JP2023086451A - シート搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロールの用紙先端を確実に検知するとともに、繰り出した用紙を給紙部まで安定して搬送可能なシート搬送装置を提供する。
【解決手段】シート状の用紙を巻き回して形成されたロールＰｒから用紙Ｐを給紙部へ供給するシート搬送装置であって、ロールＰｒの用紙先端を検知可能なセンサ９３と、ロールＰｒの周方向においてセンサ９３と異なる位置に配置されたローラ部材９２と、センサ９３及びローラ部材９２をロールＰｒの表面に当接するように支持する可能なガイド部材９１と、を備え、センサ変位出力に応じて用紙先端を給紙部へ供給する際のロールＰｒの回転速度を制御するシート搬送装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、シート搬送装置および画像形成装置に関する。

シート状の用紙を巻き回して形成されたロール（ロール紙）を用いる画像形成装置では、ユーザーが用紙先端を給紙部へ手で挿入した後、装置が先端を検知後に給紙動作を行う給紙機構を備えたシート搬送装置が既に知られている。
従来の給紙作業では、ロールの用紙先端を人手で挿入する手間がかかり、また挿入の仕方によって斜めに挿入され、スキューの原因になってサービスコールにつながってしまうという問題があった。

このような問題に対し、特許文献１には、ロールを巻き取る方向に回転させて用紙を剥離させ、剥離した用紙の先端を、センサ（用紙までの距離に応じて出力値が変化するセンサ）を用いて検知する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１の装置では、用紙の厚みやコシ、カール状況によって剥離状況が変化するため、センサの出力が不安定となることがあり、確実な用紙先端検知が難しいという課題がある。

一方、用紙先端を検出した後、繰り出した用紙を自動的に給紙部へ搬送するにあたり、用紙の挙動を安定させることが求められている。

そこで本発明は、ロールの用紙先端を確実に検知するとともに、繰り出した用紙を給紙部まで安定して搬送可能なシート搬送装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のシート搬送装置は、シート状の用紙を巻き回して形成されたロールから前記用紙を給紙部へ供給するシート搬送装置であって、前記ロールの前記用紙先端を検知可能なセンサと、前記ロールの周方向において前記センサと異なる位置に配置されたローラ部材と、前記センサ及び前記ローラ部材を前記ロールの表面に当接するように支持するガイド部材と、を備え、センサ変位出力に応じて前記用紙先端を前記給紙部へ供給する際の前記ロールの回転速度を制御することを特徴とする。

本発明によれば、ロールの用紙先端を確実に検知するとともに、繰り出した用紙を給紙部まで安定して搬送可能なシート搬送装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す断面概略図である。 従来のロールのセット方法を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るシート搬送装置の構成例の要部を説明する側面図である。 本発明の一実施形態に係るシート搬送装置の機能例を説明するブロック図である。 ガイド部材の構成例及びセンサを説明する図である。 ロールの用紙先端を検知する動作例を説明する図である。 ローラ部材とセンサとの位置関係による違いを説明する図である。 ロール表面に凹キズがある場合の模式図及び信号波形の一例を示す図である。 ロールの用紙先端位置とセンサ出力信号変化の関係を示す説明図である。 センサ信号変化の詳細を示す説明図である。 ロール径とセンサ信号変化量との関係を示す説明図である。 用紙の紙厚とセンサ信号変位量（パルス）との関係を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るシート搬送装置においてロールをセットする動作例を説明するフローチャートである。 図１４のフローチャートにおける先端検知処理の詳細な流れを示すフローチャートである。 図１５に続く流れを示すフローチャートである。 図１５及び図１６中の記号の説明を示す図である。

以下、本発明のシート搬送装置および画像形成装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。また、各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本発明に係るシート搬送装置は、ロールから用紙を繰り出して供給する。ロールは、長尺の用紙（「シート」とも称する）を巻き回して形成されている。

図１、２を参照して、本発明の一実施形態に係るシート搬送装置を適用する画像形成装置の構成例について説明する。
本発明の実施形態の一態様である画像形成装置は、画像データに対応してインク滴を吐出することで記録媒体に印字を行うインクジェットプリンタであるが、本発明は記録媒体を搬送して印刷を行う電子写真方式等の複写機や印刷機等に適用することも可能である。

図１に一実施形態に係る画像形成装置８０の概略構成例の斜視図、図２に該画像形成装置の側面断面図を示し、一実施形態に係る画像形成装置の全体構成と共に要部の動作を説明する。図１の矢印は、Ｘが画像形成装置８０の奥行き方向（前後方向）、Ｙが画像形成装置８０の幅方向（主走査方向）、Ｚが上下方向を示している。

図１において、画像形成装置８０は、画像形成部６０及びシート搬送部２０を備えている。図１は、シリアル型の液体吐出方式（インク吐出方式）の画像形成装置であり、本体筐体８１が、本体フレーム８２上に配設されている。画像形成装置８０は、本体筐体８１内に、図１に両矢印Ｙで示す主走査方向に主ガイドロッド６４と副ガイドロッド６５が張り渡されている。主ガイドロッド６４は、キャリッジ６６を移動可能に支持しており、キャリッジ６６には、副ガイドロッド６５に係合してキャリッジ６６の姿勢を安定化させる連結片６６ａが設けられている。

