JP2013195564A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両面印刷を行う際に画質を維持しつつ、生産性を高めることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】
画像形成装置１０は、印刷に用いない色の現像器４５の駆動の停止と、停止していた現像器４５の駆動の開始の色切換制御を行う現像制御部５０ａと、両面印刷時に用紙搬送装置１４を制御して、時間軸上に印刷の頁単位で交互に並べて設定される第１印刷期間と第２印刷期間に対して、第１印刷期間で用紙の第１面に画像形成するとともに、第２印刷期間で用紙の第２面に画像形成するよう用紙を送る交互両面送り動作と、第１印刷期間と第２印刷期間の並び順を入れ替えて画像形成をするよう用紙を送る非交互両面送り動作を制御する搬送制御部５０ｂと、を有し、搬送制御部５０ｂは、現像制御部５０ａによる色切換制御に応じて交互両面送り動作と非交互両面送り動作のうち早い方の動作を選択する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真式の画像形成装置では、感光体や中間転写体等の像保持体で保持した画像を用紙に印刷（転写・定着）するにあたって、時間軸上に印刷（画像データ）の頁単位で印刷期間を設定し、この印刷期間を利用して、用紙に画像を印刷している。また、両面印刷機能を備える画像形成装置では、上記印刷期間を第１印刷期間と第２印刷期間に分類し、第１印刷期間で用紙の第１面に画像を印刷し、かつ第２印刷期間で用紙の第２面に画像を印刷している。この種の画像形成装置には、使用者が印刷開始を指示してから１枚目の印刷済み用紙が排出されるまでの所要時間や、使用者が印刷開始を指示してから最後の印刷済み用紙が排出されるまでの所要時間を短縮して生産性を高めることが求められている。

例えば、特許文献１には、画像形成順序を原稿のページ順とは異なる順序に変更し、変更した画像形成順序で印刷が可能な場合に、変更後の画像形成順序で画像形成を行うとともに、画像形成後の用紙を例えば両面印刷用の反転部分に待機するなどして、原稿ページ順に並び替えて排出することで生産性を高めることが開示されている。

特開２００８−２９２６４４号公報

しかしなら、特許文献１に記載の画像形成装置では、原稿ページ順に並び替えて排出するために両面印刷用の反転部分に用紙を待機する必要がある。このため、両面印刷時には画像形成順序を変更することができず生産性が低下してしまう問題があった。
また、画質維持のために印刷しない色の現像器を停止して色切り換えを行う画像形成装置が提案されているが、両面印刷時に印刷しない色の現像器を停止してしまうと生産性が大幅に低下してしまうという問題があった。

本発明は、両面印刷を行う際に画質を維持しつつ、生産性を高めることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、以下の手段を提供する。
（１）複数の現像器と、用紙を搬送する用紙搬送部とを備える画像形成装置であって、複数の現像器の中から画像形成に用いない色の現像器の駆動の停止と、停止していた現像器を用いて画像形成を行う際に停止していた現像器の駆動の開始の色切換制御を行う現像制御部と、両面印刷時に用紙搬送部を制御して、時間軸上に印刷の頁単位で交互に並べて設定される第１印刷期間と第２印刷期間に対して、第１印刷期間で用紙の第１面に画像形成するとともに、第２印刷期間で用紙の第２面に画像形成するよう用紙を送る交互両面送り動作と、第１印刷期間と第２印刷期間の並び順を入れ替えて画像形成をするよう用紙を送る非交互両面送り動作を制御する搬送制御部と、を有し、搬送制御部は、現像制御部による色切換制御に応じて交互両面送り動作と非交互両面送り動作のうち早い方の動作を選択する画像形成装置を提供する。

（２）搬送制御部は、非交互両面送り動作時、連続する第１印刷期間で第１用紙の第１面と第２用紙の第１面に対して順に画像を形成するとともに、次に連続する第２印刷期間で第１面を印刷済みの第１用紙と第２用紙の第２面に対して順に画像形成するよう用紙搬送部を制御し、現像制御部は、連続する第１印刷期間と連続する第２印刷期間の間に色切換制御を行う上記（１）に記載の画像形成装置を提供する。
（３）搬送制御部は、交互両面送り動作と非交互両面送り動作のそれぞれの時間を算出し、算出したそれぞれの時間を比較して交互両面送り動作と非交互両面送り動作のうち早い方の動作を選択する上記（１）又は（２）に記載の画像形成装置を提供する。

（４）搬送制御部は、所定頁数分の印刷色情報を取得し、取得した印刷色情報に基づいて色切換制御が存在すると判断した場合、交互両面送り動作と非交互両面送り動作のそれぞれの時間を算出する上記（３）に記載の画像形成装置。
（５）搬送制御部は、色切換制御が存在しないと判断した場合、交互両面送り動作を選択する上記（４）に記載の画像形成装置を提供する。
（６）搬送制御部は、用紙に対する第１面印刷と第２面印刷との間隔を表す情報に１頁分を加えた頁数を所定頁数とすることを特徴とする（４）に記載の画像形成装置を提供する。
（７）搬送制御部は、交互両面送り動作と非交互両面送り動作のうち現像制御部による色切換制御の回数が少ない動作を早い方の動作として選択することを特徴とする（１）から（６）のいずれかに記載の画像形成装置を提供する。

