JP2005265936A

JP2005265936A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005265936A
Application number: JP2004074338A
Authority: JP
Inventors: Yoji Serizawa; 洋司芹澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】両面２面目の待機が比較的長い時間になる場合であっても画像形成装置内にシートを送り込んだ状態で待機することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】シートを反転させた後においてコントローラからの印字要求を待つため一旦搬送路上でシートを停止する際に、画像展開の時間に応じて印字要求待ちの待機位置を切り換えることで長時間待機する場合に、画像形成装置外にシートがでないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、コントローラから画像展開に要する時間に基づくプリント開始予測時間を受け取ることができる電子写真プリンタであって、排紙ローラを正逆転させることで両面搬送させる機能を有し、かつ反転モータにより定着ローラをも駆動する構成を有する画像形成装置に関するものである。

従来この種の電子写真プリンタは、図７の如き構成をなしている。
ここで１は、静電潜像を形成するための感光体ドラム、２は感光体ドラム１を一様に帯電するための帯電ローラ、５はレーザビームを感光ドラム１上で走査するための光学ユニット、６は光学ユニット５から発せられたレーザビーム、３は、レーザビームにより感光ドラム１上に形成された静電潜像を、トナーにて現像するための現像器、４は感光体ドラム１上のトナー像を、所定の用紙に転写する転写ローラ帯電器、７は用紙上のトナーを溶融して用紙に定着させる定着器、８は印字する用紙を積載しておくための標準カセット、９は標準カセットから用紙をピックアップする標準カセット給紙ローラ、１０は手差しトレイ、１１は手差し給紙ローラ、１２は用紙を機外へ排出するための第一排出ローラ、１２’は正逆転モータに接続され片面連続プリント時には正転のみ、両面搬送時には反転して用紙を後述する両面搬送路へ送り込むための反転ローラ、１３は搬送されてきた用紙の印字のための先端レジストをとるためのレジストローラ、１４は用紙先端を検出するＴＯＰセンサセンサ、１５は用紙が正常に定着器７を排出終了したかを確認するための排紙センサ、１６は標準カセットの紙有無を検出するセンサ、１７は手差し用紙有無を検出するためのセンサ、１８，１９は前述両面反転時に反転ローラ１２’から送り込まれてきた両面印字のための用紙を搬送する両面搬送ローラ、２０は両面印字時に搬送されてきた用紙を一旦停止させ、両面の２面目の印字要求を受けてから用紙搬送を再起動させるための停止位置を確認するため用紙の先端を検出する両面センサである。

従来はこのような構成において、各ローラと駆動モータは図８のように接続されていた。

給紙、感光体ドラム、両面搬送などは全て一定方向に回転するＤＣブラシレスモータに接続され、給紙ローラについてはＯＮ・ＯＦＦするためにソレノイドを介して接続されている。

また、反転のための反転ローラのみ正逆転可能なステッピングモータに接続されている。

両面搬送ローラは両面２面目の印字要求待ちをさせるため、一旦停止させる必要があり、そのためＯＮ・ＯＦＦするためのソレノイドに接続されている。

なお、以上のような画像形成装置として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
特開平３−１３４６３号公報

前記従来例では、両面搬送をＯＮ・ＯＦＦするためのソレノイドが必要であり比較的高価な構成になっていた。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、画像形成装置において、両面搬送部の機構を簡略化し安価に両面機能を提供することを課題とするものである。

