(57)【要約】【課題】用紙搬送時に用紙間隔が広がった場合でも用紙搬送を個別制御する事で、連続印刷性能を低下させない画像形成装置を提供する。【解決手段】第１トレイから第５トレイの各給紙トレイ毎に搬送コロ６と搬送センサ５を用いて用紙搬送を行う。コロを個別に駆動する方法は、ＣＰＵ７によって、個別のクラッチを制御し、その個別のクラッチで駆動する。第１トレイから給紙された先行紙（１）の用紙先端を搬送センサ５で検知してこの検知タイミングから該給紙中の用紙の後端位置を算出して、先行紙との用紙間隔が広いかどうかで判断を行ない、第１トレイから給紙された先行紙（１）を一時停止させ、第５トレイから給紙された後続紙（２）の搬送を所定の位置まで、搬送継続する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給紙トレイに積載収容された用紙を給紙する給紙手段と、
前記給紙手段から給紙された前記用紙を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段を個別に駆動する個別駆動手段と、
前記給紙手段により給紙された前記用紙を検知する搬送部用紙検知手段と、
異なる給紙トレイからの連続給紙時に、前記搬送部用紙検知手段からの検知信号に基づいて給紙中の前記用紙の先端と後端との位置を算出する位置算出手段と、
前記異なる給紙トレイから給紙された複数の用紙を個別に一時停止制御する一時停止制御手段と、
給紙中の前記用紙の搬送が一時停止する際に、後続する前記用紙は所定の用紙間隔までの搬送を継続する搬送継続手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記一時停止制御手段は、前記用紙間隔を縮めることで制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記一時停止制御手段による一時停止は、前記個別駆動手段により、複数のモータを駆動することで制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記一時停止制御手段による一時停止は、前記個別駆動手段により、クラッチを搬送経路上に配置することで制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記位置算出手段は、前記用紙の先端を検知して、検知したタイミングから給紙中の前記用紙の後端位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記位置算出手段は、前記用紙の後端を検知して、検知したタイミングから給紙中の前記用紙の後端位置を算出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記一時停止制御手段は、一時停止するタイミングを、レジスト位置での画像との待ち合わせ時とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記一時停止制御手段は、一時停止するタイミングを、カラーモード切替待ち時とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記一時停止制御手段は、一時停止するタイミングを、定着の温度設定待ち時とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記一時停止制御手段は、一時停止するタイミングを、画質調整時とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記一時停止制御手段は、個別に一時停止制御する集合を、搬送負荷の切れ目で行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙を連続して搬送する際、異なるトレイから給紙した用紙の紙間を縮める画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の画像形成装置における給紙装置は、給紙トレイが複数存在する構成になっていて、原稿を搬送する際には、給紙トレイからの用紙を１枚ずつ送るが、異なる給紙トレイから連続印刷を行なった場合、トレイの位置的な距離は必ず発生する。このような場合、用紙間隔が広がっている為、画像形成装置が本来持っている連続印刷性能が発揮できないという問題がある。
【０００３】
また、画像形成装置にて生産されるコピー済み用紙の量・数を多くし、生産性を高めるには、装置内の稼動スピードを上げる、あるいは用紙と用紙との間隔を極力短くして未作像時間を少なくする等の手段を講じる必要があり、装置内の稼動スピードを速くすると、装置を構成する各パーツの消耗が早まり、装置の寿命が短くなってしまったり、メンテナンスの周期が短くなったり、あるいは装置の稼動音が高まって騒音が大きくなったりする。それらの対策にコストが掛かり、結局装置コストの上昇を来たすことになる。用紙間隔を短くするには、１枚１枚の送り出し制御を厳密に管理する必要があるが、１枚の用紙が給紙トレイから画像転写部へ至る時間は、紙種や紙厚、ローラの経時変化や電装パーツの単品性能等にて、１枚毎の搬送条件が安定しないため、給紙トレイから画像転写部に至る時間にバラツキが生じる。従来の搬送制御方式ではそのバラツキを考慮して、最大遅延時間に合わせて用紙間隔を設定することにしているため、不具合が生じない間隔までしか詰めることができなかった。そこで従来では、様々な開発が行われてきた。次に、その例示を挙げる。
