(57)【要約】【課題】シート積載台の引き込み動作を的確に行うことが可能なシート給送装置を提供する。【解決手段】積載したシートを１枚ずつ給送するシート給送装置において、シートを積載して移動可能なシート積載台１と、シート積載台１に積載したシート量を検知するシート量検知センサ４０１〜４０４と、シート積載台１が所定位置にあることを検知する積載台位置検知センサ４０７と、所定の駆動力でシート積載台１を移動させる駆動移動手段と、シート積載台１が所定位置に移動したときに、前記駆動移動手段によって積載したシート量に応じた駆動力でシート積載台１を移動させるよう制御する制御手段と、を有することを特徴とする。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載したシートを１枚ずつ給送するシート給送装置において、
シートを積載して移動可能なシート積載手段と、
前記シート積載手段に積載したシート量を検知するシート量検知手段と、
前記シート積載手段が所定位置にあることを検知する位置検知手段と、
所定の駆動力で前記シート積載手段を移動させる駆動移動手段と、
前記シート積載手段が所定位置に移動したときに、前記駆動移動手段によって積載したシート量に応じた駆動力で前記シート積載手段を移動させるよう制御する制御手段と、
を有することを特徴とするシート給送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置等へシートを給送するシート給送装置に関し、特にシート束のセットを的確に行い得るシート給送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像形成装置には装置外部からシートを給送する装置としてシート給送装置が接続されることがある。この種のシート給送装置は大容量であることを特徴としており、スライド機構を持つシート積載台にシートをセットして、ユーザが手で装置内に送り込む構成となっている。
【０００３】
シート給送装置はシート給送動作準備としてシート有無検知、シート残量検知、積載台位置検知、積載台オープン／クローズ検知等を行う。さらに、シート給送装置の電源をＯＮした時に既にシートの搬送路にシートが滞留していたりするとジャム（紙詰まり）となりシートの給送動作は不可能となる。このジャムを解除するためには、ユーザがシートを取り除く必要がある。
【０００４】
そして、シート無し状態ではないこと、さらには上記検知結果により障害が発生していないこと等を確認して給送動作が可能な状態となる。シートの給送動作が可能状態になるとシート給送装置は、画像形成装置本体からシート給送動作開始の信号、あるいはコマンドが送信されるのを待つ状態となる。画像形成装置本体がシート給送装置に対して給送開始信号、あるいはコマンドを送信するとシート給送装置はシートを画像形成装置に給送する動作を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来例においては、ユーザがシート積載台をシート給送装置内に送り込む時に、特にシート積載台にシートが大量にセットされている場合はシートの束の重量が重くなるために慣性力が大きくなり、積載台がシート給送装置に与える衝撃が大きくなる。その為にシート束が装置内部で動いてしまい、場合によってはシートのサイズ検知機構が誤動作してしまう場合があった。
【０００６】
その理由を図１１で説明する。図１１はシート積載台にシート束Ｓをセットした状態を上側から見た図である。図に示すようにシートを積載台にセットする際にシート規制部材３０１Ａ，３０１Ｂ，３０２でシート束Ｓの両サイド及び先端を規制しているが、これら規制部材３０１Ａ，３０１Ｂ，３０２の位置からシートのサイズも検知している。
【０００７】
規制部材３０１Ａ，３０１Ｂは図１１の矢印Ｂ方向、規制部材３０２は図のＣ方向に動かして最適なサイズに規制するが、シート積載台を装置内に矢印Ａの方向に移動させるとシート積載台が装置内に到達した時の衝撃によりシート束Ｓにも矢印Ａ方向の衝撃がかかり、規制部材３０２にその負荷がかかり、衝撃が大きい場合には規制部材３０２がずれてしまうことがある。その場合、規制板の位置がずれているので、シートの正しいサイズが検知できなくなってしまう。
【０００８】
上記対策としてはユーザがシート積載台を送り込む時に、積載台がシート給送装置本体に所定距離まで近づくと、ユーザがシート積載台に力を与えること無く、その他の駆動力により適度なトルクで自動でシート給送装置内に積載台を引き込む装置が考えられている。
【０００９】
上記機構により、シート積載台にセットされたシート束の量が多い場合でもユーザが積載台に勢いを加えたまま装置内に押し込むことなく、積載台が自動的に最適な駆動力でシート給送装置内に引き込まれるため、シート束に与える衝撃を大幅に低減することが可能となる。
