説明

シート積載装置、シート処理装置、画像形成装置、シート積載装置の昇降駆動制御方法、及び昇降駆動制御プログラム

【課題】駆動負荷に応じた駆動速度の制御を可能とし、駆動源及び装置の小型化、低コスト化、騒音の低減を実現する。
【解決手段】排紙されるシートが積載され、上下動可能な積載トレイと、シート積載手段を昇降させるトレイ昇降モータ及びウォームギアを含む駆動ユニットと、トレイ昇降モータの駆動速度を制御するモータドライバ及びCPUと、積載トレイ10の駆動負荷を検知するロードセルと、を有するシート積載装置であって、CPUはトレイ昇降モータの駆動速度をロードセルによって検知された駆動負荷に応じた速度に駆動周波数設定テーブルを参照して設定し(ステップS101,S102)、積載トレイを所定位置まで上昇させる(ステップS103,S104,S105)。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、搬送されてきたシート部材を積載するシート積載装置、このシート積載装置を備え前記シート部材に対して所定の処理を施すシート処理装置、このシート処理装置を一体または別体に備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能の少なくとも2つを有するデジタル複合機などの画像形成装置、これらの装置を備えた画像形成システム、これらの装置によって実行されるシート積載装置の昇降駆動制御方法、及びこの昇降駆動制御方法をコンピュータで実行するための昇降駆動制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはデジタル複合機などの画像形成装置の普及に伴い、画像形成後に用紙、記録紙、転写紙、OHPシート、その他のシート状記録媒体(本明細書では単に「シート」または「シート部材」とも称する)が大量に排紙される場合がある。そのため、排紙されたシートを受ける排紙トレイは、排紙されたシートの積載量に応じて昇降するように構成され、排紙されたシートの整合性を保持するように構成されている。このような排紙(積載)トレイでは、排紙され、積載されたシートを排紙トレイから大量に抜き出すと、シートの排紙口から排紙トレイの上面あるいは、排紙トレイ上のシート束の上面との距離が開く。距離が大きく開くと、排紙口から排紙されたシートが落下するまでの距離が大きくなり、排紙トレイ上あるいはシート束の上面状に落下する際に整合性が乱れてしまう。そこで、これに対応するために排紙トレイを速やかに上昇させることが要求されている。
【0003】
一方、従来では、駆動負荷が大きいシート積載トレイの駆動源にはDCブラシモータを使用することが多く、DCモータでは負荷の大きさに反比例して、モータの回転速度が遅くなる特性があるため、シート積載トレイの駆動源として用いた場合、駆動速度の制御を行わないことも多い。
【0004】
しかし、排紙トレイの駆動速度を制御しない場合、シートの積載量に応じて上昇時間が異なることになり、シート処理の生産性にも問題を生じる。そこで、このような問題に対処した技術として、例えば特許文献1(特開2005−170578号公報)に記載の発明が知られている。この発明では、画像形成装置から排出される用紙を後処理したのち、昇降可能な排紙トレイ上に積載する後処理装置において、排紙トレイの排紙待機位置を検出するトレイ上昇位置検出センサと、排紙トレイに積載される用紙の上面位置を検出して排紙トレイの動作速度切換位置を選択するトレイ速度判断用センサと、排紙トレイを速度可変に昇降駆動する駆動手段と、駆動手段を速度可変に制御する後処理制御手段とを有し、後処理制御手段はトレイ速度判断用センサの検出結果に応じ駆動手段により排紙トレイの昇降速度を制御している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記特許文献1記載の発明では、後処理制御手段はトレイ速度判断用センサの検出結果に応じ駆動手段により排紙トレイの昇降速度を制御しているが、この発明では、トレイの上面位置をトレイ速度切換の位置としており、トレイの停止直前に駆動速度を低減させることによって上昇後のトレイ停止位置精度の向上を図るようにしているにすぎない。そのため、シート積載トレイの駆動源にDCモータを使用した場合、その特性上、高負荷時には自動的に低速の動作をするが、DCブラシモータは寿命が短く、メンテナンスを要する頻度が高いといった欠点がある。また、積載トレイに積載されたシート量に応じて、駆動速度が変化してしまうことから、シート積載部でのシートのスタック性を高めるためには、煩雑な制御が必要となる。
【0006】
一方、近年、寿命の長いブラシレスモータが積載トレイ昇降駆動モータとして注目されているが、ブラシレスモータは高負荷時に自動的に低速動作するような特性はないため、高速回転を要する積載トレイ昇降駆動モータとして用いた場合、積載トレイに積載されうる最大負荷に対応した高速回転を行わせる必要がある。このように高能力のモータが必要であるということは、駆動手段であるモータの大型化、高価格化につながり、高速回転が必要であることから騒音の増大につながっていた。