画像形成装置８０は、主ガイドロッド６４に沿って無端ベルト状のタイミングベルト６７が配設されており、タイミングベルト６７は、駆動プーリ６８と従動プーリ６９との間に張り渡されている。駆動プーリ６８は、主走査モータ７０によって回転駆動され、従動プーリ６９は、タイミングベルト６７に対して所定の張りを与える状態で配設されている。駆動プーリ６８は、主走査モータ７０によって回転駆動されることで、その回転方向に応じて、タイミングベルト６７を主走査方向に回転移動させる。

キャリッジ６６はタイミングベルト６７に連結されており、タイミングベルト６７が駆動プーリ６８によって主走査方向に回転移動されることで、キャリッジ６６が主ガイドロッド６４に沿って主走査方向に往復移動する。

画像形成装置８０は、本体筐体８１内の主走査方向端部位置に、カートリッジ部７１と維持機構部７２が着脱自在に収納されている。カートリッジ部７１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各インクをそれぞれ収納するカートリッジ７３が、交換可能に収納されている。カートリッジ部７１の各カートリッジは、キャリッジ６６が搭載する記録ヘッド（図示略）の対応する色の記録ヘッドと、図示しないパイプで連結されており、パイプを通してカートリッジ部７１から各色の記録ヘッドに対してインクを供給する。

画像形成装置８０は、キャリッジ６６を主走査方向に移動させながら、プラテン（板）７４（図２参照）上を、主走査方向と直交する副走査方向（図１の矢印Ｘ方向）に間欠的に搬送される用紙Ｐにインクを吐出することで、用紙Ｐに画像を記録する。

用紙Ｐとしては、紙製に限られず、フィルム等の種々の種類のものを用いることができるが、以下の説明では、説明を明確にするために、搬送中の用紙を用紙Ｐ、用紙Ｐを巻き回して形成されたロールをＰｒ（Ｐａ，Ｐｂ）、ロールＰｒの芯管（芯部）をＰｓとして説明する。

画像形成装置８０は、図２に示すように、プラテン７４の下部にファンを配設されたチャンバー７５が設けられており、ファンを駆動させることで、プラテン７４上を搬送される用紙Ｐをプラテン７４に密接させながら搬送させる。

画像形成装置８０は、用紙Ｐを副走査方向に間欠的に搬送し、用紙Ｐの副走査方向の搬送が停止している間に、キャリッジ６６を主走査方向に移動させながら、キャリッジ６６に搭載された記録ヘッドのノズル列からプラテン７４上の用紙Ｐ上にインクを吐出して、ロール状用紙Ｐに画像を形成（記録）する。

維持機構部７２は、記録ヘッドの吐出面の清掃、キャッピング、不要なインクの吐出等を行って、記録ヘッドからの不要なインクの排出や記録ヘッドの信頼性の維持を図っている。

画像形成装置８０は、タイミングベルト６７及び主ガイドロッド６４に平行に、少なくともキャリッジ６６の移動範囲に亘ってエンコーダシート（図示略）が配設されている。キャリッジ６６には、エンコーダシートを読み取るエンコーダセンサが取り付けられている。画像形成装置８０は、エンコーダセンサによるエンコーダシートの読み取り結果に基づいて主走査モータ７０の駆動を制御することで、キャリッジ６６の主走査方向の移動を制御する。

また、キャリッジ６６に搭載された反射型センサ（エンコーダセンサ、用紙先端検知センサ）により、画像形成部６０に搬送された用紙Ｐの両端部を検知し、その際、用紙先端検知センサによって読み取られた主走査方向位置から用紙Ｐのサイズを検出する。

画像形成装置８０は、本体筐体８１を支持する本体フレーム８２に、図１及び図２に示すように、図１及び図２の上下方向に２つのスプール軸受台５ａ，５ｂが設けられている。

スプール軸受台５ａ，５ｂにセットされているロールＰｒの先端から引き出された用紙Ｐは、図２に矢印で示すように、搬送ローラ対６ａ，６ｂ、レジストローラ１０、レジスト加圧ローラ１７によって、搬送路９内で搬送される。
制御部１００は、駆動装置７を制御して、搬送ローラ対６ａ，６ｂ、レジストローラ１０、レジスト加圧ローラ１７等を回転させる。
ロールＰｒ（Ｐａ，Ｐｂ）の下には、ロールＰｒの落下を防ぐロール紙受け台８ａ，８ｂが設けられている。

用紙Ｐは、媒体搬送ガイド部材１８ａ，１８ｂ等によってサポートされる搬送路９を通過して、画像形成部６０におけるプラテン７４上に搬送される。なお、両面に画像を形成する場合は反転部１９で反転される。

画像形成部６０では、液体記録ヘッドが各色の液滴を画像データに対応して用紙Ｐ上に吐出することで画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐの順搬送方向排出部には、連続紙からなる用紙Ｐを所定の長さに切断するのに用いられる、副走査方向（用紙幅方向）に延在するカッター７６が設けられている。

