JP6308813B2

JP6308813B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP6308813B2
Application number: JP2014043095A
Authority: JP
Inventors: 博人遠藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2034-03-05
Also published as: US20150253711A1; JP2015169732A; US9304464B2

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に記録材の両面に画像を形成することが可能な画像形成装置に関する。

近年、両面印刷機能を有する画像形成装置が増えており、両面印刷の生産性向上が求められている。両面印刷の生産性を向上させるためには、画像形成装置内を搬送する記録材の枚数を適切に制御することが必要となる。

例えば、特許文献１には、記録材のサイズや記録材の種類を鑑み、コントロールパネルからユーザが何枚の記録材を画像形成装置内に循環させて両面印刷を行うかを指定することができる方法が開示されている。このように循環させる記録材の枚数を制御することで、両面印刷を効率的に行うことができる。

特開２００２−３７５４０

しかしながら、ユーザの指定によって両面印刷時の記録材の枚数を切り替えるため、ユーザによる記録材のサイズの指定や循環させる枚数の指定が間違ってしまうと、記録材が衝突することによるジャムが発生する可能性がある。また、同様にユーザの指定が間違ってしまうと、生産性が低下してしまう可能性もあり、ユーザビリティが低下してしまう恐れがあった。

本出願に係る発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、両面印刷を行う際に、搬送する記録材のサイズに応じて、画像形成装置内で最適な記録材の搬送枚数を判断することで、ユーザビリティの低下を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、記録材の１面目に画像形成した後、記録材を反転させ記録材の２面目に画像形成する両面への画像形成が可能な画像形成装置において、記録材が載置される載置部から搬送された記録材を検知する検知手段と、前記検知手段によって記録材の先端を検知してから後端を検知するまでの期間に基づき、搬送方向における記録材の長さを測定する測定手段と、を備え、複数枚の記録材の両面に画像形成を行う場合、１枚目の記録材の長さを測定するために、１枚目の記録材の１面目に画像形成したことに続けて、１枚目の記録材の２面目に画像形成し、前記測定手段によって測定された１枚目の記録材の長さに基づき、２枚目以降の記録材の両面への画像形成を行う際の画像形成順を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の構成によれば、両面印刷を行う際に、搬送する記録材のサイズに応じて、画像形成装置内で最適な記録材の搬送枚数を判断することで、ユーザビリティの低下を抑制することができる。

画像形成装置の概略構成図画像形成装置の制御ブロック図両面印刷を行う際の記録材の搬送順を決める流れを示した図両面印刷時における記録材の枚数を判断する状況を示した図両面印刷時における搬送枚数に応じて、画像形成順を制御することを示したタイミングチャート両面印刷時における搬送枚数に応じて、画像形成順を制御することを示したタイミングチャート

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における画像形成装置の概略構成図である。まず、画像形成動作について説明する。感光ドラム１１０は、アモルファスシリコン等からなり図中の時計まわりの方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。感光ドラム１１０は、帯電ローラ１０９によりその周面が所定の極性、電位に一様に帯電される。帯電された感光ドラム１１０上をスキャナユニット１１３により露光を行う。具体的には、不図示の画像読取装置や外部コンピュータ等から入力された画像データに応じたレーザ光が、レーザ光反射ミラー１１２によって反射されることで露光が行われ、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像ローラ１０８によりトナー像として現像される。

次に、記録材の搬送動作について説明する。給紙カセット１０１に積載された記録材は、給紙ローラ１０２により搬送路１４０へと給紙される。給紙された記録材は搬送ローラ１０３、レジストローラ１０４により搬送され、レジセンサ１０５で記録材の先端が検知される。レジセンサ１０５で記録材が検知されたことに応じて、画像形成動作を行う。画像形成動作と同期して記録材は感光ドラム１１０と転写ローラ１０７のニップ部からなる一次転写部に搬送される。一次転写部において、転写ローラ１０７に感光ドラム１１０上に形成されたトナー像と逆極性の転写バイアスが供給されることで、感光ドラム１１０上のトナー像が記録材に転写される。トナー像が転写された記録材は、定着器１１９に搬送される。定着器１１９のヒータ１１８、定着フィルム１１６、加圧ローラ１１５によって記録材上に形成された未定着トナー像は、記録材に熱定着される。以上が１面目の画像形成動作となる。

