(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に対して用紙を供給し、パルス駆動される駆動モータを備える複数の給紙手段と、
複数の前記駆動モータを駆動制御するための共通クロックを生成するクロック生成手段と、
給紙手段の用紙切れ信号を発行するセンサ手段と、
前記センサ手段からの用紙切れ信号を受領し、前記給紙手段の前記駆動モータとは異なる電位レベルであって、前記共通クロックに同期したオーバーライドパルスを生成するオーバーライドパルス生成手段と、
前記オーバーライドパルスと、前記次給紙手段に設定されたしきい値電位レベルとを比較して、前記オーバーライドパルスが前記しきい値電位レベルよりも高電位である場合に前記次給紙手段のための駆動パルスを生成する制御手段と、
を含み、前記オーバーライドパルスは、前記複数の給紙手段に供給され、前記デフォルト給紙手段の前記駆動モータの駆動状態を維持させたまま、前記次給紙手段の前記駆動モータを起動する、画像形成装置。
【請求項２】
前記次給紙手段は、前記画像形成装置に対して用紙をバックアップ供給する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記オーバーライドパルス生成手段は、給紙を開始するべき前記給紙手段に対応する電位バイアスを生成し、前記共通クロックに前記電位バイアスを重畳するバイアス生成手段を含む、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記しきい値電位レベルと前記オーバーライドパルスとを比較する比較手段と、
前記比較により生成されたパルス列から生成されるスルーアップパルスと、前記パルス列とをスルーアップ期間にわたり合成して前記駆動パルスを生成するマルチプレクサ手段と
を含む、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段には、給紙順位に対応して昇順の前記しきい値電位レベルが設定され、前記オーバーライドパルス生成手段は、前記次給紙手段に設定された前記しきい値レベル以上であり、前記次給紙手段について用紙をバックアップする給紙手段に設定されたしきい値レベルよりも低い電位レベルの前記オーバーライドパルスを生成し、用紙切れとなった前記給紙手段のモータ駆動状態に影響を与えることなく、給紙開始するべき給紙手段の前記駆動モータを駆動させる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
パルス駆動される複数の駆動モータを順次的に追加駆動するモータ駆動装置であって、
駆動するべき前記駆動モータを駆動させるための駆動信号と、前記駆動モータのスルーアップパルスを合成するスルーアップ期間とを生成するＣＰＵと、
共通クロック生成回路から供給される共通クロックから駆動するべき前記駆動モータに対応して、異なるバイアス電位を生成し、オーバーライドパルスを生成するオーバーライドパルス生成手段と、
前記オーバーライドパルスが入力され、先に動作させるべき前記駆動モータを規準として昇順に高まるしきい値電位レベルが設定され、かつ前記ＣＰＵから前記スルーアップ期間信号を取得して前記駆動モータへの駆動パルスを供給する複数のモータドライバと
を含み、前記モータ駆動装置は、既動の駆動モータの駆動状態に影響を与えることなく、駆動パルスを生成して追加の駆動モータを起動する、モータ駆動装置。
【請求項７】
前記オーバーライドパルス生成手段は、駆動させるべき駆動モータの駆動順に対応して電位バイアスを生成し、前記共通クロックに前記電位バイアスを重畳するバイアス生成手段を含む、請求項６に記載のモータ駆動装置。
【請求項８】
前記モータドライバは、
前記オーバーライドパルスと、前記しきい値電位レベルとを比較する比較手段と、
前記比較手段が生成したパルス列から生成されるスルーアップパルスと前記パルス列とを前記スルーアップ期間にわたり合成し、前記駆動パルスを生成するマルチプレクサ手段と
を含む、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
画像形成装置に対して用紙を供給し、パルス駆動される駆動モータを備える複数の給紙手段を含む画像形成装置の制御方法であって、
複数の前記駆動モータを駆動制御するための共通クロックを生成するステップと、
センサ手段により給紙手段の用紙切れ信号を発行するステップと、
前記用紙切れ信号に応答して前記駆動モータのスルーアップ期間を指定するスルーアップ期間を生成するステップと、
前記センサ手段からの用紙切れ信号に応答して生成される給紙手段駆動信号を受領して、前記給紙手段の前記駆動モータとは異なる電位レベルであって、前記共通クロックに同期したオーバーライドパルスを生成するステップと、
前記オーバーライドパルスを、前記次給紙手段を含む前記複数の給紙手段に供給して前記次給紙手段について設定されたしきい値電位レベルと比較するステップと、
前記オーバーライドパルスが前記しきい値電位レベルよりも高電位である場合に、既動の前記駆動モータの駆動状態に影響を与えることなく前記次給紙手段のための駆動パルスを生成し、前記駆動モータを起動するステップと、
を含む、画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
前記モータ駆動パルスを生成するステップは、前記比較するステップにより生成されたパルス列と、当該パルス列から生成されたスルーアップパルスとを、前記スルーアップ期間の間マルチプレクサにより合成して、既動の前記駆動モータとは独立した前記モータ駆動パルスを生成するステップを含む、請求項９に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、より詳細には、給紙経路の変更を効率的に行う、画像形成装置、モータ駆動装置および画像形成装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法を使用する画像形成装置は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタなどとして実装され、近年では多くのオフィスに配置されている。また、コンピュータなどの情報処理装置の高速化や、通信インフラ基板への接続の高速化などから、画像形成装置が処理する画像データも大容量化し、これに伴って画像形成装置の出力キャパシティ、すなわちストックできる用紙量も増大する傾向にある。
【０００３】
画像形成装置の用紙ストック量を増加させるためには、単一のカセットのキャパシティを増加させることの他、１つのカセットの用紙が無くなった場合に、他のカセットに収容された用紙でバックアップする方法がある。一方、画像形成装置は、通常、人が行き来するオフィスに設置されるため、省スペースを考慮してデザインされる。このため、カセットは、平面的に配置されることは少なく、多くの場合、上下に重ね合わされてそれぞれ独立したバンクとして、画像形成装置に配置されることが多い。
【０００４】
カセットから排出された用紙は、バンクから搬送経路を経由して、半導体レーザ、感光体ドラム、現像器、転写器、定着器などを含んで構成される画像形成エンジンへと搬出され、画像形成が行われ、機外へと排出されて、印刷物が提供される。上述した処理のため、上下に重ね合わされたバンクを備える画像形成装置では、用紙のバックアップを行う場合、より下側に配置されたバンクからの用紙搬送モータを駆動させると同時に、用紙が無くなったバンクから用紙を搬送するための用紙搬送モータも動作させておく必要がある。この理由は、下側バンクから搬送された用紙が、上側バンクの位置に達した場合に、上側の用紙搬送モータが駆動していなければ、用紙ジャムを引き起こしてしまうためである。
【０００５】
一方、上述した用紙搬送モータは、各バンクに対して配置されたステッピングモータ、パルスモータ、またはサーボモータなどとして参照されるパルス駆動型の駆動モータを使用する。用紙搬送は、駆動モータが回転することで、バンクの給紙コロおよび搬送ローラが同期して回転し、画像形成エンジンに対して用紙を搬送する。上述した駆動モータを用紙の用紙搬送モータとして用いる場合、駆動系の構成の簡素化が容易であり、給紙の位置精度や、用紙先頭出しのタイミング制御などについて精度を出しやすいという利点がある。
【０００６】
