JP4370627B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式などの画像形成装置に関し、例えば、複数の画像形成手段を有し、これら画像形成手段によってそれぞれの像担持体上に色の異なる複数の画像を形成し、これら画像をベルトにて担持、搬送される同一の記録材上に順次に重ねて転写するようにしたタンデム方式のカラー複写機やカラープリンタ等のカラー画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば、上記タンデム方式の画像形成装置では、転写ベルトに記録材を給送担持させて感光体からの画像転写を行うが、この転写ベルトは各色の色ずれを防止するため、均一な厚みのベルトを無端状に張り合わせて形成されることが多い。しかし、ベルトの継目については均一な厚みが得られず、色ずれの原因となる。このため、継目を避けて記録材が担持されるように、転写ベルトへの給紙制御を行う必要がある。
【0003】
このように、継目を避けて記録材をベルトに給送するために、記録材のサイズと継目の位置検出情報とに基づいて、給紙制御を行う画像形成装置が知られている(特開平5−2347号)。
【0004】
しかし、この画像形成装置では、給紙ローラーを回転させるタイミングを制御するのみであったため、給紙ローラーと記録材との間にスリップを生じたような場合には、このスリップに対する補償を行うことができない場合があった。
【0005】
特に最近では、記録材の種類が増加する傾向にあり、たとえば記録材の厚みや材質などが多様化していることから、給紙に際しての記録材のスリップも増加している。このため、上記のような記録材のサイズと継目の位置検出情報とに基づく給紙制御では、近年の画像形成装置に対する要望を満たせなくなっている。
【0006】
一方、昨今、記録材の両面に画像形成を行う装置の需要が高まっている。このような画像形成装置として、特公平1−29111号が提案されている。
【0007】
しかし、この画像形成装置は、記録材を循環させながらその両面に画像を形成する技術を開示するのみで、給紙時の記録材のスリップに対応する技術や、継目を回避しての給紙制御技術を開示するものではなかった。
【0008】
この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、記録材の片面のみに画像形成を行う場合はもとより、両面に画像形成を行う場合も、ベルトの継目等の画像不適正領域を避けて記録材をベルトに搬送できるとともに、記録材の給紙時のスリップにも対応できる画像形成装置の提供を課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、特に記録材の両面への画像形成に適したもので、給紙トレイ上の記録材を搬送路に給送する給紙手段と、無端状のベルトと、該ベルトに載置されている記録材に対し画像を形成する画像形成手段と、前記給紙手段により給送された記録材を前記ベルトに送り込む搬送手段と、前記ベルト上の画像に適さない領域を検知する不適領域検知手段と、前記ベルト上の記録材を前記搬送手段に再給送する循環再送手段と、該循環再送手段により再給送される記録材の位置を検知する記録材検知手段と、前記給紙手段に給紙を要求する給紙要求手段と、前記不適領域検知手段の検知結果に基づいて、記録材を給紙したとしても記録材が前記ベルト上の画像に適さない領域に載らない場合に前記給紙手段の動作を許可する第1許可手段と、前記記録材検知手段の検知結果に基づいて、給紙しようとしている記録材と前記再給送される記録材とが衝突しない場合に、前記給紙手段の動作を許可する第2許可手段と、前記不適領域検知手段の検知結果に基づいて、記録材を前記ベルトに送り込んだとしても記録材が前記ベルト上の画像に適さない領域に載らない場合に、前記搬送手段の動作を許可する第3許可手段と、前記給紙要求手段の要求を受け、かつ前記第1、第2許可手段が許可するとき、前記給紙手段を駆動する駆動手段と、前記第3許可手段が許可するとき、前記搬送手段を駆動する駆動手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置に存する。
【0012】
この画像形成装置によれば、給紙手段による給紙間隔を搬送手段によるベルトへの記録材の搬送間隔よりも早めることにより、給紙段階で記録材のスリップを吸収してベルトへの記録材の搬送に影響が及ぶのを防止することができるのに加えて、不適領域検知手段の検知結果及び裏面の画像形成のために再送されてくる記録材の検知結果に基づいて、許可が出された場合にのみ給紙手段による給紙トレイからの給紙を行うから、記録材が継目に載ることはもとより、再送されてくる記録材との衝突をも避けて給紙が行われる。
【0013】
【発明の実施の形態】
〈複写機の構成〉
図1は、この発明の一実施形態に係る電子写真方式のフルカラー複写機における画像形成主要部を示したものである。なお、本発明は、実施形態以外の電子写真方式、静電記録方式等の種々の構成の画像形成装置に等しく適用できるものである。
【0014】
この画像形成装置は、装置内に4つの画像形成部Pc、Pm、Py、Pkを有し、その下側に給紙部1、左側に定着器2が配置されている。さらに定着器2の左側にはソータ3が配置されている。このソータ3はステープル機能やシフトトレー機能を有している。
【0015】
給紙部1から定着器2の間には、記録材としての用紙を循環搬送する循環経路9が形成されるとともに、定着器2とソータ3の間の位置において、循環経路9には用紙反転排出のための用紙反転部9aが設けられている。この用紙反転部9aは、用紙をソータ3へ排出するか、用紙を裏面コピーのために循環経路9へ導くかを切り換える手段を兼ねている。また、循環経路9における反転部9aの下流側には、裏面コピーのために循環経路9を再送されてくる用紙を検知する用紙検知センサー17が設けられている。
【0016】
給紙部1から定着器2に至る搬送経路の下側には、用紙を担持、搬送する無端状の転写ベルト5が周知の態様で複数のローラ(図示せず)間に架張されている。
【0017】
この転写ベルト5は、矢印の方向に駆動され、給紙部1を通じて給送される用紙を担持し、各画像形成部Pc、Pm、Py、Pkへと順次搬送する。
【0018】
各画像形成部Pc、Pm、Py、Pkは実質的に同一の構成を有し、図示矢印の方向に回転駆動される感光体ドラム6c、6m、6y、6kが配置されるとともに、各感光体ドラムの周辺には図示しない画像形成手段がそれぞれ配置されている。
【0019】
これらの画像形成手段としては任意の構成を採用し得るが、本実施形態では各感光体ドラム6c、6m、6y、6kを一様に帯電させる帯電チャージャ、各感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像器、現像されたトナー像を用紙へ転写する転写チャージャ、感光体ドラムに残存するトナーを除去するクリーナーが、各感光体ドラムの回転方向に順次配設されている。また、各感光体ドラム6c、6m、6y、6kの上方には像露光装置7c、7m、7y、7kが設けられている。
【0020】
画像形成部Pcの現像器にはシアン色のトナーが、画像形成部Pmの現像器にはマゼンタ色のトナーが、画像形成部Pyの現像器にはイエロー色のトナーが、画像形成部Pkの現像器には黒色のトナーがそれぞれ収納されている。
【0021】
像露光装置7c、7m、7y、7kは、半導体レーザー、ポリゴンミラー、fθレンズ等からなり、電気デジタル画像信号の入力を受けてこの信号に対応して変調されたレーザービームを、帯電チャージャ、現像器との間で感光体ドラム6c、6m、6y、6kの母線方向に走査してドラム面を露光し、各感光体ドラム上に静電潜像を形成するようになっている。画像形成部Pcの像露光装置7cにはカラー画像のシアン成分に対応する画像信号が、画像形成部Pmの像露光装置7mにはカラー画像のマゼンタ成分に対応する画像信号が、画像形成部Pyの像露光装置7yにはカラー画像のイエロー成分に対応する画像信号が、画像形成部Pkの像露光装置7kにはカラー画像の黒成分に対応する画像信号がそれぞれ入力される
画像形成部Pcと給紙部1との間には、用紙吸着手段(図示せず)が設置されており、給紙部1から供給される用紙を転写ベルト5に確実に吸着させる。一方、画像形成部Pkと定着器2との間には除電帯電器(図示せず)が設けられており、この除電帯電器は転写ベルト5に吸着された用紙を分離する。
【0022】
転写ベルト5は、半導電(または導電体)の特性を持った樹脂からなるフィルムシートの両端部を、融着等の手段により無端状につなぎ合わせたものであり、駆動ローラ(図示せず)により矢印方向に一定速度で無端駆動される。なお、無端状につなぎ合わせた、画像形成に対する不適領域としての継目は、ベルトの厚みがベルトの他の部分とは異なるため、感光体ドラム6c、6m、6y、6kから用紙への確実な転写に対して悪影響を及ぼす。このため、転写ベルト5へ用紙を供給する場合、後述のように、継目に載らないように用紙を供給したり、あるいは特別な条件下において継目に用紙の所定領域を載せるような制御が必要となる。
【0023】
