JPH05147777A - 給紙タイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】用紙Ｐを感光体ドラム１５へ供給する場合に、
レジストローラ２３による給紙タイミングをに制御し、
用紙先端と画像の先端とがずれないようにする。 【構成】レジストクラッチ３１にオン信号を与えてか
ら、用紙センサ２７で用紙先端が検出されるまでのラグ
時間を測定する。前回の用紙供給時におけるラグ時間を
第１状態量、今回の用紙供給時におけるラグ時間を第２
状態量とし、さらに、次回の用紙供給時のラグ時間を制
御量とする。そして２つの状態量をファジイ化し、ファ
ジイ論理演算により制御量を求める。その結果からクラ
ッチ３１のオンタイミングを算出する。 【効果】ファジイ推論により、前回および今回の用紙供
給時におけるラグ時間に基づいて次回のラグ時間が推測
されるので、クラッチ３１の性能劣化等にかかわらず、
常に最良の給紙タイミングを得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、給紙タイミングを調
整するための装置に関し、特に、電子写真複写機、レー
ザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置のための給
紙タイミング調整装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば電子写真複写機では、画像形成
のための感光体ドラムが備えられており、感光体ドラム
が回転する間に、該ドラム上に原稿像に対応したトナー
像が形成され、そのトナー像を用紙に転写することによ
り複写画像が得られる仕組みになっている。用紙は、た
とえば給紙カセットから繰り出され、レジストローラで
一旦停止される。そして感光体ドラムに原稿像が形成さ
れるタイミングに合わせてレジストローラが回転開始さ
れ、感光体ドラムへ用紙が供給される。このようにレジ
ストローラで用紙の供給タイミングを調整することによ
り、用紙の先端と感光体ドラムに形成された画像の先端
とが一致し、画像は用紙からはみ出すことなく用紙へ転
写される。

【０００３】レジストローラによって用紙の供給タイミ
ングが制御される電子写真複写機等の画像形成装置で
は、従来、工場等における装置組立段階において、レジ
ストローラの作動タイミングが調整されていた。この調
整方法の１つに、本願出願人の先願にかかる特開平１−
１３３０７０号公報に記載された「画像形成装置におけ
る記録紙搬送タイミングの初期設定方法」がある。当該
公報記載の初期設定方法によれば、画像形成部への給紙
タイミングを所望のタイミングに初期設定することがで
き、しかも、実際に画像形成をすることなく給紙タイミ
ングの初期設定ができるという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、画像形成装
置が使用されていると、経年変化等により画像形成部へ
の給紙タイミングが初期設定されたタイミングから除々
にずれてくることがある。通常、レジストローラはクラ
ッチを介して駆動源に連結されており、クラッチのオン
によって駆動源からの回転力が伝達されて回転される。
また、クラッチのオフによりレジストローラの回転は停
止される。ところが、装置を長期にわたって使用してい
ると、経年変化によりクラッチの性能が除々に劣化し、
クラッチにより回転力が伝達されるまでの時間が微妙に
変化する。このため、レジストローラによる給紙タイミ
ングも初期設定されたタイミングからずれてくるという
問題があった。

