(57)【要約】【課題】他部品を追加することなく用紙の積載状態を安定して検知可能にし、かつ低コスト化を図ること。【解決手段】積載対象の用紙を順次受け入れ、当該用紙を排紙トレイ上に積載する用紙積載装置において、排紙トレイを垂直方向に駆動する昇降用ＤＣモータ１０２と、排紙トレイにおける垂直方向の定位置を検知する紙面センサ１０４と、排紙トレイの上昇時に、前記定位置に達するまでの時間をカウントし、当該カウントの値からあらかじめ定めた負荷−回転数特性にしたがって排紙トレイ上の用紙の積載量を検知する制御装置１０１と、を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載対象の用紙を順次受け入れ、当該用紙を排紙トレイ上に積載する用紙積載装置において、
前記排紙トレイを垂直方向に駆動する垂直方向駆動手段と、
前記排紙トレイにおける垂直方向の定位置を検知する垂直方向検知手段と、
前記排紙トレイの上昇時に、前記定位置に達するまでの時間をカウントし、当該カウントの値からあらかじめ定めた負荷−回転数特性にしたがって前記排紙トレイ上の用紙の積載量を検知する積載量検知手段と、
を備えたことを特徴とする用紙積載装置。
【請求項２】
積載対象の用紙を順次受け入れ、当該用紙を排紙トレイ上に積載する用紙積載装置において、
前記排紙トレイを水平方向に駆動する水平方向駆動手段と、
前記排紙トレイにおける水平方向の定位置を検知する水平方向検知手段と、
前記排紙トレイの水平方向に、前記定位置に達するまでの時間を時間をカウントし、当該カウントの値からあらかじめ定めた負荷−回転数特性にしたがって前記排紙トレイ上の用紙の積載量を検知する積載量検知手段と、
を備えたことを特徴とする用紙積載装置。
【請求項３】
さらに、前記垂直方向駆動手段に印加される電圧を検知する電圧検知手段を備え、
前記制御手段は、カウントした値を、前記電圧検知手段による検知電圧に応じて微調整することを特徴とする請求項１に記載の用紙積載装置。
【請求項４】
さらに、前記水平方向駆動手段に印加される電圧を検知する電圧検知手段を備え、
前記制御手段は、カウントした値を、前記電圧検知手段による検知電圧に応じて微調整することを特徴とする請求項２に記載の用紙積載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ、あるいは複合機などの画像形成装置の排紙側、あるいはステープルや穴あけ、紙折りなどの用紙の後処理を行なう用紙後処理装置の排紙側に配置可能な用紙積載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば複写機などの画像形成装置の排紙側に、当該装置から排紙される用紙を受け入れ、昇降可能な排紙トレイに比較的大量の用紙を積載する用紙後処理装置が知られている。特に、このような装置では、排紙トレイの排紙位置を定位置に制御する必要があった。一般的には、排紙トレイを上下動させるＤＣモータにエンコーダおよびセンサを付設し、ＤＣモータの駆動時にエンコーダのパスル数をカウントすることにより、排紙トレイの移動量およびホーム位置からの距離などを検知する手段が設けられている。また、排紙トレイの下限位置およびニア下限位置を１つのセンサで判定することにより、コストダウンおよび省スペース化を図っている装置が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３４３０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記に示されるような従来の技術にあっては、センサや付設の別部品が必要であるため、装置に小型化や低コスト化を図ることができなかった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、他部品を追加することなく用紙の積載状態を安定して検知可能にし、かつ低コスト化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、積載対象の用紙を順次受け入れ、当該用紙を排紙トレイ上に積載する用紙積載装置において、前記排紙トレイを垂直方向に駆動する垂直方向駆動手段と、前記排紙トレイにおける垂直方向の定位置を検知する垂直方向検知手段と、前記排紙トレイの上昇時に、前記定位置に達するまでの時間をカウントし、当該カウントの値からあらかじめ定めた負荷−回転数特性にしたがって前記排紙トレイ上の用紙の積載量を検知する積載量検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この請求項１の発明によれば、積載量を検知するための専用の部品を追加することなく、排紙トレイが上昇する際の上下ホーム位置までの時間をソフト制御によってカウントすることにより、用紙の積載状態を検知することが可能になる。
【０００８】
