以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。
以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る給紙装置の概略構成図である。図2は、図1に示す給紙装置の制御ブロック図である。図3は、図1に示す給紙装置の部分拡大平面図である。図4は、図1に示す給紙装置のメイン浮上エア吹出口近傍の拡大図である。図5は、図1に示す給紙装置のサイドフェンスの部分拡大図である。図6は、給紙台上の用紙の浮上領域および上限センサの検出範囲を示す図である。以下の説明において、図1の紙面に直交する方向を前後方向とし、紙面表方向を前方とする。また、図1における紙面の上下左右を上下左右方向とする。
図1~図3に示すように、本実施の形態に係る給紙装置(シート供給装置に相当)1は、給紙台(積載台に相当)2と、昇降モータ3と、エンコーダ4と、給紙ガイド板5と、サバキゲート6と、2つのサイドフェンス7と、エンドフェンス8と、浮上部9と、分離部10と、搬送部11と、上限センサ(検出部に相当)12と、操作パネル13と、制御部14とを備える。
給紙装置1は、印刷装置の印刷部(図示せず)に対して用紙(シートに相当)Pを給紙する装置である。図1において左から右に向かう方向が、給紙動作時の搬送部11による用紙Pの搬送方向である。以下の説明における上流、下流は、搬送部11による用紙Pの搬送方向における上流、下流を意味する。
給紙台2は、印刷に用いられる用紙Pが積載されるものである。給紙台2は、昇降可能に構成されている。
給紙台2には、後述するサイド浮上機構部22およびサイド分離機構部42が取り付けられたサイドフェンス7が挿通されたフェンス挿通穴2aが形成されている。2つのサイドフェンス7にそれぞれ対応する2つのフェンス挿通穴2aが形成されている。一方のフェンス挿通穴2aは給紙台2の前端部に形成され、他方のフェンス挿通穴2aは給紙台2の後端部に形成されている。
昇降モータ3は、給紙台2を昇降させる。
エンコーダ4は、昇降モータ3の回転軸の所定の回転角度ごとにパルス信号を出力する。
給紙ガイド板5は、給紙台2上の用紙Pの下流端(右端)の位置を規制する部材である。給紙ガイド板5は、給紙台2の下流側近傍であって、後述するベルトユニット51の下流端部の下方に配置されている。給紙ガイド板5の上端部は、下流側ほど高くなるように傾斜している。
給紙ガイド板5には、図3、図4に示すように、後述するメイン浮上機構部21から給紙台2上の用紙Pに空気を吹き付けるための切り欠き部5aが、前後方向における中央部の上部を切り欠いて形成されている。
サバキゲート6は、浮上部9により浮上させられた用紙Pのうち搬送部11に吸着された最上位の用紙P以外の用紙Pをせき止める部材である。2つのサバキゲート6が、搬送部11の下流端部の下方近傍において、前後方向に互いに離間して設置されている。
サイドフェンス7は、給紙台2上の用紙Pの前後方向における位置を規制する部材である。2つのサイドフェンス7は、前後方向に互いに離間して配置されている。図5に示すように、サイドフェンス7には、サイド浮上エア吹出口16およびサイド分離エア吹出口17が形成されている。また、図3~図5に示すように、サイドフェンス7には、整流部材18が設けられている。なお、図5は、後側のサイドフェンス7を前側から見た図である。
サイド浮上エア吹出口16は、後述するサイド浮上機構部22が発生させるサイド浮上気流の吹出口である。サイド分離エア吹出口17は、後述するサイド分離機構部42が発生させるサイド分離気流の吹出口である。
整流部材18は、浮上部9によって浮上させられた給紙台2上の用紙Pのうちの最上位の用紙Pを引き寄せ、最上位の用紙Pと上から2枚目の用紙Pとの間にサイド分離気流が流れるようにするための部材である。整流部材18は、サイドフェンス7の内側(給紙台2側)の面において、サイド分離エア吹出口17の上縁に沿って取り付けられている。整流部材18は、前後方向における給紙台2の中央側に向かうほど高くなるように傾斜している。
エンドフェンス8は、給紙台2上の用紙Pの上流端(左端)の位置を規制する部材である。エンドフェンス8は、給紙台2の上方に配置されている。エンドフェンス8は、左右方向に移動可能に構成されている。
浮上部9は、給紙台2上の用紙Pに空気を吹きつけて用紙Pを浮上させる。浮上部9は、メイン浮上機構部21と、2つのサイド浮上機構部22とを備える。
