(57)【要約】【課題】安価な構成で給紙部に積載された用紙束の冊間を検知すること。【解決手段】給紙カセット１０２ａに載置された用紙Ｐを給紙する給紙ローラ１０３ａと、給紙ローラ１０３ａから一の用紙Ｐとともに複数の用紙Ｐが給紙された場合に、一の用紙Ｐを搬送路に搬送する用紙分離機構１２０ａと、用紙分離機構１２０ａよりも用紙Ｐの搬送方向における下流側に配置され、用紙Ｐの有無を検知するトップセンサ１０４と、給紙ローラ１０３ａにより用紙Ｐの給紙が開始されてからトップセンサ１０４により用紙Ｐが検知されるまでの給紙時間に基づいて、給紙カセット１０２ａに載置された下位の用紙束と、上位の用紙束との境目である冊間であるか否かを判断するエンジン制御部２０１と、を備える。【選択図】図２
2017071502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置部に載置された記録材を給紙する給紙手段と、
前記給紙手段から一の記録材とともに複数の記録材が給紙された場合に、前記一の記録材を搬送路に搬送する分離手段と、
前記分離手段よりも記録材の搬送方向における下流側に配置され、記録材の有無を検知する第一の検知手段と、
前記給紙手段により記録材の給紙が開始されてから前記第一の検知手段により記録材が検知されるまでの第一の時間に基づいて、前記載置部に載置された複数の記録材からなる第一の束と、前記第一の束の上に載置された複数の記録材からなる第二の束との境目である冊間であるか否かを判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判断手段は、第一の記録材についての前記第一の時間が所定の閾値よりも短く、前記第一の記録材に続いて給紙された第二の記録材についての前記第一の時間が前記所定の閾値以上となった場合に、前記第二の記録材が前記第一の束の中の一枚目に給紙された記録材であると判断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３】
前記所定の閾値は、前記給紙手段が記録材を給紙する際のばらつきを考慮して決められた前記搬送路上の第一の位置と、前記分離手段が配置された第二の位置と、プロセス速度とに基づき決定されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定の閾値は、前記画像形成装置の状況に応じて切り替えられることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記所定の閾値は、前記第一の時間に応じて切り替えられることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記載置部に補充された記録材の補充量を推定する推定手段を備え、
前記判断手段は、前記推定手段により推定された補充量と、画像形成が行われた記録材の印刷枚数と、に基づき、前記冊間の判断を行うか否かを判断することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記判断手段は、前記印刷枚数が前記補充量から所定の枚数を減じた枚数よりも多い場合には前記冊間の判断を行い、前記印刷枚数が前記補充量から所定の枚数を減じた枚数以下である場合には前記冊間の判断を行わないことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記所定の枚数は、前記給紙手段により前記冊間の近傍の記録材を給紙する際に、前記冊間の近傍の記録材とともに給紙される複数の記録材の枚数に基づき決定されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記載置部の挿抜動作があったことを検知するための第二の検知手段を備え、
前記推定手段は、前記挿抜動作がある前の前記載置部に積載された記録材の積載量と、前記挿抜動作があった後の前記載置部の積載量と、に基づいて、前記補充量を推定することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記判断手段は、前記挿抜動作がある前に、前記載置部に記録材がなかった場合には、前記冊間の判断を行わないことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
記録材の紙種を検知する第三の検知手段と、