トナー像が定着された記録材は、機外に排出される場合はＦＤ排紙搬送路１４１へ搬送され、排紙ローラ１２２によってＦＤトレイ１６０へ排出される。両面印刷として２面目にも画像形成を行う場合は、記録材を反転するために両面反転搬送路１４２へ搬送され、排紙ローラ１２２によって両面搬送路１４３へ搬送可能な位置まで記録材は搬送される。なお、ＦＤ排紙搬送路１４１と両面反転搬送路１４２の分岐部に不図示のＦＤフラッパが配置されておりＦＤ排紙搬送路１４１、又は両面反転搬送路１４２への記録材の搬送方向を切り替えることができる。

排紙ローラ１２２は３連構造となっており、３つのローラは一つの駆動源によって、駆動されている。３つのローラにより２つのニップ部が形成されるようになっており、一方のニップ部に挟持された記録材を機外へ排出する方向にローラが駆動する際は、他方のニップ部に挟持された記録材は機内へ引き込む方向にローラが駆動するように構成されている。具体的には、排紙ローラ１２２が正回転時においては、排紙搬送路１４１の排紙口１５０は記録材を排出する方向へと駆動し、同時に両面反転搬送路１４２の排紙口１５１は記録材を引き込む方向へと駆動する。一方、排紙ローラ１２２が逆回転時においては、記録材の搬送は正回転時と反対になる。なお、排紙ローラ１２２は３連ローラに限定されるものではなく、記録材の排出と、両面反転搬送路への引き込みとで、別々に駆動するローラを配置するようにしてもよい。

両面反転された記録材は、両面搬送ローラ１３１、両面センサ１３２、再給紙ローラ１３３により搬送され、再び搬送路１４０に戻り、２面目の画像形成動作が行われる。具体的な画像形成動作は、先の１面目と同様であるため詳しい説明は省略する。両面搬送ローラ１３１は、不図示の両面駆動クラッチ１２６にて駆動のオン／オフが切り替えられる。両面搬送路ローラ１３１に記録材が担持している状態で駆動をオフすることにより、長さＬｐ１以上、且つＬｐ２以内の長さの記録材を少なくとも１枚以上、両面搬送路１４３内に待機させることができる。両面搬送ローラ１３１で先行して搬送されている記録材を待機させ、続いて給紙カセット１０１から後続して搬送される記録材を給紙することで、後続して搬送される記録材の１面目に画像を形成することができる。このように、複数枚の記録材を画像形成装置内で搬送させて先行する記録材と後続する記録材に交互に画像形成動作を行う両面印刷を行うことで、１枚ずつ両面印刷を行う場合よりも生産性を向上させることができる。

図２は、本実施形態における画像形成装置の制御ブロック図を示したものである。コントローラ２０１は、ホストコンピュータ等の外部装置から受信した画像データをプリンタによる印刷可能なビットデータに展開したり、画像形成装置の内部情報を表示装置に表示したり、画像形成の順番を決定したりする。エンジン２０３は、エンジン制御部２０２としての例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを内蔵したワンチップマイクロコンピュータを有している。エンジン制御部２０２は、コントローラ２０１と繋がった通信線によって、画像データやエンジンのステータスを送受信し、コントローラ２０１からの印刷命令に基づき、エンジンの各部を制御する。

搬送制御部２０４は、給紙ローラ１０２や搬送ローラ１０３といった駆動系統の回転開始や停止を、エンジン制御部２０２からの指示に基づき制御することで、記録材の搬送を制御する。高圧制御部２０６は、帯電、現像、転写、の各高圧（数百〜数千ボルト）の出力制御を、エンジン制御部２０２からの指示に基づき制御する。光学系制御部２０７は、スキャナユニット１１３に搭載されたスキャナモータの駆動や停止、レーザの点滅等を、エンジン制御部２０２からの指示に基づき制御する。温度制御部２０８は、ヒータ１１８の温度を、エンジン制御部２０２により指示された目標温度となるように制御する。

