JP4961883B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、感光体への画像の書込位置から用紙への画像の転写位置までの距離が長い場合（特に、中間転写体を用いたカラータンデム方式の画像形成装置では長い）、給紙トレイの用紙が無くなったことを検出した時点において、既に感光体、中間転写体上に画像形成が行われていることがある。

この場合、感光体、中間転写体上の未転写のトナーをクリーニングブレード等によりクリーニングする必要があるが、感光体、中間転写体及びクリーニングブレードの劣化を早めることになる。また、余分なトナーが消費されることになる。

特許文献１では、上記の問題を解決するため、給紙トレイの用紙残量が少なくなった場合に、給紙間隔及び画像間隔を長くして書込開始時点を給紙開始時点よりも遅らせることにより、不要な画像形成を行わないようにしている。
特開２００１−３３７５７５号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、給紙トレイの用紙残量が少なくなった場合に給紙間隔を長くするので、生産性が低下してしまう。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、生産性を低下させることなく、不要な画像形成を抑制する画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、像担持体と、画像データに基づいて像担持体に画像を書き込む画像書込部と、画像書込部により書き込まれた画像を現像する現像部と、現像部により現像された画像を用紙に転写させる転写部と、用紙無検出センサを有し、転写部に用紙を供給する複数の給紙部と、複数の給紙部から画像サイズに対応するサイズの用紙を収容する一の給紙部を自動選択する自動用紙選択の設定の入力が可能な入力部と、入力部により自動用紙選択の設定が入力された場合、画像書込部による画像の書込位置から転写部の転写位置までに存在可能な画像枚数Ｍ、及び前記複数の給紙部のそれぞれにおける用紙無検出センサから転写部の転写位置までに存在可能な用紙枚数Ｎを求め、Ｍ＜Ｎを満足する一の給紙部を優先して選択する制御部と、を有することを特徴としている。

本発明によれば、自動用紙選択を行うにあたり、画像書込の際に当該画像が画像形成される用紙の有無が判明している給紙部を選択するようにしたので、生産性を低下させることなく、不要な画像形成を抑制することができる。

本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

（装置構成）
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。画像形成装置１は、原稿搬送部１０、画像読取部２０、画像形成部３０、給紙部４０、転写部５０、定着部６０、等から構成されている。

原稿搬送部１０は、載置された原稿Ｄを１枚ずつ画像読取部２０に向けて搬送する。

画像読取部２０は、原稿搬送部１０により搬送されてきた原稿Ｄの画像を読み取り、画像データを出力する。

画像形成部３０は、４色の画像形成部３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋを有し、フルカラーの画像形成を行う。画像形成部３０Ｙは、像担持体としての感光体３１Ｙの周囲に帯電器３２Ｙ、画像書込部としての露光器３３Ｙ、現像部としての現像器３４Ｙ、クリーニング器３５Ｙ等を有している。感光体３１Ｙの表面を、帯電器３２Ｙにより帯電し、画像読取部２０から出力された画像データに基づき露光器３３Ｙにより露光し、現像器３４Ｙにより現像することにより、感光体３１Ｙの表面にトナー画像を形成する。当該トナー画像は、転写部５０により用紙に転写される。転写後の感光体３１Ｙ表面の残留トナーは、クリーニング器３５Ｙによりクリーニングされる。画像形成部３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋについても同様である。

給紙部４０は、４つの給紙部４１，４２，４３，４４を有し、転写部５０に向けて用紙を給紙する。給紙部４１，４２，４３，４４は、それぞれ給紙トレイ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ，４４Ａ、及び用紙無検出センサ４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂを有している。

転写部５０は、画像形成部３０の感光体３１の表面に担持されたトナー画像を給紙部４０から給紙されてきた用紙に転写する。転写部５０は、中間転写体としての中間転写ベルト５１、一次転写ローラ５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋ、二次転写部としての二次転写ローラ５３、クリーニング器５４等を有している。感光体３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの表面に担持されたトナー画像は、一次転写ローラ５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋにより中間転写ベルト５１に一次転写され、その後二次転写ローラ５３により用紙に転写される。

