(57)【要約】【課題】用紙の搬送速度を２段階に切り替え可能にすると共に、配置スペースが嵩張らず、配置自由度が高くなるようにする。【解決手段】第１・第２の中間ローラ３６ａ・３６ｂを２段階に速度切換可能に駆動する駆動機構４２が、モータ５１と、第１・第２の中間ローラに対するモータからの動力の伝達をそれぞれ断続する第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３と、この第１・第２の中間ローラクラッチの従動側のシャフト６１・６２間で動力を等速で伝達する連動機構５４と、第１・第２の中間ローラクラッチの駆動側のロータ６３・６４間で動力を増速して伝達する増速機構５５とを有し、第１・第２の中間ローラクラッチの断続動作を互いに逆に行うことで、増速機構を介しない等速駆動と、増速機構を介した増速駆動とに切替可能とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙搬送路上に離間して配置された用紙搬送用の第１・第２のローラと、用紙搬送路上での用紙の通過を検知する用紙検知手段と、前記第１・第２のローラを２段階に速度切換可能に駆動する駆動手段と、前記用紙検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、
前記駆動手段が、モータと、前記制御手段からの指示に応じて前記第１・第２のローラに対する前記モータからの動力の伝達をそれぞれ断続する第１・第２のクラッチと、この第１・第２のクラッチの従動側部材間で動力を等速で伝達する連動機構と、前記第１・第２のクラッチの駆動側部材間で動力を変速して伝達する変速機構とを有し、
前記第１・第２のクラッチの断続動作を互いに逆に行うことで、前記変速機構を介しない等速駆動と、前記変速機構を介した変速駆動とに切替可能としたことを特徴とする用紙搬送装置。
【請求項２】
前記第１・第２のクラッチが、中心部に挿通されたシャフトの周囲で相対回転可能なロータを有し、このロータと前記シャフトとの間の動力伝達を断続するものであり、前記第１・第２のローラの各々に同軸的に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の用紙搬送装置。
【請求項３】
前記変速機構が、ギアを多段に設けたギア列からなることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の用紙搬送装置。
【請求項４】
前記第１・第２のクラッチが、中心部に挿通されたシャフトの周囲で相対回転可能なロータを有し、このロータと前記シャフトとの間の動力伝達を断続するものであり、
前記変速機構において、前記モータからの動力が入力される前記第１のクラッチのロータに形成されたギア部に初段のギアが歯合し、前記第２のクラッチのロータに形成されたギア部に最終段のギアが歯合することを特徴とする請求項３に記載の用紙搬送装置。
【請求項５】
前記第１・第２のクラッチが、中心部に挿通されたシャフトの周囲で相対回転可能なロータを有し、このロータと前記シャフトとの間の動力伝達を断続するものであり、
前記連動機構は、１対のプーリと、この１対のプーリに巻き掛けられたベルトとを有し、前記１対のプーリがそれぞれ、前記第１・第２のクラッチの中心部に挿通されたシャフトに同軸的に設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の用紙搬送装置。
【請求項６】
前記第１・第２のローラは、用紙を紙収容部から順次送り出す給紙手段と、用紙を像担時体上の画像と同期を取って送り出すレジスト手段との間の用紙搬送路上で用紙を搬送する中間ローラであり、２つの紙収容部に対応してそれぞれ配置され、
前記制御手段は、先行用紙と後続用紙との間の紙間を調整するために、前記駆動手段を制御して、第１の速度とこれより高速な第２の速度との間で前記中間ローラの搬送速度を切り替えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の用紙搬送装置。
【請求項７】
前記用紙検知手段として、前記中間ローラの近傍において用紙の通過を検知する中間検知手段が設けられ、
前記制御手段は、前記中間ローラにより第１の速度で搬送中の先行用紙の後端を前記中間検知手段が検知してから所定の最小紙間相当時間が経過するまでに、後続用紙の先端を前記中間検知手段が検知しない場合には、第２の速度に切り替えて後続用紙の高速搬送を開始することを特徴とする請求項６に記載の用紙搬送装置。
【請求項８】
前記制御手段は、第１の速度で搬送中の先行用紙の後端を前記中間検知手段が検知したところで実紙間相当時間の計測を開始し、後続用紙の先端を前記中間検知手段が検知したところで求められる実紙間相当時間に応じて高速搬送残り時間を求めて、この高速搬送残り時間が経過したところで、第１の速度に戻して後続用紙を搬送することを特徴とする請求項７に記載の用紙搬送装置。
【請求項９】
複数の紙収容部ごとの個別搬送路を共通搬送路に順次合流させて、用紙を画像転写手段に導くように構成され、複数の中間ローラが、前記個別搬送路と共通搬送路との合流点ごとにその下流側に設けられ、
前記制御手段は、最下流の前記個別搬送路と共通搬送路との合流点の下流側に設けられた前記用紙検知手段の検知結果に基づいて、２つの前記中間ローラを制御することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の用紙搬送装置。
【請求項１０】
少なくとも３つ以上の紙収容部を有し、
下流側の前記紙収容部に対応する前記中間ローラが前記駆動手段により駆動され、上流側の前記紙収容部に対応する前記中間ローラを駆動する上流側の駆動手段が、下流側の前記駆動手段と比較して、速度切換後の速度で前記中間ローラの駆動を開始するまでに要する時間が短い特性を有することを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれかに記載の用紙搬送装置。
【請求項１１】
前記上流側の駆動手段が、モータと、制御手段からの指示に応じて前記中間ローラに対する前記モータからの動力の伝達を断続する第３のクラッチと、この第３のクラッチと前記中間ローラとの間に設けられた一方向クラッチと、制御手段からの指示に応じて前記一方向クラッチの駆動側部材から前記中間ローラへの動力の伝達を断続する第４のクラッチと、前記一方向クラッチの従動側部材から前記中間ローラに動力を変速して伝達する変速機構とを有し、
前記第３のクラッチを接続状態にした上で前記第４のクラッチの断続動作を行うことで、前記変速機構を介しない等速駆動と、前記変速機構を介した変速駆動とに切替可能としたことを特徴とする請求項１０に記載の用紙搬送装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の用紙搬送装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスなどによる画像形成の媒体となる用紙を画像形成部に搬送する用紙搬送装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスなどにより記録紙に画像を形成する画像形成装置（プリンタ、ファクシミリ装置、複写機、及び複合機など）では、近年、ますます処理の高速化による生産性の向上が求まられており、これを実現するためにプロセス速度を高める方法があるが、この場合、高出力のモータが必要であり、また軸受けなどの耐久部品や現像剤の寿命等の面で望ましくない。そこで、連続印字時の用紙間隔を狭くして空き時間を短縮することにより、単位時間あたりの印刷枚数を増やして生産性を向上させることが行われている。
【０００３】
しかし、単純に給紙カセットから送り出される用紙の給紙間隔を短縮しただけでは、紙ジャム（紙詰まり）が発生することが懸念される。すなわち、給紙カセット内の用紙を１枚ずつ給紙するために、分離ローラ対などを設けて、重なり合った用紙をゴムローラの摩擦力により１枚ずつ分離する処理が行われているが、このときゴムローラの摩擦力によって停止された用紙の停止位置にばらつきがあるため、給紙間隔が一定せず、短い間隔で用紙を送り出すように給紙を制御すると、前の用紙と重なった状態で給紙される重送が発生し、また搬送ローラでのスリップなどの種々の要因による搬送速度の相違により用紙の衝突が発生して、紙ジャムの原因となる。
