JP2010197463A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムを含むユニットの長寿命化が可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１は、感光体ドラム２０及び現像ローラ２９と、これらを駆動するメインモータ６０を備える。更に、上段用紙カセット４０ａ、中段用紙カセット４０ｂ、下段用紙カセット４０ｃ及び手差しトレイ４１を備え、各用紙カセット４０ａ〜４０ｃ又は手差しトレイ４１から給紙経路４５ａ〜４５ｄへ用紙をピックアップするピックアップローラ４２ａ〜４２ｄ、これらを動作させる給紙クラッチ６２ａ〜６２ｄ、及びプリンタコントローラ７０を備える。プリンタコントローラ７０は、給紙経路４５ａ〜４５ｄごとに、各給紙経路４５ａ〜４５ｄの用紙搬送時間に応じて、メインモータ６０の始動タイミング及び給紙クラッチ６２ａ〜６２ｄそれぞれの動作タイミングを制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置は、以下の画像形成プロセスを経て用紙に画像を形成する（例えば特許文献１参照）。まず、感光体ドラムの表面が帯電され、帯電された感光体ドラムの表面が露光されることにより、静電潜像が形成される。この静電潜像上に、現像ローラがトナーを転移させてトナー像を形成する。その後、転写ローラが感光体ドラムからトナー像を用紙に転写し、定着ローラが用紙にトナーを定着させて、用紙に画像が形成される。

特開２００８−１１６７６４号公報

この種の画像形成装置では、消耗品であるトナーがなくなると、現像ローラにトナーを補給する補給機構及び感光体ドラムを含むユニットごと交換するタイプと、着脱式のトナーカートリッジのみを交換するタイプとがある。トナーカートリッジのみを交換するタイプの画像形成装置では、感光体ドラムを含むユニットごと交換するタイプと比べて、ユニットの使用時間が長くなる。例えば、トナーカートリッジを３回交換して使用した場合、ユニットごと交換する場合と比較して、ユニットの寿命は３倍必要となる。このため、感光体ドラムを含むユニットの長寿命化が望まれている。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、電子写真方式の画像形成装置において、感光体ドラムを含むユニットの長寿命化が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、電子写真方式を用いて画像を用紙に形成する画像形成装置において、用紙に転写するトナー像を担持する感光体ドラムと、感光体ドラムの外周面と接触した状態で感光体ドラムにトナーを供給してトナー像を形成する現像ローラと、感光体ドラム及び現像ローラを回転させる駆動手段と、積載された用紙を保持する複数の用紙トレイと、複数の用紙トレイそれぞれに対応して設けられ、複数の用紙トレイそれぞれと感光体ドラムに形成されたトナー像を転写する転写位置とを繋ぐ複数の給紙経路へ、対応する用紙トレイから用紙を供給する複数の用紙供給手段と、複数の給紙経路に応じて、駆動手段の始動タイミング及び複数の用紙供給手段それぞれの動作タイミングを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置では、駆動手段が始動すると、感光体ドラムと現像ローラとが回転を開始する。一方、複数の用紙トレイそれぞれに対応して設けられた用紙供給手段が動作することで、用紙が各用紙トレイから給紙経路へピックアップされる。これらの駆動手段の始動タイミング及び複数の用紙供給手段それぞれの動作タイミングは、給紙経路に応じて制御される。このため、その給紙経路ごとに、用紙をピックアップするタイミングが先か、感光体ドラム及び現像ローラが回転を開始するタイミングが先かを制御できる。これにより、転写位置に用紙が到達するまでに時間がかかる給紙経路であっても、感光体ドラム及び現像ローラの始動タイミングを用紙が転写位置に到達するタイミングに合わせるために、感光体ドラム及び現像ローラが回転しながら待機する時間を短くできる。感光体ドラムと現像ローラは、互いに接触しながら回転するため表面が劣化し易いが、感光体ドラム及び現像ローラが回転しながら待機する時間を短くすることにより、表面の劣化を抑制できる。従って、感光体ドラムを含むユニットの寿命を長くできる。

本発明の画像形成装置では、制御手段が、用紙供給手段によって用紙トレイから給紙経路へ用紙がピックアップされる位置から転写位置までの搬送距離又は搬送時間に基づいて、複数の給紙経路ごとに駆動手段の始動タイミング及び複数の用紙供給手段それぞれの動作タイミングを制御することが好ましい。

この場合、用紙がピックアップされる位置から転写位置までの搬送距離又は搬送時間に応じて、用紙のピックアップが先か感光体ドラムの駆動が先かについて、給紙経路ごとに制御できる。従って、用紙が転写されるまでの搬送距離又は搬送時間がより長い場合であっても、感光体ドラム及び現像ローラが回転しながら用紙を待機する時間をより短くできる。よって、感光体ドラムを含むユニットの寿命を長くできる。

