JP2013234034A - 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】通常印刷中に搬送するシート材と一旦ジャム停止で搬送を停止後、自動排紙のために搬送するシート材のそれぞれについて、適切にジャム検知を行い、ジャム後のシート材の搬送可否を有効に判断する技術を提供する。
【解決手段】集音装置３４０で収集した音の特徴を解析して用紙搬送可否判別を行う。通常印刷中のジャム時の用紙搬送可否判別では、第１の用紙搬送可否判別条件として９０％という閾値を用い、この閾値では搬送可能として自動排紙した後のジャム時の用紙搬送可否判別では、第２の用紙搬送可否判別条件として７０％という閾値を用い、搬送不可能になりやすくする。
【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。そのような場合に、画像形成装置でシート材の自動搬送による排出が不可能であれば、ユーザが手動で用紙の除去を行わなければならない。
従来の画像形成装置の中には、シート材のジャムの発生を検知し、ジャム後のシート材の搬送可否を判断するものがある。例えば、特許文献１では、画像形成装置の内部に音センサを設け、用紙を搬送中の音センサの検知結果から、搬送用紙のジャムを判断する。音センサに入力された信号は、ＡＤ（アナログ・ディジタル）変換されて、判断回路に入力される。判断回路では、用紙に応じて音スペクトルの分析を行い、用紙の種類に応じて着目した周波数帯の強度をもとに、ジャムが発生したか否かを判断する。ジャムを検知した場合、制御手段（ＣＰＵ）は、用紙の搬送を停止させ、用紙詰まりしている用紙を無理に搬送することによるダメージの発生を防止する。

また、特許文献２では、手動による除去が困難なジャムの発生を防止しながら、ユーザビリティを向上するための自動排紙動作を行っている。その中で、センサによってジャムの位置と種類を判別し、判別したジャムの位置と種類に基づいて、自動排紙動作を行うか行わないかの判断をしている。

特開２００１−３０２０２１号公報 特開２０１０−２７６９３０号公報

しかし、一旦ジャムが検知された後にもジャム検知が継続され、自動排紙中の用紙に再度のジャムの発生が検知されることがある。そのような再度のジャムが発生した場合にも、自動排紙の可否を判断することとなる。その際に、正常に搬送されていたシート材と、一旦ジャムにより搬送を停止した後、自動排紙により搬送されていたシート材とでは、シート材の状態が違っているのが一般的である。そのため、画像形成装置に自動排紙を行わせるか否かを、正常に搬送されていたシート材にジャムが発生したときと、自動搬送中のシート材にジャムが発生したときで同じ条件で判別すると不都合を生じる場合がある。

すなわち、ジャムにより搬送を一旦停止した後に搬送させるシート材は、搬送ローラおよび駆動モータ等の緊急停止状況によって、しわが発生したり、斜行した状態となっている場合がある。このような状態のままで無理に自動排紙させると、次の搬送ローラでひっかかり、挫屈の状態が悪化し易くなる。その結果、ジャム処理性が低下する。

また、シート材の除去を誤ると紙片が残り、次の用紙搬送時にジャムを引き起こすという問題も新たに生じる。例えば、自動排紙は、搬送路に詰まったシート材を搬送して装置外へ排紙する動作であるが、ジャム停止時のシート材の状態が悪く、搬送ローラの駆動によって用紙が詰まって、挫屈がよりひどくなった状態で停止することがある。この状態でユーザが無理に用紙を引っ張ると、搬送ローラに噛んだシート材の端が破れ、これが紙片として残ることがある。
上記のような不都合を防ぐためには、自動排紙の動作を適正に中断する必要がある。

本発明の課題は、上記背景のもと、搬送されるシート材の状態に応じて、ジャムが発生したときのシート材の搬送可否を適切に判別することができる画像形成装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、搬送されるシート材の状態に応じて、ジャムが発生したときのシート材の搬送可否を適切に判別することができる、再搬送可否判別方法を提供することにある。

