(57)【要約】【課題】  シート載置台に少量のシートが載置された場合であっても、シート載置台のオーバーランを防ぎ、低コストで安定した給紙性能が実現できるシート供給装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  リフトモータ２４がシート積載トレイ１７を上昇させるように駆動している最中に、最上位のシートが予め決められた高さに達したことをシート有無検知センサ２３ｂが検知した際に、リフトモータ２４を一旦停止させ、リフトモータ２４を一旦停止させた後にシート載置トレイに載置されたシートを給送位置へ上昇させるためにリフトモータ２４の駆動を再開する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給送されるシートが載置され、昇降可能なシート載置トレイと、
前記シート載置トレイを上昇するように駆動する駆動モータと、
前記シート載置トレイに載置された最上位のシートの位置を検知するための検知センサと、
前記検知センサの検知結果に基づいて前記駆動モータの動作を制御する制御部と、
前記駆動モータが前記シート積載トレイを上昇させるように駆動している最中に、前記最上位のシートが予め決められた高さに達したことを前記検知センサが検知した際に、前記駆動モータを一旦停止若しくは減速させ、前記駆動モータを一旦停止若しくは減速させた後に前記シート載置トレイに載置されたシートを給送位置へ上昇させるために前記駆動モータを駆動するように前記制御部が制御することを特徴とするシート給送装置。
【請求項２】
前記シート載置トレイに載置された最上位のシートが前記給送位置に達したこと検知する高さ検知センサを有することを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
【請求項３】
前記最上位のシートが前記予め決められた高さに達したことを前記検知センサが検知したときに前記駆動モータの一旦停止させ、一旦停止後に前記シート載置トレイに載置されたシートが前記給送位置に達することを前記高さ検知センサが検知するまで前記シート載置トレイを上昇させるために前記駆動モータの駆動を再開し、
前記最上位のシートが前記予め決められた高さに達したことを前記検知センサが検知したときの前記駆動モータの一旦停止時に前記シート載置トレイに載置された最上位のシートが前記給送位置に達していた場合には前記駆動モータの駆動を再開しないように前記制御部が制御することを特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
【請求項４】
前記検知センサは、前記シート載置トレイにシートがあることを検知するためのセンサを兼ねることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項５】
前記検知センサが前記最上位のシートが前記予め決められた高さに達したことを検知した際に、前記駆動モータを一旦停止させ、前記駆動モータが完全に停止するまでの時間前記駆動モータの駆動停止を継続するように前記制御部が制御し、
前記駆動モータの駆動停止を継続した後に前記シート載置トレイに載置されたシートを給送位置へ上昇させるために前記駆動モータの駆動を再開させるように前記制御部が制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項６】
前記シート載置トレイは、装置本体に着脱自在なシートカセットに設けられ、
前記シートカセットが装置本体に装着されたときに、前記検知センサによって前記最上位のシートが前記予め決められた高さより高い位置にいることが検知された場合には、前記シート載置トレイに載置されたシートが給送位置へ移動するように前記制御部は前記駆動モータを制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項７】
前記検知センサによって位置が検知され、前記シート載置トレイに載置されたシートの上面と当接することで移動する検知フラグであって、前記シート載置トレイにシートがあるときに前記シート載置トレイの上昇によって前記最上位のシートが前記予め決められた高さより高くなるとシートと接することで前記検知センサのＯＮ／ＯＦＦ状態が切り替わるように移動し、前記シート載置トレイにシートがないときには前記シート載置トレイが上昇しても前記検知センサのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるように移動しない検知フラグと、
前記シート載置トレイに載置されたシートが前記給送位置に達したことを検知したこを検知する高さ検知センサと、
前記シート載置トレイに載置されたシートの上面若しくは前記シート載置トレイと接することで移動し、前記高さ検知センサをＯＮ／ＯＦＦさせる高さ検知フラグであって、前記シート載置トレイにシートがあるときに前記シート載置トレイの上昇によって前記最上位のシートが前記給送位置に達するとシートと接することで前記高さ検知センサのＯＮ／ＯＦＦ状態が切り替わるように移動し、前記シート載置トレイにシートがないときには前記シート載置トレイと接することで前記高さ検知センサのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるように移動する高さ検知フラグと、
