(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置における給紙部から用紙を画像形成部へ給紙・搬送する用紙給送方法において、
給紙モータの回転開始後に目的の速度に達する前に給紙を開始し、
給紙モータが目的の速度に達した後に給紙を開始した場合に比べた搬送遅延時間を、モータ立ち上がり特性と給紙開始タイミングとから求め、
前記搬送遅延時間によりジャム判定時間の値を補正し、
前記給紙開始タイミングからの経過時間を前記補正したジャム判定時間と比較してジャム判定を行う
ことを特徴とする用紙給送方法。
【請求項２】
画像形成装置における給紙部から用紙を画像形成部へ給紙・搬送する用紙給送装置において、
給紙部から用紙を１枚ずつピックアップするためのピックアップローラと、
このピックアップローラに給紙クラッチを介して駆動力を与える給紙モータと、
ピックアップされた用紙を搬送するための搬送ローラと、
搬送経路に配置され、搬送された用紙が最初に到達する搬送センサと、
給紙モータの回転開始後の時間を計測する第１のタイマと、
前記給紙クラッチの駆動後の時間を計測する第２のタイマと、
前記第２のタイマの値を予め定められたジャム判定時間と比較してジャム判定を行うジャム判定手段と、
前記給紙クラッチ駆動時点での前記第１のタイマの値および給紙モータの立ち上がり特性に基づいて給紙モータの目的の速度に達する前に給紙が開始されたか否かを判定する手段と、
給紙モータの目的の速度に達する前に給紙が開始された場合に、給紙モータが目的の速度に達した後に給紙を開始した場合に比べた搬送遅延時間により前記ジャム判定時間の値を補正する手段と、
を備えた用紙給送装置。
【請求項３】
前記ジャムは給紙遅延ジャムであり、前記ジャム判定時間は、給紙開始後に前記搬送センサに用紙先端が達するまでの時間に関連して定められたことを特徴とする請求項２記載の用紙給送装置。
【請求項４】
前記ジャムは給紙滞留ジャムであり、前記ジャム判定時間は、給紙開始後に前記搬送センサに用紙後端が達するまでの時間に関連して定められたことを特徴とする請求項２記載の用紙給送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置に関し、特にその用紙給送装置のジャム検知に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像が転写または記録される用紙（カット紙）を用紙カセットから画像形成（転写または記録）位置まで給紙・搬送する用紙給送装置では、給紙要求により、給紙モータが回転し始め、一定の速度になるまでのモータの立ち上り時間を待って、給紙モータから給紙ローラに駆動力を伝えるための給紙クラッチをＯＮする。これによって、給紙ローラが回転し、給紙カセットから一枚の用紙がピックアップされる。
【０００３】
この時、給紙遅延ジャム判定を行うための遅延ジャム判定タイマのスタートは、給紙クラッチのＯＮを基点に開始する。給紙遅延ジャム判定タイマが遅延ジャム判定時間を超えても用紙搬送路に配置される搬送センサが用紙先端を検知しない場合は、給紙遅延と判定し、給紙を再度行う（給紙リトライ）かジャム処理状態に移行することを決定する。
【０００４】
また、給紙滞留ジャムの判定を行うための滞留ジャムタイマのスタートは、搬送センサが用紙先端を検知したことを基点に開始する。給紙滞留ジャム判定タイマが設定時間を超えても搬送センサが用紙後端を検知しない場合、給紙滞留と判定し、ジャム処理状態に移行する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、コピーの最初の１枚目においては、給紙モータが停止している状態であり、給紙を開始するためには、モータ立ち上がりのための十分な時間が必要であるが、このことは１枚目のコピー時間を長くする要因でもある。従って、１枚目のコピー時間を短くするには、このモータ立ち上げ時間を短縮することが望ましい。しかし、モータ立ち上げ時間はモータの特性等によって定まり、これを向上させることは技術的にも装置コスト面でも容易ではない。一方、モータ立ち上げ時間を待たずに給紙を開始すれば、その時点のモータ回転速度は所期の速度に達していない。