(57)【要約】【課題】トレイの昇降位置を検知するセンサが故障などした場合には、トレイが過昇降して周辺装置を破損させる場合がある。【解決手段】シート積載装置は、トレイの昇降範囲を規制するバネが設けられている。トレイが昇降範囲を越えた際にはバネを圧縮して、トレイを駆動している駆動部６１０に負荷を生じさせる。駆動部６１０の負荷は、駆動制御部６３０によって、過負荷検出部６２０で検知した駆動部６１０の駆動電流の変化から判断され、駆動部６１０が負荷状態であると判断された際には、駆動電流を遮断してトレイの昇降を停止させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを積載して昇降可能な積載手段と、前記積載手段を昇降させる昇降手段と、を備えたシート積載装置において、
前記積載手段が所定の昇降範囲を越えて昇降したときに、該積載手段の昇降を弾性変形して阻止する昇降阻止手段と、
前記積載手段が前記昇降阻止手段を弾性変形させながら昇降しているときの前記昇降手段の過負荷電流を検知して該昇降手段を停止させる緊急停止手段と、を備えた、
ことを特徴とするシート積載装置。
【請求項２】
前記昇降阻止手段は前記積載手段の昇降方向にそれぞれ設けられたバネである、
請求項１に記載のシート積載装置。
【請求項３】
シートに画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって画像を形成されたシートを積載するシート積載装置と、を備え、
前記シート積載装置が、請求項１又は２に記載のシート積載装置である、
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、シートを積載するシート積載装置及びシート積載装置を備えた画像形成装置に係り、詳しくは積載手段を昇降させる昇降手段を備えたシート積載装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コピー機やプリンタ機などのシートに画像を形成する画像形成装置には、画像が形成されたシートを積載するシート積載装置を備えたものがある。シート積載装置は、積載装置であるトレイを有してあり、トレイの最上位置をセンサにより検知することによって、画像形成装置のシート排紙口から排出したシートの高さが略一定になるようにトレイの位置を制御している。
【０００３】
上記トレイは、トレイ上に積載されたシート量に応じて昇降してゆき、最終的にはトレイの最上位置とトレイの最下位置とが同時に検知される位置まで昇降して、トレイがそれ以下に移動することが不可能な状態（満載状態）になる。満載状態になったトレイから積載されたシートが取り除かれると、トレイの最上位置を検出するセンサによってトレイ上にシートが無くなったことが検知されて、再びトレイを最上位置まで上昇させる。
【０００４】
上記シート積載装置は、スポンジ状の円筒型の弾性体とそれより径の小さい変形防止規制部材で構成された過上昇検知手段を有してあり、過上昇検知手段がスポンジ部の変形を検知することによってトレイを駆動する駆動回路の電源をカットし、トレイが最上位置以上に上昇することを防止している（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−０００７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記シート積載装置を備えた画像形成装置の中で、特に画像形成装置の胴内にシート積載装置が設置された胴内排紙型の画像形成装置では、トレイの昇降を制御するセンサの故障や制御用ソフトウェアの誤動作などにより、トレイが過上昇して天井部分（多くの画像形成装置の場合、読み取り部の底面）に接触して、天井部分に設けられた規制板を変形させ、或いは読み取り部を損傷させてしまう場合があった。また、シート積載装置の故障時にトレイと画像形成装置との間に異物等が挿入されていた場合には、異物等が天井部分に挟み込まれて、画像形成装置が停止してしまうこともある。
【０００７】
また、画像形成装置の外部にシート積載装置が設置された外付け型の画像形成装置では、上記理由などによりトレイが過上昇した際には、画像形成装置のシート排出口がトレイにより塞がれて、画像形成装置の内部でシート詰まりが発生してしまう場合がある。
