JP5560238B2

JP5560238B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5560238B2
Application number: JP2011144452A
Authority: JP
Inventors: 康孝松本
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2031-06-29
Also published as: JP2013011737A

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、コピー機や複合機等の電子写真方式の画像形成装置では、用紙にトナー画像を転写すべきタイミングで、用紙搬送路上の特定箇所（例えばレジストローラーの直前）に用紙が搬送されていなければ「紙遅れ」となり、形成済みのトナー画像を一度破棄して、再度同一のトナー画像を形成し直す必要がある。
また、この紙遅れは、一度発生するとその原因（例えば、給紙ローラーの経年劣化やゴミの付着等による「滑り」の発生）を除去しない限り、連続して発生する可能性が高く、これにより大幅に生産性を低下させてしまう要因となる。

下記特許文献１には、紙遅れの発生を検知した場合に、画像形成部による画像形成の速度を遅らせ、その後、次のジョブ実行中に紙遅れの発生した用紙の枚数が所定の閾値を超えたか否かによって給紙手段の劣化状態を判断し、その判断結果に応じて、遅らせた画像形成の速度を元に戻す技術が開示されている。

特開２００９−１３９７２５号公報

上記従来技術では、既に紙遅れが発生した後に、画像形成部による画像形成の速度を遅らせるので、初回の紙遅れを未然に防ぐことができない。また、次のジョブ実行中に給紙手段の劣化状態を判断し、その判断結果に応じて、遅らせた画像形成の速度を元に戻すので、画像形成の速度を遅らせたジョブの途中から以降のジョブに亘って生産性が低下した状態が必要以上に継続してしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、紙遅れを可能な限り未然に防ぐと共に、紙遅れ防止による生産性の低下を最小限に抑えることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、画像形成装置に係る第１の解決手段として、画像データに基づいてトナー画像を形成するトナー画像形成部と、前記トナー画像を用紙に転写する転写部と、前記転写部に至る用紙搬送路の用紙待機位置まで前記用紙を一次給紙する一次給紙部と、前記用紙待機位置にて待機中の前記用紙を前記転写部へ二次給紙する二次給紙部と、前記一次給紙部を制御して前記用紙を前記用紙待機位置まで一次給紙させると共に、前記トナー画像形成部を制御して前記トナー画像を形成させ、前記トナー画像の形成から所定のタイミングで前記二次給紙部を制御して前記用紙待機位置にて待機中の前記用紙を前記転写部へ二次給紙させる制御部と、を備える画像形成装置であって、前記制御部は、前記用紙待機位置に前記用紙が到達したタイミングと前記トナー画像の形成から所定のタイミングとの時間差を二次給紙待ち時間として計測し、その計測値が予め設定されている下限値以下となった場合に、前記トナー画像形成部による前記トナー画像の形成開始タイミングを遅らせることを特徴とする。

また、本発明では、画像形成装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記制御部は、前記二次給紙待ち時間の計測値が前記下限値以下となった場合、予め設定されている前記二次給紙待ち時間の目標値に従って、単位時間当たりの印刷可能枚数で定義された生産性を算出し直し、その算出結果に応じて前記トナー画像の形成開始タイミングの遅らせ量を設定することを特徴とする。

また、本発明では、画像形成装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記制御部は、前記トナー画像の形成開始タイミングを遅らせた後、前記用紙の給紙枚数をカウントし、そのカウント結果に応じて前記トナー画像の形成開始タイミングを元に戻すことを特徴とする。

本発明によれば、紙遅れを可能な限り未然に防ぐと共に、紙遅れ防止による生産性の低下を最小限に抑えることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る複合機Ａの構成概略図である。本複合機Ａの給紙動作と作像動作との時間的な対応関係を示すタイミングチャートである。制御部６による紙遅れ防止制御を表すフローチャートである。トナー画像の形成開始タイミングの遅らせ量の設定方法の一例に関する補足説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下では、本発明に係る画像形成装置として、コピー機、プリンター、スキャナー及びファクシミリ等の機能を併せ持つ複合機を例示して説明する。
図１は、本実施形態に係る複合機Ａの構成概略図である。この図１に示すように、本複合機Ａは、操作表示部１、画像読取部２、画像データ記憶部３、用紙搬送画像形成部４、通信部５及び制御部６から構成されている。