図３は、両面印刷を行う際の記録材の搬送順を決める流れを示している。まず、両面印刷を行う際に、Ｓ３０１としてコントローラ２０１はエンジン２０３に対して印刷命令を送信する。印刷命令は、通信線を介したシリアル通信によるものでも良いし、ハードウェアを用いた電気信号でも良い。印刷命令を受けると、エンジン制御部２０２はＳ３０２として給紙カセット１０１から記録材を給紙させる。記録材が給紙されると、Ｓ３０３として記録材の先端がレジセンサ１０５に検知されたか否かを判断する。

レジセンサ１０５に記録材の先端が検知されると、Ｓ３０４としてレジセンサ１０５により記録材の先端が検知されてから記録材の後端が検知されるまでの期間を計測する。そして、計測した時間と記録材の搬送速度とから、検知結果としての記録材の搬送方向の長さを求める。なお、ここでは一例としてレジセンサ１０５により記録材の先端が検知されてから記録材の後端が検知されるまでの期間を計測することを説明したが、これに限られるものではない。両面印刷時における記録材の搬送枚数を判断できる情報であれば、記録材の搬送方向と直交する方向の長さを検知しても良い。また、記録材の搬送方向の長さと、直交する方向の長さの両方を検知してもよい。また、検知手段としてレジセンサ１０５を説明したが、記録材の長さを求めるための情報を検知することができるものであれば、他のセンサ等を用いてもよい。

記録材の搬送方向の長さを求めると、Ｓ３０５においてエンジン制御部２０２は、判断結果としての両面印刷時において搬送可能な記録材の枚数を判断する。なお、具体的な搬送可能な記録材の枚数の算出方法については、後述する。記録材の枚数を求めると、Ｓ３０６において記憶手段としての揮発性のＲＡＭ、又は不揮発メモリに記録材の枚数の情報を記憶させる。そして、Ｓ３０７において、両面印刷時に搬送可能な記録材の枚数をコントローラ２０１に送信する。コントローラ２０１は、受信した記録材の枚数に基づき、画像形成順を決める。なお、具体的な画像形成順の決め方については、後述する。コントローラ２０１は、決定した画像形成順に基づき、再びＳ３０１においてコントローラ２０１はエンジン２０３に対して印刷命令を送信する。

図４は、両面印刷時における記録材の枚数を判断する状況を示した図である。４１０は、両面搬送路における記録材を待機可能な長さを示している。その距離は、両面センサ１３２から所定の距離だけ進んだ位置を基点にして両面搬送路に停止する先行紙４１２が後続して搬送される後続紙４１３と搬送路内で衝突しない位置までと規定する。

両面搬送路における記録材を待機可能な長さ４１０をＬｒ、先行紙４１２の長さ４１１をＬｐａｐｅｒとして具体例を説明する。Ｌｐａｐｅｒ≦Ｌｒならば先行紙の長さ４１１は、両面搬送路における記録材を待機可能な長さ４１０より短く、先行紙４１２は長さ４１０内に収まる位置で停止可能であるため、両面印刷時における記録材の搬送枚数を２枚とする。一方、Ｌｐａｐｅｒ＞Ｌｒならば先行紙の長さ４１１は、両面搬送路における記録材を待機可能な長さ４１０より長く、先行紙４１２は長さ４１０内に収まらない位置で停止してしまうため、両面印刷時における記録材の搬送枚数を１枚とする。より具体的には、Ｌｒ＝２９７．０ｍｍとすると、例えば先行紙の長さ４１１が２７９．４ｍｍのときは、両面印刷時における搬送枚数を２枚とする。一方、先行紙の長さ４１１が３３０．０ｍｍのときは、両面印刷時における搬送枚数を１枚とする。

