JP5576918B2 - 画像形成システム及び給紙装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置とオプションユニットである給紙装置との間で通信を行う画像形成システム及び給紙装置に関する。

画像形成装置には、様々な機能を拡張するため、給紙装置などのオプションユニットが接続される。このようなオプションユニットと、画像形成装置とは、情報を伝達するための信号線で接続されている。例えば、複数のオプションユニットが接続されている場合、画像形成装置は、給紙動作または搬送動作を行うために各オプションユニットの状態を確認する必要がある。オプションユニットとしての給紙装置の状態としては、例えば、給紙装置内に記録材があるか、給紙装置のカセットが装着されているか等がある。これら複数の状態を確認する必要がある。そのため、複数のオプションユニットが接続されている場合、画像形成装置は、各オプションユニットとの間で効率的な情報の送受信が求められている。

特許文献１は、画像形成装置とオプションユニットとの通信インターフェースとして、複数のオプションユニットを順次バス接続した画像形成装置を示している。特許文献１に記載の画像形成装置は、所定の処理を複数のオプションユニットへ同時に伝達し、処理内容に合わせて該当するオプションユニットが動作するように構成されている。また、特許文献２は、下位装置内の内部状態の変化を上位装置に報知する手段を設けた画像形成装置を示している。

特開平０８−００８９３５号公報 特開平０２−３３３０２８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、画像形成装置本体からの指令に関する通信回数を低減できるものの、増設された複数のオプションユニットからの応答信号を個別に受信する必要がある。そのため、画像形成装置は、例えば、システム全体の紙搬送状態を監視する場合、増設されているオプションユニットの数だけ通信を行う必要がある。よって、通信時間や通信負荷が増大するという問題が生じる。

また、特許文献２に記載の画像形成装置は、当該画像形成装置の内部情報を接続されているオプションユニットに対して報知する場合、別途、報知するための信号線を設ける必要がある。また、この画像形成装置は、当該画像形成装置からオプションユニットに送信する信号について、個別に送信する必要がある。よって、通信時間や通信負荷が増大するという問題が生じる。

上述した問題の具体例として、オプションユニットとして装着される給紙装置における給紙動作を実行する上で給紙動作の実行間隔が短くできなうという問題がある。通常、給紙装置内に積載されている紙を送り出す給紙動作を行う場合、ジャムの発生や給紙ローラの不必要な磨耗を抑制する必要がある。そのため、画像形成装置は、ある給紙装置に対して給紙指示を行って給紙動作を実行させる。そして給紙動作後に、画像形成装置が給紙装置に積載されている記録材の有無を確実に検知した後で、次の給紙指示を行っている。ここで、画像形成装置と、複数の給紙装置との間で通信時間が大きい場合や通信負荷が高い場合、その処理のために記録材を給紙する間隔（以下紙間という）を広げる必要がでてくる。紙間が広がれば、画像形成動作のスループット（単位時間あたりのプリント枚数）が低下してしまう。

本発明は、例えば、記録材に画像を形成する画像形成装置と、前記画像形成装置に装着され、前記画像形成装置に記録材を給紙する複数の給紙装置と、前記画像形成装置と複数の前記給紙装置の夫々とを接続する共通の信号線であって、前記画像形成装置から複数の前記給紙装置の夫々に対して定期的にコマンドを送信するための第１の信号線と、前記画像形成装置と複数の前記給紙装置の夫々とを接続する共通の信号線であって、前記コマンドに応答して複数の前記給紙装置から前記画像形成装置に前記給紙装置の状態情報を送信する第２の信号線とを有し、前記画像形成装置は、前記給紙装置から給紙動作中でないことを示す情報を受信することによって前記給紙装置に給紙指示を送信し、前記給紙装置は、前記画像形成装置から前記給紙指示を受信することによって給紙動作を開始する、画像形成システムとして実現できる。前記画像形成装置は、前記第１の信号線を介して複数の前記給紙装置から前記状態情報を返信する給紙装置を指定する前記コマンドを送信し、前記給紙装置は、装置内に積載された記録材の有無を検知する検知手段を有しており、前記複数の給紙装置のうち、前記コマンドにより指定された給紙装置は、前記コマンドに応答して、前記第２の信号線を介して前記コマンドにより指定された状態情報と、前記コマンドにより指定されていない予め定められた状態情報を前記画像形成装置に送信する際に、前記検知手段によって記録材が無いと検知されている場合は所定時間待機した後に前記予め定められた状態情報として給紙動作中でないことを示す情報を送信し、前記検知手段によって記録材が有ると検知されている場合は前記所定時間待機することなく前記予め定められた状態情報として給紙動作中でないことを示す情報を送信することを特徴とする。

また、本発明は、例えば、画像形成装置に装着され、前記画像形成装置から給紙指示を受信することによって給紙動作を開始し、前記画像形成装置に記録材を給紙する給紙装置として実現できる。給紙装置は、前記画像形成装置から出力されるコマンドを受信する受信部と、前記コマンドにより状態情報の返信を指定されると、前記コマンドにより指定された状態情報と、前記コマンドにより指定されていない予め定められた状態情報を送信する送信部と、積載された記録材の有無を検知する検知手段と、を有し、前記検知手段によって記録材が無いと検知されている場合は所定時間待機した後に前記予め定められた状態情報として給紙動作中でないことを示す情報を前記画像形成装置に送信し、前記検知手段によって記録材が有ると検知されている場合は前記所定時間待機することなく前記予め定められた状態情報として給紙動作中でないことを示す情報を前記画像形成装置に送信することを特徴とする。

また、本発明は、例えば、画像形成装置に接続される給紙装置として実現できる。給紙装置は、前記画像形成装置から出力されるコマンドを受信する受信部と、前記コマンドにより状態情報の返信を指定されると、前記コマンドにより指定された状態情報と、前記コマンドにより指定されていない予め定められた状態情報を送信する送信部と、を有することを特徴とする。

本発明は、例えば、画像形成装置とオプションユニットとの間における信号線の増加を抑制するとともに、通信時間を短縮し、かつ、通信負荷を軽減させる画像形成システムを提供できる。