給紙部1は、サイズの異なる用紙を収納する複数の給紙トレー(給紙カセット式のものを含む)1a〜1d、各給紙トレーから用紙を1枚づつ給紙するための給紙手段を構成する給紙ローラ11a〜11d、各給紙ローラーによって給送される用紙を検知する給紙センサー12a〜12d、給紙トレーから給紙された用紙を所定のタイミングで転写ベルト5上に給紙するための搬送手段としてのタイミングローラ8、タイミングローラー8の上流側近傍部位に設けられたタイミングセンサー13、タイミングローラー8の上流側に設けられ、給紙トレーから給送された用紙や循環経路9を再送されてきた片面コピー済みの用紙を前記タイミングローラー8へと送る中間ローラー15等によって構成されている。
【0024】
なお、タイミングローラー8、中間ローラー15、給紙ローラ11a〜11dは駆動モーターやベルト、ギアなどからなる図示しない駆動手段によって駆動されるものである。
【0025】
図1に示すフルカラー複写機では、用紙がタイミングローラー8から給紙搬送ガイドによって案内されて転写ベルト5上に搬送されると、用紙は用紙吸着手段の作用により転写ベルト5上に静電的に確実に吸着される。そして、転写ベルト5の矢印方向への移動にともなって、画像形成部Pcの感光体ドラム6cにはシアン色(C)の可視画像が、画像形成部Pmの感光体ドラム6mにはマゼンタ色(M)の可視画像が、画像形成部Pyの感光体ドラム6yにはイエロー色(Y)の可視画像が、画像形成部Pkの感光体ドラム6kには黒色(K)の可視画像がそれぞれ分担されて形成される。これらの可視画像は、転写ベルト5の移動によって用紙が各画像形成部Pc、Pm、Py、Pkの感光体ドラム6c、6m、6y、6kの下部を順次に通過して定着器2の方向へ搬送される間に、各画像形成部の転写チャージャにより用紙上に順次に重ねて転写され、カラー画像が合成される。用紙が画像形成部Pkを通過した後、除電用帯電器により除電され、用紙は転写ベルト5から分離される。転写ベルト5から分離された用紙は、転写された多重合成像を定着器2によって定着された後、ソータ3に排出される。
【0026】
あるいは、両面コピーのためにさらに裏面コピーを行う場合は、ソータ3へ排出されることなく用紙反転部9aで反転したのち循環経路9へ搬送され、上記と同様にして用紙裏面への画像形成が行われたのち、ソータ3に排出される。
【0027】
以上で一連の複写サイクルが終了する。
【0028】
図2は図1に示したフルカラー複写機の操作パネル200の一部を示したものである。画像形成装置は、この操作パネル200により各種コピーモードの設定やコピー動作の開始を行ったり、表示によりコピーモード等の設定状態、装置状態を知ることができる。
【0029】
枚数設定部201はコピー枚数を設定し、あるいは設定されたコピー枚数をクリアするためのキー群である。
【0030】
プリントキー202は、コピー動作を開始するキーであり、コピー中断キー203は、動作中のコピー動作を中断するためのキーであり、濃度設定キー204はコピーされる画像の濃度を調整するキーであり、倍率設定キー205はコピーされる画像の変倍率を設定するキーであり、カラーモード選択キー206は、コピーされる画像の色をフルカラーで印字するか黒色一色で印字するかを設定するキーである。
【0031】
また、両面キー207は、コピーされる画像を用紙の片面のみに印字するか両面に印字するかを設定するキーであり、給紙トレー選択キーは208は、1段目から4段目の給紙トレーの中でどのトレーの用紙をコピー動作に用いるかを選択するキーである。
【0032】
枚数表示部210は、設定された枚数、またはコピー動作中は残コピー枚数を表示する表示部であり、倍率表示部211は設定された変倍率を表示する表示部であり、液晶表示部212は枚数変倍率以外の、設定されている各種コピーモードや装置の状態等の多くの情報を表示する多目的表示部である。
【0033】
図3は、図1及び図2に示したフルカラー複写機の全体の制御を示すブロック図である。
【0034】
フルカラー複写機は、図1や図2の説明で詳述した画像形成主要部やパネル部分に加えて、複写機としての機能として原稿の画像情報を読み込むイメージリーダー(IR)や、複数の原稿を1枚づつ順次イメージリーダーの画像読み取り部へ給紙搬送する原稿送り装置(ADF)を有している。ただし、構成はこれに限定されるものではない。
【0035】
システムコントローラー301は、この複写機全体を統括制御する制御部である。
【0036】
ADF制御部302は、イメージリーダーの画像読み取り部分に原稿を1枚づつ給紙搬送し、画像読み込みが完了すれば、その原稿の原稿排出部への排出を行うように、原稿送り装置を制御する制御部である。
【0037】
IR制御部303は、原稿の画像を読み込むためのスキャナーの走査速度制御、位置制御を行う制御部である。
【0038】
画像処理制御部304はコピーシーケンスやコピーモードに応じてマルチメモリ画像処理部312の動作指示等を行う制御部である。具体的には、スキャナー画像処理部311で処理された画像信号を原稿のページ単位で記録する制御や、コピーシーケンス等に応じた順序で、記憶させたページ単位の原稿の画像信号を選択させ、その階調処理部313にその画像信号を送る制御、コピーモード等に応じて画像方向を90度あるいは180度回転する制御を行う。
【0039】
パネル制御部305は、図2で説明したように操作パネル200のキー入力処理や表示を行う制御部である。
【0040】
本体制御部306は、図1で説明した用紙給紙搬送制御や転写ベルト5の制御、感光体ドラム6c、6m、6y、6kとその周辺の画像形成手段の制御、定着器2等の制御を行う制御部である。詳細は後述する。
【0041】
ソータ制御部307は、ソータ3内での用紙搬送排出制御やビンの移動、シフトトレーの位置制御、ステープル動作の制御を行う制御部である。
【0042】
画像入力部310は、原稿の画像を読み込むCCD等からなるセンサ部と、その信号をデジタル化する回路部から構成されている。この実施形態ではCMYKの各成分を同時平行処理する回路構成になっている。
【0043】
スキャナー画像処理部311は、デジタル化された画像信号をコピーモード等に応じて変倍処理や画像シフト処理やイレース処理を行う回路から構成される。
【0044】
マルチメモリ画像処理部312は、画像情報を記憶するメモリや、画像の回転あるいは画像の圧縮伸長を行う等の回路から構成される。
【0045】
階調処理部313は、回路構成に応じた階調データへの変換(8階調から3階調変換等)を行う等の回路から構成される。
【0046】
フレームメモリ314は、両面コピー時に複数ページの画像信号を一時的に記憶し、必要なタイミングで必要なページの画像信号を出力する回路から構成されている。
【0047】
レジスト補正部315は、カラー画像のCMYK各成分に対応する画像信号を、用紙が画像形成部Pc、Pm、Py、Pkの下部を順次に通過していくタイミングのずれに相当する時間分だけ遅らせる回路から構成されている。この回路により、CMYK各成分の画像信号を、画像入力部310から階調処理部313またはフレームメモリ314までの間は同時並行処理することが出来る。
【0048】
像露光装置316は、図1の符号7c、7m、7y、7kに対応するものであり、CMYK各成分毎に、対応する画像信号に応じて感光体6c、6m、6y、6k上に静電潜像を形成する回路から構成される。
【0049】
〈タイミングローラー8による転写ベルトへの給送制御〉
次に、タイミングローラ8により、用紙を所定のタイミングで転写ベルト上に給送する制御について説明する。
【0050】
本発明は、基本的に、転写ベルト5の継目上に用紙が載らないように、用紙を給送する際の給送タイミングを決定する。タイミングローラ8まで搬送した用紙を転写ベルト5へ供給する制御の概略は、継目上に用紙が位置決めされないように、継目の位置と用紙サイズ(または画像サイズ)から給送タイミングを決定するものである。
【0051】
図4は、タイミングローラー8及び転写ベルト5の近傍部位の構成を示した図である。図4に示すように、転写ベルト5の回転方向における感光ドラム6cの上流側の所定位置には、転写ベルト5の継目5aを検出するための継目検出センサー10が設けられている。ここで、タイミングローラー8から最初の画像形成部Pcにおける感光体ドラム6cの下部まで用紙を搬送する時間をTtとし、画像処理回路に画像信号の送出を要求するタイミングからタイミングローラー8の用紙供給を開始するまでの時間以上の時間をTaとすると、継目検出センサー10は、感光体ドラム6cに対してTb=Tt´+Ta(ただしTt´=Tt)で規定されるTbの位置に設置されている。
【0052】
従って、継目検出センサー10によって継目5aを検出後、時間Taを経過したとき(継目5aが図4のA点の位置に達した時)にタイミングローラー8を駆動して転写ベルトへの給紙を行うと、継目5aと用紙先端とが合致するタイミングとなっている。ただし、前記転写ベルト5の継目5aは現実的にはある幅を有するが、幅は限りなく小さく零と仮定し、継目位置と用紙先端の基準(用紙基準)とが同一であるとする。
【0053】
また、用紙の長さ/システム速度をTpとし、前記A点からTpだけ上流側の位置をB点とすると、タイミングローラー8まで搬送した用紙の転写ベルト5への供給は、転写ベルト5の継目5aがB点からA点までの間に存在していないときにのみ行う。これがこの制御の基本的考えである。つまり、A点は前述のとおり用紙先端が継目5aに合致するタイミングであり、B点は用紙後端が継目5aに合致するタイミングであり、B点からA点の間に継目が存在するタイミングで用紙を供給すると、用紙が継目に載るからである。
