JP6299285B2 - 画像形成装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、制御方法、及びプログラムに関する。

画像形成装置に用いられる増設トレイにおいて、低廉化を目的として、画像形成装置本体側をマスター、増設トレイ等の周辺機器側をスレーブとして通信を行い、マスター側はモータ回転やクラッチオンを指示し、それに対し、スレーブ側はセンサ状態を応答するといった通信を、ポーリングを用いて実行することが多い。これは、いわゆるシリアル通信を用いてマスター・スレーブ関係の通信を行う場合に該当する。

特許文献１には、周期的なポーリングを用いただけでは、増設トレイ側への指示や、センサの状態取得が遅れてしまうので、ポーリングによる処理負荷の低減、又は通信処理による遅延を防止することを目的として、用紙の位置情報を元に、ポーリングする順序を入れ替えたり、又は割り込ませたり、逆にポーリング対象から一時的に外したりすることにより遅延を抑制する画像形成装置が開示されている。

特許文献１に記載された技術では、ポーリングの処理負荷を低減させるため、ポーリング対象から外すことにより処理負荷の低減を目的としている。しかしながら、特許文献１に記載された技術は、増設トレイのセンサ変化時刻をなるべく正確に知るために、ポーリング対象から外すどころかポーリング周期を狭めている。したがって、センサ変化時刻、又は変化するであろうと推定される時刻の近傍においては、処理負荷の低減という効果が得られないという問題がある。

ポーリング通信を行う場合、マスター側からスレーブ側に定期的に通信を行うため、通信処理に伴う処理負荷が発生する。ポーリング周期を広げることにより処理負荷を低減することができるが、一方で増設トレイセンサの状態変化時刻と、それを本体側（マスター）に通知した時刻との差が大きくなるため、リアルタイムな制御に支障をきたすという問題がある。

具体的には、以下に説明するような機能（制御）を実現しようとすると、本体側（マスター）は増設トレイセンサの状態変化時刻をより正確に把握する必要があるため、支障をきたす場合がある。

＜ケース１＞ジャム検知
一般的に用紙詰まり（ジャム）が発生しているかどうかは、特定の時刻までにセンサ位置に用紙先端が到達しているか、又は用紙後端が通過しているかによって判断する場合が多い。紙詰まり（ジャム）をより正確に判定するためには、センサ変化時刻をより正確に把握する必要がある。

＜ケース２＞レジストローラレス
一般的に、用紙へ最終転写を行う際、用紙を転写位置直前で一旦停止させ、画像との転写位置（タイミング）を調整することが多い。そのタイミングは、レジストローラに一度用紙を突き当てることにより一時的に搬送を停止させ、転写位置において、用紙と画像との到達時刻が一致するようなタイミングで搬送を再開することにより調整を行っている。

しかしながら、近年は低廉化を目的としてレジストローラを廃止し、一時停止させることなく転写を行う構成も存在する。この場合、用紙先端の位置を正確に把握し、転写位置において、用紙と画像との到達時刻が正確に合うよう画像の書き出しタイミングを調整する必要があるという問題がある。そして、書き出しタイミングをより正確に決定するためには、センサ変化時刻をより正確に把握する必要がある。

＜ケース３＞用紙サイズ検知
例えば、特許文献２や特許文献３に記載されている画像形成装置では、搬送センサのオン・オフタイミングに基づいて、用紙長を判定することが行われている。また、例えば、印刷指示とトレイ内の用紙サイズとが異なることを警告することや、用紙サイズに合わせて機器の判断により自動的に画像サイズを縮小又は拡大する技術がある。要するに、用紙長をより正確に判定するためには、センサ変化時刻をより正確に把握する必要がある。

＜ケース４＞チャタリング除去
一般的にチャタリング除去を行う場合、一定周期毎にセンサ値を読み取り、一定回数連続して同一のセンサ値であった場合センサ値が確定したと判断する処理が多い。チャタリング除去をより早く、正確に行うためには、センサ変化時刻をより正確に把握する必要がある。

ところで、増設トレイ自体の低廉化や、画像形成装置の制御部（ＣＰＵ（Central Processing Unit）又は制御回路等）の汎用性や再利用性を確保するため、増設トレイは極めて単純な処理だけを行い、複雑な制御・判断は画像形成装置本体側で行うことが望ましい。

すなわち、上述した＜ケース１＞から＜ケース４＞の機能（制御）を達成しつつ、画像形成装置本体側（マスター）のポーリングによる処理負荷を下げつつ、増設トレイ側（スレーブ）は極めて単純な処理だけを行う状態が望ましい。

以上の点を纏めると、次に述べる３つの事項の両立が望まれる。まず、（１）ポーリング回数を低減させ、本体側の処理負荷を低減させること。次に、（２）本体側は増設トレイのセンサの変化時刻をなるべく正確に把握し、ジャム検知、レジストローラレス、用紙サイズ検知、チャタリング除去の機能（制御）を実現可能にする、又は精度を高めること。そして、（３）増設トレイ側の処理はできる限り単純であること、である。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、スレーブ装置の状態が変化したタイミングをより正確に把握することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明における画像形成装置は、自身の状態変化を検出する検出手段と、前記検出手段により所定の周期で繰り返し検出された自身の状態変化を示す情報を送信する送信手段と、を含むスレーブ装置から前記情報を受信する画像形成装置であって、前記受信する情報に基づいて、前記検出手段が状態変化を検出した時刻を推定する推定手段を含み、前記推定手段は、前記受信する情報の値が、所定期間連続して同一値となったとき、前記同一値となった最後の時点を、前記検出手段が状態変化を検出した時刻であると確定することを特徴とする。