プリントすべき用紙を所定の用紙位置から給紙して搬送路に送り込む給紙手段と、画像情報に応じて点滅するレーザビームにより、感光体ドラム上に静電潜像を形成した後、前記静電潜像をトナーにて可視像化して、給紙した所定の用紙に転写する転写手段と、前記転写手段により用紙に転写されたトナーを用紙に定着させるための定着手段と、前記定着された用紙を機外の所定位置まで排出するための排出手段と、前記定着手段を構成している定着ローラと前記定着ローラの下流にある前記排出手段を構成する排紙ローラを駆動する第一の駆動手段と、前記定着ローラから排紙ローラまでの搬送系以外を駆動する少なくとも１つの駆動系から構成される第二の駆動手段と、前記排紙ローラが用紙排出方向と反対側に回転した際に、用紙を受け取り再度感光体ドラムに送り込む前記第二の駆動手段に接続された両面搬送手段とを有し、前記第一の駆動手段は、正転、停止、反転の３つの状態で動作可能であって、かつ定着ローラに対しては正転、逆転に関わらず常に用紙を排出する側に回転させるための回転方向切り換え手段とを有する画像形成部と前記画像形成部とシリアル通信を介して情報の授受を行うとともに、前記画像形成部にホストコンピュータからの画像情報をビットマップ情報に展開して送信する画像コントローラ部と、前記画像コントローラはホストコンピュータからの画像情報を前記画像形成部に送信するための画像データフォーマットに展開するための画像展開手段を有し、前記画像展開手段は画像展開終了までの時間を予測する展開時間予測手段と前記展開予測時間に応じて前記画像形成部にプリント開始までの時間情報を前記シリアル通信を介して伝達する通信手段とを有し、前記画像形成部は、前記時間情報を基に両面搬送時の印字搬送シーケンスを切り換える搬送制御切り換え手段とを有する画像形成装置。

前記搬送制御切り換え手段は、画像コントローラから受けた両面２面目に対するプリント開始予測時間情報が、所定の時間より長い場合には定着器を通過してから反転させた後の停止位置を第一の停止位置に停止させ、所定の時間より短い場合には、定着器を通過してから反転させた後の停止位置を第二の停止位置に停止させること、前記第一の停止位置は、前記第二の停止位置より両面搬送路内の下流側に位置していることなどにより、画像展開に比較的時間を要する場合に、両面２面目の印字待ちの状態で待機する位置をできるだけ用紙が機外にはみ出した状態にならないように、搬送路の下流側で待機させる。

本発明によれば、両面搬送部の機構を簡略化し安価に両面機能を提供することを可能にすると共に、両面２面目の待機が比較的長い時間になる場合に、待機紙を機外に出した状態で待つのではなく、機内に送り込んだ状態で待機することを可能にする。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１は、本発明の実施例１におけるプリンタ機構部の断面を概略示したものである。

ここで１０１は、静電潜像を形成するための感光体ドラム、１０２は感光体ドラム１０１を一様に帯電するための帯電ローラ、１０５はレーザビームを感光ドラム１上で走査するための光学ユニット、１０６は光学ユニット１０５から発せられたレーザビーム、１０３は、レーザビーム１０６により感光ドラム１０１上に形成された静電潜像を、トナーにて現像するための現像器、１０４は感光体ドラム１０１上のトナー像を、所定の用紙に転写する転写ローラ帯電器、１０７は用紙上のトナーを溶融して用紙に定着させる定着器、１０８は印字する用紙を積載しておくための標準カセット、１０９は標準カセットから用紙をピックアップする標準カセット給紙ローラ、１１０は手差しトレイ、１１１は手差し給紙ローラ、１１２は用紙を機外へ排出するための第一排出ローラ、１１２’は片面連続プリント時には排出方向にのみ回転して用紙を排出すると共に、両面印字時には両面搬送部に用紙を送り込むために用紙が所定位置まで排出された後に、ローラが逆転し両面搬送部へ用紙を送り込む側に回転することができる第二排出ローラであり、反転機能も兼ね備える。１１３は搬送されてきた用紙の印字のための先端レジストをとるためのレジストローラ、１１４は用紙先端を検出すると共に搬送中の用紙長を測定するＴＯＰセンサ、１１５は用紙が正常に定着器１０７を排出終了したかを確認するための排紙センサ、１１６は標準カセットの紙有無を検出するセンサ、１１７は手差し用紙有無を検出するためのセンサ、１１８は給紙された用紙の重送を解除するためのリタードローラ、１１９は給紙・分離された印字紙をレジスト部に送り込むための搬送ローラ、１２０は反転ローラ１１２’によって反転された用紙を両面搬送部に送り込むための第一両面搬送ローラ、１２１は両面搬送部からレジスト部に送り込むための第二両面搬送ローラ、１２２は反転ローラから送り込まれた用紙を第一両面搬送ローラの手前の所定位置で、印字要求待ちのために待機させる位置を検出するための両面反転センサである。

