JP4331075B2 - 画像形成装置における給紙方法 - Google Patents

Description

本発明は、中間転写方式を用いた画像形成装置における給紙方法に関し、特に、印字要求枚数が複数枚のとき、用紙収納部からの給紙タイミングを制御して用紙収納部に収納されている次の用紙の有無を検知できるようにした給紙方法に関する。

近年、画像形成装置の印字処理速度は高速化している。また、従来のモノクロ印字の画像形成装置に加えて、カラー印字の画像形成装置の開発が進んでいる。カラー印字の画像形成装置の一例として、複数色（例えば、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色）に色分解された画像情報を、複数の静電潜像担持体を用いて、各静電潜像担持体と所定圧力で接触し回転する中間転写ベルトに重ね合わせて転写した後に、用紙収納部（例えば、給紙カセット等）から搬送されるシート（用紙）に一括転写することによってカラー画像を用紙上に形成する中間転写方式を用いる画像形成装置がある。

このような中間転写方式の画像形成装置において、印字要求があった場合には、指定されたサイズの用紙が収納されている用紙収納部から給紙するようにしていた。ところが、連続印字の途中で給紙カセットの用紙がなくなった場合、用紙がなくなったことが検知されたときには、中間転写ベルト上では、次の用紙に対する印字工程がすでに開始されていた。このため、画像形成した画像や未定着現像剤が無駄になったり、クリーニング部の負荷増大を招いたり、静電潜像担持体や現像器にも負荷がかかり、ライフ特性が低下したりするという問題点があった。

そこで、画像形成装置において、用紙収納部の後端部分に用紙有無センサを配置することで、連続印字時においても前の用紙を少しだけピックアップした時点で次の用紙の有無を検知できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、感光体ベルトに画像が書き込まれる前に、次の用紙の有無を検知できるようにして、用紙がない場合には、感光体ベルトへの画像の書き込みを中止することにより上記問題点の解消を図ろうとしている。

次に、従来の中間転写方式を用いた画像形成装置における給紙方法について、図７を用いて説明する。図７は、従来の中間転写方式を用いた画像形成装置における印字要求枚数が複数枚のときの印字工程と給紙工程とを示すタイミングチャートである。なお、図７には、１枚目〜３枚目の用紙に対する印字工程および給紙工程を示しているが、４枚目以降の用紙に対する印字工程および給紙工程（印字要求枚数が４枚以上の場合）は、３枚目の用紙に対する印字工程および給紙工程と同様のタイミングで行われる。

中間転写方式を用いた画像形成装置において、連続印字要求があった場合、つまり、複数枚の印字要求があった場合には、まず、印字前処理が行われる。なお、印字前処理は、印字要求枚数が１枚のみか、複数枚かにかかわらず行われる。

印字前処理の後、１枚目の用紙に対する印字工程と給紙工程とが行われる。印字工程は、各色（この場合には、第１色目〜第４色目）の印字工程と一括転写工程とからなり、第１色目（例えば、イエロー）の印字工程→第２色目（例えば、マゼンタ）の印字工程→第３色目（例えば、シアン）の印字工程→第４色目（例えば、ブラック）の印字工程→一括転写工程の順序で行われる。各色の印字工程は、帯電器により静電潜像担持体を帯電する主帯電工程と、露光ユニットにより静電潜像担持体を露光し、その表面に静電潜像を形成する像露光工程と、現像剤（トナー）により静電潜像を顕像化し、静電潜像担持体にトナー像を形成する現像工程と、トナー像を中間転写ベルトに転写する転写工程とからなり、主帯電工程→像露光工程→現像工程→転写工程の順序で行われる。

１枚目の用紙に対する印字工程における第１色目の印字工程の主帯電工程は、印字前処理の後に行われる。第１色目〜第４色目の印字工程では、中間転写ベルトに、各色のトナー像が順次的に重ねて転写されていき、これにより、中間転写ベルト上にカラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。一括転写工程では、２次転写部において、中間転写ベルト上の多色トナー像が搬送されてくる用紙に一括転写される。

２枚目の用紙に対する印字工程における第１色目の印字工程の主帯電工程は、１枚目の用紙に対する印字工程における第２色目の印字工程の途中のタイミングで開始する。これ以降の２枚目の用紙に対する印字工程は、１枚目の用紙に対する印字工程と同様の順序で行われる。そして、同様のタイミングで、３枚目以降の用紙に対する印字工程が行われる。

一方、給紙工程には、給紙カセットから用紙を１枚ずつ用紙搬送路に供給する用紙ピックアップ工程と、用紙を給紙カセットからレジストローラまで搬送する第１用紙搬送工程と、レジストローラを回転させて用紙をレジストローラから２次転写部まで搬送する第２用紙搬送工程とが含まれる。

