(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣモータを用いて、紙と接するローラを回転させて紙を送る紙送り手段と、
前記ＤＣモータもしくは前記ローラの回転量を検出する検出手段と、
を備える給紙装置であって、
前記検出手段により検出された回転量と前記ＤＣモータに入力される制御量とに基づいて、前記紙送り手段の動作状態を表す状態量（回転量を除く）を推定する推定手段と、
前記紙送り手段による紙送り動作中に、前記推定手段で推定した前記状態量と、あらかじめ設定した判定条件との比較により、前記紙送り手段のエラー状態を検出するエラー検出手段とを備え、
前記エラー検出手段は、前記紙送り手段による紙送り動作開始後の第１期間では、給紙すべき紙がない紙無しエラーを判定し、前記第１期間経過後の第２期間では、前記ローラの空転による給紙ミスエラーを判定し、前記第２期間経過後、前記紙送り手段による紙送り動作が終了するまでの第３期間では、紙詰まり状態となるジャムエラーを判定することを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
前記エラー検出手段は、エラー状態を検出した際に、該検出の結果に応じた駆動状態となるよう、前記紙送り手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１記載の給紙装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置において、画像の記録媒体である用紙を搬送する搬送装置に用紙を供給するのに用いられる給紙装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタやファクシミリ装置等の画像形成装置において、画像形成部に用紙を供給するために、トレイやカセット等に積載された用紙を、１枚ずつ分離給送する給紙装置を備えたものが知られている。
【０００３】
この種の給送装置は、用紙に接し、摩擦力により用紙を送るためのローラと、このローラを回転駆動するためのモータ等の駆動源とを備え、外部からの作動指令に従い所定の状態にローラの回転量を制御することにより、用紙の給紙動作を行うようにされている。
【０００４】
この給紙装置では、従来、ローラを回転駆動するための駆動源として、ステップモータが用いられてきた。しかしステップモータは、パルス信号による駆動であり、動作が階段的になるため、動作時の騒音発生は避けられなかった。
昨今、画像形成装置において静粛性の要求が高まってきたことにより、駆動源として、リニアな動作のため動作音が比較的静かなＤＣモータの採用が検討されている。画像形成装置でのＤＣモータの採用に際して、モータ駆動の制御精度を高くできる状態推定器を用いたフィードバック制御が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
給紙装置において、用紙がローラに詰まったジャム状態となってしまう等のエラー状態となることがある。このとき、モータに対する負荷が大きくなってしまうと、従来はステップモータが脱調するだけで、機器を損傷するようなことは無かった。
【０００６】
しかし、ＤＣモータを採用した場合、ＤＣモータは、負荷が増加するとこれに比例して電流が増えるため、ＤＣモータ及び駆動回路での発熱が大きくなり、この状態が続くと焼損という事態を招く可能性がある。特にＤＣモータが完全に止まってしまうストール状態では、ＤＣモータが流すことのできる最大電流が流れ危険なため、この状態となることは避けなければならない。
【０００７】
これを防ぐために、用紙の給紙動作中におけるジャム、用紙無し、ピックミス等の各種エラー状態を検知し、ＤＣモータの動作状態を変えることができるようにする必要がある。
これに対し、このエラー状態の検出には、用紙の有無検出、用紙の位置検出、モータ電流検出等各種センサによる監視をして判定する方法が考えられるが、コストアップを避けなければならない昨今の状況より、極力部品の追加を無くし、さらには信頼性を向上することが望まれている。
【０００８】
本発明は、こうした問題点に対し鑑みなされたものであり、ＤＣモータを駆動源とする給紙装置において、新たなセンサを追加することなく、給紙時のエラーを検出できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の給紙装置は、ＤＣモータを用いて、紙と接するローラを回転させて紙を送る紙送り手段と、ＤＣモータもしくはローラの回転量を検出する検出手段と、を備える給紙装置であって、検出手段により検出された回転量とＤＣモータに入力される制御量とに基づいて、紙送り手段の動作状態を表す状態量（回転量を除く）を推定する推定手段と、紙送り手段による紙送り動作中に、推定手段で推定した状態量と、あらかじめ設定した判定条件との比較により、紙送り手段のエラー状態を検出するエラー検出手段とを備え、エラー検出手段は、紙送り手段による紙送り動作開始後の第１期間では、給紙すべき紙がない紙無しエラーを判定し、第１期間経過後の第２期間では、ローラの空転による給紙ミスエラーを判定し、第２期間経過後、紙送り手段による紙送り動作が終了するまでの第３期間では、紙詰まり状態となるジャムエラーを判定する。
【００１０】
