JP5434124B2 - 用紙搬送装置、用紙搬送方法および画像形成装置 - Google Patents

用紙搬送装置、用紙搬送方法および画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、用紙搬送装置、用紙搬送方法および画像形成装置に関するものである。
従来、複写機、プリンタなどの画像形成装置において、ステッピングモータ等による駆動力にて用紙搬送ローラを回転し、用紙の搬送経路中に配置したセンサにて用紙の搬送方向の端面位置を検知して用紙の搬送制御を行う技術は、既に知られている。これらにおいては、用紙の搬送方向の先端部から搬送方向の下流側に、センサの検知開始を目的として、ある程度の仮想距離を設定している。
たとえば、用紙先端から30mmの仮想距離を設定する場合には、次用紙がセンサに到達予定の30mm手前から当該センサを見始める。反対にセンサの検知終了として、用紙先端から上流側(後側)に50mmの仮想距離を設定する場合には、次用紙がセンサに到達予定の50mm後まで、センサを見続ける。これらセンサによる検知のための仮想距離は、用紙の狙いの到達時刻に対し、制御上等で許容できるプラスマイナスのバラツキを考慮して設定される。よって、問題となるような搬送異常がなければ、上記センサの検知時間内に用紙ONが検知され、滞りなく用紙搬送されることとなる。反対に上記センサの検知時間内に用紙がONしなければ、何らかの不具合が在ったものとして、ジャムと判断する。このようにセンサにて用紙のON信号を取得することで、その用紙の搬送制御や、ジャム検知に役立てる技術は、既に知られている。
このような技術としては、間欠搬送する用紙搬送手段を備えた場合のジャム検知を精度良く行なうことができる画像形成装置の制御方法および画像形成装置を提供する目的で、ステッピングモータのスルーアップ特性やスルーダウン特性に応じてジャム検知のタイミングを決定する構成が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記に示されるようなステッピングモータにて用紙搬送ロ−ラを駆動する従来の用紙搬送装置にあっては、先行紙のレジスト停止に伴って後続の用紙も停止させられた時に、センサがまだ未検知状態であるにもかかわらず、後続の用紙がステッピングモータのスルーダウンに伴って前記未検知状態のセンサまで搬送されてしまう条件が有る。その結果、そういった条件ではセンサにて用紙先端のエッジを検出できずに、いわゆる「センサ届かずジャム」となってしまうという問題点があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ステッピングモータにて用紙搬送ロ−ラを駆動する用紙搬送装置において、先行紙のレジスト停止に伴って後続の用紙も停止させられる時でも、センサにて用紙先端のエッジを確実に検出することで、用紙が正常なタイミングで搬送されているにも関わらず「センサ届かずジャム」と認識してしまう不具合を防止することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、用紙の給紙および搬送をステッピングモータの駆動力によって行なう給紙搬送手段と、レジストローラの直前位置に配置したレジストセンサと、給紙後の搬送経路に配置した搬送路センサと、連続給紙時に、前記搬送路センサが、用紙の先端を検知すると予測される時点よりも、少なくとも前記ステッピングモータの停止時のスルーダウンに伴って用紙が搬送される距離を前記ステッピングモータの通常搬送で搬送したときにかかる時間前に、前記搬送路センサの検知を開始する紙搬送制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明は、ステッピングモータにて用紙搬送ロ−ラを駆動する用紙搬送装置において、先行紙のレジスト停止に伴って後続の用紙も停止させられる時でも、搬送路センサにて後続の用紙先端のエッジを確実に検出することにより、用続の紙が正常なタイミングで搬送されているにも関わらず、「センサ届かずジャム」と認識してしまう不具合を防止することができるという効果を奏する。
