JP7100520B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の給送部を有する画像形成装置に関する。

従来、シートが収納される複数の給送カセットの駆動部を共通のモータで駆動する画像形成装置がある。複数の給送カセットを切り替えてシートを給送する印刷ジョブを実行する場合、切り替え前の給送カセットから最後のシートが給送された後で、切り替え後の給送カセットからシートの給送が開始される。しかし、複数の給送カセットの配置によっては、各給送カセットから給送されたシートが搬送される搬送路の長さが異なる。このため、搬送路が短い給送カセットから搬送路が長い給送カセットへ切り替えると、切り替え前の給送カセットから給送された最後のシートと切り替え後の給送カセットから給送された最初のシートの間隔が広がることがある。シートの間隔が広がると、画像形成装置のスループット（生産性）が低下するという問題がある。この問題を解決するために、給送カセットの切り替えを行うときにシートの間隔が広がらないように適切なタイミングでシートを給送可能な給送カセットを選択するという技術が提案されている（特許文献１）。

特開平１１－１８８９４７号公報

しかし、複数の給送カセットの駆動部を共通のモータで駆動する画像形成装置においては、特許文献１のようにそれぞれの給送カセットの駆動部を適切なタイミングで駆動させることが困難である。そのため、切り替え前の給送カセットから最後のシートが給送された後で、切り替え後の給送カセットからシートの給送を開始しなければならない。結果として、切り替え前の給送カセットから給送された最後のシートと切り替え後の給送カセットから給送された最初のシートの間隔が広がるという問題がある。

そこで、本発明は、第一の給送部および第二の給送部を駆動する共通の駆動手段を備えた画像形成装置において、第一の給送部と第二の給送部を切り替えるときのスループットの低減を防止することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の一実施例による画像形成装置は、
複数のシートを収納し、シートを一枚ずつ給送する第一の給送部と、
複数のシートを収納し、シートを一枚ずつ給送する第二の給送部と、
前記第一の給送部から給送されたシート及び前記第二の給送部から給送されたシートに画像を形成する画像形成手段と、
前記第一の給送部および前記第二の給送部を駆動する共通の駆動手段と、
前記駆動手段の駆動力を前記第一の給送部と前記第二の給送部に独立して伝達するためのクラッチと、
前記第一の給送部から給送されたシート及び前記第二の給送部から給送されたシートを前記画像形成手段による画像形成のタイミングに合わせて搬送するレジストレーションローラと、
前記第一の給送部によりシートを給送させ、給送されたシートを前記レジストレーションローラよりも上流の第一の所定位置で停止させ、停止されたシートの給送を再開させる制御と、前記第二の給送部によりシートを給送させ、給送されたシートを前記レジストレーションローラよりも上流の第二の所定位置で停止させ、停止されたシートの給送を再開させる制御とを実行するように前記駆動手段及び前記クラッチを制御し、また、前記画像形成手段による画像形成を行うために必要な調整動作を実行させる制御手段と、を備え、
前記第二の給送部から前記レジストレーションローラまでのシートの搬送距離は前記第一の給送部から前記レジストレーションローラまでのシートの搬送距離よりも長くなるように構成され、
前記制御手段は、前記第一の給送部から給送されたシートを前記第一の所定位置で停止させ、その後、前記調整動作に応じて決定される第一の時間後に停止しているシートを再搬送させるものであり、
前記第一の給送部から給送される複数のシートへの画像形成に引き続き前記第二の給送部から給送されるシートへの画像形成を行う場合において、前記第一の給送部から給送されたシートを前記第一の所定位置に停止させ、前記第一の時間が、前記第二の給送部から前記第二の所定位置までの距離に応じた第二の時間よりも長い場合、前記第一の所定位置に停止しているシートの給送を再開させる前に、前記第二の給送部からシートの給送を開始させ、前記第二の所定位置に停止させるようによう前記駆動手段及び前記クラッチを制御することを特徴とする。

本発明によれば、第一の給送部および第二の給送部を駆動する共通の駆動手段を備えた画像形成装置において、第一の給送部と第二の給送部を切り替えるときのスループットの低減を防止することができる。

画像形成装置の断面図。 第一の給送駆動部の斜視図。 定着装置の断面図。 画像形成装置の制御システムのブロック図。 ＣＰＵにより実行されるシート給送動作を示す流れ図。 シート搬送動作において連続して搬送されるシートの先端の時間間隔の算出例の説明図。 シートの種類と定着ベルトの印刷時温調温度の関係を示す図。 定着ベルトの検出温度と印刷時温調温度との差と昇温時間との関係を示す図。 連続して供給されるシートの枚数と定着ベルトの温度低下量の関係を示す図。 ＣＰＵにより実行されるシート搬送動作を示す流れ図。 ＣＰＵにより実行される再回転待ち時間の計算を示す流れ図。 ＣＰＵにより実行される複数の給送カセットからのシート給送制御を示す流れ図。

（画像形成装置）
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。図１は、画像形成装置１０の断面図である。画像形成装置１０は、４つの画像形成部１０１（１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ）を有する。画像形成部１０１Ｙは、イエロートナーを用いてイエロー画像を形成する。画像形成部１０１Ｍは、マゼンタトナーを用いてマゼンタ画像を形成する。画像形成部１０１Ｃは、シアントナーを用いてシアン画像を形成する。画像形成部１０１Ｋは、ブラックトナーを用いてブラック画像を形成する。図１に示す参照符号の添字Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックを示す。４つの画像形成部１０１は、現像剤（トナー）の色を除いて同一の構造を有するので、特に必要な場合を除き、以下の説明では、参照符号から添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて、記録媒体に画像を形成する。記録媒体（以下、シートという）とは、画像形成装置により画像が形成される記録材であって、例えば、紙（転写紙）、ＯＨＰシート、布等である。画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機（例えば、デジタル複写機）、電子写真プリンタ（例えばカラーレーザビームプリンタ、カラーＬＥＤプリンタ等）、ＭＦＰ（複合機）、ファクシミリ装置及び印刷機がある。画像形成装置は、カラー画像を形成する画像形成装置に限らず、モノクロ画像を形成する画像形成装置も含む。