ところが、ステッピングモータなどのパルス駆動型の駆動モータは、急激なクロック周波数変化が入力されると、脱調してしまう恐れがある。このため、ステッピングモータの起動/停止時には、スルーアップ/スルーダウンという駆動方式を用いる必要がある。なお、スルーアップとは、徐々にモータに与えるクロックを早くしていき定常状態の周波数に遷移させる処理であり、スルーダウンとは停止時に前述の動作と逆の動作を行なわせる処理である。
【０００７】
これまで、画像形成装置の用紙搬送制御は種々検討されており、用紙搬送のためのステッピングモータ制御技術として、例えば、特開２００１−７８４９７号公報（特許文献１）および特開２００７−１５９２０５号公報（特許文献２）に開示された技術を挙げることができる。
【０００８】
特許文献１では、用紙搬送のためのステッピングモータを制御するために、それぞれのステッピングモータごとにモータクロックを生成するモータクロック生成回路を設け、モータクロック生成回路に入力される基準クロックの分周を制御して、モータ駆動用クロックの独立した制御を可能としている。特許文献２では、ステッピングモータの加速時および起動時に供給する駆動電流を変え、起動時の振動と、加速駆動時の負荷変動による脱調とを抑制している。
【０００９】
特許文献１に記載された技術によりステッピングモータを使用して上下に重合したバンクにわたる用紙搬送制御を行う場合、バンクに対応するステッピングモータごとに制御クロックを発生させるモータクロック生成回路が必要となる。このため、相互接続用のハーネスの増加、制御用ＣＰＵのＩ／Ｏ出力ピンの割当て数が増えてしまい、回路が複雑になるといった問題がある。
【００１０】
さらに、ステッピングモータ制御回路が大面積化し、またコストも増大する。一方、特許文献２では、ステッピングモータの起動時および加速時に発生する振動および負荷変動による脱調を制御することを可能とするものの、複数のステッピングモータを時系列的に順次連動させることを解決するものではない。
【００１１】
クロック生成回路を、複数のステッピングモータに対して共用させることにより、ステッピングモータ駆動回路の回路規模やコストを削減することも可能ではある。しかしながら、複数のステッピングモータを単に共通のクロック生成回路を使用して駆動する場合、下側バンクからの用紙バックアップを開始する場合に、上側バンクのステッピングモータをまずスルーダウン制御し、一定の値にまでスローダウンした後、下側バンクのステッピングモータとともにスルーアップさせる必要がある。
【００１２】
図１４に、単一のクロック生成回路からのクロックパルスを、複数の駆動モータの制御に共用する場合の駆動モータの駆動シーケンス１４００の従来例を示す。図１４に示すように、第１給紙バンクは、例えば、本体の給紙カセットまたは手差し給紙トレイの紙無し、または第１給紙バンクが本体に対して用紙を供給するデフォルト給紙バンクとされている。第１給紙バンクは、本体側の給紙指令または本体側の用紙切れ信号を受領して、シーケンス１４０２でしめすように、第１給紙バンクの駆動モータのスルーアップを開始し、その後、駆動モータが定常周速となってからクラッチが接続され、本体に対して給紙を開始する。また、画像形成装置は、第１給紙バンクの用紙切れ信号を検出すると、第２給紙バンクからの用紙供給を行う必要がある。ところが、第２給紙バンクを駆動するための駆動モータについてもスルーアップ処理が必要である。このとき、クロックパルスを第１給紙バンクおよび第２給紙バンクで共用しているため、第２給紙バンクのスルーアップを行う前には、シーケンス１４０２で示すように第１給紙バンクをスルーダウンさせ、スルーダウン後、第１給紙バンクと第２給紙バンクとを同期させてシーケンス１４０４のように第２給紙バンクのスルーアップを行う必要がある。この状況は、第３給紙バンクからの給紙開始の場合にも同様であり、第３給紙バンクの駆動モータは、第１給紙バンク及び第２給紙バンクの駆動モータのスルーダウン後に、シーケンス１４０６で示すように、第１給紙バンク、第２給紙バンクと同期してスルーアップ処理を行う必要がある。
【００１３】
すなわち、単一のクロック生成回路からのクロックパルスを共用する従来の起動制御は、クロック制御回路数を削減することは可能とする。しかしながら、従来のクロック共用方法は、バンクを切り換えて用紙をバックアップする際に画像形成エンジンに対して用紙を搬送することができない期間を発生させてしまう。画像形成エンジンに対して用紙を供給できない期間が発生すると、ＡＤＦ(Auto Document Feeder）などにより取得した画像データや、インターネットなどの高速通信インフラ基盤を介してファクシミリ受信した画像データなどが画像形成装置のメモリを専有してしまい、他の処理に重大な影響を与えることも考えられる。また、画像出力速度も低下することになるので、効率的な画像形成という点で充分ではないという問題点があった。
【特許文献１】特開２００１−７８４９７号公報
【特許文献２】特開２００７−１５９２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
以上のように、画像形成装置におけるステッピングモータなどの駆動モータ制御技術は、種々知られている。しかしながら、複数の給紙バンクを切り換えて用紙供給を行う画像形成装置において、モータ駆動回路の回路規模およびコストの削減と、バンク切り換えの際の画像形成効率の低下というトレードオフとなる問題点を解決する、画像形成装置、モータ駆動装置および画像形成装置の制御方法が依然として必要とされていた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。本発明では、ステッピングモータ、パルスモータ、サーボモータなどの駆動モータを、単一のクロック生成回路を使用して駆動する。共通クロックは、本体側が管理する駆動モータの駆動制御に使用される他、下位バンクからの給紙を行うために各給紙バンクの駆動モータの駆動制御のために共用される。共通クロックは、エンジン制御モジュールを制御するＣＰＵから電位オーバーライド回路に入力され、電位オーバーライド回路は、給紙させるべき最下位バンクに対応して、バイアス電位が重畳されたオーバーライドパルスを生成する。
【００１６】
オーバーライドパルスは、しきい値電位レベルが設定された制御回路に入力され、制御回路は、駆動モータをスルーアップするためのパルス列を含む駆動パルスを出力する。制御回路は、各給紙バンクごとにしきい値電位レベルが設定されたパルス選択回路と、パルス選択回路の出力からスルーアップパルスを含む駆動パルスを合成するマルチプレクサ回路とを含んで構成される。
【００１７】
制御回路は、オーバーライドパルスの電位レベルと、しきい値電位レベルとを比較し、オーバーライドパルスの電位レベルがしきい値電位レベルを超える場合に、共通クロックと同期し、同位相のパルス列を生成する。このパルス列は、カウンタ回路、フリップフロップなどを含んで構成されるシーケンサ回路に入力される。シーケンサ回路は、共通クロックと、予め設定されたカウント値とによって規定されるスルーアップ期間にわたり、スルーアップパルスを生成する。
【００１８】
生成されたスルーアップパルスおよびパルス選択回路の出力は、マルチプレクサ回路によりスルーアップ期間の間合成され、スルーアップパルスと、その後に連続する共通クロックに同期、かつ同相のパルス列からなる駆動パルスとして、相信号生成回路に入力される。一方、制御回路は、オーバーライドパルスの電位レベルが、特定の給紙バンクに設定されたしきい値電位レベルよりも低い場合、オーバーライドパルスに対応する出力を生成せず、この結果、駆動パルスの生成を阻止して特定の給紙バンクから給紙を防止する。
【００１９】
以上の構成により、駆動モータを駆動するために必要なクロックを、複数の給紙バンクに共用することにより、クロック生成回路を最小限とすることができ、省スペース化および低コスト化が可能となる。また、給紙終了時には、各バンクが共通クロックを共有してステッピングモータを駆動するため、ステッピングモータのスルーダウン時には、共通クロックに対してのみスルーダウン指令を行うだけで各別に独立した制御機構を設けることなく、給紙終了の同期化が可能となり、処理効率、省スペース化、および低コスト化を図ることができる。
【００２０】
さらに、給紙バックアップを行う際に、上位給紙バンクのスルーダウン、引き続く上位給紙バンクおよび下位給紙バンクの同期したスルーアップを行うことなく、上位バンクを駆動状態に影響を与えることなく、継続させながら、下位給紙バンクをスルーアップするだけで済むので、効率的な給紙バンクの切り換えおよび給紙を行うことが可能となる。