また、他の例として、両面搬送路１４３に複数の記録材を待機させることが可能な場合について説明する。両面搬送路１４３に待機させる１枚目の記録材の長さをＬｐａｐｅｒ１、Ｎ枚目の記録材の長さをＬｐａｐｅｒＮ、両面搬送路１４３に待機しているＮ枚目の記録材とＮ−１枚目の記録材の間隔をＬｇａｐＮとする。Ｌｐａｐｅｒ＞Ｌｒならば両面搬送路１４３に待機する記録材の長さは長さ４１０内に収まらない位置で停止してしまうため、両面印刷時における記録材の搬送枚数を１枚とする。Ｌｐａｐｅｒ≦Ｌｒならば両面搬送路１４３に待機する記録材の枚数は、以下の式（１）により求められる。

式（１）を満たす最大値Ｎｍａｘに基づき、両面印刷時における搬送枚数Ｍは、Ｍ＝Ｎｍａｘ＋１で求めることができる。具体的には、Ｌｒ＝４５０ｍｍ、Ｌｇａｐ＝３０ｍｍ、Ｌｐａｐｅｒ＝２１０ｍｍとすれば、Ｎｍａｘ＝２となる。よって、両面印刷時における搬送枚数Ｍ＝２＋１＝３と求めることができる。なお、搬送枚数Ｍを求める際に、記録材の測定誤差を考慮したマージンを設けると、よりジャムを抑制した搬送制御を行うことができる。

図５は、両面印刷時における搬送枚数に応じて、画像形成順を制御することを示したタイミングチャートである。図５のタイミングチャートを用いて、記録材４枚の両面に合計８つの画像形成を行う際について説明する。なお、図５（ａ）は両面印刷時の搬送枚数を１枚とした際の画像形成動作を示しており、図５（ｂ）は両面印刷時の搬送枚数を、記録材の搬送方向の長さに応じて１枚から２枚に変更した際の画像形成動作を示している。

まず、図５（ａ）について説明する。Ｓ５０１Ａでコントローラ２０１は、両面印刷時の記録材の搬送枚数が不定である場合、１枚の記録材を搬送すると判断して印刷命令を送信する。印刷命令を受信したエンジン制御部２０２はＳ５０２Ａで１枚目の記録材の１面目への画像形成を開始する。そして、１枚目の記録材の先端をレジセンサ１０５で検知したら、レジセンサ１０５により１枚目の記録材の先端から後端までを検知する時間を測定し、Ｓ５０３Ａで後端を検知すると、１枚目の記録材の搬送方向の長さを求める。求めた１枚目の記録材の搬送方向の長さが両面搬送路における記録材を待機可能な長さ４１０より長いと判断されると、このまま１枚での両面印刷を継続する。１面目に画像形成が行われた１枚目の記録材は、両面搬送路に搬送される。そして、両面搬送路で反転され、２面目に画像形成が行われ、機外に排出される。続いて搬送される、２枚目、３枚目、４枚目の記録材についても同様である。このように、図５（ａ）においては、両面印刷時に１枚の記録材が搬送された状態で画像形成が行われる。

次に、図５（ｂ）について説明する。１枚目の記録材の１面目の画像形成動作については、図５（ａ）と同様であるため、ここでの説明は省略する。図５（ｂ）においては、求めた１枚目の記録材の搬送方向の長さが両面搬送路における記録材を待機可能な長さ４１０より短いと判断されると、エンジン制御部２０２は両面印刷時の記録材の搬送枚数が２枚であると判断する。そして、Ｓ５０４Ｂにおいてエンジン制御部２０２は両面搬送時の搬送枚数が２枚であるとコントローラ２０１に送信する。コントローラ２０１は受信した搬送枚数に従って、残りのページに対する画像形成順を決定する。

