JP2009151224A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】両面印刷機構を備えた画像形成装置において、搬送時のバラツキを吸収するための用紙間隔を詰めることにより、搬送効率を高め、生産性を向上させる。
【解決手段】循環系搬送路CRに分岐接続され、循環系搬送路CRから用紙が受け渡され、用紙を往復させて循環系搬送路CRに戻すことにより用紙の表裏を反転させるスイッチバック経路SRと、循環系搬送路CR及びスイッチバック経路SRにおける用紙の搬送スケジュールを決定するスケジューリング部201と、循環系搬送路CR又はスイッチバック経路SRにおける用紙の搬送状況を監視する監視部203と、スケジューリング部201による搬送スケジュールと、監視部203によって取得された搬送状況とに基づいて、スイッチバック経路SR内における滞在時間を制御する反転経路制御部204bとを有する。
【選択図】図4

Description

本発明は、用紙を環状の循環搬送路で搬送し、この循環搬送路上の用紙に画像形成する画像形成装置に係り、特に、循環搬送路に分岐接続された反転経路を備えるものに関する。
近年、インクジェット等の画像形成装置では、用紙の両面に印字する機能を備えるものが一般的になりつつあり、例えば、特許文献1に示すように、反転搬送路に用紙を受け渡し、用紙の表裏を反転させた後、裏面を印刷する。
ところで、上述した従来の画像形成装置では、搬送機構の動作上における誤差や、気温・湿度等の環境条件、用紙の種別などによって、実際の用紙搬送動作と、理論上の用紙搬送計画との間に多少の乖離(バラツキ)が生じ、このバラツキによって印字のタイミングに誤差が生じる惧れがあり、従来では、このバラツキを許容するために、用紙の搬送バラツキをセンサ等で検知し、その検知結果に基づいて印字のタイミングを調整している。
特開2006−264828号公報
しかしながら、印字のタイミング調整によるバラツキの修正では、印字のずれを修正することはできても、実際の用紙のずれを修正するものではなく、また印字タイミングの調整によって修正できるずれの大きさは、用紙間の距離で定まることから、修正できるずれの大きさに限界があるとともに、その許容範囲を拡大するためには、用紙の間隔を多少広めに設定する必要があり、その余分な間隔によって搬送効率が伸びず、生産性向上が制限されていた。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、表裏の印刷を並行して行う両面印刷機構を備えた画像形成装置において、搬送時のバラツキを吸収するための用紙間隔を詰めることにより、搬送効率を高め、生産性を向上させることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、用紙を環状の循環搬送路で搬送し、この循環搬送路上の用紙表面に画像形成する画像形成装置において、循環搬送路に分岐接続され、循環搬送路から用紙が受け渡され、用紙を往復させて循環搬送路に戻すことにより用紙の表裏を反転させる反転経路と、循環搬送路及び反転経路における用紙の搬送スケジュールを決定するスケジューリング部と、循環搬送路又は反転経路における用紙の搬送状況を監視する監視部と、スケジューリング部による搬送スケジュールと、監視部によって取得された搬送状況とに基づいて、反転経路内における滞在時間を制御する反転制御部とを有する。
上記発明において、反転制御部は、反転経路内における用紙の搬送速度、又は反転経路内での往復時における停止時間を制御することによって、滞在時間を制御することが好ましい。
このような本発明によれば、監視部により実際の搬送状況を取得し、理論値による搬送スケジュールからのバラツキをリアルタイムで検知し、バラツキが発生した場合には、反転経路での停滞時間を短縮したり延長したりすることによって調整することができ、循環経路を搬送される用紙のバラツキを修正することができる。
なお、上記発明において前記スケジューリング部は、両面印刷に際し、循環搬送路から反転経路に用紙を受け渡して表裏が反転された用紙を、表面を印刷すべく循環搬送路内で搬送されている用紙間に入れ込むことによって、表裏の印刷を並行させるように前記搬送スケジュールを決定するようにしてもよい。この場合には、両面印刷に際し、表裏の印刷を並行させることができ、表面の印刷終了を待ってから裏面の印刷を開始する従来の方式に較べ、印刷時間を大幅に短縮することができ、高印刷処理能力(高生産性)を実現することができる。
