JP5951052B2 - 画像形成システムおよび給紙装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成システム、画像形成装置およびオプションの給紙装置に関するものである。

画像形成装置の本体とこの本体に対して接続される複数のオプション給紙装置とを備えた画像形成システムの製造コストを削減することが市場から望まれている。コスト削減の位置手法として、本体とオプション給紙装置をシリアル通信線で接続し、オプション給紙装置の搬送力を本体から伝達するような構成が考えられる（特許文献１）。オプション給紙装置から用紙を給紙して連続印刷をする際は、シリアル通信線を介してオプション給紙装置の給紙可否状態を本体に通知する。本体は、オプション給紙装置の給紙可否状態を確認しながら予め定めた一定の間隔でオプション給紙装置に対して給紙指示を送信する。給紙指示を受信したオプション給紙装置は給紙機構を駆動して用紙を給紙する。このような手順で、連続印刷においてオプション給紙装置が連続して用紙の給紙を行う。なお、オプション給紙装置は、自身が備える給紙カセット内に用紙が確実に残っているかどうかに応じて給紙可能か給紙不可能かを判断する。

近年、画像形成装置から発生する騒音を軽減するため記録材の画像形成プロセス速度を低下させ、紙間を短くすることで、静音化を達成しつつ、スループットを維持する傾向にある。紙間とは、先行する用紙と後端から後続の用紙の先端までの距離のことである。スループットとは、単位時間あたりの画像形成枚数のことである。しかし、紙間を狭くしてしまうと、スループットを維持するのが困難となる。

一般に、紙間を狭くすると給紙時に生じる給紙時間のバラつきによって重送（複数の用紙が重なって搬送される現象）の誤検知や搬送不良が発生してしまうおそれがある。特に、オプション給紙装置を用いる場合はオプション給紙装置の情報を精度よく検出できることが求められる。上述した画像形成装置の本体とオプション給紙装置をシリアル通信線のみで接続し、シリアル通信線を介してオプション給紙装置の状態やセンサ情報を取得する画像形成システムでは、画像形成装置がオプション給紙装置の情報を精度よく検出することが難しい。これは、シリアル通信線を介した通信時間が比較的に長いことが原因である。よって、紙間を狭くしてしまうと、スループットを維持するのが困難となる。

特許文献２によれば、紙間を狭くしつつ重送の発生を抑制する発明が提案されている。具体的に、特許文献２に記載される装置によれば、給紙が遅れると後続紙の給紙タイミングを遅らせることで重送を回避している。

特開２０００−１０３５３３号公報 特開２０００−３３５７５９号公報

しかし、特許文献２に記載の発明は、給紙タイミング、給紙開始から搬送路センサが用紙を検知するまでの時間、および、紙間をすべて画像形成装置の本体で決定できるシステムであることが前提となる。さらに、特許文献２に記載の発明をオプション給紙装置に適用するには、オプション給紙装置に備えられた搬送路センサの検知結果を画像形成装置が直接的に受信できることも前提となる。よって、画像形成装置の本体とオプション給紙装置の搬送路センサとを接続するための専用の信号線が本体とオプション給紙装置との間に設けられなければならない。また、このセンサはオプション給紙装置ごとに１つ以上設けられる必要がある。よって、上段のオプション給紙装置には下段のオプション給紙装置のセンサを本体と接続するための専用の信号線も必要となる。よって、予め想定されるオプション給紙装置の最大接続可能数に、各オプション給紙装置が備えるセンサの数を乗算して得られる数だけ、専用の信号線を設置しなければならない。これは、明らかに製造コストの上昇を招くであろう。

そこで、本発明は、紙間の狭小化とスループットの維持を達成しつつ、製造コストの上昇を抑制することを目的とする。

本発明は、画像形成装置と、前記画像形成装置に取り外し可能に装着される給紙装置とを備えた画像形成システムであって、
前記画像形成装置は、
前記給紙装置で記録材を搬送するための駆動力を前記給紙装置に供給する駆動手段と、
予め設定されたタイミングにおいて前記給紙装置から受信した給紙情報が給紙を許可することを意味する情報であれば、通信線を介して前記給紙装置に対して給紙命令を送信する画像形成装置制御手段と
を備え、
前記給紙装置は、
記録材を収容する収容手段と、
前記画像形成装置から供給された前記駆動力によって前記収容手段から記録材を給紙する給紙手段と、
記録材を検知する検知手段と、
前記通信線を介して前記画像形成装置に対し給紙情報を送信する給紙装置制御手段と、
前記画像形成装置に設けられた前記駆動手段から供給された駆動力を、前記給紙装置の前記給紙手段に伝達させるか又はさせないかを切り替える切り替え手段と
を備え、
前記給紙装置制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて給紙が許可できると判断される推定タイミングよりも、前記給紙情報を前記画像形成装置に送信するためにかかる時間の分だけ前のタイミングに前記給紙情報を送信するとともに、前記画像形成装置制御手段から前記通信線を介して給紙命令を受信した時に、前記検知手段の検知結果に基づいて給紙が許可できると判断した場合、前記切り替え手段によって前記駆動力を前記給紙手段に伝達させ、前記検知手段の検知結果に基づいて給紙が許可できると判断していない場合、前記切り替え手段によって前記駆動力を前記給紙手段に伝達させないようにし、記録材の給紙を遅延させることを特徴とする。

