(57)【要約】  【課題】載置台の移動に伴うユーザの待ち時間を減少させ、すなわちユーザの使いやすさを向上させると共にコスト的に有利な給紙装置等を提供する。  【解決手段】転写対象となるシート部材を載置する載置台と、載置台を昇降させる昇降駆動モーターと、載置台に載置されたシート部材の上端部が当該シート部材を連接する機器に供給するための供給位置に配置された旨を検知する上端検知スイッチと、上端検知スイッチの下方において、載置台に載置されたシート部材の上端部が上昇方向に通過した旨を検知する通過検知スイッチと、昇降駆動モーターによる上記載置台の上昇速度を、載置台の上昇開始からの時間経過に基づいて増加させると共に通過検知スイッチによる検知に基づいて上昇速度を減少させる上昇速度制御手段とを備える給紙装置等を提供する。【選択図】図３
2007238312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写対象となるシート部材を載置する載置台と、
上記載置台を昇降させる昇降駆動モーターと、
上記載置台に載置されたシート部材の上端部が、当該シート部材を連接する機器に供給するための供給位置に配置された旨を検知する上端検知スイッチと、
上記上端検知スイッチの下方において、上記載置台に載置されたシート部材の上端部が上昇方向に通過した旨を検知する通過検知スイッチと、
上記昇降駆動モーターによる上記載置台の上昇速度を、載置台の上昇開始からの時間経過に基づいて増加させると共に、上記通過検知スイッチによる検知に基づいて上昇速度を減少させる上昇速度制御手段と、
を備えた給紙装置。
【請求項２】
載置台の上昇開始からの時間をカウントするカウント手段を備え、
上記上昇速度制御手段は、上記カウント手段がカウントした時間に基づいて載置台の上昇速度を増加させる請求項１記載の給紙装置。
【請求項３】
上記上端検知スイッチが、上記通過検知スイッチを兼ねた請求項１記載の給紙装置。
【請求項４】
請求項１に記載の給紙装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給紙装置及び画像形成装置に関し、詳しくは、大量のシート部材を格納する給紙装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コピー機やＦＡＸ、プリンタ、これらを備えた複合機などに代表される画像形成装置において、一度に大量の印刷用紙を利用するユーザは、例えばオプションとして提供される給紙装置を利用する。当該給紙装置は、数千枚もの大量の印刷用紙を収納することが可能であり、その高さは数十センチから１メートルにも及ぶ。
【０００３】
上記給紙装置は、印刷用紙を載せる載置台に昇降機構を備えており、印刷用紙の残存枚数に応じて昇降機構を上下させる。これにより、印刷用紙上端部の位置を、画像形成装置に搬送する際の給紙口の位置近傍に維持している。
【０００４】
なお、特開平１１−７９４２１号公報では、載置台に載置された印刷用紙の量をセンサーにより検知し、その検知結果に応じた速度で載置台の上昇速度を可変に制御する技術が開示されている。
【０００５】
上記上昇速度の可変制御により、載置台上の印刷用紙が少ない場合における載置台が給紙装置上部まで移動するまでの時間を短縮し、ユーザの使いやすさを向上させている。
【特許文献１】特開平１１−７９４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記上昇速度を可変に制御する技術では、載置台に載置された印刷用紙の量を検知するために多数のセンサーが必要とされるため、当該センサーの多用によって給紙装置の製造コストの上昇が懸念される。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を鑑みてなされたものであり、より安価に載置台の移動速度の可変化を実現した給紙装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち本発明における給紙装置は、転写対象となるシート部材を載置する載置台と、載置台を昇降させる昇降駆動モーターと、載置台に載置されたシート部材の上端部が当該シート部材を連接する機器に供給するための供給位置に配置された旨を検知する上端検知スイッチと、上端検知スイッチの下方において、載置台に載置されたシート部材の上端部が上昇方向に通過した旨を検知する通過検知スイッチと、昇降駆動モーターによる上記載置台の上昇速度を、載置台の上昇開始からの時間経過に基づいて増加させると共に通過検知スイッチによる検知に基づいて上昇速度を減少させる上昇速度制御手段とを備える。
