテナンス時において、記憶部３３４に記憶させられる。
【００７６】
駆動制御部３３５は、各搬送経路の搬送を制御するモジュールであり、印刷用紙１０毎の搬送条件に基づいて、各駆動部の制御を切り替え、各駆動部の動作速度を制御する。そして、本実施形態において、駆動制御部３３５には、サイド給紙トレイ１２０の昇降機能として、時間ステップ決定部３３５ａと、動作モード選択部３３５ｂと、センサ検出部３３８と、シーケンス動作部３３５ｃと、電流制御部３３５ｄとを備えている。
【００７７】
時間ステップ決定部３３５ａは、記憶部３３４に記録された時間ステップから、用紙種別取得部で取得した印刷用紙１０の種類に適合した時間ステップを抽出し、上限検知センサ４０１の出力を取得する期間として決定するモジュールである。具体的には、用紙サイズ検出機構５３０や操作信号取得部３３３によって検出された用紙種別データから使用される用紙サイズを取得するとともに、上位層コマンド部３３７におけるスケジュールを照合し、記憶部３３４に記憶された時間ステップの中から適合する時間ステップを選択する。そして、選択した時間ステップをセンサ検出部３３８と動作モード選択部３３５ｂへ送信する。
【００７８】
センサ検出部３３８は、給紙台１２１上に積載された上限検知センサ４０１の検知結果に基づいて、給紙台１２１上に積載された印刷用紙１０の給紙上面位置を検出するモジュールであり、この検出された信号をシーケンス動作部３３５ｃに通知している。特に、本実施形態では、時間ステップ決定部３３５ａから入力された時間ステップに基づいて、検出結果を上限位置検出用のデータとして取得する。
【００７９】
動作モード選択部３３５ｂは、上位層コマンド部３３７から入力されたジョブデータに基づいて、サイド給紙トレイ１２０を上昇させるか、又は下降させるかを決定するモジュールである。また、動作モード選択部３３５ｂには、物体の位置、方位、姿勢などを制御量として、目標値に追従するように制御するサーボ機能を備えている。そして、この動作モード選択部３３５ｂで決定された動作モードは、シーケンス動作部３３５ｃへ入力される。
【００８０】
シーケンス動作部３３５ｃは、動作モード選択部３３５ｂからの選択動作と、センサ検出部３３８から取得した検出結果に基づいて、給紙機構を駆動制御するモジュールである。具体的には、給紙台１２１を上昇させた後、所定の時間で上限検知センサ４０１が給紙上面位置を検知すると、シーケンス動作部３３５ｃはブレーキ指示をドライバへ送り、給紙台１２１を停止させる。印刷用紙１０が搬送されて、上限検知センサ４０１が非検知になると、シーケンス動作部３３５ｃは正転（若しくは反転）信号をドライバへ送り、給紙台を上昇させる制御を再開する。以降、印刷処理停止まで繰り返し動作を行っている。この際、シーケンス動作部３３５ｃは、電流制御部３３５ｄに信号を送り、モータを駆動させる電流の設定を行わせる。
【００８１】
電流制御部３３５ｄは、シーケンス動作部３３５ｃから入力された制御信号に基づいて、モータ起動時に所定の起動電流直線若しくは曲線になるようにモータ電流設定を行うモジュールである。
【００８２】
（動作速度の切替制御モジュール）
なお、上述したシーケンス動作部３３５ｃでは、給紙機構を駆動制御する際、動作速度の切替制御を行っている。次いで、動作速度の切替制御について説明する。図６は、演算処理部３３０の動作速度の切替制御に関するモジュールを示すブロック図であり、図７（ａ）は、タイミング算出部３６２で算出される駆動力の定速パターンの遷移図を示すグラフ図であり、（ｂ）は、変速パターンを示すグラフ図である。
【００８３】
シーケンス動作部３３５ｃは、動作速度の切替制御モジュール群として、印刷処理動作検出部３６１と、タイミング算出部３６２と、処理選択部３６３とを備えている。
【００８４】
印刷処理動作検出部３６１は、画像処理部３３６から送出された制御信号に基づいて、印刷装置１００における印刷処理の実行を検出するモジュールである。そして、印刷処理動作検出部３６１は、検出した印刷処理の実行状態を処理選択部３６３に通知する。
【００８５】
タイミング算出部３６２は、記憶部３３４に記憶された測定値に基づいて、給紙台駆動モータ２１０を所定の速度で動作させる速度データを算出するモジュールである。具体的には、タイミング算出部３６２は、前回の給紙動作でセンサ検出部３３８が取得して記憶部３３４に記憶した給紙台駆動モータ２１０の駆動力を、記憶部３３４から読み出す。
【００８６】
また、このタイミング算出部３６２は、パターン選択部３６２ａを備えている。このパターン選択部３６２ａは、用紙種別取得部３３２からの用紙種別のデータと、タイミング算出部３６２が算出した切替タイミングに基づいて、給紙動作に最適な動作速度パターンを記憶部３３４から選択して読み出すモジュールである。この読み出された動作速度パターンは、駆動制御部３３５へ受け渡される。
【００８７】
本実施形態において、この動作速度パターンには、速度が一定の定速パターンと、加速又は減速する変速パターンという２つのパターンが含まれている。定速パターンは、図７（ａ）に示すように、駆動力の時間あたりの変化率を示す傾斜データである。
【００８８】
他方の動作速度パターンは、図７（ｂ）に示すような、動作速度を変化させる時間関数に従って、給紙台駆動モータ２１０を制御し、給紙台１２１を上昇駆動させる速度データである。この時間関数は、時間経過と、駆動力の制御量との関係を定義する指数関数であり、本実施形態では、三乗関数である。具体的には、上限検知センサ４０１がＯＦＦの状態で、給紙台１２１の上昇が開始され、上限検知センサ４０１がＯＮの状態となり、ブレーキにより上昇動作が停止されるまでの時間Ｔにおける駆動力の変化を定義している。なお、この時間関数は、用紙種別に応じて複数用意されており、用紙種別取得部３３２からの印刷用紙１０の種別データが入力され、記憶部３３４に記憶された変速パターンが選択され、その時間関数は実行処理部３６３へ入力される。
【００８９】
記憶部３３４には、センサ検出部３３８が給紙上面位置を検出した時点における、給紙台駆動モータ２１０の駆動力の測定値が記憶され、印刷動作毎に、前回の給紙台駆動モータ２１０の駆動力をタイミング算出部３６２に通知する。また、記憶部３３４には、給紙台駆動モータ２１０の動作速度パターンと、給紙台駆動モータ２１０の駆動経過時間とを対応づけて記憶されている。なお、この動作速度パターンは、印刷用紙１０のサイズや紙質等の種別によって複数の種類が用意され、用紙種別に応じて適宜選択される。なお、この動作速度パターンは、工場出荷時やメンテナンス時において、記憶部３３４に記憶させられる。
【００９０】
本実施形態において、センサ検出部３３８は、上限検知センサ４０１の検知結果に基づいて、給紙台１２１上に積載された印刷用紙１０の給紙上面位置を検出し、検出された信号をタイミング算出部３６２に通知する。また、センサ検出部３３８は、給紙台１２１の上昇によって検出された測定値を、次回の切替タイミングの算出用として記憶部３３４に記憶させる。
【００９１】
実行処理部３６３は、タイミング算出部３６２によって算出された定速パターン、又は変速パターンのいずれかを選択し、選択された定速パターン、又は変速パターンに従って、給紙台駆動モータ２１０を制御し、給紙台１２１を上昇駆動させるモジュールである。なお、この定速パターン、又は変速パターンの選択は、例えば、操作パネル３４０からのユーザー操作や、印刷用紙１０の積載量や次回のピックアップの駆動時間までの時間間隔に応じて選択するようにしてもよい。この際、給紙台１２１を上昇駆動させるための電流制御信号を電流制御部３３５ｄへ送信する。
【００９２】
ここで、各定速パターンが入力された場合には、シーケンス動作部３３５ｃ及び電流制御部３３５ｄの制御よって、図７（ａ）、に示すように、給紙台１２１に大量の印刷用紙１０が積載されているときは、一定の傾斜による駆動力で、給紙台１２１を移動させて、上限位置に到達させる。
【００９３】
一方、変速パターンが入力された場合には、図７（ｂ）に示すように、シーケンス動作部３３５ｃは、給紙台駆動モータ２１０の駆動経過時間Ｔに応じて駆動部の動作速度を変化させるので、給紙台１２１に積載された印刷用紙１０の積載量が多い場合は、その加重が大きくなり、給紙台１２１の上昇にトルクが必要となり、駆動経過時間が長くなる。時間関数は二次曲線的に上昇させるように定義していることから、駆動経過時間Ｔが長くなるにつれて、給紙台駆動モータ２１０駆動力が増大される。ここで、印刷用紙１０の積載量が多い場合は、その加重により、上昇速度が上がり過ぎることはなく、適度な速度で積載用紙の上限位置に到達させることができる。
【００９４】
他方、給紙台１２１に積載された印刷用紙１０の積載量が少ない場合は、その加重が小さくなり、給紙台１２１の上昇における駆動経過時間Ｔｎは、Ｔよりも短くなる。時間関数は二次曲線的に上昇させるように定義していることから、駆動経過時間Ｔｎが短くなるにつれて、給紙台駆動モータ２１０駆動力は小さくてすむ。ここで、印刷用紙１０の積載量が少ない場合は、その加重が小さいため、上昇速度が上がりやすくなるが、その分、短時間で上限位置に到達することから、上昇速度が上がり過ぎることはなく、適度な速度で積載用紙の上限位置に到達させることができる。
【００９５】
（作用・効果）