【００２１】
すなわち、本発明によれば、
画像形成装置に対して用紙を供給し、パルス駆動される駆動モータを備える複数の給紙手段と、
複数の前記駆動モータを駆動制御するための共通クロックを生成するクロック生成手段と、
給紙手段の用紙切れ信号を発行するセンサ手段と、
前記センサ手段からの用紙切れ信号を受領し、前記給紙手段の前記駆動モータとは異なる電位レベルであって、前記共通クロックに同期したオーバーライドパルスを生成するオーバーライドパルス生成手段と、
前記オーバーライドパルスと、前記次給紙手段に設定されたしきい値電位レベルとを比較して、前記オーバーライドパルスが前記しきい値電位レベルよりも高電位である場合に前記次給紙手段のための駆動パルスを生成する制御手段と、
を含み、前記オーバーライドパルスは、前記複数の給紙手段に供給され、前記デフォルト給紙手段の前記駆動モータの駆動状態を維持させたまま、前記次給紙手段の前記駆動モータを起動する、画像形成装置が提供される。
【００２２】
本発明では、前記次給紙手段は、前記画像形成装置に対して用紙をバックアップ供給する。本発明では、前記オーバーライドパルス生成手段は、給紙を開始するべき前記給紙手段に対応する電位バイアスを生成し、前記共通クロックに前記電位バイアスを重畳するバイアス生成手段を含むことができる。
【００２３】
さらに、本発明では、前記制御手段は、前記しきい値電位レベルと前記オーバーライドパルスとを比較する比較手段と、
前記比較により生成されたパルス列から生成されるスルーアップパルスと、前記パルス列とをスルーアップ期間にわたり合成して前記駆動パルスを生成するマルチプレクサ手段とを含むことができる。さらに、前記制御手段には、給紙順位に対応して昇順の前記しきい値電位レベルが設定され、前記オーバーライドパルス生成手段は、前記次給紙手段に設定された前記しきい値レベル以上であり、前記次給紙手段について用紙をバックアップする給紙手段に設定されたしきい値レベルよりも低い電位レベルの前記オーバーライドパルスを生成し、用紙切れとなった前記給紙手段のモータ駆動状態に影響を与えることなく、給紙開始するべき給紙手段の前記駆動モータを駆動させることができる。
【００２４】
本発明によれば、
パルス駆動される複数の駆動モータを順次的に追加駆動するモータ駆動装置であって、
前記複数の駆動モータに共用される共通クロックと、駆動するべき前記駆動モータを駆動させるための駆動信号と、前記駆動モータのスルーアップパルスを合成するスルーアップ期間とを生成するＣＰＵと、
前記共通クロックから駆動するべき前記駆動モータに対応して、異なるバイアス電位を生成し、オーバーライドパルスを生成するオーバーライドパルス生成手段と、
前記オーバーライドパルスが入力され、先に動作させるべき前記駆動モータを規準として昇順に高まるしきい値電位レベルが設定され、かつ前記ＣＰＵから前記スルーアップ期間信号を取得して前記駆動モータへの駆動パルスを供給する複数のモータドライバと
を含み、前記モータ駆動装置は、既動の駆動モータの駆動状態に影響を与えることなく、駆動パルスを生成して追加の駆動モータを起動する、モータ駆動装置が提供される。
【００２５】
本発明では、前記オーバーライドパルス生成手段は、駆動させるべき駆動モータの駆動順に対応して電位バイアスを生成し、前記共通クロックに前記電位バイアスを重畳するバイアス生成手段を含むことができる。前記モータドライバは、
前記オーバーライドパルスと、前記しきい値電位レベルとを比較する比較手段と、前記比較手段が生成したパルス列から生成されるスルーアップパルスと前記パルス列とを前記スルーアップ期間にわたり合成し、前記駆動パルスを生成するマルチプレクサ手段とを含むことができる。
【００２６】
本発明によれば、
画像形成装置に対して用紙を供給し、パルス駆動される駆動モータを備える複数の給紙手段を含む画像形成装置の制御方法であって、
複数の前記駆動モータを駆動制御するための共通クロックを生成するステップと、
センサ手段により給紙手段の用紙切れ信号を発行するステップと、
前記用紙切れ信号に応答して前記駆動モータのスルーアップ期間を指定するスルーアップ期間を生成するステップと、
前記センサ手段からの用紙切れ信号に応答して生成される給紙手段駆動信号を受領して、前記給紙手段の前記駆動モータとは異なる電位レベルであって、前記共通クロックに同期したオーバーライドパルスを生成するステップと、
前記オーバーライドパルスを、前記次給紙手段を含む前記複数の給紙手段に供給して前記次給紙手段について設定されたしきい値電位レベルと比較するステップと、
前記オーバーライドパルスが前記しきい値電位レベルよりも高電位である場合に、既動の前記駆動モータの駆動状態に影響を与えることなく前記次給紙手段のための駆動パルスを生成し、前記駆動モータを起動するステップと、
を含む、画像形成装置の制御方法が提供される。
【００２７】
本発明の前記モータ駆動パルスを生成するステップは、前記比較するステップにより生成されたパルス列と、当該パルス列から生成されたスルーアップパルスとを、前記スルーアップ期間の間マルチプレクサにより合成して、既動の前記駆動モータとは独立した前記モータ駆動パルスを生成するステップを含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を、実施形態により説明するが、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではない。図１は、本実施形態の画像形成装置１００を示す。画像形成装置１００は、電子写真法により画像を形成しており、印刷用紙に対して片面または両面印刷が可能な画像形成装置を行う。画像形成装置１００は、本体部１０２と、本体部に対して給紙を行うための給紙バンク１４８、１５０、１５２とを備えている。給紙バンク１４８、１５０、１５２は、ユーザの希望により、オプションで追加され、本体カセット１３２の用紙切れや、高速大容量印刷の場合などの場合に、用紙をバックアップする。
【００２９】
図１に示した実施形態では、給紙バンクは、第１給紙バンク１４８〜第３給紙バンク１５２として備えられ、第１給紙バンク１４８が本体の直下段バンクとされ、第２給紙バンク１５０は、第１給紙バンクの下側に配置され、第３給紙バンク１５２は、第２給紙バンク１５０のさらに下側に配置されている。このため、下段側バンクから本体１０２側に給紙するためには、当該下段側バンクよりも本体１０２に近い側の給紙バンクの駆動モータは、紙が無くとも動作させておく必要がある。
【００３０】
図１に示した実施形態の画像形成装置１００は、画像形成を行う場合、給紙トレイ１３２から給紙を行うようにデフォルト設定されている。給紙トレイ１３２に用紙がある場合、給紙トレイ１３２から用紙が画像形成装置１００の本体中に搬送され、用紙は、給紙コロ１０４、中継ローラ１０６およびレジストローラ１０８により画像形成エンジン（図示せず）に向かって搬送される。画像形成装置１００は、感光体上への帯電・像状露光による潜像形成・トナーによる現像の後、感光体ドラム上にトナー像を形成する。
【００３１】
感光体ドラム上のトナー像は、搬送されてきた用紙へと、転写バイアスの印加された転写ローラ１１０の位置で用紙上に転写される。トナー像を担持した用紙は、さらに定着ローラ１１２へと搬送される。トナー像は、定着ローラ１１２で、用紙上に熱圧定着されることにより印刷物とされ、印刷物は、定着排紙ローラ１１４を経てさらに下流側に搬送される。印刷物は、片面印刷の場合、排紙ローラ１１６へと搬送されて行き、本体前面に形成された排紙トレイ１６４上に、印刷物として蓄積される。
【００３２】
画像形成装置１００は、両面印刷オプションを実装することができる。画像形成装置１００が両面印刷オプションを備える場合、用紙は、定着ローラ１１２まで搬送されてトナー像が片面に定着される。印刷物は、その後、縦搬送ローラ(上)１１８、縦搬送ローラ(中)１２０、縦搬送ローラ(下)１２２により、再給紙ローラ１２４まで搬送される。再給紙ローラ１２４まで搬送された印刷物は、両面ユニット１６２により表裏が反転される。その後、印刷物は、複数の横搬送ローラ(駆動)１２６により給紙側へのスイッチバックされ、再度レジストローラ１０８まで搬送される。その後、片面が印刷された用紙には、未印刷の面に、片面印刷で説明したと同様の画像形成プロセスを経、搬送されて、排紙ローラ１１６により排紙トレイ１６４上に、両面印刷物として排紙される。