メイン浮上機構部21は、給紙台2上の用紙Pに対して下流側の側方から用紙Pを浮上させるための空気を吹き付ける。メイン浮上機構部21は、給紙台2の下流側近傍に配置されている。メイン浮上機構部21は、メイン浮上ファン26と、シャッタ27と、2つのメイン浮上エア吹出口28とを備える。
メイン浮上ファン26は、給紙台2上の用紙Pに対して下流側から空気を吹き付けて用紙Pを浮上させるためのメイン浮上気流を発生させる。
シャッタ27は、メイン浮上エア吹出口28からのメイン浮上気流の吹き出しのオンオフを切り替える。メイン浮上ファン26の駆動中において、シャッタ27が開放されている状態では、メイン浮上エア吹出口28からメイン浮上気流が吹き出し、シャッタ27が閉鎖されている状態では、メイン浮上エア吹出口28からのメイン浮上気流の吹き出しが停止される。
メイン浮上エア吹出口28は、メイン浮上ファン26の駆動により発生するメイン浮上気流の吹出口である。2つのメイン浮上エア吹出口28は、搬送部11の下流端部の下方近傍において、前後方向に互いに離間して配置されている。
2つのサイド浮上機構部22は、給紙台2を挟んで互いに前後方向に離間して配置されている。2つのサイド浮上機構部22は、2つのサイドフェンス7の外側に1つずつ設置されている。
前側のサイド浮上機構部22は、給紙台2上の用紙Pに対して前側の側方から用紙Pを浮上させるための空気を吹き付ける。後側のサイド浮上機構部22は、給紙台2上の用紙Pに対して後側の側方から用紙Pを浮上させるための空気を吹き付ける。サイド浮上機構部22は、サイド浮上ファン31と、シャッタ32とを備える。
サイド浮上ファン31は、給紙台2上の用紙Pに対してサイドフェンス7のサイド浮上エア吹出口16から空気を吹き付けて用紙Pを浮上させるためのサイド浮上気流を発生させる。
シャッタ32は、サイド浮上エア吹出口16からのサイド浮上気流の吹き出しのオンオフを切り替える。サイド浮上ファン31の駆動中において、シャッタ32が開放されている状態では、サイド浮上エア吹出口16からサイド浮上気流が吹き出し、シャッタ32が閉鎖されている状態では、サイド浮上エア吹出口16からのサイド浮上気流の吹き出しが停止される。
分離部10は、浮上部9により浮上させられた用紙Pのうちの最上位の用紙Pと上から2枚目以下の用紙Pとを分離させる。分離部10は、メイン分離機構部41と、2つのサイド分離機構部42とを備える。
メイン分離機構部41は、浮上部9により浮上させられて搬送部11に吸着した最上位の用紙Pと上から2枚目の用紙Pとの間に下流側から空気を流し込む。メイン分離機構部41は、メイン分離ファン46と、2つのメイン分離エア吹出口47とを備える。
メイン分離ファン46は、搬送部11に吸着した最上位の用紙Pと上から2枚目の用紙Pとの間に下流側から空気を流し込んで最上位の用紙Pと上から2枚目以下の用紙Pとを分離させるためのメイン分離気流を発生させる。
メイン分離エア吹出口47は、メイン分離ファン46の駆動により発生するメイン浮上気流の吹出口である。2つのメイン分離エア吹出口47は、搬送部11の下流端部の下方近傍において、前後方向に互いに離間して配置されている。メイン分離エア吹出口47は、搬送部11に向けて上向きに空気を吹き出す。
2つのサイド分離機構部42は、給紙台2を挟んで互いに前後方向に離間して配置されている。2つのサイド分離機構部42は、2つのサイドフェンス7の外側に1つずつ設置されている。サイド分離機構部42は、サイド浮上機構部22の右側に隣接して配置されている。
サイド分離機構部42は、浮上部9により浮上させられた用紙Pのうちの最上位の用紙Pを整流部材18に引き寄せるとともに、最上位の用紙Pと上から2枚目の用紙Pとを分離させるためのサイド分離気流をサイドフェンス7のサイド分離エア吹出口17から吹き出す。サイド分離機構部42は、サイド分離気流を発生させるサイド分離ファン48を備える。
搬送部11は、浮上部9により浮上させられた用紙Pのうちの最上位の用紙Pをエア吸引により吸着して搬送する。搬送部11は、2つのベルトユニット51と、搬送モータ52と、チャンバ53と、サクションファン54とを備える。
ベルトユニット51は、用紙Pを吸着保持して搬送する。2つのベルトユニット51は、前後方向に並列して配置されている。ベルトユニット51は、左右方向において、給紙台2の右端を跨いで配置されている。ベルトユニット51は、搬送ベルト56と、駆動ローラ57と、従動ローラ58とを備える。