このような本実施形態によれば、シーケンス動作部３３５ｃは、時間ステップに基づいて、上限検知センサ４０１からの検出結果を取得するので、給紙上面位置が変動しない時間間隔である安定区間において、上限検知センサ４０１の出力を取り込んで給紙上面位置の低下の有無を判別することができ、その結果、給紙上面位置の低下を誤検出しないようにすることができる。
【００９６】
具体的に、安定区間で上限検知センサ４０１の出力を取り込む場合と、給紙上面位置の変動が大きい区間で上限検知センサ４０１の出力を取り込む場合とでの給紙上面位置の変動幅について説明する。なお、図５には、１枚〜１１枚までの印刷用紙１０を順次、給紙する際の給紙機構制御のタイムチャートを示している。図５の実線は、本実施形態に係る各部の出力波形を示し、点線は従来例のように、所定間隔で一定に給紙上面位置を検知した場合における各部の出力波形を示している。
【００９７】
この図５の横軸は時間遷移（Ｓｅｃ）を示し、縦軸には上限検知センサ４０１の検知状態（紙有り＝ＯＮ／紙無し＝ＯＦＦ）と、給紙台駆動モータの電流（Ａ）の状態と、給紙上面位置の偏差距離（ｍｍ）と、印刷用紙１０がピックアップローラ２２０ａを通過しているか否かを示すＰＵ紙有無状態（通過中＝ＯＮ／通過無＝ＯＦＦ）とをそれぞれ波形で示している。ここで、上限検知センサ４０１の検知状態は、右軸の数値３でＯＮ状態を表し、数値２でＯＦＦ状態を表している。また、給紙台駆動モータの電流（Ａ）は、右軸の各数値でその電流の強さを表し、ＰＵ紙有無状態は、右軸の数値マイナス６で紙有りの状態を表し、数値マイナス７で紙無しの状態を表している。また、給紙上面位置の偏差距離（ｍｍ）は、左軸の数値で距離の大きさを表している。
【００９８】
詳述すると、従来例では、一定の間隔で上限検知センサ４０１による検出を行っていたため、図５に示すように、変動が大きい区間（ＰＵ紙有無状態がＯＮ状態）においても、センサ信号が瞬間的にＯＮになる（図中：Ｐ３）。これは、スクレーパローラ２２０ｂやピックアップローラ２２０ａの駆動あるいは連れ周りによって、給紙上面位置が上限位置にあると上限検知センサ４０１が誤って認識したことを示している。そのため、センサ信号の瞬間的なＯＮに対応して給紙台駆動モータ２１０の電流（変動電流）が０になっても、すぐに、上限検知センサ４０１が上面検出信号を出力しなくなり、これに伴い、給紙台駆動モータ２１０が再駆動され、給紙台駆動モータ２１０の電流が上がる（図中：Ｐ４）。
【００９９】
このように、変動が大きい区間（ＰＵ紙有無状態がＯＮ状態）にも上限検知センサ４０１の出力を取得して、給紙上面位置が上限位置にあるか否かの検出を行うと、給紙トレイ上の印刷用紙１０の減りとは関係なく給紙台駆動モータ２１０が時々駆動されるとともに、ピックアップ駆動モータ２２０の駆動停止による給紙上面位置の変動分が加わるため、図５の波形で示すように給紙上面位置が大きく変動する（図中：Ｐ１）。
【０１００】
しかしながら、本実施形態によれば、時間ステップ決定部３３５ａによって、定められた時間ステップは、給紙上面位置が変動しない区間である安定区間となる。この安定区間に限って上限検知センサ４０１の出力を取得して、給紙上面位置が上限位置にあるか否かの検出を行うと、給紙トレイ上の用紙が減ったときにだけ給紙台駆動モータ２２０が駆動されるので、図５に示すように、給紙上面位置の変動幅が小さくなる（図中：Ｐ２）。
【０１０１】
本実施形態では、このように安定区間の時間間隔でのみ上限検知センサ４０１の出力を取り込んで給紙上面位置の低下の有無を判別するので、給紙正面位置の波形が給紙上面位置の低下を誤検出せず、その結果、給紙上面位置を安定的に上限位置に保つことができる。
【０１０２】
特に、本実施形態では、時間ステップ決定部３３５ａは、時間ステップの開始タイミングを、ピックアップローラ２２０ａの動作タイミングと同期するようにしている。このため、動作タイミングから開始時間と終了時間とを設定することで、印刷用紙１０の後端がピックアップローラ２２０ａを通過して、次のピックアップ駆動モータ２２０の起動（すなわち、次の印刷用紙１０がピックアップローラ２２０ａを通過している状態）までの時間間隔で上限検知センサ４０１からの検出結果を取得することができる。これにより、紙上面位置が変動しない区間である安定区間に検出結果を取得することができ、その検出結果に応じて給紙トレイを昇降させることで、給紙上面位置を安定的な上限位置に保つことができる。
【０１０３】
特に、本実施形態では、時間ステップ決定部３３５ａは、用紙サイズ、搬送速度、紙間長、又は用紙厚みなどの各条件や、これらの各条件から求められる平均上昇速度から算定しているので、印刷用紙１０を搬送する各条件に応じて、動作サイクル内の安定した時間間隔を算出することができる。
【０１０４】
また、本実施形態において、時間ステップ決定部３３５ａは、さらに給紙台駆動モータ２１０の非駆動時で、かつ、ピックアップ駆動モータ２２０の非駆動時である時間間隔を時間ステップとしている。このため、給紙台１２１が上下動し、印刷用紙１０の給紙上面位置が不安定な時間を排除し、より印刷用紙の給紙上面位置の変動が少ない安定した時間間隔でのみ、上限検知センサ４０１の出力を取り込んで給紙上面位置の低下の有無を判別することができる。その結果、給紙上面位置の低下を誤検出しないようにすることができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、中間搬送ローラ２５１，２５２，２５３を備えている場合には、さらに、中間搬送ローラ２５１，２５２，２５３の駆動モータ２５０よって生じる振動の影響や、ピックアップローラ２２０ａが、中間搬送ローラ２５１，２５２，２５３による用紙の搬送にあわせて空回りする、所謂、「連れ回り」の影響を排他することができる。このため、より印刷用紙１０の給紙上面位置の変動が少ない安定した時間間隔でのみ給紙上面位置の低下の有無を判別することができ、その結果、給紙上面位置の低下を誤検出せず、給紙上面位置を安定的に上限位置に保つことができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０ 印刷用紙
１００ 印刷装置
１１０ ヘッドユニット
１２０ サイド給紙トレイ
１２１ 給紙台
１２５ 駆動力伝達部
１２５ａ ピニオン
１２５ｂ ラック
１３０ 給紙トレイ
１４０ 排紙口
１５０ 排紙台
１６０ 搬送ベルト
１６１ 駆動ローラ
１６２ 従動ローラ
１７０，１７２ 切替機構
２１０ 給紙台駆動モータ
２２０ ピックアップ駆動モータ
２２０ａ ピックアップローラ
２２０ｂ スクレーパローラ
２３０ レジ前駆動モータ
２３０ａ レジ前ローラ
２３０ａ，２３０ｂ レジ前ローラ
２４０ レジスト駆動モータ
２４０ 中間搬送ローラ
２４０ａ，２４０ｂ レジストローラ
２５０ 中間搬送駆動モータ
２５１，２５２，２５３ 中間搬送ローラ
３３０ 演算処理部
３３１ ジョブデータ受信部
３３２ 用紙種別取得部
３３３ 操作信号取得部
３３４ 記憶部
３３５ 駆動制御部
３３５ａ 時間ステップ決定部
３３５ｂ 動作モード選択部
３３５ｃ シーケンス動作部
３３５ｄ 電流制御部
３３６ 画像処理部
３３６ａ 画像形成制御部
３３６ｂ 色変換回路
３３７ 上位層コマンド部
３３８ センサ検出部
３４０ 操作パネル
３４１ 通信インターフェース
３６１ 印刷処理動作検出部
３６２ タイミング算出部
３６２ａ パターン選択部
３６３ 処理選択部
４０１ 上限検知センサ
４０２ 下限検知センサ
５１１ 中間入口センサ
５１２ 中間出口センサ
５１３ レジストセンサ
５３０ 用紙サイズ検出機構
ＣＲ 通常経路
ＤＲ 排紙経路
ＦＲ 給紙系搬送路
Ｒ レジスト部
ＳＲ 反転経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給紙トレイから搬送経路へ記録媒体を給送する給紙経路を有し、搬送経路上を搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置では、印刷に係る印刷用紙を収納する給紙トレイが備えられており、この給紙トレイに積載された印刷用紙が、１枚ずつピックアップローラ等の給紙機構によりピックアップされ、搬送経路を経て画像形成部に送り出すようになっている。
【０００３】
このような給紙機構では、給紙トレイ内の底部に配置された給紙台が、印刷用紙の残量に応じて上下動する構造が一般的である。具体的には、給紙トレイ上に積載された印刷用紙の上面位置が搬送経路に供給される位置である上限位置に達したことを検知する上限センサを設けて、この検知信号によって、給紙台を上下動させて印刷用紙を適切な上限位置の高さにまで上昇させている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
この特許文献１に記載された技術では、給紙トレイに積載された印刷用紙が所定の供給位置にあるか否かを検知し、所定時間継続して上限位置にないと判定された場合には、給紙上面位置を検出し続け、給紙台が上限位置にあることを検知するまで給紙台を上昇させるものである。この特許文献１に開示された技術のように、給紙台の位置を検知する上限検知センサを用いる場合には、その上限検知センサによる給紙上面位置の検出精度が高いことが重要となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、給紙トレイから印刷用紙が送出されてから、次の印刷用紙が送出されるまでの間には、給紙トレイが静止した状態であっても、給紙上面位置が下がってしまう場合がある。具体的には、印刷用紙を給紙トレイから取り上げる際、ピックアップローラを印刷用紙に押しつけながら回転させるため、ピックアップローラーが押しつけられている間は、給紙トレイが上下動をしていない状態であっても、給紙上面位置が下がってしまっていた。