【０００９】
また、載置台の上昇開始からの時間をカウントするカウント手段を備え、上昇速度制御手段は、カウント手段がカウントした時間に基づいて載置台の上昇速度を増加させる構成がある。
【００１０】
なお、給紙装置をそなえた画像形成装置として提供することもできる。
【発明の効果】
【００１１】
上昇開始からの時間をカウントし、カウントに基づいて適宜上昇速度を早くすることで、載置台の移動に伴うユーザの待ち時間を減少させ、すなわちユーザの使いやすさを向上させることができる。
また、印刷用紙の上端部を検知するための多数のセンサーを必要としないため、コスト的に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】
本発明に係る画像形成装置は、例えばスキャナや、コピー機、ファックス、あるいはこれらを備えた複合機等が該当する。なお、一例としてコピー機を利用する場合の画像形成装置及び給紙装置の動作を説明する。
【００１４】
ユーザがコピー機を利用して例えば原稿の印刷を行う場合、原稿を、図１に示す原稿台１０３或いは原稿載置台１０５に配置し、原稿台近傍に供えられた操作パネルに対して印刷の指示を行う。当該指示があると、以下に示す各部が動作することで、印刷が行われる。
即ち、図１に示すように、画像形成装置１００は、本体１０１と、本体１０１の側面に取り付けられた給紙装置１５０により構成される。本体１０１の上面は原稿台１０３が設けられており、原稿台１０３は、プラテンカバー１０２によって開閉されるようになっている。プラテンカバー１０２は、自動原稿給紙装置１０４と原稿載置台１０５と排紙台１０９が設けられている。
【００１５】
自動原稿給紙装置１０４は、プラテンカバー１０２の内部に形成された原稿搬送路１０８と、プラテンカバー１０２の内部に備えられたピックアップローラ１０６や搬送ローラ１０７等で構成される。原稿搬送路１０８は、原稿載置台１０５から、本体１０１に設けられた読取部１１０にて読み取りが行なわれる読取位置Ｐを経由して、排紙台１０９に通じる原稿の搬送路である。
【００１６】
自動原稿給紙装置１０４は、原稿載置台１０５に載置された原稿１枚ずつをピックアップローラ１０７で搬送路内１０８に引き出し、搬送ローラ１０６等によって引き出した原稿を、読取位置Ｐを通過させて排紙台１０９に排紙する。読取位置Ｐを通過する時に原稿は読取部１１０にて読み取られる。
【００１７】
読取部１１０は、原稿台１０３の下方に設けられている。読取部１１０は、原稿台１０３を照射する主走査方向に長い光源１１１と、原稿台からの光を導くミラー１１２、１１３、１１４と、ミラーで導かれた光を撮像する撮像素子１１５とで構成されている。
【００１８】
自動原稿給紙装置１０４が原稿を搬送する際には、光源１１１は、読取位置Ｐを照射できる位置に移動して発光する。光源１１１からの光は、原稿台１０３を透過して読取位置Ｐを通過する原稿にて反射し、ミラー１１２、１１３、１１４によって撮像素子１１５に導かれる。撮像素子１１５は受光した光を撮像することで、原稿の画像データを生成する。
【００１９】
読取部１１０は、自動原稿給紙装置１０４で搬送される原稿だけでなく、原稿台１０３に載置された原稿も読み取ることが可能となっている。原稿台１０３に載置された原稿を読み取る場合は、読取部１１０は、光源１１１を発光させながら副走査方向に移動させて、原稿台１０３の全体を照射する。原稿台１０３からの反射光を撮像素子１１５に導くために、ミラー１１２は光源１１１と共に移動し、光源１１１から撮像素子１１５までの光路長を一定にするために、ミラー１１３、１１４は光源１１１及びミラー１１２の１/２の速度で移動する。