【０００４】
このような問題に対して、従来、給紙カセットから送り出された用紙を画像形成部の転写位置に導く搬送路上に用紙センサを設け、この用紙センサが搬送途中の用紙を検知したタイミングに基づいて、用紙の搬送を制御することにより、紙ジャムを防止しつつ用紙間隔を短縮するようにした技術が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２０６５８３号公報
【特許文献２】特開２０００−１６６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、前記特許文献１に開示された技術では、用紙センサの検知結果に基づいて用紙の搬送速度を無段階に制御するため、ステッピングモータのように速度を無段階に変更可能な駆動機構が必要となり、これには高価なモータとこれを駆動する専用の駆動回路が必要となり、低コスト化を図ることが難しいという問題がある。
【０００６】
また、前記特許文献２に開示された技術では、搬送ローラに対するモータからの動力の伝達を断続するクラッチを用いて用紙の搬送速度を２段階に切替可能としており、搬送速度を無段階に制御する構成と比較して低コスト化が容易であるが、ここでは歯数の異なる２つのギアにそれぞれ対応して２つのクラッチが設けられ、１つのローラの回転軸の端部近傍に２つのクラッチが配置されるため、ローラの回転軸の端部近傍に相応の配置スペースを確保する必要が生じる難点がある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、用紙の搬送速度を２段階に切り替え可能にすると共に、配置スペースが嵩張らず、配置自由度が高くなるように構成された用紙搬送装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の用紙搬送装置及びそれを備えた画像形成装置は、用紙搬送路上に離間して配置された用紙搬送用の第１・第２のローラと、用紙搬送路上での用紙の通過を検知する用紙検知手段と、前記第１・第２のローラを２段階に速度切換可能に駆動する駆動手段と、前記用紙検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記駆動手段が、モータと、前記制御手段からの指示に応じて前記第１・第２のローラに対する前記モータからの動力の伝達をそれぞれ断続する第１・第２のクラッチと、この第１・第２のクラッチの従動側部材間で動力を等速で伝達する連動機構と、前記第１・第２のクラッチの駆動側部材間で動力を変速して伝達する変速機構とを有し、前記第１・第２のクラッチの断続動作を互いに逆に行うことで、前記変速機構を介しない等速駆動と、前記変速機構を介した変速駆動とに切替可能とした構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１・第２のローラに対応して第１・第２のクラッチがそれぞれ配置されるため、ローラの回転軸の端部に大きな配置スペースを確保する必要がなく、配置自由度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、用紙搬送路上に離間して配置された用紙搬送用の第１・第２のローラと、用紙搬送路上での用紙の通過を検知する用紙検知手段と、前記第１・第２のローラを２段階に速度切換可能に駆動する駆動手段と、前記用紙検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段とを有し、前記駆動手段が、モータと、前記制御手段からの指示に応じて前記第１・第２のローラに対する前記モータからの動力の伝達をそれぞれ断続する第１・第２のクラッチと、この第１・第２のクラッチの従動側部材間で動力を等速で伝達する連動機構と、前記第１・第２のクラッチの駆動側部材間で動力を変速して伝達する変速機構とを有し、前記第１・第２のクラッチの断続動作を互いに逆に行うことで、前記変速機構を介しない等速駆動と、前記変速機構を介した変速駆動とに切替可能とした構成とする。
【００１１】
これによると、離間して配置された第１・第２のローラに対応して第１・第２のクラッチがそれぞれ配置されるため、ローラの回転軸の端部近傍に大きな配置スペースを確保する必要がなく、配置自由度が向上する。
【００１２】
この場合、変速機構を、動力を増速して伝達する増速機構とすると、変速手段を介しない等速駆動を第１の速度とし、変速手段を介した変速駆動を第１の速度より高速な第２の速度とすれば良い。また、変速機構を、動力を減速して伝達する減速機構とすると、変速手段を介した変速駆動を第１の速度とし、変速手段を介しない等速駆動を第２の速度とすれば良い。
【００１３】
前記課題を解決するためになされた第２の発明は、前記第１・第２のクラッチが、中心部に挿通されたシャフトの周囲で相対回転可能なロータを有し、このロータと前記シャフトとの間の動力伝達を断続するものであり、前記第１・第２のローラの各々に同軸的に設けられた構成とする。
【００１４】
これによると、より一層の省スペース化を図ることができる。
【００１５】
前記課題を解決するためになされた第３の発明は、前記変速機構が、ギアを多段に設けたギア列からなる構成とする。
【００１６】
これによると、大きな変速比を得ることができる。
【００１７】
上記課題を解決するためになされた第４の発明は、前記第１・第２のクラッチが、中心部に挿通されたシャフトの周囲で相対回転可能なロータを有し、このロータと前記シャフトとの間の動力伝達を断続するものであり、前記変速機構において、前記モータからの動力が入力される前記第１のクラッチのロータに形成されたギア部に初段のギアが歯合し、前記第２のクラッチのロータに形成されたギア部に最終段のギアが歯合する構成とする。
【００１８】
これによると、２つのクラッチの間の空間に増速機構を収めることができるため、省スペース化を図ることができる。
【００１９】
前記課題を解決するためになされた第５の発明は、前記第１・第２のクラッチが、中心部に挿通されたシャフトの周囲で相対回転可能なロータを有し、このロータと前記シャフトとの間の動力伝達を断続するものであり、前記連動機構は、１対のプーリと、この１対のプーリに巻き掛けられたベルトとを有し、前記１対のプーリがそれぞれ、前記第１・第２のクラッチの中心部に挿通されたシャフトに同軸的に設けられた構成とする。
【００２０】
これによると、連動機構が嵩張らないため、省スペース化を図ることができる。
【００２１】
この場合、１対のプーリはそれぞれ、第１・第２のクラッチを挟んで第１・第２のローラと相反する側に配置すると良い。
【００２２】
上記課題を解決するためになされた第６の発明は、前記第１・第２のローラは、用紙を紙収容部から順次送り出す給紙手段と、用紙を像担時体上の画像と同期を取って送り出すレジスト手段との間の用紙搬送路上で用紙を搬送する中間ローラであり、２つの紙収容部に対応してそれぞれ配置され、前記制御手段は、先行用紙と後続用紙との間の紙間を調整するために、前記駆動手段を制御して、第１の速度とこれより高速な第２の速度との間で前記中間ローラの搬送速度を切り替える構成とする。
【００２３】
これによると、２つの紙収容部に対応した２つの中間ローラの搬送速度の切替や停止・再開の各動作が互いに連動し、異なる紙収容部から送り出された用紙の搬送が互いに同期して行われることから、給紙元となる紙収容部の位置によって紙間が不均一になることを避けることができる。
【００２４】
前記課題を解決するためになされた第７の発明は、前記用紙検知手段として、前記中間ローラの近傍において用紙の通過を検知する中間検知手段が設けられ、前記制御手段は、前記中間ローラにより第１の速度で搬送中の先行用紙の後端を前記中間検知手段が検知してから所定の最小紙間相当時間が経過するまでに、後続用紙の先端を前記中間検知手段が検知しない場合には、第２の速度に切り替えて後続用紙の高速搬送を開始する構成とする。
【００２５】