【００３３】
上述した実施形態では、本体１０２は、給紙トレイ１３２から給紙を受けるものとして説明した。さらに他の実施形態では、画像形成装置１００は、デフォルト設定で、給紙トレイ１５４からの給紙を行うように設定されていてもよい。この実施形態の場合、第１給紙バンク１４８の給紙トレイ１５４にストックされた用紙が無くなった時点で、順次第２給紙バンク１５０、第３給紙バンク１５２、へと給紙経路を切り換えて用紙のバックアップが行われる。
【００３４】
図１に示した実施形態で、給紙トレイ１５４の用紙がなくなった場合について説明する。給紙トレイ１５４の上側には、用紙切れセンサ１６０が配置されている。用紙切れセンサ１６０が給紙カセット１５４内の用紙切れを検知した場合、用紙切れ信号を、エンジン制御モジュールが含むＣＰＵ（中央処理装置：図示せず）に送付する。用紙切れセンサ１６０は、用紙無しを、可能な限り早期に検出し、スルーアップを開始させるため、各給紙トレイの図中左手側端に近接して配設されている。用紙切れ信号を受領したＣＰＵは、第２給紙バンク１５０からの給紙開始を指令する。第２給紙バンク１５０からの給紙開始が指令されると、第２給紙バンク１５０に配設された駆動モータ１４４が駆動され、次いで給紙コロ１３４のクラッチが接続され、給紙カセット１５６内の用紙の搬送が開始される。
【００３５】
このとき、第２給紙バンクから搬送される用紙は、第１給紙バンクの搬送系を共用して画像形成装置１００の本体１０２へと搬送されるので、第１給紙バンク１４８内に配設された駆動モータ１４２は、スルーダウンすることなく定常周速を与えるように駆動されている。第２給紙バンク１５０から給紙された用紙は、中継ローラ１３６、中継ローラ１０６を経て、レジストローラ１０８へと搬送されて、第１給紙バンクから用紙が供給されると同様、画像形成装置１００に内部を搬送され、画像形成が中断無く継続される。
【００３６】
第２給紙バンク１５０の用紙がなくなった際には、第２給紙バンク１５０からの給紙開始処理と同様に、用紙切れセンサ１６０からの用紙切れ信号を受領したＣＰＵが、第３給紙バンク１５２からの給紙開始を指令して、第３給紙バンク１５２から本体１０２へと用紙を搬送して、画像形成装置１００の画像形成に用紙を供給する。上述した給紙バックアップ制御を行うことにより、印刷容量に応じて画像形成装置１００内にストックされた用紙が完全に無くなるまで連続した給紙が可能とされる。なお、第３給紙バンク１５２から用紙が供給される場合にも、第１給紙バンク１４８、第２給紙バンク１５０にそれぞれ配設されたステッピングモータ１４２、１４４は、スルーダウンすることなく継続して定常周速で駆動されている。
【００３７】
図２は、画像形成装置１００が実装する制御モジュールの機能ブロック２００を示す。画像形成装置１００の制御モジュールは、コントロールモジュール２１０と、エンジン制御モジュール２３０と、ハードウェアモジュール２５０といった階層構造を有している。以下、各モジュールの概略的な機能について説明する。
【００３８】
コントロールモジュール２１０は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）２１６により、外部入出力を含む画像形成装置１００全体の制御を担当する。コントロールモジュール２１０は、ユーザインタフェースとして機能する操作パネル２０８からの入力を受付け、Ｉ／Ｏ２１２にユーザ入力データを渡し、デフォルト給紙位置などを含む本体設定などを行う。画像形成部２１４は、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）またはインターネットなどのＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）を含むネットワーク２７０を介して情報処理装置２８０に接続されている。画像形成装置１００は、スキャナといった画像読取装置から取得した画像データ、または送受信Ｉ／Ｆ２２０として実装されるＵＳＢ、ＩＥＥＥ１２８４、ＩＥＥＥ１３９４、またはイーサネット（登録商標）などの適切なインタフェースを介して情報処理装置２８０から送信されるプリントデータをプリンタ制御言語を使用して処理する。その他、画像形成装置１００は、送受信Ｉ／Ｏ２２０として、Ｇ３、Ｇ４、Ｔ．９０などの規格のファックス通信を行うことが可能とされていてもよい。
【００３９】
画像形成部２１４は、プリンタ制御言語を使用して画像データを処理し、ページング処理を行って、作成した出力データを、シリアル／パラレルインタフェースとして構成される外部Ｉ／Ｆ２１８を介してエンジン制御モジュール２３０へと渡している。
【００４０】
またコントロールモジュール２１０は、ＲＡＭ２２２、ＲＯＭ２２４、記憶装置２２６といった記憶手段を備えている。記憶手段は、画像データの一時蓄積、画像処理プログラムの実行空間の提供、画像データの持続的記憶、画像処理プログラム、初期設定条件の設定などの持続的記憶などを行っている。コントロールモジュール２１０の各要素は、バス２２８を介して相互接続されていて、データの送受信を行っている。
【００４１】
エンジン制御モジュール２３０は、コントロールモジュール２１０からの指令に応答してハードウェアモジュール２５０の制御を行うためのミドルウェアモジュールとして実装される。エンジン制御モジュール２３０は、外部とのデータ授受を行うための外部Ｉ／Ｏ２３２および外部Ｉ／Ｆと、ハードウェアモジュール２５０の各要素に対して指令を行うためのＣＰＵ２３４と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭなどの記憶装置とを含んで構成されている。
【００４２】
エンジン制御モジュール２３０内の各要素は、バス２４２で相互接続されていて、割込信号やデータ入出力などを行い、ハードウェアモジュール２５０の各要素を制御し、また残紙センサ２６０などからの用紙無し信号などをＣＰＵ２３４に送付している。また、エンジン制御モジュール２３０は、書込み制御部２４４を含んで構成されていて、印刷出力するべき画像データに対応して、ＣＰＵ２３４からの指令に応答して感光体ドラム、ポリゴンミラー、ドラム回転などの制御を行っている。さらに、エンジン制御モジュール２３０は、外部Ｉ／Ｆ２４６を介してハードウェアモジュール２５０との間でシリアル／パラレル通信により各種指令の送受信およびデータ送受信を行っている。
【００４３】
図２に示した実施形態では、ハードウェアモジュール２５０について、例示的に第１給紙バンクおよび第２給紙バンクの他、搬送系に関連する要素のみを示す。ハードウェアモジュール２５０は、第１給紙バンク２５２と第２給紙バンク２５８と備えている。また、ハードウェアモジュール２５０は、それぞれの給紙バンクからの給紙を制御するため、各給紙バンクに対応して配置されるクラッチ２５４を含んでいて、給紙開始に対応して駆動モータの駆動力を、搬送ローラに接続する。さらにハードウェアモジュール２５０は、各バンクの用紙残を検出するため、センサ２６０を含んでいる。センサ２６０は、図１に示す用紙切れセンサ１６０として各バンクごとに実装され、設置されたバンクの用紙が無くなった場合、または無くなりそうな場合に、用紙切れ信号を生成し、ＣＰＵ２３４に通知する。
【００４４】
さらに、ハードウェアモジュール２５０は、各給紙バンクごとに配置された駆動モータ２６２と、駆動モータ２６２の駆動制御を行うためのモータドライバ２５６とを含んで構成される。駆動モータ２６２は、ステッピングモータ、パルスモータなどのパルス駆動型のモータが、精度および制御性の点から採用される。モータドライバ２５６は、好適な実施形態では、モータドライバボード、カード、または回路モジュールとして実装され、駆動するべき駆動モータの数に対応して実装される。モータドライバ２５６は、エンジン制御モジュール２３０が含むＣＰＵ２３４とともに本実施形態のモータ駆動装置２６４を構成する。モータドライバ２５６は、ＣＰＵ２３４からの指令に応答して、共通クロックを、駆動するべき給紙バンクに対応する電位レベルに電位制御してオーバーライドパルスを作成する。このオーバーライドパルスは、共通クロックと同相、かつ同期したオーバードライブパルスから、駆動モータ２６２を駆動するための相信号生成回路（図示せず）に入力するべき、駆動パルスを生成する。
【００４５】