図２は、本実施例におけるプリンタ制御部をブロック図で示したものである。

３０１は、ホストコンピュータとの間での通信と画像データの受信、及び受け取った画像データをプリンタが印字可能な情報に展開すると共に、後述するプリンタエンジン制御部との間で信号のやり取り及びシリアル通信を行うプリンタコントローラであって、このプリンタコントローラはホストコンピュータから受け取った画像コードデータをエンジンが印字するためのビットマップに展開する際に展開の進捗度に応じて展開終了までの残り時間を予測する機能を有しており、この残り時間に基づきプリンタ制御部に対してシリアル通信を介して画像展開が終了して次のプリント要求を発行するまでの予測時間情報を伝達する機能を有している。

３０２はプリンタコントローラ３０１との間で信号のやり取り、シリアル通信を介してプリンタエンジンの各ユニットの制御を行うエンジン制御部、３０３はコントローラとエンジン制御部間で行われるシリアル通信のコマンド／ステータスラインで双方向の機能を持つ。３０４は前記コマンドステータスを転送するためのシリアル同期クロック、３０５は用紙が搬送されセンサがＴＯＰセンサに到達したことをコントローラ３０１に示す垂直同期信号となる／ＴＯＰ信号、３０６は画像出力のための水平同期信号である／ＢＤ信号、３０７は画像信号である。

３０８はプリントする用紙を給紙搬送しプリント後の排紙までの紙搬送をエンジン制御部の指示に基づき実行する用紙搬送制御部、３０９はＴＯＰセンサ、排紙センサ、用紙有無センサの各センサの状態をエンジン制御部３０２に伝達する紙有無センサ入力部、３１０はエンジン制御部３０２からの指示に基づき用紙紙詰まりを検出するジャム検出部、３１１はスキャナモータの駆動及びレーザのＯＮ／ＯＦＦ制御をエンジン制御部３０２の指示に基づき実行する光学系制御部、３１２は帯電、現像、転写等の電子写真プロセスに必要な高圧出力をエンジン制御部３０２の指示に基づき実行する高圧系制御部、３１３はエンジン制御部の指示に基づき定着器１０７の温度制御を行うとともに、定着器１０７の異常検出等を行う定着温度制御部、３１４はプリンタ内の機能部の故障を検出する故障検出部である。

３１５は、プリンタ制御部３０２内にあって、プリンタコントローラ３−１から受け取ったプリント要求発行予測時間情報に基づいて、前述の用紙搬送制御部３０８や定着温度制御部３１３、高圧系制御部３１２などの起動停止のタイミング制御を切り換えるタイミング制御部である。

用紙搬送制御部３０８は、図３に示すように２種類のモータを制御している。

まず、モータについては給紙系、レジスト部、ドラム系、両面搬送系を駆動するＤＣブラシレスモータ４０１と、定着系、排紙・反転系を駆動するステッピングモータ４０２の２つのモータにより構成されている。

給紙ローラ１０９と１１１は、所定時間で停止させなければならないため、ソレノイドを介してＤＣブラシレスモータに接続されている。それ以外のＤＣブラシレスモータに接続されたローラについては、ＤＣブラシレスモータの駆動時には常時一定の回転方向に回転するローラである。一方、ステッピングモータに接続された定着ローラ系は、両面反転時にも一定の方向に回転させるために、振り子ギヤ４０３に接続されている。振り子ギヤはステッピングモータの回転方向に伴い、接続されるギヤ列を切り換えることが可能な素子であり、これに接続された定着系のローラはステッピングモータの回転方向に関わらず常に一定方向、つまり用紙を排出する方向に回転する構成になっている。また、排紙ローラ１１２’はステッピングモータに通常のギヤ列を介して接続されているので、ステッピングモータの正転反転に伴って、正逆回転する構成になっている。

図４は、振り子ギヤの構成について詳細に説明した図である。

反転モータに対して、排紙ローラは途中３段のギヤを介して接続されている。一方加圧ローラは、途中振り子ギヤを介して接続されており、反転モータの回転方向に基づき、ギヤＡかギヤＢに接続される構成になっている。