即ち、本発明における給紙装置は、給紙動作中に機能不良となるエラー状態となると、給紙装置の動作に何らかの異常動作が発生するので、この挙動を推定手段で推定した動作状態から、検出しようとするものである。
【００１１】
ここで、推定手段は、いわゆる現代制御理論で状態推定器と呼ばれるものであり、制御対象である紙送り手段への制御入力ｕ（ここでは駆動源を制御する制御量）と、制御出力ｙ（ここでは検出手段による検出結果）とに基づいて、制御対象（紙送り手段）の内部状態を表す状態量ｘを推定するものである。
【００１２】
具体的には、紙送り手段の動作状態を下記の状態方程式で表し、
ｄ・ｘ（ｔ）／ｄｔ＝Ａ・ｘ（ｔ）＋Ｂ・ｕ（ｔ）
ｙ（ｔ）＝Ｃ・ｘ（ｔ）時間ｔにおける出力ｙ（ｔ）と入力ｕ（ｔ）から、推定状態量ｘの推定変化量ｄ・ｘ（ｔ）／ｄｔを求め、積分することにより、状態量ｘ（ｔ）を推定する。
【００１３】
従って、推定手段にて得られる状態量ｘ（ｔ）は、制御対象である紙送り手段の実際の挙動を表すものとなる。
この結果、本発明の給紙装置によれば、従来に対し新たな部品を追加することなく、推定手段による推定結果を基に、エラー検出が可能となる。また、部品の追加が無いため、コストアップの抑制、および製品の信頼性向上につながっている。
【００１４】
ところで、給紙装置が機能不良となるエラー状態では、ＤＣモータへの負荷の状態が変わっているため、ＤＣモータに流れる電流値が正常動作時の値と違った状態となる。
例えば、図１１（ａ）は、給紙装置が正常動作しているときのローラの回転量の変化を表し、図１１（ｂ）は、同じく正常動作時のＤＣモータに流れる電流の変化を表し、図１２（ａ）は、給紙動作中に紙がローラに詰まってローラの回転が停止しているジャムエラー状態のときのローラの回転量の変化を表し、図１２（ｂ）は、同じくジャムエラー状態のときにＤＣモータに流れる電流の変化を表している。
【００１５】
そして、これら各図から明らかなように、給紙装置の正常動作時にＤＣモータに流れる電流は、給紙開始直後には一旦正方向に増大してその後負側に変化し、最終的には「０」付近の極めて小さい電流値に収束するが、ジャムエラー状態では、ジャムエラーの発生に伴いローラの回転が停止してしまうので、ＤＣモータに流れる電流は、正常時の電流値に対して極めて大きくなってしまう。
【００１６】
従って、こうした給紙装置の正常動作時とエラー発生時とで異なる電流の関係を利用すれば、給紙装置のエラー状態を正確に判定できる。
よって、エラー検出手段にて紙送り動作中に生じたエラーを検出するには、例えば、推定手段を、ＤＣモータに流れる電流である推定電流を推定するように構成し、エラー検出手段では、その推定電流を用いて、エラー状態を検出するようにすればよい。
【００１７】
つまり、このようにすれば、給紙装置は、推定手段で推定したＤＣモータに流れる電流（推定電流）により、給紙装置のエラー状態を検出できるようになる。
ところで、給紙装置で発生すると考えられるエラーとしては、紙送り元に紙が無いため、給紙を行うことができない紙無しエラーや、給紙の初期に、紙のローラに対する接触面積が少ないため、十分な摩擦力を得られず、ローラが用紙上を空転してしまう給紙ミスエラー、或いは、給紙動作中に、ローラ等に紙が詰まるジャム状態となってしまい、紙が正常に送られなくなるジャムエラー等がある。
【００１８】
そして、紙無しエラー状態では、紙が無いためローラが、用紙トレイやカセット等の底面に押しつけられ、回転できないほどの状態になるため、ＤＣモータに流れる電流が正常時よりも大きくなり、しかも、この状態は、給紙装置による紙送り動作開始直後から発生する。
【００１９】
また、ジャムエラー状態では、紙が詰まってローラの回転が停止するので、ＤＣモータに流れる電流は、正常時や紙無しエラーの場合よりも大きくなり、しかも、このジャムエラーは、給紙装置の紙送り動作開始後、実際に紙が送り出されてから発生する。
【００２０】
これに対して、給紙ミスエラー状態では、ローラが紙の上を滑りながら空転するため、ＤＣモータに流れる電流値は、正常時よりも小さくなる。そして、この給紙ミスエラーは、給紙装置による紙送り動作開始後、ローラが紙の上を滑り始めることによって発生するため、その発生タイミングは、紙無しエラーよりは遅く、ジャムエラーよりは早くなる。
【００２１】
従って、エラー検出手段の動作により単に給紙装置のエラー状態を検出するのではなく、エラー発生時のエラーの内容（換言すれば、エラー状態の種別）をも特定できるようにするには、請求項１に記載のように、エラー検出手段を、紙送り手段による紙送り動作開始後の第１期間では、給紙すべき紙がない紙無しエラーを判定し、第１期間経過後の第２期間では、ローラの空転による給紙ミスエラーを判定し、第２期間経過後、紙送り手段による紙送り動作が終了するまでの第３期間では、紙詰まり状態となるジャムエラーを判定するように構成すればよい。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
次に、請求項２記載の給紙装置においては、エラー検出手段が、エラーを検出した際に、制御手段により、検出の結果に応じた駆動状態となるよう、紙送り手段を制御する。