相信号生成回路は、駆動パルスから、送信号Ａ、Ａ＊、Ｂ、Ｂ＊といった送信号を生成し、駆動モータ２６２への駆動電流を供給するための駆動回路を介して駆動モータ２６２を駆動する。なお、本実施形態での用語、「オーバーライド」とは、共通クロックで駆動される給紙バンクの動作を、後述する制御回路が設定するしきい値電位レベルを超え、共通クロックと同相、かつ同期したパルス列を生成し、当該オーバーライドパルスで給紙バンクを駆動制御する処理を意味する。
【００４６】
図３は、本実施形態でのモータ駆動装置２６４の概略的な機能ブロックを示す。図３に示したモータ駆動装置の実施形態では、第１給紙バンク、第２給紙バンク、第３給紙バンクにそれぞれ対応するボードまたはカード３１０、３２０、３３０として構成されている。ＣＰＵ２３４により制御されている。ＣＰＵ２３４には、第１給紙バンク、第２給紙バンク、第３給紙バンクにそれぞれ配置された用紙切れセンサ１６０から、第１給紙バンク紙無し信号、第２給紙バンク紙無し信号、第３給紙バンク紙無し信号が入力される、ＣＰＵ２３４は、各紙無し信号を受領すると、第１給紙バンク駆動信号、第２給紙バンク駆動信号、第３給紙バンク駆動信号を生成し、電位オーバーライド回路３０４に送付する。
【００４７】
また、図３に示した実施形態では、ＣＰＵ２３４は、共通クロック発生回路３０２を含んで構成されていて、本体１０２の搬送要素の駆動を行っている。共通クロックは、システムクロックを、駆動モータの定常周速を与えるようにして分周するなどして生成され、ＣＰＵ２３４とは別の共通クロック生成回路として構成されていてもよい。第１給紙バンクから第３給紙バンクの駆動モータをそれぞれ駆動するためにも使用される。このため、画像形成装置１００は、本体１０２を含め、第１給紙バンクから第３給紙バンクの各駆動モータを駆動制御するためのクロック生成回路を単一化することができ、駆動回路の省スペース化、低コスト化が可能となる。さらに、搬送経路を駆動する駆動モータが、単一の共通クロックを使用して駆動できるので、各モータの同期性および搬送終了制御およびそのために制御回路も削減できる。
【００４８】
ＣＰＵ２３４は、各給紙バンクの用紙切れセンサ１６０からの用紙切れ信号をモニタしており、その時点で用紙を本体１０２に供給している給紙バンクであるデフォルト給紙バンク（第ｎ給紙バンク）の次順位設定の次給紙バンク（第（ｎ＋１）給紙バンク）に対して第（ｎ＋１）バンク駆動信号を生成し、電位オーバーライド回路３０４に送付する。また、ＣＰＵ２３４は、デフォルト給紙バンクの用紙切れ信号を受領すると、第（ｎ＋１）給紙バンクに対するスルーアップ期間信号をハイレベルに遷移させ、予め設定されたスルーアップ期間を指定するためのカウント値となるまでスルーアップ期間信号（ＳＵＤ）を、後述する制御回路３１２、３２２、３３２へと送付し、対応する制御回路に対し駆動モータの駆動パルス生成を行わせる。スルーアップ信号は、共通クロックのカウント値が予め設定された値まで達すると、その立ち上がりを検出してローレベルへと遷移する。
【００４９】
ＣＰＵ２３４からは、第１給紙バンク駆動信号などの他、共通クロックが電位オーバーライド回路３０４に入力されている。電位オーバーライド回路３０４は、共通クロックよりも電位レベルの高いオーバーライドパルスＯＲＰｎ（ｎは、正の整数であり、駆動するべき最下位段の給紙バンクに対応して生成される。）を生成する、オーバーライドパルスＯＲＰｎは、第１給紙バンクモータドライバ３１０、第２給紙バンクモータドライバ３２０、第３給紙バンクモータドライバ３３０を駆動するために、同一の電位レベルを有する共通のオーバーライドパルスＯＲＰｎが各モータドライバ３１０、３２０、３３０へと供給される。また、ＣＰＵ２３４からは、各モータドライバ３１０、３２０、３３０に対して相信号を生成するための相信号生成信号ＭＭＴＲｎ（ｎは、正の整数であり、駆動するべきモータドライバの数だけ生成される。）を送付する。
【００５０】
なお、図３に示した実施形態では、ＣＰＵ２３４と、電位オーバーライド回路３０４とは、別構成とされているものとして説明した。しかしながら、本発明において、電位オーバーライド回路３０４を集積回路として構成する場合、ＣＰＵ２３４の機能および電位オーバーライド回路３０４の機能を特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）として構成し、画像形成装置１００に実装させることができる。さらに、図３に示した機能ブロックのうち、クロックオーバライド回路と、複数のモータドライバとを単一の集積回路とし、モータドライバＩＣとして構成することもできる。
【００５１】
各モータドライバは、それぞれ同様の構成とされているため、以下、第１給紙バンクモータドライバ３１０の構成について詳細に説明する。第１給紙バンクを駆動するモータドライバ３１０は、制御回路３１２と、相信号生成回路３１４と、駆動回路３１６とを含んで構成される。制御回路３１２は、オーバーライドパルスＯＤＰｎを受け取り、制御回路３１２に設定されたしきい値電位レベルＶＴＨ１と、オーバーライドパルスＯＤＰｎの電位とを比較する。オーバーライドパルスＯＤＰｎがしきい値電位レベルＶＴＨ１よりも高い場合、制御回路３１２は、相信号生成回路３１４に駆動パルスを供給する。一方、オーバーライドパルスＯＤＰｎが、しきい値電位レベルＶＴＨ１よりも低い場合、制御回路３１２は、駆動パルスを発生させず、この結果、ステッピングモータといった駆動モータ１４２を駆動させず、用紙搬送を制御する。
【００５２】
なお、説明する実施形態では、画像形成装置１００は、プリンタなどとして構成され、本体１０２に設置された給紙カセットなどを、デフォルト給紙設定とする。そして、本体１０２側の給紙カセットの用紙切れに対応して第１給紙バンク１４８からの給紙を開始するものとして説明する。しかしながら、他の実施形態で、画像形成装置１００が例えば、ＭＦＰ(Multi-Function Peripheral)などとして構成されている場合、デフォルト給紙設定は、最上段の第１給紙バンク１４８に設定される。この場合、制御回路３１２に設定されるしきい値電位レベルＶTH1は、例えば、共通クロックよりも低いしきい値電位レベルに設定しておくことができる。
【００５３】
説明する他の実施形態では、第１給紙バンクには、特に制御回路３１２を設けず、制御回路３２２、および制御回路３３２のみを実装させることもできる。したがって、ＭＦＰなどの場合であっても図３に示したモータドライバ３１０は、第１給紙バンクのモータドライバ３１０でのしきい値電位レベル設定だけで、プリンタにも適用でき、さらにＭＦＰなどのさらに高機能の画像形成装置にも適用でき、より汎用性の高いモータドライバを提供することができる。
【００５４】
同様に、制御回路３２２には、しきい値電位レベルＶＴＨ２が設定され、制御回路３３２には、しきい値電位レベルＶＴＨ３が設定されていて、オーバードライブパルスＯＲＰｎの電位レベルに対応して対応するバンクからの給紙を制限または開始させている。制御装置３１２〜３３２に設定されるしきい値電位レベルは、より先に用紙バックアップを行うことが要求される給紙バンクから、より後に給紙バックアップを行うことが要求される給紙バンクに対して、しきい値電位レベルに順位を付けることで、給紙バンクについて、給紙バックアップの順設定することができる。
【００５５】
例えば、第１給紙バンクについて設定されるしきい値電位レベルＶＴＨ１から第３給紙バンクに設定されるしきい値電位レベルＶＴＨ３に対して、ＶＴＨ１＜ＶＴＨ２＜ＶＴＨ３の設定を行うことで、第１給紙バンク→第２給紙バンク→第３給紙バンクの順で、給紙バックアップ順位を設定することができこれに対応して昇順にしきい値電位レベルＶＴＨｎが設定される。
【００５６】
図４は、図３で説明した電位オーバーライド回路３０４の構成を示した概略図である。電位オーバーライド回路３０４は、共通クロックＭＭＴＲＣＬＫと、ＣＰＵ２３４からの第ｎバンク起動信号とが入力されている、共通クロックＭＭＴＲＣＬＫは、そのまま第２加算回路４０４へと入力される。また、第ｎバンク駆動信号は、一旦第１加算回路４００に入力される。第１加算回路４００、第２加算回路４０４は、例えば、オペアンプなどを使用して構成することができる。第ｎバンク駆動信号は、説明する実施形態では、該当する第ｎバンクからの給紙を開始させたい場合には、ハイレベルにアサートされ、それ以外は、ローレベルに設定されるものとして以下説明を行う。なお、特定の用途および構成に応じて、インバータＩＣなどの追加が必要とされるものの、第ｎバンク駆動信号は、給紙開始の場合にローにアサートされてもよい。
【００５７】
