JP2015169732A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ユーザの指定によって両面印刷時の記録材の枚数を切り替えるため、ユーザの指定が間違ってしまうとユーザビリティが低下してしまう恐れがあった。【解決手段】 記録材の長さを検知する検知手段と、前記検知手段による検知結果に基づき、両面への画像形成を行う際に搬送可能な記録材の枚数を判断する判断手段と、前記判断手段の判断結果に基づき、複数枚の記録材の両面への画像形成を行う際の画像形成順を制御する制御手段と、を備える。【選択図】 図3

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に記録材の両面に画像を形成することが可能な画像形成装置に関する。
近年、両面印刷機能を有する画像形成装置が増えており、両面印刷の生産性向上が求められている。両面印刷の生産性を向上させるためには、画像形成装置内を搬送する記録材の枚数を適切に制御することが必要となる。
例えば、特許文献1には、記録材のサイズや記録材の種類を鑑み、コントロールパネルからユーザが何枚の記録材を画像形成装置内に循環させて両面印刷を行うかを指定することができる方法が開示されている。このように循環させる記録材の枚数を制御することで、両面印刷を効率的に行うことができる。
特開2002−37540
しかしながら、ユーザの指定によって両面印刷時の記録材の枚数を切り替えるため、ユーザによる記録材のサイズの指定や循環させる枚数の指定が間違ってしまうと、記録材が衝突することによるジャムが発生する可能性がある。また、同様にユーザの指定が間違ってしまうと、生産性が低下してしまう可能性もあり、ユーザビリティが低下してしまう恐れがあった。
本出願に係る発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、両面印刷を行う際に、搬送する記録材のサイズに応じて、画像形成装置内で最適な記録材の搬送枚数を判断することで、ユーザビリティの低下を抑制することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、記録材の1面目に画像を形成した後、記録材を反転させ記録材の2面目に画像を形成する両面への画像形成が可能な画像形成装置において、記録材の長さを検知する検知手段と、前記検知手段による検知結果に基づき、両面への画像形成を行う際に搬送可能な記録材の枚数を判断する判断手段と、前記判断手段の判断結果に基づき、複数枚の記録材の両面への画像形成を行う際の画像形成順を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明の構成によれば、両面印刷を行う際に、搬送する記録材のサイズに応じて、画像形成装置内で最適な記録材の搬送枚数を判断することで、ユーザビリティの低下を抑制することができる。
画像形成装置の概略構成図 画像形成装置の制御ブロック図 両面印刷を行う際の記録材の搬送順を決める流れを示した図 両面印刷時における記録材の枚数を判断する状況を示した図 両面印刷時における搬送枚数に応じて、画像形成順を制御することを示したタイミングチャート 両面印刷時における搬送枚数に応じて、画像形成順を制御することを示したタイミングチャート
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態における画像形成装置の概略構成図である。まず、画像形成動作について説明する。感光ドラム110は、アモルファスシリコン等からなり図中の時計まわりの方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。感光ドラム110は、帯電ローラ109によりその周面が所定の極性、電位に一様に帯電される。帯電された感光ドラム110上をスキャナユニット113により露光を行う。具体的には、不図示の画像読取装置や外部コンピュータ等から入力された画像データに応じたレーザ光が、レーザ光反射ミラー112によって反射されることで露光が行われ、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像ローラ108によりトナー像として現像される。
次に、記録材の搬送動作について説明する。給紙カセット101に積載された記録材は、給紙ローラ102により搬送路140へと給紙される。給紙された記録材は搬送ローラ103、レジストローラ104により搬送され、レジセンサ105で記録材の先端が検知される。レジセンサ105で記録材が検知されたことに応じて、画像形成動作を行う。画像形成動作と同期して記録材は感光ドラム110と転写ローラ107のニップ部からなる一次転写部に搬送される。一次転写部において、転写ローラ107に感光ドラム110上に形成されたトナー像と逆極性の転写バイアスが供給されることで、感光ドラム110上のトナー像が記録材に転写される。トナー像が転写された記録材は、定着器119に搬送される。定着器119のヒータ118、定着フィルム116、加圧ローラ115によって記録材上に形成された未定着トナー像は、記録材に熱定着される。以上が1面目の画像形成動作となる。