本発明の画像形成装置は、複数の給紙経路が合流した領域において搬送されて来る用紙を検知する転写前紙検知センサを備え、制御手段が、用紙供給手段によって用紙が用紙トレイから給紙経路へピックアップされる位置から転写前紙検知センサによって検知される位置までの搬送距離又は搬送時間に基づいて、複数の給紙経路ごとに駆動手段の始動タイミング及び複数の用紙供給手段それぞれの動作タイミングを制御することが好ましい。

この場合、用紙がピックアップされる位置から転写前紙検知センサによって検知される位置までの搬送距離又は搬送時間に応じて、用紙のピックアップが先か感光体ドラムの駆動が先かについて、給紙経路ごとに制御できる。従って、用紙が転写前紙検知センサによって検知されるまでの搬送距離又は搬送時間がより長い場合であっても、感光体ドラム及び現像ローラが回転しながら用紙を待機する時間をより短くできる。よって、感光体ドラムを含むユニットの寿命を長くできる。

本発明の画像形成装置は、複数の給紙経路が合流した領域において搬送されて来る用紙の位置決めを行うレジスト手段を備え、制御手段が、用紙供給手段によって用紙が用紙トレイから給紙経路へピックアップされる位置からレジスト手段によって位置決めされる位置までの搬送距離又は搬送時間に基づいて、複数の給紙経路ごとに駆動手段の始動タイミング及び複数の用紙供給手段それぞれの動作タイミングを制御することが好ましい。

この場合、用紙がピックアップされる位置からレジスト手段によって位置決めされる位置までの搬送距離又は搬送時間に応じて、用紙のピックアップが先か感光体ドラムの駆動が先かについて、給紙経路ごとに制御できる。従って、用紙が位置決めされるまでの搬送距離又は搬送時間がより長い場合であっても、感光体ドラム及び現像ローラが回転しながら用紙を待機する時間をより短くできる。よって、感光体ドラムを含むユニットの寿命を長くできる。

本発明の画像形成装置では、制御手段が、感光体ドラムの帯電処理を開始してから露光処理及び現像処理を経て感光体ドラムがトナー像を用紙に転写可能な状態となるまでの時間と、用紙が用紙供給手段によって用紙トレイから給紙経路へピックアップされる位置から転写位置までの搬送時間とに基づいて、複数の給紙経路ごとに駆動手段の始動タイミング及び複数の用紙供給手段それぞれの動作タイミングを制御することが好ましい。

この場合、感光体ドラムが転写可能な状態となるタイミングと用紙が転写位置に到達するタイミングとが一致するように、駆動手段の始動タイミング及び複数の用紙供給手段それぞれの動作タイミングを、給紙経路ごとに制御できる。従って、用紙が転写されるまでの搬送時間がより長い場合であっても、感光体ドラム及び現像ローラが回転しながら用紙を待機する時間をより短くできる。よって、感光体ドラムを含むユニットの寿命を長くできる。

本発明の画像形成装置では、複数の用紙トレイが、転写位置の下方に上下に配列され、制御手段が、複数の用紙トレイのうち最も上側の用紙トレイから用紙が供給される場合に、当該用紙トレイに対応する用紙供給手段の動作を駆動手段の始動より後に行い、複数のピックアップ手段のうち最も上側の用紙トレイより下側の用紙トレイから用紙が供給される場合に、当該用紙トレイに対応する用紙供給手段の動作を駆動手段の始動より先に行うことが好ましい。

この場合、最も上側の用紙トレイに対応する給紙経路は、用紙がピックアップされる位置から転写位置までの時間が最も短い。このため、用紙のピックアップより感光体ドラムの始動を先に行うことにより、感光体ドラムが転写可能になるまで、用紙が待機する時間を抑制できる。一方、他の給紙経路から用紙が給紙される場合に、感光体ドラムの始動より先に用紙のピックアップを行うことで、感光体ドラム及び現像ローラが回転しながら用紙を待機する時間を短くできる。よって、感光体ドラムを含むユニットの寿命を長くできる。

本発明の画像形成装置では、複数の用紙トレイが、手差し用の用紙トレイを含み、制御手段が、手差し用の用紙トレイから用紙が供給される場合に、当該手差し用の用紙トレイに対応する用紙供給手段の動作を駆動手段の始動より後に行うことが好ましい。これにより、例えば、転写位置までの搬送時間が比較的短い場合に、感光体ドラムが転写可能な状態となるまで、用紙が待機する時間を抑制できる。

本発明の画像形成装置は、複数の用紙トレイは、手差し用の用紙トレイを含み、制御手段は、手差し用の用紙トレイから用紙が供給される場合に、当該手差し用の用紙トレイに対応する用紙供給手段の動作を駆動手段の始動より先に行うことが好ましい。これにより、例えば、転写位置までの搬送時間が比較的長い場合に、感光体ドラム及び現像ローラが回転しながら用紙を待機する時間を短くできる。よって、感光体ドラムを含むユニットの寿命を長くできる。