【０００８】
これらトレイの過上昇を防止するため、特許文献１に記載された過上昇検知手段は、スイッチの継断によってトレイの駆動源の電源をカットしているが、電源がカットされた後には復帰作業が必要になる。即ち、電源がカットされた駆動源を復帰するには、手操作によって過上昇検知手段のスイッチを再投入する必要がある。また、シート積載装置の周辺部には機構部品などの多数の重要機材が配置されており、上記過上昇検知手段を設けることによるシート積載装置の大型化やコストの増加など、装置構成を不利にすることが考えられる。
【０００９】
また、特許文献１の他に、トレイを駆動する駆動モータの負荷を検知することにより、一定値以上の負荷電流が駆動モータに供給された場合に電流を遮断する手段が考えられる。しかし、駆動モータの供給される電流は、トレイに積載したシートの量によって変動するため、シート最大積載時の電流値とトレイが規制板等に接触して過負荷状態となった際の電流値とを識別することが困難であり、シート最大積載時に過負荷状態と誤認識してしまう可能性がある。電流値の誤認識を避けるために、シート最大積載時の電流値とトレイが規制板等に接触して過負荷状態となった際の電流値との差を大きく設定することも考えられるが、両電流値の差を大きく設定した場合には、トレイが規制板等と接触してから駆動モータを停止するまでに時間が掛かり、やはりトレイ接触により規制板を変形、損傷させてしまう事態となる。
【００１０】
そこで、本発明は、トレイの昇降範囲を規制すると共に、トレイに過負荷が生じた際にトレイの昇降を規制して、もって上記課題を解決したシート積載装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のシート積載装置は、シートを積載して昇降可能な積載手段と、前記積載手段を昇降させる昇降手段と、を備えたシート積載装置において、
前記積載手段が所定の昇降範囲を越えて昇降したときに、該積載手段の昇降を弾性変形して阻止する昇降阻止手段と、
前記積載手段が前記昇降阻止手段を弾性変形させながら昇降しているときの前記昇降手段の過負荷電流を検知して該昇降手段を停止させる緊急停止手段と、を備えた、
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
シート積載装置には、積載手段が所定の昇降範囲を超えて昇降した際に、積載手段の昇降を規制する昇降阻止手段が設けられているので、積載手段は昇降範囲内でのみ昇降できる。また、昇降阻止手段によって積載手段の昇降が規制された際には、緊急停止手段が昇降手段の過負荷を検出して積載手段の昇降を阻止するので、積載手段の過昇降による画像形成装置の損傷などを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態のシート積載装置を図に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るシート積載装置を備えた画像形成装置の断面図である。
【００１４】
画像形成装置５００は、画像形成装置本体５００Ａの上部に、原稿画像を読取って画像データに変換するリーダ部（画像入力装置）１２０を備えている。リーダ部１２０の上部には、自動原稿給送装置（ＡＤＦ）３００が設けられている。画像形成装置本体５００Ａの胴内には、画像形成装置５００Ａから排出されたシートを整合処理して積載するシート積載装置４００が配置されている。
【００１５】
リーダ部１２０は、原稿に光を照射して、その反射光から画像データを得るようになっている。画像形成手段であるプリンタ部２００は、プリント命令により画像データを感光体ドラム２０２にトナー像として形成して、そのトナー像をシートに転写し、可視像化する部分である。
【００１６】
このように構成された画像形成装置５００は、自動原稿給送装置３００からリーダ部１２０のプラテンガラス１０２上に１枚ずつ搬送された不図示の原稿を、リーダ部１２０で読取ってシートに原稿を複写するようになっている。
【００１７】
