(57)【要約】【課題】駆動負荷に応じた駆動速度の制御を可能とし、駆動源及び装置の小型化、低コスト化、騒音の低減を実現する。【解決手段】排紙されるシートが積載され、上下動可能な積載トレイと、シート積載手段を昇降させるトレイ昇降モータ及びウォームギアを含む駆動ユニットと、トレイ昇降モータの駆動速度を制御するモータドライバ及びＣＰＵと、積載トレイ１０の駆動負荷を検知するロードセルと、を有するシート積載装置であって、ＣＰＵはトレイ昇降モータの駆動速度をロードセルによって検知された駆動負荷に応じた速度に駆動周波数設定テーブルを参照して設定し（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）、積載トレイを所定位置まで上昇させる（ステップＳ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５）。【選択図】図５
2010195501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排紙されるシートが積載され、上下動可能なシート積載手段と、
前記シート積載手段を昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、
前記駆動手段の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、
を有するシート積載装置であって、
前記制御手段は、前記駆動手段の駆動速度を前記負荷検知手段によって検知された駆動負荷に応じた速度に設定し、前記シート積載手段を上昇させることを特徴とするシート積載装置。
【請求項２】
請求項１記載のシート積載装置であって、
前記負荷検知手段は、シート積載手段のシート積載部の重さを検知することを特徴とするシート積載装置。
【請求項３】
請求項２記載のシート積載装置であって、
前記負荷検知手段がシート積載部の下部に設けられたロードセルからなることを特徴とするシート積載装置。
【請求項４】
請求項１記載のシート積載装置であって、
前記負荷検知手段は、前記昇降手段を駆動する駆動回路の駆動電流を検知することを特徴とするシート積載装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシート積載装置であって、
前記負荷検知手段は、装置起動時にシート積載手段を所定の位置に上昇させる際に、前記駆動負荷を検知することを特徴とするシート積載装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシート積載装置であって、
前記負荷検知手段によって一定時間毎に駆動負荷を検知し、前記シート積載手段が上昇可能な位置にあった場合には、前記制御手段は前記一定時間毎に検知した駆動負荷に基づいて前記速度を制御することを特徴とするシート積載装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシート積載装置であって、
前記シート積載手段を上昇させているときに、前記駆動手段が過負荷状態であることを検知した場合、前記制御手段は、前記駆動手段の駆動を停止させ、エラーとすることを特徴とするシート積載装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか1項に記載のシート積載装置であって、
前記シート積載手段が上昇時に減速する高さ位置を予め設定しておき、前記制御手段は前記シート積載手段が上昇しているときに前記予め設定された高さ位置に達した場合には、前記制御手段は前記駆動手段の駆動速度を予め設定された速度に減速することを特徴とするシート積載装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のシート積載装置であって、
前記駆動手段はブラシレスモータであることを特徴とするシート積載装置。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のシート積載装置であって、
前記駆動手段はステッピングモータであることを特徴とするシート積載装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のシート積載装置と、
前記シートに処理の施すシート処理手段と、
を備えていることを特徴とするシート処理装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のシート積載装置と、
前記シートに画像を形成する画像形成手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１１記載のシート処理装置又は請求項１２記載の画像形成装置を備えていることを特徴とする画像形成システム。
【請求項１４】
排紙されるシートが積載され、上下動可能なシート積載手段と、
前記シート積載手段を昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、
前記駆動手段の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、
を有するシート積載装置の昇降駆動制御方法であって、
