(57)【要約】【課題】ジャムマージンを削ることなく、安定してシートを画像形成部に搬送することのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】搬送ローラ１０及びピックアップローラ２の間に、ピックアップローラ２によって給送されたシートにより一部が重なった状態で所定量送り出された後続シートを検知するための第一重送検知センサ２０及び第二重送検知センサ２３を設け、所定の間隔でシートを給送するようにシート給送手段を制御する制御手段は、第一重送検知センサ２０及び第二重送検知センサ２３から送り出された後続シートを検知した検知信号が入力されると、後続シートの給送開始タイミングを遅らせるように制御する。【選択図】図２
2015160693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートが積載される積載手段と、
前記積載手段に積載されたシートを給送する給送手段と、
前記給送手段により給送されたシートを搬送する搬送手段と、
前記給送手段と前記搬送手段の間の搬送路に設けられ、搬送路上の第１の検知位置において２枚以上のシートが存在していることを検知する第１の検知手段と、
前記給送手段と前記搬送手段の間の搬送路に設けられ、前記第１の検知位置よりも給送方向において下流側の第２の検知位置において、２枚以上のシートが存在していることを検知する第２の検知手段と、
前記給送手段により連続してシートを給送する場合に、前記給送手段によりｎ枚目のシートの給送を行った際の前記第１の検知手段及び前記第２の検知手段の検知結果に基づいて、前記給送手段によりｎ＋１枚目のシートの給送を行う際に、前記給送手段によりシートの給送動作を開始するタイミングを変更する制御手段と、を有することを特徴とするシート給送装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記給送手段によりｎ枚目のシートの給送を行った際に、前記第１の検知手段及び前記第２の検知手段が２枚以上のシートを検知していない場合には、ｎ枚目のシートの給送動作を開始してから、時間ｘが経過した後に、ｎ＋１枚目のシートの給送動作を開始させ、前記給送手段によりｎ枚目のシートの給送を行った際に、前記第１の検知手段のみが２枚以上のシートを検知した場合には、ｎ枚目のシートの給送動作を開始してから、前記時間ｘよりも長い時間である時間ｙが経過した後に、ｎ＋１枚目のシートの給送動作を開始させ、前記給送手段によりｎ枚目のシートの給送を行った際に、前記第１の検知手段及び前記第２の検知手段が２枚以上のシートを検知した場合には、ｎ枚目のシートの給送動作を開始してから、前記時間ｙよりも長い時間である時間ｚが経過した後に、ｎ＋１枚目のシートの給送動作を開始させることを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
【請求項３】
前記第１の検知手段及び前記第２の検知手段の少なくとも一方は、シートが移動していることを検知することができる移動検知手段であることを特徴とする請求項１又は２記載のシート給送装置。
【請求項４】
前記移動検知手段は、前記給送手段がシートを給送する際にシートと当接する面側とは反対側に設けられ、シートと接触して回転する回転体と、前記回転体の回転量を検知する回転量検知部とを有することを特徴とする請求項３記載のシート給送装置。
【請求項５】
前記移動検知手段は、前記給送手段がシートを給送する際にシートと当接する面側とは反対側に設けられ、光を照射する投光手段と、前記投光手段がシートに照射した光を検出する受光手段と、を有することを特徴とする請求項３記載のシート給送装置。
【請求項６】
前記時間ｙ及び前記時間ｚは、ｎ枚目のシートとｎ＋１枚目のシートとの間隔が所定の間隔となるような時間に設定されていることを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載のシート給送装置。
【請求項７】
前記時間ｙは、前記給送手段と前記第１の検知位置との間の距離とシートの搬送速度に基づいて設定されており、前記時間ｚは、前記給送手段と前記第２の検知位置との間の距離とシートの搬送速度に基づいて設定されていることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載のシート給送装置。
【請求項８】
シートに画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部にシートを給送する請求項１乃至７の何れか１項に記載のシート給送装置と、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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート給送装置及び画像形成装置に関し、特にシートを画像形成部に搬送する際のシート搬送速度制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の複写機、プリンタ等の画像形成装置はシートを給送するシート給送装置を備えており、シート給送装置により給送されたシートを画像形成部に搬送し、画像形成部においてトナー画像をシート上に形成するようにしている。ところで、近年、画像形成装置の品質及び性能に対する市場の要求が高まっている。このような要求としては、一定時間内に出力できるシート枚数である画像形成速度の向上だけではなく、消費電力の削減や静音化、長寿命化といった、画像形成速度向上とは相反する項目がある。これを実現するためには、画像形成中のシートと後続シートの距離（以下、紙間距離という）を短くする必要がある。
【０００３】
なお、このように紙間距離を短くするようにすれば、同じ画像形成速度を達成するために必要となるシート搬送速度を遅くすることができる。これにより、モータ類の駆動速度を遅くすることができるようになり、消費電力や稼働音の低減を図ることができる。さらに、紙間距離を削減した分だけ、駆動系の総回転数を低減できるため、画像形成部を構成する要素の摩耗進行を抑制でき、製品の長寿命化を図ることができる。
【０００４】