第１の実施形態に対応する画像形成装置の構成を示す概略図である。 第１の実施形態に対応する各機構部を制御する制御系の回路構成を示す図である。 第１の実施形態に対応するエンジン制御部と各給紙装置の制御部とのシリアル通信を示す図である。 第１の実施形態に対応するエンジン制御部と各給紙装置の制御部との詳細な制御を示す図である。 第１の実施形態に対応する通信制御信号のタイミングを示すタイミングチャートである。 第１の実施形態に対応する画像形成装置の制御を示すフローチャートである。 第１の実施形態に対応する給紙装置の制御を示すフローチャートである。 第１の実施形態に対応する給紙装置の制御を示すフローチャートである。 第２の実施形態に対応する給紙装置の制御を示すフローチャートである。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

＜第１の実施形態＞
以下に、図１から図７を参照して、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に対応する画像形成装置の構成を示す概略図である。

画像形成装置１００は、画像形成部１０１、定着部１０２、搬送路１０３、排紙トレイ１０４及び給紙カセット１０５を含む。さらに、画像形成装置１００には、オプションユニットとして給紙装置１１１、１１９、１２７が取り外し可能に装着されている。また、本実施形態では、オプションユニットとして給紙装置を一適用例として説明する。

画像形成部１０１は、静電潜像を担持する担持体である感光体ドラム及び感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像装置を有する。このような構成により、画像形成部１０１は、給紙カセット１０５または給紙装置１１１、１１９、１２７から搬送路１０３上を搬送される記録材１４０に画像を形成する。また、搬送路１０３には、記録材１４０が搬送されてきたことを検知するセンサが複数配置されている。

画像形成部１０１によって画像が形成されると、記録材１４０は、定着部１０２に搬送される。定着部１０２は、記録材１４０上に形成された未定着の現像剤像を記録材１４０に定着させる。また、定着部１０２の下流側には、排紙ローラが配設されている。排紙ローラは、記録材１４０を排紙トレイ１０４へ排出する。

記録材を積載する給紙カセット１０５には、それぞれサイズセンサ１０６、装着センサ１０７及び有無センサ１０８が配置されている。また、給紙カセット１０５の近傍には、ピックアップローラ１０９及びローラ対１１０が配置されている。サイズセンサ１０６は、給紙カセット１０５に収納された紙のサイズを検出する。装着センサ１０７は、給紙カセット１０５が画像形成装置１００に収納されているか否かを確認する。有無センサ１０８は、給紙カセット１０５に記録材１４０が積載されているか否かを検出する。ピックアップローラ１０９は、１回転することにより、給紙カセット１０５から記録材１４０を給紙し、搬送路１０３に送り出す。ローラ対１１０は、ピックアップローラ１０９にてピックアップされた記録材１４０を１枚に分離して搬送路１０３に送り出す。

給紙装置１１１、１１９、１２７は、画像形成装置１００に取り外し可能に接続されるオプションユニットである。給紙装置１１１、１１９、１２７には、給紙カセット１１２、１２０、１２８、給紙カセット内の紙のサイズを検出するサイズセンサ１１３、１２１、１２９を有している。さらに、給紙カセット１１２、１２０、１２８が装着されているかを検知する装着センサ１１４、１２２、１３０及び紙の有無を検出する有無センサ１１５、１２３、１３１が配置されている。また、給紙カセット１１２、１２０、１２８の近傍には、ピックアップローラ１１６、１２４、１３２及びローラ対１１７、１２５、１３３が配置されている。これらの構成要素は、画像形成装置１００の給紙カセット１０５からの給紙動作と同様の動作を行う。また、給紙カセット１１２、１２０、１２８の近傍には、搬送センサ１１８、１２６、１３４が配置されている。搬送センサ１１８、１２６、１３４は、ピックアップローラ１１６、１２４、１３２の給紙動作によって確実に記録材１４０が給紙されたか否かを検出するために記録材１４０の先端を検出する。

以上説明したように各給紙装置は、給紙カセット、サイズセンサ、装着センサ、有無センサ、ピックアップローラ、ローラ対、搬送センサを備えている。

また、各給紙装置は画像形成装置に対して装着するための機構が備えられている。画像形成装置にも給紙装置を接続するための機構が備えられている。具体的には給紙装置側に図１のような例えばピン形状の凸部（１３９、１４０、１４１）が設けられており、画像形成側の凹部（１３５）に凸部が挿入されて接続される。また給紙装置にも凹部（１３６、１３７、１３８）があり、給紙装置どうしを接続する場合に用いられる。凸部と凹部は、図１では１つしか図示していないが２つ以上設けて接続して位置決めする構成になっている。また以下に説明する画像形成装置と給紙装置との通信のための信号線を接続するコネクタ（不図示）が画像形成装置と給紙装置とに夫々設けられている。

図２は、第１の実施形態に対応する各機構部を制御する制御系の回路構成を示す図である。ここでは、図１で説明した画像形成装置１００の各機構部を制御する制御ブロックについて説明する。

画像形成装置１００は、プリンタコントローラ２０１及びエンジン制御部２０２を含む。また、画像形成装置１００は、各機構部に直接接続され、かつ、エンジン制御部に接続される高電圧制御部２０３、光学系制御部２０４、定着器制御部２０５、センサ入力部２０６及び搬送制御部２０７を含む。

プリンタコントローラ２０１は、ホストコンピュータ等の外部機器から送られる画像コードデータをビットデータに展開するとともに、画像形成装置１００内部の情報を読み取ってオペレーションパネルに表示する。エンジン制御部２０２は、各機構部をプリンタコントローラ２０１の指示に従って動作制御するとともに、プリンタコントローラ２０１へ各機構部の内部情報を報知する。

高電圧制御部２０３は、画像形成を行うための各工程における高電圧出力制御をエンジン制御部２０２の指示に従って制御する。光学系制御部２０４は、露光装置の駆動または停止をエンジン制御部２０２の指示に従って制御する。定着器制御部２０５は、定着ヒータへの通電の駆動または停止をエンジン制御部２０２の指示に従って制御する。

センサ入力部２０６は、画像形成装置１００内に配置された各センサの駆動または停止をエンジン制御部２０２の指示に従って制御する。搬送制御部２０７は、画像形成装置１００内に配置された各ローラをエンジン制御部２０２の指示に従って駆動または停止することで、記録材１４０の搬送を制御する。