１枚目の用紙に対する給紙工程において、用紙ピックアップ工程は、印字前処理の後、上述した１枚目の用紙に対する印字工程における第１色目の印字工程の主帯電工程と略同じタイミング（時刻ｔ１）で開始し、１枚目の用紙が給紙カセットから用紙搬送路に供給される。この用紙ピックアップ工程と同じタイミング（時刻ｔ１）で、レジストローラまでの第１用紙搬送工程が開始し、１枚目の用紙が用紙搬送路に沿ってレジストローラまで搬送される。その後、１枚目の用紙に対する印字工程における一括転写工程が開始（時刻ｔ３）する少し前のタイミング（時刻ｔ２）で、レジストローラが回転し始め、このレジストローラの回転による第２用紙搬送工程が開始する。この第２用紙搬送工程は、１枚目の用紙の先端と中間転写ベルト上の多色トナー像の先端とが２次転写部において合うようなタイミングで開始する。

２枚目の用紙に対する給紙工程における用紙ピックアップ工程、および第１用紙搬送工程は、３枚目の用紙に対する印字工程における第１色目の印字工程の主帯電工程が開始された後のタイミング（時刻ｔ４）で開始する。そして、同様のタイミングで、３枚目以降の用紙に対する給紙工程における用紙ピックアップ工程、および第１用紙搬送工程が開始する。また、２枚目以降の用紙に対する給紙工程における第２用紙搬送工程は、１枚目以降の用紙に対する給紙工程における第２用紙搬送工程と同様のタイミング（時刻ｔ６）で開始する。
特開２０００−１０９２２４号公報

しかしながら、上述のような従来の中間転写方式を用いた画像形成装置における給紙方法には、次のような問題点があった。

図７に示すように、印字要求枚数が複数枚のとき、１枚目の用紙に対する用紙ピックアップ工程は、印字前処理の後、１枚目の用紙に対する第１色目の印字工程の主帯電工程と略同じタイミング（時刻ｔ１）で開始していた。このため、上記特許文献１に示されるように、給紙カセットの後端部分に用紙有無センサを配置した場合には、２枚目の用紙の有無は、２枚目の用紙に対する印字工程の開始前に検知することができた。

これに対して、３枚目以降の用紙については、給紙カセットの後端部分に用紙有無センサを配置した場合であっても、給紙される用紙の有無は、この用紙に対する印字工程の開始前には検知することができなかった。例えば、３枚目の用紙の有無の検知は、２枚目の用紙に対する用紙ピックアップ工程が開始（時刻ｔ４）した後（時刻ｔ５）に行われるところ、この２枚目の用紙の用紙ピックアップ工程は、３枚の用紙に対する第１色目の印字工程の主帯電工程よりも、時間Ｔ１だけ遅れて開始していた。

このため、３枚目以降の用紙については、連続印字の途中で給紙カセットの用紙がなくなる可能性があり、上記背景技術で述べたような問題点が発生する可能性があった。

本発明は、中間転写方式を用いる画像形成装置において、用紙収納部から次に給紙される用紙の有無を、この用紙に対する印字工程が開始する前に検知でき、連続印字途中で用紙収納部の用紙がなくなった場合に発生していた従来の問題点を解決できるような給紙方法を提案することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、複数に色分解された画像情報を、複数の静電潜像担持体を用いて、各静電潜像担持体と所定圧力で接触し回転する中間転写ベルトに積層転写した後に、用紙収納部から搬送される用紙に一括転写することによってカラー画像を用紙上に形成する中間転写方式を用いる画像形成装置における給紙方法であって、印字要求枚数が複数枚のとき、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ用紙搬送路に供給する用紙ピックアップ工程を行うタイミングを給紙枚数に応じて異ならせて、用紙収納部に収納されている用紙の有無を検知することを特徴とする。

このような給紙方法によれば、印字要求枚数が複数枚のとき、用紙ピックアップ工程を行うタイミングを給紙枚数に応じて異ならせることで、２枚目の用紙についてだけでなく、３枚目以降の用紙についても、次に給紙される用紙の有無を、この用紙に対する印字工程が開始する前に検知するようにできる。これにより、連続印字途中で用紙収納部の用紙がなくなった場合に発生していた従来の問題点、具体的には、画像形成した画像や未定着現像剤が無駄になったり、クリーニング部の負荷増大を招いたり、静電潜像担持体や現像器にも負荷がかかり、ライフ特性が低下したりするという問題点が起こることを未然に防ぐことができる。

また、本発明の画像形成装置における給紙方法において、前記用紙ピックアップ工程を、前ピックアップおよび後ピックアップの２つに分けて行うことを特徴とする。

この場合、前記前ピックアップによる用紙の搬送距離は、最大限、用紙の先端が前記用紙収納部の近傍に設けられる重送防止用部材に到達する距離であり、最小限、用紙の後端が用紙の有無を検知する用紙検知部を通過する距離である。ここで、前記用紙検知部は、前記用紙収納部の後部において移動可能に設けられている。

このような給紙方法によれば、前ピックアップが行われると、次に給紙される用紙が用紙収納部にあるか否かを検知することができる。これにより、次に給紙される用紙の有無を、この用紙に対する印字工程が開始する前に検知するようにでき、連続印字途中で用紙収納部の用紙がなくなった場合に発生していた従来の問題点を解決することができる。

