JP2015018168A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非定形用紙を給紙できる給紙部を用いた両面画像形成を可能にすると共に、両面画像形成のための搬送の分岐部までに用紙長が不明な用紙については用紙反転部に導くことなく排紙する。
【解決手段】両面モードで且つ手差しフリーサイズモードが設定されている場合、用紙長さ検知処理が開始される。搬送フラッパ１７２、１８２の切り替えタイミングまでに用紙長さＬが決定されていないと第２の条件が不成立となり、ＣＰＵ３０１は、用紙搬送路２３１の方向へ用紙を導くように搬送フラッパ１７２、１８２を切り替える。また、用紙長さＬが決定されたとしても、用紙長さＬが第１の条件（ローラ間距離Ｌｒｍａｘ＋α≦Ｌ≦反転パス距離Ｌｐｍａｘ）を満たさない場合は、ＣＰＵ３０１は、用紙搬送路２３１の方向へ用紙を導くように搬送フラッパ１７２、１８２を切り替える。
【選択図】図１４

Description

本発明は、両面モードでの画像形成が可能な画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置には、定形サイズの用紙を格納する給紙段だけでなく、様々な非定形サイズ（定型でないサイズ）の用紙を給紙できる給紙部として例えば手差しトレイが設けられたものがある。この種の画像形成装置には、手差しトレイにセットされた用紙の幅方向（搬送方向に直交する方向）の長さを検知できるものがある。

また、特許文献１に示されるように、手差しトレイ上の幅検知によって得られた用紙幅の情報によって、候補となる定形サイズを操作部上に表示してユーザに選択させ、用紙のサイズを決定する装置も知られている。

また、特許文献２に示されるように、手差しフリーサイズモードにおいて、用紙搬送路上のセンサの出力によって、手差しトレイから給紙される用紙の搬送方向の用紙長を判別し、用紙長に応じて中間トレイの搬入ゲートを制御する装置も知られている。

ところで、一般に、画像形成装置で両面画像形成を行う場合に、第１面（表面）への画像形成後の用紙が搬送される両面パスを、適切に通過できる用紙とできない用紙とが存在し得る。例えば、搬送方向の用紙長が、両面パス上に配置されている用紙搬送ローラの間隔よりも短い用紙は、用紙搬送ローラ間で用紙の受け渡しができず、通過できない。このような用紙長の短すぎる用紙を用いた場合、自動両面モードを適切に実行できない。

また、両面パスに用紙を搬送する際に用紙の表裏を入れ替えるための反転パスを有する装置においては、搬送方向の用紙長が反転パス長よりも長い用紙は反転させることができない。従って、用紙長が長すぎる用紙を用いた場合も、自動両面モードを適切に実行できない。

これらの課題を解決するために、搬送パスの搬送ローラの数を増やしてそれらの配置間隔を短く設定したり、反転パスの長さを長く構成したりすると、画像形成装置の大型化とコスト上昇を招く。かかる事情から、多くの従来機種においては、搬送方向用紙長が確定していない状態で手差しトレイから用紙を給送する手差しフリーサイズモード時には、自動両面モードを禁止している。

特開平６−１４８９９０号公報 特開平７−３３０２２８号公報

しかしながら、手差しフリーサイズモードで画像形成を実行する際に、手差しトレイにセットされる用紙がＡ４やＡ３等の一般的な定形用紙である場合であっても、自動両面モードが一律に禁止されると、ユーザビリティが著しく損なわれる。また、特許文献２の装置において、手差しフリーサイズモード時に両面モードを許可した場合、搬送できない用紙長と判断したときには紙詰まりとして処理するしかなく、ダウンタイムの原因となる。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものである。その目的は、非定形用紙を給紙できる給紙部を用いた両面画像形成を可能にすると共に、両面画像形成のための搬送の分岐部までに用紙長が不明な用紙については用紙反転部に導くことなく排紙することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、用紙の両面に画像形成を行う両面モードを実行可能な画像形成装置であって、定形及び非定形のサイズの用紙を給紙することが可能な給紙手段と、前記給紙手段から給紙された用紙に画像を形成する画像形成手段と、前記両面モード時に前記画像形成手段により第１面に画像形成された用紙の表裏を反転させるための用紙反転手段と、前記画像形成手段により画像形成された用紙が排出される排紙トレイと、前記用紙反転部に向かう第１の搬送路または前記排紙トレイに向う第２の搬送路に用紙の搬送先を切り替えるための切替手段と、前記給紙部から給紙される用紙の搬送方向における長さを検知する処理を用紙の搬送中に行う検知手段と、両面モード時に、前記用紙のサイズが未知で且つ、前記用紙が前記切替手段に到達する前に前記検知手段による検知結果が得られない場合は、前記第１面に画像形成された用紙を前記第２の搬送路へ搬送するよう前記切替手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、非定形用紙を給紙できる給紙部を用いた両面画像形成を可能にすると共に、両面画像形成のための搬送の分岐部までに用紙長が不明な用紙については用紙反転部に導くことなく排紙することができる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。 制御ブロック図である。 画像形成装置内の用紙搬送路の主要部を示す拡大図である。 手差しトレイの上面図である。 各用紙種類と用紙長さと両面モード実行の可否とが対応付けられた情報を示す図である。 手差し動作モードの切り替え画面を示す図である。 手差しサイズ設定画面を示す図である。 設定情報表示画面を示す図である。 両面モード設定画面を示す図である。 報知画面を示す図である。 レジストレーションセンサの出力変化を示すタイムチャートである。 用紙長さ検知処理のフローチャートである。 手差し動作モード時の画像形成シーケンス処理のフローチャートである。 手差し・両面モード時の用紙搬送処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。図２は、本画像形成装置の制御ブロック図である。図１、図２を用いて、本画像形成装置の基本的な構成及び動作を説明する。