本発明によれば、環状の循環搬送路に分岐接続された反転経路を用いて表裏の印刷を行う画像形成装置において、スケジューリングと実際の搬送状況との乖離を修正することから、搬送時のバラツキを吸収するための用紙間隔を詰めることができ、その結果、搬送効率を高め、生産性を向上させることができる。
(画像形成装置の全体構成)
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
先ず、図1に示すように画像形成装置100は、印刷用紙の供給を行う給紙機構として、筐体側面の外部に露出したサイド給紙台120と、筐体内部に設けられた複数の給紙トレイ(130a、130b、130c、130d)とを備えている。また、印刷済の印刷用紙を排出する排紙機構として排紙口140を備えている。
本実施形態では、画像形成装置100は、用紙幅方向に伸び、多数のノズルが形成されたインクヘッドを複数備え、それぞれのインクヘッドから黒またはカラーインクを吐出してライン単位で印刷を行い、搬送ベルト上の記録用紙上に複数の画像を互いに重なり合うように形成するインクジェット方式のラインカラープリンタとする。
サイド給紙台120、給紙トレイ130のいずれかの給紙機構から給紙された印刷用紙は、ローラ等の駆動機構によって筐体内の給紙系搬送路FRに沿って搬送され、印刷用紙の先頭部分の基準位置であるレジスト部Rに導かれる。レジスト部Rのさらに搬送方向側には、複数の印字ヘッドを備えたヘッドユニット110が設けられている。印刷用紙は、ヘッドユニット110の対向面に設けられた搬送ベルト160によって印刷条件により定められる速度で搬送されながら、各印字ヘッドから吐出されたインクによりライン単位で画像形成される。
印刷済の印刷用紙は、さらに、ローラ等の駆動機構によって筐体内を搬送される。印刷用紙の片側の面のみに印刷を行う片面印刷の場合は、そのまま排紙口140に導かれて排紙され、排紙口140の受台として設けられた排紙台150に印刷面を下にして積載されていく。排紙台150は、筐体から突出したトレイ形状をしており、ある程度の厚みを有している。排紙台150は傾斜しており、傾斜の下位置に形成された壁により、排紙口140から排紙された印刷用紙が自然に整えられて重なっていくようになっている。
印刷用紙の両面に印刷を行う両面印刷の場合は、表面(最初に印刷される面を「表面」、次に印刷される面を「裏面」とする)印刷終了時には排紙口140に導かれずに、さらに筐体内を搬送され、スイッチバック経路SRに導入される。このスイッチバック経路SRは、循環系搬送路CRに分岐接続され、循環系搬送路CRから用紙が受け渡され、用紙を往復(スイッチバック)させて循環系搬送路CRに戻すことにより用紙の表裏を反転させる反転経路である。このスイッチバック経路SRに用紙を導入するため、画像形成装置100は、裏面印刷用に排紙系搬送路DRとスイッチバック経路SRとを選択的に切り替えるための切替機構170を備えている。切替機構170によって排紙系搬送路DR側へ排出されなかった印刷用紙は、スイッチバック経路SRに引き込まれ、スイッチバックを行い、搬送路に対して表裏が反転される。
そして、ローラ等の駆動機構によって、切替機構172を経由して再度レジスト部Rに導かれ、表面と同様の手順によって裏面の印刷が行われる。裏面の印刷が行われ、両面に画像が形成された印刷用紙は、排紙口140に導かれて排紙され、排紙口140の受台として設けられた排紙台150に積載されていく。
なお、本実施形態では、両面印刷時におけるスイッチバックを、排紙台150内に設けられた空間を利用して行うようにしている。排紙台150内に設けられた空間は、スイッチバック時に印刷用紙が外部から取り出せないように覆われた構成となっている。これにより、利用者が誤ってスイッチバック動作中の印刷用紙を引き抜いてしまうことを防ぐことができる。また、排紙台150は、本来画像形成装置100に備えられているものであり、排紙台150内の空間を利用してスイッチバックを行うことにより、画像形成装置100内に、別途スイッチバック用の空間を設ける必要がなくなる。したがって、筐体のサイズが増大してしまうことを防ぐことができる。さらには、排紙口とスイッチバック経路とを共用しないため、スイッチバック処理と他の用紙の排紙とを並行して行うことができる。
