(57)【要約】【課題】積載板を速やかに上昇させつつ、上限位置付近での上昇速度を緩やかにし、積載板の上昇に用いるギアの破損を防ぐ。【解決手段】給紙装置は、積載板、積載板の上方に設けられる給紙回転体、上昇モーターとギアを含み、基準位置から上限位置まで積載板を上昇させる昇降機構、積載板の用紙の残量に応じた値を出力する残量検知部、上昇モーター用のＰＷＭ信号を生成し、ＰＷＭ信号により上昇モーターの回転を開始させ、上昇モーターの電流値を認識し、出力値に基づき用紙残量を認識し、積載板が上限位置に近づくにつれてＰＷＭ信号のオンデューティを小さくし、残量が少ないほど積載板の上昇開始時のＰＷＭ信号のオンデューティを大きくし、残量が少ないほどＰＷＭ信号のオンデューティを段階的に小さくする回数を多くする制御部と、を含む。【選択図】図７
2018016446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙がセットされる積載板と、
前記積載板の上方に設けられ、回転して用紙を送り出す給紙回転体と、
上昇モーターと前記上昇モーターの駆動を伝達するギアを含み、給紙を行うとき、前記上昇モーターの回転と前記ギアの駆動伝達により、上昇前の前記積載板の位置である基準位置から上限位置まで前記積載板を上昇させる昇降機構と、
前記積載板にセットされた用紙の残量に応じた出力値を出力する前記残量検知部と、
前記上昇モーターの回転を制御するためのＰＷＭ信号を生成し、前記積載板を上昇させるとき前記ＰＷＭ信号により前記上昇モーターの回転を開始させ、前記上昇モーターに流れる電流値の大きさを認識し、前記出力値に基づき前記積載板にセットされた用紙の残量を認識し、前記基準位置からの前記積載板の上昇開始後、前記積載板が前記上限位置に近づくにつれて前記ＰＷＭ信号のオンデューティを小さくし、前記残量が少ないほど前記基準位置からの前記積載板の上昇開始時の前記ＰＷＭ信号のオンデューティを大きくし、前記残量が少ないほど前記ＰＷＭ信号のオンデューティを段階的に小さくする回数を多くし、前記電流値が予め定められた上限到達値になったとき、前記上昇モーターの回転を停止させる制御部と、を含み、
前記上限到達値は、前記積載板が上限に到達したと扱う前記電流値であって、前記積載板が前記上限位置に到った状態で前記給紙回転体を上方向に押している状態のときの前記電流値であることを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記残量が多いほど前記基準位置からの前記積載板の上昇開始時の前記ＰＷＭ信号のオンデューティを小さくし、前記残量が多いほど前記ＰＷＭ信号のオンデューティを段階的に小さくする回数を減らすことを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第２出力値に基づき前記積載板にセットされた用紙の残量が第１レベル、前記第１レベルよりも残量が多い第２レベル、前記第２レベルよりも残量が多い第３レベルの何れであるかを判定し、前記基準位置から前記上限位置まで前記積載板を上昇させる場合、前記残量が前記第１レベルのとき前記ＰＷＭ信号のオンデューティを最初に第１オンデューティとし、その後に前記第１オンデューティよりも小さい前記第２オンデューティとし、その後に前記第２オンデューティよりも小さい前記第３オンデューティの順に変化させ、前記残量が前記第２レベルのとき前記ＰＷＭ信号のオンデューティを前記第２オンデューティとした後に前記第３オンデューティに変化させ、前記残量が前記第３レベルのとき前記ＰＷＭ信号のオンデューティを前記第３オンデューティで固定することを特徴とする請求項１又は２に記載の給紙装置。
【請求項４】
メッセージを報知する報知部を含み、
前記制御部は、前記上昇モーターの回転開始から最小所要時間経過前に前記電流値が前記上限到達値になったとき、前記積載板の上昇の異常を前記報知部に報知させ、
前記最小所要時間は、前記基準位置から前記上限位置まで前記積載板を上昇させるのに最低限必要な時間であり、前記残量のレベルごとに予め定められた時間であることを特徴とする請求項３に記載の給紙装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記電流値が前記上限到達値になるまでに前記ＰＷＭ信号のオンデューティを予め定められた最小オンデューティとし、前記積載板の用紙又は前記積載板が前記給紙回転体を押すことによる前記電流値の上昇が開始された時点で前記ＰＷＭ信号のオンデューティを前記最小オンデューティとすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の給紙装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の給紙装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収容する用紙を１枚ずつ供給する給紙装置に関する。また、この給紙装置を含む画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合機、複写機、プリンターのような電子写真方式の画像形成装置は、部材を動作、移動させるためのモーターを含む。モーターには、ＤＣモーターが用いられることがある。そして、ＰＷＭ信号でＤＣモーターの回転を制御することがある。このような画像形成装置のＤＣモーター制御に関する技術の一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１には、ＤＣモーターを用いてコロナ放電器の放電ワイヤを清掃するクリーナホルダを往復移動させる画像形成装置が記載されている。特許文献１記載の画像形成装置は、クリーナホルダを往復移動させるため、移動開始時、高デューティの正転駆動パルスを発生させ、それから所定期間後に低デューティのパルスを出力し、モーター電流検出値が設定値以上に達してから、高デューティの逆転通電駆動パルス出力を発生し、それから所定期間の後に低デューティ（ＤＬ）のパルスを出力し、モーター電流検出値が設定値以上に達してからモーター駆動を停止する（特許文献１：段落［００２５］、［００２６］、［００３０］〜［００３２］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２２３９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像形成装置は、印刷に用いる用紙を送り出す給紙装置（給紙ユニット）を含む。給紙装置には、用紙束が載置される積載板と、積載板の上方に給紙ローラーが設けられる場合がある。このような給紙装置では、給紙前に、積載板にセットされた用紙のうち最上位の用紙が給紙ローラーと接するように、モーターを用いて積載板が持ち上げられる。用紙と給紙ローラーが接した状態で給紙ローラーを回転させると用紙が送り出される。