この結果、給紙装置においてエラーが検出された時の、エラーに対する処置の一つとして、給紙装置の駆動状態を、エラー状態に応じた駆動状態に変更できる。例えば、ＤＣモータに大電流が流れ続けるようなエラーの場合は、電流が流れないように、また、エラー状態から復帰可能な場合は、復帰のための動作を実施する等の処置がある。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態（実施例）を図面と共に説明する。［実施例］
図１は本発明が適用された実施例の給紙装置の構成を表す説明図である。
【００３０】
本実施例の給紙装置は、例えば、インクジェットプリンタにおいて、用紙載置板２に載置された用紙４を一枚ずつ取り出して、画像形成部へ用紙４を供給する搬送ローラ６へ供給するためのものであり、給紙ローラ１０と、これを回転駆動するＤＣモータ（以下、給紙モータという）２０とを備える。
【００３１】
給紙ローラ１０は、支持部材８を介して、プリンタ内に回転可能に位置決め固定されており、そのローラ面には、用紙載置板２の用紙排出側先端部分が、スプリング等からなる付勢部材２ａにより押しつけられている。また、この給紙ローラ１０への用紙載置板２の当接位置に対して、給紙ローラ１０の回転方向下流側には、給紙ローラ１０の回転によって用紙載置板２から送り出された用紙４の内、給紙ローラ１０のローラ面に接する最上部の用紙１枚だけを分離して、搬送ローラ６側へ供給するための分離部材９が設けられている。
【００３２】
従って、用紙載置板２に載置された用紙４は、給紙ローラ１０の回転によって、一枚ずつ、搬送ローラ６に供給され、搬送ローラ６からプリンタ内部の図示しない画像形成部へと搬送されることになる。
次に、支持部材８には、給紙ローラ１０と共に回転する回転スリット板１２ａ及びプーリ１４も支持されている。一方、給紙モータ２０の回転軸２０ａには、直接若しくはギヤを介して駆動プーリ１６が組み付けられている。そして、この駆動プーリ１６と、給紙ローラ１０側のプーリ１４とは、動力伝達用のベルト１７を介して連結されている。
【００３３】
また、回転スリット板１２ａは、円周に沿って所定間隔毎にスリットを形成したものであり、その周囲には、回転スリット板１２ａの回転に伴い移動するスリットを検出して、パルス信号を発生するフォトインタラプタ１２ｂが配置されている。つまり、本実施例の給紙装置には、給紙ローラ１０、延いては、給紙モータ２０の回転状態を検出するための回転センサとして、回転スリット板１２ａとフォトインタラプタ１２ｂとからなるロータリエンコーダ（以下、単にエンコーダという）１２が設けられている。
【００３４】
また、給紙ローラ１０から搬送ローラ６に至る給紙経路において、搬送ローラ６の手前側には、用紙４が搬送ローラ６まで搬送されたことを検出するためのレジセンサ１８が設けられている。このレジセンサ１８は、自身の回転動作によりオン・オフ状態が切り替わるスイッチであり、搬送ローラ６の手前に用紙４がないフリーの状態では、縦位置となって用紙４の給紙経路上に突出して、オフ状態となり、その突出位置まで用紙４が搬送されてくると、その用紙４の先端に当たって所定角度回転し、オン状態となる。
【００３５】
次に、図２は、給紙モータ２０を駆動するモータ制御系の構成を表すブロック図である。
図２に示すように、給紙モータ２０の制御系は、プリンタ全体の動作を制御するＣＰＵ３０、給紙モータ２０を駆動するモータ駆動回路４０、モータ駆動回路４０に入力する駆動信号を生成する信号生成回路１００、及び、プリンタの各種動作状態（給紙装置のエラー状態を含む）を表示する表示装置５０等から構成されている。
【００３６】
信号生成回路１００は、いわゆるＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ）であり、給紙モータ２０の制御に用いる各種パラメータを格納するレジスタ群１１０、エンコーダ１２から入力されるパルス信号（エンコーダ信号）に基づき用紙４の給紙状態をチェックする給紙状態チェック部１２０、給紙モータ２０を制御するための制御信号を生成する制御信号生成部１３０、制御信号生成部１３０により生成された制御信号をモータ駆動回路４０の駆動信号（例えばＰＷＭ信号）に変換する駆動信号生成部１４０、信号生成回路１００の動作用のクロック信号を生成して信号生成回路１００全体に供給するクロック生成部１５０、及び、本発明にかかわる主要部であるエラー検出部１６０等から構成されている。尚、クロック生成部１５０は、少なくともエンコーダ１２から入力されるエンコーダ信号の最短周期より短い周期のクロック信号を生成するものである。
【００３７】
これらのうち、レジスタ群１１０は、信号生成回路１００を起動するための起動設定レジスタ１１１、給紙ローラ１０の回転量（換言すれば給紙ローラ１０による用紙４の送り量）に相当するエンコーダ信号の数を示す目標量ｒ（換言すれば目標紙送り量）を設定するための目標設定レジスタ１１３、制御信号生成部１３０が制御信号を生成する際に利用する後述の積分ゲイン「−Ｆ１」を設定するための第１ゲイン設定レジスタ１１５、及び、同じく後述の状態フィードバックゲイン「−Ｆ２」を設定するための第２ゲイン設定レジスタ１１６等からなる。
【００３８】
尚、各レジスタのうちの起動設定レジスタ１１１は、信号生成回路１００を起動するための指令が書き込まれるレジスタであって、この起動設定レジスタ１１１への書き込みが行われることによって、信号生成回路１００全体が起動する。