また、エンジン制御部２０２には、給紙装置１１１、１１９、１２７の各制御部２０９、２１１、２１３が信号線で接続されている。各制御部２０９、２１１、２１３は、エンジン制御部２０２に対して縦続に信号線で接続され、シリアル通信が可能である。各給紙装置の制御部２０９、２１１、２１３とエンジン制御部２０２との通信についての詳細は、図３Ａ及び図３Ｂを用いて後述する。

図３Ａは、第１の実施形態に対応するエンジン制御部と各給紙装置の制御部とのシリアル通信を示す図である。ここでは、画像形成装置１００及びオプションユニットである給紙装置１１１、１１９、１２７のシリアル通信と、各給紙装置に固有の識別情報を割り当てる方法とについて説明する。

エンジン制御部２０２は、当該エンジン制御部２０２を制御するＣＰＵ３０１を含む。同様に、各給紙装置の制御部２０９、２１１、２１３は、各制御部を制御するＣＰＵ３０２、３０３、３０４を含む。また、ＣＰＵ３０１と、ＣＰＵ３０２、３０３、３０４とは、ＣＬＫ信号（クロック信号）線３０５、ＣＭＤ信号（コマンド信号）線３０６及びＳＴＳ信号（ステータス信号）線３０７によって縦続に接続される。これらの信号線は、各ユニット間で共通の共通信号線であり、シリアル通信を行う。

ＣＬＫ信号線３０５とは、第３の信号線として機能し、ＣＰＵ３０１から出力される同期信号（以下、ＣＬＫ信号と称す。）をＣＰＵ３０２、３０３、３０４に伝達する共通信号線である。また、ＣＭＤ信号線３０６とは、第１の信号線として機能し、ＣＰＵ３０１からＣＰＵ３０２、３０３、３０４へ送信される命令信号（以下、ＣＭＤ信号と称す。）を伝達する共通信号線である。また、ＳＴＳ信号線３０７とは、第２の信号線として機能し、ＣＰＵ３０２、３０３、３０４からＣＰＵ３０１へ送信される命令信号に対する応答信号（以下、ＳＴＳ信号と称す。）を伝達する共通信号線である。ＣＬＫ信号は、ＣＭＤ信号及びＳＴＳ信号を送受信するために、各ＣＰＵ（３０１、３０２、３０３、３０４）間で同期をとるための信号である。ＣＭＤ信号は、各給紙装置のＣＰＵへの動作指示や状態確認を行うための信号である。ＳＴＳ信号は、ＣＭＤ信号に対しての応答であり、各給紙装置の状態や異常などに関する状態情報を伝達する信号である。ここで異常の報知とは、シリアル通信にエラーが発生していることをＣＰＵ３０１に伝達することを示す。また、ＣＰＵ３０１に入力されるＳＴＳ信号は、一部にＣＰＵ３０２、３０３、３０４から出力される共通データ区間を有する。

この共通データ区間を用いて、指定されていない給紙装置のＣＰＵが動作状態を示す情報を設定する。この共通データ区間に出力される動作状態を示す情報は、例えば、各給紙装置の給紙動作中を示す。これにより、本実施形態による画像形成装置１００のＣＰＵ３０１は、各給紙装置ごとにＣＭＤ信号を送信して給紙動作状態を確認をする必要がなく、何れかの給紙装置が給紙動作中であるか否かを一回のＳＴＳ信号で確認でき、通信負荷を低減することができる。

ＣＭＤ信号線３０６には、それぞれ制御部２０９、２１１、２１３内にゲート制御を行う切換部としてのスイッチ３０８、３０９、３１０が配置されている。スイッチ３０８、３０９、３１０は、下位に接続されている制御部に対してＣＭＤ信号線３０６の接続状態を接続または切断に切り換える。以下では、制御部２１１のスイッチ３０９を例に具体的な説明を記載する。

制御部２１１は、上位に制御部２０９が接続され、下位に制御部２１３が接続されている。ここで、「上位」とは、画像形成装置１００に配置されているエンジン制御部２０２に近づく方向の位置を示し、「下位」とは、エンジン制御部２０２に遠ざかる方向の位置を示す。ＣＰＵ３０３は、上位の給紙装置のを介してＣＭＤ信号を受信する。ここで、ＣＭＤ信号は、ＣＰＵ３０２の指示に基づき動作するスイッチ３０９によって分岐され、ＣＰＵ３０３と、ＣＰＵ３０４とに伝達される。さらに、ＣＰＵ３０３は、下位の給紙装置のＣＰＵ３０４へＣＭＤ信号を送信する場合、スイッチ３０９を接続状態にする。また、ＣＰＵ３０３は、下位の給紙装置へＣＭＤ信号を送信しない場合、スイッチ３０９を切断状態にする。このように、ゲート制御を行うことで、本実施形態による画像形成装置１００は、状況に応じて一括で各オプション装置へＣＭＤ信号を伝達することができる。

また、ＣＰＵ３０１は、接続された全ての給紙装置（具体的には、ＣＰＵ３０２、３０３、３０４）と通信を行うために、識別情報（以下、デバイスＩＤと称す。）を各給紙装置に割り当てる。デバイスＩＤの割り当ては、デバイスＩＤを指定したＩＤ指定コマンド（ＣＭＤ信号）の送信によって行われる。以下に、各給紙装置に割り当てるデバイスＩＤの割り当て方法について説明する。これらのＩＤの割り当て動作は、画像形成装置１００の電源オン時の初期化動作時やジャムなどを解除後の初期化動作時、または、不図示のオペレーションパネルからの指示に基づくリセット動作時に実行される。

まず、ＣＰＵ３０２は、デバイスＩＤが未設定の状態でＩＤ指定コマンドを受信すると、指定されたデバイスＩＤ（例えば、デバイスＩＤ＝１）を自分のＩＤとして取得する。その後、ＩＤ指定コマンドへの応答として、デバイスＩＤ＝１が確定した旨をＳＴＳ信号によってＣＰＵ３０１へ通知する。その後、ＣＰＵ３０２は、切換部３０８を接続状態にする。

