JP2008174358A - 画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】センサの取付け位置や経年劣化等により、設計上意図したタイミングで用紙が検知されない場合であっても、搬送制御やジャム検知を正確に行うことを課題とする。
【解決手段】 搬送経路Ｒを通じて用紙１４を搬送速度Ｖで搬送する各ローラ６，７，９と、これらを制御する搬送制御手段とを具備する画像形成装置において、搬送経路Ｒ中の先端検知位置にて用紙１４の先端を検知して検知信号を出力するレジストローラ６と、搬送開始からレジストローラ６が検知信号を出力するまでの計測時間Ｔ１を計測するタイマと、給紙トレイ２内で用紙１４の先端が位置する基準位置から先端検知位置までの距離Ｓ１を演算式Ｓ１＝Ｔ１×Ｖで算出する演算器とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ＦＡＸ等の画像形成装置、及び画像形成方法に関するものである。

プリンタ等の画像形成装置にあっては、用紙を搬送して画像形成を行うための搬送経路中にレジストセンサを配置し、このレンジストセンサにて用紙の先端を検知するようになっている。そして、このレジストセンサから所定距離だけ下流側に排紙センサがあるといった設計上の前提に基づいて、各種の用紙搬送制御やジャム検知を行っている。

ところが、製造工程においてセンサ取付け位置にばらつきが生じることや、センサに個体差があることや、センサに経年劣化が生じる等の事情によって、設計上意図したタイミングで用紙の検知を行えないことがある。意図したタイミングで用紙を検知できないと、用紙の撓み作成やスイッチバック等の用紙搬送動作や、ジャム検知を失敗するといった恐れがある。

特に、画像形成装置においては用紙の進入や通過を検知するセンサとして、フィラー型センサが好適に用いられるため、固体差や経年劣化の影響が大きい。というのもフィラー型センサは、搬送される用紙により押圧されて作動する遮光性の検知片と、この検知片による遮光を検知するフォトインタラプタとで形成されるので、検知のタイミングが検知片の挙動に左右される。また、用紙に押圧されて作動した後の検知片の戻り動作は、一般的に経年劣化によって遅くなり、用紙の後端が通過したと検知するタイミングが意図したタイミングよりも遅くなることが多い。したがって、設計仕様上のセンサの位置に基づいて印刷制御を行っていると、用紙を排出し過ぎて撓み作成を失敗することや、スイッチバック動作に失敗することや、用紙がセンサを抜けていないと判断してジャム発生の誤検知を生じることがある。

この問題を解決するために、例えば特許文献１には、フィラー型と反射型のセンサを順に配置して一定条件下ではフィラー型センサでジャム検知を行わないようにすることも提案されているが、これはフィラー型センサによるジャム検知を制限するだけのものであって、正確な搬送制御やジャム検知を実現するものではない。
特開２０００−３３７４４９

本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、センサの取付け位置、固体差、経年劣化等により、設計上意図したタイミングで用紙が検知されない場合であっても問題なく、正確な搬送制御やジャム検知を行うことが可能な画像形成装置、及び画像形成方法を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明を、画像形成用の搬送経路を通じて用紙を所定の搬送速度で搬送する搬送手段と、搬送手段を制御する搬送制御手段とを具備する画像形成装置において、搬送経路中の先端検知位置にて用紙先端を検知して検知信号を出力する先端検知手段と、搬送手段が用紙の搬送を開始してから先端検知手段が検知信号を出力するまでの時間を計測して計測時間を得る時間計測手段と、搬送開始時点で用紙先端が位置する基準位置から先端検知位置までの距離を算出する距離演算手段とを具備し、且つ距離演算手段は、距離Ｓ１、計測時間Ｔ１、搬送速度Ｖとしたときの演算式Ｓ１＝Ｔ１×Ｖを用いて距離を算出するものとする。

上記構成の画像形成装置（以下「第１の画像形成装置」という。）とすることで、搬送開始時に用紙先端が位置する基準位置から、搬送途中にて実際に先端検知手段が用紙先端を検知する先端検知位置までの距離を精度良く算出することができる。ここで算出された距離を用いることで、先端検知手段として設置するセンサの取付け位置、固体差、経年劣化等により設計上意図したタイミングで用紙が検知されない場合であっても問題なく、正確な搬送制御やジャム検知を行うことが可能となる。

また本発明が、画像形成用の搬送経路を通じて用紙を所定の搬送速度で搬送する搬送手段と、搬送手段を制御する搬送制御手段とを具備する画像形成装置において、搬送経路中の先端検知位置にて用紙先端を検知して検知信号を出力する先端検知手段と、搬送経路中の後端検知位置にて用紙後端を検知して検知信号を出力する後端検知手段と、先端検知手段と後端検知手段の一方が検知信号を出力してから他方が検知信号を出力するまでの時間を計測して計測時間を得る時間計測手段と、先端検知位置と後端検知位置との距離を算出する距離演算手段とを具備し、且つ距離演算手段は、距離Ｓ２、計測時間Ｔ２、搬送速度Ｖ、用紙長Ｌを用いた所定の演算式により距離を算出するものであることも、好適である。