【0007】
本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、駆動負荷に応じた駆動速度の制御を可能とし、駆動源及び装置の小型化、低コスト化、騒音の低減を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するため、第1の手段は、排紙されるシートが積載され、上下動可能なシート積載手段と、前記シート積載手段を昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、前記駆動手段の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、を有するシート積載装置であって、前記制御手段は、前記駆動手段の駆動速度を前記負荷検知手段によって検知された駆動負荷応じた速度に設定し、前記シート積載手段を上昇させることを特徴とする。
【0009】
第2の手段は、第1の手段において、前記負荷検知手段はシート積載手段のシート積載部の重さを検知することを特徴とする。
【0010】
第3の手段は、第2の手段において、前記負荷検知手段がシート積載部の下部に設けられたロードセルからなることを特徴とする。
【0011】
第4の手段は、第1の手段において、前記負荷検知手段は、前記昇降手段を駆動する駆動回路の駆動電流を検知することを特徴とする。
【0012】
第5の手段は、第1ないし第4のいずれかの手段において、前記負荷検知手段は、装置起動時にシート積載手段を所定の位置に上昇させる際に、前記駆動負荷を検知することを特徴とする。
【0013】
第6の手段は、第1ないし第5のいずれかの手段において、前記負荷検知手段によって一定時間毎に駆動負荷を検知し、前記シート積載手段が上昇可能な位置にあった場合には、前記制御手段は前記一定時間毎に検知した駆動負荷に基づいて前記速度を制御することを特徴とする。
【0014】
第7の手段は、第1ないし第6のいずれかの手段において、前記シート積載手段を上昇させているときに、前記駆動手段が過負荷状態であることを検知した場合、前記制御手段は、前記駆動手段の駆動を停止させ、エラーとすることを特徴とする。
【0015】
第8の手段は、第1ないし第7のいずれかの手段において、前記シート積載手段が上昇時に減速する高さ位置を予め設定しておき、前記制御手段は前記シート積載手段が上昇しているときに前記予め設定された高さ位置に達した場合には、前記制御手段は前記駆動手段の駆動速度を予め設定された速度に減速することを特徴とする。
【0016】
第9の手段は、第1ないし第8のいずれかの手段において、前記駆動手段がブラシレスモータであることを特徴とする。
【0017】
第10の手段は、第1ないし第8のいずれかの手段において、前記駆動手段がステッピングモータであることを特徴とする。
【0018】
第11の手段は、第1ないし第10の手段に係るシート積載装置と、前記シートに処理の施すシート処理手段と、を備えたシート処理装置を特徴とする。
【0019】
第12の手段は、第1ないし第10の手段に係るシート積載装置と、前記シートに画像を形成する画像形成手段と、を備えた画像形成装置を特徴とする。
【0020】
第13の手段は、第11の手段に係るシート処理装置または第12の手段に係る画像形成装置を備えていることを特徴とする画像形成システム。
【0021】
第14の手段は、排紙されるシートが積載され、上下動可能なシート積載手段と、前記シート積載手段を昇降させる昇降手段と、前記昇降手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、前記駆動手段の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、を有するシート積載装置の昇降駆動制御方法であって、前記駆動手段の駆動速度を前記負荷検知手段によって検知された駆動負荷応じた速度に設定し、前記シート積載手段を上昇させることを特徴とする。
【0022】
第15の手段は、排紙されるシートが積載され、上下動可能なシート積載手段と、前記シート積載手段を昇降させる昇降手段と、前記昇降手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、前記駆動手段の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、を有するシート積載装置における前記シート積載手段の昇降駆動制御をコンピュータによって実行するための昇降駆動制御プログラムであって、前記駆動手段の駆動速度を前記負荷検知手段によって検知された駆動負荷応じた速度に設定し、前記シート積載手段を上昇させる手順を備えていることを特徴とする。
【0023】
