JP3740196B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、予給紙機能を有するプリンタエンジンとプリンタコントローラとを有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子写真プリンタは、図１０の如き構成をなしている。ここで、１は静電潜像を形成するための感光ドラム、２は感光ドラム１を一様に帯電するための帯電ローラ、５はレーザビームを感光ドラム１上で走査するための光学ユニット、６は光学ユニット５から発せられたレーザビーム、３はレーザビームにより感光ドラム１上に形成された静電潜像を、トナーによって現像するための現像器、４は感光ドラム１上のトナー像を、所定の用紙に転写する転写ローラ帯電器、７は用紙上のトナーを溶融して用紙に定着させる定着噐、８は印字する用紙を積載しておくための標準カセット、９は標準カセットから用紙をピックアップする標準カセット給紙ローラ、１０は手差しトレイ、１１は手差し給紙ローラ、１２はオプションとして脱着可能なオプションカセット、１３はオプションカセットの給紙ローラ、１４は封筒専用の封筒フィーダ、１５は封筒給紙ローラ、１６は用紙を機外へ排出するための排出ローラ、１７は両面搬送のための反転ローラ、１８、１９は両面搬送ローラ、２０は両面の再給紙のための再給紙ローラ、２１は搬送されてきた用紙の印字のための先端レジストをとるためのレジストセンサ、２２はプレフィードにより用紙を一旦停止させるためのプレフィードセンサ、２３は用紙が正常に定着噐を排出終了したかを確認するための排紙センサ、２４は標準カセットの紙有無を検出するセンサ、２５は手差し用紙有無を検出するためのセンサ、２６はオプションカセット内の紙有無を検出するためのセンサ、２７は封筒の有無を検出するためのセンサ、２８は両面再給紙の用紙有無を検出するためのセンサである。また、図示しない標準カセットのサイズ検出スイッチ、あるいはオプションカセットサイズを検出するための検出センサも存在する。
【０００３】
図１１は、従来のプリンタ制御部をブロック図で示したものである。１０１はホストコンピュータとの間での通信と画像データの受信、及び受け取った画像データをプリンタが印字可能な情報に展開すると共に、後述するプリンタエンジン制御部との間で信号のやり取り及びシリアル通信を行うプリンタコントローラ、１０２はプリンタコントローラとの間で信号のやり取り、シリアル通信を介してプリンタエンジンの各ユニットの制御を行うエンジン制御部、１０３はカセット内の用紙サイズを検出しエンジン制御部へ情報を伝達する用紙サイズ検出部、１０４はカセット、手差し、オプションカセット、封筒フィーダの各給紙口の紙有無を検出し、エンジン制御部へ情報を伝達する給紙部紙有無検出部、１０５はオプションカセット、封筒フィーダの各オプションの接続状況を確認するためのオプション有無検出部、１０６は用紙搬送制御を行う用紙搬送制御部、１０７はスキャナモータ、レーザ等の光学系の制御を行う光学系制御部、１０８は定着噐の温度制御、定着噐の異常検出等を行う定着温度制御部、１０９はオプションカセット、封筒フィーダの各オプションへの動作指示を行うオプション制御部、１１０はレジスト、排紙、両面、反転などの搬送路内の紙有無を検出するためのセンサ入力部である。
【０００４】
また、プリンタコントローラとエンジン制御部との間の信号について説明する。１１１はプリンタコントローラがエンジンと通信できる状態にあることを示す／ＣＰＲＤＹ信号、１１２はエンジン制御部がプリンタコントローラと通信できることを示す／ＰＰＲＤＹ信号、１１３はエンジン制御部がプリントできるスタンバイ状態にあることを示す／ＲＤＹ信号、１１４はプリンタコントローラがエンジン制御部に印字要求を発行するための／ＰＲＮＴ信号、１１５はエンジン制御部がプリンタコントローラに出力する垂直同期信号である／ＴＯＰ信号、１１６はプリンタコントローラがエンジン制御部に対して予給紙動作を行わせる／ＰＲＦＤ信号、１１７はエンジン制御部がプリンタコントローラに出力する水平同期信号である／ＢＤ信号、１１８はシリアル通信のための同期クロック信号である／ＳＣＬＫ信号、１１９はプリンタコントローラがエンジン制御部に指示をするためのコマンド信号である／ＣＭＤ信号、１２０はコマンド出力のためのストローブ信号である／ＣＢＳＹ信号、１２１はプリンタコントローラからのコマンドに対して出力するエンジン内部のステータスを示す／ＳＴＳ信号、１２２はステータス出力のための／ＳＢＳＹ信号である。
【０００５】
上記シリアル通信のタイミングを示したものが図１２である。プリンタコントローラのコマンドが出力されると、それに対応するステータスが１対１の関係で出力される。また、同期クロックは、プリンタコントローラから出力される。ここでは、シリアル通信は８ビット長で、ＬＳＢをパリティビットとする構成とする。
【０００６】