前記シート載置トレイの上昇によって、前記検知センサのＯＮ／ＯＦＦ状態が変わらずに前記高さ検知センサのＯＮ／ＯＦＦ状態が変わったときに前記シート載置トレイにシートがない旨を報知する報知部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のシート給送装置と、前記シート給送装置によって給送されたシートに画像を形成する画像形成部と、を有す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、シートを給送するためのシート給送装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に接続あるいは装備されるシート給送装置においては、シート載置トレイに多数枚載置されたシートを、シート載置トレイの高さを所定の位置まで上昇させ、給送ローラ等により最上位のシートから一枚ずつ順次分離搬送するものが一般的である。
【０００３】
また、シート載置トレイを上昇させる手段として、その動力源に直流（ＤＣ）モータを用い、また給送ローラに対するシート載置トレイの位置を最適の高さに保つために、シート載置トレイあるいはシート載置トレイに載置された最上位のシートの高さ位置を検知するシート載置トレイあるいはシート高さ検知手段を備えたものが広く普及している。
【０００４】
さらに、シート載置トレイの動力源にパルスモータを用い、且つシート載置トレイの高さ位置を検知する高さ検知手段を有し、該高さ検知手段の検知信号を用いて、動力源としてのパルスモータに給送する電流もしくはパルスモータの回転数を変化させるものが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、特許文献２では、シートの上面の位置を検知するセンサの出力がオフ、オン、オフ、オンと切り替わるタイミングでシート載置トレイを上昇、下降、上昇、停止と切り替えている。これは、シート載置トレイのオーバーランのばらつきを抑えるためである。
【特許文献１】特開平１０−２３１０２９号公報
【特許文献２】特開平３−２３１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来例のうち、動力源に安価な直流モータを使用したものにおいては、シート載置トレイに載置されたシートの載置量（重量）によって直流モータの回転数は図６に示すように変化する。
【０００７】
図６では横軸がシートの積載量に対応する直流モータの負荷トルク、縦軸が負荷トルクに対する単位時間あたりの直流モータの回転数（以下回転数と言う）になっている。
【０００８】
図６のグラフによれば、シート載置トレイに載置されたシートの載置量が少なくなるにつれて、直流モータの回転数が上がることとなる。
【０００９】
従って、シート載置トレイに載置されたシートが少量の場合においては、シート載置トレイを上昇させ最上位のシートが決められた高さに達したことを検知した後に、直流モータを停止させたときに、シート積載トレイの最上位のシートが所定の給送位置よりも高い位置まで上昇してしまう。シート載置トレイに載置されたシートが少量の場合には、シート載置トレイがオーバーランしてしまう。
【００１０】
これは、シートの載置量が少量の場合には直流モータの回転数が上がるであり、その結果、載置されたシートの高さがシートを給紙するための所定の高さよりも上昇してしまう。
【００１１】
このように所定の給送位置よりも最上位のシートの高さ位置で停止した場合には、シートをローラで給送する際に、シートがローラの腹に当たってジャムが発生してしまう等、適切な給送動作を行なえない恐れがある。
【００１２】
シート載置トレイのオーバーランのばらつきを抑えるために特許文献２では、シートの上面の位置を検知するセンサの出力がオフ、オン、オフ、オンと切り替わるタイミングでシート載置トレイを上昇、下降、上昇、停止と切り替えている。つまりこの構成では、上昇させたシート載置トレイを下降し、その後さらに上昇させる動作を行う。したがって、シート載置トレイが給送のための位置に停止しシート給送の準備が完了するまでに時間がかかる。
【００１３】
また、パルスモータを動力源として用いたものにおいては、直流モータと比べてパルスモータは高価であので、コストがかかる。