上記構成の画像形成装置（以下「第２の画像形成装置」という。）とすることで、搬送途中にて実際に先端検知手段が用紙先端を検知する先端検知位置と、実際に後端検知手段が用紙後端を検知する後端検知位置との間の距離を精度良く算出することができる。ここで算出された距離を用いることで、先端検知手段及び後端検知手段として設置するセンサの取付け位置、固体差、経年劣化等により設計上意図したタイミングで用紙が検知されない場合であっても問題なく、正確な搬送制御やジャム検知を行うことが可能となる。

第２の画像形成装置にあっては、距離演算手段は、先端検知手段及び後端検知手段の搬送経路中の配置と、先端検知手段及び後端検知手段が検知信号を出力する順序とに対応して、演算式を選択して用いるものであることが好適である。このようにすることで、実際に搬送した用紙の用紙長や、先端検知手段及び後端検知手段の配置に対応して、距離を精度良く算出することができる。

具体的には、距離演算手段は、後端検知手段が先端検知手段よりも上流側に配置される場合に、先端検知手段が検知信号を出力した後に後端検知手段が検知信号を出力したときは演算式Ｓ２＝Ｌ−Ｔ２×Ｖを用い、後端検知手段が検知信号を出力した後に先端検知手段が検知信号を出力したときは演算式Ｓ２＝Ｌ＋Ｔ２×Ｖを用いて距離を算出する。また、先端検知手段が後端検知手段よりも上流側に配置される場合には、演算式Ｓ２＝Ｔ２×Ｖ−Ｌを用いて距離を算出する。

更に、第２の画像形成装置にあっては、複数枚の用紙を搬送する度に距離演算手段にて得た複数回の算出結果を基に距離を確定する距離確定手段を具備し、且つ距離確定手段は、先端検知手段よりも後端検知手段が上流側に配置される場合に、先端検知手段が検知信号を出力した後に後端検知手段が検知信号を出力したときは、複数回の算出結果のうち最大の値を確定値とし、後端検知手段が検知信号を出力した後に先端検知手段が検知信号を出力したときは、複数回の算出結果のうち最小の値を確定値とするものであることが好適である。搬送手段として備えてあるローラ等にスリップが生じた場合には、搬送に時間がかかって計測時間が大きくなってしまうが、このようにすることで、スリップの影響が最も少ない最適な値を距離の確定値とすることができる。

更に、第２の画像形成装置にあっては、距離演算手段は、先端検知手段と後端検知手段とが、投光部及び受光部を有するフォトインタラプタと、フォトインタラプタの投光部から受光部に至る光路中に進退自在に設置された遮光性部材とから成る一つの検知センサにより構成される場合に、演算式Ｓ２＝Ｔ２×Ｖ−Ｌを用いて距離を算出するものであることが好適である。このようにすることで、一つのフィラー型センサにおける先端検知位置と後端検知位置との距離を、距離を精度良く算出することができる。

更に、第２の画像形成装置にあっては、距離演算手段は、搬送開始時点で用紙先端が位置する基準位置から、先端検知位置と後端検知位置のうち上流側の位置までの距離を、第１の画像形成装置の演算式を用いて得られる距離を基に決定するものであることが好適である。このようにすることで、搬送開始時に用紙先端が位置する基準位置から、搬送途中の任意の先端検知位置又は後端検知位置までの距離を、算出結果を適宜加えて精度良く算出することができる。ここで算出された距離を用いることで、先端検知手段や後端検知手段として設置するセンサの取付け位置、固体差、経年劣化等により設計上意図したタイミングで用紙が検知されない場合であっても問題なく、正確な搬送制御やジャム検知を行うことが可能となる。

上記した第１及び第２の画像形成装置にあっては、搬送制御手段は、距離演算手段の算出した距離に基づいて画像形成時の用紙搬送動作を行うものであることが好適である。

また、上記課題を解決するために本発明を、画像形成用の搬送経路を通じて搬送される途中の先端検知位置にて用紙先端を検知する先端検知工程と、用紙の搬送を開始してから用紙先端を検知するまでの時間を計測して計測時間を得る時間計測工程と、搬送開始時点で用紙先端が位置する基準位置から先端検知位置までの距離を算出する距離演算工程とを具備し、且つ距離演算工程では、距離Ｓ１、計測時間Ｔ１、搬送速度Ｖとしたときの演算式Ｓ１＝Ｔ１×Ｖを用いて距離を算出する画像形成方法とすることも好適である。

