JP6971775B2 - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートを給送するシート給送装置及びこれを備える画像形成装置に関する。

一般に、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置は、シートを給送するシート給送装置を備えている。従来、トレイに積載されたシートを繰り出す繰出ロールと、繰出ロールによって繰出されたシートを１枚ずつ分離するフィードロール及びリタードロールと、を備えるシート給送装置が提案されている（特許文献１参照）。フィードロール及びリタードロールによって形成される分離ニップによってシートを分離できない場合、シート給送時のシートの先端の位置にバラつきが出てしまう。

分離ニップのシート給送方向における下流には、シートの先端を検知するプレフィードセンサが設けられており、先行シートに連れ送りされた後続シートの先端をプレフィードセンサによって検知することができる。上記シート給送装置は、シートの給送開始前にプレフィードセンサがＯＮとなっている場合、シートの給送開始タイミングを通常よりも遅らせ、先行シートと後続シートとが近づきすぎてしまうのを防止している。

特開平１１−２２３９６９号公報

特許文献１には、プレフィードセンサの具体的な構成が記載されていないが、一般にシートの先端を検知するセンサとして、シートに押圧されて揺動するフラグと、フラグの位置に応じた検知信号を出力するフォトセンサと、を有するセンサが知られている。

しかしながら、光学式のフォトセンサは、受光素子のＯＮ／ＯＦＦの境界位置に±５ｍｍ程度の誤差が存在し、シートの検知精度が良好とは言えなかった。そして、このフォトセンサの検知精度のバラつきの分だけ、先行シートと後続シートとの間の間隔（以下、紙間とする）にマージンを設け、紙間を広げる必要があった。

そこで、本発明は、紙間を短くすることができるシート給送装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、シート給送装置において、シートが積載されるシート積載部と、シートに当接して回転する給送回転体と、前記給送回転体と共に形成するニップ部において前記給送回転体によって給送されるシートを１枚ずつ分離する分離部材と、を有し、前記シート積載部に積載されたシートを給送する給送動作を実行する給送ユニットと、前記給送ユニットによってシートを給送する際に、前記給送ユニットに作用する搬送負荷に応じたパラメータを検知する負荷検知部と、を備え、前記給送ユニットは、第１のシートを給送している際に前記負荷検知部によって検知された前記パラメータが所定の閾値以上の場合、前記第１のシートの給送開始から前記第１のシートに後続する第２のシートの給送開始までの給送間隔を、第１の給送間隔で前記第２のシートに対して前記給送動作を実行し、前記第１のシートを給送している際に前記負荷検知部によって検知された前記パラメータが前記所定の閾値未満の場合、前記給送間隔を、前記第１の給送間隔よりも長い第２の給送間隔で前記第２のシートに対して前記給送動作を実行する、ことを特徴とする。

本発明によると、紙間を短くすることができる。

第１の実施の形態に係るプリンタを示す全体概略図。 （ａ）は中板が待機位置に位置する状態のシート給送装置を示す側面図、（ｂ）は中板が給送位置に位置する状態のシート給送装置を示す側面図。 給送部を示す側面図。 ピックアップローラ及びフィードローラの駆動伝達機構を示す図。 第１の実施の形態に係るブロック図。 （ａ）は１枚搬送状態の分離ニップを示す側面図、（ｂ）は分離状態の分離ニップを示す側面図。 給送モータ及び搬送モータに作用する負荷トルクの推移を示すグラフ。 （ａ）は給送開始時から分離ニップに複数枚のシートが突入していた場合の給送モータの負荷トルクの推移を示すグラフ、（ｂ）は給送途中で分離ニップに複数枚のシートが突入した場合の給送モータの負荷トルクの推移を示すグラフ。 （ａ）は初めから搬送ニップに複数枚のシートが突入していた場合の搬送モータの負荷トルクの推移を示すグラフ、（ｂ）は途中で搬送ニップに複数枚のシートが突入した場合の搬送モータの負荷トルクの推移を示すグラフ。 シート給送制御の各処理を示すフローチャート。 シート給送開始時に後続シートの先端が分離ニップを通過している状態の給送部を示す側面図。 第２の実施の形態に係るシート給送制御の各処理を示すフローチャート。 （ａ）は第３の実施の形態に係る、後続シートが大幅に連れ送られた状態の給送部を示す側面図、（ｂ）は後続シートがジャムした状態の給送部を示す側面図。 第３の実施の形態に係るシート給送制御の各処理を示すフローチャート。 他の実施の形態に係るブロック図。

＜第１の実施の形態＞
以下、図面に沿って第１の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、画像形成装置を正面から視た状態（図１の視点）を基準にして上下左右及び手前奥の位置関係を表すものとする。

［プリンタの概略構成］
本実施の形態に係るプリンタ１は、電子写真方式のフルカラーレーザビームプリンタである。プリンタ１は、図１に示すように、装置本体であるプリンタ本体１Ａと、プリンタ本体１Ａの上方に設けられ、原稿の画像データを読み取る読取装置２と、を備えている。

プリンタ本体１Ａは、シートＰに画像を形成する画像形成部１Ｂ及びシートＰに画像を定着させる定着部２０等を備えている。読取装置２とプリンタ本体１Ａとの間にはシートＰが排出される排出空間ＳＰが形成されており、この排出空間ＳＰには、排出されたシートＰが積載される排出トレイ２３が設けられている。また、プリンタ本体１Ａには、画像形成部１ＢにシートＰを給送する複数（本実施の形態では４つ）のシート給送装置３０が設けられている。