画像形成部１０１は、感光体としての感光ドラム（像担持体）１を有する。感光ドラム１の周りに、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、一次転写ローラ５およびクリーニング装置６が設けられている。４つの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃおよび１Ｋは、所定の間隔で一列に並べられている。無端状の中間転写ベルト（以下、中間転写体という。）１０４は、感光ドラム１の下に配置されている。中間転写体１０４は、矢印Ｒ１で示す方向へ回転される。中間転写体１０４は、二次転写ローラ９に接触し、二次転写ローラ９との間に二次転写部１０６を形成する。

画像形成装置１０の本体１０ａの下部には、シートを収納する複数の収納部（以下、給送カセットという）１２０（１２０ａ、１２０ｂ）が設けられている。複数の給送カセット１２０は、第一の給送カセット１２０ａ及び第二の給送カセット１２０ｂを含む。第一の給送カセット１２０ａ及び第二の給送カセット１２０ｂは、画像形成装置１０の本体１０ａから引き出し可能に装着されている。使用者は、第一の給送カセット１２０ａ及び第二の給送カセット１２０ｂを画像形成装置１０の本体１０ａから引き出して、シートを第一の給送カセット１２０ａ及び第二の給送カセット１２０ｂに収納することができる。第一の給送カセット１２０ａ及び第二の給送カセット１２０ｂは、使用者により画像形成装置１０の本体１０ａへ押し込まれて装着される。

画像形成装置１０の上部には、原稿の画像を読み取る画像読取部（スキャナユニット）１００と、画像読取部１００へ原稿を給送する自動原稿給送装置３０が設けられている。画像読取部１００は、自動原稿給送装置３０から給送される原稿又はプラテン２０上に載置される原稿の画像を読み取り、画像信号を生成する。また、操作表示装置（以下、操作部という）２００又はパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）（不図示）などの外部装置から指示される印刷ジョブに基づいて画像信号が生成される。画像信号は、露光装置３へ入力される。

画像形成装置１０の本体１０ａには、縦搬送路（以下、搬送路という）１１４を開閉する開閉部材（以下、扉という。）１１３が設けられている。扉１１３は、画像形成装置１０の本体１０ａの側面に沿って縦方向に延在する搬送路１１４の近傍に開閉可能に設けられている。扉１１３を開くことにより、搬送路１１４を開放することができる。紙詰まりが発生した場合、使用者は、扉１１３を開くことにより、縦搬送ローラ１２６を含めた搬送路１１４を視認しつつ、搬送路１１４上の用紙を取り除く処理（ジャム処理）をすることができる。

（画像形成動作）
以下、画像形成装置１０の画像形成動作を説明する。帯電装置２は、感光ドラム１の表面を均一に帯電する。露光装置３は、画像信号に基づき変調されたレーザ光（以下、光ビームという）を出射する。露光装置３の回転多面鏡は、均一に帯電された感光ドラム１の表面上を光ビームが走査するように光ビームを偏向する。偏向された光ビームは、反射鏡７により反射され、感光ドラム１に照射される。これにより、感光ドラム１の表面上に静電潜像が形成される。感光ドラム１の表面上の静電潜像は、現像装置４によりトナーで現像され、トナー像にされる。イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ及び１Ｋは、所定の間隔で配置され、それぞれの表面上にそれぞれの色成分のトナー像が形成される。４つの感光ドラム１上に形成された４色のトナー像は、それぞれの一次転写ローラ５により所定のタイミングで中間転写体１０４上に転写され、重ね合わされる。

一方、第一の給送カセット１２０ａ又は第二の給送カセット１２０ｂから給送されたシートは、搬送路１１４を通ってレジストレーションローラ１１０へ搬送される。停止したレジストレーションローラ１１０にシートの先端が当接することにより、シートの斜行が補正される。レジストレーションローラ１１０は、二次転写部１０６で中間転写体１０４上のトナー像の先端とシートの先端が一致するように、シートを二次転写部１０６へ搬送する。中間転写体１０４上のトナー像は、二次転写部１０６においてシート上に転写される。一方、二次転写部１０６において中間転写体１０４上のトナー像がシートへ転写された後に中間転写体１０４上に残ったトナーは、中間転写体クリーニング部１０８により取り除かれる。トナー像が転写されたシートは、定着装置１５０へ搬送される。定着装置１５０は、シート上のトナー像を加熱および加圧してシートに定着させる熱定着器である。これにより、シート上にフルカラー画像が形成される。画像が形成されたシートは、排出部１１１より画像形成装置１０の外へ排出され、排出トレイ１１２上に積載される。

（給送部）
第一の給送部４０ａは、第一の給送カセット１２０ａ及び第一の給送駆動部３００ａを有する。第二の給送部４０ｂは、第二の給送カセット１２０ｂ及び第二の給送駆動部３００ｂを有する。第二の給送部４０ｂの構成は、第一の給送部４０ａと同様である。以下、第一の給送カセット１２０ａ及び第一の給送駆動部３００ａを有する第一の給送部４０ａを説明する。第一の給送駆動部３００ａは、リタードローラ１３０ａと給送ローラ１２４ａを有するリタード方式の駆動部である。リタードローラ１３０ａは、給送ローラ１２４ａにより給送されるシートを戻す方向へ所定のトルクで回転することによりシートを一枚ずつに分離し、シートの重送を防止する。第一の給送駆動部３００ａは、複数のシートが収納された第一の給送カセット１２０ａからシートを一枚ずつ給送する。使用者は、第一の給送カセット１２０ａを本体１０ａから手前に引き出して、第一の給送カセット１２０ａにシートを補給する。シート束Ｓａは、昇降板１２１ａ上に載置される。この時、第一の給送駆動部３００ａは、画像形成装置１０の本体１０ａ内に残り、第一の給送カセット１２０ａと一緒には引き出されない。第一の給送カセット１２０ａの枠体１２２ａの高さは、給送センサ（シート検出器）１２７ａの位置まであるので、第一の給送カセット１２０ａを引き出す際に給送センサ１２７ａ上にシートがないことが必要である。

