JP2015086045A - シート積載装置、シート搬送装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機の周辺機構を小型化することができ、且つ、電動機やシート積載部の異常判定を適切に行うことができるシート積載装置、シート搬送装置、及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１０に大容量タイプの給紙装置１８が設けられている。給紙装置１８は、多数枚の印刷用紙を積載可能な用紙載置部５２を備える。用紙載置部５２は、が駆動制御されたリフトモーター５３によって上下方向へ移動される。制御部８０は、リフトモーター５３の駆動電流を監視して、その駆動電流が過電流となった場合に、用紙載置部５２が異常状態であると判定する。その判定に用いられる過負荷閾値Ｐ１は、一定量の印刷用紙が積載された状態で用紙載置部５２が上昇されたときの駆動電流から求められ、制御部８０によって適宜更新される。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数枚のシートを積載することができるシート積載装置及びこれを備えたシート搬送装置並びに画像形成装置に関し、特に、上下方向へ移動可能に支持されたシート積載部の異常状態を判定する機能を有するシート積載装置及びこれを備えたシート搬送装置並びに画像形成装置に関する。

複写機などに代表される画像形成装置は、複数の印刷用紙が積載されるシート積載部を備えている。シート積載部は、モーターなどの電動機から駆動力を得て上下方向へ移動可能に構成されている。この種の画像形成装置では、シート積載部の印刷用紙が減ったことにより印刷用紙の上面位置が下がると、下がった分だけシート積載部を上方へ移動させるように制御される。これにより、印刷用紙が給送可能な位置に印刷用紙の上面位置が常にセットされるようにシート積載部が配置される。

前記シート積載部を備えた装置として、電動機の駆動電流に基づいて、シート積載部に異常動作が生じたことを検出できる給紙装置が公知である（特許文献１参照）。この給紙装置は、シート積載部である給紙トレイの上昇時と下降時のそれぞれに、印刷用紙サイズに対応した異常検出用の過負荷電流値が設定されており、電動機の駆動電流の測定値が前記過負荷電流値よりも大きい場合に、シート積載部が異常動作をしていると検出している。

特開平７−２７７５５１号公報

前記シート積載部を上下方向へ移動させる駆動力を供給するものとして、モーターなどの電動機が用いられる。一般に、電動機は、長期使用されることによって、軸受の摩耗や、永久磁石の磁力減衰、コイルの損傷、筐体劣化、ブラシ磨耗などが原因となって劣化し、出力効率が低下する。つまり、シート積載部を上昇させる負荷は変わらないが、効率が低下した電動機では、前記負荷に必要とされる駆動電流が増加することになる。このため、従来、前記過負荷電流値は、将来に電動機が劣化したときに必要とされる駆動電流に応じた値（例えば、劣化状態における最大負荷に応じた駆動電流に所定の安全率を乗じた値）に設定されている。

このように設定された過負荷電流値を用いて異常検出が行われた場合は、電動機の劣化前と劣化後とでは、異常検出時における電動機の異常トルクが大きく異なる。例えば、図７のトルク−電流特性グラフに示されるように、劣化前の電動機のトルク−電流特性が線分１０１で表され、劣化後の電動機のトルク−電流特性が線分１０２で表されているとする。両線分１０１，１０２から容易に理解できるように、線分１０２を基準にして前記過負荷電流値Ｉｃ（最大負荷に応じた駆動電流Ｉｂに所定の安全率を乗じた値）が設定されると、劣化してない初期の電動機が動作している状況において異常と判定されたときの異常トルクＴａが極めて大きくなる。この場合、電動機の周辺機構（軸受、軸継ぎ手、ギヤ、プーリー、ワイヤー、ベルト、筐体など）にも過大な負荷（過負荷）が掛けられることになる。そのため、これらの周辺機構は、劣化前の電動機が前記過負荷電流値Ｉｃで動作したときの異常トルクＴａに耐えうる構造に設計されている。

しかしながら、電動機の周辺機構を極めて大きな異常トルクＴａに耐えうる構造にするために、補強部材を設けたり、強度の高い部材を採用したりすると、装置が大型化し、部品点数も増加する。また、コストアップにも繋がる。一方、前記安全率を小さくして前記過負荷電流値Ｉｃを決定すれば、前記異常トルクＴａも小さくすることができる。しかしながら、電動機が劣化したときの異常トルクＴｂと最大負荷トルクとのトルク差がほとんど無くなり、劣化度合いによっては異常トルクＴｂが最大負荷トルクよりも小さくなってしまい、誤った異常判定が行われるおそれがある。

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動機の周辺機構を小型化することができ、且つ、電動機やシート積載部の異常判定を適切に行うことができるシート積載装置、シート搬送装置、及び画像形成装置を提供することにある。