【００１０】
しかしながら、上記の構成においては自動で積載台を引き込む構成であるために、例えば積載台とシート給送装置本体の間に物体が挟みこまれた場合には、物体が取り除かれるまでは引き込み動作を継続してしまいシート給送動作を行うことができなくなってしまう。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、シート積載手段の引き込み動作を的確に行うことが可能なシート給送装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、積載したシートを１枚ずつ給送するシート給送装置において、シートを積載して移動可能なシート積載手段と、前記シート積載手段に積載したシート量を検知するシート量検知手段と、前記シート積載手段が所定位置にあることを検知する位置検知手段と、所定の駆動力で前記シート積載手段を移動させる駆動移動手段と、前記シート積載手段が所定位置に移動したときに、前記駆動移動手段によって積載したシート量に応じた駆動力で前記シート積載手段を移動させるよう制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係るシート給送装置について、これを用いる画像形成装置とともに説明する。
【００１４】
〔第１実施形態〕
図１は第１実施形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の断面模式説明図、図２はシート給送装置の断面説明図である。
【００１５】
｛全体構成｝
先ずシート給送装置及び画像形成装置の概略構成について説明する。図１及び図２に示すように、シート給送装置Ａ内のシート積載台（シート積載手段）１は、シート束Ｓを積載し、スライド機構２によってシート給送装置本体３内に引き込み、引き出し可能であり、シート積載台１を引き出してシート束Ｓを積載した後、これを押し込んでシートをセットする。このときシート積載台１は所定位置まで押し込むと、それ以降はモータによって自動的に引き込まれるようになっているが、その構成については後で詳述する。
【００１６】
このシート給送装置Ａは画像形成装置Ｂに設けられた図示しない連結手段によって画像形成装置Ｂと連結している。そして、画像形成に際しては給送ローラ４と分離ローラ対５、搬送ローラ対６によって１枚ずつ分離されて画像形成装置Ｂへ給送される。
【００１７】
なお、図示しない昇降機構により、シートが順次給送されてもシート積載台１上に積載された最上位のシートが常に給送ローラ４に当接し得るように構成されている。
【００１８】
シート給送装置Ａから給送されたシートは、搬送ローラ１１及びレジストローラ１２によって画像形成手段１３に搬送され、画像が記録される。
【００１９】
本実施形態における画像形成手段１３には電子写真方式が用いられており、感光体や、現像器が装置本体に装着されている。そして、シートが搬送されてくると、これと同期してレーザースキャナから画像信号に応じた光照射を感光体ドラムに行うことで潜像を形成し、その潜像を現像器によってトナー現像することで可視像化する。そのトナー像を転写ローラへのバイアス印加によってシートへ転写し、そのシートを定着手段へ搬送して加熱定着した後、排出ローラによって排出トレイへ排出する。
【００２０】
｛シート給送装置の積載台引き込み構成｝
本実施形態のシート給送装置Ａにあっては、前述したように、シートセットに際し、シート積載台１を所定位置まで押し込むと、それ以降はモータによって所定トルクで自動的に引き込まれるようになっているが、次にその引き込み構成について説明する。
【００２１】
図３は第１実施形態に係るシート給送制御構成を示すブロック図である。図３において、１０１はシート積載台１の移動（引き込み動作）を制御するための積載台移動制御手段であり、１０２はシート積載台１上に積載されたシートの残量を検知するためのシート残量検知手段である。また、１０３はシート積載台１の位置を検知するための積載台位置検知手段であり、１０４はシート積載台１が引き込み動作の完了位置に到達したかを判断する積載台移動完了検知手段である。さらに、１０５はシート積載台１を移動させるための移動機構である積載台移動手段である。
【００２２】
本実施形態にあっては、前記積載台移動制御手段１０１がシート残量検知手段１０２、積載台位置検知手段１０３、積載台移動完了検知手段１０４の情報を受信し、積載台移動手段１０５に駆動信号を出力するものである。
【００２３】