定着部６０は、転写部５０から搬送されてくるトナー画像が形成された用紙を加熱及び加圧し、トナー画像を用紙に定着させる。定着された用紙は、装置外に排出される。

（制御構成）
図２は、本実施形態に係る画像形成装置の制御構成図である。本発明にあまり関係しない制御対象については省略している。

画像形成装置１は、プログラムに従って画像形成装置１の各種制御を実行する制御部としてのＣＰＵ１００を中心に、バス１０１により、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤＤ１０４、ＮＶＲＡＭ１０５、画像読取部２０、画像形成部３０、給紙部４０、入力部としての操作表示部７０、通信部１０６、等が相互に接続されている。

ＲＯＭ１０２は、各種プログラムやデータを記憶しており、ＣＰＵ１００がこれらプログラムやデータを利用して画像形成装置１の制御を実行する。

ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１００によってワークエリアとして利用され、ＣＰＵ１００が制御を実行する際に必要なプログラムやデータを一時的に記憶する。

ＨＤＤ１０４は、画像読取部２０から入力された画像データ又は通信部１０６を介してパーソナルコンピュータ等の外部機器から入力された画像データ、等を記憶する。

ＮＶＲＡＭ１０５は、ユーザやサービスマンが登録した各種設定、等を記憶する。

画像形成部３０は、画像読取部２０から入力された画像データ又は通信部１０６を介してパーソナルコンピュータ等の外部機器から入力された画像データに基づいて、給紙部４０から給紙された用紙上に画像形成を行う。

操作表示部７０は、タッチパネル等で構成され、各種操作画面を表示したり、各種指示を入力したりする。本実施形態では、給紙部４０の中から原稿サイズ及び倍率によって決定されるサイズの用紙がセットされた給紙部を自動的に選択する自動用紙選択の設定が操作表示部７０により行われる。

通信部１０６は、外部のネットワークに接続され、パーソナルコンピュータ等から画像データや条件設定データ等が入力される。通信部１０６を介して画像データを入力する場合には、自動用紙選択の設定も通信部１０６を介して入力される。この場合、通信部１０６が入力部に相当する。

（制御概要）
図３は、連続画像形成時における画像位置及び各給紙部から給紙した場合の給紙位置の一例を示す概要図である。理解しやすいように、１枚目の画像の先端及び１枚目の用紙の先端が二次転写位置（二次転写ローラ５３の位置）に到達した時点を基準に示している。

まず、画像位置について説明する。画像書込位置から二次転写位置までの距離をＬａとする。ここで、画像書込位置は、二次転写ローラ５３から最も遠い画像形成部３０Ｙにおける感光体３１Ｙの露光照射位置である。不要な画像形成を抑制するためには、最も早いタイミングで画像書込が行われる場所で考える必要があるからである。

二次転写位置に１枚目の画像の先端が位置し、画像書込位置に向けて２枚目の画像、３枚目の画像が後続している。Ｌａ内に３枚の画像が存在している。搬送方向の画像長さをＬｉ、画像と画像との間の間隔をＬｉｎｔで示している。また、４枚目の画像書込が開始されるところである。

次に、このような画像位置に対応して各給紙部から給紙した場合の給紙位置について説明する。各給紙部４１，４２，４３，４４の用紙無検出センサ４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂから二次転写位置までの距離をそれぞれＬｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３，Ｌｂ４とする。Ｌｂ１＜Ｌｂ２＜Ｌｂ３＜Ｌｂ４となっている。

給紙部４１から給紙した際には、２枚目の用紙までＬｂ１内に存在可能である。即ち、２枚目の用紙まで用紙の有無が検出され、３枚目以降の用紙については用紙の有無は不明である。この場合、もし４枚目の用紙が無かったとしても４枚目の用紙無しはまだ検出できていないので、４枚目の画像書込が開始され、不要な画像形成が行われてしまう。