また、請求項２にかかる発明は、積載対象の用紙を順次受け入れ、当該用紙を排紙トレイ上に積載する用紙積載装置において、前記排紙トレイを水平方向に駆動する水平方向駆動手段と、前記排紙トレイにおける水平方向の定位置を検知する水平方向検知手段と、前記排紙トレイの水平方向に、前記定位置に達するまでの時間を時間をカウントし、当該カウントの値からあらかじめ定めた負荷−回転数特性にしたがって前記排紙トレイ上の用紙の積載量を検知する積載量検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この請求項２の発明によれば、積載量を検知するための専用の部品を追加することなく、排紙トレイがシフトする際のシフトホーム位置までのシフト時間をソフト制御によってカウントすることにより、用紙の積載状態を検知することが可能になる。
【００１０】
また、請求項３にかかる発明は、さらに、前記垂直方向駆動手段に印加される電圧を検知する電圧検知手段を備え、前記制御手段は、カウントした値を、前記電圧検知手段による検知電圧に応じて微調整することを特徴とする。
【００１１】
この請求項３の発明によれば、請求項１において、電圧検知手段によって垂直方向駆動手段に印加される電圧を検知し、ソフト制御でカウントした駆動時間を検知電圧にしたがって微調整することにより、正確な用紙積載量を認識することが可能になる。
【００１２】
また、請求項４にかかる発明は、さらに、前記水平方向駆動手段に印加される電圧を検知する電圧検知手段を備え、前記制御手段は、カウントした値を、前記電圧検知手段による検知電圧に応じて微調整することを特徴とする。
【００１３】
この請求項４の発明によれば、請求項２において、電圧検知手段によって水平方向駆動手段に印加される電圧を検知し、ソフト制御でカウントした駆動時間を検知電圧にしたがって微調整することにより、正確な用紙積載量を認識することが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明（請求項１）にかかる用紙積載装置は、積載量を検知するための専用の部品を追加することなく、排紙トレイが上昇する際の上下ホーム位置までの時間をソフト制御によってカウントすることにより、用紙の積載状態を検知することが可能になるため、コストアップを招来させることなく、かつ排紙トレイ上での用紙積載量を安定して検知することができるという効果を奏する。
【００１５】
また、本発明（請求項２）にかかる用紙積載装置は、積載量を検知するための専用の部品を追加することなく、排紙トレイがシフトする際のシフトホーム位置までのシフト時間をソフト制御によってカウントすることにより、用紙の積載状態を検知することが可能になるためコストアップを招来させることなく、かつ排紙トレイ上での用紙積載量を安定して検知することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、本発明（請求項３）にかかる用紙積載装置は、請求項１において、電圧検知手段によって垂直方向駆動手段に印加される電圧を検知し、ソフト制御でカウントした駆動時間を検知電圧にしたがって微調整することにより、正確な用紙積載量を認識することが可能になるため、コストアップを招来させることなく、かつ排紙トレイ上での用紙積載量を安定して検知することができるという効果を奏する。
【００１７】
また、本発明（請求項４）にかかる用紙積載装置は、請求項２において、電圧検知手段によって水平方向駆動手段に印加される電圧を検知し、ソフト制御でカウントした駆動時間を検知電圧にしたがって微調整することにより、正確な用紙積載量を認識することが可能になるため、コストアップを招来させることなく、かつ排紙トレイ上での用紙積載量を安定して検知することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる用紙積載装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態）
本発明は、複写機などの排紙口に装着され、ＤＣモータを駆動源として排紙トレイを昇降動作、シフト動作させる用紙積載装置において、ＤＣモータの駆動時間を、ＤＣモータの「負荷―回転数」特性に基づいてソフト制御でカウントすることにより、用紙の積載量を検知するものである。以下、具体的に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置のシステム構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置の装着状態を示す説明図である。