原稿がプラテンガラス１０２上の所定位置へ搬送されると、リーダ部１２０のランプ１０３が点灯すると共に、スキャナユニット１０４が移動し、ランプ１０３が原稿を照射しながら移動する。原稿からの反射光は、ミラー１０５，１０６，１０７及びレンズ１０８を通してＣＣＤイメージセンサ部１０９に入力され、ＣＣＤイメージセンサ部１０９において光電変換等の電気処理が行われて、デジタル処理が施される。
【００１８】
電気処理が施された画像信号は、プリンタ部２００の露光制御部２０１で変調された光信号に変換されて、感光体ドラム２０２を照射することによって感光体ドラム２０２上に潜像を形成する。この潜像は、現像器２０３によって現像されて、感光体ドラム２０２上にトナー像が形成される。
【００１９】
シートカセット２０４，２０５から送り出されたシートＳは、トナー像の先端とタイミングを合わされて、転写部２０６でトナー像が転写される。シートＳに転写されたトナー像は、定着部２０７でシートに定着される。その後、シートＳは排紙部２０８より排出される。
【００２０】
画像形成を終えて排紙部２０８から排出されたシートＳは、排紙パス４４０にて穴あけ、ステイプルなどの処理がされた後、シート積載装置４００に搬送されて、あらかじめ指定された動作モードに応じて整合処理等されてトレイ４２０に積載される。
【００２１】
なお、本実施形態の画像形成装置５００は、外部から送信されてきた画像情報に基づいて、その画像情報をシートに形成する機能と、リーダ部１２０で読取った画像情報を他の画像形成装置に送信する機能とを備えていてもよい。したがって、本実施形態の画像形成装置は、自動原稿給送装置３００を必ずしも必要としない。
【００２２】
次に、シート積載装置４００について説明する。シート積載装置４００は、その側面視を図２（ａ），（ｂ）に示すように、排紙部２０８及び排紙パス４４０より排出されたシートＳが搬送ローラ４０２によってトレイ４２０に搬送されて、一定量のシート束に整えている。
【００２３】
シート積載装置４００は、画像形成装置本体５００Ａの胴内に固定されたスライドレール４１０と、スライドレール４１０に昇降自在に支持されたトレイ４２０と、トレイ４２０を昇降駆動する駆動制御装置とを有している。
【００２４】
スライドレール４１０は、軸方向にスリットが形成された略円筒形、或いは角柱形状を有した中空部材であり、スライドレール４１０の内部には、トレイ支持部４２４が軸方向に昇降自在に収容されている。
【００２５】
トレイ支持部４２４には、スライドレール４１０のスリットを介してトレイ４２０が連結されてあり、トレイ４２０とトレイ支持部４２４とが一体となって昇降するようになっている。また、トレイ支持部４２４の上端部と下端部には、コイルスプリングなどにより構成さるバネ４２６及びバネ４２７が固定されている。本実施の形態では、バネ４２６及びバネ４２７により昇降阻止手段を形成している。
【００２６】
バネ４２６は、図２（ｂ）に示すように、トレイ支持部４２４が上昇してスライドレール４１０の上端４１０ａと接触した際に圧縮されて、トレイ支持部４２４の上昇位置を規制している。同様に、バネ４２７は、トレイ支持部４２４が下降してスライドレール４１０の下端４１０ｂと接触した際に圧縮されて、トレイ支持部４２４の下降位置を規制している。
【００２７】
この場合に、バネ４２６，４２７はトレイ支持部４２４の上端部及び下端部に固定する他に、スライドレール４１０の上端４１０ａ及び下端部４１０ｂに固定することによって、トレイ支持部４２４の昇降位置を規制することもできる。また、トレイ支持部４２４が昇降する方向の片側のみに設けても良い。
【００２８】
トレイ支持部４２４には、駆動制御装置を構成する不図示の駆動モータがワイヤなどを介して連結されてあり、駆動モータの駆動によってトレイ支持部４２４が昇降するようになっている。なお、駆動制御装置は、画像形成装置本体５００Ａ内に設けられた電気回路であり、後に説明する。
【００２９】
トレイ４２０は、積載したシートＳの高さ位置が略一定になるように駆動制御装置により駆動制御されている。シート積載装置４００は、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、トレイ４２０の上方位置を検出する上方位置検知センサ５０１と、トレイ４２０の下方位置を検出する下方位置検知センサ５０２とを有して、各センサ５０１，５０２からの信号に基づいてトレイ４２０の昇降位置が制御されている。