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第１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。また、この制御手段は、前記第１の判別条件で搬送可能と判別されたシート材についてさらに搬送可否の判別を行う場合、前記第１の判別条件に代えて、前記第１の判別条件よりも搬送可能と判別されにくい第２の判別条件を用いることを特徴とする。

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。この方法では、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、この方法では、前記定量化データと、第１の判別条件と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。さらに、この方法では、前記定量化データと、前記第１の判別条件よりも搬送可能と判別されにくい第２の判別条件と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、収集した音の特徴を解析することによりシート材の状態を表す定量化データを生成する。そして、ジャムの検知時に生成された定量化データが予め定めた第１の判別条件を満たすときはジャムにより停止したシート材を排出するための再搬送を許可する。また、前記第１の判別条件で搬送可能と判別されたシート材についても搬送可否の判別を行う。その場合、前記第１の判別条件に代えて、第２の判別条件で判別を行う。そのため、例えば通常印刷中に搬送するシート材と、一旦ジャム停止で搬送を停止後、再搬送されるシート材のそれぞれについて、適切にジャム検知を行い、ジャム後のシート材の搬送可否を有効に判断することができる。

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。 自動排紙時の用紙搬送処理のフローチャート。 音解析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。 搬送可否判別処理のフローチャート。 判別条件比較処理の詳細フローチャート。 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。 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。 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。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ＣＰＵ３０１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、ＣＰＵ３０１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。

ＣＰＵ３０１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、ＣＰＵ３０１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（ＣＰＵ３０１）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、ＣＰＵ３０１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、ＣＰＵ３０１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、ＣＰＵ３０１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、ＣＰＵ３０１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に、再度、用紙搬送に関わるローラを一定時間駆動して、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、ＣＰＵ３０１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、プリント動作の指示に応じて用紙搬送の開始に伴い、ジャム検知を開始する（ステップＳ６０１）。次にＣＰＵ３０１は、第１の用紙搬送可否判別条件を設定する（ステップＳ６０２）。第１の用紙搬送可否判別条件は、ジャムが発生した場合に、用紙を自動排紙可能な状態であるか、手動で排出すべきかを判別するための判別条件である。その内容については、後述する。

ＣＰＵ３０１は、また、用紙搬送の開始に伴い、集音装置３４０から収集した音データに基づく音解析処理を開始する（ステップＳ６０３）。この音解析処理については後述するが、この音解析処理により、生成スペクトルデータを得、これをＲＡＭ３０３に保存しておく。

ＣＰＵ３０１は、また、搬送路に配置された各センサ（用紙搬送センサ１７１等）によりジャム検知を行う（ステップＳ６０４）。具体的には、搬送される用紙の搬送タイミングを測定し、遅延ジャム、滞留ジャムの検知を行う。これらのジャムが検知されなければ（ステップＳ６０４：Ｎｏ）、最終紙の排出の終了を待つ（ステップＳ６０９）。排出が終了したら（ステップＳ６０９：Ｙｅｓ）、ジャム検知、音解析処理を終了する（ステップＳ６１０）。一方、最終紙の排出が終了していなければ（ステップＳ６０９：Ｎｏ）、ステップＳ６０４に戻り、ジャム検知を継続する。

ジャムが検知された場合（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１は、ジャムの要因となった用紙及びそれより上流の用紙の搬送を停止させ（ステップＳ６０５）、ジャム検知、音解析処理を終了する（ステップＳ６０６）。その後、ＣＰＵ３０１は、第１の用紙搬送可否判別条件に基づき、用紙搬送可否判別処理を行う（ステップＳ６０７）。ＣＰＵ３０１は、この判別処理で用紙搬送可能であると判別すると（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１は、用紙搬送路内に停止している用紙の自動排紙を開始する（ステップＳ６１１）。一方、ＣＰＵ３０１は、この時点で用紙搬送不可能と判別した場合は（ステップＳ６０７：Ｎｏ）、ユーザに対して用紙搬送路内の残留紙を取り除くことを促すジャム表示を行う（ステップＳ６０８）。