トナー像が定着された記録材は、機外に排出される場合はFD排紙搬送路141へ搬送され、排紙ローラ122によってFDトレイ160へ排出される。両面印刷として2面目にも画像形成を行う場合は、記録材を反転するために両面反転搬送路142へ搬送され、排紙ローラ122によって両面搬送路143へ搬送可能な位置まで記録材は搬送される。なお、FD排紙搬送路141と両面反転搬送路142の分岐部に不図示のFDフラッパが配置されておりFD排紙搬送路141、又は両面反転搬送路142への記録材の搬送方向を切り替えることができる。
排紙ローラ122は3連構造となっており、3つのローラは一つの駆動源によって、駆動されている。3つのローラにより2つのニップ部が形成されるようになっており、一方のニップ部に挟持された記録材を機外へ排出する方向にローラが駆動する際は、他方のニップ部に挟持された記録材は機内へ引き込む方向にローラが駆動するように構成されている。具体的には、排紙ローラ122が正回転時においては、排紙搬送路141の排紙口150は記録材を排出する方向へと駆動し、同時に両面反転搬送路142の排紙口151は記録材を引き込む方向へと駆動する。一方、排紙ローラ122が逆回転時においては、記録材の搬送は正回転時と反対になる。なお、排紙ローラ122は3連ローラに限定されるものではなく、記録材の排出と、両面反転搬送路への引き込みとで、別々に駆動するローラを配置するようにしてもよい。
両面反転された記録材は、両面搬送ローラ131、両面センサ132、再給紙ローラ133により搬送され、再び搬送路140に戻り、2面目の画像形成動作が行われる。具体的な画像形成動作は、先の1面目と同様であるため詳しい説明は省略する。両面搬送ローラ131は、不図示の両面駆動クラッチ126にて駆動のオン/オフが切り替えられる。両面搬送路ローラ131に記録材が担持している状態で駆動をオフすることにより、長さLp1以上、且つLp2以内の長さの記録材を少なくとも1枚以上、両面搬送路143内に待機させることができる。両面搬送ローラ131で先行して搬送されている記録材を待機させ、続いて給紙カセット101から後続して搬送される記録材を給紙することで、後続して搬送される記録材の1面目に画像を形成することができる。このように、複数枚の記録材を画像形成装置内で搬送させて先行する記録材と後続する記録材に交互に画像形成動作を行う両面印刷を行うことで、1枚ずつ両面印刷を行う場合よりも生産性を向上させることができる。
図2は、本実施形態における画像形成装置の制御ブロック図を示したものである。コントローラ201は、ホストコンピュータ等の外部装置から受信した画像データをプリンタによる印刷可能なビットデータに展開したり、画像形成装置の内部情報を表示装置に表示したり、画像形成の順番を決定したりする。エンジン203は、エンジン制御部202としての例えば、ROM、RAMなどを内蔵したワンチップマイクロコンピュータを有している。エンジン制御部202は、コントローラ201と繋がった通信線によって、画像データやエンジンのステータスを送受信し、コントローラ201からの印刷命令に基づき、エンジンの各部を制御する。
搬送制御部204は、給紙ローラ102や搬送ローラ103といった駆動系統の回転開始や停止を、エンジン制御部202からの指示に基づき制御することで、記録材の搬送を制御する。高圧制御部206は、帯電、現像、転写、の各高圧(数百〜数千ボルト)の出力制御を、エンジン制御部202からの指示に基づき制御する。光学系制御部207は、スキャナユニット113に搭載されたスキャナモータの駆動や停止、レーザの点滅等を、エンジン制御部202からの指示に基づき制御する。温度制御部208は、ヒータ118の温度を、エンジン制御部202により指示された目標温度となるように制御する。
図3は、両面印刷を行う際の記録材の搬送順を決める流れを示している。まず、両面印刷を行う際に、S301としてコントローラ201はエンジン203に対して印刷命令を送信する。印刷命令は、通信線を介したシリアル通信によるものでも良いし、ハードウェアを用いた電気信号でも良い。印刷命令を受けると、エンジン制御部202はS302として給紙カセット101から記録材を給紙させる。記録材が給紙されると、S303として記録材の先端がレジセンサ105に検知されたか否かを判断する。
レジセンサ105に記録材の先端が検知されると、S304としてレジセンサ105により記録材の先端が検知されてから記録材の後端が検知されるまでの期間を計測する。そして、計測した時間と記録材の搬送速度とから、検知結果としての記録材の搬送方向の長さを求める。なお、ここでは一例としてレジセンサ105により記録材の先端が検知されてから記録材の後端が検知されるまでの期間を計測することを説明したが、これに限られるものではない。両面印刷時における記録材の搬送枚数を判断できる情報であれば、記録材の搬送方向と直交する方向の長さを検知しても良い。また、記録材の搬送方向の長さと、直交する方向の長さの両方を検知してもよい。また、検知手段としてレジセンサ105を説明したが、記録材の長さを求めるための情報を検知することができるものであれば、他のセンサ等を用いてもよい。
