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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-22
(45)【発行日】2024-05-01
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
B65H 3/46 20060101AFI20240423BHJP
G03G 21/00 20060101ALI20240423BHJP
B65H 3/06 20060101ALI20240423BHJP
【ＦＩ】
B65H3/46 D
G03G21/00 370
G03G21/00 512
B65H3/06 350A
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2020086097
(22)【出願日】2020-05-15
(65)【公開番号】P2021178728
(43)【公開日】2021-11-18
【審査請求日】2023-03-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤田 祐史
【審査官】山田 康孝
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－１５９３７０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６５Ｈ ３／４６
Ｇ０３Ｇ ２１／００
Ｂ６５Ｈ ３／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像形成装置内に送り込む用紙を格納するトレイと、前記画像形成装置内に用紙を搬送する給紙ローラーと、
前記給紙ローラーに対向し、前記画像形成装置内に複数の用紙が搬送されないようにする捌きローラーとを備え、
前記用紙は、前記捌きローラーに接触したのち、前記捌きローラーの回転によって給紙ニップに到達し、
前記用紙が前記給紙ローラーより上流の所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間に基づき、前記捌きローラーの交換タイミングを判断する制御装置をさらに備え、
前記給紙ローラーよりも上流に前記用紙の到達を検出する給紙開始センサーをさらに備え、
前記所定の位置は、前記給紙開始センサーが設けられた位置である、画像形成装置。
【請求項2】
画像形成装置内に送り込む用紙を格納するトレイと、
前記画像形成装置内に用紙を搬送する給紙ローラーと、
前記給紙ローラーに対向し、前記画像形成装置内に複数の用紙が搬送されないようにする捌きローラーとを備え、
前記用紙は、前記捌きローラーに接触したのち、前記捌きローラーの回転によって給紙ニップに到達し、
前記用紙が前記給紙ローラーより上流の所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間に基づき、前記捌きローラーの交換タイミングを判断する制御装置をさらに備え、
前記給紙ローラーの下流に前記用紙の到達を検出する第１センサーをさらに備え、
前記制御装置は、
前記用紙が前記第１センサーを通過する際の給紙速度を算出し、
算出された給紙速度に基づいて、前記用紙が前記給紙ローラーより上流の所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間を算出する、画像形成装置。
【請求項3】
前記第１センサーの下流に前記用紙の到達を検出する第２センサーをさらに備え、
前記制御装置は、
前記第１センサーと前記第２センサーとの間の距離および前記第１センサーおよび前記第２センサーにおいて前記用紙の到達を検出した時間差に基づいて前記給紙速度を算出する、請求項２記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記制御装置は、
前記用紙が前記所定の位置から前記第１センサーに到達するまでの第１到達時間を測定し、
前記給紙ニップと前記第１センサーとの間の距離および前記給紙速度に基づいて前記給紙ニップから前記第１センサーに到達するまでの第２到達時間を算出し、
前記第１到達時間から前記第２到達時間を除去することにより前記用紙が前記給紙ローラーより上流の前記所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間を算出する、請求項２または３記載の画像形成装置。
【請求項5】
画像形成装置内に送り込む用紙を格納するトレイと、
前記画像形成装置内に用紙を搬送する給紙ローラーと、
前記給紙ローラーに対向し、前記画像形成装置内に複数の用紙が搬送されないようにする捌きローラーとを備え、
前記用紙は、前記捌きローラーに接触したのち、前記捌きローラーの回転によって給紙ニップに到達し、