図２は、第一の給送駆動部３００ａの斜視図である。図２を参照して、第一の給送駆動部３００ａのリンク機構を説明する。図２（ａ）は、第一の給送カセット１２０ａが引き出されたときの第一の給送駆動部３００ａの状態を示す図である。解除部材３０５は、画像形成装置１０の前方向Ｆ及び後方向Ｒにスライド移動自在に設けられている。解除部材３０５は、付勢部材としてのばね（不図示）により前方向Ｆへ付勢されている。第一の給送駆動部３００ａは、給送筐体（不図示）に設けられている。アーム部材３０６は、給送筐体に回動可能に支持されている。ピックアップローラホルダ３０４は、給送ローラ軸３０１を中心に回動可能である。第一の給送カセット１２０ａが引き出されると、解除部材３０５が前方向Ｆへ移動してアーム部材３０６を上方へ回動させる。ピックアップローラホルダ３０４は、アーム部材３０６により上方へ持ち上げられる。ピックアップローラホルダ３０４の回動端部には、ピックアップローラ１２３ａが回転可能に保持されている。アーム部材３０６は、ピックアップローラホルダ３０４及びピックアップローラ１２３ａを上方退避位置に保持する。リタードローラ１３０ａ及びトルクリミッタ３０３は、リタードローラ軸３０２上に設けられている。リタードローラ１３０ａ及びトルクリミッタ３０３は、後述する駆動源としての給送モータ３３０および給送クラッチ３３１により駆動力が伝達され、給送ローラ１２４ａの回転方向とは反対の方向へ回転するように支持されている。リタードローラ１３０ａと給送ローラ１２４ａは、給送時に所定圧（本実施例では圧接力３００ｇｆ）で圧接するように支持されている。給送モータ３３０および給送クラッチ３３１は、第一の給送部４０ａ及び第二の給送部４０ｂを駆動する共通の駆動手段を構成する。

次に、図２（ｂ）を参照して、第一の給送カセット１２０ａが画像形成装置１０の本体１０ａに装着されたときのリンク動作を説明する。図２（ｂ）は、第一の給送カセット１２０ａが画像形成装置１０の本体１０ａへ奥まで押し込まれたとき（装着状態）の第一の給送駆動部３００ａの状態を示す図である。第一の給送カセット１２０ａが画像形成装置１０の本体１０ａ内へ押し込まれると、第一の給送カセット１２０ａは、解除部材３０５の当接部３０５ａに当接する。解除部材３０５は、後方Ｒへ移動してアーム部材３０６を下方へ回動させる。これによって、ピックアップローラホルダ３０４は、下方へ回動し、ピックアップローラ１２３ａも下方へ移動する。このときのピックアップローラ１２３ａが最も下がった位置は、給送動作時のシート束の最上面の位置に対して十分余裕量があるように設定されている。また、ピックアップローラホルダ３０４は、付勢部材としてのばね（不図示）により下方へ付勢されており、ピックアップローラ１２３ａがシート束の最上面に適正なピックアップ圧（本実施例では１２５ｇｆ）で当接するように設計されている。

次に、図２（ｃ）を参照して、給送動作中にピックアップローラ１２３ａを上方へ移動させる移動手段としての移動ユニット３１０を説明する。図２（ｃ）は、移動ユニット３１０によりピックアップローラ１２３ａが上方へ移動させられたときの第一の給送駆動部３００ａの状態を示す図である。移動ユニット３１０は、ソレノイド３０９とリンク部材３０８を有する。ソレノイド３０９は、往復移動する鉄芯（不図示）を有する。リンク部材３０８は、軸３０７により回転可能に支持されている。リンク部材３０８は、ピックアップローラホルダ３０４の揺動端部に作用する作用腕３０８ａと、ソレノイド３０９の鉄芯に連結された腕部３０８ｂとを有する。給送動作中の所望のタイミングでソレノイド３０９に通電すると、鉄芯が引き込まれて腕部３０８ｂを介してリンク部材３０８が矢印Ｇで示す方向に回転される。これによって、リンク部材３０８の作用腕３０８ａが上方へ回転し、作用腕３０８ａによりピックアップローラホルダ３０４及びピックアップローラ１２３ａが上方へ移動させられる。なお、移動ユニット３１０は、ソレノイド３０９の代わりにモータ等の他の駆動手段を有していてもよい。

（定着装置）
次に、図３を参照して、シート上に形成されたトナー像をシートに定着させる定着手段としての定着装置１５０を説明する。図３は、定着装置１５０の断面図である。定着装置１５０は、金属層を有する無端状の定着ベルト１５１と、定着ベルト１５１の外周に接するように配置された加圧回転体としての加圧ローラ１５２と、圧力付与部材３２１と、を有する。圧力付与部材３２１は、定着ベルト１５１の内側に配置され、金属製のステー３２２により保持されている。圧力付与部材３２１は、定着ベルト１５１と加圧ローラ１５２との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成する。また、ステー３２２の後述する励磁コイル３１２の側には、誘導加熱による温度上昇を防止するための磁気遮蔽部材としての磁気遮蔽コア３２３が設けられている。

定着装置１５０は、定着ベルト１５１を誘導加熱する加熱源（誘導加熱手段）としての誘導加熱装置３１１を有する。誘導加熱装置３１１は、電線として例えばリッツ線を定着ベルト１５１の周面と側面の一部に対向するように巻回してなる励磁コイル３１２を有する。誘導加熱装置３１１は、また、励磁コイル３１２により発生される磁界が定着ベルト１５１の金属層（導電層）以外に実質的に漏れないように励磁コイル３１２を覆う外側磁性体コア３１３及び３１４を有する。誘導加熱装置３１１は、更に、外側磁性体コア３１３及び３１４を電気絶縁性の樹脂により支持するコイル保持部材３１５を有する。誘導加熱装置３１１は、定着ベルト１５１の外周面の上面側において、定着ベルト１５１との間に所定のギャップ（隙間）を設けて定着ベルト１５１に対面して配置されている。