本発明によれば、紙間の狭小化とスループットの維持を達成しつつ、製造コストの上昇を抑制することができる。

画像形成システムの概略図である。 画像形成システムの駆動手段を示したブロック図である。 画像形成システムのＣＰＵ構成と制御部ブロック図である。 画像形成装置とオプション給紙装置が実行するシリアル通信のタイミングチャートである。 実施形態に係る制御機構の機能を示したブロック図である。 実施形態に係る制御方法の一例を示したタイミングチャートである。

図１、図２を用いて、画像形成システムの概略構成について説明する。図１において、画像形成システム１は、画像形成装置１００と、画像形成装置１００に取り外し可能に装着されるオプション給紙装置１５０、１６０、１７０、１８０を備えた画像形成システムである。実施例において、画像形成装置１００は、単色の画像を形成するプリンタである。なお、画像形成装置１００は、２色以上の現像剤を使用する多色の画像形成装置であってもよい。画像形成システム１は、印刷装置、複写機、複合機、ファクシミリであってもよい。さらに、画像形成装置１００に対するオプション給紙装置の接続数は少なくとも１つ以上であればよい。

図１において、オプション給紙装置１５０、１６０、１７０、１８０は、画像形成装置１００から供給される駆動力によって給紙や搬送を実行する。図２によれば、画像形成装置１００は、少なくとも一つの搬送モータ１４５を備えている。搬送モータ１４５は、画像形成装置１００に具備された駆動クラッチ１４６を介して、給送ローラ１０２、１５２、１６２、１７２、１８２および搬送ローラ１５３、１６３、１７３、１８３を駆動する。このように、搬送モータ１４５は、給紙装置で記録材を搬送するための駆動力を給紙装置に供給する駆動手段として機能する。

図１において、給紙トレイ１０１は画像形成装置１００の本体に具備された用紙カセットである。用紙は、記録材、記録媒体、シート、転写材、転写紙と呼ばれることもある。図２に示した搬送モータ１４５が回転しているときに、駆動クラッチ１４６を切断から接続に切り替えると、給紙ソレノイド１４７に駆動力が伝達する。給紙ソレノイド１４７が給紙ローラ１２８を駆動すると、給紙トレイ１０１に収納されている用紙が給紙ローラ１２８によって給送ローラ１０２へと送り出される。給送ローラ１０２は、搬送モータ１４５から供給された駆動力にしたがって回転し、用紙を搬送路１４０へ送り出す。トレイ用紙有無センサ１２９は給紙トレイ１０１内に用紙が残っているか否かを検知するセンサである。給紙トレイ１５１、給紙トレイ１６１、給紙トレイ１７１および給紙トレイ１８１は給紙トレイ１０１と同様に用紙（記録材）を収容する収容手段である。

オプション給紙装置１５０において、給紙ソレノイド１５６を駆動することによって、搬送モータ１４５によって回転している給紙ローラ１５５が用紙に当接する。これにより、給紙トレイ１５１から用紙が給送ローラ１５２へ送り出される。給紙ソレノイド１５６や給紙ローラ１５５は、画像形成装置から供給された駆動力によって収容手段から記録材を給紙する給紙手段の一例である。給送ローラ１５２は、搬送モータ１４５から伝達された駆動力に従って回転し、用紙を、搬送ローラ１５３へ送出する。さらに、搬送ローラ１５３は、搬送モータ１４５から伝達された駆動力に従って回転し、給紙トレイ１５１またはオプション給紙装置１５０よりも下段に接続されたオプション給紙装置から搬送されてきた用紙を搬送路１４０へ向けて送り出す。搬送路センサ１５４は、給紙トレイ１５１またはオプション給紙装置１５０よりも下段に接続されたオプション給紙装置から搬送されてきた用紙を検出するセンサである。トレイ用紙有無センサ１５７は給紙トレイ１５１内に用紙が残っているか否かを検知するセンサである。トレイ用紙有無センサ１５７は、収容手段に記録材が収容されているか否かを検知する第１の検知手段の一例である。

オプション給紙装置１６０において、給紙ソレノイド１６６を駆動することによって、搬送モータ１４５によって回転している給紙ローラ１６５が用紙に当接する。これにより、給紙トレイ１６１から用紙が給送ローラ１６２へ送り出される。給送ローラ１６２は、搬送モータ１４５から伝達された駆動力に従って回転し、用紙を、搬送ローラ１６３へ送出する。さらに、搬送ローラ１６３は、搬送モータ１４５から伝達された駆動力に従って回転し、給紙トレイ１６１またはオプション給紙装置１６０よりも下段に接続されたオプション給紙装置から搬送されてきた用紙を搬送路１４０へ向けて送り出す。搬送路センサ１６４は、給紙トレイ１６１またはオプション給紙装置１６０よりも下段に接続されたオプション給紙装置から搬送されてきた用紙を検出するセンサである。トレイ用紙有無センサ１６７は給紙トレイ１６１内に用紙が残っているか否かを検知するセンサである。

オプション給紙装置１７０において、給紙ソレノイド１７６を駆動することによって、搬送モータ１４５によって回転している給紙ローラ１７５が用紙に当接する。これにより、給紙トレイ１７１から用紙が給送ローラ１７２へ送り出される。給送ローラ１７２は、搬送モータ１４５から伝達された駆動力に従って回転し、用紙を、搬送ローラ１７３へ送出する。さらに、搬送ローラ１７３は、搬送モータ１４５から伝達された駆動力に従って回転し、給紙トレイ１７１またはオプション給紙装置１７０よりも下段に接続されたオプション給紙装置から搬送されてきた用紙を搬送路１４０へ向けて送り出す。搬送路センサ１７４は、給紙トレイ１７１またはオプション給紙装置１７０よりも下段に接続されたオプション給紙装置から搬送されてきた用紙を検出するセンサである。トレイ用紙有無センサ１７７は給紙トレイ１７１内に用紙が残っているか否かを検知するセンサである。