この画像形成装置は、電子写真方式のカラープリンタとして構成される。しかし、しかし、両面モードでの画像形成が可能な画像形成装置であればよく、例えば白黒プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、あるいは複合機であってもよい。

図１に示すように、この画像形成装置は、用紙を供給するために給紙部として、給紙カセット１５０、給紙カセット２２０及び手差しトレイ２１０を備える。給紙カセット１５０、２２０は、定形サイズの用紙が収容される給紙部である。手差しトレイ２１０は、定形に限らず、非定形サイズの矩形用紙をセットして給紙することが可能な給紙部である。また、この画像形成装置は、給紙部から装置内に導入された用紙を装置外へ排出するための排紙部として、排紙トレイ１９６及び排紙トレイ２００を有する。

この画像形成装置においては、画像形成モード（ないし印刷モード）として、両面モードと片面モードとが選択的に設定可能である。また、給紙モードとして、給紙カセット１５０または給紙カセット２２０から給紙される通常給紙モードと、手差しトレイ２１０から給紙される手差し動作モードとを選択的に設定可能である。手差し動作モードにおいては、用紙サイズをユーザが指定する手差しサイズ指定モードと、用紙サイズを指定しない手差しフリーサイズモードとが選択的に設定可能である。手差しフリーサイズモードにおいては、手差しトレイ２１０からの給紙が開始された時点で用紙のサイズは未知である。

図２に示すように、この画像形成装置は、制御部３００、画像形成部３２０、ＵＩ３３０のほか、各種のモータ、ローラ及びセンサを有する。ＵＩ３３０は、操作部や表示部を備えるユーザインターフェイスである。画像形成部３２０は、図１に示すプロセスユニット１２０、転写ベルト１３０、二次転写部１４０、レーザスキャナユニット１１０及び定着器１７０等の、画像形成に関わる構成要素を有する。

制御部３００は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３を有する。ＵＩ３３０から、例えばプリント動作開始の指示がＣＰＵ３０１に入力されると、ＣＰＵ３０１は、Ｉ／Ｏ３１０を介して接続された第１搬送モータ１４５及び第２搬送モータ１４６を駆動制御する。また、Ｉ／Ｏ３１０を介して、搬送センサ１７１、レジストレーションセンサ１６０、給紙ピックアップセンサ１５２、紙幅ボリュームセンサ１６７、手差し紙有無センサ２１４からの検知信号がＣＰＵ３０１に供給される。

また、ＣＰＵ３０１は、画像形成部３２０を制御し、プロセスユニット１２０、転写ベルト１３０、二次転写部１４０等の高圧、駆動、レーザスキャナユニット１１０、定着器１７０のヒータ等の各制御を行える。

ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２に格納された制御プログラムを実行し、その際、ＲＡＭ３０３は、作業領域として用いられる。従って、後述するフローチャートの処理は全てＣＰＵ３０１が実行する。固定値として定義されるデータはＲＯＭ３０２に格納され、一時的なデータの記憶にはＲＡＭ３０３が用いられる。

第１搬送モータ１４５は、給紙ピックアップローラ１５１、レジストレーションローラ１６１、ローラ１５３、１５４、１５５の駆動源となる。第２搬送モータ１４６は、搬送ローラ１６２、２３２の駆動源となる。ＣＰＵ３０１はまた、Ｉ／Ｏ３１０を介して接続された手差し搬送モータ１４７を駆動制御する。手差し搬送モータ１４７は、駆動し手差しピックアップローラ２１１の駆動源となる。

ＵＩ３３０等からプリント動作開始の指示が入ると、ＣＰＵ３０１がＩ／Ｏ３１０を介して第１搬送モータ１４５を駆動制御することで、給紙ピックアップローラ１５１が回転駆動され、給紙カセット１５０内の用紙が１枚ずつ給紙搬送される。このとき、用紙の給紙動作が正常に行えたかをＣＰＵ３０１が給紙ピックアップセンサ１５２を用いて監視する。給紙カセット２２０から給紙される場合の動作もこれと同様である。

手差しトレイ２１０からの用紙搬送について説明する。手差しトレイ２１０に用紙がセットされている状態で、ＵＩ３３０より手差しトレイ２１０上の用紙を給紙すべきとの指示があると、ＣＰＵ３０１はＩ／Ｏ３１０を介して手差し搬送モータ１４７を駆動制御する。それにより手差しピックアップローラ２１１が回転駆動され、手差しトレイ２１０上の用紙が１枚ずつ給紙搬送される。このとき、ＣＰＵ３０１はレジストレーションセンサ１６０を監視し、給紙動作が正常に行えたかを監視する。手差し紙有無センサ２１４は、手差しトレイ２１０上に用紙がセットされているかを検知する。

いずれの給紙部から給紙された用紙も、搬送ローラ１５５から搬送ローラ１６２までの用紙搬送路１４１を搬送される。両面モード時における用紙の裏面への画像形成が行われる際にも、表裏が反転された用紙が、搬送ローラ１５５から搬送ローラ１６２に向かって用紙搬送路１４１を搬送される。

一方、ＣＰＵ３０１は、用紙搬送路１４１の途中の二次転写部１４０に用紙が到着するタイミングに間に合うように、プロセスユニット１２０での画像形成動作を開始させる。プロセスユニット１２０は、感光ドラム、現像器、帯電ローラ、感光ドラムクリーナなどによって構成されている。