第１加算回路４００は、例えば３Ｖで入力される第ｎバンク駆動信号を加算し、駆動しなければならないバンク数に応じた電位レベルを生成する。例えば、第１給紙バンクから第３給紙バンクまで全部の駆動を行う場合には、例えば、１：１の出力ゲインとした場合、加算回路４００は、９Ｖの出力を生成する。なお、使用する加算回路の特性に応じて、第ｎバンク駆動信号は、分圧して入力することができる。バイアス生成回路４０２は、第１加算回路４００の出力を、例えばアナログ回路では、分圧してしきい値電位レベルＶＴＨｎに対して適切なレベルのオーバーライドパルスを供給するようにバイアス電位を生成する。また、他の実施形態ではバイアス生成回路３０４は、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）を使用して、入力電圧レベルからデジタル的にバイアス電位Ｖｂを設定することもできる。
【００５８】
バイアス生成回路４０２の出力は、共通クロックＭＭＴＲＣＬＫと共に第２加算回路４０４に入力され、共通クロックＭＭＴＲＣＬＫとバイアス電位とが加算され、電位レベルが共通クロックよりもバイアス電位Ｖｂだけ高いオーバーライドパルスＯＲＰｎが生成される。なお、共通クロックＭＭＴＲＣＬＫは、ＯＲＰｎの電位レベルよりもバイアス電位Ｖｂだけ低い電位レベルＯＬである。図１に示した実施形態では、電位オーバーライド回路３０４は、アナログ回路として構成され、オーバーライドパルスは、共通クロックに対してバイアス電位Ｖｂが重畳された波形として生成される。
【００５９】
図５は、本実施形態で、電位オーバーライド回路３０４をデジタル回路として構成する場合の、より好ましい実施形態を示す。図５に示した実施形態では、主要な要素をＡＳＩＣなどの集積回路として構成することができ、この結果、オペアンプなどの回路要素を削減することで回路規模をさらに削減することができる。図５に示したより好ましい実施形態で電位オーバーライド回路をデジタル回路として構成する場合、ＣＰＵ２３４がルックアップテーブルに、駆動するべき最下位の給紙バンクのための電位レベルデータを登録する。ＣＰＵ２３４は、第ｎバンク駆動信号を受領すると、ルックアップテーブルを参照して、最下位段の給紙バンクを駆動させるための電位レベルデータを取得する。
【００６０】
その後、ＣＰＵ２３４は、共通クロックおよび電位レベルデータを、電位オーバーライド回路３０４に送付する。一方、バイアス生成回路５００は、電位レベルデータを受領して、ＤＡＣなどを使用して電位レベルデータにより指定された電位レベルを生成する。さらにバイアス生成回路５００は、ＣＰＵ２３４が指定した電位レベルであって、共通クロックに同期し、かつ同相のパルス列を、オーバーライドパルス５０２として出力する。
【００６１】
なお、上述した他の実施形態では、共通クロックと同期し、かつ同相であって第ｎバンクを駆動させるために必要な電位レベルを有するオーバーライドパルスを、給紙バンクに対応するだけ予め複数生成させておき、電位レベルデータに代えて、例えば図１に示した各バンク駆動信号をセレクト入力とするマルチプレクサ回路を使用して、出力するべき電位レベルのオーバーライドパルスを生成させてもよい。
【００６２】
図６は、制御回路３１２の回路構成の実施形態を示す。なお、制御回路３２２、３３２についても、しきい値電位レベルＶＴＨｎが相違するだけで、同様の構成とされる。制御回路３１２は、コンパレータ６０２を含んで構成される。コンパレータ６０２の基準電位端子には、しきい値電位レベルＶTH1が入力され、入力端子には、オーバーライドパルスＯＲＰｎが入力される。なお、図４で説明したようにＯＲＰｎは、駆動させるべき最終段の給紙バンクに対応して、説明している実施形態では順次高くなるように生成される。
【００６３】
さらに制御回路３１２は、シーケンサ回路６０４と、２ｉｎ１セレクタ６０６とを含んで構成されるマルチプレクサを実装する。シーケンサ回路６０４は、ＣＰＵ２３４に設定されたスルーアップ期間に相当するパルス数をカウントするパルスカウンタと、フリップフロップなどを含んで構成されており、共通クロックに同期してスルーアップ期間の間、パルス幅の広いパルスから、共通クロックと同相、かつ同期したパルスまでスルーアップパルスとして使用するためのパルスを生成する。
【００６４】
セレクタ６０６には、ＣＰＵ２３４からのスルーアップ期間信号ＳＵＤが入力される。スルーアップ期間信号ＳＵＤは、上述したように第（ｎ＋１）給紙バンク駆動信号を生成すると同時にハイレベルにアサートされ、セレクタ６０６に送付される。ＣＰＵ２３４は、共通クロックをカウントし、スルーアップ期間を終了させるための設定カウントまで共通クロックをカウントした段階でスルーアップ期間信号ＳＵＤを、ローレベルに遷移させる。一方、セレクタ６０６のＡ入力には、コンパレータ６０２からの駆動パルスが入力され、Ｂ入力には、スルーアップパルスが入力されている。
【００６５】
以下、図６に示す制御回路の機能について説明する。オーバーライドパルスＯＲＤｎが、コンパレータ６０２に入力されるしきい値電位レベルＶＴＨｎを超えた場合、コンパレータ６０２は、Ｖｃｃの電位レベルのパルス列を出力する。出力された駆動パルスは、セレクタのＢ入力に入力される。スルーアップ期間では、スルーアップ期間信号ＳＵＤにより、セレクタ６０６のＡ入力に接続されたスルーアップパルスが駆動パルスとして選択され、出力される。そして、共有クロックの設定カウントで規定されるスルーアップ期間が満了するとセレクタ６０６のリセット端子Ｓがローレベルに遷移し、セレクタ６０６のＢ入力に入力されたコンパレータ６０２からの出力が駆動パルスとして出力端子Ｙから出力される。この結果、セレクタ６０６の出力は、シーケンサ回路６０４からのスルーアップパルスと、コンパレータ６０２からの出力とがマルチプレキシングされ、電位レベルがＶｃｃのスルーアップパルスが合成された駆動パルス６１０が出力される。
【００６６】
図７は、本実施形態の第ｎ給紙バンクを制御する場合のタイミングチャート７００を示す。図６に示されるように、ＣＰＵ２３４が、第ｎバンク駆動信号７０２をアサートする。第ｎバンク駆動信号のアサートに応答してバイアス電位Ｖｂが加算され、共通クロックと同相、かつ同期したオーバーライドパルス７０４が生成される。このオーバーライドパルス７０４の電位レベルは、駆動するべき第ｎバンクの駆動を制御する制御回路に設定されるしきい値電位レベルＶＴＨｎよりも高くなるように電位オーバーライド回路３０４が設定する。
【００６７】
オーバーライドパルス７０４は、第ｎバンクの制御回路３１２、３２２、３３２に入力され、設定されたしきい値電位レベルＶＴＨｎと比較される。説明している実施形態では、オーバーライドパルス７０４の電位レベルは、しきい値電位レベルＶＴＨｎよりも高いので、第ｎ給紙バンクの制御回路のコンパレータは、Ｖｃｃで、共通クロックに同期、かつ同相のパルス列を出力する。対応するシーケンサ回路６０４（図６に示す第１給紙バンクの場合）は、コンパレータ６０２からの駆動パルスをカウントし、図７に示した実施形態では、１６進カウンタの出力およびフリップフロップなどを使用して、最初の８パルス分、次の３パルス分、その次の３パルス分に対応するシーケンスを有するスルーアップパルス７０６を生成している。
【００６８】
図８は、オーバーライドパルス８０４により、第３給紙バンクを駆動させる場合の実施形態を示す。なお、図８に示す実施形態は、図５に示す電位オーバーライド回路３０４により生成されたものである。図７に示すオーバーライドパルス８０４は、第３給紙バンクに設定されるしきい値電位レベルＶＴＨ３よりも電位レベルが高くなるようにバイアス電位Ｖｂが重畳されている。また、このときのオーバーライドパルスの電位レベルＯＤＰ３は、共通クロックの電位レベルＯＬおよび第１給紙バンク、第２給紙バンクに設定される各しきい値電位レベルＶＴＨ２、ＶＴＨ３に対して、ＯＬ＜ＶＴＨ１＜ＶＴＨ２＜ＶＴＨ３＜ＯＲＰ３の電位レベルとなるように、給紙バンクについての給紙順位に関連して昇順にしきい値電位レベルが設定されている。
【００６９】
また、コンパレータ８０２には、参照電圧Ｖｒｅｆ３からの電位が分圧され、しきい値電位レベルＶＴＨ３が入力される。図７に示す実施形態では、コンパレータ８０２は、しきい値電位レベルＶＴＨ３と、ＯＲＰ３の電位レベルとを比較し、ＯＲＰ３の電位レベルの方が高いため、出力パルスを生成する。この出力パルスは、図５で説明したと同様のシーケンサ回路８０６およびマルチプレクサ回路８１０を介して、電位レベルがＶｃｃの駆動パルス８１２とされて、相信号生成回路へと入力される。