【０００６】
積載板を上昇させるとき、モーターを回転させ、モーターの回転（駆動力）をギアで積載板を持ち上げる部材に伝達する。給紙ローラーは、上下方向に揺動するようになっている。給紙ローラーと最上位の用紙の接触後、給紙ローラーが上限になるまで積載板が上昇する。給紙ローラーを上限に到ったときの積載板の位置が積載板の上限位置となる。
【０００７】
給紙ローラーと積載板が上限まで持ち上げられると、それ以上積載板を持ち上げられないのでモーターはロック状態となる。ロック状態では、モーターに流れる電流が大きくなり、ギアにかかる力も大きくなる。ロック状態が続くことは好ましくない。そこで、従来、給紙装置には、通常、光センサーのような給紙ローラーが上限に到達すると出力が変化するセンサーが設けられる。センサーの給紙ローラーの上限検知をトリガーとしてモーターが停止される。
【０００８】
ここで、従来、速やかに給紙を開始できる状態とするため、積載板を早く上限位置に到達するように、大きな電流をモーターに供給してモーター出力を大きくする場合がある。つまり、モーターを高トルクで回転開始させ、高速で定速回転させる場合がある。
【０００９】
そのため、勢いよく突っ込むように給紙ローラーと積載板が上限まで持ち上げられる場合がある。給紙ローラーがストッパーのような上限にある部材に勢いよく当たると、ギアに大きな力（衝撃）が加えられ、ギアが破損する場合がある。破損しなくても、積載板の上昇の繰り返しによってダメージがギアに蓄積される。また、用紙の異常なセットや障害物によって上限到達前に積載板の上昇が急に停止したときも、ギアに大きな力がかかる。このように、従来、積載板を上昇させるギアが破損する場合があるという問題がある。
【００１０】
なお、特許文献１記載の技術は、クリーナホルダの移動において、正転当初と逆転当初にパルス信号のデューティ比を高くし、それ以外の低速区間では、デューティ比を一定とする。低速区間のオンデューティが大きければ、クリーナホルダが軸受９Ａ、９Ｂに突き当たったときにギアに加わる力は大きくなる。特許文献１記載の技術では、放電ワイヤ１の固着物をクリーナホルダ４に設けられたクリーナパッド３で掻き取るので、低速区間でもオンデューティにはある程度の大きさが必要である。一方、低速区間のデューティ比を抑えれば、クリーニングに要する時間が長くなり、印刷できない状態が長くなる。特許文献１記載の技術では、上記の問題点を十分に解決することができない。
【００１１】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、積載板を速やかに上昇させつつ、上限位置付近での上昇速度を緩やかにし、積載板の上昇に用いるギアの破損を防ぐ。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１に係る給紙装置は、積載板、給紙回転体、昇降機構、残量検知部、制御部を含む。前記積載板には、用紙がセットされる。前記給紙回転体は、前記積載板の上方に設けられ、回転して用紙を送り出す。前記昇降機構は、上昇モーターと前記上昇モーターの駆動を伝達するギアを含み、給紙を行うとき、前記上昇モーターの回転と前記ギアの駆動伝達により、上昇前の前記積載板の位置である基準位置から上限位置まで前記積載板を上昇させる。前記残量検知部は、前記積載板にセットされた用紙の残量に応じた出力値を出力する。前記制御部は、前記上昇モーターの回転を制御するためのＰＷＭ信号を生成し、前記積載板を上昇させるとき前記ＰＷＭ信号により前記上昇モーターの回転を開始させ、前記上昇モーターに流れる電流値の大きさを認識し、前記出力値に基づき前記積載板にセットされた用紙の残量を認識し、前記基準位置からの前記積載板の上昇開始後、前記積載板が前記上限位置に近づくにつれて前記ＰＷＭ信号のオンデューティを小さくし、前記残量が少ないほど前記基準位置からの前記積載板の上昇開始時の前記ＰＷＭ信号のオンデューティを大きくし、前記残量が少ないほど前記ＰＷＭ信号のオンデューティを段階的に小さくする回数を多くし、前記電流値が予め定められた上限到達値になったとき、前記上昇モーターの回転を停止させる。前記上限到達値は、前記積載板が上限に到達したと扱う前記電流値であって、前記積載板が前記上限位置に到った状態で前記給紙回転体を上方向に押している状態のときの前記電流値である。
【発明の効果】
【００１３】
積載板を速やかに上昇させつつ、上限位置付近での上昇速度を緩やかにし、積載板の上昇に用いるギアの破損を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係るプリンターの一例を示す図である。
【図２】実施形態に係る給紙部の一例を示す図である。
【図３】実施形態に係る給紙装置の一例を示す図である。
【図４】実施形態に係る昇降機構の一例を示す図である。
【図５】実施形態に係るドライバー回路による上昇モーターの回転制御の一例を示す説明図である。
【図６】実施形態に係る給紙装置での残量のレベル分けの一例を示す図である。
【図７】用紙残量が少ない場合のオンデューティ制御の一例を示す図である。
【図８】用紙残量が中レベルの場合のオンデューティ制御の一例を示す図である。