これによると、先行用紙を第１の速度により標準搬送する一方で、後続用紙が第２の速度で高速搬送されるため、先行用紙と後続用紙との間に速度差が生じ、先行用紙と後続用紙との紙間を短縮することができる。そして後続用紙の位置に関係なく、先行用紙の後端の位置を基準として高速搬送を開始するため、後続用紙を高速搬送する距離を大きくとることができ、先行用紙と後続用紙との紙間を狭くして、単位時間あたりの印刷枚数を増やすことができる。そして最小紙間相当時間をおいて高速搬送を開始するため、先行用紙と後続用紙との間に最低限必要な紙間が確保されるため、先行用紙と後続用紙との衝突を避けることができる。
【００２６】
前記課題を解決するためになされた第８の発明は、前記制御手段は、第１の速度で搬送中の先行用紙の後端を前記中間検知手段が検知したところで実紙間相当時間の計測を開始し、後続用紙の先端を前記中間検知手段が検知したところで求められる実紙間相当時間に応じて高速搬送残り時間を求めて、この高速搬送残り時間が経過したところで、第１の速度に戻して後続用紙を搬送する構成とする。
【００２７】
これによると、実際の紙間に基づいて求めたタイミングで高速搬送を終了するため、先行用紙と後続用紙との衝突を確実に避けつつ、後続用紙を高速搬送する距離を大きくとることができる。
【００２８】
前記課題を解決するためになされた第９の発明は、複数の紙収容部ごとの個別搬送路を共通搬送路に順次合流させて、用紙を画像転写手段に導くように構成され、複数の中間ローラが、前記個別搬送路と共通搬送路との合流点ごとにその下流側に設けられ、前記制御手段は、最下流の前記個別搬送路と共通搬送路との合流点の下流側に設けられた前記用紙検知手段の検知結果に基づいて、２つの前記中間ローラを制御する構成とする。
【００２９】
これによると、単一の用紙検知手段の検知結果に基づく制御となり、また２つの中間ローラは駆動手段により連動して動作することから、制御手順を簡素化することができる。
【００３０】
前記課題を解決するためになされた第１０の発明は、少なくとも３つ以上の紙収容部を有し、下流側の前記紙収容部に対応する前記中間ローラが前記駆動手段により駆動され、上流側の前記紙収容部に対応する前記中間ローラを駆動する上流側の駆動手段が、下流側の前記駆動手段と比較して、速度切換後の速度で前記中間ローラの駆動を開始するまでに要する時間が短い特性を有する構成とする。
【００３１】
これによると、下流側に比較して上流側の中間ローラが高速搬送に早く切り替わることで、上流側の紙収容部から送り出された用紙における高速搬送の継続時間が長くなるため、上流側から長距離搬送されることにより顕著になる搬送ロスによる距離損失分が補填され、上流側の紙収容部から送り出された用紙の搬送が遅れて紙間が拡大することを避けることができる。
【００３２】
この場合、画像形成装置本体に給紙用の増設ユニットを併設した構成では、下流側の駆動手段が、画像形成装置本体内に画像形成手段と共に設けられた紙収容部の用紙の搬送に係るものとなり、上流側の駆動手段が、増設ユニットに設けられた紙収容部の用紙の搬送に係るものとなる。
【００３３】
前記課題を解決するためになされた第１１の発明は、前記上流側の駆動手段が、モータと、制御手段からの指示に応じて前記中間ローラに対する前記モータからの動力の伝達を断続する第３のクラッチと、この第３のクラッチと前記中間ローラとの間に設けられた一方向クラッチと、制御手段からの指示に応じて前記一方向クラッチの駆動側部材から前記中間ローラへの動力の伝達を断続する第４のクラッチと、前記一方向クラッチの従動側部材から前記中間ローラに動力を変速して伝達する変速機構とを有し、前記第３のクラッチを接続状態にした上で前記第４のクラッチの断続動作を行うことで、前記変速機構を介しない等速駆動と、前記変速機構を介した変速駆動とに切替可能とした構成とする。
【００３４】
これによると、第４のクラッチのオン・オフで速度の切り替えが行われるため、速度切替に要する時間が短くて済む。
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図１は、本発明が適用される画像形成装置を示す概略構成図である。この画像形成装置は、帯電、露光、現像、転写及び定着の各プロセスを経て用紙に画像を形成する画像形成部１を備え、この画像形成部１には、給紙カセット（紙収容部）４ａ〜４ｄに収容された用紙Ｓが用紙搬送部（用紙搬送装置）２を介して逐次送り込まれ、画像形成部１にて所要の画像が形成された用紙Ｓが排紙部５に排出される。
【００３７】
画像形成部１は、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の各色ごとのトナー像を形成する複数のプロセスユニット１１〜１４と、この各プロセスユニット１１〜１４内の各感光体ドラム（像担持体）１１ａ〜１４aの作像面に対して露光用の光束を走査するレーザ・スキャニング・ユニット（以下ＬＳＵという）１６と、各プロセスユニット１１〜１４内の各感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上に作像された各色ごとのトナー像が順次転写されて合成される中間転写ベルト（像担持体）１７とを有し、各色ごとの感光体ドラム１１ａ〜１４ａが中間転写ベルト１７に沿って並んで配置されたタンデム型の構造となっている。
【００３８】
各プロセスユニット１１〜１４内では、各帯電器１１ｂ〜１４ｂにより均一に帯電させた各感光体ドラム１１ａ〜１４ａの作像面に対してＬＳＵ１６から露光用の光束が走査されることで静電潜像が形成され、この各感光体ドラム１１ａ〜１４ａの静電潜像が、各現像器１１ｃ〜１４ｃから供給される各色のトナーで現像されて各色ごとの単色トナー像が各感光体ドラム１１ａ〜１４ａの作像面に形成される。
【００３９】
中間転写ベルト１７は、駆動ローラ２１、従動ローラ２２に巻き掛けられて支持され、この中間転写ベルト１７の内側には、中間転写ベルト１７を加圧して各感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上のトナー像を中間転写ベルト１７に転写する各色ごとの１次転写ローラ２４〜２７が設けられている。また中間転写ベルト１７の端部側方には、中間転写ベルト１７上のトナー像を用紙Ｓに転写する２次転写ローラ２８が配設されている。
【００４０】
この２次転写ローラ２８によりトナー像が転写された用紙Ｓは、定着器１９に搬送されて熱及び圧力によりトナー像を用紙Ｓに定着させる処理が行われる。
【００４１】
図２は、図１に示した画像形成装置における用紙搬送部の構成を示す模式図である。用紙搬送部２では、第１〜第４の給紙カセット４ａ〜４ｄ内の用紙を取り出す第１〜第４のピックアップローラ３１ａ〜３１ｄと、これにより取り出された用紙を送り出す第１〜第４の給紙ローラ（給紙手段）３２ａ〜３２ｄと、この下流側近傍で用紙の通過を検知する給紙センサ（給紙検知手段）３３ａ〜３３ｄとが設けられている。
【００４２】
第１〜第４の給紙カセット４ａ〜４ｄごとに設けられた個別搬送路３４ａ〜３４ｄは、共通搬送路３５に順次合流しており、給紙カセット４ａ〜４ｄ内の用紙が、対応する個別搬送路３４ａ〜３４ｄと共通搬送路３５とを経て画像形成部１の２次転写ローラ（画像転写手段）２８に導かれる。
【００４３】
個別搬送路３４ａ〜３４ｄの各々と共通搬送路３５との合流点の下流側には、個別搬送路３４ａ〜３４ｄから送り込まれた用紙を共通搬送路３５上で搬送する第１〜第４の中間ローラ（中間搬送手段）３６ａ〜３６ｄが設けられている。また、中間ローラ３６ａ〜３６ｄの下流側近傍には用紙の通過を検知する中間ローラセンサ（中間検知手段）３７ａ〜３７ｃが設けられている。
【００４４】
用紙搬送部２の最下流には、用紙を中間転写ベルト１７（像担持体）上の画像と同期を取って送り出すレジストローラ（レジスト手段）３８と、レジストローラ３８の上流側近傍で用紙の位置を検出するレジストセンサ（レジスト検知手段）３９とが設けられており、用紙の先端をレジストセンサ３９が検知したタイミングに基づいてレジストローラ３８の動作が制御コントローラ（制御手段）４１により制御される。
【００４５】
第１・第２の給紙カセット４ａ・４ｂは、本体７に設けられ、第３・第４の給紙カセット４ｃ・４ｄは、オプション給紙スタンド（増設ユニット）８に設けられている。また本体７に設けられた、レジストローラ３８、第１・第２の中間ローラ３６ａ・３６ｂは、第１の駆動機構（駆動手段）４２により駆動され、オプション給紙スタンドに設けられた、第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄは、第２の駆動機構（上流側の駆動手段）４３により駆動される。