前記駆動手段の駆動速度を前記負荷検知手段によって検知された駆動負荷応じた速度に設定し、前記シート積載手段を上昇させることを特徴とする昇降駆動制御方法。
【請求項１５】
排紙されるシートが積載され、上下動可能なシート積載手段と、
前記シート積載手段を昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、
前記駆動手段の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、
を有するシート積載装置における前記シート積載手段の昇降駆動制御をコンピュータによって実行するための昇降駆動制御プログラムであって、
前記駆動手段の駆動速度を前記負荷検知手段によって検知された駆動負荷応じた速度に設定し、前記シート積載手段を上昇させる手順を備えていることを特徴とする昇降駆動制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送されてきたシート部材を積載するシート積載装置、このシート積載装置を備え前記シート部材に対して所定の処理を施すシート処理装置、このシート処理装置を一体または別体に備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能の少なくとも２つを有するデジタル複合機などの画像形成装置、これらの装置を備えた画像形成システム、これらの装置によって実行されるシート積載装置の昇降駆動制御方法、及びこの昇降駆動制御方法をコンピュータで実行するための昇降駆動制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはデジタル複合機などの画像形成装置の普及に伴い、画像形成後に用紙、記録紙、転写紙、ＯＨＰシート、その他のシート状記録媒体（本明細書では単に「シート」または「シート部材」とも称する）が大量に排紙される場合がある。そのため、排紙されたシートを受ける排紙トレイは、排紙されたシートの積載量に応じて昇降するように構成され、排紙されたシートの整合性を保持するように構成されている。このような排紙（積載）トレイでは、排紙され、積載されたシートを排紙トレイから大量に抜き出すと、シートの排紙口から排紙トレイの上面あるいは、排紙トレイ上のシート束の上面との距離が開く。距離が大きく開くと、排紙口から排紙されたシートが落下するまでの距離が大きくなり、排紙トレイ上あるいはシート束の上面状に落下する際に整合性が乱れてしまう。そこで、これに対応するために排紙トレイを速やかに上昇させることが要求されている。
【０００３】
一方、従来では、駆動負荷が大きいシート積載トレイの駆動源にはＤＣブラシモータを使用することが多く、ＤＣモータでは負荷の大きさに反比例して、モータの回転速度が遅くなる特性があるため、シート積載トレイの駆動源として用いた場合、駆動速度の制御を行わないことも多い。
【０００４】
しかし、排紙トレイの駆動速度を制御しない場合、シートの積載量に応じて上昇時間が異なることになり、シート処理の生産性にも問題を生じる。そこで、このような問題に対処した技術として、例えば特許文献１（特開２００５−１７０５７８号公報）に記載の発明が知られている。この発明では、画像形成装置から排出される用紙を後処理したのち、昇降可能な排紙トレイ上に積載する後処理装置において、排紙トレイの排紙待機位置を検出するトレイ上昇位置検出センサと、排紙トレイに積載される用紙の上面位置を検出して排紙トレイの動作速度切換位置を選択するトレイ速度判断用センサと、排紙トレイを速度可変に昇降駆動する駆動手段と、駆動手段を速度可変に制御する後処理制御手段とを有し、後処理制御手段はトレイ速度判断用センサの検出結果に応じ駆動手段により排紙トレイの昇降速度を制御している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１記載の発明では、後処理制御手段はトレイ速度判断用センサの検出結果に応じ駆動手段により排紙トレイの昇降速度を制御しているが、この発明では、トレイの上面位置をトレイ速度切換の位置としており、トレイの停止直前に駆動速度を低減させることによって上昇後のトレイ停止位置精度の向上を図るようにしているにすぎない。そのため、シート積載トレイの駆動源にＤＣモータを使用した場合、その特性上、高負荷時には自動的に低速の動作をするが、ＤＣブラシモータは寿命が短く、メンテナンスを要する頻度が高いといった欠点がある。また、積載トレイに積載されたシート量に応じて、駆動速度が変化してしまうことから、シート積載部でのシートのスタック性を高めるためには、煩雑な制御が必要となる。
【０００６】
一方、近年、寿命の長いブラシレスモータが積載トレイ昇降駆動モータとして注目されているが、ブラシレスモータは高負荷時に自動的に低速動作するような特性はないため、高速回転を要する積載トレイ昇降駆動モータとして用いた場合、積載トレイに積載されうる最大負荷に対応した高速回転を行わせる必要がある。このように高能力のモータが必要であるということは、駆動手段であるモータの大型化、高価格化につながり、高速回転が必要であることから騒音の増大につながっていた。
【０００７】