定着ベルト１５１が回転している状態において、誘導加熱装置３１１の励磁コイル３１２には２０～６０ｋＨｚの高周波電流が印加され、励磁コイル３１２は、磁界を発生する。定着ベルト１５１の金属層（導電層）は、励磁コイル３１２により発生された磁界により誘導発熱される。サーミスタ等の温度センサ（温度検出素子）ＴＨ１は、定着ベルト１５１の幅方向における中央位置で定着ベルト１５１の内面に当接して配置されている。温度検出手段としての温度センサＴＨ１は、通紙域における定着ベルト１５１の中央部分の温度を検出する。温度センサＴＨ１により検出された温度の情報は、定着制御部４２３（図４）へフィードバックされる。定着制御部４２３は、温度センサＴＨ１から入力される検出温度が所定の目標温度（温調温度）に維持されるように、励磁コイル３１２へ入力される電力を制御する。すなわち、定着ベルト１５１の検出温度が目標温度まで昇温すると、励磁コイル３１２への通電が遮断される。定着ベルト１５１の温度調整は、温度センサＴＨ１の検出温度（検出値）に基づいて励磁コイル３１２へ印加される高周波電流の周波数を変化させ励磁コイル３１２へ入力される電力を制御して行われる。本実施例では、印刷ジョブ投入前の定着ベルト１５１の温度が待機時温調温度としての１７０℃で一定になるように、温度センサＴＨ１の検出温度に基づいて励磁コイル３１２へ入力される電力が制御される。

（制御システム）
次に、図４を参照して、画像形成装置１０の制御システム４５０を説明する。図４は、画像形成装置１０の制御システム４５０のブロック図である。制御システム４５０は、システムコントローラ４００、画像処理部４１０、画像読取部４１１、負荷駆動部４１２、操作部２００及びタイマ制御部４１３を有する。システムコントローラ４００は、ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２及びＲＡＭ４０３を有する。制御手段としてのＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、画像処理部４１０、画像読取部４１１及び負荷駆動部４１２とバスで接続されている。また、ＣＰＵ４０１は、操作部２００及びタイマ制御部４１３と電気的に接続されている。負荷駆動部４１２は、ローラ制御部４２０、Ｉ／Ｏ制御部４２１、ソレノイド制御部４２２及び定着制御部４２３を有する。ローラ制御部４２０は、給送モータ３３０及び給送クラッチ３３１と電気的に接続されている。Ｉ／Ｏ制御部４２１は、センサ信号読取部４２４と電気的に接続されている。センサ信号読取部４２４は、給送センサ１２７ａ、１２７ｂ、引抜センサ１２８ａ、１２８ｂ及び縦搬送センサ１２９などのシート検出器及び温度センサＴＨ１に電気的に接続されている。

画像形成装置１０は、システムコントローラ４００によって統括的に制御される。システムコントローラ４００は、主に本装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析及び画像処理部４１０に加えて操作部２００即ちユーザーインターフェースとのデータ交換の役割を担っている。

ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に保存されたプログラムに従って画像形成シーケンスに纏わる様々なシーケンスを実行する。ＲＡＭ４０３は、シーケンスの実行中に一次的又は恒久的に書換え可能なデータを保存する。ＲＡＭ４０３には、例えば、操作部２００からの画像形成指令情報などが保存される。システムコントローラ４００は、画像処理部４１０に必要な各部の仕様設定値データを送出することに加えて、各部からの信号、例えば原稿画像濃度信号などを受信して、画像処理部４１０を制御して最適な画像形成を行うための設定を行う。システムコントローラ４００は、使用者により設定された複写倍率、濃度設定値などの情報を操作部２００から得る。システムコントローラ４００は、画像形成装置１０の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、シート詰まり（ジャム）の発生やその箇所等を使用者に示すためのデータを操作部２００へ送出する。システムコントローラ４００は、タイマ制御部４１３に対して、ＣＰＵ４０１が各種制御を行う上で必要な時間計測制御（経過時間の監視及び、所定時間が経過したことの通知）を行う。

次に、画像形成動作中のシステムコントローラ４００の基本動作を説明する。ＣＰＵ４０１は、データ処理装置としての操作部２００又はＰＣ（不図示）を介して印刷指示が入力されると、実行する印刷ジョブを決定するとともに、印刷ジョブ情報を記憶して、更に、対応する情報を操作部２００の表示部２１に表示させる。また、ＣＰＵ４０１は、負荷駆動部４１２に指示して、画像形成装置１０のローラ制御部４２０、ソレノイド制御部４２２、Ｉ／Ｏ制御部４２１及び定着制御部４２３を総括的に制御する。ローラ制御部４２０は、給送モータ３３０及び給送クラッチ３３１を制御することにより、給送ローラ１２４ａ、１２４ｂ及び引抜ローラ１２５ａ、１２５ｂを回転させる。本実施例では、一つの共通の給送モータ３３０により、第一の給送カセット１２０ａ及び第二の給送カセット１２０ｂのそれぞれの給送ローラ１２４ａ、１２４ｂ及び引抜ローラ１２５ａ、１２５ｂが回転される。一つの共通の給送モータ３３０により発生された駆動力は、二つの給送クラッチ３３１によって、第一の給送カセット１２０ａ及び第二の給送カセット１２０ｂのそれぞれの給送ローラ１２４ａ、１２４ｂ及び引抜ローラ１２５ａ、１２５ｂへ独立して伝達される。ソレノイド制御部４２２は、ソレノイド３０９の制御を行う。センサ信号読取部４２４は、給送センサ１２７ａ、１２７ｂ、引抜センサ１２８ａ、１２８ｂ、縦搬送センサ１２９及び温度センサＴＨ１からの信号値（データ）を読み取る。Ｉ／Ｏ制御部４２１は、センサ信号読取部４２４と信号のやり取りを制御する。定着制御部４２３は、励磁コイル３１２を含む誘導加熱装置３１１を制御する。