前記用紙が前記給紙ローラーより上流の所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間に基づき、前記捌きローラーの交換タイミングを判断する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記トレイへの用紙交換サイクルに応じて前記用紙が前記給紙ローラーより上流の所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間に基づき、前記捌きローラーの交換タイミングを判断する、画像形成装置。
【請求項6】
前記制御装置は、前記用紙が前記給紙ローラーより上流の所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間が所定の閾値以上の場合に前記捌きローラーの交換タイミングであると判断する、請求項１～５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項7】
画像形成装置内に送り込む用紙を格納するトレイと、
前記画像形成装置内に用紙を搬送する給紙ローラーと、
前記給紙ローラーに対向し、前記画像形成装置内に複数の用紙が搬送されないようにする捌きローラーとを備え、
前記用紙は、前記捌きローラーに接触したのち、前記捌きローラーの回転によって給紙ニップに到達し、
前記用紙が前記給紙ローラーより上流の所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間に基づき、前記捌きローラーの交換タイミングを判断する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記用紙の種別に応じて設定された複数の閾値の中から１つの閾値を選択し、
前記用紙が前記給紙ローラーより上流の所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間が選択された閾値以上の場合に前記捌きローラーの交換タイミングであると判断する、画像形成装置。
【請求項8】
画像形成装置内に送り込む用紙を格納するトレイと、
前記画像形成装置内に用紙を搬送する給紙ローラーと、
前記給紙ローラーに対向し、前記画像形成装置内に複数の用紙が搬送されないようにする捌きローラーとを備え、
前記用紙は、前記捌きローラーに接触したのち、前記捌きローラーの回転によって給紙ニップに到達し、
前記用紙が前記給紙ローラーより上流の所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間に基づき、前記捌きローラーの交換タイミングを判断する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記用紙の種別に従って前記用紙が前記給紙ローラーより上流の所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間を補正する、画像形成装置。
【請求項9】
画像形成装置内に送り込む用紙を格納するトレイと、
前記画像形成装置内に用紙を搬送する給紙ローラーと、
前記給紙ローラーに対向し、前記画像形成装置内に複数の用紙が搬送されないようにする捌きローラーとを備え、
前記用紙は、前記捌きローラーに接触したのち、前記捌きローラーの回転によって給紙ニップに到達し、
前記用紙が前記給紙ローラーより上流の所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間に基づき、前記捌きローラーの交換タイミングを判断する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記用紙が前記給紙ローラーより上流の所定の位置から前記給紙ニップへの到達時間と、前記捌きローラーの交換タイミングとが関連付けられたデータを収集し、収集結果を用いた機械学習を用いて、所定の交換準備期間時の前記到達時間を予測し、
予測した前記到達時間が所定の閾値以上である場合には、前記捌きローラーの交換タイミングであると判断する、画像形成装置。
【請求項10】
前記交換準備期間とは、前記画像形成装置のメンテナンスにおいて、前記捌きローラーの状態を把握し、交換する捌きローラーを準備し、前記画像形成装置の捌きローラーを交換するまでに必要な日数である、請求項９記載の画像形成装置。
【請求項11】
前記所定の位置とは、前記トレイに格納された用紙の先端位置である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、画像形成装置に関し、特に捌きローラーの交換タイミングに関する。
【背景技術】
【0002】