本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、駆動負荷に応じた駆動速度の制御を可能とし、駆動源及び装置の小型化、低コスト化、騒音の低減を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、第１の手段は、排紙されるシートが積載され、上下動可能なシート積載手段と、前記シート積載手段を昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、前記駆動手段の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、を有するシート積載装置であって、前記制御手段は、前記駆動手段の駆動速度を前記負荷検知手段によって検知された駆動負荷応じた速度に設定し、前記シート積載手段を上昇させることを特徴とする。
【０００９】
第２の手段は、第１の手段において、前記負荷検知手段はシート積載手段のシート積載部の重さを検知することを特徴とする。
【００１０】
第３の手段は、第２の手段において、前記負荷検知手段がシート積載部の下部に設けられたロードセルからなることを特徴とする。
【００１１】
第４の手段は、第１の手段において、前記負荷検知手段は、前記昇降手段を駆動する駆動回路の駆動電流を検知することを特徴とする。
【００１２】
第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記負荷検知手段は、装置起動時にシート積載手段を所定の位置に上昇させる際に、前記駆動負荷を検知することを特徴とする。
【００１３】
第６の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、前記負荷検知手段によって一定時間毎に駆動負荷を検知し、前記シート積載手段が上昇可能な位置にあった場合には、前記制御手段は前記一定時間毎に検知した駆動負荷に基づいて前記速度を制御することを特徴とする。
【００１４】
第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段において、前記シート積載手段を上昇させているときに、前記駆動手段が過負荷状態であることを検知した場合、前記制御手段は、前記駆動手段の駆動を停止させ、エラーとすることを特徴とする。
【００１５】
第８の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段において、前記シート積載手段が上昇時に減速する高さ位置を予め設定しておき、前記制御手段は前記シート積載手段が上昇しているときに前記予め設定された高さ位置に達した場合には、前記制御手段は前記駆動手段の駆動速度を予め設定された速度に減速することを特徴とする。
【００１６】
第９の手段は、第１ないし第８のいずれかの手段において、前記駆動手段がブラシレスモータであることを特徴とする。
【００１７】
第１０の手段は、第１ないし第８のいずれかの手段において、前記駆動手段がステッピングモータであることを特徴とする。
【００１８】
第１１の手段は、第１ないし第１０の手段に係るシート積載装置と、前記シートに処理の施すシート処理手段と、を備えたシート処理装置を特徴とする。
【００１９】
第１２の手段は、第１ないし第１０の手段に係るシート積載装置と、前記シートに画像を形成する画像形成手段と、を備えた画像形成装置を特徴とする。
【００２０】
第１３の手段は、第１１の手段に係るシート処理装置または第１２の手段に係る画像形成装置を備えていることを特徴とする画像形成システム。
【００２１】
第１４の手段は、排紙されるシートが積載され、上下動可能なシート積載手段と、前記シート積載手段を昇降させる昇降手段と、前記昇降手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、前記駆動手段の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、を有するシート積載装置の昇降駆動制御方法であって、前記駆動手段の駆動速度を前記負荷検知手段によって検知された駆動負荷応じた速度に設定し、前記シート積載手段を上昇させることを特徴とする。
【００２２】
第１５の手段は、排紙されるシートが積載され、上下動可能なシート積載手段と、前記シート積載手段を昇降させる昇降手段と、前記昇降手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、前記駆動手段の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、を有するシート積載装置における前記シート積載手段の昇降駆動制御をコンピュータによって実行するための昇降駆動制御プログラムであって、前記駆動手段の駆動速度を前記負荷検知手段によって検知された駆動負荷応じた速度に設定し、前記シート積載手段を上昇させる手順を備えていることを特徴とする。
【００２３】