図１３は従来の印字シーケンスを示したものである。まず、コントローラから／ＰＲＮＴ信号を受けると、給紙動作と、電子写真の立ち上げのための前回転処理を行う。その後コントローラに対して／ＴＯＰ信号を出力して画像書き込みのための垂直同期をとる。その後、次の用紙の給紙を開始しておくためコントローラは／ＰＲＦＤ信号を出力する。この／ＰＲＦＤ信号を受けると、エンジンは用紙のピックアップを行う。その後／ＰＲＮＴ信号を受けると／ＴＯＰ信号を出力して画像書込を行う。この処理を継続することで連続的な印字を行っている。
【０００７】
即ち、給紙の開始は前ページの垂直同期処理終了後にならなければ実行できないプロトコルになっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では前ページの垂直同期が終了しないと次のページに対する給紙動作が行えなかった。この場合、プリンタエンジンは最大印字スループットを満足させるため、給紙搬送路が長い場合、給紙スピードを通常の印字搬送速度より速いスピードに設定し、給紙時間を短くすることで対応していた。
【０００９】
この高速給紙を行うため、給紙系に専用のモータを設けて高速／低速の切り換えを行ったり、ギヤ比切り換えるための機構を設けたりして、コストアップの要因となっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するために、前ページの垂直同期完了前であり、かつ前ページの後端に対して所定時間後に次のページの先端がくるように、次のページの給紙を開始するためのコマンドを設けている。
【００１１】
このコマンドにより、プリンタエンジンは前ページの／ＴＯＰ信号出力前に、所定のタイミングで次ページの予給紙（プレフィード）を開始する。また、その設定をコントローラからコマンドによって指定（プレフィード予約）することにより、１つのジョブに対する最終紙後の予給紙を防ぐことが容易になった。
【００１２】
また、両面印字の場合などは片面印字の場合とプレフィードの実行タイミングを切り換えることで、両面再給紙パスを遮ることなく最適なスループットで印字することができる。更には、一旦プレフィード予約によってプレフィードされた用紙を何らかの要因で排出する場合には、その給紙口に対する予約を解除するだけで良くなる。
【００１３】
【実施例】
次に、本発明の実施例を説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１におけるプリンタの制御部を示す。尚、プリンタ機構部については前述の従来例における図１０に示す図面と同様である。
【００１５】
２０１は、ホストコンピュータとの間での通信と画像データの受信、及び受け取った画像データをプリンタが印字可能な情報に展開すると共に、後述するプリンタエンジン制御部との間で信号のやり取り及びシリアル通信を行うプリンタコントローラ、２０２はプリンタコントローラとの間で信号のやり取り、シリアル通信を介してプリンタエンジンの各ユニットの制御を行う制御部、２０３はカセット内の用紙サイズを検出しエンジン制御部へ情報を伝達する用紙サイズ検出部、２０４はカセット、手差し、オプションカセット、封筒フィーダの各給紙口の紙有無を検出し、エンジン制御部へ情報を伝達する給紙部紙有無検出部、２０５はオプションカセット、封筒フィーダの各オプションの接続状況を確認するためのオプション有無検出部、２０６は用紙搬送制御を行う用紙搬送制御部、２０７はプレフィード予約のための処理を行うプレフィード制御部、２０８はスキャナモータ、レーザ等の光学系の制御を行う光学系制御部、２０９は定着噐の温度制御、定着噐の異常検出等を行う定着温度制御部、２１０はオプションカセット、封筒フィーダの各オプションへの動作指示を行うオプション制御部、２１１はレジスト、排紙、両面、反転などの搬送路内の紙有無を検出するためのセンサ入力部である。
【００１６】
また、プリンタコントローラとエンジン制御部との間の信号について説明する。２１２はプリンタコントローラがエンジンと通信できる状態にあることを示す／ＣＰＲＤＹ信号、２１３はエンジン制御部がプリンタコントローラと通信できることを示す／ＰＰＲＤＹ信号、２１４はエンジン制御部がプリントできるスタンバイ状態にあることを示す／ＲＤＹ信号、２１５はプリンタコントローラがエンジン制御部に印字要求を発行するための／ＰＲＮＴ信号、２１６はエンジン制御部がプリンタコントローラに対して出力する垂直同期信号である／ＴＯＰ信号、２１７はコントローラがエンジンに対して予給紙を実行させるための／ＰＲＦＤ信号、２１８はエンジン制御部がプリンタコントローラに出力する水平同期信号である／ＢＤ信号、２１９はシリアル通信のための同期クロック信号である／ＳＣＬＫ信号、２２０はプリンタコントローラがエンジン制御部に指示をするためのコマンド信号である／ＣＭＤ信号、２２１はコマンド出力のためのストローブ信号である／ＣＢＳＹ信号、２２２はプリンタコントローラからのコマンドに対して出力するエンジン内部のステータスを示す／ＳＴＳ信号、２２３はステータス出力のための／ＳＢＳＹ信号である。２２４はエンジンのステータスのうち、／ＲＤＹ信号に直接関連しないステータスの内容が変化した場合に、”true”となることによりプリンタコントローラに上記変化を報知する／ＣＮＦＧ信号である。
