JP2018122958A - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ピックアップローラがシートに接触していない状態で、シートを給送する動作が行われてしまうことを防止すること。【解決手段】シートを収納する用紙カセット5と、用紙カセット5に収納されたシートを給送するピックアップローラ1と、用紙カセット5が所定位置まで到達するとピックアップローラ1をシートに当接させるピックホルダー4と、所定位置よりも用紙カセット5の挿入方向上流側に設けられ用紙カセット5を検知する挿入センサ9と、ピックアップローラ1を駆動する給送モータM1と、シート給送動作を制御する制御部260と、を備え、制御部260は、挿入センサ9が用紙カセット5を検知している状態でピックアップローラ1を駆動し(S13)、給送モータM1の負荷トルク量が所定値以上である場合はシート給送動作を許可し(S23)、負荷トルク量が所定値より小さい場合はシート給送動作を禁止する(S15)。【選択図】図8
Description
本発明は、プリンタなどの画像形成装置に適用可能なシート給送装置、及びシート給送装置を備えた画像形成装置に関する。
従来、複写機等の画像形成装置には、複数枚のシートを収納する用紙カセットと、用紙カセットに収納されたシートをピックアップローラによりピックアップし、給送する給送部とを備えたシート給送装置が設けられている。このようなシート給送装置では、ピックアップローラを保持する保持部が、用紙カセットに載置された最上位のシートの面の高さを検知する検知手段としての機能を有する。具体的には、最上位のシートの面の高さを検知するフォトセンサがシート給送装置に設けられており、最上位のシートに接触したピックアップローラがシートの給送に適した高さになると、ピックアップローラを保持する保持部は、フォトセンサの光を遮光する。即ち、ピックアップローラを保持する保持部は、ピックアップローラがシートの給送に適した高さに位置していることを検知するためのフラグとして使用される。更に、カセットを画像形成装置本体に挿入する動作に連動して、ピックアップローラをシートに接触させるためにシート上に落下させる構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような構成を有するシート給送装置では、用紙カセットがカセット装着部の適正な位置まで挿入された場合には、ピックアップローラがシート上に落下し、保持部はフォトセンサを遮光しない位置まで移動する。その後、シートが積載(収納)されている面がリフトアップすることで、保持部がフォトセンサを遮光する位置まで上昇する。この結果、ピックアップローラは適正な高さでシートの給送を行うことができる。また、画像形成装置本体には、用紙カセットがシート給送装置に挿入されたことを検知する挿入センサが設けられている。用紙カセットの挿入方向奥側に設けられたフラグがフォトセンサで構成された挿入センサを遮光することにより、用紙カセットが挿入されたことが検知される。
しかしながら、上述した用紙カセットの挿入動作に連動してピックアップローラを用紙カセットに収容されたシート上に落下させる構成には、次のような課題がある。用紙カセットの挿入動作に連動してピックアップローラの落下が開始されるタイミングが早すぎると、ピックアップローラとシートが接触した状態で用紙カセットの挿入動作が行われるため、シートの斜行やシートの折れの原因となる。これを防ぐために、ピックアップローラの落下が開始されるタイミングは、用紙カセットの挿入が完了する直前に設定されるべきである。
そのため、ピックアップローラの落下を開始させるべき用紙カセットの位置は、挿入センサが用紙カセットの挿入を検知する位置よりも、更に用紙カセットが奥側に挿入された位置に設定されなければならない場合がある。この場合、用紙カセットの挿入は検知されているが、ピックアップローラの落下を開始させるべき位置まで用紙カセットが挿入されていないことが起こる可能性がある。
一方、ピックアップローラを落下させるための機構による負荷等の影響で、用紙カセットを挿入する際には挿入負荷が発生する。ユーザは、用紙カセットを画像形成装置本体に挿入するときに、挿入負荷の影響により用紙カセットが適正な位置まで挿入されていると思い込み、用紙カセットが適正な位置まで挿入されずに放置される場合がある。すなわち、用紙カセットの挿入は検知されているが、ピックアップローラの落下を開始させるための位置まで用紙カセットが挿入されていないことが起こる可能性がある。この場合、ピックアップローラは用紙カセットに収容されたシート上に落下していないため、ピックアップローラを保持する保持部はフォトセンサを遮光している。そのため、ピックアップローラは、シートの給送に適した高さに位置していると判断され、用紙カセットからシートを給送する動作が開始されてしまう。しかしながら、ピックアップローラはシートに接触していないため、シートが正常に給送されない状態が発生してしまう。
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、ピックアップローラがシートに接触していない状態で、シートを給送する動作が行われてしまうことを防止することを目的とする。
前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
(1)シートを給送するシート給送装置において、前記シートを収納するトレイを有し、シート給送装置に対して着脱可能な収納部と、前記トレイに収納されたシートに当接又は離間し、前記シートに当接した状態で前記シートを給送するピックアップローラと、前記収納部の先端が前記シート給送装置の所定位置まで到達すると、前記ピックアップローラを落下させることによって前記ピックアップローラを前記トレイに収納されたシートに当接させる支持部と、前記収納部が挿入される挿入方向において前記所定位置よりも上流側に設けられ、前記収納部を検知する検知手段と、前記ピックアップローラを駆動するモータと、前記ピックアップローラが前記シートを給送する動作を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検知手段が前記収納部を検知している状態で前記ピックアップローラを駆動している期間において前記モータの回転子にかかる負荷トルク量が所定値以上である場合は前記シートを給送する動作を許可し、前記負荷トルク量が前記所定値より小さい場合は前記シートを給送する動作を禁止することを特徴とするシート給送装置。
(2)シートに画像を形成する画像形成手段と、前記(1)に記載のシート給送装置と、を備え、前記画像形成手段は、前記シート給送装置によって給送された前記シートに画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、ピックアップローラがシートに接触していない状態でシートの給送動作が行われてしまうことを防止することができる。
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[画像形成装置の構成]
まず、シート給送装置を備える画像形成装置について、図1を用いて説明する。図1に示すように、画像形成装置であるフルカラーのレーザービームプリンタ(以下、プリンタという)200は、画像形成装置本体(以下、装置本体ともいう)201と、画像読取装置202を備えている。
まず、シート給送装置を備える画像形成装置について、図1を用いて説明する。図1に示すように、画像形成装置であるフルカラーのレーザービームプリンタ(以下、プリンタという)200は、画像形成装置本体(以下、装置本体ともいう)201と、画像読取装置202を備えている。