図1は、この実施の形態にかかる用紙搬送系を搭載した画像形成装置の概略構成を示す説明図である。 図2は、図1における3段目の給紙トレイからレジストローラ部までの給紙・搬送経路を示す説明図である。 図3は、この実施の形態にかかる給紙・搬送系の制御構成を示すブロック図である。 図4は、この実施の形態の給紙搬送制御の動作例(その1)を示すフローチャートである。 図5は、この実施の形態の給紙搬送制御の動作例(その2)を示すフローチャートである。 図6は、図4の給紙搬送制御の動作例(その1)を示すタイミングチャートである。 図7は、従来における給紙搬送制御の動作例を示すフローチャートである。 図8は、図7の給紙搬送制御の動作例を示すタイミングチャートである。
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる用紙搬送装置、用紙搬送方法および画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。
(実施の形態)
図1は、この実施の形態にかかる用紙搬送系を搭載した画像形成装置の概略構成を示す説明図である。この図1において、符号1は複写機などの画像形成装置、符号2は給紙装置、符号3は複数枚の用紙を収容する用紙積載部(給紙トレイ)、符号4は給紙搬送対象の用紙、符号5はFRR給紙方式によるFRR給紙部、符号6は給紙から中継ローラ間の縦搬送部(搬送経路)、符号7は用紙を送り出すピックアップコロ、符号8は用紙を1枚ずつ給紙するフィードコロ、符号9は正回転/逆回転し、重送防止機能を有するリバースコロ、符号10は給紙直後の用紙を検知する給紙センサ、符号11は縦搬送部6の縦搬送コロ、符号12は縦搬送部6の用紙を検知するとONになる縦搬送センサである。なお、上記のセンサとしては、たとえば発光素子と受光素子とが一体化された反射型フォトインタラプタなどの光学センサを用いる。
また、図1において、符号13はレジストローラ部16へ用紙を搬送する中継ロ−ラ、符号14は中継ロ−ラ13部分に到達した用紙を検知する中継センサ、符号15はレジストローラ部16の直前に配置され、用紙先端を検知するレジストセンサ、符号16は感光体18上の画像とタイミングをとって用紙を搬送するレジストロ−ラ部、符号17は感光体18上の画像を用紙に転写して搬送する転写部、符号18は静電潜像を形成する感光体である。なお、この図1は電子写真方式で画像を形成するもので他の必要な機構については省略してある。
なお、FRR給紙方式とは、Feed Riverse Rollerの略で、ピックアップコロ7、フィードコロ8、トルクリミッタを内蔵し、正回転(給紙方向)/逆回転(戻し方向)するリバースコロ9、による多数枚送り防止機能を有する給紙方式である。すなわち、FRR給紙は、フィードコロ8とリバースコロ9は通常は給紙方向に連れ周りしているが、両コロのニップ部分に2枚以上の用紙が進入した場合、リバースコロ9が逆回転して2枚以降の用紙を戻す機構を有する給紙方式である。なお、各コロは表層部分が高摩擦係数、高耐久性のゴム材で形成されている。
図1に示す画像形成装置1は、画像形成部の下部に、3段の用紙積載部3を有するものである。この実施の形態では3段目の給紙部分から給紙する場合を例にとって説明を行なう。3段目の用紙積載部(給紙トレイ)3上に積載された用紙4は、3段目のFRR給紙部5、および搬送部6を経てレジストロ−ラ部16に達して一時停止する。レジストロ−ラ部6が停止することでそのニップ部分で用紙がやや過分送り状態で停止し、所定のレジスト調整作業(感光体18上の画像との位置合わせ、スキュー補正)を経た後に、レジストロ−ラ部16が再起動し、再び搬送する。その後、用紙4はトナー画像が転写され、加熱および圧力の作用によって定着処理された後に機外に排紙される。
以下、「給紙〜搬送」部の用紙搬送に関して詳述する。図2は、図1における3段目の給紙トレイ3からレジストローラ部16までの給紙・搬送経路を示す説明図であり、1段目および2段目の構成は省略してある。この図2において3段目にかかる要素については符号の末尾にCを付加し、また、1段目はA、2段目はBを付加する。図2において、符号10Cは給紙センサ、符号20Cはステッピングモータ、符号21Cはリバースコロ9のフィードコロ8からの離間(脱圧)を行なうためのソレノイド、符号22Cは給紙トレイ3の底板を上昇するための底板上昇モータ、符号23Cはピックアップコロ7の位置(紙面位置)を検知する高サセンサ、符号24Cはピックアップコロ7を紙面から離間するためのソレノイドである。