（シート給送動作）
次に、第一の給送カセット１２０ａ及び第二の給送カセット１２０ｂからシートを給送するシート給送動作を説明する。第二の給送カセット１２０ｂからのシート給送動作は、第一の給送カセット１２０ａからのシート給送動作と同様であるので、第一の給送カセット１２０ａについてシート給送動作を説明する。

図５は、ＣＰＵ４０１により実行されるシート給送動作を示す流れ図である。ＣＰＵ４０１は、操作部２００又はＰＣなどの外部機器から印刷ジョブの実行指示が入力されると、印刷処理の一つとしてシート給送動作を開始する。ＣＰＵ４０１は、給送モータ３３０の駆動を開始する（Ｓ５０１）。ＣＰＵ４０１は、給送ローラ１２４ａ及び引抜ローラ１２５ａがシートを１０００ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で移動させる回転速度になるように、給送モータ３３０の回転速度を制御する。ＣＰＵ４０１は、給送クラッチ３３１をつないで、シートを１０００ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で移動させる回転速度で給送ローラ１２４ａ及び引抜ローラ１２５ａの回転を開始させる（Ｓ５０２）。ＣＰＵ４０１は、引抜センサ１２８ａがＯＮしたか否かを判断する（Ｓ５０３）。引抜センサ１２８ａは、給送路上で引抜ローラ１２５ａの位置に配置され、シートの先端が引抜ローラ１２５ａに到達するとシートの先端を検出してＯＮする。引抜センサ１２８ａがＯＮすると（Ｓ５０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、給送クラッチ３３１を切って、給送ローラ１２４ａ及び引抜ローラ１２５ａの回転を停止させる（Ｓ５０４）。給送ローラ１２４ａ及び引抜ローラ１２５ａの回転が停止されることにより、シートの先端は、所定の位置に停止される。所定の位置は、引抜ローラ１２５ａ又は引抜センサ１２８ａの位置あるいはその近傍であり、給送カセット１２０ａからの給送路と給送カセット１２０ｂからの給送路との合流部よりも給送カセット１２０ａ側の給送路上である。ＣＰＵ４０１は、シートが停止されたタイミングの停止時刻ＴｓをＲＡＭ４０３に保存し（Ｓ５０５）、シート給送動作を終了する。なお、本実施例では、給送カセット１２０ａに収納されているシートの先端から引抜センサ１２８ａまでの距離は、３００ｍｍに設定されている。図５に示すシート給送動作によってシートの先端が給送カセット１２０ａから引抜センサ１２８ａまで給送されるのに要する給送動作時間（第二の時間）Ｔｐは、３００ｍｓｅｃ（＝３００／１０００×１０００）である。

同様に、給送カセット１２０ｂから給送されるシートも所定の位置に停止される。その停止位置は、引抜ローラ１２５ｂ又は引抜センサ１２８ｂの位置あるいはその近傍であり、給送カセット１２０ａからの給送路と給送カセット１２０ｂからの給送路との合流部よりも給送カセット１２０ｂ側の給送路上である。

シート給送動作において、ＣＰＵ４０１は、給送カセット１２０ａからシートの給送が開始されてから引抜センサ１２８ａにシートの先端が到達するまでの給送動作を制御する。複数の給送カセット１２０ａ及び１２０ｂからシートを給送する場合、ＣＰＵ４０１は、給送モータ３３０の駆動を停止させずに給送クラッチ３３１をつないだり切ったりすることにより給送カセット１２０ａと１２０ｂを切り替える。第一の給送カセット１２０ａからシートを給送する場合、給送クラッチ３３１の接続を切り替えて給送モータ３３０の駆動力を第一の給送カセット１２０ａの給送ローラ１２４ａと引抜ローラ１２５ａへ伝達する。第二の給送カセット１２０ｂからシートを給送する場合、給送モータ３３０の駆動を停止させずに給送クラッチ３３１の接続を切り替えて給送モータの駆動力を第二の給送カセット１２０ｂの給送ローラ１２４ｂと引抜ローラ１２５ｂへ伝達する。このように、給送クラッチ３３１の接続を切り替えることにより、複数の給送カセットのうちシートを給送する給送カセットを切り替えることができる。

（連続して搬送されるシートの先端の時間間隔）
次に、図６を参照して、シート給送動作後のシート搬送動作において連続して搬送されるシートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・、Ｐ１００の先端の時間間隔Ｔａを説明する。図６は、シート搬送動作において連続して搬送されるシートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・、Ｐ１００の先端の時間間隔Ｔａの算出例の説明図である。連続して搬送される複数のシートの先端の時間間隔Ｔａは、画像形成装置１０のスループット（単位時間当たりの画像形成枚数）から算出される。本実施例の画像形成装置１０は、Ａ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）のシートを１分間に１００枚印刷可能である。１分間の時間を１００枚で除算すると６０／１００×１０００＝６００になるので、シートの先端の時間間隔Ｔａは、６００ｍｓｅｃである。

Ａ４サイズのシートの搬送方向における長さは、２１０ｍｍであるので、シートの後端から次のシートの先端までの時間間隔Ｔｉは、６００－（２１０／１０００×１０００）＝３９０ｍｓｅｃである。シート給送動作において停止時刻Ｔｓで一時的に停止されたシートの給送を再開する給送開始時刻Ｔｃは、シートの後端から次のシートの先端までの時間間隔Ｔｉに基づいて決定される。

（定着装置の温度制御）
次に、図７、図８及び図９を参照して、定着装置１５０の温度制御を説明する。定着ベルト１５１の温度が温度センサＴＨ１の検出温度に基づいて目標温度になるように、定着装置１５０の温度制御が行われる。上述したとおり、印刷ジョブ投入前の定着ベルト１５１の温度が待機時温調温度としての１７０℃になるように、温度センサＴＨ１の検出温度に基づいて励磁コイル３１２へ入力される電力が制御される。ただし、印刷ジョブに使用されるシートが厚紙である場合、厚紙にトナー像を定着させるために必要な熱容量を十分に確保するために定着ベルト１５１の印刷時温調温度を待機時温調温度より高くする。図７は、シートの種類と定着ベルト１５１の印刷時温調温度の関係を示す図である。本実施例では、定着ベルト１５１の目標温度は、図７に示すように、印刷ジョブに使用されるシートの種類に対応する印刷時温調温度（設定温度）に設定される。