装置本体201は、シート給送装置230a、230b、230c、230dを有する。シート給送装置230a〜230dは、シートPを収納する収納部である用紙カセット5a〜5dを有し、用紙カセット5a〜5dは、シート給送装置230a〜230dに着脱可能である。用紙カセット5a〜5dには、それぞれ異なる種類のシートを収納することができる。例えば、用紙カセット5aにはA4サイズの普通紙が収納され、用紙カセット5bにはA4サイズの厚紙が収納される。なお、シートとは、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、用紙、樹脂シート、布、OHPシート、ラベル等がシートに含まれる。画像形成動作が行われる際には、シート給送装置230a〜230dの中の指定されたシート給送装置から画像形成部201bにシートPが給送される。なお、シート給送装置230a〜230dは、用紙カセット5aだけが、用紙カセット5b〜5dに比べて、図中、左右方向の長さが異なるが、後述するシートPを給送する給送部の構成は、同じ構成となっている。
用紙カセット5a〜5dは、図中手前方向に引き出すことによりシート給送装置230a〜230dから抜き出され、図中奥行方向に押し込むことによりシート給送装置230a〜230dに装着される。なお、以下では、特定のシート給送装置を指す場合を除き、シート給送装置230a〜230dを総称して、シート給送装置230と呼ぶ。
画像形成部201bは4ドラムフルカラー方式を採用しており、レーザスキャナ210と、図中左側から順にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色のトナー像を形成する4個のプロセスカートリッジ211とを有している。各プロセスカートリッジ211は、感光体としての感光ドラム212と、帯電手段としての帯電器213と、現像手段としての現像器214と、クリーニング手段としてのクリーナ(不図示)とを有している。なお、図中、最も左側のイエローのプロセスカートリッジ211のみに符号を付し、他のマゼンタ、シアン、ブラックのプロセスカートリッジ211については、イエローのプロセスカートリッジと構成が同一であるため、符号の記載を省略する。
また、画像形成部201bは、中間転写ユニット201cを有している。中間転写ユニット201cは、駆動ローラ216a及びテンションローラ216bに巻き掛けられた中間転写ベルト216を有している。また、中間転写ユニット201cは、中間転写ベルト216の内側の、感光ドラム212に対向した位置に配置され、中間転写ベルト216の内面に当接する一次転写ローラ219を有している。中間転写ベルト216は、フィルム状部材から構成され、各感光ドラム212に当接しており、駆動部(不図示)によって駆動される駆動ローラ216aにより図中矢印方向に回転する。
一次転写ローラ219から中間転写ベルト216に正極性の転写電圧が印加されることにより、感光ドラム212上の負極性を持つ各色トナー像が順次中間転写ベルト216に多重転写され、中間転写ベルト216上にカラー画像が形成される。駆動ローラ216aと対向する位置には二次転写ローラ217が配置され、二次転写ローラ217によって中間転写ベルト216上に形成されたカラー画像がシートPに転写される。
二次転写ローラ217のシート搬送方向の下流には定着部220が配置され、定着部220の下流には、排出ローラ対225a、排出ローラ対225b、及び反転排出部としての両面反転部201dが配置されている。両面反転部201dは、正回転及び逆回転が可能な反転ローラ対222、及び第1面に画像が形成されたシートPを再度、画像形成部201bに搬送する再搬送通路R等を有している。
上述したプリンタ200では、画像読取装置202が読み取った画像情報、又はパーソナルコンピュータ(PC)(不図示)等の外部機器から入力された画像情報は、画像処理により電気信号に変換され画像形成部201bのレーザスキャナ210に送信される。画像形成部201bの各プロセスカートリッジ211では、帯電器213によって感光ドラム212の表面が所定の極性及び電位に一様に帯電される。そして、レーザスキャナ210から画像情報に対応するレーザ光が出射され、各プロセスカートリッジ211の感光ドラム212の外周面には、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの静電潜像が形成される。各プロセスカートリッジ211の感光ドラム212の外周面に形成された静電潜像は現像器214が感光ドラム212の外周面にトナーを付着させることにより可視化される。即ち、感光ドラム212の外周面にトナー像が形成される。そして、各感光ドラム212の外周面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ219に印加された電圧により中間転写ベルト216に順次重ね合わせて転写される。これにより、中間転写ベルト216上にトナー像が形成される。
一方、後述する方法によりシート給送装置230a〜230dのいずれかから給送されたシートPは、レジストレーションローラ対240を通過し、二次転写ローラ217と中間転写ベルト216とのニップ部へ搬送される。そして、中間転写ベルト216上に転写されたトナー像が、シートP上に転写される。トナー像が転写されたシートPは定着部220に搬送されて加熱及び加圧され、トナー像がシートPに定着される。その後、トナー像が定着されたシートPは、排出ローラ対225aによって排出空間Sに排出され、排出空間S内に設けられた排出トレイ250に積載される。
また、操作部20は、データ入力や印刷指示等を行う操作パネルと、ユーザへの各種情報表示やアラーム表示等を行う表示部とから構成されている。
[シート給送装置の構成]
続いて、本実施例のシート給送装置230について、図を参照して説明する。図2は、用紙カセット5がシート給送装置230に挿入される動作を説明する図である。図2は、図1に示すプリンタ200を図中上方向から見たときの用紙カセット5及びシート給送装置230の状態を示した図である。図2(a)は、用紙カセット5がシート給送装置230から引き出されている状態を示す図である。図2(b)は、用紙カセット5が矢印A方向(図2(a)に表示)にシート給送装置230に挿入されている途中の状態を示す図である。図2(c)は、シート給送装置230への用紙カセット5の挿入が完了し、シート給送装置230に用紙カセット5が装着された状態を示す図である。なお、用紙カセット5に収容されたシートPは、図中、右方向に給送される。
続いて、本実施例のシート給送装置230について、図を参照して説明する。図2は、用紙カセット5がシート給送装置230に挿入される動作を説明する図である。図2は、図1に示すプリンタ200を図中上方向から見たときの用紙カセット5及びシート給送装置230の状態を示した図である。図2(a)は、用紙カセット5がシート給送装置230から引き出されている状態を示す図である。図2(b)は、用紙カセット5が矢印A方向(図2(a)に表示)にシート給送装置230に挿入されている途中の状態を示す図である。図2(c)は、シート給送装置230への用紙カセット5の挿入が完了し、シート給送装置230に用紙カセット5が装着された状態を示す図である。なお、用紙カセット5に収容されたシートPは、図中、右方向に給送される。
図2(a)において、シート給送装置230には、用紙カセット5の挿入を検知する挿入センサ9と、用紙カセット5が挿入されたときに用紙カセット5に設けられたロックアーム6が引っ掛かって用紙カセット5を位置決めするロックピン8が設けられている。また、シート給送装置230には、ピックアップローラ1(図3参照)を落下させるための跳上アーム14が設けられている。
