JP2010134158A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＴＳ給紙機能を有する画像形成装置において、画像パスが給紙パスより長い場合に生じる画像の劣化や生産性の低下、並びに長期間トレイ内に保管されることによる転写紙の劣化といった不具合を解決可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体と用紙転写手段との転写点がそれぞれ独立して接離可能な中間転写ベルトを有し、前記感光体上に形成した画像を、前記中間転写ベルトを介して用紙上に転写する画像形成装置において、同一サイズの転写紙を格納するトレイが複数ある場合に、給紙用のトレイとして設定されているトレイに格納されている転写紙が０枚になると、当該トレイと比較して搬送経路上前記中間転写ベルトまでの距離が短いトレイへと切り替えを行う。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、感光体上に形成した画像を、中間転写ベルトを介して用紙上に転写する方式の画像形成装置が知られている。そのような方式の画像形成装置の一つに、例えば、１つの感光体の周りに３つ或いは４つの現像器を配置し、原稿の各色成分に応じて感光体上に形成した静電潜像を各色に対応した現像器によりトナー像として顕像化し、これを順次中間転写ベルトに重ね合わせて転写し、ベルト上にフルカラーのトナー像を形成してこれを用紙上に一括転写してフルカラー画像とするフルカラー画像記録装置がある。このような装置の場合、中間転写ベルトを有することにより画像書き込み位置から用紙転写位置までの距離が長くなる。一般に、この距離が長くなれば、画像の書き込み開始から画像を用紙へ転写するまでの時間（画像パス）が長くなる。

画像パスが給紙パス（給紙開始から用紙が転写位置まで移動する時間）よりも長い場合には、画像形成にあたり作像動作が給紙動作に先行する。一方、給紙パスが画像パスよりも長い場合には、画像形成にあたり給紙動作が作像動作に先行することとなる。

ところで、従来の画像形成装置において、連続コピー中に或いは連続印刷中にトレイ内の用紙が終了した場合、すなわちペーパーエンドの場合、動作を一時中断することとなる。その課題に対応したものとして、例えば、特許文献１、２には、終了した用紙と同一サイズの用紙が他のトレイに収納されている場合に、自動的にその給紙トレイに切り替えて給紙を中断することなく続行するＡＴＳ（Auto Tray Select）給紙機能を有する画像形成装置が開示されている。

具体的には、特許文献１には、ペーパーエンド発生時に既に感光体上に作像動作が開始されている場合、作像された画像（トナー像）の感光体から中間転写ベルトへの転写は続行しつつ、用紙転写手段を中間転写ベルトから離間させて用紙への画像転写を中断したままベルトを空転させ、この間に他の給紙手段に切り替えて給紙を行い、給紙された用紙に転写タイミングを取って中間ベルト上の画像を転写することにより画像形成動作を継続させる技術が開示されている。
また、特許文献２には、画像の連続出力中に使用中のトレイの用紙残量が所定値以下であることが用紙残量検知手段（ペーパー残量センサ）によって検知され、かつ残り給紙枚数値、残り出力部数値、残り原稿枚数値等の情報に基づいて適当と判断されたときにだけ、複数の給紙トレイを利用して給紙間隔を変えることなく給紙トレイを切り替える技術が開示されている。
特開平７−１２１０８０号公報 特開平１１−１９４５６０号公報

通常、連続給紙時には、用紙がトレイから完全に抜け切らないと次の用紙があるか否か、つまりペーパーエンドかどうかは判定することができない。例えば、給紙パスが画像パスよりも長い装置であれば、給紙動作が作像動作よりも先行するため、ペーパーエンドが検出された時点では次の作像動作は開始されていないので、その時点で処理を中断すればよい。
しかしながら、従来の中間転写ベルトを設けた画像形成装置では、中間転写ベルトを有することにより画像パスが長くなっており、画像パスと給紙パスとの関係、連続コピー或いは連続印刷におけるリピート間隔、用紙サイズの組み合わせ等により、連続コピー或いは連続印刷時にペーパーエンドが検出された時点で処理を中断しても、既に作像動作が開始されている場合がある。例えば、生産性を上げるためにリピート間隔を詰めて画像形成を行ったような場合、ペーパーエンドの判断可能タイミングよりも前に次の作像動作が開始されることがある。このような場合、形成された画像（トナー像）を転写すべき用紙が準備されていないので、その画像が無駄になるだけでなく、トナー及び電力を浪費するという問題があった。また、用紙に転写されなかったトナー像はクリーニングされるので、クリーニングユニットに対しても負荷が掛かるという問題があった。