なお、後述の実施形態では、シート積載手段は積載トレイ10に、昇降手段は、駆動軸21、従動軸22、及び両者間に張設されたタイミングベルト23に、駆動手段はトレイ昇降モータ168及びウォームギア25を含む駆動ユニットに、制御手段はCPU360に、負荷検知手段はロードセル172、あるいはモータドライバ168a、駆動電流検出回路部175及びCPU360に、シート処理装置は符号100に、画像形成装置が符号500に、それぞれ対応する。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、駆動手段の駆動速度を負荷検知手段によって検知された駆動負荷応じた速度に設定してシート積載手段を上昇させるので、駆動負荷に応じた駆動速度の制御を可能とし、駆動源及び装置の小型化、低コスト化、騒音の低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の実施形態としての実施例1に係るシート後処理装置と画像形成装置とからなるシステムの全体構成を示す図である。
【図2】図1における積載トレイの昇降機構を示す斜視図である。
【図3】積載トレイの重さを検知する検知機構を示す斜視図である。
【図4】実施例1におけるシート後処理装置を中心としたシステムの制御構成を示すブロック図である。
【図5】実施例1におけるシート積載装置のCPUによる昇降速度制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図6】実施例1におけるロードセルからの入力値と駆動周波数との関係を示す昇降モータ駆動周波数設定テーブルである。
【図7】実施例1におけるロードセルによって一定時間毎に負荷を検知する場合の制御手順を示すフローチャートである。
【図8】実施例1における積載トレイの過負荷状態を判断するときの制御手順を示すフローチャートである。
【図9】実施例1における積載トレイが所定高さ位置よりも高くなったときに減速する制御手順を示すフローチャートである。
【図10】実施例2におけるシート後処理装置を中心としてシステムの制御構成を示すブロック図である。
【図11】実施例2におけるシート積載装置のCPUによる昇降速度制御の制御手順を示すフローチャートである。
【図12】実施例2における駆動電流と駆動周波数との関係を示す昇降モータ駆動周波数設定テーブルである。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明は、シート積載トレイの負荷に応じて、積載トレイの上昇時の駆動手段の速度を制御することにより、駆動負荷に応じた駆動速度の制御を実行し、駆動源及び装置の小型化、低コスト化、騒音の低減を実現するようにしたものである。以下、本発明の実施形態における各実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例1】
【0027】
図1は本実施形態の実施例1におけるシート後処理装置と画像形成装置とからなるシステムの全体構成を示す図である。同図において、このシステムはシート後処理装置100と画像形成装置500とからなる。シート後処理装置100は、入口搬送路A、上搬送路B、排紙搬送路C、スティプル搬送路D、スティプル処理トレイE、中綴じ処理トレイF、及びシフトトレイ排紙部Gを含み、画像形成装置500で画像形成されたシートに対して所定の処理を施し、あるいは、何も処理を施さないで排紙トレイ(以下、積載トレイと称する)10あるいはプルーフトレイB1に排紙する。スティプル搬送路Dはスティプル処理トレイEにシートを搬送するための搬送路で、プレスタック搬送路を備え、1枚あるいは複数枚のシートをスティプル処理トレイEに搬送する。スティプル処理トレイEでは、1ジョブ分のシート束を整合し、中綴じ処理トレイE側に搬送し、あるいは整合されたシート束に端綴じスティプラE1により端綴じ処理を行った後、排紙搬送路Cから積載トレイ10に排紙する。
【0028】
中綴じ処理トレイE側に搬送されたシート束は、中綴じ処理トレイEで再度整合され、中綴じスティプラF1によってシート束の中央部で綴じ処理される。その後、シート束の綴じ部分が折りプレートの先端に対応する高さまで押し上げられ、中折り部F2で中折りされ、排紙される。
【0029】
なお、同図において、シートを搬送するためのフィード機構、スティプル機構、中綴じ中折り機構自体は、本発明の特徴ではなく、また公知であるから、詳細な説明は省略する。
【0030】
前述のようにシート後処理装置100は、画像形成装置500の側部に取り付けられており、画像形成装置500から出力されたシート1は、受入口2aからシート後処理装置100に入り、入口センサS1により検知され、搬送部材であるシートフィーダ4,5,6によって搬送される。次に、分岐爪2e及び2fの回動とシートフィーダ7により排紙搬送路Cに導かれ、シートフィーダ8及び9によって搬送後、積載トレイ10に積載される。なお、分岐爪2eと2fの切換は図示していないDCソレノイドあるいは、ステッピングモータで行う。また、シートに対してパンチ処理が必要な場合には、パンチユニット11で1枚ずつパンチ処理が実行される。その際、パンチユニット11を通るシートの先端がセンサS2によって検知される。
【0031】