また、給紙状態チェック部１２０は、エンコーダ１２からエンコーダ信号が入力されたことを検出するエンコーダエッジ検出部１２１、エンコーダエッジ検出部１２１により検出されたエンコーダ信号の数をカウントするカウンタ１２２、レジセンサ１８からの信号を検出するレジセンサ検出部１２４、及び、ＣＰＵ３０に対して当該信号生成回路１００による給紙モータ２０の駆動を停止させるための停止割込信号をＣＰＵ３０へ出力する割込処理部１２３等からなる。
【００３９】
尚、この割込処理部１２３は、レジセンサ１８の用紙検知出力がＯＮとなったとき、もしくは、カウンタ１２２によるカウント値（換言すれば給紙ローラ１０の回転量）が目標設定レジスタ１１３にセットされている目標量以上となった際に、ＣＰＵ３０に対して停止割込信号を出力する。また、割込処理部１２３は、エラー検出部１６０にて当該給紙装置のエラー状態が検出されて、エラー検出部１６０から作動停止指令が入力された際にも、ＣＰＵ３０に対して停止割込信号を出力する。
【００４０】
一方、制御信号生成部１３０は、給紙モータ２０を制御するための制御量ｕ（本実施例では、給紙モータ２０の駆動電圧Ｖｏ）を演算する演算処理部１３１、及び、クロック生成部１５０により生成されたクロック信号に基づいて時間を計測する計時用のタイマ１３２等から構成されている。
【００４１】
ここで、演算処理部１３１は、図３に示すように、カウンタ１２２によるカウント値（給紙ローラ１０の回転量）ｙと目標設定レジスタ１１３に設定された目標量ｒとを比較し、これらの偏差を算出する第１加算器ＡＤＤ１と、第１加算器ＡＤＤ１にて算出された偏差を離散積分する積分器ＩＮＴと、積分器ＩＮＴの算出値に第１ゲイン設定レジスタ１１５に設定された積分ゲイン「−Ｆ１」を乗じる第１ゲイン積算器ＭＵＬ１とを備え、上記偏差に応じて給紙モータ２０を駆動制御するための第１制御信号を生成する。
【００４２】
また、演算処理部１３１は、制御信号生成部１３０から駆動信号生成部１４０に出力されるモータ制御のための制御信号（制御量ｕ）とカウンタ１２２のカウント値ｙとに基づいて、給紙モータ２０，給紙ローラ１０等からなる図１に示した給紙機構の状態を示す状態量ｘを推定する状態推定器（所謂オブザーバ）ＯＢＳと、状態推定器ＯＢＳにて推定された状態量ｘに第２ゲイン設定レジスタ１１６に設定された状態フィードバックゲイン「−Ｆ２」を乗じる第２ゲイン積算器ＭＵＬ２とを備え、給紙機構の内部状態に応じて給紙モータ２０を駆動制御するための第２制御信号を生成する。
【００４３】
そして、演算処理部１３１は、上記各ゲイン積算器ＭＵＬ１，ＭＵＬ２にて算出された第１制御信号と第２制御信号とを第２加算器ＡＤＤ２で加算することにより、給紙モータ２０の制御量ｕを求め、この制御量ｕを駆動信号生成部１４０に出力することにより、駆動信号生成部１４０からモータ駆動回路４０へと、給紙モータ２０を制御量ｕで制御するための駆動信号を出力させる。
【００４４】
ここで、状態推定器ＯＢＳは、給紙モータ２０によって用紙４を供給する給紙機構を動的線形システムとしてモデル化し、給紙モータ２０への入力電圧を操作量として紙送り量を制御する位置サーボ系として考えた場合に、その状態フィードバック制御を実現するための計算を行うものである。そして、その際にどのような状態変数を選択するのかは、状態フィードバック制御の解説書等にもあるように、一意ではないので、制御系に合わせて適宜選択する必要がある。
【００４５】
そこで、本実施例では、給紙モータ２０により駆動される給紙ローラ１０の回転軸の回転角度θを制御出力ｙとして検出可能なエンコーダ５６が存在することから、制御対象である給紙機構の動的な挙動が特徴づけられるパラメータである給紙モータ２０の電流値ｉ、給紙ローラ１０の回転角度θ、給紙ローラ１０の回転角速度ωを状態変数として選択し、制御入力として、給紙モータ２０の制御量ｕである駆動電圧Ｖｏを選択することにより、エンコーダ５６により検出された回転角度θ（制御出力ｙ）と、給紙モータ２０の駆動電圧Ｖｏ（制御入力ｕ）とを用いて、状態量ｘ（つまり、給紙モータ２０の電流値ｉ、給紙ローラ１０の回転角度θ、給紙ローラ１０の回転角速度ω）を算出するようにしている。
【００４６】
つまり、本実施例では、給紙機構の挙動を表す動的モデルとして、例えば、次式の如き状態方程式と出力方程式とで記述される動的モデルを構築し、この状態方程式及び出力方程式を基に、状態量ｘとして、給紙モータ２０の電流値ｉ、給紙ローラ１０の回転角度θ、及び、給紙ローラ１０の回転角速度ωを推定する状態推定器ＯＢＳを実現している。
【００４７】
【数１】
0003867614.tif 000002
【００４８】
尚、上記状態方程式及び出力方程式において、Ｒａ，Ｌａは、夫々、給紙モータ２０の電機子回路の抵抗，インダクタンスであり、Ｊｉ，Ｄｉは、夫々、給紙モータ２０の負荷となる給紙機構（詳しくはベルト１７や給紙ローラ１０等）の慣性モーメント，粘性抵抗であり、Ｋｔはトルク定数であり、Ｋｅは起電力定数である。
【００４９】
そして、上記のように記述される動的モデル及びこの動的モデルを基に状態推定器ＯＢＳを構築する具体的手法については、従来より知られている（例えば、（株）コロナ社発行、古田勝久著、「基礎システム理論」参照）ので、ここではこれ以上の説明は省略する。
【００５０】
次に、図４は、用紙４を給紙する際にＣＰＵ３０が行う給紙処理を表すフローチャートである。