本発明の画像形成装置によれば、感光体ドラム及び現像ローラの回転時間を減らすことができるので、感光体ドラムを含むユニットの寿命を長くすることが可能となる。

実施形態に係る画像形成装置の概略図である。 実施形態に係る画像形成装置の駆動及び制御に係る構成を示す図である。 実施形態に係る画像形成装置において、上段の用紙カセットから用紙が供給される場合の動作を示すタイミングチャートである。 実施形態に係る画像形成装置において、下段の用紙カセットから用紙が供給される場合の動作を示すタイミングチャートである。 実施形態に係る画像形成装置が有するプリンタコントローラの制御の特徴を説明するための表である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１を参照して、実施形態に係る画像形成装置１の全体構成について説明する。図１は、画像形成装置１の全体構成を示す概略図である。画像形成装置１は、本体内部に配置された記録部３及び給紙部４と、その上部に配置された原稿読取部２とを有している。

原稿読取部２では、原稿カバー１０に設けられた原稿トレイ１１にセットされた原稿が原稿搬送機構１２により読取装置９と対向する位置に搬送されて読み取られ、その後、原稿排紙トレイ１３に排出される。書籍等を読み取る場合には、原稿カバー１０を上方に回動してプラテン１４に書籍等の被読取部分を配置し読取装置９による読取動作を行う。

記録部３は、給紙部４から搬送された用紙に画像情報を記録するために、主として感光体ドラム２０、帯電器２１、露光ヘッド２２、現像器２３、転写ローラ２４、廃トナースクリュー２５、及び定着ローラ２６を備えている。

感光体ドラム２０は、外周面に光導電膜が設けられ、周囲にはその回転方向に沿って帯電器２１、露光ヘッド２２、現像器２３、転写ローラ２４、及び廃トナースクリュー２５が順に配列されている。この感光体ドラム２０の外周面には、帯電器２１、露光ヘッド２２、及び現像器２３によってトナー像が形成される。

帯電器２１は、所謂スコロトロン帯電器（コロナ帯電器）であり、感光体ドラム２０の表面を一様に帯電させる。露光ヘッド（露光器）２２は、レーザー光を感光体ドラム２０の表面に照射して露光し、画像情報に対応した静電潜像を形成する。現像器２３では、着脱可能なトナーカートリッジ２７から供給される非磁性一成分トナーを帯電させ、供給ローラ２８によってトナーを現像ローラ２９に供給する。現像ローラ２９のローラ表面は、感光体ドラム２０の外周面と接触しながら回転して、感光体ドラム２０の静電潜像にトナーを転移させることにより、感光体ドラム２０の外周表面にトナー像を形成する。

転写ローラ２４は、感光体ドラム２０と転写ニップ（転写位置）を形成し、タイミングを合わせて搬送されて来る用紙に、感光体ドラム２０に形成されたトナー像を転写する。用紙に転写されたトナー像は、加熱された定着ローラ２６及びプレスローラ３０によって加熱・プレスされることによって、用紙に定着される。これにより、用紙に画像が形成される。画像が形成された用紙は、排紙ローラ３１及びプレスローラ３２の間に挟持されて用紙排紙トレイ３３に搬出される。なお、廃トナースクリュー２５は、転写後に感光体ドラム２０の外表面に残留したトナーを回収する。

画像形成装置１では、トナーカートリッジ２７内のトナーがなくなるとトナーカートリッジ２７のみを交換可能に構成されている。このため、現像器２３及び感光体ドラム２０を含むユニットごと交換する場合と比較して、コストを下げることが可能であり、廃棄部品も少なくすることができる。

用紙を記録部３へ給紙する給紙部４は、記録部３の下方に配置され、上段用紙カセット４０ａ、中段用紙カセット４０ｂ、下段用紙カセット４０ｃ、手差しトレイ４１、４つのピックアップローラ４２ａ〜４２ｄ、ＰＳＳセンサ４３、及び一対のレジストローラ４４を備えている。

上段用紙カセット４０ａ、中段用紙カセット４０ｂ及び下段用紙カセット４０ｃは、順に感光体ドラム２０の下方に段積されている。この上段用紙カセット４０ａ、中段用紙カセット４０ｂ及び下段用紙カセット４０ｃは、画像形成装置１の下部側面から引き出し可能に構成され、それぞれ積載された用紙を保持し、特許請求の範囲に記載の複数の用紙トレイに相当する。

手差しトレイ４１は、画像形成装置１の下部側面において、上段用紙カセット４０ａと中段用紙カセット４０ｂとの間の高さから横方向に突出したトレイであり、利用者に手差しされる用紙を保持する。すなわち、手差しトレイ４１は、特許請求の範囲に記載の手差し用の用紙トレイに相当する。

