JP4823889B2 - 画像形成装置の重送防止機構、及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置の重送防止機構、特に、画像形成装置のシート積載部から給紙されるシートの重送を防止するための重送防止機構に関する。

又、本発明は、このような重送防止機構を備えた画像形成装置に関する

従来の画像形成装置において、用紙の重送を防止するために、用紙の搬送路上にセンサを設けて、これにより、給紙された用紙の厚みを検知し、検知された厚みから、重送が発生したか否かを判断する技術が知られている。センサとしては、透過型フォトセンサ、超音波型センサなどが用いられる。

しかし、透過型フォトセンサでは、投光素子、受光素子間を通過する用紙の厚みを検知するに過ぎないので、通過する用紙の種類によっては、重送が生じたのか厚紙等が搬送されたのか判断できない。また、超音波型センサは、高コストである。

そこで、従来、透過型フォトセンサを用いて、最初に搬送される１枚目の用紙と、これに続いて搬送される２枚目の用紙とで厚みを比較して重送か否かを判断する技術や、過去に搬送された用紙の厚みの平均と、新たに搬送された用紙の厚みとを比較して、重送か否かを判断する技術が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、重送が生じた場合に、重送のされ方（搬送方向に対する用紙のずれの方向など）を検知し、検知結果に応じて印字すべき画像領域を調節して、重なった用紙のうち上方にある用紙にのみ印字する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−１１６１０１号公報 特開２００２−３２６７４０号公報

特許文献１の技術では、１枚の用紙のみが給紙される場合には、重送であることの検知ができない。又、特許文献２の技術では、重送された用紙がそのまま搬送され、画像形成が行われるため、ジャムが発生し易く、画像形成装置の印字を行う部分等にダメージが生じる。

ところで、用紙を給紙する際の給紙速度を小さくすれば、重送が発生する可能性は下がると考えられるが、この場合は、印字動作の生産性が下がってしまう。

本発明の目的は、画像形成動作の生産性の低下を抑えつつ、１枚目の給紙であっても確実に重送を防止し、重送による画像形成装置へのダメージを抑えることにある。

本発明の重送防止機構は、画像形成装置のシート積載部から給紙されるシートの重送を防止するための機構であって、シート給紙部と、給紙制御部とを備えている。シート給紙部は、シート積載部からシートを給紙する。給紙制御部は、画像形成装置に対する所定の動作が指示された場合は第１給紙速度でシートが給紙され、画像形成装置が安定時間にある場合は第１給紙速度よりも小さい第２給紙速度でシートが給紙されるよう、シート給紙部を制御する。

この重送防止機構では、画像形成装置に対する所定の動作（例えば、印字動作、原稿読み取り動作）が指示された場合は、第１給紙速度によってシートがシート積載部から給紙されて、指示された動作が行われる。一方、画像形成装置が安定時間にある場合は、第１給紙速度よりも小さい第２給紙速度によってシートが給紙されるので、第１給紙速度で給紙される場合に比べ確実に重送が抑えられる。これにより、重送された用紙がそのまま搬送されて画像形成装置にダメージを与えてしまうのを抑えることができる。また、この安定時間は、元々印字動作等を行うことができない時間帯であるため、用紙の給紙速度が第１給紙速度よりも小さいとしても、印字動作の生産性を落とさなくて済む。

安定時間としては、例えば、画像形成装置に電源が投入されてから印字動作が可能となるまでの初期動作を行う時間が挙げられる。

また、本発明の重送防止機構は、先に記載の重送防止機構において、シート給紙部によって給紙されたシートの厚みを検知する厚み検知部をさらに備えている。

この重送防止機構では、第２給紙速度で最初に給紙されたシートの厚みと、これに続いて給紙されるシートの厚みとの比較により重送を検知することができる。

また、本発明の画像形成装置は、シート積載部と、重送防止機構と、画像形成部とを備えている。シート積載部は、複数のシートが積載可能である。重送防止機構は、先に記載の機構である。画像形成部は、シート積載部から給紙されたシートに対し画像を形成するものである。