また、本発明の画像形成装置における給紙方法において、前記前ピックアップを、２枚目以降の用紙に対して行うことを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置における給紙方法において、２枚目以降の用紙に対する前記前ピックアップが終了するタイミングを、その次の用紙に対する印字工程が開始する前としたことを特徴とする。ここで、前記次の用紙に対する印字工程の開始とは、前記複数の静電潜像担持体のうち、前記一括転写を行う一括転写部から最遠の静電潜像担持体に対する主帯電器による電界付与の開始のことである。

このような給紙方法によれば、印字要求枚数が複数枚のとき、３枚目以降の用紙について、２枚目以降の用紙に対する前ピックアップが終了するタイミングは、次の用紙に対する印字工程における第１色目の印字工程の主帯電工程が開始する前となる。これにより、次に給紙される用紙の有無を、この用紙に対する印字工程が開始する前に検知することができ、用紙収納部に次の用紙がないと検知された場合には、印字工程をその開始前に停止することができる。この結果、連続印字途中で用紙収納部の用紙がなくなった場合に発生していた従来の問題点、具体的には、画像形成した画像や未定着現像剤が無駄になったり、クリーニング部の負荷増大を招いたり、静電潜像担持体や現像器にも負荷がかかり、ライフ特性が低下したりするという問題点が起こることを未然に防ぐことができる。

本発明は、上述のような給紙方法であるから、２枚目の用紙についてだけでなく、３枚目以降の用紙についても、印字工程が開始する前のタイミングで用紙の有無を検知することができる。これにより、連続印字途中で用紙収納部の用紙がなくなった場合に発生していた従来の問題点が起こることを未然に防ぐことができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

まず、本発明を適用する画像形成装置の全体的な構成について説明する。図１に示すように、画像形成装置１００は、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム（静電潜像担持体）３、主帯電器５、クリーナユニット４、中間転写ベルトユニット８、定着ユニット１２と、用紙搬送路Ｓ、給紙カセット１０、排紙トレイ１５等により構成されている。画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（用紙）に対して多色（カラー）の画像を形成するものである。

そして、画像形成装置１００は、以下に述べるように、複数色（この例では４色）に色分解された画像情報を、複数（この例では４つ）の感光体ドラム３を用いて、それぞれの感光体ドラム３と所定圧力で接触し回転する中間転写ベルト７に積層転写した後に、給紙カセット１０等の用紙収納部から搬送される用紙に一括転写することによってカラー画像を用紙上に形成する中間転写方式を用いるカラー画像形成装置として構成されている。

なお、画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、現像器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、主帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、３ｄ）は、各色（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられており、画像形成装置１００には、４つの画像ステーション（画像形成部）が構成されている。ここで、添え字ａの構成部材がブラックに、添え字ｂの構成部材がシアンに、添え字ｃの構成部材がマゼンタに、添え字ｄの構成部材がイエローにそれぞれ対応している。

感光体ドラム３は、画像形成装置１００の上部に配置（装着）されている。それぞれの感光体ドラム３の周囲には、主帯電器５、現像器２、クリーナユニット４等が配置されている。

主帯電器５は、主帯電工程において、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるものであり、この例では、接触式のローラ型の帯電器が用いられている。なお、ブラシ型の帯電器、チャージャ型の帯電器等を用いてもよい。

露光ユニット１は、像露光工程において、主帯電器５により帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することによって、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成するものであり、この例では、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）が用いられている。なお、発光素子がアレイ状に並べられたＥＬやＬＥＤ書込みヘッド等を用いてもよい。

現像器２は、現像工程において、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を各色（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより顕像化し、各色のトナー像を形成するものである。現像工程の後、転写工程において、後述するように、感光体ドラム３上のトナー像が中間転写ベルト７に転写される（１次転写）。

クリーナユニット４は、現像・転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット８は、中間転写方式を用いて用紙上にカラー画像を形成するものであり、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。

中間転写ベルト７は、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３の中間転写ベルトテンションローラ７４、中間転写ローラ６、中間転写ベルト従動ローラ７２等に張架されており、矢印Ｂ方向に回転駆動する。この例では、中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。また、中間転写ベルト７は、それぞれの感光体ドラム３および中間転写ローラ６に挟まれるようにして設けられている。この中間転写ベルト７に、それぞれの感光体ドラム３に形成されたトナー像が順次的に重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。

このような感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。この中間転写ローラ６は、中間転写ベルトテンション機構７３の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。そして、感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７上に転写するために、中間転写ローラ６には、高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス等）の軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えば、ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。なお、この例では、ローラ状の転写電極を使用しているが、ブラシ状のものを用いてもよい。

