JP4482429B2 - 用紙取扱装置の制御方法およびカット紙印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザービームプリンターや複写機等の画像形成機構と同一筐体内、または画像形成装置の前段または後段に接続される用紙取扱装置の制御方法に関するものである。

従来の用紙取扱装置の概略構成と各部機能の概略について説明する。なお、ここでは便宜上、排紙装置の例に基づき以下説明する。

従来の排紙装置は、用紙を積載するテーブルの上昇・下降用モーターをそのテーブルが積載する最大の重量に合わせて選定し、モーターとテーブル間を接続する伝達ギヤも上昇時の動作速度と最大重量に合わせて比率が決められていた。なるべく安価なモーターを選定し、かつ積載される用紙も含めた最大重量に合わせてギヤを選定するためにギヤ比が大きくなり、そのためテーブルの上昇・下降速度が遅くなっていた。

図２はカット紙印刷装置の給紙・排紙装置を含めた概略構成図の一例を示す。図３は給排紙モーターの制御機構を示すブロック図、図４は排紙装置の用紙を積載する排紙テーブルモーターの動作の一例を示すタイムチャートであり、“１”で信号ありを示す。

図２のカット紙印刷装置は、大きく分けて２基の給紙装置１１と２基の排紙装置１０及び用紙へのトナー付着及び定着を行うエンジン部１２で構成されている。ここで一般的なエンジン部１２の説明は公知技術であるため省略し、用紙の排紙装置１０の動作について説明する。

排紙装置１０は、用紙を積載する排紙テーブル１と排紙テーブル１を上昇・下降させる排紙テーブルモーター２、用紙積載量によって変化するテーブル１の位置を検知する用紙積載量検知センサ１５、１６、１７から構成されている。テーブルモーター２及び用紙積載量検知センサ１５、１６、１７は、駆動基板６に接続され、センサ信号の入力処理及びモーターの駆動を行っている。また、駆動基板６は制御基板７に接続され、制御基板７に搭載されたＣＰＵ８によって、モーター駆動用ＩＣの基準電圧設定（モーターに流れる電流値の設定）、モーターの回転方向設定及び回転数設定を行われている。

図４の排紙テーブルモーターのタイムチャートにより動作の一例を説明する。排紙テーブルモーター２が上限位置検出センサ（図示せず）を検知していない時は、排紙テーブルモーター２の回転方向信号を上昇方向（図４の（ア）の位置）にし、排紙テーブルモーター２の回転数をａ（ｒｐｍ）、排紙テーブルモーター２に流す電流値をｂ（Ａ）に設定する。排紙テーブルモーター２の回転数は、排紙テーブル１の動作速度と排紙テーブルモーター２が出力できるトルクとのバランスから、効率の良いモーターと負荷間のギヤ比を決めている。排紙テーブル１の上昇時の排紙テーブルモーターの回転数がａ（ｒｐｍ）であれば、下降時も同速度ａ（ｒｐｍ）で動作させている（図４の（イ）の位置）。

特開２００１−３２２７３４号公報

特開２００１−３１０８４２号公報

従来の用紙取扱装置では、用紙を積載するテーブルの上昇・下降用モーターをそのテーブルに掛かる最大の重量に合わせて選定し、モーターとテーブル間を接続する伝達ギヤも最大重量に合わせて比率が決められていた。

しかしながら、装置コスト低減の観点から、なるべく安価なモーターを選定し最大重量に合わせてギヤを選定すると、ギヤ比が大きくなり、そのためにテーブルの上昇・下降速度が遅くなってしまい、装置操作者の時間的・心理的な負担が増大するという問題があった。

本発明は、用紙を積載する用紙積載テーブルと、用紙積載テーブルを上下に動作させるモーターと、モーターを駆動する駆動回路と、駆動回路の動作を制御する制御回路とを有し、画像形成装置へ供給する用紙、または画像形成装置から排出される用紙を扱う用紙取扱装置の制御方法において、用紙積載テーブルの上昇時と下降時に、モーターの回転数および電流設定値を可変することを特徴とする。

また、前記用紙積載テーブルの下降時は、上昇時に比べて前記モーターの回転数を増加させ、且つ前記モーターの電流設定値を低減することを特徴とする。

さらに、前記モーターをステッピングモーターとし、前記用紙積載テーブルが下降する時には、前記モーターの電流設定値は、前記ステッピングモーターに流れる電流が安定して流れる定電流領域で設定される値であることを特徴とする。