【００１４】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とする処は、たとえシート載置トレイに少量のシートが載置された場合であっても、シート載置トレイのオーバーランによる給送不良を防ぎ、低コストで安定した給送性能が実現できるシート給送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、シート給送装置は、給送されるシートが載置され、昇降可能なシート載置トレイと、前記シート載置トレイを上昇するように駆動する駆動モータと、前記シート載置トレイに積載された最上位のシートの位置を検知する検知センサと、前記検知センサの検知結果に基づいて前記駆動モータの動作を制御する制御部と、を有し、前記駆動モータが前記シート積載トレイを上昇させるように駆動している最中に、前記最上位のシートが所定の高さに達したことを前記検知センサが検知した際に、前記駆動モータを一旦停止若しくは減速させ、前記駆動モータを一旦停止若しくは減速させた後に前記シート載置トレイに載置されたシートを給送位置へ上昇させるために前記駆動モータを駆動するように前記制御部が制御する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、たとえシート載置トレイに少量のシートが載置された場合であっても、シート載置トレイのオーバーランによる給送不良を防ぐと共に、低コストで安定した給紙性能が実現できるシート給送装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明に係るシート給送装置及びこれを備えた画像形成装置の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１９】
本発明係るシート給送装置を電子写真方式のレーザビームプリンタ（以下画像形成装置）に適用した場合の実施例を具体的に説明する。
【００２０】
図２は本実施例に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の断面図である。
１は画像形成装置本体である。画像形成装置１の下部にはシートＳを載置して収容するシート収容手段としてのシートカセット２が、画像形成装置１の手前側（図２の紙面手前側）に着脱可能に装備されている。３はピックアップローラであり、シートカセット２に収納されたシートＳを適宜選択的に最上位側から送り出す。４はフィードローラ、５はリタードローラであり、ピックアップローラ３により送り出されたシートＳを一枚ずつ分離、給送する。
【００２１】
６、７は搬送ローラ対であり、フィードローラ４により給送されたシートＳを順次受け取りレジストローラ対８に向けて搬送する。レジストローラ対８は一旦停止した状態で、搬送ローラ対７により搬送されたシートＳの先端をレジストローラ対８のニップ部に当接させてループを形成することにより斜行を補正する。レジストローラ対８は、続いて所定のタイミングでシートＳをプロセスカートリッジ１０に内蔵された画像形成手段としての感光体ドラム１１と、これに対向する転写ローラ１２とのニップ部に搬送する。
【００２２】
画像形成装置１に関する公知のプロセス手段を内蔵したプロセスカートリッジ１０は、画像形成装置１に対して着脱可能に設けられている。１３はレーザ露光光学系である。一様に帯電された感光体ドラム１１の表面にレーザ露光光学系１３から射出された画像情報に応じたレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。
【００２３】
続いて、プロセスカートリッジ１０に内蔵された不図示の現像ローラにより、前記静電潜像にトナー画像が形成される。そして、感光体ドラム１１の回転と同期して、レジストローラ対８により感光体ドラム１１と転写ローラ１２とのニップ部にシートＳが搬送され、該シートＳに転写ローラ１２の作用により感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー画像が転写される。レーザ露光光学系１３、感光体ドラム１１、転写ローラ１２によってシートに画像を形成する画像形成部が構成される。
【００２４】
１４は定着装置である。トナー画像が転写されたシートＳが定着装置１４を通過する際に加熱，加圧処理されて、トナー画像がシートＳに永久定着される。定着装置１４によりトナー画像が定着されたシートＳは、排出ローラ対１５により搬送されて画像形成装置１の上面に形成された排出トレイ１６上に排出される。
【００２５】
次に、シート給送装置の詳細な構成および動作について説明する。
まず、シート給送装置の構成を説明する。図３は、シート給送装置の構成を示す断面図である。
【００２６】
シートが載置されるシート載置トレイ１７はシートカセット２に回動（昇降）自在に配置されている。シート載置トレイ１７には、後述するシート有無フラグ２１の下端部が挿通される挿通孔１７ａが設けられている。
【００２７】
シート載置トレイ１７の下部には、リフトアーム１８がリフトギア１９に固定されている。またリフトギア１９は、ギア２０に連結されている。リフトアーム１８とリフトギア１９は、ギア２０の回転にしたがって回動自在に配置されている。リフトアーム１８、リフトギア１９およびギア２０と後述するリフトモータ２４、ウォームギア２５およびギア２６、２７、２８は駆動手段を構成する。リフトモータ２４は直流モータである。
【００２８】