操作表示部１は、操作キー及びタッチパネルを備えており、ユーザーと複合機Ａとを関係付けるマンマシンインターフェイスとして機能する。この操作表示部１は、押下された操作キーまたはタッチパネルに表示された操作ボタンの操作指示を制御部６に出力すると共に、制御部６から入力される制御信号に基づいてタッチパネルに種々の画面を表示する。

画像読取部２は、制御部６による制御の下、ＡＤＦ（Auto document feeder）により自動給紙される原稿またはプラテンガラス上に載置された原稿の表面画像（原稿画像）をラインセンサーで読み取って原稿画像データに変換し、この原稿画像データを制御部６に出力する。なお、画像読取部２は、原稿画像データを制御部６に出力する一方、制御部６は、原稿画像データを画像データ記憶部３に記憶させる。

画像データ記憶部３は、半導体メモリーまたはハードディスク装置などであり、制御部６から入力される制御信号に基づいて原稿画像データや、通信部５が外部のクライアントコンピューター（図示略）から受信するプリント画像データや、通信部５がファクシミリ装置から受信したファクシミリ画像データを記憶する。

用紙搬送画像形成部４は、制御部６による制御の下、給紙カセット４４内に収容された用紙束から用紙を１枚ずつ搬送し、画像データ記憶部３の画像データに基づいて用紙上に画像を形成するものである。このような用紙搬送画像形成部４は、図１に示すように、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダの４色に対応するトナーからなる画像（以下、トナー画像と称す）を形成する画像形成ユニット４１、中間転写ベルト４２、１次転写ローラー４３、給紙カセット４４、給紙ローラー４５、搬送ローラー４６、レジストローラー４７、レジストセンサー４８、２次転写ローラー４９、定着ローラー５０、排紙ローラー５１及び排紙トレイ５２から構成されている。

なお、用紙搬送画像形成部４の構成要素の内、画像形成ユニット４１、中間転写ベルト４２及び１次転写ローラー４３が本実施形態におけるトナー画像形成部に相当し、２次転写ローラー４９が本実施形態における転写部に相当し、給紙ローラー４５及び搬送ローラー４６が本実施形態における一次給紙部に相当し、レジストローラー４７が本実施形態における二次給紙部に相当する。

各画像形成ユニット４１は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色に対応するトナー画像を形成するものであり、複合機Ａの正面から視て水平方向に所定間隔で各色に対応して４つ設けられている。このような画像形成ユニット４１は、図１に示すように、トナー画像が周面に形成される感光体ドラム４１ａを備えている。

中間転写ベルト４２は、各感光体ドラム４１ａに接するように設けられた無端ベルトであり、各感光体ドラム４１ａの周面に形成されたトナー画像が各感光体ドラム４１ａから１次転写されるものである。１次転写ローラー４３は、中間転写ベルト４２を挟むように各感光体ドラム４１ａに対向配置されており、回転しながら１次転写電圧を中間転写ベルト４２に印加することにより各感光体ドラム４１ａから中間転写ベルト４２にトナー画像を１次転写させるローラーである。

給紙カセット４４は、Ａ４サイズやＢ５サイズ等、所定サイズの用紙を束状に収容する容器であり、束状に積載された用紙の最上面を露出させるための開口部を有している。給紙ローラー４５は、給紙カセット４４に束状に積載された用紙の最上面に圧接されながら給紙方向に回転することにより、給紙カセット４４から用紙を１枚ずつ用紙搬送路Ｌへ送り出すローラーである。ここで、給紙方向とは、用紙搬送路Ｌに沿って用紙が搬送される方向を指す。
なお、給紙ローラー４５の回転軸には、不図示の回転駆動機構（モーターや減速用ギア等）が連結されており、この給紙ローラー４５の回転動作（回転の開始タイミングや停止タイミング、回転速度等）は制御部６による回転駆動機構の制御（特にモーター制御）によって制御される。

搬送ローラー４６は、用紙搬送路Ｌ上における給紙ローラー４５の下流側に配置されており、給紙方向に回転することにより、給紙ローラー４５によって用紙搬送路Ｌへ送り出された用紙を用紙搬送路Ｌの下流側へ搬送するものである。
なお、搬送ローラー４６の回転軸には、不図示の回転駆動機構（モーターや減速用ギア等）が連結されており、この搬送ローラー４６の回転動作（回転の開始タイミングや停止タイミング、回転速度等）は制御部６による回転駆動機構の制御（特にモーター制御）によって制御される。なお、給紙ローラー４５の回転力をベルトによって搬送ローラー４６の回転軸に伝達する構成を採用しても良い。

