JP2007106539A - 給紙装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動を検知する必要最低限のセンサを用いて、用紙トレイ昇降動作時にデッキ内の用紙残量を確実に認識し、それに応じて用紙トレイの昇降速度を制御することができる給紙装置を提供すること。
【解決手段】用紙を積載するための積載トレイと、該積載トレイを昇降させる駆動手段を備え、給紙待機位置の用紙を１枚ずつ分離して画像形成装置へ搬送する給紙装置において、前記駆動手段が前記積載トレイを昇降させる動作中にトレイの昇降速度を制御する。又、振動検知する検知手段に加速度センサを用いることで積載トレイの傾きを検知することができるので、異常等の検知も行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に配設され、デッキ内の用紙トレイ上の用紙を１枚ずつ分離してその画像形成装置へ搬送するための給紙装置に関するものである。

従来、デッキ内の用紙トレイ上の用紙残量とは関係なしに、等速でトレイの昇降動作がされていたため、用紙量が少ない場合は、用紙の補給の際に、トレイの昇降距離が長くなり、昇降動作が終了するまで時間が掛かっていた。

又、昇降時間削減のために、初めから駆動源を速い回転数に設定してしまうと、トルクが弱くなり、大量の用紙が積載された場合に、トレイを昇降させることが困難となるため、或る程度のトルクを確保するために、回転数を抑える必要がある。

そこで、従来の発明では、トレイ上の用紙の積載量を所定の基準積載量より多いか少ないかを検知し、用紙残量に応じて用紙上昇速度の制御を行っている（特許文献１）。

又、他の従来の発明では、用紙残量センサと紙サイズセンサの各信号から、予めＲＯＭに格納された任意の速度データから、用紙トレイを昇降させるトレイモータの回転速度を設定し、トレイを上昇させる制御を行っている。

以下、＜従来例１＞と＜従来例２＞により従来のトレイ昇降速度制御方法について説明する。

＜従来例１＞
図５では、ユーザは用紙補給の指示に従い、給紙装置本体から収納庫３を引き出して中板４上に用紙を補給し、装置本体にセットする。このとき、装置本体内に設けられた制御装置１は図５及び図６に示される、収納庫３内の用紙Ｐの積載量が所定の基準積載量より多いか少ないかを検知する積載検知センサＳ１（用紙積載量検知手段）のＯＮ／ＯＦＦを読み取り、その積載センサＳ１がＯＮの場合には用紙の量を少量と認識して、Ｈｉｇｈスピードモードで、中板４の上昇動作を開始する。

又、図６において、２は上記積載検知センサＳ１と共に用紙積載量検知手段を構成する積載量検知センサレバーであり、支点８を中心に回転し、通常は自重により図６中の実線の状態にあってセンサＳ１がＯＮとなる。そして、Ｈｉｇｈスピードモードで中板４が上昇すると、レバー２が図６中の二点鎖線のように、用紙Ｐ又は中板４により押し出されてセンサＳ１をＯＦＦにする。これにより制御装置１は、用紙Ｐの上面が所定の高さまで来たことを認識し、Ｌｏｗスピードモードに切り換え、中板４の上昇動作を続ける。

以上のように、給紙動作に従って用紙上面が下がり、用紙上面検知センサＳ１がＯＮになると、制御装置１は中板４を再びＬｏｗスピードモードで上昇させ、所定量上昇させた後、停止させる。給紙中はこの動作を繰り返し、常に同じ位置から給紙を行う。

＜従来例２＞
図７において、１１は大量給紙装置本体、１２は用紙を積載するトレイであり、ワイヤー１３によってトレイ１２の支点軸１４と繋がっている。支点軸１４は、トレイ１２を移動させるトレイモータ１５とワイヤー１６によって接続されており、トレイモータ１５の回転駆動がワイヤー１６によって支点軸１４に伝わり、その回転によってワイヤー１２によりトレイ１１を昇降させている。

図８は大量給紙装置の一実施形態の機能ブロック図である。

大量給紙装置本体１内には全体の制御を司るＭＰＵ１７と制御プログラムを格納したＲＯＭ１８、制御データを格納するＲＡＭ１９、トレイモータ（例えばステッピングモータ）１５を制御するモータドライバ２０、後述する各種センサの信号を制御するＩ／Ｏ制御部２１を備える。