記録材の搬送方向の長さを求めると、S305においてエンジン制御部202は、判断結果としての両面印刷時において搬送可能な記録材の枚数を判断する。なお、具体的な搬送可能な記録材の枚数の算出方法については、後述する。記録材の枚数を求めると、S306において記憶手段としての揮発性のRAM、又は不揮発メモリに記録材の枚数の情報を記憶させる。そして、S307において、両面印刷時に搬送可能な記録材の枚数をコントローラ201に送信する。コントローラ201は、受信した記録材の枚数に基づき、画像形成順を決める。なお、具体的な画像形成順の決め方については、後述する。コントローラ201は、決定した画像形成順に基づき、再びS301においてコントローラ201はエンジン203に対して印刷命令を送信する。
図4は、両面印刷時における記録材の枚数を判断する状況を示した図である。410は、両面搬送路における記録材を待機可能な長さを示している。その距離は、両面センサ132から所定の距離だけ進んだ位置を基点にして両面搬送路に停止する先行紙412が後続して搬送される後続紙413と搬送路内で衝突しない位置までと規定する。
両面搬送路における記録材を待機可能な長さ410をLr、先行紙412の長さ411をLpaperとして具体例を説明する。Lpaper≦Lrならば先行紙の長さ411は、両面搬送路における記録材を待機可能な長さ410より短く、先行紙412は長さ410内に収まる位置で停止可能であるため、両面印刷時における記録材の搬送枚数を2枚とする。一方、Lpaper>Lrならば先行紙の長さ411は、両面搬送路における記録材を待機可能な長さ410より長く、先行紙412は長さ410内に収まらない位置で停止してしまうため、両面印刷時における記録材の搬送枚数を1枚とする。より具体的には、Lr=297.0mmとすると、例えば先行紙の長さ411が279.4mmのときは、両面印刷時における搬送枚数を2枚とする。一方、先行紙の長さ411が330.0mmのときは、両面印刷時における搬送枚数を1枚とする。
また、他の例として、両面搬送路143に複数の記録材を待機させることが可能な場合について説明する。両面搬送路143に待機させる1枚目の記録材の長さをLpaper1、N枚目の記録材の長さをLpaperN、両面搬送路143に待機しているN枚目の記録材とN−1枚目の記録材の間隔をLgapNとする。Lpaper>Lrならば両面搬送路143に待機する記録材の長さは長さ410内に収まらない位置で停止してしまうため、両面印刷時における記録材の搬送枚数を1枚とする。Lpaper≦Lrならば両面搬送路143に待機する記録材の枚数は、以下の式(1)により求められる。
式(1)を満たす最大値Nmaxに基づき、両面印刷時における搬送枚数Mは、M=Nmax+1で求めることができる。具体的には、Lr=450mm、Lgap=30mm、Lpaper=210mmとすれば、Nmax=2となる。よって、両面印刷時における搬送枚数M=2+1=3と求めることができる。なお、搬送枚数Mを求める際に、記録材の測定誤差を考慮したマージンを設けると、よりジャムを抑制した搬送制御を行うことができる。
図5は、両面印刷時における搬送枚数に応じて、画像形成順を制御することを示したタイミングチャートである。図5のタイミングチャートを用いて、記録材4枚の両面に合計8つの画像形成を行う際について説明する。なお、図5(a)は両面印刷時の搬送枚数を1枚とした際の画像形成動作を示しており、図5(b)は両面印刷時の搬送枚数を、記録材の搬送方向の長さに応じて1枚から2枚に変更した際の画像形成動作を示している。
まず、図5(a)について説明する。S501Aでコントローラ201は、両面印刷時の記録材の搬送枚数が不定である場合、1枚の記録材を搬送すると判断して印刷命令を送信する。印刷命令を受信したエンジン制御部202はS502Aで1枚目の記録材の1面目への画像形成を開始する。そして、1枚目の記録材の先端をレジセンサ105で検知したら、レジセンサ105により1枚目の記録材の先端から後端までを検知する時間を測定し、S503Aで後端を検知すると、1枚目の記録材の搬送方向の長さを求める。求めた1枚目の記録材の搬送方向の長さが両面搬送路における記録材を待機可能な長さ410より長いと判断されると、このまま1枚での両面印刷を継続する。1面目に画像形成が行われた1枚目の記録材は、両面搬送路に搬送される。そして、両面搬送路で反転され、2面目に画像形成が行われ、機外に排出される。続いて搬送される、2枚目、3枚目、4枚目の記録材についても同様である。このように、図5(a)においては、両面印刷時に1枚の記録材が搬送された状態で画像形成が行われる。