搬送ベルト56は、駆動ローラ57と従動ローラ58とに掛け渡される環状のベルトである。搬送ベルト56には、複数のベルト穴56aが全周に渡って形成されている。搬送ベルト56は、サクションファン54の駆動によりベルト穴56aに発生する吸着力により、搬送ベルト56の下面である搬送面56bに用紙Pを吸着保持する。用紙Pを吸着保持した状態で駆動ローラ57の駆動により搬送ベルト56が回転(無端移動)することで、用紙Pが搬送される。
駆動ローラ57は、搬送ベルト56を回転(無端移動)させる。2つのベルトユニット51の駆動ローラ57は、シャフト59により互いに接続されている。
従動ローラ58は、駆動ローラ57とともに搬送ベルト56を支持する。従動ローラ58は、回転する搬送ベルト56に従動回転する。2つのベルトユニット51の従動ローラ58は、シャフト60により互いに接続されている。
搬送モータ52は、シャフト59を回転させることにより、駆動ローラ57を回転させる。
チャンバ53は、ベルトユニット51のベルト穴56aに吸着力を発生させるための負圧室を形成するものである。チャンバ53は、搬送ベルト56の搬送面56bが露出するように、ベルトユニット51を内部に保持している。チャンバ53の底板の搬送ベルト56が通過する部分には、通気穴(図示せず)が形成されている。搬送ベルト56の搬送面56bのベルト穴56aおよびチャンバ53の通気穴を介したチャンバ53内への空気の吸引により、ベルト穴56aに吸着力が発生する。
サクションファン54は、チャンバ53から排気する。サクションファン54がチャンバ53から排気すると、搬送ベルト56の搬送面56bのベルト穴56aおよびチャンバ53の通気穴を介してチャンバ53外から空気がチャンバ53内に吸引される。サクションファン54は、チャンバ53の上側に配置されている。
上限センサ12は、給紙台2上に積載された用紙Pの下流側(右側)の端面を監視するものである。上限センサ12は、給紙台2より下流側において、図6に示す浮上領域F内の浮上している用紙Pを検出可能な所定の高さ位置に配置されている。浮上領域Fは、上下方向における浮上部9が用紙Pを浮上させる領域である。上限センサ12は、検出範囲K内の用紙Pを検出する。検出範囲Kの上限は、浮上領域Fの上限より低い位置にあり、検出範囲Kの下限は、浮上領域Fの下限より高い位置にある。上限センサ12は、反射型の光センサであり、発光部61と、受光部62とを備える。
発光部61は、給紙台2上に重ねて積載された複数の用紙Pからなる用紙束(シート束に相当)PTの右側の側方から左側(用紙束PT側)へ光を出射する。受光部62は、左側(用紙束PT側)からの光を受光する。
操作パネル13は、各種の入力画面等を表示するとともに、ユーザによる入力操作を受け付ける。操作パネル13は、液晶表示パネル等を有する表示部(図示せず)と、各種の操作キー、タッチパネル等を有する入力部(図示せず)とを備える。操作パネル13は、給紙先の印刷装置に設けられたものであってもよい。
制御部14は、給紙装置1全体の動作を制御する。制御部14は、CPU、RAM、ROM、ハードディスク等を備えて構成される。
制御部14は、給紙動作を開始する前に、初期位置出し動作を実行する。初期位置出し動作は、給紙台2上の用紙束PTの上面(最上位の用紙P)の高さ位置を、給紙に適切な位置である目標位置に合わせる動作である。目標位置は、用紙種類(用紙の厚さ)に応じて予め設定されたものである。
初期位置出し動作において、制御部14は、給紙台2上の用紙束PTの上面が上限センサ12の検出範囲Kの下限よりも下方にある状態から給紙台2を上昇させる。そして、制御部14は、受光部62の受光量(センサ値)が所定の非浮上閾値(第1閾値に相当)に到達すると給紙台2の上昇を停止するよう制御する。これにより、給紙台2上の用紙束PTの上面の高さ位置が、検出範囲K内の所定のセンサ位置にある状態となる。この後、制御部14は、給紙台2の高さ位置を調整して用紙束PTの上面の高さ位置を目標位置に合わせる。ここで、センサ位置は、用紙束PTの上面の高さ位置を目標位置に合わせるための基準の位置である。
初期位置出し動作の際、制御部14は、給紙台2上の用紙束PTが上限センサ12の検出範囲K全体を遮蔽した状態において、受光部62の受光量が非浮上閾値未満である場合、発光部61の光量を大きくする光量調整を行う。この光量調整において、制御部14は、受光部62の受光量が後述の設定受光量(所定値に相当)となるよう発光部61の光量を調整する。
ここで、用紙束PTが上限センサ12の検出範囲K全体を遮蔽した状態は、検出範囲K全体(上限センサ12の視界全体)が用紙束PTの右側の側面で占められている状態である。