上段用紙カセット４０ａ、中段用紙カセット４０ｂ及び下段用紙カセット４０ｃ及び手差しトレイ４１には、ピックアップローラ４２ａ〜４２ｄが設けられている。ピックアップローラ４２ａ〜４２ｄは、上段用紙カセット４０ａ、中段用紙カセット４０ｂ、下段用紙カセット４０ｃ及び手差しトレイ４１それぞれに積載された用紙の上面における先端側に圧接するように設けられている。このため、ピックアップローラ４２ａ〜４２ｄが回転すると、図示しない摩擦パットとの摩擦作用により積載された用紙が１枚ずつ給紙経路４５ａ〜４５ｄへピックアップされる。

給紙経路４５ａ〜４５ｄは、上段用紙カセット４０ａ、中段用紙カセット４０ｂ、下段用紙カセット４０ｃ又は手差しトレイ４１と転写位置とを繋ぐ経路である。すなわち、給紙経路４５ａ〜４５ｄは、ピックアップローラ４２ａ〜４２ｄによってそれぞれ用紙がピックアップされる位置から用紙にトナー像が転写される転写位置までの用紙の搬送経路である。

上段用紙カセット４０ａに設けられたピックアップローラ４２ａ、中段用紙カセット４０ｂに設けられたピックアップローラ４２ｂ、下段用紙カセット４０ｃに設けられたピックアップローラ４２ｃは、上から順に、転写位置の下方に配列して配置されている。手差しトレイ４１用に設けられたピックアップローラ４２ｄは、ピックアップローラ４２ａより本体の側面側に位置し、ピックアップローラ４２ａとピックアップローラ４２ｂとの間の高さに配置されている。

このように上段用紙カセット４０ａ、中段用紙カセット４０ｂ、下段用紙カセット４０ｃ、手差しトレイ４１及びピックアップローラ４２ａ〜４２ｄが配置されているので、給紙経路４５ａ〜４５ｄにおける搬送距離は、それぞれ異なる。上段用紙カセット４０ａに保持された用紙が、ピックアップローラ４２ａによってピックアップされて、転写位置に到達するまでの給紙経路４５ａが最も短い。２番目に短い給紙経路は、手差しトレイ４１に保持された用紙が、ピックアップローラ４２ｄによってピックアップされて、転写位置に到達するまでの給紙経路４５ｄである。最も長い給紙経路は、下段用紙カセット４０ｃに保持された用紙が、ピックアップローラ４２ｃによってピックアップされて、転写位置に到達するまでの給紙経路４５ｃである。

給紙経路４５ａ〜４５ｄの全ての経路が、ピックアップローラ４２ａの下流側で合流し、１本の経路となる。この合流した領域に、ＰＳＳセンサ４３と、一対のレジストローラ４４とが配置されている。ＰＳＳセンサ４３は、複数の給紙経路４５ａ〜４５ｄが合流した領域において、転写位置の手前に配置され、搬送されてくる用紙を検出する。すなわち、ＰＳＳセンサ４３は、特許請求の範囲に記載の転写前紙検知センサとして機能する。

一対のレジストローラ４４は、特許請求の範囲に記載のレジスト手段として機能するローラであり、ＰＳＳセンサ４３より転写位置側（下流側）に配置されている。レジストローラ４４は、用紙が搬送されてくるタイミングで回転を停止するように制御され、用紙の先端が停止中のレジストローラ４４によって整合され、用紙の斜行が矯正される。その後、感光体ドラム２０が転写可能な状態となるタイミングに合わせて用紙が転写位置に到達するように、レジストローラ４４が回転を開始し、１対のレジストローラ４４間に狭持された用紙が転写位置に搬送される。転写位置まで搬送された用紙には、上述したように、感光体ドラム２０のトナー像が転写ローラ２４によって転写される。

図２を参照して、画像形成装置１の駆動制御について説明する。図２は、画像形成装置１の駆動及び制御に係る接続を示す図である。図２において、各構成要素を接続する実線は、駆動力を伝達するための機械的な接続を示し、破線は、制御を行うための電気的な接続を示している。図２に示すように、画像形成装置１は、各構成要素を駆動するためのメインモータ６０及びサブモータ６１と、各構成要素の動作を制御するプリンタコントローラ７０とを備える。

メインモータ６０は、感光体ドラム２０、供給ローラ２８、現像ローラ２９、転写ローラ２４、及び廃トナースクリュー２５を含むプロセスユニットを回転駆動する駆動手段である。メインモータ６０が始動すると、感光体ドラム２０、供給ローラ２８、現像ローラ２９、転写ローラ２４、及び廃トナースクリュー２５の回転動作が開始されると共に、帯電器２１による感光体ドラム２０の帯電処理が開始される。なお、メインモータ６０は、特許請求の範囲に記載の駆動手段として機能する。