ステップＳ６１１の自動排紙処理は、図８に示すフローチャートに従って実行される。すなわち、ＣＰＵ３０１は、自動排紙のための用紙搬送の開始に伴い（ステップＳ７０１）、各種センサ（センサ用紙搬送センサ１７１等）により搬送される用紙のタイミングを測定し、さらなるジャム検知を開始する（ステップＳ７０２）。また、第２の用紙搬送可否判別条件を設定する（ステップＳ７０３）。第２の用紙搬送可否判別条件については後述するが、例えば、上述した第１の用紙搬送可否判別条件よりも自動排紙が行われにくい条件とする。

次に、ＣＰＵ３０１は、自動排紙時の音解析処理を開始する（ステップＳ７０４）。この音解析処理により、生成スペクトルデータを得、これをＲＡＭ３０３に保存する。
ＣＰＵ３０１は、自動排紙中に再度ジャムを検知した場合（ステップＳ７０５：Ｙｅｓ）、用紙搬送を停止し（ステップＳ７０６）、ジャム検知、音解析処理を終了する（ステップＳ７０７）。また、ＣＰＵ３０１は、ユーザに対して用紙搬送路内の残留紙を取り除くことを促すジャム表示を行う（ステップＳ７０８）。一方、ＣＰＵ３０１は、ジャムを検知しなければ（ステップＳ７０５：Ｎｏ）、用紙搬送可否判別処理を行う（ステップＳ７０９）。ＣＰＵ３０１はここでは第２の用紙搬送可否判別条件に基づき、判別処理を行う。

第２の用紙搬送可否判別条件により用紙搬送不可とされた場合（ステップＳ７０９：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１は、ジャムの要因となった用紙及びそれより上流の用紙の搬送を停止させ（ステップＳ７０６）、ジャム検知および音解析処理を終了する（ステップＳ７０７）。また、ユーザに対して用紙搬送路内の残留紙を取り除くことを促すジャム表示を行う（ステップＳ７０８）。
一方、用紙搬送可能と判別した場合（ステップＳ７０９：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１は、用紙搬送を再開し、自動排紙終了を待つ（ステップＳ７１０）。用紙搬送路内の残留紙が全て排出された場合（ステップＳ７１０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１はジャム検知、音解析処理を終了する（ステップＳ７１１）。残留紙の自動排紙が終了していなければ（ステップＳ７１０：Ｎｏ）、ＣＰＵ３０１は自動排紙中の用紙のジャム検知を継続する。

＜音解析処理＞
ここで、上記ステップＳ６０３およびステップＳ７０４における音解析処理の手順を説明する。図９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、まず、用紙の搬送中に集音装置３４０から伝達された音データのサンプリングを行う（ステップＳ８０１）。ＣＰＵ３０１は、例えば、サンプリング周期１００［μsec］（サンプリング周波数が１０ｋ［Ｈｚ］）で５１２回サンプリングし、サンプリングされた音データを時系列の音波形データとしてＲＡＭ３０３に逐次保存する。
そして、ＣＰＵ３０１は、このＲＡＭ３０３に保存した音波形データに対して周波数解析を行う（ステップＳ８０２）。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。この周波数スペクトルが、上述した生成スペクトルデータである。

ＣＰＵ３０１は、この生成スペクトルデータを解析結果としてＲＡＭ３０３に格納し（ステップＳ８０３）、終了指示があれば、音解析処理を終了する（ステップＳ８０４：Ｙｅｓ）。終了指示がなければ（ステップＳ８０４：Ｎｏ）、ステップＳ８０１に戻り、ＣＰＵ３０１は音解析処理を継続する。終了指示は、前述した図７のステップＳ６０６、ステップＳ６１０、および図８のステップＳ７０７、ステップＳ７１１の処理によりなされる。