プロセスユニット１２０では、感光ドラム表面が帯電された後、レーザスキャナユニット１１０から照射されるレーザ光により、感光ドラム上に潜像が形成される。そして、感光ドラム上に形成された潜像は、現像器内のトナーにより感光ドラム上に現像される。その後、感光ドラム上に現像されたトナー像は、一次転写部１２１において一次転写電圧を印加され、転写ベルト１３０へ転写される。転写ベルト１３０へ転写されたトナー像は、転写ベルト１３０の回転によって二次転写部１４０へ搬送される。

また、ＣＰＵ３０１は、搬送ローラ１５３、搬送ローラ１５４、搬送ローラ１５５により搬送された用紙の位置を、レジストレーションセンサ１６０の出力を監視することで検知する。そして、レジストレーションセンサ１６０に用紙先端が到達したタイミングを考慮し、用紙先端と、転写ベルト１３０上の１ページの領域の先端とが、二次転写部１４０で一致するように用紙の搬送を制御する。例えば、トナー像に対して用紙が早く進んでいる場合には、レジストレーションローラ１６１で用紙を所定時間停止させた後に、再度搬送を再開させる。

以上のようにして二次転写部１４０に到達した用紙とトナー像に対し、二次転写電圧が印加されることにより、トナー像が用紙に転写される。二次転写後の用紙は、搬送ベルト１９０、定着器１７０へ搬送される。定着器１７０で、用紙上のトナー像が用紙に加熱定着される。その後、用紙はさらに装置下流側へ搬送される。

定着器１７０の下流側に搬送センサ１７１が配置される。定着後の用紙先端が搬送センサ１７１に到達すると、ＣＰＵ３０１は、第１の搬送路である用紙搬送路２３０、あるいは、いずれも第２の搬送路である用紙搬送路２３１、２３４のいずれに用紙を搬送すべきかを判断する。この判断は、原則として、予めＵＩ３３０から指定されている指示に従ってなされる。そしてＣＰＵ３０１は、その判断に従って、搬送ローラ１６２の下流側に配置される搬送フラッパ１７２及び搬送フラッパ１８２を駆動して、用紙の搬送先を切り替える。即ち、搬送フラッパ１７２及び搬送フラッパ１８２は用紙の搬送先を切り替える切替手段として機能する。

図３は、画像形成装置内の用紙搬送路の主要部を示す拡大図である。用紙搬送路１４１の下流側は、搬送センサ１７１、搬送ローラ１６２及び搬送フラッパ１７２、１８２が配置されている位置（以下、「分岐部Ｂ」と呼称する）で搬送先が分岐している。図１、図３に示すように、分岐先のうち、分岐部Ｂから、用紙反転部である両面反転搬送路２３３へ向かって形成される搬送路が用紙搬送路２３０である。また、分岐部Ｂから排紙トレイ１９６に向かって形成される搬送路が用紙搬送路２３１である。分岐部Ｂから排紙トレイ２００に向かって形成される搬送路が用紙搬送路２３４である。

搬送フラッパ１７２、１８２は、ＣＰＵ３０１によって駆動されて、両者の位置の組み合わせとして３つの位置をとることができ、これらがとる位置によって、分岐部Ｂからの用紙の搬送先が規定される。

具体的には、両面モード時や、排紙トレイ２００に対して印字面を下向きに排紙する場合には、ＣＰＵ３０１は、搬送フラッパ１７２を切り替えて用紙搬送路２３０へと用紙を搬送するよう制御する。また、片面モード時や、両面モードにおいて排紙トレイ１９６へと排紙する場合には、ＣＰＵ３０１は、搬送フラッパ１８２を切り替えて用紙搬送路２３１へと用紙を搬送するよう制御する。

さらに、排紙トレイ２００に対する排紙命令がなされている場合は、搬送フラッパ１７２及び搬送フラッパ１８２を切り替えて用紙搬送路２３４へと用紙を搬送するよう制御する。用紙搬送路２３１へ搬送された用紙は、搬送ローラ２３２等により、さらに下流へ搬送されて、排紙トレイ１９６に排紙される。

また、両面モード時には通常、１面目の印刷後の用紙は用紙搬送路２３０へと進み、そのまま両面搬送ローラ１６４、１６５、１６６、１７９、１６８によって両面反転搬送路２３３へと搬送される。その後、用紙後端が両面搬送ローラ１７９を超えたら、ＣＰＵ３０１は、両面搬送ローラ１６９の方向へ用紙を導くように両面反転フラッパ１７８を切り替え、両面搬送ローラ１７９、１６８の回転を逆転させる。すると両面搬送ローラ１６９、１７５、１７６、１７７によって用紙は搬送され、搬送ローラ１５５へと受け渡される。その後、用紙は用紙搬送路１４１に再び導入され、裏面への画像形成がなされる。

また、片面モード時において排紙トレイ２００へ印字面を下向きに排紙する時は、用紙は、一旦、用紙搬送路２３０へと進む。そして、用紙後端が反転ローラ１６３を超えたら、ＣＰＵ３０１は、両面搬送ローラ１６４、１６５、１６６、１７９、１６８の回転を逆転させ、排紙ローラ１８０の方向へ用紙を搬送するよう制御し、用紙搬送路２３４を通じて排紙トレイ２００へと排紙する。