本発明によれば、両面印刷を行う際に画質を維持しつつ、生産性を高めることができる画像形成装置を提供できる。

本発明が適用される電子写真式の画像形成装置の構成例を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る現像器の駆動を説明する図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置における制御構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係る画像形成装置における両面印刷設定処理の動作例を示すフローチャートである。 色切換を伴わない交互両面送り動作における印刷順序と送り時間を説明する図である。 色切換を伴う交互両面送り動作における印刷順序と送り時間を説明する図である。 色切換を伴う非交互両面送り動作における印刷順序と送り時間とを説明する図である。 色切換を伴う交互両面送り動作における印刷順序と送り時間とを説明する図である。 色切換を伴う交互両面送り動作における印刷順序と送り時間を説明する図である。 画像形成装置における印刷工程を説明する図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明が適用される電子写真式の画像形成装置の構成例を示す概略図である。画像形成装置１０は、画像読取装置１２と、画像形成部１３と、用紙搬送装置１４とを備えた構成となっている。

画像形成装置１０の画像読取装置１２は、原稿の画像を読み取る装置である。画像形成部１３は、画像読取装置１２によって読み取られた原稿の画像データや外部のコンピュータ等の通信機器から受信した画像データに基づいて、記録媒体となる用紙に画像を形成して印刷を行なう。用紙搬送装置１４は、画像の印刷に使用される用紙を搬送する装置である。

画像読取装置１２は、画像形成装置本体１５の上部に配置してある。画像形成部１３は、画像形成装置本体１５の内部に配置してある。用紙搬送装置１４は、一部を除いて画像形成装置本体１５の内部に配置してある。画像形成装置１０で画像の印刷に使用される用紙には、紙製のシート以外にも、ＯＨＰシートなどのプラスチックス製のシートも含まれる。

画像読取装置１２は、自動原稿搬送装置１６を搭載する原稿押さえ部材１７と、画像読取部１８とを備えている。自動原稿搬送装置１６は、被読取媒体となる原稿を１枚ずつ読取位置を経由するように搬送する装置である。原稿押さえ部材１７は、原稿台にセットされた原稿を上から押さえる部材であって、画像形成装置本体１５の最上部に開閉可能に配置してある。画像読取部１８は、利用者により原稿台にセットされた原稿の画像や、自動原稿搬送装置１６によって読取位置に搬送されてきた原稿の画像を光学的に読み取るもので、例えば図示しない光源、ミラー、レンズ、撮像素子等を用いて構成してある。

画像形成部１３は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した画像を形成する４つの感光体ドラム１９、２０、２１、２２と、各々の感光体ドラム１９〜２２に対応する４つの一次転写ロール２３、２４、２５、２６と、中間転写体となる無端状の中間転写ベルト２７とを備える。

各々の感光体ドラム１９〜２２の周囲には、帯電器、潜像形成装置、現像器、クリーナー等の機器を配置してある。帯電器は、感光体ドラム１９〜２２の表面を一様に帯電させる機器である。潜像形成装置は、帯電器によって帯電された感光体ドラム１９〜２２の表面をレーザ光で露光走査することにより、感光体ドラム１９〜２２の表面に静電潜像を形成する装置である。現像器は、二成分現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム１９〜２２の表面に供給することにより、静電潜像をトナー画像に現像する機器である。クリーナーは、感光体ドラム１９〜２２に残留する不要なトナーを除去する機器である。

一次転写ロール２３〜２６は、それぞれに対応する感光体ドラム１９〜２２の近傍に中間転写ベルト２７を介して対向する状態に配置してある。この一次転写ロール２３〜２６は、上述のように感光体ドラム１９〜２２に形成されたトナー画像を中間転写ベルト２７に一次転写する際に、感光体ドラム１９〜２２と中間転写ベルト２７とを密着させる方向に押圧するものである。

中間転写ベルト２７は、一次転写したトナー画像を用紙に転写するまでの間、一時的に保持しておくための保持体である。中間転写ベルト２７は、複数のベルト支持ロールによってループ状に支持されている。図１に示す実施形態における無端状の中間転写ベルト２７は、当該中間転写ベルト２７の走行経路上で反時計回り方向に走行するように構成されている。

中間転写ベルト２７における感光体ドラム１９〜２２の下流のループ途中には、転写部２８を配置してある。転写部２８は、中間転写ベルト２７から用紙に画像の転写を行う部分である。転写部２８は、一方のロールを二次転写ロールとして配置し、他方のロールをベルト支持ロールとして対向配置した一対のロールにより構成される。転写部２８は、これら一対のロールを用いて中間転写ベルト２７を挟み込む構成である。二次転写ロールは、感光体ドラム１９〜２２にて中間転写ベルト２７に形成されたトナー画像を用紙に二次転写する。

画像形成部１３は、定着部２９を備えている。定着部２９は、転写部２８で用紙に転写されたトナー画像を定着させるものである。定着部２９は、例えば一方のロールをヒータ内蔵の加熱ロールとして配置し、他方のロールを加圧ロールとして対向配置した一対のロールにより構成される。

用紙搬送装置１４は、上下に多段に配置した４つの用紙収容部３１、３２、３３、３４と、各々の用紙収容部３１〜３４から用紙を給紙する給紙部３５と、給紙部３５によって給紙された用紙を下から上に向けて垂直に搬送する垂直搬送部３６とを含んでいる。また、用紙搬送装置１４は、垂直搬送部３６によって搬送された用紙を転写時刻に合わせて転写部２８に送り込むレジスト部３７と、転写部２８を通過した用紙を定着部２９に送り込むバキューム搬送部３８とを含んでいる。また用紙搬送装置１４は、定着部２９から送り出された用紙をスイッチバックで反転させる反転搬送部３９と、反転搬送部３９で反転させた用紙を再び給紙するために搬送する再給紙搬送部４０と、片面印刷又は両面印刷を終えた用紙を排出する排出部４１とを含んでいる。また、用紙搬送装置１４は、排出部４１で排出された用紙を積載状態で収容する排出収容部４２と、画像の印刷に使用する用紙を手差しで供給するための手差し供給装置４３とを含んでいる。このうち、レジスト部３７は、一対のレジストロールを含んでいる。また、排出部４１は、一対の排出ロールを含んでいる。反転搬送部３９及び再給紙搬送部４０は、両面印刷用搬送部として配置してある。

