JP2010256479A

JP2010256479A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2010256479A
Application number: JP2009104110A
Authority: JP
Inventors: Masaru Watanabe; 賢渡邊; Hiroki Murata; 宏樹村田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】搬送の途中で用紙を停止させる場合、搬送ローラの駆動・停止を制御するための機構が必要となる。しかし、ローエンドの本体の場合、配置やコストの制約などにより、搬送路の途中で用紙を停止させる機構をつけることが困難となる。もし、搬送路の途中で、用紙を止める機構をもつことなく、給紙可能状態を検知する前に給紙動作を行うと、例えば低温環境下において、各ユニットの起動時間が延びてしまった場合、画像形成が行うことができないため、操作者が望んだ画像を得ることができない。
【解決手段】給紙可能条件を満たしていなくても、給紙動作を開始し、画像形成開始時に、画像形成可能状態であるか判断を行い、各ユニットの起動が間に合わず、画像形成不可状態であった場合は、両面反転部にて再給紙部に用紙を送り込み、再度、再給紙を行って、画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図７

Description

本発明は画像形成装置おいて、ファーストプリントアウトタイム（以下「FPOT」と略す）短縮における制御に関するものである。

複写機やプリンタ等の画像形成装置は、プリント指示を受けた後、モータ、スキャナや定着器など、各ユニットの起動し、必要に応じて、その起動状況をモニタして、給紙タイミングを決定している。そのため、各ユニットでの起動に時間がかかると、一枚のプリントジョブごとに要する時間が大きくなってしまう。

そのため、特許文献１では、スキャナ起動時の状態による起動時間のばらつきに着眼し、起動時間を規定するのではなく、スキャナの回転数を計測することで、起動を検知している。

しかし、給紙部から画像形成部までの距離が遠い場合、給紙可能条件が整い次第に給紙を行っても、画像形成可能になってから、実際に画像形成を開始するまでに、無駄な時間が発生してしまう。従来は、給紙可能条件が成立するまで、搬送部の途中で用紙を停止させ、給紙部からが画像形成部までの距離の一部を、前もって用紙を搬送することで短縮していた。

特開２００１−１７５１４４号公報

搬送の途中で用紙を停止させる場合、搬送ローラの駆動・停止を制御するための機構が必要となる。しかし、小型プリンタの本体の場合、配置やコストの制約などにより、搬送路の途中で用紙を停止させる機構をつけることが困難となる。もし、搬送路の途中で、用紙を止める機構をもつことなく、給紙可能状態を検知する前に給紙動作を行うと、例えば低温環境下において、各ユニットの起動時間が延びてしまった場合、画像形成が行うことができないため、操作者が望んだ画像を得ることができない。

上記課題を解決するため、本出願にかかる第1の発明は、給紙可能条件を満たしていなくても、給紙動作を開始し、画像形成開始時に、画像形成可能状態であるか判断を行い、各ユニットの起動が間に合わず、画像形成不可状態であった場合は、両面反転部にて再給紙部に用紙を送り込み、再度、再給紙を行って、画像形成を行うことを特徴とする。

本出願にかかる第2の発明は、第1の発明において、両面反転部にて、用紙の搬送方向を正方向・逆方向の切り返し動作を繰り返すことにより、両面反転部にて、給紙可能状態になるまで、用紙を待機させることを特徴とする。

本出願にかかる第3の発明は、両面反転部が別駆動源で動作する画像形成装置において、給紙可能条件を満たしていなくても、給紙動作を開始し、画像形成開始時に、画像形成可能状態であるか判断を行い、画像形成不可状態であった場合は、両面反転部に用紙を送り込み、両面反転部の駆動を停止し、給紙可能状態になるまで、用紙を待機させることを特徴とする。

本出願にかかる第4の発明は、再給紙部にて用紙を停止させることが可能な画像形成装置において、給紙可能条件を満たしていなくても、給紙動作を開始し、画像形成開始時に、画像形成可能状態であるか判断を行い、画像形成不可状態であった場合は、両面反転部を経由して、再給紙部に用紙を送り込み、給紙可能状態になるまで、再給紙部で用紙を待機させることを特徴とする。

以上説明したように、本出願における第１の発明によれば、給紙口から画像形成部までの距離と、画像形成装置の起動時間の関係に関わらず、最適なタイミングで給紙することにより、ＦＰＯＴを短縮することが可能となる。仮に、画像形成装置の起動が遅れた場合でも、画像形成装置が起動するまで、用紙を繰り返し再給紙口に送ることで、画像形成装置の起動を待つことが可能となる。よって、通常時は、最適な給紙タイミングで給紙することにより、ＦＰＯＴを短縮することができ、画像形成装置の起動が遅れた場合でも、用紙を途中で止める構成を新たに設置することがないため、装置を大型化することなく、操作者が望んだ画像を得ることができる。