画像形成装置100では、給紙された印刷用紙の先頭部分の基準位置となるレジスト部Rには、両面印刷時に片面印刷済の印刷用紙も搬送されてくる。このため、レジスト部Rの直前部分には、給紙された印刷用紙の搬送経路と、裏面印刷の用紙が循環して搬送されてくる経路とが合流する合流地点が存在する。
この合流地点を基準に、給紙機構側の経路を給紙系搬送路FRと称し、それ以外の経路を循環系搬送路CRと称するものとする。図2は、給紙系搬送路FRと循環系搬送路CRとを模式的に示した図である。簡単のため、駆動部を構成するローラの個数は適宜省略している。
給紙系搬送路FRには、サイド給紙台120からの給紙を行うためのサイド給紙駆動部220、給紙トレイ(130a、130b、130c、130d)からの給紙を行うためのトレイ1駆動部230a、トレイ2駆動部230b…が備えられている。いずれの駆動部も複数のローラ等で構成された駆動機構を備え、給紙台または給紙トレイに積載された印刷用紙を1枚ずつ取り込んで、レジスト部R方向に搬送する。各駆動部は独立に駆動することが可能であり、給紙を行う給紙機構に応じて必要な駆動部の動作が行われる。
また、給紙系搬送路FRには、搬送センサが複数個配置され、給紙系搬送路FRにおける搬送ジャムを検出できるようになっている。各搬送センサは印刷用紙の有無または印刷用紙の先端を検出するためのセンサであり、例えば、搬送経路上に複数の搬送センサを適当な間隔で並べ、給紙側に設けられた搬送センサが印刷用紙を検出してから所定時間内に搬送方向側の搬送センサが印刷用紙を検出しない場合に、搬送ジャムが発生したと判断することができる。また、給紙部付近に搬送センサを設け、サイド給紙駆動部220、トレイ1駆動部230a等を駆動させてから所定時間内に搬送センサが印刷用紙を検出しない場合に搬送ジャム(給紙エラー)が発生したと判断することができる。
搬送センサを各給紙部に対応して配置することで、給紙系搬送路FRにおいて搬送ジャムが発生したことのみならず、給紙系搬送路FRのどこで搬送ジャムが発生したかを特定することができるようになる。
循環系搬送路CRには、レジスト部Rに印刷用紙を導くレジスト駆動部240、ヘッドユニット110の対向面に設けられた搬送ベルト160を無端移動させるために駆動するベルト駆動部250、搬送方向側に順に配置される第1上面搬送駆動部260および第2上面搬送駆動部265、排紙口140に印刷済の用紙を導く上面排出駆動部270、裏面印刷用に印刷用紙をスイッチバック経路SRに引き込んで、反転させて合流地点に導くスイッチバック経路駆動部280が備えられている。いずれの駆動部も1または複数のローラ等で構成された駆動機構を備え、搬送経路に沿って印刷用紙を1枚ずつ搬送する。各駆動部は独立に駆動することが可能であり、印刷用紙の搬送状況に応じて必要な駆動部の動作が行われる。
また、循環系搬送路CRにも搬送センサが複数個配置され、循環系搬送路CRにおける搬送ジャムを検出できるようになっている。また、レジスト部Rに適切に印刷用紙が搬送されていることを確認できるようになっている。循環系搬送路CRでは、駆動部対応に搬送センサが設けられており、循環系搬送路CRのどの駆動部で搬送ジャムが発生したかを特定することができるようになっている。
なお、本実施形態において、画像形成装置100は、ある印刷用紙を給紙した後、その印刷用紙に印刷が施され排紙されるのを待って次の印刷用紙を給紙するのではなく、先行する印刷用紙が排紙される前に、後続の印刷用紙を給紙して、所定の間隔で連続的に印刷することができるようになっている。
搬送ベルト160は、ヘッドユニット110に対向する面の前端及び後端に配設された駆動ローラ161及び従動ローラ162に掛け渡されており、図中時計回り方向に回転移動する。また、搬送ベルト160の上面には、そのベルト移動方向に沿って、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つのインクヘッドが並べて配置され、複数の画像を互いに重なり合うようにしてカラー画像を形成するヘッドユニット110が対向配置されている。