モータドライバ２０にはトレイモータ１５が接続され、Ｉ／Ｏ制御部２１には上限検知センサ２２、下限検知センサ２３、紙サイズセンサ２４、用紙残量センサ２５が接続されている。これらの外部デバイスのデータ及び複写機やプリンタ等の本体のデータより、大量給紙装置内の各デバイスを制御する。このとき、ユーザが用紙を補給し、紙サイズを設定すると、ＭＰＵ１７は用紙残量センサ２５、紙サイズセンサ２４の各信号から、予めＲＯＭ１８内に格納された任意の速度データからトレイモータ１５の回転速度を設定し、制御を行う。トレイモータ１５は、その制御により任意の低速回転を行い、トレイ１２は上昇する。

以上のように大量給紙装置のトレイ１２の移動速度を変速可能とし、より速い移動速度で移動可能にすることで、大量給紙装置としての使用効率が高まる。
特開平７−０６１６１１号公報（第７頁、図１、図２） 特開平１１−０７９４２１号公報（第３頁、図１、図２）

しかしながら、従来例１では、用紙の上面を検知し、トレイ上の用紙残量を認識するため、デッキ内に積載する用紙サイズに関わらず、用紙上面を用紙上面検知センサが同じ位置で検知することになり、トレイ上の用紙残量の総重量を判別することができない。そのため、駆動源を制御する際には、或る程度のトルクを確保し、駆動の回転速度に余裕を持たせる必要がある。

又、従来例２では、デッキ内に紙サイズセンサと用紙残量センサを設け、用紙重量を正確に認識し、駆動源の制御を行っている。しかし、このように用紙残量を検知するためには、複数個のセンサを必要とする。

このように、積載用紙のサイズ限定による駆動源の設定や複数個のセンサを必要とするため、柔軟性やコストアップ等の面で問題があった。

本発明は、このような問題を解決することを目的として、振動を検知する必要最低限のセンサを用いて、用紙トレイ昇降動作時にデッキ内の用紙残量を確実に認識し、それに応じて用紙トレイの昇降速度を制御することができる給紙装置を提供することを目的とする。

又、本発明は、振動を検知する手段として加速度センサを用いることで、駆動源の負荷から昇降速度を制御するものと異なり、装置本体又は用紙トレイの異常も検知することができる給紙装置を提供することも目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、用紙を積載するための積載トレイと、該積載トレイを昇降させる駆動手段を備え、給紙待機位置の用紙を１枚ずつ分離して画像形成装置へ搬送する給紙装置において、前記駆動手段が前記積載トレイを昇降させる動作中にトレイの昇降速度を制御することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記積載トレイの振動を検知する振動検知手段を有し、前記駆動手段による前記トレイの昇降動作開始時の振動を検知し、前記積載トレイに積載されている用紙残量を認識し、前記用紙残量が少量と認識した場合は、前記積載トレイを前記駆動手段を用いて前記第１より速い第２の速度で昇降させ、前記用紙残量が多量と認識した場合は、前記積載トレイを前記駆動手段を用いて前記第１の速度で昇降させる用紙残量に応じてトレイの昇降速度を制御することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記振動検知手段は、加速度センサであることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記積載トレイ部に設けられた前記加速度センサが前記積載トレイの傾きを検知した場合、前記積載トレイ若しくは前記給紙装置の異常を検知することを特徴とする。

本発明によれば、用紙を積載するための積載トレイと、積載トレイを昇降させる駆動手段を備え、給紙待機位置の用紙を１枚ずつ分離して画像形成装置へ搬送する給紙装置において、積載トレイの昇降動作開始時の振動を検知する検知手段を設けることで、必要最低限のセンサを用いて、デッキ内の用紙残量を確実に認識し、それに応じて積載トレイの昇降速度を制御することができる。これにより、積載トレイの昇降距離が長い際に、昇降速度を速くすることで、機械の停止時間を短縮化し、ユーザの利便性を向上させることができる。又、振動検知する検知手段に加速度センサを用いることで積載トレイの傾きを検知することができるので、異常等の検知も行うことができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明に係る給紙装置の一実施形態を示す斜視図、図２は積載トレイの振動量とデッキリフタモータの回転速度を表すグラフ、図３は給紙装置の機能ブロック図、図４はこの給紙装置の動作を説明するフローチャートである。