これらの図において、符号１００は用紙積載装置、符号１０１はマイクロコンピュータシステムで構成され用紙精細装置１００を制御する制御装置、符号１０２は排紙トレイの昇降用の駆動源となる昇降用ＤＣモータ、符号１０３は昇降用ＤＣモータ１０３を駆動するドライバ、符号１０４は排紙トレイ上の用紙位置を検知する紙面センサ、符号１０５はドライバ１０３の電圧を検知する電圧検知回路、符号１０６は排紙トレイを左右方向（水平方向）にシフトするための駆動源となるシフト用ＤＣモータ、符号１０７はシフト用ＤＣモータ１０６を駆動するドライバ、符号１０８は排紙トレイの水平方向のホームポジションを検知するシフトＨＰセンサ、符号１０９はドライバ１０７の電圧を検知する電圧検知回路、符号２００は複写機やプリンタなどの画像形成装置、符号２０１は画像形成装置２００を統括的に制御し、かつ用紙積載装置１００の制御装置１０１と相互接続されるメインコントローラ、符号２０２は画像形成装置２００のオペレーション操作および操作状態や装置の状態などを表示するといった機能を有するオペレーションパネルである。
【００２１】
このように、用紙積載装置１００は、画像形成装置２００と機械的かつ電気的に接続されている。なお、この実施の形態では、画像形成装置２００に用紙積載装置１００を接続した例を示しているが、これに限らず、たとえば、用紙折りや用紙綴じ、用紙穴空けなどの後処理を行なう用紙後処理装置（不図示）の排紙側に同様に装着する構成であってもよい。
【００２２】
図３は、画像形成装置の排紙コロと排紙トレイ、積載紙の状態を示す説明図である。この図において、画像形成装置２００の排紙部に設けられた排紙コロ２０３が、用紙Ｐを排紙トレイ１１０上に排紙する。この排紙トレイ１１０の昇降機構およびシフト機構を図３および図５に示す。
【００２３】
図４に示す昇降機構において、排紙トレイ１１０は両側をベルト１１３に固定され、ベルト１１３に回転により、上昇／下降する。ベルト１１３は駆動軸に連結され、この駆動軸にはギア１１２が固定され、このギア１１２に昇降用ＤＣモータ１０２の出力ギア１１１が噛合されている。すなわち、昇降用ＤＣモータ１０２の出力軸に固定された出力ギア１１１が回転することでギア１１２に回転力が伝達され、このギア１１２に回転が駆動軸を介してベルト１１３に伝達される。このベルト１１３への駆動力の伝達により、ベルト１１３が回転し、それに伴って排紙トレイ１１０が移動する。
【００２４】
また、図４に示すように、排紙トレイ１１０の上部には、紙面センサ１０４が配置されている。ここでは、排紙トレイ１１０あるいはトレイ上の用紙と接触するフィラーとそのフィラーの動きを光学的に検知する紙面センサ１０４によって紙面位置（排紙トレイ１１０の位置）が検知されるように構成されている。
【００２５】
また、図５に示すように、排紙トレイ１１０は水平方向に移動（シフト）する機構を有し、簡易的な仕分け、いわゆるジョブスタッカーの機能を有している。図５において、シフト用ＤＣモータ１０６の出力軸に駆動ベルト１１５がかけられ、さらにこの駆動ベルト１１５にウォームギア１１６がかけられている。さらにウォームギア１１６にホイールギア１１７が噛合されている。すなわち、シフト用ＤＣモータ１０６の回転が、駆動ベルト１１５、ウォームギア１１６、ホイールギア１１７に伝達され、ホイールギア１１７のトレイ側の突起１１７ａが移動板１１８の溝１１８ａに遊嵌しながら回転することにより、移動板１１８と連動して排紙トレイ１１０がシフト移動する。さらに、ホイールギア１１７には検知用突起１１７ｂが設けられ、この検知用突起１１７がフォトインタラプタで構成されるシフトＨＰセンサ１０８を遮蔽することで、排紙トレイ１１０の横方向にホームポジションが検知されるように構成されている。
【００２６】
このように構成された用紙積載装置１００において、画像形成装置２００から排紙された用紙Ｐは、排紙コロ２０３によって排紙トレイ１１０上に排紙され積載される。排紙トレイ１１０上に積載された用紙Ｐは、戻し部材（不図示）によって排紙方向上流側に戻され、用紙後端が揃うように整合される。また、用紙Ｐの排紙中に排紙トレイ１１０を上下方向に移動させることにより、排紙位置を調整する。また、仕分けモードが指示された場合には、前述したシフト機構によって排紙トレイ１１０を交互に移動する。これらの動作は、画像形成装置２００のメインコントローラ２０１からの制御信号にしたがって、用紙積載装置１００の制御装置１０１によって行なわれる。
【００２７】
さらに、用紙排紙中に行なう上下およびシフト動作について説明する。用紙排紙中（何枚かおきに）、初めに紙面センサ１０４がＯＦＦとなる位置まで排紙トレイ１１０を下降させる。その後、紙面センサ１０４がＯＮする位置まで排紙トレイ１１０を上昇させ、排紙トレイ１１０の位置が常に基準位置になるように制御する。このように、紙面センサ１０４のＯＮ／ＯＦＦ位置を基準として排紙トレイ１１０を移動することで、下降および上昇する移動距離は一定になる。すなわち、用紙の積載量によらない。しかしながら、上昇するために必要な時間は、用紙の積載量、すなわち、昇降用ＤＣモータ１０２の駆動軸に大きさによって変化する。つまり、軸負荷が大きくなるにしたがって、回転数が減少し、移動に要する時間が増加する。このＤＣモータの特性を図６に示す。