【０００５】この発明は、かかる背景に基づいてなされ
たもので、工場等における装置の組立て時において、給
紙タイミングを初期設定する手間をなくするとともに、
工場出荷後の経年的な使用によってクラッチ性能が劣化
しても、それにかかわらず、常に最適なタイミングで給
紙が行われるようにした給紙タイミング調整装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、用紙搬送路
に設けられ、搬送される用紙の先端が達したとき、用紙
を一旦停止させ、予め定めるタイミングで用紙を供給す
る給紙タイミング調整用のレジストローラ、レジストロ
ーラを作動させまたは作動させないために、オンまたは
オフするクラッチ手段、用紙搬送路のレジストローラの
下流側に設けられ、レジストローラによって搬送される
用紙の先端を検出する用紙検出手段、クラッチ手段にオ
ン信号が与えられてから用紙検出手段で用紙先端が検出
されるまでのラグ時間を測定する測定手段、少なくとも
２つのラベルおよびメンバシップ関数を含むラグ時間に
関する共通のファジイ集合が記憶されたファジイ集合記
憶手段、前回の用紙供給時のラグ時間を第１状態量と
し、ファジイ集合記憶手段に記憶されたファジイ集合に
当てはめて第１状態量がファジイ集合に属する度合いを
求める第１のファジイ化手段、今回の用紙供給時のラグ
時間を第２状態量とし、ファジイ集合記憶手段に記憶さ
れたファジイ集合に当てはめて第２状態量がファジイ集
合に属する度合いを求める第２のファジイ化手段、次回
の用紙供給時に生じるラグ時間を制御量とし、第１状態
量、第２状態量および制御量の定性的な関係を表わすフ
ァジイ規則が記憶されたファジイ規則記憶手段、第１の
ファジイ化手段の出力、第２のファジイ化手段の出力お
よび上記ファジイ規則に基づいて、制御量がファジイ集
合記憶手段に記憶されたファジイ集合に属する度合いを
算出して制御値を決定するファジイ推論手段、ファジイ
推論手段で推論された次回のラグ時間に基づいて、クラ
ッチ手段にオン信号を与えるタイミングを決定するタイ
ミング決定手段、ならびに決定されたタイミングでクラ
ッチ手段にオン信号を与えるクラッチ制御手段、を含む
ことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】この発明は次のとおり作用する。用紙搬送路を
搬送されてきた用紙は、レジストローラにおいて一旦停
止される。そして供給タイミングになると、クラッチ手
段にオン信号が与えられ、応じてクラッチ手段がオンし
てレジストローラを回転させる。これにより用紙の供給
が開始される。レジストローラから供給される用紙は、
その先端がレジストローラから一定量送り出されると、
用紙検出手段によって検出される。クラッチ手段が正常
に作動している場合には、クラッチ手段にオン信号が与
えられてから用紙検出手段が用紙先端を検出するまでの
ラグ時間は予め定める時間Ｔになるはずである。ところ
が、クラッチ手段の性能のばらつき、使用に伴うクラッ
チ手段の経年変化等により上記ラグ時間は給紙ごとに微
妙に異なる。それゆえ、この発明では、前回の給紙の時
のラグ時間ｘ１を第１状態量とし、今回の給紙の時のラ
グ時間ｘ２を第２状態量とする。また、次回の制御で実
現したいラグ時間ｘ３を制御量とする。そして第１状態
量および第２状態量と制御量との定性的な関係をファジ
イ規則として定め、第１状態量、第２状態量および制御
量を共通のファジイ集合に当てはめるとともに、上述の
ファジイ規則を用いて制御量がファジイ集合に属する度
合いを算出する。そしてその算出結果に基づいて制御値
ｘ３を決定する。

【０００８】このようにすれば、次回の給紙タイミング
が、前回および今回の給紙で生じた各ラグ時間に基づい
て決定されるので、クラッチ手段の性能のばらつきや使
用に伴うクラッチ手段の性能劣化等に影響されず、常に
良好な給紙タイミングで給紙を行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下には、図面を参照して、この発明の一実
施例について詳細に説明をする。図１は、この発明の一
実施例にかかる給紙タイミング調整装置が組み込まれた
電子写真方式の複写機１０の概略構成を示す断面図であ
る。複写機１０の上面には原稿載置台１１および原稿載
置台１１上の原稿１４を覆うための原稿カバー１２が設
けられており、内部上方には光学系１３が備えられてい
る。

【００１０】光学系１３は、原稿載置台１１上に載置さ
れた原稿１４を照明し、原稿１４で反射された光を感光
体ドラム１５へ導いて、感光体ドラム１５の表面を露光
するためのものである。コピー時には、光学系１３は、
図示しない光学モータによって駆動され、図示のホーム
ポジションから矢印Ａ１方向へ移動されて原稿１４が照
明走査される。また、原稿１４の照明走査が終了する
と、図示のホームポジションに戻される。