図１において、１０１は、給紙装置本体であり、給紙装置内にセットされた用紙Ｐは、積載トレイ１０３によって持ち上げられ、所定の給紙位置で停止する。積載トレイ１０３は、ワイヤ１０４を介してリールに接続されており、デッキリフタモータ１０２によって昇降される。積載トレイ１０３は、このデッキリフタモータ１０２の回転方向を替えることによって、上昇または下降する。

デッキオープン検知スイッチ１０５とデッキオープンセンサ１０６がデッキがセットされたことを検知すると、積載トレイ１０３は上昇する。その積載トレイ上昇開始時の積載トレイ１０３の振動を積載トレイ１０３に設けられた検知手段１０９によって検知する。その振動量が、所定の閾値より小さい場合は、用紙の積載量は多いと認識し、積載トレイ１０３の上昇距離は短いため、デッキリフタモータ１０２の回転速度は図３に示すＲＯＭ２０３に予め格納された第１の速度で制御する（図２−１）。

一方、振動量が所定の閾値より大きい場合は、用紙の積載量は少ないと認識し、積載トレイ１０３の上昇距離が長くなるため、デッキリフタモータ１０２の回転速度をＲＯＭ２０３に格納された第１より速い第２の速度にし、上昇速度を速くする（図２−２）。その後、積載トレイ１０３上に積載された用紙Ｐの上面をデッキリフタ位置センサ１０７が検知すると、積載トレイ１０３は停止する。

積載トレイ１０３の下降の際には、デッキオープンスイッチ１０５が押されると開始し、上昇時と同様にトレイ下降開始時の積載トレイ１０３の振動を検知手段１０９によって検知し、その振動量より積載トレイ１０３を下降させる際のデッキリフタモータ１０２の回転速度をＲＯＭ２０３に格納された値に設定する。その後、デッキ用紙補給位置センサ１０８のセンサレバーを積載トレイ１０３が抜ける（センサの立下り）位置まで下降する。

積載トレイ１０３は、用紙Ｐが補給されるごとに、最大用紙補給位置まで、この下降動作を繰り返す。

次に、上記のフローを図４−１、図４−２に示されるフローチャート図に基づいて説明する。

図４−１のフローによれば、先ず積載トレイ１０３に用紙が補給され（ステップ１）、デッキオープン検知スイッチ１０５が積載トレイ１０３がセットされたことを検知し（ステップ２）、デッキリフタモータ１０２が積載トレイ１０３の上昇のための回転駆動を開始する（ステップ３）。

次いで、その積載トレイ上昇動作開始時の振動を振動検知手段１０９によって振動を検知する（ステップ４）。振動量から積載トレイ１０３に積載された用紙量を認識し、デッキリフタモータ１０２の回転速度をＲＯＭ２０３に予め格納された任意の速度データから設定し、制御を行う。このとき、用紙量が多い場合は、振動が少なく、トレイの上昇距離が短くなるため、速度データは低回転数に設定される（ステップ５）。

逆に、用紙量が少ない場合は、振動数が多くなり、トレイの上昇距離が長くなるため、速度データは高回転数に設定される（ステップ６）。そして、設定された回転数に基づいてデッキリフタモータ１０２が駆動回転し、積載トレイの上昇動作を行う（ステップ７）。その後、積載トレイ１０３上に積載された用紙Ｐの上面をデッキリフタ位置センサ１０７が検知するまで上昇を続ける（ステップ８、ステップ９）。

次に、積載トレイ１０３の下降時のフローについて図４−２に示されるフローチャート図に基づいて説明する。

先ず、デッキオープンスイッチ１０５が押されたことを検知し（ステップ１０）、デッキリフタモータ１０２が積載トレイ１０３の下降を開始する（ステップ１１）。次いで、上昇時同様に積載トレイ下降開始時の積載トレイ１０３の振動を振動検知手段１０９により検知し、振動量から積載トレイ１０３に積載された用紙量を認識し、速度データを設定する。このとき、振動量が小さい場合は、用紙量が多いと認識し、トレイの下降距離が短くなるため、速度データは低回転数に設定される（ステップ１３）。

