JP6561450B2

JP6561450B2 - 給紙装置、給紙装置の制御方法及び画像形成装置

Info

Publication number: JP6561450B2
Application number: JP2014214442A
Authority: JP
Inventors: 達也菅原; 孝福本; 高橋　秀明; 秀明高橋; 宗久布田; 清雄中村; 久芳菅原; 正樹石崎; 康夫新倉; 秀俊児島; 和法紺野; 俊宏奥津; 宏次郎芳賀; 直記及川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2019-08-21
Anticipated expiration: 2034-10-21
Also published as: JP2016079013A

Description

本発明は、給紙装置、給紙装置の制御方法及び画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の画像形成装置には、大量の用紙を給紙可能なエア給紙装置が用いられる場合がある。エア給紙装置は、用紙を浮上させるための浮上ファンとサイドファン、浮上させた用紙を搬送ベルトに吸着させるための吸引ファン、吸着用紙と下層の用紙とを分離させるための分離ファン等から構成されている。エア給紙装置においては、紙種や紙サイズに応じてPWM Duty（Pulse Width Modulation Duty）を調整することでファン風量を適切に設定し、多種多様な用紙でも重送や不送りすることなく給紙できる技術が既に知られている。

エアを吹き付け、用紙を浮上させる捌き工程において、異常捌き状態となる場合がある。特許文献１記載のエア給紙装置においては、異常捌き状態の検知及び改善を低コストで実現する目的で、捌きファン即ち浮上ファンの回転数の検出値に応じて、回転数を変更し異常捌き状態を改善する制御が開示されている。

故障によるファン異常を検出するために、一定時間ファンの回転を検出しない場合に異常と判断し、異常検出タイムアウトとなるとアラートを出す制御が搭載されたエア給紙装置が既に知られている。しかし、この方法には、PWM Dutyの低領域においてはファンの回転速度のばらつきが大きいため、ファンが正常に回転していても異常検出タイムアウトとなり、誤ったアラートが出るというエラーが発生する。

特許文献１記載のエア給紙装置では、前述のファンの回転速度のばらつきによる誤った異常検出により発生するエラーについては何ら考慮されていない。そこで、本発明の目的は、PWM Dutyの低領域においても異常を誤検出することのないエア給紙装置を提供することにある。

本発明の給紙装置は、用紙を分離させる分離ファンと、用紙を浮上させる浮上ファンと、用紙を吸引する吸引ファンと、をそれぞれ少なくとも１つずつ有し、前記分離ファン、前記浮上ファン、及び前記吸引ファン各々の回転速度は、PWMデューティーを変更することで変更可能な給紙装置であって、前記分離ファン、前記浮上ファン、及び前記吸引ファンのうち少なくとも１つの前記PWMデューティーが予め設定した閾値未満に変更される場合、前記分離ファン、前記浮上ファン、及び前記吸引ファンのうち、一部のファンのPWMデューティーを予め設定された前記閾値以上の固定値に設定し、残りのファンのPWMデューティーをゼロに設定する回転速度変更手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、PWM Dutyの低領域においても異常を誤検出することのないエア給紙装置を提供することができる。

本発明の給紙装置の実施形態１の全体の構成を示す図である。本発明の給紙装置の実施形態１のPWM入力信号の例を示す図である。本発明の給紙装置の実施形態１のPWM Dutyの補正値の例を示す図である。本発明の給紙装置の実施形態１の動作の例を示すフローチャート図である。本発明の給紙装置の実施形態１の各モードの設定例を示す図である。本発明の給紙装置の実施形態１のファンの回転時のHigh/Lowを示す図である。ファンにおけるPWM Dutyと回転速度の関係の例を示す図である。本発明の給紙装置の実施形態１の特殊制御の設定例を示す図である。本発明の給紙装置の実施形態２の特殊制御の設定例を示す図である。本発明の給紙装置の実施形態３の特殊制御の設定例を示す図である。本発明の給紙装置の実施形態１の構成を示す機能ブロック図である。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について説明する。図１は、給紙装置の実施形態１の全体の構成を示している。図１に示すように、給紙装置１００は用紙収納用トレイ１０１、エアの吹き付け用のエア給紙ユニット１０２、ベルト給紙ユニット１０３、サイドフェンス１０４、１０５及びエンドフェンス１０６を有する。

さらに、各所にブロワファンが備えられている。エア給紙ユニット１０２には分離ファン１０７及び浮上ファン１０８が備えられている。ベルト給紙ユニット１０３には吸引ファン１１２が備えられている。サイドフェンス１０４及び１０５にはそれぞれ、サイドファン１０９及び１１０が備えられている。