積載トレイ10は昇降可能であり、シート排出時には積載トレイ10が所定の位置に待機するように昇降制御される。図2は積載トレイ10の昇降機構Hを示す斜視図である。同図において、積載トレイ10は駆動軸21をトレイ昇降モータ168及びウォームギア25を含む駆動ユニットにより回転駆動することにより昇降する。駆動軸21と従動軸22との間にはタイミングプーリを介してタイミングベルト23がテンションをもって掛けられている。このタイミングベルト23に積載トレイ10を支持する側板24が固定されており、かかる構成によって積載トレイ10を含むユニットが昇降可能に吊り下げられている。なお、トレイ昇降モータ168としては、ブラシレスモータが使用される。ここではブラシレスモータの形式は問わないが、例えばステッピングモータが使用され、積載トレイ10の最大積載量に対応できる能力を備えているものでなければならないことは言うまでもない。
【0032】
積載トレイ10を上下方向に移動させる前記駆動ユニットでは、駆動源としての正逆転可能なトレイ昇降モータ168で発生した動力がウォームギア25を介して駆動軸21に固定されたギア列の最終ギアに伝達されるようになっている。途中ウォームギア25を介しているため、積載トレイ10を一定位置に保持することが可能であり、機構上、積載トレイ10の不意の落下事故等を防止することができる。
【0033】
積載トレイ10の側板24には、遮蔽板24aが一体に形成されており、下方には積載トレイ10の位置を検出する第1ないし第4の位置検知センサ334,335,336,337が配置され、遮蔽板24aによって位置検知センサ334,335,336,337がオン・オフされる。なお、第1ないし第4の位置検知センサ334,335,336,337は、最上位の第1の位置検知センサ334から下に順に配置されている。
【0034】
このシート後処理装置100の最下流部に位置するシフトトレイ排紙部Gは、シフト排紙ローラ2と、図示しない戻しコロと、紙面検知センサ330と、積載トレイ10と、図示しないシフト機構と、シフトトレイ昇降機構Hとにより構成される。
【0035】
図2において、符号13はシフト排紙ローラ6から排出されたシートと接して前記シートの後端をエンドフェンス32に突き当てて揃えるためのスポンジ製の戻しコロを示す。この戻しコロ13は、シフト排紙ローラ6の回転力で回転するようになっている。戻しコロ13の近傍にはトレイ上昇リミットスイッチ333が設けられており、積載トレイ10が上昇して戻しコロ13を押し上げると、前記トレイ上昇リミットスイッチ333がオンしてトレイ昇降モータ168が停止する。これにより積載トレイ10のオーバーランが防止される。また、戻しコロ13の近傍には、積載トレイ10上に排紙されたシートもしくはシート束の紙面位置を検知する紙面位置検知手段としての紙面検知センサ330が設けられている。
【0036】
紙面検知センサ330は、紙面検知レバー30と、紙面検知センサ(スティプル用)330aと紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bとから構成されている。紙面検知レバー30は、レバーの軸部を中心に回動可能に設けられ、積載トレイ10に積載されたシートの後端上面に接触する接触部30aと扇形の遮蔽部30bとを備えている。上方に位置する紙面検知センサ(スティプル用)330aは主にスティプル排紙制御に用いられ、紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bは主にシフト排紙制御に用いられる。
【0037】
本実施形態では、紙面検知センサ(スティプル用)330a及び紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bは、遮蔽部30bによって遮られたときにオンするようになっている。したがって、積載トレイ202が上昇して紙面検知レバー30の接触部30aが上方に回動すると、紙面検知センサ(スティプル用)330aがオフし、さらに回動すると紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bがオンする。シートの積載量が所定の高さに達したことが紙面検知センサ(スティプル用)330aと紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bによって検知されると、積載トレイ10はトレイ昇降モータ168の駆動により所定量下降する。これにより、積載トレイ10の紙面位置は略一定に保たれる。
【0038】
図3は、積載トレイの重さを検知する検知機構を示す斜視図である。本実施形態では、積載トレイ10の重さを検知する手段としてロードセルを使用する。ロードセル172は重さを電気的な信号に変換し、出力するデバイスで、図3に示すように積載トレイ10を支持する支持部材24上、または支持部材24に埋め込まれた状態で配置される。支持部材24に配置することにより、支持部材24が支持する積載トレイ10の重さを検知することができる。ロードセル172は積載トレイ10に埋め込まれるよう配置した場合は、積載された紙の重さのみを検知することも可能となる。
【0039】