図４はシート給送装置のセンサ配置説明図である。図４において、４０１〜４０４はシートの残量を検知するシート残量検知センサ（シート量検知手段）であり、４０５，４０７は前記シート積載台１の引き込み位置を検知するための積載台位置検知センサ（位置検知手段）、４０６はシート積載台１のオープン／クローズ状態を検知するための積載台開閉検知センサ（セット位置検知手段）、４０８は前記積載台開閉検知センサ４０６を動作させるためのセンサフラグである。
【００２４】
図５はシート給送装置Ａの正面説明図である。前記シート残量検知センサ４０１〜４０４は反射型の光学式センサであり、シート束Ｓの積載高さをそれぞれ検知する。すなわち、図５で示すように、４個の反射型センサ４０１〜４０４が高さが異なる位置に設けられ、センサ位置にシート束Ｓが存在する場合にはセンサ光がシート束Ｓで反射してオンし、シート束がないときは反射せずにオフする。これにより、シート残量が４段階で検知可能となっている。
【００２５】
図６はシート給送装置Ａの制御手段の構成を示すブロック図である。図において、６０１は中央演算処理装置（ＣＰＵ）であり、６０２は前述した各センサ４０１〜４０７の信号を入力するセンサ入力回路、６０３，６０４，６０５はモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３を駆動するモータドライバである。なお、モータＭ１はシート積載台１の引き込み動作の駆動源となる駆動モータ、Ｍ２，Ｍ３はシートを画像形成装置Ｂに送り出すための給送ローラ４や分離ローラ対５等を駆動する駆動モータである。各モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３はＣＰＵ６０１から論理信号を送信して制御可能な構成となっている。
【００２６】
前記シート積載台１はモータＭ１と駆動連結しており、該シート積載台１が積載台位置検知センサ４０７で検知される位置にくるとモータＭ１の駆動によってスライド移動可能となっている（駆動移動手段）。
【００２７】
図７はモータ制御を示す説明図である。図に示すように、シート積載台１の引き込み動作の駆動源となる駆動モータＭ１の駆動制御はＣＰＵ６０１からモータドライバ６０３に回転制御信号（ＰＨＡＳＥ＿Ａ、ＰＨＡＳＥ＿ＡＮ、ＰＨＡＳＥ＿Ｂ、ＰＨＡＳＥ＿ＢＮ）と駆動電流制御信号（Ｉ０、Ｉ１）が送信される。回転制御信号でモータの回転方向、回転速度を、駆動電流制御信号で回転軸のトルクを制御することが可能である。
【００２８】
図８はモータ駆動制御を示すフローチャートである。図８を用いて本実施形態の駆動制御手順を説明する。シート給送装置Ａの電源をＯＮすると、ＣＰＵ６０１内に記録されたプログラムが動作を開始し、シーケンスＳ８０１からＳ８０２に遷移する。Ｓ８０２ではシート積載台１がオープン状態かどうかを判断し、図９（ａ）の表に示すパターンに従ってシート積載台１の引き込み制御が可能か否かを判断する。
【００２９】
例えば、図９（ａ）に示す表のパターン１の状態のように積載台位置検知センサ４０５，４０７及び積載台開閉検知センサ４０６が全てＯＦＦ状態、或いはパターン２のように引き込み方向手前側の積載台位置検知センサ４０５がＯＮ、奥側の積載台位置検知センサ４０７及び積載台開閉検知センサ４０６がＯＦＦ状態のときは積載台オープン状態だと判定し、Ｓ８０３に遷移する。
【００３０】
積載台オープンの状態では、ユーザが積載台にシートをセットすることが可能となるが、この時点ではシートの残量を検知することは不可能である。そのため、ユーザがシート積載台１にシートをセットして、シート積載台１を図２の矢印方向に押し込み積載台位置検知センサ４０５をＯＮした状態（図９（ａ）に示す表のパターン２）になると、シートの残量を検知できる状態と判断し、Ｓ８０４に遷移する。
【００３１】
Ｓ８０４ではシート残量検知処理を行う。具体的には、シート残量検知センサ４０１〜４０４のレベルを読み込む処理を行う。例えば、図５に示した状態ではセンサ４０１はＯＦＦ、センサ４０２〜４０４はＯＮである。
【００３２】
その後、Ｓ８０５で引き込みトルクの設定処理を行う。引き込みトルクの設定は引き込み動作の駆動源となるモータの駆動力の設定を行うことである。トルク設定は例えば図９（ｂ）に示す表のような設定を行うものである。例えば、図５に示すように、最上位のシート残量検知センサ４０１のみがＯＦＦのパターン３の状態では、電流制御信号のＩ０はＯＦＦ、Ｉ１はＯＮの設定を行う。一般的にモータドライバは電流を数段階に切り換え可能となっていて、最高の出力状態を１００％とし、７０％、３０％、０％等の設定が可能である（この値はモータドライバの種類による）。そして、図９（ｂ）の表に示すように、シート残量が多いときがトルクを大きくなるように設定し、シート残量が少ないときはトルクが小さくなるように設定する。