また、ＡＴＳが設定されている場合、終了した用紙と同一サイズの用紙を収めた給紙トレイに切り替えて給紙を行おうとするが、切り替えられた給紙トレイの給紙パスがペーパーエンドとなった給紙トレイの給紙パスよりも長い場合には、用紙への転写タイミングに用紙が間に合わず、同様の問題が生じてしまう。

例えば、特許文献１に記載の技術は、画像書き出しタイミングが早い機械でＡＴＳ機能を利用した場合に画像が無駄になるのを防止することはできても、転写ベルトの圧着解除をＪｏｂ中に実施する都合上、画像の劣化や生産性の低下といった別の問題が発生してしまう。
また、例えば、特許文献２に記載の技術は、用紙残量検知手段の状態をみてフライング制御することで紙間を変更することなくトレイの切り替えを可能とする構成であるため、切り替え前に利用していたトレイの転写紙を使い切ることができないという問題がある。その結果、ユーザは、空になっていないトレイに給紙を行うこととなり、余計な疑問や故障の心配を抱かせるうえ、同様な状況が連続した場合、トレイに残った転写紙を長期間出力できない状況が想定され、吸湿等による劣化につながるという問題があった。

本発明は、ＡＴＳ給紙機能を有する画像形成装置において、画像パスが給紙パスより長い場合に生じる画像の劣化や生産性の低下、並びに長期間トレイ内に保管されることによる転写紙の劣化といった不具合を解決可能な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、本発明の画像形成装置は、
感光体と用紙転写手段との転写点がそれぞれ独立して接離可能な中間転写ベルトを有し、前記感光体上に形成した画像を、前記中間転写ベルトを介して用紙上に転写する画像形成装置において、
所定サイズの転写紙を格納する複数のトレイと、
前記複数のトレイのうち現在設定されているトレイに格納されている転写紙が０枚になったことを検出する０枚検出手段と、
同一サイズの転写紙を格納する前記トレイが複数ある場合に、前記０枚検出手段により格納されている転写紙が０枚になったことが検出されたトレイと比較して、搬送経路上前記中間転写ベルトまでの距離が短いトレイへと切り替えを行うトレイ切り替え手段と、
を備える。

本発明によれば、ＡＴＳ給紙機能を有する画像形成装置において、画像パスが給紙パスより長い場合に生じる画像の劣化や生産性の低下、並びに長期間トレイ内に保管されることによる転写紙の劣化といった不具合を解決可能な画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１に、本実施の形態における画像形成装置１の機能構成例を示す。
図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、画像形成部２０、電源部３０、制御部４０、除湿ヒータ５０、搬送部９０を備えて構成される。

画像読取部１０は、自動原稿給紙装置１１、原稿画像走査装置１２等から構成されている。自動原稿給紙装置１１は、原稿台に載置された原稿ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２の方へ送り出し、原稿画像走査装置１２は搬送された原稿ｄを光走査し、センサＣＣＤにより光電変換して原稿画像を読み取る。

画像読取部１０により読み取られた原稿画像（アナログ画像信号）は、後述する制御部４０に出力され、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換処理、シェーディング補正、画像圧縮処理等の各種画像処理が施された後、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（クロ）の各色に色分解され、出力用画像データとして画像形成部２０の露光ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに出力される。

なお、自動原稿給紙装置１１は、原稿の両面を読み取るための搬送機構を有しており、原稿台から搬送される多数枚の原稿ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能である。読み取られた原稿画像のデータは画像形成部２０内部の画像メモリに記憶され、出力時に順次出力用データとして読み出されて露光ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに出力されることとなる。この機能は、複写機能により多数枚の原稿画像を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿ｄのデータを送信する場合等に利用する。

