JP2013234033A - 画像形成装置およびシート材の再搬送可否判別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ジャム発生時に、挫屈の有無を含む用紙状態を把握し、自動排紙の可否判断をより適切に行うことができる技術を提供する。
【解決手段】画像形成装置の搬送路に設置された集音装置３４０で、ジャム発生時に、用紙から発生した音を収集する。収集した音の特徴を解析して生成スペクトルデータを得る。この生成スペクトルデータと用紙状態判別データとを比較することにより、挫屈の有無を含む用紙状態を把握し、用紙搬送可否判別を行う。
【選択図】図７

Description

本発明は、複写機や複合機のような画像形成装置に関する。特に、画像形成装置において使用される用紙等のシート材に、詰まり（以下、ジャムという）が発生した際の、シート材の搬送可否を判別する技術に関する。

画像形成装置において、搬送ローラの滑り等に起因して、シート材のジャムが発生することがある。そのような場合、手動で用紙の除去を行うことになり、ユーザに余分な作業負担を課する結果となっていた。また、ユーザが手動で用紙の除去を行った場合でも、紙片残り等により再びジャムが起こる可能性があった。そこで、ジャム発生時に、ジャムが発生したシート材を、自動で装置外に排出するための自動排紙機能を備える画像形成装置が提案されている。そのような画像形成装置は、ユーザの作業負担を軽減する観点から有用である。しかし、シート材に発生したジャムの態様によっては、自動排紙が不可能な場合もある。そのため、事前に自動排紙の可否を判断する必要がある。
そこで、特許文献１の画像形成装置では、搬送路におけるシート材の位置と、遅延ジャム、滞留ジャム等のジャムの種類に基づいて、自動排紙の可否の判断を行っている。また、ジャムが発生したシート材に後続のシート材が追突していないかを把握するため、後続のシート材の位置をセンサで確認する。
特許文献２の画像形成装置では、シート材のフラッパを備えた搬送路を、３つの区間に分けて、自動排紙の可否を判断している。具体的には、搬送路が、ジャムが発生したシート材がフラッパより確実に手前にある第１の区間、フラッパを確実に通過している第２の区間、フラッパを通過中である第３の区間に分けられる。そして、ジャムが発生した際に、ジャムが発生したシート材がどの区間に残留しているかによって、自動排紙の可否を判断している。

特開２０１０−２７６９３０号公報 特開２００２−１５４７４４号公報

しかし、特許文献１の画像形成装置では、センサで後続のシート材が検出されると、その挫屈の有無にかかわらず、自動排紙は不可能と判断する。すなわち、挫屈の発生の検出ができないため、本来自動排紙可能なシート材が自動排紙されない場合があった。また、特許文献２の画像形成装置でも、同様に、ジャム発生時、シート材の位置は検出できるが、挫屈の有無は検出できないため、本来自動排紙可能なシート材が自動排紙されない場合があった。

そこで、本発明は、ジャム発生時に、挫屈の有無を含むシート材の状態を把握し、自動排紙の可否判断をより適切に行うことを課題とする。また、自動排紙実行の頻度を高くすることにより、ジャム発生時のユーザの作業負担をより軽減することを課題とする。

上記の課題を解決する本発明の画像形成装置は、搬送路におけるシート材のジャムを検知するジャム検知手段と、前記シート材の搬送により発生する音を収集する集音手段を備える。また、この画像形成装置は、収集した音の特徴を解析することにより前記シート材の状態を表す定量化データを生成する処理手段と、制御手段を備える。この制御手段は、前記ジャム検知手段でジャムが検知された場合、前記定量化データと所定の判別条件を比較することにより、ジャムが発生したシート材の搬送可否の判別を行うことを特徴とする。

また、本発明の再搬送可否判別方法は、搬送路上でジャムが発生したシート材を停止させた後に再搬送する機構を備えた画像形成装置で実行される。この方法は、前記シート材で発生する音を収集し、収集した音の特徴を解析することにより当該シート材の状態を定量化した定量化データを生成する。また、この方法は、前記定量化データと、シート材の挫屈を含む異常の有無を判別するための判別条件を比較することにより、ジャムが発生したシート材の搬送可否を判別することを特徴とする。

本発明では、ジャム発生時に、シート材から発生した音を解析することにより、シート材の状態を把握し、自動排紙の可否を適切に判断することができる。その結果、自動排紙実行の頻度を高めることができ、ジャム発生時のユーザの作業負担をより軽減することができる。