オプション給紙装置１８０において、給紙ソレノイド１８６を駆動することによって、搬送モータ１４５によって回転している給紙ローラ１８５が用紙に当接する。これにより、給紙トレイ１８１から用紙が給送ローラ１８２へ送り出される。給送ローラ１８２は、搬送モータ１４５から伝達された駆動力に従って回転し、用紙を、搬送ローラ１８３へ送出する。さらに、搬送ローラ１８３は、搬送モータ１４５から伝達された駆動力に従って回転し、給紙トレイ１８１またはオプション給紙装置１８０よりも下段に接続されたオプション給紙装置から搬送されてきた用紙を搬送路１４０へ向けて送り出す。なお、図１では、オプション給紙装置１８０の下段にオプション給紙装置は接続されていない例が示されているにすぎない。搬送路センサ１８４は、給紙トレイ１８１またはオプション給紙装置１８０よりも下段に接続されたオプション給紙装置から搬送されてきた用紙を検出するセンサである。トレイ用紙有無センサ１８７は給紙トレイ１８１内に用紙が残っているか否かを検知するセンサである。

画像形成装置１００の本体に設けられている搬送ローラ１０３は、用紙をさらに搬送路１４０の下流方向へ搬送するローラである。用紙は、レジストローラ１０４およびレジストセンサ１０５によって搬送タイミングを調整され、画像形成部へと送出される。画像形成部は、転写ローラ１０７、現像ローラ１０８、帯電ローラ１０９、感光ドラム１１０、トナーカートリッジ１１１、折り返しミラー１１２及び光走査装置１１３などにより構成される。感光ドラム１１０は、静電潜像や現像剤（例：トナー）の像を担持する像担持体の一例である。帯電ローラ１０９は、感光ドラム１１０の表面へ一様に電荷を帯電させる。光走査装置１１３は、折り返しミラー１１２を介して感光ドラム１１０の表面に画像情報に応じた光束を照射することで潜像を形成する。潜像は、現像ローラ１０８によって現像されトナー像となる。用紙が感光ドラム１１０と転写ローラ１０７との間を通過する際に、トナー像が用紙へ転写される。用紙は定着器１１９を通過する。定着器１１９は、加熱されたヒータ１１８、ヒータの温度を検知するサーミスタ１１７、用紙を加熱する定着フィルム１１６及び用紙に圧力をかける加圧ローラ１１５などを備える。用紙が定着フィルム１１６と加圧ローラ１１５の間を通過することで、未定着のトナー像が用紙に定着する。トナー像が定着した用紙は、搬送ローラ１２０を経て、搬送路１４１に搬送される。片面画像形成（片面印刷）の場合、排紙ローラ１２２によって排紙口１４３から用紙が排紙される。一方、両面画像形成（両面印刷）の場合、排紙ローラ１２２を回転させるモータが逆回転を始め、第１面に画像が形成された用紙が搬送路１４２へ搬送される。その後、用紙は、両面搬送ローラ１３１、１３３を経て再び搬送路１４０へ搬送され、画像形成部によって用紙の第２面にトナー像が転写される。定着器１１９によって第２面のトナー像の定着処理を施されると、用紙は、排紙ローラ１２２によって排紙口１４３から排出される。

図３を用いて、画像形成システムの制御ユニットについて説明する。プリンタコントローラ３０１は、マイクロコンピュータを有し、ホストコンピュータ等の外部装置から受信した画像コードを画像形成装置１００により印刷可能なビットデータに展開したり、プリンタエンジンの内部情報を表示装置に表示したりする。エンジン制御部３０２は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを内蔵したワンチップマイクロコンピュータを有している。エンジン制御部３０２は、プリンタコントローラ３０１とシリアル通信によって情報を送受信し、プリンタエンジンの各部をプリンタコントローラ３０１の指示に従って制御する。

オプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを内蔵したワンチップマイクロコンピュータを有している。本実施例では、オプション給紙装置ごとに、オプション給紙装置制御部が設けられている。オプション給紙装置ごとに、複数のマイクロコンピュータを有していてもよい。オプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８は、エンジン制御部３０２と通信線を介したシリアル通信によって情報を送受信し、エンジン制御部３０２からの指示に従ってオプション給紙装置の各部を制御する。

例えば、最上段に装着されたオプション給紙装置１５０から給紙する場合、エンジン制御部３０２はオプション給紙装置制御部３０９に対して給紙を指示する。エンジン制御部３０２から給紙指示を受信したオプション給紙装置制御部３０９は、オプション用紙搬送制御部３１０に対して給紙動作を依頼する。給紙動作の依頼を受けたオプション用紙搬送制御部３１０は、給紙ソレノイド１５６を駆動する。これにより、用紙が給紙トレイ１５１から給紙される。オプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８も同様にエンジン制御部３０２から給紙指示を受信すると、対応するオプション用紙搬送制御部３１３、３１６、３１９に給紙を依頼する。オプション用紙搬送制御部３１３、３１６、３１９は、対応する給紙ソレノイド１６６、１７６、１８６を駆動する。これにより、給紙が実行される。なお、オプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８と、オプション用紙搬送制御部３１３、３１６、３１９はそれぞれ統合されてもよい。以下では、オプション用紙搬送制御部３１３、３１６、３１９がオプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８に統合されているものとして説明する。