上述のように、入力された画像情報が、それぞれの感光体ドラム３上で各色に応じて顕像化され、さらに、中間転写ベルト７上に積層転写される。そして、一括転写工程において、積層された画像情報は、中間転写ベルト７の回転によって、中間転写ベルト７と２次転写ローラ１１とが圧接している２次転写部７０において用紙上に一括転写される（２次転写）。

このとき、中間転写ベルト７と２次転写ローラ１１とは、２次転写部７０において所定ニップで圧接されているとともに、２次転写ローラ１１には、中間転写ベルト７に積層された多色トナー像を用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加される。そして、２次転写ローラ１１および中間転写ベルト駆動ローラ７１のうち、一方を硬質材料（例えば金属等）のローラとし、他方を軟質材料（例えば、ゴム、発泡性樹脂等）の弾性ローラとして、上記ニップを定常的に得られるようにしている。

それぞれの感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナーのうち、２次転写ローラ１１によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト７上に残留したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９により除去・回収されるようにしている。中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触するクリーニング部材として、例えば、クリーニングブレードが備えられている。中間転写ベルト７は、クリーニングブレードと接触する位置で裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２により支持されている。

給紙カセット１０は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておく用紙収納部として、画像形成装置１００の画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。一方、排紙トレイ１５は、印刷済みの用紙をフェイスダウンで載置するために、画像形成装置１００の上部に設けられている。

定着ユニット１２は、ヒートローラ３１、加圧ローラ３２等を備えており、ヒートローラ３１および加圧ローラ３２は、用紙を挟んで回転するようになっている。ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて所定の定着温度となるように温度制御されている。ヒートローラ３１および加圧ローラ３３は、用紙を熱圧着することで用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接する。これにより、用紙に対して多色トナー像を熱定着するようにしている。このような定着ユニット１２による定着後、用紙は、搬送ローラ（２５−２、２５−３）によって搬送され、フェイスダウンで（多色トナー像を下側に向けて）排紙トレイ１５に排出される。

画像形成装置１００には、用紙を給紙カセット１０から２次転写部７０や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に搬送する用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット１０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ（用紙搬送ローラ）１６、レジストローラ１４、２次転写部７０、定着ユニット１２、用紙を搬送する搬送ローラ２５等が配置されている。そして、用紙搬送路Ｓは、給紙カセット１０の近傍に配置されている搬送ローラ２５−１から、排紙トレイ１５の近傍に配置されている搬送ローラ２５−３までの間では、略垂直に形成されている。

搬送ローラ２５は、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙カセット１０の先端部に備えられ、給紙カセット１０から用紙を１枚ずつ用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。また、レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｓに沿って搬送されている用紙を一旦保持するとともに、用紙の先端と中間転写ベルト７上の多色トナー像の先端とを合わせるタイミングで用紙を２次転写部７０に搬送するローラである。

用紙搬送路Ｓにおいて、給紙カセット１０から給紙された用紙は、搬送ローラ２５−１によってレジストローラ１４まで搬送され、用紙の先端と中間転写ベルト７上の画像情報の先端を整合するタイミングで２次転写部７０に搬送され、２次転写部で用紙上に画像情報が書き込まれる。その後、用紙は定着ユニット１２で用紙上の未定着トナーが溶融・固着され、搬送ローラ２５−２、搬送ローラ（排紙ローラ）２５−３によって搬送され、フェイスダウンで（多色トナー像を下側に向けて）排紙トレイ１５に排出される（片面印字要求の場合）。

一方、印字要求内容が両面印字要求の場合には、上述のように片面印字が終了し、定着ユニット１２を通過した用紙は、その後端が排紙ローラ２５−３でチャックされた状態で、排紙ローラ２５−３が逆回転することによって、反転搬送路Ｓ´に導かれる。反転搬送路Ｓ´では、搬送ローラ２５−７、２５−８によって搬送された後、再び用紙搬送路Ｓに導かれる。そして、レジストローラ１４を経て、裏面印字が行われた後に排紙トレイ１５に排出される。

画像形成装置１００には、上述の給紙カセット１０とともに、ユーザが少数枚の印字を行うとき、給紙カセット１０の開閉動作を行わなくてもよいように手差しトレイ２０が配置されている。手差しトレイ２０の端部には、ピックアップローラ２１が備えられており、手差しトレイ２０の用紙を１枚ずつ用紙搬送路Ｓに導くようになっている。手差しトレイ２０に積載される用紙は、ピックアップローラ２１によって給紙され、複数の搬送ローラ（２５−６、２５−５、２５−４）を経て、レジストローラ１４まで搬送される。それ以降は、給紙カセット１０から給紙される用紙の場合と同様にして排紙トレイ１５に排出される。

次に、画像形成装置１００における給紙方法について、図２〜図６を用いて説明する。この例の給紙方法では、印字要求枚数が複数枚のとき、給紙カセット１０等の用紙収納部から用紙を給紙する給紙タイミングを給紙枚数に応じて異ならせて、用紙収納部に収納されている用紙の有無を検知するようにしている。