【０００４】
例えば特許文献１では、新聞広告用の複数のシートを収束する丁合機等に搭載され、筐体と、該筐体に連系保持される給紙トレイと、該給紙トレイ下流側端縁に連通するよう回転自在に軸支される給紙ロールと、前記給紙トレイに積層載置されて給送されるシートを分離するための機構と、該機構により分離されたシートを搬送する横搬送ロールと、前記給紙ロール・横搬送ロールを駆動するための給紙ロール駆動モータおよび横搬送ロール駆動モータと、各モータの制御手段を有することで、外部信号を得て、前記各モータの起動・停止と、速度と加速度を制御自在にすることを可能とする給紙装置の制御装置および制御方法を提案している。
【０００５】
特許文献２では、連続給紙時に、給紙装置から上記搬送部へ用紙を給紙後、上記給紙クラッチをオフし、上記記搬送部用紙検知部からの検知信号に基づいて該給紙中の用紙の後端が該給紙装置の送り出し位置に到達する間際を算出し、該算出されたタイミングで該給紙クラッチをオンし、連送り状態で給紙するという構成を採ることで用紙間隔が存在するが故に複雑な制御を避けられないことに鑑み、用紙間隔を設けずに搬送制御に係る負担を軽減し、必要な箇所でのみ用紙間隔を設け、機械寿命やメンテナンス間隔を短くしたり、騒音やコストを高めることなく生産性を高めることができる。また、用紙間隔を設けないので搬送制御に係る負担を軽減することができる画像形成装置を提案している。
【特許文献１】特開２００３−１７６０４５号公報
【特許文献２】特開２００４−１９３０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、特許文献１、２のような複数の給紙トレイを有する構成の画像形成装置の用紙搬送において、給紙トレイから用紙を給紙した直後に、他の給紙トレイから用紙を給紙する際に位置的な距離が生じる事になり、用紙搬送のスピードが落ちてしまい、この事は、いまだ改善の余地がある。
【０００７】
そこで本発明では、異なる給紙トレイからの連続給紙時に、搬送部用紙検知部からの検知信号に基づいて給紙中の用紙の位置を算出し、給紙中の用紙の搬送が一時停止する時に、後続する用紙は所定の用紙間隔までの搬送を継続する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】
上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、給紙トレイに積載収容された用紙を給紙する給紙手段と、前記給紙手段から給紙された前記用紙を搬送する搬送手段と、前記搬送手段を個別に駆動する個別駆動手段と、前記給紙手段により給紙された前記用紙を検知する搬送部用紙検知手段と、異なる給紙トレイからの連続給紙時に、前記搬送部用紙検知手段からの検知信号に基づいて給紙中の用紙の先端と後端との位置を算出する位置算出手段と、前記異なる給紙トレイから給紙された複数の用紙を個別に一時停止制御する一時停止制御手段と、給紙中の前記用紙の搬送が一時停止する際に、後続する前記用紙は所定の用紙間隔までの搬送を継続する搬送継続手段とを有する画像形成装置であることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記一時停止制御手段は、前記用紙間隔を縮めることで制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記一時停止制御手段による一時停止は、前記個別駆動手段により、複数のモータを駆動することで制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記一時停止制御手段による一時停止は、前記個別駆動手段により、クラッチを搬送経路上に配置することで制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記位置算出手段は、前記用紙の先端を検知してこの検知タイミングから該給紙中の前記用紙の後端位置を算出することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記位置算出手段は、前記用紙の後端を検知してこの検知タイミングから該給紙中の前記用紙の後端位置を算出することを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記一時停止制御手段は、一時停止するタイミングを、レジスト位置での画像との