なお、後述の実施形態では、シート積載手段は積載トレイ１０に、昇降手段は、駆動軸２１、従動軸２２、及び両者間に張設されたタイミングベルト２３に、駆動手段はトレイ昇降モータ１６８及びウォームギア２５を含む駆動ユニットに、制御手段はＣＰＵ３６０に、負荷検知手段はロードセル１７２、あるいはモータドライバ１６８ａ、駆動電流検出回路部１７５及びＣＰＵ３６０に、シート処理装置は符号１００に、画像形成装置が符号５００に、それぞれ対応する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、駆動手段の駆動速度を負荷検知手段によって検知された駆動負荷応じた速度に設定してシート積載手段を上昇させるので、駆動負荷に応じた駆動速度の制御を可能とし、駆動源及び装置の小型化、低コスト化、騒音の低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態としての実施例１に係るシート後処理装置と画像形成装置とからなるシステムの全体構成を示す図である。
【図２】図１における積載トレイの昇降機構を示す斜視図である。
【図３】積載トレイの重さを検知する検知機構を示す斜視図である。
【図４】実施例１におけるシート後処理装置を中心としたシステムの制御構成を示すブロック図である。
【図５】実施例１におけるシート積載装置のＣＰＵによる昇降速度制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図６】実施例１におけるロードセルからの入力値と駆動周波数との関係を示す昇降モータ駆動周波数設定テーブルである。
【図７】実施例１におけるロードセルによって一定時間毎に負荷を検知する場合の制御手順を示すフローチャートである。
【図８】実施例１における積載トレイの過負荷状態を判断するときの制御手順を示すフローチャートである。
【図９】実施例１における積載トレイが所定高さ位置よりも高くなったときに減速する制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施例２におけるシート後処理装置を中心としてシステムの制御構成を示すブロック図である。
【図１１】実施例２におけるシート積載装置のＣＰＵによる昇降速度制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図１２】実施例２における駆動電流と駆動周波数との関係を示す昇降モータ駆動周波数設定テーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、シート積載トレイの負荷に応じて、積載トレイの上昇時の駆動手段の速度を制御することにより、駆動負荷に応じた駆動速度の制御を実行し、駆動源及び装置の小型化、低コスト化、騒音の低減を実現するようにしたものである。以下、本発明の実施形態における各実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は本実施形態の実施例１におけるシート後処理装置と画像形成装置とからなるシステムの全体構成を示す図である。同図において、このシステムはシート後処理装置１００と画像形成装置５００とからなる。シート後処理装置１００は、入口搬送路Ａ、上搬送路Ｂ、排紙搬送路Ｃ、スティプル搬送路Ｄ、スティプル処理トレイＥ、中綴じ処理トレイＦ、及びシフトトレイ排紙部Ｇを含み、画像形成装置５００で画像形成されたシートに対して所定の処理を施し、あるいは、何も処理を施さないで排紙トレイ（以下、積載トレイと称する）１０あるいはプルーフトレイＢ１に排紙する。スティプル搬送路Ｄはスティプル処理トレイＥにシートを搬送するための搬送路で、プレスタック搬送路を備え、１枚あるいは複数枚のシートをスティプル処理トレイＥに搬送する。スティプル処理トレイＥでは、１ジョブ分のシート束を整合し、中綴じ処理トレイＥ側に搬送し、あるいは整合されたシート束に端綴じスティプラＥ１により端綴じ処理を行った後、排紙搬送路Ｃから積載トレイ１０に排紙する。
【００２８】
中綴じ処理トレイＥ側に搬送されたシート束は、中綴じ処理トレイＥで再度整合され、中綴じスティプラＦ１によってシート束の中央部で綴じ処理される。その後、シート束の綴じ部分が折りプレートの先端に対応する高さまで押し上げられ、中折り部Ｆ２で中折りされ、排紙される。
【００２９】
なお、同図において、シートを搬送するためのフィード機構、スティプル機構、中綴じ中折り機構自体は、本発明の特徴ではなく、また公知であるから、詳細な説明は省略する。
【００３０】
前述のようにシート後処理装置１００は、画像形成装置５００の側部に取り付けられており、画像形成装置５００から出力されたシート１は、受入口２ａからシート後処理装置１００に入り、入口センサＳ１により検知され、搬送部材であるシートフィーダ４，５，６によって搬送される。次に、分岐爪２ｅ及び２ｆの回動とシートフィーダ７により排紙搬送路Ｃに導かれ、シートフィーダ８及び９によって搬送後、積載トレイ１０に積載される。なお、分岐爪２ｅと２ｆの切換は図示していないＤＣソレノイドあるいは、ステッピングモータで行う。また、シートに対してパンチ処理が必要な場合には、パンチユニット１１で１枚ずつパンチ処理が実行される。その際、パンチユニット１１を通るシートの先端がセンサＳ２によって検知される。
【００３１】
積載トレイ１０は昇降可能であり、シート排出時には積載トレイ１０が所定の位置に待機するように昇降制御される。図２は積載トレイ１０の昇降機構Ｈを示す斜視図である。同図において、積載トレイ１０は駆動軸２１をトレイ昇降モータ１６８及びウォームギア２５を含む駆動ユニットにより回転駆動することにより昇降する。駆動軸２１と従動軸２２との間にはタイミングプーリを介してタイミングベルト２３がテンションをもって掛けられている。このタイミングベルト２３に積載トレイ１０を支持する側板２４が固定されており、かかる構成によって積載トレイ１０を含むユニットが昇降可能に吊り下げられている。なお、トレイ昇降モータ１６８としては、ブラシレスモータが使用される。ここではブラシレスモータの形式は問わないが、例えばステッピングモータが使用され、積載トレイ１０の最大積載量に対応できる能力を備えているものでなければならないことは言うまでもない。