画像形成部２０は、タンデム方式で用紙に画像形成を行うものであり、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色ごとに、主走査方向にライン状に配列した発光素子などである露光ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、感光体ドラム４Ｙ、感光体ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、一次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ、中間転写ベルト８などを備えている。感光体ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの周囲には、帯電を行う帯電部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、感光体ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上の残存トナーを除去するクリーニング部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが設けられている。

また、画像形成部２０は、中間転写ベルト８上に転写されたトナー像を用紙上に転写するための二次転写ローラ２１、用紙上に転写後のトナー像を熱定着させる定着部２２を備えている。中間転写ベルト８は、複数のローラにより巻回されて回動可能に支持されている。この中間転写ベルト８に面して、当該中間転写ベルト８上の残存トナーを除去するクリーニング部９が設けられている。

画像形成部２０における画像形成は、後述する制御部４０の制御の下、露光ユニットにより各色の感光体ドラムに静電潜像を形成し、その静電潜像へトナーを付着させたトナー像を中間転写ベルト８に形成して用紙へ転写し、その用紙上のトナー像を定着部２２で熱定着して行う。

電源部３０は、図示しない商用交流電源に接続され、商用交流電源から入力されたＡＣ（交流）電源電力をＤＣ（直流）電源電力に変換し、必要な電圧を各部にそれぞれ供給する。電源部３０は制御部４０からの制御命令に従って電源供給を行う。

制御部４０は、画像形成装置１の動作を統括制御するための制御駆動回路であり、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４３と、入力ポート４４と、出力ポート４５と、ドライバ４６と、を備えて構成されている。
制御部４０は、ＣＰＵ４１においてＲＡＭ４２の所定領域を作業領域とし、ＲＯＭ４３やＨＤＤ等の記憶部（特に図示しない）に記憶される制御プログラムやアプリケーションプログラム、各種設定データを読み込んで順次実行することで、画像形成装置１の動作を統括制御する。また、制御部４０は、上述したプログラムを順次実行することで、前述した各種画像処理を行う。

入力ポート４４は、画像形成装置１の各所に設置された各種センサからの信号を受け取り、受信した信号をＣＰＵ４１に出力するインタフェースである。
出力ポート４５は、ＣＰＵ４１により出力された制御信号をドライバ４６に出力するインタフェースである。
ドライバ４６は、出力ポート４５から出力された制御信号に基づいて、画像形成装置１の各所に設置された各種モータの駆動制御を司る。

除湿ヒータ５０は、画像形成装置１の底部に設けられ、制御部４０の制御の下に駆動することで、装置内の温度調整を行って結露を防止する除湿用のヒータである。

搬送部９０は、搬送用のローラ機構などにより、ＡＴＳ給紙機能により制御可能な用紙トレイＴ１〜Ｔ３に載置された用紙を搬送経路に沿って各部へ搬送し、機外の排紙トレイ９１に排紙する。具体的には、搬送部９０は、用紙トレイＴ１〜Ｔ３に載置された用紙の二次転写ローラ２１への搬送、二次転写ローラ２１でトナー画像を転写された後の用紙の定着部２２への搬送、定着部２２で熱定着された用紙の排紙トレイ９１への排紙などを行う。