以上のような制御部構成において具体的に両面搬送のシーケンスがどのようになるかを図５−１ないし３に示す。

まず、プリンタはコントローラ３０１からの印字要求を待ち、要求を受けるとＤＣモータ及びステッピングモータの駆動を開始する。その後ドラム周りの各種高圧バイアスの立ち上げ及び定着温調の開始などを含む電子写真プロセスの立ち上げ処理を行う。電子写真プロセスが立ち上がると所定の給紙口からの給紙動作を行い、その後はＴＯＰセンサ１１４が紙ありを検出するのを待つ。図には示していないが当然この間は用紙の給紙ジャムの検出も並行して実施しているが図が複雑になるので省略している。そしてＴＯＰセンサ１１４が用紙先端を検出するとコントローラ３０１に対して／ＴＯＰ信号を出力し、画像書き出しのための同期処理を行う。また、／ＴＯＰ信号出力後は排紙センサ１１２が用紙先端を検出するまで待つ。前述と同じようにこの間は排紙センサ１１２までの到達遅延ジャムの検出も並行して実施しているが、ここでは省略している。

排紙センサ１１２が用紙先端を検出した後は、排紙センサ１１２が用紙後端を検出するのを待つ。排紙センサ１１２が用紙後端を検出した時点でその用紙が両面行きの用紙かどうかをチェックする。その結果、その用紙が両面行きの場合には、排紙センサ１１２後端検出のタイミングでタイマＴｒを起動する。このＴｒとは用紙後端が排紙センサ１１２を抜けてから反転ローラによる反転動作を開始するタイミングを測定するためのものである。Ｔｒのカウントが終了した時点で、これから印字すべき両面２面目に対する印字要求がコントローラ３０１から出力されているかどうかをチェックする。両面２面目に対する印字要求をその時点で受けている場合には、印字要求予測時間計測用のタイマＴｄに”０”をセットする。このタイマはダウンカウントタイマであるため、後にチェックする際に印字要求を既に受けている場合にはこのタイマは既にカウントダウン終了したのと同様の動作をする。そして、即座に両面２面目の印字のために反転動作を開始してレジスト部へ用紙を送り込む。一方、印字要求を受けていない場合には、印字要求の発行予測（遅延）時間を受け取っているかどうかをチェックする。この印字要求発行予測時間は、当該両面１面目のＴＯＰ信号出力後にコントローラ３０１からエンジン制御部３０２に対して発行されているかどうかをチェックするものである。この時点で予測時間が発行されている場合には、その時間が所定の閾値であるＴｒｅｆよりも大きいか否かをチェックする。この閾値は、定着器の温度が低下してしまう程度に印字要求待ち状態が長く継続するかどうかを判断するための基準となる時間である。

このＴｒｅｆよりも長い場合には、用紙を機外に出したまま長時間待機させないようにＴｍ時間分用紙を機内に送り込んだ状態で電子写真プロセス及び駆動系を停止させる。またＴｒｅｆよりも短い場合には用紙を送り込まずにその場で用紙を待機させる。各時間の関係は、Ｔｔ２＜Ｔｒｅｆ＜Ｔｔ１となっており、Ｔｒｅｆより短い場合には、待機時間の残りがＴｔ２以下になった時点、Ｔｒｅｆより長い場合には、Ｔｔ１以下、かつ定着器温度がＴｅｍｐ１より低くなった時点で両面２面目の印字のための電子写真プロセス及び用紙搬送系の駆動を開始する。

待機時間がＴｒｅｆより長く、定着器温度が冷えてしまっている場合には、定着器温度がＴ１以上になるまでの期間、排紙部のステッピングモータをＴｎ時間ごとに正逆転を繰り返し、定着器温度が立ち上がる前に、用紙が定着部に到達してしまわないように、反転部からレジスト部に送り込まれないような用紙の往復搬送を行う。定着温度がＴ１以上になった場合にはそこからステッピングモータを反転（反転部からレジスト部に送り込む方向）方向に回転させて、レジスト部へ用紙を送り込む処理を行う。図６に前記フローチャートにおけるある条件での動作をタイミングチャートで示したものである。