画像形成装置の断面図。 画像形成装置の機能ブロック図。 滞留ジャム発生時の用紙状態を示した図であり、（ａ）は挫屈のない場合の例、（ｂ）は挫屈が発生している場合の例。 遅延ジャム発生時の用紙状態を示した図であり、（ａ）は挫屈のない場合の例、（ｂ）は挫屈が発生している場合の例。 画像形成装置におけるジャム検知手法の説明図。 画像形成装置の断面図。 用紙搬送処理の全体フローチャート。 音解析処理のフローチャート。 搬送可否判別処理のフローチャート。 データ比較処理のフローチャート。 （ａ）は生成スペクトルデータ、（ｂ）は用紙状態判別データ、（ｃ）は適合度合いを表すデータの例示図。 生成スペクトルデータと用紙状態判別データの比較を表す概念図。 （ａ）は生成スペクトルデータ、（ｂ）は用紙状態判別データ、（ｃ）は適合度合いを表すデータの例示図。 生成スペクトルデータと用紙状態判別データの比較を表す概念図。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態の画像形成装置の断面図である。まず、この画像形成装置の基本的な構成および動作を説明する。

＜画像形成＞
画像形成装置は、リーダ１００で読み取った画像に応じてレーザスキャナユニット１２２がレーザ光をプロセスユニット１２０へ照射する。プロセスユニット１２０は、４つの感光ドラム、現像器、帯電ローラ、感光ドラムクリーナを含み、レーザ光に応じた画像を形成する。すなわち、感光ドラムの表面が帯電された後、レーザ光により、感光ドラム上に潜像を形成する。形成された潜像は、現像剤ユニット１１０内の４色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像剤（トナー）により感光ドラム上に現像される。これにより、トナー画像が形成される。このトナー画像は、一次転写部１２１において一次転写電圧を印加することにより、画像転写ベルト１３０に転写される。画像転写ベルト１３０へ転写されたトナー像は、画像転写ベルト１３０が回転することで、二次転写部１４０へと至る。

この画像形成における適度のタイミングで、給紙ピックアップローラ１５１によって、用紙が、給紙カセット１５０から搬送ローラ１５３へ供給される。実際に供給されたかどうかは、給紙ピックアップセンサ１５２により検知される。この用紙は、搬送ローラ１５３，１５４，１５５，レジストレーションローラ１６１を介して二次転写部１４０へ供給される。レジストレーションセンサ１６０は、搬送される用紙を検知するセンサである。なお、用紙は、別の給紙カセット２１０からレジストレーションローラ１６１を介して二次転写部１４０へ供給される場合もある。

二次転写部１４０は、画像転写ベルト１３０に転写された画像を用紙に転写する。この用紙は、定着器１７０で加熱定着される。定着後の用紙の先端が用紙搬送センサ１７１で検知されると、搬送ローラ１６２を経た用紙は、用紙搬送センサ１７１でその存在が確認された後、搬送フラッパ１７２により、用紙搬送路２３０と用紙搬送路２３１のいずれか一方に搬送される。両面プリントの場合は、用紙搬送路２３０へ搬送され、用紙の表裏面が逆となって再びレジストレーションローラ１６１を介して二次転写部１４０へ搬送される。

他方、片面プリントあるいは両面プリントの裏面の場合には、用紙搬送路２３１へ搬送される。用紙搬送路２３１へ搬送された用紙は、搬送ローラ２３２により、さらに下流へ搬送される。ここでも、先の切り替えと同様に、搬送フラッパ１９０により、用紙が、用紙搬送路１８０あるいは用紙搬送路１８１へ搬送される。排紙指定先が排紙トレイ２００の場合は、用紙搬送路１８０へ搬送される。排紙指定先が排紙トレイ１９６の場合は、用紙搬送路１８１へ搬送される。用紙搬送センサ１９５は、排紙トレイ１９６から排紙される用紙を検知するセンサである。

搬送ローラ１６２の近傍には、集音装置３４０が配備される。集音装置３４０は、用紙の搬送の際に生じる音を収集して電子化し、音データとして出力する。なお、図１における集音装置３４０の配備箇所は例示であり、ジャムが発生する可能性がある他の箇所であっても良い。

＜機能ブロック＞
本実施形態の画像形成装置の機能ブロックは、図２にようになる。画像形成部３２０は、図１に示した構成のうち搬送系を除く部分である。すなわち、プロセスユニット１２０、レーザスキャナユニット１２２、現像剤ユニット１１０、一次転写部１２１、画像転写ベルト１３０、二次転写部１４０、定着器１７０等が画像形成部３２０に相当する。画像形成部３２０は、制御部３００により、その動作が制御される。

制御部３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０３を含んで構成される。ＲＯＭ３０２には、画像形成、特徴的な用紙排紙処理等を行うための制御プログラムのほか、後述する用紙状態判別データ、１又は複数の閾値その他のパラメータが記憶される。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアが形成される。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２に記憶された制御プログラムおよびパラメータおよび各種センサの検知情報に基づいて、ジャム検知手段、処理手段、制御手段として機能する。
各種センサとは、Ｉ／Ｏインタフェース３１０を介して入力された各種センサ給紙ピックアップセンサ１５２、レジストレーションセンサ１６０、用紙搬送センサ１７１等である。