これを実現するため、従来のシート給送装置においては、シート給送部から画像形成部手前までのシート搬送速度を画像形成部での搬送速度よりも速く設定し、画像形成部に達するまでに減速するという速度制御を採用したものがある（特許文献１参照）。そして、このような増速搬送制御によれば、シートを給送する際、十分な紙間距離を確保することができると共に、画像形成時における紙間距離を短くすることができる。
【０００５】
ここで、従来のシート給送装置において、シート搬送のタイミングを乱す要因が多く存在する。このような要因としては、例えば、給紙カセットへのシートのセット状態や、シートによる摩擦抵抗の差、シート分離中の搬送ローラのスリップがある。また、後続シートが先行シートによって一部が重なった状態で送り出される現象（以下、連れ送りという）、駆動系の動作開始ばらつき等がある。そして、このようにシート搬送のタイミングが乱れると、後続シートが先行シートに近づき過ぎたり、遅れ過ぎたりする場合があり、この場合、所定のタイミングで画像形成部にシートが搬送できなくなり、ジャムが発生する。
【０００６】
これを防ぐため、シートが所定のタイミングよりも遅れて給送される方向及びシートが所定のタイミングよりも早く給送される方向の許容限界が、想定される搬送タイミングのばらつき範囲を十分にカバーできるようにシート搬送速度を制御するようにする。なお、以下、シートが所定のタイミングよりも遅れて給送される方向の許容限界を遅延ジャムマージンという。また、シートが所定のタイミングよりも早く給送される方向の許容限界を早着ジャムマージンという。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１７８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、近年、画像形成装置においては小型化及び低コスト化が進んでおり、このように小型化及び低コスト化が進むと、次の２つの理由により、増速搬送制御だけでは遅延ジャムマージンや早着ジャムマージンを十分に確保できない。一つ目の理由は、画像形成装置の小型化によって、シート給送部から画像形成部までの搬送距離が短くなることである。増速搬送制御を行うためには、後続シートを先行シートに追い付かせる必要があり、このためにはシート給送部から画像形成部までの間に、ある程度の搬送距離を確保する必要があるが、小型化が進むと、十分な搬送距離を確保することができない。
【０００９】
二つ目の理由は、小型化と低コスト化を実現するため、多くの搬送ローラを同一の駆動源で駆動することである。増速搬送制御では、先行シートと後続シートに搬送速度差を設けるため、先行シートを搬送するローラと後続シートを搬送するローラの駆動源が異なる状態の時しか、速度差をつけることができない。このため、多くの搬送ローラが同一の駆動源で駆動されるようになると、シート給送部から画像形成部までの区間において、増速搬送可能なエリアが極めて限定されるようになり、後続シートを先行シートに追い付かせることができない。
【００１０】
このように、画像形成装置において小型化及び低コスト化が進んだ場合、遅延ジャムマージンや早着ジャムマージンを十分に確保できない。このため、安定してシートを画像形成部に搬送するためには、ジャムマージンを削らなければならない。
【００１１】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、ジャムマージンを削ることなく、安定してシートを給送することのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、シート給送装置において、シートが積載される積載手段と、前記積載手段に積載されたシートを給送する給送手段と、前記給送手段により給送されたシートを搬送する搬送手段と、前記給送手段と前記搬送手段の間の搬送路に設けられ、搬送路上の第１の検知位置において２枚以上のシートが存在していることを検知する第１の検知手段と、前記給送手段と前記搬送手段の間の搬送路に設けられ、前記第１の検知位置よりも給送方向において下流側の第２の検知位置において、２枚以上のシートが存在していることを検知する第２の検知手段と、前記給送手段により連続してシートを給送する場合に、前記給送手段によりｎ枚目のシートの給送を行った際の前記第１の検知手段及び前記第２の検知手段の検知結果に基づいて、前記給送手段によりｎ＋１枚目のシートの給送を行う際に、前記給送手段によりシートの給送動作を開始するタイミングを変更する制御手段と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のように、検知手段から連れ送りされた後続シートを検知した検知信号が入力されると、次のシートの給送開始タイミングを遅らせるように制御することにより、ジャムマージンを削ることなく、安定してシートを給送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるレーザプリンタの構成を示す図。
【図２】上記レーザプリンタの要部拡大図。
【図３】上記レーザプリンタの制御ブロック図。
【図４】上記レーザプリンタに設けられた第一重送検知センサの出力波形を示す図。
【図５】上記レーザプリンタに設けられたシート給送装置により給送されたシートの状態を示す図。
【図６】上記レーザプリンタに設けられた第一重送検知センサ及び第二重送検知センサの出力波形を示す図。
【図７】上記レーザプリンタのシート給送、搬送制御を説明する第１のタイミングチャート。
【図８】上記シート給送、搬送制御を説明する第２のタイミングチャート。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の要部拡大図。
【図１０】上記シート給送装置のシート給送、搬送制御を説明するタイミングチャート。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の要部拡大図。
【図１２】上記シート給送装置に設けられた第一重送検知センサ及び第二重送検知センサの出力波形を示す図。
【図１３】上記シート給送装置のシート給送・搬送制御を説明するタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるレーザプリンタの構成を示す図である。１００はレーザプリンタ、１０１はレーザプリンタ本体（以下、プリンタ本体という）、１０２はシートに画像を形成する画像形成部である。１はプリンタ本体１０１の下部に設けられ、シートＳを給送するシート給送装置である。また、２００は、画像形成動作、シート給送動作及びシート搬送動作を制御する制御手段である制御部である。