【００４６】
本体７側の第１の駆動機構４２及びオプション給紙スタンド８側の第２の駆動機構４３は、以下に示すように、第１の速度による標準搬送とこれより高速な第２の速度による高速搬送とに切換可能となっている。
【００４７】
図３は、図２に示した本体７側の第１の駆動機構４２を示す斜視図である。図４・図５は、図３に示した第１の駆動機構４２の動作状況を説明する模式的な斜視図である。図６は、図３に示した第１の駆動機構４２の制御要領を説明する図である。
【００４８】
本体７に設けられた第１の駆動機構４２は、モータ５１と、第１・第２の中間ローラ３６ａ・３６ｂに対するモータ５１からの動力の伝達をそれぞれ断続する第１・第２の中間ローラクラッチ（第１・第２のクラッチ）５２・５３と、この第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３の従動側のシャフト（従動側部材）６１・６２間で動力を等速で伝達する連動機構５４と、第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３の駆動側のロータ（駆動側部材）６３・６４間で動力を増速して伝達する増速機構（変速機構）５５とを有している。
【００４９】
第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３は、電磁クラッチであり、励磁コイルへの電圧の印加によりシャフト６１・６２とロータ６３・６４とを相対回転不能とすることでシャフト６１・６２とロータ６３・６４との間の動力伝達が可能になる構成のものであり、制御コントローラ４１からのオンオフの指示に応じて動力伝達を断続する動作を行う。
【００５０】
第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３は、第１・第２の中間ローラ３６ａ・３６ｂと同軸的に設けられている。すなわち、第１・第２の中間ローラ３６ａ・３６ｂの回転軸となるシャフト６１・６２が、中間ローラクラッチ５２・５３の中心部を貫通するように設けられている。
【００５１】
第１の中間ローラクラッチ５２のロータ６３には、モータ５１の動力が減速機構５６を介して伝達され、この減速機構５６は、モータ５１の出力軸に連結された第１ギア７１と、この第１ギア７１に歯合する第２ギア７２と、この第２ギア７２に同軸的に連結された第３ギア７３と、この第３ギア７３に歯合する第４ギア７４とを有しており、この第４ギア７４が第１の中間ローラクラッチ５２のロータ６３に設けられたギア部に歯合している。
【００５２】
連動機構５４は、一対のプーリ６７・６８と、この一対のプーリ６７・６８に巻き掛けられたベルト６９とを有しており、プーリ６７・６８は、第１・第２の中間ローラ３６ａ・３６ｂの回転軸になると共に第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３の中心部を貫通するシャフト６１・６２における中間ローラ３６ａ・３６ｂと相反する側の端部に同軸的に連結されている。
【００５３】
増速機構５５は、第１の中間ローラクラッチ５２のロータ６３に設けられたギア部に歯合する第５ギア７５と、この第５ギア７５に歯合する第６ギア７６と、この第６ギア７６に同軸的に連結された第７ギア７７と、この第７ギア７７に歯合する第８ギア７８と、この第８ギア７８に同軸的に連結された第９ギア７９とを有しており、この第９ギア７９が第２の中間ローラクラッチ５３のロータ６４に設けられたギア部に歯合している。
【００５４】
この第１の駆動機構４２では、図４に示すように、第１の中間ローラクラッチ５２をオン、第２の中間ローラクラッチ５３をオフとした場合、モータ５１の回転力が減速機構５６を介して第１の中間ローラクラッチ５２のロータ６３に伝達され、さらにシャフト６１に伝達されて、第１の中間ローラ３６ａが第１の速度で回転する。またシャフト６１の回転が連動機構５４を介してシャフト６２に伝達され、第２の中間ローラ３６ｂが第１の速度で回転する。
【００５５】
このとき、第１の中間ローラクラッチ５２のロータ６３側から増速機構５５を介して第２の中間ローラクラッチ５３のロータ６４にモータ５１の回転力が伝達されるが、第２の中間ローラクラッチ５３がオフとなっているため、第２の中間ローラクラッチ５３のロータ６４はシャフト６２に対して空転状態となる。
【００５６】
また、図５に示すように、第１の中間ローラクラッチ５２をオフ、第２の中間ローラクラッチ５３をオンとした場合、モータ５１の回転力が減速機構５６を介して第１の中間ローラクラッチ５２のロータ６３に伝達され、さらに増速機構５５に伝達され、この増速機構５５により増速された回転力が第２の中間ローラクラッチ５３に伝達され、第２の中間ローラ３６ｂが第２の速度で回転する。また第２の中間ローラクラッチ５３のシャフト６２の回転が連動機構５４を介してシャフト６１に伝達され、第１の中間ローラ３６ａが第２の速度で回転する。
【００５７】
このとき、モータ５１の回転が第１の中間ローラクラッチ５２のロータ６３に伝達される一方で、増速された回転力がシャフト６１に伝達されるが、第１の中間ローラクラッチ５２がオフとなっているため、第１の中間ローラクラッチ５２のロータ６３はシャフト６１に対して空転状態となる。
【００５８】
このように本体７側の第１の駆動機構４２では、第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３のいずれか一方をオン、他方をオフとすることで速度の切り替えが行われるが、このとき第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３の双方を同時にオンとすると構成部品の破損を招くことから、速度切替時には一旦、第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３の双方をオフとした上で、いずれか一方をオンとする制御となる。
【００５９】
さらに、第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３に対する信号には、図６に示すように、４つのパターンがあるが、第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３の双方が同時にオンとなることを避けるため、パターン１では、第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３に対する信号が共にオンである場合に、第１の中間ローラクラッチ５２の動作はオフ、第２の中間ローラクラッチ５３の動作はオンとなるように設定されている。
【００６０】
なお、図２に示したように、レジストローラ３８もモータ５１により駆動され、制御コントローラ４１からの指示に応じてレジストローラ３８に対するモータ５１からの動力の伝達を断続するレジストクラッチ５９が設けられている。
【００６１】
図７は、図２に示したオプション給紙スタンド８側の第２の駆動機構４３を示す斜視図である。図８・図９は、図７に示した第２の駆動機構４３の動作状況を説明する模式的な斜視図である。
【００６２】
オプション給紙スタンド８に設けられた第２の駆動機構４３は、モータ８１と、第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄに対するモータ８１からの動力の伝達を断続する第３の中間ローラクラッチ８２と、この第３の中間ローラクラッチ８２と中間ローラ３６ｃ・３６ｄとの間に設けられた一方向クラッチ８３と、この一方向クラッチ８３の駆動側のシャフト（駆動側部材）９６から中間ローラ３６ｃ・３６ｄへの動力の伝達を断続する第４の中間ローラクラッチ８４と、一方向クラッチの従動側のロータ（従動側部材）９９から中間ローラ３６ｃ・３６ｄに動力を減速して伝達する減速機構（変速機構）８５とを有している。
【００６３】
第３・第４の中間ローラクラッチ８２・８４は、電磁クラッチであり、励磁コイルへの電圧の印加によりシャフト９５・９６とロータ９７・９８とを相対回転不能とすることでシャフトとロータとの間の動力伝達が可能になる構成のものであり、制御コントローラ４１からのオンオフの指示に応じて動力伝達を断続する動作を行う。一方向クラッチ８３は、ロック方向にシャフト９６が回転する場合に動力をロータ９９に伝達する構成のものである。