画像形成部１Ｂは、レーザスキャナ１０と、４個のプロセスカートリッジ１１と、中間転写ユニット１Ｃと、を備えた、いわゆる４ドラムフルカラー方式の画像形成部である。これらプロセスカートリッジは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を形成する。各プロセスカートリッジ１１は、感光ドラム１２、帯電器１３、現像器１４、及び不図示のクリーナ等を備えている。画像形成部１Ｂの上方には、各色のトナーを収容したトナーカートリッジ１５が、プリンタ本体１Ａに対して着脱自在に装着されている。

中間転写ユニット１Ｃは、駆動ローラ１６ａ及びテンションローラ１６ｂ等に巻き掛けられる中間転写ベルト１６を有しており、中間転写ベルト１６は、４つのプロセスカートリッジ１１の上方に配置されている。中間転写ベルト１６は、各プロセスカートリッジ１１の感光ドラム１２に接触するように配置されると共に、不図示の駆動部に駆動される駆動ローラ１６ａによって、反時計回り方向に回転駆動される。中間転写ユニット１Ｃは、各感光ドラム１２と対向する位置において中間転写ベルト１６の内周面に当接する４つの１次転写ローラ１９を備えており、中間転写ベルト１６と感光ドラム１２との間のニップ部として１次転写部ＴＰ１が形成されている。また、画像形成部１Ｂは、駆動ローラ１６ａと対向する位置において中間転写ベルト１６の外周面に当接する２次転写ローラ１７を備えている。この２次転写ローラ１７と中間転写ベルト１６との間のニップ部として、中間転写ベルト１６に担持されたトナー像がシートＰに転写される２次転写部ＴＰ２が形成されている。

上述のように構成される各プロセスカートリッジ１１において、感光ドラム１２の表面には、レーザスキャナ１０によって静電潜像が描き込まれた後、現像器１４からトナーが供給されることで負極性に帯電した各色のトナー像が形成される。これらのトナー像は、１次転写ローラ１９に正極性の転写バイアス電圧が印加されることで、各１次転写部ＴＰ１において順次中間転写ベルト１６へと多重転写されて、中間転写ベルト１６にフルカラーのトナー像が形成される。

このような画像形成プロセスに並行して、シート給送装置３０から給送されたシートＰはレジストレーションローラ対（以下、レジローラ対と称する）４０へ向けて搬送され、このレジローラ対４０によって斜行補正される。レジローラ対４０は、中間転写ベルト１６に形成されたフルカラーのトナー像の転写タイミングに合わせたタイミングで、シートＰを２次転写部ＴＰ２に搬送する。中間転写ベルト１６に担持されたトナー像は、２次転写ローラ１７に正極性の転写バイアス電圧が印加されることで、２次転写部ＴＰ２においてシートＰへと２次転写される。

トナー像を転写されたシートＰは、定着部２０において加熱及び加圧され、カラー画像がシートＰに定着させられる。画像が定着されたシートＰは、第１排出ローラ対２５ａ又は第２排出ローラ対２５ｂによって排出トレイ２３へと排出されて積載される。なお、シートＰの両面に画像を形成する場合には、シートＰは定着部２０を通過した後、正逆転可能な反転ローラ対２２によってスイッチバックされる。そして、シートＰは再搬送通路Ｒを介して２次転写部ＴＰ２へと再度搬送され、裏面に画像を形成される。

［シート給送装置］
シート給送装置３０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、プリンタ本体１Ａ（図１参照）に対して着脱可能なカセット１０６と、カセット１０６に収納されたシートを給送する給送ユニットとしての給送部１００と、を有している。カセット１０６は、回動軸１１９ａを中心に中板１１９を、回動軸１２０ａを中心に昇降板１２０を回動可能に支持している。昇降板１２０は、中板１１９の下方に配置されると共に、昇降モータＭ１によって上下方向に回動される。シート積載部としての中板１１９は、昇降板１２０に下方から押されることで、図２（ａ）に示す待機位置から図２（ｂ）に示す給送位置に上昇する。そして、中板１１９が給送位置に位置する際に、中板１１９に積載されたシートＰが給送部１００のピックアップローラ１１０に当接する。

給送部１００は、図３及び図４に示すように、中板１１９に積載されたシートを給送するピックアップローラ１１０と、ピックアップローラ１１０によって給送されたシートを１枚ずつ分離するフィードローラ１１１及びリタードローラ１１２と、を有している。給送回転体としてのフィードローラ１１１は、給送モータＭ２によって駆動されるフィードローラ軸１１５に回転可能に支持されており、第１回転軸としてのフィードローラ軸１１５には、昇降プレート１１３が揺動可能に支持されている。

昇降プレート１１３には、アイドラ軸１２７及びピックアップローラ軸１１６が回転可能に支持されており、ピックアップローラ軸１１６には、上流回転体としてのピックアップローラ１１０が回転可能に支持されている。また、フィードローラ軸１１５、アイドラ軸１２７及びピックアップローラ軸１１６には、それぞれフィードギヤ１２４、アイドラギヤ１２５及びピックアップギヤ１２６が取り付けられている。これらフィードギヤ１２４、アイドラギヤ１２５及びピックアップギヤ１２６によって、給送モータＭ２によって駆動されるフィードローラ軸１１５の回転が、ピックアップローラ１１０が支持されるピックアップローラ軸１１６に伝達される。

昇降プレート１１３は、ピックアップバネ１１４によって下方に付勢されており、このピックアップバネ１１４の付勢力によってピックアップローラ１１０は、所定の給送圧でシートと当接する。分離部材としてのリタードローラ１１２は、不図示のトルクリミッタを介してリタード軸１１２ａに回転可能に支持されており、リタードバネ１１８によってフィードローラ１１１に向けて付勢されている。これにより、リタードローラ１１２は、ニップ部としての分離ニップ１２８においてフィードローラ１１１に圧接している。また、リタード軸１１２ａには、不図示の駆動伝達機構を介して、給送モータＭ２からの駆動力が伝達されており、リタードローラ１１２は、給送モータＭ２が駆動することでシートをカセット１０６に戻す方向に回転しようとする。