【００１６】
画像形成部１０２は、スキャナーユニット５４と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナー画像を形成する４個のプロセスカートリッジ５０（５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｂｋ）を備えている。また、画像形成部１０２は、プロセスカートリッジ５０の上方に配された中間転写ユニット５１を備えている。ここで、各プロセスカートリッジ５０は、感光体ドラム５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｃ、５２Ｂｋ）を備えている。中間転写ユニット５１は、駆動ローラ１４ａ、テンションローラ１４ｂ、従動ローラ１４ｃに巻き掛けられた中間転写ベルト１４を備えている。また、中間転写ユニット５１は、中間転写ベルト１４の内側に設けられ、感光体ドラム５２に対向した位置で中間転写ベルト１４に当接する１次転写ローラ５３（５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｂｋ）を備えている。
【００１７】
中間転写ベルト１４は、フィルム状部材で構成されると共に各感光体ドラム５２に接するように配置され、不図示の駆動部により駆動される駆動ローラ１４ａにより矢印Ａ方向に回転する。そして、この中間転写ベルト１４に１次転写ローラ５３によって正極性の転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム上の負極性を持つ各色トナー像が順次中間転写ベルト１４に多重転写される。これにより、中間転写ベルト上にはフルカラー画像が形成される。なお、中間転写ユニット５１の駆動ローラ１４ａと対向する位置には、中間転写ベルト上に形成されたフルカラー画像をシートＳに転写する２次転写部Ｔ２を構成する２次転写ローラ１３が設けられている。さらに、この２次転写ローラ１３の上部に定着部５５が配置されている。
【００１８】
次に、このように構成されたレーザプリンタ１００の画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まず不図示のパソコン等からの画像情報に基づきスキャナーユニット５４は不図示のレーザ光を照射し、表面が所定の極性・電位に一様に帯電されている感光体ドラム５２の表面を順次露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成する。この後、この静電潜像をトナーにより現像して可視化し、可視化したトナー像を１次転写ローラ５３に印加した１次転写バイアスにより中間転写ベルト１４に重ね合わせて転写する。これにより、中間転写ベルト１４上にフルカラートナー画像が形成される。
【００１９】
また、このトナー画像形成動作に並行してシート給送装置１により給紙カセット５に収容されたシートＳが送り出され、このシートＳは、搬送ローラ１０に搬送される。なお、この搬送ローラ１０には、シートＳの斜行を補正するためのレジストシャッタ１１が設けられている。そして、このレジストシャッタ１１により斜行が補正された後、シートＳは２次転写部Ｔ２に搬送されて、２次転写部Ｔ２にて、２次転写ローラ１３に印加した２次転写バイアスにより、フルカラートナー像がシートＳ上に一括して転写される。次に、フルカラートナー像が転写されたシートＳは、定着部５５に搬送され、この定着部５５において熱及び圧力を受けて各色のトナーが溶融混色し、シートＳにフルカラーの画像として定着される。この後、画像が定着されたシートＳは、定着部５５の下流に設けられた排出ローラ対５６によって排紙トレイ５７に排紙される。
【００２０】
ところで、シート給送装置１は、図２に示すように、シートが積載される積載手段である給紙カセット５に積載収納されたシートＳを送り出すための給送手段であるピックアップローラ２を備えている。なお、図２において、６は給紙カセット５に設けられたリフタ板であり、このリフタ板６は図３に示す紙面検知センサ４０からの信号に基づく昇降モータＭ２の駆動により、シート束ＳＡの上面が所定の高さを維持するように制御される。
【００２１】
また、３は分離搬送ローラ、４は分離搬送ローラ３と圧接して分離搬送ローラ３と共に分離部１ａを構成する分離ローラであり、この分離ローラ４は、不図示のトルクリミッタを介して回転してシートＳの分離を行う。ピックアップローラ２は、シート束ＳＡの上面に対して接離可能に設けられており、ピックアップしたシートＳが分離搬送ローラ３へ引き継がれると、シート束上面から離間する。
【００２２】
ここで、本実施の形態において、ピックアップローラ２と、分離搬送ローラ３、搬送手段である搬送ローラ１０は、図３に示す共通の駆動源である駆動モータＭ１によって回転駆動される。なお、ピックアップローラ２と分離搬送ローラ３は、駆動モータＭ１と不図示のクラッチ及び駆動列を介して連結され、搬送ローラ１０は駆動モータＭ１と不図示の駆動列を介して連結されている。
【００２３】
また、図２に示すように、分離搬送ローラ３と搬送ローラ１０の間には、先行シートにより所定量送り出された後続シートを検知する検知手段である第一重送検知センサ２０と、第二重送検知センサ２３が設けられている。第１の検知手段である第一重送検知センサ２０は、ピックアップローラ２と搬送ローラ１０との間のシート搬送路１５に設けられ、シート搬送路上の第１の検知位置において２枚以上のシートが存在していることを検知するためのものである。また、第２の検知手段である第二重送検知センサ２３は、シート搬送路１５に設けられ、第一重送検知センサ２０の第１の検知位置よりもシート搬送方向下流側の第２の検知位置において、２枚以上のシートが存在していることを検知するためのものである。なお、以下の説明において、先行シートの給送動作が行われている最中に後続シートが先行シートとの摩擦力によって一部が重なった状態で給送方向下流へ送り出されることを「連れ送り」と定義する。
【００２４】