上記構成の画像形成方法（以下「第１の画像形成方法」という。）とすることで、搬送開始時に用紙先端が位置する基準位置から、搬送途中にて実際に先端検知手段が用紙先端を検知する先端検知位置までの距離を精度良く算出することができる。ここで算出された距離を用いることで、先端検知手段として設置するセンサの取付け位置、固体差、経年劣化等により設計上意図したタイミングで用紙が検知されない場合であっても問題なく、正確な搬送制御やジャム検知を行うことが可能となる。

また本発明が、画像形成用の搬送経路を通じて搬送される途中の先端検知位置にて用紙先端を検知する先端検知工程と、搬送経路を通じて搬送される途中の後端検知位置にて用紙後端を検知する後端検知工程と、用紙先端を検知する時点と用紙後端を検知する時点との間の時間を計測して計測時間を得る時間計測工程と、先端検知位置と後端検知位置との距離を算出する距離演算工程を具備し、且つ距離演算工程では、距離Ｓ２、計測時間Ｔ２、搬送速度Ｖ、用紙長Ｌを用いた所定の演算式により距離を算出する画像形成方法であることも好適である。

上記構成の画像形成方法（以下「第２の画像形成方法」という。）とすることで、搬送途中にて実際に用紙先端を検知する先端検知位置と、実際に用紙後端を検知する後端検知位置との間の距離を精度良く算出することができる。ここで算出された距離を用いることで、先端検知手段及び後端検知手段として設置するセンサの取付け位置、固体差、経年劣化等により設計上意図したタイミングで用紙が検知されない場合であっても問題なく、正確な搬送制御やジャム検知を行うことが可能となる。

更に、第２の画像形成方法にあっては、距離演算工程では、先端検知位置及び後端検知位置の搬送経路中の配置と、用紙先端及び用紙後端が検知される順序とに対応して、演算式を選択して用いることが好適である。このようにすることで、実際に搬送した用紙の用紙長や、先端検知位置及び後端検知位置の配置に対応して、距離を精度良く算出することができる。

具体的には、距離演算工程では、後端検知手段が先端検知手段よりも上流側に配置される場合に、先端検知手段が検知信号を出力した後に後端検知手段が検知信号を出力したときは演算式Ｓ２＝Ｌ−Ｔ２×Ｖを用い、後端検知手段が検知信号を出力した後に先端検知手段が検知信号を出力したときは演算式Ｓ２＝Ｌ＋Ｔ２×Ｖを用いて距離を算出する。また、先端検知手段が後端検知手段よりも上流側に配置される場合には、演算式Ｓ２＝Ｔ２×Ｖ−Ｌを用いて距離を算出する。

更に、第２の画像形成方法にあっては、複数枚の用紙を搬送する度に距離演算工程にて得た複数回の算出結果を基に距離を確定する距離確定工程を具備し、且つ距離確定工程では、先端検知位置よりも後端検知位置が上流側に配置される場合に、用紙先端を検知した後に用紙後端を検知したときは、複数回の算出結果のうち最大の値を確定値とし、用紙後端を検知した後に用紙先端を検知したときは、複数回の算出結果のうち最小の値を確定値とすることが好適である。用紙の搬送手段として備えてあるローラ等にスリップが生じた場合には、搬送に時間がかかって計測時間が大きくなってしまうが、このようにすることで、スリップの影響が最も少ない最適な値を距離の確定値とすることができる。

更に、第２の画像形成方法にあっては、搬送開始時点で用紙先端が位置する基準位置から、先端検知位置と後端検知位置のうち上流側の位置までの距離を、第１の画像形成方法の演算式を用いて得られる算出結果を基に決定することが好適である。このようにすることで、搬送開始時に用紙先端が位置する基準位置から、搬送途中の任意の先端検知位置又は後端検知位置までの距離を、算出結果を適宜加えて精度良く算出することができる。ここで算出された距離を用いることで、先端検知手段や後端検知手段として設置するセンサの取付け位置、固体差、経年劣化等により設計上意図したタイミングで用紙が検知されない場合であっても問題なく、正確な搬送制御やジャム検知を行うことが可能となる。

上記した第１及び第２の画像形成方法にあっては、距離演算工程で算出した距離に基づいて画像形成時の用紙搬送動作を行うことが好適である。

なお、以上述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜組合せ可能である。

本発明は、センサの取付け位置、固体差、経年劣化等により、設計上意図したタイミングで用紙が検知されない場合であっても問題なく、正確な搬送制御やジャム検知を行うことができるという効果を奏する。

本発明の画像形成装置、及び画像形成方法を、添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１には、本発明の画像形成装置の基本的構成を概略的に示している。図示例の画像形成装置は、電子写真プロセスを用いたレーザーカラープリンタであって、装置本体１は機能別に大別して給排紙部、用紙搬送部、画像形成部、及び用紙検知部から成る。

