(57)【要約】【課題】  前後２枚の用紙紙間を一定区間常時監視するとともに、その検出情報から演算した実線速を基に搬送速度を決定し、紙間制御を制御することにより、搬送中の紙間バラツキに対して大幅な精度向上が狙える用紙搬送装置を提供する。【解決手段】  それぞれ独立で駆動可能な搬送手段を少なくとも２つ以上備えた用紙搬送装置において、搬送方向上流の第１の搬送手段６５と下流の第２の搬送手段６４の間に、連続で一定範囲の用紙位置検知が可能な用紙位置検知手段６２を搬送方向に対して並行に、かつ用紙幅の範囲に設け、搬送されてくる前後２枚の用紙の紙間情報を一定区間常時監視する。【選択図】  図３
2005335897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ独立して駆動可能な搬送手段を少なくとも２つ以上備えた用紙搬送装置において、搬送方向上流の第１の搬送手段と下流の第２の搬送手段との間に、連続で一定範囲の用紙位置検知が可能な用紙位置検知手段を搬送方向に対して並行に、かつ用紙幅の範囲に設け、該用紙位置検知手段は搬送されてくる前後２枚の用紙の紙間情報を一定区間常時監視することを特徴とする用紙搬送装置。
【請求項２】
検出された紙間情報に基づいて前記第１の搬送手段と前記第２の搬送手段に対して、それぞれ搬送速度を変更することが可能な制御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の用紙搬送装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記用紙検知手段の検出情報から、前記用紙位置検知手段に跨る前後の用紙の搬送速度をそれぞれ演算し、その演算結果に基づいて、前記第１の搬送手段と前記第２の搬送手段後のそれぞれ最適な速度変更条件を決定し、その条件により紙間制御を行うことを特徴とする請求項２記載の用紙搬送装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか記載の用紙搬送装置と、この用紙搬送装置から搬送されてきた記録媒体に可視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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において使用する用紙搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、単一のセンサ、または一定距離離れた複数のセンサのオン・オフにより、用紙の先端・後端を検知して、紙間および搬送速度等を測定し、その結果に基づいて搬送速度や紙間の制御を行う制御方式が多数提案されている（例えば特許文献１ないし４参照）。
【特許文献１】特開平５−８５６４４号公報
【特許文献２】特開平１１−５９９６５号公報
【特許文献３】特開２００２−３４７９７６公報
【特許文献４】特開２０００−３１８８７５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、単一のセンサを用い、当該センサを通過する紙の通過タイミングを検知して前後する紙間を把握する方法や、一定距離離れた複数のセンサを用い、前後する紙の後端と先端とを一時的に検知して搬送制御を行う方法ではいわば見切りの制御となってしまう。つまり、紙間を常時監視しながら狙いの紙間に合わせるものではなく、最終的な紙間に対しては十分な精度が確保（確認）できない。
その要因としては、前後の用紙種類（スリップ率）が異なったり、複数のローラに跨ることにより搬送速度が微妙に変化したり、レイアウト条件の誤差（ローラ径やセンサの配置位置等）等であり、これらの要因により精度が低下する懸念がある。