給紙部４２から給紙した際には、３枚目の用紙までＬｂ１内に存在可能である。即ち、３枚目の用紙まで用紙の有無が検出され、４枚目以降の用紙については用紙の有無は不明である。この場合、もし４枚目の用紙が無かったとしても４枚目の用紙無しはまだ検出できていないので、４枚目の画像書込が開始され、不要な画像形成が行われてしまう。

給紙部４３から給紙した際には、４枚目の用紙までＬｂ１内に存在可能である。即ち、４枚目の用紙まで用紙の有無が検出されている。この場合、もし４枚目の用紙が無いときには４枚目の用紙無しが検出できているので、４枚目の画像書込を阻止することができ、不要な画像形成が行われることはない。

給紙部４４から給紙した際には、４枚目の用紙までＬｂ１内に存在可能である。即ち、４枚目の用紙まで用紙の有無が検出されている。この場合、もし４枚目の用紙が無いときには４枚目の用紙無しが検出できているので、４枚目の画像書込を阻止することができ、不要な画像形成が行われることはない。

このような状況において、自動用紙選択が行われた場合には、不要な画像形成が行われることのない給紙部４３又は給紙部４４を優先的に選択する。さらに、好ましくは、給紙部４３又は給紙部４４のうち二次転写位置までの距離の短い給紙部４３を優先的に選択する。プリント開始から１枚目の用紙が排出されるまでの時間（ファーストコピータイム）が短くなり生産性が向上するとともに、二次転写位置までの搬送経路長が短くジャムの発生確率も低いからである。

図３で示した以上の関係を整理したものを表１に示す。尚、全ての給紙部には、原稿サイズ及び倍率によって選択されるべきサイズの用紙がセットされているものとする。

ここで、Ｍは書込位置から二次転写位置までに存在可能な画像枚数を、Ｎは各給紙部４１，４２，４３，４４の用紙無検出センサ４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂから二次転写位置までに存在可能な用紙枚数を示している。また、Ｌｂは用紙無検出センサから二次転写位置までの距離を示している。ここで、Ｌｂ１＜Ｌｂ２＜Ｌｂ３＜Ｌｂ４である。

Ｍ＜Ｎであれば、前述したように、不要な画像形成が行われることがなくなる。このため、自動用紙選択では、まず給紙部４３及び給紙部４４の優先順位が高くなる。さらに、Ｌｂの短い給紙部の方が優先順位が高いので、給紙部４３の優先順位が最も高くなる。この結果、表１に示すように、優先順位は給紙部４３、給紙部４４、給紙部４１、給紙部４２の順となる。従って、本実施形態における自動用紙選択では、給紙部４３が最も優先的に選択されることになる。

このような制御は、本実施形態のように、中間転写体を有し書込位置から転写位置までの距離が長いタンデム方式のフルカラー画像形成装置において、特に有効である。

（制御フロー）
図４は、本実施形態に係る自動用紙選択処理の制御フロー図である。自動用紙選択処理は、ＣＰＵ１００がＲＯＭ１０２に記憶されているプログラムに基づいて実行する。尚、操作表示部７０により自動用紙選択が設定され、理解しやすいように、例えば、選択された用紙サイズがＡ４であるとする。もちろん他のサイズでも適用できることは言うまでもない。

まず、ＣＰＵ１００は、書込位置から二次転写位置までに存在可能な画像枚数Ｍを求める（ステップＳ１）。画像枚数Ｍは、例えば、図３に示すように、Ｌａ／（Ｌｉ＋Ｌｉｎｔ）の演算を行い、小数点以下を切り上げることにより算出する。Ｌｉは、原稿サイズ及び倍率により決定される。Ｌｉｎｔは、予めＲＯＭ１０２に記憶されている。上記では、算出によりＭの値を求めたが、Ｍの値をＬｉ及びＬｉｎｔに対応付けてテーブルとしてＲＯＭ１０２に記憶しておき、直接ＲＯＭ１０２からＭの値を読み出すようにしてもよい。Ｌｉｎｔが固定値ではなく、モードによって異なる（例えば、後処理モードでＬｉｎｔを大きくする）場合には、テーブルが複雑になるので、算出により求めることが好ましい。