【００６４】
第３の中間ローラクラッチ８２には、モータ８１からの動力が第１の伝動機構８７を介して伝達され、この第１の伝動機構８７は、モータ８１の出力軸に連結された第１ギア１０１と、この第１ギア１０１に歯合する第２ギア１０２と、この第２ギア１０２に同軸的に連結された第３ギア１０３とを有しており、この第３ギア１０３が第３のクラッチ８２のロータ９７に設けられたギア部に歯合している。
【００６５】
一方向クラッチ８３及び第４の中間ローラクラッチ８４には、第３の中間ローラクラッチ８２からの動力が第２の伝動機構８８を介して伝達され、この第２の伝動機構８８は、一対のプーリ１１１・１１２と、この一対のプーリ１１１・１１２に巻き掛けられたベルト１１３とを有しており、一方のプーリ１１１は、第３の中間ローラクラッチ８２の中心部を貫通するシャフト９５に連結され、他方のプーリ１１２は、一方向クラッチ８３及び第４の中間ローラクラッチ８４の中心部を貫通するシャフト９６に連結されている。
【００６６】
連動機構８６は、一対のプーリ１１５・１１６と、この一対のプーリ１１５・１１６に巻き掛けられたベルト１１７とを有しており、プーリ１１５・１１６はそれぞれ、第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄの回転軸９１・９２に同軸的に連結されたギア１２１・１２２と歯合するギア１２３・１２４が一端に連結されたシャフト９３・９４に連結されている。
【００６７】
減速機構８５は、一方向クラッチ８３のロータ９９に同軸的に連結された小径な第４ギア１０４と、この第４ギア１０４に歯合する大径の第５ギア１０５とを有しており、この第５ギア１０５は、第４の中間ローラ３６ｄに回転を伝達するシャフト９４に連結されている。さらにこのシャフト９４には、第４のクラッチ８４のロータ９８のギア部に歯合する第６ギア１０６が同軸的に連結されている。
【００６８】
この第２の駆動機構４３では、図８に示すように、第３の中間ローラクラッチ８２をオン、第４の中間ローラクラッチ８４をオフとした場合、モータ８１の回転力が伝動機構８７・８８を介してシャフト９６に伝達され、このときシャフト９６の回転力が一方向クラッチ８３にロック方向に作用してロータ９９に伝達され、さらに減速機構８５を構成するギア１０４・１０５を介して減速された回転力がシャフト９４に伝達され、第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄが第１の速度で回転する。
【００６９】
このとき、シャフト９４の回転力が第６ギア１０６を介して第４の中間ローラクラッチ８４のロータ９８に入力されるが、この第４の中間ローラクラッチ８４がオフとなっているため、第４の中間ローラクラッチ８４のロータ９８はシャフト９６に対して空転状態となる。
【００７０】
また、図９に示すように、第３・第４の中間ローラクラッチ８２・８４を共にオンとした場合、モータ８１の回転力が伝動機構８７・８８を介してシャフト９６に伝達され、さらに第４の中間ローラクラッチ８４のロータ９８から第６ギア１０６を介してシャフト９４に伝達され、第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄが第２の速度で回転する。
【００７１】
このとき、シャフト９４の回転力が第５ギア１０５及び第４ギア１０４を介して一方向クラッチ８３のロータ９９に入力されるが、ロータ９９の回転がシャフト９６より高速であり、シャフト９６に対してロータ９９がフリー方向に相対回転するため、一方向クラッチ８３は空転状態となる。
【００７２】
また、図２に示したように、本体７側では、第１・第２のピックアップローラ３１ａ・３１ｂ、及び第１・第２の給紙ローラ３２ａ・３２ｂが第１の駆動機構４２により駆動され、第１の駆動機構４２からの動力の給紙ローラ３２ａ・３２ｂ及びピックアップローラ３１ａ・３１ｂへの伝達を断続する給紙クラッチ１３１ａ・１３１ｂと、給紙カセット４ａ・４ｂ内の用紙を送り出す給紙位置と待避位置との間でピックアップローラ３１ａ・３１ｂを昇降させる給紙ソレノイド１３２ａ・１３２ｂとが設けられている。
【００７３】
ここでは、給紙クラッチ１３１ａ・１３１ｂにそれぞれ第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３からの回転力が入力され、給紙クラッチ１３１ａ・１３１ｂをオンとすると、中間ローラ３６ａ・３６ｂの速度切り替え及び停止・再開の動作に連動して給紙ローラ３２ａ・３２ｂ及びピックアップローラ３１ａ・３１ｂが動作し、さらに給紙ソレノイド１３２ａ・１３２ｂをオンとすると、ピックアップローラ３１ａ・３１ｂが降下して給紙動作を開始する。
【００７４】
一方、オプション給紙スタンド８側では、、第３・第４のピックアップローラ３１ｃ・３１ｄ、及び第３・第４の給紙ローラ３２ｃ・３２ｄが第２の駆動機構４３により駆動され、第２の駆動機構４３からの動力の給紙ローラ３２ｃ・３２ｄ及びピックアップローラ３１ｃ・３１ｄへの伝達を断続する給紙クラッチ１３１ｃ・１３１ｄと、給紙カセット４ｃ・４ｄ内の用紙を送り出す給紙位置と待避位置との間でピックアップローラ３１ｃ・３１ｄを昇降させる給紙ソレノイド１３２ｃ・１３２ｄとが設けられている。
【００７５】
ここでは、給紙クラッチ１３１ｃ・１３１ｄに第２の駆動機構４３からの回転力が入力され、給紙ソレノイド１３２ｃ・１３２ｄに給紙クラッチ１３１ｃ・１３１ｄからの回転力が入力され、給紙クラッチ１３１ｃ・１３１ｄをオンとすると、中間ローラ３６ｃ・３６ｄの速度切り替え及び停止・再開の動作に連動して給紙ローラ３２ｃ・３２ｄが動作し、さらに給紙ソレノイド１３２ｃ・１３２ｄをオンとすると、ピックアップローラ３１ｃ・３１ｄが降下して給紙動作を開始する。
【００７６】
制御コントローラ４１には、レジストセンサ３９、第１〜第３の中間ローラセンサ３７ａ〜３７ｃ、第１〜第４の給紙センサ３３ａ〜３３ｄの出力信号が入力され、この信号に基づいて、モータ５１・８１、レジストクラッチ５９、及び第１〜第４の中間ローラクラッチ５２・５３・８２・８４、給紙クラッチ１３１ａ〜１３１ｄ、給紙ソレノイド１３２ａ〜１３２ｄが制御される。
【００７７】
また、制御コントローラ４１には、後に詳述するように、高速搬送の開始タイミングを規定する最小紙間相当時間ｔ１の減算計時を行う減算タイマ（第１の減算計時手段）Ｔ１と、実紙間相当時間ｔ２の積算計時を行う積算タイマ（第２の積算計時手段）Ｔ２と、高速搬送の終了タイミングを規定する高速搬送残り時間ｔ３の減算計時を行う減算タイマ（第３の減算計時手段）Ｔ３と、搬送停止の解除タイミングを規定する基準位置到達予想時間ｔ４の減算計時を行う減算タイマ（第４の減算計時手段）Ｔ４と、中間検知位置到達予想時間ｔ５の減算計時を行う減算タイマ（第５の減算計時手段）Ｔ５が設けられている。
【００７８】
図１０は、図２に示した用紙搬送部の動作状況を示すタイミング図である。図１１は、図１０に示した用紙搬送部の動作状況を段階的に示す模式図である。
【００７９】
ここでは、中間ローラ３６ａにより第１の速度で搬送中の先行用紙Ｓ１の後端を中間ローラセンサ３７ａが検知してから所定の最小紙間相当時間ｔ１が経過するまでに、後続用紙Ｓ２の先端を中間ローラセンサ３７ａが検知しない場合には、第２の速度に切り替えて後続用紙Ｓ２の高速搬送を開始し、また第１の速度で搬送中の先行用紙Ｓ１の後端を中間ローラセンサ３７ａが検知したところで実紙間相当時間（ｔ４）の計測を開始し、後続用紙Ｓ２の先端を中間ローラセンサ３７ａが検知したところで求められる実紙間相当時間に応じて高速搬送残り時間ｔ３を求めて、この高速搬送残り時間（ｔ５）が経過したところで、第１の速度に戻して後続用紙Ｓ２を搬送するようにしている。
【００８０】
すなわち、図１１（Ａ）に示すように、先行用紙Ｓ１の後端が中間ローラセンサ３７ａを通過した時点で、最小紙間相当時間ｔ１の減算計時を行う減算タイマＴ１の減算カウントを開始する。また先行用紙Ｓ１の後端と後続用紙Ｓ２の先端との紙間の計測を開始する、すなわち紙間計測用の積算タイマＴ２の積算カウントを開始する。