【００２０】
撮像素子１１５は、自動原稿給紙装置１０４に搬送された原稿のときと同じように、ミラー１１２、１１３、１１４に導かれた光に基づいて原稿台１０３に載置された原稿の画像データを生成する。
【００２１】
本体１０１の読取部１１０の下方には、画像データを印刷する印刷部１２０を備えている。印刷部１２０が印刷できる画像データは、上記のように撮像素子１１５に生成されたものや、その他画像形成装置１００とＬＡＮ等のネットワークに接続されたパソコン等の端末から送信されたものである。
【００２２】
印刷部１２０が行う印刷方式には、電子写真方式が用いられている。即ち、感光ドラム１２１を帯電器１２２で一様に帯電させ、その後レーザ１２３で感光ドラム１２１を照射して感光ドラム１２１に潜像を形成し、現像器１２４で潜像にトナーを付着させて可視像を形成し、転写ローラ１２５にて可視像をシート部材である印刷用紙に転写する方式で印刷が行われる。
【００２３】
可視像が印刷される印刷用紙は、給紙カセット１３２、１３３、１３４などの給紙トレイに載置されたものや、あるいは給紙装置１５０より給紙されたものが利用される。
【００２４】
印刷部１２０は、印刷を行うときには、例えばユーザにより選択された何れか１つの給紙トレイやあるいは給紙装置１５０から印刷用紙１枚を、ピックアップローラを用いて引き出す。なお、給紙装置１５０を利用する際には、本体１０１及び給紙装置１５０に備えられたインターフェイス１５１を介して制御手段１５７に、本体１０１からの給紙命令が送信される。給紙命令を受けた制御手段１５７は、積層された印刷用紙を供給口２０６より本体１０１に供給するための命令を各駆動回路に送信するが、詳細は後述する。
【００２５】
供給された印刷用紙は、搬送ローラ１３７にてレジストローラ１３８に送られ、レジストローラ１３８にて傾きを補正されて感光ドラム１２１と転写ローラ１２５の間に送り込まれる。
【００２６】
印刷部１２０は、感光ドラム１２１と転写ローラ１２５の間に送り込んだ印刷用紙に可視像を転写すると、可視像を定着させるために、搬送ベルト１２６で定着装置１２７に用紙を送る。定着装置１２７は、ヒータが内蔵された加熱ローラ１２８と、所定の圧力で加熱ローラ１２８に押し当てられた加圧ローラ１２９とで構成されている。加熱ローラ１２８と加圧ローラ１２９の間を用紙が通過すると、熱と用紙への押圧力によって可視像が用紙に定着する。印刷部１２０は、定着装置１２７を通過した用紙を排紙トレイ１３０に排紙する。
【００２７】
以上が、画像形成装置１００における給紙装置１５０を利用したコピーサービスの処理である。
【００２８】
続いて、給紙装置１５０の詳細について、各図を用いて説明する。
【００２９】
給紙装置１５０は、画像形成装置１００の例えば側面に着脱可能に設けられる機器であり、インターフェイス１５１を介して画像形成装置１００との命令等の授受が可能である。また、給紙装置１５０は、その筐体内部に数千枚もの大量の印刷用紙１５３を収納することが可能であり、当該印刷用紙は、筐体内部に設けられた昇降可能な載置台１５２に積載される。上記載置台１５２は、昇降駆動機構１５４を構成する昇降駆動モーター（リフトモーター）１５５の駆動により昇降する。
【００３０】
さらに図２に示すように、載置台１５２の下部には、印刷用紙の有無を検出する用紙検知スイッチ２０９と、載置台１５２の最下位置を検出する下端検知スイッチ２１０が備えられている。
【００３１】
給紙装置１５０の上部には、上方扉１５６が設けられており、給紙時には当該上方扉１５６を、回転軸２００を中心軸として画像形成装置１００とは逆端を画像形成装置１００側上方に開口可能である。上記上方扉１５６の開口時のみ露出する、給紙装置の筐体における開口部上面には、上方扉１５６の開口を検知する開口検知スイッチ２１３が設けられており、上方扉１５６の開閉状態を検知可能である。また、上記開口部上面には、ユーザが載置台１５２を強制下降動作させる強制下降スイッチ２１２が設けられている。さらに上記開口部上面には、上方扉１５６の開口時に、昇降駆動モーター１５５への電力の供給を制御するモータードライバ１５４（昇降駆動機構）と昇降駆動モーター１５５とを接続する入力回路の、昇降駆動モーター１５５側の一端を接地（アース）させる上昇防止スイッチ手段２１４を備えている。