【0054】
ここで、継目検出センサー10により継目5aが検出されてからの経過時間をtとすると、継目5aがB点からA点までの間に存在しないための条件、逆にいえばA点からB点の間に存在するための条件は、次式のとおりである。
【0055】
Ta<t<Ts−Tp+Ta ……▲1▼式
(ただしTsは転写ベルト5の1回転時間であり、Tは0からTsまでの値をとる。)
しかしながら、継目は現実的には幅があり、この幅を図5のように時間換算でTw=Tβ+Tγとする。ただし、Tγ:検出マークから継目の先端までの移動時間、Tβ:継目の後端から検出マークまでの移動時間である。このようなTβ、Tγは画像が継目の影響を受けないように余裕分を見込んで設定する。
【0056】
従って、この継目5aのTβ、Tγを考慮すると、上記▲1▼式は
Ta+Tβ<t<Ts−(Tp+Tγ)+Ta ……▲2▼式
となり、これを変形すると、
O<t−(Ta+Tβ)<Ts−Tp−Tw ……▲3▼式
となる。
【0057】
tが▲2▼もしくは▲3▼式を満たす時にタイミングローラー8から用紙を搬送すれば継目上に用紙が載らない。従って、この▲2▼もしくは▲3▼式を満たすときに、タイミングローラー8まで搬送した用紙を転写ベルト5へ供給する制御をおこなう。
【0058】
ここまでが、転写ベルト5の継目5a上に用紙が位置決めされないように用紙を供給する制御についての基本的な説明であるが、現実的には、以下のような配慮が必要である。
【0059】
即ち、ファーストコピー時間の効率を下げないために、継目検出センサー10の位置を、
Tt+Ta<Tb<Tf1
(Tf1:一段目の給紙開始からループ形成するまでの時間)
とし、転写ベルト5の停止時に、転写ベルト5上の継目位置がTs−t<Tf1となる位置に止める。転写位置から逆算して、用紙が継目通過直後に転写ベルト5に搬送されるようなタイミングで転写ベルト5の駆動を開始する(給紙開始からTf1−(Ts−t)のタイミングで転写ベルト5を起動する)。
【0060】
これらの制御を行うためには、前記tに相当する距離分、転写ベルト5は定格回転にて進むことが条件となる。
【0061】
用紙の搬送遅れや転写ベルト5の停止位置の変動で、転写ベルトの継目5aの位置が想定しているより早くきた場合の対応として、ファーストコピー時ならもう一回転させる制御が望ましい。
【0062】
ソータが連続排出できないようなときや定着の温度変化で連続排出できないときの制御として、タイミングローラー8により用紙を転写ベルト5へ供給するタイミングにこの情報を加味して、転写ベルト5上に位置決めする用紙間隔を広げることが望ましい。
【0063】
普通紙やOHP、厚紙等用紙の種類に応じ用紙搬送速度を可変にすることも必要であるが、この速度変化に対応した前記制御が望ましい。
【0064】
画像メモリー対策のため感光体ドラム6c、6m、6y、6kの1回転分は用紙間隔をあけることや、小サイズの用紙のソータへの排出間隔をある所定値以上開ける制御が望ましい。なお、画像メモリーとは、感光体ドラム上に形成された潜像が感光体ドラム上に電気的な像として残り、次の画像形成時に悪影響を与えてしまう現象である。これを防止するために感光体ドラム一周分にわたって、帯電、露光、イレースの一連の工程を実行する。
【0065】
次に、両面コピーを行う場合の制御について説明する。
【0066】
両面制御においては、反転循環搬送されてくる用紙に対しても、この継目を避けて用紙を搬送しなければならないが、用紙を避けるために不必要に用紙を止めるまたは用紙間隔を開けることは、生産性低下を招いてしまう。
【0067】
まず、生産性を低下させないための両面搬送機構について述べると、下記条件を満たす循環経路長であれば、後述するように、反転循環してきた2面目の用紙も継目を避けるために不必要な搬送停止をしなくても良い。
【0068】
L1+L2=N×Ls+Li(LetterY)
ただしL1:循環経路9におけるタイミングローラー8から反転ポイント Pまでの距離
L2:循環経路9における反転ポイントPからタイミングローラー8までの距離
Ls:転写ベルトの周長
Li(LetterY):横通しレターサイズ用紙の転写ベルト上における用紙間隔
N:整数または偶数の整数
なお、上記において、反転ポイントPとは、図1に示すように、循環経路9における用紙の向きを変える位置であり、定着器2より送られた用紙位置が一時停止、反転の際の用紙後端の位置(反転後は用紙後端が先端となる)である。
【0069】
説明を簡単にするために、N=3として説明する。また、Ls=3×{Lp(LetterY)+Li(LetterY)}とする。ただしLp(LetterY)は横通しレターサイズ用紙の進行方向の長さであり、Yは横通しを意味する。この式は、横通しレターサイズ用紙を連続給紙搬送する場合の転写ベルトの利用効率を高めるための関係式であり(特開平6−35261号参照)、転写ベルト上に横通しレターサイズ用紙を3枚配置することを意味する。
【0070】
考え方としては、タイミングローラー8の位置で一次停止する時間が極端に長いと、タイミングローラー8から定着器2付近の用紙を止めることができないので、定着部付近の用紙とその下流側の用紙が重なってしまう。よって、両面の経路に内蔵できる用紙枚数が1/2程度に制限されてしまい、両面生産性を上げることはできない。
【0071】
よって、生産性を上げるためには、最適な用紙間隔で、一時停止する時間を最短にすると良い。
【0072】
これを実現するためには、以下の条件を満たすことが必要である。
【0073】
1.タイミングローラ8まで再び反転循環搬送されてきた用紙がスキュー補正のための一次停止以外に停止することなく、再度タイミングローラー8から再搬送できる両面の循環経路長であること。
【0074】
2.タイミングローラー8まで再び反転循環搬送されてきた用紙はスキュー補正のための一時停止だけとなるように1面目の給紙間隔制御を行う。
【0075】
具体的には次のとおりである。
【0076】
循環経路9に収納できる枚数ごとに片面づつ画像形成を行うものとすると、図6(a)(b)に示すように、継目5aの直後に転写ベルト5に載った1面目の用紙が両面の循環経路9を経由して、再度転写ベルト5に載るときに継目直後に載るような経路長であれば良い。このためには、循環経路9の長さ(L1+Lp+L2)が転写ベルト5の周長の整数倍となる必要があるが、循環経路長は用紙サイズLpによって変化することから、全てのサイズの用紙に対して上記の条件を満足させることはできない。また、用紙サイズに応じて循環経路長を転写ベルト5の周長の整数倍となるように可変設定できる装置の実現も困難である。
【0077】
しかし、循環経路長(L1+Lp+L2)の中で、用紙に依存しない要素(L1+L2)だけに着目し、この(L1+L2)が転写ベルト5の周長の整数倍とすると、図6(c)(d)のように、循環経路9を搬送されてきた2面目の用紙は、転写ベルト5の継目5aから用紙長さLp だけ後方にずれた位置に載ることになる。
【0078】
ここで、図6(d)の黒三角にて示した3Ls+Lpの位置が両面の反転循環経路長そのものとなるが、さらに図6(e)(f)のように、3Ls=L1+L2−Liとすると、転写ベルト5と用紙の位置関係が1面目も2面目も同じとなる。このことは、循環経路9を搬送されてきた用紙が再び転写ベルト5に載るときには、不必要な停止なしに継目5aを避けて用紙を搬送できることを意味する。
【0079】
また、用紙に依存する要素を、循環経路長ではなく、図6(f)に示す2面目の用紙と転写ベルト継目5aとの距離(*)により吸収するので、用紙に依存する部分は2面目の用紙と転写ベルトの関係で補正できる。つまり、両面の反転循環経路長は(L1+Lp+L2)であり、Lpは反転部で用紙の先端と後端が入れ替わるために発生するものであるが、この用紙サイズに依存する部分が、2面目の用紙と転写ベルトの継目5aとの距離(*)の部分であり、用紙サイズが異なるものでもこれに応じて距離(*)を変えることで、転写ベルト5と用紙との位置関係は1面目と2面目で同じとなる。
【0080】
ただし、転写ベルト5の継目5aを避けるための1面目の用紙間隔Liは、全ての用紙について一定ではないため、2面目の用紙間隔を考慮して1面目の給紙間隔制御が必要となる。
【0081】
前記用紙間隔Liについて説明する。ここで、用紙としては最も生産性を上げ たい用紙、換言すれば使用頻度の大きな用紙を主体に考える。一般的には、レターサイズ用紙、JIS規格A4サイズ用紙が最も使用頻度が高く、この実施形態ではこれを主体に考える。
【0082】
この実施形態では、転写ベルトの周長Lsを960.47mmとする。この周長に対して、横通しレターサイズ用紙、横通しA4サイズ用紙であれば転写ベルト周長分に3枚配置できるが、横通しのレターサイズ用紙の場合の方が搬送方向の用紙長さが長いため(用紙間隔は小さい)、横通しのレターサイズ用紙を基本とする。
【0083】
転写ベルト上に均等に横通しレターサイズ用紙を配置すると仮定すれば、用紙間隔は、
Li(LetterY)=(Ls/3)−Lp
となる。なお、Li(LetterY)は転写ベルト5上の平均用紙間隔であり、2面目のスキュー補正時には用紙が停止するので、この停止時に用紙間隔が詰まる。用紙間隔が詰まったときには、必要最小限の用紙間隔が確保できることが条件となる。