【図９】用紙残量が多い場合のオンデューティ制御の一例を示す図である。
【図１０】実施形態に係る給紙装置での異常検知の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態に係る最小所要時間データの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１１を用いて説明する。以下の説明では、給紙装置１を含む画像形成装置を例に挙げて説明する。画像形成装置として、プリンター１００を例に挙げて説明する。但し、各実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。
【００１６】
（画像形成装置の概要）
まず、図１に基づき、実施形態に係るプリンター１００を説明する。図１は、実施形態に係るプリンター１００の一例を示す図である。
【００１７】
プリンター１００は、主制御部２と記憶部３を含む。主制御部２は、装置全体の動作を統括しプリンター１００の各部を制御する。主制御部２は、給紙装置１の動作も制御する。主制御部２は、演算、制御を行うＣＰＵ２１、印刷に必要な画像処理を画像データに施す画像処理部２２を含む。記憶部３はＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤのような記憶装置を含み、制御用プログラムやデータを記憶する。
【００１８】
主制御部２は、操作パネル４と通信可能に接続される。操作パネル４は、表示パネル４１（報知部に相当）、タッチパネル４２、スタートキーのようなハードキー４３を含む。主制御部２は、表示パネル４１の表示を制御する。主制御部２は、設定用画面、プリンター１００の状態、メッセージのような情報を表示パネル４１に表示させる。また、主制御部２は、タッチパネル４２の出力に基づき、表示パネル４１に表示されたソフトキーやボタンのような操作画像のうち、操作された操作画像を認識する。また、主制御部２は、操作されたハードキー４３を認識する。主制御部２は、操作された操作画像やハードキー４３に応じた画面への切替を表示パネル４１に行わせる。また、主制御部２は、操作パネル４でなされた使用者の設定どおりに動作するようにプリンター１００を制御する。
【００１９】
プリンター１００は、印刷部５を含む。印刷部５は、エンジン制御部６（制御部に相当）、給紙部１０、搬送部５ａ、画像形成部５ｂ、定着部５ｃを含む。エンジン制御部６は、エンジンＣＰＵ６１、エンジンメモリー６２を含む基板である。エンジン制御部６は、給紙部１０、搬送部５ａ、画像形成部５ｂ、定着部５ｃの動作を制御する。給紙装置１は、少なくとも、エンジン制御部６と給紙部１０を含む。印刷ジョブのとき、エンジン制御部６は、主制御部２からの指示を受け、給紙部１０に用紙を供給させる。
【００２０】
エンジン制御部６は、搬送部５ａ、画像形成部５ｂ、定着部５ｃの動作（用紙搬送、トナー像の形成、転写、定着のような印刷関連処理）を制御する。エンジン制御部６は、給紙部１０から供給された用紙を画像形成部５ｂ、定着部５ｃを経て排出トレイ（機外）まで搬送部５ａに搬送させ排出させる。エンジン制御部６は、搬送部５ａにより搬送される用紙にのせるトナー像（画像）を画像形成部５ｂに形成させ、トナー像を用紙に転写させる。エンジン制御部６は、用紙に転写されたトナー像を定着部５ｃに定着させる。エンジン制御部６は、印刷時、１又は複数のモーター５ｄを回転させ、搬送部５ａ、画像形成部５ｂ、定着部５ｃに設けられた印刷に関する回転体を回転させる。
【００２１】
又、プリンター１００は、通信部２３を含む。通信部２３は、ＰＣやサーバーのようなコンピューター２００と通信するためのインターフェイスである。通信部２３は、コンピューター２００から印刷用データを受信する。印刷用データは、画像データやページ記述言語で記述された印刷内容を示すデータや、印刷の設定内容を示すデータを含む。主制御部２は、印刷用データに基づく印刷を印刷部５に行わせる。
【００２２】
（給紙装置１）
次に図２〜図５に基づき、実施形態に係る給紙装置１を説明する。図２は、実施形態に係る給紙部１０の一例を示す図である。図３は、実施形態に係る給紙装置１の一例を示す図である。図４は、実施形態に係る昇降機構７の一例を示す図である。
【００２３】
給紙装置１は、エンジン制御部６、記憶部３を含む。そして、給紙部１０は、給紙装置１の一部であり、用紙を収容し、印刷ジョブのとき、１枚ずつ送り出す部分である。図２に示すように、給紙部１０は、右側方向に用紙を送り出す。送り出された用紙にトナー像が印刷される。
【００２４】
給紙部１０は、カセット１１と、給紙機構１２を含む。カセット１１はプリンター１００から引き出して開けることができる。例えば、図２の手前側にカセット１１を引き出して、用紙補給やセットする用紙を変更した後、カセット１１は、使用者により押し戻される（閉じられる）。
【００２５】
カセット１１は、第１カーソル対１３（図３では一方のみ可視）、第２カーソル１４、積載板１５、を含む。積載板１５の上面に用紙（用紙束）がセットされる。第１カーソル対１３の各カーソルは、搬送方向と垂直な方向でスライド移動できる。各カーソルは、連動し、セットされた用紙と接して用紙の位置を規制する。第２カーソル１４は、搬送方向に沿ってスライド移動させることができる。第２カーソル１４は、セットされた用紙と接して用紙の後端の位置を規制する。積載板１５の上流側端部（図３での左側端部）は、支持部１６により回動可能に支持される。積載板１５の下流側端部（図３での右側端部）は自由端であり、上下方向に回動する。
【００２６】
図３に示すように、第１カーソル対１３と第２カーソル１４の位置に基づき、セットされた用紙のサイズを検知するサイズセンサーＳ１が設けられる。サイズセンサーＳ１の出力に基づき、エンジン制御部６は、セットされた用紙のサイズを検知できる。
【００２７】
