(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載状態の用紙を収容する第１用紙収容部と、第１用紙収容部に収容されている用紙を給紙搬送する手段と、第１用紙収容部に並置し、積載状態の用紙を収容する第２用紙収容部と、第２用紙収容部に収容した用紙を第１用紙収容部へ移送する第１用紙移送手段と、第１用紙収容部に収容した用紙を初期位置から給紙搬送の動作位置へ移送する第２用紙移送手段と、前記給紙搬送手段、第１用紙移送手段及び第２用紙移送手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを有する給紙装置であって、前記駆動手段は、共通の駆動源から給紙搬送手段、第１用紙移送手段及び第２用紙移送手段のそれぞれにクラッチを介して動力を伝達する手段を備え、前記駆動制御手段により前記各クラッチのオン／オフ動作を制御するようにしたことを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
請求項１に記載された給紙装置において、前記第２用紙収容部に用紙の残量を検知するセンサを設け、前記駆動制御手段は、前記センサの検知量に応じて負荷時の駆動源の出力速度を制御するようにしたことを特徴とする給紙装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された給紙装置において、前記駆動制御手段は、第２用紙移送手段を、第２用紙収容部から移送された用紙を直ちに移送するとき以外の負荷状態で駆動するときに、駆動源を最大負荷に対応して定めた所定の出力速度に制御するようにしたことを特徴とする給紙装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された給紙装置において、前記駆動制御手段は、第２用紙移送手段を無負荷状態で駆動するときに、駆動源を最大の出力速度に制御するようにしたことを特徴とする給紙装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された給紙装置において、前記駆動制御手段は、第２用紙移送手段に動力を伝達する手段に設けたクラッチをオンにするタイミングを、給紙搬送手段に動力を伝達する手段に設けたクラッチのオフ中に行うようにしたことを特徴とする給紙装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載された給紙装置において、前記駆動手段は、第２用紙移送手段の負荷状態における駆動、第１用紙移送手段を初期位置に戻すための無負荷状態における駆動、給紙搬送手段の駆動、の各駆動時の駆動源における駆動方向を一致させ、同時駆動を可能にしたことを特徴する給紙装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載された給紙装置において、初期位置から給紙搬送の動作位置への第２用紙移送手段の駆動量を第１用紙収容部に収容されている用紙の残量として検出する手段を備えたことを特徴する給紙装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載された給紙装置において、初期位置から給紙搬送の動作位置への第２用紙移送手段の駆動量を正常動作時の最大駆動量によりチェックすることにより、異常検知を行う手段を備えたことを特徴する給紙装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載された給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積載された用紙を一枚づつ供給する、例えば複写機等に使用する給紙装置に関し、積載状態の用紙を収容する用紙収容部を複数持ち、一つの用紙収容部の用紙切れに対処し、他の用紙収容部からの用紙移し替え・給紙動作を行うための機構、及びその動作を制御する手段を備えた給紙装置、該給紙装置を装備した画像形成装置（複写機、プリンタ、等）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、給紙装置として、積載状態の用紙を収容する用紙収容部を複数持ち、給紙が進行して一つの用紙収容部が用紙切れに達したとき、他の用紙収容部からの用紙移し替え、給紙の再開、という一連の動作を行うための手段を備えた装置が知られている。
かかる従来の給紙装置では、用紙移し替え時、用紙収容部間で積載状態のまま用紙を移送して用紙束を移し替え、移し替えされた用紙を収容後、通常行っている給紙動作を行う、即ち給紙部へ用紙束を移送し（通常、上昇させる。この移送を以下では「給紙移送」という）、給紙位置に達したところで給紙搬送手段により一枚づつ、例えば、印刷部に供給する。
この動作を実行するための手段として採用されている従来法によると、用紙収容部間で行う移送と、給紙部を備えた用紙収容部で行う給紙移送は別の駆動源（モータ）を用いている。例えば、用紙収容部間の移送用モータとしてはＤＣブラシモータが使用され、給紙移送モータとしてはＤＣブラシレスモータやステッピングモータが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように用紙収容部間で行う移送と給紙移送にそれぞれ別のモータを用い、しかも、用紙移し替え時間、給紙移送時間を短縮するには、高速・高トルクモータが必要となることから、この点が装置のコストアップの要因となっている。しかしながら、これまで、単一駆動源で動作させるといった発想に基づいて構成された装置がなく、未解決のままである。