次に、ＣＰＵ３０１は、接続された給紙装置１１１がデバイスＩＤ（デバイスＩＤ＝１）を確定したことを確認すると、別のデバイスＩＤ（例えば、デバイスＩＤ＝２）を指定したＩＤ指定コマンドを送信する。このとき、ＣＭＤ信号スイッチ３０８が接続状態となっているため、ＩＤ指定コマンドは、ＣＰＵ３０２と、ＣＰＵ３０３へ送信されることになる。

ＣＰＵ３０２は、既にＩＤを取得しているため、ＩＤ指定コマンドを無視する。ＣＰＵ３０３は、デバイスＩＤが未設定であるため、デバイスＩＤ＝２を自分のＩＤとして取得する。その後、ＩＤ指定コマンドへの応答として、ＣＰＵ３０３は、デバイスＩＤ＝２が確定した旨をＳＴＳ信号によってＣＰＵ３０１へ通知する。その後、ＣＰＵ３０３は、ＣＭＤ信号スイッチ３０９を接続状態にする。以降、ＣＰＵ３０１は、何れかの給紙装置からＩＤ指定コマンドに対するＳＴＳ信号を受信できなくなるまで、異なるデバイスＩＤのＩＤ指定コマンドを送信する。これにより、接続された全ての給紙装置に固有のデバイスＩＤが割り当てられる。

固有のデバイスＩＤが割り当てられると、エンジン制御部２０２は、接続された全ての給紙装置に対して、デバイスＩＤを指定することで、個別にＣＭＤ信号を送信することができる。ＣＰＵ３０２、３０３、３０４は、自身が取得しているデバイスＩＤが付加されたＣＭＤ信号に対して応答を行う。これにより、ＣＰＵ３０１は、共通のクロック同期式のシリアル通信線を使用して、全てのデバイスを個別に制御することが可能となる。また、ＣＰＵ３０１は、接続されてＩＤが割り当てられた全ての給紙装置にＣＭＤ信号を伝達するために、個別のデバイスＩＤを指定せずに、全ての給紙装置にＣＭＤ信号を送信することもできる。

図３Ｂは、第１の実施形態に対応するエンジン制御部と各給紙装置の制御部との詳細な制御を示す図である。ここでは、各装置のＣＰＵにおける詳細な制御ブロックについて説明する。

ＣＰＵ３０１は、同期信号送信部３１５、割り当て部３１６、コマンド送信部３１７及び受信部３１８を含んで構成される。同期信号送信部３１５は、各給紙装置へ信号線３０５を介してＣＬＫ信号を送信する。割り当て部３１６は、各給紙装置を識別するための固有の識別子を各給紙装置に割り当てる。コマンド送信部３１７は、ＣＭＤ信号を信号線３０６に出力して、各給紙装置へ、もしくは、全ての給紙装置へ送信することができる。受信部３１８は、ＣＭＤ信号に応じて、各給紙装置から送信される応答ステータスを受信する。

ＣＰＵ３０２、３０３、３０４は、それぞれ受信部３２０、３３０、３４０、取得部３２１、３３１、３４１及び応答送信部３２２、３３２、３４２を含んで構成される。さらに、ＣＰＵ３０２、３０３、３０４は、設定部３２３、３３３、３４３、検知部３２４、３３４、３４４及び判定部３２５、３３５、３４５を含んで構成される。以下では、ＣＰＵ３０２の制御ブロックについてのみ説明を記載する。しかしながら、ＣＰＵ３０３及びＣＰＵ３０４についても同様の制御が行われるものとする。

受信部３２０は、ＣＰＵ３０１から出力されたＣＭＤ信号を受信する。取得部３２１は、自身がデバイスＩＤを保持していない場合、ＣＭＤ信号であるＩＤ指定コマンドに応じて、デバイスＩＤを取得する。応答送信部３２２は、ＣＭＤ信号に付加された識別子が取得した識別子と同じである場合に、ＣＭＤ信号に応じたＳＴＳ信号をＳＴＳ信号線３０７に出力する。一方、ＣＭＤ信号に付加された識別子が取得した識別子と異なる場合、応答送信部３２２は、ＣＰＵ３０３またはＣＰＵ３０４が送信するＳＴＳ信号のタイミング従って、自身が給紙動作中であるか否かを示す値をＳＴＳ信号線３０７に出力する。

設定部３２３は、共通データ区間に出力する値を設定する。具体的に、設定部３２３は、給紙動作中であるか否かの値を出力する。設定部３２３は、例えば、給紙動作中であれば”０”を出力し、給紙動作中でなければ”１”を出力する。検知部３２４は、給紙動作が終了した後に、自身が積載する記録材の有無を検知する。設定部３２３は、検知部３２４によって記録材が無いと検知された場合、ＣＰＵ３０１が給紙装置１１１に記録材が無いことを認識したと判定した後に、共通データ区間に”１”を出力する。判定部３２５は、ＣＰＵ３０１が給紙装置１１１に記録材が無いことを認識しているか否かを、予め定められた時間が経過したか否かで判定する。この待機時間は、ＣＰＵ３０１が各給紙装置の状態を認識するまでに必要な時間となる。具体的に、判定部３２５は、予め定められた時間が経過する前は、給紙装置１１１に記録材が無いことをＣＰＵ３０１が検知していないと判定する。一方、判定部３２５は、予め定められた時間が経過した後は、給紙装置１１１に記録材が無いことをＣＰＵ３０１が検知していると判定する。記録材が無いと判定した場合は、ＣＰＵ３０１からのコマンドに応答して記録材が無いことを示す情報をＣＰＵ３０１に送る。なお、給紙動作中とは、給紙装置から紙を給紙して紙の後端が各給紙ユニットの搬送センサを抜けるまでの動作期間を言う。

本実施形態によるＣＰＵ３０１は、給紙動作中を示す共通データ区間に０が設定されている場合は、何れかの給紙装置が給紙動作中であると判断し、次の給紙を指示するコマンドを送信しない。即ち、ＣＰＵ３０１は、給紙動作中であるかを示す情報に基づいて、次の給紙指示を送信するか否かを決定する。これは、何れかの給紙装置が給紙動作中に、新たに給紙を指示することでジャムが発生することを抑制する。このように各オプションユニットが１つのＣＭＤ信号に対するＳＴＳ信号に、他のオプションユニットが給紙中であるか否かを示す情報を結合（付加）して画像形成装置１００に伝達する。従って、本画像形成システムは、給紙動作中を確認する通信時間を短縮し、かつ、通信負荷を軽減しうる。