初期位置出し動作の開始時には、発光部61の光量は、予め設定された通常光量に設定されている。通常光量は、白色の用紙Pが上限センサ12の検出範囲K全体を遮蔽した状態において、発光部61の光が白色の用紙Pで反射した反射光の受光部62による受光量が、所定の設定受光量となるときの発光部61の光量として設定されたものである。換言すれば、設定受光量は、発光部61の光量が通常光量であり、白色の用紙Pが上限センサ12の検出範囲K全体を遮蔽した状態における受光部62の受光量である。
非浮上閾値は、給紙台2上の用紙束PTの上面が上述のセンサ位置に達したか否かを判断するためのセンサ値の閾値である。非浮上閾値は、発光部61の光量が通常光量であり、給紙台2上の用紙束PTが白色の用紙Pからなるものである場合において、用紙束PTの上面がセンサ位置にあるときのセンサ値として設定されたものである。
非浮上閾値は、初期位置出し動作において給紙台2の上昇を停止させる際の良好な停止精度を確保するため、ある程度大きい値とすることが望ましい。このため、反射率が低い紙を基準にして非浮上閾値を設定することは望ましくない。したがって、上述のように、非浮上閾値は、給紙台2上の用紙束PTが、反射率が高い白色の用紙Pからなるものである場合に対応した値として設定されている。
これに対し、例えば、給紙台2上の用紙束PTが白色の用紙Pよりも反射率が低い色や紙質の用紙Pからなるものである場合、給紙台2を上昇させてもセンサ値が非浮上閾値に到達しないことがある。このため、上昇する給紙台2が停止せずに用紙束PTがベルトユニット51に突き当たるおそれがある。したがって、この場合、初期位置出しができない不具合が生じるおそれがある。
上限センサ12の経年劣化による発光部61の光量の低下や、給紙台2上の用紙束PTが想定よりも上限センサ12から離れた位置に載置されていること(上限センサ12の焦点ずれ)等によっても、上述のような初期位置出しができない不具合が生じるおそれがある。
給紙装置1では、上述のような初期位置出しができない不具合を低減するために、上述の光量調整を行う。
次に、給紙装置1の動作について、図7、図8のフローチャートを参照して説明する。
給紙開始が指示されると、図7のステップS1において、制御部14は、給紙台2上の用紙束PTの上面が上限センサ12の検出範囲Kの下限よりも下方にある状態から給紙台2の上昇を開始させる。これにより、初期位置出し動作が開始される。ここで、給紙台2上には多枚数の用紙Pが積載されているものとする。発光部61の光量は、前述の通常光量に設定されている。
給紙台2の上昇開始後、給紙台2上の用紙束PTの上端部が上限センサ12の検出範囲K内に入ると、用紙束PTの上端部の右側の側面による反射光が受光部62で受光され始める。その後、給紙台2の上昇に伴って、給紙台2上の用紙束PTにおける検出範囲K内に入っている範囲が広がるので、上限センサ12におけるセンサ値が大きくなる。
給紙台2の上昇開始後、ステップS2において、制御部14は、センサ値が非浮上閾値よりも小さい所定の用紙種別閾値(第2閾値に相当)以上であるか否かを判断する。センサ値が用紙種別閾値未満であると判断した場合(ステップS2:NO)、制御部14は、ステップS2を繰り返す。
ここで、用紙種別閾値は、給紙台2上の用紙束PTが上限センサ12の検出範囲K全体を遮蔽した状態でもセンサ値が非浮上閾値未満の状況であるか否かの判断を行うために使用するものとして予め設定されたものである。ここで、用紙束PTが検出範囲K全体を遮蔽した状態でもセンサ値が非浮上閾値未満の状況は、例えば、用紙束PTが非常に反射率の低い用紙Pからなるものであることにより生じる。また、用紙束PTが検出範囲K全体を遮蔽した状態でもセンサ値が非浮上閾値未満の状況は、上限センサ12の経年劣化による発光部61の光量低下や、給紙台2上の用紙束PTが想定よりも上限センサ12から離れた位置に載置されていること(上限センサ12の焦点ずれ)でも生じることがある。
用紙種別閾値は、用紙束PTが非常に反射率の低い用紙Pからなるものである場合や、経年劣化による発光部61の光量低下や上限センサ12の焦点ずれが生じている場合でも、用紙束PTを検出可能な値として設定されている。例えば、用紙種別閾値は、発光部61の光量が通常光量の場合における、黒色の用紙Pが上限センサ12の検出範囲K全体を遮蔽した状態での受光部62の受光量かそれよりやや小さい値に設定されている。
センサ値が用紙種別閾値以上であると判断した場合(ステップS2:YES)、ステップS3において、制御部14は、センサ値が用紙種別閾値に到達してからの給紙台2の上昇量の計測を開始する。具体的には、制御部14は、センサ値が用紙種別閾値に到達した時点からのエンコーダ4の出力パルス数のカウントを開始する。