本出願における第２の発明によれば、第１の発明同様、最適なタイミングで給紙することにより、ＦＰＯＴを短縮することが可能となる。仮に、画像形成装置の起動が遅れた場合でも、反転機構部における用紙の反転方向を随時切り替えることによって、画像形成装置が起動するまでの間、擬似的に反転機構部に用紙を滞在させることができる。よって、画像形成再開時は、用紙搬送状態に関わらず用紙搬送を再開できるため、第１の発明よりも、より安定したタイミングで画像形成動作を再開することが可能となる。

本出願における第３の発明によれば、両面反転部が別駆動源で動作する画像形成装置において、用紙が反転機構部で停止することにより、画像形成装置の起動を待つことができる。よって、画像形成再開時は、反転機構部の状態に関わらず用紙搬送を再開できるため、第２の発明よりも、早いタイミングで画像形成動作を再開することが可能となる。

本出願における第４の発明によれば、再給紙部にて用紙を停止させることが可能な画像形成装置において、画像形成装置の起動を待つ間は、用紙が再給紙部で停止しておくため、第３の発明と比較し、画像形成部に近いところで待機することが可能となる。その結果、第３の発明よりも、早いタイミングで画像形成動作を再開することが可能となる。

画像形成装置の構成図画像形成装置における搬送路の距離画像形成装置における制御システムの概略構成露光装置の起動時における回転数の遷移を示す図定着器の起動時における温度遷移を示す図本発明における実施例１におけるタイミングチャート本発明における実施例１におけるフローチャート本発明における実施例２におけるフローチャート本発明における実施例３におけるフローチャート本発明における実施例４におけるフローチャート

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１で使用する画像形成装置の構成を示している。感光ドラム１０１は、帯電ローラ１０２で表面を一様にある極性に帯電された後に、レーザーなどの露光手段１０３によって感光ドラム１０１の露光下領域のみを除電され、潜像が形成される。現像器１０４のトナー１０５は、現像ブレード１０６と現像スリーブ１０７の間で感光ドラム１０１の帯電表面と同極性に摩擦帯電される。そして感光ドラム１０１と現像スリーブ１０７が対向する現像ギャップ部に、ＤＣ及びＡＣバイアスを重畳印加することで、トナー１０５は電解の作用により浮遊振動しつつ感光ドラム１０１の潜像形成部に選択的に付着した後に、転写ローラ１０８と感光ドラム１０１の回転によって搬送される。

一方、用紙は、給紙カセット１０９にセットされており、給紙ローラ１１０によって搬送され、ＴＯＰセンサ１１１で用紙先端を検知した後、用紙背面の転写ローラ１０８により、トナー１０５と逆極性の高電圧が印加される。高電圧が印加された用紙は、トナー１０５を静電的に用紙側に引き付け、画像を転写する。さらに、用紙裏面は、トナー１０５と逆極性に印加され、転写されたトナー１０５を保持し続けるために転写電荷が付与される。そして、画像を転写された用紙は、定着器１１２によって加熱、加圧されることにより、画像を定着させ、ＦＤローラ１１３によって排紙される。

自動両面印字を行う場合、用紙が定着器１１２によって加熱、加圧され、ＦＤローラ１１３まで搬送された後、排紙センサ１１４で用紙の後端を検知してから所定時間後に、用紙反転機構１１５によって搬送方向を切り替える。搬送方向を切りえられた後、両面搬送路１１６に用紙を搬送する。用紙反転動作は、反転センサ１１７にて、用紙の後端を検知するまで行う。そして、再給紙ローラ１１８に用紙が到達したら、再給紙ローラ１１８にて、再給紙を行い、二面目の画像形成動作を行う。

図２は、実施例１で使用する画像形成装置における、搬送路の距離と用紙の長さを示した図である。Ｌ２０１は、は給紙ローラ１１０からＴＯＰセンサ１１１までの距離、Ｌ２０２は、給紙ローラ１１０から定着器１１２までの距離、Ｌ２０３は反転センサ１１７からＴＯＰセンサ１１１までの距離である。