【００３２】
積載トレイ１０を上下方向に移動させる前記駆動ユニットでは、駆動源としての正逆転可能なトレイ昇降モータ１６８で発生した動力がウォームギア２５を介して駆動軸２１に固定されたギア列の最終ギアに伝達されるようになっている。途中ウォームギア２５を介しているため、積載トレイ１０を一定位置に保持することが可能であり、機構上、積載トレイ１０の不意の落下事故等を防止することができる。
【００３３】
積載トレイ１０の側板２４には、遮蔽板２４ａが一体に形成されており、下方には積載トレイ１０の位置を検出する第１ないし第４の位置検知センサ３３４，３３５，３３６，３３７が配置され、遮蔽板２４ａによって位置検知センサ３３４，３３５，３３６，３３７がオン・オフされる。なお、第１ないし第４の位置検知センサ３３４，３３５，３３６，３３７は、最上位の第１の位置検知センサ３３４から下に順に配置されている。
【００３４】
このシート後処理装置１００の最下流部に位置するシフトトレイ排紙部Ｇは、シフト排紙ローラ２と、図示しない戻しコロと、紙面検知センサ３３０と、積載トレイ１０と、図示しないシフト機構と、シフトトレイ昇降機構Ｈとにより構成される。
【００３５】
図２において、符号１３はシフト排紙ローラ６から排出されたシートと接して前記シートの後端をエンドフェンス３２に突き当てて揃えるためのスポンジ製の戻しコロを示す。この戻しコロ１３は、シフト排紙ローラ６の回転力で回転するようになっている。戻しコロ１３の近傍にはトレイ上昇リミットスイッチ３３３が設けられており、積載トレイ１０が上昇して戻しコロ１３を押し上げると、前記トレイ上昇リミットスイッチ３３３がオンしてトレイ昇降モータ１６８が停止する。これにより積載トレイ１０のオーバーランが防止される。また、戻しコロ１３の近傍には、積載トレイ１０上に排紙されたシートもしくはシート束の紙面位置を検知する紙面位置検知手段としての紙面検知センサ３３０が設けられている。
【００３６】
紙面検知センサ３３０は、紙面検知レバー３０と、紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａと紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂとから構成されている。紙面検知レバー３０は、レバーの軸部を中心に回動可能に設けられ、積載トレイ１０に積載されたシートの後端上面に接触する接触部３０ａと扇形の遮蔽部３０ｂとを備えている。上方に位置する紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａは主にスティプル排紙制御に用いられ、紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂは主にシフト排紙制御に用いられる。
【００３７】
本実施形態では、紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａ及び紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂは、遮蔽部３０ｂによって遮られたときにオンするようになっている。したがって、積載トレイ２０２が上昇して紙面検知レバー３０の接触部３０ａが上方に回動すると、紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａがオフし、さらに回動すると紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂがオンする。シートの積載量が所定の高さに達したことが紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａと紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂによって検知されると、積載トレイ１０はトレイ昇降モータ１６８の駆動により所定量下降する。これにより、積載トレイ１０の紙面位置は略一定に保たれる。
【００３８】
図３は、積載トレイの重さを検知する検知機構を示す斜視図である。本実施形態では、積載トレイ１０の重さを検知する手段としてロードセルを使用する。ロードセル１７２は重さを電気的な信号に変換し、出力するデバイスで、図３に示すように積載トレイ１０を支持する支持部材２４上、または支持部材２４に埋め込まれた状態で配置される。支持部材２４に配置することにより、支持部材２４が支持する積載トレイ１０の重さを検知することができる。ロードセル１７２は積載トレイ１０に埋め込まれるよう配置した場合は、積載された紙の重さのみを検知することも可能となる。
【００３９】