【００１１】感光体ドラム１５は、コピー動作時には矢
印Ａ２方向へ一定速度で回転される。感光体ドラム１５
の周囲には、感光体ドラム１５の回転方向に沿って、感
光体ドラム１５の表面を一定電位に帯電させるための帯
電チャージャ１６、感光体ドラム１５の表面に露光によ
り形成された静電潜像にトナーを付着して現像するため
の現像装置１７、トナー像を用紙に転写し、その用紙を
感光体ドラム１５から剥離するための転写・剥離チャー
ジャ１８、感光体ドラム１５表面の残留トナーを除去す
るためのクリーナ１９および感光体ドラム１５表面の残
留電荷を除去するための除電ランプ２０等が備えられて
いる。

【００１２】また、複写機１０には着脱自在な給紙カセ
ット２１が装着されており、給紙カセット２１に収納さ
れている用紙は給紙ローラ２２で繰り出され、レジスト
ローラ２３へ与えられる。レジストローラ２３は、光学
系１３で導かれる光によって感光体ドラム１５が露光さ
れて原稿像が形成されることに連動して、所定のタイミ
ングで用紙を感光体ドラム１５へ送り出すためのもので
ある。

【００１３】この複写機１０には、この給紙タイミング
の制御のために必要な用紙センサ２７が、レジストロー
ラ２３の下流側で、かつ、感光体ドラム１５までの間の
用紙搬送路に配置されている。後述するように、この複
写機１０では、光学系１３の動作に連動して、レジスト
ローラ２３による給紙タイミングが最適に制御される。
この給紙タイミング調整制御の詳細については後述す
る。

【００１４】複写機１０には、さらに、感光体ドラム１
５から剥離された用紙を搬送するための用紙搬送ベルト
２４、トナー像が転写された用紙を所定の加圧状態のも
とで一定温度に加熱することによってトナーを溶かし、
トナー像を用紙に定着させるための定着装置２５、およ
び、コピーが終了した用紙が排出される排出トレイ２６
が備えられている。

【００１５】図２は、上述の複写機１０におけるこの発
明の一実施例にかかる給紙タイミング調整装置の構成を
示すブロック図である。図２を参照して説明すると、給
紙タイミング調整装置には、制御中枢としてのマイクロ
コンピュータ３０が備えられている。マイクロコンピュ
ータ３０は、給紙タイミング制御のために専用のものを
設けてもよいが、より好ましくは、複写機１０の全体の
制御を司るマイクロコンピュータに、給紙タイミング調
整制御も行わせるようにするのが経済的である。

【００１６】マイクロコンピュータ３０は、クラッチ３
１にオン信号またはオフ信号を選択的に与える。クラッ
チ３１は、オン信号が与えられると、駆動源３２からの
駆動力をレジストローラ２３へ伝達し、レジストローラ
２３を回転させる。また、クラッチ３１は、オフ信号に
応答して、駆動源３２からの駆動力を遮断し、レジスト
ローラ２３の回転を停止させる。

【００１７】レジストローラ２３は、前述したように、
給紙カセット２１から繰り出された用紙Ｐの先端がレジ
ストローラ２３へ達すると一旦停止し、予め定めるタイ
ミングで用紙Ｐを供給するためのものである。レジスト
ローラ２３によって供給される用紙は、搬送ガイド２８
で案内され、感光体ドラム１５へ送られる。搬送ガイド
２８の予め定める位置には用紙センサ２７が配置されて
いる。すなわち、用紙センサ２７は、レジストローラ２
３の下流側であって、感光体ドラム１５に達するまでの
用紙搬送路の所定の位置に設けられている。この用紙セ
ンサ２７は、レジストローラ２３から供給される用紙Ｐ
の先端がその頭上に達したとき、たとえばオンからオフ
に、または、オフからオンに切換わるセンサである。用
紙センサ２７は、たとえば反射形のフォトセンサで構成
できる。あるいは用紙Ｐの先端によって傾倒されるアク
チュエータを有するマイクロスイッチで構成してもよ
い。用紙センサ２７の出力はマイクロコンピュータ３０
へ与えられる。