制御部３００（ＣＰＵ３０１）には、ユーザに操作環境、例えば動作開始の指示等の入力環境を提供するＵＩ（User Interface）３３０と集音装置３４０とが接続されている。制御部３００（ＣＰＵ３０１）には、また、Ｉ／Ｏ（Input/output）インタフェース３１０を介して、搬送系を駆動するための定着前搬送モータ１４５および定着後搬送モータ１４６も接続されている。
定着前搬送モータ１４５は、図１に示した給紙ピックアップローラ１５１、レジストレーションローラ１６１、搬送ローラ１５３，１５４，１５５等、定着前の用紙の搬送系ローラを駆動するモータである。定着後搬送モータ１４６は、搬送ローラ１６２，２３２等、定着後の用紙の搬送系ローラを駆動するモータである。

画像形成時の制御部３００の動作は、以下のようになる。
ＵＩ３３０あるいは外部装置からプリント動作開始の指示が入力されると、制御部３００は、画像形成部３２０に画像を形成させる。また、給紙カセット１５０からの用紙の給紙動作を開始させる。具体的には、定着前搬送モータ１４５を駆動させ、給紙ピックアップローラ１５１を駆動させる。これにより、給紙カセット１５０内の用紙が１枚ずつ搬送路に給紙される。このとき、用紙の給紙が正常に行えたかどうかを、給紙ピックアップセンサ１５２の検知信号に基づいて監視する。

制御部３００は、用紙の先端（用紙先端）をレジストレーションセンサ１６０で検知すると、その用紙先端と転写ベルト１３０上のトナー像の先端とが二次転写部１４０で一致するように、レジストレーションローラ１６１の駆動タイミングを制御する。例えばトナー像に対して用紙が相対的に早く到着しそうな場合は、レジストレーションローラ１６１で用紙を一旦停止させた後に、再度搬送を再開させる。このようにしてタイミング調整を行った後、二次転写部１４０で二次転写電圧を印加させることにより、トナー像が用紙に転写される。

トナー像が転写された用紙は、定着器１７０で定着された後、画像形成装置の下流部へと搬送される。定着後の用紙の先端が、用紙搬送センサ１７１に到達したことを検知すると、制御部３００は、予めＵＩ３３０等から指定された指示に従い、搬送フラッパ１７２を制御して、用紙の搬送先を切り替える。両面プリント指示の場合には、用紙搬送路２３０へ搬送させる。片面プリントあるいは両面プリントの裏面の場合には、用紙搬送路２３１へ搬送させる。各搬送路２３０，２３１に搬送された後の用紙の動きについては、上述したとおりである。

なお、上記の基本的な画像形成の際の制御動作は一例であり、本発明は上記制御動作例に限定されるものではない。

＜ジャム検知時の制御例＞
次に、画像形成装置（制御部３００）におけるジャム検知時の制御例について説明する。
画像形成時にジャムが発生した場合の用紙の状態例を図３および図４に示す。
図３は、いわゆる滞留ジャムの例である。用紙は、レジストレーションセンサ１６０およびレジストレーションローラ１６１、定着器１７０を経て、用紙搬送センサ１７１に到達する。滞留ジャムは、例えば定着器１７０や搬送ローラ１６２で用紙スリップ等が起きた場合に発生する。この場合、用紙４０１の後端が規定のタイミングまでに用紙搬送センサ１７１を通過できないために、滞留ジャムと判定される。しかし、用紙先端がどこかに衝突しているわけではないため、挫屈が無い状態で用紙が停止する。図３（ａ）はこの状態を示している。

図３（ｂ）は、挫屈が生じた状態の例である。この状態は、用紙４０２の先端が搬送フラッパ１７２近傍を搬送中に、例えば搬送フラッパ１７２が故障した場合等に生じる。搬送フラッパ１７２が用紙搬送方向を塞ぐため、用紙４０２の先端が搬送フラッパ１７２に衝突して挫屈が始まる。用紙４０２の後端も既定のタイミングまでに用紙搬送センサ１７１を通過できないため、滞留ジャムと判定される。この状態では、用紙４０２は、その先端に挫屈がある状態で停止する。

このように、滞留ジャムには、挫屈がない状態での用紙停止（図３（ａ））と挫屈がある状態で用紙停止（図３（ｂ））とがある。しかし、用紙搬送センサ１７１の用紙検出状態を見た場合、両状態ともに用紙検出状態になっているため、制御部３００では、挫屈の有無を判別することはできない。

図４は、いわゆる遅延ジャムの例である。用紙の搬送過程は図３と同じである。遅延ジャムは、例えば、図４（ａ）のように、レジストレーションローラ１６１や定着器１７０による搬送時の「すべり」により発生する。用紙４０３の先端が定着器１７０を通過した後、規定のタイミングまでに用紙搬送センサ１７１に到達できなかった場合に遅延ジャムと判定される。このとき、用紙４０３は、その先端がどこかに衝突しているわけではないため、挫屈が無い状態で停止する。