この課題に対して、単一駆動源で動作させるという発想に基づき検討されている先行例がある。これは、単一駆動源の回転力を、第１用紙収容部に積載された用紙を給紙移送する動力として伝達する伝達機構と、用紙収容部間の用紙移送を行うための移送フェンスに動力を伝達する伝達機構とを設けるとともに、用紙収容部間の用紙移送を行う移送フェンスの移送速度を、移送元の第２用紙収容部の残量検知量に応じて可変する制御を行うことにより、用紙移し替え時間の短縮化を図るものである。
【０００４】
しかしながら、上記検討策では用紙収容部間の移送時間は短縮できるが、給紙移送、即ち給紙動作位置へ用紙を移送するために積載する板の上昇、下降動作による行われる移送、については考慮されておらず、この部分での短縮化が図られていないという問題があった。
本発明は、積載状態の用紙を収容する用紙収容部を複数持ち、一つの用紙収容部の用紙切れに対し、他の用紙収容部からの用紙移し替え・給紙動作を行うための機構を備えた給紙装置における上述の従来技術及び先行例の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、単一駆動源によりかかる一連の用紙移し替え・給紙動作を行うようにし、かつ、給紙移送の搬送時間を含め用紙移し替え・給紙に要する時間の短縮化を図り、高性能な給紙装置及び該給紙装置を備えた画像形成装置（複写機、プリンタ、等）を提供することにある。
また、上記した目的を遂行するために新たに採用する手段によるコストアップを最小限に抑えるようにした上記給紙装置及び該給紙装置を備えた画像形成装置（複写機、プリンタ、等）を提供することをさらなる目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、積載状態の用紙を収容する第１用紙収容部と、第１用紙収容部に収容されている用紙を給紙搬送する手段と、第１用紙収容部に並置し、積載状態の用紙を収容する第２用紙収容部と、第２用紙収容部に収容した用紙を第１用紙収容部へ移送する第１用紙移送手段と、第１用紙収容部に収容した用紙を初期位置から給紙搬送の動作位置へ移送する第２用紙移送手段と、前記給紙搬送手段、第１用紙移送手段及び第２用紙移送手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを有する給紙装置であって、前記駆動手段は、共通の駆動源から給紙搬送手段、第１用紙移送手段及び第２用紙移送手段のそれぞれにクラッチを介して動力を伝達する手段を備え、前記駆動制御手段により前記各クラッチのオン／オフ動作を制御するようにしたことを特徴とする給紙装置である。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載された給紙装置において、前記第２用紙収容部に用紙の残量を検知するセンサを設け、前記駆動制御手段は、前記センサの検知量に応じて負荷時の駆動源の出力速度を制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された給紙装置において、前記駆動制御手段は、第２用紙移送手段を、第２用紙収容部から移送された用紙を直ちに移送するとき以外の負荷状態で駆動するときに、駆動源を最大負荷に対応して定めた所定の出力速度に制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載された給紙装置において、前記駆動制御手段は、第２用紙移送手段を無負荷状態で駆動するときに、駆動源を最大の出力速度に制御するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された給紙装置において、前記駆動制御手段は、第２用紙移送手段に動力を伝達する手段に設けたクラッチをオンにするタイミングを、給紙搬送手段に動力を伝達する手段に設けたクラッチのオフ中に行うようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載された給紙装置において、前記駆動手段は、第２用紙移送手段の負荷状態における駆動、第１用紙移送手段を初期位置に戻すための無負荷状態における駆動、給紙搬送手段の駆動、の各駆動時の駆動源における駆動方向を一致させ、同時駆動を可能にしたことを特徴するものである。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載された給紙装置において、初期位置から給紙搬送の動作位置への第２用紙移送手段の駆動量を第１用紙収容部に収容されている用紙の残量として検出する手段を備えたことを特徴するものである。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載された給紙装置において、初期位置から給紙搬送の動作位置への第２用紙移送手段の駆動量を正常動作時の最大駆動量によりチェックすることにより、異常検知を行う手段を備えたことを特徴するものである。
【００１３】
請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載された給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の給紙装置を添付する図面とともに示す以下の実施例に基づき説明する。なお、以下に示す実施例装置は、複写機等の画像形成装置における構成要素としても適用し得るものである。