【００３０】
排紙部２０８及び排紙パス４４０から排出されたシートＳは、搬送ローラ４０２によって搬送ステージ４０５の上面からトレイ４２０に搬送されて、シートＳの上面位置が搬送ステージ４０５から一定の距離Ｈになるように保持されている。例えば、図３（ａ）に示すように、トレイ４２０上にシートＳが積載されていない状態では、トレイ４２０の上面４２０ａが上方位置検知センサ５０１により検出されて、トレイ４２０の上面４２０ａから搬送ステージ４０５までの距離Ｈが一定になっている。
【００３１】
同様に、一定量のシートＳがトレイ４２０に積載されている状態では、図３（ｂ）に示すように、最上位のシートＳの位置を上方位置検知センサ５０１が検出して、最上位のシートＳから搬送ステージ４０５までの距離Ｈが一定になるようにトレイ４２０を下降させる。
【００３２】
さらに、トレイ４２０に積載されたシートＳの量が増えてゆき、図３（ｃ）に示すように、トレイ４２０の下面４２０ｂが下方位置検知センサ５０２によって検出されると、トレイ４２０は下降限界に達して満載状態であると認識される。トレイ４２０が満載状態に達した際には、シート積載装置４００から画像形成装置本体５００Ａに信号が送信されて、新たなシートＳの排出が停止される。
【００３３】
満載状態にあるトレイ４２０上からシートＳを取り除くと、上方位置検知センサ５０１が、新たに最上位置になったシートＳの上面、或いはトレイ４２０の上面４２０ａを検出するまでトレイ４２０は上昇し、トレイ４２０の上昇移動が完了した段階でシート積載装置４００から画像形成装置本体５００Ａに画像形成の再開を指示する信号が送信される。
【００３４】
以上のように、通常の昇降動作によるトレイ４２０は、上方位置検知センサ５０１及び下方位置検知センサ５０２によって位置が検知されて所定の昇降範囲内で昇降するが、例えば、上方位置検知センサ５０１又は下方位置検知センサ５０２が誤検知や故障などしてトレイ４２０の位置が検出できなくなった場合、或いはトレイ４２０を駆動制御している制御用ソフトウェアが誤動作した場合には、トレイ４２０が過上昇してシート積載装置４００の天井部分にあるリーダ部１２０を損傷させたり、トレイ４２０が過下降してシートカセット２０４，２０５を損傷させる事態となる。
【００３５】
また、トレイ４２０の昇降空間内に異物などが混入した状態でトレイ４２０が誤作動した場合には、トレイ４２０が強制的に停止されて、新たなシートＳを正常に積載できなくなったり、トレイ４２０を駆動する駆動機構に過負荷が生じてシート積載装置４００を破損させる場合がある。これらトレイ４２０の誤作動、或いは過負荷を避けるため、本実施の形態では、シート積載装置４００に過負荷を検出する緊急停止手段となる駆動制御装置が備えられている。
【００３６】
シート積載装置４００の過負荷を検出する駆動制御装置の第１の実施の形態を図４に示すと共に、駆動制御装置の第２の実施の形態を図５に示す。
【００３７】
＜第１の実施の形態＞
駆動制御装置６００は、図４に示すように、トレイ４２０を昇降させる昇降手段となる駆動部６１０と、駆動部６１０の過負荷を検出する過負荷検出部６２０と、過負荷検出部６２０が駆動部６１０の過負荷を検出した際に駆動部６１０を停止させる緊急停止手段となる駆動制御部６３０とを有している。また、駆動制御装置６００は、各部６１０，６２０，６３０を統括制御するＣＰＵ６０１を有している。
【００３８】
駆動部６１０は、トレイ４２０を昇降駆動する駆動モータ６１１と、駆動モータ６１１に駆動電流を供給するモータ駆動回路６１２と、駆動モータ６１１に供給された駆動電流を検出する電流検出器６１３とを有している。駆動モータ６１１は、上記スライドレール４１０などに固定されて、ワイヤやチェーンなどを介してトレイ支持部４２４とトレイ４２０とを昇降駆動している。駆動モータ６１１には、エンコーダを有するパルスモータやステップモータなどを用いることができる。これらモータは、駆動信号に同期した動作が可能になっている。
【００３９】