前記判断手段が前記冊間であると判断した場合、前記第三の検知手段により前記第一の束の記録材の紙種を検知し、検知結果に基づいて前記第一の束と前記第二の束の記録材の紙種が異なると判断した場合、前記検知結果に基づいて画像形成条件を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項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、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置おいて、給紙トレイに既に積載されている用紙束（以下、下位の用紙束という）の上に、新たな用紙束（以下、上位の用紙束という）が補充された場合、上位の用紙束と下位の用紙束に境目（以下、冊間という）が生じる。例えば、特許文献１には、上位の用紙束の側面にマーク付けを行う構成が開示されている。そして、用紙の給紙中にマークを検知するセンサによって、用紙に付加されたマークを検知することで、冊間を検知するという構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５６００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の画像形成装置では、冊間を検知するために、マーク付け手段といった特別な構成や、マーク付けを行うための塗料を必要としており、コストの面で課題がある。また、用紙に対して、直接マーク付けを行うため、不要なマークが用紙の側面に残ってしまうという課題もある。
【０００５】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、安価な構成で給紙部に積載された用紙束の冊間を検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００７】
（１）載置部に載置された記録材を給紙する給紙手段と、前記給紙手段から一の記録材とともに複数の記録材が給紙された場合に、前記一の記録材を搬送路に搬送する分離手段と、前記分離手段よりも記録材の搬送方向における下流側に配置され、記録材の有無を検知する第一の検知手段と、前記給紙手段により記録材の給紙が開始されてから前記第一の検知手段により記録材が検知されるまでの第一の時間に基づいて、前記載置部に載置された複数の記録材からなる第一の束と、前記第一の束の上に載置された複数の記録材からなる第二の束との境目である冊間であるか否かを判断する判断手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、安価な構成で給紙部に積載された用紙束の冊間を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１、２の画像形成装置の概略構成図
【図２】実施例１の画像形成装置の制御ブロック図
【図３】実施例１の重送が発生したときの給紙開始位置を説明する図、給紙時間を測定した際の給紙時間の推移を示した図
【図４】実施例１の冊間検知処理を説明するフローチャート
【図５】実施例２の画像形成装置の制御ブロック図
【図６】実施例２の冊間検知処理を説明するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。
【実施例１】
【００１１】
以下の説明において、給紙部に既に積載されている複数の記録材からなる第一の束（用紙束）を下位の用紙束といい、下位の用紙束の上に、新たに補充された第二の束を上位の用紙束という。また、上位の用紙束と下位の用紙束の境目を、冊間という。
【００１２】
［画像形成装置］
図１は、実施例１の画像形成装置の概略構成図を示す図である。レーザビームプリンタ（以下、単にプリンタという）１０１は、載置部である給紙トレイ１０２ａ、手差しトレイ１０２ｂ、給紙ローラ１０３ａ、給紙ローラ１０３ｂ、分離手段である用紙分離機構１２０ａを備えている。給紙トレイ１０２ａを含む給紙カセット１１９は、画像形成装置に対して挿抜可能となっている。センサ１５０は、給紙カセット１１９の挿抜を検知するためのセンサである。用紙分離機構１２０ａは、搬送ローラ１１７、分離ローラ１１８を有している。用紙分離機構１２０ａの用紙の搬送方向における下流側には、搬送ローラ１２１、第一の検知手段であるトップセンサ１０４、画像形成部１１０が備えられている。画像形成部１１０は、感光ドラム１０５、帯電ローラ１０７、現像装置１０８、転写ローラ１０６を有している。また、プリンタ１０１は、露光装置であるレーザスキャナ１０９、定着装置１１３、三連ローラ１１４、中間排紙ローラ１１５、排紙ローラ１１６を備えている。これらは、後述する図２に示す、エンジン制御部２０１、用紙搬送制御部２１４の給紙制御部２０２、用紙分離搬送制御部２０３によって制御される。
【００１３】