そこで本発明の目的は、上述した実情を考慮して、前後２枚の用紙紙間を一定区間常時監視するとともに、その検出情報から演算した実線速を基に搬送速度を決定し、紙間制御を制御することにより、搬送中の紙間バラツキに対して大幅な精度向上が狙える用紙搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、それぞれ独立で駆動可能な搬送手段を少なくとも２つ以上備えた用紙搬送装置において、搬送方向上流の第１の搬送手段と下流の第２の搬送手段の間に、連続で一定範囲の用紙位置検知が可能な用紙位置検知手段を搬送方向に対して並行に、かつ用紙幅の範囲に設け、搬送されてくる前後２枚の用紙の紙間情報を一定区間常時監視する用紙搬送装置を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、検出された紙間情報に基づいて前記第１の搬送手段と前記第２の搬送手段に対して、それぞれ搬送速度を変更することが可能な制御手段を設けた請求項１記載の用紙搬送装置を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記用紙検知手段の検出情報から、前記用紙位置検知手段に跨る前後の用紙の搬送速度をそれぞれ演算し、その演算結果に基づいて、前記第１の搬送手段と前記第２の搬送手段後のそれぞれ最適な速度変更条件を決定し、その条件により紙間制御を行う請求項２記載の用紙搬送装置を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか記載の用紙搬送装置と、この用紙搬送装置から搬送されてきた記録媒体に可視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。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、それぞれ独立で駆動可能な搬送手段の間に、連続で一定範囲の用紙位置検知が可能な用紙検知手段を搬送方向に対して並行に、かつ用紙幅の範囲に設け備えることにより、搬送されて来る前後２枚の用紙の位置情報を同時に検知可能とし、それにより、その紙間隔を常時監視することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明による用紙搬送装置を備えた画像処理装置を示す概略図である。図１において、読み取りユニット５０は圧板上におかれた原稿をスキャンするためのユニットである。
読み取りユニット５０は原稿を載置するコンタクトガラス６と光学走査系で構成されている。光学走査系には、露光ランプ５１、第１ミラー５２、レンズ５３、ＣＣＤイメージセンサ５４、第２ミラー５５および第３ミラー５６等で構成されている。
露光ランプ５１および第１ミラー５２は図示しない第１キャリッジ上に固定され、第２ミラー５５および第３ミラー５６は図示しない第２キャリッジ上に固定されている。原稿像を読み取るときには、光路長が変わらないように、第１キャリッジと第２キャリッジとが２対１の相対速度で機械的に走査される。
この光学走査系は、図示しないスキャナ駆動モータにて駆動される。原稿画像は、ＣＣＤイメージセンサ５４によって読み取られ、電気信号に変換されて処理される。
シート原稿を自動的に読み取るための自動原稿送り装置Ａにおいて、原稿台Ｂに置かれた原稿は給送ローラＣによって原稿読み取りセンサＧの位置に送り込まれる。
原稿はそのまま一定の速度で原稿読み取りセンサＧの間を通過し、このとき原稿の表面側の画像がセンサＧによって読み取られる。読み取られた画像データはＭＴＦ補正、フィルタ処理、圧縮等の画像処理を行った後に順次画像メモリに蓄えられる。本実施の形態では画像読み取りセンサＧは密着型の等倍ＣＣＤデバイス等を想定している。
書き込みユニット５７はレーザ出力ユニット５８、結像レンズ５９、ミラー６０で構成され、レーザ出力ユニット５８の内部には、レーザ光源であるレーザダイオードおよびモータによって高速で定速回転する多角形ミラー（ポリゴンミラー）が備わっている。書き込みユニット５７から出力されるレーザ光が画像作像系の感光体１５に照射される。
感光体１５に作像された画像を印刷する手順はおおよそ以下の通りである。第１トレイ８、第２トレイ９、第３トレイ１０に積載された用紙（記録媒体）は各々第１給紙装置１１、第２給紙装置１２、第３給紙装置１３によって給紙され、縦搬送ユニット１４によって感光体１５に当接する位置まで搬送される。
メモリ上の画像データは書き込みユニット５７からのレーザ光によって感光体１５に書き込まれ、感光体１５上の静電潜像は現像ユニット２７を通過することによって現像され、トナー像（可視画像）が形成される。そして、用紙は感光体１５の回転と等速で搬送ベルト１６によって搬送されながら、感光体１５上のトナー像が用紙に転写される。
その後、定着ユニット１７にて画像を定着させ、排紙ユニット１８によって排紙トレイ１９に排出される。また、本実施の形態では、裏面に画像形成可能な両面ユニット６１を備えている。なお、請求項において、書き込みユニット５７、感光体１５、定着ユニット１７等を画像形成手段と称す。