【００３２】
上方扉１５６の筐体内部側には、載置台１５２上の印刷用紙１５３の上端を、給紙機構２０１により適切に給紙しうる高さに位置させるように昇降駆動機構１５４を動作させるため、印刷用紙１５３の上端部の位置を検知する上端検知スイッチ２１１が設けられている。当該上端検知スイッチ２１１は、上記上方扉１５６とともに開閉動作するようになっている。上記上端検知スイッチ２１１は、先端が球面形状をした棒状の検知片をバネ等の弾性手段によって下方に付勢し、載置台１５２上の印刷用紙１５３の上面に押し付けることにより、印刷用紙上端部の位置を検知する。
【００３３】
また、給紙装置１５０の上部に配置される給紙機構２０１は、載置台１５２に載置された印刷用紙の上端部の１枚を浮遊させて一枚ずつに分離するエア分離部２０３と、当該エア分離部２０３のエアの吹き込みによる印刷用紙の浮き上がりを防止する用紙押え部材２０４と、エア分離部２０３により分離された１枚の印刷用紙をエア吸引によって吸着して搬送するエア搬送部２０５と、当該エア搬送部２０５にて搬送される印刷用紙を給紙口２０６に送り出す搬送ローラ対２０７、２０８とを備えている。
【００３４】
図３は、給紙装置１５０における制御関連の構成を示す概略ブロック図である。画像形成装置１００を制御する本体側制御部３０２と、給紙装置１５０を制御する給紙装置側制御部１５７（以後制御部１５７と称する）はインターフェイス１５１を介して情報の授受を行っている。制御手段１５７には、用紙検知スイッチ２０９、下端検知スイッチ２１０、上端検知スイッチ２１１、開口検知スイッチ２１３、強制下降スイッチ２１２、通過検知スイッチ２２０が接続されており、各スイッチの状態が制御手段１５７に入力される。制御手段１５７は、上記入力に基づき昇降駆動機構を構成するモータードライバ１５４を制御することで、電源３０１から昇降駆動モーター１５５への電力の供給を制御する。当該電力供給の制御により、昇降駆動モーター１５５が正逆回転を行うことで、載置台１５２を昇降させる。
【００３５】
続いて、給紙装置１５０における印刷用紙補給時の動作について説明する。印刷用紙が十分に載置されている状態が図１に示されている。この状態で、画像形成装置１００に対してユーザが印刷を行うと、上述したように印刷用紙１５３の上端部より給紙口２０６を介して画像形成装置１００に給紙処理が行われることにより、給紙装置１５０内の印刷用紙１５３が減少する。
【００３６】
給紙に基づく印刷用紙１５４の減少は、上端検知スイッチ２１１が例えばオフとなることにより検知され、制御手段１５７にその旨が送信される。上記減少を検知した制御手段１５７は、モータードライバ１５４に対して昇降駆動モーター１５５を正方向（上昇方向）に回転させるよう、上昇信号を送信する。
【００３７】
上昇信号を受信したモータードライバ１５４は、昇降駆動モーター１５５に接続される２本の入力接続３０３、３０４のうち例えば入力接続３０４に正電位を与えると共に、入力接続３０３を接地（アース）状態とする。
【００３８】
上記モータードライバ１５４の動作により、昇降駆動モーター１５５が正方向に回転し、載置台１５２が上方に移動することで、再び印刷用紙１５３の上端部が上端検知スイッチ２１１をオンとする。
当該上端検知スイッチ２１１の状態が制御手段１５７に入力されると、制御手段１５７はモータードライバ１５４への上昇信号を停止することで、昇降台１５２の上昇を停止させる。
【００３９】
上記処理を繰り返すことで、印刷用紙１５３の減少に対応して載置台１５２が上昇し、印刷用紙１５３の上端部が給紙機構２０１近傍に位置される。
【００４０】
載置台１５２上に載置された印刷用紙１５３がすべて給紙口２０６より排出されると、用紙検知スイッチ２０９はその旨を検知し、制御手段１５７に送信する。