逆に、振動量が大きい場合は、振動数が多いと判断し、トレイの下降距離が長くなるため、速度データは高回転数に設定される（ステップ１４）。そして、設定された回転数に基づいてデッキリフタモータ１０２が駆動回転し、積載トレイの下降動作を行う（ステップ１５）。その後、デッキ用紙補給センサ１０８のセンサレバーを積載トレイ１０３が抜ける位置まで下降する（ステップ１６、ステップ１７）。

＜実施の形態２＞
実施の形態２では、実施の形態１において積載トレイ１０３に設けられた、積載トレイ１０３の昇降動作開始時の振動を検知する検知手段として、加速度・傾きを検出する加速度センサ３０１を用いる構成とする。加速度センサ３０１は、センサ自身に力が掛かると、その方向と逆方向におもり３０３が動く。そして、圧電素子３０２は、その力を受け、電荷を生じることで、加速度センサ３０１に与えられる加速度を検知する。

加速度センサを用いることで、実施の形態１と同様に積載トレイ１０３の昇降動作開始時に、加速度を検知し、デッキリフタモータ１０２の回転速度データを設定する。

又、昇降動作時以外の時は、加速度センサから検知される傾きから積載トレイ１０３及び給紙装置本体１０１の傾きを検知し、所定値と異なる傾きを検知した場合に、異常と判断することができる。

本発明の実施の形態１に係る給紙装置の構成図である。 本発明の実施の形態１における振動と駆動減加速度を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る給紙装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態１における積載トレイ上昇動作のフローチャートである。 本発明の実施の形態１における積載トレイ下降動作のフローチャートである。 本発明の実施の形態２で使用する加速度センサの斜視図である。 従来例１における給紙装置の収納庫の構成図である。 従来例１における収納庫の要部断面図である。 従来例２における給紙装置の構成図である。 従来例２における給紙装置の機能ブロック図である。

符号の説明

１ 制御装置
２ 積載量検知センサレバー
３ 収納庫
４ 中板
Ｓ１ 積載検知センサ
１１ 大量給紙装置
１２ 積載トレイ
１３，１６ ワイヤー
１４ 支店軸
１５ トレイモータ
１７ ＭＰＵ
１８ ＲＯＭ
１９ ＲＡＭ
２０ モータドライバ
２１ Ｉ／Ｏ制御部
２２ 上限検知センサ
２３ 下限検知センサ
２４ 紙サイズセンサ
２５ 用紙残量センサ
１０１ 給紙装置
１０２ デッキリフタモータ
１０３ 積載トレイ
１０４ ワイヤー
１０５ デッキオープン検知スイッチ
１０６ デッキオープンセンサ
１０７ デッキリフタ位置センサ
１０８ デッキ用紙補給位置センサ
１０９ 振動検知手段
２０１ ＣＰＵ
２０２ ＲＯＭ
２０３ ＲＡＭ
３０１ 加速度センサ
３０２ 圧電素子
３０３ おもり
Ｐ 用紙

Claims (4)

1. 用紙を積載するための積載トレイと、該積載トレイを昇降させる駆動手段を備え、給紙待機位置の用紙を１枚ずつ分離して画像形成装置へ搬送する給紙装置において、
   前記駆動手段が前記積載トレイを昇降させる動作中にトレイの昇降速度を制御することを特徴とする給紙装置。
2. 前記積載トレイの振動を検知する振動検知手段を有し、前記駆動手段による前記トレイの昇降動作開始時の振動を検知し、前記積載トレイに積載されている用紙残量を認識し、前記用紙残量が少量と認識した場合は、前記積載トレイを前記駆動手段を用いて前記第１より速い第２の速度で昇降させ、前記用紙残量が多量と認識した場合は、前記積載トレイを前記駆動手段を用いて前記第１の速度で昇降させる用紙残量に応じてトレイの昇降速度を制御することを特徴とする請求項１記載の給紙装置。
3. 前記振動検知手段は、加速度センサであることを特徴とする請求項２記載の給紙装置。
4. 前記積載トレイ部に設けられた前記加速度センサが前記積載トレイの傾きを検知した場合、前記積載トレイ若しくは前記給紙装置の異常を検知することを特徴とする請求項３記載の給紙装置。

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