印刷ジョブにおいて、定着ベルト１５１の検出温度がシートの種類に対応する印刷時温調温度より低い場合、定着ベルト１５１の検出温度がシートの種類に対応する印刷時温調温度になるまで、昇温待ちが行われる。図８は、定着ベルト１５１の検出温度と印刷時温調温度との差と昇温時間との関係を示す図である。例えば、定着ベルト１５１の検出温度と印刷時温調温度との差が２０℃である場合、定着ベルト１５１の温度が印刷時温調温度まで上昇するのに要する時間は、１０ｓｅｃである。例えば、普通紙に画像を形成した後に厚紙に画像を形成する場合、定着ベルト１５１の温度を１７０℃から１９０℃へ上昇させる必要がある。普通紙の後端から厚紙の先端までの間に１０ｓｅｃの昇温時間が必要になる。

図９は、連続して供給されるシートの枚数と定着ベルト１５１の温度低下量の関係を示す図である。本実施例のように１分間に１００枚の印刷を連続で行う場合、６００ｍｓｅｃごとにシートが定着装置１５０に到達する。このため、シートの枚数が多い印刷ジョブを行う場合、連続してシートが定着装置１５０を通過するので、定着ベルト１５１の温度を制御しているにもかかわらず、定着ベルト１５１の温度が低下する。本実施例では、図９に示すように１０００枚のシートを連続して供給すると定着ベルト１５１の温度が１０℃低下する。また、定着ベルト１５１の温度が印刷時温調温度から１０℃以上低下するとトナーの定着性に問題が発生する。そこで、本実施例では、１０００枚ごとに定着ベルト１５１の温度を１０℃上昇させるために温度調整時間としての昇温待ち時間Ｔｄ（本実施例では５ｓｅｃ）を設定する必要がある。

（シート搬送動作）
次に、引抜ローラ１２５ａで一時的に停止されたシートの給送を再開して、二次転写部１０６へ搬送するシート搬送動作を説明する。図１０は、ＣＰＵ４０１により実行されるシート搬送動作を示す流れ図である。ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に保存されたプログラムに従ってシート搬送動作を実行する。シート搬送動作が開始されると、ＣＰＵ４０１は、再回転待ち時間（第一の時間）Ｔｒを計算する（Ｓ１００１）。Ｓ１００１における再回転待ち時間Ｔｒの計算については、図１１を参照して後述する。ＣＰＵ４０１は、タイマ制御部４１３を用いて停止時刻Ｔｓから再開転待ち時間Ｔｒが経過したか否かを判断する（Ｓ１００２）。停止時刻Ｔｓから再開転待ち時間Ｔｒが経過していない場合（Ｓ１００２でＮＯ）、ＣＰＵ４０１は、処理をＳ１００２へ戻す。停止時刻Ｔｓから再回転待ち時間Ｔｒが経過した場合（Ｓ１００２でＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、給送クラッチ３３１をつないで、給送ローラ１２４ａ及び引抜ローラ１２５ａの回転を１０００ｍｍ／ｓｅｃの速度で再開する（Ｓ１００３）。その後、ＣＰＵ４０１は、引抜センサ１２８ａがＯＦＦしたか否かを判断する（Ｓ１００４）。引抜センサ１２８ａがＯＦＦでない場合（Ｓ１００４でＮＯ）、ＣＰＵ４０１は、処理をＳ１００４へ戻す。引抜センサ１２８ａがＯＦＦした場合（Ｓ１００４でＹＥＳ）、次のシートを給送することが可能になるので、ＣＰＵ４０１は、給送すべき次のシートがあるか否かを判断する（Ｓ１００５）。給送すべき次のシート（給送要求）がある場合（Ｓ１００５でＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、次のシートを給送するシート給送動作を開始する（Ｓ１００６）。シート給送動作については、図５を参照して既に述べた。給送すべき次のシートがない場合（Ｓ１００５でＮＯ）、つまり、直前に給送されたシートが最終シートである場合、ＣＰＵ４０１は、給送モータ３３０の駆動を停止させ（Ｓ１００７）、シート搬送動作を終了する。図５に示すシート給送動作及び図１０に示すシート搬送動作を組み合わせることにより、複数のシートを連続して供給することができる。

次に、図１１を用いて、Ｓ１００１における再回転待ち時間Ｔｒの計算方法を説明する。図１１は、ＣＰＵ４０１により実行される再回転待ち時間Ｔｒの計算を示す流れ図である。ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に保存されたプログラムに従って再回転待ち時間Ｔｒの計算を実行する。再回転待ち時間Ｔｒの計算が開始されると、ＣＰＵ４０１は、シート給送動作により給送され、一時停止され、再回転待ちをしているシートが印刷ジョブの一枚目か否かを判断する（Ｓ１１０１）。再回転待ちをしているシートが印刷ジョブの一枚目である場合（Ｓ１１０１でＹＥＳ）、先行シートがないので、再回転待ち時間Ｔｒに０を設定する（Ｓ１１０２）。ＣＰＵ４０１は、印刷ジョブ投入後の定着ベルト１５１の目標温度であるプレ温調温度Ｆｐに待機時温調温度を設定する（Ｓ１１０３）。本実施例では、待機時温調温度が１７０℃に設定されているので、プレ温調温度Ｆｐは、１７０℃に設定される。ＣＰＵ４０１は、再回転待ちをしているシートの印刷時温調温度Ｆｎをプレ温調温度Ｆｐと比較するために、シートの種類に従って印刷時温調温度Ｆｎを設定する（Ｓ１１０４）。本実施例では、シートの種類が普通紙であれば印刷時温調温度Ｆｎを１７０℃に設定し、シートの種類が厚紙であれば印刷時温調温度Ｆｎを１９０℃に設定する。ＣＰＵ４０１は、給送したシートの印刷時温調温度Ｆｎがプレ温調温度Ｆｐより高いか否かを判断する（Ｓ１１０５）。印刷時温調温度Ｆｎがプレ温調温度Ｆｐより高い場合（Ｓ１１０５でＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、印刷時温調温度Ｆｎとプレ温調温度Ｆｐの差分から昇温に必要な昇温待ち時間Ｔｄを求める（Ｓ１１０６）。例えば、印刷時温調温度Ｆｎが１９０℃であり、プレ温調温度Ｆｐが１７０℃である場合、昇温待ち時間Ｔｄは、図８に示す関係に基づいて１０ｓｅｃに設定される。