この画像形成装置では、先に記載の重送防止機構を備えたことにより、確実に重送が抑えられ、これにより、重送された用紙がそのまま搬送されて画像形成装置にダメージを与えてしまうのを抑えることができる。また、安定時間は、元々印字動作等を行うことができない時間帯であるため、用紙の給紙速度が第１給紙速度よりも小さいとしても、印字動作の生産性を落とさなくて済む。

また、本発明の画像形成装置は、先に記載の画像形成装置において、画像形成部の搬送方向上流側に配置され、重送防止機構のシート給紙部から給紙されたシートを画像形成部の画像形成動作に同期させて搬送するレジストローラ対をさらに備えている。給紙制御部は、さらに、画像形成動作が指示されるまで第２給紙速度で給紙されたシートを待機させるようレジストローラ対を制御する。

この画像形成装置では、画像形成部による動作が指示されるまでは、安定時間に給紙されたシートがレジストローラ対によって待機させられるので、給紙されたシートを無駄に消費せずに済む。

また、本発明の画像形成装置は、先に記載の画像形成装置において、複数のシート積載部を備えている。重送防止機構のシート給紙部は、複数のシート積載部のいずれか１つからシートを給紙する。重送防止機構の給紙制御部は、画像形成装置が安定時間にある場合は、複数のシート積載部のうち使用頻度の最も高いものから給紙されるようシート給紙部を制御する。

この画像形成装置では、安定時間にいずれかのシート積載部からシートが給紙されると、画像形成動作が指示されるまではシートがレジストローラ対で待機させられるため、他のシート積載部からさらにシートを給紙することができない。そこで、本発明の画像形成装置では、最も使用頻度の高いシート積載部からシートを給紙するようにしている。

本発明によれば、画像形成装置が安定時間にある場合は、第１給紙速度よりも小さい第２給紙速度によってシートが給紙されるので、第１給紙速度で給紙される場合に比べ確実に重送が抑えられる。これにより、重送された用紙がそのまま搬送されて画像形成装置にダメージを与えてしまうのを抑えることができる。また、この安定時間は、元々印字動作等を行うことができない時間帯であるため、用紙の給紙速度が第１給紙速度よりも小さいとしても、印字動作の生産性を落とさなくて済む。

＜全体構成＞
図１及び図２に、本発明の一実施形態が採用された画像形成装置１を示す。図１の破線の矢印は、用紙の搬送方向を示し、一点鎖線は、後述する画像読取部及び露光装置の光路を示す。

この画像形成装置１は、電子写真方式を採用した画像形成装置であって、複数の給紙カセット（シート積載部）３，４，５と、後述する重送防止機構７と、レジストローラ対９と、画像形成部１１と、経路切替部１３と、中間トレイ１５と、手差しトレイ１７とを備えている。

各給紙カセット３〜５は、画像形成装置１の底部に３段重ねて配置されており、それぞれ複数の用紙を積載して収納可能である。各給紙カセット３〜５は、それぞれ装置手前側に引き出し及び取り外し可能である。なお、各給紙カセット３〜５及び手差しトレイ１７には、シートとして、普通紙のほか、厚紙等の特殊紙、その他印字可能なシート状記録媒体を収納可能である。

レジストローラ対９は、画像形成部１１の用紙搬送方向の上流側近傍に配置されたローラ対である。レジストローラ対９は、印字動作の際に、各給紙カセット３〜５及び手差しトレイ１７から給紙された用紙を、画像形成部１１に搬送する前に一時停止させるとともに、画像形成部１１の動作に同期させて用紙を搬送する。