次いで、ステップS4において、制御部14は、センサ値が非浮上閾値以上であるか否かを判断する。
センサ値が非浮上閾値未満であると判断した場合(ステップS4:NO)、ステップS5において、制御部14は、センサ値が用紙種別閾値に到達してからの給紙台2の上昇量が、規定上昇量に到達したか否かを判断する。具体的には、制御部14は、エンコーダ4の出力パルス数のカウント値が、規定上昇量に相当する値に到達したか否かを判断する。ここで、規定上昇量は、上限センサ12の検出範囲Kの高さ分の距離である。
センサ値が用紙種別閾値に到達してからの給紙台2の上昇量は規定上昇量に到達していないと判断した場合(ステップS5:NO)、制御部14は、ステップS4に戻る。
ステップS4において、センサ値が非浮上閾値以上であると判断した場合(ステップS4:YES)、ステップS6において、制御部14は、センサ値が非浮上閾値に到達した時点で給紙台2の上昇を停止させる。これにより、給紙台2上の用紙束PTの上面の高さ位置がセンサ位置となった高さ位置で給紙台2が停止する。
ここで、給紙台2上の用紙束PTが白色の用紙P等の反射率が高い用紙Pからなるものであり、上限センサ12の経年劣化や上限センサ12の焦点ずれは生じていない状況であれば、センサ値が用紙種別閾値に到達してからの給紙台2の上昇量が規定上昇量に到達する前に、センサ値が非浮上閾値に到達する。このため、上述のように、センサ値が非浮上閾値に到達した時点で給紙台2の上昇を停止させることで(ステップS6)、用紙束PTの上面の高さ位置がセンサ位置となった高さ位置で給紙台2を停止させることができる。
次いで、ステップS7において、制御部14は、用紙束PTの上面の高さ位置を目標位置に合わせる。具体的には、エンコーダ4の出力パルス数に基づき、制御部14は、用紙種類(用紙の厚さ)に応じた目標位置と、センサ位置との間の距離の分だけ、給紙台2を昇降させる。これにより、初期位置出し動作が終了となる。
ここで、制御部14は、用紙種類に応じた目標位置を予め記憶している。現在の給紙動作における用紙種類は、例えば、予め操作パネル13に対する操作により入力されている。
次いで、ステップS8において、制御部14は、給紙動作を開始させる。具体的には、制御部14は、メイン浮上ファン26、2つのサイド浮上ファン31、メイン分離ファン46、2つのサイド分離ファン48、およびサクションファン54の駆動を開始させる。シャッタ27および2つのシャッタ32はいずれも開放状態である。
これにより、メイン浮上エア吹出口28からメイン浮上気流、サイド浮上エア吹出口16からサイド浮上気流、メイン分離エア吹出口47からメイン分離気流、サイド分離エア吹出口17からサイド分離気流がそれぞれ吹き出す。また、ベルトユニット51のベルト穴56aに吸着力が発生する。
メイン浮上気流およびサイド浮上気流により、給紙台2上の用紙束PTの最上部の、浮上領域F内の複数枚の用紙Pが浮上する。そして、浮上した用紙Pのうちの最上位の用紙Pが、ベルトユニット51の搬送面56bに吸着される。
ここで、用紙Pが浮上する際、サイドフェンス7近傍では、サイド分離エア吹出口17から吹き出したサイド分離気流が整流部材18に沿って流れることで、整流部材18と最上位の用紙Pとの間が負圧状態となる。これにより、最上位の用紙Pが整流部材18に引き寄せられ、整流部材18に接触する。この結果、最上位の用紙Pと上から2枚目の用紙Pとの間にサイド分離気流が流れるようになる。
一方、メイン分離機構部41側では、最上位の用紙Pが搬送面56bに吸着された後、メイン分離エア吹出口47から吹き出すメイン分離気流が、搬送面56bに吸着された最上位の用紙Pに沿って、上流側(左側)へ向かって流れる。
これにより、最上位の用紙Pと上から2枚目の用紙Pとの間において、メイン分離気流と前側からのサイド分離気流と後側からのサイド分離気流とが衝突して正圧が発生する。
この状態において、制御部14は、シャッタ27,32を閉鎖するよう制御する。この後、制御部14は、搬送モータ52を制御してベルトユニット51の駆動を開始させる。
ベルトユニット51の駆動開始により、搬送面56bに吸着された最上位の用紙Pが右方向に搬送され始める。
また、シャッタ27,32が閉鎖されることで、給紙台2上の用紙Pへのメイン浮上エア吹出口28からのメイン浮上気流の吹き出し、およびサイド浮上エア吹出口16からのサイド浮上気流の吹き出しが停止される。すなわち、浮上部9による給紙台2上の用紙Pへの空気の吹き付けがオフ(停止)となる。これにより、最上位の用紙Pと上から2枚目の用紙Pとの間の正圧により上から2枚目以下の用紙Pが押し下げられることで、最上位の用紙Pと上から2枚目以下の用紙Pとが分離される。