図４はシート後処理装置１００を中心としたシステムの制御構成を示すブロック図である。シート後処理装置１００の制御回路３５０は、ＣＰＵ３６０とＩ／Ｏ３７０を備え、ＣＰＵ３６０は画像形成装置５００とコマンドやデータの送受信を行う。積載トレイ１０を上昇させる際、ＣＰＵ３６０はモータドライバ１６８ａにＯＮ信号、ＣＷ／ＣＣＷ信号、パルスを発行する。このパルスの周波数はトレイ昇降モータ１６８の回転速度を決定する。積載トレイ１０が上昇する際にＣＰＵ３６０は位置検出センサ３３４，３３５，３３６，３３７の値を読み込み、積載トレイ１０の位置を認識する。ＣＰＵ３６０は認識した位置に応じた速度でトレイ昇降モータ１６８を駆動させるべく、パルス周波数を変更し、モータドライバ１６８ａに発行する。
【００４０】
ＣＰＵ３６０は、タイマ部３６１、記憶部３６２、Ａ／Ｄ変換部３６３を備えるとともに、ＤＣソレノイドのドライバ、ＤＣモータのモータドライバ、ステッピングモータのモータドライバに制御信号を送信し、また、ＰＷＭジェネレータ、Ｉ／Ｏ３７０等と相互に送受信を行う。また、Ａ／Ｄ変換部３６３には、前述のロードセル１７２からの検出出力が増幅回路部１７１及びノイズ低減回路部１７０を介して入力される。ＣＰＵ３６０は図示しないＲＯＭ及びＲＡＭを備え、ＲＯＭに格納されたプログラムコードをＲＡＭに展開し、当該ＲＡＭをワークエリア及びデータバッファとして使用しながら前記プログラムコードで定義された制御を実行する。なお、プログラム自体は、制御回路に搭載されているＣＰＵを含むコンピュータが記録媒体から読み取り、あるいはネットワークからダウンロードしてコンピュータに取り込まれる。
【００４１】
図５は実施例１におけるシート積載装置のＣＰＵによる昇降速度制御の制御手順を示すフローチャートである。同図において、ＣＰＵ３６０は積載トレイ１０を上昇させる際、まずＡ／Ｄ変換部３６３に入力されたロードセル１７２の出力値を読み取り、読み取った値から、ＣＰＵ３６０は積載トレイ１０の重さを認識する（ステップＳ１０１）。積載トレイ１０の重さは積載トレイ１０自体に主さにシート重量が加わった重量であり、ロードセル１７２の積載トレイ１０のみのときの出力値が分かっていれば、シートのみの重量は一義的に分かる。
【００４２】
ＣＰＵ３６０は積載トレイ１０の重さに応じた速度で昇降モータ１６８を駆動させるべく、モータドライバ１６８ａにＯＮ信号、ＣＷ／ＣＣＷ信号、シート積載部の重さに応じた周波数のパルスを発行する（ステップＳ１０３）。その際、ステップＳ１０２でシート積載部１０の重さに応じたパルス周波数を記憶部３６２に格納されている周波数設定テーブルを参照する。この周波数設定テーブルの一例を図６に示す。
【００４３】
図６はロードセル１７２からの入力値ＡＩＮと駆動周波数との関係を示す昇降モータ駆動周波数設定テーブルである。このテーブルは予め実験室などで入力値ＡＩＮと速度を測定して得られたもので、その入力値に対応した速度を得るための駆動周波数との関係として設定したものである。ここでは、入力値ＡＩＮを０からｎ（ｎ：正の整数）までの範囲に分け、その範囲別に駆動周波数を割り当てたテーブルとして作成し、このテーブルを記憶部３６２に格納させている。図６から分かるように、昇降モータ駆動周波数設定テーブルでは、入力値ＡＩＮの値が大きい方が、シート積載部１０は重たいとした場合、駆動源の負荷に対し、適正な回転速度で昇降モータを回転させるために、
ｆ０＞ｆ１＞ｆ２＞・・・＞ｆｎ−１＞ｆｎ
という関係に設定している。すなわち、重量が重いほど、ゆっくり回す（上昇速度を遅くする）ことを意味している。
【００４４】
ステップＳ１０３でモータドライバ１６８ａにＯＮ信号、ＣＷ／ＣＣＷ信号、シート積載部の重さに応じた周波数のパルスを発行した後、積載トレイ１０の上昇位置を確認し（ステップＳ１０４）、所定位置に達した時点で、昇降モータ１６８を停止する（ステップＳ１０５）。
【００４５】
なお、図５に示した処理は、装置へ電源が投入され、装置が立ち上がる際にも実行される。これは、初期化処理として電源投入時には積載トレイ１０の位置が不明なので、一旦、積載トレイ１０を所定位置（ここでは、ホームポジションに対応）に位置させ、その位置を認識した上で制御する必要があるからである。
【００４６】
図７はロードセル１７２によって一定時間毎に負荷を検知する場合の制御手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ３６０はタイマをクリアした後（ステップＳ２０１）、タイマをスタートさせる（ステップＳ２０２）。タイマがスタート後、所定時間経過した時点で（ステップＳ２０３）、ＣＰＵ３６０はＡ／Ｄ変換部３６３に入力されたロードセル１７２の出力値を読み取り、積載トレイ１０の重さを認識する（ステップＳ２０４）。
【００４７】
次いで、積載トレイ１０が上昇可能な位置にあるか否かを判断し（ステップＳ２０５）、上昇可能な場合は、記憶部３６２の駆動周波数テーブル（図６）を参照し（ステップＳ２０６）、積載トレイ１０の重さに応じた速度で積載トレイ１０を所定位置まで上昇させるべく昇降モータ１６８に対して駆動パルスを発行する（ステップＳ２０７）。そして、所定位置に到達した時点で停止する（ステップＳ２０８，Ｓ２０９）。
【００４８】