図４に示すように、この給紙処理では、ＣＰＵ３０は、まずレジスタ群１１０の各レジスタに上述した各種パラメータをセットする（Ｓ１１０）。つまり、ＣＰＵ３０は、タイミング設定レジスタ１１２に演算時間ｔｏをセットし、目標設定レジスタ１１３に目標量ｒをセットし、第１ゲイン設定レジスタ１１５に積分ゲインＦ１をセットし、第２ゲイン設定レジスタ１１６に状態フィードバックゲインＦ２をセットする。
【００５１】
尚、このとき、ＣＰＵ３０は、目標量ｒ毎にあらかじめ決められた値の積分ゲインＦ１および状態フィードバックゲインＦ２を各レジスタ１１５、１１６にセットする。ここでは、目標量ｒの値が大きいほど、絶対値の大きな積分ゲインＦ１及び状態フィードバックゲインＦ２が各レジスタ１１５、１１６にセットされる。
【００５２】
次に、ＣＰＵ３０は、信号生成回路１００を起動させる（Ｓ１２０）。この処理においては、レジスタ群１１０を構成する起動設定レジスタ１１１への書き込みが行われ、これによって、信号生成回路１００全体が起動する。
このように信号生成回路１００が起動されると、制御信号生成部１３０が制御信号を生成し始め、同時にエラー検出部１６０も処理を開始する。そして、制御信号生成部１３０にて生成された制御信号（制御量ｕ）は、駆動信号生成部１４０にて駆動信号に変換されて、モータ駆動回路４０に入力され、モータ駆動回路４０が、その駆動信号に従い給紙モータ２０を駆動する。この結果、給紙ローラ１０が回転して、用紙載置板２に載置された用紙４が、搬送ローラ６へと搬送されることになる。
【００５３】
こうして信号生成回路１００を起動すると、ＣＰＵ３０は、給紙状態チェック部１２０の割込処理部１２３から停止割込信号が入力されたか否かを判断することにより停止割込信号が入力されるのを待ち（Ｓ１３０）、停止割込信号が入力されると、信号生成回路１００の作動を停止させ（Ｓ１４０）、当該給紙処理を終了する。
【００５４】
次に、図５は、信号生成回路１００の作動中（つまり用紙４の給紙時）にエラー検出部１６０が実行するエラー検出処理を表すフローチャートである。尚、エラー検出部１６０を含む信号生成回路１００は、いわゆるＡＳＩＣからなり、ハードウェアとして動作するものであるが、ここでは理解を容易にするため、ハードウェアの動作をフローチャートに置き換えて説明する。
【００５５】
図５に示すように、エラー検出部１６０は、起動直後には、紙無しエラー判定処理（Ｓ２１０〜Ｓ２３０）を実行する。
この紙無しエラー判定処理は、演算処理部１３１の状態推定器ＯＢＳから、状態推定器ＯＢＳにて推定された給紙モータ２０の電流値（推定電流）ｉを取得し（Ｓ２１０）、その取得した推定電流ｉの値と紙無しエラー判定用の第１判定値ｉａとを比較し（Ｓ２２０）、推定電流ｉが第１判定値ｉａ以下であれば（Ｓ２２０：ＮＯ）、当該紙無しエラー判定処理を開始してから所定の判定時間ｔ１が経過したか否かを判断し（Ｓ２３０）、判定時間ｔ１が経過していなければ（Ｓ２３０：ＮＯ）、再度Ｓ２１０に移行する、といった手順で実行される。
【００５６】
そして、この紙無しエラー判定処理にて、推定電流ｉが第１判定値ｉａよりも大きくなったと判断されると（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、用紙載置板２に用紙４がセットされておらず、給紙モータ２０に通常時よりも大きな負荷が加わっている状態（つまり紙無しエラー状態）であるとして、給紙モータ２０の動作を停止するために、割込処理部１２３に対し作動停止指令を出力し（Ｓ２４０）、表示装置５０に、紙無しエラーに対するエラーメッセージ、例えば、「用紙を補給してください。」、を表示させ（Ｓ２５０）、当該処理を終了する。
【００５７】
次に、上記紙無しエラー判定処理にて、判定時間ｔ１が経過したと判断されると（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、今度は、給紙ミスエラー判定処理（Ｓ２６０〜Ｓ２８０）を実行する。
この給紙ミスエラー判定処理は、演算処理部１３１の状態推定器ＯＢＳから推定電流ｉを取得し（Ｓ２６０）、その取得した推定電流ｉの値と給紙ミスエラー判定用の第２判定値ｉｂとを比較し（Ｓ２７０）、推定電流ｉが第２判定値ｉｂ以上であれば（Ｓ２７０：ＮＯ）、当該給紙ミスエラー判定処理を開始してから所定の判定時間ｔ２が経過したか否かを判断し（Ｓ２８０）、判定時間ｔ２が経過していなければ（Ｓ２８０：ＮＯ）、再度Ｓ２６０に移行する、といった手順で実行される。
【００５８】
そして、この給紙ミスエラー判定処理にて、推定電流ｉが第２判定値ｉｂよりも小さくなったと判断されると（Ｓ２７０：ＹＥＳ）、給紙ローラ１０が空転して給紙モータ２０に加わる負荷が通常時よりも小さくなっている状態（つまり給紙ミスエラー状態）であるとして、給紙モータ２０の動作を停止するために、割込処理部１２３に対し作動停止指令を出力し（Ｓ２９０）、表示装置５０に、給紙ミスエラーに対するエラーメッセージ、例えば、「用紙を再セットしてください。」、を表示させ（Ｓ２５０）、当該処理を終了する。
【００５９】
次に、上記給紙ミスエラー判定処理にて、判定時間ｔ２が経過したと判断されると（Ｓ２８０：ＹＥＳ）、今度は、ジャムエラー判定処理（Ｓ３１０〜Ｓ３３０）を実行する。