上記のようにして、ベルトユニット51により最上位の用紙Pが搬送されつつ、上から2枚目以下の用紙Pが落下する。
次いで、制御部14は、ベルトユニット51の駆動開始後の所定のタイミングにおいて、ベルトユニット51を停止させる。この後、制御部14は、次の用紙Pの給紙のために、シャッタ27,32を開放して用紙Pを浮上させる。
上記の動作を繰り返すことにより、用紙Pが給紙装置1から給紙先へ順次給紙される。
この給紙動作中において、制御部14は、給紙台2の上限追従制御を行う。上限追従制御は、給紙による給紙台2上の用紙Pの減少に応じて給紙台2を上昇させる制御である。
具体的には、制御部14は、1枚の給紙ごとに、用紙Pの浮上中のタイミングで上限センサ12のセンサ値を取得する。そして、制御部14は、取得したセンサ値が所定の追従閾値未満の場合、センサ値と追従閾値との差に応じた高さ分だけ、給紙台2を上昇させる。
ここで、用紙Pの浮上中におけるセンサ値は、上限センサ12の検出範囲K内にある、浮上している用紙Pの端面からの反射光の受光量である。このため、用紙Pの浮上中におけるセンサ値は、上限センサ12の検出範囲K内の浮上している用紙Pの枚数が多いほど、大きくなる。
また、浮上部9による空気の吹き付けにより浮上可能な用紙Pの枚数は、浮上領域F内にある用紙Pの枚数である。したがって、給紙台2上の用紙Pが浮上していない状態における給紙台2上の最上位の用紙P(用紙束PTの上面)の高さ位置が低いほど、浮上部9による空気の吹き付けにより浮上する用紙Pの枚数が少ない。
このことから、用紙Pの浮上中におけるセンサ値を、擬似的に、給紙台2上の用紙Pが浮上していないとした場合の給紙台2上の用紙束PTの上面の高さ位置を示す情報として用いることができる。給紙台2の高さ位置が変わらなければ、給紙が進むにつれて浮上する用紙Pが減少し、センサ値は低下傾向になる。
そこで、給紙装置1では、上述のように、用紙Pの浮上中のセンサ値を用いて、給紙動作中の上限追従制御を行っている。
給紙動作の開始後、ステップS9において、制御部14は、今回の給紙動作で給紙する枚数分の給紙が終了したか否かを判断する。今回の給紙動作で給紙する枚数分の給紙は終了していないと判断した場合(ステップS9:NO)、制御部14は、ステップS9を繰り返す。今回の給紙動作で給紙する枚数分の給紙が終了したと制御部14が判断した場合(ステップS9:YES)、一連の動作が終了となる。
ステップS5において、センサ値が用紙種別閾値に到達してからの給紙台2の上昇量が規定上昇量に到達したと判断した場合(ステップS5:YES)、図8のステップS10において、制御部14は、給紙台2の上昇を停止させる。
ここで、前述のように、規定上昇量は、上限センサ12の検出範囲Kの高さ分の距離である。このため、センサ値が用紙種別閾値に到達してからの給紙台2の上昇量が規定上昇量に到達した時点では、給紙台2上の用紙束PTの上面は上限センサ12の検出範囲Kの上限より高い位置にある。すなわち、この時点において、給紙台2上の用紙束PTが検出範囲K全体を遮蔽した状態になっている。
したがって、センサ値が非浮上閾値未満のまま、センサ値が用紙種別閾値に到達してからの給紙台2の上昇量が規定上昇量に到達した場合(ステップS5:YES)、制御部14は、用紙束PTが検出範囲K全体を遮蔽した状態においてセンサ値が非浮上閾値未満の状況であると判断できる。
この場合、制御部14は、上述のようにステップS10において給紙台2の上昇を停止させた後、ステップS11において発光部61の光量調整を開始する。具体的には、制御部14は、発光部61の光量を、現在(調整前)の光量である通常光量から増加させ始める。
ここでは、通常光量ではセンサ値が設定受光量を超えないことは明らかなため、制御部14は、通常光量から光量調整を開始する。これにより、通常光量より小さい光量から光量調整を開始する必要がないため、光量調整に要する時間を短縮できる。
次いで、ステップS12において、制御部14は、センサ値が前述の設定受光量に到達したか否かを判断する。
センサ値が設定受光量に到達していないと判断した場合(ステップS12:NO)、ステップS13において、制御部14は、発光部61の光量が最大光量(100%)に到達したか否かを判断する。発光部61の光量が最大光量に到達していないと判断した場合(ステップS13:NO)、制御部14は、ステップS12に戻る。