【００１７】
図２は、本発明におけるプレフィード予約コマンドの構成についを示す図である。コマンドは２バイト構成になっており、１バイト目では固定の８トビットのコード（ここでは仮に”ＦＩＨ”とする）を出力する。そのコマンドに対してエンジンは所定のステータスを返送する。また、コマンドの２バイト目は、各給紙口へのプレフィードの予約コードになっており、エンジン制御部はこのコマンドで１になっている給紙口に対してプレフィードの予約処理を行う。
【００１８】
図３は、プレフィード予約コマンドの認識に対する処理のフローチャートである。コントローラから／ＣＢＳＹ信号を受けると（ステップＳ３１）、前回”Ｆ１”を受け取っているかどうかを確認する（ステップＳ３５）。前回”Ｆ１”を受け取っていない場合にはそのコマンドが”Ｆ１”かどうかを判断する（ステップＳ３８）。”Ｆ１”であれば、受け取ったことを記憶しておく（ステップＳ３９）。”Ｆ１”以外であれば、他のコマンド処理を行う（ステップＳ４２）。前回”Ｆ１”を受けている場合には、次のコマンドはプレフィード予約コマンドであるので、予約する給紙口を確認する（ステップＳ３６）。以上の処理により、コントローラは予約の設定及び解除を行うことができる。
【００１９】
図４は、プレフィード予約された給紙口に対するプリント動作をタイミングチャートで示したものである。ここで示すように、コントローラからプレフィードの予約を受けると、エンジンは前ページの／ＴＯＰ出力より所定時間前（前ページの後端に対して所定時間後に次のページの先端がくるように）に次のページの給紙を開始する。その後、そのページに対する／ＰＲＮＴ信号が発せられると、そのページの印字搬送を開始する。また、その後次のページ（３ページ目）のプレフィードを開始すると共に、２ページ目の印字を開始する。
【００２０】
このようにして、一旦プレフィード予約コマンドを発行しておくと、エンジン制御部は、その給紙口に対して最大のスループットが確保できるような紙間で各用紙が搬送できるようなタイミングでコントローラからの／ＰＲＦＤ信号無しにプレフィードを実行する。
【００２１】
（実施例２）
本発明の実施例２では、複数の給紙口に対してプレフィード予約を発行した場合の処理について示す。図５は、複数の給紙口に対してプレフィード予約が発行された場合に、どの給紙口からプレフィードを実行するかを許可する処理をフローチャートで示したものである。
【００２２】
まず、エンジンは給紙口に対してプレフィード予約が行われているかをチェックする（ステップＳ５２）。予約がない場合には、予約待ちの状態になる。予約がある場合には、その給紙口が給紙口指定されているか、更にはエンジンの状態が紙搬送状態（駆動系が動作している状態）かを確認する（ステップＳ５４）。両者を満たしている場合には、前頁に対する／ＰＲＮＴ信号が出力されているかどうかを確認する（ステップＳ５５）。ここで、既に前頁の／ＰＲＮＴ信号が出力されている場合には、前頁との紙間が所定値になるようなタイミングか否かを判断する（ステップＳ５６）。給紙可能タイミングになったらプレフィード動作を開始する（ステップＳ５７）。このように、複数の給紙口に対してプレフィード予約が発行されたとしても、給紙口指定コマンドによってプレフィード動作を制限すれば、複数の給紙口からプレフィードすることによる搬送路の妨害、機内での長時間の報知などの現象は発生しない。
【００２３】
図６は、上記複数の給紙口に対するプレフィード予約が行われた場合の給紙口切り換え時のタイミングチャートである。ここで示すように、給紙口１と２に対してプレフィード予約が行われている場合に、まず給紙口指定が給紙口１であると、給紙口１からのプリントに対して給紙口１からプレフィードが自動的に行われる。その後給紙口１からのプレフィード紙に対する／ＰＲＮＴ信号が"false" になった後、給紙口指定を給紙口２に切り換えると、その時点が紙搬送中でかつ前頁の後端が所定の位置を通過していれば、即座に、給紙口２からのプレフィードが開始される。
【００２４】
（実施例３）
本実施例では、両面交互給紙が行われる場合の処理について示している。両面交互給紙では、カセットからの給紙と、両面再給紙口からの給紙が交互に行われることになる。したがって、カセットからのプレフィード予約を通常の片面連続の場合と同じように行うと、両面再給紙口の紙パスを妨害してしまう場合がある。そこで、本実施例では、カセットからのプレフィード実行の条件を、片面時と両面時で切り換える処理について説明する。
【００２５】