図4はシート後処理装置100を中心としたシステムの制御構成を示すブロック図である。シート後処理装置100の制御回路350は、CPU360とI/O370を備え、CPU360は画像形成装置500とコマンドやデータの送受信を行う。積載トレイ10を上昇させる際、CPU360はモータドライバ168aにON信号、CW/CCW信号、パルスを発行する。このパルスの周波数はトレイ昇降モータ168の回転速度を決定する。積載トレイ10が上昇する際にCPU360は位置検出センサ334,335,336,337の値を読み込み、積載トレイ10の位置を認識する。CPU360は認識した位置に応じた速度でトレイ昇降モータ168を駆動させるべく、パルス周波数を変更し、モータドライバ168aに発行する。
【0040】
CPU360は、タイマ部361、記憶部362、A/D変換部363を備えるとともに、DCソレノイドのドライバ、DCモータのモータドライバ、ステッピングモータのモータドライバに制御信号を送信し、また、PWMジェネレータ、I/O370等と相互に送受信を行う。また、A/D変換部363には、前述のロードセル172からの検出出力が増幅回路部171及びノイズ低減回路部170を介して入力される。CPU360は図示しないROM及びRAMを備え、ROMに格納されたプログラムコードをRAMに展開し、当該RAMをワークエリア及びデータバッファとして使用しながら前記プログラムコードで定義された制御を実行する。なお、プログラム自体は、制御回路に搭載されているCPUを含むコンピュータが記録媒体から読み取り、あるいはネットワークからダウンロードしてコンピュータに取り込まれる。
【0041】
図5は実施例1におけるシート積載装置のCPUによる昇降速度制御の制御手順を示すフローチャートである。同図において、CPU360は積載トレイ10を上昇させる際、まずA/D変換部363に入力されたロードセル172の出力値を読み取り、読み取った値から、CPU360は積載トレイ10の重さを認識する(ステップS101)。積載トレイ10の重さは積載トレイ10自体に主さにシート重量が加わった重量であり、ロードセル172の積載トレイ10のみのときの出力値が分かっていれば、シートのみの重量は一義的に分かる。
【0042】
CPU360は積載トレイ10の重さに応じた速度で昇降モータ168を駆動させるべく、モータドライバ168aにON信号、CW/CCW信号、シート積載部の重さに応じた周波数のパルスを発行する(ステップS103)。その際、ステップS102でシート積載部10の重さに応じたパルス周波数を記憶部362に格納されている周波数設定テーブルを参照する。この周波数設定テーブルの一例を図6に示す。
【0043】
図6はロードセル172からの入力値AINと駆動周波数との関係を示す昇降モータ駆動周波数設定テーブルである。このテーブルは予め実験室などで入力値AINと速度を測定して得られたもので、その入力値に対応した速度を得るための駆動周波数との関係として設定したものである。ここでは、入力値AINを0からn(n:正の整数)までの範囲に分け、その範囲別に駆動周波数を割り当てたテーブルとして作成し、このテーブルを記憶部362に格納させている。図6から分かるように、昇降モータ駆動周波数設定テーブルでは、入力値AINの値が大きい方が、シート積載部10は重たいとした場合、駆動源の負荷に対し、適正な回転速度で昇降モータを回転させるために、
f0>f1>f2>・・・>fn−1>fn
という関係に設定している。すなわち、重量が重いほど、ゆっくり回す(上昇速度を遅くする)ことを意味している。
【0044】
ステップS103でモータドライバ168aにON信号、CW/CCW信号、シート積載部の重さに応じた周波数のパルスを発行した後、積載トレイ10の上昇位置を確認し(ステップS104)、所定位置に達した時点で、昇降モータ168を停止する(ステップS105)。
【0045】
なお、図5に示した処理は、装置へ電源が投入され、装置が立ち上がる際にも実行される。これは、初期化処理として電源投入時には積載トレイ10の位置が不明なので、一旦、積載トレイ10を所定位置(ここでは、ホームポジションに対応)に位置させ、その位置を認識した上で制御する必要があるからである。
【0046】
図7はロードセル172によって一定時間毎に負荷を検知する場合の制御手順を示すフローチャートである。CPU360はタイマをクリアした後(ステップS201)、タイマをスタートさせる(ステップS202)。タイマがスタート後、所定時間経過した時点で(ステップS203)、CPU360はA/D変換部363に入力されたロードセル172の出力値を読み取り、積載トレイ10の重さを認識する(ステップS204)。
【0047】
次いで、積載トレイ10が上昇可能な位置にあるか否かを判断し(ステップS205)、上昇可能な場合は、記憶部362の駆動周波数テーブル(図6)を参照し(ステップS206)、積載トレイ10の重さに応じた速度で積載トレイ10を所定位置まで上昇させるべく昇降モータ168に対して駆動パルスを発行する(ステップS207)。そして、所定位置に到達した時点で停止する(ステップS208,S209)。
【0048】