図3は、上述した給紙・搬送系の制御構成を示すブロック図である。図示するように、システムコントローラ30によりこの画像形成装置1は統括的に制御が行なわれる。システムコントローラ30は、CPU,ROM,RAM、タイマーなどを有するマイクロコンピュータシステムで構成され、ROMに格納されたプログラムにしたがってCPUが後述する給紙搬送の制御などを実行する。
なお、図3において各段目のステッピングモータを各段目SPMと記し、その各段目SPMはシステムコントローラ30の信号にしたがってドライバによって駆動される。また、符号20Dは両面搬送用の両面SPM(ステッピングモータ)である。また、この図3においてP.Rはピックアップコロ、R,Rはリバースコロ、SOLはソレノイドの略記である。
この図2および図3に示すように、ピックアップコロ7にはフィードコロ8へ送り出し動作後に紙面から離間するための各段目のソレノイド24A,B,Cによる機構が設けられている。また、リバースコロ9には分離搬送後に脱圧し、用紙の重送による下部用紙の引きずりを防止するための各段目のソレノイド21A,B,Cによる機構が設けられている。また、ピックアップコロ7の部分には各段目の底板上昇モータ22A,B,Cによる紙面高さを一定にする(給紙圧を一定にする)ための高サセンサ23A,B,Cがそれぞれ設けられている。
ここで、従来における給紙搬送制御の動作について図7に示すフローチャート、図8に示すタイミングチャートを用いて説明する。なお、ここでの装置構成については図1〜図3の構成を参照する。図7のフローチャートでは、「3段目の給紙センサ10CのON位置から3段目の縦搬送センサ12CのON」間で、先行紙によるレジスト停止が入る場合について示している。
図7において、3段目の底板上昇モータ22CのON〜OFF動作により、用紙束上面を所定位置に保つ(ステップS1)。画像形成装置1に対するスタート信号、または、先行紙後端の3段目給紙センサ10Cの抜けをトリガーに、3段目の次給紙開始が行なわれる(ステップS2)。続いて、画像形成装置1に対するスタート信号、または、先行紙後端の給紙センサ10Cの抜けをトリガ−に、給紙段のステッピングモータ20Cを、励磁ONさせる(先行紙がある場合は、スルーダウン後に励磁)。また同時に、給紙段のピックアップコロソレノイド24Cとリバーススコロソレノイド21CもON制御される(ステップS3)。その後、所定のタイミングにて、3段目のステッピングモータ20Cは、CW(clockwise:右回り)回転し、1・2段目のステッピングモータ(20A、20B)は、CCW(counterclockwise:左回り)回転する(ステップS4)。続いて、フィードコロ8の直後に設けた3段目の給紙センサ10Cを、用紙4の先端にてONした(ステップS5)のをトリガ−にして、3段目のピックアップコロソレノイド24CをOFFする(ステップS6)。ここで、先行紙によるレジスト停止があった場合、全モータを一斉停止する(ステップS7)。この場合、モータはスルーダウンを開始、スルーダウンの完了後に停止する。スルーダウンのスタート後に3段目の縦搬送センサ12Cにおける未到達ジャムの検出を開始する(ステップS8)。その後用紙がスルーダウンによって搬送され、3段目の縦搬送センサ12CがONする(ステップS9)。この時点でステッピングモータ20Cのスルーダウンが完了して停止する(ステップS10)。このように、停止のためのスルーダウン中に後続用紙の先端が3段目縦搬送センサ12Cを越えてしまうことがある。その後、レジストが再スタートする(ステップS11)。3段目縦搬送センサ12CのON前にレジストが停止すると、レジスト停止期間中は、システムコントローラは3段目の縦搬送センサ12CのONを検知することが出来ない。このため、紙が来ていないと判断し、ステッピングモータのジャムをタイムアウトとする(ステップS12)。