したがって、給紙モータの立ち上がり中に給紙開始した用紙は、搬送センサに到達、または搬送センサで後端を検知する時間が予定している時間よりも遅れ、搬送状態を正確に検知することができない。最悪の場合は搬送状態に不具合が発生していないにもかかわらず、判定タイマの設定時間を超えると、遅延ジャム、または滞留ジャムの処理状態に移行してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、給紙モータの立ち上げ中においても用紙搬送状態の正常な検知ができるようにすることにより、コピー１枚目のコピー時間（ファーストコピータイム）を短くすることができる用紙給送装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による用紙給送方法は、画像形成装置における給紙部から用紙を画像形成部へ給紙・搬送する用紙給送方法において、給紙モータの回転開始後に目的の速度に達する前に給紙を開始し、給紙モータが目的の速度に達した後に給紙を開始した場合に比べた搬送遅延時間を、モータ立ち上がり特性と給紙開始タイミングとから求め、前記搬送遅延時間によりジャム判定時間の値を補正し、前記給紙開始タイミングからの経過時間を前記補正したジャム判定時間と比較してジャム判定を行うことを特徴とする。
【０００８】
これによって、給紙モータスタートのどの時点で給紙を開始しても、搬送センサに到達する目標時間を加速状態に合わせ修正できるので、給紙開始のタイミングに関わらずジャムを誤検知することがなく、またファースト給紙においては、モータ加速待ち時間を低減することができる。
【０００９】
上記方法を実現する本発明の用紙給送装置は、画像形成装置における給紙部から用紙を画像形成部へ給紙・搬送する用紙給送装置において、給紙部から用紙を１枚ずつピックアップするためのピックアップローラと、このピックアップローラに給紙クラッチを介して駆動力を与える給紙モータと、ピックアップされた用紙を搬送するための搬送ローラと、搬送経路に配置され、搬送された用紙が最初に到達する搬送センサと、給紙モータの回転開始後の時間を計測する第１のタイマと、前記給紙クラッチの駆動後の時間を計測する第２のタイマと、前記第２のタイマの値を予め定められたジャム判定時間と比較してジャム判定を行うジャム判定手段と、前記給紙クラッチ駆動時点での前記第１のタイマの値および給紙モータの立ち上がり特性に基づいて給紙モータの目的の速度に達する前に給紙が開始されたか否かを判定する手段と、給紙モータの目的の速度に達する前に給紙が開始された場合に、給紙モータが目的の速度に達した後に給紙を開始した場合に比べた搬送遅延時間により前記ジャム判定時間の値を補正する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記ジャムは給紙遅延ジャムであり、前記ジャム判定時間は、給紙開始後に前記搬送センサに用紙先端が達するまでの時間に関連して定められる。あるいは、前記ジャムは給紙滞留ジャムであり、前記ジャム判定時間は、給紙開始後に前記搬送センサに用紙後端が達するまでの時間に関連して定められる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の画像形成装置における用紙給送装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は本実施の形態の用紙給送装置の駆動の伝達経路を表わした図である。この図では、白黒の縞線でギアを通じて給紙モータの駆動が伝わる様子を表わしている。各クラッチ（ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３）はＯＮすることによって、その先へ給紙モータＭ２の駆動を伝えることができる。またＯＦＦすることによって駆動の伝達を遮断することができる。
【００１３】
印字要求等により、メインモータＭ１と給紙モータＭ２は回転を開始する。この後、クラッチＣＬ１がＯＮすることで給紙モータＭ２の駆動がピックアップローラ１１に伝わり用紙をピックアップして搬送し始める。これと同時にクラッチＣＬ３をＯＮすることで給紙ローラ１２が駆動される。給紙ローラ１２に用紙が運ばれると、給紙ローラ１２によって搬送路に沿って用紙が搬送されて行く。搬送ローラ１３に到達しさらに搬送されてレジストローラ１４まで送られた用紙は、斜行矯正のためレジストローラ１４で一旦止められ、用紙のループ形成後、クラッチＣＬ２のＯＮによってレジストローラ１４が駆動され、用紙が再び搬送され始める。