なお、図1に示すように、画像形成装置100には、演算処理部200が備えられている。この演算処理部200は、CPU及びメモリ、電子回路等のハードウェア、或いはその機能を持ったプログラム等のソフトウェア、又はこれらの組み合わせなどによって構成された演算モジュールであり、プログラムを適宜読み込んで実行することにより種々の機能モジュールを仮想的に構築し、各機能モジュールによって、画像データに関する処理や、各部の動作制御、ユーザー操作の種々の処理を行うことができる。また、この演算処理部200には、操作パネル200aが接続されており、この操作パネル200aを通じて、ユーザーによる指示や設定操作を受け付けることができる。
そして、本実施形態におけるバラツキ修正処理は、演算処理部200によって、ヘッドユニット110や各駆動モータ、各切替機構等の搬送路駆動手段の動作を制御することにより行う。
図3は、演算処理部200のバラツキ修正処理にかかる機能モジュールを示すブロック図である。図3に示すように、スケジューリング部201と、比較部202と、監視部203と、画像形成制御部204とを備えている。
スケジューリング部201は、ジョブデータを解析し、印刷に係る用紙のサイズや枚数、両面印刷の有無を判断し、この判断結果に基づいて、循環系搬送路CR及びスイッチバック経路SRにおける用紙の搬送スケジュールを決定するモジュールである。
この搬送スケジュールは、具体的には、表裏の印刷を並行させるために、表面を印刷した後、裏面を印刷すべくスイッチバック経路SRにおいて反転させて、循環系搬送路CRに戻ってきた用紙を、表面を印刷すべく循環系搬送路CR内で搬送されている用紙間に入れ込むように、給紙・排紙処理のタイミングや、画像形成部における印刷処理の順番及びタイミング、循環系搬送路CRやスイッチバック経路SR内における搬送速度、切替手段による切替処理のタイミングを制御するためのタイムスケジュールである。特に、この搬送スケジュールでは、印刷の際、給紙時におけるレジスト部R通過からスイッチバック経路SR内の搬送センサ(スイッチバックセンサ)171までの到達時間、及び給紙から再給紙時におけるレジスト部Rまでの到達時間の理論値を算出し、この理論値と用紙サイズ、画像データに含まれる印字量などに基づいて、給紙のタイミングや各搬送路における搬送速度や加速度を設定する。このような搬送スケジュールは、画像形成制御部204に入力される。
監視部203は、循環搬送路又は反転経路における前記用紙の搬送状況を監視するモジュールであり、各センサからの検出信号を取得し、取得した信号値を実測値として比較部202に入力する。比較部202は、スケジューリング部201による搬送スケジュールと、前記監視部203によって取得された搬送状況とを比較し、これらの乖離(バラツキ)を検出し、この検出値を、バラツキを修正するための情報として反転経路制御部204bに入力するモジュールである。
画像形成制御部204は、用紙に印刷を行うために、装置各部を制御するモジュールであり、印字制御部204aと、循環搬送路制御部204cと、反転経路制御部204bとを備えている。
印字制御部204aは、画像データを一時的に蓄積し、スケジューリング部201が決定したスケジュールに従って、所定量の画像データをヘッドユニット110に入力し、印刷させるモジュールである。反転経路制御部204b及び循環搬送路制御部203cは、循環系搬送路CR及びスイッチバック経路SRに設けられているローラー駆動手段や、切替機構170、172の駆動を制御するモジュールであり、この駆動制御には、各搬送路における搬送速度や、スイッチバック経路SR又は排紙系搬送路DRへの経路切替のタイミング等が含まれる。
特に、反転経路制御部204bは、比較部202による比較結果に基づいて、スイッチバック経路SR内における滞在時間を制御するモジュールである。具体的に反転経路制御部204bは、比較部202から取得された、搬送スケジュールの理論値と、監視部203による実測値との比較結果(乖離値)を用い、給紙時又は搬送時に生じた用紙搬送の進み又は遅れを補正すべく、スイッチバック経路SRに対する駆動制御する信号を反転経路駆動部に出力し、レジスト部Rに理論値通りに用紙を供給させる。