図７は、本実施例における両面プリントを行う場合のプレフィード実行許可シーケンスを示す。ここで、前ページの／ＰＲＮＴ信号が既に出力されている場合には、前ページが両面排紙指定されているかどうかをチェックする（ステップＳ７５）。そこで、両面排紙指定中であれば片面印字の場合と同様に給紙タイミングを待って（ステップＳ７６）、プレフィードを実行する（ステップＳ７７）。一方、両面排紙指定でない場合には、その用紙の印字が終了するまで待ってから（ステップＳ８４）、初めの処理に戻る。すると両面交互給紙の場合には、カセットからと両面からの交互に給紙されるので、常にカセットからのプレフィードは両面給紙のあとのページに対して行われる。したがって、両面再給紙の給紙パスを妨害することなく搬送することができる。
【００２６】
以上の両面プリントの場合の印字シーケンスをタイミングチャートで表したものが図８である。ここでは、カセットについて給紙搬送パスが長く、プレフィード予約が必要なのはカセットだけであるように記述している。しかし、両面給紙パスが長くプレフィード予約が必要な場合についても同様に処理することができる。この場合、図７の”前ページは両面行？”（ステップＳ８３）の部分が”前ページは本体排紙行？”とすれば両面給紙のプレフィード予約も可能になる。
【００２７】
（実施例４）
図９は、本発明の実施例４における処理フローチャートを示す。ここでは、プレフィード予約により所定タイミングでプレフィードを実行した後、／ＰＲＮＴ待ちの状態でプレフィード予約がキャンセルされた場合について示す。
【００２８】
まず、前述の実施例で示したようにプレフィードを実行できる条件が揃い、プレフィードを実行した後（ステップＳ９７）、プレフィードの予約状況をチェックする（ステップＳ１０４）。そのプレフィードされた用紙に対する／ＰＲＮＴ信号が出力される前に、プレフィード予約コマンドによりその給紙口の予約が解除された場合には、その用紙をエンジン制御部単独で自動排出動作を行う（ステップＳ１０５）。このとき、コントローラに対して自動排出されたことを示すステータスを報知することも可能である。コントローラは何等かの条件により一旦プレフィードした用紙をキャンセルする場合単にプレフィードの予約を取り消すだけで、排出することができる。また、予約キャンセルによる自動排出を実施するか否かの選択をコントローラに委ねるために、自動排出するモードに設定するか否かを設定するコマンドを設けてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上示したように、本発明のように、前頁の垂直同期処理を行う前に、次のページをプレフィードするためのモード設定コマンドをコントローラからエンジンに対して発行する機能を設けることにより、
１．エンジンの機能をコストアップ無しに最大限に発揮することができる。
２．コントローラの処理上の負担を増加させずに、エンジンの機能を最大限に発揮できる。
など、プリンタの機能向上に多大な貢献をもたらすものである。
【００３０】
特に、今後ユーザビリティの向上のためペーパハンドリングを充実させる傾向がある中、給紙搬送系が長くなった場合において、非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例１の画像形成装置の回路ブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１の画像形成装置で用いるプレフィード予約コマンドの構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１の画像形成装置の動作のフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施例１の画像形成装置の主要部分の波形図である。
【図５】図５は、本発明の実施例２の画像形成装置の動作のフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施例２の画像形成装置の主要部分の波形図である。
【図７】図７は、本発明の実施例３の画像形成装置の動作のフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施例３の画像形成装置の主要部分の波形図である。
【図９】図９は、本発明の実施例４の画像形成装置の動作のフローチャートである。
【図１０】図１０は、従来例の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図１１】図１１は、従来例の画像形成装置の回路ブロック図である。
【図１２】図１２は、従来例の画像形成装置の主要部分の波形図である。
【図１３】図１３は、従来例を画像形成装置の主要部分の波形図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ 現像器
４ 転写ローラ帯電器
５ 光学ユニット
６ レーザビーム
７ 定着器
８ 標準カセット
９ 標準カセット給紙ローラ
１０ 手差しトレイ
１１ 手差し給紙ローラ