特開２０１１－１８４１２９号公報では捌きローラーの回転量を検出する検知手段を設け、給紙中の回転量を検出する。給紙用紙が給紙ニップを通過して、直後の下流にあるセンサーに到達してから給紙用紙が通過するまでの捌きローラーの回転量を計測する。捌きローラーの回転検知センサーの検出量が給紙用紙に応じた値でない場合を寿命と判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－１８４１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、捌きローラーの一部において摩耗が激しい場合、給紙用紙は給紙ニップに到達しない場合あるため、上記の先行では捌きローラーの摩耗を検出できない。また、上記手法では捌きローラーの回転量を検出する検知手段が必要となる。本開示は、上述のような背景に鑑みてなされたものであって、簡易な方式で捌きローラーの交換タイミングを判断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。
【課題を解決するための手段】
【0005】
ある局面に従う画像形成装置は、画像形成装置内に送り込む用紙を格納するトレイと、画像形成装置内に用紙を搬送する給紙ローラーと、給紙ローラーに対向し、画像形成装置内に複数の用紙が搬送されないようにする捌きローラーとを備える。用紙は、捌きローラーに接触したのち、捌きローラーの回転によって給紙ニップに到達する。用紙が給紙ローラーより上流の所定の位置から給紙ニップへの到達時間に基づき、捌きローラーの交換タイミングを判断する制御装置をさらに備える。
【0006】
好ましくは、給紙ローラーよりも上流に用紙の到達を検出する給紙開始センサーをさらに備える。所定の位置は、給紙開始センサーが設けられた位置である。好ましくは、所定の位置とは、トレイに格納された用紙の先端位置である。好ましくは、給紙ローラーの下流に用紙の到達を検出する第１センサーをさらに備える。制御装置は、用紙が第１センサーを通過する際の給紙速度を算出し、算出された給紙速度に基づいて、用紙が給紙ローラーより上流の所定の位置から給紙ニップへの到達時間を算出する。好ましくは、第１センサーの下流に用紙の到達を検出する第２センサーをさらに備える。制御装置は、第１センサーと第２センサーとの間の距離および第１センサーおよび第２センサーにおいて用紙の到達を検出した時間差に基づいて給紙速度を算出する。好ましくは、制御装置は、用紙が所定の位置から第１センサーに到達するまでの第１到達時間を測定し、給紙ニップと第１センサーとの間の距離および給紙速度に基づいて給紙ニップから第１センサーに到達するまでの第２到達時間を算出し、第１到達時間から第２到達時間を除去することにより用紙が給紙ローラーより上流の所定の位置から給紙ニップへの到達時間を算出する。好ましくは、制御装置は、トレイへの用紙交換サイクルに応じて用紙が給紙ローラーより上流の所定の位置から給紙ニップへの到達時間に基づき、捌きローラーの交換タイミングを判断する。
【0007】
好ましくは、制御装置は、用紙が給紙ローラーより上流の所定の位置から給紙ニップへの到達時間が所定の閾値以上の場合に捌きローラーの交換タイミングであると判断する。好ましくは、制御装置は、用紙の種別に応じて設定された複数の閾値の中から１つの閾値を選択し、用紙が給紙ローラーより上流の所定の位置から給紙ニップへの到達時間が選択された閾値以上の場合に捌きローラーの交換タイミングであると判断する。好ましくは、制御装置は、用紙の種別に従って用紙が給紙ローラーより上流の所定の位置から給紙ニップへの到達時間を補正する。好ましくは、制御装置は、用紙が給紙ローラーより上流の所定の位置から給紙ニップへの到達時間と、捌きローラーの交換タイミングとが関連付けられたデータを収集し、収集結果を用いた機械学習を用いて、所定の交換準備期間時の到達時間を予測し、予測した到達時間が所定の閾値以上である場合には、捌きローラーの交換タイミングであると判断する。好ましくは、交換準備期間とは、画像形成装置のメンテナンスにおいて、捌きローラーの状態を把握し、交換する捌きローラーを準備し、画像形成装置の捌きローラーを交換するまでに必要な日数である。
【0008】
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施形態に従う画像形成装置１の外観を説明する図である。
【図2】実施形態に従う画像形成装置１の構成を説明する図である。
【図3】実施形態に従う画像形成装置１の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。
【図4】実施形態に従う給紙機構３５について説明する図である。
【図5】実施形態に従う給紙された用紙が給紙ニップに到達する仕組みを表した図である。
【図6】実施形態に従う複数枚の給紙ニップに到達した時、捌きローラー２０２により画像形成装置１の機内に搬送される用紙を１枚に限定する方式を説明する図である。
【図7】実施形態に従う給紙ローラー２０１の上流にセンサーがないときの到達時間Ｔの区間を説明する図である。
【図8】実施形態に従う給紙ローラー２０１の上流に給紙開始センサー２０６があるときの到達時間Ｔの区間を説明する図である。
【図9】実施形態に従う制御装置１０１の給紙された用紙の到達時間Ｔの算出方式を説明する図である。
【図10】実施形態に従う制御装置１０１の到達時間Ｔの算出処理を説明するフロー図である。
【図11】実施形態に従う連続給紙時の給紙開始から給紙センサーの到達時間を表した図である。