用紙搬送路Ｌ上における搬送ローラー４６の下流側には、用紙の２次転写ローラー４９への搬送タイミングを調節するための一対のレジストローラー４７が配置されている。この一対のレジストローラー４７は、互いに対向配置されて、圧接されながら給紙方向に正回転する２本のローラーから構成されている。
なお、レジストローラー４７の一方のローラーの回転軸に、不図示の回転駆動機構（モーターや減速用ギア等）が連結されており、他方のローラーは空転するようになっている。つまり、一方のローラーの回転動作（回転の開始タイミングや停止タイミング、回転速度等）は制御部６による回転駆動機構の制御（特にモーター制御）によって制御され、他方のローラーは一方のローラーに従動するようになっている。

レジストセンサー４８は、用紙搬送路Ｌ上におけるレジストローラー４７の直前に配置されており、この位置（用紙待機位置）における用紙の有無を検出し、その検出結果に応じた信号を制御部６に出力する。例えば、このレジストセンサー４８は、用紙待機位置に用紙が存在する場合にはオン信号（ハイレベル信号）を出力し、用紙が存在しない場合にはオフ信号（ローレベル信号）を出力する。

２次転写ローラー４９は、対向配置された対向ローラーとの間に中間転写ベルト４２を挟むように配置され、中間転写ベルト４２との間で２次転写ニップを形成するローラーであり、中間転写ベルト４２上のトナー画像を用紙に２次転写させるものである。すなわち、２次転写ローラー４９は、２次転写ニップにおいて中間転写ベルト４２と用紙とを挟んだ状態で２次転写電圧を印加することにより、中間転写ベルト４２上のトナー画像を用紙に２次転写させる。

定着ローラー５０は、内部にヒーターを備えた加熱ローラーと、この加熱ローラーに圧接される加圧ローラーとから構成され、上記２次転写ローラー４９でトナー画像が２次転写された用紙を挟持することにより、用紙を加熱及び加圧してトナー画像を用紙上に定着させる。排紙ローラー５１は、定着ローラー５０から搬送される用紙を排紙トレイ５２に排出する。排紙トレイ５２は、排紙ローラー５１によって排出された用紙を収容する受け皿である。

通信部５は、制御部６から入力される制御信号に基づいて電話回線を介して外部の複合機あるいはファクシミリ装置、またローカルエリアネットワークを介してクライアントコンピューターなどと通信を行うものである。すなわち、この通信部５は、イーサネット（登録商標）などのＬＡＮ規格に準拠した通信機能と、Ｇ３などのファクシミリ規格に準拠した通信機能とを兼ね備えたものである。通信部５は、例えば、電子メールの送信またはファクシミリの送受信を行う。

制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び上述した各部と各種信号の送受信を行うインターフェイス回路などから構成されており、上記ＲＯＭに記憶された制御プログラムに基づいて複合機Ａの全体動作を制御する。

次に、上記のように構成された本複合機Ａの動作について説明する。
図２は、本複合機Ａの給紙動作と作像動作（トナー画像形成動作）との時間的な対応関係を示すタイミングチャートである。制御部６は、例えば操作表示部１のコピースタートキーが押下された場合、画像読取部２に原稿画像を読み取らせ、画像読取部２から得られる原稿画像データを画像データ記憶部３に記憶させた後、図２（ａ）に示す給紙開始タイミングｔ１にて給紙動作を開始する。

具体的には、制御部６は、レジストローラー４７を停止させた状態で、給紙ローラー４５及び搬送ローラー４６を回転させることで、給紙カセット４４から用紙搬送路Ｌ上の用紙待機位置（レジストローラー４７の直前位置）まで１枚の用紙を一次給紙させる。給紙ローラー４５の回転によって給紙カセット４４から用紙搬送路Ｌへ送り出された１枚の用紙は、搬送ローラー４６の回転によってレジストローラー４７に突き当たるまで用紙搬送路Ｌに沿って搬送される。用紙がレジストローラー４７に突き当たる、つまり用紙がレジストローラー４７の直前位置（用紙待機位置）まで到達すると、レジストセンサー４８から制御部６へオン信号が出力される。