画像形成部１１は、各給紙カセット３〜５及び手差しトレイ１７から給紙された用紙に対し、印字動作を行うものであり、感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１の回転方向上流側から順に配置された、図示しない帯電装置及び露光装置、現像装置２３、転写装置２５、及び図示しないクリーニング装置と、搬送ベルト２７と、定着装置２９とを備えている。

感光体ドラム２１は、画像データに基づいて静電潜像が形成され、印字動作に伴って回転する。

帯電装置は、感光体ドラム２１の表面を一様に帯電させるためのものである。

露光装置は、画像読取部１９（後述）によって読み取られた画像データ又は外部接続装置から送られた画像データに基づいて、帯電した感光体ドラム２１表面に対し光を照射して静電潜像を形成する。

現像装置２３は、内部にトナー及びキャリアからなる二成分系現像剤が収納され、印字動作の際に、感光体ドラム２１にトナーを供給して、静電潜像を顕像化させトナー像を形成する。なお、現像装置２３に収容される現像剤としては、二成分系現像剤に限定されず、一成分現像剤が採用されても良い。

転写装置２５は、感光体ドラム２１表面に形成されたトナー像を用紙に転写させるための装置である。転写装置２５は、所定のバイアス電源に接続されており、印字動作の際に、感光体ドラム２１表面と逆極性の転写バイアスが印可される。

クリーニング装置は、感光体ドラム２１の表面に残留するトナーを回収するためのものである。

搬送ベルト２７は、感光体ドラム２１と定着装置２９との間に配置され、感光体ドラム２１と転写装置２５との間を通過した用紙を吸着しながら下流側に搬送する。

定着装置２９は、ヒータを内蔵する加熱ローラ及び加圧ローラを有しており、搬送ベルト２７によって搬送された用紙が両ローラ間を通過することで、用紙上のトナー像が溶融定着される。

経路切替部１３は、定着装置２９を通過した用紙を、排紙トレイ３１上に排出させるか中間トレイ１５に向けて搬送するかを切り替えるためのものである。

中間トレイ１５は、両面印刷時に用紙を反転させるためのトレイであって、トナー像が定着された用紙の面が下方を向いて搬送され、上面側に対する印字動作に伴って二次給紙される。また、中間トレイ１５は、両面印刷の他に、画像形成装置１の安定時間に給紙された用紙の搬送先としても利用される。

手差しトレイ１７は、画像形成装置１の側部に開閉可能に設けられており、複数の用紙を重ねてセットすることができる。

画像形成装置１は、上記各部の他、画像読取部１９、図示しない操作パネル及び通信部等をさらに備えている。

画像読取部１９は、原稿台２に載置された原稿の画像情報を読み取るためのものであり、副走査方向に駆動搬送されるスキャナ部、光学系、及びＣＣＤ素子を有している。

操作パネルは、複数のハードキー及びタッチパネル式の液晶ディスプレイを有しており、ハードキーには、ユーザーが印字動作を直接指示するためのスタートキーが含まれる。

通信部は、画像形成装置１に接続された、パーソナルコンピュータ、スキャナ装置などの外部接続装置との通信を行うためのものであり、外部接続装置から送られる画像データを受け取るＩ／Ｆを有している。

また、画像形成装置１は、給紙カセット３〜５の抜き差し及び手差しトレイ１７の開閉を検知するセンサ（図示せず）をさらに備えている。さらに、画像形成装置１は、筐体部分の一部を構成し開閉自在に設けられたフロントカバー等（図示せず）と、これらのカバーの開閉状態を検知するセンサ（図示せず）とを備えている。
＜重送防止機構＞
次に、重送防止機構７について説明する。

重送防止機構７は、給紙カセット３〜５及び手差しトレイ１７から給紙される用紙の重送を防止するための機構であって、ピックアップローラ（シート給紙部）４１，４２，４３，４５と、制御部４７（給紙制御部）と、厚み検知センサ（厚み検知部）６１，６２，６３，６４とを備えている。