給排紙部は給紙トレイ２、手差し給紙口３、及び排紙口４から成る。用紙搬送部は給紙ローラ５、レジストローラ６、及び排紙ローラ７から成る。画像形成部は転写ベルト８、２次転写ローラ９、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色の画像形成部、および定着器１０等から成る。用紙検知部はレジストセンサ１１、排紙センサ１２、両面センサ１３から成り、いずれもフィラー型センサである。以下、更に詳細に説明する。

給紙トレイ２は装置本体１の下部に収納されており、この給紙トレイ２内に積層される用紙長Ｌの用紙１４のうち一番上のものが、給紙ローラ５によって画像形成用の搬送経路Ｒ中に所定の搬送速度Ｖで送り出される。同様に手差し給紙口３からも給紙をすることができ、搬送経路Ｒ内に搬送された用紙１４は画像形成部を通過した後に、排紙ローラ７によって装置本体１上部の排紙口４から排紙される。なお搬送経路Ｒ中の給紙ローラ５と画像形成部との間に配されるレジストローラ６は、搬送された用紙１４を所定時間だけ保持し、その後に下流側に搬送するためのものである。ここでの下流、上流は、搬送経路Ｒにおける用紙１４の搬送方向を基準とする。

転写ベルト８は図１中においては反時計回りに回転駆動され、この回転方向の上流側から下流側に向けてブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色の画像形成部が並設されている。これら各画像形成部は、形成するトナー画像の色が異なるだけで構造は共通であるから、以下の説明においてはトナーカートリッジ１５Ｂｋを用いたブラック画像形成部についてのみ具体的に説明し、他のトナーカートリッジ１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｙを用いたマゼンタ、シアン、イエローの各画像形成部については、ブラック画像形成部の各構成要素の符合に付したＢｋに替えてＭ，Ｃ，Ｙを付した符合を図示するに留める。

ブラック画像形成部はトナーカートリッジ１５Ｂｋの他に、ドラム型の感光体１６Ｂｋや、この感光体１６Ｂｋの周囲に配置された帯電器１７Ｂｋや、露光器１８、現像器１９Ｂｋ、クリーナーブレード２０Ｂｋ等から構成されている。露光器１８は、各トナーカートリッジ１５Ｂｋ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｙが形成する画像色に対応する露光光であるレーザ光２１Ｂｋ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｙを照射するように構成されている。

画像形成、即ち印刷に際して、感光体１６Ｂｋの外周面は、暗中にて帯電器１７Ｂｋにより一様に帯電された後に、露光器１８から照射されるブラック画像用のレーザ光２１Ｂｋにより露光され、静電潜像を形成する。現像器１９Ｂｋは、この静電潜像をトナーカートリッジ１５Ｂｋから供給されるブラックトナーにより可視像化する。これにより、感光体１６Ｂｋの外表面にはブラックのトナー画像が形成される。

この感光体１６Ｂｋと接することとなる転写ベルト８は、２次転写駆動ローラ２２と転写ベルトテンションローラ２３との間に巻回された無端ベルトであり、２次転写駆動ローラ２２の駆動により転写ベルト８が回転駆動される。感光体１６Ｂｋと転写ベルト８が接する一次転写位置にて、感光体１６Ｂｋの外表面に形成されたトナー画像は、回転駆動される転写ベルト８上に順次転写されてゆき、転写ベルト８上にブラック画像を形成する。転写が終了した感光体１６Ｂｋは、外周面に残留した不要なトナーをクリーナーブレード２０Ｂｋによって除去した後、次の画像形成のために待機する。

ブラック画像形成部により転写ベルト８上に転写されたトナー画像は、トナーカートリッジ１５Ｍを用いて成るマゼンタ画像形成部にまで搬送される。このマゼンタ画像形成部では、ブラック画像形成部でのプロセスと同様のプロセスを経て、感光体１６Ｍにマゼンタのトナー画像を形成し、そのトナー画像が転写ベルト８上のブラック画像に重畳して転写される。転写ベルト８は引き続いて、トナーカートリッジ１５Ｃを用いて成るシアン画像形成部、トナーカートリッジ１５Ｙを用いて成るイエロー画像形成部へと順に搬送され、各画像形成部において同様のプロセスを経て、シアンのトナー画像とイエローのトナー画像とが更に重畳して転写される。このようにして、転写ベルト８上にはブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各トナー画像が重畳して転写されて成るフルカラー画像が転写され、このフルカラー画像が２次転写ローラ９の位置にまで搬送される。

転写ベルト８上に転写されたトナー画像が２次転写ローラ９の位置に到達するタイミングに合わせて、搬送経路Ｒ内の用紙１４は転写ベルト８と２次転写ローラ１９が接する二次転写位置にまで搬送され、この二次転写位置にて、転写ベルト８上のトナー画像が用紙１４に転写される。その後、定着器１０にて用紙１４上に転写されたトナー画像に熱及び圧力を加えて定着させ、印刷完了後の用紙１４を排紙口４の上流側に備えてある排紙ローラ７により排出することで、印刷制御が終了する。