まず、給紙カセット１０について、図２、図４〜図６を用いて詳しく説明する。上述したように、給紙カセット１０の先端部には、ピックアップローラ１６が配置されている。後述する給紙工程の用紙ピックアップ工程では、ピックアップローラ１６の動作により、給紙カセット１０に収納されている用紙が１枚ずつ用紙搬送路Ｓに供給される。また、用紙搬送路Ｓにおける給紙カセット１０の近傍には、さばきローラ（重送防止用部材）１１９が設けられており、用紙の重送を防止するようにしている。

給紙カセット１０の先端部および後部には、用紙先端押え板１１３および用紙後端押え板１１４が設けられており、用紙の先端および後端を押さえた状態で用紙を収納するようにしている。用紙先端押え板１１３は、給紙カセット１０の先端部に固定されているのに対し、用紙後端押え板１１４は、給紙カセット１０の底面に形成されているスライド溝１１７に沿って前後にスライドするスライド板１１５に取り付けられている。スライド板１１５には、スライド溝１１７と契合するスライドギア１１６が形成されている。これにより、用紙後端押え板１１４を、収納する用紙のサイズに応じた位置までスライドさせることによって、用紙の先端を常に所定の位置に合わせるようにしている。また、回転板１１８が設けられており、給紙カセット１０に収納される用紙の先端側を上方に持ち上げるようにしている。

給紙カセット１０の後部には、給紙カセット１０に収納されている用紙の有無を検知するための用紙検知部１１０が設けられている。用紙検知部１１０は、発光センサ１１１と受光センサ１１２とからなる。発光センサ１１１は、スライド板１１５の後端に取り付けられており、スライド溝１１７に沿って用紙後端押え板１１４とともに前後にスライドする。一方、受光センサ１１２は、給紙カセット１０の上方の画像形成装置１００の装置フレーム１２０に取り付けられている。受光センサ１１２は、少なくとも用紙後端押え板１１４とともにスライドする発光センサ１１１の移動範囲にわたって設けられている。

発光センサ１１１からは、受光センサ１１２に向けて光信号が送られる。この光信号は、給紙カセット１０に用紙がある場合には、用紙の後端部に遮られて受光センサ１１２まで届かない。逆に、給紙カセット１０に用紙がない場合には、発光センサ１１１からの光信号は受光センサ１１２まで到達する。つまり、給紙カセット１０の用紙がなくなると、発光センサ１１１からの光信号が受光センサ１１２により受光される。このように、発光センサ１１１から受光センサ１１２へ光信号が到達したか否かによって、給紙カセット１０の用紙の有無を検知するようにしている。

そして、画像形成装置１００においては、次の２つの関係式（式１）、（式２）が成り立っている。

Ｌ１／Ｖ１≦（Ｌ２−Ｌ３）／Ｖ２＋Ｌ３／Ｖ１ ・・・ （式１）
Ｖ１×１．０＜Ｖ２＜Ｖ１×２．０ ・・・ （式２）
ここで、図２に示すように、Ｌ１は、２次転写部７０から最も遠く配置されている感光体ドラム３（この例では、イエローの感光体ドラム３ｄ）における主帯電器５ｄによる電界付与部５０から、感光体ドラム３ｄ上のトナー像が中間転写ベルト７に転写される１次転写部６０までの感光体ドラム３ｄの回転方向に沿った感光体ドラム３ｄ上の距離（Ｘ）と、この１次転写部６０から２次転写部７０までの中間転写ベルト７の回転方向に沿った中間転写ベルト７上の距離（Ｙ）との和である。Ｌ２は、給紙カセット１０の用紙検知部１１０から２次転写部７０までの用紙搬送方向に沿った距離であり、Ｌ３は、用紙搬送路Ｓ上のレジストローラ１４から２次転写部７０までの距離である。また、Ｖ１は、中間転写ベルト７の駆動速度であり、レジストローラ１４から２次転写部７０までにおける用紙搬送速度である。Ｖ２は、レジストローラ１４までにおける用紙搬送速度である。

次に、画像形成装置１００における給紙を行うタイミングについて、図３を用いて説明する。図３は、印字要求枚数が複数枚のときの印字工程および給紙工程を示すタイミングチャートである。なお、図３には、１枚目〜３枚目の用紙に対する印字工程および給紙工程を示しているが、４枚目以降の用紙に対する印字工程および給紙工程（印字要求枚数が４枚以上の場合）は、２、３枚目の用紙に対する印字工程および給紙工程と同様のタイミングで行われる。

画像形成装置１００において、複数枚の印字要求があった場合（連続印字要求があった場合）、まず、印字前処理が行われる。この印字前処理の後、１枚目の用紙に対する印字工程および給紙工程が行われる。