【0084】
以後の説明は、循環経路長がL1+L2=N×Ls+Li(LetterY)の関係に設定されているものとして進める。
【0085】
横通しA4サイズ用紙は、横通しレターサイズ用紙と等価とするため、図7(a)(b)に示すように、ベルト上の用紙先端の位置が横通しレターサイズ用紙の先端位置と同じ配置になる用紙間隔とする。用紙間隔は次のようになる。
【0086】
Li(A4Y)=Li(LetterY)+(297mm−11インチ)
転写ベルト周長分に3枚配置できる他のサイズの用紙もこれと同様に考えることができる。このことから理解されるように、転写ベルト周長分に3枚配置できるサイズの用紙については、搬送方向の長さが実質的に最長となる用紙について、1面目、2面目ともに継目に載らないような用紙先端の位置を決定しておけば、それよりも長さの短い用紙については、その先端を前記決定した用紙の先端位置に合致させて給送すれば良いことになり、制御が簡素化される。
【0087】
次に、例えば縦通しレターサイズ用紙(LetterT)や縦通しA4サイズ用紙(A4T)のように、転写ベルト周長分に2枚配置できるサイズの用紙について説明する。なお、縦通しA4サイズ用紙の方が縦通しレターサイズ用紙よりも搬送方向の長さが長いことから、縦通しA4サイズ用紙を例にとって説明する。
【0088】
図8(a)(b)のように、循環経路9を搬送されてきた2面目の用紙が再び転写ベルト5に載るとき、転写ベルト周長分に載せた2枚の用紙のうち最初の用紙Aと後の用紙Bの紙間に継目5aが位置するように、1面目の給紙搬送時に用紙間隔を以下のように制御する。
【0089】
即ち、図8(a)(b)に示すように、先端が継目5aの直後に位置するように給送された用紙Aと次の用紙Bとの距離をLi1、用紙Bと次の継目5aとの距離をLi2とすると、
あるいは、図8(c)(d)に示すように、継目5aと用紙Aの先端までの距離をLi0、用紙Aと次の用紙Bとの距離をLi1、用紙Bと次の継目5aとの距離をLy、用紙Bと次の用紙Aとの距離をLi2とすると、
Li1=Li2=Ls/2−Lp(A4T)
Li0=Ls/2−(Lp(A4T)+Li)
Ly=Li2−Li0=Li>0
このように用紙間隔を制御することにより、2面目の用紙は継目5aを避けて転送ベルトに給送される。
【0090】
縦通しレターサイズ用紙や、転写ベルト周長分に2枚配置できる他のサイズの用紙も、上記の横通しA4サイズ用紙と同様に考えて、用紙先端を横通しA4サイズの用紙先端と同じ位置に合わせて給送すれば良い。ただし、図8(c)(d)に示す制御では、1枚ずつ交互に給紙搬送する方式には対応できない。
【0091】
次に、例えば縦通し11×17インチサイズの用紙や縦通しA3サイズ用紙のように、転写ベルトの周長分に1枚しか配置できないサイズの用紙について説明する。なお、縦通し11×17インチサイズ用紙の方が縦通しA3サイズ用紙よりも搬送方向の長さが長いため、これを例にとって説明する。
【0092】
図9(a)に示すように、用紙の先端が継目直後に位置するように用紙を給送すると、循環経路9を搬送されてきた2面目の用紙は継目に載ってしまう。これを式にて説明すると次のようになる。図9(b)に示すように、2面目の用紙の後端から次の継目までの距離をLxとすると、
Lx=Ls−((Lp(11×17T)+Li(LetterY))+Lp(11×17T))
具体的な数値を代入して計算すると、
Li(LetterY)=(960.47/3)−8.5×25.4=104.26
であるから、
つまり、Lxの値が負になるから、2面目の用紙は継目5aに載ってしまうことになる。
【0093】
そこで、図9(c)(d)に示すように、2面目の用紙が継目直後に載るように、1面目の用紙を、継目5aから次式で示される距離Lyをおいて転写ベルトに給送する。
【0094】
Ly=Ls−(Lp(11×17T)+Li(LetterY))
なお、この場合、1面目の用紙の後端と次の継目との距離Lxは、
となり、1面目の用紙が次の継目に載ることはない。
【0095】
なお、縦通しA3サイズ用紙や、転写ベルト周長分に1枚しか配置できない他のサイズの用紙についても同様に、縦通し11×17インチサイズ用紙の先端位置に用紙の先端位置が合致する態様で給送すれば良い。
【0096】
以上のように、転写ベルト5の周長分に載せることのできる用紙枚数ごとに、継目を避けて給送可能な範囲内で実質的に最長となる用紙を基本として、転送ベルトへの給送位置を決定しておくことにより、他のサイズの用紙については、上記基本となる用紙に基づいて給送制御を行うことができ、1面目の用紙はもとより循環経路9を搬送されてきた2面目の用紙も転写ベルトの継目を避けて給送することができる。
【0097】
また、以上の説明では横通しレターサイズ用紙を転写ベルトの周長分に3枚載せるものとした場合の用紙間隔Li(LetterY)を基本とし、このLi(LetterY)を用いて1面目の用紙位置を決定したが、これに限定されるものではない。
【0098】
ここまでは、循環経路9に収納できる用紙枚数ごとに、片面づつ画像形成を行う場合について説明してきたが、次に、一面目の用紙と循環経路9を搬送されてきた2面目の用紙とを交互に転写ベルトに給送する場合について説明する。
【0099】
1面目の用紙と2面目の用紙を交互に給送するためには、2面目の用紙を1面目の用紙の間に載せられるように用紙間隔を開ければ良い。
【0100】
図10(a)(b)に示すように、たとえば横通しレターサイズ用紙の場合には、
Li(LetterY)=((Ls/3)−Lp)×2+Lp(LetterY)
となる用紙間隔で1面目の用紙を搬送し、その用紙間隔で循環経路9を搬送して再び転写ベルト5に載せ、2面目の画像形成を行う。また、次の1面目の用紙を、この再び転写ベルトに載った用紙の間に挿入していく。
【0101】
このとき、転写ベルトの1周分に奇数枚(この実施形態では3枚)載せる横通しレターサイズ用紙の場合には、L1+L2=N×Ls+Li(LetterY)においてNが奇数であると、図10(a)(b)にN=3の場合を示すように、1面目の最後の用紙50aと、2面目の最初の用紙50bとの間に生じる用紙挿入可能スペースに1面目の用紙を給送することができない。この理由は、1面目の用紙が連続して給送されることになり、1面目と2面目とが交互に給送されるという条件を逸脱するからである。
【0102】
上記のスペースに起因して、再び転写ベルト5に載る2面目の用紙の間に次の1面目の用紙を挿入するために、1枚分不必要な用紙間隔を開ける必要があり、この部分が生産性の低下につながる。
【0103】
これに対し、L1+L2=N×Ls+Li(LetterY)においてNが偶数の場合には、図10(c)(d)にN=2の場合を示すように、1面目の最後の用紙50aと、2面目の最初の用紙50bとの間に無駄なスペースが生じることはない。従って、1面目の用紙と2面目の用紙とを交互規則的に給送することができ、生産性が向上する。
【0104】
なお、他のサイズの用紙で搬送ベルトの周長に奇数枚載せる場合についても、同様に考えることができる。
【0105】
図11(a)(b)は、L1+L2=2×Ls+Li(LetterY)の条件下において、横通しレターサイズ用紙を、両面反転循環経路9に収納できる枚数ごとに片面づつプリントして両面コピーする場合で、偶数面のスキャン時間が用紙間隔に影響しない場合を示している。この場合は、前述した所定の用紙間隔で用紙を搬送すればよい。また、(c)(d)は同じく偶数面のスキャン時間が用紙間隔に影響する場合を示している。この場合は、Li(LetterY)=((Ls/3)−Lp)×2+Lp(LetterY)となる用紙間隔で1面目の用紙を搬送し、その用紙間隔で循環経路9を搬送して再び転写ベルト5に載せ、2面目の画像形成を行う。そして、2面目の画像形成を終えた後、Li(LetterY)=((Ls/3)−Lp)の間隔をあけて次の1面目の最初の用紙を搬送し、ついで、Li(LetterY)=((Ls/3)−Lp)×2+Lp(LetterY)の間隔で1面目の用紙を転写ベルトに搬送する。
【0106】
〈本体制御部306による処理〉
図12は、本体制御部306による処理のフローチャートを示す。
【0107】
電源が投入され、本体制御部306のCPUの動作がスタートすると(ステップ1)、所定の初期化処理(ステップ2)を行う。尚、以下の記載においては、ステップをSと省略する。初期化処理では、CPUの初期設定、メモリー・I/O等の初期化、初期設定等を行う。
【0108】
給紙処理(S3)では、給紙の要求を受けて所定の給紙口1a〜1dから用紙を搬送路へ送り出す。詳細は後述する。
【0109】
搬送処理(S4)では、給紙された用紙を転写ベルト5へ搬送する処理と、定着が完了した用紙を反転させ再度転写ベルトへ搬送する処理を行う。詳細は後述する。
【0110】
作像プロセス制御処理(S5)では、電子写真の作像プロセスを制御する。帯電、露光、現像、転写、除電などの各プロセスを必要に応じて制御する。
【0111】
転写ベルト制御処理(S6)では、転写ベルト5の動作を制御すると共に、継目5aの位置を検出し、必要な情報を作成する。この情報の中には、給紙の禁止・許可に関わる情報や、タイミングローラー8の回転の禁止・許可に関わる情報も含まれる。またこれらの情報の作成には、必要に応じて用紙のサイズ・原稿のサイズ・その他画像形成条件も含まれる。