なお、これらの基本的な画像形成動作は一例であり、本発明はこの構成に限定されるものではない。

図４は、手差しトレイ２１０の上面図である。手差しトレイ２１０上にセットされた用紙は手差しピックアップローラ２１１によって分離・搬送される。セットされた用紙は手差しサイド規制ガイド２１２、２１３によって挟持されることで、手差しピックアップローラ２１１による搬送時に斜行しながら搬送することが防止される。

本実施の形態では、用紙の搬送方向における長さを用紙長さ或いは単に長さと記し、搬送方向に直交する幅方向における長さを用紙幅と記す。

手差しトレイ２１０に、前回とは用紙幅が異なっている用紙がセットされたとしても、ユーザが、手差しサイド規制ガイド２１２、２１３を矢印２１５の方向にスライドさせることによって、給紙時の用紙の斜行を防止することができる。さらに手差しサイド規制ガイド２１２、２１３は紙幅ボリュームセンサ１６７に対して不図示のリンクを介して連結されており、幅方向における手差しサイド規制ガイド２１２の位置に応じた値がＣＰＵ３０１に対して入力される。ＣＰＵ３０１は、入力された値を基に用紙幅の検知を実施する。

続いて図３を用いて、両面モードを実行可能な用紙長さと搬送ローラ／搬送パスとの関係について説明する。

両面モードを適切に実行するためには、まず、搬送ローラ間で用紙の受け渡しが確実になされる必要がある。そのためには、用紙長さは、用紙搬送路２３０から両面反転搬送路２３３を経て用紙搬送路１４１に戻るまでの搬送路における搬送ローラの配置間隔のうち最も長い間隔よりも長い必要がある。本実施の形態では、両面搬送ローラ１７６と両面搬送ローラ１７７との間の距離が最も長く、これをローラ間距離Ｌｒｍａｘとする。従って、搬送可能な用紙長さは、ローラ間距離Ｌｒｍａｘ＋αが下限となる。本実施の形態では、αは５ｍｍとするが、他の値であってもよい。

両面モードを適切に実行するためには、さらに、用紙の表裏を両面反転搬送路２３３において反転させる必要がある。用紙長さが両面反転搬送路２３３の長さより長いと、適切に反転できない。従って、用紙長さは、両面反転搬送路２３３において反転することが可能な用紙の最大長さ以下である必要がある。本実施の形態では、両面搬送ローラ１７９から両面反転搬送路２３３の先端（奥側の端位置）までの長さを反転パス距離Ｌｐｍａｘとする。反転可能な用紙長さは、反転パス距離Ｌｐｍａｘが上限となる。

用紙長さをＬと記すと、両面モードを適切に実行するために、用紙長さＬが所定範囲（Ｌｒｍａｘ＋αからＬｐｍａｘまでの範囲）内にある必要がある、これを満たすべき第１の条件は、Ｌｒｍａｘ＋α≦Ｌ≦Ｌｐｍａｘが成立することである。

ここで、ローラ間距離Ｌｒｍａｘを１５０ｍｍとし、反転パス距離Ｌｐｍａｘを４６０ｍｍとした場合の、各用紙種類の両面モード実行の可否をまとめた表が図５に示される。

図５に示す、各用紙種類（サイズ及び送り方向）と、用紙長さと、両面モード実行の可否とが対応付けられた情報が、予めＲＯＭ３０２に格納されている。両面モードが実行可能な定形用紙の最小サイズはＢ５の横送り（１８２ｍｍ）であり、最大サイズは１２×１８の縦送り（４５７．２ｍｍ）となる。なお、横送りとは、用紙の短手方向が搬送方向に平行となるような搬送であり、縦送りとは、用紙の長手方向が搬送方向に平行となるような搬送である。

ところで、手差し動作モードにおいては、ＣＰＵ３０１は、両面モードが適切に実行できるか否かによって、搬送フラッパ１７２、１８２を切り替えて分岐部Ｂで分岐先を分ける。そのためにＣＰＵ３０１は、両面モードが適切に実行できるか否かを、用紙搬送路１４１を搬送される用紙が分岐部Ｂに到達する前に判断する必要がある。ここで、「用紙が分岐部Ｂに到達する前」とは、搬送フラッパ１７２、１８２の切り替えタイミングよりも前と同義であり、制御上は、搬送センサ１７１がオンする前という意味である。なお、搬送センサ１７１の配置位置は、搬送フラッパ１７２、１８２に近いのが望ましいが、本実施の形態では、これらのフラッパから上流側に３０ｍｍの位置としている。

手差しサイズ指定モード時には、用紙が分岐部Ｂに到達する前に用紙サイズが既知となっているため、用紙サイズから判明する用紙長さＬに応じて分岐先を分ければよい。

一方、手差しフリーサイズモード時には、給紙開始時には用紙長さＬが未知である。そこで、ＣＰＵ３０１は、後述する図１２の用紙長さ検知処理によって、用紙搬送路１４１上を搬送しながら用紙長さＬを検知する。そしてＣＰＵ３０１は、用紙が分岐部Ｂに到達する前に用紙長さＬが把握できれば、その用紙長さＬに応じて分岐先を分ける。しかし、用紙が分岐部Ｂに到達する前に用紙長さＬが把握できなかった場合は、両面モードを適切に実行できるかどうかが不明であるので、ＣＰＵ３０１は、両面モードが適切に実行できない場合と同じ分岐先に用紙を搬送するよう制御する。

従って、両面モードを適切に実行するために満たすべき第２の条件は、用紙が分岐部Ｂに到達する前にＣＰＵ３０１が用紙長さＬを把握できていること、となる。上記の第１の条件及び第２の条件が成立すると、用紙は分岐部Ｂから用紙搬送路２３０に搬送されることになる。