【図12】実施形態に従う到達時間Ｔの推移を説明する図である。
【図13】実施形態に従う機械学習を用いた捌きローラー２０２の交換タイミングの判断方式について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照しつつ、本開示に係る技術思想の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【0011】
以下の実施形態では、画像形成装置としては、たとえばＭＦＰ、プリンター、複写機、またはファクシミリなどが挙げられる。
［１．画像形成装置１の構成］
図１は、実施形態に従う画像形成装置１の外観を説明する図である。図１を参照して、画像形成装置１は、カラープリンターとしての画像形成装置１が示されている。以下では、カラープリンターとしての画像形成装置１について説明するが、画像形成装置１は、カラープリンターに限定されない。たとえば、画像形成装置１は、モノクロプリンターであってもよいし、モノクロプリンターまたはカラープリンターとファクシミリとの複合機（所謂ＭＦＰ（Multi Functional Peripheral））であってもよい。
［１．画像形成装置１の構成］
図１は、実施形態に従う画像形成装置１の外観を説明する図である。図１を参照して、画像形成装置１は、カラープリンターとしての画像形成装置１が示されている。以下では、カラープリンターとしての画像形成装置１について説明するが、画像形成装置１は、カラープリンターに限定されない。たとえば、画像形成装置１は、モノクロプリンターであってもよいし、モノクロプリンターまたはカラープリンターとファクシミリとの複合機（所謂ＭＦＰ（Multi Functional Peripheral））であってもよい。
【0012】
画像形成装置１は、画像読取部としてのスキャナー２０と、画像形成部としてのプリンター２５とを備える。スキャナー２０には、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）２４が設けられている。プリンター２５には、用紙を収納するトレイ３７が設けられている。画像形成装置１は、画像形成装置１に関する各種の設定操作や情報を表示するための表示パネル１０５を備える。表示パネル１０５は、画像形成装置１の正面側に設けられている。
【0013】
図２は、実施形態に従う画像形成装置１の構成を説明する図である。図２を参照して、画像形成装置１の上部には、スキャナー２０が設けられている。スキャナー２０は、カバー２１と、用紙台２２と、トレイ２３と、ＡＤＦ２４とを含む。カバー２１の一端は、用紙台２２に固定されており、カバー２１は、当該一端を支点として開閉可能に構成されている。操作者は、カバー２１を開くことで、原稿を用紙台２２にセットすることができる。画像形成装置１は、原稿が用紙台２２にセットされた状態でスキャン指示を受け付けると、用紙台２２にセットされた原稿のスキャンを開始する。また、画像形成装置１は、原稿がトレイ２３にセットされた状態でスキャン指示を受け付けると、ＡＤＦ２４によって１枚ずつ自動的に原稿を読み取る。
【0014】
プリンター２５は、画像作成部９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋと、ＩＤＣ（Image Density Control）センサー１９と、転写ベルト３０と、一次転写ローラー３１と、転写駆動機３２と、二次転写ローラー３３と、トレイ３７Ａ～３７Ｃと、従動ローラー３８と、駆動ローラー３９と、タイミングローラー４０と、クリーニングユニット４３と、定着器６０とを備える。
【0015】
画像作成部９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋは、転写ベルト３０に沿って順に並べられている。画像作成部９０Ｙは、トナーボトル１５Ｙからトナーの供給を受けてイエロー（Ｙ）のトナー像を形成する。画像作成部９０Ｍは、トナーボトル１５Ｍからトナーの供給を受けてマゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成する。画像作成部９０Ｃは、トナーボトル１５Ｃからトナーの供給を受けてシアン（Ｃ）のトナー像を形成する。画像作成部９０Ｋは、トナーボトル１５Ｋからトナーの供給を受けてブラック（ＢＫ）のトナー像を形成する。画像作成部９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋは、それぞれ、転写ベルト３０に沿って転写ベルト３０の回転方向の順に配置されている。画像作成部９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋはそれぞれ、回転可能に構成されている感光体１０と、帯電装置１１と、露光装置１３と、現像器１４と、クリーニングユニット１７と、トナーセンサー１８とを備える。画像作成部９０Ｙ，９０Ｍ，９０Ｃ，９０Ｋがそれぞれ、上述したように作動した後に、転写駆動機３２の転写によって、イエロー（Ｙ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、シアン（Ｃ）のトナー像、およびブラック（ＢＫ）のトナー像が順に重ねられて感光体１０から転写ベルト３０に転写される。これにより、カラーのトナー像が転写ベルト３０上に形成される。