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) 、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、ＣＰＵ３０１でなく、集音装置３４０側で実行しても良い。この場合、ＣＰＵ３０１には、音解析処理の結果が伝達されることになる。

このような音解析処理により生成される生成スペクトルデータの例を図１０（ａ）に示す。ここでは、１００〜５０００［Ｈｚ］までの周波数スペクトルが示されている。欄１００１には周波数、欄１００２には周波数に対応した強さ（Ｈｚ）が、それぞれ示されている。周波数は、１００［Ｈｚ］単位となっているが、この周波数幅は例示である。

本実施形態では、ＲＡＭ３０３に保存される生成スペクトルデータとは別に、製品出荷前に予め上記の音解析処理を実行することで、自動排紙処理時の搬送可否判別に用いられる用紙状態判別データが予めＲＯＭ３０２に記憶されている。用紙状態判別データは、用紙が挫屈しているか挫屈していないかの判別に用いられる。

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）と最小値（下限値）とを算出し、周波数成分の強さの特徴とする。

用紙状態判別データの例を示したのが図１０（ｂ）である。欄１００３には周波数、欄１００４には判別のための閾値として用いる周波数成分の強さの下限値、欄１００５には判別のための閾値として用いる強さの上限値がそれぞれ示されている。用紙状態判別データは、特徴的な周波数成分の数だけ存在する。図示の例の場合、用紙状態判別データは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］）の強さの下限値は６０［Ｈｚ］であり、上限値は１００［Ｈｚ］である。他の周波数についても、図示のように、下限値と上限値とが算出される。
図１０（ｃ）に示される適合数１００６および適合率［％］１００７については、後述する。

＜用紙搬送可否判別処理＞
次に、ステップＳ６０７（図７）およびステップＳ７０９（図８）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１１は、この搬送可否判別処理のフローチャート、図１２は、図１１における判別条件比較処理の詳細フローチャートである。

ＣＰＵ３０１は、判別条件の比較、すなわちＲＯＭ３０２から読み出した用紙状態判別データと、音解析処理の結果である生成スペクトルデータとを、図１２の手順で比較する（ステップＳ９０１）。
図１２を参照し、ＣＰＵ３０１は、まず、適合数を０に初期化する（ステップＳ１１１）。ＣＰＵ３０１は、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Ｓ１１２）。
ＣＰＵ３０１は、次に、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Ｓ１１３）。
生成スペクトルデータの周波数成分の強さ（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Ｓ１１３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１は適合数を１加算する（ステップＳ１１４）。一方、範囲外であれば（ステップＳ１１３：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Ｓ１１５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３０１は比較処理を終了する。達していなければ（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、ＣＰＵ３０１はデータ数ｉを１加算し（ステップＳ１１６）、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。

図１０（ｂ）の用紙状態判別データの場合、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］）について見ると、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］）の間にあるため、上記の周波数Ａは適合しているとして、適合点数を１加算する。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を繰り返す。これにより、図１０（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。

この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を図１３に示す。横軸は周波数、縦軸は強さを示す。用紙状態判別データ１２０１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。図１３において表れる適合点の数が適合数となる。

図１１に戻り、ＣＰＵ３０１は、適合率の算出を行う（ステップＳ９０２）。適合率（％）は、下記式により算出される。
適合率＝適合数÷データ数×１００
図１０（ｂ），（ｃ）の例では、８÷１０×１００＝８０［％］となる。

ＣＰＵ３０１は、算定した適合率が、所定の閾値以上であれば（ステップＳ９０３：Ｙｅｓ）、用紙の挫屈の度合いが大きいと判別して、自動排紙不可能と決定する（ステップＳ９０４）。他方、適合率が上記閾値未満であれば（ステップＳ９０３：Ｎｏ）、ＣＰＵ３０１は、用紙の挫屈度合いが小さいと判別して自動排紙可能と決定して、処理を終了する（ステップＳ９０５）。