まず、コントローラ２０１は１枚目の記録材の２面目の画像形成を行わせる。その後、２枚目の記録材の１面目に画像形成を行わせたのち、２枚目の記録材は両面搬送路１４３で待機させ、３枚目の記録材の１面目に画像形成を行わせる。そして、３枚目の記録材の１面目に画像形成が行われると、両面搬送路１４３に待機していた２枚目の記録材を再搬送し、２面目に画像形成を行わせる。そして、３枚目の記録材は両面搬送路１４３に待機させる。２枚目の記録材の２面目に画像形成が行われると、続いて４枚目の記録材の１面目に画像形成を行わせる。４枚目の記録材の１面目に画像形成が行われるときは、３枚目の記録材は両面搬送路１４３に待機しており、４枚目の記録材の１面目の画像形成が行われると、続いて３枚目の記録材の２面目に画像形成を行わせる。その後、４枚目の記録材の２面目に画像形成を行わせて、一連の画像形成動作は終了となる。このように、図５（ｂ）においては、両面印刷時における記録材の搬送枚数に応じて、画像形成順が変更になる。このように、画像形成順を変更することにより、例えば片面３５ｐｐｍで画像形成が可能な画像形成装置において、生産性がどのように変更になるかについて説明する。両面印刷時の搬送枚数が１枚であれば１６ｉｐｍで両面印刷が行われるのに対し、両面印刷時の搬送枚数が２枚であれば２８ｉｐｍで両面印刷を行うことが可能となり、両面印刷時の搬送枚数を変更することにより、生産性を１２ｉｐｍ向上させることができる。

このように、画像形成装置内で検知された記録材のサイズに応じて、両面印刷時の記録材の搬送枚数を適切に制御することが可能となった。より具体的には、記録材の搬送方向の長さに応じて、両面印刷時の搬送枚数を増やし、増やした搬送枚数に応じて適切な画像形成順で両面印刷を行うことができる。これにより、適切でない画像形成順による生産性の低下を抑制することができ、ユーザビリティの低下を抑制できる。

図６は、両面印刷時における搬送枚数に応じて、画像形成順を制御することを示したタイミングチャートである。図６のタイミングチャートを用いて、記録材４枚の両面に合計８つの画像形成を行う際について説明する。なお、図６（ａ）は両面印刷時の搬送枚数を２枚とした際の画像形成動作を示しており、図６（ｂ）は両面印刷時の搬送枚数を、記録材の搬送方向の長さに応じて２枚から１枚に変更した際の画像形成動作を示している。

まず、図６（ａ）について説明する。Ｓ６０１Ａでコントローラ２０１は、両面印刷時の記録材の搬送枚数が不定である場合、２枚の記録材を搬送すると判断して印刷命令を送信する。印刷命令を受信したエンジン制御部２０２はＳ６０２Ａで１名目の記録材の１面目への画像形成を開始する。そして、１枚目の記録材の先端をレジセンサ１０５で検知したら、レジセンサ１０５により１枚目の記録材の先端から後端までを検知する時間を測定し、Ｓ６０３Ａで後端を検知すると、１枚目の記録材の搬送方向の長さを求める。求めた１枚目の記録材の搬送方向の長さが両面搬送路における記録材を待機可能な長さより長いと判断された際に、ここでは２枚での両面印刷を継続するとする。１面目に画像形成が行われた１枚目の記録材は、両面搬送路に搬送される。１枚目の記録材が両面搬送路に待機された状態で、２枚目の記録材の１面目の画像形成が行われる。この際、１枚目の記録材は、記録材を待機可能な長さより長いため、２枚目の記録材がぶつかってしまう位置に停止されており、１枚目の記録材と２枚目の記録材がぶつかるとジャムとなる可能性がある。

次に、図６（ｂ）について説明する。１枚目の記録材の１面目の画像形成動作については、図６（ａ）と同様であるため、ここでの説明は省略する。図６（ｂ）においては、求めた１枚目の記録材の長さが両面搬送路における記録材を待機可能な長さ４１０より長いと判断されると、エンジン制御部は両面搬送時の記録材の搬送枚数が１枚であると判断する。そして、Ｓ６０４Ｂにおいてエンジン制御部２０２は両面搬送時の記録材の搬送枚数が１枚であるとコントローラ２０１に送信する。コントローラ２０１は受信した搬送枚数に従って、残りのページに対する画像形成順を決定する。