搬送された連続紙である用紙Ｐの先端を揃えるため、カッター７６は、複数のプーリ（そのうちの１つのプーリは駆動モータに連結されている）間に掛け渡されたワイヤやタイミングベルトに固定され、駆動モータにより主走査方向Ｙに移動することで用紙Ｐを所定の長さに切断する。切断された用紙Ｐは、排出部に排出される。
なお、図１、２では、二つのスプール軸受台５ａ、５ｂにロールＰａ、Ｐｂをセット可能な画像形成装置の構成例を示したが、スプール軸受台を一つ備える画像形成装置であってもよい。

前述の説明では、二つのロールＰａ、Ｐｂに対応する構成を識別子ａ、ｂを用いて記載したが、以降、区別しないときにはＰｒと記載する。
また、例えば、スプール軸受台５ａ、５ｂ等は、以降、区別しないときには識別子ａ、ｂを記載しない。

ここで、従来のロール紙のセット方法について説明する。図３は、従来のロール紙のセット方法を説明する図である。
ロールＰｒ（Ｐａ、Ｐｂ）は、幅方向端部にフランジ（フランジ部材）が設けられ、スプール１がセットされる。ユーザーは、スプール１がセットされたロールＰｒを装置の給紙部受け部（スプール軸受台）にセットし、ロールＰｒの用紙先端を探し、先端を維持しながら、図３（Ｂ）の様に両手で押さえ、用紙Ｐの先端が手前に来るようにロールＰｒを回転させる。次に、ユーザーは、用紙先端をロールＰｒの奥にあるガイド板Ｇの間に位置させてロールＰｒを回転させながら挿入する（図３（Ｃ）、図３（Ｄ）参照）。ガイド板Ｇは、用紙が見えるように透明材で出来ており、上下２枚で構成されている。ユーザーが下側のガイドの上部に紙の先端が来るようにロール紙を奥に回転させ、紙をガイドの奥に挿入すると、用紙は、内部で固定され、装置内部に引き込まれるようになっている。

用紙先端を挿入するガイド板はロールＰｒの奥にある為、ロールＰｒに隠れてしまい見えづらく、また透明であるため、２枚のガイド板間に挿入したつもりが上のガイド板の上側に位置してしまって、やり直す場合が生じる。また、ガイド板を透明ではなくした場合には、２枚のガイド板間に挿入できたのかの確認がわかりづらくなってしまう。
加えて、ロールＰｒの用紙先端を出来るだけ均等に挿入する必要があり、気を遣う作業となっている。さらに、用紙先端が均等に挿入されなかった場合には、斜めに給紙されスキューの原因となってしまい、操作のやり直しやジャムの発生につながってしまう。

また、図３（Ａ）～図３（Ｃ）で示すように、ロールのセット部が二段で構成された装置においては特に、上段にロールＰａがセットされている場合に下段にロールＰｂをセットし、先端をガイド板間に挿入する場合には上段のロールＰａが既にある為に更にガイド板Ｇが見えづらくセットの困難や斜め挿入の恐れが大きくなってしまう。

そこで、本実施形態のシート搬送装置は、ロールＰｒの用紙先端の段差をセンサによって検知することで先端を検知し、用紙先端を給紙部まで搬送する。
給紙部は、用紙Ｐを供給先（例えば、画像形成装置の画像形成部）へ供給するための手段であり、例えば、図２の搬送ローラ対６、または、搬送路９等から構成される。

図４は、一実施形態のシート搬送装置の構成例の要部を説明する側面図である。
図４に示すように、本実施形態のシート搬送装置は、シート状の用紙を巻き回して形成されたロールＰｒから用紙Ｐを給紙部へ供給するシート搬送装置であって、ロールＰｒの用紙先端を検知可能なセンサ９３と、ロールＰｒの周方向においてセンサ９３と異なる位置に配置されたローラ部材９２と、センサ９３及びローラ部材９２をロールＰｒの表面に当接するように支持するガイド部材９１と、を備えている。
ガイド部材９１は回動可能であり、ローラ部材９２とセンサ９３とをロールＰｒの表面に対して接離可能に支持している。
また、給紙部を構成する搬送ローラ対６を備え、さらに用紙先端を給紙部へ供給する方向の上流側に、入口ガイド板９５を備えることが好ましい。

図４では、ロールＰｒをシート搬送装置にセットしたときの位置を示している。ロールＰｒは図示していないモジュール構成部品にロール中心（軸）９６を基準として回転可能に保持されている。
図４中、矢印Ｄ２で示す正転動作は、ロール紙Ｐｒが搬送方向に送られる給紙動作時の回転方向であり、矢印Ｄ３で示す逆転動作は、用紙先端検知動作時の回転方向を示している。また、用紙先端停止位置をＳで示している。

ガイド部材９１は、回動中心９１１で回動可能に構成される。また、ガイド部材９１は、用紙搬送方向において回動中心９１１の他端側に、ローラ部材９２とセンサ９３とを支持している。
ガイド部材９１は、バネ等によりロールＰｒ方向に押圧されるため、ローラ部材９２とセンサ９３は、ロール径が変わってもロールＰｒの外周と当接することになる。矢印Ｄ４は、ガイド部材９１の回動方向を示している。