モータ駆動回路６１２は、ＣＰＵ６０１からの信号に基づいて駆動電流を駆動モータ６１１に供給している。この場合に、モータ駆動回路６１２は、ＣＰＵ６０１からの信号の他に後述するゲート６３３からの信号が入力されて、両信号を比較して駆動電流を出力するようになっている。電流検出器６１３は、駆動モータ６１１に連結されて駆動モータ６１１に供給された駆動電流の値を過負荷検出部６２０に向けて出力している。
【００４０】
過負荷検出部６２０は、電流検出器６１３の出力側から分岐して、駆動電流の値に応じてＯＮ／ＯＦＦ信号を出力するリミッタ６２１と、駆動電流をＡ／Ｄ変換して数値化するサンプル＆ホールド回路６２２ａ，６２２ｂと、サンプル＆ホールド回路６２２ａ，６２２ｂのサンプリング周期を規定するホールドタイミング生成回路６２３ａ，６２３ｂとを有している。
【００４１】
リミッタ６２１は、予め設定された電流値以上の駆動電流が駆動モータ６１１に供給された際にＯＦＦ信号を出力する。即ち、リミッタ６２１は、駆動モータ６１１に一定値以上の過負荷電流が流れた際に、駆動電流を停止する信号を出力する。
【００４２】
サンプル＆ホールド回路は、サンプル＆ホールド回路６２２ａとサンプル＆ホールド回路６２２ｂとを有し、電流検出器６１３に連結して駆動モータ６１１に供給された駆動電流をＡ／Ｄ変換して数値化する。サンプル＆ホールド回路６２２ａ，６２２ｂによるＡ／Ｄ変換は、逐次比較方式或いは積分方式によって駆動電流を数値化するが、Ａ／Ｄ変換する周期はホールドタイミング生成回路によって設定されている。
【００４３】
ホールドタイミング生成回路は、ホールドタイミング１生成回路６２３ａとホールドタイミング２生成回路６２３ｂとを有し、両回路６２３ａ，６２３ｂには、同一のクロック信号が分岐されて入力されていると共に、位相をずらしたタイミング信号が入力されている。ホールドタイミング１生成回路６２３ａは、ホールドタイミング１生成回路６２３ａに入力されるクロック信号がＯＮ、かつタイミング信号がＯＮである際にサンプル＆ホールド回路６２２ａにトリガ信号を出力する。一方、ホールドタイミング２生成回路６２３ｂには、上記タイミング信号と位相をずらしたタイミング信号が入力されており、ホールドタイミング生成回路６２３ａ，６２３ｂは交互にトリガ信号を出力することができる。なお、タイミング信号は、駆動モータ６１１と同期して回転するエンコーダからの出力を用いることができる。
【００４４】
サンプル＆ホールド回路６２２ａ，６２２ｂでは、例えば、サンプル＆ホールド回路６２２ａがトリガされて駆動電流をサンプリングしている間はサンプル＆ホールド回路６２２ｂはホールド状態にある。次の瞬間には、サンプル＆ホールド回路６２２ｂがトリガされて駆動電流をサンプリングし、この間にサンプル＆ホールド回路６２２ａでは検出した電流値を駆動制御部６３０に向けて出力する。このように、サンプル＆ホールド回路６２２ａ，６２２ｂは、交互に駆動電流をＡ／Ｄ変換している。
【００４５】
駆動制御部６３０は、数値化された駆動電流値の変化を算出する減算回路６３１と、減算回路６３１にて算出された値を比較する比較回路６３２と、各信号を加算するゲート６３３とを有している。
【００４６】
減算回路６３１は、サンプル＆ホールド回路６２２ａ，６２２ｂに連結されて、サンプル＆ホールド回路６２２ａ，６２２ｂから交互に出力される駆動電流値同士を減算して、一周期の位相ずれ間に生じた駆動電流の差分を算出して比較回路６３２に向けて出力している。比較回路６３２では、減算回路６３１にて算出された差分と、予め設定された閾値とを比較して、差分が閾値以上の場合にＯＦＦ信号を出力する。即ち、比較回路６３２は、サンプル＆ホールド回路６２２ａ，６２２ｂで計測した一周期毎の駆動電流の変化値が閾値を超えた際に駆動電流を遮断するＯＦＦ信号をゲート６３３に向けて出力している。
【００４７】
ゲート６３３は、比較回路６３２の出力信号と、リミッタ６２１の出力信号と、ＣＰＵ６０１の制御信号とが入力されて、これらの信号を加算してモータ駆動回路６１２を制御している。ゲート６３３は、所謂ＡＮＤ回路で構成でき、各入力信号が共にＯＮである場合にＯＮ信号を出力をする。即ち、ゲート６３３は、比較回路６３２により駆動電流の変化値が閾値を超えている場合、又は電流リミッタ６２１により駆動電流が設定値を超えている場合、或いはＣＰＵ６０１にてＯＦＦ制御信号が出力されている場合に、モータ駆動回路６１２から出力する駆動電流を遮断する。