再回転待ちをしているシートが印刷ジョブの一枚目でない場合（Ｓ１１０１でＮＯ）、ＣＰＵ４０１は、再回転待ち時間Ｔｒに給送時間Ｔｆを設定する（Ｓ１１０７）。給送時間Ｔｆは、画像形成装置１０のスループット（生産性）から算出されるシートの後端から次のシートの先端までの時間間隔Ｔｉから給送動作時間Ｔｐを引くことにより求められる。本実施例において、Ａ４サイズのシートの場合、給送時間Ｔｆは、９０ｍｓｅｃ（＝３９０－３００）である。ＣＰＵ４０１は、印刷ジョブにおいて連続して供給されたシートの枚数Ｃｐを設定する（Ｓ１１０８）。ＣＰＵ４０１は、連続して供給されたシートの枚数Ｃｐが１０００枚より多いか否かを判断する（Ｓ１１０９）。これは、１０００枚のシートが供給された直後に、定着ベルト１５１の温度低下を考慮して昇温待ち時間Ｔｄを設定する必要があるからである。連続して供給されたシートの枚数Ｃｐが１０００枚より多い場合（Ｓ１１０９でＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、連続して供給されたシートの枚数Ｃｐに基づいて昇温待ち時間Ｔｄを設定する（Ｓ１１１０）。本実施例において、連続して供給されたシートの枚数Ｃｐが１０００枚である場合、図９から定着ベルト１５１の温度の低下量は、１０℃である。定着ベルト１５１の温度を１０℃だけ上昇させるためには、図８から５秒かかる。従って、昇温待ち時間Ｔｄは５ｓｅｃに設定される。

次に、昇温待ち時間Ｔｄの値と再回転待ち時間Ｔｒの値を比較する。ＣＰＵ４０１は、再回転待ち時間Ｔｒが昇温待ち時間Ｔｄより短いか否かを判断する（Ｓ１１１１）。再回転待ち時間Ｔｒが昇温待ち時間Ｔｄより短い場合（Ｓ１１１１でＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、再回転待ち時間Ｔｒの値を昇温待ち時間Ｔｄの値で書き換え（Ｓ１１１２）、再回転待ち時間Ｔｒの計算を終了する。再回転待ち時間Ｔｒが昇温待ち時間Ｔｄ以上に長い場合（Ｓ１１１１でＮＯ）、ＣＰＵ４０１は、再回転待ち時間Ｔｒの値を書き換えずに再回転待ち時間Ｔｒの計算を終了する。

Ｓ１１０５において、印刷時温調温度Ｆｎがプレ温調温度Ｆｐ以下である場合（Ｓ１１０５でＮＯ）、ＣＰＵ４０１は、再回転待ち時間Ｔｒを０に設定したまま再回転待ち時間Ｔｒの計算を終了する。Ｓ１１０９において、連続して供給されたシートの枚数Ｃｐが１０００枚以下である場合（Ｓ１１０９でＮＯ）、再回転待ち時間Ｔｒの値を給送時間Ｔｆに設定したまま再回転待ち時間Ｔｒの計算を終了する。本実施例によれば、再回転待ちをしているシートが印刷ジョブの一枚目である場合（Ｓ１１０１でＹＥＳ）、印刷時温調温度Ｆｎとプレ温調温度Ｆｐの差分から昇温待ち時間Ｔｄが得られる。再回転待ちをしているシートが印刷ジョブの二枚目以降である場合（Ｓ１１０１でＮＯ）、連続して給送されるシートの枚数に従って変化する定着ベルト１５１の温度の低下量から昇温待ち時間Ｔｄが得られる。昇温待ち時間Ｔｄが再回転待ち時間Ｔｒより長い場合（Ｓ１１１１でＹＥＳ）、昇温待ち時間Ｔｄが再回転待ち時間Ｔｒに設定される。このように、再回転待ち時間Ｔｒは、定着ベルト１５１の昇温待ち時間Ｔｄ、シート搬送間隔に基づく給送時間Ｔｆ又は０に設定される。

（複数の給送カセットからのシート給送制御）
次に、図１２を参照して、第一の給送カセット１２０ａ及び第二の給送カセット１２０ｂを用いた印刷ジョブを実行する印刷動作におけるシート給送制御を説明する。図１２は、ＣＰＵ４０１により実行される複数の給送カセット１２０ａ、１２０ｂからのシート給送制御を示す流れ図である。ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に保存されたプログラムに従ってシート給送制御を実行する。印刷動作が開始されると、ＣＰＵ４０１は、第一の給送カセット１２０ａからの第一のシート（以下、シートＰという）のシート給送動作（図５）を行う（Ｓ１２０１）。シートＰの先端は、第一の所定の位置に停止される。ＣＰＵ４０１は、Ｓ１２０１でシートＰを給送した第一の給送カセット１２０ａと異なる別の給送カセットとしての第二の給送カセット１２０ｂからの第二のシート（以下、シートＱという）の給送要求があるか否かを判断する（Ｓ１２０２）。シートＱの給送要求がある場合（Ｓ１２０２でＹＥＳ）、ＣＰＵ４０１は、シートＰの再回転待ち時間Ｔｒの計算（図１１）を行う（Ｓ１２０３）。ＣＰＵ４０１は、再回転待ち時間Ｔｒが給送動作時間Ｔｐより長いか否かを判断する（Ｓ１２０４）。再回転待ち時間Ｔｒが給送動作時間Ｔｐより長い場合（Ｓ１２０３でＹＥＳ）、停止時刻ＴｓからシートＰの給送が再開されるまでの再回転待ち時間Ｔｒ内に、第二の給送カセット１２０ｂからシートＱを給送するシート給送動作を完了させることができる。そこで、ＣＰＵ４０１は、第二の給送カセット１２０ｂからのシートＱのシート給送動作（図５）を行う（Ｓ１２０５）。シートＱの先端は、第二の所定の位置に停止される。その後、ＣＰＵ４０１は、シートＰのシート搬送動作（図１０）を行い（Ｓ１２０６）、印刷動作を終了する。