図２に示すビデオコントローラ２１３からプリント指示を受信すると、プリンタ１０１は、プリントの前準備を開始する。プリントの前準備では、プリンタ１０１は、例えば、各アクチュエータ、レーザスキャナ１０９、画像形成部１１０、定着装置１１３を起動する。プリントの前準備が完了すると、記録材としての用紙Ｐは、記録材保持部である給紙トレイ１０２ａから給紙される。プリンタ１０１は、給紙トレイ１０２ａ又は手差しトレイ１０２ｂから用紙Ｐを給紙する際に、給紙ローラ１０３ａ又は給紙ローラ１０３ｂを駆動し、用紙Ｐを搬送路へと送り出す。なお、本発明は、用紙分離機構１２０ａを有する給紙トレイ１０２ａからの給紙について説明する。しかし、画像形成装置が手差しトレイ１０２ｂから給紙された記録材Ｐのための用紙分離機構１２０ｂ（破線）を備える場合には、手差しトレイ１０２ｂについても適用可能である。この場合、手差しトレイ１０２ｂからの給紙については、給紙トレイ１０２ａからの給紙と同様の処理を行うため、説明を省略する。給紙された用紙Ｐは、トップセンサ１０４に搬送され、トップセンサ１０４により用紙Ｐの先端が検知されると、用紙Ｐは画像形成部１１０へ搬送される。
【００１４】
図中矢印方向（時計周り方向）に回転する感光ドラム１０５は、帯電ローラ１０７によって均一に帯電された後、レーザスキャナ１０９より出射された、ＶＩＤＥＯ信号２１１に対応したレーザ光Ｌによって照射され、表面に静電潜像が形成される。このように形成された静電潜像は、感光ドラム１０５上で現像装置１０８によってトナーが付着されてトナー像として可視化される。そして、感光ドラム１０５が回転して転写位置まで搬送され、感光ドラム１０５の回転に同期して用紙Ｐも転写位置に搬送される。転写位置では、転写ローラ１０６にトナー像と逆極性の電圧が印加されて、感光ドラム１０５上のトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置１１３へ搬送され、定着装置１１３により加熱、加圧されて、用紙Ｐにトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、三連ローラ１１４、中間排紙ローラ１１５、排紙ローラ１１６を搬送され、排紙トレイ１１２に排紙され、一連の印刷動作が終了する。なお、給紙を開始してから、給紙された用紙Ｐがトップセンサ１０４に到達するまでの時間は、図２に示す給紙時間計測部２０４により第一の時間である給紙時間として計測され、様々な画像記録処理に使用される。また、後述するが、各アクチュエータの電気的特性などが原因で、給紙時間にはばらつきが発生する。
【００１５】
［画像形成装置の制御ブロック図］
図２は、本実施例の画像形成装置の制御ブロック図を示す図である。エンジン制御部２０１は、用紙搬送制御部２１４、給紙時間計測部２０４、冊間判断部２０５、冊間判断閾値記憶部２０６、冊間判断閾値決定部２０７を有している。また、用紙搬送制御部２１４は、給紙制御部２０２、用紙分離搬送制御部２０３を有している。給紙制御部２０２は、給紙トレイ１０２ａの用紙Ｐを給紙する給紙ローラ１０３ａを制御する。用紙分離搬送制御部２０３は、給紙された用紙Ｐを分離搬送する用紙分離機構１２０ａを制御する。給紙時間計測部２０４は、タイマ２０４ａを有しており、給紙が開始されたタイミングから給紙された用紙Ｐの先端がトップセンサ１０４に到達するまでの時間を計測する。冊間判断部２０５は、給紙トレイ１０２ａに積載された各用紙束の冊間を判断する。冊間判断閾値記憶部２０６は、冊間を判断するための給紙時間の閾値を記憶する。冊間判断閾値決定部２０７は、冊間を判断するための給紙時間の閾値を決定する。また、エンジン制御部２０１には、搬送路上の用紙Ｐの有無を検知するセンサが接続されており、本実施例では、トップセンサ１０４がこの機能を有する。
【００１６】
また、エンジン制御部２０１は、ビデオコントローラ２１３と各種信号の送受を行っている。例えば、エンジン制御部２０１からビデオコントローラ２１３へは、ビデオ信号の出力タイミングを報知する／ＴＯＰ信号２０９や、ビデオ信号の搬送方向に直交する主走査方向への出力タイミングを報知する／ＢＤ信号２１０が出力される。ビデオコントローラ２１３からは、ビデオ信号（ＶＩＤＥＯ）２１１が出力される。その他、エンジン制御部２０１とビデオコントローラ２１３間では、種々の通信信号２１２が送受信されている。
【００１７】
［給紙制御］
（１枚の用紙を給紙する場合）
次に、本実施例の給紙制御について、１枚の用紙Ｐを搬送する例を説明する。エンジン制御部２０１が給紙を開始すると、給紙制御部２０２は、給紙ローラ１０３ａを用紙Ｐの搬送方向に駆動させる。用紙分離搬送制御部２０３は、搬送ローラ１１７を用紙Ｐの搬送方向に駆動させ、分離ローラ１１８を用紙Ｐの搬送方向とは反対方向に駆動させるが、分離ローラ１１８は、搬送ローラ１１７の駆動に従動して、用紙Ｐの搬送方向に駆動される。給紙ローラ１０３ａの回転に伴い、給紙された用紙Ｐは、搬送ローラ１１７と分離ローラ１１８のニップ位置まで搬送される。用紙Ｐの先端が搬送ローラ１１７と分離ローラ１１８のニップ位置に到達したタイミングで、給紙制御部２０２は、給紙ローラ１０３ａの駆動を停止する。用紙Ｐは、用紙分離機構１２０ａの駆動によって、用紙Ｐの先端が搬送方向の下流側に位置する次の搬送ローラ１２１のニップ位置に到達するまで搬送される。以上が、用紙１枚を搬送する一連の動作である。
【００１８】
（複数枚の用紙が重送された場合）