次に、図６〜図１０で、ＵＩ３３０を用いた各種モード等の設定について説明する。図６〜図１０は、ＵＩ３３０の表示部に表示される表示画面の例を示す図である。

図６に示す手差し動作モードの切り替え画面７００において、手差しフリーサイズモードボタン７０１または手差しサイズ指定モードボタン７０２をユーザが選択的にオンし、続いてＯＫボタン７０４をオンする。すると、手差しフリーサイズモードまたは手差しサイズ指定モードが設定される。ＣＰＵ３０１はＲＡＭ３０３にその設定情報を格納する。なお、キャンセルボタン７０３がオンされると、選択前の状態に戻る。

手差しサイズ指定モードが設定された状態で手差しトレイ２１０上に用紙がセットされたことを手差し紙有無センサ２１４が検知すると、図７に示すような、ユーザにサイズ設定を促す手差しサイズ設定画面８００が表示される。ユーザがサイズを指定するためのボタン８０１とＯＫボタン８０２とを続けてオンすることで、サイズの指定が決定され、ＣＰＵ３０１はその情報をＲＡＭ３０３に格納する。

図６及び図７の設定画面で設定された内容が、図８（ａ）または図８（ｂ）に示す設定情報表示画面９００に表示される。サイズ表示部９０１には、手差しフリーサイズモードが設定されているときには「フリー」と表示され（図８（ａ））、手差しサイズ指定モードが設定されているときには、指定されているサイズが表示される（図８（ｂ））。

設定情報表示画面９００において、両面モード設定ボタン９０２がオンされると、図９に示すような両面モード設定画面１２００が表示される。ここでユーザがＯＦＦボタン１２０２を選択してＯＫボタン１２０３をオンすると、画像形成モードの設定状態は片面モードに戻る。一方、ユーザがＯＮボタン１２０１を選択してＯＫボタン１２０３をオンすると、図１０に示すような報知画面１３００が表示される。

この報知画面１３００は、手差しフリーサイズモードで且つ両面モードという設定で画像形成及び用紙搬送の処理を行う場合の制限の確認を促すものである。すなわち、両面画像形成を行うことなく片面画像形成のみで排紙される可能性がある旨が報知される。ユーザが、ＯＫボタン１３０２をオンすると、手差しフリーサイズモードで且つ両面モードという設定で、後述する図１３及び図１４の処理が開始されることになる。

一方、報知画面１３００において、ユーザがサイズ指定ボタン１３０１をオンすると、手差しサイズ設定画面８００（図７）がＵＩ３３０に表示され、ユーザは、手差しトレイ２１０にセットされている用紙のサイズの指定を行える。ここでサイズ指定を行えば、手差し動作モードの設定状態は手差しサイズ指定モードになり、図８（ｂ）に示す設定情報表示画面９００が表示される。

なお、図８（ａ）に示す設定情報表示画面９００が表示されている状態で、不図示のスタートボタンがオンされると、図１０に示す報知画面１３００が表示される。図８（ｂ）に示す設定情報表示画面９００が表示されている状態で、不図示のスタートボタンがオンされると、手差しサイズ指定モードで且つ両面モードという設定で、後述する図１３及び図１４の処理が開始されることになる。

次に用紙長さＬの検知について図１１、図１２で説明する。図１１は、レジストレーションセンサ１６０の出力変化を示すタイムチャートである。図１２は、用紙長さ検知処理のフローチャートである。

用紙長さＬは、用紙搬送路１４１上の所定位置を用紙の先端が通過してから後端が通過するまでにかかる時間と、その間の用紙の搬送速度とから決定される。本実施の形態では、レジストレーションセンサ１６０を用い、レジストレーションセンサ１６０が用紙を検知することによりオンしている時間とその間の用紙の搬送速度とによって用紙長さＬを決定する。なお、所定位置は手差しトレイ２１０に近い位置が好ましいが、レジストレーションセンサ１６０の位置に限定されず、用紙搬送路１４１におけるいずれかの位置でよい。また、用紙長さを検知するために使用するセンサはレジストレーションセンサ１６０に限られない。

まず、図１１に示すように、レジストレーションセンサ１６０がオンとなる時点Ｔ４００からオフとなる時点Ｔ４０１までの所要時間が、レジストレーションセンサ１６０の配置位置において、用紙の先端が通過してから用紙の後端が通過するまでの時間である。この時間を検知時間Ｔ１とする。検知時間Ｔ１における用紙の搬送速度をＳ１とする。用紙長さＬは、Ｌ＝Ｔ１×Ｓ１により算出される。

ＣＰＵ３０１が実際に用紙長さＬを求めるシーケンスについて、図１２で説明する。

まず、ＣＰＵ３０１は、検知時間Ｔ１の値を初期化し（ステップＳ１０１）、レジストレーションセンサ１６０がＯＮするのを待つ（ステップＳ１０２）。そして、レジストレーションセンサ１６０がＯＮしたら、ＣＰＵ３０１は、その時点の時刻Ｔｏｎを取得すると共に（ステップＳ１０２）、現時点での搬送速度Ｓ１も併せて取得する（ステップＳ１０４）。

次に、ＣＰＵ３０１は、レジストレーションセンサ１６０がＯＦＦするのを待ち（ステップＳ１０５）、レジストレーションセンサ１６０がＯＦＦしたら、その時点の時刻Ｔｏｆｆを取得する（ステップＳ１０６）。