用紙給送制御部３０４は、給送ローラ１０２や搬送ローラ１０３の回転開始や回転停止をエンジン制御部３０２の指示に従って制御する。高圧制御部３０５は、帯電、現像、転写の各高圧（数百〜数千ボルト）の出力制御を、エンジン制御部３０２からの指示に基づき行う。光学系制御部３０６は、光走査装置１１３に搭載されたスキャナモータの駆動／停止や、レーザの点滅などを、エンジン制御部３０２の指示に従って実行する。定着温度制御部３０７は、定着器１１９の温度がエンジン制御部３０２により指示された目標温度を維持するよう調整する。両面制御部３０８は、エンジン制御部３０２の指示に従って、両面搬送ローラ１３１、１３３の回転を制御する。

図４は、本実施例における３線式のシリアル通信線を説明する図である。１回の通信はエンジン制御部３０２からの命令の送信と、この命令に対するオプション給紙装置制御部からの返答の受信とからなる。本実施例では時刻ｔ１からｔ９まで１回の通信周期を示しており、通信周期の長さは１０ｍｓである。

同期信号Ｓｙｎｃはエンジン制御部３０２からオプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８に送信され、エンジン制御部３０２とオプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８が同期するための信号である。送信信号ＴｘＤは、エンジン制御部３０２からオプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８に送信される命令などの信号である。受信信号ＲｘＤは、オプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８からエンジン制御部３０２に送信される返答などの信号である。同期信号Ｓｙｎｃ、送信信号ＴｘＤ、受信信号ＲｘＤは、画像形成装置１００に接続されるすべてのオプション給紙装置で共用される。つまり、３本のシリアル通信線がエンジン制御部３０２とオプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８との間に張られている。エンジン制御部３０２とオプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８は、それぞれシリアル通信回路を内蔵している。

時刻ｔ１で、エンジン制御部３０２は送信信号ＴｘＤをローレベルにする。送信信号ＴｘＤを検知したオプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８は、受信信号ＲｘＤをハイレベルからローレベルに切り替える。

時刻ｔ２で、エンジン制御部３０２は、同期信号Ｓｙｎｃに同期して８ビットの送信信号ＴｘＤをオプション給紙装置に送信する。この送信信号ＴｘＤ内には、命令を実行すべき対象であるオプション給紙装置を指定する識別情報が含まれている。オプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８は、送信信号ＴｘＤを受信すると識別情報を抽出し、抽出した識別情報が自己の識別情報でなければ、受信信号ＲｘＤをＨｉ−ｚに設定する。一方、オプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８は、抽出した識別情報が自己の識別情報であれば、送信信号ＴｘＤに含まれている命令要素を抽出する。

時刻ｔ３で、エンジン制御部３０２は同期信号Ｓｙｎｃに同期して８ビットの送信信号ＴｘＤをオプション給紙装置に対して送信する。オプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８のうち識別情報が一致したオプション給紙装置制御部は、送信信号ＴｘＤに含まれている命令要素を抽出する。さらに、このオプション給紙装置制御部は、時刻ｔ２から時刻ｔ３で受信した命令要素と、時刻ｔ３から時刻ｔ４で受信した命令要素とから１つの命令を組み立ててその命令を認識する。

時刻ｔ４で、エンジン制御部３０２は同期信号Ｓｙｎｃを停止し、送信信号ＴｘＤをハイレベルに切り替え、オプション給紙装置制御部からの返答を待つ。オプション給紙装置制御部は、受信した命令に従ってデータ処理を実行する。データ処理は、上述した給紙ソレノイドの駆動であったり、給紙許可情報の生成であったり、センサ情報の生成であったりする。給紙許可情報は、オプション給紙装置が給紙可能か否かを示す情報である。センサ情報は、例えば、トレイ用紙有無センサ１５７、１６７、１７７、１８７の検知結果や搬送路センサ１５４、１６４、１７４、１８４の検知結果などである。

時刻ｔ５で、データ処理の終わったオプション給紙装置制御部は、受信信号ＲｘＤをローレベルからハイレベルに切り替える。

時刻ｔ６で、エンジン制御部３０２は、受信信号ＲｘＤがハイレベルに切り替わったことを検知して、同期信号Ｓｙｎｃを出力する。オプション給紙装置制御部は同期信号Ｓｙｎｃに同期して命令に対応した８ビットの返答データを送信する。

時刻ｔ７で、エンジン制御部３０２は同期信号Ｓｙｎｃを出力する。オプション給紙装置制御部は同期信号Ｓｙｎｃに同期して命令に対応した８ビットの返答データを送信する。

時刻ｔ８で、エンジン制御部３０２はオプション給紙装置制御部から受信した合計で１６ビットの返答データを組み立ててオプション給紙装置からの情報を認識する。

時刻ｔ９で、エンジン制御部３０２は、次のシリアル通信を実行するために送信信号ＴｘＤをハイレベルからローレベルに切り替える。送信信号ＴｘＤをハイレベルからローレベルに切り替割ったことを検知したオプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８は受信信号ＲｘＤをローレベルに切り替える。

図５は、エンジン制御部とオプション給紙装置制御部とによって実現される各機能を示している。エンジン制御部３０２は、給紙タイミング生成部５０１、オプション給紙可否判定部５０２、給紙指示部５１０として機能する。給紙タイミング生成部５０１は、画像形成装置１００の設計段階で定められたスループットを満たすタイミングを生成する。図６によれば、スループットを満たすタイミングの周期はＴａである。このように、給紙タイミング生成部５０１は、画像形成装置が単位時間当たりで画像形成する記録材の枚数であるスループットが一定となるように予め設定された給紙タイミングを生成する。