本実施形態では、上記適合率の閾値を、上述した第１の用紙搬送可否判別条件（図７：ステップＳ６０２）および第２の用紙搬送可否判別条件（図８：ステップＳ７０３）としてＲＯＭ３０２に設定するものである。
例えば、第１の用紙搬送可否判別条件を、閾値９０％として設定した場合、図１０（ｃ）の例では、適合率が８０％であるため、ＣＰＵ３０１は、用紙の挫屈の度合いが小さいとして用紙搬送可能と判別し、自動排紙処理を実行する。
また、第１の用紙搬送可否判別条件よりも厳しい第２の用紙搬送可否判別条件として、閾値７０％を設定した場合、例えば、図１０（ｃ）の例では８０％なので、ＣＰＵ３０１は、ジャム後の用紙の挫屈の度合いが高いとして、用紙搬送不可能と判別し、その後の用紙搬送を停止する。
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、通常印刷中にジャムが発生したときよりもジャム後の自動排紙中の搬送可否の条件が厳しくなる。そのため、通常印刷中に搬送する用紙と、一旦ジャム停止で搬送を停止した後、自動排紙のために搬送する用紙のそれぞれについて、適切な搬送可否を判別することができる。
これにより、通常印刷中にジャムが発生した場合、自動排紙のための再搬送を実行する確率を高めることができ、ジャムが発生した際に、ユーザがジャム紙の処理をする手間を省くことができる。また、自動排紙時の用紙搬送中に、再度用紙の挫屈度合いが大きいジャムが発生してユーザのジャム処理性が低下することが防止される。

［第２実施形態］
第２実施形態では、第１の用紙搬送可否判別条件および第２の用紙搬送可否判別条件として、適合率の閾値ではなく、２つの用紙状態判別データを設定する。すなわち、第１の用紙搬送可否判別条件として第１の用紙状態判別データを設定し、第２の用紙搬送可否判別条件として第２の用紙状態判別データを設定する。
画像形成、機能ブロック、用紙搬送処理の手順は、第１実施形態とほぼ共通するので、本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。

第２実施形態では、第１実施形態と同様の手順で、図１０（ｂ）のような用紙状態判別データを生成し、これを第１の用紙状態判別データとする。
次に、図１０（ｂ）の強さの下限値１００４を小さくし、上限値１００５を大きくして用紙の挫屈度合いが大きいと判別できる範囲を拡げた第２の用紙状態判別データを作成する。図１０（ｂ）との比較では、周波数Ａの強さの下限値１００４の値から「５」を減算し、強さの上限値１００５の値に「５」を加算して、図１４（ａ）のような第２の用紙状態判別データを生成する。他の周波数についても同様とする。図１４（ａ）のデータ構造は図１０（ｂ）に示したものと同じである。すなわち欄１３０１は周波数、欄１３０２は判別のための閾値として用いる周波数成分の強さの下限値、欄１３０３は上限値である。

これらの用紙状態判別データが予めＲＯＭ３０２に設定されており、ＣＰＵ３０１が、図１１の判別条件比較処理を行う際に読み込むことができるようにする。なお、適合率の閾値については、共通の値がＲＯＭ３０２に設定されている。

次に、第２実施形態における用紙搬送可否判別処理について説明する。
第１の用紙状態判別データを図１０（ｂ）の内容の第１の用紙搬送可否判別条件として用いた場合において、生成スペクトルデータが図１０（ａ）の内容のものであったとする。この場合、適合率は、図１０（ｃ）と同様、８０［％］となる。その結果、共通の閾値９０［％］未満となり、用紙の挫屈の度合いが小さいとして用紙搬送可能と判別される。