図４（ｂ）は、挫屈が生じた状態の例である。用紙４０４の先端が、定着器１７０を通過後に、上カールする場合がある。この場合、用紙４０４の先端が定着器１７０の下流側のガイドに接触することで挫屈が始まる。用紙４０４は、それ以上下流に搬送することができず、規定のタイミングまでに用紙搬送センサ１７１に到達することができないために、遅延ジャムと判定される。このとき、用紙４０４の先端が定着器１７０下流側のガイドに接触し、挫屈がある状態で停止する。

このように、遅延ジャムにも、挫屈がない状態での用紙停止（図４（ａ））と、挫屈がある状態での用紙停止（図４（ｂ））とがある。しかし、用紙搬送センサ１７１の用紙検出状態を見た場合、両状態ともに用紙検出状態になっているため、制御部３００では、挫屈の有無を判別することはできない。

そこで、本実施形態では、以下のような特徴的なジャム検知の手法を採用する。
図５は、レジストレーションセンサ１６０および用紙搬送センサ１７１のそれぞれの検出結果のタイミングを示すタイミングチャートである。図５（ａ）は、ジャムが発生していない正常搬送の場合と、滞留ジャムが発生した場合の例、同（ｂ）はジャムが発生していない正常搬送の場合と、遅延ジャムが発生した場合の例である。

図５（ａ）を参照すると、滞留ジャム検知は、制御部３００が用紙搬送中にレジストレーションセンサ１６０による用紙後端の通過を検知したことをトリガとする。そして、レジストレーションセンサ１６０と用紙搬送センサ１７１の距離と用紙搬送速度から、用紙後端がレジストレーションセンサ１６０を通過してから用紙搬送センサ１７１を通過するまでの所要時間ｔ１を計算することができる。このとき、搬送ローラの耐久や搬送機構自体の構成により、搬送効率が低下することがある。その分を考慮した時間を搬送マージンｍ１とすると、用紙後端がレジストレーションセンサ１６０を通過してから用紙搬送センサ１７１を通過するまで、最大ｔ１＋ｍ１時間かかることになる。よって、ｔ１＋ｍ１時間経過したにも関わらず、用紙搬送センサ１７１における用紙後端の通過を検知できない場合、滞留ジャムが発生したと判断することができる。

図５（ｂ）を参照すると、遅延ジャム検知は、制御部３００が用紙搬送中にレジストレーションセンサ１６０による用紙先端の通過を検知したことをトリガとする。そして、レジストレーションセンサ１６０と用紙搬送センサ１７１の距離と用紙搬送速度から、用紙先端がレジストレーションセンサ１６０を通過してから用紙搬送センサ１７１を通過するまでの所要時間ｔ２が計算できる。このとき、搬送ローラの耐久や搬送機構自体の構成により搬送効率が低下することがある。その分を考慮した時間を搬送マージンｍ２とすると、レジストレーションセンサ１６０から用紙搬送センサ１７１の用紙先端の到達には、最大ｔ２＋ｍ２時間かかる。よって、ｔ２＋ｍ２時間経過したにも関わらず、用紙搬送センサ１７１における用紙先端の到達を検知できない場合、遅延ジャムと判断することができる。
なお、図５（ａ）（ｂ）のジャム検知判断は一例であり、本発明は上記のジャム検知方法に限定されるものではない。

このようにジャムが検知され、用紙搬送が停止した場合、ユーザがその用紙（ジャム紙）を取り除く手間を省くため、再度、用紙搬送に関わるローラを一定時間駆動し、用紙搬送路内に残留した用紙を装置外へ自動的に排出する自動排紙が行われる場合がある。

ジャム発生後の自動排紙を行う場合、挫屈していない用紙（図３（ａ）および図４（ａ）参照）は、搬送路上に引っ掛かる可能性が少ないと考えられる。そのため、自動排紙のための搬送が可能な状態であるといえる。
一方、挫屈の度合いが大きい用紙（図３（ｂ）および図４（ｂ）参照）は、用紙先端が、搬送フラッパ１７２や定着器１７０の下流側のガイドに衝突して挫屈しており、自動排紙のための搬送を行うことができない。このように用紙の挫屈度合いが大きいときに無理に自動排紙のために搬送を行うと、搬送路上の他のガイドやフラッパ、分岐点等に接触することにより、さらなるジャムを発生する可能性もある。

そこで、本実施形態では、挫屈の少ない用紙（図３（ａ）および図４（ａ）参照）だけを自動排紙の対象とするために、制御部３００で、用紙の挫屈の度合いを含む用紙の状態に基づいて、用紙搬送可否を判別することとした。

＜自動排紙処理＞
図６は、ジャム検知後の用紙の自動排紙処理の概念を示した画像形成装置の断面図である。図６（ａ）は、定着器１７０および集音装置３４０付近の搬送ローラ１６２で用紙Ａが滞留ジャムとなって停止した状態である。