【０００７】
これに対し、従来、印刷動作中常に一定の間隔で、上限検知センサの検知状態を取り込む機構では、給紙上面位置が下がることで、ピックアップローラーの駆動開始時に上限検知センサが給紙上面位置を検出しなくなり、給紙上面位置が元の位置に上がるまで給紙台の駆動モータが駆動される。一方、ピックアップローラーの上昇に伴う押圧力が解放されると、ピックアップローラーにより押しつけられて下がっていた給紙上面位置も、下がっていた分だけ再び上昇する。ところが、給紙トレイは既に上動されていることから、給紙トレイが上動された分だけ給紙上面位置が正規の上限位置より高すぎる位置となり、その結果、用紙正面に対するピックアップローラの接触圧が高くなり過ぎてしまい、紙づまりや、印刷位置のズレ等、給紙不良の原因となっていた。
【０００８】
また、ピックアップローラを駆動させるモータや、搬送経路の下流に配置された中間搬送ローラ等を駆動させるモータが駆動している間は、これらのモータの振動が給紙台やピックアップローラに作用してしまい、印刷用紙の給紙上面位置が変動するため、上記同様の問題が生じていた。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、記録媒体（印刷用紙）の上面位置を適切な位置に安定的に保つことができる画像形成装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明の画像形成装置は、
給紙トレイから搬送経路へ記録媒体を給送する給紙経路を有し、搬送経路上を搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記給紙トレイに積層された前記記録媒体を１つずつ取り上げて前記給紙経路へと送出するピックアップ手段と、
前記積層された記録媒体を前記ピックアップ手段に近づくように上昇させる昇降手段と、
前記積層された記録媒体の上面位置を検出する検出手段と、
前記ピックアップ手段が前記記録媒体を前記給紙経路に送出し終えてから次の前記記録媒体を前記給紙経路に送出し始めるまでの紙間インターバルに、前記検出手段の検出結果を取得する検出結果取得手段と、
前記検出結果取得手段が取得した前記検出手段の検出結果に基づいて、前記昇降手段による記録媒体の上昇動作の開始を制御する昇降制御部と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載した本発明の画像形成装置によれば、ピックアップ手段による記録媒体の給紙経路に対する送出中には、その影響で記録媒体の上面位置が変動することがある。一方、紙間インターバル中はピックアップ手段による記録媒体の送出動作が行われないので、記録媒体の上面位置が比較的安定している。そこで、紙間インターバル中に検出手段の検出結果を取得し、これに基づいて昇降手段による記録媒体の上昇開始の要否を決定することで、記録媒体の上面位置の誤検出とそれによる不要な記録媒体の上昇動作を回避することができる。これにより、記録媒体の上面位置を昇降手段により適切な位置に安定的に保ち、給紙経路に対する記録媒体の送出動作を安定的に行うことができる。
【００１２】
また、請求項２に記載した本発明の画像形成装置は、請求項１に記載した本発明の画像形成装置において、前記紙間インターバルは、前記ピックアップ手段中のローラを駆動するモータの動作期間を少なくとも除く期間であることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項１に記載した本発明の画像形成装置において、ピックアップ手段中の記録媒体に接触するローラがモータにより駆動されている間は、ローラの振動の影響で記録媒体の上面位置が変動することがある。そこで、ローラを駆動するモータの動作期間を検出手段の検出結果を取得する期間から除外することで、ローラの振動の影響による記録媒体の上面位置の誤検出を回避することができる。
【００１４】
さらに、請求項３に記載した本発明の画像形成装置は、請求項１又は２に記載した本発明の画像形成装置において、前記紙間インターバルは、前記ピックアップ手段の動作期間を少なくとも除く期間であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明の画像形成装置において、ピックアップ手段が動作している間は、ピックアップ手段の記録媒体に接触するローラがモータにより駆動されていなくても、記録媒体を給紙経路に送出する際に生じる振動が記録媒体に伝わって、記録媒体の上面位置が変動することがある。そこで、ローラを駆動するモータの動作期間だけでなく、ピックアップ手段の動作期間を検出手段の検出結果を取得する期間から除外することで、記録媒体を給紙経路に送出する際に生じる振動の影響による記録媒体の上面位置の誤検出を回避することができる。
【００１６】
また、請求項４に記載した本発明の画像形成装置は、請求項１、２又は３に記載した本発明の画像形成装置において、
前記給紙経路は、
前記搬送経路に対する前記記録媒体の送出タイミングを調整するレジストローラと、
前記ピックアップ手段と前記レジストローラとの間で前記記録媒体を搬送する中間搬送ローラ群と
を含んでおり、
前記紙間インターバルは、前記レジストローラ及び前記中間搬送ローラ群の動作期間を少なくとも除く期間である、
ことを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項１、２又は３に記載した本発明の画像形成装置において、給紙経路がレジストローラや中間搬送ローラ群を含んでいる場合、それらのローラが駆動されている間は、その振動が記録媒体に伝わって、記録媒体の上面位置が変動することがある。そこで、給紙経路のレジストローラや中間搬送ローラ群の動作期間を検出手段の検出結果を取得する期間から除外することで、給紙経路のレジストローラや中間搬送ローラ群が記録媒体を搬送する際に生じる振動の影響による記録媒体の上面位置の誤検出を回避することができる。
【００１８】
さらに、請求項５に記載した本発明の画像形成装置は、請求項１、２、３又は４に記載した本発明の画像形成装置において、前記昇降制御部は、前記紙間インターバルのうち前記昇降手段による前記記録媒体の上昇動作中の期間を除く非上昇期間に前記検出結果取得手段が取得した前記検出手段の検出結果に基づいて、前記記録媒体の上昇動作の開始を制御することを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項１、２、３又は４に記載した本発明の画像形成装置において、昇降手段による記録媒体の上昇動作は、給紙トレイから給紙経路への記録媒体の送出動作と干渉しないように、紙間インターバル中に開始される。したがって、紙間インターバル中であっても昇降手段による記録媒体の上昇動作中には、記録媒体の上面位置が変動する。そこで、紙間インターバルのうち昇降手段による記録媒体の非上昇期間に限って検出手段の検出結果を取得することで、記録媒体の上面位置を正しく検出することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載した本発明の画像形成装置は、請求項５に記載した本発明の画像形成装置において、前記昇降手段による上昇動作中の期間は、該上昇動作の平均速度に基づいて決定したものであり、該平均速度は、前記給紙経路における前記記録媒体の搬送速度、前記記録媒体の搬送方向における用紙サイズ、前記紙間インターバル、及び、前記記録媒体の用紙厚に基づいて定まることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項５に記載した本発明の画像形成装置において、昇降手段が記録媒体１つ分のストロークだけ記録媒体を上昇させるのに費やせる時間は、給紙経路における記録媒体の搬送速度、記録媒体の搬送方向における用紙サイズ、及び、紙間インターバルによって定まる。この時間を全て費やして、昇降手段が記録媒体１つ分のストロークだけ記録媒体を上昇させる場合を想定すると、昇降手段による上昇動作の平均速度は、記録媒体の用紙厚をさらに加えた要素によって特定できる。
【００２２】
そして、検出手段の検出結果により記録媒体の上面位置が適切な位置にない場合に昇降手段が記録媒体を上昇させる上昇動作の期間は、上述した上昇動作の平均速度に基づいて決定することができる。したがって、昇降手段による上昇動作の平均速度を正しく定めることで、紙間インターバルのうち昇降手段による記録媒体の上昇動作の期間（乃至、非上昇期間）を正確に特定し、検出手段の検出結果を適切な期間に取得して、記録媒体の上面位置を正しく検出することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、記録媒体の上面位置を昇降手段により適切な位置に安定的に保ち、給紙経路に対する記録媒体の送出動作を安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る印刷装置の印刷用紙搬送経路の概要を示す概略図である。
【図２】図１の給紙系搬送路の一部を拡大して示す側面図である。
【図３】図１の印刷装置内に備えられているサイド給紙トレイを示す斜視図である。