【００４８】
なお、ＣＰＵ６０１は、駆動モータ６１１の回転方向を指定する信号をモータ駆動回路６１２に向けて出力している。
【００４９】
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る駆動制御装置７００について説明する。なお、駆動制御装置７００は、上記した駆動制御装置６００のサンプル＆ホールド回路６２２ａ，６２２ｂのトリガ方法が異なるのみであり、駆動制御装置６００と同様の回路については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
駆動制御装置７００は、図５に示すように、トレイ４２０を駆動する駆動部６１０と、駆動部６１０の過負荷を検出する過負荷検出部７２０と、過負荷検出部７２０が駆動部６１０の過負荷を検出した際に駆動部６１０を制御する駆動制御部７３０とを有している。また、駆動制御装置７００は、各手段６１０，７２０，７３０を統括制御するＣＰＵ６０１を有している。
【００５１】
駆動部６１０は、上記した駆動制御装置６００と同様の構成であり、駆動モータ６１１とモータ駆動回路６１２と電流検出器６１３とを有してトレイ４２０を昇降駆動している。
【００５２】
過負荷検出部７２０は、上記したリミッタ６２１の他に、駆動電流値をＡ／Ｄ変換するサンプル＆ホールド回路７２２と、サンプル＆ホールド回路７２２を制御するサブＣＰＵ６０２とを有している。
【００５３】
サンプル＆ホールド回路７２２は、サブＣＰＵ６０２で生成される周期信号に基づいて、電流検出器６１３から出力された駆動電流をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する。サンプル＆ホールド回路７２２では、駆動電流値が周期毎にサブＣＰＵ６０２に出力されて、サブＣＰＵ６０２内にて駆動電流値の変化値が算出される。
【００５４】
サブＣＰＵ６０２は、サンプル＆ホールド回路７２２から出力された最新の駆動電流値と、直前に出力された駆動電流値とを比較して、両値の差分から駆動電流の変化値を算出している。算出した変化値は、予めサブＣＰＵ６０２内に設定された閾値と比較して、変化値が閾値以上であると判断された際に、ゲート６３３に向けてＯＦＦ信号を出力する。なお、この場合に変化値は、差分法や対数関数などの数学手法に則って経時的重み付けをして演算することもでき、比較する駆動電流値は直前に出力された駆動電流値に限られるものではない。
【００５５】
ゲート６３３は、駆動制御装置６００と同様に、サブＣＰＵ６０２からの出力信号と、リミッタ６２１からの出力信号と、ＣＰＵ６０１からの制御信号とを加算して、モータ駆動回路６１２を制御している。
【００５６】
第２の実施の形態では、さらにＣＰＵ６０１にも電流検出器６１３から分岐した駆動電流が入力されている。ＣＰＵ６０１では、リミッタ６２１やサブＣＰＵ６０２で制御対象となっていない駆動電流の変化を演算して、ゲート６３３に向けてＯＦＦ信号を出力している。即ち、非線形な駆動電流の変化や駆動電流の微細変動などを検知してＯＦＦ信号を出力できる。
【００５７】
次に、以上の構成によるシート積載装置４００を備えた画像形成装置５００の動作について説明する。
【００５８】
画像形成装置本体５００Ａにて画像が形成されたシートＳは、搬送ローラ４０２によってトレイ４２０上に排出されて、トレイ４２０上にシートＳが積載される。シートＳを積載したトレイ４２０は、シートＳの最上面位置が上方位置検知センサ５０１によって検知されて、シートＳの最上面位置から搬送ステージ４０５までの距離Ｈが、常に一定になるように制御される。画像形成に従いトレイ４２０に積載されたシートの量が増してゆくと、トレイ４２０の下面４２０ｂが下方位置検知センサ５０２によって検知されてトレイ４２０が満載状態になり、画像形成装置本体５００Ａから新たに排出されるシートＳが停止される。
【００５９】
シートＳの排出が停止されたシート積載装置４００は、オペレータなどによってトレイ４２０からシートＳが取り除かれると、上方位置検知センサ５０１にて検知していた対象が無くなるので、トレイ４２０の最上位位置が検知されるまでトレイ４２０を上昇させる。
【００６０】