用紙Ａよりも下流（搬送路において排紙側）の用紙（図示せず）がある場合、その用紙は停止させることなく、そのまま搬送を継続して排出させる。上流（搬送路において給紙側）の用紙（用紙Ｂ、用紙Ｃ）については、搬送を停止させる。この結果、用紙搬送路内には、用紙Ａの他、用紙Ｂ、用紙Ｃが残留した状態となる。このとき、用紙Ａの搬送可否判別を行い、搬送可能である場合、用紙Ａの自動排紙処理を実行して、排紙トレイ２００へ排紙させる。

図６（ｂ）は、用紙Ａの排紙トレイ２００への自動排紙が完了した状態である。後続の用紙Ｂ、用紙Ｃは、停止位置で待機している。これらの用紙Ｂ、用紙Ｃを、排紙処理する状態を示したのが、図６（ｃ）である。図６（ｃ）を参照すると、用紙Ｂ、用紙Ｃは、図の矢印の方向へ搬送され、排紙される。なお、このときの用紙の排出先は、予め設定された残留用紙排出指定のトレイであっても良い。

図７は上記の自動排紙処理を伴う、用紙搬送処理の全体フローチャートである。図７のフローチャートはＣＰＵ３０１により実行される。ＣＰＵ３０１は、ＵＩ３３０からプリントスタート指示の入力を受け付ける（ステップＳ５００）。次に、ＣＰＵ３０１は、集音装置３４０を用いて、搬送中の用紙の音波形データのサンプリングを開始する（ステップＳ５０１）。その後、プリントのため用紙搬送を開始する。具体的には、ＣＰＵ３０１は、Ｉ／Ｏインタフェース３１０を介して、定着前搬送モータ１４５、定着後搬送モータ１４６を駆動する。このモータ駆動により、給紙ピックアップローラ１５１、レジストレーションモータ１６１、搬送ローラ１５３、搬送ローラ１５４、搬送ローラ１５５、搬送ローラ１６２、搬送ローラ２３２が回転駆動され、給紙カセット１５０から順次用紙搬送が行われる。

また、音波形データのサンプリング周期は１００μ［ｓｅｃ］（サンプリング周波数が１０ｋ［Ｈｚ］）であるものとする。そして、ＣＰＵ３０１は、５１２回サンプリングを行い、ジョブが終了するまでサンプリングを繰り返す。サンプリングしたデータはＲＡＭ３０３に格納される。
なお、上記音波形データのサンプリングに関わるサンプリング周波数とサンプリング数の値は一例であり、本発明はこの例に限定されるものではない。

その後、ＣＰＵ３０１は、集音装置３４０近傍に配置された用紙搬送センサ１７１等を用いて、滞留ジャムや遅延ジャムの発生を検知する（ステップＳ５０２）。ジャムの発生が検知されなかった場合は（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、ＣＰＵ３０１は、プリントが終了したか否かを判断する（ステップＳ５１１）。プリントが終了していない場合には（ステップＳ５１１：Ｎｏ）、ステップＳ５０２に戻り、ＣＰＵ３０１はジャムの検知を継続する。一方、プリントが終了した場合には（ステップＳ５１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１は、集音装置３４０に対して、音波形データのサンプリングの終了を指示する（ステップＳ５１２）。

一方、ステップＳ５０２で、ジャムの発生が検知された場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１はジャム停止の処理を行う（ステップＳ５０３）。ジャム停止の処理では、搬送ローラ１６２より下流側（排紙側）の用紙搬送は継続され、シート材が装置外に排出される。具体的には、ＣＰＵ３０１が、定着後搬送モータ１４６に停止指示を出すことなく、搬送ローラ１６２、搬送ローラ２３２を駆動し続ける。一方で、搬送ローラ１６２より上流側（給紙側）の用紙搬送は停止する。具体的には、ＣＰＵ３０１が、定着前搬送モータ１４５に停止指示を出す。その結果、給紙ピックアップローラ１５１、レジストレーションモータ１６１、搬送ローラ１５３、搬送ローラ１５４、搬送ローラ１５５、搬送ローラ１６２、搬送ローラ２３２の回転が停止する。また、同時にＣＰＵ３０１は画像形成部３２０等も停止させる。

その後、ＣＰＵ３０１は、ＲＡＭ３０３から、集音装置３４０でサンプリングされた音波形データを読み出し、音解析処理を行う（ステップＳ５０４）。この音解析処理については、後述する。