図8はロードセル172によって一点時間毎に負荷検知を行って積載トレイ10の上昇駆動制御を行っている際に、積載トレイ10の過負荷を判断ときの制御手順を示すフローチャートである。このフローチャートでは、図7のフローチャートのステップS204の後段に過負荷状態を判断する判断ステップをステップS204Aとして設け、この判断ステップにおいてステップS204で認識した積載トレイ10の重さに基づいて過負荷状態か否かを判断する。この判断で、過負荷状態であると判断された場合には、所定のエラー処理を行う。過負荷状態にない場合は、図7のステップS205以降の処理を実行し、通常の積載トレイ上昇処理が実行される。なお、図8において、特に説明しない各処理ステップには図7の各処理ステップに付した符号と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0049】
過負荷状態はロードセル172によって検出される負荷状態から、CPU360が予め設定された過負荷状態判断基準値を越えたか否かによって判断する。なお、後述の実施例2では、モータドライバ168aから検出される電流値からCPU360が判断する。
【0050】
図9は積載トレイ10が所定高さ位置よりも高い位置に達したときに減速する制御手順を示すフローチャートである。すなわち、積載トレイ10の高さ位置が所定位置(予め設定された高さ位置)Hmax以上になったとき、当該位置から上昇する場合に、トレイ昇降モータ168の駆動速度を所定値(予め設定された最小値)Vminとする場合の例である。予め設定された高さ位置は、停止位置より低い位置であって、停止位置に減速して精度良く停止させることができる位置に設定されている。したがって、この位置は積載トレイ10の重さ、トレイ昇降モータ168の駆動性能に応じて適宜設定される。
【0051】
同図において、CPU360は積載トレイ10を上昇させる際、A/D変換部363に入力されたロードセルの出力値を読み取る(ステップS301)。読み取った積載トレイ10の重さに応じた速度で昇降モータ168を駆動させるべく、図6に示したテーブルを参照して(ステップS302)昇降モータ168の駆動周波数を設定し、モータドライバ168aにON信号、CW/CCW信号、シート積載部の重さに応じた周波数のパルスを発行する(ステップS303)。
【0052】
次いで、積載トレイ10の高さ位置が予め設定された高さ位置Hmax以上であるか否かを判断し(ステップS304)、予め設定された高さ位置Hmax以上になった場合は、当該位置が停止位置に近く、減速が必要な位置に設定されているので、上昇速度を設定された最小速度Vminに変更すべく、駆動周波数をfnに変更する(ステップS305)。そして、変更した駆動周波数fnでトレイ昇降モータ168を駆動して積載トレイ10を所定位置まで上昇させ(ステップS306)、所定位置まで上昇させた時点でトレイ昇降モータ168を停止させる(ステップS307)。
【0053】
なお、積載トレイ10を停止させる所定位置は、例えば積載トレイ10の上面、もしくは積載トレイ10に積載されたシートのうち最上位のシートの上面を紙面検知センサ330によって検知した位置である。
【0054】
以上のように本実施例によれば、
1)ロードセル172によって検知したシート積載部10の重さに基づいてトレイ昇降モータ168の駆動速度を制御するので、駆動源及び装置の小型化、低コスト化を図ることが可能となる。
2)適切な速度で昇降モータを駆動するので、モータの駆動音によって生じる騒音も最小限に抑えることができる。
3)ロードセル172はシート積載部10の重さを検知するだけなので、検知回路も簡易なもので済み、低コストでトレイ昇降モータ168の制御が可能になる。
4)装置起動時に積載トレイ10を所定の位置に上昇させる際に、ステップS101の負荷検知処理を実行することにより、イニシャル時に積載トレイ10を所定の待機位置に移動させる時間の短縮化が可能になる。
5)ロードセル172によって積載トレイ10の重さを一定時間毎に検知し、積載トレイ10が上昇可能位置にあれば、検知した積載トレイ10の重さに応じた速度で上昇させ、所定位置で停止させるので、通常のシート排出時のトレイ昇降動作時には制御を行わないため、シート排出時のスタック性を維持したまま、イニシャル時やシート積載手段からシートが大量に除去されたとき等に積載トレイを所定の待機位置に移動させる時間の短縮化が可能になる。
6)ロードセル172によって積載トレイ10の重さを一定時間毎に検知したときに、ロードセル172によって過負荷状態を検知した場合は(ステップS204A)、昇降モータ168を停止させ、エラー処理を実行する(ステップS204B)ので、最大負荷以上の駆動及び装置の不具合状態での駆動が禁止され、安全性の向上を図ることができる。
7)積載トレイ10の高さ位置が所定位置Hmax以上になったとき、トレイ昇降モータ168の駆動速度を所定値(最小値)Vminとするので、上昇時に加速したか否かにかかわらず、積載トレイ10の停止位置精度を向上させることができる。
8)トレイ昇降モータ168としてブラシレスモータを使用することにより、装置の高寿命化を図ることができる。