【００２８】
このようなＤＣモータの「負荷―回転数」特性にしたがって、上昇時間をソフト制御でカウントすることにより、軸負荷（つまり用紙積載量）を認識することができる。
【００２９】
また、上記の積載量検知は、シフト機構においても、シフト用ＤＣモータ１０６の特性を利用して同様に実現することができる。
【００３０】
ところで、昇降用ＤＣモータ１０２、シフト用ＤＣモータ１０６は、基準電圧ＤＣ２４Ｖで駆動される。しかし、この駆動電圧は変動するため、変動値によって上記カウント時間も変化する。そこで、これらの電圧変動を考慮し、駆動電圧を検知し、この検知した電圧にしたがってカウント値を微調整することで、用紙積載枚数と上昇時間（シフト時間）との関係が正確になる。
【００３１】
図７は、ＤＣモータ使用時における駆動電圧ＤＣ２４Ｖ、２１．６Ｖ、２６．４Ｖ毎の用紙積載枚数と上昇時間（ｍｓ）との関係を示すグラフである。図示するように、グラフＡはＤＣ２４Ｖ、グラフＢはＤＣ２１．６Ｖ、グラフＣは２６．４Ｖである。この各電圧毎の特性（傾き）をＡの場合、ｙ＝０．２１７ｘ＋１１７．１とし、Ｂの場合、ｙ＝０．２５３ｘ＋１２４．０８とし、Ｃの場合、ｙ＝０．１８１４ｘ＋１２６．２２とする。これらの特性を、たとえば制御装置１０１のＲＯＭ（不図示）にあらかじめテーブルとして格納し、この特性データと電圧検知回路１０５の検知電圧とをみることで、上昇時間と積載量とが正確になる。また、このような微調整制御は、シフト用ＤＣモータ１０８を用いたシフト機構においても同様に行なうことができる。本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置におけるＤＣモータの印加電圧の検知回路を図８に示す。
【００３２】
つぎに、フローチャートを参照し、本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置の動作について説明する。図９は、本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置における排紙トレイの昇降動作の制御および積載量の検知動作を示すフローチャートである。この制御は、制御装置２０１によって実行される。まず、搬送モータの駆動を開始し（ステップＳ１１）、用紙を受け入れる（ステップＳ１２）。続いて、排紙トレイ１１０の下降タイミングであるか否かを判断し（ステップＳ１３）、下降タイミングであれば、排紙トレイ１１０を下降し（ステップＳ１４）、さらに紙面センサ１０４がＯＦＦであるか否かを判断する（ステップＳ１５）。ここで、紙面センサ１０４がＯＦＦであれば、排紙トレイ１１０の下降を停止する（ステップＳ１６）。続いて、排紙トレイ１１０の上昇駆動時間のカウントを開始し（ステップＳ１７）、紙面センサ１０４がＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ１８）。ここで、紙面センサ１０４がＯＮであれば、排紙トレイ１１０の上昇を停止し（ステップＳ１９）、カウント値があらかじめ定めた規定値を超えたか否かを判断し（ステップＳ２０）、規定値を超えたならば、満杯として画像形成装置２００に排紙トレイ１１０が満杯である旨の情報をフィードバックする（ステップＳ２１）。さらに、画像形成装置２００からの停止指令の有無を判断し（ステップＳ２２）、停止であれば、駆動を停止する（ステップＳ２３）。
【００３３】
すなわち、排紙トレイ１１０の上昇時間をソフト制御によりカウントすることにより、ある規定値以上になった場合、用紙積載が過剰（満杯）になっているものと判断し、画像形成装置２００に対してその旨の情報を提供する。これにより画像形成装置２００は、たとえば「コピー停止」、「排紙トレイが満杯です。用紙を取り除いて下さい」などの表示をオペレーションパネル２０２に表示する。これにより、ユーザに対する迅速な作業（用紙の取り出しなど）を促す。
【００３４】
図１０は、本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置における排紙トレイのシフト動作の制御および積載量の検知動作を示すフローチャートである。この制御は、制御装置２０１によって実行される。まず、搬送モータの駆動を開始し（ステップＳ３１）、用紙を受け入れる（ステップＳ３２）。続いて、排紙トレイ１１０のシフトタイミングであるか否かを判断し（ステップＳ３３）、シフトタイミングであれば、排紙トレイ１１０のシフト駆動時間のカウントを開始し（ステップＳ３４）、シフトＨＰセンサ１０８がＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ３５）。ここで、シフトＨＰセンサ１０８がＯＮであれば、排紙トレイ１１０のシフト動作を終了し（ステップＳ３６）、カウント値があらかじめ定めた規定値を超えたか否かを判断し（ステップＳ３７）、規定値を超えたならば、満杯として画像形成装置２００に排紙トレイ１１０が満杯である旨の情報をフィードバックする（ステップＳ３８）。さらに、画像形成装置２００からの停止指令の有無を判断し（ステップＳ３９）、停止であれば、駆動を停止する（ステップＳ４０）。