一方、用紙カセット5には挿入方向(図2(a)の矢印A方向)の奥側に、斜面部5a(回動規制部材)と、挿入センサ9を遮光するフラグ5bが設けられている。斜面部5aは、ピックアップローラ1を用紙カセット5に収容されたシートP上に落下させるために跳上アーム14を回動させる。一方、用紙カセット5の挿入方向手前側には、支点軸7を中心にバネ(不図示)により反時計回り方向に付勢されたロックアーム6が設けられている。用紙カセット5がシート給送装置230の適正な位置まで挿入されると、ロックアーム6はシート給送装置230に設けられたロックピン8と係合する(図2(c))。
挿入センサ9(検知手段)は、光を出射する発光部と発光部からの光を検知する受光部から構成されるフォトセンサ(不図示)を有している。挿入センサ9は、用紙カセット5に設けられたフラグ5bが発光部からの光を遮光することにより、用紙カセット5の挿入を検知することができる。フラグ5bが発光部からの光を遮光するときの用紙カセット5の位置は、用紙カセット5が挿入される所定位置である適正な位置よりも用紙カセット5の挿入方向上流側である。ここで、フラグ5bが挿入センサ9のフォトセンサを遮光している状態を挿入センサ9のオン状態とし、フラグ5bがフォトセンサを遮光していない状態を挿入センサ9のオフ状態とする。用紙カセット5がシート給送装置230に挿入されると、用紙カセット5に設けられたフラグ5bが挿入センサ9の発光部と受光部との間に挿入され、挿入センサ9に設けられたフォトセンサの発光部から出力される光を遮光する。これにより、挿入センサ9は、用紙カセット5が挿入されたことを検知する(図2(b)、(c))。
また、図2(b)及び図2(c)に示すように、用紙カセット5がシート給送装置230の奥方向へと挿入されると、跳上アーム14が斜面部5aの斜面に沿って図中、左方向へと移動する。これにより、跳上アーム14によるピックホルダー4(図4参照)の回転規制部16(図4参照)による規制が外れ、ピックホルダー4に支持されたピックアップローラ1が用紙カセット5に載置された最上位のシートP上に落下する。
[給送部の構成]
図3は、用紙カセット5に収容されたシートを画像形成部201bへ給送する給送部の構成を示す模式図である。図3は、図2(c)に示すシート給送装置230を図中下から上方向に向かって見たときの給送部の周辺の構成を示している。用紙カセット5には、用紙カセット5に回動自由に軸支され、シートPを積載するトレイであるシート積載板10と、用紙カセット5に回動自由に軸支され、シート積載板10のシート給送方向の下流側端部を押し上げるリフター板11が備えられている。なお、昇降手段であるリフター板11は、後述するリフタモータM2(図5参照)により駆動されて、昇降動作を行う。
図3は、用紙カセット5に収容されたシートを画像形成部201bへ給送する給送部の構成を示す模式図である。図3は、図2(c)に示すシート給送装置230を図中下から上方向に向かって見たときの給送部の周辺の構成を示している。用紙カセット5には、用紙カセット5に回動自由に軸支され、シートPを積載するトレイであるシート積載板10と、用紙カセット5に回動自由に軸支され、シート積載板10のシート給送方向の下流側端部を押し上げるリフター板11が備えられている。なお、昇降手段であるリフター板11は、後述するリフタモータM2(図5参照)により駆動されて、昇降動作を行う。
給送部は、ピックアップローラ1と、フィードローラ2と、リタードローラ3を有する。ピックアップローラ1は、シート積載板10上の最上位のシートPをピックアップし、フィードローラ(搬送ローラともいう)2は、ピックアップローラ1によりピックアップされたシートPを画像形成部201bへ搬送する。また、リタードローラ3は、フィードローラ2に押圧され、2枚目以降のシートPを用紙カセット5側に戻して、シートPの重送を防止する。ピックアップローラ1は、バネ(不図示)により用紙カセット5上に載置されたシートPの方向へ押圧され、フィードローラ2の回転軸を中心に回転自由に軸支されるピックホルダー4により保持されている。ピックアップローラ1、フィードローラ2、リタードローラ3は、後述する給送モータM1(図5参照)により駆動されて、回転する。
また、シート積載板10に載置されたシートPの高さを検知する高さセンサ12(第2検知手段)は、光を出射する発光部と、発光部からの光を検知する受光部と、から構成されるフォトセンサ(不図示)を有している。リフタモータM2によりシート積載板10を押し上げることにより、シート積載板10に載置された最上位のシートPに接触しているピックアップローラ1も上昇する。これにより、ピックアップローラ1を支持している支持部であるピックホルダー4も上昇し、ピックホルダー4の先端に設けられたフラグ4aも上昇する。そして、ピックホルダー4に設けられたフラグ4aが、高さセンサ12の発光部からの光を遮光することにより、シート積載板10に載置されたシートPの高さを検知することができる。ここで、フラグ4aがフォトセンサを遮光している状態を高さセンサ12のオン状態とし、フラグ4aがフォトセンサを遮光していない状態を高さセンサ12のオフ状態とする。なお、図3の模式図は、シート積載板10が上昇し、ピックアップローラ1を支持するピックホルダー4の先端に設けられたフラグ4aが、フォトセンサを遮光している状態を示している。
[跳上アームの構成]
図4は、用紙カセット5の挿入方向におけるシート給送装置230の奥側に設けられた跳上アーム14の状態を説明する模式図であり、ピックアップローラ1、フィードローラ2、リタードローラ3は省略されている。図4は、図2に示すシート給送装置230を図中下から上方向に向かって見たときの跳上アーム14及び給送部の構成を示している。図4(a)は、図2(a)に示す跳上アーム14の状態を示す模式図であり、図4(b)は、図2(c)に示す跳上アーム14の状態を示す模式図である。
図4は、用紙カセット5の挿入方向におけるシート給送装置230の奥側に設けられた跳上アーム14の状態を説明する模式図であり、ピックアップローラ1、フィードローラ2、リタードローラ3は省略されている。図4は、図2に示すシート給送装置230を図中下から上方向に向かって見たときの跳上アーム14及び給送部の構成を示している。図4(a)は、図2(a)に示す跳上アーム14の状態を示す模式図であり、図4(b)は、図2(c)に示す跳上アーム14の状態を示す模式図である。
シート給送装置230に用紙カセット5が挿入されていない状態では、跳上アーム軸13に回動可能に軸支されている跳上アーム14は、バネ(不図示)により反時計回り方向へ常時付勢されている。そして、跳上アーム14は、シート給送装置230に設けられた回転規制部16により、一定角度以上回転しないように規制されている。また、跳上アーム14の回転規制部16側の端部には、用紙カセット5の斜面部5aと接触する当接部14aが設けられており、跳上アーム14のもう一方の端部には、コロ15が取り付けられている。コロ15は、ピックホルダー4のアーム当接部4bに当接して、ピックホルダー4を支持している。そして、ピックホルダー4の先端に設けられたフラグ4aは、高さセンサ12のフォトセンサを遮光し、高さセンサ12はオン状態となっている。
前述したように、跳上アーム14は、用紙カセット5がシート給送装置230に挿入されると、用紙カセット5に設けられた斜面部5aにより跳上アーム軸13を中心に回転し、状態が変化する。図4(b)は、シート給送装置230に用紙カセット5が挿入され、ロックアーム6がロックピン8と係合する所定位置まで用紙カセット5が到達したとき(図2(c))の跳上アーム14の状態を示す模式図である。用紙カセット5が所定位置まで到達すると、斜面部5aは跳上アーム14と接触する位置(第1の位置)まで到達する。この結果、跳上アーム14は、斜面部5aとの接触により、跳上アーム軸13を中心に時計回り方向に回転する。これにより、コロ15はピックホルダー4のアーム当接部4bの表面を図中右方向に移動し、跳上アーム14の時計回り方向の回転が更に進むと、コロ15は、アーム当接部4bから離間する位置に到達する。その結果、ピックホルダー4は跳上アーム14による支持がなくなって、フィードローラ2(図3)の回転軸を中心に回動して図中下方向に落下する(図4(b))。これにより、ピックホルダー4に支持されたピックアップローラ1がシート積載板10に載置されたシートP上に落下する。これにより、ピックホルダー4の先端に設けられたフラグ4aは、図中下方向に移動するため、高さセンサ12はオン状態からオフ状態となる。