【００４１】
印刷用紙が無い旨を受信すると、制御手段１５７は、載置台１５２を降下させるために、モータードライバ１５７に対して昇降駆動モーター１５５を逆方向（下降方向）に回転させるよう、降下信号を送信する。当該降下信号を受信したモータードライバ１５４は、入力接続３０４を接地状態とし、入力接続３０３に正電位を与えることで、昇降駆動モーター１５５を逆回転させ、すなわち載置台１５２を降下させる。当該降下信号が送信されることで載置台１５２が降下し、給紙装置１５０の最下端に到達する。載置台１５２が供給装置１５０内部の最下端に到達すると、下端検知スイッチ２１０によりその旨が制御手段１５７に送信され、制御手段１５７は昇降駆動モーター１５５を停止することで載置台１５２が停止する。
上記降下が完了すると、制御手段１５７は、本体側制御手段３０２に対して印刷用紙が無い旨を通知する。本体側制御手段３０２では、例えば印刷用紙を補給する旨をユーザに通知するために、ディスプレイに給紙の指示を表示し、あるいは音声により給紙を指示する。
【００４２】
ユーザが給紙装置１５０に対して給紙を行う場合には、ユーザはまず上方扉１５６を上方に持ち上げる。
【００４３】
上記開口状態になると、開口検知スイッチ２１３は例えばオフ状態となり、その旨が制御手段１５７に送信される。
【００４４】
上記の状態で、例えばユーザが印刷用紙を載置台１５２上に載置して上方扉１５６を閉じると、開口検知スイッチ２１３がオン状態（閉口状態）となり、その旨が制御手段１５７に送信される。
【００４５】
上記旨を受信した制御手段１５７は、上端検知スイッチ２１１が印刷用紙の上端部を検知する位置まで載置台１５２を上昇させるためにモータードライバ１５４に対して上昇信号を送信する。
【００４６】
なお、ここで、載置台１５２上に補給（載置）された印刷用紙の量はユーザの作業に基づくものであり、例えば図１に示すように、供給装置１５０の内部が一杯になるまで補給される場合もあれば、図２に示すようにほとんど供給されない場合もある。
【００４７】
ほとんど供給されない場合には、載置台１５２は最下部からほぼ最上部の位置まで移動する必要が生じる。
ここで、昇降駆動モーター１５５の特性として、印刷用紙が大量に補給されていれば上昇時に必要なトルクが大きくなり、上昇速度を上げることができない。他方、印刷用紙が少量であれば上昇時に必要なトルクは小さいため、上昇速度を上げることが可能となる。
【００４８】
通常、昇降駆動モーター１５５は、印刷用紙が大量に補給されている状態でも上昇できるように、最大のトルクを想定して低速に設定されている。つまり、上昇速度は遅く設定されているのである。
【００４９】
したがって、載置台１５２が低速で最下部からほぼ最上部の位置まで移動する場合、非常に時間が掛かると共に、最上部の位置まで移動するまでは印刷が可能とならない。よって、ユーザに長い待ち時間が生じる。
【００５０】
このような問題を防止するため、給紙装置１５０は、載置台１５２が上昇方向に通過した旨を検知する通過検知スイッチ２２０が、上端検知スイッチ２１１よりも下方に設けられている。また、上昇開始からの経過時間に基づいて、載置台１５２の上昇速度を制御する速度制御手段２２１と、上昇開始からの時間をカウントするカウント手段２２２とを備える。また、上記速度制御手段２２１は、記憶手段に表１に示すテーブルを備えており、当該テーブルには、上昇開始からの経過時間（秒）と時間経過時のモーター速度（上昇速度：ｍｍ／ｓｅｃ）とが関連付けられて記憶されている。
【００５１】
【表１】
2007238312.tif 000003
【００５２】
制御手段１５７がモータードライバ１５４に対して上昇信号を送信する際に、制御手段１５７を構成する速度制御手段２２１は、カウント手段２２２に、カウントをリセットしさらにカウントを開始する旨の信号を送信する。また、上記記憶手段より、カウント手段２２２によるカウント値に対応するモーター速度（上昇速度）を取得する。上昇開始時はカウントが０であるため、モーター速度は１０ｍｍ／ｓｅｃが取得される。続いて、速度制御手段２２１は、取得した値に基づいて、モータードライバ１５４に対してモーター速度を１０ｍｍ／ｓｅｃにする旨の速度設定信号を送信する。