【００１４】
再び搬送された用紙は、メインモータＭ１の駆動によりすでに回転駆動されている感光ドラム１５へ送られ、用紙上にトナー画像が形成される。さらに、定着ローラ１６によって、トナー画像が定着され、排紙ローラ１７によって機外に排出される。
【００１５】
また、用紙搬送路中の給紙ローラ１２の出口に配置された搬送センサ２０と、レジストローラ１４の手前に配置されたレジ前センサ２１と、排紙ローラ１７の出口に配置された排紙センサ２２とでそれぞれ用紙の有無を検知することにより、画像形成に関わるタイミング及び各センサへの用紙の到達時間および用紙の滞留時間を測定し、この測定結果に基づいて各種ジャムの発生を検知することができる。
【００１６】
図２により、本実施の形態の画像形成装置のハードウェア構成を説明する。各種のセンサ群７１および操作部７４の操作に応じて、制御装置６０は、クラッチ群７２，定着器７３，モータ群７６を制御して、画像形成動作を行う。制御装置６０は、また、高圧群７７、およびユーザへ各種情報を知らしめるための表示部７５を制御する。高圧群７７は、電子写真プロセスで使われる高圧発生部であり、通常、１次バイアス、現像ＡＣバイアス、現像ＤＣバイアス、転写バイアス、除電バイアスを含む。
【００１７】
制御装置６０は、ＣＰＵ６２、ＲＯＭ６１、ＲＡＭ６３、搬送制御部６４、給紙タイマ６５、ジャムタイマ６６、その他制御部６７を有する。ＣＰＵ６２は、ＲＯＭ６１に格納された制御プログラムにしたがって、本画像形成装置の動作を制御する。ＲＡＭ６３は、ＣＰＵ６２の作業領域および一時保存領域等を提供する。搬送制御部６４はモータ群７６を制御して用紙の給紙・搬送の制御を行う。
【００１８】
図３〜図５は、本実施の形態における、モータ安定時間を待たずに給紙を開始した際（すなわち、給紙モータＭ２が目標速度Ｖｍに達する前に給紙クラッチＣＬ１がＯＮした場合）の給紙遅延ジャム説明用の給紙モータの制御特性図である。図３，図４，図５は、給紙モータＭ２の加速中における給紙クラッチＣＬ１のＯＮ時期（ｔ２）および実際の速度での給紙クラッチＣＬ１の予測ＯＮ時期（ｔ３）と立ち上がり完了時期（ｔｍ）との関係により分類した３つの場合を示す。
【００１９】
図３において、印字要求が入ると、給紙モータＭ２は停止状態から加速し始め目標速度Ｖｍになるまで加速しつづける。このとき、給紙モータＭ２のＯＮから目標速度Ｖｍになるまでの時間をｔｍとする。この時間ｔｍは予め予測される既知の値である。また、給紙モータＭ２のＯＮから給紙クラッチＣＬ１のＯＮまでの時間をｔ１とする。本発明では、給紙モータＭ２の立ち上がり期間内でも給紙クラッチＣＬ１がＯＮとなることを許容するが、給紙クラッチＣＬ１がＯＮとなるタイミングは種々であり、給紙モータＭ２の立ち上がり期間以後の場合もありうる。この場合は従来と同様である。
【００２０】
今、図３に示すように、給紙モータＭ２のＯＮ時点から比較的早い時期に給紙クラッチＣＬ１がＯＮした場合を考える。この場合と異なり、給紙モータＭ２のＯＮ時点から遅い時期に給紙クラッチＣＬ１がＯＮした場合、給紙モータＭ２の速度が本来の速度Ｖｍであれば、時点ｔ１から時間ｔ０経過後の時点ｔ２には用紙先端は搬送センサ２０に達し、それがＯＮとなる筈である。ピックアップローラ１１から搬送センサ２０までの距離Ｌおよび速度Ｖｍは既知であるので、時間ｔ０も既知の一定値である。しかし、給紙モータＭ２の立ち上がり期間内に給紙を開始した場合、時点ｔ１から時間ｔ０経過時点では、本来の速度Ｖｍで搬送したときに比べて用紙の進行距離は図のΔＬ分だけ不足する。このΔＬ分をさらに進行する時間をΔｔとする。なお、本例では、時点ｔ２から時間Δｔ経過した時点ｔ３では未だ速度Ｖｍに達していないものとする。給紙モータの立ち上がりの加速度は一定であり、時間ｔｍも一定である場合を想定しているので、時点ｔ２，ｔ３がｔｍの時点の前か後かは時間ｔ１が決まれば判断できる。
【００２１】
図３の例において、差分距離ΔＬは、
ΔＬ＝Ｖｍ・（ｔ２−ｔ１）−｛（（Ｖｘ＋Ｖ）／２）・（ｔ２−ｔ１）｝