このスイッチバック経路SRに対する駆動制御としては、反転経路内における用紙の搬送速度(反転後の送り出し時における加速度や、レジスト部R手前の停止時における減速加速度等を含む。)、又は反転経路内での往復時における停止時間を制御することによって、滞在時間を制御する。例えば、実測値が理論値と比較して遅れていた場合は、遅れ時間を算出し、遅れ時間が反転時の停止時簡易化であれば、反転時の停止時間で補正する。また、遅れ時間が停止時間より大きい場合は反転時の停止時間の補正と、さらにスイッチバック経路SRからレジスト部Rまでの搬送速度を調整することで、レジスト部Rへ理論値通りの時間で用紙を供給する。一方、実測値が理論値と比較して進んでいた場合には、適正な時間でレジスト部Rに到達するようにスイッチバック経路SRにおける停止時間を延ばすことでレジスト部Rへ理論値通りの時間で用紙を供給する。なお、停止時間を延ばすことで、搬送タイミングの進みは解消できるため搬送速度の調整は不要であるが、必要に応じて搬送速度の調整を併用してもよい。
(バラツキ修正処理)
以上の構成を有する本実施形態に係る画像形成装置において、バラツキ修正処理を実行する際の手順について説明する。図4は、本実施形態に係るバラツキ修正処理に関する手順を示すフローチャート図である。
先ず、ジョブデータの取得等により印刷が開始されると、スケジューリング部201において、当該ジョブデータを解析し、印刷に係る用紙のサイズや枚数、両面印刷の有無を判断し、この判断結果に基づいて、循環系搬送路CR及びスイッチバック経路SRにおける用紙の搬送スケジュールを決定する(S101)。この搬送スケジュールは、画像形成制御部204に入力される。
画像形成制御部204では、決定された搬送スケジュールに従って、所定のタイミングで給紙を開始し(S102)、給紙された用紙に対して印刷を行い、循環系搬送路CR内を搬送する(S103)。表面を印刷した用紙が循環搬送路内を進み、スイッチバック経路SRと排紙系搬送路DRとの分岐点さしかかると、裏面の印刷が必要であるかの条件に応じて、切替機構170の駆動が制御される(S104)。
裏面の印刷を行わない場合(ステップS104における“N”)は、切替機構170を排紙系搬送路DR側へ切り替え、用紙を排紙する(S111)。一方、裏面の印刷を行う場合(ステップS104における“Y”)は、切替機構170をスイッチバック経路SR側へ切り替え、用紙をスイッチバック経路SRに導出する(S111)。
このスイッチバック経路SR内において、スイッチバックセンサ171によりスイッチバック経路SR内の通過時刻を検出し、この検出値を監視部203で監視する(S105)。この監視結果は、比較部202に実測値として入力され、比較部202において、搬送スケジュールの理論値と比較され、バラツキが発生しているか否かを判断する(S106)。バラツキが発生していなければ(ステップS106における“N”)、通常の制御にてスイッチバック経路を通過させてレジスト部Rへ到達させ(S109)、裏面の印刷を行った後(S103)、排紙する(S111)。
一方、バラツキが発生している場合には(ステップS106における“Y”)、監視部203により取得された実測値が搬送スケジュールの理論値より進んでいるか、或いは遅れているかによりバラツキの態様を判断する(S107)。
実測値が理論値と比較して遅れていたときは(ステップS107における“遅れ”)、実測値と理論値との差分から遅れ時間を算出し、遅れ時間が反転時の停止時間以下であれば(ステップS108aにおける“N”)、反転時の停止時間で補正する(S108c)。また、遅れ時間が停止時間以上であれば(ステップS108aにおける“Y”)、反転時の停止時間の補正と、さらにスイッチバック経路SRからレジスト部Rまでの搬送速度を調整することで、レジスト部Rへ理論値通りの時間で用紙を供給する(S108b)。
他方、実測値が理論値と比較して進んでいたときには(ステップS107における“進み”)、適正な時間でレジスト部Rに到達するようにスイッチバック経路SRにおける停止時間を延ばすことでレジスト部Rへ理論値通りの時間で用紙を供給する(S110)。
このようにバラツキの補正を行い、スイッチバック経路SRを通過させて、理論値通りのタイミングでレジスト部Rへ到達させ(S109)、裏面の印刷を行った後(S103)、排紙する(S111)。
(作用効果)