【００８１】
そして最小紙間相当時間ｔ１の経過により減算タイマＴ１がタイムアップすると、図１１（Ｂ）に示すように、中間ローラセンサ３７ａから所定の最小紙間（例えば１０mm）Ｌmin分だけ下流側に設定された紙間基準位置に先行用紙Ｓ１の後端が到達し、この時点で、中間ローラセンサ３７ａが紙ありとならない、すなわち後続用紙Ｓ２の先端が中間ローラ３６ａセンサ３７ａより上流側に位置する場合には、先行用紙Ｓ１の後端と後続用紙Ｓ２の先端との間に最低紙間以上の紙間が確保されているものと判断することができ、中間ローラ３６ａを第２の速度に切り替えて高速搬送を開始する。
【００８２】
ここで、最小紙間相当時間ｔ１は、先行用紙Ｓ１の後端の通過を中間ローラセンサ３７ａが検知する図１１（Ａ）の状態から、紙間基準位置に先行用紙Ｓ１の後端が到達する図１１（Ｂ）の状態までに要する時間であり、実機の構成に基づいて予め設定しておく。
【００８３】
また、第２の速度Ｖ２は第１の速度Ｖ１の１．５倍乃至２．５倍とすると良く、これによりモータのゲイン切替など、特別な制御を追加することなく、紙間短縮制御が可能となる。また第１の速度Ｖ１に対する第２の速度Ｖ２の増速比が１．５より小さいと、増速の効果が少なく、切換ロスを考慮して十分な紙間短縮効果を得るには１．５以上とすると良い。また増速比が２．５より大きいと、用紙の搬送性が不安定になる。
【００８４】
ついで図１１（Ｃ）に示すように、中間ローラセンサ３７ａが後続用紙Ｓ２の先端を検知すると、紙間計測を終了し、このときの積算タイマＴ２が示す実紙間相当時間ｔ２に基づいて、高速搬送残り時間ｔ３、すなわち目標紙間Ｌｔまで紙間を縮めるために、図１１（Ｃ）に示す後続用紙Ｓ２の先端を中間ローラセンサ３７ａが検知した時点から高速搬送を継続させる残り時間が算出される。
【００８５】
図１１（Ｃ）の後続用紙先端検知時の実紙間Ｌ１は、実紙間相当時間ｔ２に先行用紙Ｓ１の搬送速度である第１の速度Ｖ１を乗算して求められる。また高速搬送残り時間ｔ３は、実紙間Ｌ１と目標紙間（例えば１５mm）Ｌｔとの差である紙間短縮量（Ｌ１−Ｌｔ）を、第１の速度Ｖ１と第２の速度Ｖ２との速度差（Ｖ２−Ｖ１）で除算することで求められる。これを式で表すと、
ｔ３＝（Ｌ１−Ｌｔ）／（Ｖ２−Ｖ１）
＝（ｔ２×Ｖ１−Ｌｔ）／（Ｖ２−Ｖ１）
となる。ここで、実紙間相当時間ｔ２以外は定数で与えられるため、高速搬送残り時間ｔ３の算出式はｔ２の一次関数となる。
【００８６】
このようにして実紙間相当時間ｔ２から高速搬送残り時間ｔ３が求められると、この高速搬送残り時間ｔ３の減算計時を行う減算タイマＴ３の減算カウントを開始し、高速搬送残り時間ｔ３の経過により減算タイマＴ３がタイムアップすると、図１１（Ｄ）に示すように、後続用紙Ｓ２の高速搬送を終了し、後続用紙Ｓ２が第１の速度で搬送される。
【００８７】
このように先行用紙Ｓ１を第１の速度により標準搬送する一方で、後続用紙Ｓ２が第２の速度で高速搬送されるため、先行用紙Ｓ１と後続用紙Ｓ２との間に速度差が生じ、先行用紙Ｓ１と後続用紙Ｓ２との紙間を短縮することができる。そして後続用紙Ｓ２の位置に関係なく、先行用紙Ｓ１の後端の位置を基準として高速搬送を開始するため、後続用紙Ｓ２を高速搬送する距離を大きくとることができ、先行用紙Ｓ１と後続用紙Ｓ２との紙間を狭くして、生産性を高めることができる。そして最小紙間相当時間ｔ１をおいて高速搬送を開始するため、先行用紙Ｓ１と後続用紙Ｓ２との間に最低限必要な紙間が確保されるため、先行用紙Ｓ１と後続用紙Ｓ２との衝突を避けることができる。
【００８８】
図１２は、図１０に示した高速搬送残り時間ｔ３を求めるテーブルを示している。図１３は、図１２に示したテーブルに基づいた制御結果を示している。
【００８９】
高速搬送残り時間ｔ３は、予め設定されたテーブルに基づいて実紙間相当時間ｔ２から求める。このテーブルでは、高速搬送残り時間ｔ３が、実紙間相当時間ｔ２の長さに応じて段階的に設定されている。これにより、制御の負担を軽減することができ、さらに実機に基づいた適切な制御を実現することができ、例えば駆動機構での速度切り替えのためのタイムロスなどの誤差成分を適宜に付加するなど、実測に基づいて適宜に設定し、また変更を容易に行うことができる。
【００９０】
このテーブルでは、図１０に示したように、後続用紙Ｓ２の先端がレジストセンサ３９の検知位置に到達する前に、第２の速度による高速搬送を終了して第１の速度による標準搬送に戻るように、高速搬送残り時間ｔ３が設定されている。これにより用紙の先端をレジストセンサ３９が検知した後に用紙の搬送速度が変化することでレジスト処理が不正確になることを避けることができる。
【００９１】
図１４は、図２に示した制御コントローラにおけるタイマの動作状況を示す図である。中間ローラ３６ａの制御の基準となる時間を計時するタイマ（計時手段）Ｔ１〜Ｔ４は、第１の速度と第２の速度との速度比に応じて単位時間あたりのカウント量を増減するようになっている。
【００９２】
例えば図１０に示したように、実紙間相当時間ｔ２では、途中で速度が変化するが、高速搬送時に、単位時間あたりのカウント量を標準搬送時よりも増やす、すなわちカウントの時間間隔（計数インターバル）を標準搬送時よりも短くすることにより、１カウント当たりの測定距離を高速搬送時と標準搬送時とで一致させることができ、これにより搬送距離を時間換算で処理して用紙の位置を推定する際に、途中で速度が変化することで用紙位置の推定が不正確になることを避けることができる。
【００９３】
また、直前の印字処理から時間が経過して、給紙ローラ３２ａ〜３２ｄからレジストローラ３８に至る搬送路上に先行用紙がない場合には、給紙時から用紙がレジストローラ３８に到達するまで、第２の速度で高速搬送を行う。一連の印字動作、例えば複数ページの印字が指定された１つの印字ジョブの最初の用紙の場合、通常、先行用紙がないため、給紙時から第２の速度で高速搬送してもなんら支障はなく、生産性を高めることができる。
【００９４】
図１５は、図２に示した用紙搬送部の動作状況を示すタイミング図である。図１６は、図１５に示した用紙搬送部の動作状況を段階的に示す模式図である。
【００９５】
ここでは、先行用紙Ｓ１の後端の通過を中間ローラセンサ３７ａが検知してから最小紙間相当時間ｔ１が経過する前に、後続用紙Ｓ２の先端を中間ローラセンサ３７ａが検知した場合には、中間ローラ３６ａを停止し、レジストローラ３８がレジスト処理により先行用紙Ｓ１の搬送を再開してから所定の基準位置到達予想時間ｔ４が経過すると、中間ローラ３６ａを再開するようにしている。
【００９６】
すなわち、図１６（Ａ）に示すように、レジストローラ３８がレジスト処理により先行用紙Ｓ１の搬送を再開した時点で、基準位置到達予想時間ｔ４の減算計時を行う減算タイマＴ４の減算カウントを開始する。ついで、図１６（Ｂ）に示すように、先行用紙Ｓ１の後端を中間ローラセンサ３７ａが検知した時点で、最小紙間相当時間ｔ１の減算計時を行う減算タイマＴ１の減算カウントを開始する。また先行用紙Ｓ１の後端と後続用紙Ｓ２の先端との紙間の計測を開始する、すなわち紙間計測用の積算タイマＴ２の積算カウントを開始する。
【００９７】
ここで、基準位置到達予想時間ｔ４は、レジストローラ３８がレジスト処理により先行用紙Ｓ１の搬送を再開してから先行用紙Ｓ１の後端が紙間基準位置に到達するまでに要する時間、すなわち先行用紙Ｓ１の先端がレジスト位置にある状態から先行用紙Ｓ１の後端が紙間基準位置に到達するまでの時間であり、用紙のサイズに基づいて求められる。
【００９８】
そして、最小紙間相当時間ｔ１の経過により減算タイマＴ１がタイムアップする前、すなわち図１６（Ｃ）に示すように、先行用紙Ｓ１の後端が最小紙間を確保可能な紙間基準位置に到達する前に、中間ローラセンサ３７ａが後続用紙Ｓ２の先端を検知すると、紙間計測を中止すると共に、中間ローラ３６ａによる後続用紙Ｓ２の搬送を停止し、後続用紙Ｓ２を現在の位置で待機させる。これにより、後続用紙Ｓ２が停止状態になる一方で、先行用紙Ｓ１はレジストローラ３８により第１の速度（プロセス速度）で搬送を継続されるため、時間の経過と共に先行用紙Ｓ１と後続用紙Ｓ２との紙間が拡大する。
【００９９】