ここで、
Ｖｘ＝（ｔ２／ｔｍ）Ｖｍ
Ｖ＝（ｔ１／ｔｍ）Ｖｍ
【００２２】
よって、
ΔＬ＝Ｖｍ・（ｔ２−ｔ１）−｛（（ｔ２／ｔｍ）Ｖｍ＋（ｔ１／ｔｍ）Ｖｍ）／２）（ｔ２−ｔ１）｝
＝Ｖｍ・（ｔ２−ｔ１）−｛Ｖｍ／（２・ｔｍ）｝（ｔ２＋ｔ１）（ｔ２−ｔ１）
となる。ここに、Ｖは給紙クラッチＣＬ１がＯＮした時点の給紙モータＭ２の回転速度である。Ｖｘは本来ならば搬送センサがＯＮになると予測される時点の給紙モータＭ２の回転速度である。
【００２３】
時点ｔ２からｔ３まで、すなわち時間Δｔの間の進行距離Ｌ’は、次式で表わされる。
Ｌ’＝｛Ｖｍ／（２・ｔｍ）｝（ｔ３＋ｔ２）（ｔ３−ｔ２）
【００２４】
Ｌ’＝ΔＬとなるようなｔ３を求めるには、
Ｖｍ・（ｔ２−ｔ１）−｛Ｖｍ／（２・ｔｍ）｝（ｔ２＋ｔ１）（ｔ２−ｔ１）
＝｛Ｖｍ／（２・ｔｍ）｝（ｔ３＋ｔ２）（ｔ３−ｔ２）
【００２５】
よって、
ｔ３＝√｛（２・ｔｍ・（ｔ２−ｔ１）＋ｔ１・ｔ１｝
Δｔ＝ｔ３−ｔ２
＝√｛（２・ｔｍ）・ｔ０＋ｔ１・ｔ１｝−ｔ１−ｔ０        (1)
【００２６】
次に、図４に示すように、ｔ２＜ｔｍ≦ｔ３の場合を考える。この場合は、時点ｔ２と時点ｔ３の間で、速度がｔｍに達する場合である。上記と同様に、
【００２７】
ΔＬ＝Ｖｍ・（ｔ２−ｔ１）−｛Ｖｍ／（２・ｔｍ）｝（ｔ２＋ｔ１）（ｔ２−ｔ１）
Ｌ’＝｛Ｖｍ／（２・ｔｍ）｝（ｔｍ＋ｔ２）（ｔｍ−ｔ２）＋Ｖｍ（ｔ３−ｔｍ）
【００２８】
そこで、Ｌ’＝ΔＬとして、ｔ３を求めると、
ｔ３＝ｔ２−ｔ１＋ｔｍ−（ｔｍ・ｔｍ／（２・ｔｍ））＋（ｔ１・ｔ１／（２・ｔｍ））
【００２９】
よって、
Δｔ＝ｔ３−ｔ２
＝−ｔ＋ｔｍ−（ｔｍ＋ｔ１）（ｔｍ−ｔ１）／（２・ｔｍ）
＝（ｔｍ−ｔ１）（ｔｍ−ｔ１）／（２・ｔｍ）             (2)
【００３０】
次に、図５に示すように、ｔｍ≦ｔ２の場合を考える。この場合は、時点ｔ２より前に速度がｔｍに達した場合である。上記と同様に、
【００３１】
ΔＬ＝Ｖｍ（ｔｍ−ｔ１）−｛Ｖｍ／（２・ｔｍ）｝（ｔｍ＋ｔ１）（ｔｍ−ｔ１）
Ｌ’＝Ｖｍ／（ｔ３−ｔ２）
【００３２】
そこで、Ｌ’＝ΔＬとして、ｔ３を求めると、
ｔ３＝（ｔｍ／２）−ｔ１＋ｔ２＋（ｔ１・ｔ１／（２・ｔｍ））
【００３３】
よって、
Δｔ＝ｔ３−ｔ２
＝（ｔｍ／２）−ｔ１＋（ｔ１・ｔ１／（２・ｔｍ））
＝（ｔｍ−ｔ１）（ｔｍ−ｔ１）／（２・ｔｍ）         (3)
【００３４】
図６および図７は、それぞれ、本実施の形態における遅延ジャムおよび滞留ジャムのジャム検知処理のフローチャートである。
【００３５】
図６において、まず、給紙モータＭ２のＯＮから給紙タイマをスタートし、給紙モータＭ２は加速状態に入る（Ｓ１１）。同時に給紙タイマをスタートさせる。その後、ピックアップ命令が発生して給紙クラッチＣＬ１がＯＮされると（Ｓ１２，Ｙｅｓ）、まず遅延ジャム検知用にジャムタイマをスタートさせる（Ｓ１３）。同時に、この時点での給紙タイマ値をｔ１に代入する。次に、ｔ１の値に基づいて上記の３つの場合のどの場合に該当するかを判断し、上記Δｔを算出する（Ｓ１４）。
【００３６】
次に、ｔｍ＜ｔ１か否かを判断する（Ｓ１５）。ｔｍ＜ｔ１であれば、従来の場合と変わらず、すでに加速は完了しているので、ジャムタイマ設定時間ｔｊを次式で従来通り算出する（Ｓ１７）。
【００３７】
ｔｊ＝ｔ０＋ｔｋ
ここに、ｔ０は、前述のように、通常速度で（加速完了後に）用紙がクラッチＯＮから搬送センサ２０へ到達するまでの時間であり、ｔｋはジャム判定余裕距離に対する予め定められたマージン時間である。
【００３８】
しかし、ｔ１≦ｔｍであれば（Ｓ１５，Ｎｏ）、加速中に給紙クラッチがＯＮしたと判断する。この場合、用紙の搬送期間には、初期的に、通常速度より遅い加速期間が含まれる。前述したように、この場合の用紙の搬送では、通常速度に達してからクラッチＯＮした場合に比べてΔｔの遅延が生じる。したがって、ジャムタイマ設定時間ｔｊを次式で算出される（Ｓ１６）。
【００３９】
ｔｊ＝ｔ０＋Δｔ＋ｔｋ
Δｔは前述した式で求められる。なお、クラッチの応答時間を考慮し、さらにｔｊを補正してもよい。
【００４０】