本発明によれば、スレーブ装置の状態が変化したタイミングをより正確に把握することが可能な画像形成装置を得ることができる。

本実施形態に係る画像形成装置に増設トレイが装着されたときの内部構造について説明する断面概略構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置の内部構成について説明する概略ブロック図である。 本実施形態に係る画像形成装置（本体）と増設トレイとの間の通信フォーマットについて説明する図である。 本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイの動作について説明するフロー図である。 本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイセンサのチャタリング除去を行う場合の画像形成装置本体側の動作について説明するフロー図である。 本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイセンサのチャタリング除去動作において、６２ビット長のバッファの状態を示す図である。 本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイセンサの滞留ジャム判定を行う場合の画像形成装置本体側の動作について説明するフロー図である。 本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイから給紙しレジストローラで一時停止させることなく画像を転写する場合の画像形成装置本体側の動作について説明するフロー図である。 本実施形態に係る画像形成装置に装着される増設トレイセンサにおいて用紙サイズ検知を行う場合の画像形成装置側の動作について説明するフロー図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。本発明は、画像形成装置本体と増設トレイとの間の通信処理において、本体と増設トレイと間の通信データに、センサによって検出された増設トレイの状態が変化した情報を付加することが特徴になっている。本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。

まず、本実施形態に係る画像形成装置に増設トレイが装着されたときの内部構造について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置に増設トレイが装着されたときの内部構造について説明する断面概略構成図である。

本実施形態に係る画像形成装置は、図１に示すように、転写ベルト５に沿って各色のＡＩＯ（All In One）カートリッジ（６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ）が並べられた構成を備えるものであり、いわゆる、タンデムタイプといわれるものである。転写ベルト５は、図１の反時計回りに回転し、回転方向の上流側から順に、複数のＡＩＯカートリッジ（電子写真プロセス部）６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙが配列されている。

これら複数のＡＩＯカートリッジ６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。ＡＩＯカートリッジ６Ｂｋはブラックの画像を、ＡＩＯカートリッジ６Ｍはマゼンタの画像を、ＡＩＯカートリッジ６Ｃはシアンの画像を、ＡＩＯカートリッジ６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。以下の説明では、ＡＩＯカートリッジ６Ｂｋについて具体的に説明する。他のＡＩＯカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６ＹはＡＩＯカートリッジ６Ｂｋと同様である。よって、その画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６Ｙの各構成要素については、画像形成装置６Ｂｋの各構成要素に付したＢｋに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｙによって区別した符号を図に表示するに留め、説明を省略する。

転写ベルト５は、回転駆動される２次転写駆動ローラ７と転写ベルトテンションローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトである。この２次転写駆動ローラ７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、２次転写駆動ローラ７と、転写ベルトテンションローラ８とが、転写ベルト５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成部６Ｂｋは、感光体としての感光体９Ｂｋ、この感光体９Ｂｋの周囲に配置された帯電器１０Ｂｋ、露光器１１、現像器１２Ｂｋ、クリーナブレード１３Ｂｋ、等から構成されている。露光器１１は、各ＡＩＯカートリッジ６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙが形成する画像色に対応する露光光であるレーザ光１４Ｂｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙを照射するように構成されている。

画像形成に際し、感光体９Ｂｋの外周面は、暗中にて帯電器１０Ｂｋにより一様に帯電された後、露光器１１からのブラック画像に対応したレーザ光１４Ｂｋにより露光され、静電潜像が形成される。現像器１２Ｂｋは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化し、このことにより感光体９Ｂｋ上にブラックのトナー画像が形成される。

このトナー画像は、感光体９Ｂｋと転写ベルト５とが接する位置（一次転写位置）で、一次転写ローラ１５Ｂｋの働きにより転写ベルト５上に転写される。この転写により、転写ベルト５上にブラックのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体９Ｂｋは、外周面に残留した不要なトナーをクリーナブレード１３Ｂｋにより払拭された後、次の画像形成のために待機する。

以上のようにして、ＡＩＯカートリッジ６Ｂｋでブラックのトナー画像を転写された転写ベルト５は、転写ベルト５によって次のＡＩＯカートリッジ６Ｍに搬送される。ＡＩＯカートリッジ６Ｍでは、ＡＩＯカートリッジ６Ｂｋでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成される。そして、そのトナー画像が、転写ベルト５上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。

転写ベルト５は、さらに次のＡＩＯカートリッジ６Ｃ、６Ｙに搬送され、同様の動作により、感光体９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体９Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像とが、転写ベルト５上に重畳されて転写される。こうして、転写ベルト５上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された転写ベルト５は、二次転写ローラ１６の位置まで搬送される。なお画像形成に際して、ブラックのみの印刷の場合は一次転写ローラ１５Ｍ、一次転写ローラ１５Ｃ、一次転写ローラ１５Ｙは、それぞれ感光体９Ｍ、感光体９Ｃ、感光体９Ｙから離間された位置に退避する。そして、前述の画像形成プロセスをブラックの場合のみ行う。