図４は、第１の実施形態に対応する通信制御信号のタイミングを示すタイミングチャートである。ここでは、図４に示すタイミングチャートの上段からＣＬＫ信号４０１、ＣＭＤ信号４０２及びＳＴＳ信号４０３、４０４、４０５、４０６を示す。ＳＴＳ信号４０４、４０５、４０６は、それぞれ給紙装置１１１、１１９、１２７から送信された信号を示す。また、ＳＴＳ信号４０３は、各給紙装置から送信された信号を結合した信号を示す。ここでは、給紙装置１１１のデバイスＩＤが指定されてＣＭＤ信号が送信されたことを想定している。図４に示すＳＴＳデータ４０７は、各給紙装置によって給紙動作の有無を検知する給紙中フラグが領域Ｓ０に設定され、領域Ｓ１から領域Ｓ１３に給紙装置１１１の状態などを示すＳＴＳデータが設定される。

同期信号送信部３１５は、コマンド送信部３１７がＣＭＤ信号４０２を送信する際に、まずＣＬＫ信号４０１を送信する。このとき、ＣＬＫ信号４０１の立下りエッジに同期して１ビットづつＣＭＤ信号４０２をＣＰＵ３０２、３０３、３０４に送信する。受信部３２０、３３０、３４０は、ＣＬＫ信号４０１の立ち上がりエッジに同期して１ビットづつデータを受信する。

ＣＭＤ信号４０２は、例えば、デバイスＩＤを示すＣ０、Ｃ１のＩＤ指定領域と、Ｄ０〜Ｄ１３のデータコードから構成される。このデータコードとは、給紙装置の状態を示すものであり、例えば、給紙装置の給紙カセット内に収容されている紙のサイズ情報や紙有無情報、また、給紙カセットが装着されているか否かの情報などである。デバイスＩＤがＣ０＝”０”、Ｃ１＝”１”の場合が給紙装置１１１へのコマンド、Ｃ０＝”１”、Ｃ１＝”０”の場合が給紙装置１１９へのコマンド、Ｃ０＝”１”、Ｃ１＝”１”の場合が給紙装置１２８へのコマンドとなる。ここでは、給紙装置１１１へのＣＭＤ信号であるため、デバイスＩＤはＣ０＝”０”、Ｃ１＝”１”と設定される。

以下では、ＣＰＵ３０１が、給紙装置１１１に状態を問い合わせるＣＭＤ信号４０２を送信した場合のＳＴＳ信号について説明する。なお、ここでは、給紙装置１１９が給紙動作中である場合のＳＴＳデータ４０７について説明する。

応答送信部３２２は、受信したＣＭＤ信号４０２に自身が取得したデバイスＩＤが指定されているため、第１情報となるＳＴＳ信号４０４を出力する。具体的に、応答送信部３２２は、同期信号送信部３１５が出力するＣＬＫ信号４０１の立下りエッジに同期して、最初１ビット目のデータに“０”、３ビット目（図４に示す領域Ｓ１）から順次ＳＴＳデータをＳ１３まで設定する。さらに、応答送信部３２２は、エラー検出コードとして、領域ＰにＳ１からＳ１３のパリティデータを設定してＳＴＳ信号線３０７に出力する。

応答送信部３３２は、受信したＣＭＤ信号４０２に自身が取得したデバイスＩＤが指定されていないため、給紙動作中であるか否かの情報のみを示すＳＴＳ信号４０５（第２情報）を出力する。具体的に、応答送信部３３２は、同期信号送信部３１５が出力するＣＬＫ信号４０１の立下りエッジに同期して、かつ、応答送信部３２２が出力するＳＴＳ信号４０４のタイミングに従って、給紙動作中であるか否かの情報をＳＴＳ信号線３０７に出力する。ここで、応答送信部３３２は、共通データ区間である最初から２ビット目の領域Ｓ０のタイミングに合わせて情報を出力する。また、給紙装置１１９が給紙動作中であるため、応答送信部３３２は、領域Ｓ０に“０”を出力する。応答送信部３４２は、ＣＭＤ信号４０２に設定されたデバイスＩＤが自身のデバイスＩＤとは異なり、かつ、給紙装置１２８が給紙動作中でないため、領域Ｓ０のタイミングでデフォルト値である“１”を出力している。ここで“１”を出力すると言う意味は、ＳＴＳデータを送信しないことを意味する。つまり、給紙装置１２８は給紙動作中でないため共有データ区間である領域Ｓ０にはＳＴＳデータを設定しない。

したがって、ＳＴＳデータ４０７は、各給紙装置からタイミングが調整されて共通信号線であるＳＴＳ信号線３０７に出力されたＳＴＳ信号を結合したデータとなる。その結果、ＣＰＵ３０１は、特定の給紙装置（ここでは、給紙装置１１１を示す。）と通信を行っている場合において、他の給紙装置が給紙動作中であるか否かを認識することができる。これにより、本画像形成装置１００は、効率の良い通信を可能とするとともに、給紙動作中の給紙装置に対して２重に給紙を指示することによるジャムの発生を抑制しうる。

次に、図５乃至図７を参照して、給紙動作中の制御について説明する。図５は、第１の実施形態に対応する画像形成装置の制御を示すフローチャートである。ここでは、図４で説明した条件、すなわち、ＣＭＤ信号４０２に付加されたデバイスＩＤが給紙装置１１１を示し、給紙装置１１９が給紙動作中である場合を想定する。

ステップＳ５０１において、ＣＰＵ３０１は、送信バッファにＣＭＤデータをセットする。ここでは、ＣＭＤデータとして給紙の指示を行うＣＭＤデータを設定することとする。続いて、ステップＳ５０２において、コマンド送信部３１７は、ＣＬＫ信号４０１に同期してＣＭＤ信号４０２を送信する。ここで、ある特定の給紙装置に給紙指示を送信したい場合、ＣＰＵ３０１は、特定のデバイスＩＤを指定する。給紙装置は、自身のデバイスＩＤが設定されている場合、給紙を開始する。一方、給紙装置は、自身のデバイスＩＤが設定されていない場合、給紙指示を無視することとなる。なお、給紙の指示を行うＣＭＤデータが送信される給紙装置は、そのＣＭＤデータを送る前に給紙動作可能であることが確認されている。