また、先行シートに連れ送りされた後続シートが先行シートと共に動いているか否かは問わず、シート搬送路１５の途中で先行シートと後続シートが重なって存在する状態を「重送」または「重送状態」と定義する。また、後続シートの先端が搬送ローラ１０に達して、先行シートと共に重送状態のまま下流へと搬送され続ける現象を「不可避重送」と定義し、それぞれ分けて表現する。
【００２５】
第一重送検知センサ２０は、周方向に複数のスリットを有し、その外周が、搬送されるシートＳの分離ローラ側の面に軽圧で接触して回転するエンコーダ（回転体）としての従動コロ２１を有している。また、第一重送検知センサ２０は、従動コロ２１の複数のスリットに対向する位置に配置され、従動コロ２１の回転量を検知するためのフォトセンサ（回転量検知部）２２を有している。そして、この第一重送検知センサ２０は、シートが移動し、シートと共に従動コロ２１が回転すると、複数のスリットがフォトセンサ２２の光軸を次々と通過するため、図４の（ａ）に示す連続的な矩形波（パルス信号）を出力する。このように、第一重送検知センサ２０は、ピックアップローラ２により給送されるシートの移動量を検知する移動量検知手段を構成する。
【００２６】
一方、図５の（ａ）に示すように、搬送中の先行シートＳ１に連れ送りされた後続シートＳ２が、回転部材である従動コロ２１を通過後に停止する場合がある。この場合には、従動コロ２１の回転も停止するため、回転検知手段であるフォトセンサ２２の出力波形は図５の（ｂ）に示すように、先行シートの搬送中に変化しなくなる。
【００２７】
また、搬送中の先行シートに連れ送りされた後続シートが、少しずつ移動、停止を繰り返しながら進む場合がある。この場合には、通常搬送中とは異なり、図４の（ｃ）に示すように、周期の長い矩形波が出力されたり、矩形波の周期性が大きく乱れたりする。これらの出力の違いから制御部２００は、後続シートが第一重送検知センサ２０の位置まで連れ送りされているかどうかを判別する。本実施の形態では、図４に示す出力モニター範囲において、出力される矩形波の数をカウントし、その結果に応じて重送シートの有無を判定している。
【００２８】
一方、第二重送検知センサ２３は、シート搬送路１５を挟んで対向配置された発光素子２４と受光素子２５とを有する。なお、投光手段である発光素子２４はピックアップローラ２がシートを給送する際にシートと当接する面側とは反対側に設けられ、受光手段である受光素子２５は、シート搬送路１５を挟んで対向配置されている。シート搬送中に、シートを透過して受光素子２５に届く光量を計測することにより、両素子２４，２５の間に存在するシートの枚数を識別する。後続シートの連れ送りが無い通常搬送時の出力波形は、図６の（ａ）に示すようになる。また、図５の（ｂ）に示すように、連れ送りされた後続シートＳ２が、先行シートＳ１の搬送中に第二重送検知センサ２３に到達した場合の出力波形は、図６の（ｂ）に示すようになる。また、先行シートＳ１と後続シートＳ２が全くずれることなく重なって搬送される場合の出力波形は、図６の（ｃ）に示すようになる。なお、本実施の形態において、第二重送検知センサ２３は、搬送されるシートの種類を識別するセンサとしての機能も有する。
【００２９】
ところで、図２に示すように、搬送ローラ１０の下流近傍には、２次転写部Ｔ２へシートを所定のタイミング、具体的には中間転写ベルト上のトナー画像の先端と一致するタイミングで送り込むためのシート検知センサ１２が配置される。そして、制御部２００は、シート検知センサ１２のシート検知タイミングに基づいてシートを所定のタイミングで、かつ中間転写ベルト１４の回転速度と同じ速度（以下、プロセス速度と言う）で２次転写部Ｔ２に供給できるよう駆動モータＭ１を制御する。
【００３０】
この時、２次転写部Ｔ２に所定のタイミングで、かつプロセス速度でシートを供給するためには、シート検知センサ１２にシートが到達するタイミングのばらつきを、搬送ローラ１０の速度制御によって吸収が可能となる範囲に抑える必要がある。ここで、到達タイミングが早くなる要因としては、先行シートの給送動作の際に後続シートが連れ送りされ、後続シートの給送開始時点での後続シートの先端が、給紙カセット５に収容されるシート束の先端位置よりも給送方向下流に位置する場合がある。また、シートがシート搬送路１５を最短コースで通過する場合等が挙げられる。
【００３１】
以降、許容され得る早期到着側の限界を、「早着限界」と定義する。そして、後続シートが、早着限界タイミングよりも早くシート検知センサ１２へ到着した場合、シートが２次転写部Ｔ２に達するまでに、シート搬送速度をプロセス速度まで減速させることができなくなる。また、減速が間に合わない場合、後続シートが先行シートと重なり、シート検知センサ１２において、先行シートとの紙間を認識できなくなる。この場合、早着ジャムや滞留ジャムとしてレーザプリンタ１００の動作を停止させる。
【００３２】
一方、シート検知センサ１２への到着タイミングが遅れる要因としては、分離ローラ４によるシート分離摩擦やシート搬送路１５から受ける搬送抵抗に起因する分離搬送ローラ３の搬送効率低下、ローラ類の耐久摩耗に伴う搬送速度の低下がある。また、給紙カセット５内でのシートセット位置のずれ、シートがシート搬送路１５を最も遠回りとなるコースで通過する場合等が挙げられる。以降、許容され得る到着遅延側の限界を、「遅延限界」と定義する。そして、シートが遅延限界タイミングよりも遅くシート検知センサ１２へ到着した場合は、シートを所定のタイミングで２次転写部Ｔ２へ搬送することができなくなる。この場合は、遅延ジャムとしてレーザプリンタの動作を停止する。
【００３３】
ここで、本実施の形態においては、シートが、早着限界タイミングよりも早く、もしくは遅延限界タイミングよりも遅くシート検知センサ１２へ到着した場合でも、２次転写部Ｔ２に対して所定のタイミングでシートを供給することができるようにしている。次に、このようなレーザプリンタ１００におけるシート給送、搬送制御について、図７及び図８に示すタイミングチャートを用いて説明する。
【００３４】
なお、図７及び図８において、横軸が時間、縦軸がシートの搬送位置となっており、給紙されたシートがどのように搬送されていくのかが、シートの先端位置と後端位置の動きでプロットされている。グラフの傾きが、その時点でのシートの搬送速度を表しており、傾きが水平となっている部分は、シートの移動が停止していることを意味する。また、本実施の形態においては、既述した増速搬送制御が採用されており、シートが２次転写ローラ１３（２次転写部Ｔ２）を通過する際のシート搬送速度を第一速度と、それよりも速い第二速度を切り替えて搬送する構成となっている。