画像形成時の用紙搬送動作に際し、本体給紙トレイから給紙を行う印刷の場合は、本体給紙トレイ１に収納された用紙４は、最も上のものから給紙ローラ２を反時計回りに回転駆動することにより順に送り出され、レジストローラ３位置にて待機する。レジストローラ３の駆動開始は、前記の転写ベルト５により搬送されたトナー画像と二次転写ローラ１６上で、トナー画像と用紙４の位置が重なり合うようなタイミングで行われる。この時、レジストローラ３は反時計方向に回転駆動することで用紙４を送り出す。

画像形成時の用紙搬送動作に際し、増設トレイ１Ａから給紙を行う印刷の場合は、増設トレイ１Ａに収納された用紙４Ａは、最も上のものから給紙ローラ（増設トレイ）２Ａを反時計回りに回転駆動することにより順に送り出される。そして、レジストローラ３位置にて待機する。以降は本体給紙トレイ１から給紙を行う印刷の場合と同様である。

レジストローラ３にて送り出された用紙４は、二次転写ローラ１６にて転写ベルト５上のトナー画像を用紙４に転写した後、定着器にてトナー画像を熱及び圧力にて定着し、時計回りに回転駆動された排紙ローラ１８にて画像形成装置の外部に排紙される。両面印刷を行う場合は、用紙４が排紙ローラ１８を通過する手前で、排紙ローラ１８を反時計回りに回転駆動し、用紙４を両面搬送経路に搬送する。両面搬送経路に搬送された用紙４は両面ローラ１９を経由し、再びレジストローラ３まで搬送される。

レジストローラ３に到達した用紙４は再びレジストローラ３から再給紙され、二次転写ローラ１６にて先ほどと逆側の用紙面にトナー画像を転写後、定着器にてトナー画像を熱及び圧力にて定着される。そして、時計回りに回転駆動された排紙ローラ１８にて画像形成装置の外部に排紙される。

次に、本実施形態に係る画像形成装置の内部構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置の内部構成について説明する概略ブロック図である。

ＣＰＵ２５は画像形成装置（本体）２０のＣＰＵであり、ＲＯＭ（Read Only Memory）２６に記憶された制御プログラム等に基づいてシステムバス３８に接続される各種デバイスとのアクセスを総括的に制御する。また、Ｉ／Ｏ（Input／Output）３１を介して接続されるセンサや、モータ、クラッチ、ヒーター等の電装品の入出力を制御する。すなわち、このＲＯＭ２６には、後述する図５、図７、図８、図９のフローチャートで示されるようなＣＰＵ２５の制御プログラム等を記憶する。ＣＰＵ２５はＲＯＭ２６に記憶されている制御プログラムを実行する。

ＲＡＭ（Random Access Memory）２７は、ＣＰＵ２５の主メモリ、ワークエリア等として機能するＲＡＭであり、記録データの展開領域、環境データ格納領域等に用いられる。ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）３０は、制御プログラムが利用する画像形成装置に関する情報が格納される。操作パネルＩ／Ｆ(Interface)２８を介して接続される操作パネル２９によって、プリンタモード等を設定できる。

各給紙トレイから用紙を給紙するために給紙モータ３５を駆動させ、用紙詰まり（ジャム）を検知するためにレジストセンサ３４、両面センサ３６が設置されている。画像処理ＩＣ（Integrated Circuit）３２は、コントローラ３３からの画像データを受け、露光器１１（図１）に画像データ送信する。さらに、画像処理ＩＣ３２は、コントローラ３３から受け取った画像データから１ページ当たりのトナー消費量を算出し、算出したトナー消費量を、システムバス３８を介してＣＰＵ２５に通知する機能を持つ。用紙排出方向切替ソレノイド３７は、用紙の排出トレイが複数ある場合、選択された排紙トレイに用紙を搬送する切り替え板を稼働するためのものである。

ＣＰＵ２５はＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）２４と通じて増設トレイ５０側と通信可能である。ＣＰＵ（増設トレイ）５１は増設トレイ５０のＣＰＵである。ＣＰＵ（増設トレイ）５１はＩ／Ｏ ５４を介して接続されるセンサやモータ等の電装品の入出力を制御する。

ＣＰＵ（増設トレイ）５１は、ＵＡＲＴ（増設トレイ）５２を通じて画像形成装置（本体）２０との通信が可能である。ＣＰＵ（増設トレイ）５１の内部には図示しない発振回路が搭載されており、１ｍｓｅｃ周期のクロックを生成することが可能である。

次に、本実施形態に係る画像形成装置（本体）と増設トレイとの間の通信フォーマットについて説明する。図３は、本実施形態に係る画像形成装置（本体）と増設トレイとの間の通信フォーマットについて説明する図である。

通信の形態は、画像形成装置（本体）２０（以下、「本体側」という。）をマスター、増設トレイ５０側をスレーブとし、４ｂｙｔｅのハンドシェイク通信を行う。まず、本体側２０から増設トレイ５０側への通信フォーマットを説明する。図３の上段に示すように、３１ｂｉｔ目が給紙モータ（増設トレイ）５６のオン・オフ要求を意味しており、０がオフ指示、１がオン指示を意味する。３０ｂｉｔ目から０ｂｉｔ目は無効であり、一切影響しないものとする。