次に、複数枚の用紙Ｐが重送された場合の、用紙搬送の一連の動作について、図３（ａ）を用いて説明する。用紙分離機構１２０ａは、給紙ローラ１０３ａから一の用紙Ｐとともに複数の用紙Ｐが給紙された場合に、一の用紙Ｐを搬送路に搬送する分離手段である。図３（ａ）は、重送が発生した場合の給紙開始位置を説明する図である。ここで、位置Ｐ４０４は、給紙トレイ１０２ａ上の用紙Ｐの搬送方向における先端の位置（以下、用紙Ｐのセット位置ともいう）である。第一の位置である位置Ｐ４０５は、アクチュエータ等が最も早く応答した場合に、用紙Ｐがその位置から給紙されたとみなすことができる位置である。即ち、アクチュエータ等の応答のばらつきを考慮すると、位置Ｐ４０４から位置Ｐ４０５の間の位置から、用紙Ｐの給紙が開始されるとみなすことができる。また、第二の位置である位置Ｐ４０６は搬送ローラ１１７と分離ローラ１１８のニップ位置、位置Ｐ４０７はトップセンサ１０４の位置である。位置Ｐ４０４から位置Ｐ４０７までの搬送路に沿った距離を距離Ｌ４０１、位置Ｐ４０５から位置Ｐ４０７までの搬送路に沿った距離を距離Ｌ４０２、位置Ｐ４０６から位置Ｐ４０７までの搬送路に沿った距離を距離Ｌ４０３とする。
【００１９】
一般的に、給紙トレイ１０２ａに積載された用紙Ｐの摩擦力に対して、給紙ローラ１０３ａの給紙圧による摩擦力が小さいと、複数枚の用紙Ｐが重送されることが知られている。この重送によって、同時に給紙された複数枚の用紙Ｐが用紙分離機構１２０ａに搬送される。用紙Ｐの先端が、搬送ローラ１１７、分離ローラ１１８のニップ位置である位置Ｐ４０６に到達すると、分離ローラ１１８は、搬送ローラ１１７の従動作用を失う。このため、分離ローラ１１８は用紙Ｐの搬送方向とは反対方向に駆動される。この分離ローラ１１８の作用によって、搬送されてきた複数の用紙Ｐの最上位の用紙以外の用紙Ｐは、位置Ｐ４０５から位置Ｐ４０６の範囲に留まり、最上位の用紙Ｐのみが搬送されることとなる。以上が、複数枚の用紙Ｐが重送された場合の用紙の搬送の一連の動作である。
【００２０】
このように用紙Ｐが重送された場合、その場に留まった用紙Ｐの給紙開始位置は、用紙Ｐのセット位置Ｐ４０４よりも、用紙分離機構１２０ａに近い位置Ｐ４０５から位置Ｐ４０６の範囲にずれる。そのため、用紙Ｐの給紙時間は、用紙がセット位置Ｐ４０４から給紙された場合に計測される給紙時間よりも短くなる。言い換えれば、重送されて位置Ｐ４０５から位置Ｐ４０６の範囲に留まった用紙が給紙された場合、セット位置Ｐ４０４から給紙された用紙よりも早く、位置Ｐ４０７に到達する。このように用紙Ｐが重送され、給紙時間が短くなることは、冊間近傍の用紙を給紙した際にも発生する。上位の用紙束の冊間近傍の用紙Ｐ（以下、用紙Ｐｕとする）を給紙した場合、給紙圧による摩擦力よりも、下位の用紙束の冊間近傍の用紙Ｐ（以下、用紙Ｐｄとする）の摩擦力が大きいため、上位の用紙束の冊間近傍の用紙Ｐｕは重送される。よって、給紙が開始される際の用紙Ｐｕの位置も、上述したように、位置Ｐ４０５から位置Ｐ４０６の範囲にずれてしまう。
【００２１】
［冊間近傍の用紙を給紙したときの給紙時間の推移］
図３（ｂ）は、冊間近傍の用紙Ｐを給紙したときの給紙時間の推移を示した図である。図３（ｂ）の横軸は給紙された用紙（枚）を、縦軸は各用紙の給紙時間（ミリ秒（ｍｓ））を示す。図３（ｂ）において、用紙Ｐ５０３は、上位の用紙束の最後の用紙Ｐｕが給紙された後の下位の用紙束の最初の用紙ｄであり、冊間後の１枚目の用紙である。ここで、用紙Ｐ５００、Ｐ５０１、Ｐ５０２は上位の用紙束を構成しており、用紙Ｐ５００は用紙束中の冊間近傍ではない箇所の用紙であり、用紙Ｐ５０２は、上位の用紙束の最後に給紙される用紙である。また、用紙Ｐ５０３は下位の用紙束を構成する１枚であり、下位の用紙束の最初に給紙される用紙である。更に、用紙Ｐ５０２と用紙Ｐ５０３の間が冊間となる。
【００２２】
通常、給紙時間はＴ５０４からＴ５０５の範囲でばらつく。これは、電気特性などによって、用紙のセット位置が図３（ａ）の位置Ｐ４０４から位置Ｐ４０５の範囲でばらつくことや、各アクチュエータの応答性などに起因する。上述したように、冊間が近づくと重送が発生するため、給紙開始位置は、図３（ａ）の位置Ｐ４０５から位置Ｐ４０６の範囲にずれる。このため、給紙時間は、図３（ｂ）の用紙Ｐ５０１、用紙Ｐ５０２で示すように、Ｔ５０６近傍まで短くなる。更に、下位の用紙束の１枚目の用紙Ｐ５０３を給紙するときは、給紙開始位置が図３（ａ）の位置Ｐ４０４から位置Ｐ４０５の範囲に戻る。そのため、下位の用紙束を構成する用紙Ｐ５０３以降の用紙Ｐｄに対する給紙時間は、図３（ｂ）の用紙Ｐ５０３以降のように、通常の給紙時間のばらつきの範囲であるＴ５０４からＴ５０５の範囲に戻る。本実施例では、このような給紙開始位置の差に起因する給紙時間の変化を、給紙時間の閾値を設けることで判断し、これにより冊間を検知する。
【００２３】
［冊間判断制御］