ＣＰＵ３０１は、音解析処理が終了すると、その結果に基づき、用紙搬送可否判別の処理を行う（ステップＳ５０５）。この用紙搬送可否判断において用紙搬送可能と判断されると（ステップＳ５０６：Ｎｏ）、ＣＰＵ３０１は、自動排紙を実行する（ステップＳ５１０）。自動排紙では、ＣＰＵ３０１が、Ｉ／Ｏインタフェース３１０を介して、定着前搬送モータ１４５及び定着後搬送モータ１４６を駆動する指示を出す。それにより、給紙ピックアップローラ１５１、レジストレーションモータ１６１、搬送ローラ１５３、搬送ローラ１５４、搬送ローラ１５５、搬送ローラ１６２、搬送ローラ２３２の回転が再開する。その結果、例えば、図６を参照し説明したような自動排紙処理が行われる。すなわち、ジャムが発生した用紙が装置外に排出されるとともに、その下流側（給紙側）に残留していたシート材も排出される。なお、用紙の排出先は、予め設定された排紙トレイとしてもよく、また、ジャム発生箇所から最も近い排紙トレイとしてもよい。

自動排紙処理が完了すると、ＣＰＵ３０１は、ジャムリカバリの処理を実行する（ステップＳ５０９）。具体的には、ＣＰＵ３０１は、自動排紙された用紙に行う予定であった画像形成処理を再度実行する。

一方、用紙判別可否判断において用紙搬送不可能と判断されると（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１は、搬送ローラ１６２より上流側（給紙側）の用紙の除去をユーザに促すジャム表示を行う（ステップＳ５０７）。その後、ＣＰＵ３０１は、ジャム表示に従いユーザが用紙の除去等のジャム処理を完了するのを待つ（ステップＳ５０８）。ユーザによるジャム処理が完了すると（ステップＳ５０８：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１は、ジャムリカバリを開始する（ステップＳ５０９）。

なお、ステップＳ５０３のジャム停止の処理では、画像形成部３０２による画像形成動作等は停止するが、用紙搬送の停止は、ステップＳ５０４の音解析処理、ステップＳ５０５の用紙搬送可否判断の処理の後に行われてもよい。その場合には、用紙搬送可否判断で用紙搬送可能と判断された場合に搬送ローラを停止せずに対応することができる。

＜音解析処理＞
ここで、上記ステップＳ５０４（図７）における音解析処理の手順を説明する。図８は、音解析処理のフローチャートである。
用紙の搬送中は、正常搬送のときでも音が発生するが、用紙のすべり、挫屈等、特殊な状態になったときは、正常搬送時と異なる特徴的な周波数成分の音が発生する。本実施形態では、集音装置３４０でこのような音（音波形データ）を収集し、音解析処理により、用紙搬送可否の判別に用いる。

ＣＰＵ３０１は、集音装置３４０で収集されＲＡＭ３０３に保存された音波形データに対して周波数解析を行う（ステップＳ７０１）。周波数解析は、例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）により、音波形データを周波数成分毎の強さ（Ｈｚ）に変換することで行われる。これにより、低周波数から高周波数に至る周波数スペクトルが得られる。周波数スペクトルは、例えば周波数を横軸とし、各周波数成分の強さを縦軸で表したものである。本実施形態では、この周波数スペクトルを、生成スペクトルデータと呼ぶ。

次に、ＣＰＵ３０１は、この生成スペクトルデータを、ＲＯＭ３０２から読み出した用紙状態判別データと比較する（ステップＳ７０２）。用紙状態判別データの詳細については後述する。また、ＣＰＵ３０１は、この比較に基づいて、適合数を算出し（ステップＳ７０３）、さらに適合率を算出する（ステップＳ７０４）。
適合率（％）は、例えば、下記式により算出される。
適合率＝適合数÷データ数×１００
これらの算出結果は、ＲＡＭ３０３に格納され、音解析処理が終了する。

なお、高速フーリエ変換は周波数解析の手法の一例であり、本発明は、この手法に限定されるものではない。例えば、自己回帰型のＭＥＭ (最大エントロピー法:Maximum Entropy Method) であってもよい。また、ＡＲ (自己回帰:AutoRegressive)モデル、ＡＲＭＡ (自己回帰−移動平均:AutoRegressive-Moving Average) モデル等を用いても良い。
また、音解析処理を、制御部３００でなく、集音装置３４０側で実行しても良い。この場合、制御部３００には、音解析処理の結果が伝達されることになる。

＜用紙搬送可否判別処理＞
次に、ステップＳ５０５（図７）における用紙搬送可能か否かを判別する搬送可否判別処理の手順を説明する。図９は、この搬送可否判別処理のフローチャートである。

搬送可否判別処理では、まず、ＣＰＵ３０１は、音解析処理のステップＳ７０４（図８）で算出した適合率を、ＲＡＭ３０３から取得する（ステップＳ８０１）。次に、ＣＰＵ３０１は、適合率が、７０％以上であるか否かを判断し（ステップＳ８０２）、適合率が７０％以上であれば（ステップＳ８０２：Ｙｅｓ）、用紙に挫屈有りとみなして、自動排紙不可能と判断する（ステップＳ８０３）。一方、適合率が７０％未満であれば（ステップＳ８０２：Ｎｏ）、ＣＰＵ３０１は、用紙に挫屈無しとみなして、自動排紙可能と判断する（ステップＳ８０４）。その後、ＣＰＵ３０１は、この判別結果をＲＡＭ３０３に格納し、処理を終了する。