次に、ステップＳ５０３において、同期信号送信部３１５は、ＣＭＤ信号４０２の応答として出力されるＳＴＳ信号４０３を受信するためのＣＬＫ信号４０１を送信する。続いて、ステップＳ５０４において、受信部３１８は、ＳＴＳ信号４０３を受信する。このＳＴＳ信号４０３は、上述したＳ０領域において各給紙装置から出力されたＳＴＳ信号と、他の領域において応答送信部３２２が出力したＳＴＳ信号とを統合した信号となる。

最後に、ステップＳ５０５において、ＣＰＵ３０１は、受信したＳＴＳデータの信号を解析する。ここで、ＣＰＵ３０１は、各給紙装置の状態を確認するとともに、給紙動作中の給紙装置があるか否かを認識する。給紙動作中の給紙装置が存在する場合、ＣＰＵ３０１は、給紙動作中のステータスが解消されるまで、給紙動作中の給紙装置を含む全ての給紙装置に対して給紙指示のＣＭＤ信号４０２を送信しない。

図６は、第１の実施形態に対応する給紙装置の制御を示すフローチャートである。ここでは、ＣＰＵ３０１からＣＭＤ信号としてデバイスＩＤを指定する指定コマンドが送信された場合の各給紙装置の制御について説明する。指定コマンドは、通常、画像形成装置１００の起動時や再起動時にＣＰＵ３０１によって送信される。なお、ここでは、給紙装置１１１のＣＰＵ３０２の処理を一例として説明する。

ステップＳ６０１において、ＣＰＵ３０２は、受信したＣＭＤ信号が指定コマンドであるか否かを判定する。具体的に、ＣＰＵ３０２は、図４に示すＩＤ指定領域Ｃ０Ｃ１の値が指定コマンドを示す値であるか否かを判定する。ここで、ＣＰＵ３０２は、ＣＭＤ信号が指定コマンドである場合、処理をＳ６０２に遷移させ、指定コマンドで無い場合は処理を終了する。

ステップＳ６０２において、ＣＰＵ３０２は、自身が既に固有の識別子であるデバイスＩＤを取得しているか否かを判定する。ここで、ＣＰＵ３０２は、デバイスＩＤが取得済みである場合に処理を終了させ、デバイスＩＤが取得済みでない場合に処理をＳ６０３に遷移させる。ステップＳ６０３において、取得部３２１は、ＣＭＤ信号に設定されているデバイスＩＤを自身のデバイスＩＤとして取得する。

デバイスＩＤを取得すると、ステップＳ６０４において、ＣＰＵ３０２は、切換部３０８を接続状態に切り換える。すなわち、切換部３０８は、当該給紙装置にデバイスＩＤが割り当てられていない状態で切断状態に設定されている。切換部３０８が接続状態に切り換えられると、次回からのＣＭＤ信号は、ＣＰＵ３０２及びＣＰＵ３０３に通知されることとなる。

最後に、ステップＳ６０５において、応答送信部３２２は、自身が指定コマンドで指定されたデバイスＩＤを取得したことをＣＰＵ３０１に通知するＳＴＳ信号を出力する。ＣＰＵ３０１は、指定コマンドに対するＳＴＳ信号を受信すると、コマンド送信部３１７によって次の指定コマンドを出力させる。これは、ＳＴＳ信号が受信されなくなるまで繰り返される。ＳＴＳ信号が受信されなくなると、本画像形成システムは、全ての給紙装置にデバイスＩＤが割り当てられ、かつ、ＣＭＤ信号が全ての給紙装置に伝達される状態となる。

図７は、第１の実施形態に対応する給紙装置の制御を示すフローチャートである。ここでは、具体的に、ＣＰＵ３０２、３０３、３０４がＳＴＳデータの給紙中フラグをｔｒｕｅ（Ｓ０＝”０”）からｆａｌｓｅ（Ｓ０＝”１”）に設定するタイミングについて説明する。なお、図４で想定した条件と同様に、ここでは、給紙装置１１９が給紙指示を受けて、給紙を開始することを想定している。

ステップＳ７０１において、ＣＰＵ３０３は、ＣＰＵ３０１から送信されたＣＭＤ信号４０２が給紙指示であるか否かを判定する。ここで、ＣＰＵ３０３は、ＣＭＤ信号４０２が給紙指示であって、かつ、自身が給紙動作中で無い場合に、給紙を開始する。一方、ＣＭＤ信号４０２が給紙指示でない場合、ＣＰＵ３０３は処理を終了する。給紙を開始すると、ステップＳ７０２において、ＣＰＵ３０３は、内部で保持する給紙中フラグを給紙動作中に設定する。給紙中フラグが給紙動作中に設定されている場合、設定部３３３は、ＳＴＳ信号４０５を送信する際、常に領域Ｓ０に対して”０”（給紙動作中）を設定することとなる。

ステップＳ７０３において、ＣＰＵ３０３は、ピックアップローラ１２４を１回転させることによって給紙カセット１２０から記録材１４０を給紙させる。次に、ステップＳ７０４において、ＣＰＵ３０３は、ピックアップローラ１２４にてピックアップされた記録材１４０を１枚ずつ搬送路１０３に送り出すためのローラ対１２５の駆動を開始する。

次に、ステップＳ７０５において、ＣＰＵ３０３は、搬送センサ１２６が給紙した記録材１４０の先端を検出したか否かを判定する。記録材１４０の先端を検出していない場合、ＣＰＵ３０３は、記録材１４０の先端を検出するまで定期的に繰り返しＳ７０５の判定を行う。記録材１４０の先端を検出すると、ステップＳ７０６において、ＣＰＵ３０３は、タイマカウンタのカウントを開始する。

ステップＳ７０７において、ＣＰＵ３０３は、Ｓ７０６で開始したカウント値が記録材１４０のサイズ毎に予め定められた時間を経過したか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵ３０３は、記録材１４０が搬送センサ１２６を通過する時間を計測することとなる。この時間は、給紙動作の間隔をコントロールするための時間であり、画像形成動作のスループットを低減させることなく、ジャムの発生を抑制するように設定される。