【0016】
ＩＤＣセンサー１９は、転写ベルト３０上に形成されるトナー像の濃度を検知する。典型的には、ＩＤＣセンサー１９は、反射型フォトセンサーからなる光強度センサーであり、転写ベルト３０の表面からの反射光強度を検知する。転写ベルト３０は、従動ローラー３８と駆動ローラー３９とに張架されている。駆動ローラー３９はモーター（図示しない）に接続されている。当該モーターを制御することにより、駆動ローラー３９は回転する。転写ベルト３０および従動ローラー３８は、駆動ローラー３９に連動して回転する。これにより、転写ベルト３０上のトナー像が二次転写ローラー３３に送られる。トレイ３７Ａ～３７Ｃのそれぞれには、異なる大きさの用紙がセットされる。用紙は、記録媒体の一例である。用紙は、トレイ３７Ａ～３７Ｃのいずれかから１枚ずつ給紙機構３５を介してタイミングローラー４０に搬送される。そして、タイミングローラー４０によって搬送経路４１に沿って二次転写ローラー３３に送られる。用紙が送り出されるタイミングに合わせて、二次転写ローラー３３に印加する転写電圧を制御する。
【0017】
二次転写ローラー３３は、トナー像の帯電極性と逆極性の転写電圧を搬送中の用紙に印加する。その結果、トナー像は、転写ベルト３０から二次転写ローラー３３に引き付けられ、転写ベルト３０上のトナー像が転写される。二次転写ローラー３３への用紙の搬送タイミングは、転写ベルト３０上のトナー像の位置に合わせてタイミングローラー４０によって制御される。その結果、転写ベルト３０上のトナー像は、用紙の適切な位置に転写される。定着器６０は、定着器６０を通過する用紙を加圧および加熱する。これにより、トナー像は用紙に定着する。その後、用紙は、トレイ４９に排紙される。クリーニングユニット４３は、転写ベルト３０から用紙へのトナー像の転写後に転写ベルト３０の表面に残留するトナーを回収する。回収されたトナーは、搬送スクリュー（図示しない）で搬送され、廃トナー容器（図示しない）に貯められる。
【0018】
【0019】
画像形成装置１は、スキャナー２０およびプリンター２５に加え、制御装置１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、ネットワークインターフェイス１０４と、表示パネル１０５と、マイク１０６と、記憶装置１１０とを含む。制御装置１０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成される。制御装置１０１は、画像形成装置１の制御パラメーターを調整するためのプログラム１１２などの各種プログラムを実行することで画像形成装置１の動作を制御する。制御装置１０１は、プログラム１１２の実行命令を受け付けたことに基づいて、記憶装置１１０からＲＡＭ１０３にプログラム１１２を読み出す。ＲＡＭ１０３は、ワーキングメモリとして機能し、プログラム１１２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。ネットワークインターフェイス１０４には、アンテナ（図示しない）や無線モジュールなどが接続される。画像形成装置１は、アンテナや無線モジュールを介して、外部の通信機器との間でデータをやり取りする。外部の通信機器は、たとえば、スマートフォンなどの携帯通信端末、サーバーなどを含む。画像形成装置１は、プログラム１１２をアンテナを介してサーバーからダウンロードできるように構成されてもよい。
【0020】
表示パネル１０５は、ディスプレイとタッチパネルとで構成されている。ディスプレイおよびタッチパネルは互いに重ねられており、画像形成装置１に対する操作をタッチ操作で受け付ける。また、表示パネル１０５は、設定操作を受け付けるのみならず、ユーザーに各種の情報を提供することが可能である。
【0021】
記憶装置１１０は、たとえば、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）その他の記憶装置である。記憶装置１１０は、内蔵式、外付け式のいずれであってもよい。記憶装置１１０は、本実施形態に従うプログラム１１２などを格納する。ただし、プログラム１１２の格納場所は記憶装置１１０に限定されず、制御装置１０１の記憶領域（たとえば、キャッシュなど）、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。プログラム１１２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、本実施形態に従う制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施形態に従うプログラム１１２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、プログラム１１２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーがプログラム１１２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で画像形成装置１が構成されてもよい。マイク１０６は、音声の入力を受け付ける。