【００１８】マイクロコンピュータ３０には、後述する
ファジイ集合が記憶されたファジイ集合メモリ３３およ
びファジイ規則が記憶されたファジイ規則メモリ３４が
接続されている。なお、この実施例では、ファジイ集合
メモリ３３およびファジイ規則メモリ３４は、マイクロ
コンピュータ３０に対して外付けされた構成となってい
るが、マイクロコンピュータ３０内に内蔵されたメモリ
３５内にファジイ集合およびファジイ規則が記憶されて
いてもよい。

【００１９】この実施例における給紙タイミング制御
は、概ね次の通りである。給紙カセット２１から取り出
された用紙Ｐがレジストローラ２３で一旦停止される。
その後、感光体ドラム１５における画像形成動作に連動
して、マイクロコンピュータ３０からクラッチ３１へオ
ン信号が与えられる。応じてクラッチ３１がオンし、レ
ジストローラ２３が回転され、用紙Ｐの供給が開始され
る。供給開始後用紙Ｐの先端が用紙センサ２７の頭上に
達すると、用紙センサ２７の検出信号がマイクロコンピ
ュータ３０へ与えられる。マイクロコンピュータ３０で
は、クラッチ３１へオン信号を出力してから、用紙セン
サ２７からの検出信号を受け取るまでのラグ時間ｘを予
め設定されている基準時間Ｔと比較して、レジストロー
ラ２３による給紙タイミングが適正か否かをファジイ推
論により判別し、次回のクラッチ３１へのオン信号の供
給タイミングを調整する。

【００２０】図３は、上述したファジイ集合メモリ３３
に記憶されているファジイ集合の内容を表わす図であ
る。この実施例において記憶されているファジイ集合
は、５つのラベルＰＢ，ＰＳ，Ｚ０，ＮＳ，ＮＢおよび
各ラベルのメンバシップ関数によって表わされる。メン
バシップ関数は、横軸に表わされた時間（ミリ秒）が与
えられた場合に、その時間がラベルに属する度合いを表
わすものであり、度合いは縦軸の０から１までのグレー
ドによって示される。

【００２１】具体的には、基準となるラグ時間Ｔを予め
定めておき、基準時間Ｔに対してラグ時間がかなり長い
場合をラベルＰＢ、少し長い場合をラベルＰＳ、同じ場
合をＺ０、少し短い場合をラベルＮＳ、および、かなり
短い場合をラベルＮＢ、として、それらのメンバシップ
関数が示されている。たとえば、検出されたラグ時間が
基準時間Ｔよりも１ミリ秒以上短い場合は、ラベルＮＢ
に属する度合いは１（１００％）であり、他のラベルに
属する度合いは０である。一方、検出されたラグ時間が
基準時間Ｔよりも１〜０．５ミリ秒短い場合には、その
短さが少なくなるに伴い、ラベルＮＢに属する度合いは
１から０まで除々に低下する。反面、ラベルＮＳに属す
る度合いは０から１まで除々に増加する。

【００２２】また、基準時間Ｔに比べて検出されたラグ
時間が０．５〜０ミリ秒だけ短い場合は、ラベルＮＳに
属する度合いは１〜０となる。一方、この間では、ラベ
ルＺ０に属する度合いは０〜１になる。ファジイ集合
を、予め設定した時間Ｔを基準にして検出されるラグ時
間を曖昧に定義したのは次の理由による。一般に、レジ
ストローラ２３によって用紙の供給を行う場合、用紙の
先端と感光体ドラム１５に形成される画像先端とのず
れ、すなわち給紙タイミングのばらつきは、図４に示す
ように、予め定める設定値を中心に正規分布状に生じる
ことが知られている。それゆえ、ファジイ集合も、基準
時間Ｔを中心に、これよりも長い場合および短い場合に
区別するのが便利であると考えられるからである。

【００２３】なお、ラグ時間に関するファジイ集合は、
上述のものに限られるわけではなく、少なくとも２つの
ラベルとメンバシップ関数とからなるファジイ集合であ
ればよい。たとえば、最低要件として、ラベル：基準時
間よりも長い、および、ラベル：基準時間よりも短い、
という２つのラベルと、そのメンバシップ関数があれば
よい。