給紙機構１２は、給紙ローラー１７（給紙回転体に相当）と捌きローラー対１８を含む。給紙ローラー１７は、積載板１５の下流側端部の上方に設けられる。給紙ローラー１７は、用紙を搬送部５ａ、画像形成部５ｂに向けて送り出す。捌きローラー対１８は、給紙ローラー１７よりも搬送方向下流側に設けられる。捌きローラー対１８のうち、上側のローラーは、用紙を順方向に送る方向に回転し、下側のローラーは用紙を逆方向（カセット１１方向）に送る方向に回転する。捌きローラー対１８は、用紙の重送を防ぐ。
【００２８】
給紙ローラー１７の回転軸は、捌きローラー対１８の上方のローラーの回転軸に架けられた支軸部材１９に支持される。支軸部材１９により、給紙ローラー１７は、上下方向に揺動できる。支軸部材１９は、給紙ローラー１７の上下動にあわせて上下方向で揺動する。ストッパーのような部材で支軸部材１９の揺動範囲は予め定められている。給紙ローラー１７の上下方向の揺動範囲も決まっており、給紙ローラー１７の位置に上限がある。給紙ローラー１７の上下方向の揺動範囲は数ミリ〜数センチ程度の範囲で適宜定められる。
【００２９】
用紙を供給するとき、主制御部２は、給紙モーター１１０を回転させる。給紙モーター１１０の駆動は、歯車群（不図示）を介し、各給紙装置１の給紙ローラー１７、捌きローラー対１８に伝達される。給紙ローラー１７と接する用紙は、給紙ローラー１７、捌きローラー対１８によって下流へと送られる。
【００３０】
また、積載板１５の下流側端部の下方に積載板１５を昇降させる昇降機構７が設けられる。昇降機構７は、上昇モーター８（図３参照）、駆動シャフト７１、持ち上げ板７２を含む。持ち上げ板７２は、駆動シャフト７１に取り付けられる。駆動シャフト７１は、上昇モーター８の駆動を受け回転する。
【００３１】
ここで、図４を用いて、昇降機構７の詳細を説明する。昇降機構７の上昇モーター８は、カセット１１外に設けられる。上昇モーター８は、ＤＣブラシモーターである。駆動シャフト７１には、第１ギア８１が取り付けられる。上昇モーター８には第２ギア８２が設けられる。第１ギア８１と第２ギア８２はそれぞれ第３ギア８３と噛み合う。上昇モーター８を回転させることで、第２ギア８２→第３ギア８３→第１ギア８１の順に駆動力が伝達され、積載板１５を持ち上げる方向に駆動シャフト７１を回転させる。エンジン制御部６には、上昇モーター８の回転を制御するドライバー回路６３が設けられる。積載板１５を上昇させるとき、ドライバー回路６３は、ＰＷＭ信号（パルス信号）を生成し、生成したＰＷＭ信号に基づき上昇モーター８を回転させる。
【００３２】
図３に示すように、カセット１１の開閉を検知する開閉センサーＳ２が設けられる。開閉センサーＳ２は、インターロックスイッチのようなカセット１１の引き出し、押し戻しに応じて信号の出力レベル（ＨｉｇｈとＬｏｗ）が変化するセンサーである。エンジン制御部６は、開閉センサーＳ２の出力に基づきカセット１１の開閉の状態を検知できる。
【００３３】
カセット１１を引き出したとき（開けたとき）、駆動シャフト７１に設けられた連結部７３と継手部７４との連結が外れる。例えば、継手部７４は、積載板１５が上昇する方向にのみ駆動シャフト７１を回転させる。継手部７４と連結部７３との連結が解除されたとき、積載板１５と持ち上げ板７２は、重力の作用により倒れ伏すまで（水平となるまで）下降する。倒れ付した位置が積載板１５及び持ち上げ板７２の基準位置である。カセット１１を押し込み、継手部７４と連結部７３が再連結されると、上昇モーター８からの駆動力が駆動シャフト７１に伝わる状態に戻る。なお、継手部７４を設けず、印刷ジョブが完了すると、上昇モーター８を逆回転させるなどして積載板１５と持ち上げ板７２を基準位置まで下降させてもよい。
【００３４】
主制御部２は、印刷ジョブのとき、基準位置にある積載板１５を上昇させる。積載板１５を上昇させるとき、主制御部２は、上昇モーター８と駆動シャフト７１を回転させ、積載板１５の下流側端部を押し上げる方向に持ち上げ板７２を回転させる。積載板１５は、回動する持ち上げ板７２により押し上げられる。エンジン制御部６は、積載板１５を上限位置まで上昇させる。
【００３５】
積載板１５の下流側端部を上昇させていくうちに給紙ローラー１７と最上位の用紙が接する。積載板１５のさらなる上昇により、給紙ローラー１７も上昇する。給紙ローラー１７が上限になったとき、積載板１５の上昇が止まり、積載板１５が上限位置となる。給紙ローラー１７や積載板１５が上限に到達した後、給紙が行われる。なお、積載板１５の上限位置は（基準位置からの上昇距離）は、セットされている用紙束の厚みにより異なる。
【００３６】
給紙装置１は、図２、図３に示すように、残量検知部９を含む。残量検知部９は、アクチュエーター９０、第１センサー９１、第２センサー９２を含む。第１センサー９１、第２センサー９２は、発光部と受光部を含む透過型の光センサーである。アクチュエーター９０は回転軸を中心に回転する。アクチュエーター９０の下端部（接触部）は、積載板１５上の用紙と接する（用紙切れのときは積載板１５と接する）。アクチュエーター９０の上面に遮光板９３が取り付けられる。
【００３７】
アクチュエーター９０の回転角度は、用紙残量に応じた角度となる。アクチュエーター９０の回転角度に応じて、遮光板９３によって発光部と受光部間の光路が遮られる第１センサー９１と第２センサー９２の組み合わせが変わる。エンジン制御部６は、積載板１５が基準位置にあるときの第１センサー９１と第２センサー９２の出力に基づき、用紙残量を検知できる。
【００３８】
図２に示すように、積載板１５が基準位置にあるとき、用紙残量が多いほどアクチュエーター９０の接触部の位置は高くなる。一方、用紙残量が少ないほど接触部の位置は低くなる。用紙搬送方向上流側のセンサーを第１センサー９１、下流側のセンサーを第２センサー９２とすると、各センサーの検知状態の一例を以下に示す。
（１）用紙残量７５％以上〜１００％（満杯）
→第１センサー９１ＯＮ（透過状態）、第２センサー９２ＯＦＦ（遮光状態）
（２）用紙残量５０％以上〜７５％未満
→第１センサー９１ＯＦＦ、第２センサー９２ＯＦＦ
（３）用紙残量２５％以上〜５０％未満
→第１センサー９１ＯＦＦ、第２センサー９２ＯＮ
（４）用紙残量２５％未満
→第１センサー９１ＯＮ、第２センサー９２ＯＮ