【０００７】
図２は図１の画像処理装置の主要な制御ユニットを示す概略図である。メインＣＰＵ２０（制御手段）が操作部３０の情報入力、表示出力、自動原稿送り装置（ＡＤＦ)Ａの制御、各種センサの情報入力、メインモータ２５、駆動モータ、ソレノイド（ＳＯＬ）等の各種負荷制御、フィニッシャユニット(後処理系)６６との通信制御等を行っている。
図３は図１の第１給紙装置１１と縦搬送ユニット１４において給紙動作を説明する概略図、図７は縦搬送ユニットにおける第１搬送手段としてのグリップローラ６５と第２搬送手段としての中継ローラ６４および用紙位置検出手段６２を示す図である。
第１トレイ（用紙トレイ）８に積載された用紙２の最上位紙をピックアップコロ３により１枚ずつ繰り出す。
繰り出された用紙２は、下流に設けてあるフィードコロ４とリバースコロ５にニップ搬送（ＦＲＲ給紙方式：複数枚のときは分離搬送）され、さらに下流のグリップローラ６５および中継ローラ６４を中継してレジストローラ６３まで搬送される。グリップローラ６５および中継ローラ６４はそれぞれ独立して駆動可能な構成となっている。
次に後行用紙は先行用紙の後端が給紙センサ７０を検知したら、それをトリガに繰り出すか、タイマにより一定間隔で繰り出すかのどちらかの方式が一般的である。
しかしながら、図３に示すようにＦＲＲ給紙方式では、初期の紙先端位置がＡ−Ｂの範囲（Ｙ）で一定でなく、これが搬送中の紙間バラツキに大きく影響する。
そこで、センサ情報に応じて用紙搬送のタイミングを変えたり、搬送中に用紙の搬送速度を変えたりして、初期の紙間バラツキ分を吸収する方式が多数報告されている。これは本発明に関連するので適用例として給紙後の紙間制御について以下に説明する。
【０００８】
図３および図７に示すように、変速可能な第１の搬送手段（グリップローラ）６５と一定の速度υ１で駆動される第２の搬送手段(中継ローラ)６４の間に、連続で一定範囲の用紙位置検知が可能である用紙位置検知手段（フィードセンサ）６２を搬送方向に対して並行にかつ用紙幅の範囲に備えている。
用紙位置検出手段６２は複数の素子（例えば、Ｎ個のＬＥＤ素子）で構成し、発光側６２ａと受光側６２ｂの１対で設けられている。搬送されてくる先行の下流用紙Ｐ１と後行の上流紙Ｐ２の紙間がＸの状態で用紙位置検知手段６２上を同時に通過する状態となるよう用紙位置検出手段（センサ）が配置されている（図７参照）。
この用紙位置検出手段６２の構成により、用紙の搬送速度を必要な時点で測定（それぞれ個別に測定、または同時測定）するか、紙間を常時監視しながら制御することが可能となる。
図４は搬送速度の計測方法について説明する概略図である。図５は制御手段の動作を説明するフローチャートである。給紙がスタート（Ｓ１）し、各種搬送ローラを駆動する（Ｓ２）。
第１の搬送手段６５（グリップローラ）により搬送速度υ１（厳密には不確定な速度）で搬送されてくる用紙Ｐ１の後端が用紙位置検知手段６２の１番目の素子を通過した時点（Ｓ３）から、一定時間Ｔの間に何個の素子を通過したかをカウントする。
例えば、時間Ｔ後にｎ番目の素子の通過を検知していれば、素子間距離をδとすれば、移動距離χはδ×(ｎ−１)で求められ、実際の搬送速度は、υ１＝δ×(ｎ−１)／Ｔで求められる（Ｓ４）。
【０００９】
図６は用紙２枚の紙間制御について説明する概略図である。図４の状態から、後行用紙Ｐ２が追いかけてきて、その先端が１番目の素子を通過した状態（Ｓ５）が図６（ａ）である。
この状態から、υ１と同様の算出方法により後行用紙の搬送速度υ２を測定する（Ｓ６）。ただし、搬送速度υ１は先行用紙Ｐ１の後端を基準として測定したが、後行用紙Ｐ２の搬送速度υ２の測定に際しては、後行用紙Ｐ２の先端部分による用意位置検出手段６２の素子通過を基準として搬送速度を測定する。このときの初期紙間はＸ１である。また、この時点で同時にυ１とυ２を同時に測定しても良い。
次に、予め測定されているυ１からυ２の変速条件を決定する。図６（ｃ）に示すように、予めメモリに格納してある狙いの紙間をＸ３とすると、先行用紙Ｐ１の後端がＮ番目の素子を通過する前に紙間がＸ３となるような増速条件(υ２→Ｖ２)、予測搬送速度Ｖ２'、搬送速度Ｖ２を決定（Ｓ７）、（Ｓ８）する。