[シート給送装置の制御部の構成]
図5は、シート給送装置230の制御部の構成を示すブロック図である。制御手段である制御部260は、挿入センサ9、高さセンサ12、操作部20、リフタモータM2、モータ制御部157、駆動制御装置516(図6参照)に接続されている。モータ制御部157は、制御部260から出力される指令に基づいて、駆動制御装置516を制御する。駆動制御装置516は、モータ制御部157から出力される指令に基づいてステッピングモータである給送モータM1(駆動部)を制御する。
図5は、シート給送装置230の制御部の構成を示すブロック図である。制御手段である制御部260は、挿入センサ9、高さセンサ12、操作部20、リフタモータM2、モータ制御部157、駆動制御装置516(図6参照)に接続されている。モータ制御部157は、制御部260から出力される指令に基づいて、駆動制御装置516を制御する。駆動制御装置516は、モータ制御部157から出力される指令に基づいてステッピングモータである給送モータM1(駆動部)を制御する。
制御部260は、挿入センサ9、高さセンサ12の検知情報に基づいて、リフタモータM2の駆動及びモータ制御部157を介した給送モータM1の駆動と、操作部20の制御を行う。また、制御部260は、後述する駆動制御装置516から取得した給送モータM1に供給される電流値等の情報を取得し、給送モータM1の負荷量(負荷トルク量)を算出する。そして、制御部260は、算出した負荷量に基づいて、モータ制御部157を介して給送モータM1の駆動制御を行う。また、制御部260は、制御に必要なデータ等が格納された記憶部261を有している。なお、ここでは、制御部260はシート給送装置230の制御部として説明しているが、例えば、プリンタ200の制御部であってもよい。
[用紙カセット5の挿入不良]
用紙カセット5がシート給送装置230から引き抜かれた状態(図2(a))では、跳上アーム14の先端に設けられたコロ15はピックホルダー4のアーム当接部4bと当接し、ピックアップローラ1はシート積載板10上のシートPから離間している。このとき、高さセンサ12はオン状態である(図4(a))。一方、用紙カセット5がシート給送装置230の適正な位置まで挿入された状態(図2(c))では、跳上アーム14の当接部14aが用紙カセット5に設けられた斜面部5aと当接することにより、跳上アーム14が回転する。その結果、コロ15がピックホルダー4のアーム当接部4bから離間し、ピックホルダー4に支持されているピックアップローラ1は、シート積載板10に載置されたシートP上へ落下する。このとき、高さセンサ12はオフ状態である(図4(b))。
用紙カセット5がシート給送装置230から引き抜かれた状態(図2(a))では、跳上アーム14の先端に設けられたコロ15はピックホルダー4のアーム当接部4bと当接し、ピックアップローラ1はシート積載板10上のシートPから離間している。このとき、高さセンサ12はオン状態である(図4(a))。一方、用紙カセット5がシート給送装置230の適正な位置まで挿入された状態(図2(c))では、跳上アーム14の当接部14aが用紙カセット5に設けられた斜面部5aと当接することにより、跳上アーム14が回転する。その結果、コロ15がピックホルダー4のアーム当接部4bから離間し、ピックホルダー4に支持されているピックアップローラ1は、シート積載板10に載置されたシートP上へ落下する。このとき、高さセンサ12はオフ状態である(図4(b))。
また、用紙カセット5がシート給送装置230に挿入されている途中で、用紙カセット5の斜面部5aが跳上アーム14を回転させるときの負荷により、用紙カセット5の挿入が停止してしまった場合の用紙カセット5の状態は、図2(b)のように表される。このとき、ピックホルダー4は図4(a)で表される状態である。そのため、ピックホルダー4に支持されているピックアップローラ1はシート積載板10に載置されたシートPの方向に落下しておらず、高さセンサ12はオン状態のままである。そのため、この状態のままで給紙動作が実行されると、シートPが正常に給送されない。
[給送モータM1の駆動制御]
次に、給送モータM1の駆動制御であるベクトル制御について、図を参照して説明する。なお、以下の説明におけるモータには、モータの回転子の回転位相を検出するためのロータリエンコーダなどのセンサは設けられていないが、ロータリエンコーダなどのセンサが設けられていてもよい。
次に、給送モータM1の駆動制御であるベクトル制御について、図を参照して説明する。なお、以下の説明におけるモータには、モータの回転子の回転位相を検出するためのロータリエンコーダなどのセンサは設けられていないが、ロータリエンコーダなどのセンサが設けられていてもよい。
図6は、A相(第1相)とB相(第2相)との2相から成るステッピングモータとしての給送モータ(以下、モータと称する)M1と、d軸及びq軸によって表される回転座標系との関係を示す図である。図6では、静止座標系において、A相の巻線に対応した軸であるα軸と、B相の巻線に対応した軸であるβ軸とが定義されている。また、図6では、回転子402に用いられている永久磁石の磁極によって作られる磁束の方向に沿ってd軸が定義され、d軸から反時計回りに90度進んだ方向(d軸に直交する方向)に沿ってq軸が定義されている。α軸とd軸との成す角度はθと定義され、回転子402の回転位相は角度θによって表される。ベクトル制御では、回転子402の回転位相θを基準とした回転座標系が用いられる。具体的にはベクトル制御では巻線に流れる駆動電流に対応する電流ベクトルの回転座標系における電流成分であって、回転子にトルクを発生させるq軸成分(トルク電流成分)の値と巻線を貫く磁束の強度に影響するd軸成分(励磁電流成分)の値とが用いられる。
図7は、モータM1の駆動を制御する駆動制御装置516の構成を示す制御ブロック図である。制御部260は、モータ制御部157にモータM1の回転子の目標位相を出力する。モータ制御部157は、制御部260から受信した目標位相に応じて、時間変化に伴う位相指令を位相指令生成部500で生成し、駆動制御装置516に出力する。駆動制御装置516は、モータ制御部157から入力された位相指令に応じた駆動電流をモータM1の巻線に供給し、モータM1の駆動を制御する。
駆動制御装置516は、位相制御部501、速度制御部502、電流制御部503、504の3つの制御ループで構成される。駆動制御装置516は、モータM1の回転子の回転位相θを後述する方法により決定し、その決定結果に基づいてベクトル制御を行う。位相指令生成部500は、モータM1の回転子の目標位相を表す指令位相θ_refを生成し、所定の時間周期で指令位相θ_refを駆動制御装置516へ出力する。減算器101は、モータM1の回転子の回転位相θと指令位相θ_refとの偏差を演算し、該偏差を位相制御部501に出力する。
位相制御部501は、比例制御(P)、積分制御(I)、微分制御(D)に基づいて、減算器101から出力された偏差が小さくなるように、速度指令ω_refを出力する。具体的には、位相制御部501は、P制御、I制御、D制御に基づいて減算器101から出力された偏差が0になるように、速度指令ω_refを出力する。なお、P制御とは、制御する対象の値を指令値と推定値との偏差に比例する値に基づいて制御する制御方法である。また、I制御とは、制御する対象の値を指令値と推定値との偏差の時間積分に比例する値に基づいて制御する制御方法である。また、D制御とは、制御する対象の値を指令値と推定値との偏差の時間変化に比例する値に基づいて制御する制御方法である。本実施形態における位相制御部501は、PID制御に基づいて速度指令ω_refを生成しているが、これに限定されるものではない。例えば、位相制御部501は、PI制御に基づいて速度指令ω_refを生成してもよい。なお、回転子に永久磁石を用いる場合、通常は巻線を貫く磁束の強度に影響するd軸電流指令値id_refは0に設定されるが、これに限定されるものではない。