本発明は、上下方向へ移動可能に支持され、複数枚のシートが積載可能なシート積載部と、前記シート積載部を前記上下方向へ移動させる駆動力を出力する電動機と、前記電動機の電流値を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段によって検知された電流値が予め定められた閾値よりも大きい場合に前記シート積載部が異常状態であると判定する異常判定手段と、予め定められた設定量のシートが積載された状態で前記シート積載部が前記電動機の駆動力を得て移動しているときに前記電流検知手段によって検知された電流値に応じて、前記閾値を更新する更新手段と、を具備するシート積載装置として構成されている。

前記電動機から出力された駆動力が所定の伝達機構を介して前記シート積載部に伝達されると、シート積載部が前記上下方向へ移動する。電動機に与えられる負荷は、シート積載部に積載されるシートの積載量によって変わる。シート積載部に前記設定量のシートが積載されていると、そのシート積載部を移動させる際に、前記設定量に応じた負荷が電動機に付与され、前記設定量に応じた電流が電動機に流れる。本発明のシート積載装置は、前記電流検知手段によって前記設定量に応じた電流が電動機の電流値として検知される。そして、前記更新手段が、検知された電流値に応じた数値に、前記閾値を更新する。これにより、電動機が劣化して出力効率が低下した場合でも、現状の電動機の状態に応じて前記閾値が更新される。言い換えると、前記閾値が、現状の電動機の状態に応じた数値に設定される。その結果、劣化していない電動機に対して、将来に電動機が劣化した場合に適用される閾値よりも低い数値の閾値を用いて前記異常判定手段による異常判定が行われる。したがって、電動機の周辺機構、具体的には、電動機の軸受けや軸継ぎ手、電動機の支持機構及び筐体、電動機の駆動力を伝達するギヤやプーリー、ワイヤー、ベルトなどの伝達機構に過剰な強度を持たせる必要なく、適切な異常判定が可能となる。

本発明のシート積載装置は、前記シート積載部に積載されているシートの積載量が前記設定量であるかどうかを検知する積載量検知手段を更に備える。前記積載量検知手段によって前記設定量が検知された場合に、前記更新手段は、前記電流検知手段によって検知された電流値に応じて、前記閾値を更新する。

これにより、常に同じ条件の下で電動機の電流値が検知されて、その電流値に応じて前記閾値が更新される。なお、前記設定量は、例えば、シート積載部で積載可能な最大積載量に対して１００％の積載量や、５０％の積載量、３０％の積載量などが考えられる。

前記更新手段は、前記電流検知手段によって検知された電流値に基づいて最大負荷時の前記電動機における電流値を算出し、算出された電流値に予め定められた安全率を乗じて得られた数値に前記閾値を更新するものが好ましい。

本発明のシート積載装置は、前記シート積載部におけるシートの積載量が減少した場合に、前記電動機を制御して前記シート積載部に積載された複数のシートの最上位面が予め定められた第１位置に達するまで前記シート積載部を上方へ移動させる駆動制御手段を更に備える。この場合、前記更新手段は、前記駆動制御手段による前記シート積載部の上昇中に前記電流検知手段によって検知された電流値に応じて、前記過負荷電流値を更新するものが好ましい。

また、本発明は、上述したシート積載装置と、前記シート積載装置からシートを取り出して１枚ずつ搬送する搬送手段と、を具備するシート搬送装置として捉えることができる。このようなシート搬送装置としては、複写機やプリンターなどの画像形成装置によって画像が形成される印刷用紙などのシートを収容しつつ、必要に応じてシートを画像形成部へ給送する所謂給紙装置などが考えられる。

また、本発明は、上述したシート積載装置を具備する画像形成装置として捉えることもできる。

本発明によれば、電動機の周辺機構、具体的には、電動機の軸受けや軸継ぎ手、電動機の支持機構及び筐体、電動機の駆動力を伝達するギヤやプーリー、ワイヤー、ベルトなどの伝達機構に過剰な強度を持たせる必要なく、適切な異常判定が可能となる。

本発明の実施形態に係る給紙装置１８を備えた画像形成装置１０の概略構成を示す模式図である。 画像形成装置１０の電気的な構成を示すブロック図である。 給紙装置１８の構成を示す斜視図であり、（Ａ）は前方側からみた斜視図であり、（Ｂ）は後方側からみた斜視図である。 制御部８０によって実行される上昇制御の手順の一例を示すフローチャートである。 制御部８０によって実行される閾値更新処理及び異常判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。 スタックトレイ１６の移動機構の概略構成を示す模式図である。 電動機のトルクと駆動電流との関係を示すトルク−電流特性を表すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態は適宜変更できる。

まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０（本発明の画像形成装置の一例）について説明する。画像形成装置１０は、プリンター、複写機、及びファクシミリの各機能を備えた複合機であり、入力された画像をトナーなどの印刷材料を用いて印刷用紙（本発明のシートの一例）に印刷する。図１及び図２に示されるように、画像形成装置１０は、画像読取部１２と、画像形成部１４と、操作表示パネル１５（図２参照）と、大容量の印刷用紙が収容可能な給紙装置１８（本発明のシート搬送装置、シート積載装置の一例）と、画像形成装置１０の全体の動作を制御する制御部８０（図２参照）とを備えている。なお、本発明の画像形成装置は、複合機に限られず、プリンターや複写機、ファクシミリなどの専用機であっても、本発明は適用可能である。また、本発明は、画像形成装置として捉えるだけではなく、積載された印刷用紙を給送するシート搬送装置、又は、大容量の印刷用紙を収容するシート積載装置として捉えることもできる。

図１に示されるように、画像読取部１２は、画像形成装置１０の上部に配置されている。画像読取部１２は、原稿から画像データを読み取る画像読取処理を実行する。画像読取部１２は、原稿カバー２０と、コンタクトガラス１２１と、読取ユニット１２２と、ミラー１２３と、ミラー１２４と、光学レンズ１２５と、ＣＣＤ１２６とを備えている。読取ユニット１２２は、ＬＥＤ光源１３１及びミラー１３２を備えており、ステッピングモーター等の駆動モーターを用いた不図示の移動機構によって副走査方向５５（図１における左右方向）へ移動可能に構成されている。

画像読取部１２による原稿画像の読み取りは、以下の手順で行われる。まず、原稿がコンタクトガラス１２１上に載置された後に、原稿カバー２０が閉姿勢にされる。その後、画像読取指示が入力されると、読取ユニット１２２が副走査方向５５の右向きへ移動され、その移動中にＬＥＤ光源１３１から連続して１ライン分の光がコンタクトガラス１２１へ向けて順次照射される。そして、原稿又は原稿カバー２０の裏面からの反射光がミラー１３２，１２３，１２４及び光学レンズ１２５を経てＣＣＤ１２６に導かれる。ＣＣＤ１２６は、受光した光をその光量（輝度の強度）に応じた電気信号に変換して、画像形成装置１０の制御部８０（図２参照）に送る。制御部８０は、ＣＣＤ１２６からの電気信号を画像処理することによって原稿の画像データを生成する。画像読取部１２は、ＣＣＤ１２６による読取機構に代えて、ＣＣＤ１２６よりも焦点距離の短い密着型のイメージセンサー（ＣＩＳ: Contact Image Sensor）を用いた読取機構を備えたものであってもよい。

原稿カバー２０は、ＡＤＦ２１と、原稿積載トレイ２２とを備えている。ＡＤＦ２１は、原稿セット部２２に積載された複数の原稿を搬送ローラー（不図示）によって順次搬送して、コンタクトガラス１２１上に定められた自動原稿読取位置を副走査方向５５の右向きへ通過するように原稿を移動させる。ＡＤＦ２１によって原稿が移動される場合は、読取ユニット１２２が前記自動原稿読取位置の下方に配置され、この位置で読取ユニット１２２によって移動中の原稿の画像が読み取られる。

図１に示されるように、画像形成部１４は、画像形成装置１０の下部に配置されている。画像形成部１４は、画像読取部１２で読み取られた画像データ、又は外部のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置から入力された印刷ジョブに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する。具体的には、画像形成部１４は、給紙トレイ２５又は給紙装置１８から送られてきた印刷用紙に画像を形成する処理を行う。画像形成部１４は、感光体ドラム３１と、帯電部３２と、現像部３３と、トナーコンテナ３４と、転写部３５と、除電部３６と、定着部３７と、３つの給紙トレイ２５（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ）と、スタックトレイ１６とを備えている。なお、画像形成部１４は、電子写真方式に限られず、インクジェット記録方式のものであっても、或いはそれ以外の記録方式又は印刷方式のものであってもよい。

給紙トレイ２５には、規定のサイズ（例えば、Ａ４サイズ、Ｂ４サイズ、Ａ３サイズ）の複数の印刷用紙が収容されている。給紙トレイ２５の近傍には、給紙トレイ２５に収容された印刷用紙を一枚ずつ取り出して転写部３５へ向けて給送する給紙ローラー２８が設けられている。画像形成部１４には、給紙トレイ２５それぞれから転写部３５を通ってスタックトレイ１６に延びる搬送路２７が設けられている。給紙ローラー２８によって給送された印刷用紙は、給紙トレイ２５それぞれから搬送路２７を通って転写部３５に搬送される。

また、画像形成部１４には、画像形成部１４の右側面（図１において右側の面）から転写部３５に延びる搬送路２９が設けられている。給紙装置１８から画像形成部１４に給送された印刷用紙は、搬送路２９を通って搬送路２７に合流し、転写部３５に搬送される。