そしてＣＰＵ３０１は、取得した時刻Ｔｏｆｆから時刻Ｔｏｎを引いて検知時間Ｔ１を算出する（Ｔ１＝Ｔｏｆｆ−Ｔｏｎ）（ステップＳ１０７）。次に、検知時間Ｔ１と搬送速度Ｓ１を積算することで（Ｌ＝Ｔ１×Ｓ１）、その結果を用紙長さＬとして決定し（ステップＳ１０８）、図１２に処理を終了させる。求めた用紙長さＬはＲＡＭ３０３に格納しておく。

なお、レジストレーションセンサ１６０がＯＮしている期間中に搬送速度Ｓ１が変化した場合は、搬送速度Ｓ１は、随時計測したものから、レジストレーションセンサ１６０がＯＮしている期間中の平均の速度として定めてもよい。あるいは、変速時点で区間を分け、区間ごとに案出した長さを加算して用紙長さＬを求めてもよい。

次に、手差し動作モードが設定されているときの画像形成シーケンスについて説明する。図１３は、手差し動作モード時の画像形成シーケンス処理のフローチャートである。この処理は、手差し動作モードが設定されている状態で、不図示のスタートボタン、またはそれに準ずるボタンであって開始指示をするためのボタンがオンされると開始される。

まず、ＣＰＵ３０１は、手差し紙有無センサ２１４がＯＮになっているか否かを判別する（ステップＳ２０１）。手差し紙有無センサ２１４がＯＮになっていない場合は、手差しトレイ２１０上に用紙がセットされていないと判断されるため、ＣＰＵ３０１は図１３の処理を終了させる。一方、手差し紙有無センサ２１４がＯＮになっている場合は、ＣＰＵ３０１は、紙幅ボリュームセンサ１６７からの検知信号から、手差しトレイ２１０上にセットされている用紙の用紙幅Ｗを取得する（ステップＳ２０２）。そして、ＣＰＵ３０１は、取得した用紙幅Ｗを、プロセスユニット１２０による幅方向における作像の範囲である幅方向画像領域として設定する（ステップＳ２０３）。

次に、ＣＰＵ３０１は、用紙長さＬを既に把握しているか、すなわち用紙長さＬが決定済みか否かを判別する（ステップＳ２０４）。ここで、手差しサイズ指定モードが設定されている場合は、用紙長さＬは決定済みである。一方、手差しフリーサイズモードが設定されている場合は、図１２の用紙長さ検知処理による用紙長さＬの算出が完了していれば用紙長さＬは決定済みとなるが、そうでない場合は、用紙長さＬは未決定となる。

その判別の結果、用紙長さＬが決定済みの場合は、ＣＰＵ３０１は、用紙長さＬを、搬送方向における作像の範囲である搬送方向画像領域として設定する（ステップＳ２０５）。一方、用紙長さＬが未決定の場合は、ＣＰＵ３０１は、搬送方向画像領域を最大長に設定する（ステップＳ２０６）。

次に、ＣＰＵ３０１は、プロセスユニット１２０に画像形成動作を開始させ（ステップＳ２０７）、搬送方向画像領域が最大長に設定されているか否かを判別する（ステップＳ２０８）。その判別の結果、搬送方向画像領域が最大長に設定されていない場合は、ＣＰＵ３０１は、用紙長さＬを既に把握しているので、図１３の処理を終了させる。一方、搬送方向画像領域が最大長に設定されている場合は、ＣＰＵ３０１は、用紙長さＬを未だ把握していないので、図１２の用紙長さ検知処理による用紙長さＬの決定を待つ（ステップＳ２０９）。

そして、用紙長さＬが決定されると、ＣＰＵ３０１は、プロセスユニット１２０による作像済みとなっている搬送方向の長さが用紙長さＬより短いか否かを判別する（ステップＳ２１０）。その判別の結果、作像済みとなっている搬送方向の長さが用紙長さＬより短い場合は、ＣＰＵ３０１は、用紙長さＬから搬送方向作像済み長さを減算して未作像の作像残領域を決定する（ステップＳ２１１）。一方、作像済みの搬送方向の長さが用紙長さＬに達した場合は、搬送方向における必要な長さの作像が完了したので、ＣＰＵ３０１は、作像を終了させる（ステップＳ２１２）。ステップＳ２１１、Ｓ２１２の処理後は図１３の処理は終了する。

なお、手差しトレイ２１０を用いない通常給紙モードの場合の画像シーケンスは図示しないが、基本的には図１３の処理と同様である。ただし、給紙に用いられるカセットにより定まる用紙サイズに応じて、搬送方向の画像領域及び幅方向の画像領域の設定がなされる。

図１４は、手差し動作モードで且つ両面モードが設定されている状態で実行される、手差し・両面モード時の用紙搬送処理のフローチャートである。この処理は、ＯＫボタン１３０２（図１０）がオンされたとき、または、図８（ｂ）に示す設定情報表示画面９００が表示されている状態で、不図示のスタートボタンがオンされると開始される。

まず、ＣＰＵ３０１は、手差し紙有無センサ２１４がＯＮになっているか否かを判別する（ステップＳ３０１）。手差し紙有無センサ２１４がＯＮになっていない場合は、手差しトレイ２１０上に用紙がセットされていないと判断されるため、ＣＰＵ３０１は図１３の処理を終了させる。一方、手差し紙有無センサ２１４がＯＮになっている場合は、ＣＰＵ３０１は、用紙長さＬを既に把握しているか、すなわち用紙長さＬが決定済みか否かを判別する（ステップＳ３０２）。