減算器102は、位相制御部501から出力された、回転子の目標速度を表す指令速度である速度指令ω_refと、速度決定部514によって後述する方法により決定された回転速度ωとの偏差を演算し、該偏差を速度制御部502に出力する。速度制御部502は、PID制御に基づいて、減算器102から出力された偏差が小さくなるように、d軸電流指令id_ref、q軸電流指令iq_refを生成して出力する。具体的には、速度制御部502は、PID制御に基づいて、減算器102から出力された偏差が0になるように、q軸電流指令iq_ref及びd軸電流指令id_refを生成して出力する。なお、本実施例における速度制御部502は、PID制御に基づいてq軸電流指令iq_ref及びd軸電流指令id_refを生成しているが、これに限定されるものではない。例えば、速度制御部502は、PI制御に基づいてq軸電流指令iq_ref及びd軸電流指令id_refを生成してもよい。なお、回転子に永久磁石を用いる場合、通常は巻線を貫く磁束の強度に影響するd軸電流指令値id_refは0に設定されるが、これに限定されるものではない。
モータ509のA相及びB相の巻線に流れる電流は、検出手段である電流検知部507、508によって検知され、その後、A/D変換器510によってアナログ値からデジタル値へと変換される。A/D変換器510によってアナログ値からデジタル値へと変換された駆動電流の電流値は、静止座標系における電流値iα及びiβとして、図6に示す電流ベクトルの位相θeを用いて次式によって表される。なお、電流ベクトルの位相θeは、α軸と電流ベクトルとの成す角度と定義される。また、Iは電流ベクトルの大きさを示す。
iα=I×cosθe・・・(1)
iβ=I×sinθe・・・(2)
これらの電流値iα及びiβは、座標変換部511と誘起電圧決定部512に入力される。
iα=I×cosθe・・・(1)
iβ=I×sinθe・・・(2)
これらの電流値iα及びiβは、座標変換部511と誘起電圧決定部512に入力される。
変換手段である座標変換部511は、次式によって、電流値iα及びiβを回転座標系におけるq軸電流の電流値iq及びd軸電流の電流値idに変換する。
id=cosθ×iα+sinθ×iβ・・・(3)
iq=−sinθ×iα+cosθ×iβ・・・(4)
座標変換部511は、電流値iqを減算器103と制御部260とに出力する。また、座標変換部511は、電流値idを減算器104に出力する。
id=cosθ×iα+sinθ×iβ・・・(3)
iq=−sinθ×iα+cosθ×iβ・・・(4)
座標変換部511は、電流値iqを減算器103と制御部260とに出力する。また、座標変換部511は、電流値idを減算器104に出力する。
減算器103は、トルク電流成分の目標値を示すq軸電流指令iq_refと電流値iqとの偏差を演算し、該偏差を電流制御部503に出力する。また、減算器104は、励磁電流成分の目標値を示すd軸電流指令id_refと電流値idとの偏差を演算し、該偏差を電流制御部504に出力する。電流制御部503は、PID制御に基づいて、入力された偏差がそれぞれ小さくなるように駆動電圧Vqを生成する。具体的には、電流制御部503は、入力された偏差がそれぞれ0になるように駆動電圧Vqを生成して座標変換部505に出力する。
また、電流制御部504は、PID制御に基づいて、入力された偏差がそれぞれ小さくなるように駆動電圧Vdを生成する。具体的には、電流制御部504は、入力された偏差がそれぞれ0になるように駆動電圧Vdを生成して座標変換部505に出力する。なお、本実施例における電流制御部503、504は、PID制御に基づいて駆動電圧Vq及びVdを生成しているが、これに限定されるものではない。例えば、電流制御部503、504は、PI制御に基づいて駆動電圧Vq及びVdを生成してもよい。
座標変換部505は、回転座標系における駆動電圧Vq及びVdを、次式によって、静止座標系における駆動電圧Vα及びVβに逆変換する。
Vα=cosθ*Vd−sinθ*Vq・・・(5)
Vβ=sinθ*Vd+cosθ*Vq・・・(6)
座標変換部505は、回転座標系における駆動電圧Vq及びVdを静止座標系における駆動電圧Vα及びVβに座標逆変換した後、Vα及びVβをPWMインバータ506及び誘起電圧決定部512に出力する。
Vα=cosθ*Vd−sinθ*Vq・・・(5)
Vβ=sinθ*Vd+cosθ*Vq・・・(6)
座標変換部505は、回転座標系における駆動電圧Vq及びVdを静止座標系における駆動電圧Vα及びVβに座標逆変換した後、Vα及びVβをPWMインバータ506及び誘起電圧決定部512に出力する。
PWMインバータ506は、フルブリッジ回路を有する。フルブリッジ回路は座標変換部505から入力された駆動電圧Vα及びVβに基づくPWM信号によって駆動される。その結果、PWMインバータ506は、駆動電圧Vα及びVβに応じた駆動電流iα及びiβを生成し、駆動電流iα及びiβをモータM1の各相の巻線に供給することによって、モータM1を駆動させる。
次に、回転位相θの決定方法について説明する。回転子の回転位相θの決定には、回転子の回転によってモータM1のA相及びB相の巻線に誘起される誘起電圧Eα及びEβの値が用いられる。誘起電圧の値は誘起電圧決定部512によって決定(算出)される。具体的には、誘起電圧Eα及びEβは、A/D変換器510から誘起電圧決定部512に入力された電流値iα及びiβと、座標変換部505から誘起電圧決定部512に入力された駆動電圧Vα及びVβとから、次式によって決定される。
Eα=Vα−R×iα−L×diα/dt・・・(7)
Eβ=Vβ−R×iβ−L×diβ/dt・・・(8)
R:巻線レジスタンス、L:巻線リアクタンス
ここで、巻線レジスタンスRと巻線リアクタンスLの値は、予め誘起電圧決定部512に記憶されている。
Eα=Vα−R×iα−L×diα/dt・・・(7)
Eβ=Vβ−R×iβ−L×diβ/dt・・・(8)
R:巻線レジスタンス、L:巻線リアクタンス
ここで、巻線レジスタンスRと巻線リアクタンスLの値は、予め誘起電圧決定部512に記憶されている。
算出されたEα、Eβは、位相決定部513に出力される。位相決定手段である位相決定部513は、誘起電圧決定部512から入力された誘起電圧Eα、Eβに基づいて、以下の式(9)により、モータM1の回転子の回転位相θを決定する。なお、ATANは、逆正接演算関数(アークタンジェント)である。
θ=ATAN(−Eβ/Eα)・・・(9)
なお、本実施例においては、位相決定部513は、式(9)に基づく演算を行うことによって回転位相θを決定したが、この限りではない。例えば、位相決定部513は、予め位相決定部513に記憶されている、誘起電圧Eα及び誘起電圧Eβと誘起電圧Eα及び誘起電圧Eβとに対応する回転位相θとの関係を示すテーブルを参照することによって回転位相θを決定してもよい。前述の如くして得られた回転子の回転位相θは、減算器101、座標変換部505、511及び速度決定部514に出力される。
θ=ATAN(−Eβ/Eα)・・・(9)
なお、本実施例においては、位相決定部513は、式(9)に基づく演算を行うことによって回転位相θを決定したが、この限りではない。例えば、位相決定部513は、予め位相決定部513に記憶されている、誘起電圧Eα及び誘起電圧Eβと誘起電圧Eα及び誘起電圧Eβとに対応する回転位相θとの関係を示すテーブルを参照することによって回転位相θを決定してもよい。前述の如くして得られた回転子の回転位相θは、減算器101、座標変換部505、511及び速度決定部514に出力される。