なおレジストセンサ１１は、搬送経路Ｒ中の給紙ローラ５とレジストローラ６との間に配される用紙端検知手段であって、給紙ローラ５の回転により搬送される用紙１４の先端の到達をレジストセンサ１１で検知すると所定時間だけ回転を継続した後に回転を停止させることで、この用紙１４を、レジストローラ６に先端を突き当てて撓みを作成した状態で待機させる。この際に用紙１４の搬送開始位置や向きを補正するのである。また排紙センサ１２は、搬送経路Ｒ中の定着器１０と排紙ローラ７との間に配される用紙端検知手段であって、排紙される用紙１４の到着や通過を検知するようになっている。両面印刷を行う場合には、排紙センサ１２の検知に基づいて排紙ローラ７を逆回転させ、用紙１４を反転搬送経路Ｒ′内に搬送するスイッチバック動作を行う。反転搬送経路Ｒ′内には両面センサ１３を配しており、反転搬送中の用紙１４の到着や通過を検知するようになっている。

図２には、本発明の画像形成装置の基本的な電気的構成を示している。この画像形成装置は、用紙１４の搬送作業、印刷作業、後述する距離演算作業等の各種制御を行うための制御手段として、ＣＰＵ２５、画像メモリ２６、Ｉ／Ｏ（入出力部）２７、Ｉ／Ｆ（インターフェイス部）２８、ＲＯＭ２９、ＲＡＭ３０を備えている。

ＣＰＵ２５は、プログラム命令を解釈して実行するものであり、ＣＰＵ２５の内部には演算器３１とタイマ３２とを備えている。この演算器３１は、ＣＰＵ２５に送られてきた各データを処理することで距離を演算する距離演算手段であり、タイマ３２は、Ｉ／Ｏ２７とのやり取りをトリガとして時間を計測し、これを計測時間として出力する時間計測手段である。

画像メモリ２６は、画像形成部にて印刷するデータを一時的に格納しておくメモリである。また、Ｉ／Ｏ２７は各センサやモータやクラッチ等の電装品の入出力を制御するもの、Ｉ／Ｆ２８は装置本体１とこれに印刷要求を行う端末との間のインターフェイス、ＲＯＭ２９はＣＰＵ２５で実行する画像形成プログラムを格納した読み出し専用の半導体メモリ、ＲＡＭ３０は任意のアドレスを指定して読み書きすることが可能な半導体メモリである。

以上、本発明の画像形成装置の基本的構成について説明した。以下においては、本発明の画像形成装置により特徴的な構成を付加した各実施例について説明する。

本実施例の画像形成装置においては、印刷用の搬送経路Ｒを通じて搬送される途中にて用紙１４の先端をレジストセンサ１１にて検知する先端検知工程と、用紙１４の搬送を開始してから用紙１４の先端を検知するまでの時間を計測して出力する時間計測工程と、搬送開始時点での用紙１４の先端位置（以下「基準位置」という。）から、レジストセンサ１１にて用紙１４の先端を検知する時点での用紙１４の先端位置（以下「先端検知位置」という。）までの距離Ｓ１を算出する距離演算工程とを備え、ここで算出される距離Ｓ１に基づいて印刷制御を行うことが特徴となっている。以下、図３〜図５に基づいて詳述する。

図３（ａ）は搬送経路Ｒ全体の概略図、図３（ｂ）は搬送経路Ｒの主要部の概略図を示している。搬送経路Ｒ中において、搬送開始時点での用紙１４の先端は給紙トレイ２内の基準位置にあり、ここから給紙ローラ５、レジストローラ６、２次転写ローラ９、排紙ローラ７の回転駆動により所定の搬送速度Ｖで下流側に搬送される。レジストセンサ１１は、搬送経路Ｒ中の給紙ローラ５とレジストローラ６との間の箇所において、用紙１４の先端が到着したことを検知して出力するフィラー型センサから成る先端検知手段である。

図４は距離算出の際にＣＰＵ２５が実行する処理制御を示すフローチャートである。まず、給紙ローラ５を回転させることで所定の搬送速度Ｖでの用紙１４の搬送を開始し、この搬送開始と同時にタイマ３２にて計時を始める。搬送された用紙１４の先端がレジストセンサ１１にまで到達すれば、レジストセンサ１１が用紙１４の先端を検知してオンとなり、検知信号を出力する。この検知信号を受けたＣＰＵ２５はタイマ３２の計時を停止させ、この時点までの計測時間Ｔ１を演算器３１に算出させる。そして、演算器３１にて演算式Ｓ１＝Ｔ１×Ｖを用いることで、給紙トレイ２内の基準位置からレジストセンサ１１の先端検知位置までの距離Ｓ１を算出するものである。