このような本実施形態に係る画像形成装置によれば、監視部203により実際の搬送状況を実測値として取得し、この実測値と搬送スケジュールの理論値とのバラツキをリアルタイムで検知し、バラツキが発生した場合には、スイッチバック経路SRでの停滞時間を短縮したり延長したりすることによって調整することができ、循環経路を搬送される用紙のバラツキを修正することができる。
また、本実施形態においてスケジューリング部201は、両面印刷に際し、循環搬送路CRから反転経路SRに用紙を受け渡して表裏が反転された用紙を、表面を印刷すべく循環搬送路CR内で搬送されている用紙間に入れ込むように搬送スケジュールを決定するため、両面印刷に際し、表裏の印刷を並行させることができ、表面の印刷終了を待ってから裏面の印刷を開始する従来の方式に較べ、印刷時間を大幅に短縮することができ、高印刷処理能力(高生産性)を実現することができる。
これらの結果、本実施形態によれば、反転経路を用いて表裏の印刷を並行して行うことができるうえ、従来必要とされていたバラツキを吸収するための用紙間隔を狭めることができ、搬送効率を高め、生産性を向上させることができる。
実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 実施形態に係る画像形成装置の搬送路を模式的に示した図である。 実施形態に係る画像形成装置における演算処理部のバラツキ処理にかかる機能モジュールを示すブロック図である。 画像形成装置のバラツキ補正処理に関する動作を示すフローチャートである。
符号の説明
CR…循環系搬送路
DR…排紙系搬送路
FR…給紙系搬送路
R…レジスト部
SR…スイッチバック経路
100…画像形成装置
110…ヘッドユニット
120…サイド給紙台
130…給紙トレイ
140…排紙口
150…排紙台
160…搬送ベルト
161…駆動ローラ
162…従動ローラ
170,172…切替機構
171…スイッチバックセンサ
200…演算処理部
200a…操作パネル
201…スケジューリング部
202…比較部
203…監視部
203c…循環搬送路制御部
204…画像形成制御部
204a…印字制御部
204b…反転経路制御部
204c…循環搬送路制御部
220…サイド給紙駆動部
230a,230b…トレイ駆動部
240…レジスト駆動部
250…ベルト駆動部
260…第1上面搬送駆動部
265…第2上面搬送駆動部
270…上面排出駆動部
280…スイッチバック経路駆動部

Claims (4)

  1. 用紙を環状の循環搬送路で搬送し、この循環搬送路上の用紙に画像形成する画像形成装置において、
    前記循環搬送路に分岐接続され、該循環搬送路から前記用紙が受け渡され、該用紙を往復させて該循環搬送路に戻すことにより該用紙の表裏を反転させる反転経路と、
    前記循環搬送路及び反転経路における前記用紙の搬送スケジュールを決定するスケジューリング部と、
    前記循環搬送路又は反転経路における前記用紙の搬送状況を監視する監視部と、
    前記スケジューリング部による搬送スケジュールと、前記監視部によって取得された搬送状況とに基づいて、前記反転経路内における滞在時間を制御する反転制御部と
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記反転制御部は、前記反転経路内における用紙の搬送速度を制御することによって、前記滞在時間を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記反転制御部は、前記反転経路内での往復時における停止時間を制御することによって、前記滞在時間を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  4. 前記スケジューリング部は、両面印刷に際し、
    前記循環搬送路から前記反転経路に用紙を受け渡し、表裏が反転された用紙を、表面を印刷すべく該循環搬送路内で搬送されている用紙間に入れ込むことによって、表裏の印刷を並行させるように前記搬送スケジュールを決定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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