シート給送方向においてフィードローラ１１１及びリタードローラ１１２の下流には、内側ガイド１２１、外側ガイド１２２及び搬送ローラ対１２３が配置されている。搬送ローラ対１２３は、搬送回転体としての駆動ローラ１２３ａと、従動ローラ１２３ｂと、を有しており、駆動ローラ１２３ａは、第２回転軸としての回転軸１２３ｃに回転可能に支持されている。そして、回転軸１２３ｃが搬送モータＭ３によって駆動されることで、駆動ローラ１２３ａが回転すると共に、従動ローラ１２３ｂが駆動ローラ１２３ａに従動回転する。シート給送方向において駆動ローラ１２３ａ及び従動ローラ１２３ｂによって形成される搬送ニップ１４０の上流かつ分離ニップ１２８の下流には、搬送されるシートを検知するシート検知部としての搬送センサ１３０が配置されている。

［シート給送動作］
シート給送ジョブが入力されるかカセット１０６がプリンタ本体１Ａに挿入されると、昇降モータＭ１が駆動し、中板１１９が上昇する。中板１１９に積載された最上位のシートの位置は、不図示のセンサによって検知されており、図２（ｂ）に示すように、中板１１９が給送位置に位置すると、中板１１９は停止する。

この状態で、第１駆動源としての給送モータＭ２及び第２駆動源としての搬送モータＭ３が駆動し、ピックアップローラ１１０が中板１１９に積載されたシートを給送する。ピックアップローラ１１０によって給送されたシートは、分離ニップ１２８において１枚ずつに分離される。具体的には、分離ニップ１２８にシートが１枚だけ給送された際には、リタード軸１１２ａとリタードローラ１１２との間に設けられた不図示のトルクリミッタが空転し、リタードローラ１１２がフィードローラ１１１に連れ回る。また、分離ニップ１２８にシートが２枚以上給送された際には、リタードローラ１１２は、カセット１０６にシートを戻す方向に回転し、２枚目以降のシートがカセット１０６に戻される。なお、リタードローラ１１２には、駆動力が入力されなくてもよく、また、リタードローラ１１２に代えて分離パッドを設けてもよい。

分離ニップ１２８によって１枚ずつに分離されたシートは、内側ガイド１２１及び外側ガイド１２２によって搬送ローラ対１２３に案内され、搬送ローラ対１２３の搬送ニップ１４０によってシート給送方向における下流に搬送される。なお、本実施の形態では、ピックアップローラ１１０、分離ニップ１２８及び搬送ニップ１４０によるシートの搬送速度は同じに設定されているが、これに限定されない。例えば、搬送ニップ１４０によるシートの搬送速度をピックアップローラ１１０及び分離ニップ１２８によるシートの搬送速度よりも速くして、生産性を向上してもよい。この場合、ピックアップローラ１１０及びフィードローラ１１１には、搬送ニップ１４０によって搬送されるシートからの動力伝達を切断するワンウェイクラッチが内蔵される。

［制御ブロック］
図５は、本実施の形態に係る制御部１３１の制御ブロック図を示す。制御部１３１の入力側には、搬送センサ１３０、第１電流センサ１３２及び第２電流センサ１３３が接続されており、制御部１３１の出力側には、昇降モータＭ１、給送モータＭ２及び搬送モータＭ３が接続されている。第１電流センサ１３２は、給送モータＭ２に流れる電流を検知し、第２電流センサ１３３は、搬送モータＭ３に流れる電流を検知する。すなわち、これら第１電流センサ１３２及び給送モータ電流センサ１３３は、給送部１００に作用する搬送負荷に応じたパラメータである給送モータＭ２及び搬送モータＭ３に流れる電流を検知する負荷検知部１５０を構成している。また、制御部１３１には、記憶部１３４が接続されており、記憶部１３４は、第１電流センサ１３２及び給送モータ電流センサ１３３の検知結果を記憶することができる。

給送部１００によってシートを連続して給送する際には、先行シートの給送開始タイミングからシートサイズに応じた所定時間が経過した後、後続シートの給送動作が開始される。この時、先行シートの後端と後続シートの先端との間には、所定距離以上の間隔（以下、紙間とする）を開けることが必要となる。紙間が狭すぎると、先行シートが通過しても搬送センサ１３０がＯＦＦにならず、後続シートが搬送センサ１３０に到達するタイミングが分からない場合がある。また、先行シートの搬送に遅れが発生した際に、先行シートと後続シートが重なってしまって、シートがジャムする虞がある。

このため、ある程度の余裕を持って紙間を設定する必要があるが、紙間が長すぎると、複数枚のシートを連続して給送するジョブに時間がかかり、生産性が低下してしまう。たとえ紙間を長く設定してもシートの搬送速度を上げれば、ジョブにかかる時間は短縮できるが、装置の駆動音が大きくなってユーザに不快感を与える虞がある。よって、紙間は問題が起こらない範囲でなるべく短く設定するのが好ましい。

［搬送状態の判別方法］
次に、分離ニップ１２８におけるシートの搬送状態の判別方法について説明する。図６（ａ）に示すように、分離ニップ１２８にシートが１枚だけ挟まっている状態で給送を行っている状態を１枚搬送状態と呼称する。１枚搬送状態において給送部１００に発生している搬送負荷Ｒ１は、以下の式で表される。
Ｒ１＝μｐ×Ｎａ＋Ｆｔ＋Ｆｇ ・・・（１）
μｐ：シート同士の摩擦係数
Ｎａ：ピックアップローラ１１０のシートへの当接力
Ｆｔ：トルクリミッタによって発生するせき止め力
Ｆｇ：内側ガイド１２１及び外側ガイド１２２とシートの摩擦等で発生する抵抗力