なお、他種のセンサーを用いるなどして他種の方法により用紙残量を検知してもよい。
【００３９】
また、給紙装置１には、セットされた用紙の有無（用紙がセットされているか否か）を検知するためのセットセンサーＳ３が設けられる。セットセンサーＳ３は、光センサーのようなセットされた用紙の有無に応じて信号の出力レベル（ＨｉｇｈとＬｏｗ）が変化するセンサーである。主制御部２は、セットセンサーＳ３の出力に基づき、カセット１１の用紙切れを検知できる。用紙切れのとき、主制御部２は、用紙切れを表示パネル４１に表示させる。また、用紙切れのとき、エンジン制御部６は、積載板１５を上昇させない。
【００４０】
（上昇モーター８の回転制御と上限到達検知）
次に、図５を用いて、実施形態に係る給紙装置１での上昇モーター８の回転制御と積載板１５の上限到達の検知を説明する。図５は、実施形態に係るドライバー回路６３による上昇モーター８の回転制御の一例を示す説明図である。
【００４１】
上昇モーター８には、ＤＣブラシモーターを用いることができる。エンジン制御部６はドライバー回路６３を含む。なお、ドライバー回路６３は、エンジン制御部６の外側に設けてもよい。ドライバー回路６３は、ＰＷＭ信号により上昇モーター８の回転を制御する。ドライバー回路６３は、ＰＷＭ信号を生成し、上昇モーター８に流す電流（上昇モーター８に印加する見かけ上の電圧）を制御し、上昇モーター８の回転速度を制御する。
【００４２】
ドライバー回路６３は、基準クロック生成部６５、ＰＷＭ信号生成部６６を含む。基準クロック生成部６５は、基準クロックＣＬ１を生成し、生成した基準クロックＣＬ１をＰＷＭ信号生成部６６に入力する。ＰＷＭ信号生成部６６は、一定周期のＰＷＭ信号（パルス信号）を生成し、出力する。ＰＷＭ信号の周波数は、数十ｋＨｚ程度である。
【００４３】
基準クロックＣＬ１の周波数は、ＰＷＭ信号の整数倍である。１％刻みでＰＷＭ信号のデューティ比を変更できるようにする場合、基準クロック生成部６５は、ＰＷＭ信号の周波数の１００倍の周波数の基準クロックＣＬ１を生成する。例えば、デューティ比５０％のＰＷＭ信号を生成するとき、ＰＷＭ信号生成部６６は、基準クロックＣＬ１を５０個カウントするごとに、ＰＷＭ信号のＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルを切り替える。言い換えると、ＰＷＭ信号生成部６６は、基準クロックＣＬ１をカウントし、生成しようとするＰＷＭ信号のデューティ比に一致するように、１周期中のＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルを切り替える。
【００４４】
上昇モーター８は、電源Ｖｃｃと接続される。また、上昇モーター８は、スイッチング回路６７と接続される。スイッチング回路６７は、１又は複数のトランジスタのようなスイッチング素子を含む。ＰＷＭ信号生成部６６が生成したＰＷＭ信号は、スイッチング回路６７に入力される。ＰＷＭ信号がＨｉｇｈレベルのとき（オンデューティの期間）、スイッチング回路６７は、上昇モーター８に電流を流す。ＰＷＭ信号がＨｉｇｈレベルのとき（オンデューティの期間）、スイッチング回路６７は、上昇モーター８に電流を流させない。このように、上昇モーター８は、ＰＷＭ信号により回転が制御される。
【００４５】
エンジン制御部６（エンジンＣＰＵ６１）は、上昇モーター８に流れる電流の大きさを認識する。例えば、スイッチング回路６７とグランドの間に抵抗Ｒ１が設けられる。スイッチング回路６７と抵抗Ｒ１間の検知用電圧Ｖａがエンジン制御部６（エンジンＣＰＵ６１）に入力される。エンジン制御部６は、抵抗Ｒ１の抵抗Ｒ１値と入力された検知用電圧Ｖａの大きさに基づき、上昇モーター８に流れる電流の大きさを認識する。
【００４６】
給紙ローラー１７及び積載板１５が上限位置に到達し、それ以上上昇しない状態では、上昇モーター８を回転させようとしても回転しない状態（ロック状態）となる。ロック状態になると上昇モーター８に流れる電流が大きくなる。上昇モーター８の回転開始後（積載板１５の上昇開始後）、上昇モーター８に流れる電流の大きさが上限到達値Ｄ１になったとき、エンジン制御部６は、上昇モーター８の回転を停止させる（ＰＷＭ信号のオンデューティをゼロにする）。
【００４７】
ここで、上限到達値Ｄ１は、予め定められた値である。また、上限到達値Ｄ１は、積載板１５が上限に到達したと扱う値である。また、上限到達値Ｄ１は、積載板１５が上限に到った状態で給紙回転体を上方向に押している状態のときの電流値である。上限到達値Ｄ１を示すデータが記憶部３に記憶される（図１参照）。
【００４８】
（用紙残量に応じたオンデューティ制御）
次に、図６〜図９を用いて、用紙残量に応じたオンデューティ制御の一例を説明する。図６は、実施形態に係る給紙装置１での残量のレベル分けの一例を示す図である。図７は、用紙残量が少ない場合のオンデューティ制御の一例を示す図である。図８は、用紙残量が中レベルの場合のオンデューティ制御の一例を示す図である。図９は、用紙残量が多い場合のオンデューティ制御の一例を示す図である。
【００４９】
エンジン制御部６（ドライバー回路６３）は、上昇モーター８のＰＷＭ制御を行うためのＰＷＭ信号を生成する。エンジン制御部６は、積載板１５を上昇させるときＰＷＭ信号により上昇モーター８の回転を開始させる。エンジン制御部６は、上昇中、上昇モーター８に流れる電流値の大きさを認識する。
【００５０】
エンジン制御部６は、積載板１５の上昇開始前に残量検知部９（第１センサー９１と第２センサー９２）の出力値に基づき積載板１５上の用紙の残量を認識する。基準位置からの積載板１５の上昇開始後、エンジン制御部６は、積載板１５が上限位置に近づくにつれてＰＷＭ信号のオンデューティを段階的に小さくする。また、エンジン制御部６は、残量が少ないほど基準位置からの積載板１５の上昇開始時のＰＷＭ信号のオンデューティを大きくする。さらに、エンジン制御部６は、残量が少ないほどＰＷＭ信号のオンデューティを段階的に小さくする回数を多くする。そして、エンジン制御部６は、電流値が予め定められた上限到達値Ｄ１になったとき、給紙ローラー１７及び積載板１５が上限位置に到達したと認識し、上昇モーター８の回転を停止させる。