図５には、距離演算工程にて算出された距離Ｓ１に基づいて行う印刷制御の一例として、用紙１４に撓みを作成する際の制御を示している。基準位置からレジストローラ６までの距離Ｄは設計仕様として得られるので、この距離Ｄから上記距離Ｓ１を減じた値、即ち（Ｄ−Ｓ１）が、レジストセンサ１１の先端検知位置からレジストローラ６までの距離となる。したがって、撓み作成のための所定の搬送距離Ｂとしたとき、レジストセンサ１１が用紙１４の先端の到達を検知した時点から、（Ｄ−Ｓ１＋Ｂ）／Ｖで得られる所定時間だけ給紙ローラ５の回転を継続させて停止するように制御すれば、用紙１４に所望の撓みを作成することができる。距離Ｄ，ＢはＲＯＭ２９に格納される値である。

このように、レジストセンサ１１の現実の検知タイミングに基づいて算出される距離Ｓ１を用いることで、例えばレジストセンサ１１の取付け位置にばらつきが生じている場合や、レジストセンサ１１の検知タイミングに個体差がある場合や、更に経年劣化によりレジストセンサ１１の検知タイミングにずれが生じた場合であっても、用紙１４に所望の撓みを作成することが可能である。他の用紙搬送動作やジャム検知においても、距離Ｓ１に基づいた制御により失敗が防止されることは勿論である。

これに対して従来は、基準位置からレジストセンサ１１までの距離や、レジストセンサ１１からレジストローラ６までの距離を設計仕様で決定しており、この決定値に基づいて常に印刷制御を行うので、設計上意図したタイミングで用紙１４が検知されない場合には撓み作成等を失敗することがある。

なお、上記の距離演算工程は、装置本体１を起動させた後の最初の印刷時に実行するように設定することが好適である。この場合、一枚目の用紙１４を印刷する際に搬送経路Ｒ内の距離Ｓ１を算出しておき、その後の起動中にあっては、ここで算出した距離Ｓ１に基づいた用紙搬送制御を行う。

本実施例の画像形成装置においては、画像形成用の搬送経路Ｒを通じて搬送される用紙１４の先端をレジストセンサ１１の先端検知位置で検知する先端検知工程と、搬送経路Ｒを通じて搬送される用紙１４の後端を排紙センサ１２の後端検知位置で検知する後端検知工程と、用紙１４の先端を検知する時点と後端を検知する時点との間の時間を計測して出力する時間計測工程と、先端検知位置と後端検知位置との距離Ｓ２を算出する距離演算工程を備え、ここで算出される距離Ｓ２に基づいて印刷制御を行うことが特徴となっている。以下、図６〜図９に基づいて詳述する。

図６に概略的に示すように、搬送経路Ｒ中において用紙１４は、給紙ローラ５、レジストローラ６、２次転写ローラ９、排紙ローラ７の回転駆動により所定の搬送速度Ｖで下流側に搬送される。搬送経路Ｒ中の給紙ローラ５とレジストローラ６との間の箇所に設置されるレジストセンサ１１は、用紙１４の先端及び後端を検知して出力する。即ち、ここでのレジストセンサ１１は、先端検知手段に加えて後端検知手段として機能するものである。また、搬送経路Ｒ中の２次転写ローラ９と排紙ローラ７との間に配される排紙センサ１２は、用紙１４の先端を検知して出力する先端検知手段となっている。

図７は距離算出の際にＣＰＵ２５が実行する処理制御を示すフローチャートである。まず、給紙ローラ５を回転させることで搬送速度Ｖでの用紙１４の搬送を開始し、搬送された用紙１４の先端がレジストセンサ１１にまで到達すれば、レジストセンサ１１が用紙１４の先端を検知してオンとなり、先端検知の検知信号を出力する。この検知信号を受けたＣＰＵ２５は、オンとなってから所定時間後に、用紙１４の先端をレジストローラ６に突き当てた状態で給紙ローラ５を停止させる。その際に転写ベルト８上にはトナー画像が形成されており、このトナー画像の位置と用紙１４の画像形成位置とを合わせるタイミングにて、停止させていた給紙ローラ５とレジストローラ６の回転を開始し、用紙１４の搬送を再開する。

用紙１４が下流側に搬送されると、排紙センサ１２は先端検知位置にて用紙１４の先端を検知してオンとなり、先端検知の検知信号を出力する。またレジストセンサ１１は後端検知位置にて用紙１４の後端を検知してオフとなり、後端検知の検知信号を出力する。ここでの排紙センサ１２の検知信号出力とレジストセンサ１１の検知信号出力の順番は、先端検知位置と後端検知位置の間の距離Ｓ２と、用紙１４の搬送方向の用紙長Ｌとの大小関係に依存する。図６（ａ）に示すように距離Ｓ２＜用紙長Ｌである場合には、排紙センサ１２がレジストセンサ１１よりも先に先端検知の検知信号を出力し、図６（ｂ）に示すように距離Ｓ２＞用紙長Ｌである場合には、レジストセンサ１１が排紙センサ１２よりも先に後端検知の検知信号を出力する。