【0022】
図４は、実施形態に従う給紙機構３５について説明する図である。図３に示されるように給紙機構３５は、画像形成装置１の各トレイ２３毎に設けられている。給紙機構３５は、トレイ２３内に格納された用紙を給紙するピックローラー２１０と、ピックローラー２１０によって給紙された用紙を画像形成装置１の機内に搬送する給紙ローラー２０１と機内に搬送する用紙が２枚以上にならないように給紙された用紙を捌くための捌きローラー２０２によって構成されている。捌きローラー２０２は、給紙ローラー２０１に対向して設けられており、給紙ローラー２０１と捌きローラー２０２との間に給紙ニップが形成される。給紙センサー２０３は、給紙ローラー２０１と捌きローラー２０２が形成する給紙ニップの下流にあり、給紙された用紙が画像形成装置１の機内に給紙されたことを検知する。給紙センサー２０３の下流にある搬送センサー２０４は給紙された用紙が画像形成装置１の所定の位置に到達したことを検知する。
【0023】
ピックローラー２１０と、給紙ローラー２０１は給紙モーター２０５を駆動源とし回転する。捌きローラー２０２は、給紙ローラー２０１が順転すると給紙ローラー２０１のトルクによって捌きローラー２０２は従動する。給紙ローラー２０１と捌きローラー２０２との間の給紙ニップに用紙が１枚到達した場合でも給紙ローラー２０１のトルクが用紙を通じて捌きローラー２０２は従動する。一方、給紙ローラー２０１と捌きローラー２０２との間の給紙ニップに用紙が２枚(もしくはそれ以上)到達したとき、重複した用紙によって給紙ローラー２０１のトルクが、捌きローラー２０２には伝わらず従動しない。その結果、捌きローラー２０２に接地した用紙は搬送されず、給紙ローラー２０１に接地した用紙のみが搬送される。
【0024】
図５は、実施形態に従う給紙された用紙が給紙ニップに到達する仕組みを表した図である。図５（Ａ）に示されるように、ピックローラー２１０によって給紙を開始した給紙された用紙は、トレイ２３内の図示しない経路を通って捌きローラー２０２に衝突する。衝突により捌きローラー２０２の摩耗が生じる。図５（Ｂ）に示されるように衝突した用紙は、給紙ローラー２０１のトルクによって従動している捌きローラー２０２によって給紙ニップまでガイドされる。給紙ニップに到達した給紙された用紙は給紙ローラー２０１の回転によって画像形成装置１の機内に搬送される。
【0025】
図６は、実施形態に従う複数枚の給紙ニップに到達した時、捌きローラー２０２により画像形成装置１の機内に搬送される用紙を１枚に限定する方式を説明する図である。図６（Ａ）に示されるように給紙された用紙が１枚の時は、給紙ローラー２０１のトルクが給紙された用紙を通じて捌きローラー２０２に伝達して捌きローラー２０２は従動して回転する。一方、図６（Ｂ）に示されるように給紙された用紙が２枚の時は、給紙ローラー２０１のトルクが捌きローラー２０２に伝達せず捌きローラー２０２は従動しない。なぜなら、給紙された用紙が２枚あることで給紙ローラー２０１のトルクが給紙された用紙同士の摩擦によって伝達しないからである。よって、捌きローラー２０２は回転せず、捌きローラー２０２と接地している給紙された用紙は搬送されず、給紙ローラー２０１と接地した給紙された用紙だけが搬送される。なお、給紙された用紙が３枚以上であっても同様である。
【0026】
図７は、実施形態に従う給紙ローラー２０１の上流にセンサーがないときの到達時間Ｔの区間を説明する図である。図７に示されるように、到達時間Ｔの開始位置は、給紙ローラー２０１よりも上流の所定の位置であり、一例として給紙された用紙の先端位置である。到達時間Ｔの終了位置は給紙ニップである。また、給紙ローラー２０１よりも下流には給紙センサー２０３および搬送センサー２０４がそれぞれ設けられている。
【0027】
図８は、実施形態に従う給紙ローラー２０１の上流に給紙開始センサー２０６があるときの到達時間Ｔの区間を説明する図である。図８に示されるように、到達時間Ｔの開始位置は、給紙開始センサー２０６の位置である。到達時間Ｔの終了位置は、給紙ニップである。
【0028】
図９は、実施形態に従う制御装置１０１の給紙された用紙の到達時間Ｔの算出方式を説明する図である。図９に示されるように、測定開始ポイントから給紙センサー２０３までの時間をｔ１とする。給紙センサー２０３から搬送センサー２０４までの時間をｔ２とする。給紙ローラー２０１から給紙センサー２０３までの時間をｔ３とする。本例においては、給紙センサー２０３から搬送センサー２０４までの距離および給紙ローラー２０１から給紙センサー２０３までの距離は予め設計値として取得しているものとする。したがって、時間ｔ２に基づいて給紙された用紙の搬送速度を算出することが可能である。具体的には、給紙センサー２０３から搬送センサー２０４までの距離を時間ｔ２で除算することにより搬送速度Ｖを算出することが可能である。また、給紙ローラー２０１から給紙センサー２０３までの距離を当該搬送速度で除算することにより給紙ローラー２０１から給紙センサー２０３までの時間ｔ３を算出することが可能である。したがって、到達時間Ｔは、時間ｔ１から時間ｔ３を減算することにより算出することが可能である。