給紙トレイ２５又は給紙装置１８から給送された印刷用紙に対する画像形成処理は、以下の手順で行われる。まず、印刷指示を含む印刷ジョブが入力されると、帯電部３２によって感光体ドラム３１が所定の電位に一様に帯電される。次に、不図示のレーザスキャナユニット（ＬＳＵ）により感光体ドラム３１の表面に前記印刷ジョブに含まれる画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム３１上の静電潜像は現像部３３によってトナーで現像（可視像化）される。なお、現像部３３には、トナーコンテナ３４からトナーが補給される。続いて、感光体ドラム３１に形成されたトナー像は転写部３５によって印刷用紙に転写される。その後、印刷用紙が定着装置３７に搬送されて、その印刷用紙が定着部３７を通過する際に、トナーが加熱される。これにより、印刷用紙にトナー像が溶融定着する。その後、印刷用紙はスタックトレイ１６に排出されて、スタックトレイ１６の載置面に保持される。なお、感光体ドラム３１の電位は除電部３６で除電される。

図２に示されるように、操作表示パネル１５は制御部８０に接続されている。操作表示パネル１５は、画像形成装置１０の前面上部に配置されている。操作表示パネル１５は、画像形成装置１０に対して操作入力をしたり、画像形成装置１０の動作状態を表示したりするものである。操作表示パネル１５は、表示部１５１と、操作部１５２とを備えている。表示部１５１は、例えば、タッチパネル機能を備えた液晶ディスプレイであり、印刷設定画面を表示したり、印刷用紙のサイズなどを設定入力するためのタッチキー入力を受け付けるものである。操作部１５２は、印刷指示を入力するためのスタートキーや、印刷部数などを入力するためのテンキーである。

ユーザーは、操作表示パネル１５を操作することによって、画像形成に用いる印刷用紙を給紙トレイ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ、及び給紙装置１８の中から選択することができる。また、ユーザーは、表示部１５１に表示された印刷設定画面から、給紙トレイ２５や給紙装置１８に収容されている印刷用紙のサイズや、印刷用紙の有無を把握できる。

図１に示されるように、給紙装置１８は、画像形成装置１０の右側面（図１において右側の面）に配置されている。給紙装置１８は、多数枚（例えば数千枚）の印刷用紙を収容するとともにその印刷用紙を一枚ずつ取り出して画像形成部１４に給送する。図１及び図２に示されるように、給紙装置１８は、筐体５１と、用紙載置部５２（本発明のシート積載部の一例）と、リフトモーター５３（本発明の電動機の一例）と、負荷電流検知部５４と、残量検知センサー５５と、サイズ検知センサー５６と、上限検知センサー５９と、駆動伝達機構５７と、給紙ローラー５８（本発明の搬送手段の一例）と、を備えている。

筐体５１の内部には、印刷用紙を収容することができる内部スペースが設けられている。具体的には、図３に示されるように、筐体５１を構成する内部フレーム５１Ａと、幅規制用のガイドプレート５１Ｂとによって前記内部スペースが区画されている。用紙載置部５２は前記内部スペースに設けられている。用紙載置部５２は、複数枚の印刷用紙が層状に積載可能に構成されている。図３には、用紙載置部５２に多数枚の印刷用紙Ｐが積載された給紙装置１８が示されている。なお、図３では、筐体５１のカバーが外された給紙装置１８が示されている。用紙載置部５２は、例えば、平坦な支持面有するトレイ状に形成された樹脂又は金属製の部材である。用紙載置部５２は、筐体５１の前記内部スペースにおいて上下方向へ移動可能に支持されている。用紙載置部５２の移動機構としては、例えば、筐体５１に設けられた上下方向に長いレールと係合して上下方向にスライド移動可能なレール支持機構が考えられる。もちろん、前記レール支持機構以外の支持機構であっても適用可能である。

筐体５１の内部スペースにおいて、用紙載置部５２が予め定められた下限位置（図１において実線で示される位置）に配置されたときに、用紙載置部５２の積載容量が最大となる。一方、用紙載置部５２が予め定められた上限位置（図１において破線で示される位置）に配置されたときに、用紙載置部５２の積載容量が最小（零）となる。なお、図３には、前記下限位置に配置された用紙載置部５２に印刷用紙が満載された状態の給紙装置１８が示されている。

リフトモーター５３は、例えばＤＣモーターであって、用紙載置部５２を上下方向へ移動させる駆動力を供給（出力）する。図２に示されるように、リフトモーター５３は、制御部８０が備えるモータードライバー８５に接続されており、制御部８０及びモータードライバー８５によって駆動制御される。

駆動伝達機構５７は、リフトモーター５３の出力軸と用紙載置部５２との間に設けられている。駆動伝達機構５７は、リフトモーター５３から出力される回転駆動力を用紙載置部５２に伝達するものである。駆動伝達機構５７としては、例えば、軸継ぎ手やギヤなどで構成されたギヤ伝達機構、ベルトやプーリーなどで構成されたベルト伝達機構、ワイヤーやプーリーなどで構成されたワイヤー伝達機構などが考えられる。本発明の電動機はリフトモーター５３に限られず、用紙載置部５２が上下方向へ移動するための駆動力を供給するものであればどのようなタイプのモーターであってもよく、どのような駆動方式の電動機であってもよい。