そして、この検出信号出力の順番に対応して、距離Ｓ２を算出するための演算式を使い分ける。即ち、排紙センサ１２にて用紙１４の先端を検知した後に、レジストセンサ１１にて用紙１４の後端を検知する場合は、まず排紙センサ１２が用紙１４の先端を検知した時点でタイマ３２に計時を開始させ、次にレジストセンサ１１が用紙１４の後端を検知する時点で計時を停止させ、この時点までの計測時間Ｔ２を演算器３１に算出させる。ここでＣＰＵ２５は図６（ａ）のように距離Ｓ２＜用紙長Ｌであると判断して演算式Ｓ２＝Ｌ−Ｔ２×Ｖを選択し、この演算式を用いて演算器３１に距離Ｓ２を算出させる。

一方、レジストセンサ１１にて用紙１４の後端を検知した後に、排紙センサ１２にて用紙１４の先端を検知する場合は、まずレジストセンサ１１が用紙１４の後端を検知した時点でタイマ３２に計時を開始させ、次に排紙センサ１２が用紙１４の先端を検知した時点で計時を停止させ、この時点までの計測時間Ｔ２を演算器３１に算出させる。ここでＣＰＵ２５は図６（ｂ）のように距離Ｓ２＞用紙長Ｌであると判断して演算式Ｓ２＝Ｌ＋Ｔ２×Ｖを選択し、この演算式を用いて演算器３１に距離Ｓ２を算出させる。

以上の処理で、距離Ｓ２の算出が完了する。なお、距離Ｓ２＝用紙長Ｌである場合、つまり用紙１４の先端が排紙センサ１２で検知されると同時に、用紙１４の後端がレジストセンサ１１で検知される場合には、上記のどちらの式を用いてもよい。したがって用紙長Ｌとの大小関係がどの様になっていても距離Ｓ２を算出することが可能である。

ここで、用紙１４を搬送する際には、用紙搬送部を構成する給紙ローラ５やレジストローラ６にスリップを生じることがある。スリップを生じた場合には用紙１４の搬送に余分な時間がかかり、正常時よりも計測時間Ｔ２が大きくなるため、上記処理を１度行うだけでは距離Ｓ２を正確に算出することができない。

この事態に対応するためには、複数枚の用紙１４を搬送してその度に上記距離演算工程で距離Ｓ２を算出し、ここで得た複数回の算出結果を基に距離Ｓ２を確定する距離確定工程を備えることが好適である。距離確定工程においては、複数回の算出結果の中で最適な値を判定してこれを距離Ｓ２に確定する。最適値の判定方法は、距離Ｓ２と用紙長Ｌとの大小関係に依存する以下の方法である。

図６（ａ）に示すように距離Ｓ２＜用紙長Ｌである場合には、距離Ｓ２が演算式Ｓ２＝Ｌ−Ｔ２×Ｖを用いて算出されること、及びスリップ発生時には正常時よりもＴ２が大きくなることを考慮して、複数回の算出結果のうち最大の値を最適値と判定し、これを距離Ｓ２の確定値とする。一方、距離Ｓ２＞用紙長Ｌである場合には、距離Ｓ２が演算式Ｓ２＝Ｌ＋Ｔ２×Ｖを用いて算出されること、及びスリップ発生時には正常時よりもＴ２が大きくなることを考慮して、複数回の算出結果のうち最小の値を最適値と判定し、これを距離Ｓ２の確定値とする。上記距離確定工程を経ることで、スリップを生じる恐れのある場合であっても精度良く距離Ｓ２を算出することができる。

このように、レジストセンサ１１及び排紙センサ１２の現実の検知タイミングに基づいて距離Ｓ２を算出する構成とすることで、例えば装置本体１を起動させた後の最初の印刷時に距離Ｓ２を算出し、その後の起動中にあってはここで算出した距離Ｓ２に基づいて用紙搬送制御やジャム検知を行うように設けることで、各センサ１１，１２の取付け位置のばらつきや、検知タイミングの個体差や、経年劣化による検知タイミングのずれに影響されることなく、所望の用紙搬送制御やジャム検知が問題なく実現されることとなる。

なお、上記処理による距離Ｓ２の算出は、レジストセンサ１１と排紙センサ１２との間で行う場合に限定されず、搬送経路Ｒ中において後端検知手段の下流側に先端検知手段が配されている場合であれば、同様の処理により両検知手段間での距離Ｓ２を算出することができる。

本実施例の画像形成装置においては、先端検知手段と後端検知手段を用いて距離Ｓ２を算出する点では実施例２と同様であるが、搬送経路Ｒ中において先端検知手段が後端検知手段よりも上流側に配置されている点で実施例２とは相違している。以下、実施例２と相違する構成について、図８に基づいて詳述する。