【００３５】
まず、図７に示す３枚のシートの動きのうち、１枚目と２枚目の動きについて説明する（図８の１枚目と２枚目も同じ）。これらは、連続したシートの給送動作中に、給紙カセット５から所定の間隔Ｔで給送されるシートの動きを示している。本実施の形態では、既述したように、分離搬送ローラ３から搬送ローラ１０までが同一の駆動モータＭ１で駆動されるため、先行するシートの後端が搬送ローラ１０を抜けるまでは、後続のシートも第一速度で搬送する必要がある。
【００３６】
そこで、制御部２００は、まず第二重送検知センサ２３が先行シートを検知し、検知信号を出力すると、第二速度に増速し、シート検知センサ１２が先行シートを検知すると、第一速度に減速する。そして、シート検知センサ１２から入力された検知信号に基づいて第一速度に減速して搬送している先行シートの後端がシート検知センサ１２を抜けたことを図中Ａで検知すると、これをトリガとして後続シートの搬送速度を第二速度に増速する。やがて、後続シートの先端がシート検知センサ１２に到達すると、制御部２００は、その到達タイミングに応じて、後続シートの搬送速度を第一速度に戻すタイミングを決定する。これにより、後続シートは、２次転写部Ｔ２にプロセス速度で、かつ所定のタイミングが搬送されるように調整される。ここで、既述した早着限界と遅延限界は、シート給送開始時点におけるシート先端の許容位置として、それぞれ図中の３０ａと３０ｂの位置に示している。
【００３７】
通常のタイミングでシート給送動作が開始される場合の早着限界３０ａと遅延限界３０ｂを、それぞれ第一早着限界、第一遅延限界と定義する。なお、制御部２００は、シートが早着限界又は遅延限界にあるかを、シートの給送が開始されてから第一重送検知センサ２０よりも上流に配置された、既述した図３に示す先端センサ４１がシートを検知するまでの時間により判断する。そして、給送を行うシートの先端が、第一早着限界に位置していると判断した場合と、第一遅延限界に位置していると判断した場合における搬送制御は、図７及び図８の２枚目のシートの動作チャートに点線で示す通りである。ここまでで説明した制御は、一般的に用いられている制御である。
【００３８】
ところで、例えば、後続シートが先行シートによって連れ送りされ、シート給送開始時点において第一早着限界を超えている場合がある。この場合、後続シートが先行シートと重なった状態のまま２次転写部Ｔ２に搬送されるため、従来の制御ではジャム停止せざるを得ない。
【００３９】
そこで、本実施の形態においては、後続シートの給送を開始する時点で、後続シートの先端が、第一重送検知センサ２０又は第二重送検知センサ２３に到達しているかを判断する。そして、後続シートの先端が第一重送検知センサ２０又は第二重送検知センサ２３に到達していると判断した場合にはシート給送開始を遅らせるよう制御する。例えば、後続シートの先端が第一重送検知センサ２０に達している場合には第一ディレイ時間ｔ１だけシート給送開始を遅らせ、第二重送検知センサ２３に達している場合には第二ディレイ時間ｔ２だけシート給送開始を遅らせる。そして、このように後続シートの先端位置に応じて設定したディレイ時間ｔ１、ｔ２だけシート給送開始を遅らせることにより、第一早着限界を超えているような場合でも、ジャム停止させることなく安定的なシートの搬送制御を行うことができる。
【００４０】
即ち、制御部２００は、連続してシートを給送する場合、先行シート（ｎ枚目のシート）の給送を行った際の、第一及び第二重送検知センサ２０，２３の検知結果に基づき、後続シート（ｎ＋１枚目のシート）の給送動作を開始するタイミングを変更する。具体的には、制御部２００は、先行シートの給送を行った際に、第一及び第二重送検知センサ２０，２３が２枚以上のシートを検知していない場合には、先行シートの給送動作を開始してから、時間ｘが経過した後に、後続シートの給送動作を開始する。
【００４１】
また、制御部２００は、先行シートの給送を行った際に、第一重送検知センサ２０のみが２枚以上のシートを検知した場合には、先行シートの給送動作を開始してから、第一ディレイ時間ｔ１が経過した後に、後続シートの給送動作を開始する。即ち、時間ｘよりも長い時間である時間ｙが経過した後に、後続シートの給送動作を開始する。さらに、制御部２００は、先行シートの給送を行った際に、第一及び第二重送検知センサ２０，２３が２枚以上のシートを検知した場合には、先行シートの給送動作を開始してから第二ディレイ時間ｔ２が経過した後に、後続シートの給送動作を開始する。即ち、時間ｙよりも長い時間である時間ｚが経過した後に、後続シートの給送動作を開始する。
【００４２】
次に、このような本実施の形態に係る第一及び第二重送検知センサ２０，２３の検知結果に基づいたシートの搬送制御について説明する。なお、以下の説明において、シート給送開始タイミングを第一ディレイ時間ｔ１だけ遅延させた場合の早着限界と遅延限界を、それぞれ第二早着限界、第二遅延限界と定義する。第二早着限界と第二遅延限界は、第一早着限界と第一遅延限界に対して、ｔ１×搬送速度分だけ搬送下流へシフトしたものであり、それぞれ図２及び図７において、３１ａ，３１ｂの位置に示される。
【００４３】
同様に、シート給送開始タイミングを第二ディレイ時間ｔ２だけ遅延させた場合の早着限界と遅延限界を、それぞれ第三早着限界、第三遅延限界と定義し、それぞれ図２及び図８において、３２ａ,３２ｂの位置に示される。なお、第三早着限界３２ａは、制御タイミング上は搬送ローラ１０よりも搬送下流側に配置できるものの、事実上は、後続シートの先端が搬送ローラ１０のニップに進入する直前が限界位置となるため、搬送ローラ１０のニップ位置として表現する。
【００４４】
第一重送検知センサ２０は、既述した図２に示すように、第一早着限界３０ａのシート搬送方向上流側、かつ第二遅延限界３１ｂのシート搬送方向下流側に配置される。また、第二重送検知センサ２３は、第二早着限界３１ａのシート搬送方向上流側、かつ第三遅延限界３２ｂのシート搬送方向下流側に配置される。
【００４５】
制御部２００は、後続シートの給送を開始する時点で、第一重送検知センサ２０及び第二重送検知センサ２３の出力に応じて後続シートの先端の位置を判断する。例えば、第一重送検知センサ２０が「重送状態」（フォトセンサの出力波形に変化なし）、第二重送検知センサ２３が「非重送状態」（受光素子が検出する透過光量が１枚分）の場合がある。なお、これは図５の（ａ）に示す状態であり、図７の２枚目が先行シートＳ１、３枚目が後続シートＳ２に相当する。