次に、図5(b)について説明する。1枚目の記録材の1面目の画像形成動作については、図5(a)と同様であるため、ここでの説明は省略する。図5(b)においては、求めた1枚目の記録材の搬送方向の長さが両面搬送路における記録材を待機可能な長さ410より短いと判断されると、エンジン制御部202は両面印刷時の記録材の搬送枚数が2枚であると判断する。そして、S504Bにおいてエンジン制御部202は両面搬送時の搬送枚数が2枚であるとコントローラ201に送信する。コントローラ201は受信した搬送枚数に従って、残りのページに対する画像形成順を決定する。
まず、コントローラ201は1枚目の記録材の2面目の画像形成を行わせる。その後、2枚目の記録材の1面目に画像形成を行わせたのち、2枚目の記録材は両面搬送路143で待機させ、3枚目の記録材の1面目に画像形成を行わせる。そして、3枚目の記録材の1面目に画像形成が行われると、両面搬送路143に待機していた2枚目の記録材を再搬送し、2面目に画像形成を行わせる。そして、3枚目の記録材は両面搬送路143に待機させる。2枚目の記録材の2面目に画像形成が行われると、続いて4枚目の記録材の1面目に画像形成を行わせる。4枚目の記録材の1面目に画像形成が行われるときは、3枚目の記録材は両面搬送路143に待機しており、4枚目の記録材の1面目の画像形成が行われると、続いて3枚目の記録材の2面目に画像形成を行わせる。その後、4枚目の記録材の2面目に画像形成を行わせて、一連の画像形成動作は終了となる。このように、図5(b)においては、両面印刷時における記録材の搬送枚数に応じて、画像形成順が変更になる。このように、画像形成順を変更することにより、例えば片面35ppmで画像形成が可能な画像形成装置において、生産性がどのように変更になるかについて説明する。両面印刷時の搬送枚数が1枚であれば16ipmで両面印刷が行われるのに対し、両面印刷時の搬送枚数が2枚であれば28ipmで両面印刷を行うことが可能となり、両面印刷時の搬送枚数を変更することにより、生産性を12ipm向上させることができる。
このように、画像形成装置内で検知された記録材のサイズに応じて、両面印刷時の記録材の搬送枚数を適切に制御することが可能となった。より具体的には、記録材の搬送方向の長さに応じて、両面印刷時の搬送枚数を増やし、増やした搬送枚数に応じて適切な画像形成順で両面印刷を行うことができる。これにより、適切でない画像形成順による生産性の低下を抑制することができ、ユーザビリティの低下を抑制できる。
図6は、両面印刷時における搬送枚数に応じて、画像形成順を制御することを示したタイミングチャートである。図6のタイミングチャートを用いて、記録材4枚の両面に合計8つの画像形成を行う際について説明する。なお、図6(a)は両面印刷時の搬送枚数を2枚とした際の画像形成動作を示しており、図6(b)は両面印刷時の搬送枚数を、記録材の搬送方向の長さに応じて2枚から1枚に変更した際の画像形成動作を示している。
まず、図6(a)について説明する。S601Aでコントローラ201は、両面印刷時の記録材の搬送枚数が不定である場合、2枚の記録材を搬送すると判断して印刷命令を送信する。印刷命令を受信したエンジン制御部202はS602Aで1名目の記録材の1面目への画像形成を開始する。そして、1枚目の記録材の先端をレジセンサ105で検知したら、レジセンサ105により1枚目の記録材の先端から後端までを検知する時間を測定し、S603Aで後端を検知すると、1枚目の記録材の搬送方向の長さを求める。求めた1枚目の記録材の搬送方向の長さが両面搬送路における記録材を待機可能な長さより長いと判断された際に、ここでは2枚での両面印刷を継続するとする。1面目に画像形成が行われた1枚目の記録材は、両面搬送路に搬送される。1枚目の記録材が両面搬送路に待機された状態で、2枚目の記録材の1面目の画像形成が行われる。この際、1枚目の記録材は、記録材を待機可能な長さより長いため、2枚目の記録材がぶつかってしまう位置に停止されており、1枚目の記録材と2枚目の記録材がぶつかるとジャムとなる可能性がある。
次に、図6(b)について説明する。1枚目の記録材の1面目の画像形成動作については、図6(a)と同様であるため、ここでの説明は省略する。図6(b)においては、求めた1枚目の記録材の長さが両面搬送路における記録材を待機可能な長さ410より長いと判断されると、エンジン制御部は両面搬送時の記録材の搬送枚数が1枚であると判断する。そして、S604Bにおいてエンジン制御部202は両面搬送時の記録材の搬送枚数が1枚であるとコントローラ201に送信する。コントローラ201は受信した搬送枚数に従って、残りのページに対する画像形成順を決定する。
まず、コントローラ201は2枚目の記録材の搬送を行わせる前に、1枚目の記録材の2面目の画像形成を行わせる。そして、2面目の画像形成が行われた記録材は機外に排出される。続いて、2枚目の記録材の1面目に画像形成を行わせ、3枚目の記録材の搬送を行わせる前に、2枚目の記録材の2面目の画像形成を行わせる。以下、3枚目、4枚目も同様に画像形成が行われる。このように、図6(b)においては、両面印刷時における記録材の搬送枚数に応じて、画像形成順が変更になる。