ステップS12において、センサ値が設定受光量に到達したと判断した場合(ステップS12:YES)、ステップS14において、制御部14は、発光部61の光量を、センサ値が設定受光量に到達したときの値に設定する。これにより、発光部61の光量調整が終了となる。この後、制御部14は、ステップS17へ進む。
ステップS13において、発光部61の光量が最大光量に到達したと判断した場合(ステップS13:YES)、ステップS15において、制御部14は、発光部61の光量を最大光量に設定する。これにより、発光部61の光量調整が終了となる。
すなわち、発光部61の光量が最大光量になってもセンサ値が設定受光量に到達しない場合、制御部14は、発光部61の光量を最大光量に設定して光量調整を終了する。
次いで、ステップS16において、制御部14は、非浮上閾値を、光量調整において発光部61の光量を最大にしたときのセンサ値より小さい値に変更する。この後、制御部14は、ステップS17へ進む。
ここで、上記のように非浮上閾値を変更することで、後述するステップS17の初期位置出し動作において、用紙束PTの上面が検出範囲K内にある状態で給紙台2の上昇を停止させることができるので、初期位置出しが可能になる。変更後の非浮上閾値は、例えば、光量調整において発光部61の光量を最大にしたときのセンサ値の1/2の値とすることができる。非浮上閾値をこのような値とした場合には、後述するステップS17の初期位置出し動作において、用紙束PTの上面が検出範囲Kの1/2の高さの位置に到達すると、センサ値が非浮上閾値に到達し、給紙台2の上昇が停止する。この場合、検出範囲Kの1/2の高さの位置がセンサ位置となる。
なお、光量調整にはある程度の時間を要するため、制御部14は、光量調整中は、その旨をユーザに通知するためのメッセージを操作パネル13の表示部に表示させてもよい。
ステップS17では、制御部14は、初期位置出し動作を実行する。すなわち、制御部14は、発光部61の光量を光量調整後の光量に設定した状態で、ステップS15で非浮上閾値を変更した場合には変更後の非浮上閾値を用いて、初期位置出し動作をやり直す。
具体的には、まず、制御部14は、給紙台2上の用紙束PTの上面が上限センサ12の検出範囲Kの下限よりも下方にある状態になるまで給紙台2を下降させる。例えば、給紙台2を所定の下限位置まで下降させることで、給紙台2上の用紙束PTの上面が上限センサ12の検出範囲Kの下限よりも下方にある状態とすることができる。
次いで、制御部14は、給紙台2の上昇を開始させる。センサ値が非浮上閾値に到達すると、制御部14は、給紙台2の上昇を停止させる。この後、制御部14は、給紙台2を昇降させて、用紙束PTの上面の高さ位置を目標位置に合わせる。これにより、初期位置出し動作が終了となる。
次いで、ステップS18において、制御部14は、前述した給紙動作を開始させる。ここで、制御部14は、光量調整において発光部61の光量を最大に設定した場合には、給紙動作中における前述の追従閾値を、発光部61の光量に応じて変更する。
次いで、ステップS19において、制御部14は、今回の給紙動作で給紙する枚数分の給紙が終了したか否かを判断する。今回の給紙動作で給紙する枚数分の給紙は終了していないと判断した場合(ステップS19:NO)、制御部14は、ステップS19を繰り返す。
今回の給紙動作で給紙する枚数分の給紙が終了したと制御部14が判断した場合(ステップS19:YES)、ステップS20において、制御部14は、発光部61の光量を、光量調整後の光量から通常光量に戻す。
次いで、ステップS21において、制御部14は、ステップS16における非浮上閾値の変更が行われたか否かを判断する。
非浮上閾値の変更が行われたと判断した場合(ステップS21:YES)、ステップS22において、制御部14は、非浮上閾値を元の値に戻す。また、この場合、追従閾値も元の値に戻す。これにより、一連の動作が終了となる。
非浮上閾値の変更が行われたと制御部14が判断した場合(ステップS21:NO)、そのまま一連の動作が終了となる。
なお、発光部61の光量調整を行った場合において、用紙ジャム等の不具合の発生により給紙動作を中断した場合も、発光部61の光量を通常光量に戻し、また、非浮上閾値の変更を行った場合には、非浮上閾値を元の値に戻す。この後、給紙動作の再開時に、上述した図7、図8のフローチャートの処理が行われる。