ここで、手差しサイズ指定モードが設定されている場合は、用紙長さＬは決定済みである。一方、手差しフリーサイズモードが設定されている場合、用紙長さＬは未決定となる。

その判別の結果、ＣＰＵ３０１は、用紙長さＬが決定済みの場合はステップＳ３０６に処理を進める一方、用紙長さＬが未決定の場合は、ステップＳ３０３とステップＳ３１０とに処理を進める。すなわちＣＰＵ３０１は、ステップＳ３０３以降の処理とステップＳ３１０の処理とを並行して行う。ステップＳ３１０では、ＣＰＵ３０１は、前述した図１２の用紙長さ検知処理を開始する。

ステップＳ３０３では、ＣＰＵ３０１は、図１２の用紙長さ検知処理による用紙長さＬの決定が完了したか否かを判別する。その判別の結果、用紙長さＬが決定していない場合は、ＣＰＵ３０１は、搬送フラッパ１７２、１８２の切り替えタイミングとなったか否かを判別する（ステップＳ３０４）。この切り替えタイミングは、上述したように、用紙が分岐部Ｂに到達したかという意味であり、搬送センサ１７１がオンしたか否かによって判断される。

そして、搬送フラッパ１７２、１８２の切り替えタイミングとなっていない場合は、ＣＰＵ３０１は、処理をステップＳ３０３に戻す。しかし、用紙長さＬが決定していないまま搬送フラッパ１７２、１８２の切り替えタイミングとなった場合は、用紙長さＬが把握できないため、第２の条件が成立せず、両面モードの適切な実行が可能かどうかの判断ができない。

そこでＣＰＵ３０１は、用紙搬送路２３１の方向へ用紙を導くように搬送フラッパ１７２、１８２を切り替える（ステップＳ３０５）。従って、この場合は、片面画像だけが形成された状態で排紙トレイ１９６に排紙される。すなわち、ＣＰＵ３０１は、両面モードを実行できないような長い用紙がセットされた可能性があると判断して両面モードを中断し、片面画像のまま排紙する動作に切り替えるよう制御する。その後、ＣＰＵ３０１は、図１４の処理を終了させる。

一方、ステップＳ３０３の判別の結果、用紙長さＬが決定されている場合は、ＣＰＵ３０１は、ステップＳ３０４と同様に、搬送フラッパ１７２、１８２の切り替えタイミングとなったか否かを判別する（ステップＳ３０６）。そして、ＣＰＵ３０１は、搬送フラッパ１７２、１８２の切り替えタイミングとなるまで待ち、切り替えタイミングとなったら、ステップＳ３０７に処理を進める。

ステップＳ３０７では、ＣＰＵ３０１は、用紙長さＬがローラ間距離Ｌｒｍａｘ＋α以上であるか否かを判別する。続くステップＳ３０８では、用紙長さＬが反転パス距離Ｌｐｍａｘ以下であるか否かを判別する。すなわち、ＣＰＵ３０１は、ステップＳ３０７及びステップＳ３０８で、第１の条件（Ｌｒｍａｘ＋α≦Ｌ≦Ｌｐｍａｘ）が成立するか否かを判断している。

これらの判別の結果、ステップＳ３０７でＬｒｍａｘ＋α＞Ｌである場合は、用紙長さＬが短すぎて搬送ローラ間で用紙の受け渡しができないと判断できるので、前述したステップＳ３０５を実行する。また、ステップＳ３０８でＬ＞Ｌｐｍａｘである場合は、用紙長さＬが長すぎて両面反転搬送路２３３での反転ができないと判断できるので、前述したステップＳ３０５を実行する。これらの場合も、用紙は、片面画像だけが形成された状態で排紙トレイ１９６に排紙されることになる。

Ｌｒｍａｘ＋α≦Ｌ≦Ｌｐｍａｘが成立する場合は、適切な両面モードが実行できると判断されるので、ステップＳ３０７→Ｓ３０８→Ｓ３０９へと処理が進む。ステップＳ３０９では、ＣＰＵ３０１は、用紙搬送路２３０の方向、すなわち本来の両面搬送の方向へと用紙を導くように、搬送フラッパ１７２、１８２を切り替える。

これにより、用紙は、用紙搬送路２３０及びに両面反転搬送路２３３を経て再び用紙搬送路１４１を搬送され、用紙の裏面への画像形成がなされる。その時の画像形成は表面の画像形成と同様に図１３の処理と同等のシーケンスで実行される。ただし、用紙長さＬの把握は済んでいるので、用紙長さＬに応じて搬送方向の画像領域の設定がなされる。ステップＳ３０９の処理後は、ＣＰＵ３０１は、図１４の処理を終了させる。

このような処理により、手差しフリーサイズモードにおいても両面モードが設定可能となり、実際の用紙長さＬを検出した結果から両面モードを実施するかどうかが判断される。これにより、手差しフリーサイズモードのユーザビリティを維持しつつ、実行できない両面モードを中断して排紙することで、不要な紙詰まり等の発生が回避される。

なお、ステップＳ３０５では、排紙先が排紙トレイ１９６となるように各フラッパを切り替えたが、片面モード用の排紙口である排紙トレイ２００に排紙させるべく、用紙搬送路２３４の方向へ用紙を導くよう各フラッパを切り替えるようにしてもよい。