＜データ比較処理＞
次に、図１０を参照し、音解析処理におけるステップＳ７０２（図８）の、用紙状態判別データと生成スペクトルデータの比較処理の詳細を説明する。図１０は、このデータ比較処理のフローチャートである。

ＣＰＵ３０１は、まず、適合数を０に初期化し（ステップＳ９０１）、次に、用紙状態判別データ数のカウントに用いる変数ｉを１に初期化する（ステップＳ９０２）。

ＣＰＵ３０１は、用紙状態判別データの周波数（ＨＥＲＴＺ［ｉ］）における周波数成分の強さの上限値（ＭＡＸ［ｉ］）と下限値（ＭＩＮ［ｉ］）とを参照する。そして、ＣＰＵ３０１は、上記周波数（ＨＥＲＴＺ［ｉ］）に対応する生成スペクトルデータの周波数成分の強さ（ＦＦＴ［ＨＥＲＴＺ［ｉ］］）と比較する（ステップＳ９０３）。
周波数成分の強さ（ＦＦＴ［ＨＥＲＴＺ［ｉ］］）が、用紙状態判別データの周波数成分の強さの上限値（ＭＡＸ［ｉ］）と下限値（ＭＩＮ［ｉ］）の範囲内のとき（ステップＳ９０３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１は適合数を１加算する（ステップＳ９０４）。一方、範囲外であれば（ステップＳ９０３：Ｎｏ）、適合数の加算は行われない。
その後、データ数ｉが用紙状態判別データの全データ数Ｎに達していれば（ステップＳ９０５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１は比較処理を終了する。達していなければ（ステップＳ９０５：Ｎｏ）、ＣＰＵ３０１はデータ数ｉを１加算し（ステップＳ９０６）、処理を繰り返す。ＣＰＵ３０１は、上記の比較処理を用紙状態判別データの全データ数Ｎ分行うことで、適合数を算出する。

次に、図１１乃至図１４を参照し、データ比較処理の具体例について説明する。図１１及び図１３は生成スペクトルデータおよび用紙状態判別データの例示図である。（ａ）は生成スペクトルデータ表、（ｂ）は用紙状態判別データ表、（ｃ）は比較結果を示している。また、図１２及び図１４は、生成スペクトルデータと用紙状態判別データの比較を表す概念図である。

図１１（ｂ）の例では、用紙状態判別データのデータ数Ｎが１０点（周波数Ａ〜Ｊ）である。用紙状態判別データの先頭の周波数（Ａ：４００［Ｈｚ］）について見る。この場合、生成スペクトルデータの周波数成分の強さ（８８［Ｈｚ］）が、用紙状態判別データの下限値（６０［Ｈｚ］）と上限値（１００［Ｈｚ］）の間にある。そのため、上記の周波数Ａは適合していることになり、前述のステップＳ９０３の判断ではＹｅｓとなる。同様に、用紙状態判別データのデータ数（ＮはＡ〜Ｊの１０点）分、つまり用紙状態判別データの最後まで処理が行われると、図１１（ｃ）のように、最終的に算出される適合数は８、適合率は８０％となる。適合数および適合率は、ＲＡＭ３０３に保存される。

一方、図１３（ｂ）の例では、用紙状態判別データの最後の周波数（Ｊ：４７００［Ｈｚ］）について見る。その場合、生成スペクトルデータの周波数成分の強さ（５［Ｈｚ］）が、用紙状態判別データの下限値（１５［Ｈｚ］）と上限値（６０［Ｈｚ］）の間にない。そのため、上記の周波数Ｊは適合していないことになり、前述のステップＳ９０３ではＮｏになる。このようにして、すべてのデータ数（ＮはＡ〜Ｊの１０点）分の処理が行われると、図１３（ｃ）のように、最終的に算出される適合数は４、適合率は４０％となる。

図１２及び図１４を参照し、生成スペクトルデータと用紙状態判別データの比較を表す概念図について説明する。これらの概念図において、横軸は周波数、縦軸は強さを示す。用紙状態判別データ１２０１及び１４０１は、下限値、上限値によって限定される強さの変動範囲として表される。生成スペクトルデータ１２０２及び１４０２は、当該周波数に対応する強さをもつ定量化データで表される。適合点１２０３及び１４０３は、当該周波数の用紙状態判別データの変動範囲に生成スペクトルデータの強さが含まれていることを示している。これらの図において表れる適合点の数が適合数となる。用紙状態判別データは、製品出荷前に決定され、ＲＯＭ３０２に記憶されている。