このジャムエラー判定処理は、演算処理部１３１の状態推定器ＯＢＳから推定電流ｉを取得し（Ｓ３１０）、その取得した推定電流ｉの値とジャムエラー判定用の第３判定値ｉｃとを比較し（Ｓ３２０）、推定電流ｉが第３判定値ｉｃ以下であれば（Ｓ３２０：ＮＯ）、レジセンサ１８の用紙検知出力がＯＮとなるか、カウンタ１２２によるカウント値が目標設定レジスタ１１３にセットされている目標量以上となって、用紙送りが完了したか否かを判断し（Ｓ３３０）、用紙送りが完了していなければ（Ｓ３３０：ＮＯ）、再度Ｓ３１０に移行する、といった手順で実行される。
【００６０】
そして、このジャムエラー判定処理にて、推定電流ｉが第３判定値ｉｃよりも大きくなったと判断されると（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、給紙ローラ１０に用紙４が詰まり、給紙モータ２０に通常時よりも大きな負荷が加わっている状態（つまりジャムミスエラー状態）であるとして、給紙モータ２０の動作を停止するために、割込処理部１２３に対し作動停止指令を出力し（Ｓ３４０）、表示装置５０に、ジャムエラーに対するエラーメッセージ、例えば、「紙詰まりを取り除いてください。」、を表示させ（Ｓ３５０）、当該処理を終了する。
【００６１】
以上説明したように、本実施例の給紙装置においては、ＣＰＵ３０により信号生成回路１００が起動されて、紙送り動作を開始すると、エラー検出部１６０が、その紙送り動作の経過時間と状態推定器ＯＢＳにより推定された給紙モータ２０の電流値（推定電流）ｉとに基づき、紙無しエラー、給紙ミスエラー、及び、ジャムエラーを順に判定し、これら各エラーの何れかが発生していることを検出すると、割込処理部１２３からＣＰＵ３０へ停止割込信号を出力させて、給紙モータ２０の駆動を停止させると共に、表示装置５０に、エラー状態であることを報知するためのエラーメッセージを表示させる。
【００６２】
このため、本実施例の給紙装置によれば、上記各エラーを検出するための専用のセンサを設けることなく、上記各エラーを夫々高精度に検出することが可能となり、給紙装置（延いてはプリンタ）のコストアップを招くことなく、装置の信頼性を向上することができる。また、エラー検出時には、検出したエラーに対応するエラーメッセージを表示装置５０に表示するので、使用者は、給紙装置がエラー状態であることを認識して、正常状態に速やかに復帰させることができる。
【００６３】
尚、本実施例においては、給紙モータ２０，給紙ローラ１０等からなる図１に示した給紙機構が、本発明の紙送り手段に相当し、給紙ローラ１０の回転状態を検出するエンコーダ１２が、本発明の検出手段に相当する。また、制御量ｕを演算する演算処理部１３１は、本発明の制御手段に相当し、この演算処理部１３１に組み込まれた状態推定器ＯＢＳは、本発明の推定手段に相当する。また、エラー検出部１６０は、本発明のエラー検出手段に相当し、このエラー検出部１６０にて実行されるＳ２５０、Ｓ３００，Ｓ３５０の処理でエラーメッセージを表示するのに使用される表示装置５０は、本発明のエラー報知手段に相当する。
【００６４】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、Ｓ２５０、Ｓ３００、Ｓ３５０におけるエラーメッセージの表示は、ＣＰＵ３０のソフトウェア処理によって実行するようにする等、種々の態様を採ることができる。［変形例１］
また、上記実施例では、エラー検出部１６０にて実行される給紙ミスエラー判定処理において、推定電流ｉが判定値ｉｂよりも小さくなった場合に、そのまま給紙ミスエラーが発生したと判断して、作動停止指令を出力するものとして説明したが、給紙ミスエラーは、一時的に発生しても、給紙ローラ１０の回転を継続させることによって、正常状態に復旧できることがある。
【００６５】
そこで、図５に示したＳ２６０〜Ｓ３００の手順で実現される給紙ミスエラー判定処理を、図６に示す手順で実行するように変更することで、給紙ミスエラー発生時に正常状態に自動復旧させることもできる。
即ち、図６に示す給紙ミスエラー判定処理では、Ｓ２７０にて、推定電流ｉが第２判定値ｉｂよりも小さくなったと判断されると、当該処理の開始時にリセット（値「０」）される給紙ミスエラー判定フラグＦがリセット状態であるか否かを判断する（Ｓ２８２）。そして、このフラグＦがリセット状態であれば、給紙ミスエラー判定処理の継続時間を計時する図示しないタイマＴ２の計時動作を一時的に停止し（Ｓ２８４）、給紙ミスエラー状態の経過時間を計時する図示しないタイマＴ３の計時動作を開始若しくは再開させ（Ｓ２８６）、フラグＦを値「１」にセットした後（Ｓ２８８）、Ｓ２８９に移行し、逆に、フラグＦがリセット状態であれば、Ｓ２８９にそのまま移行する。
【００６６】
そして、Ｓ２８９では、タイマＴ３による計時時間（給紙ミスエラー状態の経過時間）が予め設定された判定時間ｔ３に達したか否かを判断し、判定時間ｔ３に達していなければ、Ｓ２６０に移行し、逆に、判定時間ｔ３に達していれば、Ｓ２９０、Ｓ３００の処理を実行して、当該処理を終了する。
【００６７】
また、Ｓ２７０にて、推定電流ｉが第２判定値ｉｂ以上であると判断された場合には、給紙ミスエラー判定フラグＦがセットされているか否かを判断する（Ｓ２７２）。そして、このフラグＦがセットされていなければ、そのままＳ２８０に移行し、逆に、フラグＦがセットされていれば、タイマＴ３による給紙ミスエラー状態の経過時間の計時動作を一時的に停止し（Ｓ２７４）、タイマＴ２による給紙ミスエラー判定処理の継続時間の計時動作を開始若しくは再開させ（Ｓ２７６）、フラグＦをリセットした後（Ｓ２７８）、Ｓ２８０に移行する。