速度決定部514は、位相決定部513から入力された回転位相θを用いて、以下の式(10)よりモータM1の回転子の回転速度ωを決定する。
ω=dθ/dt・・・(10)
決定された回転速度ωは、速度制御部502に出力される。駆動制御装置516は、上述した制御を繰り返し行う。
ω=dθ/dt・・・(10)
決定された回転速度ωは、速度制御部502に出力される。駆動制御装置516は、上述した制御を繰り返し行う。
制御部260は、入力されたq軸電流値iqに基づいて、モータM1の負荷量(負荷トルク量)を決定する。具体的には、制御部260は、記憶部261に予め記憶されている、q軸電流値iqと当該q軸電流値iqに対応するモータM1のトルク量とを対応付けたテーブルに基づいてモータM1の負荷量(トルク量)を決定する。
以上のように、本実施例における駆動制御装置516は、指令位相θ_refと回転位相θとの偏差が小さくなるように回転座標系における電流値を制御するベクトル制御を行う。ベクトル制御を行うことによって、モータが脱調状態となることや、余剰トルクに起因してモータ音が増大すること及び消費電力が増大することを抑制することができる。
[用紙カセット挿入時の制御シーケンス]
次に、ユーザが用紙カセット5をシート給送装置230に挿入した際の制御シーケンスについて説明する。図8は、用紙カセット5がシート給送装置230に挿入された際の制御シーケンスを示すフローチャートである。図8に示す処理は、画像形成動作の開始が指示されることにより起動され、制御部260により実行される。
次に、ユーザが用紙カセット5をシート給送装置230に挿入した際の制御シーケンスについて説明する。図8は、用紙カセット5がシート給送装置230に挿入された際の制御シーケンスを示すフローチャートである。図8に示す処理は、画像形成動作の開始が指示されることにより起動され、制御部260により実行される。
ステップ(以下、Sという)10において、挿入センサ9がオン状態である場合は、制御部260は処理をS11に進める。一方、S10において、挿入センサがオフ状態である場合は、制御部260はS10の処理を繰り返す。
S11において、高さセンサ12がオン状態である場合は、制御部260は処理をS12に進める。その後、S12において、シートを給送するタイミングになると、S13において、制御部260は、モータ制御部157を介してモータM1の駆動を行い、ピックアップローラ1、フィードローラ2、リタードローラ3の回転を開始する。なお、シートを給送するタイミングは、予め画像形成動作の動作シーケンスによって設定されている。
S14において、制御部260は、ピックアップローラ1を回転駆動している期間にモータM1の駆動を制御する駆動制御装置516から取得した電流値iqに基づいてモータM1の回転子にかかるトルク量を決定する。具体的には、制御部260は、上述した記憶部261に格納されたテーブルに基づいてトルク量を決定する。制御部260は、決定したトルク量が閾値以上(所定値以上)である場合は、シートを給送する動作を許可しシートの給送を継続するため、処理をS23に進める。一方、制御部260は、決定したトルク量が閾値未満である場合は、シートを給送する動作を禁止するため、処理をS15に進める。ここで、所定値である閾値のトルク量をT(負荷量T)とし、ピックアップローラ1がシートPに接触していないときのモータM1のトルク量(以下、空転トルク量という)をT0とする。また、ピックアップローラ1がシートPに接触しているときのモータM1のトルク量(以下、搬送トルク量という)をTsとする。本実施例では、3つのトルク量T、T0、Tsの間には、T0≦T<Tsの関係式が成り立つように、閾値のトルク量Tが設定される。また、モータM1からピックアップローラ1までのギア比をRg、ピックアップローラ1の半径をra、シートP同士の摩擦係数をμp、ピックアップローラ1のシートPへの当接圧をNaとする。搬送トルク量Tsと空転トルク量T0の間には、次の式(11)により示される関係が成り立つ。
Ts−T0=μp×Na×ra/Rg・・・(11)
Ts−T0=μp×Na×ra/Rg・・・(11)
次に、S15において、制御部260は、モータ制御部157を介してモータM1の駆動を停止し、ピックアップローラ1、フィードローラ2、リタードローラ3の回転を停止させる。そして、S16において、制御部260は、操作部20の表示部に、用紙カセット5がシート給送装置230に正しく挿入されていない(用紙カセット5が適正な位置まで挿入されていない)こと(挿入不良)を示す情報を表示(警告表示)する。その後、S17において、挿入センサ9がオフ状態である場合は、制御部260は処理をS10に戻す。一方、S17において、挿入センサ9がオン状態である場合は、制御部260はS17の処理を繰り返す。
一方、S11において、高さセンサ12がオフ状態である場合は、制御部260は処理をS18に進める。S18において、制御部260は、用紙カセット5のシート積載板10に載置されたシートP上のピックアップローラ1をシートPの給送のための所定の位置まで上昇させるために、リフタモータM2の駆動を行い、リフター板11を上昇させる。その後、S19において、高さセンサ12がオン状態になると、S20において、制御部260は、リフタモータM2の駆動を停止し、リフター板11の上昇を停止させる。
次にS21において、用紙カセット5に収容されたシートを給送するタイミングになると、S22において制御部260は、モータ制御部157を介してモータM1の駆動を行い、ピックアップローラ1、フィードローラ2、リタードローラ3の回転を開始する。そして、S23において、制御部260は、画像形成部へシートPを給紙する動作シーケンスを実行する。この結果、シートPは画像形成部へ給紙される。
上述したように、給紙動作は、モータM1の負荷状態に基づいて、制御部260によって制御される。この結果、ピックアップローラ1が用紙カセット5に収容されたシートPに接触していない状態で給紙動作が開始されてしまうことを防止することができる。即ち、用紙カセット5がシート給送装置230の適正な位置まで挿入されていないことに起因して、シートPが正常に給送されない状態が発生することを未然に防止することができる。更に、操作部の表示画面に警告表示を行うことで、ユーザに用紙カセットの挿抜操作を促し、用紙カセットの挿入不良を解消することができる。なお、図8に示すフローチャートの処理は、用紙カセット5がシート給送装置230に挿入された後、最初に給紙動作が行われる際にのみ行われてもよいし、給紙動作が行われる度に行われてもよい。
以上説明したように、本実施例によれば、ピックアップローラがシートに接触していない状態で、シートを給送する動作が行われてしまうことを防止することができる。
以上説明したように、本実施例によれば、ピックアップローラがシートに接触していない状態で、シートを給送する動作が行われてしまうことを防止することができる。
実施例1では、シートを給送するタイミングになってからモータM1の負荷を決定し、決定結果に基づいて、用紙カセット5がシート給送装置230の適正な位置まで挿入されているか否かを検知した。実施例2では、シートを給送するタイミングになる前に、用紙カセット5がシート給送装置230の適正な位置まで挿入されているか否かを検知する方法について説明する。なお、プリンタ200、シート給送装置230の構成については、実施例1と同様であり、以下では、実施例1と同じ構成には同じ符号を用いることで、ここでの説明を省略する。
[搬送センサ]