給紙動作としては、吸引ファン１１２が回り始めるとエアダクト１１１を通じて吸引エアがベルト給紙ユニット１０３内のチャンバーを負圧状態にすることにより、最上部の用紙が吸引される。分離ファン１０７及び浮上ファン１０８が回り始めると、それぞれのエアはエア給紙ユニット１０２内の異なるダクト経路を介して、用紙を捌くための分離エアと積載用紙全体を浮上させる浮上エアとして用紙先端に吹き付けられる。

また、サイドフェンス１０４及１０５に配置されるサイドファン１０９及び１１０が回り始めると用紙の側面にサイドエアが吹き付けられ前記浮上ファンと同様に積載用紙全体が浮上する。これらの４つのエアが吹き始め、エアの安定時間を経過すると用紙が給紙ベルトに吸引された状態で搬送され、用紙の給紙が開始される。

図２は、ブロワファンへのPWM入力信号を示している。ブロワファンの回転速度はPWM Dutyを変更することで制御される。各ブロワファンは、PWM入力信号によって回転数を制御しエアの風量を調整しており、PWM Dutyを指定することで風量を決定する。

図２のTは、PWM Dutyの１サイクルにかかる時間を示している。T₁に示す時間だけ最大電圧V_IHが加えられ、T₂に示す時間だけ最小電圧V_ILが加えられる。V_IHは例えば4.75V~5.25V、V_IHは例えば0V~0.4Vである。また、１サイクルのうち、最大電圧V_IHが加えられている時間の比率がPWM Dutyとなり、
(T₁/T)×100
で表すことができる。単位は％である。

また、前記吸引ファン、浮上ファン、分離ファン、サイドファンはいずれも用紙の坪量やサイズによって給紙に適切な風量が異なっており、トレイにセットされた用紙情報から例えば図３に基づいて適切なDutyを各ブロワファンに入力している。

用紙の保存状態および装置の使用環境によっては用紙情報から設定されたファン設定で給紙を行っても、不送りや重送といった給紙不良が発生するケースがある。そのような場合の対策方法として「給紙モード（風量調整）」という設定項目がある。ユーザが給紙不良の発生状況からモードを切り替えることでデフォルトの設定値に対し補正計算を実施し、より給紙不良が発生しにくいファン設定で給紙を実行する仕組みを構成している。

選択可能なモードは、例えば図５に示すようなモードを選択できるようにしても良い。即ち、「０：標準」「１：重送改善：中」「２：重送改善：強」「３：不給紙改善：中」「４：不給紙改善：強」の５つである。中と強では風の強さに違いがある。

図４を参照しながら、給紙モードが設定される際の動作について説明する。まず、給紙不良を検知した場合、給紙不良が不送りであるか重送であるかを判断する（ステップＳ１０１）。

検知した給紙不良が、重送である場合（ステップＳ１０１、重送）、現在のモードを参照する（ステップＳ２０１）。現在のモードが「０：標準」である場合（ステップＳ２０１、標準）、「１：重送改善：中」を選択する（ステップＳ２０２）。現在のモードが「１：重送改善：中」である場合（ステップＳ２０１、重送改善：中）、「２：重送改善：強」を選択する（ステップＳ２０３）。現在のモードが「３：不給紙改善：中」または「４：不給紙改善：強」である場合（ステップＳ２０１、不給紙改善）、サービスコールを行う（ステップＳ１０２）。

ステップＳ２０２では、重送を検知した場合にまずモードを「１：重送改善：中」にする。それでも改善しない場合、再び重送が検知されるので、ステップＳ２０３にてモードを「重送改善：強」にする。不給紙改善中に重送が検知された場合は、モード選択によって対応することができないため、ステップＳ１０２ではサービスコールを行う。

検知した給紙不良が、不送りである場合（ステップＳ１０１、不送り）は、重送改善を不給紙改善に置き換えた動作となる。即ち、現在のモードを参照し（ステップＳ３０１）、現在のモードが「０：標準」である場合（ステップＳ３０１、標準）、「１：不給紙改善：中」を選択する（ステップＳ３０２）。現在のモードが「３：不給紙改善：中」である場合（ステップＳ３０１、不給紙改善：中）、「４：不給紙改善：強」を選択する（ステップＳ３０３）。現在のモードが「１：重送改善：中」または「２：重送改善：強」である場合（ステップＳ３０１、不給紙改善）、サービスコールを行う（ステップＳ１０２）。

図５は、各モードが選択された場合の各ファンにおけるPWM Dutyの変更方法を示している。例えば「２：重送改善：強」が選択された場合は、サイドファンのDutyの設定値を20%減少させることで回転速度を低下させ、搬送不要な用紙を浮かせないようにして重送を防止することができる。