次に、上記構成からなる画像形成装置１０の基本的な動作について説明する。

先ず、画像形成装置１０は、画像データと印刷情報と印刷色情報とを取得して印刷指令を生成する。画像データは、画像読取装置１２が原稿の画像を読み取るか、又は他のコンピュータ等の通信機器から受信して取得する。印刷情報は、原稿用紙サイズや印刷用紙サイズ、縮尺、部数、画質、読み取り方法、出力形式等の情報である。印刷色情報は、印刷色の種類に関する情報であり、例えば白黒印刷を行なう旨の情報、フルカラー印刷を行なう旨の情報、赤色、青色、緑色、黄色等の単色印刷又は多色印刷を行なう旨の情報等である。この印刷色情報は、利用者が予め画像形成装置１０に対して印刷色情報に関する指示を入力することによっても取得できるし、コンピュータ等の通信機器から受信して取得することもできるし、画像形成装置１０が取得した画像データから自動で識別を行なって取得することもできる。

画像形成装置１０が画像データと印刷色情報とを取得すると、頁毎の印刷色情報に応じて、印刷に用いない色の現像器４５の駆動を停止し、又この停止していた現像器４５を用いて印刷を行う際に停止していた現像器４５の駆動を開始といった、印刷色の切換処理を印刷シーケンスに沿って行なう。頁毎に印刷色情報が異なる場合には、原則として画質維持のために、頁毎に印刷色の切換処理を行なうことが好ましい。この印刷色の切換処理を行なうにあたっては、所定の切換時間を要するので、用紙に対する印刷を一時期中断する必要がある。

画像データと印刷色情報とを取得すると、画像形成部１３は、取得した画像データと印刷色情報とに基づいて現像器及び感光体ドラム１９〜２２の使用を選択し、予め設定した印刷シーケンスにおける静電潜像の書き込み開始時刻に合わせてトナー画像を形成する。画像形成部１３では、選択した色の感光体ドラム１９〜２２を回転駆動しつつ、それぞれに対応する帯電器、潜像形成装置、現像器によって各感光体ドラム１９〜２２の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像を形成する。このように形成した各色のトナー画像は、一次転写ロール２３〜２６を用いて順次、中間転写ベルト２７に重ねて転写してゆく。

これにより、中間転写ベルト２７には、選択した色のトナーを重ね合わせたトナー画像が形成された状態となる。中間転写ベルト２７に形成されたトナー画像は、当該中間転写ベルト２７に保持した状態で、予め設定した印刷シーケンスにおける転写時刻に合わせて転写部２８へ搬送する。トナー画像の転写、搬送と並行して、予め設定した印刷シーケンスにおける転写時刻に合わせて用紙を転写部２８へ搬送する。

トナー画像を二次転写する用紙は、画像形成装置１０の操作パネル等を用いて利用者により指定された用紙、画像形成装置１０に搭載されている自動選択機能によって選択された用紙、又は手差し供給装置４３から供給された用紙を使用する。これらの用紙は、予め設定された転写時刻に転写部２８に到達するように、当該転写時刻に合わせてレジスト部３７から転写部２８へと送り込む。例えば、利用者が選択した用紙が最上段の用紙収容部３１に収容された用紙であるとすると、この用紙収容部３１から給紙部３５を経由して用紙が給紙され、その後垂直搬送部３６を経由してレジスト部３７に搬送される。レジスト部３７では、例えば、回転が停止した状態のレジストロールに対して用紙を付き当てることによって、用紙の姿勢（傾き等）を修正した後、上記転写時刻に合わせてレジストロールの回転を開始することにより、転写部２８に用紙を搬送する。

転写部２８は、周回する中間転写ベルト２７から用紙へと、トナー画像を二次転写する。その後、用紙はバキューム搬送部３８によって定着部２９に搬送され、そこで用紙に対するトナー画像の定着処理が施される。これ以降の動作は、画像形成モードが片面印刷モードの場合と両面印刷モードとの場合で異なるので、別々に説明する。

片面印刷モードとは、用紙の片面（第１面）に画像を印刷する片面印刷の画像形成モードである。両面印刷モードとは、用紙の両面（第１面及び第２面）に画像を印刷する両面印刷の画像形成モードである。片面印刷モードで動作する場合には、定着部２９でトナー画像の定着処理を行なった用紙を、排出部４１から排出収容部４２へと排出する。

両面印刷モードで動作する場合は、片面印刷を終えた用紙を反転搬送部３９に搬送した後、スイッチバックにより表裏反転した用紙を再給紙搬送部４０を経由して再びレジスト部３７に搬送する。以降は、片面印刷の場合と同様の方法で、転写部２８にて用紙の第２面にトナー画像を転写し、定着部２９にて転写した画像を定着させた後、用紙の排出を行なう。なお、定着部２９から送り出された用紙の表裏を反転して排出する場合には、定着部２９から反転搬送部３９を経由して排出部４１へと用紙を再搬送する。

図２は、本発明の実施形態に係る現像器の駆動を説明する図である。
図２に示すように、現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、現像剤（例えば非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤など）を収容する現像剤収容器を有し、その現像剤収容器に収容されている現像剤を回転しながら保持して感光ドラム１９〜２２と接近して対向する現像領域に搬送する現像ロール４６や、その収容されている現像剤を回転して攪拌しながら現像ロール４６に搬送する攪拌搬送部材４７を有している。また、現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、その現像ロール４６に交流が重畳された直流からなる現像用電圧が印加されるとともに、その現像ロール４６及び攪拌搬送部材４７が所要の方向に回転させられる。