中間ローラ３６ａの停止は、基準位置到達予想時間ｔ４の経過により減算タイマＴ４がタイムアップする、すなわち図１６（Ｄ）に示すように、先行用紙Ｓ１の後端が紙間基準位置に到達するまで継続され、これにより先行用紙Ｓ１と後続用紙Ｓ２との間に最小紙間（例えば１０mm）が確保され、この時点から中間ローラ３６ａによる後続用紙Ｓ２の搬送が再開され、後続用紙Ｓ２は第１の速度で標準搬送される。
【０１００】
図１７は、図２に示した用紙搬送部の動作状況を示すタイミング図である。図１８は、図１７に示した用紙搬送部の動作状況を段階的に示す模式図である。
【０１０１】
ここでは、給紙センサ３３ａが後続用紙Ｓ２の先端を検知してから所定の中間検知位置到達予想時間ｔ５が経過しても、先行用紙Ｓ１の後端を中間ローラセンサ３７ａが検知しない場合には、中間ローラ３６ａを停止し、レジストローラ３８がレジスト処理により先行用紙Ｓ１の搬送を再開してから所定の基準位置到達予想時間ｔ４が経過したところで、中間ローラ３６ａを再開するようにしている。
【０１０２】
すなわち、図１８（Ａ）に示すように、給紙センサ３３ａが後続用紙Ｓ２の先端を検知した時点で、中間検知位置到達予想時間ｔ５の減算計時を行う減算タイマＴ５の減算カウントを開始する。そして図１８（Ｂ）に示すように、レジストローラ３８がレジスト処理により先行用紙Ｓ１の搬送を再開した時点で、基準位置到達予想時間ｔ４の減算計時を行う減算タイマＴ４の減算カウントを開始する。
【０１０３】
ここで、中間検知位置到達予想時間ｔ５は、後続用紙Ｓ２の先端が給紙センサ３３ａによる検知位置から中間ローラセンサ３７ａによる検知位置まで移動するのに要する時間であり、実機の構成に基づいて予め設定しておく。
【０１０４】
そして図１８（Ｃ）に示すように、中間検知位置到達予想時間ｔ５の経過により減算タイマＴ５がタイムアップしても、先行用紙Ｓ１の後端及び後続用紙Ｓ２の先端を中間ローラセンサ３７ａが検知することができない場合には、先行用紙Ｓ１と後続用紙Ｓ２とが重なり合っているものと判断して、中間ローラ３６ａによる後続用紙Ｓ２の搬送を停止する。これにより、後続用紙Ｓ２が停止状態になる一方で、先行用紙Ｓ１はレジストローラ３８により第１の速度（プロセス速度）で搬送を継続されるため、先行用紙Ｓ１と後続用紙Ｓ２との重合が解消され、さらに時間の経過と共に先行用紙Ｓ１と後続用紙Ｓ２との紙間が拡大する。
【０１０５】
中間ローラ３６ａの停止は、基準位置到達予想時間ｔ４の経過により減算タイマＴ４がタイムアップする、すなわち図１８（Ｄ）に示すように、先行用紙Ｓ１の後端が紙間基準位置に到達するまで継続され、これにより先行用紙Ｓ１と後続用紙Ｓ２との間に最小紙間（例えば１０mm）が確保され、この時点から中間ローラ３６ａによる後続用紙Ｓ２の搬送が再開され、後続用紙Ｓ２は第１の速度で標準搬送される。
【０１０６】
ここで、基準位置到達予想時間ｔ４は、前記のように、レジストローラ３８がレジスト処理により先行用紙Ｓ１の搬送を再開してから先行用紙Ｓ１の後端が紙間基準位置に到達するまでに要する時間であり、先行用紙Ｓ１の先端がレジスト位置にある状態を計時の開始点とすることで、先行用紙Ｓ１の後端を中間ローラセンサ３７ａが検知することができない場合でも、先行用紙Ｓ１の後端が紙間基準位置に到達する時間を正確に予測することができる。
【０１０７】
なお、ここでは、後続用紙Ｓ２が第１の給紙カセット４ａから送り出されて第１の給紙センサ３３ａで後続用紙Ｓ２の先端を検知する例を示したが、後続用紙Ｓ２が第２〜第４の給紙カセット４ｂ〜４ｄから送り出される場合には第２〜第４の給紙センサ３３ｂ〜３３ｄで後続用紙Ｓ２の先端を検知したタイミングが中間検知位置到達予想時間ｔ５の開始点となる。
【０１０８】
図１９は、図２に示した用紙搬送部の動作状況を示すタイミング図である。図１９（Ａ）は、図１０の例と同様に、中間ローラ３６ａの第１の速度と第２の速度との速度切り替え時の状況を示しており、図１９（Ｂ）は、図１５の例と同様に、中間ローラ３６ａの停止・再開時の状況を示している。
【０１０９】
ここでは、本体７に設けられた下流側の第１・第２の中間ローラ３６ａ・３６ｂ、及びオプション給紙スタンド８に設けられた上流側の第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄの速度切り替え及び停止・再開の各動作が互いに同期して行われ、この第１〜第４の中間ローラ３６ａ〜３６ｄの速度切り替え及び停止・再開の各動作は、最下流の第１の中間ローラセンサ３７ａの検知結果に基づいて制御される。これにより制御手順を簡素化することができる上に、給紙元となる第１〜第４の給紙カセット４ａ〜４ｄの位置によって紙間が不均一になることを避けることができる。
【０１１０】
ここで、図２〜図９に示したように、オプション給紙スタンド８に設けられた上流側の第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄを駆動する第２の駆動機構４３は、本体７に設けられた下流側の第１・第２の中間ローラ３６ａ・３６ｂを駆動する第１の駆動機構４２と比較して、速度切換後の速度で駆動を開始するまでに要する時間が短い特性を有している。
【０１１１】
すなわち、本体７側の第１の駆動機構４２では、前記のように、速度切替時に一旦、第１・第２の中間ローラクラッチ５２・５３の双方をオフとした後にいずれか一方をオンとする制御となるため、速度切り替えに時間ロスが発生する。これに対して、オプション給紙スタンド８側の第２の駆動機構４３では、第４の中間ローラクラッチ８４のオン・オフで速度の切り替えが行われるため、速度切替が短時間で行われる。このため、第１の駆動機構４２と第２の駆動機構４３とを同じタイミングで制御すると、第２の駆動機構４３の方が高速搬送時間が長くなる。
【０１１２】
一方、オプション給紙スタンド８の第３・第４の給紙カセット４ｃ・４ｄから送り出された用紙では、長距離搬送されることで中間ローラ３６ａ〜３６ｄでのスリップなどによる搬送ロスが顕著になるが（一般的には５％〜１０％）、下流側の第１・第２の中間ローラ３６ａ・３６ｂに比較して上流側の第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄが高速搬送に早く切り替わり、上流側の給紙カセット４ｃ・４ｄから送り出された用紙の高速搬送時間が長くなるため、搬送ロスによる距離損失分が補填され、オプション給紙スタンド８の給紙カセット４ｃ・４ｄから送り出された用紙の搬送が遅れて紙間が拡大することを避けることができる。
【０１１３】
図２０は、図２に示した用紙搬送部の動作状況を示すタイミング図である。図２０（Ａ）に示す例は、図１０の例と同様に、高速搬送残り時間ｔ３の経過をもって第２の速度による高速搬送から第１の速度による標準搬送に切り替えるが、ここでは、オプション給紙スタンド８に設けられた上流側の第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄの切替時期を、本体７に設けられた下流側の第１・第２の中間ローラ３６ａ・３６ｂより遅らせるようにしており、遅れ時間（delay）分だけ第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄの高速搬送の継続時間が長くなる。
【０１１４】
図２０（Ｂ）に示す例は、図１５の例と同様に、最小紙間相当時間ｔ１が経過する前に後続用紙Ｓ２の先端を中間ローラセンサ３７ａが検知した場合に中間ローラ３６ａ〜３６ｄを停止させるが、ここでは、オプション給紙スタンド８に設けられた上流側の第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄの停止開始時期を、本体７に設けられた下流側の第１・第２の中間ローラ３６ａ・３６ｂより遅らせるようにしており、遅れ時間（delay）分だけ第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄの停止時間が短くなる。
【０１１５】
このように第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄの高速搬送の継続時間を長くする、また停止時間を短くすることにより、前記のように、オプション給紙スタンド８の第３・第４の給紙カセット４ｃ・４ｄから送り出された用紙の搬送ロスによる距離損失分が補填され、オプション給紙スタンド８の給紙カセット４ｃ・４ｄから送り出された用紙の搬送が遅れて紙間が拡大することを避けることができる。