この場合のDutyの補正計算は、画像形成装置等の給紙装置１００が装着される本体に備えられたエンジンで演算処理を行うようにしても良い。そして、演算結果であるDutyを給紙装置１００で受信し、受信した値を基にブロワファンを動作させるようにしても良い。

ここで、給紙装置１００は、故障の検出を目的として、ブロワファン駆動中に一定時間回転を検出しない場合にファン異常アラートを通知する仕組みを搭載している。制御の仕組みとしては、ブロワファン内部に構成されるロックセンサにて図６に示すファンの回転をセンサのLow/Highにて監視しておりセンサの状態変化が一定時間無かった場合にファン異常としている。図６は通常回転時のファンの回転・停止の時間を示している。

図７は、ブロワファンのPWM Dutyと回転速度の中央値との関係を示している。図７に示すように、ブロワファンにおけるPWM Dutyと回転速度は指数関数的な関係性を持っている。また、PWM Dutyが例えば20%未満となる低領域ではPWM Dutyに対し回転速度にばらつきがあることが分かっている。給紙装置においては、使用環境や用紙積載状態や用紙紙厚による給紙動作の負荷状態によってもブロワファンのDuty低領域でばらつきはさらに大きくなるケースがある。

そのため、ファンが正常に回転していても、回転速度が落ち込み前記ロックセンサがファン異常と判断しアラートを通知してしまうという問題があった。また、異常と判断してしまう可能性のある領域を設定できないようなマスクをソフト的に給紙装置側で処理する方法がある。しかし、その場合、前記給紙モードでの本体側で行った補正計算での演算結果を受信する際にエラーとなってしまう問題があったため、給紙装置では演算結果はそのまま受信し、その値を異常と判断しないように処理させる必要があった。

そこで、実施形態１においては、各ブロワファンに対してPWM Dutyが予め設定した閾値未満に変更され駆動要求があった場合には特殊制御を実施する。具体的には、ファン毎に図８に示すような制御を実施し、アラートが発生しない領域でPWM Dutyを予め設定された固定値に置換し動作させる。図８の場合は閾値及び固定値を20%としている。

この制御の特徴としては、各ブロワファンの用途に応じて、閾値を下回るDutyでの駆動要求があった際の固定値、即ち置換値が異なっていることを特徴とする。例えば、用紙を浮上させる用途で用いる浮上ファンとサイドファンを見てみると、浮上ファンは19%以下のDutyで駆動要求があった場合にはDuty0％としてファンを動作させない。一方でサイドファンはDuty20%として置換値によってファンを動作させる。

図３等に示されているPWM Dutyデフォルト設定値及び図5に示されている給紙モード補正計算によって、基本的には浮上ファンとサイドファンは同じPWM Duty設定で動作させる場合が多い。

そのような場合に両方を例えば20%等の同じDutyとみなして動作させると、エアが強すぎ、逆に0％にみなしてしまうと用紙が浮上しないといった不具合が生じることがある。また、低領域でのDutyを用いる給紙、例えば連れ送りが発生しやすい薄紙通紙では、浮上ファンからのエアよりもサイドファンのエアで浮上させた方が用紙挙動を安定させ、連れ送りを抑制することが評価で分かっている。この結果を鑑みて、上記浮上ファンとサイドファンに異なるPWM Dutyで動作可能としている。

この特殊制御によって、低領域でのPWM Dutyによる駆動要求があった場合でもアラートを発生させることなく各ブロワファンの基本性能を満たすことが可能となる。

なお、特殊制御は具体的には給紙装置の制御用プログラムとして実行されることで行われるようにしても良い。例えば、図１１に示すように、給紙装置１００に備えられたフラッシュメモリ等である記憶部２０２にプログラムが記録され、ＣＰＵ等である制御部によってプログラムを実行し、各ブロワファンを制御するようにしても良い。この場合、制御部２０１が回転速度変更手段として機能する。

＜実施形態２＞
図８は本発明の特殊制御のための設定の１つの例である。実施形態２として、例えば、図９に示すような特殊制御を行うようにしても良い。図８では浮上ファンを駆動させないようにしているが、図９においては浮上ファンも駆動させている。

実施形態２は、例えば用紙としてコート紙を使用する場合に有効である。コート紙等の用紙間の密着力が高い用紙の場合には浮上ファンも起動させることで、低Duty域でも分離性能を保持することが可能となる。また、長尺紙や厚紙では用紙の重さによって定型紙と比べ浮上力を要するため、コート紙同様に実施形態２を適用するようにしても良い。

＜実施形態３＞
また、実施形態３として、図１０に示すような特殊制御を行うようにしても良い。例えば、幅狭用紙の場合にはサイドファン前後の位置が相対して近い位置に配置されるため、低Duty域でもエアが干渉し良好な給紙状態を保持することができない。そのため、サイドファン前後は駆動させずに、浮上ファンをDuty20%で駆動させるようにしても良い。