次に、ＣＰＵ１００は、各給紙部４１，４２，４３，４４の用紙無検出センサ４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂから二次転写位置までに存在可能な用紙枚数Ｎを給紙部毎に求める（ステップＳ２）。用紙枚数Ｎは、画像枚数Ｍと同様に算出により求めてもよいし、テーブルにより直接求めてもよい。給紙部と二次転写位置との間では、用紙間隔を詰めたりする搬送制御が行われる場合があり、このような場合には複雑な演算になるので予めテーブルを作成しておく方が好ましい。各給紙部４１，４２，４３，４４に対応する用紙枚数ＮをそれぞれＮａ，Ｎｂ，Ｎｃ，Ｎｄとする。

次に、ＣＰＵ１００は、二次転写位置までの距離が最も短い給紙部４１の給紙トレイ４１Ａにセットされている用紙がＡ４であるか否かを判断する（ステップＳ３）。

給紙トレイ４１Ａにセットされている用紙がＡ４であると判断すると（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、Ｍ＜Ｎａであるか否かを判断する（ステップＳ４）。

給紙トレイ４１Ａにセットされている用紙がＡ４でないと判断すると（ステップＳ３；Ｎｏ）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ４において、Ｍ＜Ｎａであると判断すると（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、給紙部４１を選択する（ステップＳ５）。

ステップＳ４において、Ｍ＜Ｎａでないと判断すると（ステップＳ４；Ｎｏ）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、ＣＰＵ１００は、二次転写位置までの距離が次に短い給紙部４２の給紙トレイ４２Ａにセットされている用紙がＡ４であるか否かを判断する。

給紙トレイ４２Ａにセットされている用紙がＡ４であると判断すると（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、Ｍ＜Ｎｂであるか否かを判断する（ステップＳ７）。

給紙トレイ４２Ａにセットされている用紙がＡ４でないと判断すると（ステップＳ６；Ｎｏ）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９に進む。

ステップＳ７において、Ｍ＜Ｎｂであると判断すると（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、給紙部４２を選択する（ステップＳ８）。

ステップＳ７において、Ｍ＜Ｎｂでないと判断すると（ステップＳ７；Ｎｏ）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９において、ＣＰＵ１００は、二次転写位置までの距離が次に短い給紙部４３の給紙トレイ４３Ａにセットされている用紙がＡ４であるか否かを判断する。

給紙トレイ４３Ａにセットされている用紙がＡ４であると判断すると（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、Ｍ＜Ｎｃであるか否かを判断する（ステップＳ１０）。

給紙トレイ４３Ａにセットされている用紙がＡ４でないと判断すると（ステップＳ９；Ｎｏ）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１０において、Ｍ＜Ｎｃであると判断すると（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、給紙部４３を選択する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１０において、Ｍ＜Ｎｃでないと判断すると（ステップＳ１０；Ｎｏ）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２において、ＣＰＵ１００は、二次転写位置までの距離が次に短い（最も長い）給紙部４４の給紙トレイ４４Ａにセットされている用紙がＡ４であるか否かを判断する。

給紙トレイ４４Ａにセットされている用紙がＡ４であると判断すると（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、Ｍ＜Ｎｄであるか否かを判断する（ステップＳ１３）。

給紙トレイ４４Ａにセットされている用紙がＡ４でないと判断すると（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１３において、Ｍ＜Ｎｄであると判断すると（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、給紙部４４を選択する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１３において、Ｍ＜Ｎｄでないと判断すると（ステップＳ１３；Ｎｏ）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５において、ＣＰＵ１００は、給紙トレイ４１Ａにセットされている用紙がＡ４であるか否かを判断する。