【０１１６】
なお、図１７の例でも、図２０（Ｂ）に示す例と同様に、オプション給紙スタンド８に設けられた上流側の第３・第４の中間ローラ３６ｃ・３６ｄの停止開始時期を、本体７に設けられた下流側の第１・第２の中間ローラ３６ａ・３６ｂより遅らせるようにする制御が可能である。
【０１１７】
図２１・図２２は、図２に示した用紙搬送部の制御手順を示すフロー図である。ここでは、まず、先行用紙Ｓ１の給紙が開始され（ステップ１０１）、ついで後続用紙Ｓ２の給紙が開始される（ステップ１０２）。そして、給紙センサ３３ａ〜３３ｄが後続用紙Ｓ２の先端を検知したところで、初期値を中間検知位置到達予想時間ｔ５に設定された減算タイマＴ５を開始する（ステップ１０３）。また先行用紙Ｓ１のレジスト処理により搬送を再開し（ステップ１０４）、このとき、初期値を基準位置到達予想時間ｔ４に設定された減算タイマＴ４を開始し、中間ローラセンサ３７ａによる先行用紙Ｓ１の後端の検知待ちとなる。なお、給紙センサによる後続用紙先端検知（ステップ１０３）と先行用紙のレジスト処理（ステップ１０４）とは前後が逆になることがある。
【０１１８】
そして図１７・図１８に示したように、中間ローラセンサ３７ａが先行用紙Ｓ１の後端を検知する前に（ステップ１０５でＮｏ）、中間検知位置到達予想時間ｔ５の経過により減算タイマＴ５がタイムアップとなり（ステップ１０６でＹｅｓ）、さらに基準位置到達予想時間ｔ４の経過により減算タイマＴ４がタイムアップとなっていれば（ステップ１０７でＹｅｓ）、紙ジャムと判定して処理を終了する。一方、減算タイマＴ４がタイムアップとなっていなければ（ステップ１０７でＮｏ）、中間ローラ３６ａなどによる搬送を停止し（ステップ１０８）、減算タイマＴ４が終了すると（ステップ１０９でＹｅｓ）、中間ローラ３６ａなどによる搬送を再開し（ステップ１１０）、レジスト動作へ移行する。
【０１１９】
一方、先行用紙Ｓ１のレジスト処理により搬送を再開した後（ステップ１０４）、中間ローラセンサ３７ａが後続用紙Ｓ２の後端を検知すると（ステップ１０５でＹｅｓ）、初期値を最小紙間相当時間ｔ１に設定された減算タイマＴ１を開始する（ステップ１１１）。このとき同時に、紙間計測用の積算タイマＴ２を開始し、中間ローラセンサ３７ａによる後続用紙Ｓ２の先端の検知待ちとなる。また減算タイマＴ５を処理なしで終了する。
【０１２０】
そして図１５・図１６に示したように、最小紙間相当時間ｔ１の経過により減算タイマＴ１がタイムアップとなる前に中間ローラセンサ３７ａが後続用紙Ｓ２の先端を検知すると（ステップ１１２でＹｅｓ）、紙間計測用の積算タイマＴ２、及び最小紙間相当時間ｔ１の減算計時を行う減算タイマＴ１を処理なしで終了する（ステップ１１３）。そして、基準位置到達予想時間ｔ４の経過により減算タイマＴ４がタイムアップとなっていれば（ステップ１１４でＹｅｓ）、レジスト動作へ移行し、減算タイマＴ４がタイムアップとなっていなければ（ステップ１１５でＮｏ）、中間ローラ３６ａなどによる搬送を停止し（ステップ１０８）、減算タイマＴ４がタイムアップとなると（ステップ１０９でＹｅｓ）、中間ローラ３６ａなどによる搬送を再開し（ステップ１１０）、レジスト動作へ移行する。
【０１２１】
また図１０・図１１に示したように、中間ローラセンサ３７ａが後続用紙Ｓ２の先端を検知することなく、最小紙間相当時間ｔ１の経過により減算タイマＴ１がタイムアップとなると（ステップ１１２でＮｏ）、中間ローラ３６ａなどを第２の速度に増速して高速搬送を開始する。また基準位置到達予想時間ｔ４の減算計時を行う減算タイマＴ４を処理なしで終了する（ステップ１１６）。そして、中間ローラセンサ３７ａが後続用紙Ｓ２の先端を検知すると（ステップ１１７でＹｅｓ）、紙間計測用の積算タイマＴ２を停止し、この積算タイマＴ２が示す実紙間相当時間ｔ２に応じて高速搬送残り時間ｔ３を決定し、高速搬送残り時間ｔ３の減算計時を行う減算タイマＴ３を開始する。また積算タイマＴ２をリセットする（ステップ１１８）。そして高速搬送残り時間ｔ３の経過により減算タイマＴ３がタイムアップとなると（ステップ１１９でＹｅｓ）、高速搬送を終了し、第１の速度に戻して後続用紙Ｓ２を搬送し（ステップ１２０）、レジスト動作へ移行する。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明にかかる用紙搬送装置及びそれを備えた画像形成装置は、用紙の搬送速度を２段階に切り替え可能にすると共に、配置スペースが嵩張らず、配置自由度が高くなる効果を有し、電子写真プロセスなどによる画像形成の媒体となる用紙を画像形成部に搬送する用紙搬送装置及びそれを備えた画像形成装置などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明が適用される画像形成装置を示す概略構成図
【図２】図１に示した用紙搬送部の構成を示す模式図
【図３】図２に示した本体側の第１の駆動機構を示す斜視図
【図４】図３に示した第１の駆動機構の動作状況を説明する模式的な斜視図
【図５】図３に示した第１の駆動機構の動作状況を説明する模式的な斜視図
【図６】図３に示した第１の駆動機構の制御要領を説明する図
【図７】図２に示したオプション給紙スタンド側の第２の駆動機構を示す斜視図
【図８】図７に示した第２の駆動機構の動作状況を説明する模式的な斜視図
【図９】図７に示した第２の駆動機構の動作状況を説明する模式的な斜視図
【図１０】図２に示した用紙搬送部の動作状況を示すタイミング図
【図１１】図１０に示した用紙搬送部の動作状況を段階的に示す模式図
【図１２】図１０に示した高速搬送残り時間を求めるテーブルを示す図
【図１３】図１２に示したテーブルに基づいた制御結果を示す図
【図１４】図２に示した制御コントローラにおけるタイマの動作状況を示す図
【図１５】図２に示した用紙搬送部の動作状況を示すタイミング図
【図１６】図１５に示した用紙搬送部の動作状況を段階的に示す模式図
【図１７】図２に示した用紙搬送部の動作状況を示すタイミング図
【図１８】図１７に示した用紙搬送部の動作状況を段階的に示す模式図
【図１９】図２に示した用紙搬送部の動作状況を示すタイミング図
【図２０】図２に示した用紙搬送部の動作状況を示すタイミング図
【図２１】図２に示した用紙搬送部の制御手順を示すフロー図
【図２２】図２１に続く用紙搬送部の制御手順を示すフロー図
【符号の説明】
【０１２４】
２  用紙搬送部（用紙搬送装置）
４ａ〜４ｄ  給紙カセット（紙収容部）
７  本体
８  プション給紙スタンド
１１ａ〜１４a  感光体ドラム（像担持体）
１７  中間転写ベルト（像担持体）
２８  ２次転写ローラ（画像転写手段）
３１ａ〜３１ｄ  ピックアップローラ
３２ａ〜３２ｄ  給紙ローラ（給紙手段）
３３ａ〜３３ｄ  給紙センサ（給紙検知手段）
３４ａ〜３４ｄ  個別搬送路
３５  共通搬送路
３６ａ〜３６ｄ  中間ローラ（中間搬送手段）
３７ａ〜３７ｃ  中間ローラセンサ（中間検知手段）
３８  レジストローラ
３９  レジストセンサ
４１  制御コントローラ（制御手段）
４２  第１の駆動機構（駆動手段）
４３  第２の駆動機構（上流側の駆動手段）
５１  モータ
５２  第１の中間ローラクラッチ（第１のクラッチ）
５３  第２の中間ローラクラッチ（第２のクラッチ）
５４  連動機構
５５  増速機構（変速機構）
６１・６２  シャフト
６３・６４  ロータ
６７・６８  プーリ
６９  ベルト
８１  モータ
８２  第３の中間ローラクラッチ（第３のクラッチ）
８３  一方向クラッチ
８４  第４の中間ローラクラッチ（第４のクラッチ）
８５  減速機構（変速機構）
８６  連動機構
Ｓ１  先行用紙、Ｓ２  後続用紙
Ｔ１〜Ｔ５  タイマ
ｔ１  最小紙間相当時間、ｔ２  実紙間相当時間、ｔ３  高速搬送残り時間、ｔ４  基準位置到達予想時間、ｔ５  中間検知位置到達予想時間
Ｖ１  第１の速度、Ｖ２  第２の速度
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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