Ｓ１２０２において、第二の給送カセット１２０ｂからのシートＱの給送要求がない場合（Ｓ１２０２でＮＯ）、ＣＰＵ４０１は、シートＱのシート給送動作を行わずにシートＰのシート搬送動作を行い（Ｓ１２０６）、印刷動作を終了する。また、Ｓ１２０４において、再回転待ち時間Ｔｒが給送動作時間Ｔｐ以下である場合（Ｓ１２０４でＮＯ）、ＣＰＵ４０１は、シートＱのシート給送動作を行わずにシートＰのシート搬送動作を行い（Ｓ１２０６）、印刷動作を終了する。この場合はシートＰの給送が再開されるまでの時間が短いので、別の給送カセットとしての第二の給送カセット１２０ｂからシートＱを給送するための時間を確保できないからである。本実施例によれば、第一の給送カセット１２０ａから複数のシートＰを連続して供給している最中に定着ベルト１５１の昇温待ち等の要因でシートＰの給送停止時間が長くなる場合、シートＰの給送停止時間内にシートＱのシート給送動作を行うことができる。シートを給送する給送カセットを第一の給送カセット１２０ａから第二の給送カセット１２０ｂへ切り替える前に、第二の給送カセット１２０ｂからシートＱを事前に所定の位置まで給送しておくことができる。これによって、給送元の給送カセットを切り替えてシートを給送する印刷動作において、給送カセットの切り替え時にシート間隔が広がることなくシートを搬送することができる。

本実施例によれば、複数のシートを連続して給送している最中に給送カセットを切り替えるときの画像形成装置１０のスループットの低減を防止することができる。本実施例によれば、第一の給送部４０ａおよび第二の給送部４０ｂを駆動する共通の駆動手段を備えた画像形成装置１０において、第一の給送部４０ａと第二の給送部４０ｂを切り替えるときのスループットの低減を防止することができる。

１０・・・画像形成装置
４０ａ・・・第一の給送部
４０ｂ・・・第二の給送部
３３０・・・給送モータ
３３１・・・給送クラッチ
４０１・・・ＣＰＵ
Ｔｒ・・・再回転待ち時間（第一の時間）
Ｔｐ・・・給送動作時間（第二の時間）

Claims (7)

1. 複数のシートを収納し、シートを一枚ずつ給送する第一の給送部と、
   複数のシートを収納し、シートを一枚ずつ給送する第二の給送部と、
   前記第一の給送部から給送されたシート及び前記第二の給送部から給送されたシートに画像を形成する画像形成手段と、
   前記第一の給送部および前記第二の給送部を駆動する共通の駆動手段と、
   前記駆動手段の駆動力を前記第一の給送部と前記第二の給送部に独立して伝達するためのクラッチと、
   前記第一の給送部から給送されたシート及び前記第二の給送部から給送されたシートを前記画像形成手段による画像形成のタイミングに合わせて搬送するレジストレーションローラと、
   前記第一の給送部によりシートを給送させ、給送されたシートを前記レジストレーションローラよりも上流の第一の所定位置で停止させ、停止されたシートの給送を再開させる制御と、前記第二の給送部によりシートを給送させ、給送されたシートを前記レジストレーションローラよりも上流の第二の所定位置で停止させ、停止されたシートの給送を再開させる制御とを実行するように前記駆動手段及び前記クラッチを制御し、また、前記画像形成手段による画像形成を行うために必要な調整動作を実行させる制御手段と、を備え、
   前記第二の給送部から前記レジストレーションローラまでのシートの搬送距離は前記第一の給送部から前記レジストレーションローラまでのシートの搬送距離よりも長くなるように構成され、
   前記制御手段は、前記第一の給送部から給送されたシートを前記第一の所定位置で停止させ、その後、前記調整動作に応じて決定される第一の時間後に停止しているシートを再搬送させるものであり、
   前記第一の給送部から給送される複数のシートへの画像形成に引き続き前記第二の給送部から給送されるシートへの画像形成を行う場合において、前記第一の給送部から給送されたシートを前記第一の所定位置に停止させ、前記第一の時間が、前記第二の給送部から前記第二の所定位置までの距離に応じた第二の時間よりも長い場合、前記第一の所定位置に停止しているシートの給送を再開させる前に、前記第二の給送部からシートの給送を開始させ、前記第二の所定位置に停止させるようによう前記駆動手段及び前記クラッチを制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成手段によりシート上に形成されたトナー像を定着する定着手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記調整動作として前記定着手段の温度を目標温度にする動作を実行させるとともに、そのために必要な温度調整時間に基づいて前記第一の時間を決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。
3. 前記温度調整時間は、前記第一の給送部に収納されたシートの種類に基づいて決定されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記温度調整時間は、連続して給送されたシートの枚数に基づいて決定されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記第一の給送部から給送される複数のシートへの画像形成に引き続き前記第二の給送部から給送されるシートへの画像形成を行う場合において、前記第一の給送部から給送されたシートを前記第一の所定位置に停止させ、前記第一の時間が前記第二の時間よりも長くない場合、前記第二の給送部からシートを給送することなく、前記第一の所定位置に停止しているシートを給送することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記第二の所定位置は、前記第一の給送部からシートが給送される給送路と前記第二の給送部からシートが給送される給送路との合流部よりも前記第二の給送部の側であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記第一の所定位置は、前記合流部よりも前記第一の給送部の側であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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