以上のように、シート積載装置４００が正常動作している際には、トレイ４２０はスライドレール４１０に案内されて上方位置検知センサ５０１と下方位置検知センサ５０２との間を昇降移動する。正常動作時にあるシート積載装置４００を駆動する駆動制御装置には、シートＳの重量に比例した負荷が掛かるのみであり、駆動モータ６１１に供給される駆動電流は所定の値以下になっている。
【００６１】
正常動作時の駆動モータ６１１のストロークと負荷電流の関係を図６に示す。図６の横軸は駆動モータ６１１の回転量（トレイ４２０の昇降位置）を示し、縦軸は駆動モータ６１１に供給される負荷電流を示している。横軸の０は、トレイ４２０が下方位置検知センサ５０２に検知された位置であり、Ｌ２はトレイ４２０の上面が上方位置検知センサ５０１に検知された位置であり、０からＬ２までの間がトレイ４２０の正常動作範囲である。正常動作範囲内で動作する駆動モータ６１１には、トレイ４２０にシートＳを積載していない状態の電流値Ａ１と、トレイ４２０にシートＳを満載した状態の電流値Ａ２との間の駆動電流が供給されており、駆動電流の変化はＡ１からＡ２の間に限定されている。
【００６２】
一方、上方位置検知センサ５０１や下方位置検知センサ５０２が故障などしてトレイ４２０の位置を検知できなくなった場合や、シート積載装置４００を制御する制御用ソフトウェアが誤作動した場合には、トレイ４２０は０−Ｌ２間を越えて昇降し、トレイ支持部４２４に固定したバネ４２６，４２７がスライドレール４１０の上端４１０ａ又は下端部４１０ｂと接触してシート積載装置４００に大きな負荷が発生する。
【００６３】
トレイ４２０が０−Ｌ２間を越えて昇降する例として、上方位置検知センサ５０１が故障してトレイ４２０が過上昇した際の動作について説明する。なお、下方位置検知センサ５０２の故障又は制御用ソフトウェアの誤作動などが生じた場合も略同様の動作をするので、必要な箇所を適宜に読み替えて説明を省略する。
【００６４】
トレイ４２０の過上昇により、バネ４２６がスライドレール４１０の上端４１０ａと接触して圧縮された場合には、圧縮量に比例した負荷電流が駆動モータ６１１に供給される。この場合に、バネ４２６は一定の弾性力を有しているので、駆動モータ６１１に供給される負荷電流はバネ４２６の変位量に比例して線形に変化する。即ち、バネ４２６のバネ定数ｋを式１で定義すると、バネ４２６の変位量から駆動モータ６１１のトルク定数を式２で算出できる。
【００６５】
ｋ＝  Ｐ／δ  ＝（Ｇｄ４）／（８ＮＤ３）        式１
【００６６】
なお、ｋはバネ定数（Ｎ／ｍｍ）、Ｐは荷重（Ｎ）、δは変位（ｍｍ）、Ｇはバネ材料の剛性率（Ｎ／ｍｍ２）、ｄはバネの線径（ｍｍ）、Ｎは巻き数、Ｄは平均コイル径（ｍｍ）である。
【００６７】
Ｋｍ＝  τ／Ｉ                                式２
【００６８】
なお、Ｋｍはトルク定数（Ｎ・ｍ／Ａ）、τは負荷トルク（Ｎ・ｍ）、Ｉは負荷電流（Ａ）である。
【００６９】
この場合に、負荷トルクτは、
τ＝ｋδ２                                    式３
である。
【００７０】
以上の式の各変数を適宜の値に設定することにより、駆動モータ６１１に流れる負荷電流を調節できる。以下では、バネ定数ｋを一般的な値に設定した際の駆動電流の変化について説明する。
【００７１】
トレイ４２０にシートＳが満載されている状態では、駆動モータ６１１にはＡ２の駆動電流が供給されて０からＬ２方向に向けて動作する。バネ４２６がＬ２点で上端４１０ａと接触を始めると、駆動モータ６１１に供給される駆動電流は、図６のＢ２で示すように増加してゆき、バネ４２６の変位量に従って電流リミッタ値Ａ３に達する。Ａ３に達した駆動電流は、図４及び図５に示したリミッタ６２１によって検出されて、リミッタ６２１からゲート６３３に向けてＯＦＦ信号が出力されて駆動電流の供給が停止される。
【００７２】
このように、シートＳの重量がトレイ４２０に加わっている状態でトレイ４２０が過上昇した場合には、電流リミッタ６２１によって負荷電流が検知されて駆動電流を停止するので、シートＳの重量による負荷とバネ４２６が上端４１０ａと接触した際の負荷とを確実に識別して、トレイ４２０を画像形成装置の天井部分と接触する前に停止できる。
【００７３】