次に、用紙状態判別データの生成方法について説明する。
用紙状態判別データは、用紙が挫屈しているか否かの判断に用いられる。図１１（ｂ）及び図１３（ｂ）が用紙状態判別データの例である。用紙状態判別データは、用紙が挫屈した際の特徴的な周波数スペクトルとして、周波数スペクトルにおける任意の数の周波数１１０３及び１３０３とそれに対応する周波成分の強さ１１０４、１１０５及び１３０４、１３０５を持っている。

用紙状態判別データを生成するためには、画像形成装置が調整モードに設定され、用紙が搬送される。ＣＰＵ３０１は、用紙搬送中に、搬送フラッパ１７２に意図的に用紙を衝突させるように画像形成装置を制御する。ＣＰＵ３０１は、その際の集音装置３４０から用紙が挫屈する際の音データを取得し、周波数解析を行う。音データのばらつきを考慮し、上記の音データのサンプリングは３０回試行される。ＣＰＵ３０１は、この３０回の音データに対して、それぞれ周波数解析を行い、算出された周波数スペクトルにおける各周波数の出現回数を抽出する。ＣＰＵ３０１は、その中で、出現回数が２０回以上出ている周波数を高頻度な周波数成分であるとして、特徴的な周波数とする。
次に、ＣＰＵ３０１は、周波数成分の強さの特徴を抽出するために、上記の音データの３０回のサンプリングにおいて、周波数スペクトルの周波数毎の強さのヒストグラムを生成する。
各周波数における周波数成分の強さには周波数同様のばらつきがあるため、ＣＰＵ３０１は、周波数成分の強さの最大値（上限値）１１０４及び１３０４と最小値（下限値）１１０５及び１３０５とを算出し、周波数成分の強さの特徴とする。

以上の周波数スペクトルにおける周波数と周波数成分の強さとの組み合わせが、紙が挫屈した際の用紙状態判別データとなり、ＲＯＭ３０２に記憶される。画像形成動作が行われる際に、ＣＰＵ３０１がＲＯＭ３０２から用紙状態判別データを読み込む。
なお、上記用紙状態判別データを生成する際の音波形データの試行回数は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。また、測定者が、ＣＰＵ３０１とは別に測定装置を用いて、用紙状態判別データを生成させてもよい。

このように、本実施形態によれば、ジャム発生時に、用紙から発生した音を解析することによって、用紙の挫屈の有無を含む用紙状態を把握することができ、自動排紙可能か否かの判断を有効に行うことができる。これにより、自動排紙の頻度を高めて、ユーザが手動で用紙の除去作業を行う負担を軽減することができる。

１４５・・・定着前搬送モータ、１４６・・・定着後搬送モータ、１５０，２１０・・・給紙カセット、１５１・・・給紙ピックアップローラ。１５２・・・給紙ピックアップセンサ、１５３〜１５５，１６２，２３２・・・搬送ローラ、１６０・・・レジストレーションセンサ、１６１・・・レジストレーションローラ、１７０・・・定着器。１７１，１９５・・・用紙搬送センサ、１７２，１９０・・・搬送フラッパ。１８０，１８１，２３０，２３１・・・用紙搬送路、１９６，２００・・・排紙トレイ、３００・・・制御部、３０１・・・ＣＰＵ、３０２・・・ＲＯＭ、３０３・・・ＲＡＭ、３２０・・・画像形成部、３３０・・・ＵＩ、３４０・・・集音装置。

Claims (6)

1. 搬送路におけるシート材のジャムを検知するジャム検知手段と、
   前記シート材の搬送により発生する音を収集する集音手段と、
   収集した音の特徴を解析することにより前記シート材の状態を表す定量化データを生成する処理手段と、
   前記ジャム検知手段でジャムが検知された場合、前記定量化データと所定の判別条件を比較することにより、ジャムが発生したシート材の搬送可否の判別を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記判別条件として、シート材にジャムが発生したときの音の特徴を解析することにより生成された状態判別データを用いる、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記状態判別データとして、シート材に挫屈が発生したときの音を周波数解析することによって生成した周波数スペクトルを用いる、
   請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記状態判別データとして、前記周波数スペクトルにおける周波数成分の強さの上限値と下限値と含むデータを用いる、
   請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記処理手段は、前記ジャムが検知されたときの音の特徴を周波数解析して周波数スペクトルに変換し、この周波数スペクトルにおける各周波数の出現回数が基準回数以上となる特徴周波数とその特徴周波数の強さとを特定することにより、前記定量化データを生成することを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
6. 搬送路上でジャムが発生したシート材を停止させた後に再搬送する機構を備えた画像形成装置で実行する方法であって、
   前記シート材で発生する音を収集し、収集した音の特徴を解析することにより当該シート材の状態を定量化した定量化データを生成する過程と、
   前記定量化データと、シート材の挫屈を含む異常の有無を判別するための判別条件を比較することにより、ジャムが発生したシート材の搬送可否を判別する過程と、
   を備えることを特徴とするシート材の再搬送可否判別方法。

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