オプション給紙可否判定部５０２は、シリアル通信を介して受信した給紙許可情報に基づいてオプション給紙装置１５０、１６０、１７０、１８０が給紙可能か否かを判定する。つまり、オプション給紙可否判定部５０２が給紙可能と判定すると、給紙タイミング生成部５０１が生成した給紙タイミングに同期して給紙指示部５１０が給紙命令を生成し、シリアル通信によりオプション給紙装置に給紙命令を送信する。どのオプション給紙装置から給紙するからは、プリンタコントローラ３０１が指定するものとする。よって、給紙指示部５１０は、プリンタコントローラ３０１が指定したオプション給紙装置の識別情報と、給紙命令とを含んだ送信信号ＴｘＤを生成して送信する。このように、給紙指示部５１０は、予め設定されたタイミングにおいて給紙装置から受信した給紙情報が給紙を許可することを意味する情報であれば、通信線を介して給紙装置に対して給紙命令を送信する画像形成装置制御として機能する。予め設定されたタイミングとは、画像形成装置が単位時間当たりで形成する記録材の枚数であるスループットが一定となるように設定されたタイミングである。給紙情報とは、給紙を許可する許可情報又は給紙を禁止する禁止情報である。給紙指示部５１０は、測定手段によって測定された間隔ごとの給紙タイミングとなったときの給紙情報が給紙を許可することを意味する情報であると給紙可否判定手段が判定した場合、給紙命令を送信する手段として機能する。また、給紙指示部５１０は、給紙タイミングが到来したときの給紙情報が給紙を禁止することを意味する情報であると給紙可否判定手段が判定した場合、給紙命令を送信しない画像形成装置制御手段として機能する。

オプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８は給紙判定部５０３、給紙制御部５０４、給紙許可情報生成部５０５、給紙許可部５０６、計測部５０７、検知部５０８および給紙禁止部５０９として機能する。給紙判定部５０３は、エンジン制御部３０２から受信した給紙命令と、計測部５０７で計測した時間とから給紙動作を行うか否かを判定する。給紙判定部５０３か給紙動作を実行すると判定したことを通知された給紙制御部５０４は、給紙ソレノイドの駆動などの給紙動作を実行する。さらに、給紙制御部５０４が給紙動作を実行することを通知された給紙禁止部５０９は、給紙禁止命令を給紙許可情報生成部５０５に通知する。給紙禁止命令を通知された給紙許可情報生成部５０５は、給紙禁止を示す情報に給紙許可情報を変更する。このように、給紙禁止部５０９や給紙許可情報生成部５０５は、給紙手段が記録材を給紙したときに画像形成装置に対して給紙の禁止を意味する給紙情報を送信する禁止手段として機能する。

また、給紙制御部５０４が給紙動作を実行すると、用紙が搬送路センサに到着する。検知部５０８は、搬送路センサが出力する検知信号を受信することで、用紙を検知する。通常、用紙が搬送路センサを通過中のときは検知信号がローレベルとなり、通過していないときは検知信号がハイレベルとなる。つまり、搬送路センサが用紙の先端を検知すると検知信号がハイレベルからローレベルに切り替わり、搬送路センサが用紙の後端を検知すると検知信号がローレベルからハイレベルに切り替わる。検知部５０８が用紙の先端を検知したことを通知されると計測部５０７は、先端を検知したタイミングを起点とした経過時間Ｔを計測する。検知部５０８や搬送路センサ１５４、１６４、１７４、１８４は、給紙手段により給紙された記録材の先端及び後端を検知する第２の検知手段として機能する。

トレイ用紙有無センサ１５７、１６７、１７７、１８７の検知信号にもとづいてオプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８が給紙トレイ内の用紙有無を確定するにはある程度の処理時間Ｔ１が必要となる。給紙許可部５０６は、給紙トレイに収納されている用紙のサイズ（搬送方向の長さ）を検知し、検知したサイズに対応した搬送時間Ｔ２を決定する。サイズと搬送時間Ｔ２との関係は予め数式化されていてもよいし、テーブルによって管理されていてもよい。サイズを検知するセンサは公知のものを使用できる。このように、搬送時間Ｔ２は、記録材の搬送方向における長さに対応した搬送時間である。

ところで、搬送路センサ１５４、１６４、１７４、１８４が検出可能な紙間（先行する用紙の後端から後続の用紙の先端までの距離）には一定の制限があり、ある間隔よりも短い紙間を検出することができない。ここでは、検出可能な最低の紙間に対応した搬送時間Ｔ３とする。つまり、搬送時間Ｔ３は、検知手段で検知可能な紙間のうち最も短い紙間に対応した時間である。また、搬送時間Ｔ２に搬送時間Ｔ３を加算して得られる和の搬送時間をＴ４とする。ここで、オプション給紙装置制御部３０９、３１２、３１５、３１８は、記録材の搬送方向における長さに対応した搬送時間と検知手段で検知可能な紙間のうち最も短い紙間に対応した時間とを加算して和を決定する加算手段として機能する。また、Ｔ４は、記録材の搬送方向における長さに対応した搬送時間と前記第２の検知手段で検知可能な紙間のうち最も短い紙間に対応した時間とを加算して得られる第２の時間の一例である。