次に、図３（ａ）、図４を用いて、本実施例の冊間判断制御について説明する。図４は本実施例の冊間判断処理を説明するフローチャートである。図４（ａ）は、用紙搬送制御部２１４による処理、図４（ｂ）は、給紙時間計測部２０４による処理、図４（ｃ）は、冊間判断部２０５による処理である。まず、冊間判断閾値決定部２０７は、図３（ａ）の距離Ｌ４０２よりも小さい値、且つ、距離Ｌ４０３よりも大きい値の範囲で一意に決定した距離Ｌ（Ｌ４０３＜Ｌ＜Ｌ４０２）と、プロセス速度から予め所定の閾値である冊間判断閾値を算出する。また、冊間判断閾値記憶部２０６は、冊間判断閾値決定部２０７によって決定された冊間判断閾値を記憶しておく。
【００２４】
図４（ａ）において、ステップ（以下、Ｓとする）３０１でエンジン制御部２０１は、ビデオコントローラ２１３からプリント開始指示を受信する。Ｓ３０２でエンジン制御部２０１は、給紙制御部２０２により給紙ローラ１０３ａの駆動を開始することにより給紙を開始する。Ｓ３０３でエンジン制御部２０１は、給紙時間計測部２０４により、給紙時間の計測処理を開始する。Ｓ３０３で給紙時間計測部２０４により行われる計測処理について、図４（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。Ｓ３０６で給紙時間計測部２０４は、用紙Ｐの給紙が開始されたタイミングで、給紙時間計測部２０４が有するタイマ２０４ａを起動し、給紙時間の計測を開始する。Ｓ３０７で給紙時間計測部２０４は、トップセンサ１０４の検知結果に基づいて、用紙Ｐの先端がトップセンサ１０４に到達したか否か、即ち用紙有となったか否かを判断する。Ｓ３０７で給紙時間計測部２０４は、用紙有となっていないと判断した場合、処理をＳ３０７に戻し、用紙有となったと判断した場合、処理をＳ３０８に進める。Ｓ３０８で給紙時間計測部２０４は、タイマ２０４ａを参照することにより、用紙Ｐの給紙時間を計測する。なお、本実施例では、給紙された用紙Ｐの先端がトップセンサ１０４に到達するまでの時間を給紙時間として計測しているが、搬送路上に配置されたセンサであれば他のセンサを用いてもよい。なお、用紙Ｐの搬送方向における下流側に配置されているセンサほど、給紙時間の計測のばらつきが大きくなるため、上流側に配置されているセンサを用いる方が好ましい。
【００２５】
図４（ａ）のフローチャートに戻り、Ｓ３０４で、エンジン制御部２０１は、冊間判断部２０５により、冊間判断処理を実施する。Ｓ３０４で冊間判断部２０５により行われる冊間判断処理について、図４（ｃ）のフローチャートを用いて説明する。Ｓ３０９で冊間判断部２０５は、Ｓ３０３で給紙時間計測部２０４によって計測された給紙時間と、冊間判断閾値記憶部２０６から読み出した冊間判断閾値とを比較し、給紙時間が冊間判断閾値より短いか否かを判断する。Ｓ３０９で冊間判断部２０５は、給紙時間が冊間判断閾値よりも短いと判断した場合は、処理をＳ３１０に進める。この場合、用紙Ｐの給紙開始位置が、重送によって用紙分離機構１２０ａのニップ位置近傍まで移動しているため、冊間判断部２０５は冊間近傍の重送現象が発生したと判断する。Ｓ３１０で冊間判断部２０５は、まだ冊間判断準備中でなければ、動作状態を冊間判断準備中に遷移させる（例えば、図３（ｂ）の用紙Ｐ５０１）。また、冊間判断部２０５は、既に冊間判断準備中であれば、冊間判断準備中を継続する（例えば、図３（ｂ）の用紙Ｐ５０２）。なお、冊間判断準備中としたのは、後述するＳ３１１の判断に用いるためである。
【００２６】
Ｓ３０９で冊間判断部２０５は、給紙時間が冊間判断閾値以上であると判断した場合は、処理をＳ３１１へ進める。Ｓ３１１で冊間判断部２０５は、現在、冊間判断準備中か否かを判断する。Ｓ３１１で冊間判断部２０５は、冊間判断準備中ではないと判断した場合、冊間判断処理を終了し、図４（ａ）の処理に戻る。この場合、冊間判断部２０５は、用紙束中の冊間近傍ではない箇所の用紙を給紙したと判断する（例えば、図３（ｂ）の用紙Ｐ５００）。Ｓ３１１で冊間判断部２０５は、冊間判断準備中であると判断した場合、処理をＳ３１２に進める。Ｓ３１２で冊間判断部２０５は、図４（ａ）のＳ３０３で給紙時間を計測した用紙Ｐを、冊間後の最初の１枚、即ち、下位の用紙束の１枚目の用紙と判断し、冊間であることを確定する（例えば、図３（ｂ）の用紙Ｐ５０３）。Ｓ３１３で冊間判断部２０５は、冊間判断準備中を終了し、冊間判断処理を終了して、図４（ａ）の処理に戻る。
【００２７】