【００３５】
このように、排紙トレイ１１０のシフト動作時間をソフト制御によりカウントすることにより、ある規定値以上になった場合、用紙積載が過剰（満杯）になっているものと判断する。その後、この状態を上述と同様に画像形成装置２００に知らせる。
【００３６】
図１１は、本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置における排紙トレイの昇降／シフト動作のモータ駆動制御および満杯検知例を示すフローチャートである。この制御は、制御装置２０１によって実行される。まず、搬送モータの駆動を開始し（ステップＳ４１）、用紙を受け入れる（ステップＳ４２）。続いて、上下／シフト動作を行ない駆動時間のカウント値を計数する（ステップＳ４３）。さらに電圧検知回路１０５，１０９による検知電圧値から上記駆動時間カウント値を調整しカウント値を確定する（ステップＳ４４）。続いて、カウント値＞規定値を判断し（ステップＳ４５）、規定値を超えたならば、満杯として画像形成装置２００に排紙トレイ１１０が満杯である旨の情報をフィードバックする（ステップＳ４６）。さらに、画像形成装置２００からの停止指令の有無を判断し（ステップＳ４７）、停止であれば、駆動を停止する（ステップＳ４８）。
【００３７】
したがって、上記の制御により、昇降用ＤＣモータ１０２，シフト用ＤＣモータ１０６に印加される電圧を電圧検知回路１０５，１０９によって検知し、ソフト制御によりカウントした駆動時間を微調整することで、正確な用紙積載量を認識することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかる用紙積載装置は、複写機、プリンタ、複合機などの画像形成装置やステイプル、紙折り、パンチなどの後処理を行なう用紙後処理装置などからの用紙を比較的大量に積載する装置に有用であり、特に、ＤＣモータなどの負荷が積載量によって変化する駆動機構を用いた用紙積載装置などに適している。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置の装着状態を示す説明図である。
【図３】画像形成装置の排紙コロと排紙トレイ、積載紙の状態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置のトレイ昇降機構および紙面検知機構を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置のトレイシフト機構およびトレイ位置検知機構を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置に用いるＤＣモータの特性曲線を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置におけるＤＣモータの印加電圧毎の積載枚数と上昇時間の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置におけるＤＣモータの印加電圧の検知回路を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置における排紙トレイの昇降動作の制御および積載量の検知動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置における排紙トレイのシフト動作の制御および積載量の検知動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態にかかる用紙積載装置における排紙トレイの昇降／シフト動作のモータ駆動制御および満杯検知例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１００  用紙積載装置
１０１  制御装置
１０２  昇降用ＤＣモータ
１０３，１０７  ドライバ
１０４  紙面センサ
１０５，１０９  電圧検知回路
１０６  シフト用ＤＣモータ
１０８  シフトＨＰセンサ
１１０  排紙トレイ
２００  画像形成装置
２０１  メインコントローラ
２０２  オペレーションパネル
【図１】
2006096496.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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