サブモータ６１は、ピックアップローラ４２ａ〜４２ｄ及びレジストローラ４４を含む給紙機構と、定着ローラ２６とを駆動する。サブモータ６１と各ピックアップローラ４２ａ〜４２ｄとは、給紙クラッチ６２ａ〜６２ｄを介して接続されている。各給紙クラッチ６２ａ〜６２ｄは、電磁クラッチにより構成され、係合及び解放動作により、対応するピックアップローラ４２ａ〜４２ｄへサブモータ６１による駆動力の伝達及び断続を行う。

各給紙クラッチ６２ａ〜６２ｄを個別に動作させることにより、各ピックアップローラ４２ａ〜４２ｄの動作タイミングを個別に制御できる。すなわち、ピックアップローラ４２ａ〜４２ｄと給紙クラッチ６２ａ〜６２ｄによって、特許請求の範囲に記載の用紙給紙手段が構成される。また、サブモータ６１とレジストローラ４４とは、レジストクラッチ６３を介して接続され、レジストクラッチ６３の制御により、レジストローラ４４の回転のＯＮ・ＯＦＦを制御できる。

プリンタコントローラ７０は、演算を行うマイクロプロセッサ、このマイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するメモリ７１、演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、及びデータがバックアップされているバックアップＲＡＭ等により構成されている。メモリ７１は、ＲＯＭ等で構成され、プリンタコントローラ７０が、メモリ７１に記憶されているプログラムを実行することにより、上述した画像形成装置１を構成するハードウェアを統合的に制御する。すなわち、プリンタコントローラ７０は、特許請求の範囲に記載の制御手段として機能する。

図３及び図４を参照して、画像形成装置１の動作について説明する。図３及び図４は、実施形態に係る画像形成装置１の動作を示すタイミングチャートである。プリンタコントローラ７０は、メインモータ６０及びサブモータ６１が始動するタイミングと給紙クラッチ６２ａ〜６２ｄそれぞれの動作タイミングとを給紙経路４５ａ〜４５ｄごとに制御する。

図３は、上段用紙カセット４０ａが選択された場合、すなわち、給紙経路４５ａを用いる場合のタイミングチャートを示す。プリント信号がプリンタコントローラ７０に入力されると、定着ローラ２６の昇温制御が開始される。定着温度Ｔｅｍｐ２（例えば１６０℃）より低い温度Ｔｅｍｐ１（例えば１４０℃）に定着ローラ２６の温度が達すると、サブモータ６１の駆動が開始される。これにより、定着ローラ２６の回転が開始する。また、サブモータ６１の駆動開始と共に、定着ローラ２６が温まるまでの時間をカウントするタイマーＰ１がスタートする。

タイマーＰ１がタイムアップし、且つ、定着ローラ２６の温度が定着温度Ｔｅｍｐ２に達すると、メインモータ６０の駆動が開始される。これにより、感光体ドラム２０、現像ローラ２９、転写ローラ２４、及び廃トナースクリュー２５の回転動作が開始されると共に、帯電器２１による感光体ドラム２０の帯電処理が開始される。

また、メインモータ６０の駆動開始と共に、給紙経路４５ａの搬送時間に応じて設定されたタイマーＰ２がスタートする。このタイマーＰ２がタイムアップすると、給紙クラッチ６２ａが係合される。これにより、ピックアップローラ４２ａが回転し、上段用紙カセット４０ａから用紙が給紙経路４５ａにピックアップされる。ピックアップされた用紙が転写位置に到達するタイミングと、感光体ドラム２０に形成されたトナー像が転写位置にまで到達するタイミングとの同期を取って、転写位置において用紙にトナー像が転写される。

手差しトレイ４１が選択された場合もプリンタコントローラ７０によって同様な制御が行われる。この場合、タイマーＰ２の時間を給紙経路４５ｄの搬送時間に応じて上記の場合より長く設定することで、感光体ドラム２０側が用紙を待機する時間を短くできる。

図４は、下段用紙カセット４０ｃが選択された場合、すなわち、給紙経路４５ｃを用いる場合のタイミングチャートを示す。プリント信号がプリンタコントローラ７０に入力されると、上記と同様に定着ローラ２６の昇温制御が開始され、温度Ｔｅｍｐ１に定着ローラ２６の温度が達すると、サブモータ６１の駆動が開始されると共に、タイマーＰ１がスタートする。

タイマーＰ１がタイムアップし、且つ、定着ローラ２６の温度が定着温度Ｔｅｍｐ２に達すると、給紙クラッチ６２ｃが係合される。これにより、ピックアップローラ４２ｃが回転し、下段用紙カセット４０ｃから用紙が給紙経路４５ｃへピックアップされる。

また、給紙クラッチ６２ｃが動作すると共に、給紙経路４５ｃの給紙時間に応じて設定されたタイマーＰ３がスタートする。このタイマーＰ３がタイムアップするとメインモータ６０の駆動が開始される。これにより、感光体ドラム２０、現像ローラ２９、転写ローラ２４、及び廃トナースクリュー２５の回転動作が開始されると共に、帯電器２１による感光体ドラム２０の帯電処理が開始される。