現像剤のトナーは、現像剤収容器内において攪拌搬送部材４７により攪拌されることでキャリアと擦れ合って所要の極性に摩擦帯電される。現像ロール４６は、回転する非磁性の円筒回転体と、円筒回転体の内部空間に固定した状態で配置される複数の磁極が配分された磁石部材とで構成されている。

また、ブラック色の現像器４５Ｋにおける現像ロール４６とそれ以外のイエロー色、マゼンタ色及びシアン色の現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ）における各現像ロール４６を、別々の現像ロール用モータ４８Ｋ、４８Ｓで独立して駆動するように構成されている。現像ロール用モータ４８Ｓは、３つの現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ）における各現像ロール４６に回転動力を伝達する。また、給電装置４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は４つの現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における各現像ロール４６に現像バイアスをそれぞれ印加する。給電装置４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、現像バイアスとしての直流（ＤＣ）及び交流（ＡＣ）を印加する装置である。この各モータ４８としては例えばＤＣモータが使用されている。

図３は本発明の実施形態に係る画像形成装置における制御構成の一例を示すブロック図である。

印刷制御部５０は、画像形成装置１０全体の処理動作を統括的に制御する。印刷制御部５０には、操作パネル５２と、画像処理部５３と、用紙検知センサ５４と、給紙用モータ５５と、搬送用モータ５６と、反転用モータ５７と、再給紙用モータ５８と、搬送路切り替え用ソレノイド５９と接続されている。印刷制御部５０は、現像制御部５０ａと搬送制御部５０ｂを有する。

操作パネル５２は、画像形成装置１０を利用する利用者が各種の情報を入力したり、利用者に対して各種の情報を表示したりするユーザーインターフェースである。操作パネル５２は、各種のボタン、スイッチ、キー等を有する入力部と、タッチパネル付きの液晶ディスプレイからなる表示部とを含んで構成される。

画像処理部５３は、画像読取装置１２によって読み取られた原稿の画像データや、外部の通信機器から送られた画像データに対して、所定の画像処理を施すことにより、当該画像データを印刷用のデータに変換するものである。

用紙検知センサ５４は、用紙搬送装置１４の用紙搬送路上における用紙の先端通過や、後端通過を検知するものである。用紙検知センサ５４は、用紙搬送路の適所に必要に応じて配置してある。用紙検知センサ５４は、例えば発光素子と受光素子とを同一面に配置した反射型のフォトセンサを用いることができる。用紙検知センサ５４は、例えばセンサ面と近接して対向する所定範囲のセンサ検知位置に用紙が存在するときはオン状態となり、用紙が存在しないときはオフ状態となる。この場合における用紙検知センサ５４の出力は、下流方向に流れる用紙の先端がセンサ検知位置を通過した場合には、オフ状態からオン状態に切り替わり、その後、下流方向に搬送される用紙の後端がセンサ検知位置を通過した際には、オン状態からオフ状態に切り替わる。

給紙用モータ５５は、画像形成装置本体１５内の各用紙収容部３１〜３４から用紙を個別に給紙する駆動力を供給する。搬送用モータ５６は、各々の用紙収容部３１〜３４から給紙された用紙や手差し供給装置４３から供給された用紙を、垂直搬送部３６、レジスト部３７、転写部２８、バキューム搬送部３８を順に経由して、定着部２９へと搬送するための駆動力を供給する。反転用モータ５７は、反転搬送部３９で用紙を反転させるための駆動力を供給する。再給紙用モータ５８は、再給紙搬送部４０で用紙を搬送するための駆動力を供給する。各々のモータ５５、５６、５７、５８は、必要に応じて複数個配置することができる。

搬送路切り替え用ソレノイド５９は、定着部２９の下流側の用紙搬送路が分岐する部分において、用紙の進行方向を切り替えるための駆動力を供給する。現像ロール用モータ４８Ｓは、３つの現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ）における各現像ロール４６に回転動力を伝達する。現像ロール用モータ４８Ｋは、現像器４５Ｋにおける各現像ロール４６に回転動力を伝達する。給電装置４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、４つの現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）における各現像ロール４６に現像バイアスをそれぞれ印加するものである。モータ４８や給電装置４９の各動作については、印刷制御部５０により制御される。

現像制御部５０ａは、現像ロール用モータ４８Ｋ、４８Ｓおよび給電装置４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を制御し、複数の現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の中から印刷に用いない色の現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の駆動の停止と、停止していた現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を用いて印刷を行う際に停止していた現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の駆動の開始の色切換制御することによって画質を維持している。一方、現像制御装置５０ａによる色切換制御が多く発生すると、現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の停止と駆動の期間が必要となり、用紙が排出されるまでに期間に影響を与え生産性が低下してしまう。

搬送制御部５０ｂは、現像制御部５０ａにおける色切換制御に応じて交互両面送り動作と非交互両面送り動作を切替えて搬送を制御する。
一般に、両面印刷を行なう場合は、第１印刷期間と第２印刷期間を時間軸上に交互に並べて設定し、第１印刷期間で用紙の第１面に画像を印刷するとともに、第２印刷期間で用紙の第２面に画像を印刷する。印刷期間とは、用紙に画像を印刷するにあたって印刷の頁単位に設定される期間である。印刷の頁単位とは、印刷の対象となる画像データの頁単位と同じ意味である。印刷期間の長短は、画像の印刷に使用される用紙のサイズ（用紙搬送方向の用紙長さ）に応じて設定される。すなわち、用紙のサイズが大きい場合は、印刷期間が相対的に長く設定され、用紙のサイズが小さい場合は、印刷期間が相対的に短く設定される。
用紙の第１面とは、両面印刷用に給紙された用紙に対して画像形成装置１が最初に画像を印刷する面をいい、その反対側の面が第２面となる。第１印刷期間とは、印刷の頁単位に設定される印刷期間のうち、両面印刷で用紙の第１面に画像を印刷するために設定される印刷期間をいい、第２印刷期間とは、印刷の頁単位に設定される印刷期間のうち、両面印刷で用紙の第２面に画像を印刷するために設定される印刷期間をいう。