また、トレイ４２０上に異物が混入などして、Ｌ２に達する前に駆動モータ６１１に過負荷が生じた場合には、サンプル＆ホールド回路６２２ａ，６２２ｂ、及びサンプル＆ホールド回路７２２によって電流の変化が検出されて駆動電流の供給が停止される。
【００７４】
電流の変化は、図７（ａ）に示すように、負荷電流Ａ０を、ホールドタイミング生成回路６２３ａ，６２３ｂで生成された周期信号ＣＫに従って作動するサンプル＆ホールド回路６２２ａ，６２２ｂがサンプリングして、減算回路６３１又はサブＣＰＵ６０２で駆動電流の変化値を算出してサンプリングデータＤＴを得る。
【００７５】
比較回路６３２又はサブＣＰＵ６０２は、図７（ｂ）に示すように、サンプリングデータＤＴから算出した差分データδと閾値Ｖとを比較して、差分データδの変化代が閾値Ｖを超えた際にゲート６３３に向けてＯＦＦ信号を出力する。
【００７６】
次に、トレイ４２０にシートＳが積載されていない状態では、駆動モータ６１１は図６のＡ１の駆動電流が供給されて０からＬ２方向に向けて動作する。バネ４２６がＬ２点で上端４１０ａと接触を始めると、駆動モータ６１１に供給される駆動電流はＢ１に示すように増加してゆく。駆動電流の変化Ｂ１は、上述したサンプル＆ホールド回路６２２ａ，６２２ｂ、及びサンプル＆ホールド回路７２２と同様に検知されて、比較回路６３２又はサブＣＰＵ６０２によって、Ａ１から一定の値に変化したと認識された段階で、ゲート６３３に向けてＯＦＦ信号を出力して駆動電流の供給を停止する。なお、トレイ４２０にシートＳが積載されていない状態でも、トレイ４２０上に異物などが混入などしてＬ２に達する前に駆動モータ６１１に過負荷が生じた場合には、上述と同様にゲート６３３に向けてＯＦＦ信号が出力される。
【００７７】
以上のように、シート積載装置４００に生じた過負荷は、駆動モータ６１１に供給される駆動電流の変化によって検知できるので、シート積載装置４００の過負荷を検知するための特別なスイッチやセンサなどを設ける必要がなく、シート積載装置４００が簡易な構成で足りる。また、トレイ支持部４２４に昇降範囲を規制するバネ４２６，４２７を設けたので、トレイ４２０の過昇降による周辺装置の損傷を防ぐことができると共に、駆動モータ６１１に供給される駆動電流の変化の検知が容易となり、シート積載装置４００が故障などした際には、トレイ４２０の昇降を確実に停止できる。また、駆動電流は、機械的なスイッチを介して継断されないので、シート積載装置４００の負荷原因を取り除けば、自動的にシートＳの積載を再開できる。
【００７８】
なお、以上に説明したシート積載装置４００は、画像形成装置本体５００Ａの胴内に配置される以外に、画像形成装置本体５００Ａの外部に設置する所謂外付け型のシート積載装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施の形態に係るシート積載装置を備えた画像形成装置の断面図である。
【図２】シート積載装置を側面方向から視た図である。
【図３】シート積載装置のトレイ部分を拡大して示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係るシート積載装置の過負荷を検知する駆動制御装置の回路図である。
【図５】第２の実施の形態に係るシート積載装置の過負荷を検知する駆動制御装置の回路図である。
【図６】駆動モータのストロークと負荷電流の関係を示す図である。
【図７】駆動電流の変化と、駆動電流のサンプリングを示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
４００      シート積載装置
４２０      トレイ（積載手段）
４２６，４２７  バネ（昇降阻止手段）
５００      画像形成装置
６１０      駆動部（昇降手段）
６３０      駆動制御部（緊急停止手段）
【図１】
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【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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