以上説明したように、給紙装置1では、制御部14は、用紙束PTが上限センサ12の検出範囲K全体を遮蔽した状態において、センサ値が非浮上閾値未満である場合、センサ値が設定受光量となるよう発光部61の光量を大きくする光量調整を行う。このように発光部61の光量調整を行うことで、例えば、給紙台2上の用紙束PTが非常に反射率の低い黒色の用紙P等からなるものである場合でも、初期位置出し動作において用紙束PTの上面位置がセンサ位置に到達すると給紙台2を停止させることができ、初期位置出しを行うことが可能になる。同様に、上限センサ12の経年劣化による発光部61の光量低下が生じている場合や、給紙台2上の用紙束PTが想定よりも上限センサ12から離れた位置にある場合でも、初期位置出しを行うことが可能になる。したがって、給紙装置1によれば、初期位置出しができない不具合を低減できる。
また、光量調整を行うことで、反射率の低い用紙P等に合わせて非浮上閾値を下げることを行わずに、初期位置出しを行うことが可能となる。このため、初期位置出し動作における給紙台2の停止精度の低下を回避しつつ、初期位置出しができない不具合を低減できる。
また、制御部14は、光量調整において発光部61の光量を最大にしてもセンサ値が設定受光量に到達しない場合、非浮上閾値を、光量調整において発光部61の光量を最大にしたときのセンサ値より小さい値に変更する。これにより、予め設定されている非浮上閾値を用いると発光部61の光量が不足する場合でも、初期位置出しを行うことが可能になる。この結果、初期位置出しができない不具合をより低減できる。
また、制御部14は、センサ値が用紙種別閾値に到達した時点から規定上昇量だけ給紙台2が上昇してもセンサ値が非浮上閾値未満である場合、用紙束PTが検出範囲K全体を遮蔽した状態においてセンサ値が非浮上閾値未満であると判断し、発光部61の光量調整を行う。これにより、制御部14が、用紙束PTが検出範囲K全体を遮蔽した状態においてセンサ値が非浮上閾値未満である状況を自動的に判断し、発光部61の光量調整を行うことができる。
なお、発光部61の光量調整を行う初期位置出しが所定回数以上連続した場合、上限センサ12の経年劣化が疑われるため、上限センサ12の交換を促す警告メッセージを操作パネル13の表示部に表示させてもよい。
上述した実施の形態では、給紙台2上の用紙束PTの上面位置がセンサ位置に到達したか否かを判断するための非浮上閾値を設けた。そして、センサ値が非浮上閾値に到達すると給紙台2を停止させ、その後、用紙束PTの上面位置を目標位置に合わせるように給紙台2を昇降させることで、初期位置出しを行った。しかし、給紙台2上の用紙束PTの上面位置が目標位置に到達したか否かを判断するための閾値(第1閾値)を設け、用紙束PTの上面位置がこの閾値に到達すると給紙台2を停止させることで、初期位置出しを行うようにしてもよい。
上述した実施の形態では、用紙を給紙する給紙装置について説明したが、用紙以外のシートを供給する装置にも本発明は適用可能である。
本発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
[付記]
本出願は、以下の発明を開示する。
(付記1)
シート束が積載された昇降可能な積載台と、
前記シート束の側方から前記シート束側へ光を出射する発光部、および前記シート束側からの光を受光する受光部を有する検出部と、
前記シート束の上面が前記検出部の検出範囲の下限よりも下方にある状態から前記積載台を上昇させ、前記受光部の受光量が所定の第1閾値に到達すると前記積載台の上昇を停止するよう制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記シート束が前記検出部の検出範囲全体を遮蔽した状態において、前記受光部の受光量が前記第1閾値未満である場合、前記受光部の受光量が所定値となるよう前記発光部の光量を大きくする光量調整を行うことを特徴とするシート供給装置。
(付記2)
前記制御部は、前記光量調整において前記発光部の光量を最大にしても前記受光部の受光量が前記所定値に到達しない場合、前記第1閾値を、前記光量調整において前記発光部の光量を最大にしたときの前記受光部の受光量より小さい値に変更することを特徴とする付記1に記載のシート供給装置。
(付記3)
前記制御部は、前記シート束の上面が前記検出部の検出範囲の下限よりも下方にある状態から前記積載台を上昇させ、前記受光部の受光量が前記第1閾値より小さい所定の第2閾値に到達した時点から前記検出部の検出範囲の高さ分だけ前記積載台が上昇しても前記受光部の受光量が前記第1閾値未満である場合、前記シート束が前記検出部の検出範囲全体を遮蔽した状態において前記受光部の受光量が前記第1閾値未満であると判断し、前記光量調整を行うことを特徴とする付記1または2に記載のシート供給装置。