また、図7、図8に示す従来の制御動作にあっては、図7のステップS9において用紙は正常に搬送されているにもかかわらず、検知開始前にレジスト停止期間となってしまっているため3段目縦搬送センサ12CのONを認識できなかった。また、ステップS9ではシステムコントローラが3段目縦搬送センサ12CのONを認識していないので、CW回転にて3段目縦搬送センサ12Cへ送ろうとする。また、ステップS12では用紙の先端エッジを検出できないので、所定のタイムアウトとなる。このように複写機等の画像形成装置にて、先行紙のレジスト停止に伴って後続の用紙も停止させられた時に、センサがまだ未検知状態であるにもかかわらず、後続の用紙がステッピングモータのスルーダウンに伴って前記未検知状態のセンサ迄搬送されてしまう条件が有り、結果、そういった条件では前記センサにて後続用紙先端のエッジを検出できずに、「センサ届かずジャム」となってしまう不具合が発生してしまうことがあった。
図4は、この実施の形態の給紙搬送制御の動作例(その1)を示すフローチャートである。また、図6は、図4の給紙搬送制御の動作例(その1)を示すタイミングチャートである。この図6に示すタイミングチャートは特に3段目の縦搬送センサ12Cの検知開始タイミングに特徴がある。なお、このフローチャートに示す動作はシステムコントローラ30により統括的に実行される。この図4は、「3段目の給紙センサ10CのON位置から3段目の縦搬送センサ12CのON」間で、先行紙によりレジストローラ部分16で停止が入る場合の例である。
図4において、まず、3段目の給紙トレイ3に設けられた底板に、給紙対象の用紙4が所定枚数載せられて給紙装置2にセットされる。前記用紙4は、3段目の底板上昇モ−タ22Cにより、その上面位置がほぼ一定(ピックアップコロ7の位置を高サセンサ23Cで検知する)になるように持ち上げられている(ステップS101)。画像形成装置1に対するスタート信号、または、先行紙後端の3段目給紙センサ10Cの抜けをトリガ−に、3段目の次給紙開始が行なわれる(ステップS102)。本例の場合、給紙段1段あたり1つのステッピングモータにて、各搬送コロを駆動しており、ステッピングモータの回転方向と図示しない駆動系により、回転駆動するコロを下記のように切り替える。
3段目のステッピングモータ20CがCW(clockwise:右回り)回転時は、3段目のピックアップコロ7とフィードコロ8および縦搬送コロ11は、用紙搬送方向に正回転し、3段目のリバースコロ9は用紙戻し方向に逆回転している。また、3段目のステッピングモータ20CがCCW(counterclockwise:左回り)回転時には、3段目の縦搬送コロ11は用紙搬送方向に正回転し、3段目のリバースコロ9は、用紙4を戻す方向に逆回転する。
画像形成装置1に対するスタート信号、または、先行紙後端の給紙センサ10Cの抜けをトリガ−に、給紙段のステッピングモータ20Cを、励磁ONさせる。(先行紙がある場合は、3段目のステッピングモータ20Cがスルーダウン後に励磁)また同時に、給紙段のピックアップコロソレノイド24Cとリバースコロソレノイド21CもON制御される(ステップS103)。
ピックアップコロソレノイド24CのON/OFFにより、ピックアップコロ7を用紙束4に対して加圧接触/離間させる。また、リバースコロソレノイド21CのON/OFFにより、リバースコロ9をフィードコロ8に対して加圧接触/離間(脱圧)させる。その後、所定のタイミングにて、3段目のステッピングモータ20Cは、CW回転し、1・2段目のモ−タ(20A、20B)は、CCW回転する(ステップS104)。
以上により、用紙4と当接したピックアップコロ7は、用紙4を給紙トレイ3から送り出す。次いで用紙4は、フィードコロ8およびリバースコロ9まで搬送され、ここで1枚に分離される。その後、フィードコロ8の直後に設けた3段目の給紙センサ10Cを、用紙4の先端にてONした(ステップS105)のをトリガ−にして、3段目のピックアップコロソレノイド24CをOFFする(ステップS106)。また、3段目の給紙センサ10CのONをトリガ−にして、搬送方向下流の3段目の縦搬送センサ12Cにおける未到達のジャム検出開始も行なわれる(ステップS107)。