本発明の給紙装置に係わる一実施例を示す図１、図２を参照して、装置の構成と動作の概要を説明する。
図１は、給紙装置全体の概略図（同図(a)は正面図、(b)は、一部の平面図）で、ここでは、画像形成装置に給紙する例を示しており、画像形成装置１６の下部に給紙装置１７を設置した状態を示している。
給紙装置１７は、小サイズ用紙によるデッドスペースをなくすために小サイズ用紙を横方向に並列して収納できるように、トレイ１１内部に第１用紙収容部Ａと第２用紙収容部Ｂを設けている（図１(b)参照）。トレイ１１は給紙装置１７から抜き差し可能な構成で、使用者が用紙をセットするときにはトレイ１１を引き出して用紙束１０Ａ，１０Ｂのセットを行う。第１用紙収容部Ａ上には給紙手段（ピックアップコロ１４、給紙コロ１５、分離コロ１３、搬送ローラ２１）を設けており、底板９に積載されている用紙束１０Ａの最上面から画像形成装置１６に用紙を給紙する。
給紙手段の上部には、上限検知センサ２０を設け、このセンサでピックアップコロ１４の位置を検知し、常に給紙高さを保つように制御する。
用紙束１０Ａの上面近くにペーパーエンドセンサ２２を設け、このセンサで底板９に積載された用紙の有無を検知する。
トレイ１１の下部に下限検知センサ２３を設け、このセンサにより底板９が下限位置にあることを検知する。
第１用紙収容部Ａの用紙切れが起きると、第２用紙収容部Ｂに積載された用紙束１０Ｂを移し替えする。移し替え時に積載された用紙束１０Ｂをそのまま一括して移送し、第１用紙収容部Ａへ押し込むために、移送フェンス１２を用いる。この時、移送フェンス１２の初期停止位置をホームポジションセンサ２６で検知し、移送フェンス１２の押し込み停止位置を押し込みセンサ２４で検知する。
また、第２用紙収納部Ｂに積載された用紙１０Ｂの有無をペーパーエンドセンサ２５で検知し、用紙積載量を残量検知センサ(1)１８，(2)１９で検知する。残量検知センサ(1)１８，(2)１９は、その検出信号の組み合わせで、数段階（本例は３段階）で用紙残量の検知が可能となるように、センサ数を定めるようにする。
【００１５】
図２を参照して、この給紙装置の用紙供給に係わる一連の動作の概要を説明する。図２は動作状態の遷移を示し、同図中の(a)→(e)の順に動作が進行する。
図２(a)の状態にある第１用紙収容部Ａに積載された用紙束１０Ａが給紙により消費されていき、図２(b)の用紙束１０Ａがなくなった状態になると、ペーパエンドセンサ２２が用紙切れを検知して、底板９が下限位置まで下降し、図２(c)に示す底板９が下限に位置（初期位置）する状態となる。
ここで、下限センサ２３が下限を検知すると、第２用紙収容部Ｂに積載された用紙束１０Ｂの第１用紙収容部Ａへの移送を始める。用紙束１０Ｂは移送フェンス１２により積載状態のまま図２(c)に示すＣ方向へ動かされ、図２(d)の状態を経て、第１用紙収容部Ａに押し込まれる。
用紙束１０Ｂの第１用紙収容部Ａへの押し込みが完了すると、給紙移送に入り、図２(e)のように底板９が上昇して用紙束１０Ｂが給紙位置まで上昇し、給紙位置に用紙束１０Ｂが位置すると給紙可能状態となる。
この給紙移送動作と同時に、移送フェンス１２がＤ方向に初期位置まで戻り動作をする。用紙移送後の戻り動作は、ホームポジションセンサ２６がONするまで、移送フェンス１２を戻して初期位置に停止させる。
第１用紙収容部Ａに積載された用紙束１０Ａが無くなってから、第２用紙収容部Ａにあった用紙束１０Ｂが給紙位置に移動されるまでの時間が「用紙移し替え時間」となり、用紙移し替え時間中は、画像形成装置１６が一時的に停止状態となる。
【００１６】
ここで、図２の動作の制御を含むこの給紙装置全体の動作を制御する制御システムについて、その概要を示す。
図２１は、この制御システムのブロック図である。
図２１に示すように、制御部３０は、マイクロコンピュータよりなり、本装置全体、即ち、ここでは画像形成装置１６への給紙を行うので、画像形成装置１６側の画像処理制御部４０を含め、用紙の供給に係わる動作を実行するための給紙装置１７の動作に係わる各部を、その制御下においている。
制御部３０は、図１，２にその配置と役割を示した各種のセンサ１８〜２０，２２〜２６の検知信号等を入力とし、搭載した動作プログラムに従って必要な指令をドライバＩＣ３５，３７等に出力し、ステッピングモータ（ＳＴＭ）１を制御し、同時に後記する駆動系に設けた各種クラッチ６〜８のON/OFFを制御することにより、用紙の供給に係わる動作の実行を可能とする。
【００１７】
次いで、上記した用紙の用紙収容部Ａ−Ｂ間の移送、給紙移送及び給紙搬送を行う駆動系について、図５を参照して、その概要を説明する。
用紙の移送・給紙の駆動源としてのモータは、ブラシレスモータ、ステッピングモータ、ブラシモータなどを使用することが可能であるが、この実施例では、ステッピングモータとし、図５においてＳＴＭ１として示す。本発明では、単一のＳＴＭ１により、用紙収容部Ａ→Ｂ間の用紙１０Ｂの移送、用紙収容部Ａにおける用紙１０Ａの給紙移送及び画像形成装置１６への給紙搬送のための動力を付与する。
ＳＴＭｌからの駆動力は、ベルト２ｃによってギア２ａに伝達され、ギア２ａからギア４ａ下流の駆動伝達機構（駆動伝達機構Ｂとする）に分かれる。