中段用紙カセット４０ｂが選択された場合もプリンタコントローラ７０によって同様な制御が行われる。この場合、タイマーＰ３の時間を給紙経路４５ｂの搬送時間に応じて上記の場合より短く設定することで、感光体ドラム２０が転写可能な状態となるタイミングと用紙が転写位置に到達するタイミングとを合わせることができる。これにより、感光体ドラム２０側が用紙を待機する時間を短くできる。

図５を参照して、プリンタコントローラ７０が行う制御の特徴について説明する。図５は、実施形態に係る画像形成装置１が有するプリンタコントローラ７０の制御の特徴を説明するための表である。なお、図５には、給紙経路４５ａ〜４５ｄに対応する用紙トレイを参考のために関連付けて記載している。

図５に示すように、上段用紙カセット４０ａが選択されたとき、すなわち給紙経路４５ａを用いる場合、プリンタコントローラ７０は、定着ローラ２６の温度が定着温度Ｔｅｍｐ２に達するとメインモータ６０を始動し、その後、給紙クラッチ６２ａを動作させる。中段用紙カセット４０ｂが選択されたとき、すなわち給紙経路４５ｂを用いる場合、プリンタコントローラ７０は、定着ローラ２６の温度が定着温度Ｔｅｍｐ２に達すると、給紙クラッチ６２ｂを動作させ、その後、メインモータ６０を始動する。

下段用紙カセット４０ｃが選択されたとき、すなわち給紙経路４５ｃを用いる場合、プリンタコントローラ７０は、定着ローラ２６の温度が定着温度Ｔｅｍｐ２に達すると、給紙クラッチ６２ｃを動作させ、その後、メインモータ６０を始動する。手差しトレイ４１が選択されたとき、すなわち給紙経路４５ｄを用いる場合、プリンタコントローラ７０は、定着ローラ２６の温度が定着温度Ｔｅｍｐ２に達すると、メインモータ６０を始動し、その後、給紙クラッチ６２ｄを動作させる。

以上説明したように、画像形成装置１では、プリンタコントローラ７０が、メインモータ６０の始動タイミング及び複数の給紙クラッチ６２ａ〜６２ｄの動作タイミングそれぞれを給紙経路４５ａ〜４５ｄごとに制御する。このため、給紙経路４５ａ〜４５ｄごとに、用紙をピックアップするタイミングが先か、感光体ドラム２０及び現像ローラ２９が回転を開始するタイミングが先かを制御できる。これにより、転写位置に用紙が到達するまでに時間がかかる給紙経路４５ｂ，４５ｃであっても、用紙が転写位置に到達するタイミングに合わせるために、感光体ドラム２０及び現像ローラ２９が回転しながら待機する時間を短くできる。

ここで、感光体ドラム２０と現像ローラ２９は、互いに接触しながら回転するため表面が劣化し易い。また、感光体ドラム２０と現像ローラ２９との間にトナーが介在すると、トナーが研磨剤のように感光体ドラム２０の表面を研磨し、更に劣化が進む場合がある。これに対して、画像形成装置１では、用紙が転写位置に到達するタイミングに合わせるために、感光体ドラム２０と現像ローラ２９とが回転しながら待機する時間を短くすることにより、表面の劣化を抑制できる。従って、感光体ドラム２０を含むユニットの寿命を長くすることができる。

また、画像形成装置１では、感光体ドラム２０の帯電処理を開始してから露光処理及び現像処理を経て感光体ドラム２０がトナー像を用紙に転写可能な状態となるまでの時間と、給紙経路４５ａ〜４５ｄにおいてピックアップローラ４２ａ〜４２ｄによって用紙がピックアップされる位置から転写位置までの搬送時間とに基づいて、メインモータ６０の始動タイミング及び複数の給紙クラッチ６２ａ〜６２ｄの動作タイミングそれぞれを給紙経路４５ａ〜４５ｄごとに制御する。

このため、感光体ドラム２０が転写可能な状態となるタイミングと用紙が転写位置に到達するタイミングが一致するように、メインモータ６０の始動タイミング及び複数の給紙クラッチ６２ａ〜６２ｄの動作タイミングを、給紙経路ごとに制御できる。従って、用紙がピックアップされる位置から転写位置までの搬送時間が比較的長い給紙経路４５ｂ，４５ｃを用いる場合であっても、給紙クラッチ６２ｂ，６２ｃを動作させ、その後、メインモータ６０を始動ことにより、感光体ドラム２０及び現像ローラ２９が回転しながら用紙を待機する時間をより短くできる。よって、感光体ドラム２０を含むユニットの寿命を長くできる。