【0112】
階調処理(S7)、フレームメモリー制御(S8)、レジスト補正制御(S9)は、それぞれの処理を行うハードウェア313、314、315に対するコマンドを発信する。また必要なパラメータを渡す。
【0113】
その他の処理(S10)では、他のCPUと通信に関わる処理や、異常検出に関わる処理、I/Oポートからの入出力処理、その他本発明とは直接関係の無い画像形成装置の処理を行う。
【0114】
ルーチンタイマー(S11)は、給紙処理(S3)からその他の処理(S10)までの処理を所定時間毎に実行するためのタイマーで、タイマーがフローするごとに、各処理が1回実行される。
【0115】
〈給紙制御処理〉
図13は図12の給紙制御処理S3のフローチャートである。
【0116】
給紙制御処理では、給紙カセットに収納されている用紙を搬送路に送り出す。実際には給紙口1a〜1dの数だけ給紙制御の処理が存在するが、説明を簡略化するため省略する。
【0117】
給紙制御には、給紙制御1(S3−B)と給紙制御2(S3−C)があり、モード判断(S3−A)の結果によりどちらか一方を選択する。モード判断は、画像形成条件から判断して最適な給紙制御を選択する。
【0118】
図14〜図20は、給紙制御1の詳細フローチャートで、図14は給紙制御1の全体構成、図15〜図20は詳細を示す。
【0119】
図14のS3−1−Aでは、給紙ステートカウンタにより、給紙制御1−0(S3−1−A−0)〜給紙制御1−5(S3−1−A−5)の6個の処理に分岐する。ステートカウンタは、はじめ0に初期化されており、給紙制御1の処理の進行に応じて所定の値に変更される。
【0120】
給紙制御1−0では、図15に示すように、まず給紙要求がセットされるのを待つ(S3−1−0−1)。給紙要求がセットされると、給紙ローラー11a〜11dをオンする(S3−1−0−1)。このとき、用紙の属性情報を作成する(図示せず)。属性情報は、用紙のサイズ、給紙口を含む。
【0121】
次に、給紙センサー検出タイマーをセットする(S3−1−0−3)。このタイマーについては後述する。さらにステートカウンタを+1して(S3−1−0−4)、給紙制御1の処理を終える。
【0122】
所定時間が経過し、再び給紙制御1が実行される時は、ステートカウンタが1になっているため、図16の給紙制御1−1が実行される。
【0123】
給紙制御1−1では、はじめに給紙センサー12a〜12dの状態を確認する(S3−1−1−0)。給紙センサー12a〜12dがオンしていれば、給紙ローラー11a〜11dをオフするまでのタイマーをセットして(S3−1−1−6)、ステートカウンタを3に更新し(S3−1−1−1)、処理を終える。
【0124】
給紙センサー12a〜12dがオフしていた場合は、タイマーカウントの処理へ移る(S3−1−1−2)。ここでは、給紙制御1−0でセットしたカウンタを1減算する。減算後0になっていない場合は、処理を終える。0になった場合は、正常に給紙が行えていないと判断し、給紙リトライの処理に入る。
【0125】
給紙リトライの処理では、いったん給紙ローラー11a〜11dをオフする(S3−1−1−3)。このとき、給紙ローラーをオンしたときに作成した用紙の属性情報はクリアする(図示せず)。
【0126】
さらに、再度給紙ローラーを回転させるまでのインターバルを決めるためのタイマーをセットする(S3−1−1−4)。
【0127】
タイマーのセットが終了するとステートカウンタを+1して(S3−1−1−5)、処理を終える。
【0128】
図17に示す給紙制御1−2では、タイマーのカウントを行う(S3−1−2−0)。タイマーがカウントアップするまでは、直ちにリターンすることで、タイマーのカウントアップを待機する。
【0129】
タイマーがカウントアップすると、ステートカウンタを0に戻し(S3−1−2−1)、処理を終える。これにより再度給紙動作を行うことができるので、給紙のリトライが可能になる。
【0130】
給紙制御1−1でリトライの制御に入らず、ステートカウンタが3に更新された時は、図18に示す給紙制御1−3が実行される。
【0131】
給紙制御1−3では、タイマーをカウントし(S3−1−3−0)、カウントアップすると給紙ローラー11a〜11dをオフする(S3−1−3−1)。さらにステートカウンタを+1して(S3−1−3−2)、処理を終える。
【0132】
図19に示す給紙制御1−4では、用紙の後端が給紙センサー12a〜12dを抜けるのを待つ(S3−1−4−0)。
【0133】
用紙が給紙センサー12a〜12dを抜け、センサーがオフすると、給紙間隔タイマーをセットし(S3−1−4−1)、ステートカウンタを+1して(S3−1−4−2)、処理を終える。
【0134】
図20に示す給紙制御1−5では、給紙制御1−4でセットしたタイマーのカウントを行う(S3−1−5−0)。タイマーがカウントアップすると、ステートカウンタを0に更新する(S3−1−5−1)。
【0135】
フローチャート上では図示していないが、給紙ローラー11a〜11dより下流に配置されている中間ローラー(詳細は後述)がオフしているときは、用紙どうしの衝突を避けるために、給紙ローラーを一時的にオフする。また、各タイマーのカウンタも一時的に中断する。
【0136】
以降、給紙要求がリセットされるまで繰り返し動作することで、用紙の先端は一つ前の用紙の後端に対し一定の間隔となる。この間隔を後述するタイミングローラー8からの用紙搬送間隔よりも十分小さくしておけば、給紙制御でスリップやリトライが発生しても、タイミングローラー8からの用紙送りには影響がでず、安定した画像形成が行える。
【0137】
図21は給紙制御2の詳細フローチャートを示す。給紙制御2も給紙制御1と同様に、ステート制御で構成されている。
【0138】
ここでははじめに、給紙間隔フラグの確認を行う(S3−2−A)。フラグがセットされているときは、給紙間隔タイマーのカウントを行う(S3−2−B)。フラグがセットされていない場合は、ステートカウンタの判断へ行く(S3−2−D)。
【0139】
給紙間隔タイマーのカウント処理でカウント中は、ステートカウンタの判断処理へ行く(S3−2−D)。タイマーがカウントアップしたときは、給紙間隔フラグをリセットする(S3−2−C)。
【0140】
給紙ステートカウンタの判断処理(S3−2−D)は、前述した給紙制御1と同様なので省略する。
【0141】
給紙制御2−0では、図22に示すように、給紙要求がセットされ(S3−2−0−0にて有り)、かつ給紙間隔フラグ、継目判断フラグ、衝突防止フラグがセットされていないとき(S3−2−0−1〜3にていずれもリセット)、給紙ローラー11a〜11dをオンする(S3−2−0−4)。なお、継目を図面ではシームと記している。
【0142】
給紙ローラーがオンしたときは、給紙制御1の時と同様に用紙の属性情報を作成する。
【0143】
給紙間隔フラグは、次回の給紙開始までのインターバルを決めるためのフラグで、給紙ローラー11a〜11dがオンしたときにセットされ(S3−2−0−5)、このとき同時にセットされる給紙間隔タイマー(S3−2−0−6)がカウントアップしたときにクリアされる。
【0144】
継目判断フラグは、転写ベルト5の継目5aの位置と各給紙口1a〜1dのタイミングローラー8からの距離、用紙のサイズなどから作成される情報で各給紙口毎に用意されている。給紙するとその用紙が転写部で継目にかかってしまうと判断されているときにセットされた状態になる。
【0145】
衝突防止フラグは、給紙しようとしている用紙と搬送路を共有する他の用紙とが衝突する可能性のあるときにセットされる情報で、各給紙口ごとに用意されている。特に両面モードで定着部から循環経路9を介してタイミングローラー8へと搬送される用紙と、給紙トレーから給紙される用紙との衝突防止に用いられる。
【0146】
ここで、両面モードで定着部から循環経路9を介してタイミングローラー8へと搬送される用紙と、給紙トレーから給紙される用紙とが衝突するかどうかは、次のようにして判断される。
【0147】
即ち、前述のように、循環搬送経路9における反転部9aの下流側には、用紙検知センサー17が設けられているが、この用紙検知センサー17は、給紙トレー1a〜1dから給紙した用紙と、反転部9aで反転され再送されてきた用紙との合流点をG(図1に示す)とすると、給紙トレーから合流点Gまでの距離よりも、用紙検知センサー17から合流点Gまでの距離の方が長くなる位置に設置されている。
【0148】
そして、反転部9aを通過した用紙が用紙検知センサー17を通過するとき、先端と後端がセンサーを通過した時点から、合流地点Gに用紙が到達する時間を算出し、以降時間の経過に従ってこの時間を更新する。また、給紙トレー1a〜1dからの用紙の先端と後端が合流地点Gに達するまでの時間も算出する。給紙時点で、反転部からの用紙が合流点Gを占有する時間と、給紙トレーからの用紙が合流点Gを占有する時間とに重なりを生じる場合、用紙が衝突すると判断する。この判断を、給紙トレー1a〜1dから給紙する用紙の、前後に配置される予定の反転部9aからの用紙に対して行う。
【0149】
上記のように、給紙トレーからの用紙と、裏面コピーのための再送用紙との衝突防止の制御を行うことで、給紙のリトライが発生しても用紙の衝突という最悪の事態が避けられる。