【００３３】
Ｓ８０５で引き込みトルクの設定が完了すると、Ｓ８０６に遷移してシート積載台１が引き込み動作位置に到達したかのチェックを行う。引き込み位置は、積載台先端が積載台位置検知センサ４０７の位置まで押し込まれ、該センサ４０７がＯＮした状態（図９（ａ）に示す表のパターン３）のときである。この状態になるとＳ８０７に遷移して引き込み動作を開始する。
【００３４】
具体的には、ＣＰＵ６０１は各モータドライバ６０３，６０４，６０５に対して所定の回転制御信号を出力してモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の駆動を開始する。各モータが駆動を開始すると同時にＣＰＵ６０１はＳ８０８に遷移してタイマーをスタートして、引き込み動作時間の計測を開始する。
【００３５】
その後、Ｓ８０９で所定時間が経過したかのチェックを行う。ここで言う所定時間とは、引き込み動作の駆動力を解除しても慣性力で引き込み動作を完了できることを想定した時間である。前記所定時間経過するとＳ８１０に遷移して、モータの回転制御信号と、電流制御信号を停止して引き込み動作を停止する。
【００３６】
上記のように、シート積載台１がオープンされた状態からシート給送装置内に移動させる時にユーザがセットしたシートの量を検知するとともに、シート積載台１がクローズする近傍からはモータの駆動力により自動でシート積載台１をクローズ位置まで引き込む制御を行う。このときの引き込む駆動力はシートの量と比例した大きさに設定する。
【００３７】
本実施形態ではシート積載台１の引き込み駆動力をモータの出力トルクにより制御する。ＣＰＵからパルスで制御を行うモータの特徴として、発生トルク以上の負荷がかかると脱調してモータは回転を停止する特徴がある。本実施形態ではシート積載台１に少量のシートがセットされている場合にはモータの発生トルクを低く設定し、シートが大量にセットされている場合には逆に発生トルクを高めに設定する。それは同時にシートが少量の場合にはモータの脱調トルクを低く設定し、大量の場合には高く設定することになる。
【００３８】
これを、例えば少量のシートがセットされた場合に発生トルクを大きく設定してしまうと、脱調トルクも大きく設定され、シートが少量のためにシート積載台１を移動させるための必要駆動力が少ない場合でもモータの発生駆動力が大きくなってしまい、モータの余剰駆動力が大きくなる。このため、シート積載台１とシート給送装置本体の間に物を挟んだ場合、その物を締め付けるようになる。
【００３９】
これに対して、本実施形態ではシートが少量の場合には、脱調トルクは低く設定され、シート積載台１の引き込み動作に必要な駆動力よりもやや大きめの負荷がかかると脱調することで、上記不都合を防止し得る。
【００４０】
また、駆動力を発生させる時間も一定時間にすることで、シート積載台１の引き込み動作を行うのに必要な駆動力のみに制限することができる。
【００４１】
また、シート積載台１の引き込み力として適度な駆動力の設定を行うことができるため、例えば大量のシートをセットされた場合でもシートを規制している規制板が動いてシートのサイズ検知機能が誤動作することを防止し得る。
【００４２】
〔第２実施形態〕
次にシート給送装置のシート積載台１の引き込み構成の第２実施形態について、図１０を参照して説明する。なお、図１０は第２の実施形態の特徴となる制御手順を示すフローチャートである。また、シート給送装置の基本構成は第１実施形態と同じである。
【００４３】
図１０に示すように、本実施形態では電源をＯＮするとＣＰＵ内部に記録されたプログラムが動作を開始する。このとき、シーケンスＳ９０１からＳ９０８は第１実施形態で説明した図８におけるＳ８０１からＳ８０８とそれぞれ同等である。
【００４４】
そして、Ｓ９０８迄に引き込み動作を開始して引き込み動作の時間を計測するためのタイマーをスタートさせるとＳ９０９に遷移する。Ｓ９０９では積載台開閉検知センサ４０６を監視していて、該センサ４０６がＯＮしてシート積載台１が引き込み動作完了位置に到達したかを判断している。
【００４５】
Ｓ９０９で引き込み完了位置に到達した場合にはＳ９１０に遷移して引き込み動作を完了する処理を行う。引き込み完了位置に到達していないとＳ９１１に遷移してタイマーチェックを行う。
【００４６】
所定時間が経過していなければ再度Ｓ９０９に分岐して引き込み完了位置のチェックを行う。
【００４７】
Ｓ９１１で所定時間が経過していると判断すると、Ｓ９１２に遷移して挟み込みの警告のステータスをセットし、Ｓ９１０に遷移して引き込み動作を停止する。警告ステータスは通信制御により画像形成装置に報知され、画像形成装置がユーザへ知らせる手段によりユーザに警告を行う。
【００４８】