次に、増設トレイ５０側から本体側への通信フォーマットを説明する。図３の下段に示すように、３１ｂｉｔ目が給紙モータ（増設トレイ）５６の状態であり、０はオフ状態、１はオン状態を意味する。初期値は０である。３０ｂｉｔ目は現在、すなわち、増設トレイ５０側から本体側２０へ応答データを送信する瞬間の増設トレイセンサ５５の状態である。１はオン状態、０はオフ状態を意味する。

２９ｂｉｔ目は１クロック前の増設トレイセンサ５５の状態を格納する。本実施形態における図２において説明したように１クロック＝１ｍｓｅｃとしているので、１ｍｓｅｃ前の増設トレイセンサ５５の状態を表している。以降２８ｂｉｔ目は２クロック前、２７ｂｉｔ目は３クロック前、と続き、０ｂｉｔ目は３０クロック（３０ｍｓｅｃ）前の状態を表している。すなわち、現時点から所定期間遡った期間までの所定の周期で検出された増設トレイセンサ５５の状態変化を表している。

次に、本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイの動作について説明する。図４は、本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイの動作について説明するフロー図である。

図４において、ステップ１（Ｓ１）は、応答用バッファを初期化するフローである。応答用バッファは通信フォーマットと同じ４ｂｙｔｅとし、通信フォーマットと同様にＭＳＢ（Most Significant Bit）をｂｉｔ３１、ＬＳＢ（Least Significant Bit）をｂｉｔ０とする。本ステップ１（Ｓ１）では、応答用バッファを０クリアする。

ステップ２（Ｓ２）は、時間経過を待つステップである。本ステップでは１クロック経過するのを待つ。ステップ３（Ｓ３）は、応答用バッファを１回右シフトするステップである。本ステップ３（Ｓ３）により、ｂｉｔ３０に格納されている１クロック前の増設トレイセンサ５５の情報がｂｉｔ２９に移動させられる。以下同様に、２９ｂｉｔ目、２８ｂｉｔ目と続き、０ｂｉｔ目の情報は捨てられる。なお、ｂｉｔ３１に追加される値は“０”であるとする。

ステップ４（Ｓ４）は、応答用バッファに現在の増設トレイセンサ５５の情報を代入するフローである。現在の増設トレイセンサ５５の情報がオンであれば１、オフであれば０を、ｂｉｔ３０に代入する。ステップ５（Ｓ５）は、本体側２０からの受信データがあるかどうかチェックするフローである。受信データがある場合（Ｓ５：ＹＥＳ）はステップ６（Ｓ６）に移行し、無い場合（Ｓ５：ＮＯ）はステップ２（Ｓ２）に戻る。

ステップ６（Ｓ６）は、本体側２０からの受信データを確認するフローである。図３の上段に示す給紙モータ（増設トレイ）５６のオン・オフ要求を示す３１ｂｉｔ目が１であるかどうかを判断する。３１ｂｉｔ目が１の場合（Ｓ６：ＹＥＳ）はステップ７（Ｓ７）へ移行し、０の場合（Ｓ６：ＮＯ）はステップ８（Ｓ８）に進む。

ステップ７（Ｓ７）は、給紙モータ（増設トレイ）５６をオンするステップである。すなわち、図３の下段で説明したように、３１ｂｉｔ目は給紙モータ（増設トレイ）５６の状態を意味し、０はオフ、１はオン状態を意味する。よって、本体側２０からの指示に従い、給紙モータ（増設トレイ）５６をオンするため、応答用バッファのｂｉｔ３１に１を代入する。

ステップ８（Ｓ８）は、給紙モータ（増設トレイ）５６をオフするステップである。すなわち、図３の下段で説明したように、３１ｂｉｔ目は給紙モータ（増設トレイ）５６の状態を意味し、０はオフ、１はオン状態を意味する。よって、本体側２０からの指示に従い、給紙モータ（増設トレイ）５６をオフするため、応答用バッファｂｉｔ３１に０を代入する。

ステップ９（Ｓ９）は、本体側２０に応答データを送信するステップである。応答用バッファのデータそのものを応答データとし、本体側２０に送信をする。このように、増設トレイ５０側の処理は、増設トレイセンサ５５の値の変化の情報を取ることと、応答用バッファに値を代入することだけで処理が成立しており、極めて容易な処理となっていることは明らかである。

次に、本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイセンサの機械的振動であるチャタリングの除去を行う場合の画像形成装置本体側の動作について説明する。図５は、本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイセンサのチャタリング除去を行う場合の画像形成装置本体側の動作について説明するフロー図である。

ここで、増設トレイセンサ５５の仕様は、１ｍｓｅｃ周期で連続５回同一値を検出した場合、センサ値が確定するものとする。なお、図５に示すフローは、システム起動時から開始され、常時動作し続けているものとする。

図５において、ステップ１（Ｓ１）は、６２ｂｉｔ長のバッファを０クリアするステップである。６２ｂｉｔ長の根拠は、２回の通信履歴に跨って、同一値の検出を行う可能性があるため、通信２回分の増設トレイセンサ５５の変化の情報をバッファリングする必要があるためである。６２ｂｉｔ長のバッファのＭＳＢをｂｉｔ６１とし、ＬＳＢ側に向けて以下ｂｉｔ６０、ｂｉｔ５９、・・・、ｂｉｔ０と呼称することにする。この６２ｂｉｔ長のバッファにおけるｂｉｔの呼称と、それぞれのｂｉｔの意味を図６に示す。図６は、本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイセンサのチャタリング除去動作において、６２ビット長のバッファの状態を示す図である。