【0150】
図22において、最後に給紙センサー検出タイマーをセットし(S3−2−0−7)、ステートカウンタを+1して(S3−2−0−8)、給紙制御2−0の処理を終了する。
【0151】
図23に示す給紙制御2−1では、給紙センサーのオンを待機する(S3−2−1−0)。給紙センサーがオンすると、給紙ローラーをOFFにし、リレータイマーをセットし(S3−2−1−1)、ステートカウンタを+1して(S3−2−1−2)、処理を終える。
【0152】
給紙センサーがオフの場合は、タイマーのカウントを行う(S3−2−1−3)。このカウンターは、給紙ローラーオン時にセットされたもので、カウントアップするまでは、給紙センサーのオンを待機する。
【0153】
給紙センサーがオンするまでにタイマーがカウントアップすると、給紙ローラーを一旦オフする(S3−2−1−4)。
【0154】
このとき、給紙ローラーオン時に作成した用紙属性情報を一旦クリアする(図示せず)。
【0155】
さらに、リトライインターバルタイマーをセットし(S3−2−1−5)、ステートカウンタを4に更新して(S3−2−1−6)、給紙制御2−1を終了する。
【0156】
図24に示す給紙制御2−2では、給紙ローラー0FFディレイタイマーをカウントし(S3−2−2−0)、カウントアップすると給紙ローラーをオフにすると共に(S3−2−2−1)、ステートカウンタを+1する(S3−2−2− 2−2)。
【0157】
図25に示す給紙制御2−3では、給紙ローラーのオフを待機する(S3−2−3−0)。センサーがオフするとステートカウンタを0に更新する(S3−2−3−1)。
【0158】
図26に示す給紙制御2−4では、リトライインターバルタイマーのカウントを行い(S3−2−4−0)、タイマーがカウントアップしかつシーム判断フラグ、衝突防止フラグがセットされていないとき(S3−2−4−1〜2にてリセット)、給紙ローラーをオンする(S3−2−4−3)。また、給紙ローラをオンするときは、用紙属性情報を作成する(図示せず)。
【0159】
さらに、給紙制御2−0と同様に、給紙センサー検出タイマーのセット(S3−2−4−4)とステートカウンタの2への更新(S3−2−4−5)を行う。
【0160】
このように、給紙制御2では、タイミングローラー8からの用紙搬送とほぼ同じ間隔を基本とした一定間隔で給紙を行うが、タイミングローラー8の用紙間隔よりもわずかに短い間隔で給紙を行っても良い。こうすることにより、給紙ローラー11a〜11dによるスリップが発生しても、これを吸収することができる。ただし大幅なスリップに対しては給紙のリトライ制御を行って対応する。あるいはまた、継目を避けるためにあるいは他の用紙との衝突を避けるために、給紙の間隔を広げる場合もある。
【0161】
図27は図12に示した用紙搬送制御S4のフローチャートを示す。
【0162】
S4−0では、中間ローラー・タイミングローラーの制御部で、給紙部から搬送されてくる用紙を一旦停止させ、スキュー補正、タイミング合わせなどを行って、転写ベルト5上に用紙を送り出す。
【0163】
S4−1はその他の搬送制御の処理を行う。
【0164】
図28は、図27に示した中間・タイミングローラー搬送制御S4−0の詳細フローチャートを示す。この制御も、ステート制御で構成されており、ステートカウンタ0〜4に従って、必要な処理を行う。
【0165】
図29は中間/タイミングローラー搬送処理0の詳細を示す。
【0166】
給紙が開始されると(S4−0−0−0にてYES)、中間ローラーがオンされる(S4−0−0−1)。給紙が開始しない場合(S4−0−0−0にてNO)は中間ローラーはオンされない(S4−0−0−3)。中間ローラーがオンされると、ステートカウンタが+1される(S4−0−0−2)。
【0167】
図30は中間/タイミングローラー搬送処理1の詳細を示す。
【0168】
用紙が給紙部から搬送されてくると、やがてタイミングセンサー13がオンする(S4−0−1−0)。タイミングセンサー13がオンするとループタイマーをセットする(S4−0−1−1)。ループタイマーは、用紙の先端がタイミングローラー8に当たってから、所定のループが形成される時間に設定されており、このループによってスキューが補正される。
【0169】
タイマーのセットが完了すると、ステートカウンタが+1される(S4−0−1−2)。
【0170】
図31は中間/タイミングローラー搬送処理2の詳細を示す。
【0171】
中間/タイミングローラー搬送処理1でセットされたループタイマーがカウントアップし(S4−0−2−0にてカウントアップ)、かつ継目判断フラグがセットされていないとき(S4−0−2−1にてリセット)、中間ローラーをオンし(S4−0−2−2)、タイミングローラー8をオンする(S4−0−2−3)。さらに、TOD発信ディレイタイマーをセットする(S4−0−2−4)。TOD信号は、画像の要求信号で、TODを発信してから一定時間後に、感光体への画像の書き込みが開始される。
【0172】
さらに、タイマーセット後ステートカウンタを+1する(S4−0−2−5)。
【0173】
TODディレイタイマーはのその他の処理の中でカウントされ、TOD信号が発信される(図示せず)。また、タイミングローラー8から用紙が搬送されるとき、給紙時に作成した用紙の属性情報が、各エレメントに対し発信される。この情報には、用紙の種類や給紙口の情報、片面の作業が終了した用紙かどうかなどの情報も含まれており、画像形成の原稿面の管理などにも使用される。
【0174】
図32は中間/タイミングローラー搬送処理3の詳細を示す。用紙が転写ベルト5上へ搬送され、用紙の後端がタイミングセンサー13を抜けると(S4−0−3−0にてOFF)、タイミングローラー8をオフするためのディレイタイマーがセットされる(S4−0−3−1)。このタイマーはタイミングセンサー13からタイミングローラー8までの用紙の後端の移動時間に余裕を加えた値になっている。タイマーのセット後は、ステートカウンタを+1して処理を終了する(S4−0−3−2)。
【0175】
図33は中間/タイミングローラー搬送処理4の詳細を示す。
【0176】
タイミングローラーオフのタイマーがカウントアップすると(S4−0−4−0にてカウントアップ)、タイミングローラー8をオフする(S4−0−4−1)。さらに、給紙済みでタイミングローラー8から転写ベルト5へ搬送されていない用紙が存在するかどうか判断し(S4−0−4−2)、存在するときはステートカウンタを1に更新して(S4−0−4−3)、用紙がタイミングセンサー13に到達するのを待つ。存在しないときは、ステートカウンタを0に更新し(S4−0−4−4)、最終的に中間ローラーも停止する。
【0177】
〈用紙反転部の構成〉
図34は用紙反転部9aの構成を示す。
【0178】
画像形成を行い、定着部を通過した用紙は、反転してさらに画像形成を行う必要のある用紙は、搬送路Cを通って図上方から搬送ローラーCにより搬送されてくる。
【0179】
このとき、切換え経路は実線の状態になっており、搬送ローラーDにてさらに下方へ搬送される。搬送ローラーCとDの間には、ペーパーセンサーが配置されている(図示せず)。
【0180】
用紙の後端がペーパーセンサーを通過し所定時間経過後、搬送ローラーDを一旦停止し、切換え経路を点線の状態に切り換える。
【0181】
さらに、搬送ローラーDを先ほどと反対の方向に回転させると、用紙は上方に搬送され、搬送ローラーEにより搬送経路Eを搬送されやがて転写ベルトへと搬送される。
【0182】
用紙の後端がセンサーを通過してから、搬送ローラーDを停止し、さらに反転させるまでの時間は、それぞれ標準の時間に対して加減することができる。
【0183】
例えば、給紙時にリトライ制御を行った用紙については、上記時間を短縮することで、リトライ時の遅れを回復させる。また、ローラーのスリップによる用紙の遅れ等についても同様に上記タイマーを短縮する。逆に、ローラーの周速のばらつき等により用紙が速く到達した場合は、上記タイマーを延長することで、適正な用紙間隔を実現する。
【0184】
〈用紙サイズ検出の説明〉
給紙トレー1a〜1dに収納する用紙サイズは、操作パネルで入力するものとする。サイズ入力用液晶画面(図2の212)は、操作パネル上のキーを一定順序で押すことで開かれる(例えばストップキー203を2回押してから給紙トレー選択キー208を2回押す)。入力画面を開いた後は、設定したい給紙トレーを給紙トレー選択キーで選択し、縦サイズ・横サイズをテンキー201にて入力する。入力を確定するときは、プリントキー202を押し、入力画面から抜け出るときはテンキー上のリセットキーを押す。
【0185】
〈転写ベルト制御の説明〉
図35は、図12のS6で示した転写ベルト制御のフローチャートを示す。
【0186】
まずS6−1でコピー中かどうか判断する。コピー中の場合(S6−1にてYES)、S6−2で転写ベルト5の駆動タイミングがきているかどうかを判断する。転写ベルト5の駆動タイミングとは、そのタイミングで転写ベルト5の駆動を開始したならば、1枚目の用紙先端を継目5a直後に載置できるタイミングを指す。このため2枚目以降の用紙では常に駆動タイミングが来ているものとして扱うことでS6−3以降の処理を行う。転写ベルトの駆動タイミングと判断した場合(S6−2にてYES)、S6−3で転写ベルト5の駆動を開始する。