続いてシート載置トレイ１７の昇降のための機構について説明する。図４は、駆動モータとしてのリフトモータのギア列を示す斜視図である。リフトモータ２４にはウォームギア２５が軸着されている。ウォームギア２５にはギア２６が噛合し、またギア２６にはギア２７が、ギア２７にはギア２８が噛合し、リフトモータ２４の回転速度が減速する構成となっている。
【００２９】
本実施形態においては、動力源としてのリフトモータ２４、ウォームギア２５、ギア２６、２７および２８は画像形成装置１内に配置されており、シートカセット２を画像形成装置１に装着すると、ギア２０とギア２８が連結される構成となっている。
【００３０】
ギア２０とギア２８が連結されると、リフトモータ２４の駆動力がギア２０に伝わり、リフトギア１９が回動すると同時にリフトギア１９に固定されたリフトアーム１８が回動する。そしてリフトアーム１８の回動により、シート載置トレイ１７が押し上げられ、シート載置トレイ１７が昇降する。
【００３１】
次に図５を用いてシート高さ検知機構及びシート有無検知機構について説明する。
フィードローラ４とピックアップローラ３は、ピックアーム２２で連結されており、ピックアップローラ３は、フィードローラ４を回転中心として回動可能な構成となっている。ピックアーム２２には、そのフィードローラ４とは反対端に高さ検知フラグ２２ａが固着され、高さ検知フラグ２２ａがシート高さ検知手段としてのシート高さ検知センサ２３ａを遮光すると、シート高さ検知センサ２３ａがオンとなる。
【００３２】
また、シート有無検知手段としてのシート有無検知センサ２３ｂとシート有無フラグ２１によって、シート載置トレイ１７に載置されたシートＳの有無を検知する構成となっており、シート有無フラグ２１がシート有無検知センサ２３ｂを透光すると、シート有無検知センサ２３ｂがオンとなる。シート高さ検知センサ２３ａとシート有無検知センサ２３ｂとは、図面の奥行き方向にずれて配置されている。
【００３３】
ここで、シート有無検知位置Ｌ１は、シート有無検知センサ２３ｂのオンとオフが切り替わるタイミングにおけるシート有無フラグ２１の下端部とシート載置トレイ１７との接点の高さ位置である。検知センサであるシート有無検知センサ２３ｂは、シート載置トレイ１７に載置された最上位のシートが、予め決められたシート有無検知位置Ｌ１に達したか否かを検知する。
【００３４】
シート高さ検知位置Ｌ２は、シート高さ検知センサ２３ａのオンとオフが切り替わるタイミングにおけるピックアップローラ３とシート載置トレイ１７との接点の高さ位置である（図５参照）。シート有無検知位置Ｌ１は、シート高さ検知位置Ｌ２より下方の位置である。シート高さ検知位置Ｌ２は、シートがシート載置トレイ１７に載置されたときにはシートをピックアップローラ３によって給送するための給送位置に対応する位置である。高さ検知センサであるシート高さ船さ２３ａは、シート載置トレイ１７に載置された最上位のシートが給紙位置に達したか否かを検知する。
【００３５】
続いて、シート載置トレイ１７の昇降動作の制御について、図１のフローチャートを用いて説明する。
【００３６】
画像形成装置１にシートカセット２が挿入されると、不図示のシートカセット検知センサがシートカセット２を検知する（ステップＳ１０１）。シートカセット２が検知されなかった場合（シートカセット検知センサがオフの場合）には、カセットが無いことを通知する（ステップＳ１０２）。
【００３７】
続いて、シート有無検知センサ２３ｂによりシートＳの有無を検知する（ステップＳ１０３）。つまり、最上位のシートＳがシート有無検知位置Ｌ１より高いか否かを検知する。シート有無検知センサ２３ｂがオンであれば、リフトモータ２４を駆動してシートをシート高さ検知センサ２３ａがオンとなる高さまで上昇させる（ステップＳ１０８）。この時点でシート有無検知センサ２３ｂがオンであるということは、シート載置トレイ１７にほぼ満載に近い量のシートＳが載置され、最上位のシートＳがシート有無検知位置Ｌ１とシート高さ検知位置Ｌ２の間にあることを意味する。この場合、シートＳの量が多いためリフトモータ２４の回転数は遅く、シート高さ検知センサ２３ａがオンとなるタイミングでリフトモータ２４の駆動を停止させても、ほぼ最適なシート高さ位置で停止させることができる。
【００３８】
ステップＳ１０３でシート有無検知センサ２３ｂがオフのときは、リフトモータ２４を駆動し、シート載置トレイ１７を上昇させる。そしてシート有無検知センサ２３ｂによりシートＳの有無を検知する（ステップＳ１０４）。
【００３９】
ステップＳ１０４で、シート有無検知センサ２３ｂがオフの場合は、リフトモータ２４を駆動し、続いてシート高さ検知センサ２３ａによりシート高さを検知する（ステップＳ１０５）。ここでシート高さ検知センサ２３ａがオンの場合には、リフトモータ２４を停止し、シート無し通知を行なう（ステップＳ１０６）。すなわち、シート載置トレイ１７にシートＳがない場合には、シート載置トレイの挿通孔１７ａに、シート有無フラグ２１の下端部が挿通され、シート有無フラグ２１は回動しないため、シート有無検知センサ２３ｂはオフのままとなる。一方、ピックアップローラ３はシート載置トレイ１７により押し上げられ、フィードローラ４を回転中心として時計回りに回動する。よって、ピックアーム２２の高さ検知フラグがシート高さ検知センサ２３ａを遮光するため、シート高さ検知センサ２３ａはオンとなる（図７参照）。なお、シート無しのユーザへの報知は、図１に示す報知部としての表示パネルＤに、シート載置トレイ１７にシートが載置されていない旨を表示することで行われる。