ガイド部材９１は、ロールＰｒから剥離した用紙Ｐを給紙部へ案内する部材でもある。
ガイド部材９１は、ロールＰｒと対向する領域をロールの外径に沿った形状（例えば、円弧状）にして、ロールＰｒがセットされたときにロールＰｒが保持されるように（落下等しないように）する形状であることが好ましい。
また、ガイド部材９１は、図２中に示したロール紙受け台８としても機能する。
このようにガイド部材９１が、ロールＰｒをガイドする部材を兼ねることにより、部品点数を減らすことができ、コストを抑えることが可能である。
ローラ部材９２およびセンサ９３は、ロールの径の大小にかかわらず、ロール中心（軸）９６に向くように（ロール中心（軸）９６に対向するように）配置されている。

ロールＰｒは、矢印Ｄ３の逆転動作（ＣＷ）で用紙を巻き取る方向に回転し、用紙先端の検知動作が行われる。用紙先端が検知された後、矢印Ｄ２の正転動作（ＣＣＷ）に切り替わり、矢印Ｄ１の搬送方向に用紙先端が給紙部へ搬送される。

次に、シート搬送装置の機能の制御について説明する。
図５は、一実施形態のシート搬送装置の機能例を説明する機能ブロック図である。
制御部１１０は、シート搬送装置全体の制御を行う。図５では、制御部１１０が、センサ９３と、操作パネル１７０と、モータ駆動回路部１２０、１４０とを制御する機能ブロック例を示し、他の機能ブロックを省略している。
また、制御部１１０の機能は、画像形成装置全体の制御を行う制御部１００（図２参照）が実行するように構成してもよい。同様に、ユーザーからの入力を受ける操作パネル１７０も、画像形成装置の操作パネルとしても機能するように構成してもよい。

制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備える。
ＣＰＵは、各種のプログラムを実行し、演算処理や、制御プログラムに基づいて画像処理装置の全体を制御する。
ＲＡＭは、情報を高速で読み書きするための揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵがプログラムを実行する際のワークエリアとして機能する。
ＲＯＭは、各種プログラムや制御プログラムが記憶されている読み出し専用の不揮発性の記憶媒体である。

モータ駆動回路部１２０は、制御部１１０の制御によりモータを駆動させ、ロール駆動部１３０を駆動させる。
ロール駆動部１３０は、ロールを正転方向または逆転方向に回転させる。ロール駆動部１３０は、例えば、ロール回転モータを用いる。
モータ駆動回路部１４０は、制御部１１０の制御によりモータを駆動させ、搬送駆動部１５０を駆動させる。
搬送駆動部１５０は、搬送部１６０を駆動する。
搬送部１６０は、用紙を搬送する搬送手段であり、例えば、搬送ローラ対６とする。

図６は、本実施形態シート搬送装置が備えるガイド部材の構成の一例を示す説明図であり、図６（Ａ）はガイド部材９１の一例を説明する斜視図、図６（Ｂ）はセンサ９３の外観を示す概略図、図６（Ｃ）はセンサ９３を構成するアクチュエータと側板との一例を説明する側面図である。
センサ９３は、ローラ部材９２に対し、用紙先端を給紙部へ供給する方向の下流側に配置されることが好ましい。

センサ９３は、例えば、アクチュエータ９３１にスリット９３２が設けられたエンコーダセンサを用いる。アクチュエータ９３１は、センサの筐体を構成する二つの側板９３３の間に配置され、側板９３３の軸受に軸９３４がはめ込まれ、軸９３４を中心に回動する。アクチュエータ９３１は、例えば、図６（Ｃ）に示すような、軸９３４を中心として非対称の形状を有する。
センサ９３は、発光部と受光部とを有し（図示せず）、アクチュエータ９３１のスリット９３２を発光部から受光部へ光が通る数をカウントすることにより（信号波形の数をカウントすることにより）、ロールＰｒの先端を検知する。

図６（Ａ）に示す構成例では、ローラ部材９２がガイド部材９１の幅方向に２つ配設され、センサ９３は、ガイド部材９１の幅方向において一のローラ部材９２と他のローラ部材９２との間に配置されている。
このように、ローラ部材９２がガイド部材９１の幅方向に２以上配設され、センサ９３がその間に配置されることにより、ロールＰｒの用紙先端の浮きを確実に押さえることが可能となり、用紙Ｐの厚みやコシ、カール状況によってセンサ９３の出力が不安定となることを抑制し、確実に用紙先端を検知することができる。
また、ローラ部材９２とセンサ９３とは、ロールＰｒの周方向でずれて配置されているので、部分的なキズ等があっても、ローラ部材９２とセンサ９３との両方にかかる割合は少なくなり、誤検知しにくい構成となる。

図７は、用紙先端９７を検知する動作例を説明する図である。また、図８は、ローラ部材９２とセンサ９３との位置関係による違いを説明する図である。
図７では、用紙先端９７がローラ部材９２とセンサ９３とを通過する経過を示し、図７（Ａ）は用紙先端９７がローラ部材９２を通過する前の状態、図７（Ｂ）は用紙先端９７がローラ部材９２を通過しセンサ９３を通過する前の状態、図７（Ｃ）は用紙先端９７がセンサ９３を通過した状態を示している。
図８（Ａ）では、ローラ部材９２がセンサ９３より用紙先端を給紙部へ供給する方向の下流側にある場合を、図８（Ｂ）では、ローラ部材９２がセンサ９３より上流側にある場合をそれぞれ示している。また図８は先端検知動作における、用紙のたるみ９８の発生状況の違いを示している。