ステップ２（Ｓ２）は、ステップ３からステップ６（Ｓ３からＳ６）と合わせて３０ｍｓｅｃ周期のポーリング通信を行うためのステップである。図３の下段の通信フォーマットによれば、増設トレイセンサ５５の３０クロック前の状態、すなわち３０ｍｓｅｃ前までの増設トレイセンサ５５の状態が記録されているため、ポーリング間隔は３０ｍｓｅｃで十分である。ステップ２（Ｓ２）では３０ｍｓｅｃ間待機し、ステップ３（Ｓ３）に進む。

ステップ３（Ｓ３）は、本体側２０から増設トレイ５０側へ通信を行うステップである。すなわち、図３の上段の通信フォーマットにしたがった通信を行う。このとき、給紙モータ（増設トレイ）５６のオン・オフ要求（図３の上段の通信フォーマットの３１ｂｉｔ目の値）は変えないものとする。

ステップ４（Ｓ４）は、６２ｂｉｔ長のバッファに過去６２ｂｉｔ分の増設トレイセンサ５５の値の情報を記録するステップである。６２ｂｉｔ長のバッファを３１ｂｉｔ分右シフトした後、ステップ３（Ｓ３）で得られた受信データのｂｉｔ３０からｂｉｔ０をｂｉｔ６１〜ｂｉｔ３１にコピーする。これにより、６２ｂｉｔ長のバッファは、ｂｉｔ６１が現在の増設トレイセンサ５５の値、ｂｉｔ６０が１クロック前の増設トレイセンサ値、・・・、ｂｉｔＮ（０≦Ｎ≦６０）は６１−Ｎクロック前の増設トレイセンサ５５値の値を意味することになる。この状態を図示すると、６２ｂｉｔ長のバッファは図６のような状態になる。

ステップ５（Ｓ５）は、ステップ３（Ｓ３）で受信したデータから過去連続５回同一値を検出している箇所があるかどうか確認するステップである。具体的には、受信データのｂｉｔ６１からｂｉｔ５７、ｂｉｔ６０からｂｉｔ５６、・・・、ｂｉｔ４からｂｉｔ０が同値であるかを順に確認する。連続５回同一値を検出した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）はステップ６（Ｓ６）へ移行し、そうでない場合（Ｓ５：ＮＯ）はステップ２（Ｓ２）に戻る。

ステップ６（Ｓ６）は、ステップ５（Ｓ５）で同一値を検出した値を増設トレイセンサ５５の値として確定するステップである。さらに、増設トレイセンサ５５の値が確定した時刻を次のように求める。すなわち、ステップ５（Ｓ５）において５回連続同一値を検出した箇所が、ｂｉｔＮからｂｉｔＮ−４（４≦Ｎ≦６１）である場合、センサ値が確定した時刻は、現在時刻から（６１−Ｎ）ｍｓｅｃ前となる。要するに、所定期間連続して同一値となったとき、同一値となった最後の時点をセンサ値が確定した時刻と確定するのである。

このように、Ｓ５において増設トレイセンサ５５の値の変動履歴から増設トレイセンサ５５の値が確定した時刻を推定することにより、ポーリング周期（Ｓ２）を３０ｍｓｅｃという長い周期にしても、１クロック（１ｍｓｅｃ）単位の精度が得られる。これにより、ポーリング周期を緩くしたとしても、本体側の処理負荷の低減を図ることが可能となる。

次に、本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイセンサの滞留ジャム判定を行う場合の画像形成装置本体側の動作について説明する。図７は、本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイセンサの滞留ジャム判定を行う場合の画像形成装置本体側の動作について説明するフロー図である。なお、図７に示すフローは、本体側が印刷指示を受け取り、増設トレイ５０側の給紙モータ（増設トレイ）５６に対して回転指示を出した後に開始される。

まず、増設トレイセンサ滞留ジャムとは、増設トレイ５０から供給された記録媒体である用紙の先端が増設トレイセンサ５５を通過してから“用紙長／線速＋マージン”時間以内に、用紙後端が増設トレイセンサ５５を通過しなかった場合を意味する。増設トレイセンサ滞留ジャムと判定された場合、本体側２０及び増設トレイ５０側のすべてのモータを停止させる仕様とする。なお、説明を容易にするため、用紙長は２００ｍｍ、線速は１００ｍｍ／ｓｅｃ、マージンは５０ｍｓｅｃとする。

ステップ１（Ｓ１）は、一定時間待機するステップである。ステップ２（Ｓ２）と合わせて周期的なポーリングを実現する。上述した図３の下段のフォーマットによれば、増設トレイ５０の３０クロック前、すなわち３０ｍｓｅｃ前までの増設トレイセンサ５５の状態が記録されているため、ポーリング間隔は３０ｍｓｅｃで十分である。

ステップ２（Ｓ２）は、本体側から増設トレイ５０側へ通信を行うステップである。図３の上段のフォーマットにしたがった通信を行う。このとき、給紙モータ（増設トレイ）５６のオン・オフ要求（図３の上段の通信フォーマットの３１ｂｉｔ目の値）は変えないものとする。