Ｓ７０７で予め定められた時間が経過すると、ステップＳ７０８において、検知部３３４は、給紙カセット１２０に記録材１４０が積載しているか否かを検知する。ここで、検知部３３４は、記録材１４０の有無を検知するために、有無センサ１２３の状態を確認する。記録材１４０が有る場合、ステップＳ７１０において、設定部３３３は、給紙中フラグが給紙動作の終了を示すようにＳＴＳデータの領域Ｓ０に”１”を設定する。なお、ＣＰＵ３０３は記録材の後端を搬送センサ１２６で検知したら給紙動作の終了と判断する。ここで、ＣＰＵ３０１は、受信部３１８によりＳＴＳデータの領域Ｓ０が”０”から”１”に変化したことを検出する。これにより、ＣＰＵ３０１は、後続する給紙動作の指示を給紙装置に指示することとなる。具体的なＣＰＵ３０１の動作として、コマンド送信部３１７は、定期的に、例えば、１０ｍｓ間隔で全ての給紙装置（給紙動作中のもの以外）にそれぞれの状態を問い合わせるためのＣＭＤ信号を送信している。また、本実施形態によれば、何れかの給紙装置が給紙動作中である場合、これらのＣＭＤ信号の応答となるＳＴＳデータの領域Ｓ０には、常に”０”が設定される。しかしながら、Ｓ７１０の処理により給紙中フラグが給紙動作の終了を示すように、領域Ｓ０には、”１”が設定されることとなる。このように、ＣＰＵ３０１は、定期的に受信することとなるＳＴＳデータの領域Ｓ０が”０”から”１”に変化したことで給紙動作が終了したことを検知する。

一方、記録材１４０が無いと判定した場合、ステップＳ７０９において、ＣＰＵ３０３は、予め定められた時間が経過するのを待つ。この待機時間は、ＣＰＵ３０１が各給紙装置の状態を認識するまでに必要な時間となる。例えば、ＣＰＵ３０１は、各給紙装置の複数種類の状態を複数のＣＭＤ信号を送ることによって返送される複数のＳＴＳ信号を受信して認識している。すなわち、給紙カセット内に記録材１４０が存在しているか否かを示す状態は、複数の種類の状態のうち１つの情報でしかない。よって、ＣＰＵ３０１は、各給紙装置に複数回に渡って、状態確認を行うＣＭＤ信号を送信する必要がある。このような場合、特定の給紙装置で記録材１４０が無くなった場合、ＣＰＵ３０１は、複数回のＣＭＤ信号を送信して、特定の給紙装置で記録材１４０が無くなっているという情報を取得する。

このように、オプションユニットである給紙装置と、本体である画像形成装置とでは、特定の給紙装置に積載されている記録材１４０が無くなったことを検知するタイミングが異なっている。例えば、このタイミングがずれたまま、つまり、記録材１４０がないと判定してすぐにＣＰＵ３０３がＳ７１０の処理を実行すると、ＣＰＵ３０１は、次の給紙動作を指示することとなる。これは、記録材１４０が無くなった給紙装置に対して給紙指示を行う可能性が高くなり、紙なしのエラーを発生させる可能性が高くなる。そのため、Ｓ７０９で、ＣＰＵ３０３は、このタイミングのずれを解消するために所定時間待機する処理を行う。その後、ＣＰＵ３０１は、Ｓ７１０の処理を実行する。これにより、記録材１４０が無くなったことを認識した上で、ＣＰＵ３０１は、例えば、記録材を積載している給紙装置に対して次の給紙指示を送信することができる。なお、この所定時間とは、少なくともオプションユニットである各給紙ユニットに対して記録材が無くなったか否かを確認するＣＭＤ信号を送信する時間と、その信号に対して各給紙ユニットからＳＴＳ信号を送信する時間とを含む。そして、ＣＭＤ信号やＳＴＳ信号の通信遅れ時間の最大時間を考慮して設定される。

また、本実施形態においては、給紙動作を行った後に、給紙カセットに記録材が存在するか否かを判定している。これは、給紙カセットに積載された記録材１４０が無くなったことを監視することで、空回りによるローラ対の磨耗やジャムの発生を抑制するために行われる。

以上説明したように、本画像形成システムは、画像形成装置と、シリアル通信可能な複数の共通信号線で画像形成装置に接続される着脱可能な１以上のオプションユニットとを含む。画像形成装置は、各オプションユニットに識別子を割り当て、指定コマンド及び命令コマンドを共通信号線で送信し、応答ステータスを共通信号線で受信する。オプションユニットは、指定コマンド及び命令コマンドを受信し、指定コマンドに応じて自身の識別子を取得する。さらに、オプションユニットは、受信した命令コマンドが自身への命令コマンドである場合に、応答ステータスを共通信号線に出力する。また、オプションユニットは、受信した命令コマンドが自身への命令コマンドで無い場合に、他のオプションユニットが出力する応答ステータスのタイミングに従って、自身が動作中であるか否かを示す情報を出力する。これにより、本画像形成システムは、命令コマンドに対応する応答ステータスによって、接続された全てのオプションユニットの動作状態を一度に確認することができる。したがって、本画像形成システムは、画像形成装置とオプションユニットとの間における信号線を増加させることなく、動作確認を行う通信の負荷を軽減しうる。

また、上述したように、オプションユニットとしての給紙装置を複数接続する構成において特に有効である。その場合、給紙装置は、命令コマンドに対する応答ステータスに共通データ区間として、給紙動作中であるか否かの情報を出力するようにしてもよい。さらに、画像形成装置は、共通データ区間の情報が給紙動作中を示さない場合に、次の給紙指示を送信する。これにより、本画像形成システムは、命令コマンドに対応する応答ステータスによって、接続された全ての給紙装置の給紙動作状態を一度に確認することができる。したがって、本画像形成システムは、画像形成装置と給紙装置との間における信号線を増加させることなく、給紙動作確認を行う通信の負荷を軽減しうる。