さらに、前記用紙積載テーブルの用紙積載量を検知する用紙積載量検知手段を備え、前記用紙積載量に応じて、前記用紙積載テーブルの上昇時および下降時に、前記モーターの回転数および電流設定値を可変することを特徴とする。

本発明によれば、用紙の装填または取り出しを行う時に用紙積載テーブルの上昇・下降速度を上げることで、操作者の時間的、心理的な負担が軽減できる。また、通常動作中においても、モーターに流れる電流を少なく、且つモーターの動作を定電流領域で動作させることにより、特別なギヤおよび制御機構を必要とせず、安価なモーターとマイクロプログラムを変更することで実現でき、装置コストの低減化を図ることができる。

本発明の実施の形態について、以下、図面を用いて説明する。

図１に示す排紙テーブルモーター２の動作タイムチャートにおいて、上位装置（図示せず）からの印刷開始信号を制御基板７が受信すると駆動基板６はＣＰＵ８からの動作指示（例えば、回転方向設定や動作速度設定）を受け、排紙テーブルモーター２が上昇方向に回転する。排紙テーブル１の上昇動作時はａ（ｒｐｍ）で回転を行い、排紙テーブルモーター２にはＣＰＵ８の基準電圧設定によりｂ（Ａ）の電流を流す（図１の（ウ）の位置）。一方、上位装置（図示せず）からの印刷停止信号受信時や、操作者が用紙取り出しスイッチ（図示せず）を押下した時などは、制御基板７上のＣＰＵ８から排紙テーブル１の下降指示を受け、駆動基板６により排紙テーブルモーター２を動作させる。制御基板７上のＣＰＵ８は、排紙テーブル１の上昇時とは異なる基準電圧設定、回転方向設定及び動作速度設定とし、排紙テーブル１の下降時は、排紙テーブルモーター２の回転数をｃ（ｒｐｍ）とし、排紙テーブルモーター２にはｄ（Ａ）の電流を流す（図１の（エ）の位置）。

この状態で、排紙テーブルモーター２には、排紙テーブル１上に積載された最大用紙量を考慮し、排紙テーブルモーター２にｂ（Ａ）の電流を流す。また、排紙テーブル１の下降時は排紙テーブル１の自重によって降下しないようなギヤ構成としているため、排紙テーブル１を起動させるだけの必要なトルクがあれば良いため大きな電流は必要ない。そこで、排紙テーブル１を降下させるため、排紙テーブルモーター２に流す電流値はｄ（Ａ）とした。なお、ｃ（ｒｐｍ）は電流値を下げることで排紙テーブルモーター２に流れる電流が安定した領域（定電流領域）で使用することができる最大速度まで上昇させた値である。ここで、ｂとｄ、ａとｃの関係はそれぞれ、ｂ＞ｄ、ａ＜ｃである。

本発明による実施例では、排紙テーブル１上昇時には、排紙テーブルモーター２に流す電流値は２．０（Ａ）、排紙テーブルモーター２の回転数は４８０（ｒｐｍ）である。また、排紙テーブル１下降時には、排紙テーブルモーター２に流す電流値は０．８（Ａ）、排紙テーブルモーター２の回転数は６７６（ｒｐｍ）である。これにより、排紙テーブルモーター２の動作速度を３６％上昇させることができ（テーブルが下降に掛かる時間では３６％短縮する）、排紙テーブルモーター２に流れる電流を６０％低減することができた。

図６に、電流値を下げずに速度を上げた場合の電流波形の一例を示す。本波形は、相切替タイミングまでに電流のチョッピングが掛かっていないことを示している。

次に、給紙装置１１の給紙テーブル１３上に積載された用紙の積載量によって給紙テーブルモーター１４に流れる電流値を可変させる制御方法について説明する。図５は本発明による給紙テーブルモーター１４の動作タイムチャートである。

図２のカット紙印刷装置の給紙装置１１は、上位装置（図示せず）からの印刷停止信号を受信すると、一旦給紙テーブル１３を下限位置まで下降させる。この時、用紙積載量検知センサ３，４によって、積載された用紙量を検知し、以下のような動作を行う。