9)また、ブラシレスモータとしてステッピングモータを使用することにより、装置の高寿命化に加えて停止精度の向上を図ることができる。
などの効果を奏する。
【実施例2】
【0055】
図10は実施例2におけるシート後処理装置を中心としてシステムの制御構成を示すブロック図である。本実施例2は、実施例1がシート積載部10の負荷の検知をロードセル172によって行うように構成されていたのに対し、シート積載部10を駆動する昇降モータ168のモータ駆動回路の電流値に基づいてシート積載部10の負荷を検知するようにした例である。
【0056】
本実施例では、制御回路350について、ノイズ低減回路部170及び増幅回路部171に代えて駆動電流検出回路部175、増幅回路部174、ノイズ低減回路部173を設けている。増幅回路部174、ノイズ低減回路部173は実施例1においても増幅回路部171及びノイズ低減回路部170として設けられているので、回路上では、ロードセル172を省略し、駆動電流検出回路部175を追加したものとなっている。その他の構成は実施例1と同等であり、同等に機能するので、ここでは、重複する説明は省略する。
【0057】
昇降モータ168を駆動する駆動電流の検出は、モータドライバ168aから入力される駆動電流の検出信号を電流検出回路部175で電圧値に変換し、電圧値に変換された信号を増幅回路部174及びノイズ低減回路173を介し、A/D変換部363に入力することにより行われる。CPU360は、A/D変換部363から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、シート積載部10の駆動負荷を検知する。
【0058】
図11は実施例2におけるシート積載装置のCPUによる昇降速度制御の制御手順を示すフローチャートである。同図において、積載トレイ10を上昇させる際、CPU360はモータドライバ168aにON信号、CW/CCW信号、パルスを発行する(ステップS401)。積載トレイ10が上昇する際にCPU360はトレイ昇降モータ168を駆動するモータドライバ168aの駆動電流を検出する(ステップS402)。駆動電流の検出は、前述のように検出信号が電流検出回路部175、増幅回路部174、及びノイズ低減回路173を介してA/D変換部363に入力され、入力されたアナログ信号に基づいて行われる。CPU360は認識した駆動負荷に応じた速度で昇降モータ168を駆動させるべく、図12に示したような記憶部362の周波数設定テーブルを参照し(ステップS403)、駆動周波数を変更する(ステップS404)。
【0059】
すなわち、CPU360はシート積載部10を上昇させるが、このときの駆動周波数は積載トレイ10が最大負荷の場合でも駆動可能な周波数fnである。次に、A/D変換部363に入力された昇降モータドライバ168aの駆動電流値を読み取る。読み取った値から、図12の周波数設定テーブルを参照し(ステップS403)、CPU360は積載トレイ10の駆動負荷に応じた速度でトレイ昇降モータ168を駆動させるべく、モータドライバ168aに発行していたパルスを、積載シート10の駆動負荷に応じた周波数のパルスに変更する(ステップS404)。そして、積載トレイ10が所定の位置まで上昇した時点で、トレイ昇降モータを停止させる(ステップS405,S406)。
【0060】
その他、特に説明しない各部は前記実施例1と同等に構成され、実施例1と同等に機能し、動作する。
【0061】
以上のように、本実施例によれば、
1)積載トレイ10の駆動負荷を、積載トレイ10を駆動するトレイ昇降モータ168の駆動回路であるモータドライバ168aの駆動電流から検知するので、装置の低コスト化、検知回路の簡易化が可能になる。
2)ロードセル172が不要なので、その分のコストを削減することができる。
3)実施例1におけるロードセル172を駆動電流検出回路175に置換すると、実施例1の前記1)ないし10)と同等の効果を奏することができる。
などの効果を奏する。
【0062】
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となる。
【産業上の利用可能性】
【0063】
本発明は、搬送されてきたシート部材を積載するシート積載装置、このシート積載装置を備えたシート処理装置及び画像形成装置に限らず、シート状の部材を取り扱う生産治具、ロボット装置、玩具などのように積載したシート状部材を取り扱う機器全般に利用することができる。
【符号の説明】
【0064】
10 積載トレイ
21 駆動軸
22 従動軸
23 タイミングベルト
24 側板
25 ウォームギア
100 シート後処理装置
168 トレイ昇降モータ
168a モータドライバ
172 ロードセル
175 駆動電流検出回路部
350 制御回路
360 CPU
500 画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【0065】
【特許文献1】特開2005−170578号公報

【特許請求の範囲】
【請求項1】
排紙されるシートが積載され、上下動可能なシート積載手段と、
前記シート積載手段を昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、