交互両面送り動作とは、時間軸上に印刷の頁単位で交互に並べて設定される第１印刷期間と第２印刷期間に対して、第１印刷期間で用紙の第１面に画像形成するとともに、第２印刷期間で用紙の第２面に画像形成するよう用紙を送る動作をいう。
非交互両面送り動作とは、第１印刷期間と第２印刷期間の並び順を入れ替えて画像形成をするよう用紙を送る動作をいい、例えば、連続する第１印刷期間で第１用紙の第１面と第２用紙の第１面の順に画像を形成するとともに、次に連続する第２印刷期間で第１面を印刷済みの第１用紙と第２用紙の第２面の順に画像形成するよう用紙を送る動作を行うことができる。
搬送制御部５０ｂが現像制御部５０ａにおける色切換制御に応じて交互両面送り動作と非交互両面送り動作を切替える理由は、色切換の回数によって用紙が排出されるまでの時間に影響を与え、生産性が低下するためである。本実施形態では、第１用紙を１枚目の用紙、第２用紙を２枚目の用紙、第１面を用紙の表面、第２面を裏面として説明している。

次に、本発明に係る両面印刷設定処理について説明する。
図４は、本発明に係る画像形成装置１０における両面印刷設定処理の動作例を示すフローチャートであり、印刷制御部５０が実行する処理である。

画像読取装置１２によって原稿を読み取った場合や、外部の通信機器から画像データと印刷情報と印刷色情報とを受信した場合には、印刷制御部５０が実行する処理は、図４に示すステップＳ１０２に分岐してくる。

ステップＳ１０２にて搬送制御部５０ｂは、印刷情報に含まれる印刷用紙サイズを取得する。そして、印刷用紙サイズと当該画像形成装置１０における両面印刷用の反転搬送部３９、及び再給紙搬送部４０に滞留させておくことが可能な用紙の長さとから、一枚の用紙に対して両面印刷を行なう場合における同一用紙の第１面の印刷と第２面の印刷との間隔を表すデュプレックスオフセット（Ｄｕｐｌｅｘ Ｏｆｆｓｅｔ）を算出して取得する。

例えば、画像形成装置１０の両面印刷用の反転搬送部３９及び再給紙搬送部４０に滞留させておくことが可能な用紙の長さが、それぞれＡ４の用紙の長手方向の長さ２９７ｍｍまでを許容する長さである場合には、Ａ４の用紙２枚を滞留させておくことが可能であることから、第１面印刷と第２面印刷との間隔は２頁となる。この場合、３頁目に第２面印刷の順番が回ってくることから、デュプレックスオフセット＝３（頁目）と、算出することができる。このデュプレックスオフセット値は、計算により算出することもできるし、予め算出した結果を表として記録しておき、条件に応じて読み出すようにすることもできる。当該ステップＳ１０２にて印刷制御部５０が印刷用紙サイズに応じたデュプレックスオフセットを算出することによって、印刷用紙サイズ毎に第１面印刷及び第２面印刷の印刷シーケンスを変更して、印刷所要時間の短縮化を図ることができる。

次のステップＳ１０４にて搬送制御部５０ｂは、これから印刷を行なう予定の各頁の印刷色情報を、デュプレックスオフセット値＋１頁分取得する。例えば、デュプレックスオフセット＝３（頁）の場合には、４頁分の印刷色情報を取得する。

そして、次のステップＳ１０６の判断に進み、搬送制御部５０ｂは、取得した各頁の印刷色情報の中に、異なる印刷色が存在することにより、印刷中に印刷色の切り換えが必要となるか否かの判断を行なう。搬送制御部５０ｂは、取得した各頁の印刷色情報が全て同一であって、印刷色の切換処理が不要な場合には、ステップＳ１０８の処理に進む。

ステップＳ１０８にて搬送制御部５０ｂは、現像制御部５０ａにおける色切換制御がないと判断した場合、交互両面送り動作を選択し、印刷制御部５０は、交互両面送り動作に設定して、画像データに応じた印刷処理を行なう。

一方、搬送制御部５０ｂは、上記のステップＳ１０６の判断にて、取得した各頁の印刷色情報の中に、異なる印刷色が存在することにより、印刷中に印刷色の切り換えが必要となると判断した場合には、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０にて搬送制御部５０ｂは、交互両面送り動作で印刷を行なった場合に想定される交互両面送り動作の時間を算出する。搬送制御部５０ｂは、用紙サイズに基づく頁毎の印刷所要時間、印刷頁数、デュプレックスオフセット値、印刷色の切換回数、及び印刷色の切り換えに伴って必要となる切換時間を取得又は算出し、これらの情報を用いて交互両面送り動作の時間を算出する。

更にステップＳ１１０にて搬送制御部５０ｂは、非交互両面送り動作で印刷を行なった場合に想定される非交互両面送り時間を算出する。搬送制御部５０ｂは、用紙サイズに基づく頁毎の印刷所要時間、印刷頁数、デュプレックスオフセット値、印刷色の切換回数、及び印刷色の切り換えに伴って必要となる切換時間を取得又は算出し、これらの情報を用いて、非交互両面送り動作の時間を算出する。