センサ９３とローラ部材９２とは近傍にオフセット（ロールの円周方向でオフセット）されて配置されており、ローラ部材９２がセンサ９３よりも上流にあるため、センサ９３で用紙先端を検知する直前までローラ部材９２が用紙先端を押さえることができる（図７（Ａ））。
図７（Ｂ）に示すように、用紙先端９７がローラ部材９２を通過すると、ガイド部材９１が矢印Ｄ６の方向に移動する。そしてセンサ９３のアクチュエータは矢印Ｄ５の方向に移動する。図７（Ｃ）に示すように、用紙先端９７がセンサ９３を通過すると、センサ９３のアクチュエータは矢印Ｄ７の方向に移動する。
これによりセンサ９３の先端をロールＰｒ表面に密着させた状態で、ロール表面の段差（紙厚分の差）を有する部位を用紙先端として検知することが可能となるため、用紙の厚みやコシ、カール状況によってセンサ９３の出力（検知結果）が不安定となることはなく、センサ９３は、確実にロールＰｒの用紙先端を検知することができる。

なお、本実施形態の例ではローラ部材９２をセンサ９３より上流に配置しているが、逆の配置（図８（Ａ））でも検知は可能である。しかし、ローラ部材９２をセンサ９３より上流に配置した方がより確実に用紙先端部分の浮きを検知直前まで押さえることが可能となるため好ましい。
また、図６で示したようにローラ部材９２を２つ設け、２つのローラ部材９２の間にセンサ９３を配置することにより、ローラ部材９２が１つである場合よりも用紙先端の浮きやたるみをより確実に押さえておくことが可能となる。

さらに、本実施形態のシート搬送装置は、ローラ部材９２とセンサ９３とをロールＰｒの円周方向でずらして配置しているので、部分的なキズ等があっても、ローラ部材９２とセンサ９３との両方にかかる割合は少なくなる。
図９（Ａ）はセンサ９３がロール表面の凹状の傷に当接している状態を示している。
図９（Ａ）に示すように、凹状の傷は一般的にセンサ９３の先端形状の方が大きい場合が多く、また傷のエッジも用紙先端ほど鋭角ではないため検知されない。センサ９３のアクチュエータの形状を凹状の傷よりも大きくすることで、このような傷を用紙端部と誤検知することがなく、検出精度が確保される。

図９（Ｂ）は用紙先端を検知したときの信号波形例を示し、図９（Ｃ）は凸状の傷を検知したときの信号波形例を示している。
図６（Ａ）で示したようなローラ部材９２とセンサ９３との配置において、通常の用紙先端検知（用紙先端がセンサ９３を通過する場合）では、図９（Ｂ）に示す信号波形となる。
一方、ロールＰｒの表面に帯状の凸形状のキズ等があった場合、図９（Ｃ）に示すような信号波形となる。
このため、制御部１１０は、センサ９３の検知結果について、通常の用紙先端検知の信号波形と凸形状の傷による信号波形との区別をつけることが可能であり、誤検知を防止することができる。

図４から図９に示したように、本実施形態のシート搬送装置は、ロールＰｒの用紙先端検知において、用紙の厚みやコシ、カール状況によってセンサの出力が不安定となることがなく、検知精度が確保される。

次に、図１０から図１３により、センサ変位出力に基づく用紙先端の検知と、ロール径の検出について説明する。
本発明に係る搬送装置は、センサ変位出力に応じて用紙先端を給紙部へ供給する際のロールＰｒの回転速度（回転数）を制御する。
詳しくは、センサ変位出力により用紙先端を検知するとともに、単位時間あたりのセンサ変位出力からロールＰｒのロール径を検出し、ロール径の値に応じて用紙先端を給紙部へ供給する際のロールＰｒの回転速度（回転数）を制御する。
より詳しくは、単位時間あたりのセンサ変位出力により用紙先端を検知するとともに、該単位時間あたりのセンサ変位出力の閾値を設けることにより、ロールＰｒのロール径の大小を検出し、得られたロール径の値に応じて用紙先端を給紙部へ供給する際のロールＰｒの回転速度（回転数）を制御する。

また、本発明に係る搬送装置は、センサ変位出力に応じて、用紙Ｐの紙厚を検出することができる。

さらに、ロールＰｒのロール径を検出する動作は、任意のタイミングで実行することができる。ロール径の検出後、用紙先端を給紙部へ供給する動作を実行する。
単位時間あたりのセンサ変位出力に応じて検出されたロール径及び用紙Ｐの紙厚と、ロールＰｒの積算回転量とから、ロールＰｒの現時点におけるロール径を算出することができる。