また、給紙装置は、記録材を給紙した後に、自身が積載する記録材の有無を検知するようにしてもよい。さらに、給紙装置は、記録材が無い場合、画像形成装置が給紙装置に記録材が無いことを検知した後に、共通データ区間に給紙動作が終了したことを示す値を設定するようにしてもよい。これにより、本画像形成装置は、給紙動作により記録材が無くなった給紙装置に対して、次の給紙指示を指示することを抑制している。したがって、本画像形成システムは、不要な通信を削減でき通信負荷を軽減しうる。

＜第２の実施形態＞
次に、図８を参照して、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、画像形成装置が給紙装置に積載されている記録材が無くなったことを検知するまでに、給紙装置が待機する時間を可変にすることを特徴とする。第１の実施形態では、給紙中フラグが給紙動作の終了を示す値に設定するタイミングで、通信の遅れの最大時間を見積もって設定していた。本実施形態では、この時間をＣＰＵ３０１が接続された給紙装置の段数に応じて可変にできるように各給紙装置にＣＭＤ信号で指定する。

図８は、第２の実施形態に対応する給紙装置の制御を示すフローチャートである。本実施形態において、画像形成装置の制御は図５に示すフローチャートと同様である。ただし、ＣＭＤ信号については、上述した待機時間の指定を行う。なお、図７の説明と重複する処理については、説明を省略する。すなわち、以下では、Ｓ８０９についての説明のみ記載する。

ステップＳ８０９において、ＣＰＵ３０３は、ＣＰＵ３０１から指定された時間が経過するまで処理を待機させる。指定された時間が経過すると、ステップＳ８１０において、ＣＰＵ３０３は、給紙中フラグが給紙動作の終了を示す値に設定する。ここで、ＣＰＵ３０１から指定される時間は、各給紙装置によって異なる。この時間は、画像形成装置が各給紙装置における記録材無しの情報を検知するまでの時間が設定されている。したがって、各給紙装置において最適な時間が選択されることとなる。

これにより、各給紙装置において、本画像形成システムは、連続プリント時のスループットを向上させるとともに、記録材無しが発生する直前のラスト紙の検知を確実に行うことが可能となる。また、記録材無しが発生した後に、本画像形成システムは、同じサイズの記録材が格納された他の給紙装置に切り換えて引き続き給紙動作を開始するまでの時間を短縮しうる。よって、本画像形成システムは、画像形成装置とオプションユニットとの間の信号線を増加させることなく、容易に通信時間の短縮、通信負荷を軽減させることができる。

Claims (7)

1. 記録材に画像を形成する画像形成装置と、
   前記画像形成装置に装着され、前記画像形成装置に記録材を給紙する複数の給紙装置と、
   前記画像形成装置と複数の前記給紙装置の夫々とを接続する共通の信号線であって、前記画像形成装置から複数の前記給紙装置の夫々に対して定期的にコマンドを送信するための第１の信号線と、
   前記画像形成装置と複数の前記給紙装置の夫々とを接続する共通の信号線であって、前記コマンドに応答して複数の前記給紙装置から前記画像形成装置に前記給紙装置の状態情報を送信する第２の信号線とを有し、
   前記画像形成装置は、前記給紙装置から給紙動作中でないことを示す情報を受信することによって前記給紙装置に給紙指示を送信し、前記給紙装置は、前記画像形成装置から前記給紙指示を受信することによって給紙動作を開始する、画像形成システムであって、
   前記画像形成装置は、前記第１の信号線を介して複数の前記給紙装置から前記状態情報を返信する給紙装置を指定する前記コマンドを送信し、
   前記給紙装置は、装置内に積載された記録材の有無を検知する検知手段を有しており、前記複数の給紙装置のうち、前記コマンドにより指定された給紙装置は、前記コマンドに応答して、前記第２の信号線を介して前記コマンドにより指定された状態情報と、前記コマンドにより指定されていない予め定められた状態情報を前記画像形成装置に送信する際に、前記検知手段によって記録材が無いと検知されている場合は所定時間待機した後に前記予め定められた状態情報として給紙動作中でないことを示す情報を送信し、前記検知手段によって記録材が有ると検知されている場合は前記所定時間待機することなく前記予め定められた状態情報として給紙動作中でないことを示す情報を送信することを特徴とする画像形成システム。
   
   
2. 前記画像形成装置と複数の前記給紙装置の夫々とを接続する共通の信号線であって、前記画像形成装置から複数の前記給紙装置に対してクロック信号を送信する第３の信号線をさらに有し、
   前記クロック信号に同期して、前記コマンドの送信と前記状態情報の送信とを実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
3. 前記コマンドにより指定された状態情報とは前記給紙装置の状態に関する情報であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
4. 前記画像形成装置は、
   前記コマンドにより指定された状態情報に基づいて、複数の前記給紙装置のうち、いずれの給紙装置に次の給紙指示を送信するかを決定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成システム。
5. 画像形成装置に装着され、前記画像形成装置から給紙指示を受信することによって給紙動作を開始し、前記画像形成装置に記録材を給紙する給紙装置であって、
   前記画像形成装置から出力されるコマンドを受信する受信部と、
   前記コマンドにより状態情報の返信を指定されると、前記コマンドにより指定された状態情報と、前記コマンドにより指定されていない予め定められた状態情報を送信する送信部と、
   積載された記録材の有無を検知する検知手段と、を有し、
   前記検知手段によって記録材が無いと検知されている場合は所定時間待機した後に前記予め定められた状態情報として給紙動作中でないことを示す情報を前記画像形成装置に送信し、前記検知手段によって記録材が有ると検知されている場合は前記所定時間待機することなく前記予め定められた状態情報として給紙動作中でないことを示す情報を前記画像形成装置に送信することを特徴とする給紙装置。
6. 前記画像形成装置から前記コマンドを受信するための第１の信号線と、
   前記画像形成装置に対して前記コマンドにより指定された状態情報と、前記コマンドにより指定されていない状態情報とを送信するための第２の信号線と、
   前記画像形成装置との通信の同期を取るための第３の信号線と、を有することを特徴とする請求項５に記載の給紙装置。
7. 前記コマンドにより指定された状態情報とは前記給紙装置の状態に関する情報であることを特徴とする請求項５に記載の給紙装置。

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