具体的には、システムコントローラが「3段目の給紙センサ10CのON位置から3段目の縦搬送センサ12CがONするまで」の距離を踏まえ、3段目の縦搬送センサ12CのON予測時間に対し、ある距離分前に、3段目の縦搬送センサ12Cの状態を検出し始める。本例では、予測される3段目の縦搬送センサ12CのON時間に対して、ステッピングモータのスルーダウンに伴って用紙Cが搬送される距離を、通常搬送時にかかる時間に換算した分、3段目縦搬送センサ12CのON検知開始位置を早くしている。3段目給紙センサ10C及び3段目縦搬送センサ12Cは用紙を検知するとONになるセンサのため、これは用紙の先端が3段目縦搬送センサ12Cに検知されると予測される時間よりも、ステッピングモータのスルーダウンに伴って用紙Cが搬送される距離を通常搬送時にかかる時間に換算した分、3段目縦搬送センサ12CのON検知開始位置を早くするということになる。
このように、検知が開始された後、先行紙があった場合には所定のタイミングで全モータが一斉に停止する。これにより、先行紙との紙間を調整する(ステップS108)。全モータが停止した後に、スルーダウンに伴って用紙先端が3段目の縦搬送センサを通過し、3段目の縦搬送センサ12CがONする(ステップS109)。既に検知が開始された後であるため、レジスト停止期間中であってもシステムコントローラは3段目の縦搬送センサ12CのONを認識することができる。その後、3段目のステッピングモータ20Cのスルーダウンが完了する(ステップS110)。所望の紙間が得られた後、3段目のステッピングモータ20CをCCW回転し、1・2段目のステッピングモータ20A,BをCCW ONする(ステップS111)。
図5は、この実施の形態の給紙搬送制御の動作例(その2)を示すフローチャートである。この図5は、「3段目の給紙センサ10のON位置から3段目の縦搬送センサ12CのON」間で、先行紙によりレジストローラ部16で停止が入らない場合の例である。この図5のステップS121〜S127までの動作は図4に示したフローチャートのステップS107までと同じであり、ステップS128以降が異なる。よって、ここでは重複説明を省略し、異なる動作について説明する。
ステップS127が終了した後、用紙が搬送され3段目の縦搬送センサ12CがONする(ステップS128)。その後、所定の紙間を得るために、3段目のステッピングモータ20CのみOFFする(ステップS129)。そして、3段目のステッピングモータ20Cのスルーダウン分、用紙4を搬送し(ステップS130)、所望の紙間を得た後、3段目のステッピングモータ20CをCCW回転する(ステップS131)。その後は、上段の縦搬送コロ11や中継ローラ13を経て、レジストローラ部16へと搬送されてレジスト処理を行なう。
ところで最近の画像形成装置は、大抵複数の給紙段を有し、かつ、用紙4の搬送方向長さも不定形紙に対応している(本例では、139.7mm〜432mm間の不定形紙に対応している)。これにより、予想される「3段目縦搬送センサ12CのONタイミング」の直前のタイミングにて、先行紙によりレジストローラ部16で停止になってしまう場合がある。
これに対し、この実施の形態では、予測される3段目の縦搬送センサ12CのON時間に対して、少なくともステッピングモータのスルーダウンに伴って用紙Cが搬送される距離を時間に換算した分以上3段目縦搬送センサ12CのON検知開始位置を早くしているので、ステッピングモータ20Cがスルーダウンに入る前には3段目の縦搬送センサ12Cは、確実にON検知待ち状態になっている。つまり、レジストローラ部16で停止状態に入った時でも、「検知自体は継続、すなわちON検知待ち状態」になっている。
先に述べた従来の技術においてであったような、「縦搬送センサ12がまだ未検知状態であるにもかかわらず、後続の用紙4がステッピングモータ20Cのスルーダウンに伴って前記未検知状態のセンサまで搬送されてしまい、結果、前記センサにて後続用紙先端のエッジを検出できずに、センサ届かずジャムとなってしまう」という不具合を確実に生じないようにすることができる。