図１に示されるように、給紙ローラー５８は、給紙装置１８の上部に設けられている。給紙ローラー５８は、図示しない弾性部材又は自重によって、用紙載置部５２に積載された印刷用紙の最上位面に当接されている。給紙ローラー５８が印刷用紙に当接した状態が給送可能な状態であり、その状態のときの印刷用紙の最上位面の位置が給紙位置６２（本発明の第１位置の一例）である。給紙ローラー５８が印刷用紙に当接した状態で給紙ローラー５８が回転されると、用紙載置部５２の印刷用紙が一枚ずつ取り出されて搬送路２９へ給送される。

用紙載置部５２から印刷用紙が給送されると、印刷用紙が減少して、給紙ローラー５８が印刷用紙に接触しなくなる。そのため、本実施形態では、印刷用紙が一定量減少した場合に、その減少した分だけ用紙載置部５２を上昇させて給紙位置６２に戻す上昇制御が制御部８０によって行われる。具体的には、図４に示されるように、印刷用紙が給送されて、予め定められた所定量（例えば３枚）だけ減少したと制御部８０によって判断されると（Ｓ１１）、その印刷用紙の減少量に相当する距離だけ用紙載置部５２が上昇される（Ｓ１２）。印刷用紙の減少量は、制御部８０が給送された枚数をカウントしておくことで検知できる。具体的には、制御部８０のＥＥＰＲＯＭ８４などに印刷用紙の厚みを予め記憶させておき、減少した印刷用紙の厚みと給送枚数とに基づいて、制御部８０は印刷用紙の減少量を検知できる。なお、このような上昇制御が制御部８０によって実行されることにより、制御部８０が本発明の駆動制御手段として実現される。ここで、印刷用紙が一定量減少した場合に、その減少した分だけ用紙載置部５２を上昇させて給紙位置６２に戻すにあたっては、給紙位置６２に印刷用紙の最上位面の位置を検出するセンサーを設け、当該センサーで印刷用紙が検出されるように用紙載置部５２を上昇させるよう制御してもよい。

図２に示されるように、負荷電流検知部５４は、制御部８０に接続されている。負荷電流検知部５４は、リフトモーター５３に流れる駆動電流（負荷電流）を検知する。負荷電流検知部５４は、具体的には、リフトモーター５３の電源入力端子に直列に接続されたシャント抵抗と、このシャント抵抗の両端に接続された電流検出用のアンプとから構成された電流検出回路である。前記アンプは、前記シャント抵抗に流れる電流による電圧を差動増幅し、電圧信号として制御部８０に出力している。制御部８０は、負荷電流検知部５４から入力した電圧信号に基づいて、リフトモーター５３に流れる駆動電流を算出する。負荷電流検知部５４及び制御部８０は、本発明の電流検知手段の一例である。なお、負荷電流検知部５４は、上述の電流検出回路に限られない。

上限検知センサー５９は、制御部８０に接続されている。上限検知センサー５９は、用紙載置部５２が前記上限位置（図１において破線で示される位置）に達したことを検知する。上限検知センサー５９は、例えば、反射型光センサーを利用したものや、前記リニアエンコーダを利用したものが考えられる。また、用紙載置部５２が前記上限位置に達したときに作動するリミットスイッチが考えられる。上限検知センサー５９のセンサー信号が制御部８０に出力される。制御部８０は、上限検知センサー５９から入力したセンサー信号に基づいて、用紙載置部５２が前記上限位置にあるかどうかを判定する。

残量検知センサー５５は、制御部８０に接続されている。残量検知センサー５５は、用紙載置部５２に積載されている印刷用紙の積載量（積載高さ）を検知する。残量検知センサー５５は、例えば、用紙載置部５２に積載されている印刷用紙の重量を測定するセンサーが考えられる。印刷用紙の重量と印刷用紙のサイズから積載量を検知することができる。このほかに、用紙載置部５２を前記下限位置に配置させた状態からリフトモーター５３によって用紙載置部５２を一定速度で上昇させ、上限検知センサー５９によって用紙載置部５２が検知されるまでの移動量から検知するものも考えられる。或いは、用紙載置部５２に積載されている印刷用紙の枚数に厚みを乗じて算出してもよい。残量検知センサー５５のセンサー信号が制御部８０に出力される。制御部８０は、残量検知センサー５５から入力したセンサー信号に基づいて、用紙載置部５２に積載されている印刷用紙の積載量を算出して検知する。残量検知センサー５５及び制御部８０は、本発明の積載量検知手段の一例である。また、制御部８０は、検知した印刷用紙の積載量が、予め定められた後述の設定枚数Ｐ２であるかどうかを判定する。