他方、図１４（ａ）の内容の第２の用紙搬送可否判別条件を第２の用紙搬送可否判別条件として用いた場合、図１０（ａ）の内容の生成スペクトルデータとの比較の結果、図１４（ｂ）に示されるように、適合度は１０、適合率は１００［％］となる。つまり、図１５に示すように、すべての周波数で、生成スペクトルデータと用紙状態判別データの適合点が存在する。その結果、共通の閾値９０［％］以上となり、用紙の挫屈の度合いが大きいとして、用紙搬送不可能と判別される。

このように、第２実施形態によっても、通常印刷中のジャム時の搬送可否判断よりも自動排紙中の搬送可否判断の条件が厳しくなり、搬送不可能となる。これにより、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜まとめ＞
以上、各実施形態は、搬送路におけるシート材、例えば用紙のジャムを検知するとともに、シート材から発生する音を収集し、収集した音の特徴を解析する。これによりシート材の状態を表す定量化データ（生成スペクトルデータ）を生成する。そして、ＣＰＵ３０１で、ジャムの検知時に生成された定量化データが予め定めた判別条件を満たすかどうかを判別し、満たすときはジャムにより停止したシート材を排出するための再搬送を許可する。さらに、再搬送後の判別条件を現在よりも満たしにくい内容に変更する。
これにより、搬送されるシート材の状態に応じて、ジャムが発生したときのシート材の搬送可否を適切に判別することができる。

また、ＣＰＵ３０１は、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。これにより、定量化データを生成する。これにより、ジャムが発生したときのシート材の状態を適切に把握することができる。

ＣＰＵ３０１は、また、自動排紙処理のための再搬送が不可能なジャムを複数回にわたって強制的に発生させたときに抽出される特徴周波数と当該特徴周波数の強さの変動範囲とを特定する。そして、特定した特徴周波数および強さの変動範囲を、再搬送可否を判別するための状態判別データとしてＲＯＭ３０２に記憶しておく。これにより、再現性良く、再搬送が不可能なレベルのジャムを検出することができる。

さらにＣＰＵ３０１は、ジャムの検知時に定量化した定量化データと、予め記憶されている状態判別データとの適合度を算定し、この適合度が判別条件を満たすときにだけ再搬送を許可する。これにより、ジャムの再発生を抑制することができる。

なお、判別条件は、適合度が第１閾値以上であることを内容とする第１の判別条件と、適合度が前記第１閾値よりも低い第２閾値以上であることを内容とする第２の判別条件とを含む。そして、ＣＰＵ３０１は、第１の判別条件のもとで再搬送を許可した後は、第１の判別条件に代えて第２の判別条件を判別に用いる。

あるいは、判別条件は、定量化データとの適合度が算定される状態判別データにおける変動範囲が第１範囲であることを内容とする第１の判別条件と、変動範囲が第１範囲よりも広い第２範囲であることを内容とする第２の判別条件とを含む。そして、ＣＰＵ３０１は、第１の判別条件のもとで再搬送を許可した後は、第１の判別条件に代えて第２の判別条件を判別に用いる。これにより、第１判別条件を満たすジャムの場合には、自動搬送処理が可能となるので、ジャムの発生により直ちに操作者がメインテナンスする必要がなくなり、画像形成装置の稼働率を高めることができる。

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 (5)

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第１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い、前記第１の判別条件で搬送可能と判別されたシート材についてさらに搬送可否の判別を行う場合、前記第１の判別条件に代えて、前記第１の判別条件よりも搬送可能と判別されにくい第２の判別条件を用いる制御手段と、
   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、前記第１の判別条件及び第２の判別条件として、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定量化データを用いる、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記第１の判別条件及び第２の判別条件として、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定量化データと前記処理手段で生成された前記定量化データとの適合度に関する閾値を用いる、
   請求項１記載の画像形成装置。
4. 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。
5. 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、第１の判別条件と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、
   前記定量化データと、前記第１の判別条件よりも搬送可能と判別されにくい第２の判別条件と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、を含むことを特徴とする、
   画像形成装置におけるシート材の再搬送可否判別方法。

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