給紙トレイ４１Ａにセットされている用紙がＡ４であると判断すると（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ５に戻り、給紙部４１を選択する。

給紙トレイ４１Ａにセットされている用紙がＡ４でないと判断すると（ステップＳ１５；Ｎｏ）、ＣＰＵ１００は、給紙トレイ４２Ａにセットされている用紙がＡ４であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。

給紙トレイ４２Ａにセットされている用紙がＡ４であると判断すると（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ８に戻り、給紙部４２を選択する。

給紙トレイ４２Ａにセットされている用紙がＡ４でないと判断すると（ステップＳ１６；Ｎｏ）、ＣＰＵ１００は、給紙トレイ４３Ａにセットされている用紙がＡ４であるか否かを判断する（ステップＳ１７）。

給紙トレイ４３Ａにセットされている用紙がＡ４であると判断すると（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ１１に戻り、給紙部４３を選択する。

給紙トレイ４３Ａにセットされている用紙がＡ４でないと判断すると（ステップＳ１７；Ｎｏ）、ＣＰＵ１００は、給紙トレイ４４Ａにセットされている用紙がＡ４であるか否かを判断する（ステップＳ１８）。

給紙トレイ４４Ａにセットされている用紙がＡ４であると判断すると（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１００は、ステップＳ１４に戻り、給紙部４４を選択する。

給紙トレイ４４Ａにセットされている用紙がＡ４でないと判断すると（ステップＳ１８；Ｎｏ）、ＣＰＵ１００は、いずれの給紙部も選択しない（ステップＳ１９）。

以上説明したように、本実施形態によれば、自動用紙選択を行うにあたり、画像書込の際に当該画像が画像形成される用紙の有無が判明している給紙部を選択するようにしたので、生産性を低下させることなく、不要な画像形成を抑制することができる。

本実施形態では、中間転写体を用いるタンデム方式のフルカラー画像形成装置に適用して説明したが、中間転写体を用いないモノクロ画像形成装置等にも適用可能である。

本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置の制御構成図である。 連続画像形成時における画像位置及び各給紙部から給紙した場合の給紙位置の一例を示す概要図である。 本実施形態に係る自動用紙選択処理の制御フロー図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
３０ 画像形成部
３１ 感光体
３３ 露光器
３４ 現像器
４０，４１，４２，４３，４４ 給紙部
４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ，４４Ａ 給紙トレイ
４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂ 用紙無検出センサ
５０ 転写部
５１ 中間転写ベルト
５３ 二次転写ローラ
７０ 操作表示部
１００ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０６ 通信部

Claims (3)

1. 像担持体と、
   画像データに基づいて像担持体に画像を書き込む画像書込部と、
   画像書込部により書き込まれた画像を現像する現像部と、
   現像部により現像された画像を用紙に転写させる転写部と、
   用紙無検出センサを有し、転写部に用紙を供給する複数の給紙部と、
   複数の給紙部から画像サイズに対応するサイズの用紙を収容する一の給紙部を自動選択する自動用紙選択の設定の入力が可能な入力部と、
   入力部により自動用紙選択の設定が入力された場合、画像書込部による画像の書込位置から転写部の転写位置までに存在可能な画像枚数Ｍ、及び前記複数の給紙部のそれぞれにおける用紙無検出センサから転写部の転写位置までに存在可能な用紙枚数Ｎを求め、Ｍ＜Ｎを満足する一の給紙部を優先して選択する制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記複数の給紙部のうち前記用紙無検出センサから前記転写部の転写位置までの距離が短い給紙部を優先して選択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. 前記像担持体、前記画像書込部及び前記現像部を含む画像形成部を複数有し、
   前記転写部は、複数の画像形成部により形成された画像が一次転写される中間転写体と、中間転写体に一次転写された画像を前記用紙に転写させる二次転写部と、を有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。

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