【００２４】図５は、ファジイ規則メモリ３４に記憶さ
れているファジイ規則を表わすマトリクスである。図５
に示されているファジイ規則は、以下のＩｆ，ｔｈｅｎ
規則に従う内容である。すなわち、 If 前回 is PB and 今回 is PB, then 次回 is NB If 前回 is PB and 今回 is PS, then 次回 is NS ： ： ： If 前回 is NB and 今回 is NB, then 次回 is PB このファジイ規則によって、前回の給紙におけるラグ時
間および今回の給紙におけるラグ時間に対して、次回の
給紙において実現すべきラグ時間とが定性的に関連付け
られている。

【００２５】また、この実施例の特徴の１つは、図３に
示すファジイ集合が、装置の状態を表わす状態量のファ
ジイ集合および装置を制御するのに必要な制御量のファ
ジイ集合の両方に共通して使用できるファジイ集合にさ
れていることである。すなわち、この実施例では、以下
に詳述するように、前回の用紙供給時におけるラグ時間
を第１状態量、今回の用紙供給時におけるラグ時間を第
２状態量とし、第１状態量および第２状態量を図３に示
すファジイ集合に当てはめ、その結果と図５に示すファ
ジイ規則とに基づいて、次回の用紙供給時の制御量（ラ
グ時間）を、同じ図３のファジイ集合から求めるように
しているのである。

【００２６】図６は、前述したマイクロコンピュータ３
０の給紙タイミング制御を表わすフローチャートであ
り、図７はファジイ推論の手法の一例を示すものであ
る。次に、第６図の流れに従って、給紙タイミング制御
について説明をする。この制御では、まず、今回の用紙
供給におけるラグ時間が検出される（ステップＳ１）。
そして検出されたラグ時間は、図３に示すファジイ集合
に照らされてファジイ化される（ステップＳ２）。つま
り、今回のラグ時間の５つのラベルに属する度合いが求
められる。

【００２７】次に、前回の用紙供給におけるラグ時間の
ファジイ化データがメモリ３５の領域Ｍ１から読出され
る（ステップＳ３）。そしてファジイ推論が行われる
（ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６）。具体的には、ステップ
Ｓ４において、全規則の計算が終了したか否かの判別が
され、全規則の計算が終了していなければ、ステップＳ
５へ進み、図５に示す前述したＩｆ，ｔｈｅｎ規則に従
って、前回のラグ時間と今回のラグ時間とに関するある
組合せについての計算が実行される。そして、ステップ
Ｓ４，Ｓ５が巡回され、すべてのラベルの組合せについ
て規則計算がされる。この計算の例を具体的に図７を参
照して説明する。

【００２８】今回のラグ時間がｘ２、前回のラグ時間が
ｘ１とする。すると今回のラグ時間ｘ２がラベルＮＢに
属する度合いは０．４、前回のラグ時間ｘ１がラベルＮ
Ｂに属する度合いは０．５である。また、図５のファジ
イ規則より今回および前回のラグ時間がラベルＮＢに属
する場合、次回のラグ時間ｘ３はラベルＰＢに属する。
次回のラグ時間ｘ３がラベルＰＢに属する度合いはｘ
２，ｘ１がラベルＮＢに属する度合いの少ない方の度合
い０．４とする（図７（ａ）参照）。

【００２９】同様に、今回のラグ時間ｘ２がラベルＮＳ
に属する度合いは０．６、前回のラグ時間ｘ１がラベル
ＮＢに属する度合いは０．５であり、次回のラグ時間ｘ
３がラベルＰＳに属する度合いは０．５と推論する（図
７（ｂ）参照）。これを各組合せ（図５に示すすべての
組合せ）について繰り返す。そして、得られた次回のラ
グ時間ｘ３が各ラベルに属する度合いの論理和が求めら
れる（ステップＳ６）。

【００３０】次いで、求められた論理和の重心が計算さ
れ（図７（ｆ）参照）、その重心に対する時間が次回の
ラグ時間ｘ３とされる。そして、次回の給紙では、ラグ
時間がｘ３となるように、クラッチオン時間の計算がさ
れ（ステップＳ８）、クラッチオンタイミングが設定さ
れる（ステップＳ９）。そしてステップＳ８およひＳ９
で計算され、設定された時間とタイミングとで、クラッ
チ３１のオンおよびオフが制御される。