ギア２ａからは、さらにギア２ｂ→３ａと伝達され、ギア３ａからベルト５ｇでギア５ａ下流の駆動伝達機構（駆動伝達機構Ｃとする）に分かれる。
ギア３ａからの駆動はギア３ｂ→ベルト３ｅに伝達され、ギア３ａ下流の駆動伝達機構（駆動伝達機構Ａとする）に分かれる。
【００１８】
駆動伝達機構Ａは、ギア３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、ベルト３ｅからなり、第１用紙収容部Ａに積載された用紙束１０Ａから用紙を一枚づつ画像形成装置１６へ給紙搬送するための駆動列を構成する。
より詳しくいうと、駆動伝達機構Ａは、給紙クラッチ６を備えており、給紙クラッチ６をONにすると、ピックアップコロ１４、給紙コロ１５、分離コロ１３に駆動力が伝達され、これらの機構の動作により用紙束１０Ａ最上部の用紙が給紙される。搬送ローラ２１は、ギア３ａとベルト３ｅで連結されているので、ＳＴＭ１からの駆動力が直接伝達される。
駆動伝達機構Ｂは、ギア４ａ，４ｂ，４ｃ、ベルト４ｄ，４ｅ、ギア４ｆ、ベルト４ｇからなり、移送フェンス１２を動作させるための駆動列を構成する。また、駆動伝達機構Ｂは、移送クラッチ７を備えており、移送クラッチ７をONにすると、ギア４ｃからの駆動がギア４ｆに伝わり、トレイ１１内に設けたベルト４ｇが回転してベルト４ｇに固定された移送フェンス１２が左右に移動することになる。
駆動伝達機構Ｃはギア５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ、ベルト５ｇからなり、給紙移送のために底板９を上昇、下降させるための駆動列を構成する。また、駆動伝達機構Ｃは、上昇クラッチ８を備えており、上昇クラッチ８をONにすると、ギア５ｂからの駆動がギア５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｈに伝わり、トレイ１１内に設けたベルト５ｉが回転して、ベルト５ｉに固定されている底板９を移動させることになる。上昇クラッチ８は、伝達駆動機構Ｃの上流に配置して、上昇クラッチ下流でギア比を落とし込むことでトルクを得ている。また、ギア比を高くとることで、上昇クラッチ８をOFFにしたときでも、底板９位置を保持することが出来る。
【００１９】
次に、上記の駆動機構Ａ〜Ｃにより用紙収容部Ａ−Ｂ間の移送及び給紙移送を行う場合の動作例を示す。
図５に示す装置の状態は、ユーザによって各用紙収容部Ａ，Ｂに用紙を補給した状態で、駆動系はすべて停止状態にある。
ユーザによる用紙補給後に、引き出していたトレイ１１を戻し、給紙装置１７内にセットされると、図６に示すように、ＳＴＭｌをCCW（逆）回転方向に回し、駆動力を駆動伝達機構Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれに伝達し得るようにする。
このときには、給紙移送動作を行う必要があるので、上昇クラッチ８をON状態とし、移送クラッチ７と給紙クラッチ６をOFF状態とする。
このように設定すると、図６の矢印に示すように、駆動伝達機構Ｃの各伝達機構が動作し、底板９が上昇を開始する。
上昇により所定位置に用紙の上端が達し、給紙移送が完了すると、次いで給紙動作を開始させる。給紙動作では、図７に示すように、上昇動作と同様にＳＴＭｌをCCW（逆）回転方向に回し、駆動力を駆動伝達機構Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれに伝達し得るようにする。
給紙動作中は、給紙クラッチ６を用紙の給紙タイミングに合わせて間欠的にON／OFF動作させる。ON動作時には図７の矢印に示すように、駆動伝達機構Ａの各伝達機構が動作し、給紙動作をし、次々と用紙を画像形成装置１６に送り込む。また、給紙動作中に、用紙１０Ａを給紙することによって用紙が少なくなると、ピックアップコロ１４に連動している上限センサ２２が用紙減り（給紙位置から外れたこと）を検知するので、センサの検知信号により上昇クラッチ８をONさせる。ONさせると、図７の矢印に示すように、駆動伝達機構Ｃの各伝達機構が動作し、底板９を上昇させて、給紙位置を一定に保つ。なお、この給紙動作中には、移送クラッチ７をOFF状態に保ち、用紙１０Ｂの移送を禁止する。
上記のように、駆動伝達機構Ａによる給紙動作と、駆動伝達機構Ｃによる底板９の上昇動作を行うとき、ＳＴＭｌの回転方向が同一であるから、同時に動作させる、即ち給紙中に底板９を上昇させるような動作が出来る。
【００２０】
上記の給紙動作により、第１用紙収納部Ａの用紙１０Ａが供給され、すべて消費されると、給紙動作を停止し（給紙クラッチ６をOFFし）、空になった底板９に第１用紙収納部Ｂからの用紙の移し替えを行うための動作に移行する。この動作は、底板９を下降させるための動作で、図８に示すように、ＳＴＭ１をCW回転させ、上昇クラッチ８をON状態とする。ON状態にすると、図８の矢印に示すように、駆動伝達機構Ｃの各伝達機構が動作し、底板９が下降する。なお、この動作中にも、移送クラッチ７のOFF状態を保ち、用紙１０Ｂの移送を禁止する。
底板９が下降し、下限位置に達すると、下限センサ２３をONし、下降動作が完了すると、次いで用紙１０Ｂの移し替えを行うための移送動作を開始させる。用紙１０Ｂの移送動作では、図９に示すように、ＳＴＭｌをCW回転させ、移送クラッチ７をON状態とする。ON状態とすると、図９の矢印に示すように、駆動伝達機構Ｂの各伝達機構が動作し、移送フェンス１２を第１用紙収納部Ａに向けて移動させ、第２用紙収納部Ｂに積載され用紙束１０Ｂを移送する。