一方、図６（ｂ）に示すように、分離ニップ１２８にシートが複数枚挟持されている状態を分離状態と呼称する。分離状態において給送部１００に発生している搬送負荷Ｒ２は、以下の式で表される。
Ｒ２＝μｐ×Ｎａ＋μｐ×Ｎｂ＋Ｆｇ ・・・（２）
Ｎｂ：フィードローラ１１１とリタードローラ１１２の当接力

また、図６（ｂ）に示すように、リタードローラ１１２によって複数枚のシートが１枚ずつに分離されている状態では、以下の式が成り立っている。
Ｆｔ＞μｐ×Ｎｂ ・・・（３）
よって、式（１）〜（３）により、以下の式が成り立つ。
Ｒ１＞Ｒ２ ・・・（４）

そして、例えばμｐ＝０．４、Ｆｔ＝３００［ｇｆ］、Ｎｂ＝３００［ｇｆ］とすると、
Ｒ１−Ｒ２＝１８０［ｇｆ］
となる。すなわち、１枚搬送状態に比べて、分離状態の方が、給送部１００に発生している搬送負荷が１８０［ｇｆ］低いことになる。よって、この搬送負荷を検出することで、１枚搬送状態と分離状態とを判別することができる。本実施の形態では、この搬送負荷の検知を、給送モータＭ２又は搬送モータＭ３に作用する負荷トルクを検知することによって行っている。

図７は、１枚搬送状態における給送モータＭ２及び搬送モータＭ３に作用する負荷トルクの推移を示すグラフである。そして、時間ｔ１は、給送モータＭ２及び搬送モータＭ３の駆動が開始され、給送部１００によるシートの給送動作が開始されたタイミングであり、時間ｔ２は、シートの先端が搬送ニップ１４０に到達したタイミングである。時間ｔ３は、給送モータＭ２の駆動がＯＦＦとなるタイミングであり、時間ｔ４は、シートの先端が搬送ローラ対１２３の次のローラ対に到達したタイミングである。

時間ｔ１〜ｔ２の区間では、ピックアップローラ１１０及びフィードローラ１１１によってシートが搬送されるため、給送部１００で発生する搬送負荷は全て給送モータＭ２が受ける。なお、時間ｔ１〜ｔ２の間に搬送モータＭ３にわずかな負荷トルクが発生しているが、これは、シートが搬送ニップ１４０に到達する前から搬送ローラ対１２３が回転しているためである。

時間ｔ２のタイミングで、シートの先端が搬送ニップ１４０に到達すると、搬送負荷が給送モータＭ２及び搬送モータＭ３に分配される。そのため、給送モータＭ２の負荷トルクは低下し、搬送モータＭ３の負荷トルクが上昇する。その後、時間ｔ４のタイミングで、搬送ローラ対１２３の下流の回転体としてのローラ対（例えばレジローラ対４０）にシートの先端が到達し、搬送モータＭ３の負荷トルクが低下する。

図８（ａ）（ｂ）は、給送モータＭ２の負荷トルクを示すグラフである。なお、図８（ａ）（ｂ）の実線は、１枚搬送状態における給送モータＭ２の負荷トルクの推移を示している。図８（ａ）の破線は、シート給送動作開始時点で既に分離ニップ１２８にシートが複数枚突入していた場合の給送モータＭ２の負荷トルクの推移を示している。そして、分離状態でシート給送動作が開始されると、図８（ａ）に示すように、時間ｔ１〜ｔ３の全域で給送モータＭ２の負荷トルクが１枚搬送状態に比して低くなる。

図８（ｂ）の破線は、シート給送動作開始時点では１枚搬送状態で、シート給送後に後続のシートが分離ニップ１２８に突入した場合の給送モータＭ２の負荷トルクの推移を示している。時間ｔ５で分離ニップ１２８に後続のシートが突入すると、分離ニップ１２８が分離状態となり、その後の給送モータＭ２の負荷トルクが低くなる。

図８（ａ）（ｂ）のいずれの場合においても、時間ｔ５〜ｔ３の間の所定のタイミングにおける給送モータＭ２の負荷トルクを検知することで、１枚搬送状態又は分離状態の判別をすることができる。例えば、時間ｔ２の直前の時間ｔ６における給送モータＭ２の負荷トルクが閾値Ｌ１以上であれば１枚搬送状態であると判別し、閾値Ｌ１未満であれば分離状態であると判別することができる。

図９（ａ）（ｂ）は、搬送モータＭ３の負荷トルクを示すグラフである。なお、図９（ａ）（ｂ）の実線は、１枚搬送状態にける搬送モータＭ３の負荷トルクの推移を示している。図９（ａ）の破線は、搬送ニップ１４０に先行シートの先端が到達した時点で、既に分離ニップ１２８に後続シートが突入していた場合の搬送モータＭ３の負荷トルクの推移を示している。そして、分離ニップ１２８が分離状態の際に搬送ニップ１４０によってシートが搬送されると、図９（ａ）に示すように、時間ｔ２以降の全域で搬送モータＭ３の負荷トルクが１枚搬送状態に比して低くなる。

図９（ｂ）の破線は、搬送ニップ１４０に先行シートの先端が到達した時点では１枚搬送状態で、その後、後続のシートが分離ニップ１２８に突入した場合の搬送モータＭ３の負荷トルクの推移を示している。時間ｔ７で分離ニップ１２８に後続のシートが突入すると、分離ニップ１２８が分離状態となり、その後の搬送モータＭ３の負荷トルクが低くなる。

図９（ａ）（ｂ）のいずれの場合においても、時間ｔ７〜ｔ４の間の所定のタイミングにおける搬送モータＭ３の負荷トルクを検知することで、１枚搬送状態又は分離状態の判別をすることができる。例えば、時間ｔ４の直前の時間ｔ８における搬送モータＭ３の負荷トルクが閾値Ｌ２以上であれば１枚搬送状態であると判別し、閾値Ｌ２未満であれば分離状態であると判別することができる。