なお、手差しトレイ２１０上に用紙がセットされる用紙長さＬが不明であっても、定形サイズの用紙がセットされたことが、何らかの方法で判明している場合は、用紙の用紙幅Ｗを取得できれば用紙長さＬの把握が可能である。そこで、ＣＰＵ３０１は、図１２の用紙長さ検知処理に代えて、図５に示す情報を参照して、判明している定型サイズと取得した用紙幅Ｗとから、用紙長さＬを決定してもよい。また、さらに処理を簡素化するために、定形サイズが判明したら、図５に示す情報のうち、両面モード実行の可否の情報によって、分岐部Ｂからの分岐先を決定してもよい。

本実施の形態によれば、両面モード時に、用紙のサイズが未知で且つ、用紙が分岐部Ｂに到達する前に用紙長さＬの検知結果が得られていない場合は、ＣＰＵ３０１は、用紙を用紙搬送路２３０（第１の搬送路）へ導かない。その場合、用紙は分岐部Ｂから用紙搬送路２３１（第２の搬送路）へと搬送される。また、用紙は、用紙長さＬが所定範囲内にある場合は用紙搬送路２３０へと搬送され、所定範囲内にない場合は用紙搬送路２３１へと搬送される。

これらにより、非定形用紙を給紙できる給紙部（手差しトレイ２１０）を用いた両面画像形成を可能にすると共に、両面画像形成のための搬送の分岐部Ｂまでに用紙長さＬが不明な用紙については直ちに排紙することができる。セットされる用紙が定形用紙でも非定形用紙でも、両面モードが一律に禁止されることはないので、ユーザビリティが向上する。また、両面モードが適切に実行できないと判断された場合であっても、紙詰まりとして処理されるのではなく、排紙されることから、ダウンタイムを抑制することができる。

また、図１２の用紙長さ検知処理は、用紙のサイズが未知である場合（図１４のステップＳ３０２でＮＯの場合）にだけ行われるので、無駄な処理が回避される。

また、両面モードでの画像形成が開始されるに当たって、図１０の報知画面１３００の表示により、両面への画像形成がなされない可能性がある旨が報知されるので、ユーザに注意を喚起できる。従って、ユーザの意図に反して、両面印刷を希望する用紙が片面印刷だけで排紙されることを未然に防止することができる。

また、図１０の報知画面１３００において、用紙のサイズを指定できることを知らせて、手差しサイズ指定モードへの変更をユーザに教示するので、利便性が高い。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

Ｂ 分岐部
１４１、２３０、２３１、２３４ 用紙搬送路
１６０ レジストレーションセンサ
１７２、１８２ 搬送フラッパ
１９６ 排紙トレイ
２１０ 手差しトレイ
２３３ 両面反転搬送路
３０１ ＣＰＵ
３２０ 画像形成部

Claims (10)

1. 用紙の両面に画像形成を行う両面モードを実行可能な画像形成装置であって、
   定形及び非定形のサイズの用紙を給紙することが可能な給紙手段と、
   前記給紙手段から給紙された用紙に画像を形成する画像形成手段と、
   前記両面モード時に前記画像形成手段により第１面に画像形成された用紙の表裏を反転させるための用紙反転手段と、
   前記画像形成手段により画像形成された用紙が排出される排紙トレイと、
   前記用紙反転部に向かう第１の搬送路または前記排紙トレイに向う第２の搬送路に用紙の搬送先を切り替えるための切替手段と、
   前記給紙部から給紙される用紙の搬送方向における長さを検知する処理を用紙の搬送中に行う検知手段と、
   両面モード時に、前記用紙のサイズが未知で且つ、前記用紙が前記切替手段に到達する前に前記検知手段による検知結果が得られない場合は、前記第１面に画像形成された用紙を前記第２の搬送路へ搬送するよう前記切替手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、両面モード時において前記用紙が前記切替手段に到達する前に前記検知手段による検知結果が得られた場合は、前記第１の搬送路または前記第２の搬送路のうち前記検知結果に基づいて決まる搬送路へと前記用紙を搬送するよう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. 前記制御手段は、前記検知結果に基づいて、前記用紙の搬送方向における前記長さが所定範囲内にある場合は前記第１の搬送路へと前記用紙を搬送する一方、前記用紙の搬送方向における前記長さが前記所定範囲内にない場合は前記第２の搬送路へと前記用紙を搬送するよう制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記所定範囲の上限は、前記用紙反転手段により用紙を反転することが可能な前記用紙の最大長さに設定されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記所定範囲の下限は、前記第１の搬送路から前記用紙反転手段を経て前記前記画像形成手段に戻るまでの搬送路における搬送ローラの配置間隔のうち最も長いものの値よりも長く設定されることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
6. 前記検知手段は、前記給紙部から給紙された用紙が前記切替手段まで搬送される間の所定位置を前記用紙の先端が通過してから後端が通過するまでの所要時間と、前記用紙の搬送速度とに基づいて、前記用紙の搬送方向における前記長さを検知する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. 前記検知手段は、前記用紙のサイズが未知である場合に、前記長さを検知する処理を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記給紙手段から給紙される用紙のサイズが未知のまま前記用紙に対して両面モードでの画像形成が開始されるに当たって、両面への画像形成がなされない可能性がある旨を報知する報知手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記給紙手段から給紙される用紙のサイズをユーザから受け付けて指定する指定手段を有し、前記報知手段は、前記指定手段により用紙のサイズを指定できることを知らせることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記給紙部から給紙される用紙のサイズをユーザから受け付けて指定する指定手段を有し、
    前記制御手段は、両面モード時において前記指定手段による指定により用紙のサイズが既知となっている場合は、前記第１の搬送路または前記第２の搬送路のうち前記指定手段により指定されたサイズに基づき決まる搬送路へと前記用紙を搬送するよう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。

Images