待ち合わせ時とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記一時停止制御手段は、一時停止するタイミングを、カラーモード切替待ち時とすることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記一時停止制御手段は、一時停止するタイミングを、定着の温度設定待ち時とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記一時停止制御手段は、一時停止するタイミングを、画質調整時とすることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記一時停止制御手段は、個別に一時停止制御する集合を、搬送負荷の切れ目で行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、異なる給紙トレイからの連続給紙時に、給紙を制御し、搬送部用紙検知部からの検知信号に基づいて給紙中の用紙の位置を算出し、給紙中の用紙の搬送が一時停止する時に、後続する用紙を所定の用紙間隔まで搬送継続することで用紙搬送のスピードを落とさずに用紙搬送する画像形成装置を提供可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本実施形態では、用紙搬送時に用紙間隔が広がった場合でも用紙搬送を個別制御する事で、連続印刷性能を低下させない事を目的とする。
【００２１】
図１は本実施形態の画像形成装置の外装の概略図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置では、第１トレイ、第２トレイ、第３トレイ、第４トレイ、第５トレイで構成される給紙トレイ１０を有する。
【００２３】
本実施形態の画像形成装置における給紙時における用紙間隔の幅について図２（ａ）を用いて説明する。図２（ａ）は本実施形態における画像形成装置の第１トレイ給紙直後に第５トレイから給紙した場合の用紙間隔を説明した概略図である。
【００２４】
第１トレイから用紙（１）を給紙した直後に、第５トレイから用紙（２）を給紙すると、用紙（１）と、用紙（２）の用紙間隔は、給紙トレイの位置的な差の分、距離が生じてしまう。
【００２５】
本実施形態の画像形成装置の用紙搬送部について図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ｂ）は、本実施形態における画像形成装置の用紙搬送部の概略図を示す。
【００２６】
本実施形態の画像形成装置における用紙搬送は、第１トレイから第５トレイの各給紙トレイ毎に搬送コロ６と搬送センサ５を用いて行う。第５トレイから給紙された後続紙（２）の搬送を継続する継続手段は、コロを個別に駆動する事で行い、このコロの駆動方法は、本実施形態の搬送制御を全て制御するＣＰＵによって、個別のクラッチを制御し、その個別のクラッチで駆動する事で行う。先端部検知方法は、第１トレイから給紙された先行紙（１）の用紙先端を搬送センサ５で用紙の先端を検知してこの検知タイミングから該給紙中の用紙の後端位置を算出して、判断部により、先行紙との用紙間隔が広いかどうか判断を行なう。後端部検知方法は、第１トレイから給紙された先行紙（１）の用紙後端を搬送センサ５で用紙の後端を検知してこの検知タイミングから該給紙中の用紙の後端位置を算出して、判断部により、先行紙との用紙間隔が広いかどうか判断を行なう。第１トレイから給紙された先行紙（１）を一時停止させ、第５トレイから給紙された後続紙（２）の搬送を所定の用紙間隔の位置まで継続させる。この一時停止する要因は、レジスト位置での画像との待ち合わせ、又は定着の温度設定待ち時間、又はカラーモード切替待ち時間、又は画質調整時間のどれでも可能である。第５トレイから給紙された後続紙（２）の搬送を何処まで継続するかは、本実施形態の画像形成装置の用紙搬送部にあるモータを同一に使用している搬送コロまで搬送することで実現できる。
【００２７】
本実施形態の画像形成装置の搬送制御について図３を用いて説明する。図３は本実施形態における画像形成装置の搬送制御のブロック図を示す。
【００２８】
図３に示すように、ＣＰＵ７は、第１センサ１、第２センサ２、第３センサ３、第４センサ４、第１モータ１１、第２モータ１２、第１クラッチ２１、第２クラッチ２２の全てを搬送制御する。第１センサ１から第４センサ２は、用紙を検知する。第１モータ１１、第２モータ１２は、用紙を搬送する。第１クラッチ２１、第２クラッチ２２は、駆動を伝達する。本実施形態の画像形成装置は、用紙を検知するセンサを複数有し、個別に搬送を制御する為に複数のモータとクラッチを有する事を特徴としている。
【００２９】
本実施形態の給紙と搬送の駆動構成について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態の用紙搬送部における、給紙と搬送の駆動構成図を示す。