図８はロードセル１７２によって一点時間毎に負荷検知を行って積載トレイ１０の上昇駆動制御を行っている際に、積載トレイ１０の過負荷を判断ときの制御手順を示すフローチャートである。このフローチャートでは、図７のフローチャートのステップＳ２０４の後段に過負荷状態を判断する判断ステップをステップＳ２０４Ａとして設け、この判断ステップにおいてステップＳ２０４で認識した積載トレイ１０の重さに基づいて過負荷状態か否かを判断する。この判断で、過負荷状態であると判断された場合には、所定のエラー処理を行う。過負荷状態にない場合は、図７のステップＳ２０５以降の処理を実行し、通常の積載トレイ上昇処理が実行される。なお、図８において、特に説明しない各処理ステップには図７の各処理ステップに付した符号と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４９】
過負荷状態はロードセル１７２によって検出される負荷状態から、ＣＰＵ３６０が予め設定された過負荷状態判断基準値を越えたか否かによって判断する。なお、後述の実施例２では、モータドライバ１６８ａから検出される電流値からＣＰＵ３６０が判断する。
【００５０】
図９は積載トレイ１０が所定高さ位置よりも高い位置に達したときに減速する制御手順を示すフローチャートである。すなわち、積載トレイ１０の高さ位置が所定位置（予め設定された高さ位置）Ｈｍａｘ以上になったとき、当該位置から上昇する場合に、トレイ昇降モータ１６８の駆動速度を所定値（予め設定された最小値）Ｖｍｉｎとする場合の例である。予め設定された高さ位置は、停止位置より低い位置であって、停止位置に減速して精度良く停止させることができる位置に設定されている。したがって、この位置は積載トレイ１０の重さ、トレイ昇降モータ１６８の駆動性能に応じて適宜設定される。
【００５１】
同図において、ＣＰＵ３６０は積載トレイ１０を上昇させる際、Ａ／Ｄ変換部３６３に入力されたロードセルの出力値を読み取る（ステップＳ３０１）。読み取った積載トレイ１０の重さに応じた速度で昇降モータ１６８を駆動させるべく、図６に示したテーブルを参照して（ステップＳ３０２）昇降モータ１６８の駆動周波数を設定し、モータドライバ１６８ａにＯＮ信号、ＣＷ／ＣＣＷ信号、シート積載部の重さに応じた周波数のパルスを発行する（ステップＳ３０３）。
【００５２】
次いで、積載トレイ１０の高さ位置が予め設定された高さ位置Ｈｍａｘ以上であるか否かを判断し（ステップＳ３０４）、予め設定された高さ位置Ｈｍａｘ以上になった場合は、当該位置が停止位置に近く、減速が必要な位置に設定されているので、上昇速度を設定された最小速度Ｖｍｉｎに変更すべく、駆動周波数をｆｎに変更する（ステップＳ３０５）。そして、変更した駆動周波数ｆｎでトレイ昇降モータ１６８を駆動して積載トレイ１０を所定位置まで上昇させ（ステップＳ３０６）、所定位置まで上昇させた時点でトレイ昇降モータ１６８を停止させる（ステップＳ３０７）。
【００５３】
なお、積載トレイ１０を停止させる所定位置は、例えば積載トレイ１０の上面、もしくは積載トレイ１０に積載されたシートのうち最上位のシートの上面を紙面検知センサ３３０によって検知した位置である。
【００５４】
以上のように本実施例によれば、
１）ロードセル１７２によって検知したシート積載部１０の重さに基づいてトレイ昇降モータ１６８の駆動速度を制御するので、駆動源及び装置の小型化、低コスト化を図ることが可能となる。  
２）適切な速度で昇降モータを駆動するので、モータの駆動音によって生じる騒音も最小限に抑えることができる。  
３）ロードセル１７２はシート積載部１０の重さを検知するだけなので、検知回路も簡易なもので済み、低コストでトレイ昇降モータ１６８の制御が可能になる。  
４）装置起動時に積載トレイ１０を所定の位置に上昇させる際に、ステップＳ１０１の負荷検知処理を実行することにより、イニシャル時に積載トレイ１０を所定の待機位置に移動させる時間の短縮化が可能になる。  
５）ロードセル１７２によって積載トレイ１０の重さを一定時間毎に検知し、積載トレイ１０が上昇可能位置にあれば、検知した積載トレイ１０の重さに応じた速度で上昇させ、所定位置で停止させるので、通常のシート排出時のトレイ昇降動作時には制御を行わないため、シート排出時のスタック性を維持したまま、イニシャル時やシート積載手段からシートが大量に除去されたとき等に積載トレイを所定の待機位置に移動させる時間の短縮化が可能になる。  
６）ロードセル１７２によって積載トレイ１０の重さを一定時間毎に検知したときに、ロードセル１７２によって過負荷状態を検知した場合は（ステップＳ２０４Ａ）、昇降モータ１６８を停止させ、エラー処理を実行する（ステップＳ２０４Ｂ）ので、最大負荷以上の駆動及び装置の不具合状態での駆動が禁止され、安全性の向上を図ることができる。  
７）積載トレイ１０の高さ位置が所定位置Ｈｍａｘ以上になったとき、トレイ昇降モータ１６８の駆動速度を所定値（最小値）Ｖｍｉｎとするので、上昇時に加速したか否かにかかわらず、積載トレイ１０の停止位置精度を向上させることができる。  
８）トレイ昇降モータ１６８としてブラシレスモータを使用することにより、装置の高寿命化を図ることができる。  
９）また、ブラシレスモータとしてステッピングモータを使用することにより、装置の高寿命化に加えて停止精度の向上を図ることができる。  
などの効果を奏する。
【実施例２】
【００５５】
図１０は実施例２におけるシート後処理装置を中心としてシステムの制御構成を示すブロック図である。本実施例２は、実施例１がシート積載部１０の負荷の検知をロードセル１７２によって行うように構成されていたのに対し、シート積載部１０を駆動する昇降モータ１６８のモータ駆動回路の電流値に基づいてシート積載部１０の負荷を検知するようにした例である。