ステップ３（Ｓ３）は、増設トレイセンサ５５の状態が変化したかどうかを判断するステップである。図５で説明したように、増設トレイセンサ５５のチャタリングが除去され、増設トレイセンサ５５の確定したセンサ値が“１”となっているかどうかを判断する。確定値が“１”であれば（Ｓ３：ＹＥＳ）センサ値がオン状態で確定したと考えられるため、ステップ４（Ｓ４）の増設トレイセンサ５５の値がオン状態で確定した時刻を推定するステップに進む。センサ確定値が“１”でなければ（Ｓ３：ＮＯ）、増設トレイセンサ５５のセンサ値がまだ確定していないため、ステップ１（Ｓ１）に戻りポーリング通信を継続する。

ステップ４（Ｓ４）は、増設トレイセンサ５５のセンサ値が確定した時刻を算出するステップである。上記図５のステップ６（Ｓ６）で説明したように増設トレイセンサ５５のセンサ値が確定した時刻を推定する。さらにこのステップで、ステップ７（Ｓ７）で用いるジャム検知タイマのカウントを開始する。この場合、用紙長／線速＋マージン＝２００／（１００／１０００）＋５０＝２０５０ｍｓｅｃとする。

ステップ５（Ｓ５）は、ステップ１（Ｓ１）と同様に一定時間待機するステップである。ステップ６（Ｓ６）からステップ８（Ｓ８）と合わせて周期的なポーリングを実現している。ステップ６（Ｓ６）は、本体側２０から増設トレイ５０側へ通信を行うステップである。図３の上段のフォーマットにしたがった通信を行う。このとき、給紙モータ（増設トレイ）５６のオン・オフ要求（図３の上段の通信フォーマットの３１ｂｉｔ目の値）は変えないものとする。

ステップ７（Ｓ７）は、ジャム検知タイマがタイムアップしているかどうかを確認する。ジャム検知タイマは、ステップ４（Ｓ４）実行時にカウントを開始しているタイマである。タイムアップしていた場合（Ｓ７：ＹＥＳ）は、用紙詰まり（ジャム）が発生したものと判断しステップ１１（Ｓ１１）に進む。タイムアップしていない場合（Ｓ７：ＮＯ）は、ステップ８（Ｓ８）へ進む。

ステップ８（Ｓ８）は、増設トレイセンサ５５の状態が変化したかどうかを判断するステップである。図５で説明したように、増設トレイセンサ５５のチャタリングが除去され、増設トレイセンサ５５の確定したセンサ値が“０”となっているかどうか判断する。確定値が“０”であれば（Ｓ８：ＹＥＳ）センサ値がオフ状態で確定したと考えられるため、ステップ９（Ｓ９）の増設トレイセンサ５５の値がオフ状態で確定した時刻を推定するステップに進む。センサ確定値が“０”でなければ（Ｓ８：ＮＯ）増設トレイセンサ５５のセンサ値がまだ確定していないため、ステップ５（Ｓ５）に戻りポーリング通信を継続する。

ステップ９（Ｓ９）は、増設トレイセンサ５５のセンサ値が確定した時刻を算出するステップである。上記図５のステップ６（Ｓ６）で説明したように増設トレイセンサ５５のセンサ値が確定した時刻を推定する。

ステップ１０（Ｓ１０）は、ステップ４（Ｓ４）とステップ９（Ｓ９）とにおいて推定された増設トレイセンサ５５のセンサ値がオン状態で確定した時刻とオフ状態で確定した時刻との差分を計算する。そして、一定時間以上、この場合は、用紙長／線速＋マージン＝２０５０ｍｓｅｃ以上であるかどうかを確認する。２０５０ｍｓｅｃ以上である場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）は、ジャム発生と判断しステップ１１（Ｓ１１）へ進む。そうでない場合（Ｓ１０：ＮＯ）は、本フローを終了する。ステップ１１（Ｓ１１）は、用紙詰まり（ジャム）が発生したと判断されたため、搬送に関わる動作を停止させるステップである。

このように、Ｓ４、Ｓ９において増設トレイセンサ５５のオン、オフ状態の確定時刻を推定することにより、ポーリング周期（Ｓ１、Ｓ５）を３０ｍｓｅｃという長い周期にしても、１クロック（１ｍｓｅｃ）単位の精度が得られる。これにより、ポーリング周期を緩くしたとしても、本体側の処理負荷の低減と、ジャム検知の精度向上を両立することが可能となる。

次に、本実施形態に係る画像形成装置のレジストローラレス制御の動作について説明する。図８は、本実施形態に係る画像形成装置に装着された増設トレイから給紙しレジストローラで一時停止させることなく画像を転写する場合の画像形成装置本体側の動作について説明するフロー図である。このフローを実施する場合、図１で説明したレジストローラ３、及びレジストセンサは存在しない、又は機能しないものとする。さらに説明を簡単にするため以下のような仮定を行う。

レーザ光１４Ｂｋの露光位置から二次転写までの距離（静電潜像及びトナー画像の移動距離＝５００ｍｍ、給紙ローラ（増設トレイ）から二次転写までの距離（用紙が搬送経路に沿って移動する距離）＝７００ｍｍ、とする。また、線速＝１００ｍｍ／ｓｅｃ、カラーモードはモノクロ（Ｂｋ色のみ）とする。なお、図８に示すフローは、本体側が印刷指示を受け取り、増設トレイ５０側の給紙モータ（増設トレイ）５６に回転指示を出した後に開始される。