以上のように、給送モータＭ２又は搬送モータＭ３のいずれかの負荷トルクを検知することができれば、分離ニップ１２８が１枚搬送状態か分離状態かを判別することができる。本実施の形態では、給送モータＭ２及び搬送モータＭ３は、ＤＣモータであり、速度フィードバック制御を用いることで、所望の速度で動作するように制御している。この場合、モータにかかる負荷の大きさに伴って、モータに流れる電流値が変化する。本実施の形態ではこれを利用し、給送モータＭ２及び搬送モータＭ３の駆動電流を、それぞれ第１電流センサ１３２及び第２電流センサ１３３（図５参照）によって検知することで、給送モータＭ２及び搬送モータＭ３の負荷トルクを検知している。なお、第１電流センサ１３２及び第２電流センサ１３３は、電流計、マルチメータ及びクランプメータ等のいずれの電流センサから構成されてもよい。また、ステッピングモータを用いて、モータに流れる電流を、トルクを発生する成分と、磁束を発生させる成分とに分解し、それぞれの電流を独立に制御するベクトル制御を採用し、トルク発生成分の電流値から負荷トルクを検知してもよい。

［シート給送制御］
次に、図１０を参照して、本実施の形態における給送部１００のシート給送制御を説明する。シート給送ジョブが開始されると（ステップＳ１）、制御部１３１は、先行シート搬送時に測定された給送モータＭ２又は搬送モータＭ３の負荷トルクが所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、図８（ａ）（ｂ）に示すように、制御部１３１は、時間ｔ６における給送モータＭ２の負荷トルクが閾値Ｌ１以上であるか否かを判定する。また、例えば、図９（ａ）（ｂ）に示すように、制御部１３１は、時間ｔ８における搬送モータＭ３の負荷トルクが閾値Ｌ２以上であるか否かを判定する。なお、シート給送ジョブにおける１枚目のシートの給送の場合には、ステップＳ２をスキップしてステップＳ４に進む。

先行シート搬送時に測定された給送モータＭ２又は搬送モータＭ３の負荷トルクが所定の閾値以上の場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御部１３１は、先行シート搬送時には分離ニップ１２８が１枚搬送状態であったと判断する。すなわち、後続シートの給送動作の開始時に、後続シートの先端が分離ニップ１２８を通過しておらず、制御部１３１は、通常タイミングで給送モータＭ２及び搬送モータＭ３を駆動させる（ステップＳ４）。すなわち、制御部１３１は、第１の給送タイミングとしての通常タイミングで後続シートの給送動作を実行する。ここで、先行シートの給送開始から後続シートの給送開始タイミングまでの間隔を給送間隔と定義する。そして、通常タイミングで後続シートの給送動作が実行された際の給送間隔を、第１の給送間隔と呼称する。給送間隔を適宜設定することにより、先行シートと後続シートとの紙間が決定される。

一方で、先行シート搬送時に測定された給送モータＭ２又は搬送モータＭ３の負荷トルクが所定の閾値未満の場合（ステップＳ２：ＮＯ）、制御部１３１は、先行シート搬送時には分離ニップ１２８が分離状態であったと判断する。すなわち、図１１に示すように、後続シートＰ２の給送動作の開始時に、後続シートＰ２の先端Ｐ２ａが分離ニップ１２８を通過していることとなる。この状態で第２のシートとしての後続シートＰ２の給送動作をスタートすると、後続シートＰ２の先端Ｐ２ａの分離ニップ１２８からの飛び出し量によっては、第１のシートとしての先行シートＰ１との紙間が十分に取れなくなる可能性がある。従来は、この飛び出し量も見越して、紙間を広めに設定していた。

本実施の形態では、先行シートＰ１の搬送時に測定された給送モータＭ２又は搬送モータＭ３の負荷トルクが所定の閾値未満の場合（ステップＳ２：ＮＯ）、後続シートＰ２の給送動作の開始タイミングを通常タイミングよりもΔｔ１遅らせる（ステップＳ３）。そして、制御部１３１は、通常タイミングよりもΔｔ１遅い第２の給送タイミングで給送モータＭ２及び搬送モータＭ３を駆動させ（ステップＳ４）、駆動中の給送モータＭ２及び搬送モータＭ３の負荷トルクの測定を開始する（ステップＳ５）。このように、後続シートの給送開始タイミングを通常タイミングよりもΔｔ１遅く設定した場合の給送間隔を、第２の給送間隔と呼称する。すなわち、第２の給送間隔は、第１の給送間隔よりも長く、給送モータＭ２及び搬送モータＭ３は、第１の給送間隔で制御された場合に比較して、第２の給送間隔で制御された場合の方が、駆動開始タイミングが遅くなる。

制御部１３１は、搬送センサ１３０がＯＦＦからＯＮに変化してから所定時間後、すなわち図７の時間ｔ３において給送モータＭ２の駆動を停止する（ステップＳ６，Ｓ７）。更に、搬送センサ１３０がＯＮからＯＦＦに変化すると（ステップＳ８）、制御部１３１は、シート給送ジョブが終了したかを判断する（ステップＳ９）。シート給送ジョブが終了していないと判断された場合（ステップＳ９：ＮＯ）、ステップＳ２〜Ｓ８の処理を繰り返し、シート給送ジョブが終了したと判断された場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、シート給送制御が終了する。

ステップＳ３におけるΔｔ１の値は、あまり大きすぎると、所望のタイミングで２次転写部ＴＰ２にシートを搬送することができなくなる可能性がある。よって、Δｔ１は、所望のタイミングで２次転写部ＴＰ２にシートが到達可能な範囲内に設定される。