図9は、本実施例の用紙カセット5に収容されたシートPを画像形成部201bへ給送する給送部の構成を示す模式図である。図9は、図2(c)に示すシート給送装置230を図中下から上方向に向かって見たときの給送部周辺の構成を示している。図9は、実施例1の図3と比べて、搬送センサ22が追加されている点が異なるが、その他の構成については、図3と同様の構成であるため、説明を省略する。
図9は、本実施例の用紙カセット5に収容されたシートPを画像形成部201bへ給送する給送部の構成を示す模式図である。図9は、図2(c)に示すシート給送装置230を図中下から上方向に向かって見たときの給送部周辺の構成を示している。図9は、実施例1の図3と比べて、搬送センサ22が追加されている点が異なるが、その他の構成については、図3と同様の構成であるため、説明を省略する。
搬送センサ22は、シートPの給送方向においてピックアップローラ1の下流側に設けられたフィードローラ2の近傍に設けられている。搬送センサ22は、光を出射する発光部と光を検知する受光部とを有する。受光部は発光部から出射した光のシートPからの反射光を検知することにより、シートPがフィードローラ2のニップ部を通過していることを検知する。なお、シートPからの反射光を受光部が検知している状態をオン状態とし、反射光を受光部が検知していない状態をオフ状態とする。
[シート給送装置の制御部の構成]
図10は、本実施例のシート給送装置230の制御部260の構成を示すブロック図である。図10は、実施例1の図5と比べて、上述した搬送センサ22が追加された点が異なるが、その他の構成は実施例1と同様の構成であるため、説明を省略する。制御部260は、搬送センサ22の検知結果に応じて、モータ制御部157を介してモータM1の駆動制御を行う。
図10は、本実施例のシート給送装置230の制御部260の構成を示すブロック図である。図10は、実施例1の図5と比べて、上述した搬送センサ22が追加された点が異なるが、その他の構成は実施例1と同様の構成であるため、説明を省略する。制御部260は、搬送センサ22の検知結果に応じて、モータ制御部157を介してモータM1の駆動制御を行う。
[シート搬送制御の制御シーケンス]
次に、ユーザが用紙カセット5をシート給送装置230に挿入した際の本実施例の制御シーケンスについて説明する。図11は、用紙カセット5がシート給送装置230に挿入された際の制御シーケンスを示すフローチャートである。図11に示す処理は、画像形成動作の開始が指示されたときに起動され、制御部260により実行される。
次に、ユーザが用紙カセット5をシート給送装置230に挿入した際の本実施例の制御シーケンスについて説明する。図11は、用紙カセット5がシート給送装置230に挿入された際の制御シーケンスを示すフローチャートである。図11に示す処理は、画像形成動作の開始が指示されたときに起動され、制御部260により実行される。
S30、S31の処理は、実施例1の図8のS10、S11と同様の処理であるため説明を省略する。また、S31において、高さセンサ12がオフ状態である場合に実行されるS38〜S43の処理は、実施例1の図8のS18〜S23と同様の処理であるため説明を省略する。S32において、搬送センサ22がオフ状態である場合は、制御部260は処理をS33に進める。一方、搬送センサ22がオン状態である場合は、制御部260は処理をS41に進める。
S33において、制御部260は、モータ制御部157を介して給送モータM1を所定時間駆動させ、ピックアップローラ1、フィードローラ2、リタードローラ3を所定量だけ回転させる。なお、ピックアップローラ1が回転することによってシートPは搬送方向に搬送される。ピックアップローラ1の回転量が多いほど用紙カセット5からはみ出すシートPの長さは長くなる。この結果、用紙カセット5をユーザが引き抜く場合に、用紙カセット5からはみ出したシートPの一部がシート給送装置230の側壁に引っかかり、シートPが座屈してしまう可能性がある。ピックアップローラの回転量は、このようにシートPが座屈したり破損したりすることが起こらないように可能な限り少ない量に設定される。更に、ステッピングモータである給送モータM1の立ち上げ時は、駆動制御装置516の電流検知部507、508による電流値の検知誤差が大きい。そのため、ピックアップローラ1を所定量回転する時間(所定時間)は、モータM1が立ち上がってから電流検知部507、508が電流を検知する精度が保障されるまでに要する時間よりも長い時間に設定されなければならない。これにより、制御部260は、検知誤差の少ない電流値を取得することができ、モータM1の負荷量(負荷トルク量)をより正確に決定することができる。
その後、S34において、制御部260は、モータ制御部157を介してモータM1の駆動を停止し、ピックアップローラ1、フィードローラ2、リタードローラ3の回転を停止させる。そして、S35において、制御部260は、S33の処理においてモータM1の駆動を制御する駆動制御装置516から取得した電流値iqに基づいて、モータM1の回転子にかかるトルク量を決定する。具体的には、制御部260は、上述した記憶部261に格納されたテーブルに基づいてトルク量を決定する。制御部260は、決定したトルク量が閾値以上である場合は処理をS41に進め、決定したトルク量が閾値未満である場合は処理をS36に進める。S36、S37、S38の処理は、実施例1の図8のS16、S17、S18と同様の処理であるため説明を省略する。
なお、S32の処理で、搬送センサ22がオフかどうかの判断を行う理由は、用紙カセット5が複数回連続して挿抜された場合、その間にシートPが少しずつ搬送されてしまうことを防止するためである。実施例1では、モータM1の負荷量の測定は画像形成動作時に行っていた。例えば実施例1のシート給送装置230の構成で、次のような制御により、用紙カセットの挿入状況を判断してもよい。すなわち、シートの給送動作が1回行われた後、用紙カセット5が引き出された後の最初の用紙カセットの挿入を検知した場合のみ、本実施例のようにモータM1を所定量回転し、モータM1の負荷量に基づいて用紙カセットの挿入状況を判断してもよい。
また、上述した実施例1、2においては、モータM1の負荷計測手段として、駆動制御装置516の電流検知部507、508による電流値の検知に基づく構成について説明した。例えば電流検知部507、508に代えて、電圧検知部を設け、電圧検知部により電圧を計測し、計測された電圧から電流値を算出し、算出された電流値により負荷を検知してもよい。更に、例えば、ピックアップローラ1の軸にトルク計(トルクトランスデューサー)を接続して、ピックアップローラ1を回転するために出力されたトルクを直接測定し、測定されたトルク量に基づいて負荷を判断してもよい。
以上説明したように、本実施例によれば、ピックアップローラがシートに接触していない状態で、シートを給送する動作が行われてしまうことを防止することができる。
以上説明したように、本実施例によれば、ピックアップローラがシートに接触していない状態で、シートを給送する動作が行われてしまうことを防止することができる。
なお、実施例1及び実施例2においては、回転子に係る負荷トルクに基づいて、シートの給送動作の制御が行われたが、例えば、回転座標系における電流値iqに基づいて、シートの給送動作の制御が行われてもよい。即ち、回転座標系におけるトルク電流成分を示す電流値iqの値が所定値(第2の閾値)以上の場合にはシートの給送動作を行い、電流値iqの値が所定値(第2の閾値)よりも小さい場合にはシートの給送動作を行わない。また、回転座標系における電流値iqではなく、静止座標系における電流値iαやiβに基づいて、シートの給送動作の制御が行われてもよい。
1 ピックアップローラ
4 ピックホルダー
5 用紙カセット
9 挿入センサ
260 制御部
M1 給送モータ
4 ピックホルダー
5 用紙カセット
9 挿入センサ
260 制御部
M1 給送モータ
Claims (14)
- シートを給送するシート給送装置において、
前記シートを収納するトレイを有し、シート給送装置に対して着脱可能な収納部と、