【図４】図１の演算処理部の給紙機構制御に関するモジュールを示すブロック図である。
【図５】図４の給紙機構制御を示すタイムチャート図である。
【図６】図１の演算処理部における動作速度の切替制御に関するモジュールを示すブロック図である。
【図７】（ａ）は、図６の駆動力に関する設定パターンの遷移図を示すグラフ図であり、（ｂ）は、図６の時間関数を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（印刷装置の全体構成）
本発明の画像形成装置の実施形態を、インクジェット方式のラインカラープリンタによる印刷装置を例に取って、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る印刷装置の印刷用紙搬送経路の概要を示す概略図である。なお、図中、駆動部を構成するローラの個数は適宜省略している。
【００２６】
図１に示す本実施形態の印刷装置１００（画像形成装置）は、多数のノズルが形成されたインクヘッドを複数備えている。そして、印刷装置１００は、それぞれのインクヘッドから黒又はカラーインクを吐出してライン単位で印刷を行い、搬送ベルト上の記録用紙上に複数の画像を互いに重なり合うように形成する。
【００２７】
印刷装置１００は、環状の搬送経路上を搬送される印刷用紙１０に画像を形成する。この搬送経路は、用紙を供給する給紙系搬送路ＦＲと、この給紙系搬送路ＦＲからヘッドユニット１１０を経て排紙経路ＤＲへ至る通常経路ＣＲと、通常経路ＣＲに分岐接続された反転経路ＳＲとから概略構成されている。
【００２８】
給紙系搬送路ＦＲにおいて、印刷用紙１０の供給を行う給紙機構としては、筐体側面の外部に配設され、印刷用紙１０を積層して収納するサイド給紙トレイ１２０と、筐体内部に設けられた複数の給紙トレイ（１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ）とが備えられている。
【００２９】
サイド給紙トレイ１２０、給紙トレイ１３０のいずれかの給紙機構から給紙された印刷用紙１０は、ローラ等の駆動機構によって筐体内の給紙系搬送路ＦＲに沿って搬送され、印刷用紙１０の先頭部分の基準位置であるレジスト部Ｒに導かれる。そして、このレジスト部Ｒのレジストローラに対し、これより上流の各ローラ駆動によって印刷用紙１０の供給動作が行われる。
【００３０】
一方、レジスト部Ｒの搬送方向下流側には、画像形成部が設けられている。この画像形成部には、複数の印字ヘッドを備えたヘッドユニット１１０が設けられている。印刷用紙１０は、ヘッドユニット１１０の対向面に設けられた搬送ベルト１６０によって印刷条件により定められる速度で搬送されながら、各印字ヘッドから吐出されたインクによりライン単位で画像形成される。印刷済みの印刷用紙１０は、さらに、ローラ等の駆動機構によって通常経路ＣＲ上を搬送される。この通常経路ＣＲには、印刷済みの印刷用紙１０を排出する排紙機構として、排紙口１４０が分岐接続されている。
【００３１】
そして、印刷用紙１０の片側の面のみに印刷を行う片面印刷の場合、印刷用紙１０は、そのまま排紙経路ＤＲを経て、排紙口１４０に導かれて排紙され、排紙口１４０の受台として設けられた排紙台１５０に印刷面を下にして積載されていく。排紙台１５０は、筐体から突出したトレイ形状をしており、ある程度の厚みを有している。排紙台１５０は傾斜しており、傾斜の下位置に形成された壁により、排紙口１４０から排紙された印刷用紙１０が自然に整えられて重なっていくようになっている。
【００３２】
一方、印刷用紙１０の両面に印刷を行う両面印刷の場合は、表面（最初に印刷される面を「表面」、次に印刷される面を「裏面」とする）印刷終了時には排紙経路ＤＲ側に導かれずに、さらに筐体内を搬送され、反転経路ＳＲに送出される。この排紙経路ＤＲと反転経路ＳＲとの分岐点には、裏面印刷用に搬送路を切り替えるための切替機構１７０が設けられており、切替機構１７０によって排出経路へ送出されなかった印刷用紙１０は、反転経路ＳＲに引き込まれる。
【００３３】
この反転経路ＳＲでは、通常経路ＣＲから用紙が受け渡され、用紙を往復させることにより用紙の表裏を反転させる、所謂スイッチバックを行う。そして、ローラ等の駆動機構によって、切替機構１７２を経由して通常経路ＣＲに戻され、レジスト部Ｒを経て再給紙され、表面と同様の手順によって裏面の印刷が行われる。その後、裏面の印刷が行われ、両面に画像が形成された印刷用紙１０は、排紙経路ＤＲを通じて排紙口１４０に導かれて排紙され、排紙口１４０の受台として設けられた排紙台１５０に積載されていく。なお、本実施形態では、両面印刷時におけるスイッチバックを、排紙台１５０内に設けられた空間を利用して行うようにしている。排紙台１５０内に設けられた空間は、スイッチバック時に印刷用紙１０が外部から取り出せないように覆われた構成となっている。
【００３４】
印刷装置１００では、給紙された印刷用紙１０の先頭部分の基準位置となるレジスト部Ｒに、両面印刷時に片面印刷済みの印刷用紙１０も再給紙されてくる。このため、レジスト部Ｒの直前部分には、新規に給紙される印刷用紙１０の給紙経路と、裏面印刷の用紙が循環して搬送されてくる再給紙経路とが合流する合流点が形成される。そして、レジスト部Ｒは、給紙系搬送路ＦＲと通常経路ＣＲとの合流点下流側において、用紙の送り出しを行う。
【００３５】
また、本実施形態においては、ある印刷用紙１０を給紙した後、その印刷用紙１０に印刷が施され排紙されるのを待って次の印刷用紙１０を給紙するのではなく、スケジューリングにより、先行する印刷用紙１０が排紙される前に、後続の印刷用紙１０を給紙して、所定の間隔で連続的に印刷することができるようになっている。したがって、両面印刷時の通常のスケジューリングでは、表面の用紙を給紙する際に、反転経路ＳＲから戻ってきた用紙が挿入される位置を確保するように、予めスペースを確保しておく。これにより、本装置では、表面の印刷と裏面の印刷とを並行させることができ、印刷面換算で片面印刷時と同等の生産性を確保することができる。
【００３６】
前記搬送ベルト１６０は、通常経路ＣＲにおいて、ヘッドユニット１１０に対向する面の前端及び後端に配設された駆動ローラ１６１及び従動ローラ１６２に掛け渡されており、図１中、時計回り方向に回転移動する。また、搬送ベルト１６０の上面には、そのベルト移動方向に沿って、４色のインクヘッドが並べて配置され、複数の画像を互いに重なり合うようにしてカラー画像を形成するヘッドユニット１１０が対向配置されている。
【００３７】
さらに、図１に示すように、印刷装置１００には、演算モジュールである演算処理部３３０が備えられている。この演算処理部３３０は、ＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサ、メモリ、及びその他の電子回路等のハードウェア、或いはその機能を持ったプログラム等のソフトウェア、又はこれらの組み合わせなどによって構成される。演算処理部３３０は、プログラムを適宜読み込んで実行することにより種々の機能モジュールを仮想的に構築する。構築した各機能モジュールは、画像データに関する処理や、各部の動作制御、ユーザー操作に対する種々の処理を行う。また、この演算処理部３３０には、操作パネル３４０が接続されており、この操作パネル３４０を通じて、ユーザーによる指示や設定操作を受け付けることができる。
【００３８】
（給紙系搬送路における搬送機構）
次いで、給紙系搬送路ＦＲについて説明する。図２は、本実施形態に係る給紙系搬送路ＦＲの一部を拡大して示す説明図である。
【００３９】
図２に示すように、本発明の給紙機構は、上述した給紙系搬送路ＦＲの一部として設けられ、レジスト部Ｒに印刷用紙１０を送出する機構である。本実施形態の給紙機構では、筐体側面の外部に配設されたサイド給紙トレイ１２０から新規に給紙を行うための給紙経路ＦＲ１を経て、レジスト部Ｒへ用紙が供給される。
【００４０】
レジスト部Ｒでは、レジストローラ２４０ａ，２４０ｂが通常経路ＣＲにおけるヘッドユニット１１０の上流に配置されている。レジストローラ２４０ａ，２４０ｂは、給紙系搬送路ＦＲ側から通常経路ＣＲに進入してくる印刷用紙１０を一時的に保持し、ヘッドユニット１１０に対する印刷用紙１０の送出タイミングを調整する。また、レジスト部Ｒには、レジ前ローラ２３０ａ，２３０ｂがレジストローラ２４０ａ，２４０ｂよりも搬送経路の上流側に隣接して配置されている。レジ前ローラ２３０ａ，２３０ｂは、給紙経路ＦＲ１からレジストローラ２４０ａ，２４０ｂへ印刷用紙１０を送出する。
【００４１】
レジストローラ２４０ａ，２４０ｂは、レジスト駆動モータ２４０によって駆動制御されている。レジスト駆動モータ２４０は、搬送経路の画像形成部（ヘッドユニット１１０）よりも上流に配置されている。このレジスト駆動モータ２４０は、一対のローラ（レジストローラ２４０ａ，２４０ｂ）により給紙に係る印刷用紙１０を保持し、画像形成部に対する印刷用紙１０の送出タイミングを調整する駆動手段である。このレジスト駆動モータ２４０は、駆動制御部３３５の制御により、動作の開始及び停止や動作速度を制御され、立ち上げ時の加速度と減速時の減速加速度等が制御される。
【００４２】