ここでは、印字要求発行予測時間がＴｒｅｆよりも長く、その後の印字要求をうけてから、反転部で用紙を往復搬送させて定着器温度がＴ１まで上昇するのを待ってから反転駆動を行って用紙をレジスト部まで送り込むシーケンスを示したものである。

前記実施例１では、反転モータによるローラの駆動範囲は、排紙ローラと、定着器及び定着排紙ローラだけになっていた。

しかし、反転ローラによって両面搬送ローラまでの駆動を含んでいても本発明の効果は変わらない。

また、反転モータとしてステッピングモータ、メインモータとしてＤＣブラシレスモータを使用する形で実施例を記載しているが、反転モータはステッピングモータでなく反転機能を有するＤＣブラシレスモータであっても良い。またメインモータについてもステッピングモータであっても良く特にそれらの組み合わせによって限定されるものではない。

実施例１におけるプリンタ機構部を示す図実施例１におけるプリンタ制御部の構成を示す図実施例１における２種類のモータの系列を示す図実施例１における振り子ギヤの構成を示す図実施例１の動作を示すフローチャート実施例１の動作を示すフローチャート実施例１の動作を示すフローチャート実施例１の動作を示すタイミングチャート従来例におけるプリンタ機構部を示す図従来例における２種類のモータの系列を示す図

符号の説明

３０１プリンタコントローラ
３０２エンジン制御部
４０１ＤＣブラシレスモータ
４０２ステッピングモータ

Claims

プリントすべき用紙を所定の用紙位置から給紙して搬送路に送り込む給紙手段と、画像情報に応じて点滅するレーザビームにより、感光体ドラム上に静電潜像を形成した後、前記静電潜像をトナーにて可視像化して、給紙した所定の用紙に転写する転写手段と、前記転写手段により用紙に転写されたトナーを用紙に定着させるための定着手段と、前記定着された用紙を機外の所定位置まで排出するための排出手段と、前記定着手段を構成している定着ローラと前記定着ローラの下流にある前記排出手段を構成する排紙ローラを駆動する第一の駆動手段と、前記定着ローラから排紙ローラまでの搬送系以外を駆動する少なくとも１つの駆動系から構成される第二の駆動手段と、前記排紙ローラが用紙排出方向と反対側に回転した際に、用紙を受け取り再度感光体ドラムに送り込む前記第二の駆動手段に接続された両面搬送手段とを有し、
前記第一の駆動手段は、正転、停止、反転の３つの状態で動作可能であって、かつ定着ローラに対しては正転、逆転に関わらず常に用紙を排出する側に回転させるための回転方向切り換え手段とを有する画像形成部と、前記画像形成部とシリアル通信を介して情報の授受を行うとともに、前記画像形成部にホストコンピュータからの画像情報をビットマップ情報に展開して送信する画像コントローラ部と、前記画像コントローラはホストコンピュータからの画像情報を前記画像形成部に送信するための画像データフォーマットに展開するための画像展開手段を有し、前記画像展開手段は画像展開終了までの時間を予測する展開時間予測手段と前記展開予測時間に応じて前記画像形成部にプリント開始までの時間情報を前記シリアル通信を介して伝達する通信手段とを有し、前記画像形成部は、前記時間情報を基に両面搬送時の印字搬送シーケンスを切り換える搬送制御切り換え手段とを有する画像形成装置。
前記搬送制御切り換え手段は、画像コントローラから受けた両面２面目に対するプリント開始予測時間情報が、所定の時間より長い場合には定着器を通過してから反転させた後の停止位置を第一の停止位置に停止させ、所定の時間より短い場合には、定着器を通過してから反転させた後の停止位置を第二の停止位置に停止させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第一の停止位置は、前記第二の停止位置より両面搬送路内の下流側に位置していることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
両面２面目印字のために待機している状態から、再起動する際には待機期間中に温度低下する定着器の温度を確認しつつ、プリント開始予測時間と定着器の現状の温度との関係に基づき、プリント要求の受信前に定着器への通電を開始し、プリント要求受信時に即座に印字開始できる状態になるよう定着器制御の起動タイミングを調整するタイミング調整手段を有する請求項１に記載の画像形成装置。