【００２１】
移送フェンス１２が移動し、押し込み限界位置に達すると、押し込みセンサ２４をONし、移送動作が完了すると、次いで、移し替えた用紙１０Ｂの給紙移送動作、及び移送フェンス１２の戻し動作を開始させる。これらの動作では、図１０に示すように、ＳＴＭｌをCCW回転させ、上昇クラッチ８をON状態とし、移送クラッチ７もON状態とする。
これらのクラッチをいずれもON状態とすると、図１０の矢印に示すように、駆動伝達機構Ｂ及び駆動伝達機構Ｃの各伝達機構が動作し、移送フェンス１２の戻り動作と底板９の上昇動作を、同時に行う。ＳＴＭｌ回転方向が同じなので、このような動作が可能となる。
移送フェンス１２が初期位置に達すると、ホームポジションセンサ２６を０Ｎし、戻り動作を完了し、他方、底板９が上昇し、上限位置に達すると、上限検知センサ２０をONし、給紙移送動作を完了すると、図１１に示すように、給紙動作が可能な状態となる。
ここに、図１０に示すように、移送フェンス１２の戻り動作と底板９の上昇動作を同時に行うようにすると、ＳＴＭｌのトルクによっては、同時動作による負荷アップによってトルク不足も考えられる。このような時は、底板９の上昇動作完了後に、移送フェンス１２の戻り動作を実施してもよい。なお、移送フェンス１２の戻り動作完了後に、底板９の上昇動作を実施してもよいが、「用紙移し替え時間」短縮の目的から外れてしまうので、適正な動作といえない。
また、底板９の上昇動作完了後に移送フェンス１２の戻り動作を行う場合は上昇動作完了時点で給紙動作が再開されるが、給紙動作におけるＳＴＭｌの回転方向と移送フェンス１２の戻り動作における回転方向が同じなので、給紙動作中においても移送戻り動作は可能となり、時間の短縮効果を損なうことはない。
上記のように、駆動機構Ａ〜Ｃにより用紙収容部Ａ−Ｂ間の移送及び給紙移送を行う場合に、駆動源のCCW逆方向の回転力を第１用紙収容部に積載された用紙を給紙移送する回転力と移送フェンス戻り動作と底板を上昇する回転力とし、CW正方向の回転力を移送フェンス用紙移送動作する回転力に設定することにより、適正な動作が可能になる。
【００２２】
本発明においては、単一駆動源であるＳＴＭ１により一連の用紙移し替え・給紙動作を行うようにし、かつ、ＳＴＭ１への負荷を考慮しながら、給紙移送の搬送時間を含め用紙移し替え・給紙に要する時間を可能な限り短縮化し、装置としての最適なパフォーマンスを得ようとするものである。このために、負荷の一部をなす用紙の積載量（移送する用紙の残量）により負荷の変動を見積もり、その負荷に応じた動作をＳＴＭ１に行わせ、或いはＳＴＭ１の負荷を調整する制御を行う。
次に、本実施例装置におけるかかる制御動作に関する説明を行う。
以下に示す給紙装置の制御動作は、装置の制御部３０が搭載した動作プログラムにより、実施することが可能である。
【００２３】
先ず、移送する用紙を積載する第２用紙収容部Ｂの用紙残量により制御動作を変更する例を示す。
図１４は、用紙残量により制御動作を変更する場合の実施例のフローを示す。この実施例では、残量により用紙移し替えの用紙移送及び給紙移送における速度を変更し、ＳＴＭ１の負荷に無理が掛からない最大速度で動作を行うようにする。
図３は、用紙束１０Ｂの残量が少ない場合の用紙供給に係わる一連の動作状態の遷移を示し、図４は、用紙束１０Ｂの残量が多い場合の一連の動作状態の遷移を示す。
図１４のフローでは、残量検知センサ(1)１８の検知信号のON/OFFをチェックし（Ｓ１４１）、残量検知センサ(2)１９のON/OFFをチェックし（Ｓ１４２）、その結果により３段階の残量のいずれであるかを知り、残量に応じて用紙移し替えの用紙移送速度及び給紙移送速度（上昇速度）を選択し（Ｓ１４３〜Ｓ１４５）、選択した速度の設定をする（Ｓ１４６）。３段階の速度は、移送速度１（高速）・移送速度２（中速）・移送速度３（低速）で、上昇速度１（高速）・上昇速度２（中速）・上昇速度３（低速）である。
【００２４】
用紙残量が少ない図３の場合、残量検知センサ(2)１９がOFFであり、負荷が小さく、ＳＴＭ１は高速回転が可能であるから、移送速度１と上昇速度１を設定する（Ｓ１４５）。この設定により、移送動作と上昇動作の時間が短縮できる。なお、図３中に矢印の長さでその速度が示されるように、負荷が小さいときには、底板９の上昇速度は、下降速度に相当する速度で動作させる、即ちＳＴＭ１のCW/CCWの設定を変えるだけで底板９の下降（図３(a)、図８参照）と上昇（図３(c)、図１０参照）を行うことができる。
用紙残量が多い図４の場合、残量検知センサ(2)１９、残量検知センサ(1)１８のいずれもONであり、負荷が大きく、用紙１０Ｂの移動時、ＳＴＭ１は低速回転を必要とするから、移送速度３と上昇速度３を設定する（Ｓ１４３）。この設定により、安定した移送動作により上昇動作を最適の時間で行う。なお、図４中に矢印の長さでその速度が示されるように、負荷が大きいときには、底板９の上昇速度は、下降速度より低速で動作させる、即ちＳＴＭ１のCW/CCWの設定と、速度の設定の両方を変え、底板９の下降（図４(a)、図８参照）と上昇（図４(c)、図１０参照）を行うようにする。
【００２５】
次に、底板９の上昇による給紙移送に係わる実施例を説明する。
底板９の上昇動作が行われるタイミングとしては、「電源投入時」「トレイ挿入時」「移し替えの用紙移送完了後の上昇時」の３つの状況がある。