次に、用紙先端が搬送センサ２０に到達するまで待つ（Ｓ１８）。搬送センサ２０に到達する前に遅延ジャムタイマがｔｊより大きくなれば（Ｓ１９，Ｙｅｓ）、何らかの原因で用紙がストップしたと考え給紙遅延ジャムと判定する（Ｓ２０）。給紙遅延ジャムタイマがｔｊに達する前に、搬送センサ２０が用紙先端を検知したならば正常な給紙と判断する。
【００４１】
正常な給紙と判定したなら、図７のフローに移行し、滞留ジャムを判定するため、ジャムタイマをスタートするとともに、給紙モータＭ２のＯＮでスタートしていた給紙タイマ値（搬送センサ２０が用紙先端を検知した時点のタイマ値）をｔ４に代入する（Ｓ３１）。このｔ４は、給紙モータＯＮ時点から搬送センサＯＮ時点までの時間に相当する。ｔｍ＜ｔ４ならば（Ｓ３２，Ｎｏ）、すでに加速が終了していると判断し、滞留ジャムタイマ時間ｔｊを従来通り次式で算出する（Ｓ３４）。
【００４２】
ｔｊ＝ｔｓ＋ｔｋ
ここに、ｔｓは、通常速度における搬送方向の用紙長に対応する搬送時間であり、ｔｋは前述したマージン時間である。
【００４３】
ｔｍ＜ｔ４でなければ（Ｓ３２，Ｎｏ）、加速中と判断し、滞留ジャムタイマ時間ｔｊを次式で算出する（Ｓ３３）。
【００４４】
ｔｊ＝ｔｓ＋Δｔ＋ｔｋ
この式でのΔｔは、図５の場合のｔ１をｔ４に置き換えて算出したものである。搬送センサ２０で用紙の後端を検知する前に（Ｓ３５，Ｙｅｓ）、ジャムタイマ値がｔｊより大きくなれば（Ｓ３６，Ｙｅｓ）、何らかの原因で用紙が滞留したと考え滞留ジャムとする（Ｓ３７）。滞留ジャムタイマ値がｔｊより大きくなる前に搬送センサ２０が用紙後端を検知したならば、正常に給紙が終了したと考え、用紙搬送動作を継続する。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、種々の変形、変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、ｔ０に追加すべきΔｔを算出したが、給紙クラッチＯＮ時点から予測される搬送センサＯＮ時点までの時間（ｔ０＋Δｔ）を、距離Ｌと給紙モータ加速度とから直接求めるようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、給紙モータスタートのどの時点で給紙を開始しても、搬送センサに到達する目標時間を加速状態に合わせ修正できるので、給紙開始タイミングに関わらずジャムを誤検知することがなく、またファースト給紙においては、モータ加速待ち時間を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態の用紙給送装置の駆動の伝達経路を表わした図である。
【図２】本発明の実施の形態による画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における給紙遅延ジャム説明用の給紙モータの第１の場合の制御特性図である。
【図４】本発明の実施の形態における給紙遅延ジャム説明用の給紙モータの第２の場合の制御特性図である。
【図５】本発明の実施の形態における給紙遅延ジャム説明用の給紙モータの第３の場合の制御特性図である。
【図６】本発明の実施の形態における遅延ジャムのジャム検知処理のフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態における滞留ジャムのジャム検知処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１１  ピックアップローラ
１２  給紙ローラ
１３  搬送ローラ
１４  レジストローラ
１５  感光ドラム
１６  定着ローラ
１７  排紙ローラ
２０  搬送センサ
２１  レジ前センサ
２２  排紙センサ
６１  ＲＯＭ
６２  ＣＰＵ
６３  ＲＡＭ
６４  搬送制御部
６５  給紙タイマ
６６  ジャムタイマ
７１  センサ群
７２  クラッチ群
７３  定着器
７６  モータ群
ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３  クラッチ
Ｍ１  メインモータ
Ｍ２  給紙モータ
【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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