印字工程は、第１色目〜第４色目の印字工程と一括転写工程とからなり、第１色目〜第４色目の印字工程の後、一括転写工程が行われる。第１色目〜第４色目の印字工程は、２次転写部７０から遠くに配置されている画像ステーションにおける印字工程から順に行われ、第１色目（この例では、イエロー）の印字工程→第２色目（この例では、マゼンタ）の印字工程→第３色目（この例では、シアン）の印字工程→第４色目（この例では、ブラック）の印字工程の順に行われる。各色の印字工程は、主帯電器５により感光体ドラム３を帯電する主帯電工程と、露光ユニット１により感光体ドラム３を露光し、その表面に静電潜像を形成する像露光工程と、現像器２のトナーにより静電潜像を顕像化し、感光体ドラム３にトナー像を形成する現像工程と、トナー像を中間転写ベルト７に転写する転写工程とからなり、主帯電工程→像露光工程→現像工程→転写工程の順序で行われる。

１枚目の用紙に対する印字工程における第１色目の印字工程の主帯電工程は、印字前処理の後に行われる。第１色目〜第４色目の印字工程では、中間転写ベルト７に、各色のトナー像が順次的に重ねて転写されていき、これにより、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。一括転写工程では、２次転写部７０において、中間転写ベルト７上の多色トナー像が搬送されてくる用紙に一括転写される。

２枚目の用紙に対する印字工程における第１色目の印字工程の主帯電工程は、１枚目の用紙に対する印字工程における第２色目の印字工程の途中のタイミング（時刻ｔ１３）で開始する。これ以降の２枚目の用紙に対する印字工程は、１枚目の用紙に対する印字工程と同様の順序で行われる。そして、同様のタイミングで、３枚目以降の用紙に対する印字工程が行われる。

一方、給紙工程には、ピックアップローラ１６により給紙カセット１０に収納されている用紙を１枚ずつ用紙搬送路Ｓに供給する用紙ピックアップ工程と、用紙を給紙カセット１０からレジストローラ１４まで搬送する第１用紙搬送工程と、レジストローラ１４を回転させて用紙をレジストローラ１４から２次転写部７０まで搬送する第２用紙搬送工程とが含まれる。

さらに、用紙ピックアップ工程では、前ピックアップと後ピックアップとが行われる。前ピックアップでは、ピックアップローラ１６の動作により、給紙カセット１０に収納された状態の用紙をピックアップし、所定時間（図３では、Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ３１）だけ搬送方向（用紙搬送路Ｓに向かう方向）に搬送する。この所定時間の前ピックアップにより用紙が搬送される距離は、最小限、用紙の後端が発光センサ１１１の直上方を通過する距離であり、最大限、用紙の先端がさばきローラ１１９に到達する距離である。つまり、前ピックアップによる用紙の搬送距離は、用紙後端押え板１１４から発光センサ１１１の直上方までの距離よりも長く、かつ、用紙搬送路Ｓの始端からさばきローラ１１９までの距離よりも短くなっている。

前ピックアップが終了すると、ピックアップローラ１６は一旦停止し、用紙搬送が一旦停止する。このとき、用紙の後端は発光センサ１１１の直上方を通過しており、これにより、発光センサ１１１の上方に用紙がなくなった場合には、発光センサ１１１からの光信号が受光センサ１１２へ届き、次に給紙される用紙がないことが検知される。発光センサ１１１は、上述したように、スライド板１１５の後端、つまり、給紙カセット１０に収納されている用紙後端の下方に設けられているため、前ピックアップが行われると、次に給紙される用紙が給紙カセット１０にあるか否かを検知することができる。

後ピックアップは、前ピックアップの終了後、所定時間（図３では、Ｔ１２、Ｔ２２、Ｔ３２）が経過すると開始する。後ピックアップでは、ピックアップローラ１６の再動作により、用紙搬送路Ｓのさばきローラ１１９の手前で停止している用紙をレジストローラ１４に向けて所定時間（図３では、Ｔ１３、Ｔ２３、Ｔ３３）だけ搬送する。この所定時間の後ピックアップにより、用紙の後端が給紙カセット１０から用紙搬送路Ｓへ送り出される。

１枚目の用紙に対する給紙工程において、用紙ピックアップ工程の前ピックアップは、印字前処理の後、上述した１枚目の用紙に対する印字工程における第１色目の印字工程の主帯電工程と略同じタイミング（時刻ｔ１１）で開始する。この前ピックアップは、時間Ｔ１１だけ行われ、これにより、１枚目の用紙がピックアップされ、さばきローラ１１９の手前まで用紙搬送路Ｓに沿って搬送される。前ピックアップの終了後、時間Ｔ１２経過後（時刻ｔ１２）に後ピックアップが開始する。後ピックアップは、時間Ｔ１３だけ行われ、これにより、１枚目の用紙の後端が給紙カセット１０から用紙搬送路Ｓへ送り出される。この後ピックアップが開始するのと同じタイミング（時刻ｔ１２）で、レジストローラ１４までの第１用紙搬送工程が開始する。これにより、用紙搬送路Ｓに供給された１枚目の用紙が用紙搬送路Ｓに沿ってレジストローラ１４まで搬送される。