用紙積載量がＹ（枚）の場合は、用紙積載量検知センサ３によって積載量を検知し、給紙テーブルモーター１４に流す電流をｅ（Ａ）、給紙テーブルモーター２の回転数をｇ（ｒｐｍ）とする（図５の（オ）の位置）。また、用紙積載量がＺ（枚）の場合は、用紙積載量検知センサ４によって給紙テーブルモーター１４に流す電流をｆ（Ａ）、給紙テーブルモーター１４の動作速度をｈ（ｒｐｍ）とする（図５の（カ）の位置）。給紙テーブルモーター１４に流す電流ｅ（Ａ）とｆ（Ａ）は、各々給紙テーブル１３に積載された用紙を動作させるための必要なトルクを発生するための電流設定値であり、また、給紙テーブルモーター１４の回転数ｇ（ｒｐｍ）とｈ（ｒｐｍ）は、定電流領域での回転数である。

本発明での各用紙積載量検知センサ３，４のＹ、Ｚは、Ｙ；１，５００〜２，０００（枚）、Ｚ；１，０００〜１，５００（枚）である。

ここで、給紙テーブルモーター１４の電流値を変える手段および回転数を変える手段は、排紙装置と同様であるので説明は省略する。また、ｇとｈ、ｅとｆの関係は、ｇ＜ｈ、ｆ＜ｅである。

以上のように、本発明による給紙装置および排紙装置の制御方法は、印刷停止後だけでなく、操作者が排紙装置の用紙取り出し動作を行なう場合や、給紙装置に用紙を追加で積載する場合にも適用することができる。

用紙取扱装置を具備した複写機やプリンターなどの印刷装置において、テーブルモーターとして主にステッピングモーターを採用している機構に対応させることが可能である。

本発明の排紙機構の動作の一例を示すタイムチャートである。 給排紙機構を具備するカット紙印刷装置の一例を示す概略構成図である。 給排紙機構を制御する制御装置の一例を示す構成図である。 従来の排紙機構の動作の一例を示すタイムチャートである。 本発明の給紙機構の動作の一例を示すタイムチャートである。 ステッピングモーターに流れる電流波形である。

符号の説明

１は排紙テーブル、２は排紙テーブルモーター、３，４，１５，１６，１７は用紙積載量検知センサ、６はモーター駆動基板、7はモーター制御基板、８はＣＰＵ、９はモーター駆動ＩＣ、１０は排紙装置、１１は給紙装置、１２はエンジン部、１３は給紙テーブル、１４は給紙テーブルモーターである。

Claims (3)

1. 用紙を積載する用紙積載テーブルと、前記用紙積載テーブルを上下に動作させるモーターと、前記モーターを駆動する駆動回路と、前記駆動回路の動作を制御する制御回路とを有し、画像形成装置へ供給する用紙、または画像形成装置から排出される用紙を扱う用紙取扱装置の制御方法において、前記用紙積載テーブルは少なくともひとつの排紙テーブルを有し、前記排紙テーブルは排紙テーブルモーターにより上下に動作され、前記制御回路は、上位装置からの印刷開始信号により、前記排紙テーブルモーターを前記排紙テーブルの上昇方向に回転数ａで回転させ電流設定値ｂの電流を流すとともに、印刷停止信号や用紙取り出しスイッチにより、前記排紙テーブルモーターを前記排紙テーブルの下降方向に回転数ｃで回転させ電流設定値ｄの電流を流し、ｂ＞ｄ、ａ＜ｃの関係とし、かつ回転数ｃを、前記排紙テーブルモーターが定電流領域で動作することができる最大速度の値とすることを特徴とする用紙取扱装置の制御方法。
2. 前記用紙積載テーブルは少なくともひとつの給紙テーブルを有し、前記給紙テーブルは給紙テーブルモーターにより上下に動作され、前記給紙テーブルの動作方向に沿って上下に設けられたふたつの用紙積載量検知センサによって用紙積載量が検知され、前記制御回路は、上側の前記用紙積載量検知センサによって前記用紙積載量を検知された時は、前記給紙テーブルモーターを前記給紙テーブルの上昇方向に回転数ｈで回転させ電流設定値ｆの電流を流すとともに、下側の前記用紙積載量検知センサによって前記用紙積載量を検知された時は、前記給紙テーブルモーターを前記給紙テーブルの上昇方向に回転数ｇで回転させ電流設定値ｅの電流を流し、ｈ＞ｇ、ｆ＜ｅの関係とすることを特徴とする請求項１記載の用紙取扱装置の制御方法。
3. 請求項１または２記載の用紙取扱装置の制御方法を用いたカット紙印刷装置。

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