図１０はロールの用紙先端位置とセンサ出力信号変化の関係を示す説明図であり、図１１はセンサ信号変化の詳細を示す説明図である。
図１０（Ａ）に示すように用紙先端９７がローラ部材９２を通過する前（破線Ａまで）を「I」、用紙先端９７がローラ部材９２を通過しセンサ９３を通過する前（破線Ａから破線Ｂまで）を「II」、用紙先端９７がセンサ９３を通過した後（破線Ｂ以降）を「III」とした場合に、それぞれ得られるセンサ出力信号を図１０（Ｂ）に示している。

用紙先端の検知は、まずロールＰｒをＤ３方向に逆転（ＣＷ）させ、用紙先端がローラ部材９２を通過する際（破線Ａ）の単位時間あたりのセンサ変位出力Ｋ１と、用紙先端がセンサ９３を通過する際（破線Ｂ）の単位時間あたりのセンサ変位出力Ｋ２を検出する。Ｋ１及びＫ２の検出により、用紙先端検知とする。
センサ変位出力Ｋ１の検出後、設定時間内（Ｔ１）に続けてセンサ変位出力Ｋ２を検出した場合に用紙先端を検知したとすることで、ロールＰｒ表面の凹凸の傷等による誤検知を防止することができる。
なお、Ｔ１は、以下の式で表すことができる。
Ｔ１＝（ローラ部材からセンサまでの円周距離（ｍｍ））÷（用紙先端線速（ｍｍ／ｓ））＋（設定マージン）
用紙先端線速は、モータ回転数（回転速度）として表すこともできる。

なお、ロールＰｒが１回転する間に用紙先端が検知されない場合は、同様の検知動作を所定回数繰り返して実行すること、及び繰り返す回数を設定可能とすることで、検知精度を向上させることができる。検知動作の流れは、後述する。

また、図６（Ａ）に示したようなロール軸方向に沿って２つ以上のローラ部材９２を配置している構成において、検知対象の用紙先端がロール軸方向に対して斜めになっている場合は、それぞれのローラ部材９２を用紙先端が通過するタイミングに差異が生じ、センサ変位出力Ｋ１が検出されにくくなることがある。
このような場合において、所定回数検知動作を繰り返しても用紙先端が検知されなかったときは、用紙先端がセンサ９３を通過する際のセンサ変位出力Ｋ２のみを検出することで検知精度を向上させることができる。

また、センサ変位出力Ｋ２の検出のみにより用紙先端を検知する場合は、１回目のＫ２検出後、ロール１回転の周期にあたる一定時間範囲（Ｔ２）で再度センサ変位出力Ｋ２を検出した場合に用紙先端を検知したとすること、及び検出動作の任意に回数を設定可能とすることで、検知精度を向上させることができる。

用紙先端を検知した後、図４中符号Ｓで示す用紙先端停止位置で用紙先端を停止させ、Ｄ２で示す正回転（ＣＣＷ）動作へ移行することで、入口ガイド板９５へ用紙先端を挿入する姿勢のバラツキを抑制し、用紙の状態(カール／紙種／紙厚)にかかわらず、安定して給紙部へ用紙を搬送することができる。

図１２は、ロール径とセンサ信号変化量との関係を示す説明図である。
図１２（Ａ）はロールＰｒのロール径の大小を表す説明図であり、図１２（Ｂ）はロール径が大径の場合のセンサ信号の変化であり、図１２（Ｃ）はロール径が小径である場合のセンサ信号の変化である。図１２（Ｄ）は、閾値によるロール径検知（算出）の例を示す表である。

ロールＰｒを一定の回転速度（回転数、ｒｐｍ）で回転させると、ロール径の大小によって用紙先端の移動速度（ｍｍ／ｓ）が異なってくる。
図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）に示すように、用紙先端の移動速度（ｍｍ／ｓ）によって単位時間あたりのセンサ変位出力Ｋ１、Ｋ２の変化量も異なる。そこで、センサ変位出力の閾値を設けることにより、ロール径の大小を検出することができる。
図１２（Ｄ）に示すように、ロール径の値ｘは、以下の式１または式２で算出することができる。
ｘ＝（Ｋ１＋Ｋ２）／２・・・式１
ｘ＝Ｋ２・・・式２
閾値を１つ設けることにより径の大小を区別することができるが、閾値は複数設けることもできる。複数の閾値を設けることで、より詳細にロール径を区別することができる。
例えば、得られたロール径ｘの値について、ｘ＜１のときは小径、１≦ｘ＜２のときは中径、２≦ｘのときは大径とすることができる。

得られたロール径の値に応じて、用紙先端の検知動作後に用紙を給紙部へ搬送する際の搬送速度、すなわちロールＰｒの回転速度（回転数）を制御することができる。
ロール径の大小にかかわらず、用紙搬送速度を一定とすることで、安定に用紙を搬送することが可能となる。

また、画像形成部の印刷ジョブ毎にロールＰｒの巻き戻し（ＣＷ）動作を行い、ロール径を検知し、再度正転（ＣＣＷ）させて用紙搬送動作を行うことで、印刷実行前の用紙残量を検知することができる。