ステップＳ１１２にて搬送制御部５０ｂは、上記ステップＳ１１０にて算出した交互両面送り動作の時間と非交互両面送り動作の時間とを比較して、交互両面送り動作の時間と第２両面送り動作の時間のうち早い方の動作を選択する。
ここで、搬送制御部５０ｂは、交互両面送り動作と非交互両面送り動作のうち現像器４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の駆動の開始および停止の回数が少ない動作を早い方の動作として選択することもできる。
搬送制御部５０ｂは、交互両面送り動作の時間の方が短時間であると判断した場合には、ステップＳ１１４の処理に進む。そして、印刷制御部５０は、印刷動作を交互両面送り動作に設定して、画像データに応じた印刷処理を行なう。

一方、搬送制御部５０ｂは、ステップＳ１１２にて、非交互両面送り動作の時間の方が短時間であると判断した場合には、ステップＳ１１６の処理に進む。そして、印刷制御部５０は、印刷動作を非交互両面送り動作に設定して、画像データに応じた印刷処理を行なう。

ステップＳ１０８、ステップＳ１１４、又はステップＳ１１６にて、送り制御の設定処理が終了すると、印刷制御部５０が実行する処理はステップＳ１１８の判断に進み、全ての原稿又は全ての印刷予定頁について送り制御の設定処理が終了したか否かの判断を行なう。

次に、交互両面送り動作及び非交互両面送り動作における印刷順序と印刷所要時間との関係について、図５〜図９を用いて説明する。

図５〜図９に示す横軸は、各送り動作にて両面印刷を実行した場合における、交互両面送り動作の時間又は非交互両面送り動作の時間を、印刷の頁数（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…）で表している。図５〜図９に示す「１−表」、「１−裏」等の文字は、それぞれ「用紙１枚目、表面印刷」、「用紙１枚目、裏面印刷」を表している。また、「ＹＭＣＫ」の文字はフルカラー印刷であることを表し、「Ｋ」の文字は、白黒印刷であることを表している。また、「ｐ１」「ｐ２」は印刷期間を表しており、「ｐ１」は用紙の第１面を印刷する第１印刷期間、「ｐ２」は用紙の第２面を印刷する第２印刷期間を表している。図５、図６、図８、図９の例では、印刷期間において「ｐ１」と「ｐ２」が時間軸上の印刷の頁単位で交互に並べて設定されており、交互両面送り動作の例を示している。図７の例では、第１印刷期間と第２印刷期間の並び順が入れ替えられており、非交互両面送り動作の例を示している。図７に示す例では、連続する第１印刷期間「ｐ１」「ｐ１」に次いで連続する第２印刷期間「ｐ２」「ｐ２」が設定されている。

図５〜図９に示す「待」の文字は、印刷も印刷色切換も行なわれない期間であって、表面印刷を終了して裏面印刷を行なう予定の用紙が、反転搬送部３９及び再給紙搬送部４０（図１参照）を経由して転写部２８（図１参照）に巡回してくるのを待つためのアイドル時間を表す。図５〜図９に示す「色替」の文字は、印刷色切換のために必要となる切換時間を表す。なお、両面印刷を行なう際の印刷所要時間を短縮するためには、印刷色切換のための「色替」の切換回数を減らす工夫が必要であることに加えて、「待」のアイドル回数を減らす工夫も必要となる。印刷色切換の処理は、印刷色に応じて、印刷に用いない現像器を停止することによって、画質の向上を図るために行なう処理、及び停止していた現像器を稼働させるための処理である。これらは、共に所定の切換時間を要する処理である。また、図５〜図９に示す実施形態では、デュプレックスオフセット＝３の場合について説明している。

図５は、印刷色切換を伴わない交互両面送り動作における印刷順序を説明する図であり、図４のステップＳ１０８にて実行される両面印刷処理である。図４のステップＳ１０８における両面印刷処理では、印刷色切換を伴わないことから、表面印刷を終了した用紙が裏面印刷を行なうために巡回してくるまでの間の待ち時間内に、他の用紙に対する印刷を挿入して印刷順序を入れ替える。具体的には、搬送制御部５０ｂは、交互両面送り動作中、第１用紙の第１面の印刷と第２用紙の第１面の印刷との間と、第２用紙の第２面の印刷と第３用紙の第２面の印刷の間に１頁分の間隔を空けるよう用紙の搬送を制御している。これにより、最初の「１−表、ＹＭＣＫ」の印刷後の１頁分と、最後の「３−裏、ＹＭＣＫ」の印刷前の１頁分の２箇所に「待」サイクルを挿入するのみで、他は連続して印刷を行なうことができる。

また、図５の３頁目印刷（Ｐ３）〜６頁目印刷（Ｐ６）に示されるように、交互両面送り動作では、印刷順序が表−裏−表−裏と交互に入れ代わるので、印刷済の用紙の排出間隔を略一定間隔に設定することができる。一定間隔で印刷済の用紙が排出されることにより、利用者は、印刷実行中であることや、印刷が終了したことを判断しやすいという利点がある。

図６は、複数の用紙の第１面にフルカラー印刷を行い、第２面に白黒印刷を行なう印刷指令に対して交互両面送り動作の印刷順序を説明する図であり、図４のステップＳ１１０にて交互両面送り動作の時間を算出する際に想定する印刷順序である。図６に示すように、この印刷指令に対して交互両面送り動作にて印刷を行なう場合、印刷済の用紙の排出間隔は一定に保たれるものの、３枚の用紙の両面印刷に対して「待」サイクル３回と「色替」サイクル５回を挿入しなければならないために、印刷終了までに必要な交互両面送り時間は１４頁分となる。これに対し、非交互両面送り動作を選択すると、図７に示すように１０頁分の非交互両面送り動作の時間で印刷が終了することになる。