まず、コントローラ２０１は２枚目の記録材の搬送を行わせる前に、１枚目の記録材の２面目の画像形成を行わせる。そして、２面目の画像形成が行われた記録材は機外に排出される。続いて、２枚目の記録材の１面目に画像形成を行わせ、３枚目の記録材の搬送を行わせる前に、２枚目の記録材の２面目の画像形成を行わせる。以下、３枚目、４枚目も同様に画像形成が行われる。このように、図６（ｂ）においては、両面印刷時における記録材の搬送枚数に応じて、画像形成順が変更になる。

このように、画像形成装置内で検知された記録材のサイズに応じて、両面印刷時の記録材の搬送枚数を適切に制御することが可能となった。より具体的には、記録材の搬送方向の長さに応じて、両面印刷時の搬送枚数を減らし、減らした搬送枚数に応じて適切な画像形成順で両面印刷を行うことができる。これにより、記録材が衝突することによるジャムの発生を抑制することができ、ユーザビリティの低下を抑制できる。

以上のように、画像形成装置内で検知された記録材のサイズに応じて、両面印刷時の記録材の搬送枚数を適切に制御することが可能となった。これにより、搬送枚数に応じて適切な画像形成順で両面印刷を行うことができるため、記録材が衝突することによるジャムの発生や、適切でない画像形成順による生産性の低下を抑制することができ、ユーザビリティの低下を抑制できる。

なお、本発明においては一例としてモノクロ画像を形成する画像形成装置を説明したがこれに限られるものではなく、中間転写方式や直接転写方式等のカラー画像形成装置に適応することも可能である。

１０５レジセンサ
２０１コントローラ
２０２エンジン制御部

Claims

記録材の１面目に画像形成した後、記録材を反転させ記録材の２面目に画像形成する両面への画像形成が可能な画像形成装置において、
記録材が載置される載置部から搬送された記録材を検知する検知手段と、
前記検知手段によって記録材の先端を検知してから後端を検知するまでの期間に基づき、搬送方向における記録材の長さを測定する測定手段と、を備え、
複数枚の記録材の両面に画像形成を行う場合、１枚目の記録材の長さを測定するために、１枚目の記録材の１面目に画像形成したことに続けて、１枚目の記録材の２面目に画像形成し、前記測定手段によって測定された１枚目の記録材の長さに基づき、２枚目以降の記録材の両面への画像形成を行う際の画像形成順を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記測定手段によって測定された１枚目の記録材の長さに基づき、両面への画像形成を行う際に装置内に搬送可能な記録材の枚数を判断する判断手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
１面目に画像が形成され、反転された記録材が搬送される両面搬送路を備え、
前記判断手段は、前記測定手段によって測定された１枚目の記録材の長さが、前記両面搬送路に待機させることが可能である長さであると判断すると、搬送可能な記録材の枚数が複数枚であると判断することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
１面目に画像が形成され、反転された記録材が搬送される両面搬送路を備え、
前記判断手段は、前記測定手段によって測定された１枚目の記録材の長さが、前記両面搬送路に待機させることが可能でない長さであると判断すると、搬送可能な記録材の枚数が１枚であると判断することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記判断手段により搬送可能な記録材の枚数が複数枚であると判断されると、２枚目の記録材の１面目に画像形成を行わせた後、２枚目の記録材を両面搬送路に待機させ、２枚目の記録材に続いて前記載置部から搬送される３枚目の記録材の１面目に画像形成を行わせることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、３枚目の記録材の１面目に画像形成を行わせた後、前記両面搬送路に待機している２枚目の記録材の２面目に画像形成を行わせ、３枚目の記録材に続いて前記載置部から搬送される４枚目の記録材の１面目に画像形成を行わせることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記判断手段により搬送可能な記録材の枚数が１枚であると判断されると、２枚目の記録材の１面目に画像形成を行わせた後、２枚目の記録材に続いて前記載置部から搬送される３枚目の記録材の１面目に画像形成を行わせる前に、２枚目の記録材の２面目に画像形成を行わせることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
記録材に対してカラー画像を形成する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。