給紙許可部５０６は、事前に、処理時間Ｔ１と搬送時間Ｔ４とのいずれが長いかを判定し、より長いほうの時間をＴ５とする。このように時間Ｔ５は、時間Ｂの一例である。また、給紙許可部５０６は、加算手段により決定された和と、検出手段が収容手段に記録材が収容されているか否かを検出するのに必要となる検出時間とのうちいずれか長いほうの時間を判別する判別手段として機能する。また、処理時間Ｔ１と搬送時間Ｔ４とのうち、判別手段が判別したより長いと判定したほうの時間を給紙許可部５０６は時間Ｂ（Ｔ５）として使用する。

給紙許可部５０６は、計測部５０７が計測した経過時間Ｔが、時間Ｔ５よりもシリアル通信に要する時間Ｔ６だけ手前のタイミングになったか否を判定する。つまり、給紙許可部５０６は、時間Ｔ５から時間Ｔ６を減算することで時間Ｔｂを算出し、経過時間Ｔが時間Ｔｂに一致したかどうかを判定する。このように、時間Ｔ６は、時間Ｂから、画像形成装置と給紙装置とが通信線を通じて通信する際の通信時間を減算して得られた差の時間である時間Ａの一例である。また、給紙許可部５０６は、時間Ｂから、画像形成装置と給紙装置とが通信線を通じて通信する際の通信時間を減算することで差の時間として時間Ａを決定する減算手段として機能する。給紙許可部５０６は、減算手段が決定した時間Ａ（ｔｂ）を使用する。

給紙許可部５０６は、経過時間Ｔが時間Ｔｂに一致すると、給紙許可部５０６は給紙許可状態になったことを給紙許可情報生成部５０５に通知する。この通知を受けた給紙許可情報生成部５０５は、給紙許可を意味する給紙許可情報を生成し、シリアル通信を介してエンジン制御部３０２へ送信する。このように、給紙許可部５０６や給紙許可情報生成部５０５は、計測手段により計測された経過時間Ｔが予め定められた時間Ａ（Ｔｂ）を越えると、通信線を介して画像形成装置に対し、給紙を許可することを意味する給紙情報を送信する許可手段として機能する。つまり、給紙装置制御手段は、測定手段によって計測された時間が、第１の検知手段により記録材が収容されているか否かを検知するまでの第１の時間と前記第２の検知手段により記録材の先端が検知されてから後端が検知されるまでの第２の時間のうち長い方の時間から、給紙情報を画像形成装置に送信するためにかかる時間を引いた時間となると給紙情報を送信する。なお、ここでは、給紙許可部５０６が時間の管理を行うものとして説明したが、後述するように給紙判定部５０３が時間の管理をしてもよい。

このように、本実施例では、用紙の先端が搬送路センサに到着してからの経過時間Ｔが、トレイ内の用紙有無が確定する処理時間Ｔ１と給紙した用紙長とセンサで検出できる最低の紙間を加算した長さを搬送するのにかかる搬送時間Ｔ４とのうちいずれか長いほうの時間Ｔ５になるまでは、たとえば、給紙判定部５０３が給紙命令を受け取っていたとしても給紙すると決定しないようになる。なお、シリアル通信には給紙許可情報を送信してから給紙命令を受け取るまでの所定の時間Ｔ６が必要となるため、給紙許可情報は時間Ｔ６だけ前倒しして送信されることになる。

［タイミングチャートの説明］
図６は、画像形成システム１におけるオプション制御を時系列に示したタイミングチャートである。上から順番に給紙タイミング生成部５０１の給紙タイマのタイマ値（ｉ）、給紙ソレノイドの駆動信号（ｉｉ）、搬送路センサの検知信号（ｉｉｉ）、給紙可能情報（ｉｖ）、オプション給紙装置側の給紙タイマのタイマ値（ｖ）を示している。なお、本実施例ではオプション給紙装置１５０からの連続して複数の用紙を給紙して連続印刷を実行している途中で一部の紙間が狭くなった例について説明する。 エンジン制御部３０２の給紙タイミング生成部５０１は給紙タイマを備え、給紙タイマを使用して給紙タイミングを生成する。つまり、給紙タイミング生成部５０１は、給紙タイマが周期Ｔａを計測するごとにタイミング信号を給紙指示部５１０に出力する。この給紙タイマは、給紙タイミングがスループットに比例した一定間隔のタイミングとなるように一定間隔を測定する測定手段の一例である。

給紙ソレノイド１５６は駆動信号がハイレベルのときに動作し、駆動信号がローレベルのときは動作を停止している。搬送路センサ１５４が用紙を検知しているときは検知信号がローレベルとなり、用紙を検知していないときは検知信号がハイレベルとなる。給紙可能情報は、ローレベルのときは給紙許可を示し、ハイレベルのときは給紙禁止を示す。オプション装置側の給紙タイマは計測部５０７に備えられている。給紙タイマは、給紙した用紙の先端が搬送路センサ１５４に到達した時点からの経過時間Ｔを計測するタイマである。この給紙タイマは、第２の検知手段で記録材の先端を検知すると時間の計測を開始する計測手段の一例である。

時刻ｔ１１で、エンジン制御部３０２の給紙指示部５１０は、給紙タイミング生成部５０１の給紙タイマが給紙タイミングとなり、かつ、給紙許可情報が給紙可能を示すと、オプション給紙装置１５０に給紙命令を送信する。給紙命令を送信したエンジン制御部３０２は給紙タイミング生成部５０１の給紙タイマにスループットが一定となるような時間Ｔａを設定する。給紙タイマは加算タイプでもよいし、減算タイプでもよい。シリアル通信により給紙命令を受信したオプション給紙装置１５０の給紙判定部５０３は、計測部５０７の給紙タイマがセットされているか否かを判定する。給紙タイマがセットされていなければ、給紙判定部５０３は、給紙制御部５０４に給紙動作を指示する。これにより、給紙制御部５０４は、駆動信号をハイレベルにすることで給紙ソレノイド１５６を駆動する。また、給紙許可情報生成部５０５は、給紙禁止部５０９からの通知にしたがって給紙可能情報を給紙禁止に変更する。