ステップ１（Ｓ１）からステップ４（Ｓ４）は、図７で説明したステップ１（Ｓ１）からステップ４（Ｓ４）と同一であるので説明を省略する。ステップ５（Ｓ５）は、用紙先端が増設トレイセンサ５５を通過後、露光開始まで所定時間経過するよう待機するステップである。ここで、給紙ローラ（増設トレイ）から二次転写までの距離（用紙が搬送経路に沿って移動する距離）−レーザ光１４Ｂｋの露光位置から二次転写までの距離（静電潜像及びトナー画像の移動距離）／線速−（現在時刻−センサ値変化時刻）を求める。すなわち、（７００−５００）／（１００／１０００）−（３０−Ｎ）＊１ｍｓｅｃ＝２０００−（３０−Ｎ）ｍｓｅｃ経過するまで待機する。

ステップ６（Ｓ６）は、露光を開始するステップである。ステップ５（Ｓ５）において用紙とトナー像とが二次転写位置で転写できるようタイミングを合わせているため、所定時間経過後、本ステップで露光を開始する。

このように、Ｓ４において増設トレイセンサ５５のオン状態の確定時刻を推定することにより、ポーリング周期（Ｓ１）を３０ｍｓｅｃという長い周期にしても、1クロック（１ｍｓｅｃ）単位の精度が得られる。これにより、ポーリング周期を緩くしたとしても、本体側の処理負荷の低減と、正確な露光開始タイミングとを両立することが可能となる。

次に、本実施形態に係る画像形成装置の用紙サイズ検知動作について説明する。図９は、本実施形態に係る画像形成装置に装着される増設トレイセンサにおいて用紙サイズ検知を行う場合の画像形成装置側の動作について説明するフロー図である。なお、図９に示すフローは、本体側が印刷指示を受け取り、増設トレイ５０側の給紙モータ（増設トレイ）に対して回転指示を出した後に開始される。

ステップ１から（Ｓ１）からステップ４（Ｓ４）は、図７で説明したステップ１（Ｓ１）からステップ４（Ｓ４）までと同一であるので説明を省略する。ステップ５（Ｓ５）は、一定時間待機するステップである。ステップ６（Ｓ６）と合わせて周期的なポーリングを実現する。ステップ６（Ｓ６）はステップ２（Ｓ２）と同一であるので説明を省略する。

ステップ７（Ｓ７）は、増設トレイセンサ５５の状態が変化したかどうか判断するステップである。図５で説明したように、増設トレイセンサ５５のチャタリングが除去され、増設トレイセンサ５５の確定したセンサ値が“０”となっているかどうか判断する。確定値が“０”であれば（Ｓ７：ＹＥＳ）センサ値がオフ状態で確定したと考えられるため、ステップ８（Ｓ８）の増設トレイセンサ５５の値がオフ状態で確定した時刻を推定するステップに進む。センサ確定値が“０”でなければ（Ｓ７：ＮＯ）増設トレイセンサ５５の値がまだ確定していないため、ステップ５（Ｓ５）に戻りポーリング通信を継続する。

ステップ８（Ｓ８）は、増設トレイセンサ５５のセンサ値がオフ状態で確定した時刻を算出するステップである。上記図５のステップ６（Ｓ６）で説明したように増設トレイセンサ５５のセンサ値が確定した時刻を推定する。

ステップ９（Ｓ９）は、ステップ４（Ｓ４）とステップ８（Ｓ８）とにおいて推定された増設トレイセンサ５５のセンサ値がオン状態で確定した時からオフ状態で確定した時までの所要時間に基づいて、通過した用紙の長さを推定するステップである。具体的には、“（増設トレイセンサ５５オフ時刻−増設トレイセンサ５５オン時刻）＊線速”の式によって推定する。

このように、Ｓ４、Ｓ８において増設トレイセンサ５５のオン、オフ状態の確定時刻を推定することにより、ポーリング周期（Ｓ１、Ｓ５）を３０ｍｓｅｃという長い周期にしても、１クロック（１ｍｓｅｃ）単位の精度が得られる。これにより、ポーリング周期を緩くしたとしても、本体側の処理負荷の低減と、用紙サイズ検知とを両立することが可能となる。

なお、図５、図７、図８、及び図９に示した本実施形態に係る画像形成装置を構成する各機能ブロックの各動作は、コンピュータ上のプログラムに実行させることもできる。すなわち、画像形成装置（本体）２０のＣＰＵ２５が、ＲＯＭ２６に格納されたプログラムをロードする。そして、プログラムの各処理ステップが順次実行されることによって実現される。

このように、本発明では、画像形成装置をマスター装置、増設トレイをスレーブ装置としたとき、両者の間で交わされる通信データに、スレーブ装置の状態変化の情報を付加している。これにより、マスター装置はスレーブ装置の状態変化のタイミングを正確に把握することが可能となる。また、マスター装置はスレーブ装置の状態変化のタイミングを認識しているので、マスター装置からスレーブ装置に対するポーリング間隔を長くすると共に回数を低減することにより、マスター装置の処理負荷を低減できるのである。さらに、マスター装置がスレーブ装置の状態変化のタイミングを認識することにより、スレーブ装置は自身の状態変化の情報のみを記憶していれば良いので、スレーブ装置の処理が単純になるのである。

以上説明したように、本発明によれば、スレーブ装置の状態が変化したタイミングをより正確に把握することが可能な画像形成装置、制御方法、及びプログラムを得ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨及び範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正及び変更が可能である。