また、レジ前ローラ２３０ａ，２３０ｂは、レジ前駆動モータ２３０によって駆動制御されている。レジ前駆動モータ２３０は、搬送経路のレジストローラ２４０ａ，２４０ｂの上流に配置されている。このレジ前駆動モータ２３０は、一対のローラ（レジ前ローラ２３０ａ，２３０ｂ）により給紙に係る印刷用紙１０を保持し、画像形成部に対する印刷用紙１０の送出タイミングを調整したり、所謂、「突当て補正制御」を行う駆動手段である。「突当て補正制御」では、斜めに搬送された印刷用紙１０の向きをまっすぐに補正して後段（搬送ベルト１６０）に送り出すことで、用紙の斜行を補正する。
【００４３】
さらに、レジスト部Ｒには、レジストセンサ５１３が設けられている。レジストセンサ５１３は、レジストローラ２４０ａ，２４０ｂの上流側に近接して設置され、印刷用紙１０のレジストローラ２４０ａ，２４０ｂへの到達を検知するセンサである。なお、本実施形態では、レジストセンサ５１３として反射式センサや透過式センサ、その他の種々のセンサを用いることができる。
【００４４】
給紙経路ＦＲ１は、サイド給紙トレイ１２０に積層して収納された印刷用紙１０をレジスト部Ｒに給送する経路である。給紙経路ＦＲ１には、ピックアップローラ２２０ａとレジ前ローラ２３０ａ（２３０ｂ）との間で印刷用紙１０を搬送する複数の中間搬送ローラ２５１（２５１ａ，２５１ｂ），２５２（２５２ａ，２５２ｂ），２５３（２５３ａ，２５３ｂ）が、給紙経路に沿って設けられ、サイド給紙トレイ１２０からピックアップされた印刷用紙１０がレジスト部Ｒに対して送出される。
【００４５】
本実施形態において、これらの複数の中間搬送ローラ２５１，２５２，２５３は、給紙経路の上流側に位置する中間搬送ローラ２５１のみ中間搬送駆動モータ２５０で直接駆動され、その他の中間搬送ローラ２５２，２５３は、ベルトプーリ機構により伝達される動力で従動回転する。なお、本実施形態では、レジ前ローラ２３０ａ，２３０ｂと中間搬送ローラ２５１，２５２，２５３とが、中間搬送ローラ群の構成要素となっている。
【００４６】
中間搬送ローラ２５１，２５２，２５３の中間搬送駆動モータ２５０は、給紙経路ＦＲ１に配置され、複数配置された一対のローラ（中間搬送ローラ２５１（２５１ａ，２５１ｂ），２５２（２５２ａ，２５２ｂ），２５３（２５３ａ，２５３ｂ））により給紙に係る印刷用紙１０を保持し、レジスト部Ｒに対する印刷用紙１０の送出タイミングを調整する駆動手段である。
【００４７】
また、この中間搬送ローラ群には、中間入口センサ５１１と、中間出口センサ５１２とが設けられている。中間入口センサ５１１は、給紙経路ＦＲ１内の上流側の中間搬送ローラ２５１に近接して設置され、印刷用紙１０の給紙経路ＦＲ１への到達を検知するセンサである。また、中間出口センサ５１２は、給紙経路ＦＲ１内の下流側の中間搬送ローラ２５３に近接して設置され、印刷用紙１０の給紙経路ＦＲ１からの通過を検知するセンサである。
【００４８】
そして、この給紙経路ＦＲ１の上流側に位置するサイド給紙トレイ１２０には、本発明に係る給紙機構が設けられている。図３は、実施形態に係る印刷装置内に備えられている給紙機構を示す斜視図である。
【００４９】
詳述すると、本発明に係る給紙機構は、サイド給紙トレイ１２０内に積載された印刷用紙１０を、給紙系搬送路ＦＲに送り出す機構である。この給紙機構は具体的に、サイド給紙トレイ１２０と、ピックアップ駆動モータ２２０と、給紙台駆動モータ２１０と、下限検知センサ４０２と、上限検知センサ４０１とを備えている。サイド給紙トレイ１２０は、多数の印刷用紙１０を積層状態で収納する函体であり、このサイド給紙トレイ１２０には、給紙台１２１と、駆動力伝達部１２５とが設けられている。
【００５０】
ピックアップ駆動モータ２２０は、サイド給紙トレイ１２０の上方に位置し、サイド給紙トレイ１２０に積層された印刷用紙１０をピックアップして、レジスト部Ｒに送出するための駆動手段である。このピックアップ駆動モータ２２０は、ピックアップローラ２２０ａを直接回転させ、かつ、ベルトプーリ機構を介してスクレーパローラ２２０ｂを間接的に回転させる。具体的には、これらピックアップローラ２２０ａ及びスクレーパローラ２２０ｂは、ピックアップローラ２２０ａの回転軸２２２を介してピックアップ駆動モータ２２０の回転力が伝達されて回転駆動される。これらピックアップローラ２２０ａ及びスクレーパローラ２２０ｂは、積層された印刷用紙１０のうち、最上面の印刷用紙１０を１枚ずつピックアップして取り込み、レジスト部Ｒを経て、給紙経路ＦＲ１に対して送出する。
【００５１】
給紙台駆動モータ２１０は、給紙台１２１に取付けられ、その駆動力により給紙台１２１とともに上下動し、積層された印刷用紙１０のスクレーパローラ２２０ｂに対する相対位置を変化させる昇降手段であり、自走式の駆動機構である。この給紙台駆動モータ２１０は、演算処理部３３０の制御により、印刷用紙１０の上面位置をピックアップ可能な上限位置にまで上昇させる。給紙台駆動モータ２１０は、駆動力伝達部１２５（ピニオン１２５ａ及びラック１２５ｂ）を介してサイド給紙トレイ１２０に駆動力を伝達させ、給紙台１２１とともに上下動し、給紙台１２１に積載された印刷用紙１０を昇降させる。
【００５２】
給紙台１２１は、サイド給紙トレイ１２０内の底面に設けられ、印刷用紙１０を積載させる底板部材であり、給紙台１２１上に印刷用紙１０が積載されている。また、この給紙台１２１の外側には、駆動力伝達部１２５が設けられており、駆動力伝達部１２５を介して給紙台駆動モータ２１０の駆動力が給紙台１２１に伝達される。駆動力伝達部１２５は、給紙台駆動モータ２１０の回転力を、給紙台１２１の上下動に変換するラック・アンド・ピニオン部材である。
【００５３】
また、このサイド給紙トレイ１２０の上方及び下方には、上限検知センサ４０１と下限検知センサ４０２とが設けられている。上限検知センサ４０１は、図２に示すように、ピックアップローラ２２０ａの軸を支点に、スクレーパローラ２２０ｂの上下位置によって上下に動く遮蔽板２２１の位置により、給紙台１２１に積載された印刷用紙１０の給紙上面位置を検出するセンサである。上限検知センサ４０１は、例えば、遮蔽板２２１によって光軸が遮蔽される透過型センサを用いることができる。本実施形態では、印刷用紙１０があるとき（遮蔽板２２１が光軸を遮っているとき）Ｈｉｇｈ（ＯＮ）状態となり、印刷用紙１０がないとき（遮蔽板２２１が光軸を遮っていないとき）Ｌｏｗ（ＯＦＦ）状態となる。但し、上限検知センサ４０１はこの形態に限られるものではなく、例えば、反射型センサを使用するようにしてもよい。
【００５４】
一方、図３に示す下限検知センサ４０２は、サイド給紙トレイ１２０の下方に設置され、給紙台１２１の位置が下限位置にあるかどうかを検知するセンサである。下限検知センサ４０２は、例えば、給紙台１２１の有無を検出する反射型センサを用いることができる。もちろん、下限検知センサ４０２に透過型センサを使用するようにしてもよい。
【００５５】
（給紙制御機構）
そして、本実施形態において、サイド給紙トレイ１２０からの給紙動作の制御は、上述した演算処理部３３０で行われる。図４は、演算処理部３３０の給紙制御に関するモジュールを示すブロック図であり、図５は、給紙機構制御による検出制御を示すタイムチャート図である。なお、説明中に用いられる「モジュール」とは、装置や機器等のハードウェア、或いはその機能を持ったソフトウェア、又はこれらの組み合わせなどによって構成され、所定の動作を達成するための機能単位を示す。
【００５６】
図４に詳細に示すように、演算処理部３３０は、主として、ジョブデータ受信部３３１と、用紙種別取得部３３２と、操作信号取得部３３３と、上位層コマンド部３３７と、画像処理部３３６と、駆動制御部３３５と、記憶部３３４とを備えている。
【００５７】
ジョブデータ受信部３３１は、一連の印刷処理単位であるジョブデータを受信する通信インターフェースであり、受信したジョブデータに含まれるデータを上位層コマンド部３３７及び画像処理部３３６に受け渡すモジュールである。ここでの通信としては、例えば、１０ＢＡＳＥ−Ｔや１００ＢＡＳＥ−ＴＸ等によるイントラネット（企業内ネットワーク）や家庭内ネットワークなどのＬＡＮの他、赤外線通信等の近距離通信も含まれる。
【００５８】
上位層コマンド部３３７は、ジョブデータに基づいて、画像形成の速度及び各駆動部の動作速度、順序及びタイミングを決定するモジュールである。この上位層コマンド部３３７によって決定されたスケジュールに基づいて、画像形成制御部３３６ａ及び駆動制御部３３５は、画像形成処理及び搬送動作を実行する。
【００５９】
画像処理部３３６は、画像処理に特化したデジタル信号処理を行う演算処理装置であり、印刷に必要な画像データの変換等を行い、印刷を実行するモジュールである。この画像処理部３３６は、画像形成制御部３３６ａと、色変換回路３３６ｂとを備えている。
【００６０】
色変換回路３３６ｂは、ＲＧＢ印刷画像をＣＭＹＫ印刷画像に変換する回路であり、各色についての印刷画像に基づいて、画像形成制御部３３６ａに印刷を実行させる。画像形成制御部３３６ａは、各色のインクヘッドの駆動や、搬送経路の駆動手段の動作を制御し、画像形成処理全体を制御するモジュールであり、上位層コマンド部３３７によるスケジューリングに従ったタイミング及び印字速度で画像形成を行う。
【００６１】
操作信号取得部３３３は、操作パネル３４０や通信インターフェース３４１からユーザーによる操作信号を受信するモジュールであり、受信した操作信号を解析し、ユーザー操作に応じた処理を他のモジュールに実行させる。
【００６２】
用紙種別取得部３３２は、用紙サイズ検出機構５３０や操作信号取得部３３３によって検出された、給紙に係る印刷用紙１０のサイズ、種類又は厚さ等の用紙種別データとして取得するモジュールである。そして、用紙種別取得部３３２は、印刷処理に際し、取得した用紙種別データを駆動制御部３３５に送信する。