【００５１】
制御部は、残量検知部９の出力値に基づき、積載板１５にセットされた用紙の残量が第１レベル（残量少レベル）、第１レベルよりも残量が多い第２レベル（残量中レベル）、第２レベルよりも残量が多い第３レベル（残量多レベル）の何れであるかを判定する。
【００５２】
図６は、レベル分けの一例を示す。基準位置からの上昇時点の用紙残量が７５％以上１００％のとき、エンジン制御部６は、用紙残量が第３レベルと判定する。また、用紙残量が２５％以上７５％未満のとき、エンジン制御部６は、用紙残量が第２レベルと判定する。また、用紙残量が２５％未満のとき、エンジン制御部６は、用紙残量が第１レベルと判定する。レベル分けは一例に過ぎない。例えば、用紙残量が５０％以上７５％未満のとき、エンジン制御部６は、用紙残量が第２レベルであると判定し、用紙残量が５０％未満のとき、エンジン制御部６は、用紙残量が第１レベルであると判定してもよい。
【００５３】
まず、図７〜図９では、上昇モーター８に流れる電流の大きさの変化の一例を実線のグラフで示している。
【００５４】
図７は、用紙残量が第１レベル（残量少レベル）の場合のオンデューティと電流の変化の流れの一例を示す。図７に示すように、用紙残量が第１レベルのとき、オンデューティを１００％（第１オンデューティに相当）→５０％（第２オンデューティに相当）→２５％（第３オンデューティに相当）の順に変化させる。
【００５５】
用紙残量が少ないほど、基準位置から上限位置までの積載板１５の上昇量は多くなる。そこで、図７に示すように、エンジン制御部６は、上昇モーター８の回転開始時点Ｔ１では、ＰＷＭ信号のオンデューティを１００％とする。回転開始時点Ｔ１に上昇モーター８に大きめの突入電流が流れる。その後、供給する電力とトルクが釣り合う速度で上昇モーター８が定速回転する。これにより、積載板１５が速やかに上昇する。
【００５６】
そして、エンジン制御部６は、回転開始時点Ｔ１から予め定められた第１期間が経過した時点であるオンデューティ変更時点Ｔ２に、ＰＷＭ信号のオンデューティを５０％とする。オンデューティの変更に伴い、上昇モーター８に流れる電流値の大きさが変化する。
【００５７】
第１期間は適宜定めることができる。例えば、第１レベルのうち最も用紙残量が多い状態（残量２５％）で、オンデューティ１００％のとき上昇モーター８の回転開始から積載板１５や給紙ローラー１７が上限位置に到達するまでの時間の１／３〜１／２程度の時間を第１期間と定めてもよい。
【００５８】
更に、上昇モーター８の回転開始から予め定められた第２期間が経過した時点（オンデューティ変更時点Ｔ３）にＰＷＭ信号のオンデューティを２５％とする。第２期間も適宜定めることができる。本実施形態では、上昇モーター８の回転開始から積載板１５の用紙が給紙回転体を押すことによる電流値の上昇が開始された時点までが第２期間とされる。つまり、エンジン制御部６は、電流値が上限到達値Ｄ１になるまでにＰＷＭ信号のオンデューティを予め定められた最小オンデューティ（オンデューティ２５％、第３オンデューティ）とする。そして、積載板１５の用紙が給紙回転体と接し、上昇モーター８にかかる負荷が大きくなって電流値の上昇が開始された時点で（図７参照）、エンジン制御部６は、ＰＷＭ信号のオンデューティを最小オンデューティとする。
【００５９】
なお、第１レベルのうち最も用紙残量が多い状態（残量２５％）で、オンデューティ１００％のとき上昇モーター８の回転開始から積載板１５や給紙ローラー１７が上限位置に到達するまでの時間の３／４〜５／６程度の時間を第２期間と定めてもよい。そして、エンジン制御部６は、上昇モーター８に流れる電流値が上限到達値Ｄ１になった時点（停止時点Ｔ４）に上昇モーター８の回転を停止させる。
【００６０】
図８は、用紙残量が第２レベル（残量中レベル）の場合のオンデューティ制御の一例を示す。図８に示すように、用紙残量が第２レベルのとき、オンデューティを５０％（第２オンデューティ）→２５％（第３オンデューティ）の順に変化させる。
【００６１】
用紙が中程度残っている場合、基準位置から上限位置までの積載板１５の上昇量（上限位置までの上昇に要する時間）は、図７の場合よりも少ない。そこで、図８に示すように、エンジン制御部６は、上昇モーター８の回転開始時点Ｔ５では、ＰＷＭ信号のオンデューティを５０％とする。回転開始時点Ｔ５で突入電流が流れ、その後、供給する電力（オンデューティ５０％）とトルクが釣り合う速度で上昇モーター８が定速回転する。これにより、積載板１５が上昇する。
【００６２】
エンジン制御部６は、回転開始時点Ｔ５から予め定められた第３期間が経過した時点であるオンデューティ変更時点Ｔ６に、ＰＷＭ信号のオンデューティを２５％とする。
【００６３】
第３期間も適宜定めることができる。本実施形態では、上昇モーター８の回転開始後、積載板１５の用紙が給紙回転体を押すことによる電流値の上昇が開始された時点までが第３期間とされる。つまり、エンジン制御部６は、電流値が上限到達値Ｄ１になるまでにＰＷＭ信号のオンデューティを最小オンデューティ（オンデューティ２５％、第３オンデューティ）とする。そして、積載板１５の用紙が給紙回転体と接して上昇モーター８にかかる負荷が大きくなり、その結果、電流値の上昇が開始された時点で（図７参照）、エンジン制御部６は、ＰＷＭ信号のオンデューティを最小オンデューティとする。
【００６４】
なお、第２レベルのうち最も用紙残量が多い状態（残量７５％）で、オンデューティ５０％での上昇モーター８の回転開始から積載板１５や給紙ローラー１７が上限位置に到達するまでの時間の２／３〜３／４程度の時間を第３期間と定めてもよい。そして、エンジン制御部６は、上昇モーター８に流れる電流値が上限到達値Ｄ１になった時点（停止時点Ｔ７）に上昇モーター８の回転を停止させる。
【００６５】