図６の（ａ）の状態から搬送速度をυ２からＶ２（Ｓ９）に変速して、図６の（ｂ）の状態では紙間Ｘ２を常時監視（Ｓ１０）しながら、紙間がＸ３になった時点（Ｓ１１）で、後行用紙Ｐ２の搬送速度Ｖ２(υ２)と先行用紙Ｐ１の搬送速度υ１を同じ(υ２＝υ１)にする（Ｓ１２）。
この方式により搬送されている用紙の紙間に対して高精度な制御が可能となる。次に変速(υ２→Ｖ２)の条件を以下に示す。
図６（ａ）に示すように、先行用紙Ｐ１の後端がｍ番目を検知した位置から（後行用紙の先端との距離はＸ１）、図６（ｃ）のＮ番目を検知するまでの間に、後行用紙Ｐ２を紙間Ｘ３まで詰められる変速条件(本実施の形態では増速)が必要となる。
先行用紙の後端がｍ番目からＮ番目に到達するまでの所要時間をｔとするならば、
ｔ＝δ×(Ｎ−ｍ)／υ１
そして、ｔ時間後に後行用紙がｎ番目からＭ番目まで移動できれば良い。Ｍ番目は（Ｎ−Ｘ３／δ）から算出できる。
よって、後行用紙に必要な予測搬送速度Ｖ２'は、Ｖ２'＝(Ｍ−ｎ)×δ／ｔで求められる。ここで、予測搬送速度Ｖ２'は狙いの紙間が達成できると思われる最低条件の搬送速度である。
したがって、実際に適用する搬送速度Ｖ２は、それより速く設定しておけば良い（Ｖ２＞Ｖ２'）。それにより、図６（ｂ）に示す段階で早めにＸ２→Ｘ３を達成できれば、余裕を持った紙間制御が可能となる。
【００１０】
本発明の方式では、後行用紙の搬送速度υ２は先行用紙の搬送速度υ１に対して、予め速くても遅くても対応可能で、かつ、紙間を詰める場合（Ｖ２は増速）、紙間を広げる場合（Ｖ２は減速）でも対応できる。
上記実施の形態は、先行用紙を搬送する下流の第２搬送手段（中継ローラ）６４の搬送速度υ１が固定の場合を示したが、レジストローラ６３以降（画像形成以降）の搬送経路においては、先行用紙を先に行かせて紙間を広げたい場合も出てくる。例えば、フィニッシャ（後処理系）６６へ受け渡すときの紙間である（図１参照）。
パンチ穴を空ける処理、用紙揃え処理等では、レジストローラ６３から放出される通常紙間（プロセス紙間）より空いている方が望ましい場合が出てくる。このような場合では、逆に上流側の搬送手段の搬送速度υ２を固定にし、下流側の先行用紙を増速搬送（υ１→Ｖ１）させることにより、紙間を広げることが可能となる。
本発明によれば、用紙位置検知手段６２により検出された用紙位置の情報に基づいて、用紙位置検知手段６２の上流にある第１の搬送手段６５と下流にある第２の搬送手段６４の搬送速度をそれぞれ変更することが可能なメインＣＰＵ（制御手段）２０を設けている。
これによって用紙位置検知手段６２の上流・下流に設けてある第１および第２搬送手段６５、６４に速度差を持たせることで、前後２枚の用紙の間隔を自在に調整することができる。
本発明によれば、用紙位置検出手段６２により検出された用紙位置情報から、用紙位置検知手段６２に跨る前後の用紙の搬送速度をそれぞれ演算し、その演算結果に基づいて、第１の搬送手段６５と第２の搬送手段６４のそれぞれに対する最適な速度変更条件を決定し、より確実な紙間制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による用紙搬送装置を備えた画像処理装置を示す概略図である。
【図２】図１の画像処理装置の主要な制御ユニットを示す概略図である。
【図３】図１の第１給紙装置と縦搬送ユニットにおいて給紙動作を説明する概略図である。
【図４】搬送速度の計測方法について説明する概略図である。
【図５】制御手段の動作を説明するフローチャートである。
【図６】用紙２枚の紙間制御について説明する概略図である。
【図７】用紙搬送装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００１２】
２０    制御手段（メインＣＰＵ）
６２    用紙位置検知手段（フィードセンサ）
６２ａ  発光側（用紙位置検知手段の）
６２ｂ  受光側（用紙位置検知手段の）
６４    第２の搬送手段（中継ローラ）
６５    第１の搬送手段（グリップローラ）
【図１】
2005335897.tif 000003
【図２】
2005335897.tif 000004
【図３】
2005335897.tif 000005
【図４】
2005335897.tif 000006
【図５】
2005335897.tif 000007
【図６】
2005335897.tif 000008
【図７】
2005335897.tif 000009