【００６３】
用紙サイズ検出機構５３０は、給紙系搬送路ＦＲにおいて搬送対象となっている用紙のサイズを取得するモジュールである。詳しくは、用紙サイズ検出機構５３０は、給紙元の給紙トレイ１３０（１３０ａ〜１３０ｄ）の情報や、給紙経路ＦＲ１の中間入口センサ５１１及び中間出口センサ５１２、レジストセンサ５１３の印刷用紙１０の通過情報に基づいて、用紙のサイズを取得する。
【００６４】
一方、操作信号取得部３３３は、ユーザーが行うプリンタドライバや操作パネル３４０における用紙設定、印刷装置１００内にある給紙トレイの用紙サイズセンサなどを読み出すことによって、搬送処理に係る用紙のサイズを取得する。用紙サイズ検出機構５３０や操作信号取得部３３３は、取得した用紙種別データを用紙種別取得部３３２へ送信する。
【００６５】
なお、プリンタドライバは、例えば本印刷装置をネットワークプリンタのように利用する場合に、ネットワーク上の各クライアントＰＣで実行されるアプリケーション又はミドルウェアであり、このプリンタドライバは、ＬＡＮなどの通信インターフェース３４１を通じて、印刷装置１００に対して印刷データ及び実行命令を送信することができる。本実施形態において、このプリンタドライバには、用紙の種類を設定するインターフェースが備えられている。したがって、ユーザーは、このインターフェース上で項目を選択することにより、用紙の種類を選択することができる。操作信号取得部３３３では、この用紙の種類の選択に応じて、用紙種別や用紙厚、用紙サイズなどの情報が取得される。
【００６６】
記憶部３３４は、各種のデータや、プログラムを記憶保持するメモリ装置等である。本実施形態においては、サイド給紙トレイ１２０から印刷用紙１０を送出してから、次の印刷用紙１０を送出するまでの周期的な動作サイクルのうち、上限検知センサ４０１が検出結果を取得する時間間隔である時間ステップのデータを記憶している。また、記憶部３３４が記憶している時間ステップは、印刷処理に際して駆動制御部３３５により参照される。
【００６７】
そして、この時間ステップは、少なくとも、給紙台１２１の平均上昇速度に基づいて決定される。給紙台駆動モータ２１０が印刷用紙１０の１枚分の厚さ（ストローク）だけ印刷用紙１０の給紙上面位置（給紙台１２１）を上昇させるのに費やすことができる時間は、給紙経路ＦＲ１における印刷用紙１０の搬送速度、印刷用紙１０の用紙サイズ（搬送方向における寸法）、及び、前後２枚の印刷用紙１０を搬送する間に挿入されるアイドリング時間（紙間インターバル）によって定まる。この時間を全て費やして、給紙台駆動モータ２１０が印刷用紙１０の１枚分の厚さ（ストローク）だけ印刷用紙１０（給紙台１２１）を上昇させる場合を想定すると、給紙台駆動モータ２１０による上昇動作の平均速度は、印刷用紙１０の用紙厚をさらに加味した要素によって特定できる。
【００６８】
そして、印刷用紙１０の給紙上面位置が適切な位置にない場合に給紙台駆動モータ２１０が印刷用紙１０を上昇させる動作の期間は、上述した上昇動作の平均速度に基づいて決定することができる。したがって、給紙台駆動モータ２１０による上昇動作の平均速度を正しく定めることで、紙間インターバルのうち給紙台駆動モータ２１０の上昇動作の期間を正確に特定することができる。これにより、上述の時間ステップを、給紙台駆動モータ２１０による上昇動作を行っていない期間（非上昇期間）に適切に設定して、適切な期間に上限検知センサ４０１の検出結果を取得して、印刷用紙１０の給紙上面位置を正しく検出することができる。また、上述した時間ステップは、以下の（ａ）〜（ｄ）の点を考慮して決定される。
【００６９】
（ａ）上限検知センサ４０１の検出結果を取得する時間間隔は、印刷用紙１０の後端がピックアップローラ２２０ａを通過して、次のピックアップ駆動モータ２２０の起動までとする。
【００７０】
（ｂ）上限検知センサ４０１の検出結果を取得する時間ステップの開始タイミングは、ピックアップ駆動モータ２２０の動作タイミングと同期するものとする。
【００７１】
（ｃ）上限検知センサ４０１の検出結果を取得する時間間隔は、給紙台駆動モータ２１０の非駆動時で、かつ、ピックアップ駆動モータ２２０の非駆動時であるものとする。
【００７２】
（ｄ）中間搬送ローラが含まれる場合、上限検知センサ４０１の検出結果を取得するタイミングは、給紙台駆動モータ２１０及びピックアップ駆動モータ２２０の非駆動時で、かつ、中間搬送ローラ群の駆動手段の停止時である時間間隔で行われるものとする。
【００７３】
なお、動作サイクルＳ［ｓｅｃ］は、用紙長［ｍ］をＰとし、用紙間時間［ｓｅｃ］をＢとし、搬送ベルト１６０の速度［ｍ／ｓ］をＶとした場合に、
Ｓ＝Ｐ／Ｖ＋Ｂ
から算出される。
【００７４】
また、用紙厚［ｍ］をＴとした場合に、給紙台の平均上昇速度Ａ［ｍ／ｓ］は、
Ａ＝Ｔ／Ｓ
から算出される。
【００７５】
そして、この時間ステップは、記録媒体のサイズや紙質等の種別によって複数の種類が用意され、用紙種別に応じて適宜決定され、工場出荷時やメンテナンス時において、記憶部３３４に記憶させられる。
【００７６】
駆動制御部３３５は、各搬送経路の搬送を制御するモジュールであり、印刷用紙１０毎の搬送条件に基づいて、各駆動部の制御を切り替え、各駆動部の動作速度を制御する。そして、本実施形態において、駆動制御部３３５には、サイド給紙トレイ１２０の昇降機能として、時間ステップ決定部３３５ａと、動作モード選択部３３５ｂと、センサ検出部３３８と、シーケンス動作部３３５ｃと、電流制御部３３５ｄとを備えている。
【００７７】
時間ステップ決定部３３５ａは、記憶部３３４に記録された時間ステップから、用紙種別取得部で取得した印刷用紙１０の種類に適合した時間ステップを抽出し、上限検知センサ４０１の出力を取得する期間として決定するモジュールである。具体的には、用紙サイズ検出機構５３０や操作信号取得部３３３によって検出された用紙種別データから使用される用紙サイズを取得するとともに、上位層コマンド部３３７におけるスケジュールを照合し、記憶部３３４に記憶された時間ステップの中から適合する時間ステップを選択する。そして、選択した時間ステップをセンサ検出部３３８と動作モード選択部３３５ｂへ送信する。
【００７８】
センサ検出部３３８は、給紙台１２１上に積載された上限検知センサ４０１の検知結果に基づいて、給紙台１２１上に積載された印刷用紙１０の給紙上面位置を検出するモジュールであり、この検出された信号をシーケンス動作部３３５ｃに通知している。特に、本実施形態では、時間ステップ決定部３３５ａから入力された時間ステップに基づいて、検出結果を上限位置検出用のデータとして取得する。
【００７９】
動作モード選択部３３５ｂは、上位層コマンド部３３７から入力されたジョブデータに基づいて、サイド給紙トレイ１２０を上昇させるか、又は下降させるかを決定するモジュールである。また、動作モード選択部３３５ｂには、物体の位置、方位、姿勢などを制御量として、目標値に追従するように制御するサーボ機能を備えている。そして、この動作モード選択部３３５ｂで決定された動作モードは、シーケンス動作部３３５ｃへ入力される。
【００８０】
シーケンス動作部３３５ｃは、動作モード選択部３３５ｂからの選択動作と、センサ検出部３３８から取得した検出結果に基づいて、給紙機構を駆動制御するモジュールである。具体的には、給紙台１２１を上昇させた後、所定の時間で上限検知センサ４０１が給紙上面位置を検知すると、シーケンス動作部３３５ｃはブレーキ指示をドライバへ送り、給紙台１２１を停止させる。印刷用紙１０が搬送されて、上限検知センサ４０１が非検知になると、シーケンス動作部３３５ｃは正転（若しくは反転）信号をドライバへ送り、給紙台を上昇させる制御を再開する。以降、印刷処理停止まで繰り返し動作を行っている。この際、シーケンス動作部３３５ｃは、電流制御部３３５ｄに信号を送り、モータを駆動させる電流の設定を行わせる。
【００８１】
電流制御部３３５ｄは、シーケンス動作部３３５ｃから入力された制御信号に基づいて、モータ起動時に所定の起動電流直線若しくは曲線になるようにモータ電流設定を行うモジュールである。
【００８２】
（動作速度の切替制御モジュール）
なお、上述したシーケンス動作部３３５ｃでは、給紙機構を駆動制御する際、動作速度の切替制御を行っている。次いで、動作速度の切替制御について説明する。図６は、演算処理部３３０の動作速度の切替制御に関するモジュールを示すブロック図であり、図７（ａ）は、タイミング算出部３６２で算出される駆動力の定速パターンの遷移図を示すグラフ図であり、（ｂ）は、変速パターンを示すグラフ図である。
【００８３】
シーケンス動作部３３５ｃは、動作速度の切替制御モジュール群として、印刷処理動作検出部３６１と、タイミング算出部３６２と、処理選択部３６３とを備えている。
【００８４】
印刷処理動作検出部３６１は、画像処理部３３６から送出された制御信号に基づいて、印刷装置１００における印刷処理の実行を検出するモジュールである。そして、印刷処理動作検出部３６１は、検出した印刷処理の実行状態を処理選択部３６３に通知する。
【００８５】
タイミング算出部３６２は、記憶部３３４に記憶された測定値に基づいて、給紙台駆動モータ２１０を所定の速度で動作させる速度データを算出するモジュールである。具体的には、タイミング算出部３６２は、前回の給紙動作でセンサ検出部３３８が取得して記憶部３３４に記憶した給紙台駆動モータ２１０の駆動力を、記憶部３３４から読み出す。