【００３１】そしてその後、ステップＳ２でファジイ化
された今回の用紙供給時のラグ時間がメモリの領域Ｍ１
に書込まれ、それまで記憶されていた前回のデータは今
回のデータに書換えられる（ステップＳ１０）。上述の
実施例は、画像形成装置の一例として電子写真方式の複
写機を例にとって説明したが、ファクシミリやレーザプ
リンタ等の他の画像形成装置にもこの発明にかかる給紙
タイミング調整装置を適用することができる。

【００３２】また、画像形成装置に限らず、たとえば電
子式キャッシュレジスタのレシート用紙やジャーナル用
紙の供給タイミングの調整装置、紙幣を投入して商品を
購入する自動販売機における装置内部での所定部所への
紙幣供給タイミング調整装置にも利用できる。

【００３３】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてお
り、用紙を供給する度に、前回および今回の給紙タイミ
ングに基づいて次回の給紙タイミングをファジイ推論
し、その推論結果に基づいて次回の給紙タイミング制御
を行っているので、レジストローラを起動させるクラッ
チの性能のばらつきや経年的な劣化に関係なく、常に最
良の状態で用紙の供給を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例が組み込まれた複写機の概
略構成を示す断面図である。

【図２】この発明の一実施例にかかる給紙タイミング調
整装置の構成を示すブロック図である。

【図３】この実施例におけるファジイ集合の内容を表わ
す図である。

【図４】給紙タイミングのばらつきの分布を示す図であ
る。

【図５】この実施例におけるファジイ規則を示すマトリ
クスである。

【図６】この実施例における給紙タイミング制御を示す
フローチャートである。

【図７】ファジイ論理演算の仕方を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１５ 感光体ドラム ２３ レジストローラ ２７ 用紙検出センサ ２８ 用紙搬送ガイド ３０ マイクロコンピュータ ３１ クラッチ ３３ ファジイ集合メモリ ３４ ファジイ規則メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】用紙搬送路に設けられ、搬送される用紙の
   先端が達したとき、用紙を一旦停止させ、予め定めるタ
   イミングで用紙を供給する給紙タイミング調整用のレジ
   ストローラ、 レジストローラを作動させまたは作動させないために、
   オンまたはオフするクラッチ手段、 用紙搬送路のレジストローラの下流側に設けられ、レジ
   ストローラによって搬送される用紙の先端を検出する用
   紙検出手段、 クラッチ手段にオン信号が与えられてから用紙検出手段
   で用紙先端が検出されるまでのラグ時間を測定する測定
   手段、 少なくとも２つのラベルおよびメンバシップ関数を含む
   ラグ時間に関する共通のファジイ集合が記憶されたファ
   ジイ集合記憶手段、 前回の用紙供給時のラグ時間を第１状態量とし、ファジ
   イ集合記憶手段に記憶されたファジイ集合に当てはめて
   第１状態量がファジイ集合に属する度合いを求める第１
   のファジイ化手段、 今回の用紙供給時のラグ時間を第２状態量とし、ファジ
   イ集合記憶手段に記憶されたファジイ集合に当てはめて
   第２状態量がファジイ集合に属する度合いを求める第２
   のファジイ化手段、 次回の用紙供給時に生じるラグ時間を制御量とし、第１
   状態量、第２状態量および制御量の定性的な関係を表わ
   すファジイ規則が記憶されたファジイ規則記憶手段、 第１のファジイ化手段の出力、第２のファジイ化手段の
   出力および上記ファジイ規則に基づいて、制御量がファ
   ジイ集合記憶手段に記憶されたファジイ集合に属する度
   合いを算出して制御値を決定するファジイ推論手段、 ファジイ推論手段で推論された次回のラグ時間に基づい
   て、クラッチ手段にオン信号を与えるタイミングを決定
   するタイミング決定手段、ならびに決定されたタイミン
   グでクラッチ手段にオン信号を与えるクラッチ制御手
   段、を含むことを特徴とする給紙タイミング調整装置。