例えば、図３（ｂ）の用紙Ｐ５００は、給紙時間計測部２０４により計測された給紙時間が冊間判断閾値以上となり（図４（ｃ）  Ｓ３０９  Ｎｏ）、冊間判断準備中でもない（図４（ｃ）  Ｓ３１１  Ｎｏ）。このため、冊間判断部２０５は、用紙Ｐ５００を冊間近傍の用紙ではないと判断する。一方、図３（ｂ）の用紙Ｐ５０１は、給紙時間計測部２０４により計測された給紙時間が冊間判断閾値より短くなり（図４（ｃ）  Ｓ３０９  Ｙｅｓ）、冊間判断部２０５は、冊間判断準備中に遷移する（図４（ｃ）  Ｓ３１０）。図３（ｂ）の用紙Ｐ５０１の後に給紙される用紙は、第一の記録材である用紙Ｐ５０２まで、給紙時間計測部２０４により計測された給紙時間が冊間判断閾値より短く（図４（ｃ）  Ｓ３０９  Ｙｅｓ）、冊間判断準備中が継続される（図４（ｃ）  Ｓ３１０）。図３（ｂ）の第二の記録材である用紙Ｐ５０３は、給紙時間計測部２０４により計測された給紙時間が冊間判断閾値以上となる（図４（ｃ）  Ｓ３０９  Ｎｏ）。用紙Ｐ５０３が給紙されるまで、プリンタ１０１は冊間判断準備中となっている（図４（ｃ）  Ｓ３１１  Ｙｅｓ）。このため、冊間判断部２０５は、用紙Ｐ５０３が下位の用紙束の中の一枚目に給紙された用紙、即ち、冊間後の最初の一枚であると判断し、冊間であることを確定する（Ｓ３１２）。
【００２８】
図４（ａ）のフローチャートに戻り、Ｓ３０５でエンジン制御部２０１は、プリントを終了するか否かを判断し、プリントを継続すると判断した場合は、処理をＳ３０２に戻す。Ｓ３０５でエンジン制御部２０１は、プリントを終了すると判断した場合、処理を終了する。
【００２９】
本実施例によれば、給紙時間と冊間判断閾値を用いて、特別な構成を必要としない安価な構成で、冊間を検知することが可能となる。本実施例では、冊間判断閾値を算出するために必要な距離を、一意に決定したが、図３（ａ）の距離Ｌ４０２よりも小さく、かつ、距離Ｌ４０３よりも大きい距離であればよい。距離Ｌ４０３は、アクチュエータの電気特性などによって通常の給紙時間ばらつきが最小になる距離であり、この距離Ｌ４０３は予め算出することが可能である。この距離Ｌ４０３より大きく、距離Ｌ４０２より小さい値で冊間判断閾値を算出した場合、この冊間判断閾値よりも給紙時間が短くなるのは、ほとんど重送が生じている場合である。
【００３０】
また、本実施例では、冊間判断を行うための給紙時間の冊間判断閾値を、固定値として予め算出している。しかし、使用時間の経過とともにアクチュエータの応答性が変化することにより、給紙時間の平均値が変動する可能性があり、初期に設定した冊間判断閾値が適切な値にならず、冊間を検知することができなくなる可能性がある。そこで、冊間判断閾値は、画像形成装置の状況に応じて、切り替える構成としてもよい。例えば、冊間判断閾値決定部２０７が、給紙時間に応じて、例えば、給紙時間の平均値と、予め算出しておいた給紙時間の理論値を定期的に比較し、その差分を冊間判断閾値から減算する方法等を用いることで、定期的に最適化された冊間判断閾値を決定する。これにより、冊間の検知精度を安定させることが可能となる。
【００３１】
そして、給紙トレイ１０２ａ上に載置された用紙束の冊間を検知することにより、例えば、冊間が検知されたタイミングで、紙種検知処理を実行する等、画像形成動作に関する種々の制御に利用することができる。すなわち上位の用紙束と下位の用紙束が異なる紙種（普通紙、厚紙、薄紙など）である可能性を考慮し、エンジン制御部２０１はプリンタ１０１に設けられたメディアセンサ（不図示）によって下位の用紙束の中の一枚目の用紙を検知する。そして、エンジン制御部２０１は第三の検知手段であるメディアセンサの検知結果によって、下位の用紙束の紙種を判別する。下位の用紙束の紙種が上位の用紙束の紙種と異なる場合、制御手段であるエンジン制御部２０１は判別した下位の用紙束の紙種に応じて、用紙Ｐの搬送速度、転写電圧、定着温度などの画像形成条件を制御する。これにより、上位の用紙束と下位の用紙束の紙種が異なる場合であっても、下位の用紙束に含まれる用紙Ｐに高品質な画像を形成することができる。
【００３２】
また、メディアセンサとしては、例えば、用紙Ｐに光を照射しその反射光を受光することによって用紙Ｐの表面性を検知する光センサを用いることができる。または、用紙Ｐに超音波を照射し用紙Ｐを透過した超音波を受信することによって用紙Ｐの坪量を検知する超音波センサを用いることができる。
【００３３】
以上、本実施例によれば、安価な構成で給紙部に積載された用紙束の冊間を検知することができる。
【実施例２】
【００３４】
実施例１では、給紙時間と冊間判断閾値を用いて、安価な構成で冊間を検知する方法を説明した。ここで、冊間ではないタイミングで、用紙Ｐが重送を起こした場合に、その重送を冊間として誤検知してしまう可能性を低減させるために、実施例２では、次のような構成について説明する。本実施例では、給紙トレイ１０２ａに積載された用紙の枚数を記憶する手段と、給紙トレイ１０２ａに補充された用紙の枚数を推定する手段を用いて、冊間判断処理を開始するタイミングを最適化することで、冊間の誤検知を防止する。なお、用紙の枚数を、以降、用紙量といい、給紙トレイ１０２ａに積載されている用紙量を積載量、給紙トレイ１０２ａに補充された用紙量を補充量という。
【００３５】
［画像形成装置］