【００７０】
なお、図８に示す参照電圧Ｖｒｅｆ３は、特定の実施形態では、ＣＰＵ２３４により生成されるモータ駆動イネーブル信号ＥＮＢであり、駆動モータの規格に応答して、３Ｖ、５Ｖなどの電位レベルを使用することができる。また、しきい値電位レベルＶＴＨｎをＣＰＵ２３４などがＤＡＣを使用して設定する場合には、Ｖｒｅｆ３を使用することなく、直接ＤＡＣにより生成したしきい値電位レベルＶＴＨｎをコンパレータ８０２に供給することもできる。
【００７１】
図９は、給紙バンクが第１給紙バンク、第２給紙バンク、第３給紙バンクとして構成される画像形成装置１００における、制御回路３１２、３２２、３３２へのオーバーライドパルスＯＲＰｎの共用制御の実施形態を示す。図８に示されるオーバーライドパルスＯＲＰｎは、第ｎ給紙バンクを駆動するため、しきい値電位レベルＶＴＨｎを超え、ＶＴＨｎ＋１よりも低い電位レベルとして生成される。図８の実施形態では、第２給紙バンクの駆動が必要であり、ＶＴＨ１＜ＶＴＨ２＜ＯＲＰｓ＜ＶＴＨ３の電位レベルとして、ＯＲＰ２が生成されているものとする。第１給紙バンクの制御回路３１２のコンパレータ９０２は、ＯＲＰ２が入力されると、マルチプレクサを介して駆動パルス９０８を出力させる。
【００７２】
また、第２給紙バンクのコンパレータ９０４についても、駆動パルス９１０を出力させている。一方、第３給紙バンクについては、しきい値電位レベルＶＴＨ３は、ＯＲＰ２よりも高いので、コンパレータ９０６は、出力パルスを生成することなく、ローレベル９１２を維持する。この結果、第３給紙バンクの駆動モータは駆動されないままとされ、共通クロックを各バンクに共用する場合でも、スムースな用紙バックアップを可能とする。なお、図９に示した実施形態でも、ＶＴＨｎは、図８で説明したように、ＤＡＣで直接生成させた値を使用することができる。
【００７３】
図１０は、本実施形態で図８に示した各コンパレータ９０２、９０４、９０６に設定される基準電圧ＶＴＨｎをリストしたテーブル１０００の実施形態を示す。ＶＴＨｎは、図１０で示すように、カスケード式にＶｒｅｆｎの電位を、抵抗Ｒ１〜Ｒ８により分圧して生成される。このため、図１０に示した実施形態では、接続する給紙バンクの段数が変動すると、各コンパレータ９０２、９０４、９０６に印加されるしきい値電位レベルも変化することになる。例えば、第１給紙バンクのみ実装させている場合、ＶＴＨ１は、３．１８Ｖであるが、第３給紙バンクまで実装する場合、同一の回路構成を使用して、ＶＴＨ１が、３．７１Ｖまで増加し、順次、ＶＴＨ２が４．３０Ｖ、ＶＴＨ３が、４．５３Ｖとして設定される。なお、図１０のテーブル１０００に示した値は、アナログ的に生成する場合、分圧抵抗を使用して分圧比を設定することによって生成することができる。また、より好適な実施形態においては、各基準電圧ＶＴＨｎは、ＣＰＵ２３４がルックアップテーブルとして格納する、８ビット、１６ビットなどの分解能で登録した電位レベルデータから、ＤＡＣを使用してバイアス生成回路５００が生成することができる。
【００７４】
なお、これらのしきい値電位レベルは、実装する給紙バンクによってのみ変化するため、画像形成装置１００の初期設定時や、給紙バンクの追加オプション設定時などに、しきい値電位レベルの変動に対応して、ドライバ回路の追加のみで、新たな回路モジュールを追加することなく、電位オーバーライド回路３０４が生成するバイアス電位Ｖｂのレベルを、分圧比などの調整により容易に対応することができる。
【００７５】
図１１は、本実施形態による各バンクの駆動モータの駆動シーケンス１１００の実施形態を示す。図１１に示すように、第１給紙バンク給紙信号〜第３給紙バンク給紙信号１１０２〜１１０６は、各用紙切れセンサからのセンス信号をＣＰＵ２３４が受領して、ハイレベルにアサートされる。また、第１給紙バンク給紙信号〜第３給紙バンク給紙信号は、いずれも共通クロックの終了と同期してリセットされるので、各給紙バンクの駆動に対して同期して駆動終了を指令することができる。この結果、各給紙バンクごとに搬送終了を制御することなく、用紙ジャムを発生させてしまう可能性を低減することができる。なお、ＣＰＵ２３４は、各バンクにつき、各給紙信号１１０２〜１１０６がリセットされた後、順次用紙端を検出するまで駆動を持続し、駆動中の最後段の給紙バンクから順に駆動停止させるように制御することもできる。
【００７６】
第１給紙バンクは、第１給紙バンク給紙信号を受領すると、スルーアップ期間を経過してシーケンス１１０８で示されるように定常周期で駆動される。第２給紙バンクは、第２給紙バンク給紙信号を受領すると第１給紙バンクの駆動モータの動作に関係無く、シーケンス１１１０で示されるようにスルーアップを開始し、スルーアップ期間を経過した後、定常周期で駆動される。この間、第１給紙バンクの駆動モータは、スルーダウンすることなく、定常周期で回転されている。さらに、第３給紙バンク給紙開始信号を受領すると、第３給紙バンクの駆動モータは、第１給紙バンク、第３給紙バンクの駆動モータのスルーダウンを行わずに、シーケンス１１１２でスルーアップ動作を開始し、スルーアップ期間の経過後、定常周期での搬送を開始する。
【００７７】
図１１に示すように、本実施形態では、用紙搬送中または用紙間において駆動モータをスルーダウンさせることなく、用紙バックアップを行うことができるので、単位時間当たりのプリント速度(Prints Per Minute)を低下させることなく用紙バックアップを行うことができる。また、用紙搬送中にスルーダウンを行うことによる、画像の横筋や段ムラの発生を防止でき、さらに、用紙搬送中にスルーダウンさせないように制御するタイミング制御回路も不要となるので、画像形成効率の向上の他、省スペース化、低コスト化を達成することができる。
【００７８】
図１２は、本実施形態の画像形成装置の制御方法のフローチャートを示す。図１２に示した制御方法は、ステップＳ１２００から開始し、ステップＳ１２０１で、本体印刷を開始する。ステップＳ１２０２では、本体側の給紙カセットなどのデフォルト給紙機構に配設された用紙切れセンサが用紙切れを通知しているか否かを判断する。ステップＳ１２０２の判断で、用紙切れではない場合（ｎｏ）処理をステップＳ１２０２に分岐させ、デフォルト給紙機構からの給紙を継続させながら用紙切れを継続してモニタする。なお、デフォルト給紙機構には、本体側給紙カセット、手差しカセット、または第１給紙バンク〜第ｎ給紙バンクなどのうち、任意に設定された機構を使用することができる。ただし、デフォルト給紙バンクが、最上位給紙カセットでない場合には、この時点で本実施形態の制御方法により画像形成の制御が行われることに留意するべきである。
【００７９】
ステップＳ１２０２でデフォルト給紙機構の用紙切れが通知された場合（ｙｅｓ）ＣＰＵ２３４は、用紙切れとなった給紙バンクの直下位バンクに対して給紙バンク駆動信号を送付して、オーバーライドパルスおよび制御回路によるパルス選択の後、直下位バンクの駆動モータのスルーアップを開始させる。ステップＳ１２０３では、デフォルト給紙機構の駆動モータの駆動状態を変化させないまま、直下位給紙バンクに対してバンク駆動信号を発行し。スルーアップを開始させる。ステップＳ１２０４では、スルーアップ期間経過後、定常回転に達した段階でクラッチを接続し、直下位バンクからの給紙動作を開始する。
【００８０】
ステップＳ１２０５では、ＣＰＵ２３４は、直下位バンクに配設された用紙切れセンサからの信号をモニタし、直下位バンクが用紙切れか否かを判断する。直下位バンクが用紙切れでない場合（ｎｏ）、処理をステップＳ１２０４に分岐させ、直下位バンクからの給紙を継続させると共に、連続して直下位バンクの用紙切れをモニタする。
【００８１】
ステップＳ１２０５で、直下位バンクも用紙切れとなった場合（ｙｅｓ）、直下位バンクの駆動モータを定常駆動させたまま、直下位バンクの直下の給紙バンクとして設定される第２下位バンクに対してバンク駆動信号を発行し、ステップＳ１２０６で適切なＶｂを重畳したオーバーライドパルスを生成する。制御回路は、ステップＳ１２０７でオーバーライドパルスおよびしきい値電位レベルを使用して駆動パルスを生成し、第２下位バンクの駆動モータのスルーアップを開始させ、定常回転に達した段階で、クラッチを接続し、第１下位バンクからの給紙動作を開始させ、一連の制御を、印刷するべきデータが無くなるまで繰り返し、処理をステップＳ１２０８で終了させる。
【００８２】