【００４６】
この場合は、制御部２００は、後続シートＳ２の先端が第一重送検知センサ２０と第二重送検知センサ２３の間の位置まで連れ送りされていると判断する。そして、制御部２００は、後続シートＳ２のシート給送開始タイミングを、図７に示すように、通常のシート給送間隔Ｔに対して、所定の第一ディレイ時間ｔ１だけ遅らせる。
【００４７】
このように、第一重送検知センサ２０及び第二重送検知センサ２３の出力が上記組合せとなる場合はシート給送開始タイミングを第一ディレイ時間ｔ１遅延させることにより、後続シートＳ２を、ジャム停止させることなく搬送することができる。なお、後続シートの先端が、第二早着限界３１ａに位置している場合と、第二遅延限界３１ｂに位置している場合における搬送制御は、図７の３枚目のシートの動作チャートに点線で示す通りである。
【００４８】
また、後続シートＳ２の給送を開始する時点で、第一重送検知センサ２０と第二重送検知センサ２３が共に「重送状態」の場合がある。なお、これは図５の（ｂ）に示す状態であり、図８の２枚目が先行シートＳ１、３枚目が後続シートＳ２に相当する。この場合、制御部２００は、後続シートの先端は第二重送検知センサ２３と搬送ローラ１０の間まで連れ送りされていると判断する。そして、制御部２００は、後続シートのシート給送開始タイミングを、通常のシート給送間隔Ｔに対して、図８に示すように所定の第二ディレイ時間ｔ２だけ遅らせる。つまり、本実施の形態においては、シート搬送方向下流側の第二重送検知センサ２３から信号が入力された場合は、シート搬送方向上流側の第一重送検知センサ２０から信号が入力された場合に比べて次のシートの給送開始タイミングを遅らせるようにしている。
【００４９】
このように、第一重送検知センサ２０及び第二重送検知センサ２３の出力が上記組合せとなる場合、シート給送開始タイミングを第二ディレイ時間ｔ２だけ遅らせることにより、後続シートＳ２を、ジャム停止させることなく搬送することができる。なお、後続シートの先端が、第三早着限界３２ａに位置している場合と、第三遅延限界３２ｂに位置している場合における搬送制御は、図８の３枚目のシートの動作チャートに点線で示す通りである。
【００５０】
また、後続シートＳ２の先端が、先行シートによる連れ送りによって搬送ローラ１０（第三早着限界３２ａ）にまで到達した場合には、後続シートは先行シートと共に重送状態のまま２次転写ローラ１３へ向けて搬送される（不可避重送）。この時、重送をシートの厚み情報で判別する第二重送検知センサ２３は「重送状態」（透過光量がシート２枚分まで低下した状態）となるのに対し、重送を紙面の移動情報で判別する第一重送検知センサ２０は「非重送状態」（連続した矩形波）となる。
【００５１】
この出力波形の組合せは、先行シートに連れ送りされた後続シートの先端が、第二重送検知センサ２３を通過してから停止するまでの出力波形と同じである。しかし、後続シートの先端が第二重送検知センサ２３を通過してから搬送ローラ１０に到達するまでの移動距離で、第一重送検知センサ２０が出力する矩形波の数は、理論上ほぼ一定である。このため、後続シートの先端が第二重送検知センサ２３に到達した以降に出力される第一重送検知センサ２０の矩形波の数をカウントすることにより、後続シートが搬送ローラ１０に達したか否かを識別することができる。本実施の形態では、このカウント結果が所定数を超えた場合、制御部２００は「不可避重送が発生した」と判断し、「重送エラー」としてレーザプリンタの動作を即座に停止する。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態においては、第一重送検知センサ２０及び第二重送検知センサ２３から連れ送りされた後続シートを検知した検知信号が入力されると、後続シートの給送開始タイミングを遅らせるように制御している。言い換えれば、ｎ枚目のシートの給送を行った際の第一重送検知センサ２０及び第二重送検知センサ２３の検知結果に基づき、ｎ＋１枚目のシートの給送を開始するタイミングを変更するように制御している。これにより、ジャムマージンを削ることなく、安定してシートを画像形成部１０２に搬送することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態においては、第一重送検知センサ２０として、シート面の移動状態を検出することで重送の有無を判定する方式の検知手段を採用している。つまり、第一重送検知センサ２０と第二重送検知センサ２３の一方をシートの移動を検知する移動検知手段としている。しかし、第一重送検知センサ２０として、第二重送検知センサ２３と同様のシートの厚み情報で重送を判定する方式の検知手段を用いても良い。そして、このような方式の検知手段を用いた場合には、後続シートがどのタイミングで連れ送りされてきても正しく重送の発生を検知することができる。
【００５４】
また、本実施の形態のレーザプリンタでは、分離ローラ４に対して、重送シートを給紙カセット５に押し戻す方向の回転駆動は行わない構成を採用している。この構成では、分離ローラ４を通過して連れ送りされた後続シートが、その後、シート搬送方向上流側に戻されることはない。このため、既述した第一重送検知センサ２０の構成（スリットが設けられた従動コロ２１とフォトセンサ２２の組合せ）で、シートの重送を判定することができた。
【００５５】
しかし、分離ローラ４の代わりにシートを給紙カセット５に戻す方向に回転可能なリタードローラを用いた場合、後続シートが戻されている最中も連続的な矩形波が出力されるため、後続シートの連れ送り状態を判別することが難しい。そこで、リタードローラを用いる場合は、シートの移動、停止に加え、移動方向も検出可能なセンサを採用することで、正しい重送判定を行うことができる。
【００５６】
一例としては、従動コロが回転する際に、センサ出力が２値ではなく３値以上に変化するセンサを用いる方法がある。センサ出力が、Ｌｏｗ、Ｍｉｄ、Ｈｉの３値に変化する構成であれば、従動コロが正回転する場合はＬｏｗ、Ｍｉｄ、Ｈｉの順、逆回転する場合はＬｏｗ、Ｈｉ、Ｍｉｄの順に出力されるように設計することで、後続シートの状態を正しく識別できる。なお、シートの移動状態を検出可能な検出手段としては、既述した構成以外にも、レーザードップラー式のセンサや、シートの表面状態を画像認識可能な受光素子などを使用する方法が一般的に知られており、どれを採用しても、本発明の効果を得ることができる。