図３は、実施例1における、制御システムの概略構成を示した図である。

３０１は、画像形成装置内の各装置を制御するＣＰＵである。ＣＰＵ３０１には、ＴＯＰセンサ１１１、排紙センサ１１４、反転センサ１１７、給紙部１１０、モータ駆動部３０２、用紙反転機構１１５が接続されている。ＣＰＵ３０１は、ＴＯＰセンサ１１１、排紙センサ１１４、反転センサ１１７の信号に基づき、各種制御タイミングを決定し、給紙部１１０、用紙反転機構１１５の駆動タイミングや、モータ駆動部３０２の速度制御を行っている。

図４は、露光手段１０３の立ち上がり時の回転数の遷移を示した図である。Ｔ４０１は目標回転数、Ｔ４０２は、給紙可能と判断する回転数である。

図５は、定着器１１２の立ち上がり時の温度遷移を示した図である。Ｔ５０１は、目標温調温度、Ｔ５０２は、給紙可能と判断する温度である。

上記露光手段１０３の回転数と、定着器１１２の温度は、ＣＰＵで監視しており、露光手段１０３の回転数がＴ４０２以上、定着器１１２の温度がＴ５０２以上となったら、給紙可能状態であると判断し、露光手段１０３の回転数がＴ４０２に収束したら、画像形成可能であると判断する。

図６は、本発明における実施例１におけるタイミングチャートを示している。Ｔ６０１は、プリント指示を受けたタイミングで、モータ、露光手段１０３、定着器１１２の起動開始タイミングである。Ｔ６０２は、給紙動作開始タイミングである。Ｔ６０３は、露光手段１０３、モータ、定着器１１２が、画像形成までに起動完了となる見込みが立つタイミングである。画像形成までに起動完了となる見込みが立つ条件は、モータが定常回転状態になること、露光手段１０３の回転数が、給紙可能と判断する回転数Ｔ４０２を上回っていること、定着器１１２の温度が、給紙可能と判断する温度Ｔ５０２以上になっていることである。Ｔ４０４は、用紙がＴＯＰセンサ１１１に到達し、画像形成を開始するタイミングである。このタイミングで、画像形成可能かどうか判断を行っている。画像形成可能条件は、露光手段１０３が定常回転になっていること、定着器１１２の温度が、画像形成可能と判断する温度Ｔ５０３以上になっていることである。Ｔ６０５は用紙が定着器１１２に到達し、定着を開始するタイミングである。Ｔ６０６は、用紙が排紙され、プリントジョブが完了するタイミングである。

図７は、本発明における実施例１の制御についてのフローチャートである。Ｔ７０１、Ｔ７０２、Ｔ７０３では、モータ、露光手段１０３、定着器１１２の起動を開始する。Ｔ７０４では、給紙を行うタイングまでウエイトしている。このウエイト時間は、露光手段１０３起動時間と、給紙開始から画像形成開始までの時間の差分となる。Ｔ７０５では、給紙ローラ１１０を駆動し、用紙の搬送を開始する。Ｔ７０６では、用紙がTOPセンサ１１１に到達するまで、ウエイトする。Ｔ７０７では、露光手段１０３と、定着器１１２が画像形成可能状態であるかチェックを行う。画像形成可能状態であった場合は、画像形成を行い(Ｔ７０８)、プリントジョブを終了する。Ｔ７０７で、画像形成可能状態でないと判断した場合は、画像形成を行わず、排紙センサ１１４で用紙の後端を検知するまで、待機する(Ｔ７０９)。その後、用紙反転機構１１５で用紙を反転させて、両面搬送路１１６に用紙を送り込み、(Ｔ７１０)、再給紙ローラ１１８にて、再給紙を行う(Ｔ７１１)。その後、再びＴＯＰセンサに用紙が到達するまで待機する(Ｔ７０６)。上記動作は、画像形成が完了するまで、繰り返し行う。