「移し替えの用紙移送完了後の上昇」に関しては、上記した図１４のフローに示すように、底板９に積載されている用紙残量を上昇前に第２用紙収容部Ｂの残量検知センサ１８，１９により見積もることにより、適正な上昇速度に切り替えることが可能だが、「電源投入時」或いは「トレイ挿入時」に関しては、第１用紙収容部Ａには残量検知センサがなく、上昇動作前に底板９に積載されている用紙量の検知ができない。
したがって、この場合には、最大積載量を考慮したトルクを出力するために上昇速度３（低速）を常に設定するようにして、異常の発生を防止する。
図１２は、電源投入時のフローを示す。ここでは、初期設定値を上昇速度３（低速）として設定し、上昇動作に関係するカウンタを初期化するために、そのリセットを行う（Ｓ１２１）。なお、「トレイ挿入時」等、「移し替えの用紙移送完了後の上昇時」以外に、底板９の上昇動作が行われる場合には、図１２と同様のフローを実行する。
【００２６】
次に、底板９の下降動作に係わる実施例を説明する。
底板９が下降動作するときは、常に底板９上に用紙束が積載されていない状態である。従って、ＳＴＭ１への負荷がもっとも少ない状態であるから、下降時は、常に高速回転による動作とする。
図１７は、下降動作時のフローを示す。ここでは、先ず、制御モードとして、ＳＴＭ１に高速、CW方向の回転を設定し、上昇クラッチ８をONに設定し（Ｓ１７１）、動作を開始する（図８、参照）。下限検知センサ２３のONをチェックし（Ｓ１７２）、OFFの間、ＳＴＭ１のステップ数をカウンタにより加算して（Ｓ１７５）、加算値が所定値に達したかをチェックして（Ｓ１７６）、所定値に達する前に下降動作が終了した場合には、異常終了であるから動作を停止し、異常処理を行う（Ｓ１７７）。
他方、下限検知センサ２３をONすると、ＳＴＭ１を停止すると同時に、上昇クラッチ８をOFFし、下降動作を終了させた（Ｓ１７３）後、第２用紙収容部Ｂの用紙Ｂを移送する動作の開始指示を行う（Ｓ１７４）。
【００２７】
次に、給紙中における底板９の上昇動作に係わる実施例を説明する。
この上昇動作は、給紙中に減っていく用紙により用紙面の位置が変化するので、適正な位置を保つための動作である（図７，参照）。給紙クラッチ６のON／OFFに関係なく、上限検知センサ２０の検知信号によって上昇クラッチ８をON／OFFさせて、底板９を上昇させる制御である。
場合によっては給紙クラッチ８と上昇クラッチ８が同時にONすることもある。ＳＴＭ１のトルクに余裕があるときは、給紙クラッチ８と上昇クラッチ８が同時にONしても問題はない。
図１５は、給紙中における底板９の上昇動作のフローを示す。ここでは、給紙クラッチ８と上昇クラッチ８が同時にONしてもよい例であり、上限検知センサ２０のOFFをチェックし（Ｓ１５１）、OFFの間、上昇クラッチ８をONにして（Ｓ１５２）、底板９上昇させ、ＳＴＭ１が動作するたびに、その駆動パルスを加算計測する（Ｓ１５３）。上昇させることにより、上限検知センサ２０がOFFからON状態になったときに、上昇クラッチ８をOFFし、上昇を止める（Ｓ１５４）。給紙により用紙が減り、用紙がなくなるとペーパエンド検知センサ２２がONになるので、このセンサのONをチェックし（Ｓ１５５）、ON時に、給紙動作を停止し、底板９の下降動作の処理を開始するとともに、カウンタ値を初期化するためにカウンタのリセットを行う（Ｓ１５６）。
【００２８】
図１６は、給紙中における底板９の上昇動作のフローの他の実施例を示す。この例では、給紙クラッチ６のON／OFF状態をチェックして、給紙クラッチOFF状態のときのみに上昇クラッチ８をできるようにしたものである。給紙中は間欠的に給紙クラッチON／OFFしているので、OFFタイミングを利用して底板９を上昇させることが出来る。給紙クラッチ８と上昇クラッチ８が同時にONすることがないのでＳＴＭ１への負荷が低減出来る。
フローとしては、給紙クラッチ６のOFF状態をチェックし（Ｓ１６１）、ON状態では上昇動作を行わない。
給紙クラッチ６のOFF時に動作を可能にし、先ず、上限検知センサ２０のOFFをチェックし（Ｓ１６２）、OFFの間、上昇クラッチ８をONにして（Ｓ１６３）、底板９上昇させ、ＳＴＭ１が動作するたびに、その駆動パルスを加算計測する（Ｓ１６４）。上昇させることにより、上限検知センサ２０がOFFからON状態になったときに、上昇クラッチ８をOFFし、上昇を止める（Ｓ１６５）。給紙により用紙が減り、用紙がなくなるとペーパエンド検知センサ２２がONになるので、このセンサのONをチェックし（Ｓ１６６）、ON時に、給紙動作を停止し、底板９の下降動作の処理を開始するとともに、カウンタ値を初期化するためにカウンタのリセットを行う（Ｓ１６７）。
【００２９】
次に、用紙移し替えの用紙移送、及び移し替え移送完了後に同時に動作が可能な底板９の上昇動作と移送フェンス１２の戻し動作に係わる実施例を説明する。移送完了後に行う底板９の上昇動作と移送フェンス１２の戻し動作は、ＳＴＭ１の回転方向を同じにしているので、同時に動作が可能である（図１０、参照）。従って、用紙の移し替え移送完了後に、これらの処理開始を同時に起動する。この動作により、無駄な時間がなく再給紙可能な状態に移行することを可能にする。
図１８は、用紙移し替えの用紙移送動作のフローの実施例を示す。