また、ここで言う所定時間とは、シート積載台１とシート給送装置本体の間に何らかの障害物が無い場合に、引き込み動作に要する時間に若干のマージンを足した値である。つまりＳ９１１で所定時間経過したと判断されてＳ９１２に遷移した場合、シート積載台１とシート給送装置本体の間に何らかの障害物を挟み込んだと判断した場合である。
【００４９】
上記のように駆動制御することにより、積載台移動制御手段１０１はシート積載台１の引き込み動作を行い、所定時間経過してもシート積載台１がクローズ位置に到達しない場合は引き込み動作を停止するために、物を挟み込んでしまった場合でも引き込み動作をし続けることは無くなる。
【００５０】
〔実施態様〕
次に本発明を適用し得る好ましい実施態様を以下に列挙する。
【００５１】
［実施態様１］  積載したシートを１枚ずつ給送するシート給送装置において、
シートを積載して移動可能なシート積載手段と、
前記シート積載手段に積載したシート量を検知するシート量検知手段と、
前記シート積載手段が所定位置にあることを検知する位置検知手段と、
所定の駆動力で前記シート積載手段を移動させる駆動移動手段と、
前記シート積載手段が所定位置に移動したときに、前記駆動移動手段によって積載したシート量に応じた駆動力で前記シート積載手段を移動させるよう制御する制御手段と、
を有することを特徴とするシート給送装置。
【００５２】
［実施態様２］  前記シート積載手段がセット位置に移動したことを検知するセット位置検知手段を有し、
前記駆動移動手段により前記シート積載手段を所定時間移動しても前記セット位置検知手段によりシート積載手段がセット位置に移動したことを検知しないときは、前記駆動移動手段による駆動を停止するよう制御することを特徴とする実施態様１記載のシート給送装置。
【００５３】
［実施態様３］  前記制御手段は、前記シート積載手段に積載されたシート量が少なくなるに従って前記駆動移動手段による駆動力が小さくなるよう制御することを特徴とする実施態様１又は実施態様２に記載のシート給送装置。
【００５４】
［実施態様４］  前記シート量検知手段は、複数の光学センサを高さ方向に配置し、該位置のシートの有無によって動作することでシート量を検知することを特徴とする実施態様１又は実施態様２に記載のシート給送装置。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は前述したように、シート積載手段を積載したシート量に応じた駆動力で移動させるようにしたために、シート積載手段の移動を的確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の断面模式説明図である。
【図２】シート給送装置の断面説明図である。
【図３】第１実施形態に係るシート給送制御構成を示すブロック図である。
【図４】シート給送装置のセンサ配置説明図である。
【図５】シート給送装置Ａの正面説明図である。
【図６】シート給送装置Ａの制御手段の構成を示すブロック図である。
【図７】モータ制御を示す説明図である。
【図８】モータ駆動制御を示すフローチャートである。
【図９】（ａ）はセンサ検知と積載台引き込み可能パターンを示す表図であり、（ｂ）はシート積載量と積載台引き込みトルクのパターンを示す表図である。
【図１０】第２の実施形態の特徴となる制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
Ａ    …シート給送装置
Ｂ    …画像形成装置
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３  …モータ
Ｓ    …シート束
１    …シート積載台
２    …スライド機構
３    …シート給送装置本体
４    …給送ローラ
５    …分離ローラ対
６    …搬送ローラ対
１１    …搬送ローラ
１２    …レジストローラ
１３    …画像形成手段
１０１    …積載台移動制御手段
１０２    …シート残量検知手段
１０３    …積載台位置検知手段
１０４    …積載台移動完了検知手段
１０５    …積載台移動手段
４０１，４０２，４０３，４０４  …シート残量検知センサ
４０５，４０７  …積載台位置検知センサ
４０６    …積載台開閉検知センサ
４０８    …センサフラグ
６０１    …ＣＰＵ
６０２    …センサ入力回路
６０３，６０４，６０５  …モータドライバ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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