図３は、トレイＴ１〜Ｔ３の機能構成例及び動作について説明した図である。なお、各トレイには、同一サイズの転写紙が格納されているものとする。また、特に図示しないが、各トレイには、それぞれ“紙なし”の状態を検知するための０枚検知センサＳ１〜Ｓ３が備え付けられている。
図３（ａ）は、給紙トレイとしてトレイＴ３が選択されている様子が示されている。トレイＴ３に予め備え付けられている０枚検知センサＳ３が“紙なし”の状態を検知すると、制御部４０の入力ポート４４を介してＣＰＵ４１へと“紙なし”の状態を検知したことを示す信号が送信される。ＣＰＵ４１は、トレイＴ３からの信号を受信すると、出力ポート４５を介してドライバ４６に制御信号を送信し、当該制御信号に基づいた駆動制御を行わせて、次のトレイ（ここでは、トレイＴ２）への切り替え処理を行う。
図３（ｂ）は、給紙トレイとしてトレイＴ２が選択されている様子が示されている。トレイＴ２に予め備え付けられている０枚検知センサＳ２が“紙なし”の状態を検知すると、制御部４０の入力ポート４４を介してＣＰＵ４１へと“紙なし”の状態を検知したことを示す信号が送信される。ＣＰＵ４１は、トレイＴ２からの信号を受信すると、出力ポート４５を介してドライバ４６に制御信号を送信し、当該制御信号に基づいた駆動制御を行わせて、次のトレイ（ここでは、トレイＴ１）への切り替え処理を行う。
図３（ｃ）は、給紙トレイとしてトレイＴ１が選択されている様子が示されている。トレイＴ１に予め備え付けられている０枚検知センサＳ１が“紙なし”の状態を検知すると、制御部４０の入力ポート４４を介してＣＰＵ４１へと“紙なし”の状態を検知したことを示す信号が送信される。ＣＰＵ４１は、トレイＴ１からの信号を受信すると、印刷動作を停止する。
このように、トレイＴ１〜Ｔ３は、ＡＴＳ給紙機能によって搬送経路上二次転写位置から遠いトレイから近いトレイへとトレイを順次切り替えられる。そうすることにより、給紙パスを短くすることができ、給紙パスが画像パスよりも長くなることはないので、生産性の低下を防止することができる。

以下、本実施の形態における画像形成装置１が有するＡＴＳ給紙機能のより具体的な動作について、図４〜図６を用いて説明する。
図４は、本実施形態に係る画像形成装置１内で行われるトレイ選択処理の一例について示したフローチャートである。
図４に示すように、ステップＳ１では、画像形成装置１にＡＴＳの設定がされているか否かが判定される。ＡＴＳが設定されていた場合は、ステップＳ３へと移行し、ＡＴＳが設定されていなかった場合は、次のステップＳ２へと移行する。

ステップＳ２では、通常給紙処理が行われる。以下、図５のフローチャートを用いて、当該処理を説明する。
図５に示すように、ステップＳ２０１では、プリント動作が行われる。
ステップＳ２０２では、プリント動作を要求するジョブが終了したか否かが判定される。ジョブが終了していた場合は、新たなプリント要求がないため、当該通常給紙処理を終了する。一方、ジョブが終了していなかった場合は、次のステップＳ２０３へと移行する。
ステップＳ２０３では、利用されている給紙トレイに残っている転写紙の枚数が０枚であるか否かが判定される。給紙トレイに残っている転写紙の枚数が０枚だった場合は、次のステップＳ２０４へと移行し、給紙トレイに残っている転写紙の枚数が０枚でなかった場合は、ステップＳ２０１へと移行する。
ステップＳ２０４では、給紙トレイに残っている転写紙の枚数が０枚であること、すなわち紙なしの状態であることが表示部（特に図示しない）に表示される。また、紙なしの状態であるので所定の時間（給紙トレイに転写紙を補充する時間）プリント動作が停止され、その後、図４のステップＳ１へと移行することとなる。

次に、図４のステップＳ３では、ＡＴＳ給紙処理が行われる。以下、図６のフローチャートを用いて、当該処理を説明する。
図６に示すように、ステップＳ３０１では、指定されたサイズの転写紙（指定サイズ紙）が複数のトレイにセットされているか否かが判定される。指定サイズ紙が複数のトレイにセットされていた場合は、次のステップＳ３０２へと移行し、指定サイズ紙が複数のトレイにセットされていなかった場合は、ステップＳ３０３へと移行する。
ステップＳ３０２では、指定サイズ紙がセットされている複数のトレイのうち、搬送経路上二次転写位置から最も遠い位置にあるトレイが給紙トレイとして選択される。
ステップＳ３０３では、指定サイズ紙がセットされているトレイが給紙トレイとして選択される。指定サイズ紙がセットされているトレイが選択されると、図５のステップＳ２０１へと移行する。
ステップＳ３０４では、プリント動作が行われる。
ステップＳ３０５では、プリント動作を要求するジョブが終了したか否かが判定される。ジョブが終了していた場合は、新たなプリント要求がないため、当該ＡＴＳ給紙処理を終了する。一方、ジョブが終了していなかった場合は、次のステップＳ３０６へと移行する。
ステップＳ３０６では、給紙トレイに残っている転写紙の枚数が０枚であるか否かが判定される。給紙トレイに残っている転写紙の枚数が０枚だった場合は、次のステップＳ３０７へと移行し、給紙トレイに残っている転写紙の枚数が０枚でなかった場合は、ステップＳ３０４へと移行する。
ステップＳ３０７では、現在選択されている給紙トレイよりも搬送経路上二次転写位置から近いトレイがあるか否かが判定される。より近いトレイがあった場合は、次のステップＳ３０８へと移行し、より近いトレイがなかった場合は、図５のステップＳ２０４へと移行する。
ステップＳ３０８では、現在選択されている給紙トレイよりも搬送経路上二次転写位置から近いトレイのうち最も二次転写位置から遠い位置にあるトレイが選択される。