【0029】
図１０は、実施形態に従う制御装置１０１の到達時間Ｔの算出処理を説明するフロー図である。図１０に示されるように、制御装置１０１は、給紙された用紙が給紙ローラー２０１に搬送され給紙された用紙の先端が給紙センサー２０３に到達した時間を取得する（ステップＳ１０１）。到達時間Ｔの測定を開始する地点から給紙センサー２０３に到達するまでの時間をｔ１とする。次に、制御装置１０１は、給紙ローラー２０１に搬送された給紙された用紙の先端が搬送センサー２０４に到達した時間を取得する（ステップＳ１０２）。給紙センサー２０３の到達から搬送センサー２０４への到達までの時間をｔ２とする。次に、制御装置１０１は、給紙ニップと給紙センサー２０３の距離の設計値を取得する（ステップＳ１０３）。この距離をｄ１とする。次に、制御装置１０１は、給紙センサー２０３と搬送センサー２０４との距離の設計値を取得する（ステップＳ１０４）。この距離をｄ２とする。次に、制御装置１０１は、時間ｔ２と距離ｄ２とに基づいて給紙ローラー２０１の搬送速度Ｖを算出する（ステップＳ１０５）。次に、制御装置１０１は、搬送速度Ｖと距離ｄ１とに基づいて時間ｔ３を算出する（ステップＳ１０６）。次に、制御装置１０１は、到達時間Ｔを算出する。具体的には、ｔ１－ｔ３＝Ｔである。そして、制御装置１０１は、処理を終了する（エンド）。
【0030】
図１１は、実施形態に従う連続給紙時の給紙開始から給紙センサーの到達時間を表した図である。図１１に示されるように、トレイを閉じた直後の給紙は給紙センサー２０３への到達時間が長くなる。２枚目以降は、直前の給紙に伴って連れ送りが発生し、用紙の先端位置は給紙するごとに徐々に短くなることがわかる。
【0031】
図１２は、実施形態に従う到達時間Ｔの推移を説明する図である。図１２に示されるように、給紙回数が増えるにしたがって、捌きローラー２０２が摩耗することにより到達時間Ｔが長くなる傾向がある。なお、この到達時間Ｔはトレイを閉じてから給紙を実施してトレイ内に載置された用紙がなくなるまでの到達時間Ｔの平均をプロットしたものである。
【0032】
実施形態においては、制御装置１０１は、到達時間Ｔを算出して、到達時間Ｔが所定の閾値以上の場合に捌きローラー２０２の交換タイミングであると判断する。所定の閾値については、画像形成装置１の機種別により任意の値に設定することが可能である。当該処理により簡易な方式で捌きローラー２０２の交換タイミングを判断することが可能である。
【0033】
制御装置１０１は、到達時間Ｔを算出して、到達時間Ｔが所定の閾値以上の場合であると判断した場合には捌きローラー２０２の交換を促す通知処理を実行する。例えば、表示パネル１０５に交換処理を促すガイダンス表示を実行するようにしてもよい。当該通知処理に基づいてユーザーは捌きローラー２０２の交換タイミングを把握して交換処理を実行することが可能である。また、到達時間Ｔが所定の閾値以上である場合には、捌きローラー２０２を交換するサービスマンに直接通知されるようにしても良い。
【0034】
また、図８で説明したように給紙ローラー２０１の上流に給紙開始センサー２０６がある場合には、到達時間Ｔの開始タイミングは、給紙された用紙の先端が給紙開始センサー２０６に到達した時とする。そして、到達時間Ｔは、給紙開始センサー２０６から給紙ニップに到達するまでの時間とする。この時間に応じて捌きローラー２０２の劣化を判断することが可能である。また、給紙開始センサー２０６がない場合には、到達時間の開始タイミングである所定の位置として、トレイ３７に格納された用紙の先端位置としても良い。
【0035】
また、図１２に示されるように、給紙開始から給紙センサー２０３に到達するまでの時間は、トレイを閉じた直後の給紙が最も長くなり、給紙を繰り返すごとに徐々に短くなる。その理由は、トレイを閉じた直後の給紙位置はトレイ内の規制板によって、用紙束のトレイでの位置を規制された状態で給紙されるからである。一方で、２枚目以降は給紙された用紙の進行方向の規制板の影響を受けないため、前の用紙との摩擦力により前の用紙が進むに合わせて用紙が給紙センサー２０３に近づくためである。これを通常「連れ送り」と呼ぶ。そのため、到達時間Ｔはトレイを閉じた後、給紙する度に短くなるので、トレイ閉じた後の給紙と２枚目以降の到達時間Ｔとの間には差が生じ、到達時間Ｔの測定タイミングが一律でないと正しい捌きローラー２０２の交換タイミングを判断することができない可能性がある。また、到達時間Ｔはトレイ内の最終用紙ではその時間が大きく短くなる場合がある。なぜなら最終用紙は次の用紙がないためトレイと接地しており、これまででは用紙との摩擦力の影響を受けていたところが、トレイとの摩擦に代わってしまうからである。それで、到達時間Ｔの測定タイミングを一律にするようにしても良い。具体的には、測定タイミングはトレイを閉じた直後や例えばトレイを閉じた後の１０枚目などに設定することにより、安定的に到達時間Ｔを測定することが可能である。また、給紙の交換サイクル毎に到達時間Ｔの平均値を算出してもよい。