以上のように、シート給送時にシートの先端が分離ニップ１２８を超えているか否かによってシートの給送動作の開始タイミングを変更するので、先行シートと後続シートとの紙間のマージンを低減することができ、紙間を短くすることができる。このため、シートの搬送速度は従来のままで、生産性を向上することができる。若しくは、生産性は従来のままで、シートの搬送速度を低減でき、装置の駆動音を低減することができる。

紙間に設定されるマージンは、給送するシートの先端の位置を精度良く判定できるほど、小さくすることができる。本実施の形態では、給送モータＭ２又は搬送モータＭ３の負荷トルクの検出によって分離ニップ１２８の搬送状態を判断していたが、この精度は、搬送方向における分離ニップ１２８のニップ幅に依存する。ローラ硬度にも依るが、分離ニップ１２８のニップ幅は、おおむね２［ｍｍ］以下である。このため、例えばシートの先端によって押圧されて回動するフラグを用いたフラグセンサに比して、本実施の形態は、給送するシートの先端の位置を精度良く判定することができる。

また、フラグセンサは、シートの斜行を防ぐために搬送路の幅方向における中央部にフラグを設ける必要がある。このように、フラグセンサは、配置の自由度が低く、装置が大型化する要因となっていた。一方で、本実施の形態のように給送モータＭ２又は搬送モータＭ３の負荷トルクを検知する電流センサは、搬送路内に設ける必要もなく、配置の自由度が高い。

＜第２の実施の形態＞
次いで、本発明の第２の実施の形態について説明するが、第２の実施の形態は、第１の実施の形態の負荷トルクの閾値を随時更新するものである。このため、第１の実施の形態と同様の構成については、図示を省略、又は図に同一符号を付して説明する。

分離ニップ１２８の搬送状態が１枚搬送状態及び分離状態のいずれであるかを判別するための負荷トルクの閾値は、予め固定値として設定していてもよいが、その場合、シートの種類やサイズによる搬送負荷のバラつきは無視されてしまう。すなわち、シートの種類やサイズによって、内側ガイド１２１及び外側ガイド１２２とシートの摩擦等で発生する抵抗力Ｆｇがバラつくことが有り、給送されるシートの種類やサイズ毎に負荷トルクの閾値を用意する必要がある。また、給送部１００による給送動作を継続するにつれて、駆動系の摺動負荷が変化していくこともある。このように、閾値が固定値として設定されると、分離ニップ１２８の搬送状態を判別することが困難となる可能性があるため、閾値は随時修正していくのが望ましい。

図１２は、閾値を修正するシート給送制御を示すフローチャートである。なお、図１２のステップＳ１１〜Ｓ１９は、図１０のステップＳ１〜Ｓ９と同様であるため、説明を省略する。制御部１３１は、図１２に示すように、ステップＳ１６の処理の後に、搬送センサ１３０がＯＮとなるタイミングが所定のタイミングよりも遅いか否かを判断する（ステップＳ２１）。

すなわち、図１１に示すように、後続シートＰ２の給送開始時に後続シートＰ２の先端が分離ニップ１２８を通過している場合、カセット１０６からシートが搬送される場合に比して搬送センサ１３０がＯＮとなるタイミングが早い。このため、所定のタイミングよりも早く搬送センサ１３０がＯＮとなっていれば、先行シートＰ１の給送時に分離ニップ１２８が分離状態であったことが分かる。また、所定のタイミングよりも遅く搬送センサ１３０がＯＮとなっていれば、先行シートＰ１の給送時に分離ニップ１２８が１枚搬送状態であったことが分かる。

このため、搬送センサ１３０がＯＮとなるタイミングが所定のタイミングよりも遅い場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、制御部１３１は、先行シートＰ１搬送時の負荷トルクを、１枚搬送状態の負荷トルクとして記憶部１３４（図５参照）に記憶させる。そして、制御部１３１は、記憶部１３４に記憶された負荷トルクに基づいて、閾値の更新及び修正を行う（ステップＳ２３）。例えば、制御部１３１は、記憶部１３４に記憶された１０個の１枚搬送状態の負荷トルクの平均値から、一定の値を引いた値を新しい閾値として設定する。搬送センサ１３０がＯＮとなるタイミングが所定のタイミングよりも早い場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、又はステップＳ２３の処理が終了すると、ステップＳ１７に進む。

以上のように、モータの負荷トルクの閾値を随時更新することで、シートの種類やサイズ、駆動系の摺動負荷の変化等の影響を受けず、精度良く分離ニップ１２８の搬送状態を判別することができる。これにより、給送されるシートの先端の位置を高精度で把握することができ、紙間を短くすることができる。

なお、本実施の形態では、１枚搬送状態の負荷トルクを用いて閾値の更新及び修正を行ったが、これに限定されない。例えば、分離状態の負荷トルクを記憶しておき、これに対して一定の値を加えた値を新しい閾値として設定してもよい。

＜第３の実施の形態＞
次いで、本発明の第３の実施の形態について説明するが、第３の実施の形態は、第１の実施の形態のシート給送制御を一部変更したものである。このため、第１の実施の形態と同様の構成については、図示を省略、又は図に同一符号を付して説明する。

後続シートＰ２の給送動作の開始前に、搬送センサ１３０がＯＮである場合は、次の２パターンの状況が考えられる。１つは、図１３（ａ）に示すように、先行シートの給送時に後続シートＰ２が大幅に連れ送られてしまい、後続シートＰ２を搬送センサ１３０が検知している場合である。もう１つは、図１３（ｂ）に示すように、先行シートＰ１の給送中にジャムが発生し、ジャムした先行シートＰ１を搬送センサ１３０が検知している場合である。搬送センサ１３０のみの情報だと、上述したどちらの状況か分からないが、給送モータＭ２又は搬送モータＭ３の負荷トルクを検知することで、どちらの状況かを判別することができる。