【００５６】
本実施例では、制御回路３５０について、ノイズ低減回路部１７０及び増幅回路部１７１に代えて駆動電流検出回路部１７５、増幅回路部１７４、ノイズ低減回路部１７３を設けている。増幅回路部１７４、ノイズ低減回路部１７３は実施例１においても増幅回路部１７１及びノイズ低減回路部１７０として設けられているので、回路上では、ロードセル１７２を省略し、駆動電流検出回路部１７５を追加したものとなっている。その他の構成は実施例１と同等であり、同等に機能するので、ここでは、重複する説明は省略する。
【００５７】
昇降モータ１６８を駆動する駆動電流の検出は、モータドライバ１６８ａから入力される駆動電流の検出信号を電流検出回路部１７５で電圧値に変換し、電圧値に変換された信号を増幅回路部１７４及びノイズ低減回路１７３を介し、Ａ／Ｄ変換部３６３に入力することにより行われる。ＣＰＵ３６０は、Ａ／Ｄ変換部３６３から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、シート積載部１０の駆動負荷を検知する。
【００５８】
図１１は実施例２におけるシート積載装置のＣＰＵによる昇降速度制御の制御手順を示すフローチャートである。同図において、積載トレイ１０を上昇させる際、ＣＰＵ３６０はモータドライバ１６８ａにＯＮ信号、ＣＷ／ＣＣＷ信号、パルスを発行する（ステップＳ４０１）。積載トレイ１０が上昇する際にＣＰＵ３６０はトレイ昇降モータ１６８を駆動するモータドライバ１６８ａの駆動電流を検出する（ステップＳ４０２）。駆動電流の検出は、前述のように検出信号が電流検出回路部１７５、増幅回路部１７４、及びノイズ低減回路１７３を介してＡ／Ｄ変換部３６３に入力され、入力されたアナログ信号に基づいて行われる。ＣＰＵ３６０は認識した駆動負荷に応じた速度で昇降モータ１６８を駆動させるべく、図１２に示したような記憶部３６２の周波数設定テーブルを参照し（ステップＳ４０３）、駆動周波数を変更する（ステップＳ４０４）。
【００５９】
すなわち、ＣＰＵ３６０はシート積載部１０を上昇させるが、このときの駆動周波数は積載トレイ１０が最大負荷の場合でも駆動可能な周波数ｆｎである。次に、Ａ／Ｄ変換部３６３に入力された昇降モータドライバ１６８ａの駆動電流値を読み取る。読み取った値から、図１２の周波数設定テーブルを参照し（ステップＳ４０３）、ＣＰＵ３６０は積載トレイ１０の駆動負荷に応じた速度でトレイ昇降モータ１６８を駆動させるべく、モータドライバ１６８ａに発行していたパルスを、積載シート１０の駆動負荷に応じた周波数のパルスに変更する（ステップＳ４０４）。そして、積載トレイ１０が所定の位置まで上昇した時点で、トレイ昇降モータを停止させる（ステップＳ４０５，Ｓ４０６）。
【００６０】
その他、特に説明しない各部は前記実施例１と同等に構成され、実施例１と同等に機能し、動作する。
【００６１】
以上のように、本実施例によれば、
１）積載トレイ１０の駆動負荷を、積載トレイ１０を駆動するトレイ昇降モータ１６８の駆動回路であるモータドライバ１６８ａの駆動電流から検知するので、装置の低コスト化、検知回路の簡易化が可能になる。  
２）ロードセル１７２が不要なので、その分のコストを削減することができる。  
３）実施例１におけるロードセル１７２を駆動電流検出回路１７５に置換すると、実施例１の前記１）ないし１０）と同等の効果を奏することができる。  
などの効果を奏する。
【００６２】
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、搬送されてきたシート部材を積載するシート積載装置、このシート積載装置を備えたシート処理装置及び画像形成装置に限らず、シート状の部材を取り扱う生産治具、ロボット装置、玩具などのように積載したシート状部材を取り扱う機器全般に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０  積載トレイ
２１  駆動軸
２２  従動軸
２３  タイミングベルト
２４  側板
２５  ウォームギア
１００  シート後処理装置
１６８  トレイ昇降モータ
１６８ａ  モータドライバ
１７２  ロードセル
１７５  駆動電流検出回路部
３５０  制御回路
３６０  ＣＰＵ
５００  画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】特開２００５−１７０５７８号公報
【図１】
2010195501.tif 000003
【図２】
2010195501.tif 000004
【図３】
2010195501.tif 000005
【図４】
2010195501.tif 000006
【図５】
2010195501.tif 000007
【図６】
2010195501.tif 000008
【図７】
2010195501.tif 000009
【図８】
2010195501.tif 000010
【図９】
2010195501.tif 000011
【図１０】
2010195501.tif 000012
【図１１】
2010195501.tif 000013
【図１２】
2010195501.tif 000014