制御部６は、レジストセンサー４８からオン信号が入力されたタイミング（図２（ａ）のｔ３）を、用紙待機位置に用紙が到達したタイミング（以下、二次給紙準備完了タイミングと称す）として認識する。なお、給紙ローラー４５及び搬送ローラー４６は、二次給紙準備完了タイミングｔ３には既に停止している。

一方、制御部６は、給紙開始タイミングｔ１より少し遅れた時刻ｔ２（作像開始タイミング）に作像動作を開始する。具体的には、制御部６は、画像データ記憶部３に記憶された原稿画像データを基に各画像形成ユニット４１を制御して、各感光体ドラム４１ａの表面に各色のトナー画像を形成（現像）すると共に、中間転写ベルト４２を回走させながら各１次転写ローラー４３に順次１次転写電圧を発生させることにより、中間転写ベルト４２上に各色のトナー画像を順次重ねて転写（一次転写）させる。

制御部６は、作像開始タイミングｔ２から所定のタイミング、または、中間転写ベルト４２上におけるトナー画像の一次転写が完了したタイミングｔ４（以下、二次給紙要求タイミングと称す）で、レジストローラー４７を回転させることにより、用紙待機位置、つまりレジストローラー４７の直前位置にて待機中の用紙を二次転写ローラー４９へ二次給紙させる。これにより、中間転写ベルト４２上のトナー画像が用紙に２次転写され、定着ローラー５０によってトナー画像の定着が行われた後、排紙ローラー５１によって外部に排紙される。

ここで、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、二次給紙要求タイミングｔ４と二次給紙準備完了タイミングｔ３との時間差（以下、二次給紙待ち時間ＴＷと称す）が「０」より大きい、すなわち二次給紙要求タイミングｔ４より二次給紙準備完了タイミングｔ３の方が早い場合、「紙遅れ」は発生せず、問題なく用紙上にトナー画像を転写することができる。

一方、図２（ｃ）に示すように、二次給紙要求タイミングｔ４と二次給紙準備完了タイミングｔ３との時間差（以下、二次給紙待ち時間ＴＷと称す）が「０」より小さい、すなわち二次給紙要求タイミングｔ４より二次給紙準備完了タイミングｔ３の方が遅い場合、「紙遅れ」が発生してしまい、中間転写ベルト４２に形成済みのトナー画像を一度破棄して、再度同一のトナー画像を形成し直す必要がある。

このような問題を解決するために、本実施形態において、制御部６は、図３に示す制御フローチャートに従って、二次給紙要求タイミングｔ４と二次給紙準備完了タイミングｔ３との時間差を二次給紙待ち時間ＴＷとして計測し、その計測値が予め設定されている下限値以下となった場合に、トナー画像形成部（画像形成ユニット４１、中間転写ベルト４２及び１次転写ローラー４３）によるトナー画像の形成開始タイミング（図２中の作像開始タイミングｔ２）を遅らせる機能を有している。

具体的には、制御部６は、図３に示すように、二次給紙要求タイミングｔ４の到来を検知すると（ステップＳ１）、二次給紙要求タイミングｔ４と二次給紙準備完了タイミングｔ３との時間差を二次給紙待ち時間ＴＷとして計測し、その計測値が予め設定されている下限値以下か否かを判定する（ステップＳ２）。

制御部６は、上記ステップＳ２にて「Ｎｏ」の場合には、後述のステップＳ４の処理に移行する一方、「Ｙｅｓ」の場合には、トナー画像の形成開始タイミング（図２中の作像開始タイミングｔ２）を所定量だけ遅らせる（ステップＳ３）。具体的には、制御部６は、このステップＳ３にて、予め設定されている二次給紙待ち時間ＴＷの目標値に従って、単位時間当たりの印刷可能枚数で定義された生産性を算出し直し、その算出結果に応じてトナー画像の形成開始タイミングの遅らせ量を設定する。

例えば、複合機Ａが１分間に２０枚印刷可能な生産性（２０（page/min））を有しており、図４に示すように、二次給紙待ち時間ＴＷの下限値が５０(msec)、下限検知後の目標値が１００(msec)と設定されており、二次給紙待ち時間ＴＷの計測値が下限値より低い２５(msec)であったと想定する。

このような想定の下で、生産性から算出できる用紙１枚当たりにかかる時間は、６０(sec)／２０（page/min）＝３（page/sec）である。この用紙１枚当たりにかかる時間から下限検知後の目標値となるように総時間を算出すると、３（page/sec）＋（０．１（page/sec）−０．０２５（page/sec））＝３．０７５（page/sec）となる。