ピックアップローラ４１〜４４は、給紙カセット３〜５及び手差しトレイ１７の下流側近傍にそれぞれ配置されており、給紙カセット３〜５及び手差しトレイ１７にセットされた用紙を給紙するためのものである。ピックアップローラ４１〜４４は、給紙制御部５１の指示を受けていずれか１つが駆動し、給紙カセット３〜５及び手差しトレイ１７のいずれか１つから用紙を給紙する。各ピックアップローラ４１〜４４は、後述する給紙制御部５１の指示を受けて、印字動作が指示された際に給紙する場合は、一定の周速（第１給紙速度）で回転駆動され、安定時間に給紙する場合は、印字動作時の半分の周速（第２給紙速度）で回転駆動される。このような低速での給紙は、印字動作の際の給紙速度より小さい範囲で適宜設定変更可能であるが、印字動作の生産性の観点から、印字動作時の給紙速度の半分以上であることが好ましい。

制御部４７は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロコンピュータで構成され、図２に示すように、上述のレジストローラ対９、画像形成部１１等の各部に接続されている。制御部４７は、ＣＰＵがメモリに格納されたソフトウェアを読み出し、プログラムを実行することにより、各部の動作の制御、画像処理などを行うほか、給紙制御部５１と、厚み判断部５３として機能する。

給紙制御部５１は、ピックアップローラ４１〜４４の駆動制御を行うものであり、画像形成装置１に対する印字動作の指示（スタートキーの押し下げ、又は外部接続機器からの画像データの取得）があった場合は、予め設定された周速で回転駆動するようピックアップローラ４１〜４４をそれぞれ制御する。一方、給紙制御部５１は、画像形成装置１が安定時間にある場合は、印字動作時の半分の周速で回転駆動するようピックアップローラ４１〜４４を制御する。給紙制御部５１は、安定時間に給紙を行う場合は、給紙カセット３〜５及び手差しトレイ１７のうち使用頻度の最も高いものの近傍に配置されたピックアップローラを回転駆動させる。使用頻度としては、ここでは、過去の一定期間内に給紙された回数として設定されているが、各シート積載部に用紙の補給が行われた頻度（給紙カセットが抜き差しされた回数）等、他の要素によって決定されてもよい。

また、給紙制御部５１は、レジストローラ対９による給紙をさらに制御する。給紙制御部５１は、安定時間に給紙された用紙を印字動作が指示されるまで待機させ、印字動作が指示された場合は、画像形成部１１の動作に同期させて用紙を給紙する。

さらに、給紙制御部４３は、厚み判断部５３により重送が生じたと判断された場合は、ピックアップローラ４１〜４４の回転駆動を停止する。この場合、制御部４７によって、操作パネルに重送が生じたこと示す画面が表示される。

厚み判断部５３は、厚み検知センサ６１〜６４で検知された、案定時間に給紙された用紙の厚みと、この用紙の後に搬送される用紙の厚みとを比較判断する。検知された厚みが低速で給紙された用紙よりも厚いと判断された場合は、重送が生じたと判断される。安定時間に給紙された用紙の厚みは、制御部４７により記憶され、電源がオフされた場合にリセットされる。

厚み検知センサ６１〜６４は、各ピックアップローラ４１〜４４の下流側近傍に配置され、各ピックアップローラ４１〜４４によって給紙される用紙の厚みを検知する。厚み検知センサ６１〜６４はそれぞれ、透過型フォトインタラプタで構成され、搬送路を挟むように配置された投光素子及び受光素子を有している。

また、制御部４７は、画像形成装置１が印字可能な状態となってから所定時間の間に印字動作の指示を受け付けなかった場合は、スリープモードに移行し、定着装置２９の低温制御等を行う。

＜画像形成装置の動作＞
次に、図３に基づいて、画像形成装置１の動作について説明する。

この画像形成装置１に電源が投入されると（Ｓ１）、定着装置のヒータが加熱されるとともに、メモリ内のソフトウェアの読み出し、各種パラメータの初期化などの初期動作が行われる（Ｓ２）。電源投入から初期動作が完了して印字可能となるまでの待機時間が、画像形成装置１の安定時間である。