【００８６】
また、このタイミング算出部３６２は、パターン選択部３６２ａを備えている。このパターン選択部３６２ａは、用紙種別取得部３３２からの用紙種別のデータと、タイミング算出部３６２が算出した切替タイミングに基づいて、給紙動作に最適な動作速度パターンを記憶部３３４から選択して読み出すモジュールである。この読み出された動作速度パターンは、駆動制御部３３５へ受け渡される。
【００８７】
本実施形態において、この動作速度パターンには、速度が一定の定速パターンと、加速又は減速する変速パターンという２つのパターンが含まれている。定速パターンは、図７（ａ）に示すように、駆動力の時間あたりの変化率を示す傾斜データである。
【００８８】
他方の動作速度パターンは、図７（ｂ）に示すような、動作速度を変化させる時間関数に従って、給紙台駆動モータ２１０を制御し、給紙台１２１を上昇駆動させる速度データである。この時間関数は、時間経過と、駆動力の制御量との関係を定義する指数関数であり、本実施形態では、三乗関数である。具体的には、上限検知センサ４０１がＯＦＦの状態で、給紙台１２１の上昇が開始され、上限検知センサ４０１がＯＮの状態となり、ブレーキにより上昇動作が停止されるまでの時間Ｔにおける駆動力の変化を定義している。なお、この時間関数は、用紙種別に応じて複数用意されており、用紙種別取得部３３２からの印刷用紙１０の種別データが入力され、記憶部３３４に記憶された変速パターンが選択され、その時間関数は実行処理部３６３へ入力される。
【００８９】
記憶部３３４には、センサ検出部３３８が給紙上面位置を検出した時点における、給紙台駆動モータ２１０の駆動力の測定値が記憶され、印刷動作毎に、前回の給紙台駆動モータ２１０の駆動力をタイミング算出部３６２に通知する。また、記憶部３３４には、給紙台駆動モータ２１０の動作速度パターンと、給紙台駆動モータ２１０の駆動経過時間とを対応づけて記憶されている。なお、この動作速度パターンは、印刷用紙１０のサイズや紙質等の種別によって複数の種類が用意され、用紙種別に応じて適宜選択される。なお、この動作速度パターンは、工場出荷時やメンテナンス時において、記憶部３３４に記憶させられる。
【００９０】
本実施形態において、センサ検出部３３８は、上限検知センサ４０１の検知結果に基づいて、給紙台１２１上に積載された印刷用紙１０の給紙上面位置を検出し、検出された信号をタイミング算出部３６２に通知する。また、センサ検出部３３８は、給紙台１２１の上昇によって検出された測定値を、次回の切替タイミングの算出用として記憶部３３４に記憶させる。
【００９１】
実行処理部３６３は、タイミング算出部３６２によって算出された定速パターン、又は変速パターンのいずれかを選択し、選択された定速パターン、又は変速パターンに従って、給紙台駆動モータ２１０を制御し、給紙台１２１を上昇駆動させるモジュールである。なお、この定速パターン、又は変速パターンの選択は、例えば、操作パネル３４０からのユーザー操作や、印刷用紙１０の積載量や次回のピックアップの駆動時間までの時間間隔に応じて選択するようにしてもよい。この際、給紙台１２１を上昇駆動させるための電流制御信号を電流制御部３３５ｄへ送信する。
【００９２】
ここで、各定速パターンが入力された場合には、シーケンス動作部３３５ｃ及び電流制御部３３５ｄの制御よって、図７（ａ）、に示すように、給紙台１２１に大量の印刷用紙１０が積載されているときは、一定の傾斜による駆動力で、給紙台１２１を移動させて、上限位置に到達させる。
【００９３】
一方、変速パターンが入力された場合には、図７（ｂ）に示すように、シーケンス動作部３３５ｃは、給紙台駆動モータ２１０の駆動経過時間Ｔに応じて駆動部の動作速度を変化させるので、給紙台１２１に積載された印刷用紙１０の積載量が多い場合は、その加重が大きくなり、給紙台１２１の上昇にトルクが必要となり、駆動経過時間が長くなる。時間関数は二次曲線的に上昇させるように定義していることから、駆動経過時間Ｔが長くなるにつれて、給紙台駆動モータ２１０駆動力が増大される。ここで、印刷用紙１０の積載量が多い場合は、その加重により、上昇速度が上がり過ぎることはなく、適度な速度で積載用紙の上限位置に到達させることができる。
【００９４】
他方、給紙台１２１に積載された印刷用紙１０の積載量が少ない場合は、その加重が小さくなり、給紙台１２１の上昇における駆動経過時間Ｔｎは、Ｔよりも短くなる。時間関数は二次曲線的に上昇させるように定義していることから、駆動経過時間Ｔｎが短くなるにつれて、給紙台駆動モータ２１０駆動力は小さくてすむ。ここで、印刷用紙１０の積載量が少ない場合は、その加重が小さいため、上昇速度が上がりやすくなるが、その分、短時間で上限位置に到達することから、上昇速度が上がり過ぎることはなく、適度な速度で積載用紙の上限位置に到達させることができる。
【００９５】
（作用・効果）
このような本実施形態によれば、シーケンス動作部３３５ｃは、時間ステップに基づいて、上限検知センサ４０１からの検出結果を取得するので、給紙上面位置が変動しない時間間隔である安定区間において、上限検知センサ４０１の出力を取り込んで給紙上面位置の低下の有無を判別することができ、その結果、給紙上面位置の低下を誤検出しないようにすることができる。
【００９６】
具体的に、安定区間で上限検知センサ４０１の出力を取り込む場合と、給紙上面位置の変動が大きい区間で上限検知センサ４０１の出力を取り込む場合とでの給紙上面位置の変動幅について説明する。なお、図５には、１枚〜１１枚までの印刷用紙１０を順次、給紙する際の給紙機構制御のタイムチャートを示している。図５の実線は、本実施形態に係る各部の出力波形を示し、点線は従来例のように、所定間隔で一定に給紙上面位置を検知した場合における各部の出力波形を示している。
【００９７】
この図５の横軸は時間遷移（Ｓｅｃ）を示し、縦軸には上限検知センサ４０１の検知状態（紙有り＝ＯＮ／紙無し＝ＯＦＦ）と、給紙台駆動モータの電流（Ａ）の状態と、給紙上面位置の偏差距離（ｍｍ）と、印刷用紙１０がピックアップローラ２２０ａを通過しているか否かを示すＰＵ紙有無状態（通過中＝ＯＮ／通過無＝ＯＦＦ）とをそれぞれ波形で示している。ここで、上限検知センサ４０１の検知状態は、右軸の数値３でＯＮ状態を表し、数値２でＯＦＦ状態を表している。また、給紙台駆動モータの電流（Ａ）は、右軸の各数値でその電流の強さを表し、ＰＵ紙有無状態は、右軸の数値マイナス６で紙有りの状態を表し、数値マイナス７で紙無しの状態を表している。また、給紙上面位置の偏差距離（ｍｍ）は、左軸の数値で距離の大きさを表している。
【００９８】
詳述すると、従来例では、一定の間隔で上限検知センサ４０１による検出を行っていたため、図５に示すように、変動が大きい区間（ＰＵ紙有無状態がＯＮ状態）においても、センサ信号が瞬間的にＯＮになる（図中：Ｐ３）。これは、スクレーパローラ２２０ｂやピックアップローラ２２０ａの駆動あるいは連れ周りによって、給紙上面位置が上限位置にあると上限検知センサ４０１が誤って認識したことを示している。そのため、センサ信号の瞬間的なＯＮに対応して給紙台駆動モータ２１０の電流（変動電流）が０になっても、すぐに、上限検知センサ４０１が上面検出信号を出力しなくなり、これに伴い、給紙台駆動モータ２１０が再駆動され、給紙台駆動モータ２１０の電流が上がる（図中：Ｐ４）。
【００９９】
このように、変動が大きい区間（ＰＵ紙有無状態がＯＮ状態）にも上限検知センサ４０１の出力を取得して、給紙上面位置が上限位置にあるか否かの検出を行うと、給紙トレイ上の印刷用紙１０の減りとは関係なく給紙台駆動モータ２１０が時々駆動されるとともに、ピックアップ駆動モータ２２０の駆動停止による給紙上面位置の変動分が加わるため、図５の波形で示すように給紙上面位置が大きく変動する（図中：Ｐ１）。
【０１００】
しかしながら、本実施形態によれば、時間ステップ決定部３３５ａによって、定められた時間ステップは、給紙上面位置が変動しない区間である安定区間となる。この安定区間に限って上限検知センサ４０１の出力を取得して、給紙上面位置が上限位置にあるか否かの検出を行うと、給紙トレイ上の用紙が減ったときにだけ給紙台駆動モータ２２０が駆動されるので、図５に示すように、給紙上面位置の変動幅が小さくなる（図中：Ｐ２）。
【０１０１】
本実施形態では、このように安定区間の時間間隔でのみ上限検知センサ４０１の出力を取り込んで給紙上面位置の低下の有無を判別するので、給紙正面位置の波形が給紙上面位置の低下を誤検出せず、その結果、給紙上面位置を安定的に上限位置に保つことができる。
【０１０２】
特に、本実施形態では、時間ステップ決定部３３５ａは、時間ステップの開始タイミングを、ピックアップローラ２２０ａの動作タイミングと同期するようにしている。このため、動作タイミングから開始時間と終了時間とを設定することで、印刷用紙１０の後端がピックアップローラ２２０ａを通過して、次のピックアップ駆動モータ２２０の起動（すなわち、次の印刷用紙１０がピックアップローラ２２０ａを通過している状態）までの時間間隔で上限検知センサ４０１からの検出結果を取得することができる。これにより、紙上面位置が変動しない区間である安定区間に検出結果を取得することができ、その検出結果に応じて給紙トレイを昇降させることで、給紙上面位置を安定的な上限位置に保つことができる。
【０１０３】