用紙残量が多い場合、基準位置から上限位置までの積載板１５の上昇量（上限位置までの上昇に要する時間）は、比較的少ない。上昇モーター８に大きな電力を投入し、急いで積載板１５を上昇させる必要性は少ない。そこで、図９に示すように、エンジン制御部６は、上昇モーター８の回転開始時点Ｔ８からＰＷＭ信号のオンデューティを２５％（第３オンデューティ、最小オンデューティ）とする。回転開始時点Ｔ８で大きめの電流が突入し、供給する電力（オンデューティ２５％）とトルクが釣り合う速度で上昇モーター８が定速回転する。これにより、積載板１５が緩やかに上昇する。
【００６６】
やがて、上昇モーター８の回転開始後、積載板１５の用紙が給紙ローラー１７と接し、給紙ローラー１７を押すことによる電流値の上昇が始まる。そして、エンジン制御部６は、上昇モーター８に流れる電流値が上限到達値Ｄ１になった時点（停止時点Ｔ９）に上昇モーター８の回転を停止させる。
【００６７】
（異常検知）
次に、図１０、図１１を用いて、実施形態に係る給紙装置１での異常検知の流れの一例を説明する。図１０は、実施形態に係る給紙装置１での異常検知の流れの一例を示すフローチャートである。図１１は、実施形態に係る最小所要時間データＤ２の一例を示す図である。
【００６８】
エンジン制御部６（エンジンＣＰＵ６１）は、上昇モーター８の電流値を認識する。上昇モーター８の負荷が大きくなったときや、上昇モーター８がロックした状態になると、上昇モーター８に流れる電流が増える。
【００６９】
給紙ローラー１７が最上位用紙に接し、給紙ローラー１７を持ち上げ始めると、負荷が大きくなり始め、上昇モーター８の電流が大きくなり始める。しかし、異常な用紙セットや、障害物や、昇降機構７の異常のために上昇モーター８がロックした場合、上昇モーター８の電流値は、上限到達値Ｄ１を検知すると予測される時点よりもはやく上限到達値Ｄ１になる。上昇モーター８の回転開始から上昇モーター８の電流値が上限到達値Ｄ１となるまでの時間に基づき、上昇モーター８や昇降機構７の異常を検知することができる。
【００７０】
以下、図１０のフローチャートを用いて、給紙装置１での異常検知の流れの一例を説明する。図１０のスタートは、基準位置から積載板１５の上昇を開始する時点である。
【００７１】
まず、エンジン制御部６は、残量検知部９（第１センサー９１、第２センサー９２）の出力に基づき、用紙残量レベルを判定する（ステップ♯１）エンジン制御部６は、判定した用紙残量レベルに応じた最小所要時間を設定する（ステップ♯２）。記憶部３は最小所要時間データＤ２を記憶する（図１、図１１参照）。最小所要時間データＤ２は、各用紙残量レベルに対する最小所要時間を定めたデータである。
【００７２】
以下の説明では、最小所要時間は、用紙残量レベルにおいて、所要時間（上昇モーター８の回転開始から積載板１５の上限到達までの時間）のうち、最も短い時間である。セットされている用紙の枚数が多いほど所要時間は短くなる。そこで、例えば、第１レベル（用紙残量が２５％未満）の場合、用紙残量を２５％にあわせ、実験により、積載板１５を上昇させてから電流が上限到達値Ｄ１になるまでの時間を測り、それらの平均値又は平均値にマージンを加減算した時間を第１レベルの最小所要時間ｔ１としてもよい。また、例えば、第２レベル（用紙残量が２５％以上７５％未満）の場合、用紙残量を７５％にあわせ、実験により、積載板１５を上昇させてから電流が上限到達値Ｄ１になるまでの時間を測り、それらの平均値又は平均値にマージンを加減算した時間を第２レベルの最小所要時間ｔ２としてもよい。また、例えば、第３レベル（用紙残量が７５％以上１００％）の場合、用紙残量を１００％にあわせ、実験により、積載板１５を上昇させてから電流が上限到達値Ｄ１になるまでの時間を測り、それらの平均値又は平均値にマージンを加減算した時間を第３レベルの最小所要時間ｔ３としてもよい。
【００７３】
そして、エンジン制御部６は、上昇モーター８の回転を開始させる（ステップ♯３）。そして、エンジン制御部６（計時回路６４、図３参照）は、上昇モーター８の回転開始から積載板１５の上限位置到達までの所要時間の計時を開始する（ステップ♯４）。やがて、エンジン制御部６は、上昇モーター８が上限到達値Ｄ１になったことを認識する（ステップ♯５）。エンジン制御部６は、所要時間が最小所要時間未満であるか否かを確認する（ステップ♯６）。
【００７４】
所要時間が最小所要時間以上のとき（ステップ♯６のＮｏ）、積載板１５は上限位置まで正常に上昇したと判断できるので、エンジン制御部６は、上昇モーター８を停止させる（ステップ♯７）。そして、本フローは終了する（エンド）。一方、所要時間最小未満のとき（ステップ♯６のＹｅｓ）、エンジン制御部６は、上昇モーター８を停止させる（ステップ♯８）。また、エンジン制御部６は、積載板１５の上昇の異常を表示パネル４１に報知させる（ステップ♯９）。そして、本フローは終了する（エンド）。
【００７５】
このようにして、実施形態に係る給紙装置１は、積載板１５、給紙回転体、昇降機構７、残量検知部９、制御部を含む。積載板１５には、用紙がセットされる。給紙回転体は、積載板１５の上方に設けられ、回転して用紙を送り出す。昇降機構７は、上昇モーター８と上昇モーター８の駆動を伝達するギアを含み、給紙を行うとき、上昇モーター８の回転とギアの駆動伝達により、上昇前の積載板１５の位置である基準位置から上限位置まで積載板１５を上昇させる。残量検知部９は、積載板１５にセットされた用紙の残量に応じた出力値を出力する。制御部は、上昇モーター８の回転を制御するためのＰＷＭ信号を生成し、積載板１５を上昇させるときＰＷＭ信号により上昇モーター８の回転を開始させ、上昇モーター８に流れる電流値の大きさを認識し、出力値に基づき積載板１５にセットされた用紙の残量を認識し、基準位置からの積載板１５の上昇開始後、積載板１５が上限位置に近づくにつれてＰＷＭ信号のオンデューティを小さくし、残量が少ないほど基準位置からの積載板１５の上昇開始時のＰＷＭ信号のオンデューティを大きくし、残量が少ないほどＰＷＭ信号のオンデューティを段階的に小さくする回数を多くし、電流値が予め定められた上限到達値Ｄ１になったとき、上昇モーター８の回転を停止させる。上限到達値Ｄ１は、積載板１５が上限に到達したと扱う電流値であって、積載板１５が上限位置に到った状態で給紙回転体を上方向に押している状態のときの電流値である。