このように、本実施の形態における画像形成装置１は、ＡＴＳ給紙機能によって搬送経路上二次転写位置から遠いトレイから近いトレイへとトレイを順次切り替えられる。そうすることにより、給紙パスを短くすることができ、給紙パスが画像パスよりも長くなることはないので、画像パスが給紙パスより長い場合に生じる画像の劣化や生産性の低下を防止することができる。
また、給紙トレイに残っている転写紙の枚数が０枚だった場合であって、現在選択されている給紙トレイよりも搬送経路上二次転写位置から近いトレイがあった場合は、その中で最も二次転写位置から遠い位置にあるトレイを給紙トレイとして切り替えることができるので、長期間トレイ内に保管されることによる転写紙の劣化を防止することができる。

以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、上記実施形態では、３つの用紙トレイによるＡＴＳ給紙を実施しているが、用紙トレイの数は、画像形成装置１に構成可能な限り特に制限はない。

その他、画像形成装置１を構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

本実施の形態における画像形成装置１の機能構成例について示した図である。 制御部４０の機能構成例について示したブロック図である。 トレイＴ１〜Ｔ３の機能構成例及び動作について説明した図である。 本実施形態に係る画像形成装置１内で行われるトレイ選択処理の一例について示したフローチャートである。 本実施形態に係る画像形成装置１内で行われる通常給紙処理の一例について示したフローチャートである。 本実施形態に係る画像形成装置１内で行われるＡＴＳ給紙処理の一例について示したフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
１１ 自動原稿給紙装置
１２ 原稿画像走査装置
２０ 画像形成部
２１ 二次転写ローラ
２２ 定着部
３０ 電源部
４０ 制御部
４１ ＣＰＵ
４２ ＲＡＭ
４３ ＲＯＭ
４４ 入力ポート
４５ 出力ポート
４６ ドライバ
５０ 除湿ヒータ
９０ 搬送部
９１ 排紙トレイ

Claims (3)

1. 感光体と用紙転写手段との転写点がそれぞれ独立して接離可能な中間転写ベルトを有し、前記感光体上に形成した画像を、前記中間転写ベルトを介して用紙上に転写する画像形成装置において、
   所定サイズの転写紙を格納する複数のトレイと、
   前記複数のトレイのうち現在設定されているトレイに格納されている転写紙が０枚になったことを検出する０枚検出手段と、
   同一サイズの転写紙を格納する前記トレイが複数ある場合に、前記０枚検出手段により格納されている転写紙が０枚になったことが検出されたトレイと比較して、搬送経路上前記中間転写ベルトまでの距離が短いトレイへと切り替えを行うトレイ切り替え手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トレイ切り替え手段は、前記０枚検出手段により格納されている転写紙が０枚になったことが検出されたトレイと比較して、搬送経路上前記中間転写ベルトまでの距離が短いトレイが存在しなかった場合には、前記用紙転写手段による転写を停止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. 前記トレイ切り替え手段は、前記０枚検出手段により格納されている転写紙が０枚になったことが検出されたトレイと比較して、搬送経路上前記中間転写ベルトまでの距離が短いトレイが複数存在した場合には、当該複数のトレイのうち前記中間転写ベルトから搬送経路上最も距離が長いトレイへと切り替えを行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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