給紙トレイ１０２ａ（給紙カセット１１９）は、プリンタ１０１から引き出した状態（以降、オープン状態という）と、プリンタ１０１に装着した状態（以降、クローズ状態）があり、用紙を補充する際には、オープン状態とする。センサ１５０は、給紙トレイ１０２ａのオープン状態とクローズ状態を検知するためのセンサであり、エンジン制御部２０１は、センサ１５０から出力される信号に基づき、給紙トレイ１０２ａの挿抜動作が行われたか否かを検知する。なお、プリンタ１０１の他の構成は、実施例１と同様であり、説明を省略する。また、冊間判断閾値決定方法も、実施例１と同様であり、説明を省略する。
【００３６】
［画像形成装置の制御ブロック図］
図５に、本実施例の制御ブロック図を示す。なお、実施例１の図２で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。エンジン制御部２０１は、積載量記憶部６０２と、補充量推定部６０３とを有している。積載量記憶部６０２は、給紙トレイ１０２ａがオープン状態とされる前の、給紙トレイ１０２ａの積載量を記憶する。補充量推定部６０３は、ユーザによって補充された補充量を推定する。更に、補充量推定部６０３には、積載量検知部６０１が接続されており、積載量検知部６０１は、給紙トレイ１０２ａの積載量を検知する。また、本実施例の冊間判断部６０５は、積載量記憶部６０２に記憶された情報を読み出すことが可能である。更に、冊間判断部６０５には、補充量推定部６０３により推定された補充量の情報が入力される。
【００３７】
［冊間判断処理］
図６は本実施例の冊間判断処理を説明するフローチャートである。図６（ａ）のＳ７０１でエンジン制御部２０１は、補充量推定部６０３により、用紙補充量推定処理を実施する。図６（ｄ）は、補充量推定部６０３により行われる用紙補充量推定処理を説明するフローチャートである。Ｓ７０２で補充量推定部６０３は、積載量検知部６０１により検知された給紙トレイ１０２ａの積載量を、積載量記憶部６０２に記憶する。
【００３８】
ここで、給紙トレイ１０２ａ上の積載量について説明する。給紙トレイ１０２ａは、上昇動作及び下降動作を行うことが可能な図１には不図示の中板を有しており、給紙トレイ１０２ａの積載量は、例えば、中板の上昇量から推定する。給紙トレイ１０２ａの中板は、不図示のリフトアップモータの駆動によって上昇される。リフトアップモータは、給紙トレイ１０２ａの不図示の天板に取り付けられた、用紙束の最上位の用紙の表面を検知する図１には不図示の紙面センサにより、用紙又は中板が検知されるまで駆動され、紙面センサにより用紙又は中板が検知されると停止される。そのため、リフトアップモータの駆動量に基づいて、現在の給紙トレイ１０２ａの積載量を推定することができる。また、プリント中は、推定された給紙トレイ１０２ａ上の積載量から、１枚プリントするごとに１を減算することで、現在の給紙トレイ１０２ａ上の積載量を適切に推定し、積載量記憶部６０２に記憶することが可能となる。
【００３９】
Ｓ７０３で補充量推定部６０３は、センサ１５０から出力される信号に基づいて、給紙カセット１１９がオープン状態となったか否かを判断する。Ｓ７０３で補充量推定部６０３は、給紙カセット１１９がオープン状態ではないと判断した場合、処理をＳ７０２に戻し、オープン状態であると判断した場合、処理をＳ７０４に進める。Ｓ７０４で補充量推定部６０３は、給紙カセット１１９がクローズ状態となったか否かを判断する。Ｓ７０４で補充量推定部６０３は、給紙カセット１１９がクローズ状態ではないと判断した場合、処理をＳ７０４に戻し、クローズ状態であると判断した場合、処理をＳ７０５に進める。なお、エンジン制御部２０１は、給紙カセット１１９がクローズ状態となったタイミングで、プリントされた用紙量をカウントするために、不図示のカウンタを初期化してカウントを開始する。
【００４０】
Ｓ７０５で補充量推定部６０３は、用紙の補充量の推定を行う。ここで、用紙の補充量の推定について説明する。給紙トレイ１０２ａ内の中板は、給紙カセット１１９がプリンタ１０１から引き出されると、中板が全く上昇していない状態になる。この状態で用紙束が補充され、給紙カセット１１９がプリンタ１０１に挿入されると、エンジン制御部２０１は、上述した紙面センサにより用紙が検知されるまで、上述したリフトアップモータを駆動する。補充量推定部６０３は、リフトアップモータの駆動量から給紙トレイ１０２ａの積載量を推定する。補充量推定部６０３は、積載量記憶部６０２に記憶されている、給紙トレイ１０２ａがオープン状態となる前の積載量を読み出して、両者の差を算出することにより、用紙の補充量を推定する。このように、本実施例では、Ｓ７０３、Ｓ７０４の処理で、給紙カセット１１９の挿抜動作が行われるまで、Ｓ７０５以降の処理が実行されない。なお、エンジン制御部２０１は、この間にプリント指示を受信した場合、プリント動作を別途実施する。Ｓ７０２で説明したように、プリント動作中であっても、給紙トレイ１０２ａ上の積載量は補充量推定部６０３によって管理されており、積載量記憶部６０２に更新された積載量が記憶される。
【００４１】