サイズ検知センサー５６は、制御部８０に接続されている。サイズ検知センサー５６は、用紙載置部５２に積載されている印刷用紙のサイズを検知する。サイズ検知センサー５６は、例えば、給紙装置１８の内部に設けられたガイドプレート５１Ｂ（図３参照）の位置によって印刷用紙のサイズを検知する。サイズ検知センサー５６は、例えば、印刷用紙のサイズに応じた位置にガイドプレート５１Ｂが配置されたときに作動する光センサーやリミットスイッチなどである。サイズ検知センサー５６のセンサー信号が制御部８０に出力される。制御部８０は、サイズ検知センサー５６から入力したセンサー信号に基づいて、用紙載置部５２に積載されている用紙のサイズを判定する。

制御部８０は、画像形成装置１０を統括制御するものである。図２に示されるように、制御部８０は、ＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、ＥＥＰＲＯＭ８４、モータードライバー８５などで構成されている。制御部８０は、内部バスや信号線などによって、画像形成部１４、画像読取部１２、操作表示パネル１５、及び給紙装置１８が備える電気機器と電気的に接続されている。また、制御部８０は、図５のフローチャートにしたがった閾値更新処理及び異常判定処理を行う。ここで、前記異常判定処理は、用紙載置部５２の昇降時における異常やリフトモーター５３における異常を検知する処理である。また、前記閾値更新処理は、前記異常判定処理において過負荷判定に用いられる過負荷閾値Ｐ１（本発明の閾値の一例）を更新する処理である。

ＲＯＭ８２には、各種制御プログラムが格納されている。例えば、負荷電流検知部５４、残量検知センサー５５、サイズ検知センサー５５、上限検知センサー５９などからのセンサー信号に基づいて、リフトモーター５３の電流値や、印刷用紙の積載量、用紙サイズ、用紙載置部５２の上限位置などを検知又は判定するための制御プログラムやデータが格納されている。また、前記閾値更新処理及び前記異常判定処理を行うための制御プログラムが格納されている。これらの制御プログラムがＣＰＵ８１によって実行されることにより、前記閾値更新処理や前記異常判定処理などが行われて、画像形成装置１０の動作が制御される。なお、制御部８０は集積回路（ＡＳＩＣ、ＤＳＰ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。

ＲＡＭ８３は、ＣＰＵ８１によるプログラム実行時にデータなどを展開する作業領域として使用される。また、データを一時的に保管する領域としても使用される。ＥＥＰＲＯＭ８４は、前記閾値更新処理及び前記異常判定処理における判定処理に用いられる各閾値が格納されている。前記閾値は、具体的には、リフトモーター５３に過剰な負荷（過負荷）がかかっているかどうかを判定するために用いられる過負荷閾値Ｐ１、過負荷閾値Ｐ１を更新するかどうかを判定するために用いられる設定枚数Ｐ２（本発明の設定量の一例）である。

以下、図５のフローチャートを参照して、制御部８０によって実行される閾値更新処理及び異常判定処理の手順の一例について説明する。図５中のＳ２１、Ｓ２２、…は処理手順（ステップ）の番号を表している。これらの処理手順にしたがって各処理が制御部８０によって実行されることにより、制御部８０が本発明の電流検知手段、異常判定手段、更新手段、積載量検知手段、として実現される。

（閾値更新処理）
前記閾値更新処理は、図５においてステップＳ２１〜Ｓ２８に示す手順で示されている。

まず、制御部８０は、ＥＥＰＲＯＭ８４に記憶されている過負荷閾値Ｐ１を読み出して、それをＲＡＭ８３の設定メモリ領域に格納する（Ｓ２１）。その後、制御部８０は、過負荷閾値Ｐ１を更新する更新タイミングかどうかを判定する（Ｓ２２）。このタイミングは、例えば、画像形成装置１０に電源が投入されたとき、画像形成装置１０に印刷ジョブが入力されたとき、給紙装置１８の印刷用紙が補給されたときである。制御部８０は、前記更新タイミングであるかどうかを、電源投入時の起動信号の有無や、印刷ジョブの受信の有無、給紙装置１８が備える各種センサー信号などに基づいて判定する。なお、以下においては、前記更新タイミングとして、給紙装置１８の印刷用紙が補給されたときを例にして説明する。ステップＳ２２で、前記更新タイミングである判定された場合は、ステップＳ２３に進み、更新タイミングと判定されなかった場合は、ステップＳ２９に進む。

ステップＳ２３では、制御部８０は、給紙装置１８に収容されている印刷用紙のサイズを取得する。具体的には、制御部８０は、上述したように、サイズ検知センサー５６からのセンサー信号から実際に収容されている印刷用紙のサイズを検知する。そして、ステップＳ２４において、制御部８０は、ステップＳ２３で取得された用紙サイズに応じて設定枚数Ｐ２を算出して、前記設定メモリ領域に格納する。