１２ オプションカセット
１３ 給紙ローラ
１４ 封筒フィーダ
１５ 封筒給紙ローラ
１６ 排出ローラ
１７ 反転ローラ
１８、１９ 両面搬送ローラ
２０ 再給紙ローラ
２１〜２８ 各種センサ
２０１ プリンタコントローラ
２０２ 制御部
２０３ 用紙サイズ検出部
２０４ 給紙部紙有無検出部
２０５ オプション有無検出部
２０６ 用紙搬送制御部
２０７ プレフィード制御部
２０８ 光学系制御部
２０９ 定着温度制御部
２１０ オプションカセット
２１１ センサ入力部

Claims (8)

1. 電子写真プロセスに基づき、所定の用紙に印字するプリンタの各機構部を制御するエンジン制御部と、前記エンジン制御部に対し所定の通信回線及び信号線を介して指令を出力して、プリンタエンジンの状態を認識すると共に、外部のホストコンピュータ等から受けた画像データを展開し実際の印字データに展開する画像コントローラとを有する画像形成装置において、
   用紙を印字するために、画像コントローラからエンジン制御部に対して出力される印字要求信号と、それより先だって用紙をあらかじめ所定の位置まで搬送するために、画像コントローラからエンジン制御部に対して出力される予給紙要求信号と、前記予給紙要求信号を用いずに、前頁の垂直同期完了前であり、かつ前頁の後端に対して所定時間後に次の頁の先端がくるように、所定の給紙口から予給紙を順次実行させる予給紙予約モードにエンジン制御部を設定するために画像コントローラからエンジン制御部に対して出力されるコマンドとを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記コマンドは、プリンタエンジンの各給紙口に対して個別に、かつ複数の給紙口に対して発行することが可能であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記コマンドが前記画像コントローラから、エンジン制御部に発行された後、予給紙動作を許可する予給紙許可手段を有し、予給紙許可手段は前記コマンドによる予約と、印字の際の給紙口として指定されている場合に、予給紙許可手段は予給紙予約に対する実行を許可することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記コマンドが前記画像コントローラから、エンジン制御部に発行された後、予給紙動作を許可する予給紙許可手段を有し、両面連続印字を実施する場合に、両面給紙口でない給紙口からの予給紙許可タイミングは片面印字の場合と異なるタイミングで行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記予給紙予約コマンドにより予給紙を実行した後、印字要求を受ける前に当該給紙口に対する予給紙が取り消された場合には、前記予給紙された用紙を機外に排出する排出手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 外部のホストコンピュータから受けたデータを印字データに展開する画像コントローラに接続される画像形成装置において、
   複数の給紙口と、
   前記画像コントローラから出力される印字要求信号を受信する印字要求信号受信手段と、
   前記印字要求信号に先だって用紙をあらかじめ所定の位置まで搬送させるために、前記画像コントローラから出力される予給紙要求信号を受信する予給紙要求信号受信手段と、
   前記予給紙要求信号を用いずに、所定の給紙口から予給紙を順次実行させるために、前記画像コントローラから出力される給紙予約コマンドであって、前記複数の給紙口のうち前記印字要求信号に先だって給紙されるべき給紙口を特定して給紙予約する給紙予約コマンドを受信する給紙予約コマンド受信手段と、
   前記給紙予約コマンドにより給紙予約されている場合、前頁の垂直同期完了前であり、かつ前頁の後端に対して所定時間後に次の頁の先端がくるように、給紙予約に係る給紙口から用紙を給紙させる給紙制御手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 前記給紙制御手段は、両面連続印字を実施する場合に、前記給紙予約コマンドによって予約されている給紙動作と、一方の面に印字された用紙の他方の面への印字のための給紙動作とのいずれを行わせるかを調整する手段を有することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記給紙予約コマンドにより用紙が所定の位置まで搬送された後、前記印字要求信号を受ける前に予約が取り消された場合には、前記所定の位置まで給紙されている用紙を機外に排出させる排出制御手段を有することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の画像形成装置。

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