その後、１枚目の用紙に対する印字工程における一括転写工程が開始（時刻ｔ１７）する少し前のタイミング（時刻ｔ１８）で、レジストローラ１４が回転し始め、このレジストローラ１４の回転による第２用紙搬送工程が開始する。この第２用紙搬送工程は、１枚目の用紙の先端と中間転写ベルト７上の多色トナー像の先端とが２次転写部７０において合うようなタイミングで開始する。２枚目以降の用紙に対する給紙工程における第２用紙搬送工程は、１枚目以降の用紙に対する給紙工程における第２用紙搬送工程と同様のタイミングで開始する。

２枚目の用紙に対する給紙工程における用紙ピックアップ工程の前ピックアップは、３枚目の用紙に対する印字工程における第１色目の印字工程の主帯電工程が開始（時刻ｔ１６）する前のタイミング（時刻ｔ１４）で、時間Ｔ２１だけ行われる。つまり、２枚目の用紙に対する前ピックアップが終了するタイミングが、３枚目の用紙に対する第１色目の主帯電工程が開始（時刻ｔ１６）する前となっている。前ピックアップの終了後、時間Ｔ２２が経過すると、後ピックアップと第１用紙搬送工程とが開始する。そして、同様のタイミングで、３枚目以降の用紙に対する給紙工程における用紙ピックアップ工程の前ピックアップおよび後ピックアップと、第１用紙搬送工程とが開始する。

以上のように、画像形成装置１００における用紙ピックアップ工程では、前ピックアップと後ピックアップとが分けて行われており、印字要求枚数が複数枚のとき、２枚目以降の用紙に対する前ピックアップが終了するタイミングが、次の用紙に対する印字工程における第１色目の印字工程の主帯電工程が開始する前となっている。次の用紙とは、給紙工程で対象となる用紙に対して次の用紙という意味である。

また、用紙ピックアップ工程では、前ピックアップが行われる時間について、時間Ｔ１１と時間Ｔ２１と時間Ｔ３１とは一致している（Ｔ１１＝Ｔ２１＝Ｔ３１）。また、後ピックアップが行われる時間について、時間Ｔ１３と時間Ｔ２３と時間Ｔ３３とは一致している（Ｔ１３＝Ｔ２３＝Ｔ３３）。これに対し、前ピックアップと後ピックアップとの間の時間については、時間Ｔ２２と時間Ｔ３２とは略一致し、両者は時間Ｔ１２よりも長くなっている（Ｔ１２＜Ｔ２２≒Ｔ３２）。このように、２枚目以降の用紙ピックアップ工程に要する時間を１枚目よりも長くしている。こうして、用紙ピックアップ工程が終了するタイミング（後ピックアップが終了するタイミング）を基準とした場合、用紙ピックアップ工程が開始するタイミング（前ピックアップが開始するタイミング）が、１枚目の用紙に対する用紙ピックアップ工程よりも、２枚目以降の用紙に対する用紙ピックアップ工程では早くなっている。つまり、２枚目以降の用紙に対しては、給紙工程のスタートタイミングが早くなっている。

そして、この例では、印字要求枚数が複数枚のとき、２枚目の用紙については、１枚目の用紙に対する前ピックアップが印字前処理の後、１枚目の用紙に対する印字工程における第１色目の印字工程の主帯電工程と略同じタイミング（時刻ｔ１１）で開始するため、従来の場合（図７参照）と同様に、２枚目の用紙に対する印字工程が開始（時刻ｔ１３）する前に、２枚目の用紙の有無を検知することができる。

また、３枚目以降の用紙については、２枚目以降の用紙に対する前ピックアップが終了するタイミングを、次の用紙に対する印字工程における第１色目の印字工程の主帯電工程が開始する前としている。このため、次に給紙される用紙の有無を、この用紙に対する印字工程が開始する前に検知することができ、従来の場合（図７参照）と比べて早く検知することができる。

このように、２枚目の用紙についてだけでなく、３枚目以降の用紙についても、印字工程が開始する前のタイミング（例えば、３枚目の用紙では、印字工程が開始（時刻ｔ１６）する前のタイミング（時刻ｔ１５））で用紙の有無を検知することができ、給紙カセット１０に次の用紙がないと検知された場合には、印字工程をその開始前に停止することができる。これにより、連続印字途中で給紙カセット１０の用紙がなくなった場合に発生していた従来の問題点、具体的には、画像形成した画像や未定着現像剤が無駄になったり、クリーナユニット４の負荷増大を招いたり、感光体ドラム３や現像器２にも負荷がかかり、ライフ特性が低下したりするという問題点が起こることを未然に防ぐことができる。

上述では、図３に示すように、１枚目の用紙に対する用紙ピックアップ工程を、２枚目以降の用紙に対する用紙ピックアップ工程と同様に、前ピックアップと後ピックアップとに分けて行う例について説明したが、従来の場合（図７参照）と同様に、前ピックアップと後ピックアップとに分けずに行うこともできる。つまり、少なくとも、２枚目以降の用紙に対して、用紙ピックアップ工程を前ピックアップと後ピックアップとに分けて行うようにすればよい。