１ 本体給紙トレイ
１Ａ 増設トレイ
２ 給紙ローラ
２Ａ 給紙ローラ（増設トレイ）
３ レジストローラ
４ 用紙
４Ａ 用紙（増設トレイ）
５ 転写ベルト
６ ＡＩＯカートリッジ
６Ｂｋ ＡＩＯカートリッジ（Ｋ）
６Ｍ ＡＩＯカートリッジ（Ｍ）
６Ｃ ＡＩＯカートリッジ（Ｃ）
６Ｙ ＡＩＯカートリッジ（Ｙ）
７ 二次転写駆動ローラ
８ 転写ベルトテンションローラ
９ 感光体
９Ｂｋ 感光体（Ｋ）
９Ｍ 感光体（Ｍ）
９Ｃ 感光体（Ｃ）
９Ｙ 感光体（Ｙ）
１０ 帯電器
１０Ｂｋ 帯電器（Ｋ）
１０Ｍ 帯電器（Ｍ）
１０Ｃ 帯電器（Ｃ）
１０Ｙ 帯電器（Ｙ）
１１ 露光器
１２ 現像器
１２Ｂｋ 現像器（Ｋ）
１２Ｍ 現像器（Ｍ）
１２Ｃ 現像器（Ｃ）
１２Ｙ 現像器（Ｙ）
１３、１３Ｂｋ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ クリーナブレード
１４、１４Ｂｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ レーザ光
１５Ｂｋ 一次転写ロ−ラ（Ｂｋ）
１５Ｍ 一時転写ローラ（Ｍ）
１５Ｃ 一時転写ローラ（Ｃ）
１５Ｙ 一時転写ローラ（Ｙ）
１６ 二次転写ローラ
１７ ＴＭセンサ
１８ 排紙ローラ
１９ 両面ローラ
２０ 画像形成装置（本体）
２４ ＵＡＲＴ
２５ ＣＰＵ
２６ ＲＯＭ
２７ ＲＡＭ
２８ 操作パネルＩ／Ｆ
２９ 操作パネル
３０ ＮＶＬＡＭ
３１、５４ Ｉ／Ｏ
３２ 画像処理ＩＣ
３３ コントローラ
３４ レジストセンサ
３５ 給油モータ
３６ 両面センサ
３７ 用紙排出方法切替ソレノイド
３８ システムバス
５０ 増設トレイ
５１ ＣＰＵ（増設トレイ）
５２ ＵＡＲＴ（増設トレイ）
５３ システムバス（増設トレイ）
５５ 増設トレイセンサ
５６ 給紙モータ（増設トレイ）

特許第４６４３４１０号公報 特許第２９４１１０１号公報 特開２００２−０８６８１８号公報

Claims (9)

1. 自身の状態変化を検出する検出手段と、前記検出手段により所定の周期で繰り返し検出された自身の状態変化を示す情報を送信する送信手段と、を含むスレーブ装置から前記情報を受信する画像形成装置であって、
   前記受信する情報に基づいて、前記検出手段が状態変化を検出した時刻を推定する推定手段を含み、
   前記推定手段は、前記受信する情報の値が、所定期間連続して同一値となったとき、前記同一値となった最後の時点を、前記検出手段が状態変化を検出した時刻であると確定する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記自身の状態変化は、前記スレーブ装置に発生した機械的振動の停止であり、前記推定手段は、前記機械的振動の停止に対応する前記情報の値が、所定期間連続して同一値となったとき、前記同一値となった最後の時点を、前記検出手段が前記機械的振動の停止を検出した時刻であると確定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記検出手段は、前記スレーブ装置から供給される記録媒体の先端及び後端の通過を検出し、所定時間内に前記先端の通過に対応する前記情報の値が前記後端の通過に対応する前記情報の値に変化しないとき、前記記録媒体の詰まりが発生したと判定する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記記録媒体の先端が通過してから所定時間経過後、前記記録媒体に画像を転写することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記記録媒体の先端が通過してから後端が通過するまでの所要時間に基づいて、前記記録媒体の長さを推定することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記情報は、現時点から所定の期間遡った期間まで、所定の周期で検出された前記自身の状態変化を示す情報であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記スレーブ装置に対してポーリング通信を行うことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 自身の状態変化を検出する検出手段と、前記検出手段により所定の周期で繰り返し検出された自身の状態変化を示す情報を送信する送信手段と、を含むスレーブ装置から前記情報を受信する画像形成装置の制御方法であって、
   前記受信する情報に基づいて、前記検出手段が状態変化を検出した時刻を推定する工程を含み、
   前記推定する工程では、前記受信する情報の値が、所定期間連続して同一値となったとき、前記同一値となった最後の時点を、前記検出手段が状態変化を検出した時刻であると確定する
   ことを特徴とする制御方法。
9. 自身の状態変化を検出する検出手段と、前記検出手段により所定の周期で繰り返し検出された自身の状態変化を示す情報を送信する送信手段と、を含むスレーブ装置から前記情報を受信する画像形成装置のコンピュータに、
   前記受信する情報に基づいて、前記検出手段が状態変化を検出した時刻を推定する処理を実行させ、
   前記推定する処理では、前記受信する情報の値が、所定期間連続して同一値となったとき、前記同一値となった最後の時点を、前記検出手段が状態変化を検出した時刻であると確定させるためのプログラム。

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