【0036】
また、上記においては、到達時間Ｔが所定の閾値以上である場合に捌きローラー２０２の交換タイミングを判断する方式について説明したが、判断基準として、到達時間Ｔの平均や中央値、分散などの統計量を用いても良い。また、到達時間Ｔだけでなく、到達時間Ｔを算出する過程で使用した時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、搬送速度Ｖ等を用いて多変量解析を用いて交換タイミングを判断するようにして良い。
【0037】
また、給紙制御には、給紙される用紙の坪量や表面性を考慮した制御が必要である。なぜなら、給紙ローラー２０１で搬送するため、坪量が大きい用紙の場合、給紙ローラー２０１のトルクでは搬送できない可能性がある。また、用紙の表面性においても同様で給紙ローラー２０１との摩擦力が確保されないと搬送することができない。したがって、給紙される用紙の種別に応じて、トルクや摩擦力を確保するために搬送速度を調整する制御を実行する場合がある。搬送速度を遅くすると、到達時間Ｔも長くなるため、捌きローラー２０２の交換タイミングを正しく評価することができなくなる可能性がある。したがって、用紙の種別に応じて到達時間Ｔを補正してもよい。具体的には、基準となる搬送速度Ｖからの搬送速度の変化率を到達時間Ｔに乗算することにより到達時間Ｔを補正するようにしてもよい。また、到達時間Ｔを補正しない場合には、用紙の種別に応じて交換タイミングを判断する閾値を調整するようにしても良い。例えば、坪量が大きい用紙の場合には、搬送速度が遅くなるため所定の閾値を変更して長く設定するようにしてもよい。例えば、予め用紙の種別に応じた複数の閾値を用意して、用紙の種別の設定の際に対応する閾値を選択するようにしても良い。当該処理により、用紙が変更された場合であっても変更された用紙に合わせた閾値を選択して、捌きローラー２０２の交換タイミングを適切に判断することが可能である。
【0038】
図１３は、実施形態に従う機械学習を用いた捌きローラー２０２の交換タイミングの判断方式について説明する図である。図１３に示されるように、画像形成装置１は、データサーバー２に、機械学習として用いられるデータを送信する。具体的には、用紙が給紙ローラー２０１より上流の所定の位置から給紙ニップへの到達時間と、捌きローラー２０２の交換タイミングとが関連付けられたデータを送信する。なお、複数の画像形成装置１からデータサーバー２に送信することにより機械学習の精度がより向上する。データサーバー２は、当該データを収集し、収集結果を用いた機械学習を用いて、所定の交換準備期間時の到達時間を予測する。例えば、劣化判断アルゴリズムを用いて、予測した到達時間が所定の閾値以上であるか否かを判断し、所定の閾値以上の場合には、捌きローラー２０２の交換タイミングであると判断して、サービスマンに判断結果を通知する。また、交換準備期間とは、画像形成装置１のメンテナンスにおいて、捌きローラー２０２の状態を把握し、交換する捌きローラー２０２を準備し、画像形成装置１の捌きローラー２０２を交換するまでに必要な日数としてもよい。
【0039】
当該処理により、捌きローラー２０２が完全に劣化すると給紙機構３５での紙詰まりが多発する。そのため、捌きローラー２０２が完全に劣化する前にサービスマンに劣化の兆候が見えた地点でアナウンスし、捌きローラー２０２が完全に劣化するまでにサービスマンによる交換を可能にすることが可能である。なお、データサーバー２を画像形成装置１の外部に設けた構成について説明したが、これに限られず画像形成装置１内部に設けて、交換タイミングを通知する構成としても良い。
【0040】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0041】
１ 画像形成装置、２ データサーバー、１０ 感光体、１１ 帯電装置、１３ 露光装置、１４ 現像器、１５Ｃ，１５Ｋ，１５Ｍ，１５Ｙ トナーボトル、２５ プリンター、３０ 転写ベルト、３１ 一次転写ローラー、３５ 給紙機構、３８ 従動ローラー、３９ 駆動ローラー、４０ タイミングローラー、４１ 搬送経路、６０ 定着器、１０１ 制御装置、１０２ ＲＯＭ、１０３ ＲＡＭ、１０４ ネットワークインターフェイス、１０５ 表示パネル、１０６ マイク、１１０ 記憶装置、２０１ 給紙ローラー、２０２ 捌きローラー、２０３ 給紙センサー、２０４ 搬送センサー、２０５ 給紙モーター、２０６ 給紙開始センサー、２１０ ピックローラー。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】