ここで、設定枚数Ｐ２は、用紙載置部５２に積載されている印刷用紙の積載量が予め定められた一定の重量であるかどうかを決定するために用いられる閾値である。言い換えると、前記設定枚数Ｐ２は、用紙サイズに関わらず、積載されている印刷用紙がリフトモーター５３に与える負荷が常に一定であることを示す指標である。
例えば、同質の紙で構成されたＡ４サイズの印刷用紙とＡ３サイズの印刷用紙があり、Ａ４サイズの印刷用紙が用紙載置部５２に積載されている場合の前記設定枚数Ｐ２が「印刷用紙５００枚」と仮定する。この場合は、Ａ３サイズはＡ４サイズの２倍の大きさなので、Ａ３サイズの印刷用紙が用紙載置部５２に積載されたときの前記設定枚数Ｐ２はその半分の「印刷用紙２５０枚」となる。もちろん、印刷用紙の厚みなどが考慮されて、設定枚数Ｐ２が常に同じ重量となるように設定されてもよい。

次のステップＳ２５では、制御部８０は、印刷処理が実行されたことによって印刷用紙が消費されたことにより、用紙載置部５２の印刷用紙の積載量が前記設定枚数Ｐ２まで減少したかどうかを判定する。具体的には、制御部８０は、前記残量検知センサー５５からのセンサー信号から実際に収容されている印刷用紙の積載量を検知する。ステップＳ２５では、印刷用紙の積載量が前記設定枚数Ｐ２まで減少したと判定されるまで繰り返し行われる。

ステップＳ２５において、印刷用紙の積載量が前記設定枚数Ｐ２まで減少したと判定されると、次のステップＳ２６において、制御部８０は、リフトモーター５３の駆動電流を取得する。具体的には、制御部８０は、上述したように、負荷電流検知部５４からの電圧信号に基づいて、リフトモーター５３に流れる駆動電流を算出する。このとき、リフトモーター５３に負荷が与えられたときの駆動電流を取得するため、制御部８０は、前記上昇制御によって用紙載置部５２が上昇しているときに、負荷電流検知部５４から出力された電圧信号に基づいて、リフトモーター５３に流れる駆動電流を算出する。算出された駆動電流の値は、ＲＡＭ８３に一時的に記憶される。

次のステップ２７では、制御部８０は、ステップＳ２６で取得された駆動電流に基づいて、最大負荷時に必要な駆動電流（以下「最大負荷電流」という。）を算出する。ここで、最大負荷とは、正常動作の用紙載置部５２がリフトモーター５３に与える最大の負荷のことである。具体的には、前記最大負荷は、用紙載置部５２に積載可能な最大サイズの印刷用紙（例えばＡ３サイズ）が用紙載置部５２に満載されたときの負荷である。用紙載置部５２の最大許容積載量は決まっているため、このステップ２７では、前記最大許容積載量に対する前記設定枚数Ｐ２の比率と、用紙載置部５２に積載されている印刷用紙のサイズとから求めた比率をステップ２６で算出された駆動電流に乗じることにより、前記最大負荷電流が算出される。

次のステップＳ２８では、制御部８０は、前記設定枚数Ｐ２の印刷用紙が積載された状態で用紙載置部５２がリフトモーター５３によって移動されているときの駆動電流に応じた数値となるように、過負荷閾値Ｐ１を更新する。具体的には、制御部８０は、ステップＳ２７で求められた前記最大負荷電流に予め定められた安全率（例えば１２０％）を乗じることにより、新たな過負荷閾値Ｐ１を算出し、それをＲＡＭ８３の設定メモリ領域に格納することで、設定メモリ内の過負荷閾値Ｐ１の数値を更新する。

（異常判定処理）
前記異常判定処理は、図５においてステップＳ２９〜Ｓ３０に示す手順で示されている。

まず、制御部８０は、負荷電流検知部５４からの電圧信号に基づいて、リフトモーター５３の駆動電流を常に監視し、その駆動電流がＲＡＭ８３の設定メモリ領域に格納された過負荷閾値Ｐ１よりも大きいかどうかを判定する。前記閾値更新処理が行われた場合は、更新後の新たな過負荷閾値Ｐ１と比較され、前記閾値更新処理が行われなかった場合は、更新前の過負荷閾値Ｐ１と比較される。ここで、リフトモーター５３の駆動電流が前記過負荷閾値Ｐ１よりも大きいと判定されると、制御部８０は、用紙載置部５２が異常動作するなどして、最大負荷以上の過剰な負荷がリフトモーター５３にかけられていると判定する。そして、その異常を示すエラーを操作表示パネル１５などに出力する。