ここでは、先ず、用紙移し替え動作を行わせるために、ＳＴＭ１に上述の負荷条件（用紙残量）に従う所定速度、CW方向の回転を設定し、移送クラッチ７をONに設定し（Ｓ１８１）、動作を開始する（図９、参照）。押し込み検知センサ２４のONをチェックし（Ｓ１８２）、押し込み検知センサ２４がONになると、ＳＴＭ１を停止すると同時に、移送クラッチ７をOFFし、移送動作を終了させた（Ｓ１８３）後、移送フェンス１２の戻し動作の開始指示、及び移し替えられた用紙Ｂをを載せた底板９の上昇動作の開始指示を行う（Ｓ１８４）。
【００３０】
図１９は、移送フェンス１２の戻し動作のフローの実施例を示す。
ここでは、先ず、移送フェンス１２の戻し動作を行わせるために、ＳＴＭ１に上述の負荷条件（用紙残量）に従う所定速度（底板９の上昇動作に対応）、CCW方向の回転を設定し、かつ移送クラッチ７をONに設定し（Ｓ１９１）、動作を開始する（図１０、参照）。移送フェンス１２が戻ることにより検知する、ホームポジション検知センサ２６のONをチェックし（Ｓ１９２）、押し込み検知センサ２６がONになると、移送クラッチ７をOFFし、移送フェンス１２の戻し動作を終了させた（Ｓ１９３）後、底板９の上昇動作が動作中であるか否かをチェックする（Ｓ１９４）。動作中であれば、戻し動作を終了させる。上昇動作が停止していれば、底板９の上昇動作が終了しているので、ＳＴＭ１の駆動を必要としないので、モータをOFFし（Ｓ１９５）、フローを終了させる。
【００３１】
次に、給紙動作時に第１用紙収容部Ａにおける用紙残量を検出する動作に係わる実施例を説明する。
本発明では、給紙動作時に底板９の上昇動作をＳＴＭ１で駆動する（図７、参照）ので、底板９の移動距離をＳＴＭ１に加えるパルスによって換算できる。
底板９の移動距離（下限からの距離）は、用紙の残量に反比例するので、用紙の残量を用紙を載せた底板９の移動距離を上昇中の駆動パルスの加算（累積）値を算出することで、底板９上に積載されている用紙束の残量が検知できる。
図１３は、給紙動作時に第１用紙収容部Ａにおける用紙残量を算出するフローの実施例を示す。ここでは、カウント数のチェックを2000、1000カウントの２箇所で行うことで３段階の残量検知を行っているがチェック数を多くすることでさらに細かい残量検知が可能となる。
フローとしては、先ず、カウント加算値が2000を越えているか否かをチェックし（Ｓ１３１）、越えていれば、残量10%を報知する（Ｓ１３５）。越えていなければ、さらにカウント加算値が1000を越えているか否かをチェックする（Ｓ１３２）。ここで、1000を越えていれば、残量50%を報知し（Ｓ１３４）、1000を越えていなければ、残量100%を報知する（Ｓ１３３）。
【００３２】
次に、底板９の上昇動作の異常を検出する動作に係わる実施例を説明する。
本発明では、底板９の上昇・下降動作をＳＴＭ１の駆動により行うので、下限検知センサ２３からの底板９の移動距離をＳＴＭｌに加えるパルス数のカウント値によって換算できる。従って、下限検知センサ２３による検知位置から上限検知センサ２０がONするまでのカウント値の最大値は、正常に動作する場合、定められた値になるので、底板９の上昇動作時に駆動パルスのカウント値をチェックすることにより、正常／異常の判断を行うことができる。
ここでは、用紙移し替えにより移送した用紙を載せ、下限位置にある底板９が上昇動作をするときに（図８、図１０、参照）、加算するカウント加算値が前記所定値として定めた最大カウント加算値を超えることにより装置の異常を検知する。
【００３３】
図２０は、かかる上昇動作時のフローの一例を示す。ここでは、先ず、底板９の上昇動作を行うために、ＳＴＭ１に上述の負荷条件（用紙残量）に従う所定速度、CCW方向の回転を設定し、かつ上昇クラッチ８をONに設定し（Ｓ２０１）、動作を開始する（図１０、参照）。この時、カウンタをリセットする。
上限検知センサ２０のONをチェックし（Ｓ２０２）、OFFの間、ＳＴＭ１のステップ数をカウンタにより加算して（Ｓ２０６）、加算値が所定値（最大カウント加算値）に達したかをチェックして（Ｓ２０７）、上限に達する前に加算値が所定値を越えた場合には、異常動作が起きているので動作を停止し、異常処理を行う（Ｓ２０８）。異常処理は、同時にＳＴＭ１、上昇クラッチ８をOFFすることで機械を停止させ、画像形成装置１６に異常を報知する。
他方、上限検知センサ２０をONすると、ＳＴＭ１を停止すると同時に、上昇クラッチ８をOFFし、上昇動作を終了させた（Ｓ２０３）後、上昇動作と同時に起動した移送フェンス１２の戻し動作の動作状態を確認し（Ｓ２０４）、動作中であれば、このまま上昇動作を終了させ、戻し動作が終了していれば、ＳＴＭ１をOFFして、上昇動作を終了させる（Ｓ２０５）。
【００３４】
【発明の効果】
（１）  請求項１の発明に対応する効果
共通の駆動源から給紙搬送手段、第１用紙移送手段及び第２用紙移送手段のそれぞれにクラッチを介して動力を伝達する手段を備え、前記駆動制御手段により前記各クラッチのオン／オフ動作を制御するようにしたことにより、従来のように、それぞれに独立したモータを用いることなく、簡単な構成で同時駆動を可能とし、動作の高速化ができ、高性能の給紙装置を安価に提供することが可能になる。
（２）  請求項２の発明に対応する効果
上記（１）の効果に加えて、残量検知量に応じてモータの出力速度を切り替える制御を行うので、ＳＴＭ１への負荷を考慮しながら、安定した動作で給紙移送の搬送時間を含め用紙移し替え・給紙に要する時間を短縮でき、装置としての最適なパフォーマンスを得ることを可能にする。
【００３５】