前記トレイに収納されたシートに当接又は離間し、前記シートに当接した状態で前記シートを給送するピックアップローラと、
前記収納部の先端が前記シート給送装置の所定位置まで到達すると、前記ピックアップローラを落下させることによって前記ピックアップローラを前記トレイに収納されたシートに当接させる支持部と、
前記収納部が挿入される挿入方向において前記所定位置よりも上流側に設けられ、前記収納部を検知する検知手段と、
前記ピックアップローラを駆動するモータと、
前記ピックアップローラが前記シートを給送する動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記検知手段が前記収納部を検知している状態で前記ピックアップローラを駆動している期間において前記モータの回転子にかかる負荷トルク量が所定値以上である場合は前記シートを給送する動作を許可し、前記負荷トルク量が前記所定値より小さい場合は前記シートを給送する動作を禁止することを特徴とするシート給送装置。 - 前記シート給送装置は、前記モータの巻線に流れる駆動電流の電流値を検出する検出手段を備え、
前記負荷トルク量は、前記検出手段によって検出された電流値に基づいて決定されることを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。 - 前記シート給送装置は、
前記回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記位相決定手段によって決定された回転位相に基づいて、前記検出手段によって検出された静止座標系の電流値を、前記回転子の回転位相を基準とする回転座標系の電流値へと変換する変換手段と、
を備え、
前記負荷トルク量は、前記変換手段によって変換された前記回転座標系の電流値の電流成分であって、前記回転子にトルクを発生させるトルク電流成分の値に基づいて決定されることを特徴とする請求項2に記載のシート給送装置。 - 前記シート給送装置は、
前記モータに流れる駆動電流の電流値を検出する検出手段と、
前記回転子の回転位相を決定する位相決定手段と、
前記位相決定手段によって決定された回転位相に基づいて、前記検出手段によって検出された静止座標系の電流値を、前記回転子の回転位相を基準とする回転座標系であって、前記回転子にトルクを発生させるトルク電流成分と前記モータの巻線を貫く磁束の強度に影響する励磁電流成分とによって表わされる回転座標系の電流値へと変換する変換手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記負荷トルク量に対応する値である前記トルク電流成分の値が第2の閾値以上である場合は前記シートを給送する動作を行い、前記トルク電流成分の値が前記第2の閾値より小さい場合は前記シートを給送する動作を行わないことを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。 - 前記シート給送装置は、前記シートが搬送される搬送方向において前記ピックアップローラよりも下流側に設けられ、前記ピックアップローラによって給送された前記シートを前記搬送方向に搬送する搬送ローラを備え、
前記収納部は前記支持部を回動させるための回動規制部材を備え、
前記支持部は、前記収納部が前記シート給送装置に挿入されることによって前記回動規制部材が第1の位置まで到達すると、前記搬送ローラの回転軸を中心に回動し、
前記ピックアップローラは、前記支持部が回動することによって前記トレイに収納された前記シートに当接することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載のシート給送装置。 - 前記シート給送装置は、
前記トレイに収納されたシートの給送方向における下流側の端部を昇降させる昇降手段と、
前記支持部を検知する第2検知手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記検知手段が前記収納部を検知した状態において、前記第2検知手段が前記支持部を検知していない場合には、前記第2検知手段が前記支持部を検知するまで前記トレイが上昇するように前記昇降手段を制御し、前記第2検知手段が前記支持部を検知している場合には、前記トレイを上昇させないことを特徴とする請求項5に記載のシート給送装置。 - 前記制御手段は、前記シートが給送されるタイミングになると、前記ピックアップローラの駆動を開始し、前記ピックアップローラが回転することによって前記モータの回転子にかかる前記負荷トルク量に基づいて、前記回動規制部材が前記挿入方向において前記第1の位置よりも上流側であるか否かを検知し、前記回動規制部材が前記挿入方向において前記第1の位置よりも上流側である場合は前記ピックアップローラの駆動を停止し、前記回動規制部材が前記挿入方向において前記第1の位置よりも上流側でない場合は前記ピックアップローラの駆動を継続することを特徴とする請求項5又は6に記載のシート給送装置。
- 前記制御手段は、前記シートが給送されるタイミングになる前に前記ピックアップローラを所定時間駆動させ、前記ピックアップローラが前記所定時間駆動する期間に前記モータの回転子にかかる前記負荷トルク量に基づいて、前記回動規制部材が前記挿入方向において前記第1の位置よりも上流側であるか否かを検知し、
更に、前記制御手段は、前記回動規制部材が前記挿入方向において前記第1の位置よりも上流側である場合は前記ピックアップローラを駆動させず、前記回動規制部材が前記挿入方向において前記第1の位置よりも上流側でない場合は前記ピックアップローラの駆動を開始することを特徴とする請求項5又は6に記載のシート給送装置。 - 前記所定時間は、前記制御手段が前記モータを駆動させてから前記検出手段が前記駆動電流を検出する精度が保障されるまでに要する時間よりも長い時間であることを特徴とする請求項8に記載のシート給送装置。
- 前記制御手段は、前記回転子の目標位相を表す指令位相と前記位相決定手段によって決定された回転位相との偏差が小さくなるように、前記回転座標系において表される、前記トルク電流成分の目標値と前記モータの巻線を貫く磁束の強度に影響する励磁電流成分の目標値とを設定することによって前記モータを制御することを特徴とする請求項3乃至9のいずれか一項に記載のシート給送装置。
- 前記制御手段は、前記回転子の回転速度を決定する速度決定手段を備え、
前記制御手段は、前記回転子の目標速度を表す指令速度と前記速度決定手段によって決定された回転速度との偏差が小さくなるように、前記回転座標系において表される、前記トルク電流成分の目標値と前記モータの巻線を貫く磁束の強度に影響する励磁電流成分の目標値とを設定することによって前記モータを制御することを特徴とする請求項3乃至9のいずれか一項に記載のシート給送装置。 - シートに画像を形成する画像形成手段と、
請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載のシート給送装置と、
を備え、
前記画像形成手段は、前記シート給送装置によって給送された前記シートに画像を形成することを特徴とする画像形成装置。 - シートに画像を形成する画像形成手段と、
請求項5乃至請求項9のいずれか一項に記載のシート給送装置と、
を備え、
前記画像形成手段は、前記シート給送装置によって給送された前記シートに画像を形成することを特徴とする画像形成装置。 - 前記画像形成装置は、
前記回動規制部材が前記挿入方向において前記第1の位置よりも上流側である場合に前記収納部が前記シート給送装置に正しく挿入されていないことを示す情報を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
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