【００３０】
本実施形態の用紙搬送装置における給紙手段と、搬送手段の駆動構成を説明する。全体としては、駆動モータ９の駆動力がタイミングベルト２７を介して搬送ローラ１９、給紙ローラ１６へ分配される。駆動モータ２２の出力軸にはギア２３が取り付けられ、このギア２３に噛み合うギア２４には搬送クラッチ２５が連結されている。ギア２４の軸にはギア２６が取り付けられ、該ギア２６によってタイミングベルト２７が駆動される。タイミングベルト２７に噛み合うギア２８が設けられ、該ギア２８にギア２９が噛み合い、さらに該ギア２９にギア３１が取り付けられている。ギア２９には給紙クラッチ３０が設けられている。ギア２９の軸にはギア３５と給紙ローラ１６が取り付けられている。ギア３５にはギア３６が取り付けられ、該ギア３６には送り出しローラ１５の軸に取り付けられたギア３７が取り付けられている。図４に示す構成により、送り出しローラ１５と給紙ローラ１６は同期回転する。
【００３１】
ギア３１の軸にはギア３２が取り付けられ、該ギア３２には分離ローラ１７の軸に取り付けられたギア３３が取り付けられている。また、分離ローラ１７の軸にはトルクリミッタ１４が設けられている。従って、本実施形態における給紙手段１１の給紙方式は、送り出しローラ１５と、給紙ローラ１６と、分離ローラ１７と、回転方向を切り替えられるトルクリミッタ１４の組み合わせによるＦＲＲ給紙方式である。分離方式は、給紙ローラ１６とローラ又は分離パッドの分離部材による摩擦分離方式であれば特に限定されるものではない。給紙トレイ１０の下段に対応した駆動構成を説明したが、この構成は、上段においても同様である。図示しないが、搬送ローラ１９も駆動モータ９の駆動力で駆動され、駆動モータ９の直後に配置された搬送クラッチ２５の動作により、送り出しローラ１５、給紙ローラ１６、搬送ローラ１９が一括してオン・オフされる。
【００３２】
駆動モータ９から送り出しローラ１５、給紙ローラ１６、分離ローラ１７、搬送ローラ１９に駆動力を分配した後にクラッチを配置して各ローラの駆動を複数個のクラッチにより制御したり、各ローラにステッピングモータ等の駆動源を直接接続し、該駆動源のオン・オフ動作にて回転を制御するようにしてもよい。レジストローラ（図示せず）は、駆動源（図示せず）からレジストクラッチ（図示せず）を介して駆動力を伝達されるようになっている。レジストクラッチを介さずに直接駆動源により駆動するようにしてもよい。
【００３３】
本実施形態における画像形成装置の用紙搬送の一連の処理について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態における画像形成装置の用紙搬送の一連の処理についてブロック図で示す。
【００３４】
異なる給紙トレイから同時に給紙を開始した場合、給紙トレイの位置的な用紙間隔が生じてしまう。搬送を継続すると、第１トレイから給紙された先行紙は画像との待ち合わせ中のために後続の用紙の搬送を一時停止する（ステップＳ１）。このとき、第５トレイから給紙された後続紙が先行紙との用紙間隔が広いかどうか判断する（ステップＳ２）。判断の結果、第５トレイから給紙された後続紙の搬送を継続すると判断された場合（ステップＳ２／ＹＥＳ）、搬送を継続する（ステップＳ３）。搬送を継続する事で、第１トレイから給紙された先行紙との用紙間隔を縮めることが可能となり連続印刷性能を低下するのを防げる。この時、第５トレイから給紙された後続紙（２）の搬送を継続する手段を、コロを個別に駆動する方法を図３のブロック図に従い個別のモータで駆動する事で実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
物体を連続して搬送する制御にて、搬送開始位置が異なる場合にも生産性が向上させる事を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態における画像形成装置の概観図である。
【図２】（ａ）は、本実施形態における用紙間隔の説明を模式的に示す図である。（ｂ）は、本実施形態における画像形成装置の用紙搬送を示す概観図である。
【図３】本実施形態における画像形成装置の搬送制御を示すブロック図である。
【図４】本実施形態における画像形成装置の給紙と搬送を示す駆動構成図である。
【図５】本実施形態における用紙搬送を個別制御するフローチャート図を示したものである。
【符号の説明】
【００３７】
１    第１センサ
２    第２センサ
３    第３センサ
４    第４センサ
５    搬送センサ
６    搬送コロ
７    ＣＰＵ
９    駆動モータ
１０    給紙トレイ
１１    第１モータ
１２    第２モータ
２１    第１クラッチ
２２    第２クラッチ
【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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