特に、本実施形態では、時間ステップ決定部３３５ａは、用紙サイズ、搬送速度、紙間長、又は用紙厚みなどの各条件や、これらの各条件から求められる平均上昇速度から算定しているので、印刷用紙１０を搬送する各条件に応じて、動作サイクル内の安定した時間間隔を算出することができる。
【０１０４】
また、本実施形態において、時間ステップ決定部３３５ａは、さらに給紙台駆動モータ２１０の非駆動時で、かつ、ピックアップ駆動モータ２２０の非駆動時である時間間隔を時間ステップとしている。このため、給紙台１２１が上下動し、印刷用紙１０の給紙上面位置が不安定な時間を排除し、より印刷用紙の給紙上面位置の変動が少ない安定した時間間隔でのみ、上限検知センサ４０１の出力を取り込んで給紙上面位置の低下の有無を判別することができる。その結果、給紙上面位置の低下を誤検出しないようにすることができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、中間搬送ローラ２５１，２５２，２５３を備えている場合には、さらに、中間搬送ローラ２５１，２５２，２５３の駆動モータ２５０よって生じる振動の影響や、ピックアップローラ２２０ａが、中間搬送ローラ２５１，２５２，２５３による用紙の搬送にあわせて空回りする、所謂、「連れ回り」の影響を排他することができる。このため、より印刷用紙１０の給紙上面位置の変動が少ない安定した時間間隔でのみ給紙上面位置の低下の有無を判別することができ、その結果、給紙上面位置の低下を誤検出せず、給紙上面位置を安定的に上限位置に保つことができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０ 印刷用紙
１００ 印刷装置
１１０ ヘッドユニット
１２０ サイド給紙トレイ
１２１ 給紙台
１２５ 駆動力伝達部
１２５ａ ピニオン
１２５ｂ ラック
１３０ 給紙トレイ
１４０ 排紙口
１５０ 排紙台
１６０ 搬送ベルト
１６１ 駆動ローラ
１６２ 従動ローラ
１７０，１７２ 切替機構
２１０ 給紙台駆動モータ
２２０ ピックアップ駆動モータ
２２０ａ ピックアップローラ
２２０ｂ スクレーパローラ
２３０ レジ前駆動モータ
２３０ａ レジ前ローラ
２３０ａ，２３０ｂ レジ前ローラ
２４０ レジスト駆動モータ
２４０ 中間搬送ローラ
２４０ａ，２４０ｂ レジストローラ
２５０ 中間搬送駆動モータ
２５１，２５２，２５３ 中間搬送ローラ
３３０ 演算処理部
３３１ ジョブデータ受信部
３３２ 用紙種別取得部
３３３ 操作信号取得部
３３４ 記憶部
３３５ 駆動制御部
３３５ａ 時間ステップ決定部
３３５ｂ 動作モード選択部
３３５ｃ シーケンス動作部
３３５ｄ 電流制御部
３３６ 画像処理部
３３６ａ 画像形成制御部
３３６ｂ 色変換回路
３３７ 上位層コマンド部
３３８ センサ検出部
３４０ 操作パネル
３４１ 通信インターフェース
３６１ 印刷処理動作検出部
３６２ タイミング算出部
３６２ａ パターン選択部
３６３ 処理選択部
４０１ 上限検知センサ
４０２ 下限検知センサ
５１１ 中間入口センサ
５１２ 中間出口センサ
５１３ レジストセンサ
５３０ 用紙サイズ検出機構
ＣＲ 通常経路
ＤＲ 排紙経路
ＦＲ 給紙系搬送路
Ｒ レジスト部
ＳＲ 反転経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給紙トレイから搬送経路へ記録媒体を給送する給紙経路を有し、搬送経路上を搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記給紙トレイに積層された前記記録媒体を１つずつ取り上げて前記給紙経路へと送出するピックアップ手段と、
前記積層された記録媒体を前記ピックアップ手段に近づくように上昇させる昇降手段と、
前記積層された記録媒体の上面位置を検出する検出手段と、
前記ピックアップ手段が前記記録媒体を前記給紙経路に送出し終えてから次の前記記録媒体を前記給紙経路に送出し始めるまでの紙間インターバルに、前記検出手段の検出結果を取得する検出結果取得手段と、
前記検出結果取得手段が取得した前記検出手段の検出結果に基づいて、前記昇降手段による記録媒体の上昇動作の開始を制御する昇降制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記紙間インターバルは、前記ピックアップ手段中の前記記録媒体に接触するローラを駆動するモータの動作期間を少なくとも除く期間であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記紙間インターバルは、前記ピックアップ手段の動作期間を少なくとも除く期間であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記給紙経路は、
前記搬送経路に対する前記記録媒体の送出タイミングを調整するレジストローラと、
前記ピックアップ手段と前記レジストローラとの間で前記記録媒体を搬送する中間搬送ローラ群と
を含んでおり、
前記紙間インターバルは、前記レジストローラ及び前記中間搬送ローラ群の動作期間を少なくとも除く期間である、
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記昇降制御部は、前記紙間インターバルのうち前記昇降手段による前記記録媒体の上昇動作中の期間を除く非上昇期間に前記検出結果取得手段が取得した前記検出手段の検出結果に基づいて、前記記録媒体の上昇動作の開始を制御することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記昇降手段による前記記録媒体の上昇動作中の期間は、該昇降動作の平均速度に基づいて決定したものであり、該平均速度は、前記給紙経路における前記記録媒体の搬送速度、前記記録媒体の搬送方向における用紙サイズ、前記紙間インターバル、及び、前記記録媒体の用紙厚に基づいて定まることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項１】
給紙トレイから搬送経路へ記録媒体を給送する給紙経路を有し、搬送経路上を搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記給紙トレイに積層された前記記録媒体を１つずつ取り上げて前記給紙経路へと送出するピックアップ手段と、
前記積層された記録媒体を前記ピックアップ手段に近づくように上昇させる昇降手段と、
前記積層された記録媒体の上面位置を検出する検出手段と、
前記ピックアップ手段が前記記録媒体を前記給紙経路に送出し終えてから次の前記記録媒体を前記給紙経路に送出し始めるまでの紙間インターバルに、前記検出手段の検出結果を取得する検出結果取得手段と、
前記検出結果取得手段が取得した前記検出手段の検出結果に基づいて、前記昇降手段による記録媒体の上昇動作の開始を制御する昇降制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記紙間インターバルは、前記ピックアップ手段中の前記記録媒体に接触するローラを駆動するモータの動作期間を少なくとも除く期間であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記紙間インターバルは、前記ピックアップ手段の動作期間を少なくとも除く期間であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記給紙経路は、
前記搬送経路に対する前記記録媒体の送出タイミングを調整するレジストローラと、
前記ピックアップ手段と前記レジストローラとの間で前記記録媒体を搬送する中間搬送ローラ群と
を含んでおり、
前記紙間インターバルは、前記レジストローラ及び前記中間搬送ローラ群の動作期間を少なくとも除く期間である、
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記昇降制御部は、前記紙間インターバルのうち前記昇降手段による前記記録媒体の上昇動作中の期間を除く非上昇期間に前記検出結果取得手段が取得した前記検出手段の検出結果に基づいて、前記記録媒体の上昇動作の開始を制御することを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記昇降手段による前記記録媒体の上昇動作中の期間は、該昇降動作の平均速度に基づいて決定したものであり、該平均速度は、前記給紙経路における前記記録媒体の搬送速度、前記記録媒体の搬送方向における用紙サイズ、前記紙間インターバル、及び、前記記録媒体の用紙厚に基づいて定まることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−７１８３１（Ｐ２０１３−７１８３１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１３６７５（Ｐ２０１１−２１３６７５）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００２５０５０２）理想科学工業株式会社 (1,191)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００２５０５０２）理想科学工業株式会社 (1,191)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]