図７は、図６に示した印刷指令に対して非交互両面送り動作の印刷順序を説明する図であり、図４のステップＳ１１０にて非交互両面送り時間を算出する際に想定する印刷順序である。
図７に示すように、搬送制御部５０ｂは、時間軸上に交互に並べて設定されている第１印刷期間「ｐ１」と第２印刷期間「ｐ２」の並び順を入れ替えて、連続する第１印刷期間「ｐ１」「ｐ１」で第１用紙の第１面と第２用紙の第１面の順に画像を形成するとともに、次に連続する第２印刷期間「ｐ２」「ｐ２」で第１面を印刷済みの第１用紙と第２用紙の第２面の順に画像形成するよう用紙を送るよう用紙搬送部を制御する。
そして、現像制御部５０ａは、連続する第１印刷期間「ｐ１」「ｐ１」と連続する第２印刷期間「ｐ２」「ｐ２」の間と、次の第１印刷期間「ｐ１」と次の第１印刷期間「ｐ２」に色切換制御を行う。
図６で示した交互両面送り動作では、色切換が５回発生したのに対して、図７で示す非交互両面送り動作では、色切換が３回で済むこととなる。従って、印刷終了までに必要な非交互両面送り時間は１０頁分となり、印刷所要時間の短縮化を図ることができる。また、非交互両面送り動作にて印刷を行なう場合、３枚の用紙の両面印刷に対して必要な「待」サイクルは、最終頁の印刷に必要な印刷色切換処理の直前の１回のみとなる。

従って、図６及び図７に示す印刷指令を取得した場合には、図４に示すステップＳ１１２にて搬送制御部５０ｂは、１０頁分の非交互両面送り時間と１４頁分の交互両面送り時間とを比較して、印刷所要時間が少ない方の非交互両面送り制御を選択すべく、ステップＳ１１６の処理に分岐することになる。

図８は、第１面及び第２面で印刷色が異なる場合に、交互両面送り動作にて印刷を行なう際の印刷順序を説明する図であり、図４のステップＳ１１０にて交互両面送り時間を算出する際に想定する印刷順序である。図８に示すように、「１−表、ＹＭＣＫ」の印刷を終了した１枚目の用紙が、「１−裏、Ｋ」の印刷を行なうために巡回してくるまでの間の待ち時間内に、印刷色切換と「２−表、Ｋ」の印刷とを挿入して印刷順序を調節する。

このように印刷順序を調節することによって、３枚の用紙の両面印刷に対して必要な「待」サイクルは、最終頁の印刷に必要な印刷色切換直前の１回のみとなり、「色替」サイクルも３回で済むことになる。従って、印刷終了までに必要な交互両面送り時間は１０頁分となり、印刷所要時間の短縮化を図ることができる。なお、図８に示す印刷指令に対応可能な交互両面送り制御の印刷順序は、別途用紙の表裏反転処理を伴うことになるか、又は第１面印刷を終了した用紙について第２面印刷を行なうために巡回してくるまでの間の待ち時間を延長する必要が生ずることとなるために採用しない。従って、図８に示す印刷指令を取得した場合には、印刷制御部５０が実行する処理は、図４に示すステップＳ１１４へ分岐して、交互両面送り制御を選択することになる。図８に示す交互両面送り制御では、印刷済の用紙の排出は、４頁目（Ｐ４）の印刷後、６頁目（Ｐ６）の印刷後、及び１０頁目（Ｐ１０）の印刷後である。従って、用紙の排出間隔は、略一定に保たれる。

図９は、一枚の用紙における第１面印刷及び第２面印刷での印刷色は同一であるが、用紙毎に印刷色が異なる場合に、交互両面送り制御に設定して両面印刷を行なう際の両面印刷順序を説明する図であり、図４のステップＳ１１０にて交互両面送り動作の時間を算出する際に想定する印刷順序である。図９に示す印刷指令を取得した場合の交互両面送り動作の印刷では、印刷順序の入れ替えは行なわない。従って、印刷済の用紙の排出間隔は一定に保たれるものの、３枚の用紙の両面印刷に対して「待」サイクル６回と「色替」サイクル２回を挿入しなければならないために、印刷終了までに必要な交互両面送り時間は１４頁分となる。
なお、図９に示す印刷指令に対応可能な交互両面送り制御の印刷順序は、デュプレックスオフセット＝３を維持した場合には存在しない。従って、図９に示す印刷指令を取得した場合には、搬送制御部５０ｂが実行する処理は、図４に示すステップＳ１１４へ分岐して、交互両面送り制御を選択することになる。
図９に示す交互両面送り動作では、印刷済の用紙の排出は一定に保たれる。

次に、図１０を用いて、画像形成装置１０における両面印刷工程について説明する。図１０は、図５に示した両面印刷の給紙合計枚数が３枚の場合における、画像形成装置１０における印刷工程を説明する図である。

図１０（１）は、図５に示すＰ１の印刷工程を説明する図である。同図（１）に示すようにＰ１の印刷工程では、画像形成装置１０の給紙部３５（図１参照）によって給紙された１枚目の用紙を転写部２８に搬送して、１頁目の画像を用紙の表面に対して印刷する。

同図（２）は、図５に示すＰ２の印刷工程を説明する図である。同図（２）に示すようにＰ２の印刷工程では用紙に対する印刷は行なわずに、表面印刷を終了して裏面印刷を行なう予定の１枚目の用紙を反転搬送部３９に搬送するとともに、給紙部３５にて２枚目の用紙を給紙する準備を行なう。

同図（３）は、図５に示すＰ３の印刷工程を説明する図である。同図（３）に示すようにＰ３の印刷工程では、給紙された２枚目の用紙を転写部２８に搬送して、３頁目の画像を用紙の表面に対して印刷する。同時に、裏面印刷を行なう予定の１枚目の用紙を再給紙搬送部４０に搬送する。