このように、画像形成装置内で検知された記録材のサイズに応じて、両面印刷時の記録材の搬送枚数を適切に制御することが可能となった。より具体的には、記録材の搬送方向の長さに応じて、両面印刷時の搬送枚数を減らし、減らした搬送枚数に応じて適切な画像形成順で両面印刷を行うことができる。これにより、記録材が衝突することによるジャムの発生を抑制することができ、ユーザビリティの低下を抑制できる。
以上のように、画像形成装置内で検知された記録材のサイズに応じて、両面印刷時の記録材の搬送枚数を適切に制御することが可能となった。これにより、搬送枚数に応じて適切な画像形成順で両面印刷を行うことができるため、記録材が衝突することによるジャムの発生や、適切でない画像形成順による生産性の低下を抑制することができ、ユーザビリティの低下を抑制できる。
なお、本発明においては一例としてモノクロ画像を形成する画像形成装置を説明したがこれに限られるものではなく、中間転写方式や直接転写方式等のカラー画像形成装置に適応することも可能である。
105 レジセンサ
201 コントローラ
202 エンジン制御部

Claims (9)

  1. 記録材の1面目に画像形成した後、記録材を反転させ記録材の2面目に画像形成する両面への画像形成が可能な画像形成装置において、
    記録材の長さを検知する検知手段と、
    前記検知手段による検知結果に基づき、両面への画像形成を行う際に装置内に搬送可能な記録材の枚数を判断する判断手段と、
    前記判断手段の判断結果に基づき、複数枚の記録材の両面への画像形成を行う際の画像形成順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. 前記検知手段は、記録材が搬送されている際に、記録材の先端を検知してから後端を検知するまでの期間に基づき、搬送方向の記録材の長さ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。
  3. 記録材を反転させる両面搬送路を備え、
    前記判断手段は、前記検知手段による検知結果に基づく記録材の長さが、前記両面搬送路に待機させることが可能である長さであると判断すると、搬送可能な記録材の枚数が複数枚であると判断する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。
  4. 記録材を反転させる両面搬送路を備え、
    前記判断手段は、前記検知手段による検知結果に基づく記録材の長さが、前記両面搬送路に待機させることが可能でない長さであると判断すると、搬送可能な記録材の枚数が1枚であると判断することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記制御手段は、前記判断手段により搬送可能な記録材の枚数が複数枚であると判断されると、第1の記録材の1面目に画像形成を行わせた後、第1の記録材に続いて搬送される第2の記録材の1面目に画像形成を行わせる前に、前記第1の記録材の2面目に画像形成を行わせることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  6. 前記制御手段は、前記判断手段により搬送可能な記録材の枚数が1枚であると判断されると、第1の記録材の1面目に画像形成を行わせた後、第1の記録材を両面搬送路に待機させ、第1の記録材に続いて搬送される第2の記録材の1面目に画像形成を行わせることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  7. 記録材の1面目に画像形成した後、記録材を反転させ記録材の2面目に画像形成する両面への画像形成が可能な画像形成装置において、
    記録材の長さを検知する検知手段と、
    前記検知手段により検知された第1の記録材の長さに応じて、第1の記録材の1面目に画像形成を行わせた後、第1の記録材に続いて搬送される第2の記録材の1面目に画像形成を行わせる前に、第1の記録材の2面目に画像形成を行わせる、又は第1の記録材の1面目に画像形成を行わせた後、第1の記録材に続いて搬送される第2の記録材の1面目に画像形成を行わせるように画像形成を行う際の画像形成順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。
  8. 前記検知手段は、記録材が搬送されている際に、記録材の先端を検知してから後端を検知するまでの期間に基づき、搬送方向の記録材の長さを検知することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記制御手段は、第1の記録材の1面目に画像形成を行わせた後、第1の記録材を両面搬送路に待機させ、第1の記録材に続いて搬送される第2の記録材の1面目に画像形成を行わせることを特徴とする請求項7又は8に記載の画像形成装置。
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