本実施の形態における給送部１００のシート給送制御を、図１４に示すフローチャートを参照しながら説明する。図１４に示すように、シート給送ジョブが開始されると（ステップＳ４０）、制御部１３１は、先行シートＰ１搬送時において搬送センサ１３０がＯＮからＯＦＦとなるタイミングが所定のタイミングより早いか否かを判断する（ステップＳ４１）。搬送センサ１３０がＯＦＦとなるタイミングが所定のタイミングより早い場合（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、ステップＳ３２に進むが、ステップＳ３２〜Ｓ３９については、図１０のステップＳ２〜Ｓ９と同じであるため説明を省略する。

搬送センサ１３０がＯＦＦとなるタイミングが所定のタイミングより遅い場合（ステップＳ４１：ＮＯ）、制御部１３１は、先行シートＰ１搬送時に測定された負荷トルクが所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。例えば、図８（ａ）（ｂ）に示すように、制御部１３１は、時間ｔ６における給送モータＭ２の負荷トルクが閾値Ｌ１以上であるか否かを判定する。また、例えば、図９（ａ）（ｂ）に示すように、制御部１３１は、時間ｔ８における搬送モータＭ３の負荷トルクが閾値Ｌ２以上であるか否かを判定する。

先行シートＰ１搬送時に測定された給送モータＭ２又は搬送モータＭ３の負荷トルクが所定の閾値以上の場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、後続シートＰ２が分離ニップ１２８に到達していないため、図１３（ｂ）に示すように先行シートＰ１はジャムしている。このため、制御部１３１は、先行シートＰ１の搬送動作を停止すると共に、シート給送ジョブを中止する（ステップＳ４３）。これにより、駆動系の部品に過負荷がかかったり、シートが機内の隙間に潜り込んでしまったりすることを防止できる。

先行シートＰ１搬送時に測定された給送モータＭ２又は搬送モータＭ３の負荷トルクが所定の閾値未満の場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、後続シートＰ２が分離ニップ１２８に到達しているため、図１３（ａ）に示すように、後続シートＰ２が連れ送られている。このため、制御部１３１は、後続シートＰ２の給送動作の開始タイミングを通常タイミングよりもΔｔ２遅らせる（ステップＳ４４）。そして、制御部１３１は、通常タイミングよりもΔｔ２遅い第３の給送タイミングで、後続シートＰ２の給送動作を開始する（ステップＳ３４）。このように、後続シートの給送開始タイミングを通常タイミングよりもΔｔ２遅く設定した場合の給送間隔を、第３の給送間隔と呼称する。すなわち、第３の給送間隔は、第２の給送間隔よりも長い。これにより、後続シートＰ２が大幅に分離ニップ１２８を通過した状態から給送されても、シートのジャムを防止することができる。なお、後続シートＰ２の先端Ｐ２ａの分離ニップ１２８からの飛び出し量は、図１１よりも大きいので、Δｔ２の値は、Δｔ１の値よりも大きく設定される（Δｔ２＞Δｔ１）。

以上のように、搬送センサ１３０の情報と、給送モータＭ２又は搬送モータＭ３の負荷トルクの情報と、を組み合わせることで、先行シートＰ１がジャムしているのか後続シートＰ２が大幅に連れ送られているのかを判別することができる。そして、この判別結果に応じて制御を変更することで、シートのジャムを防止したり、部品の破損を防止したりすることができる。

なお、既述のいずれの形態においても、第１電流センサ１３２及び第２電流センサ１３３の両方を設けたが、第１電流センサ１３２及び第２電流センサ１３３の少なくともいずれか一方を設ければよい。また、給送モータＭ２及び搬送モータＭ３の負荷トルクは、それぞれ第１電流センサ１３２及び第２電流センサ１３３によって検知された電流値に基づいて検知されたが、これに限定されない。例えば、図１５に示すように、内部に第１ひずみゲージ１６１が搭載されているトルクセンサを、フィードローラ軸１１５に取り付け、トルクセンサから出力される電圧により、フィードローラ１１１の負荷トルクを検知してもよい。同様にして、搬送ローラ対１２３の駆動ローラ１２３ａの回転軸１２３ｃ（図３参照）に第２ひずみゲージ１６２が搭載されているトルクセンサを取付け、搬送ローラ対１２３の負荷トルクを検知してもよい。これら第１ひずみゲージ１６１及び第２ひずみゲージ１６２は、負荷検知部１６０を構成する。

また、既述のいずれの形態においても、ピックアップローラ１１０によって中板１１９に積載されたシートを給送していたが、これに限定されない。例えば、ピックアップローラ１１０を省き、フィードローラ１１１によって中板１１９に積載されたシートを給送してもよい。また、第１電流センサ１３２及び第２電流センサ１３３によって測定される電流値及び設定される閾値は、制御部１３１の内部処理でプラスの値及びマイナスの値のいずれに設定するかは自由である。既述のいずれの形態においては、これら電流値及び閾値をプラスの値としていたが、これらをマイナスの値とした場合には、上述したフローチャートの閾値の判定は、「以上」と「未満」とが逆となる。

また、既述のいずれの形態においても、給送開始時に後続シートＰ２の先端が分離ニップ１２８を超えていた場合、給送動作の開始タイミングを遅らせていたが、紙間が適正な値になるのであれば、他の方法を用いてもよい。例えば、給送開始時に後続シートＰ２の先端が分離ニップ１２８を超えていた場合、給送動作の開始タイミングは通常タイミングのままで、給送モータＭ２の駆動速度を遅くしてもよい。すなわち、先行シートＰ１を給送した際の第１電流センサ１３２又は第２電流センサ１３３の検知結果に応じて、第１の給送速度又は第１の給送速度よりも遅い第２の給送速度で、後続シートＰ２に対して給送動作を実行してもよい。