また、上述では、図３に示すように、給紙カセット１０から複数枚の用紙を紙間をあけて給紙する例について説明したが、紙間をあけずに連続して給紙することもできる。この場合には、２枚目以降の用紙に対する前ピックアップは、前の用紙に対する後ピックアップと同時に行うようにすればよい。つまり、前の用紙が後ピックアップで用紙搬送路Ｓに沿ってレジストローラに向けて搬送されている状態で、次の用紙の前ピックアップを行うようにすればよい。

さらに、上述では、図１に示すように、用紙収納部として、給紙カセット１０が１つ設けられている画像形成装置１００に適用する例について説明したが、複数の給紙カセットが設けられる場合や、手差しトレイ２０から給紙を行う場合にも適用することができる。

本発明を適用する画像形成装置の一実施形態を示す説明図である。 画像形成装置内部の配置関係を模式的に示す説明図である。 印字要求枚数が複数枚ときの印字工程と給紙工程とを示すタイミングチャートである。 給紙カセット内部を示す側面図である。 給紙カセット後部を示す平面図である。 給紙カセット後部に設けられる発光センサ等を示す側面図である。 従来の中間転写方式を用いた画像形成装置における印字要求枚数が複数枚のときの印字工程と給紙工程とを示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 露光ユニット
２ 現像器
３ 感光体ドラム
５ 主帯電器
６ 中間転写ローラ
７ 中間転写ベルト
１０ 給紙カセット
１１ ２次転写ローラ
１４ レジストローラ
１６ ピックアップローラ
７０ ２次転写部
１００ 画像形成装置
１１０ 用紙検知部
Ｓ 用紙搬送路

Claims (8)

1. 複数に色分解された画像情報を、複数の静電潜像担持体を用いて、各静電潜像担持体と所定圧力で接触し回転する中間転写ベルトに積層転写した後に、用紙収納部から搬送される用紙に一括転写することによってカラー画像を用紙上に形成する中間転写方式を用いる画像形成装置における給紙方法であって、
   印字要求枚数が複数枚のとき、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ用紙搬送路に供給する用紙ピックアップ工程を前ピックアップおよび後ピックアップの２つに分けて行い、
   前ピックアップおよび後ピックアップが行われる時間長さを、前ピックアップおよび後ピックアップごとにそれぞれ一致させると共に、前ピックアップと後ピックアップとの間の時間長さについては、２枚目以降について略一致させ、２枚目以降の用紙ピックアップ工程に要する時間を１枚目よりも長くし、１枚目の用紙に対する用紙ピックアップ工程よりも、２枚目以降の用紙に対する用紙ピックアップ工程ではスタートタイミングを早くすることにより、用紙収納部に収納されている用紙の有無を検知することを特徴とする画像形成部装置における給紙方法。
2. 前記前ピックアップによる用紙の搬送距離は、最大限、用紙の先端が前記用紙収納部の近傍に設けられる重送防止用部材に到達する距離であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置における給紙方法。
3. 前記前ピックアップによる用紙の搬送距離は、最小限、用紙の後端が用紙の有無を検知する用紙検知部を通過する距離であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置における給紙方法。
4. 前記用紙検知部を、前記用紙収納部の後部において移動可能に設けたことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置における給紙方法。
5. 前記前ピックアップを、２枚目以降の用紙に対して行うことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の画像形成装置における給紙方法。
6. ２枚目以降の用紙に対する前記前ピックアップが終了するタイミングを、その次の用紙に対する印字工程が開始する前としたことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の画像形成装置における給紙方法。
7. 前記次の用紙に対する印字工程の開始とは、前記複数の静電潜像担持体のうち、前記一括転写を行う一括転写部から最遠の静電潜像担持体に対する主帯電器による電界付与の開始のことであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置における給紙方法。
8. 請求項７に記載の画像形成装置における給紙方法において、
   Ｌ１を、最遠の静電潜像担持体における主帯電器による電界付与部から、静電潜像担持体上のトナー像が中間転写ベルトに転写される１次転写部までの静電潜像担持体の回転方向に沿った静電潜像担持体上の距離と、１次転写部から一括転写部までの中間転写ベルトの回転方向に沿った中間転写ベルト上の距離との和、
   Ｌ２を、用紙収納部の用紙検知部から一括転写部までの用紙搬送方向に沿った距離、
   Ｌ３を、用紙搬送路に沿って配置されるレジストローラから一括転写部までの距離、
   Ｖ１を、中間転写ベルトの駆動速度、
   Ｖ２を、用紙搬送路におけるレジストローラまでにおける用紙搬送速度とすると、次の２つの関係式、
   Ｌ１／Ｖ１≦（Ｌ２−Ｌ３）／Ｖ２＋Ｌ３／Ｖ１
   Ｖ１×１．０＜Ｖ２＜Ｖ１×２．０
   が成り立つことを特徴とする画像形成装置における給紙方法。

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