給紙カセット１１９の挿抜動作が行われ、補充量推定部６０３により用紙の補充量が推定されると、図６（ａ）のＳ３０１以降の処理が実行される。なお、図６（ａ）のＳ３０１からＳ３０３までの処理は、実施例１で説明した処理と同様であり、説明を省略する。また、図６（ａ）のＳ３０３の処理を示す図６（ｂ）の処理は、図４（ｂ）で説明したＳ３０６からＳ３０８までの処理と同様であるため、説明を省略する。
【００４２】
図６（ａ）のＳ３０４で冊間判断部２０５により行われる冊間判断処理を、図６（ｃ）のフローチャートを用いて説明する。Ｓ７０６で冊間判断部６０５は、積載量記憶部６０２に記憶されている給紙トレイ１０２ａがオープン状態となる前の積載量を読み出し、用紙が給紙トレイ１０２ａに積載されていたか否かを判断する。Ｓ７０６で冊間判断部６０５は、給紙トレイ１０２ａがオープン状態となる前に用紙が積載されていなかったと判断した場合には、冊間判断処理を終了する。給紙トレイ１０２ａがオープン状態となる前に、給紙トレイ１０２ａに用紙が積載されていなかった場合、ユーザは同条件の用紙を補充した可能性が高い。即ち、給紙トレイ１０２ａ上に用紙が全くない状態で用紙が補充され、補充された用紙束の下には冊間が形成されないため、冊間の判断が不要となる。このような場合には、給紙トレイ１０２ａ内に積載された用紙をすべてプリントするか、再度、給紙トレイ１０２ａがオープン状態となるまで、冊間判断部６０５による冊間判断処理が行われないこととなる。このように、本実施例では、給紙カセット１１９の挿抜動作がある前に、給紙トレイ１０２ａに用紙Ｐがなかった場合には、冊間の判断を行わない。
【００４３】
Ｓ７０６で冊間判断部６０５は、給紙トレイ１０２ａがオープン状態となる前に用紙が積載されていたと判断した場合、処理をＳ７０７に進める。Ｓ７０７で冊間判断部６０５は、Ｓ７０１で補充量推定部６０３によって推定された用紙の補充量と、給紙トレイ１０２ａがクローズ状態となった後にプリントされた用紙量（以下、印刷枚数という）とを比較する。ここで、冊間の近傍で用紙が連れ出される枚数は、１０枚未満であることが知られているため、冊間判断部６０５は、補充量から所定の枚数である１０枚を減じた量と、プリントされた用紙量とを比較する。Ｓ７０７で冊間判断部６０５は、印刷枚数が用紙の補充量から１０を減算した枚数よりも多いか否かを判断する。Ｓ７０７で冊間判断部６０５は、印刷枚数が用紙の補充量から１０を減算した枚数以下であると判断した場合、冊間判断処理を終了する。このように、本実施例では、冊間近傍の用紙ではない用紙が給紙された場合、冊間判断の対象から除外され、冊間ではないタイミングで発生する重送を、冊間として誤検知することを防止している。
【００４４】
Ｓ７０７で冊間判断部６０５は、印刷枚数が用紙の補充量から１０を減算した枚数よりも多いと判断した場合、処理をＳ３０９に進める。この場合、給紙された用紙は冊間近傍の用紙である可能性が高いため、冊間判断が行われる。なお、図６（ｃ）のＳ３０９からＳ３１３の処理は、図４（ｃ）のＳ３０９からＳ３１３の処理と同様であり、説明を省略する。また、図６（ａ）のＳ３０５の処理は、図４（ａ）のＳ３０５の処理と同様であり、説明を省略する。
【００４５】
以上、本実施例によれば、給紙トレイ１０２ａがオープン状態となる前の用紙Ｐの積載量と、給紙トレイ１０２ａがクローズ状態となった後の推定された用紙の補充量に基づいて、冊間判断の開始タイミングを最適化することが可能となる。これにより、冊間以外の要因で給紙時間が短くなった場合等の誤検知を低減することが可能となる。
【００４６】
なお、本実施例では、補充量推定手段として、リフトアップモータの駆動量に基づき補充量を推定する構成を説明したが、例えば、センサを用いて用紙の補充量を推定する構成等、他の構成を用いてもよい。また、本実施例では、用紙の補充量から１０枚を減算した量と、プリントされた用紙量（印刷枚数）とを比較したが、減算する枚数はこの限りではなく、誤検知する可能性を低減できれば他の値としてもよい。更に、本実施例では、推定された用紙の補充量は、冊間判断処理を開始するタイミングを決定するために用いられるもので、推定された用紙の補充量を用いて冊間を特定するために用いられるものではない。
【００４７】
以上、本実施例によれば、安価な構成で給紙部に積載された用紙束の冊間を検知することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０２ａ    給紙トレイ
１０３ａ    給紙ローラ
１０４      トップセンサ
１２０ａ    用紙分離機構
２０１      エンジン制御部
【図１】
2017071502.tif 000003
【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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