（実施例２）
本発明における実施例２では、上述の実施例１の画像形成装置を用いる。図８は、本発明にかかる実施例２における制御に関するフローチャートである。

Ｔ７０１、Ｔ７０２、Ｔ７０３では、モータ、露光手段１０３、定着器１１２の起動を開始する。Ｔ７０４では、給紙を行うタイングまでウエイトしている。このウエイト時間は、露光手段１０３起動時間と、給紙開始から画像形成開始までの時間の差分となる。Ｔ７０５では、給紙ローラ１１０を駆動し、用紙の搬送を開始する。Ｔ７０６では、用紙がTOPセンサ１１１に到達するまで、ウエイトする。Ｔ７０７では、露光手段１０３と、定着器１１２が画像形成可能状態であるかチェックを行う。画像形成可能状態であった場合は、画像形成を行い(Ｔ７０８)、プリントジョブを終了する。Ｔ７０７で、画像形成可能状態でないと判断した場合は、画像形成を行わず、排紙センサ１１４で用紙の後端を検知するまで、待機する(Ｔ７０９)。Ｔ８０１では、反転センサ１１７で紙先端を検知したら、用紙を排紙口に送り、所定時間立ったら、再び反転動作を行う。Ｔ８０２では、露光装置１０３と、定着器１１２の状態を監視し、給紙可能状態であるか、判断を行う。給紙可能状態であることを検知したら、Ｔ８０１の動作を終了して、用紙を両面搬送路１１６に用紙を送り込み、(Ｔ７１０)、再給紙ローラ１１８にて、再給紙を行う(Ｔ７１１)。その後、再びＴＯＰセンサに用紙が到達したら(Ｔ７０６)、画像形成可能状態であるか、確認を行い(Ｔ７０７)、画像形成を行い、プリントジョブを終了する(Ｔ７０８)。

（実施例３）
本発明における実施例３では、上述の実施例１の画像形成装置において、用紙反転機構１１５をステッピングモータで構成し、ＦＤローラ１１３を動作する。ただし、正転、逆転が行えれば、駆動源はこの限りではない。

図９は、本発明にかかる実施例２における制御に関するフローチャートである。Ｔ７０１、Ｔ７０２、Ｔ７０３では、モータ、露光手段１０３、定着器１１２の起動を開始する。Ｔ７０４では、給紙を行うタイングまでウエイトしている。このウエイト時間は、露光手段１０３起動時間と、給紙開始から画像形成開始までの時間の差分となる。Ｔ７０５では、給紙ローラ１１０を駆動し、用紙の搬送を開始する。Ｔ７０６では、用紙がＴＯＰセンサ１１１に到達するまで、ウエイトする。Ｔ７０７では、露光手段１０３と、定着器１１２が画像形成可能状態であるかチェックを行う。画像形成可能状態であった場合は、画像形成を行い(Ｔ７０８)、プリントジョブを終了する。Ｔ７０７で、画像形成可能状態でないと判断した場合は、画像形成を行わず、排紙センサ１１４で用紙の後端を検知するまで、待機する(Ｔ７０９)。そして、用紙反転機構１１５の駆動を停止し(Ｔ９０１)、露光装置１０３と、定着器１１２の状態を監視し、給紙可能状態であるか、判断を行う(Ｔ９０２)。給紙可能状態であることを検知したら、用紙反転機構１１５を反転方向に駆動して、用紙を両面搬送路１１６に用紙を送り込み、(Ｔ９０３)、再給紙ローラ１１８にて、再給紙を行う(Ｔ７１１)。その後、再びＴＯＰセンサ１１１に用紙が到達したら(Ｔ７０６)、画像形成可能状態であるか、確認を行い(Ｔ７０７)、画像形成を行い、プリントジョブを終了する(Ｔ７０８)。

（実施例４）
本発明における実施例４では、上述の実施例１の画像形成装置において、再給紙ローラ１１８をソレノイドと、欠葉ギアで駆動・停止を制御する構成とする。ただし、再給紙ローラ１１８で駆動・停止を独立して行えれば、駆動源はこの限りではない。

図１０は、本発明にかかる実施例２における制御に関するフローチャートである。Ｔ７０１、Ｔ７０２、Ｔ７０３では、モータ、露光手段１０３、定着器１１２の起動を開始する。Ｔ７０４では、給紙を行うタイングまでウエイトしている。このウエイト時間は、露光手段１０３起動時間と、給紙開始から画像形成開始までの時間の差分となる。Ｔ７０５では、給紙ローラ１１０を駆動し、用紙の搬送を開始する。Ｔ７０６では、用紙がＴＯＰセンサ１１１に到達するまで、ウエイトする。Ｔ７０７では、露光手段１０３と、定着器１１２が画像形成可能状態であるかチェックを行う。画像形成可能状態であった場合は、画像形成を行い(Ｔ７０８)、プリントジョブを終了する。Ｔ７０７で、画像形成可能状態でないと判断した場合は、画像形成を行わず、排紙センサ１１４で用紙の後端を検知するまで、待機する(Ｔ７０９)。その後、用紙反転機構１１５で用紙を反転させて、両面搬送路１１６に用紙を送り込む(Ｔ７１０)。Ｔ１００１では、画像形成装置が、給紙可能状態であることを検知するまで、待機する。給紙可能状態であることを検知したら、再給紙ローラ１１８を駆動し、再給紙を行う(Ｔ１００２)。その後、再びＴＯＰセンサに用紙が到達したら(Ｔ７０６)、画像形成可能状態であるか、確認を行い(Ｔ７０７)、画像形成を行い、プリントジョブを終了する(Ｔ７０８)。