上述したように、本実施形態に係る画像形成装置１０では、用紙載置部５２に印刷用紙が補給された後に、印刷用紙の積載量が前記設定枚数Ｐ２まで減少するたびに、過負荷閾値Ｐ１がその時のリフトモーター５３の駆動電流に応じた数値に更新される。そのため、リフトモーター５３が長期使用により劣化したときの状況を考慮した過負荷閾値Ｐ１を設定しなくて済む。したがって、リフトモーター５３が劣化する前においては、将来にリフトモーター５３が劣化した場合に適用される過負荷閾値Ｐ１よりも低い数値の過負荷閾値Ｐ１を用いて、異常判定が行われる。その結果、リフトモーター５３の周辺機構である駆動伝達機構５７や筐体５１に過剰な強度を持たせる必要なく、適切な異常判定が可能となる。

なお、上述の実施形態では、図５のステップＳ２５において、印刷用紙の積載量が設定枚数Ｐ２まで減少したときに、ステップＳ２６〜Ｓ２８の処理を行うようにしたが、本発明はこれに限られない。例えば、図５のステップＳ２５において印刷用紙の積載量が設定枚数Ｐ２まで減少したことを判定するにあたり、前記用紙載置部５２が、前記下限位置と前記上限位置との間の所定の位置に到達したことを検出することにより判定してもよい。

また、上述の実施形態では、給紙装置１８に多数枚の印刷用紙を積載する用紙載置部５２を搭載した例について説明したが、例えば、ＡＤＦ２１に設けられた原稿積載トレイ２２や画像形成部１０に備えられた各給紙トレイ２５が、用紙載置部５２と同様に多数枚の原稿を積載可能であり、モーターなどによって上下方向へ移動可能な構成である場合は、このような構成にも本発明は適用可能である。この場合は、原稿積載トレイ２２及び給紙トレイ２５が本発明のシート積載部にする。

また、本発明は、図６に示されるように、画像形成装置１０のスタックトレイ１６（本発明のシート積載部の一例）が上下方向へ移動可能に支持された構成にも適用可能である。ここで、図６は、スタックトレイ１６の移動機構の概略構成を示す模式図である。スタックトレイ１６は、例えば、図示しないモーターからプーリーやベルトなどの駆動伝達機構１４０を介して得られた駆動力によって、上下方向へ移動される。この移動は、制御部８０によってモーターが駆動制御されることによって行われる。スタックトレイ１６に印刷用紙が排出されて、一定量の印刷用紙が積載されると、スタックトレイ１６は下方へ移動される。この動作が順次繰り返されることにより、スタックトレイ１６に多数枚の印刷用紙が積載される。このような構成に対して、スタックトレイ１６の異常状態を判定する場合に、本発明を適用することができる。

１０：画像形成装置
１４：画像形成部
１６：スタックトレイ
１８：給紙装置
５１：筐体
５２：用紙載置部
５３：リフトモーター
５４：負荷電流検知部
５５：残量検知センサー
５７：駆動伝達機構
５８：給紙ローラー
６２：給紙位置
８０：制御部

Claims (6)

1. 上下方向へ移動可能に支持され、複数枚のシートが積載可能なシート積載部と、
   前記シート積載部を前記上下方向へ移動させる駆動力を出力する電動機と、
   前記電動機の電流値を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段によって検知された電流値が予め定められた閾値よりも大きい場合に前記シート積載部が異常状態であると判定する異常判定手段と、
   予め定められた設定量のシートが積載された状態で前記シート積載部が前記電動機の駆動力を得て移動しているときに前記電流検知手段によって検知された電流値に応じて、前記閾値を更新する更新手段と、を具備するシート積載装置。
2. 前記シート積載部に積載されているシートの積載量が前記設定量であるかどうかを検知する積載量検知手段を更に備え、
   前記積載量検知手段によって前記設定量が検知された場合に、前記更新手段は、前記電流検知手段によって検知された電流値に応じて、前記閾値を更新する請求項１に記載のシート積載装置。
3. 前記更新手段は、前記電流検知手段によって検知された電流値に基づいて最大負荷時の前記電動機における電流値を算出し、算出された電流値に予め定められた安全率を乗じて得られた数値に前記閾値を更新するものである請求項１又は２に記載のシート積載装置。
4. 前記シート積載部におけるシートの積載量が減少した場合に、前記電動機を制御して前記シート積載部に積載された複数のシートの最上位面が予め定められた第１位置に達するまで前記シート積載部を上方へ移動させる駆動制御手段を更に備え、
   前記更新手段は、前記駆動制御手段による前記シート積載部の上昇中に前記電流検知手段によって検知された電流値に応じて、前記閾値を更新する請求項１から３のいずれかに記載のシート積載装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のシート積載装置と、
   前記シート積載装置からシートを取り出して１枚ずつ搬送する搬送手段と、を具備するシート搬送装置。
6. 請求項１から４のいずれかに記載のシート積載装置を具備する画像形成装置。
   

Images