【００５７】
ところで、本実施の形態では、二つの重送検知センサを用いた搬送制御について説明したが、本発明はこれに限らず、一つの重送検知センサを用いても搬送制御を行うことができる。次に、このように一つの重送検知センサを用いて搬送制御を行うようにした本発明の第２に実施の形態について説明する。
【００５８】
図９は、本実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の要部拡大図である。なお、図９において、既述した図２と同一符号は、同一又は相当部分を示している。図９において、７は円周の一部が切り欠かれた半月状のゴム部７ａと、その両側に配置された補助コロ７ｂとから構成される給紙ローラ、８は給紙ローラ７に加圧当接する分離パッドである。１６は給紙ローラ７から、シートにトナー像を転写する２次転写ローラ１３に至るシート搬送路１５に設けられた引き抜きローラである。なお、給紙ローラ７、引き抜きローラ１６、搬送ローラ１０は、同一の駆動モータＭ１により駆動される。また、給紙ローラ７は、図示しないソレノイドと欠歯ギアによって、１回転周期で駆動される構成となっており、１回転する間に、給紙カセット５のシートＳをピックアップし、引き抜きローラ１６まで給送する。
【００５９】
給紙ローラ７と引き抜きローラ１６の間には、シートの重送を検知する重送検知センサ２６が配置されている。この重送検知センサ２６は、シートを軽圧で挟み込む一対のクランプ部材及びクランプ部材の両側に設けられた一対の平板電極とから成る電気容量検知手段と、平板電極間の電気容量の変化を計測するための不図示の電気容量計測回路とから構成される。このような重送検知センサ２６にシートＳが進入すると、一対の平板電極間の距離が変化し、これに伴い電気容量計測回路が計測する電気容量の値が変化する。そして、制御部２００は、その変化量に応じて重送検知センサ２６の位置に何枚のシートが存在するかを検出する。
【００６０】
次に、本実施の形態に係るシート給送、搬送制御を図１０に示す搬送制御のタイミングチャートを用いて説明する。なお、通常のシート給送間隔でシート給送動作を行う時の早着限界と遅延限界を、既述した第１の実施の形態と同様、第一早着限界及び第一遅延限界とすると共に、図９において、３０ａ，３０ｂの位置に示す。また、給紙ローラ７、引き抜きローラ１６及び搬送ローラ１０は、２次転写部Ｔ２をシートが通過する際の速度と略同等の搬送速度で駆動される。
【００６１】
ここで、第一早着限界３０ａから第一遅延限界３０ｂまでのシート搬送タイミングのばらつきは、シートがシート検知センサ１２に到達するタイミングに応じ、シートが２次転写部Ｔ２に進入する前に、一時停止させてタイミング調整することにより吸収する。これは、図１０の２枚目シートの動作チャートに示す点線で示す通りであり、この停止時間の制御は、従来一般的に行われている、搬送タイミングばらつきの吸収手法である。
【００６２】
ところで、例えば後続シートが先行シートによって連れ送りされ、シート給送開始時点において第一早着限界３０ａを超えているような場合がある。この場合、後続シートが先行シートと重なった状態のまま２次転写部Ｔ２に搬送されるため、従来の制御ではジャム停止せざるを得ない。
【００６３】
そこで、本実施の形態においては、後続シートの給送を開始する時点で、後続シートの先端が重送検知センサ２６を通過していた場合、シート給送開始を所定のディレイ時間ｔ１だけ遅延させる制御を行うようにしている。そして、このようにシート給送開始を遅らせることにより、後続シートの先端が重送検知センサ２６を超えているような場合でも、ジャム停止させることなく安定的なシートの搬送制御を行うことができる。
【００６４】
なお、本実施の形態において、シート給送開始タイミングを所定のディレイ時間ｔ１だけ遅延させた場合の早着限界と遅延限界を、それぞれ第二早着限界、第二遅延限界と定義する。第二早着限界と第二遅延限界は、第一早着限界と第一遅延限界に対してｔ１×搬送速度分だけ搬送下流へシフトし、それぞれ、図９及び図１０では、３１ａ，３１ｂの位置に示される。
【００６５】
なお、第二早着限界３１ａは、制御タイミング上は引き抜きローラ１６よりも下流側に配置できるものの、事実上は、後続シートの先端が引き抜きローラ１６のニップに進入する直前が限界位置となるため、引き抜きローラ１６のニップ位置として表現する。また、重送検知センサ２６は、第一早着限界３０ａの上流側かつ、第二遅延限界３１ｂの下流側に配置される。
【００６６】
制御部２００は、後続シートの給送を開始する時点で、重送検知センサ２６の出力に応じて後続シートの先端の位置を判断する。そして、後続シートの先端が重送検知センサ２６の位置まで連れ送りされていると判断した場合は、シート給送開始のタイミングを、通常のタイミングに対して所定のディレイ時間ｔ１だけ遅らせる。つまり、後続シートの先端が重送検知センサ２６と引き抜きローラ１６の間に連れ送りされている場合は、シート給送開始タイミングを所定のディレイ時間ｔ１だけ遅らせるようにする。そして、このように後続シートの先端位置に応じてシート給送開始を遅らせることにより、ジャム停止させることなく安定的なシートの搬送制御を行うことができる。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態においては、重送検知センサ２６から連れ送りされた後続シートを検知した検知信号が入力されると、後続シートの給送開始タイミングを遅らせるように制御している。これにより、ジャムマージンを削ることなく、安定してシートを画像形成部１０２に搬送することができる。この結果、シートの給送及び搬送の高い安定性と、小紙間画像形成への対応とを両立することが可能となる。
【００６８】
ところで、これまで説明した第１及び第２の実施の形態では、後続シートの連れ送り位置に応じて、次のシート給送開始タイミングを段階的に所定時間だけ遅らせるように構成したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、後続シートの連れ送り距離を算出し、連れ送り距離に応じた最適な遅延時間で、次のシート給送動作を開始するように構成しても良い。