【0187】
次に、S6−4で動作許可フラグ作成処理を行う。動作許可フラグには、給紙トレーからの給紙を許可する給紙許可フラグとタイミングローラー8前で停止させた用紙の搬送を許可する再給紙許可フラグがある。動作許可/不許可の設定は、今動作を開始した場合転写ベルト5の継目5aに用紙が載るか載らないかで行う。用紙が継目に載る場合は不許可とする。処理内容の詳細は後述する。
【0188】
S6−1でコピー中でなく(NO)、S6−5で転写ベルト5が駆動中の場合は(S6−5、YES)、コピー終了タイミングと判断し、転写ベルト5の停止処理を行うが、次のコピー開始時に最短時間で作像を開始出来るように予め決められた位置で継目5aを止めるようにする(S6−6〜S6−8)。この点を更に詳しく説明する。
【0189】
図36に示すように、転写ベルト5上に用紙先端を吸着させる1点を吸着ポイントQとし、Qからカセットに収められた用紙の先端位置までの距離をLp、Qから継目位置までの距離をLqとするならば、
Lp>Lq
を満足する位置で転写ベルト5を止める。次のコピー開始時にLpとLqの差分に対応する時間だけ転写ベルト5の駆動を用紙搬送に対して遅らせれば、タイミングローラー8の位置で用紙を停止させる(継目の通過を待つ)ことなく用紙先端を継目直後に載置出来る。どのカセットから給紙してもLp>Lqとなる様に、Lpは1段目カセット使用時の値を用いる。
【0190】
〈動作許可フラグ作成処理(図35のS6−4)の説明〉
この処理は、給紙許可フラグ、再給紙許可フラグのセット/リセットを行う。
【0191】
給紙許可フラグは、現時点で給紙トレーから給紙したならば、用紙が転写ベルトの継目に載らないと判断した場合にセットする(給紙許可)。
【0192】
再給紙許可フラグは、現時点でタイミングローラー8で停止している用紙の再給紙を行ったならば、用紙が転写ベルト5の継目5aに載らないと判断した場合にセットする。
【0193】
図37のフローチャートにおいて、まずS6−4−1で転写ベルト5の回転状態をチェックする。転写ベルトが停止している場合(S6−4−1にてNO)は、給紙、再給紙はできないため、給紙許可フラグをリセットする(S6−4−14)。
【0194】
回転中の場合は(S6−4−1にてYES)、S6−4−2で継目センサー10のオンをチェックし、継目センサー10がオンならば(S6−4−2にてYES)、継目位置検出カウンタをリセットする(S6−4−3)。このカウンタは転写ベルト回転中にカウントされ、その値により、継目センサー位置から継目位置までの距離を知ることができる。この継目位置検出カウンタ値を基に継目5aが吸着ポイントQに達するまでの時間T4をS6−4−4で計算する。この時間はもちろん転写ベルト5の回転数によって違う値となる。継目センサー10がオフの時は(S6−4−2にてNO)、そのままS6−4−4に進む。
【0195】
次にS6−4−5で、現時点でカセットから給紙を開始したと仮定した場合に、その用紙の先後端が吸着ポイントQまで達する時間(先端到達時間がT0、後端到達時間がT1)を計算する。この時間も用紙の搬送速度、選択されているカセットにより異なったものとなる。
【0196】
T0、T1、T4の関係が
T0<T4<T1
ならば(S6−4−6にてYES)、用紙と継目とが重なってしまうため、給紙許可フラグをリセットする(S6−4−8)。それ以外ならば、給紙許可フラグをセットする(S6−4−7)。
【0197】
次に、S6−4−9で、タイミングローラー8前に用紙があるかどうか判断する。用紙がある場合は(S6−4−9にてYES)、S6−4−10〜13で再給紙許可フラグのセット/リセット処理を行う。
【0198】
S6−4−10では、現時点で給紙トレーから再給紙を開始したと仮定した場合に、その用紙の先後端が吸着ポイントまで達する時間(先端到達時間がT2、後端到達時間がT3)を計算する。この時間も用紙の搬送速度、選択されているカセットにより異なったものとなる。
【0199】
T2、T3、T4の関係が
T2<T4<T3
ならば(S6−4−11にてYES)、用紙と継目とが重なってしまうため、再給紙許可フラグをリセットする(S6−4−13)。それ以外ならば、再給紙許可フラグをセットする(S6−4−12)。また、タイミングローラー前に用紙がないときも(S6−4−9にてNO)、S6−4−13で再給紙許可フラグをリセットする。
【0200】
〈給紙口指定制御の説明〉
給紙口指定制御を図38のフローチャートを参照して説明する。
【0201】
コピー中に選択している給紙口1a〜1dは切り換えないためS38−1でコピー中かどうか判断する。コピー中でなければ(S38−1にてNO)、S38−2でAPS(自動用紙選択)キー208が押されたかどうか判断する。APSキーが押されていれば、ステップ9でAPSモードをセットする。APSキーが押されていなければ(S38−2にてNO)、S38−3でカセット選択キー208が押されたかどうかチェックする。
【0202】
カセット選択キーが押されていれば(S38−3にてYES)、現在選択しているカセットよりも1段下のカセットを選択する(S38−10)。最下段のカセットが選択されている場合は、1段目カセットを選択する。また、APSが選択されているときは、APSを解除して1段目カセットを選択する。
【0203】
次に、プリントキー202が押されたかどうかを判断し、(S38−4)、プリントキーが押されたと判断したときは(S38−4にてYES)、S38−5〜S38−8で自動カセット選択を行う。
【0204】
まず、S38−5でAPSが選択されていると判断したならば(S38−5にてYES)、原稿サイズ検出を行う(S38−6)。この結果、原稿と同じサイズの用紙を収納したカセットがあるかどうかを判断し(S38−7)、あると判断すれば(S38−7にてYES)、S38−8でそのカセットを選択する。
【0205】
〈片面・両面モード選択制御の説明〉
図39は、片面コピーモードあるいは両面コピーモードが選択された場合の処理を示すフローチャートである。
【0206】
まず、S39−1で両面キーがオンされたかどうか判断する。両面キーがオンしたならば(S39−1にてYES)、S39−4で両面モードを選択する。両面キーがオンされていなければ(S39−1にてNO)、S39−2で片面キーがオンされたかどうか判断し、片面キーがオンされていれば(S39−2にてYES)、S39−3で片面モードを選択する。
【0207】
〈原稿サイズ検出制御〉
図40は、図38のフローチャートにおけるS38−6の原稿サイズの検出処理を示すフローチャートである。
【0208】
まず、S38−6−1で、コピー要求があったかどうか判断する。コピー要求があった場合(S38−6−1にてYES)、S38−6−2で原稿読み取りのためにスキャナーを動かす。スキャン中はS38−6−3で原稿画像データをCCDで読みとり、これをメモリ内に蓄積していく。
【0209】
S38−6−4で読み取りが終了したと判断したときは、S38−6−5、S38−6−6で、蓄積した画像データより原稿の横長さ、縦長さを計算する。
【0210】
最後のS38−6−7で原稿画像を作成する。詳細は後述する。
【0211】
ここで、原稿画像情報とは、ある原稿に対する出来上がりコピーにおいて画像が載る部分と載らない部分の配置を、原稿毎に管理する為の情報である。例えば、ある原稿のコピーが図41に示すようになったとする。W0〜W3は画像が無い部分、それ以外は画像のある部分であり、XO、X1、X2、X3は用紙後端から画像が無い部分までの距離で、用紙後端に画像が無い場合はXO=Oとなる。この場合の原稿画像情報を図42に示す。
【0212】
図42の有効/無効は、原稿によって幾つのエリアにデータが格納されるか違うため、そのエリア内にデーターを格納しているかどうか(参照してよいかどうか)を示すデータである。格納している時は有効となる。
【0213】
次に、図40の原稿画像情報作成処理の説明を、図43のフローチャートを参照して行う。
【0214】
まず、S38−6−7−1で原稿読み取り中かどうかを判断し、原稿読み取り中と判断したとき(S38−6−7−1にてYES)、原稿画像情報の作成を行う。
【0215】
即ち、S38−6−7−2で1ラインの読み取りが終了したかどうかを調べ、終了したと判断したとき(S38−6−7−2にてYES)、S38−6−7−3で今回の1ライン読み取り結果が画像無しかどうかを調べ、さらにS38−6−7−4およびS38−6−7−7で、前回の1ライン読み取り結果が画像有りかどうかを調べる。今回の1ライン読み取り結果が画像無しで(S38−6−7−3にてYES)、前回の1ライン読み取り結果が画像有り(S38−6−7−4にてYES)ならば、画像無しエリアへの切り換わりと判断する。このとき、S38−6−7−5で画像無しエリアの幅を計測するための画像無し幅カウンタのカウントを開始するとともに、S38−6−7−6で画像無しエリア開始位置を図42のXデータとして書き込んでおく。このとき書き込むエリアは、無効エリアのうちiが最も小さいものとする。そして、S38−6−7−10に進む。
【0216】