また、画像形成装置１では、用紙がピックアップされる位置からＰＳＳセンサ４３までの搬送時間に基づいて、プリンタコントローラ７０が、給紙経路４５ａ〜４５ｄごとにメインモータ６０の始動タイミング及び用紙クラッチ６２ａ〜６２ｄの動作タイミングそれぞれを制御する。具体的には、用紙がピックアップされる位置から検知位置までの搬送時間が、約１秒未満の給紙経路４５ａ，４５ｄについては、メインモータ６０を給紙クラッチ６２ａ，６２ｄの動作より先に始動する。また、用紙がピックアップされる位置から検知位置までの搬送時間が、約１秒以上の給紙経路４５ｂ，４５ｃについては、給紙クラッチ６２ｂ，６２ｃの動作をメインモータ６０の始動より先に行う。

このため、用紙がピックアップされる位置からＰＳＳセンサ４３によって検知される位置までの搬送時間に応じて、用紙のピックアップが先か感光体ドラム２０の駆動が先かについて、給紙経路４５ａ〜４５ｄごとに制御できる。従って、用紙がＰＳＳセンサ４３によって検知されるまでの搬送時間がより長い場合であっても、感光体ドラム２０及び現像ローラ２９が回転しながら待機する時間をより短くできる。よって、感光体ドラム２０を含むユニットの寿命を長くできる。

また、画像形成装置１では、上段用紙カセット４０ａ、中段用紙カセット４０ｂ及び下段用紙カセット４０ｃが、上下に段積されている。このため、上段用紙カセット４０ａに対応する給紙経路４５ａは、用紙がピックアップされる位置から転写位置までの搬送時間が最も短い。よって、用紙のピックアップより感光体ドラム２０の始動を先に行うことにより、感光体ドラム２０が転写可能になるまで、用紙が待機する時間を抑制できる。

一方、中段用紙カセット４０ｂ及び下段用紙カセット４０ｃに対応する給紙経路４５ｂ，４５ｃは、搬送時間が比較的長い。この給紙経路４５ｂ，４５ｃから用紙が給紙される場合、感光体ドラム２０の始動より先に用紙のピックアップを行うことで、感光体ドラム２０及び現像ローラ２９が回転しながら用紙を待機する時間を短くできる。よって、感光体ドラム２０を含むユニットの寿命を長くできる。

また、画像形成装置１では、手差しトレイ４１から用紙が供給される場合に、給紙クラッチ６２ｄの動作をメインモータ６０の始動より後に行う。給紙経路４５ｄは転写位置までの搬送時間が比較的短いので、感光体ドラム２０の始動を用紙のピックアップより先に行う。これにより、感光体ドラム２０が転写可能な状態となるまで、用紙が待機する時間を抑制できる。

実施形態に係る画像形成装置１において、感光体ドラム２０は、３万枚程度の印刷に耐え得る性能を実現することができた。画像形成装置１では、１つのトナーカートリッジ２７内のトナーにより１万枚程度の印刷が可能である。従って、トナーカートリッジ２９を３回ほど交換するだけで、感光体ドラム２０を含むユニットは交換することなく装置を使用することができる。

また、画像形成装置１では、メインモータ６０とサブモータ６１とを備え、感光体ドラム２０を含むプロセスユニットを駆動する駆動系と、ピックアップローラ４２ａ〜４２ｄを含む給紙系及び定着ローラ２６を駆動する駆動系とを別々に駆動できるように構成している。さらに、給紙系は、給紙クラッチ６２ａ〜６２ｄをそれぞれ別々に駆動できるように構成している。これにより、プロセスユニットと、各給紙クラッチ６２ａ〜６２ｄと、定着ローラ２６とをそれぞれ最適なタイミングで個別に動作させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、プリンタコントローラ７０は、用紙がピックアップローラ４２ａ〜４２ｄによってピックアップされる位置からＰＳＳセンサ４３によって検知される位置までの搬送時間に基づいて制御することとしたが、これに限定されない。給紙経路４５ａ〜４５ｄの搬送時間又は搬送距離に基づいて制御してもよいし、用紙がピックアップローラ４２ａ〜４２ｄによってピックアップされる位置からＰＳＳセンサ４３によって検知される位置までの搬送距離に基づいて制御をしてもよい。また、用紙がピックアップローラ４２ａ〜４２ｄによってピックアップされる位置からレジストローラ４４によって位置決めされる位置までの搬送距離又は搬送時間に基づいて制御をしてもよい。

また、上記実施形態では、手差しトレイ４１の給紙経路４５ｄを用いる場合、メインモータ６０の始動を給紙クラッチ６２ｄの動作より先に行うこととした。これに対して、手差しトレイ４１が配置される位置に応じて、メインモータ６０の始動を給紙クラッチ６２ｄの動作より後に行ってもよい。