【００７６】
これにより、上限位置に近づくにつれてパルス信号のオンデューティが小さくなるので、上限位置付近での積載板１５の上昇速度を緩やかにすることができる。従って、給紙ローラー１７と積載板１５が上限に到ったときにギアに加わる力を小さくし、ギアの破損を無くすことができる。また、ギアにダメージが蓄積されにくく給紙装置１の寿命を延ばすことができる。また、障害物のような異常によって積載板１５が停止しても、上昇速度が抑えられた状態で停止しやすく、ギアの破損が生じにくい。また、上限到達値Ｄ１に基づき積載板１５の上限位置への到達を検知できるので、従来の給紙装置１のように、光センサーのような給紙ローラー１７の上限到達検知用センサーを設けなくて済む。従って、給紙装置１の製造コストを減らすことができる。
【００７７】
さらに、用紙残量が少ないとき（上限位置までの積載板１５の上昇量が多いとき）ほど、積載板１５の上昇開始時のパルス信号のオンデューティを大きくするので、積載板１５の上昇に要する時間を短くすることができる。また、上昇開始時のパルス信号のオンデューティが大きいときほどパルス信号のオンデューティを段階的に小さくする回数を多くするので、上昇速度を滑らかに変化させることができ、上昇速度変更に伴う騒音や振動のような不都合もない。
【００７８】
また、制御部は、残量が多いほど基準位置からの積載板１５の上昇開始時のＰＷＭ信号のオンデューティを小さくし、残量が多いほどＰＷＭ信号のオンデューティを段階的に小さくする回数を減らす。これにより、用紙残量が多いとき（上限位置までの積載板１５の上昇量が少ないとき）には、最初から緩やかに積載板１５を上昇させることができる。また、上昇開始から上限到達までの間での減速回数を少なくすることができる。
【００７９】
また、制御部は、第２出力値に基づき積載板１５にセットされた用紙の残量が第１レベル、第１レベルよりも残量が多い第２レベル、第２レベルよりも残量が多い第３レベルの何れであるかを判定し、基準位置から上限位置まで積載板１５を上昇させる場合、残量が第１レベルのときＰＷＭ信号のオンデューティを最初に第１オンデューティとし、その後に第１オンデューティよりも小さい第２オンデューティとし、その後に第２オンデューティよりも小さい第３オンデューティの順に変化させ、残量が第２レベルのときＰＷＭ信号のオンデューティを第２オンデューティとした後に第３オンデューティに変化させ、残量が第３レベルのときＰＷＭ信号のオンデューティを第３オンデューティで固定する。これにより、用紙残量に応じ、上限到達までの時間が短くなるようにオンデューティを設定することができる。
【００８０】
積載板１５の上昇開始からの時間が短いにもかかわらず電流値が増えたとき、異常のため、積載板１５の上昇が遮られている状態と考えられる。そこで、給紙装置１は、メッセージを報知する報知部を含む。制御部は、上昇モーター８の回転開始から最小所要時間経過前に電流値が上限到達値Ｄ１になったとき、積載板１５の上昇の異常を報知部に報知させる。最小所要時間は、基準位置から上限位置まで積載板１５を上昇させるのに最低限必要な時間であり、残量のレベルごとに予め定められた時間である。これにより、上昇モーター８に流れる電流を少なくし、ギアにかかる力を小さくすることができる。従って、上昇モーター８やギアの故障を防ぐことができる。
【００８１】
また、制御部は、電流値が上限到達値Ｄ１になるまでにＰＷＭ信号のオンデューティを予め定められた最小オンデューティとし、積載板１５の用紙又は積載板１５が給紙回転体を押すことによる電流値の上昇が開始された時点でＰＷＭ信号のオンデューティを最小オンデューティとする。これにより、積載板１５上の用紙が給紙回転体と接し、負荷増加に伴って電流が増え始めた時点にオンデューティを最小とすることができる。給紙回転体と積載板１５がほぼ上限に到達している時点で積載板１５を緩やかに上昇させることができる。
【００８２】
また、複合機は、実施形態に係る給紙装置１を含む。積載板１５の上昇に用いるギアが破損しにくく、給紙装置１の寿命が長い画像形成装置を提供することができる。給紙装置１の製造コストを減らすことができるので画像形成装置の製造コストを下げることができる。また、積載板１５の上昇に要する時間が短い画像形成装置を提供することができる。
【００８３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、用紙を供給する給紙装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１００  プリンター（画像形成装置）    １      給紙装置
１５    積載板                        １７    給紙ローラー（給紙回転体）
４１    表示パネル（報知部）          ６      エンジン制御部（制御部）
７      昇降機構                      ８      上昇モーター
８１    第１ギア                      ８２    第２ギア
９      残量検知部                    ９０    アクチュエーター
９１  第１センサー                    ９２    第２センサー
【図１】
2018016446.tif 000003
【図２】
2018016446.tif 000004
【図３】
2018016446.tif 000005
【図４】
2018016446.tif 000006
【図５】
2018016446.tif 000007
【図６】
2018016446.tif 000008
【図７】
2018016446.tif 000009
【図８】
2018016446.tif 000010
【図９】
2018016446.tif 000011
【図１０】
2018016446.tif 000012
【図１１】
2018016446.tif 000013