前記駆動手段の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、
を有するシート積載装置であって、
前記制御手段は、前記駆動手段の駆動速度を前記負荷検知手段によって検知された駆動負荷に応じた速度に設定し、前記シート積載手段を上昇させることを特徴とするシート積載装置。
【請求項2】
請求項1記載のシート積載装置であって、
前記負荷検知手段は、シート積載手段のシート積載部の重さを検知することを特徴とするシート積載装置。
【請求項3】
請求項2記載のシート積載装置であって、
前記負荷検知手段がシート積載部の下部に設けられたロードセルからなることを特徴とするシート積載装置。
【請求項4】
請求項1記載のシート積載装置であって、
前記負荷検知手段は、前記昇降手段を駆動する駆動回路の駆動電流を検知することを特徴とするシート積載装置。
【請求項5】
請求項1ないし4のいずれか1項に記載のシート積載装置であって、
前記負荷検知手段は、装置起動時にシート積載手段を所定の位置に上昇させる際に、前記駆動負荷を検知することを特徴とするシート積載装置。
【請求項6】
請求項1ないし5のいずれか1項に記載のシート積載装置であって、
前記負荷検知手段によって一定時間毎に駆動負荷を検知し、前記シート積載手段が上昇可能な位置にあった場合には、前記制御手段は前記一定時間毎に検知した駆動負荷に基づいて前記速度を制御することを特徴とするシート積載装置。
【請求項7】
請求項1ないし6のいずれか1項に記載のシート積載装置であって、
前記シート積載手段を上昇させているときに、前記駆動手段が過負荷状態であることを検知した場合、前記制御手段は、前記駆動手段の駆動を停止させ、エラーとすることを特徴とするシート積載装置。
【請求項8】
請求項1ないし7のいずれか1項に記載のシート積載装置であって、
前記シート積載手段が上昇時に減速する高さ位置を予め設定しておき、前記制御手段は前記シート積載手段が上昇しているときに前記予め設定された高さ位置に達した場合には、前記制御手段は前記駆動手段の駆動速度を予め設定された速度に減速することを特徴とするシート積載装置。
【請求項9】
請求項1ないし8のいずれか1項に記載のシート積載装置であって、
前記駆動手段はブラシレスモータであることを特徴とするシート積載装置。
【請求項10】
請求項1ないし8のいずれか1項に記載のシート積載装置であって、
前記駆動手段はステッピングモータであることを特徴とするシート積載装置。
【請求項11】
請求項1ないし10のいずれか1項に記載のシート積載装置と、
前記シートに処理の施すシート処理手段と、
を備えていることを特徴とするシート処理装置。
【請求項12】
請求項1ないし10のいずれか1項に記載のシート積載装置と、
前記シートに画像を形成する画像形成手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項13】
請求項11記載のシート処理装置又は請求項12記載の画像形成装置を備えていることを特徴とする画像形成システム。
【請求項14】
排紙されるシートが積載され、上下動可能なシート積載手段と、
前記シート積載手段を昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、
前記駆動手段の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、
を有するシート積載装置の昇降駆動制御方法であって、
前記駆動手段の駆動速度を前記負荷検知手段によって検知された駆動負荷応じた速度に設定し、前記シート積載手段を上昇させることを特徴とする昇降駆動制御方法。
【請求項15】
排紙されるシートが積載され、上下動可能なシート積載手段と、
前記シート積載手段を昇降させる昇降手段と、
前記昇降手段を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、
前記駆動手段の駆動負荷を検知する負荷検知手段と、
を有するシート積載装置における前記シート積載手段の昇降駆動制御をコンピュータによって実行するための昇降駆動制御プログラムであって、
前記駆動手段の駆動速度を前記負荷検知手段によって検知された駆動負荷応じた速度に設定し、前記シート積載手段を上昇させる手順を備えていることを特徴とする昇降駆動制御プログラム。

【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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【公開番号】特開2010−195501(P2010−195501A)
【公開日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−39623(P2009−39623)
【出願日】平成21年2月23日(2009.2.23)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】