また前記「ステッピングモータ20Cのスルーダウンに伴って用紙4が搬送される距離」は、用紙サイズによってほとんど変化がないので、用紙サイズに関わらず一定値とすることで、搬送制御を複雑にすることなく、制御対応可能とすることができる。
なお、この実施の形態では3段目からの給紙搬送を例にとって説明したが、(用紙の搬送方向長さや、給紙段が異なれば他の段でも不具合が起り得るので、)他の段も同様の制御にした方が良いことは言うまでもない。また本例では、段あたりの搬送モ−タが1つの場合を例にとって説明したが、給紙段あたりの搬送モ−タを複数個設ける場合にも本発明が適用できることは言うまでもない。
したがって、上述した実施の形態によれば、ステッピングモータによる駆動力にて用紙搬送ロ−ラを回転し、用紙搬送経路中に配置したセンサにて用紙搬送方向端面位置を検知して用紙搬送制御を行う用紙搬送装置において、用紙の搬送方向先端部より搬送方向下流側に設定するセンサの検知開始位置を、予測される用紙先端の検知タイミングよりも、少なくともステッピングモータのスルーダウンに伴って用紙が搬送される距離を通常搬送で搬送される時間前にしたので、ステッピングモータにて用紙搬送ロ−ラを駆動する用紙搬送装置において、先行紙のレジスト停止に伴って後続の用紙も停止させられる時でも、センサにて用紙先端のエッジを確実に検出することにより、用紙が正常なタイミングで搬送されているにも関わらず、「センサ届かずジャム」と認識してしまう不具合を防止することができる。
以上のように、本発明にかかる用紙搬送装置、用紙搬送方法および画像形成装置は、複写機やプリンタなどの画像形成装置、各種シートを搬送処理するフィーダ装置などに有用であり、特に、ステッピングモータによって給紙ローラ、搬送ローラを駆動制御する装置・システムなどに適している。
1 画像形成装置
2 給紙装置
3 給紙トレイ
4 用紙
5 FRR給紙部
7 ピックアップコロ
8 フィードコロ
9 リバースコロ
10A,B,C 給紙センサ
12A,B,C 縦搬送センサ
14 中継センサ
15 レジストセンサ
16 レジストローラ部
20C ステッピングモータ
30 システムコントローラ
特開2007−54962号公報

Claims (5)

  1. 用紙の給紙および搬送をステッピングモータの駆動力によって行なう給紙搬送手段と、
    レジストローラの直前位置に配置したレジストセンサと、
    給紙後の搬送経路に配置した搬送路センサと、
    連続給紙時に、前記搬送路センサが、用紙の先端を検知すると予測される時点よりも、少なくとも前記ステッピングモータの停止時のスルーダウンに伴って用紙が搬送される距離を前記ステッピングモータの通常搬送で搬送したときにかかる時間前に、前記搬送路センサの検知を開始する紙搬送制御手段と、
    を備えることを特徴とする用紙搬送装置。
  2. 前記紙搬送制御手段は、用紙の搬送方向の先端部より搬送方向の下流側に設定する前記搬送路センサによる検知開始位置を、用紙サイズに関わらず一定値で行なうことを特徴とする請求項1に記載の用紙搬送装置。
  3. 少なくとも、用紙の給紙および搬送をステッピングモータの駆動力によって行なう給紙搬送手段と、レジストローラの直前位置に配置したレジストセンサと、給紙後の搬送経路に配置した搬送路センサと、を有する用紙搬送装置の用紙搬送方法であって、
    連続給紙時に、前記搬送路センサが、用紙の先端を検知すると予測される時点よりも、少なくとも前記ステッピングモータの停止時のスルーダウンに伴って用紙が搬送される距離を前記ステッピングモータの通常搬送で搬送したときにかかる時間前に、前記搬送路センサの検知を開始するように給紙搬送を制御することを特徴とする用紙搬送方法。
  4. 前記用紙の搬送方向の先端部より搬送方向の下流側に設定する前記搬送路センサによる検知開始位置を、用紙サイズに関わらず一定値で行なうことを特徴とする請求項3に記載の用紙搬送方法。
  5. 請求項1または2に記載の用紙搬送装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
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