図１３は、用紙の紙厚とセンサ信号変位量（パルス）との関係を示す説明図である。
用紙の紙厚によってセンサ信号変位量（パルス）が変化することから、センサ変位出力の閾値を設けることにより、紙厚を検知することができる。
図１３に示すように、例えば、ｙ＜０．６未満の場合は薄紙、０．６≦ｙ＜０．９の場合は普通紙、０．９≦ｙの場合は厚紙とすることができる。
紙厚設定は、画像形成部における印字条件の設定に必要であるため、自動で検知することができれば、従来ユーザーが操作パネル等から手動で行っていた紙厚の設定の手間を省くことができる。

さらに、単位時間あたりのセンサ変位出力に応じて検出されたロール径及び用紙Ｐの紙厚と、ロールＰｒの積算回転量とを用いて、ロールＰｒの現時点におけるロール径を算出することができる。
制御部においてロールＰｒの回転量をカウントし、その積算回転量（総回転量）を取得し、用紙先端検知動作時に得られたロール径の値と紙厚を用いて、例えば、以下に示す式によりロール径を算出する。
（現時点におけるロール径）＝（ロール径ｘ）－（紙厚）×２－（ロール積算回転量）
なお、ロール径ｘは、（Ｋ１＋Ｋ２）／２で求められる値である。

図１４～図１６は、本発明の一実施形態に係るシート搬送装置においてロールＰｒをセットする動作例を説明するフローチャートである。なお、フロー中の記号の説明を図１７に示している。
図１４は全体の流れを示すフローチャートであり、制御部１１０は、ロールＰｒがシート搬送装置（例えば、センサ９３の検知結果により検出する）にセットされたことを検出すると（Ｓ００１）、モータ駆動回路部１２０を制御し、ロール駆動部１３０にロールＰｒを逆転させるように制御する。
ロール回転モータ（ロール駆動部１３０）は、ロールＰｒを逆転動作で巻き取る方向に回転させ（Ｓ００２）、センサ９３は、先端検知動作を開始する（Ｓ００３）。

先端検知が完了したかを判断し（Ｓ００４）、用紙先端検知動作を行う場合は、結合子Ａで接続される図１５のフローを行う。用紙先端検知動作の詳細フローは図１５及び図１６に示しており、結合子Ｂで接続されて本フローに戻る。
用紙先端検知が完了すると、制御部１１０の制御により、モータ駆動回路部１２０は、用紙先端停止位置でロール回転モータを停止させ（Ｓ００５）次に、ロール駆動部１３０にロールＰｒを正転させるように制御する（Ｓ００６）。ステップＳ００６におけるロール回転モータの回転速度（回転数）は、用紙先端検知動作において検出されたロール径に応じて可変である。制御された回転速度にて回転するロールＰｒから繰り出された用紙Ｐを給紙部へ搬送する用紙搬送動作が行われる（Ｓ００７）。モータ駆動回路部１４０は搬送部１６０を回転させ、用紙を装置内部へ搬送する。

図１５は、図１４のステップＳ００４から結合子Ａで接続される用紙先端検知動作の詳細フローを示している。
まず、用紙先端検出回数Ｎ＝０からスタートし（Ｓ１０１）、センサ変位出力Ｋ１を検出したかを判断する（Ｓ１０２）。Ｋ１検出後、Ｔ１以内にＫ２を検出したかを判断する（Ｓ１０３）。「Ｔ１」は、モータ回転数とローラ部材からセンサまでの距離に基づき算出される用紙先端の移動時間に設定マージンを加えた時間である。
Ｋ２を検出した場合は、Ｋ１及びＫ２からロール径を検出する（Ｓ１０４）。そして、用紙先端検出回数Ｎがプラス１回と処理される（Ｓ１０５）。

次に、用紙先端検出回数Ｎが、設定値ａ以上であるかを判断する（Ｓ１０６）。「ａ」は、用紙先端検知成功と判定する検知回数の基準値（何回の検知で検知成功とするか）である。
Ｎがａ以上であれば用紙先端検知成功とする（Ｓ１０７）。
センサ変位出力Ｋ１とＫ２の値に基づきロール径を算出し、あらかじめ設定された閾値からロール径の大小を判断する（Ｓ１０８）。以降のフローは、結合子Ｂで図１４のステップＳ００５に接続される。ステップＳ１０８にて得られたロール径の値に応じて、図１４のステップＳ００６で用紙先端を給紙部へ供給する際のロールの回転速度が制御される。

一方、ステップＳ１０６でＮがａ未満である場合は、Ｋ１検出後、Ｔ２以内に再度Ｋ１が検出されたかを判断する（Ｓ１０９）。「Ｔ２」は、モータ回転数に基づき算出されるロール１回転の時間に設定マージンを加えた時間である。
Ｋ１が検出された場合は、次いでＴ１以内にＫ２を検出したかを判断する（Ｓ１１０）。Ｋ２が検出された場合は、用紙先端検知回数が１回加算される（Ｓ１０５）。

ステップＳ１０９でＫ１が検出されなかった場合、ステップＳ１１０でＫ２が検出されなかった場合、及びステップＳ１０３でＫ２が検出されなかった場合は、ロール回転がＲ回以上であるかを判断する（Ｓ１１１）。「Ｒ」は、ロール回転回数の設定値（用紙先端検知までに何回ロールを回転させるか）である。
積算回転回数がＲ回未満である場合は、再度ステップＳ１０２からのフローに戻る。一方、積算回転回数がＲ回以上である場合は、結合子Ｅで接続される図１６のフローを行う。