【００５３】
上記により、昇降駆動モーター１５５による載置台１５２の上昇速度は１０ｍｍ／ｓｅｃに設定され、１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で上昇する。
【００５４】
速度制御手段２２１は、随時カウント手段２２２によるカウント値を参照すると共に当該カウント値に対応するモーター速度を取得し、モータードライバ１５４に対して速度設定信号を送信する。この処理により、上昇開始からの経過時間に基づいて、載置台１５２の速度が増大する。上記表１に基づくと、例えば経過時間が７秒後にはモーター速度が６０ｍｍ／ｓｅｃまで増加される。
【００５５】
このような状態で、載置台１５２上の印刷用紙１５３の上端部が、通過検知スイッチ２２０を通過すると、通過検知スイッチ２２０がその旨を検知し、制御手段１５７に送信する。
【００５６】
上記通過検知スイッチ２２０からの信号を受信すると、上記速度制御手段２２１はモータードライバ１５４に対して、昇降駆動モーター１５５の上昇速度を最低速度（ここでは１０ｍｍ／ｓｅｃ）にする旨の信号を送信する。
【００５７】
これにより、載置台１５２の上昇速度が減速し、印刷用紙１５３の上端部が上端検知スイッチ２１１をオン状態としたところで上昇が停止する。
【００５８】
以上により、印刷用紙１５３が供給口２０６より供給可能状態となり、その旨が本体制御手段３０２に送信されることで、給紙装置１５０を利用したコピーサービスが可能となる。
【００５９】
以上のように、上昇開始からの時間をカウントし、当該カウントに基づいて適宜上昇速度を早くすることで、載置台の移動に伴うユーザの待ち時間を減少させ、すなわちユーザの使いやすさを向上させることができる。また、印刷用紙の上端部を検知するための多数のセンサーを必要としないため、コスト的に有利である。
【００６０】
なお、載置台１５２の最大上昇速度（ここでは６０ｍｍ／ｓｅｃ）にて昇降駆動モーターが急停止可能である場合、上端検知スイッチ２１１が通過検知スイッチ２２０を兼ねてもよい。この場合、通過検知スイッチ２２０（上端検知スイッチ２１１）が印刷用紙の上端部を検知した際には、速度制御手段２２１は、モータードライバ１５４に対して昇降駆動モーター１５５を停止させる旨の信号を送信する。
【００６１】
また、通過検知スイッチ２２０は、印刷用紙上面の上昇方向への移動を検知できればよく、例えば光を出力しその反射光を受光することで上面の有無を検知する光学センサー等が利用可能である。この場合、受光のオンからオフへの変化により、上昇方向への移動を検知する。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る給紙装置及び画像形成装置は、載置台の移動に伴うユーザの待ち時間を減少させ、すなわちユーザの使いやすさを向上させると共にコスト的に有利な給紙装置及び画像形成装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】画像形成装置及び給紙装置の概略構成を示した側面図。
【図２】給紙装置の詳細構成を示す側面図。
【図３】制御関連の構成を示す概略ブロック図。
【符号の説明】
【００６４】
１００  画像形成装置
１５０  給紙装置
１５２  載置台
１５４  モータードライバ
１５５  昇降駆動モーター
１５７  給紙装置側制御手段
２０９  用紙検知スイッチ
２１０  下端検知スイッチ
２１１  上端検知スイッチ
２１２  強制下降スイッチ
２１３  開口検知スイッチ
２１４  上昇防止スイッチ
２２０  通過検知スイッチ
２２１  速度制御手段
２２２  カウント手段
３０１  電源
３０２  本体側制御手段
３０３、３０４  入力接続
【図１】
2007238312.tif 000004
【図２】
2007238312.tif 000005
【図３】
2007238312.tif 000006