このように算出した総時間から変更後の生産性を算出し直すと、６０(sec)／３．０７５（page/sec）＝１９．５（page/min）となる。すなわち、この場合、制御部６は、生産性が２０（page/min）から１９．５（page/min）に低下するように、トナー画像の形成開始タイミングの遅らせ量を設定する。

図３に戻り、制御部６は、上記のようにトナー画像の形成開始タイミングを所定量だけ遅らせた後、トナー画像の形成開始タイミングを既に遅らせているか否かを判定し（ステップＳ４）、「Ｎｏ」の場合には、本制御フローを終了する一方、「Ｙｅｓ」の場合には、用紙の給紙枚数のカウントを行う（ステップＳ５）。

そして、制御部６は、用紙の給紙枚数が規定枚数に達しているか否かを判定し（ステップＳ６）、「Ｎｏ」の場合には、本制御フローを終了する一方、「Ｙｅｓ」の場合には、トナー画像の形成開始タイミングを元に戻して本制御フローを終了する（ステップＳ７）。

以上説明したように、本実施形態によれば、二次給紙要求タイミングｔ４と二次給紙準備完了タイミングｔ３との時間差を二次給紙待ち時間ＴＷとして計測し、その計測値が予め設定されている下限値以下となった場合に、トナー画像形成部（画像形成ユニット４１、中間転写ベルト４２及び１次転写ローラー４３）によるトナー画像の形成開始タイミングを遅らせるので、未然に紙遅れの傾向を検知しながら、紙遅れを可能な限り未然に防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、トナー画像の形成開始タイミングを遅らせた後、用紙の給紙枚数をカウントし、そのカウント結果に応じてトナー画像の形成開始タイミングを元に戻すので、紙遅れ防止による生産性の低下を最小限に抑えることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
例えば、上記実施形態では、用紙の給紙枚数が規定枚数に達した場合に、トナー画像の形成開始タイミングを元に戻す場合を例示したが、給紙枚数が増えるに従って段階的にトナー画像の形成開始タイミングを元に戻すようにしても良い。
また、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置として複合機Ａを参照しながら説明したが、本発明はこれに限定されず、コピー機やプリンター、ファクシミリ等の他の画像形成装置に適用することができる。

Ａ…複合機、１…操作表示部、２…画像読取部、３…画像データ記憶部、４…用紙搬送画像形成部、５…通信部、６…制御部、４１…画像形成ユニット、４２…中間転写ベルト、４３…１次転写ローラー、４４…給紙カセット、４５…給紙ローラー、４６…搬送ローラー、４７…レジストローラー、４８…レジストセンサー、４９…２次転写ローラー、５０…定着ローラー、５１…排紙ローラー、５２…排紙トレイ

Claims

画像データに基づいてトナー画像を形成するトナー画像形成部と、
前記トナー画像を用紙に転写する転写部と、
前記転写部に至る用紙搬送路の用紙待機位置まで前記用紙を一次給紙する一次給紙部と、
前記用紙待機位置にて待機中の前記用紙を前記転写部へ二次給紙する二次給紙部と、
前記一次給紙部を制御して前記用紙を前記用紙待機位置まで一次給紙させると共に、前記トナー画像形成部を制御して前記トナー画像を形成させ、前記トナー画像の形成が完了したタイミングで前記二次給紙部を制御して前記用紙待機位置にて待機中の前記用紙を前記転写部へ二次給紙させる制御部と、
を備える画像形成装置であって、
前記制御部は、前記用紙待機位置に前記用紙が到達したタイミングと前記トナー画像の形成が完了したタイミングとの時間差を二次給紙待ち時間として計測し、その計測値が予め設定されている下限値以下となった場合に、前記トナー画像形成部により次回以降に形成されるトナー画像の形成開始タイミングを遅らせることを特徴とする画像形成装置。
前記制御部は、前記二次給紙待ち時間の計測値が前記下限値以下となった場合、予め設定されている前記二次給紙待ち時間の目標値に従って、単位時間当たりの印刷可能枚数で定義された生産性を算出し直し、その算出結果に応じて前記次回以降に形成されるトナー画像の形成開始タイミングの遅らせ量を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御部は、トナー画像の形成開始タイミングを遅らせた後、前記用紙の給紙枚数をカウントし、そのカウント結果に応じてトナー画像の形成開始タイミングを元に戻すことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。