（３）  請求項３の発明に対応する効果
上記（１）、（２）の効果に加えて、用紙移し替え後、直ちに給紙移送を行う場合以外の負荷状態で第２用紙移送手段を駆動するときに、駆動源を最大負荷に対応して定めた所定の出力速度に制御するようにしたことにより、電源投入時或いはトレイ挿入時などの用紙残量が不明なときでも、安定した移送動作がが可能になる。
（４）  請求項４の発明に対応する効果
上記（１）〜（３）の効果に加えて、第２用紙移送手段を無負荷状態で駆動するときに、駆動源を最大の出力速度に制御するようにしたことにより、用紙移し替え・給紙に要する時間を短縮することが可能になる。
（５）  請求項５の発明に対応する効果
上記（１）〜（４）の効果に加えて、第２用紙移送手段に動力を伝達する手段に設けたクラッチをオンにするタイミングを、給紙搬送手段に動力を伝達する手段に設けたクラッチのオフ中に行うようにしたことにより、駆動源（ＳＴＭモータ等）が発生するトルクを低減でき、駆動源を小型化、低価格化できる。
【００３６】
（６）  請求項６の発明に対応する効果
上記（１）〜（５）の効果に加えて、給紙手段の動作位置への給紙移送と、用紙収容部間の移送後の移送戻り動作と、給紙動作の同時駆動を可能にしたことにより、一連の動作により行う用紙切り替え時間を短縮でき、再給紙状態にはやく移行できる。
（７）  請求項７の発明に対応する効果
上記（１）〜（６）の効果に加えて、初期位置から給紙搬送の動作位置への第２用紙移送手段の駆動量を第１用紙収容部に収容されている用紙の残量として検出することにより、用紙残量を正しく検知することが可能なる。
（８）  請求項８の発明に対応する効果
上記（１）〜（７）の効果に加えて、初期位置から給紙搬送の動作位置への第２用紙移送手段の駆動量を、正常動作時の最大駆動量によりチェックすることにより、装置の異常をよりはやく確実に検知でき、機械へのダメージを最小限にすることが可能になる。
（９）  請求項９の発明に対応する効果
上記（１）〜（８）の効果を複写機、プリンタ、等の画像形成装置において実現することができ、画像形成装置の性能の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例に係わる給紙装置全体を概略図にて示す。
【図２】  本発明の実施例に係わる給紙装置の用紙供給に係わる一連の動作状態の遷移を示す。
【図３】  用紙束の残量が少ない場合の用紙供給に係わる一連の動作状態の遷移を示す。
【図４】  用紙束の残量が多い場合の用紙供給に係わる一連の動作状態の遷移を示す。
【図５】  用紙収容部Ａ−Ｂ間の移送、給紙移送及び給紙搬送を行う駆動系の実施例を示す。
【図６】  図５に示す駆動系において、給紙移送を行う場合の動作状態を説明する図である。
【図７】  図５に示す駆動系において、給紙搬送と給紙移送を同時に行う場合の動作状態を説明する図である。
【図８】  図５に示す駆動系において、底板の戻し動作を行う場合の動作状態を説明する図である。
【図９】  図５に示す駆動系において、用紙移し替え時の移送を行う場合の動作状態を説明する図である。
【図１０】  図５に示す駆動系において、給紙移送と移送フェンスの戻し動作を同時に行う場合の動作状態を説明する図である。
【図１１】  図５に示す駆動系において、給紙移送動作を完了し、給紙動作が可能な状態になった場合を説明する図である。
【図１２】  電源投入時（初期設定時）に行う底板の上昇による給紙移送に係わるフローチャートを示す。
【図１３】  給紙動作時に第１用紙収容部Ａにおける用紙残量を算出するためのフローチャートを示す。
【図１４】  用紙残量により制御動作を変更する動作に係わるフローチャートを示す。
【図１５】  給紙中における底板の上昇動作に係わるフローチャートの一例を示す。
【図１６】  給紙中における底板の上昇動作に係わるフローチャートの他の例を示す。
【図１７】  底板の下降動作に係わるフローチャートを示す。
【図１８】  用紙移し替えの移送動作に係わるフローチャートを示す。
【図１９】  移送フェンスの戻し動作に係わるフローチャートを示す。
【図２０】  底板の上昇動作の異常を検出する動作に係わるフローチャートを示す。
【図２１】  給紙装置の動作を制御する制御システムの概要を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ＳＴＭ（ステップモータ）、     ６…給紙クラッチ、
７…移送クラッチ、                ８…上昇クラッチ、
９…底板、            １０Ａ，１０Ｂ…用紙、
１１…トレイ、                    １２…移送フェンス、
１４…ピックアップコロ、          １５…給紙コロ、
１６…画像形成装置、              １７…給紙装置、
１８…残量検知センサ(1)、         １９…残量検知センサ(2)、
２０…上限検知センサ、            ２１…搬送ローラ、
２２…ペーパーエンドセンサ、      ２３…下限検知センサ、
２４…押し込みセンサ、            ２５…ペーパーエンドセンサ、
２６…ホームポジションセンサ、    ３０…制御部。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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