この安定時間には、重送防止機構７により、過去の一定期間での使用頻度が最も高いシート積載部（ここでは、給紙カセット３であるとする）から、低速給紙が行われる（Ｓ３）。このとき、ピックアップローラ４１が通常の印字動作時の半分の周速で回転駆動され、これにより、１枚の用紙が給紙される。給紙された用紙は、厚み検知センサ６１によって厚みが検知され（Ｓ４）、メモリに記憶されるとともに、レジストローラ対９によって、用紙搬送路上に待機させられる（Ｓ５）。

初期動作が終了して印字可能な状態となった後、スリープモードに移行する所定時間が経過する前に、例えば外部接続機器から画像データを伴う印刷ジョブを受け付けると（Ｓ６）、画像形成部１１の動作に同期して、レジストローラ対９により待機された用紙が二次給紙され（Ｓ７）、これに対して印字動作が行われ、排紙トレイ３１上に排紙される。

ここで受け付けた印刷ジョブが用紙１枚を使用するものである場合は、印字動作を終了し（Ｓ８のＹ）、２枚以上使用するものである場合は（Ｓ８のＮ）、次に印字すべき用紙が、給紙カセット３から通常の給紙速度で給紙される（Ｓ１０）。給紙された用紙は、厚み検知センサ６１によって、厚みが検知され（Ｓ１１）、１枚目に給紙された用紙の厚みとの比較判断が行われる（Ｓ１２）。この結果、厚みが異なると判断された場合は（Ｓ１２のＹ）、重送が発生したと判断され、給紙動作が停止され（Ｓ１３）、重送が生じたことを示す所定の画面が操作パネルに表示される（Ｓ１４）。なお、重送が生じた場合に、ステップＳ１３及びＳ１４の動作に代えて、従来公知の方法に従って、そのまま印字動作が行われても良い。

一方、ステップＳ１２で、２枚目に給紙された用紙の厚みが１枚目と同じであった場合は、ステップＳ９に戻って、印字すべき用紙の全てが給紙されるまで（Ｓ９のＹ）、ステップＳ９〜Ｓ１２の動作が繰り返して実行される。

また、ステップＳ６において、所定時間内に印字の指示がなかった場合は（Ｓ６のＮ）、レジストローラ対９で待機された用紙が中間トレイ１５に搬送され（Ｓ１５のＹ→Ｓ１６）、スリープモードに移行する（Ｓ１７）。スリープモード中に印字動作の指示等、画像形成装置１に対し所定の操作が行われると（Ｓ１８のＹ）、定着装置２９の低温制御からの復帰等の復帰動作が行われ（Ｓ１９）、ステップＳ６に戻る。

そして、所定時間内に印字動作が指示された場合は（Ｓ６のＹ）、中間トレイ１５に待機された用紙が給紙され（Ｓ７）、印字動作が行われ、以降ステップＳ８〜Ｓ１４に従って、動作が行われる。一方、スリープモードから復帰した後、所定時間内に印字動作がなかった場合は（Ｓ６のＮ）、再度スリープモードに移行する（Ｓ１５のＮ→Ｓ１７）。

以上のように構成された画像形成装置１によれば、ステップＳ３において低速給紙が行われることで、印字動作の際の通常の給紙速度で給紙される場合よりも確実に重送が抑えられる。これにより、重送された用紙がそのまま搬送されて、例えば複数の用紙が重なって画像形成部１１を通過することなどによる、画像形成装置１に対するダメージを回避することができる。また、低速給紙が安定時間に行われることで、印字動作の生産性を落とさなくて済む。

また、２枚目以降に給紙される用紙に対しては、１枚目に給紙された用紙の厚みとの比較判断によって重送防止が図られるため、通常の給紙速度で、生産性を落とさずに、用紙を給紙することができる。