【００６８】
このように、図６に示す給紙ミスエラー判定処理では、推定電流ｉが第２判定値ｉｂよりも小さくなって、給紙ミスエラーを判定すると、タイマＴ３を用いて、給紙ミスエラー状態の経過時間を計時し、その経過時間が判定時間ｔ３に達する迄は、給紙ミスエラー判定処理を継続し、その経過時間が判定時間ｔ３に達した場合に、給紙ミスエラーからの自動復旧は困難であると判断して、Ｓ２９０、Ｓ３００の処理を実行する。
【００６９】
従って、この給紙ミスエラー判定処理によれば、推定電流ｉから給紙ミスエラーを判定しても、給紙ローラ１０を継続して駆動することにより、給紙ミスエラーから正常状態へと自動復旧させることが可能となり、給紙装置の信頼性及び使い勝手を向上できる。［変形例２］
また次に、上記実施例では、上記各エラーの判定を、状態推定器ＯＢＳにて推定された推定電流ｉを用いて行うものとして説明したが、図７に示すように、モータ駆動回路４０内に電流検出手段としての電流検出器４１が組み込まれている場合には、エラー検出部１６０において、図８に示すエラー検出処理を実行するようにしても、上記各エラーを検出することができる。
【００７０】
即ち、図８に示すエラー検出処理では、まず、演算処理部１３１の状態推定器ＯＢＳから推定電流ｉを取得すると共に、電流検出器４１から給紙モータ２０に実際に流れている電流（検出電流）ｉｓを取得する（Ｓ４１０）。
そして、その取得した検出電流ｉｓと推定電流ｉとの偏差の絶対値を電流偏差△ｉとして算出し（Ｓ４２０）、その算出した電流偏差△ｉと、予め設定されたエラー判定用の判定基準値△ｉｏとを比較する（Ｓ４３０）。
【００７１】
そして、電流偏差△ｉが判定基準値△ｉｏよりも大きい場合には（Ｓ４３０：ＹＥＳ）、上述した紙無しエラー、給紙ミスエラー、ジャムエラー、といった何らかのエラーが発生しているものと判断して、給紙モータ２０の動作を停止するために、割込処理部１２３に対し作動停止指令を出力し（Ｓ４５０）、表示装置５０にエラーメッセージを表示させ（Ｓ４６０）、当該処理を終了する。
【００７２】
また、電流偏差△ｉが判定基準値△ｉｏ以下である場合には（Ｓ４３０：ＮＯ）、エラーは発生していないものと判断して、Ｓ４４０に移行し、用紙送りが完了したか否かを判断する。そして、用紙送りが完了していなければ（Ｓ４４０：ＮＯ）、再度Ｓ４１０に移行し、逆に、用紙送りが完了していれば（Ｓ４４０：ＹＥＳ）、当該処理を終了する。
【００７３】
このように、給紙モータ２０に流れる電流を検出する電流検出器４１が備えられている場合には、その電流検出器４１にて検出された電流値（検出電流）ｉｓと状態推定器ＯＢＳにて推定された推定電流ｉとの偏差△ｉを求め、その電流偏差△ｉと判定基準値△ｉｏとを比較することによっても、エラー状態を検出できる。［変形例３］
一方、上記実施例及び変形例１，２では、状態推定器ＯＢＳにて推定された推定電流ｉを用いてエラー状態を検出するものとして説明したが、エラー状態の検出には、必ずしも推定電流ｉを用いる必要はなく、状態推定器ＯＢＳにて推定された給紙ローラ１０の回転角度（推定角度）θ若しくは角速度（推定角速度）ωを用いるようにしてもよい。
【００７４】
そして、状態推定器ＯＢＳにて推定された推定角度θを用いる場合には、エラー検出処理を図９に示す手順で実行し、状態推定器ＯＢＳにて推定された推定角速度ωを用いる場合には、エラー検出処理を図１０に示す手順で実行するようにすればよい。尚、図９、図１０に示すエラー検出処理は、基本的には、図８に示したエラー検出処理と同様であり、エラー判定に用いるパラメータが異なるだけである。
【００７５】
即ち、図９に示すエラー検出処理では、演算処理部１３１の状態推定器ＯＢＳから推定角度θを取得すると共に、エンコーダ１２からの検出信号に基づき得られる給紙ローラ１０の実際の回転角度（検出角度）θｓを取得する（Ｓ４１０′）。そして、その取得した検出角度θｓと推定角度θとの偏差の絶対値を角度偏差△θとして算出し（Ｓ４２０′）、その算出した角度偏差△θと、予め設定されたエラー判定用の判定基準値△θｏとを比較する（Ｓ４３０′）。
【００７６】
そして、角度偏差△θが判定基準値△θｏよりも大きい場合には（Ｓ４３０′：ＹＥＳ）、上述した紙無しエラー、給紙ミスエラー、ジャムエラー、といった何らかのエラーが発生しているものと判断して、Ｓ４５０、Ｓ４６０の処理を実行した後、当該処理を終了する。
【００７７】
また逆に、角度偏差△θが判定基準値△θｏ以下である場合には（Ｓ４３０′：ＮＯ）、エラーは発生していないものと判断して、Ｓ４４０に移行し、用紙送りが完了したか否かを判断する。そして、用紙送りが完了していなければ（Ｓ４４０：ＮＯ）、再度Ｓ４１０に移行し、用紙送りが完了していれば（Ｓ４４０：ＹＥＳ）、当該処理を終了する。
【００７８】
また次に、図１０に示すエラー検出処理では、演算処理部１３１の状態推定器ＯＢＳから推定角速度ωを取得すると共に、エンコーダ１２からの検出信号に基づき得られる給紙ローラ１０の実際の回転角速度（検出角速度）ωｓを取得する（Ｓ４１０″）。そして、その取得した検出角速度ωｓと推定角速度ωとの偏差の絶対値を角速度偏差△ωとして算出し（Ｓ４２０″）、その算出した角速度偏差△ωと、予め設定されたエラー判定用の判定基準値△ωｏとを比較する（Ｓ４３０″）。