また、上記実施形態では、プロセスユニットを駆動するメインモータ６０と給紙系を駆動するサブモータ６１との２つのモータを備えることとしたが、プロセスユニットと、給紙系と、転写ローラとをそれぞれ独立に制御できるように構成できれば、単一のモータであってもよい。

更に、上記実施形態では、画像形成装置１は、読み取った原稿に応じた画像を形成するコピー機として機能しているが、これに限られない。本発明に係る画像形成装置は、パーソナルコンピュータから入力される印刷データを印刷するプリンタ、受信したファックスを印刷するファクシミリ装置等に組み込まれてもよい。

１ 画像形成装置
２０ 感光体ドラム
２４ 転写ローラ
２５ 廃トナースクリュー
２６ 定着ローラ
２９ 現像ローラ
４０ａ 上段用紙カセット
４０ｂ 中段用紙カセット
４０ｃ 下段用紙カセット
４１ 手差しトレイ
４２ａ〜４２ｄ ピックアップローラ
４３ ＰＳＳセンサ
４４ レジストローラ
４５ａ〜４５ｄ 給紙経路
６０ メインモータ
６１ サブモータ
６２ａ〜６２ｄ 給紙クラッチ
７０ プリンタコントローラ

Claims (8)

1. 電子写真方式を用いて画像を用紙に形成する画像形成装置において、
   用紙に転写するトナー像を担持する感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムの外周面と接触した状態で前記感光体ドラムにトナーを供給して前記トナー像を形成する現像ローラと、
   前記感光体ドラム及び前記現像ローラを回転させる駆動手段と、
   積載された用紙を保持する複数の用紙トレイと、
   前記複数の用紙トレイそれぞれに対応して設けられ、前記複数の用紙トレイそれぞれと前記感光体ドラムに形成されたトナー像を転写する転写位置とを繋ぐ複数の給紙経路へ、対応する前記用紙トレイから用紙を供給する複数の用紙供給手段と、
   前記複数の給紙経路に応じて、前記駆動手段の始動タイミング及び前記複数の用紙供給手段それぞれの動作タイミング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。
2. 前記制御手段は、用紙が前記用紙供給手段によって前記用紙トレイから前記給紙経路へピックアップされる位置から前記転写位置までの搬送距離又は搬送時間に基づいて、前記複数の給紙経路ごとに前記駆動手段の始動タイミング及び前記複数の用紙供給手段それぞれの動作タイミング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. 前記複数の給紙経路が合流した領域において搬送されて来る用紙を検知する転写前紙検知センサを備え、
   前記制御手段は、用紙が前記用紙供給手段によって前記用紙トレイから前記給紙経路へピックアップされる位置から前記転写前紙検知センサによって検知される位置までの搬送距離又は搬送時間に基づいて、前記複数の給紙経路ごとに前記駆動手段の始動タイミング及び前記複数の用紙供給手段それぞれの動作タイミング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. 前記複数の給紙経路が合流した領域において搬送されて来る用紙の位置決めを行うレジスト手段を備え、
   前記制御手段は、用紙が前記用紙供給手段によって前記用紙トレイから前記給紙経路へピックアップされる位置から前記レジスト手段によって位置決めされる位置までの搬送距離又は搬送時間に基づいて、前記複数の給紙経路ごとに前記駆動手段の始動タイミング及び前記複数の用紙供給手段それぞれの動作タイミング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。
5. 前記制御手段は、前記感光体ドラムの帯電処理を開始してから露光処理及び現像処理を経て前記感光体ドラムが前記トナー像を用紙に転写可能な状態となるまでの時間と、用紙が前記用紙供給手段によって前記用紙トレイから前記給紙経路へピックアップされる位置から前記転写位置までの搬送時間とに基づいて、前記複数の給紙経路ごとに前記駆動手段の始動タイミング及び前記複数の用紙供給手段それぞれの動作タイミング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。
6. 前記複数の用紙トレイは、前記転写位置の下方に上下に配列され、
   前記制御手段は、前記複数の用紙トレイのうち最も上側の用紙トレイから用紙が供給される場合に、当該用紙トレイに対応する前記用紙供給手段の動作を前記駆動手段の始動より後に行い、前記複数のピックアップ手段のうち前記最も上側の用紙トレイより下側の用紙トレイから用紙が供給される場合に、当該用紙トレイに対応する前記用紙供給手段の動作を前記駆動手段の始動より先に行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記複数の用紙トレイは、手差し用の用紙トレイを含み、
   前記制御手段は、前記手差し用の用紙トレイから用紙が供給される場合に、当該手差し用の用紙トレイに対応する前記用紙供給手段の動作を前記駆動手段の始動より後に行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記複数の用紙トレイは、手差し用の用紙トレイを含み、
   前記制御手段は、前記手差し用の用紙トレイから用紙が供給される場合に、当該手差し用の用紙トレイに対応する前記用紙供給手段の動作を前記駆動手段の始動より先に行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
   

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