時刻ｔ１２で、あらかじめ想定されたタイミングで搬送路センサ１５４へ用紙の先端が到達する。給紙許可部５０６は、処理時間Ｔ１と搬送時間Ｔ４のうちいずれか長い方の時間（Ｔ５）を計測部５０７の給紙タイマにセットする。

時刻ｔ１３で、給紙許可部５０６は、時刻ｔ１２でセットした給紙タイマの残り時間（Ｔ５−Ｔ）が通信時間Ｔ６よりも短くなったことを検知する。つまり、経過時間Ｔが時間Ｔｂに一致すると、給紙許可部５０６は給紙許可状態になったことを給紙許可情報生成部５０５に通知する。これにより、給紙許可情報生成部５０５に給紙許可情報を給紙許可に変更する。

時刻ｔ１４で、給紙タイミング生成部５０１の給紙タイマのタイマ値が給紙タイミングを示すタイマ値となる。このとき、給紙許可情報が給紙許可であることを示していれば、給紙指示部５１０は、オプション給紙装置１５０に連続印刷を実行するために２枚目の用紙の給紙命令を送信する。給紙命令を送信したエンジン制御部３０２は給紙タイミング生成部５０１の給紙タイマにスループットが一定となるような時間Ｔａを設定する。シリアル通信により給紙命令を受信したオプション給紙装置１５０の給紙判定部５０３は、計測部５０７の給紙タイマがセットされているか否かを判定する。給紙タイマがセットされていなければ、給紙判定部５０３は、給紙制御部５０４に給紙動作を指示する。これにより、給紙制御部５０４は、駆動信号をハイレベルにすることで給紙ソレノイド１５６を駆動する。また、給紙許可情報生成部５０５は、給紙禁止部５０９からの通知にしたがって給紙可能情報を給紙禁止に変更する。

時刻ｔ１５で、あらかじめ想定されたタイミングで搬送路センサ１５４へ用紙の先端が到達する。給紙許可部５０６は、処理時間Ｔ１と搬送時間Ｔ４のうちいずれか長い方の時間（Ｔ５）を計測部５０７の給紙タイマにセットする。

時刻ｔ１６で、給紙許可部５０６は、時刻ｔ１５でセットした給紙タイマの残り時間（Ｔ５−Ｔ）が通信時間Ｔ６よりも短くなったことを検知する。つまり、経過時間Ｔが時間Ｔｂに一致すると、給紙許可部５０６は給紙許可状態になったことを給紙許可情報生成部５０５に通知する。これにより、給紙許可情報生成部５０５に給紙許可情報を給紙許可に変更する。

時刻ｔ１７で、給紙タイミング生成部５０１の給紙タイマのタイマ値が給紙タイミングを示すタイマ値となる。このとき、給紙許可情報が給紙許可であることを示していれば、給紙指示部５１０は、オプション給紙装置１５０に連続印刷を実行するために３枚目の用紙の給紙命令を送信する。給紙命令を送信したエンジン制御部３０２は給紙タイミング生成部５０１の給紙タイマにスループットが一定となるような時間Ｔａを設定する。シリアル通信により給紙命令を受信したオプション給紙装置１５０の給紙判定部５０３は、計測部５０７の給紙タイマがセットされているか否かを判定する。図６によれば、時刻Ｔ１７において、給紙タイマがセットされているため、給紙判定部５０３は、給紙制御部５０４に給紙動作を指示しない。

時刻ｔ１８で、計測部５０７の給紙タイマのタイマ値が時間Ｔ５に達する。これを検知した給紙判定部５０３は、給紙制御部５０４に給紙を指示する。給紙制御部５０４は給紙ソレノイド１５６を駆動する。給紙禁止部５０９は、給紙可能情報を給紙禁止にするよう給紙許可情報生成部５０５に通知する。

このように、給紙判定部５０３や給紙制御部５０４は、画像形成装置制御手段から給紙命令を受信したとしても、計測手段により計測された時間が時間Ａよりも長い時間Ｂになるまでは、給紙手段による記録材の給紙を遅延させる給紙装置制御手段として機能する。つまり、給紙判定部５０３や給紙制御部５０４は、計測手段によって計測された時間が、第１の検知手段により記録材が収容されているか否かを検知するまでの第１の時間と第２の検知手段により記録材の先端が検知されてから後端が検知されるまでの第２の時間のうち長い方の時間となると給紙情報を送信する給紙装置制御手段として機能する。

時刻ｔ１９で、給紙された用紙が想定よりも早いタイミングで搬送路センサ１５４へ到達する。このとき、給紙許可部５０６は、時間Ｔ５を計測部５０７の給紙タイマにセットする。

時刻ｔ２０で、給紙許可部５０６は、時刻ｔ１９でセットした給紙タイマの残り時間（Ｔ５−Ｔ）が通信時間Ｔ６よりも短くなったことを検知する。つまり、経過時間Ｔが時間Ｔｂに一致すると、給紙許可部５０６は給紙許可状態になったことを給紙許可情報生成部５０５に通知する。これにより、給紙許可情報生成部５０５に給紙許可情報を給紙許可に変更する。