また、既述のいずれの形態においても、電子写真方式のプリンタ１を用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ノズルからインク液を吐出させることでシートに画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置にも本発明を適用することが可能である。

１：画像形成装置（プリンタ）／１Ｂ：画像形成部／３０：シート給送装置／４０：回転体（レジローラ対）／１００：給送ユニット（給送部）／１１０：上流回転体（ピックアップローラ）／１１１：給送回転体（フィードローラ）／１１２：分離部材（リタードローラ）／１１５：第１回転軸（フィードローラ軸）／１１９：シート積載部（中板）／１２８：ニップ部（分離ニップ）／１３０：シート検知部（搬送センサ）／１３２：第１電流センサ／１３３：第２電流センサ／１５０，１６０：負荷検知部／１６１：第１ひずみゲージ／１６２：第２ひずみゲージ／Ｌ１，Ｌ２：閾値／Ｍ２：第１駆動源（給送モータ）／Ｍ３：第２駆動源（搬送モータ）／Ｐ：シート／Ｐ１：第１のシート（先行シート）／Ｐ２：第２のシート（後続シート）

Claims (11)

1. シートが積載されるシート積載部と、
   シートに当接して回転する給送回転体と、前記給送回転体と共に形成するニップ部において前記給送回転体によって給送されるシートを１枚ずつ分離する分離部材と、を有し、前記シート積載部に積載されたシートを給送する給送動作を実行する給送ユニットと、
   前記給送ユニットによってシートを給送する際に、前記給送ユニットに作用する搬送負荷に応じたパラメータを検知する負荷検知部と、を備え、
   前記給送ユニットは、第１のシートを給送している際に前記負荷検知部によって検知された前記パラメータが所定の閾値以上の場合、前記第１のシートの給送開始から前記第１のシートに後続する第２のシートの給送開始までの給送間隔を、第１の給送間隔で前記第２のシートに対して前記給送動作を実行し、前記第１のシートを給送している際に前記負荷検知部によって検知された前記パラメータが前記所定の閾値未満の場合、前記給送間隔を、前記第１の給送間隔よりも長い第２の給送間隔で前記第２のシートに対して前記給送動作を実行する、
   ことを特徴とするシート給送装置。
2. 前記閾値は、前記第１のシートを給送している際に前記負荷検知部によって検知された前記パラメータに基づいて更新される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
3. シート給送方向において前記ニップ部の下流に配置され、搬送されるシートの位置を検知するシート検知部を備え、
   所定のタイミングよりも遅いタイミングで前記シート検知部が前記第２のシートを検知した場合、前記閾値は、前記第１のシートを給送している際に前記負荷検知部によって検知された前記パラメータに基づいて更新される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
4. シート給送方向において前記ニップ部の下流に配置され、搬送されるシートの位置を検知するシート検知部を備え、
   前記給送ユニットは、
   前記第１のシートの後端が前記シート検知部を通過するタイミングが所定のタイミングより早くかつ前記第１のシートを給送している際に前記負荷検知部によって検知された前記パラメータが前記閾値以上の場合、前記第１の給送間隔で前記第２のシートに対して前記給送動作を実行し、
   前記第１のシートの後端が前記シート検知部を通過するタイミングが前記所定のタイミングより早くかつ前記第１のシートを給送している際に前記負荷検知部によって検知された前記パラメータが前記閾値未満の場合、前記第２の給送間隔で前記第２のシートに対して前記給送動作を実行し、
   前記第１のシートの後端が前記シート検知部を通過するタイミングが前記所定のタイミングより遅くかつ前記第１のシートを給送している際に前記負荷検知部によって検知された前記パラメータが前記閾値未満の場合、前記第２の給送間隔よりも長い第３の給送間隔で前記第２のシートに対して前記給送動作を実行する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシート給送装置。
5. 前記給送ユニットは、前記第１のシートの後端が前記シート検知部を通過するタイミングが前記所定のタイミングより遅くかつ前記第１のシートを給送している際に前記負荷検知部によって検知された前記パラメータが前記閾値以上の場合、前記第１のシートに対する前記給送動作を停止する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のシート給送装置。
6. 前記給送ユニットは、シート給送方向において前記給送回転体の下流に配置され、前記ニップ部を通過したシートを搬送する搬送回転体と、前記給送回転体を駆動する第１駆動源と、前記搬送回転体を駆動する第２駆動源と、を有し、
   前記負荷検知部は、前記第１駆動源に流れる電流を検知する第１電流センサと、前記第２駆動源に流れる電流を検知する第２電流センサと、を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート給送装置。
7. 前記第１電流センサは、前記第１のシートが前記搬送回転体に到達する直前の前記第１駆動源に流れる電流を検知する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のシート給送装置。
8. 前記第２電流センサは、前記第１のシートが前記搬送回転体の下流に設けられた回転体に到達する直前の前記第２駆動源に流れる電流を検知する、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載のシート給送装置。
9. 前記給送ユニットは、シート給送方向において前記給送回転体の下流に配置され、前記ニップ部を通過したシートを搬送する搬送回転体と、前記給送回転体を回転可能に支持する第１回転軸と、前記搬送回転体を回転可能に支持する第２回転軸と、を有し、
   前記負荷検知部は、前記第１回転軸のひずみを検知する第１ひずみゲージと、前記第２回転軸のひずみを検知する第２ひずみゲージと、を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート給送装置。
10. 前記給送ユニットは、シート給送方向において前記給送回転体の上流に配置され、前記シート積載部に積載されたシートに当接して給送する上流回転体を有する、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシート給送装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
    前記シート給送装置によって給送されたシートに画像を形成する画像形成部と、を備える、
    ことを特徴とする画像形成装置。

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