【００４０】
シート高さ検知センサ２３ａがオフの場合には、リフトモータ２４を駆動する。
【００４１】
ステップＳ１０４で、シート有無検知センサ２３ｂがオンの場合は、リフトモータ２４を停止させる。そして、リフトモータ２４の停止状態を一定時間維持する（ステップＳ１０７）。本実施例においては、停止状態を維持する時間を、リフトモータ２４の回転が完全に停止する時間とした。例えば、シート積載量が最も少量時または積載されていない状態におけるリフトモータ２４の回転が完全に停止する時間に設定すればよい。
【００４２】
続いて、シート高さ検知センサ２３ａによりシート高さを検知する（ステップＳ１０８）。ここでシート高さ検知センサ２３ａがオンであれば、リフトモータ２４を停止させたまま給紙可能状態となる。シート高さ検知センサ２３ａがオフであれば、再びリフトモータ２４をシート載置トレイ１７が上昇するように駆動させる。
【００４３】
これらの制御は制御ブロック図８に示される制御手段としての制御部３０により行われる。制御部３０はシート高さ検知センサ２３ａ、シート有無検知センサ２３ｂの検知結果に基づいてリフトモータ２４の駆動を制御する。
【００４４】
以上の制御のように、シート高さ検知位置Ｌ２よりも下方にあるシート有無検知位置Ｌ１でリフトモータ２４を一旦停止させる。そして、一旦停止後にシート高さ検知センサ２３ａがオンになる位置までシート載置トレイ１７を上昇させるようにリフトモータ２４の駆動が再開される。シート載置トレイ１７に少量のシートＳしか載置されていない場合であっても、シートＳの高さを一定にすることができ、安定したシート給送が可能となる。
【００４５】
すなわち、シート有無検知位置Ｌ１に到達するまでのリフトモータ２４の駆動がオーバーランを引き起こす回転数であったとしても、シート有無検知位置Ｌ１でリフトモータ２４を一旦停止させることにより、オーバーランを防ぐことができる。またそれを利用してシート高さ検知位置までシート載置トレイ１７をリフトアップさせることができる。
【００４６】
あるいはシート有無検知位置Ｌ１でシート載置トレイ１７が停止し、再びリフトモータ２４を駆動して、シート高さ検知位置Ｌ２までシート載置トレイ１７をリフトアップさせる場合であっても、リフトモータ２４の回転数がオーバーランを引き起こす程度にまで速くなる前に、リフトモータ２４を停止させることが可能となる。したがって、シート載置トレイ１７のオーバーランを防ぐことが可能となり、安定した給紙が可能となる。
【００４７】
なお、上述の実施形態においては、シート有無検知センサ２３ｂが最上位のシートを検知するシート有無検知位置Ｌ１でシートを検知したときに、リフトモータ２４を一旦停止する形態を説明した。しかしながら、シート有無検知位置Ｌ１で最上位のシートをシート有無検知センサ２３ｂが検知したときに、シート載置トレイ１７を減速するようにリフトモータ２４を制御してもよい。そして、シート載置トレイ１７の減速後に、シート高さ検知センサ２３ａが、給紙位置であるシート高さ検知位置Ｌ２に最上位のシートが達したことを検知するまでシート載置トレイ１７を上昇させるように増速する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例１に係るシート載置トレイの動作（昇降）機構の制御シーケンスを示すフローチャート。
【図２】シート給送装置を備えた画像形成装置の構成を示す概略断面図。
【図３】シート載置トレイの構成を示す断面図。
【図４】リフトモータのギア列を示す斜視図。
【図５】シート高さ検知機構及びシート有無検知機構を示す断面図。
【図６】リフトモータのトルク−回転数の関係を示す図。
【図７】シート高さ検知機構及びシート有無検知機構を示す断面図。
【図８】実施例１に係る制御ブロックを示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１  画像形成装置
２  シートカセット
１７  シート載置トレイ
１８  リフトアーム
１９  リフトギア
２０、２６、２７、２８  ギア（駆動手段に対応）
２１  シート有無フラグ
２２  ピックアーム
２３ａ  シート高さ検知センサ（高さ検知センサに対応）
２３ｂ  シート有無検知センサ（検知センサに対応）
２４  リフトモータ（駆動モータに対応）
２５  ウォームギア
【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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