【００７９】
そして、角速度偏差△ωが判定基準値△ωｏよりも大きい場合には（Ｓ４３０″：ＹＥＳ）、上述した紙無しエラー、給紙ミスエラー、ジャムエラー、といった何らかのエラーが発生しているものと判断して、Ｓ４５０、Ｓ４６０の処理を実行した後、当該処理を終了する。
【００８０】
また逆に、角速度偏差△ωが判定基準値△ωｏ以下である場合には（Ｓ４３０″：ＮＯ）、エラーは発生していないものと判断して、Ｓ４４０に移行し、用紙送りが完了したか否かを判断する。そして、用紙送りが完了していなければ（Ｓ４４０：ＮＯ）、再度Ｓ４１０に移行し、用紙送りが完了していれば（Ｓ４４０：ＹＥＳ）、当該処理を終了する。
【００８１】
このように、給紙装置には、給紙ローラ１０（延いては給紙モータ２０）の回転状態を検出するエンコーダ１２が備えられ、そのエンコーダ１２の出力から給紙ローラ１０の実際の回転角度θ及び回転角速度ωを得ることができるので、その検出値（検出角度θｓ、検出角速度ωｓ）と状態推定器ＯＢＳにて推定された推定値（推定角度θ、推定角速度ω）との偏差を求め、その偏差と判定基準値とを比較することによっても、エラー状態を検出できる。
【００８２】
そして、このように、給紙ローラ１０（若しくは給紙モータ２０）の回転角度θ若しくは回転角速度ωの推定値と実測値との偏差からエラー状態を検出する際には、状態推定器ＯＢＳにて、給紙モータ２０に流れる電流を推定しないシステムにも適用できることから、例えば、演算処理部１３１においてモータ電流を制御量ｕとして演算する電流制御型の給紙装置にも適用できることになる。
【００８３】
つまり、演算処理部１３１においてモータ電流を制御量ｕとして演算する電流制御型の給紙装置では、状態推定器ＯＢＳにてモータ電流が推定されないので、上記実施例或いは変形例１，２のように、状態推定器ＯＢＳにより得られる推定電流を用いてエラー検出を行うことはできないが、当該変形例３のように、エラー検出に給紙ローラ１０（若しくは給紙モータ２０）の回転角度θ若しくは回転角速度ωの推定値を用いる場合には、状態推定器ＯＢＳにてモータ電流を推定する必要がないので、電流制御型の給紙装置にもそのまま適用できるようになるのである。
【００８４】
尚、以上の説明では、検出手段として、給紙ローラ１０の回転量を検出するエンコーダ１２を用いるものとして説明したが、検出手段としては、給紙モータ２０の回転量を検出するエンコーダを用いるようにしてもよく、或いは、ポテンショメータ等の他のセンサを用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例の給紙装置の概略構成を表す説明図である。
【図２】  実施例の給紙装置を駆動するモータ制御系の構成を表すブロック図である。
【図３】  実施例の演算処理部の制御系統を表すブロック図である。
【図４】  実施例のＣＰＵにて実行される給紙処理を表すフローチャートである。
【図５】  実施例のエラー検出部で実行されるエラー検出処理を表すフローチャートである。
【図６】  エラー検出部で実行される給紙ミスエラー判定処理の変形例を表すフローチャートである。
【図７】  実施例の給紙装置を駆動するモータ制御系の変形例を表すブロック図である。
【図８】  推定電流と検出電流とを用いてエラー検出を行うエラー検出処理を表すフローチャートである。
【図９】  推定角度と検出角度とを用いてエラー検出を行うエラー検出処理を表すフローチャートである。
【図１０】  推定角速度と検出角速度とを用いてエラー検出を行うエラー検出処理を表すフローチャートである。
【図１１】  正常状態での給紙装置の挙動を表す説明図である。
【図１２】  エラー状態での給紙装置の挙動を表す説明図である。
【符号の説明】
２…用紙載置板、４…用紙、６…搬送ローラ、８…支持部材、９…分離部材、１０…給紙ローラ、１２…エンコーダ、１８…レジセンサ、２０…給紙モータ、２０ａ…回転軸、
４０…モータ駆動回路、４１…電流検出器、５０…表示装置、５６…エンコーダ、１００…信号生成回路、１１０…レジスタ群、１２０…給紙状態チェック部、１３０…制御信号生成部、１３１…演算処理部、ＡＤＤ１…第１加算器、ＡＤＤ２…第２加算器、ＩＮＴ…積分器、ＭＵＬ１…第１ゲイン積算器、ＭＵＬ２…第２ゲイン積算器、ＯＢＳ…状態推定器、１４０…駆動信号生成部、１５０…クロック生成部、１６０…エラー検出部。
【図１】
0003867614.tif 000003
【図２】
0003867614.tif 000004
【図３】
0003867614.tif 000005
【図４】
0003867614.tif 000006
【図５】
0003867614.tif 000007
【図６】
0003867614.tif 000008
【図７】
0003867614.tif 000009
【図８】
0003867614.tif 000010
【図９】
0003867614.tif 000011
【図１０】
0003867614.tif 000012
【図１１】
0003867614.tif 000013
【図１２】
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