なお、実施形態２及び３においては、図９及び図１０に示される特殊制御の設定値以外の部分の構成は実施形態１と共通である。実施形態２または３のように、用紙種、用紙長、用紙幅、用紙厚に応じて設定19%以下Duty指定時の特殊制御を切り替えることで、より安定した給紙性能を得ることができる。

また、上記実施形態においては、閾値を20%としているが、これは１つの例であるため、装置の特性やロックセンサの性能等により最適な閾値は異なる場合がある。さらに、特殊制御に関する設定は、オペパネ画面によって設定される用紙情報によって紐付けられ、また強制的に設定を変えることができるようにしても良い。

なお、上記の実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

また、上記の実施形態における給紙装置は複写機やプリンタ等の画像形成装置に備え付けられるようにしても良い。また、給紙装置を上記実施形態のように制御するためのプログラムを、画像形成装置に設けられた記憶部に記憶するようにしても良い。さらには、給紙装置とネットワークにより接続されたサーバ等の外部装置に制御プログラムを記録しておくようにしても良い。

１００給紙装置
１０１用紙収納用トレイ
１０２吹き付け用エア給紙ユニット
１０３ベルト給紙ユニット
１０４、１０５サイドフェンス
１０６エンドフェンス
１０７分離ファン
１０８浮上ファン
１０９、１１０サイドファン
１１１エアダクト
１１２吸引ファン
２０１制御部
２０２記憶部

特開２００９−１４０８号公報

Claims

用紙を分離させる分離ファンと、
用紙を浮上させる浮上ファンと、
用紙を吸引する吸引ファンと、
をそれぞれ少なくとも１つずつ有し、
前記分離ファン、前記浮上ファン、及び前記吸引ファン各々の回転速度は、PWMデューティーを変更することで変更可能な給紙装置であって、
前記分離ファン、前記浮上ファン、及び前記吸引ファンのうち少なくとも１つの前記PWMデューティーが前記回転速度のばらつきが大きくなる閾値未満に変更される場合、前記分離ファン、前記浮上ファン、及び前記吸引ファンのうち、一部のファンのPWMデューティーを予め設定された前記閾値以上の固定値に設定し、残りのファンのPWMデューティーをゼロに設定する回転速度変更手段を有することを特徴とする給紙装置。
用紙の側面にサイドエアを吹き付けて用紙を浮上させるサイドファンをさらに備え、
前記回転速度変更手段は、前記分離ファン、前記浮上ファン、前記吸引ファン、及び前記サイドファンのうち少なくとも１つの前記PWMデューティーが前記閾値未満に変更される場合、前記分離ファン、前記浮上ファン、前記吸引ファン、及び前記サイドファンのうち、一部のファンのPWMデューティーを前記閾値以上の固定値に設定し、残りのファンのPWMデューティーをゼロに設定することを特徴とする請求項１記載の給紙装置。
前記ファンの各々について、用紙の用紙種に応じて、前記PWMデューティーを前記閾値以上の固定値もしくはゼロのどちらに設定するかを切り替え可能であることを特徴とする請求項１または２記載の給紙装置。
前記ファンの各々について、用紙の用紙長に応じて、前記PWMデューティーを前記閾値以上の固定値もしくはゼロのどちらに設定するかを切り替え可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の給紙装置。
前記ファンの各々について、用紙の用紙幅に応じて、前記PWMデューティーを前記閾値以上の固定値もしくはゼロのどちらに設定するかを切り替え可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の給紙装置。
前記ファンの各々について、用紙の用紙厚に応じて、前記PWMデューティーを前記閾値以上の固定値もしくはゼロのどちらに設定するかを切り替え可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の給紙装置。
請求項１から６のいずれか１項に記載の給紙装置を有することを特徴とする画像形成装置。
用紙を分離させる分離ファンと、
用紙を浮上させる浮上ファンと、
用紙を吸引する吸引ファンと、
をそれぞれ少なくとも１つずつ有し、
前記分離ファン、前記浮上ファン、及び前記吸引ファン各々の回転速度は、PWMデューティーを変更することで変更可能な給紙装置を、前記分離ファン、前記浮上ファン、及び前記吸引ファンのうち少なくとも１つの前記PWMデューティーが前記回転速度のばらつきが大きくなる閾値未満に変更される場合、前記分離ファン、前記浮上ファン、及び前記吸引ファンのうち、一部のファンのPWMデューティーを予め設定された前記閾値以上の固定値に設定し、残りのファンのPWMデューティーをゼロに設定する回転速度変更ステップを有することを特徴とする給紙装置の制御方法。