また、今回の1ラインが画像有りで(S38−6−7−3にてNO)、前回の1ラインが画像無しの場合は(S38−6−7−7にてNO)、画像有りエリアへの切り換りエッジと判断して、S38−6−7−8にて、画像無し幅カウンタ値をmmデータに換算して図42のWデータとして書き込む。さらに、S38−6−7−9にて、Wを書き込んだエリアに有効を書き込んでおく。このときWを書き込むエリアは、Xの時と同様に無効エリアのうちiが最も小さいものとする。そして、S38−6−7−10に進む。
【0217】
S38−6−7−10では、画像の読み取りの終了タイミングがきたかどうかを判断し、きたと判断した場合(S38−6−7−10にてYES)、S38−6−7−11でスキャン終了を書き込む。読み取りの終了タイミングでない場合は(S38−6−7−10にてNO)、リターンする。
【0218】
〈原稿ページ指定制御の説明〉
原稿ページ指定制御とは、両面コピーを撮る場合に、表面用の作像を行うか、裏面用の作像を行うかを選択する制御である。IRによって読み込んだ画像データを原稿2面分にわたって記憶してあるため、用紙の表面にコピーするときは表面用の画像データで、裏面にコピーするときは裏面用の画像データで作像を行う。
【0219】
図44のフローチャートにおいて、まずS38−6−8で作像開始タイミングかどうかを判断する。作像開始タイミングならば(S38−6−8にてYES)、S38−6−9で用紙の表面に対するコピーか裏面に対するコピーか判断する。表面に対するコピーならば(S38−6−9にてYES)、S38−6−10で表面用の画像データを読み出し、裏面に対するコピーならば(S38−6−9にてNO)、S38−6−11で裏面用の画像データを読み出す。
【0220】
以上の実施形態では、転写側の搬送手段が無端状のベルトである場合を例示し、ベルト上の継目を避けて用紙を搬送する場合を示したが、感光体が無端状のベルトである画像形成装置においても、同様に適用可能である。
【0221】
また、ベルト上の画像に適さない不適領域が継目である場合を例示したが、継目ではない不適領域が存在する場合があり、この場合も本発明を適用できることはいうまでもない。
【0222】
【発明の効果】
この発明は、特に用紙両面の画像形成に対して次のような効果を奏する。即ち、不適領域検知手段の検知結果及び裏面の画像形成のために再送されてくる記録材の検知結果に基づいて、許可が出された場合にのみ給紙手段による給紙トレイからの給紙を行うから、記録材が継目に載ることはもとより、再送されてくる記録材との衝突をも避けて給紙することができ、極めて信頼性の高い給紙搬送制御を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係るフルカラー画像形成装置の画像形成主要部の概略構成図である。
【図2】操作パネルの一部を示す平面図である。
【図3】装置全体の制御構成を示すブロック図である。
【図4】タイミングローラ及び転写ベルトの近傍部位の概略構成図である。
【図5】転写ベルトの継目部分の説明図である。
【図6】転写ベルト周長に3枚の用紙を配置する場合の一面目及び2面目の各用紙と転写ベルトの位置関係を示す図である。
【図7】横通しレターサイズ用紙と横通しA4サイズ用紙の転写ベルトに対する位置関係を示す図である。
【図8】転写ベルト周長に2枚の用紙を配置する場合の一面目及び2面目の各用紙と転写ベルトの位置関係を示す図である。
【図9】転写ベルト周長に1枚の用紙を配置する場合の一面目及び2面目の各用紙と転写ベルトの位置関係を示す図である。
【図10】1面目の用紙と2面目の用紙を交互に給送する場合の一面目及び2面目の各用紙と転写ベルトの位置関係を示す図である。
【図11】L2+L2=2×Ls+Li(LetterY)の条件下において、横通しレターサイズ用紙を片面づつプリントして両面コピーする場合の、一面目及び2面目の各用紙と転写ベルトの位置関係を示す図である。
【図12】メインルーチン処理を示すフローチャートである。
【図13】図12のメインルーチンにおける給紙制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図14】図13に示す給紙制御1の内容を示すフローチャートである。
【図15】図14に示す給紙制御1−0の内容を示すフローチャートである。
【図16】図14に示す給紙制御1−1の内容を示すフローチャートである。
【図17】図14に示す給紙制御1−2の内容を示すフローチャートである。
【図18】図14に示す給紙制御1−3の内容を示すフローチャートである。
【図19】図14に示す給紙制御1−4の内容を示すフローチャートである。
【図20】図14に示す給紙制御1−5の内容を示すフローチャートである。
【図21】図13に示す給紙制御2の内容を示すフローチャートである。
【図22】図21に示す給紙制御2−0の内容を示すフローチャートである。
【図23】図21に示す給紙制御2−1の内容を示すフローチャートである。
【図24】図21に示す給紙制御2−2の内容を示すフローチャートである。
【図25】図21に示す給紙制御2−3の内容を示すフローチャートである。
【図26】図21に示す給紙制御2−4の内容を示すフローチャートである。
【図27】図12のメインルーチンにおける用紙搬送制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図28】図27における中間/タイミングローラー搬送制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図29】図28における中間/タイミングローラー搬送制御0の内容を示すフローチャートである。
【図30】図28における中間/タイミングローラー搬送制御1の内容を示すフローチャートである。
【図31】図28における中間/タイミングローラー搬送制御2の内容を示すフローチャートである。
【図32】図28における中間/タイミングローラー搬送制御3の内容を示すフローチャートである。
【図33】図28における中間/タイミングローラー搬送制御4の内容を示すフローチャートである。
【図34】用紙反転部の構成図である。
【図35】図12のメインルーチンにおける転写ベルト制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図36】給紙部及び転写ベルトの近傍部位の概略構成図である。
【図37】図36における動作許可フラグの作成処理の内容を示すフローチャートである。
【図38】給紙口指定制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図39】片面、両面選択制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図40】図38における原稿サイズ検出処理の内容を示すフローチャートである。
【図41】画像データの一例を示す図である。
【図42】原稿画像情報を示す図である。
【図43】図40における原稿画像情報作成処理のフローチャートである。
【図44】原稿ページ指定制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Pc、Pm、Py、Pk…画像形成部
1…給紙部
2…定着器
3…ソータ
5…転写ベルト
5a…継目(不適領域)
6c、6m、6y、6k…感光体ドラム
7c、7m、7y、7k…像露光装置
8…タイミングローラ
9…循環経路
9a…用紙反転部
10…継目検出センサ(不適領域検出手段)
50…用紙(記録材)
200…操作パネル
301…システムコントローラー
302…ADF制御部
303…IR制御部
304…画像処理制御部
305…パネル制御部
306…本体制御部
307…ソータ制御部
310…画像入力部
311…スキャナー画像処理部
312…マルチメモリ画像処理部
313…階調処理部
314…フレームメモリ
315…レジスト補正部
Claims (1)
- 給紙トレイ上の記録材を搬送路に給送する給紙手段と、
無端状のベルトと、
該ベルトに載置されている記録材に対し画像を形成する画像形成手段と、
前記給紙手段により給送された記録材を前記ベルトに送り込む搬送手段と、
前記ベルト上の画像に適さない領域を検知する不適領域検知手段と、
前記ベルト上の記録材を前記搬送手段に再給送する循環再送手段と、
該循環再送手段により再給送される記録材の位置を検知する記録材検知手段と、
前記給紙手段に給紙を要求する給紙要求手段と、
前記不適領域検知手段の検知結果に基づいて、記録材を給紙したとしても記録材が前記ベルト上の画像に適さない領域に載らない場合に前記給紙手段の動作を許可する第1許可手段と、
前記記録材検知手段の検知結果に基づいて、給紙しようとしている記録材と前記再給送される記録材とが衝突しない場合に、前記給紙手段の動作を許可する第2許可手段と、
前記不適領域検知手段の検知結果に基づいて、記録材を前記ベルトに送り込んだとしても記録材が前記ベルト上の画像に適さない領域に載らない場合に、前記搬送手段の動作を許可する第3許可手段と、
前記給紙要求手段の要求を受け、かつ前記第1、第2許可手段が許可するとき、前記給紙手段を駆動する駆動手段と、
前記第3許可手段が許可するとき、前記搬送手段を駆動する駆動手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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