時刻ｔ２１で、給紙タイミング生成部５０１の給紙タイマのタイマ値が給紙タイミングを示すタイマ値となる。このとき、給紙許可情報が給紙許可であることを示していれば、給紙指示部５１０は、オプション給紙装置１５０に連続印刷を実行するために４枚目の用紙の給紙命令を送信する。給紙命令を送信したエンジン制御部３０２は給紙タイミング生成部５０１の給紙タイマにスループットが一定となるような時間Ｔａを設定する。シリアル通信により給紙命令を受信したオプション給紙装置１５０の給紙判定部５０３は、計測部５０７の給紙タイマがセットされているか否かを判定する。給紙タイマがセットされていなければ、給紙判定部５０３は、給紙制御部５０４に給紙動作を指示する。これにより、給紙制御部５０４は、駆動信号をハイレベルにすることで給紙ソレノイド１５６を駆動する。また、給紙許可情報生成部５０５は、給紙禁止部５０９からの通知にしたがって給紙可能情報を給紙禁止に変更する。

本実施例によれば、給紙動作のバラつきにより紙間が狭くなったとしても、紙間をオプション給紙装置の給紙タイミングで補正することで、スループットを維持しつつ、重送を抑制し、連続印刷を継続できるようになる。具体的には、オプション給紙装置は、エンジン制御部から給紙命令を受信したとしても、給紙タイマにより計測された時間が時間Ｔｂよりも長い時間Ｔ５になるまでは、給紙手段による記録材の給紙を遅延させる。よって、紙間を狭小化したときに給紙動作がばらついても、重送や搬送不良を抑制できる。また、スループットが一定となるタイミングが到来し、かつ、給紙情報が給紙を許可しているときに給紙命令が送信されるため、スループットも維持される。また、実施例によれば、画像形成装置と給紙装置とが通信線を介して通信するため、多数のセンサ用信号線を配置するシステムと比較して製造コストを抑制できる。また、オプション給紙装置の給紙タイミングを補正するだけで、搬送速度の変更は必要ない。そのため、搬送速度を可変にして重送や搬送不良を抑制しようとするシステムよりも、本実施例のシステムは安価に構成できる。

Claims (7)

1. 画像形成装置と、前記画像形成装置に取り外し可能に装着される給紙装置とを備えた画像形成システムであって、
   前記画像形成装置は、
   前記給紙装置で記録材を搬送するための駆動力を前記給紙装置に供給する駆動手段と、
   予め設定されたタイミングにおいて前記給紙装置から受信した給紙情報が給紙を許可することを意味する情報であれば、通信線を介して前記給紙装置に対して給紙命令を送信する画像形成装置制御手段と
   を備え、
   前記給紙装置は、
   記録材を収容する収容手段と、
   前記画像形成装置から供給された前記駆動力によって前記収容手段から記録材を給紙する給紙手段と、
   記録材を検知する検知手段と、
   前記通信線を介して前記画像形成装置に対し給紙情報を送信する給紙装置制御手段と、
   前記画像形成装置に設けられた前記駆動手段から供給された駆動力を、前記給紙装置の前記給紙手段に伝達させるか又はさせないかを切り替える切り替え手段と
   を備え、
   前記給紙装置制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて給紙が許可できると判断される推定タイミングよりも、前記給紙情報を前記画像形成装置に送信するためにかかる時間の分だけ前のタイミングに前記給紙情報を送信するとともに、前記画像形成装置制御手段から前記通信線を介して給紙命令を受信した時に、前記検知手段の検知結果に基づいて給紙が許可できると判断した場合、前記切り替え手段によって前記駆動力を前記給紙手段に伝達させ、前記検知手段の検知結果に基づいて給紙が許可できると判断していない場合、前記切り替え手段によって前記駆動力を前記給紙手段に伝達させないようにし、記録材の給紙を遅延させることを特徴とする画像形成システム。
2. 前記予め設定されたタイミングとは、前記画像形成装置が単位時間当たりで形成する記録材の枚数であるスループットが一定となるように設定されたタイミング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。
3. 前記給紙情報とは、給紙を許可する許可情報又は給紙を禁止する禁止情報であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成システム。
4. 前記通信線は、３線式のシリアル通信線であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成システム。
5. 画像形成装置に対して取り外し可能に装着される給紙装置であって、
   記録材を収容する収容手段と、
   前記画像形成装置から供給された駆動力によって前記収容手段から記録材を給紙する給紙手段と、
   記録材を検知する検知手段と、
   前記検知手段の検知結果に基づいて給紙が許可できると判断される推定タイミングよりも、給紙情報を前記画像形成装置に送信するためにかかる時間の分だけ前のタイミングに通信線を介して前記画像形成装置に対し、前記給紙情報を送信する制御手段と、
   前記画像形成装置に設けられた駆動手段から供給された駆動力を、前記給紙装置の前記給紙手段に伝達させるか又はさせないかを切り替える切り替え手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記画像形成装置から前記通信線を介して給紙命令を受信した時に、前記検知手段の検知結果に基づいて給紙が許可できると判断した場合、前記切り替え手段によって前記駆動力を前記給紙手段に伝達させ、前記検知手段の検知結果に基づいて給紙が許可できると判断していない場合、前記切り替え手段によって前記駆動力を前記給紙手段に伝達させないようにし、記録材の給紙を遅延させることを特徴とする給紙装置。
6. 前記給紙情報とは、給紙を許可する許可情報又は給紙を禁止する禁止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。
7. 前記通信線は、３線式のシリアル通信線であることを特徴とする請求項５または６に記載の給紙装置。

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