同図（４）は、図５に示すＰ４の印刷工程を説明する図である。同図（４）に示すようにＰ４の印刷工程では、再給紙された１枚目の用紙を転写部２８に搬送して、２頁目の画像を用紙の裏面に対して印刷する。同時に、裏面印刷を行なう予定の２枚目の用紙を反転搬送部３９に搬送するとともに、給紙部３５にて３枚目の用紙を給紙する準備を行なう。

同図（５）は、図５に示すＰ５の印刷工程を説明する図である。同図（５）に示すようにＰ５の印刷工程では、給紙された３枚目の用紙を転写部２８に搬送して、５頁目の画像を用紙の表面に対して印刷する。同時に、両面印刷が終了した１枚目の用紙を排出収容部４２に排出する。また、裏面印刷を行なう予定の２枚目の用紙を再給紙搬送部４０に搬送する。

同図（６）は、図５に示すＰ６の印刷工程を説明する図である。同図（６）に示すようにＰ６の印刷工程では、再給紙された２枚目の用紙を転写部２８に搬送して、４頁目の画像を用紙の裏面に対して印刷する。同時に、裏面印刷を行なう予定の３枚目の用紙を反転搬送部３９に搬送する。

同図（７）は、図５に示すＰ７の印刷工程を説明する図である。同図（７）に示すようにＰ７の印刷工程では用紙に対する印刷は行なわずに、両面印刷が終了した２枚目の用紙を排出収容部４２に排出する。また、裏面印刷を行なう予定の３枚目の用紙を再給紙搬送部４０に搬送する。

同図（８）は、図５に示すＰ８の印刷工程を説明する図である。同図（８）に示すようにＰ８の印刷工程では、再給紙された３枚目の用紙を転写部２８に搬送して、６頁目の画像を用紙の裏面に対して印刷する。

同図（９）は、図５に示すＰ９の印刷工程を説明する図である。図９（９）に示すようにＰ９の印刷工程では、両面印刷が終了した３枚目の用紙を排出収容部４２に排出し、両面印刷を終了する。図６〜図９に示す両面印刷も同様にして行なうことができる。

本発明は、例えば、プリンター、複写機等の、電子写真式の画像形成装置に適用することができる。

１０…画像形成装置、 １２…画像読取装置、 １３…画像形成部、 １４…用紙搬送装置、 １５…画像形成装置本体、 １６…自動原稿搬送装置、 １７…原稿押さえ部材、 １８…画像読取部、 １９、２０、２１、２２…感光体ドラム、 ２３、２４、２５、２６…一次転写ロール、 ２７…中間転写ベルト、 ２８…転写部、 ２９…定着部、 ３１、３２、３３、３４…用紙収容部、 ３５…給紙部、 ３６…垂直搬送部、 ３７…レジスト部、 ３８…バキューム搬送部、 ３９…反転搬送部、 ４０…再給紙搬送部、 ４１…排出部、 ４２…排出収容部、 ４３…手差し供給装置、 ４５…現像器、 ５０…印刷制御部、 ５２…操作パネル、 ５３…画像処理部、 ５４…用紙検知センサ、 ５５…給紙用モータ、 ５６…搬送用モータ、 ５７…反転用モータ、 ５８…再給紙用モータ、 ５９…搬送路切り替え用ソレノイド

Claims (7)

1. 複数の現像器と、用紙を搬送する用紙搬送部とを備える画像形成装置であって、
   前記複数の現像器の中から画像形成に用いない色の現像器の駆動の停止と、前記停止していた現像器を用いて画像形成を行う際に前記停止していた現像器の駆動の開始の色切換制御を行う現像制御部と、
   両面印刷時に前記用紙搬送部を制御して、時間軸上に印刷の頁単位で交互に並べて設定される第１印刷期間と第２印刷期間に対して、前記第１印刷期間で用紙の第１面に画像形成するとともに、前記第２印刷期間で用紙の第２面に画像形成するよう用紙を送る交互両面送り動作と、前記第１印刷期間と前記第２印刷期間の並び順を入れ替えて画像形成をするよう用紙を送る非交互両面送り動作を制御する搬送制御部と、を有し、
   前記搬送制御部は、前記現像制御部による色切換制御に応じて前記交互両面送り動作と前記非交互両面送り動作のうち早い方の動作を選択することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記搬送制御部は、前記非交互両面送り動作時、連続する第１印刷期間で第１用紙の第１面と第２用紙の第１面に対して順に画像を形成するとともに、次に連続する第２印刷期間で前記第１面を印刷済みの第１用紙と前記第２用紙の第２面に対して順に画像形成するよう前記用紙搬送部を制御し、
   前記現像制御部は、前記連続する第１印刷期間と前記連続する第２印刷期間の間に前記色切換制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記搬送制御部は、前記交互両面送り動作と前記非交互両面送り動作のそれぞれの時間を算出し、前記算出したそれぞれの時間を比較して前記交互両面送り動作と前記非交互両面送り動作のうち早い方の動作を選択することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記搬送制御部は、所定頁数分の印刷色情報を取得し、前記取得した印刷色情報に基づいて前記色切換制御が存在すると判断した場合、前記交互両面送り動作と前記非交互両面送り動作のそれぞれの時間を算出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記搬送制御部は、前記色切換制御が存在しないと判断した場合、前記交互両面送り動作を選択することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記搬送制御部は、用紙に対する第１面印刷と第２面印刷との間隔を表す情報に１頁分を加えた頁数を前記所定頁数とすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 前記搬送制御部は、前記交互両面送り動作と前記非交互両面送り動作のうち前記現像制御部による色切換制御の回数が少ない動作を前記早い方の動作として選択することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
   

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