さらに、安定時間に給紙された用紙は、レジストローラ対９若しくは中間トレイ１５に待機され、印字動作に用いられるので、無駄に消費されずに済む。

＜他の実施形態＞
（ａ）安定時間としては、画像形成装置に対する電源投入時のみでなく、スリープモードからの復帰動作や、給紙カセット３〜５及び手差しトレイ１７にセットされた用紙がなくなった場合、これらに用紙が補給された場合、及びジャム処理やトナー補給等に伴ってフロントカバー等が開けられた場合から所定時間経過までが含まれ、これらの時間帯に低速給紙が行われても良い
（ｂ）画像形成装置の電源のオフがあった場合も、記憶された用紙の厚みをリセットせずに保持させるようにし、シート積載部の用紙切れ及び補給がされた場合にリセットされるようにしてもよい。これにより、安定時間ごとに低速給紙を行わなくてもすみ、用紙が無駄に消費されるのを回避できる。

（ｃ）安定時間に給紙された用紙は、印字動作があるまでレジストローラ対若しくは中間トレイによって待機させることなく画像形成部を通過させて、排紙トレイ上に排出されてもよい。

（ｄ）本発明の重送防止機構は、原稿を原稿台上の所定の読取位置に搬送するための原稿送り装置にも適用できる。また、本発明の画像形成装置は、モノクロ機に限定されず、カラー機であっても良い。

本発明の一実施形態が採用された画像形成装置を示す縦断面図。 前記画像形成装置の構成を示すブロック図。 前記画像形成動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１ 画像形成装置
３，４，５ 給紙カセット（シート積載部）
７ 重送防止機構
９ レジストローラ対
１１ 画像形成部
１７ 手差しトレイ
４１，４２，４３，４４ ピックアップローラ（シート給紙部）
５１ 給紙制御部
６１ 厚み検知センサ（厚み検知部）

Claims (4)

1. 画像形成装置のシート積載部から給紙されるシートの重送を防止するための重送防止機構であって、
   前記シート積載部から前記シートを給紙するシート給紙部と、
   前記画像形成装置に対する所定の動作が指示された場合は第１給紙速度で前記シートが給紙され、前記画像形成装置が安定時間にある場合は前記第１給紙速度よりも小さい第２給紙速度で前記シートが給紙されるよう、前記シート給紙部を制御する給紙制御部と、
   前記シート給紙部によって給紙された前記シートの厚みを検知する厚み検知部と、
   前記安定時間において、前記第２給紙速度で給紙され、前記厚み検知部によって検知された前記シートの厚みを記憶するメモリと、
   前記メモリに記憶された前記シートの厚みに基づいて、前記シートの重送を判断する厚み判断部と、
   を備えた、画像形成装置の重送防止機構。
2. 複数のシートが積載可能なシート積載部と、
   請求項１に記載の重送防止機構と、
   前記シート積載部から給紙されたシートに対し画像を形成する画像形成部と、
   を備えた画像形成装置。
3. 前記画像形成部の搬送方向上流側に配置され、前記重送防止機構のシート給紙部から給紙されたシートを前記画像形成部の画像形成動作に同期させて搬送するレジストローラ対をさらに備え、
   前記給紙制御部は、さらに、前記画像形成動作が指示されるまで前記第２給紙速度で給紙されたシートを待機させるよう前記レジストローラ対を制御する、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 複数の前記シート積載部を備え、
   前記重送防止機構のシート給紙部は、前記複数のシート積載部のいずれか１つから前記シートを給紙し、
   前記重送防止機構の給紙制御部は、前記画像形成装置が安定時間にある場合は、前記複数のシート積載部のうち過去の一定期間内に給紙された回数として設定された使用頻度の最も高いものから給紙されるよう前記シート給紙部を制御する、
   請求項３に記載の画像形成装置。

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