以上の制御については、画像形成装置１００が、給紙バンクを２系統実装する場合についての実施形態をもって説明した。しかしながら、画像形成装置１００は、その機能および印刷能力に応じて、さらに多数の給紙バンクを含んでいてもよい。この場合、給紙バンクの駆動に必要なだけ、例えば、ステップＳ１２０４、ステップＳ１２０５、ステップＳ１２０６、ステップＳ１２０７を追加することにより対応することができる。
【００８３】
図１３は、本実施形態のモータ駆動装置２６４が実行する制御処理のフローチャートを示す。図１３に示した制御処理は、ステップＳ１３００から開始し、ステップＳ１３０１で、接続されている給紙バンクについてのしきい値電位レベルＶＴＨｎを設定するため基準電圧Ｖｒｅｆｎ（図６または図９）が、共通クロックと共にモータドライバに対して供給され、本体印刷を開始させる。ステップＳ１３０２では、その時点で給紙を行っているデフォルト給紙バンクからの用紙切れ信号が送付されたか否かを判断する。デフォルト給紙バンクからの用紙切れ信号が送付されていない場合には（ｎｏ）処理をステップＳ１３０２に分岐させ、繰り返しデフォルト給紙バンクから給紙を継続しながら、デフォルト給紙バンクの用紙切れをモニタする。
【００８４】
一方、ステップＳ１３０２でデフォルト給紙バンクからの用紙切れ信号を検知した場合（ｙｅｓ）、モータ駆動装置２６４は、ステップＳ１３０３で、直下位給紙バンクの電位レベルデータをルックアップテーブルから取得し、電位オーバーライド回路３０４に通知する。ステップＳ１３０４で、直下位給紙バンクの電位レベルデータを取得し、電位オーバーライド回路に送付すると共にＳＵＤをハイレベルに遷移させる。ステップＳ１３０５では、直下位給紙バンクの駆動信号を電位オーバーライド回路に送付し、同時にスルーアップ期間信号をハイレベルに遷移させる。ステップＳ１３０６では、電位オーバーライド回路３０４は、通知された電位レベルデータから、ＤＡＣなどを使用して直下位給紙バンクを駆動させるための電位レベルを生成させ、共通クロックと同期したオーバーライドパルスＯＲＰｎを生成し、モータドライバに送付する。
【００８５】
モータドライバでは、ステップＳ１３０７で制御回路でオーバーライドパルスＯＲＰｎの電位レベルと、設定知れたしきい値電位レベルとの比較に応答してパルス列を生成し、パルス列からスルーアップパルスのシーケンスを有するスルーアップパルスを生成する。その後、パルス列とスルーアップパルスは、スルーアップ期間内で合成されて、駆動パルスを生成する。ステップＳ１３０８では、モータドライバは、駆動パルスを相信号生成回路に供給し、駆動モータを駆動させる。
【００８６】
その後、モータ駆動装置２６４は、本体１０２のＭＰＵ２１６からの画像形成終了通知を受領した段階で、搬送経路が用紙を搬送中であるか否かを、給紙開始タイミングや、各センサの信号を使用して判断し、搬送終了と判断した場合（ｙｅｓ）、処理をステップＳ１３１０に進め、搬送を停止させ、画像形成処理を終了させる。搬送終了ではない場合（ｎｏ）処理をステップＳ１３０２に分岐させて、デフォルト給紙バンクからの用紙供給を継続させながら、用紙切れを継続して検出する。なお、共通クロックは、搬送終了の判断に対応して停止することもできるし、例えば、搬送終了の判断と共にトライステートゲートなどを使用して非出力状態にラッチしておくこともできる。
【００８７】
一方、搬送終了と判断しない場合（ｎｏ）、本実施形態では、処理をステップＳ１３０２に分岐させ、デフォルト給紙バンクの用紙切れをモニタしながら、本体側の画像形成終了通知を受領するまで、用紙搬送を継続させる。
【００８８】
以上説明したように、本発明によれば、駆動モータを制御するためのクロックを各駆動モータ間で共有することにより、上段の駆動モータをスルーダウンさせることなく、下段の駆動モータを駆動させることができるので、バンク切り換えによる給紙停止時間をなくすことができる。
【００８９】
また、本発明では、ＣＰＵとモータドライバとの間のハーネス削減が達成される。また、本発明では、各駆動モータを制御するために必要な信号数を最低化できるのでＣＰＵの使用ピン数が削減でき、ＣＰＵの多機能化を可能とする。さらに、本発明は、駆動モータを駆動させるためのクロック生成回路を唯一使用して各バンクにクロックを共有させるため、用紙を同時に搬送する複数の駆動モータの収束が異なることによる用紙の引っ張り合いや、押しつけなどによる、駆動モータの脱調および用紙ジャムの可能性を回避することができ、画像形成装置における用紙搬送のためのモータ駆動制御を正確に行なうことができる。
【００９０】
本実施形態は、図３に示したＣＰＵ２３４、電位オーバーライド回路３０４といったハードウェア回路を別回路として構成することができる。また、本実施形態は、図３に示したモータ制御装置を単一の集積回路とし、アセンブラ言語により各機能手段を実現させることができる。また、本実施形態は、ＣＰＵ２３４、電圧オーバーライド回路３０４などを集積し、アセンブラ言語などで各機能手段を実現する単一の集積回路として構成する構成することもできる。この実施形態では、モータドライバのオプションによる追加、削除、およびメンテナンス性などを併せて向上させることができる。さらに、ＣＰＵ２３４、電位オーバーライド回路３０４、制御回路３１２、３２２、３３２の機能を含むＡＳＩＣといった集積回路として構成し、アセンブラ言語などで記述されたプログラムを、ＡＳＩＣに実行させることにより、各機能手段を実現し、各プロセスステップを実行させることができる。
【００９１】
これまで本発明を実施形態をもって説明してきたが、本発明は、実施形態に限定されず、他の実施の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本実施形態の画像形成装置の実施形態を示した図。
【図２】画像形成装置が実装する制御モジュールの機能ブロックを示した図。
【図３】本実施形態でのモータドライバの概略的な機能ブロックを示した図。
【図４】図３で説明した電位オーバーライド回路３０４の構成を示した概略図。
【図５】電位オーバーライド回路をデジタル回路で構成する場合の実施形態を示した図。
【図６】制御回路の回路構成の実施形態を示した図。
【図７】本実施形態の第ｎ給紙バンクを制御する場合のタイミングチャートを示した図。
【図８】オーバーライドパルスにより、第３給紙バンクを駆動させる場合の実施形態を示した図。
【図９】給紙バンクが第１給紙バンク、第２給紙バンク、第３給紙バンクとして構成される画像形成装置における、各制御回路へのオーバーライドパルスＯＲＰｎの共用制御の実施形態を示した図。
【図１０】図８に示した各コンパレータに設定される基準電圧ＶＴＨｎの値をリストしたテーブル１０００の実施形態を示す。
【図１１】本実施形態による各バンクの駆動モータの駆動シーケンスの実施形態を示した図。
【図１２】本実施形態の画像形成装置の制御方法のフローチャートを示した図。
【図１３】本実施形態のＣＰＵおよび電位オーバーライド回路を、ＡＳＩＣとして構成した場合の、ＡＳＩＣが実行する制御処理のフローチャートを示した図。
【図１４】単一のクロック生成回路からのクロックパルスを、複数の駆動モータの制御に共用する場合の駆動モータを駆動する駆動シーケンスの従来例を示した図。
【符号の説明】
【００９３】
１００…画像形成装置、１０２…本体、１０４…給紙コロ、１０６…中継ローラ、１０８…レジストローラ、１１０…転写ローラ、１１２…定着ローラ、１１４…定着排紙ローラ、１１６…排紙ローラ、１４２、１４４、１４６…駆動モータ、１４８…第１給紙バンク、１５０…第２給紙バンク、１５２…第３給紙バンク、１６０…用紙切れセンサ、２１０…コントロールモジュール、２３０…エンジン制御モジュール、２３４…ＣＰＵ、２５０…ハードウェアモジュール、２５６…モータドライバ、２６２…駆動モータ、２６４…モータ駆動装置、３０４…電位オーバーライド回路、３１０…第１給紙バンクモータドライバ、３１２…制御回路、３１４…相信号生成回路、３１６…駆動回路、３２０…第２給紙バンクモータドライバ、３３０…第３給紙バンクモータドライバ、４０２、５００…バイアス生成回路、６０２…コンパレータ、６０４…シーケンサ回路、６０６…セレクタ、６０８…マルチプレクサ回路、６１０…駆動パルス
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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