図１６は、図１５のステップＳ１１１から結合子Ｅで接続される用紙先端検知動作の詳細フローを示している。
まず、再度先端検出回数Ｎ＝０からスタートし（Ｓ２０１）、センサ変位出力Ｋ２を検出したかを判断する（Ｓ２０２）。Ｋ２を検出した場合は、Ｋ２からロール径を検出する（Ｓ２０３）。また、Ｋ２を検出した場合は、用紙先端検出回数Ｎがプラス１回と処理される（Ｓ２０４）。

次に、用紙先端検出回数Ｎが、設定値ａ以上であるかを判断する（Ｓ２０５）。「ａ」は、用紙先端検知成功と判定する検知回数の基準値（何回の検知で検知成功とするか）である。
Ｎがａ以上であれば用紙先端検知成功とする（Ｓ２０６）。
センサ変位出力Ｋ２の値に基づきロール径を算出し、あらかじめ設定された閾値からロール径を判断する（Ｓ２０７）。以降のフローは、結合子Ｂで図１４のステップＳ００５に接続される。ステップＳ２０６にて得られたロール径の値に応じて、図１４のステップＳ００６で用紙先端を給紙部へ供給する際のロールの回転速度が制御される。

一方、ステップＳ２０４でＮがａ未満である場合は、Ｋ２検出後、Ｔ２以内に再度Ｋ２が検出されたかを判断する（Ｓ２０８）。「Ｔ２」は、モータ回転数に基づき算出されるロール１回転の時間に設定マージンを加えた時間である。Ｋ２が検出された場合は、用紙先端検知回数が１回加算され（Ｓ２０４）、以降のフローに戻る。

ステップＳ２０８でＫ２が検出されなかった場合、及びステップＳ２０２でＫ２が検出されなかった場合は、ロール回転がＲ回以上であるかを判断する（Ｓ２０９）。「Ｒ」は、ロール回転回数の設定値（用紙先端検知までに何回ロールを回転させるか）である。
積算回転回数がＲ回未満である場合は、再度ステップＳ２０２からのフローに戻る。
一方、積算回転回数がＲ回以上である場合は、用紙先端検知失敗であると判定してロール回転モータを停止する（Ｓ２１０）。

以上説明した通り、本発明に係るシート搬送装置を用いることにより、ロール状の用紙を給紙する画像形成装置において、ユーザーがロールをセットするだけで自動的ロールの用紙先端を確実に検知するとともに、繰り出した用紙を給紙部まで安定して搬送することができる。

６ 搬送ローラ対
８０ 画像形成装置
９０ シート搬送装置
９１ ガイド部材
９２ ローラ部材
９３ センサ
９５ 入口ガイド板
１１０ 制御部
９１１ 回動中心
Ｐｒ（Ｐａ、Ｐｂ） ロール
Ｐ 用紙

特開２０１８－１５０１０７号公報

Claims (11)

1. シート状の用紙を巻き回して形成されたロールから前記用紙を給紙部へ供給するシート搬送装置であって、
   前記ロールの前記用紙先端を検知可能なセンサと、
   前記ロールの周方向において前記センサと異なる位置に配置されたローラ部材と、
   前記センサ及び前記ローラ部材を前記ロールの表面に当接するように支持するガイド部材と、を備え、
   センサ変位出力に応じて前記用紙先端を前記給紙部へ供給する際の前記ロールの回転速度を制御することを特徴とするシート搬送装置。
2. センサ変位出力により前記用紙先端を検知するとともに、単位時間あたりのセンサ変位出力から前記ロールのロール径を検出し、
   前記ロール径の値に応じて前記用紙先端を前記給紙部へ供給する際の前記ロールの回転速度を制御することを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 前記センサ変位出力に応じて、前記用紙の紙厚を検出することを特徴とする請求項１または２に記載のシート搬送装置。
4. 任意のタイミングで前記ロールのロール径を検出する動作を実行し、その後前記用紙先端を前記給紙部へ供給する動作を実行することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のシート搬送装置。
5. 前記単位時間あたりのセンサ変位出力に応じて検出されたロール径及び前記用紙の紙厚と、前記ロールの積算回転量とを用いて、前記ロールの現時点におけるロール径を算出することを特徴とする請求項３または４に記載のシート搬送装置。
6. 前記センサは、前記ローラ部材に対し、前記用紙先端を給紙部へ供給する方向の下流側に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のシート搬送装置。
7. 前記センサは、エンコーダセンサで構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のシート搬送装置。
8. 前記ガイド部材は、前記ロールから剥離した前記用紙を前記給紙部へ案内する部材であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のシート搬送装置。
9. 前記用紙先端を前記給紙部へ供給する方向の上流側に、さらに入口ガイド板を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のシート搬送装置。
10. 前記ローラ部材が前記ガイド部材の幅方向に２以上配設され、
    前記センサは、前記ガイド部材の幅方向において一の前記ローラ部材と他の前記ローラ部材との間に配置されたことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のシート搬送装置。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載のシート搬送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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