１１１ＴＯＰセンサ
１１３ＦＤローラ
１１４排紙センサ
１１５用紙反転機構
１１６両面搬送路
１１７反転センサ
１１８再給紙ローラ

Claims

用紙を1枚ずつ搬送路に送り込む給紙手段と、用紙を反転させる反転機構と、反転させた用紙を検知する反転検知手段と、潜像を形成する露光装置と、画像形成した用紙に画像を定着させる定着装置と、定着装置の温度を検知する温度検知手段と、画像形成装置の給紙可能状態を検知する検知手段と、画像形成可能状態を検知する検知手段を備え、プリント指示を受けた後、給紙可能状態であることを検知する前に給紙動作を行い、画像形成開始時に、画像形成可能状態である場合は、画像形成動作を継続し、画像形成可能状態であることを検知できなかった場合は、当該用紙への画像形成を行わずに両面反転部に用紙を送り、再給紙部から当該用紙の再給紙を行い、画像形成を再開することを特徴とする画像形成装置。
前記給紙可能状態検知手段は、前記定着装置が所定温度まで立ち上がり、かつ前記露光装置の回転数が、所定の回転数にまで達している状態を検知することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
前記画像形成可能状態検知手段は、前記露光装置の回転数が、画像形成時の回転数に収束している状態を検知することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
請求項1における画像形成装置において、用紙搬送部と反転機構部の用紙搬送が同一の駆動源で動作するものとし、プリント指示を受けた後、給紙可能状態であることを検知する前に給紙動作を行い、画像形成開始時に、画像形成可能状態であることを検知した場合は、画像形成動作を継続し、画像形成可能状態であることを検知できなかった場合は、画像形成を行わずに両面反転部に用紙を送り、再給紙部から再給紙を行い、画像形成動作を再開し、画像形成開始時に、画像形成可能であることを検知するまで、両面反転部への用紙送り込み動作と再給紙部への用紙送り込み動作を繰り返し行う制御手段を有することを特徴とする請求項1の画像形成装置。
請求項1における画像形成装置において、用紙搬送部と反転機構部の用紙搬送が同一の駆動源で動作するものとし、プリント指示を受けた後、給紙可能状態であることを検知する前に給紙動作を行い、画像形成開始時に、画像形成可能状態であることを検知した場合は、画像形成動作を継続し、画像形成可能状態であることを検知できなかった場合は、画像形成を行わずに反転機構部に用紙を送り、給紙可能状態であることを検知するまで、所定時間ごとに反転動作部の用紙搬送方向を切り替えて反転動作部に用紙を滞在させ、給紙可能状態であることを検知したら、再給紙部に用紙を送り込み、再給紙部から再給紙動作をする制御手段を有することを特徴とする請求項1の画像形成装置。
請求項１における画像形成装置において、用紙搬送部と反転機構部の用紙搬送が別の駆動源で動作するものとし、プリント指示を受けた後、給紙可能状態であることを検知する前に給紙動作を行い、画像形成開始時に、画像形成可能状態であることを検知した場合は、画像形成動作を継続し、画像形成可能状態であることを検知できなかった場合は、画像形成を行わずに反転機構部に用紙を送り、反転機構部の駆動源を停止して、用紙を反転機構部で停止させ、給紙可能状態であることを検知したら、反転機構部の駆動を再開して、再給紙部に用紙を送り込み、再給紙部から再給紙動作をする制御手段を有することを特徴とする請求項1の画像形成装置。
請求項１における画像形成装置において、再給紙部の駆動を制御する制御手段を有し、プリント指示を受けた後、給紙可能状態であることを検知する前に給紙動作を行い、画像形成開始時に、画像形成可能状態であることを検知した場合は、画像形成動作を継続し、画像形成状態であることを検知できなかった場合は、画像形成を行わずに反転機構部に用紙を送り、反転機構部で用紙を反転させ、再給紙部に用紙を送り込み、給紙可能状態であることを検知するまで、再給紙部で用紙を待機させ、給紙可能状態であることを検知したら、再給紙部から再給紙動作をする制御手段を有することを特徴とする請求項1の画像形成装置。