【００６９】
次に、このように後続シートの連れ送り距離に応じた遅延時間で次のシート給送動作を開始するようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。図１１は、本実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の要部拡大図である。なお、図１１において、既述した図２と同一符号は、同一又は相当部分を示している。また、本実施の形態においては、既述した第１の実施の形態と同様に、２つの搬送速度を用いた増速搬送制御を採用している。
【００７０】
図１１において、２７は分離搬送ローラ３と分離ローラ４のニップの下流に設けられたシート移動検知センサであり、２８はシート移動検知センサ２７の下流近傍に配置されたシート厚み検知センサである。なお、シート移動検知センサ２７は、既述した第１実施の形態の第一重送検知センサと同じ構成のセンサであり、シート厚み検知センサ２８は既述した第１実施の形態の第二重送検知センサと同じ構成のセンサである。本実施の形態において、シート移動検知センサ２７とシート厚み検知センサ２８は、重送検知手段に相当する。
【００７１】
図１２は、シート給送中の先行シートに後続シートが連れ送りされた時の、シート移動検知センサ２７とシート厚み検知センサ２８の出力波形を示す図である。シート移動検知センサ２７の従動コロ２１は、後続シートが連れ送りされる前から先行シートによって回転させられているため、シート移動検知センサ２７は図１２に示すように連続的な矩形波を出力している。
【００７２】
また、シート厚み検知センサ２８は、後続シートの先端が通過するタイミングで、その出力値がシート１枚分の値から２枚分の値に変化する。やがて、連れ送りされた後続シートがシート搬送路１５の途中で停止すると、シート移動検知センサ２７の矩形波出力も停止し、シート移動検知センサ２７からは後続シートが停止したことを示す停止信号として一定の大きさの信号が出力される。制御部２００は、この停止信号に基づき、シート厚み検知センサ２８が後続シートの先端を検知した後にシート移動検知センサ２７が出力した矩形波のパルス数をカウントする。そして、このカウント数に基づきシート厚み検知センサ２８から、停止した後続シートの先端までの距離を演算する。
【００７３】
この演算結果により、後続シートが、制御上の称呼位置、すなわち給紙カセット５に積載収納された状態での先端位置からどれだけ連れ送りされたか、言い替えれば後続シートの連れ送り距離を検出することができる。そして、この検出した連れ送り距離とシート搬送速度との演算（連れ送り距離÷シート搬送速度）により、ディレイ時間ｔを決定し、このディレイ時間ｔだけ、次のシート給送開始タイミングを遅らせる。なお、図１３において、ｍ１，ｍ２は第一早着限界と第一遅延限界であり、第二早着限界と第二遅延限界は、ｍ１，ｍ２に対してｔ×搬送速度分だけ搬送下流へシフトし、それぞれ、ｍ１１，ｍ２１の位置に示される。
【００７４】
以上で説明したように、本実施の形態においては、後続シートの連れ送り距離を検出し、検出した連れ送り距離に基づいてシート給送開始タイミングを所定のディレイ時間ｔだけ遅らせるようにする。これにより、後続シートの連れ送り量に応じた最適なシート給送開始タイミングを選択することができるようになるため、連れ送りの状態に依存せず、早着限界と遅延限界に対するマージンを一定に保つことができる。
【００７５】
なお、これまでの説明において、重送検知センサとして幾つかの例を示したが、シート給送中の先行シートと重なった状態で後続シートが連れ送りされたことを検出できさえすれば、どのような方式のセンサを用いても構わない。シート面の一方から超音波を照射し、対向側に到達する波形の減衰特性から重送状態を検出するセンサや、シート厚み方向の電気抵抗を測定することで重送状態を検出するセンサなどを用いることもできる。
【００７６】
また、これまでは最上流の重送検知センサを、分離手段とその下流の搬送ローラとの間に配置したが、配置する位置は、分離手段の下流である必要は無い。例えば、早着限界の余裕度が少ないシート給送装置では、給紙カセット内に積載収納されたシート束の先端位置から分離手段までの区間に、最上流の重送検知センサを設けると良い。さらに、これまでの説明では、シート給送部からレジスト部に至るまでのローラ類を、同一のモータで駆動する構成を示したが、これは、搬送制御上の自由度が最も制限される装置構成を例として、本発明の効果を示したに過ぎない。したがって、本発明によれば、シート給送部から転写部に至る区間に配置されたローラ類が、どのように駆動分割されている場合に対しても、ジャムマージンの拡大効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１…シート給送装置、２…ピックアップローラ、３…分離搬送ローラ、４…分離ローラ、７…給紙ローラ、１０…搬送ローラ、１２…シート検知センサ、１３…２次転写ローラ、１５…シート搬送路、１６…引き抜きローラ、２０…第一重送検知センサ、２１…従動コロ、２２…フォトセンサ、２３…第二重送検知センサ、２６…重送検知センサ、２７…シート移動検知センサ、２８…シート厚み検知センサ、３０ａ…第一早着限界、３０ｂ…第一遅延限界、３１ａ…第二早着限界、３１ｂ…第二遅延限界、３２ａ…第三早着限界、３２ｂ…第三遅延限界、１００…レーザプリンタ、１０１…レーザプリンタ本体、１０２…画像形成部、２００…制御部、Ｓ…シート、ｔ…ディレイ時間、ｔ１…第一ディレイ時間、ｔ２…第二ディレイ時間、Ｔ２…２次転写部
【図１】
2015160693.tif 000003
【図２】
2015160693.tif 000004
【図３】
2015160693.tif 000005
【図４】
2015160693.tif 000006
【図５】
2015160693.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2015160693.tif 000010
【図９】
2015160693.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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