搬送経路Ｒ中に配されるレジストセンサ１１及び排紙センサ１２は共にフィラー型センサであって、先端検知手段と後端検知手段とを兼ねるものであるが、本実施例では上流側のレジストセンサ１１が先端検知手段、下流側の排紙センサ１２が後端検知手段として機能する。この場合、先端検知手段としてのレジストセンサ１１が用紙１４の先端を検知する先端検知位置は、後端検知手段としての排紙センサ１２が用紙１４の後端を検知する後端検知位置よりも下流側に位置する。

用紙１４が下流側に搬送されると、まずレジストセンサ１１が先端検知位置にて用紙１４の先端を検知してオンとなり、先端検知の検知信号を出力する。次に、排紙センサ１２が後端検知位置にて用紙１４の後端を検知してオフとなり、後端検知の検知信号を出力する。このときＣＰＵ２５は、レジストセンサ１１が用紙１４の先端を検知した時点でタイマ３２に計時を開始させ、次に排紙センサ１２が用紙１４の後端を検知する時点で計時を停止させ、この時点までの計測時間Ｔ２を演算器３１に算出させる。そして、演算式Ｓ２＝Ｔ２×Ｖ−Ｌを用いることで、先端検知位置と後端検知位置の間の距離Ｓ２を演算器３１に算出させる。

また本実施例においても、複数枚の用紙１４を搬送してその度に上記距離演算工程で距離Ｓ２を算出し、ここで得た複数回の算出結果を基に距離Ｓ２を確定する距離確定工程を備えることが好適である。距離確定工程においては、距離Ｓ２が演算式Ｓ２＝Ｔ２×Ｖ−Ｌを用いて算出されること、及びスリップ発生時には正常時よりもＴ２が大きくなることを考慮して、複数回の算出結果のうち最小の値を最適値と判定し、これを距離Ｓ２の確定値とする。上記距離確定工程を経ることで、スリップを生じる恐れのある場合であっても精度良く距離Ｓ２を算出することができる。

上記処理による距離Ｓ２の算出は、レジストセンサ１１と排紙センサ１２との間で行う場合に限定されず、搬送経路Ｒ中において先端検知手段の下流側に後端検知手段が配されている場合であれば、同様の処理により両検知手段間での距離Ｓ２を算出することができる。

本実施例の画像形成装置は、先端検知手段と後端検知手段とを兼用するフィラー型センサの先端検知位置から、同フィラー型センサの後端検知位置までの距離Ｓ２を算出することを特徴としている。以下、図９、図１０に基づいて説明する。

図９には、フィラー型センサを概略的に示している。このフィラー型センサは用紙検知部を形成する各センサ１１，１２，１３共通の構成であって、投光部と受光部を有するフォトインタラプタ（図示せず）と、フォトインタラプタの投光部から受光部に至る光路中に進退自在に設置された板状の遮光性部材３３とを具備している。

図１０は、レジストセンサ１１における上記距離Ｓ２を算出する際に、ＣＰＵ２５が実行する処理制御を示すフローチャートである。用紙１４が下流側に搬送されると、まずレジストセンサ１１が用紙１４の先端を検知してオンとなり、先端検知の検知信号を出力する。出力信号を受けたＣＰＵ２５は、この時点でタイマ３２に計時を開始させる。ＣＰＵ２５は常に用紙１４の搬送を監視し、搬送が停止している間はタイマ３２の計時を停止させるとともに再び搬送を始めれば計時を再開させることで、タイマ３２には用紙１４が搬送されている時間のみを計時させる。

次に、レジストセンサ１１が用紙１４の後端を検知してオフとなり、後端検出の検出信号を出力すると、出力信号を受けたＣＰＵ２５はこの時点でタイマ３２の計時を終了させ、計測時間Ｔ２を算出する。つまり算出される計測時間Ｔ２は用紙１４が搬送される時間のみを表し、搬送が停止している時間は含まない。そして、演算式Ｓ２＝Ｔ２×Ｖ−Ｌを用いることで、レジストセンサ１１の先端検知位置から、レジストセンサ１１の後端検知位置までの距離Ｓ２を算出する。

本実施例の画像形成装置は、実施例１にて述べた距離Ｓ１の算出と、実施例２〜４で述べた距離Ｓ２の算出とを組み合わせるものである。これにより、搬送開始時点での基準位置から、排紙センサ１２の先端検知位置又は後端検知位置までの距離を算出することができる。

例えば、搬送開始時点での基準位置から、排紙センサ１２の先端検知位置までの距離Ｓを算出しようとする場合は、実施例１の演算式により算出された距離Ｓ１と、実施例２の演算式により算出された距離Ｓ２と、実施例４の演算式により算出された距離Ｓ２（以下Ｓ′とする。）とを用い、Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ２′により算出することができる。

また、搬送開始時点での基準位置から、排紙センサ１２の後端検知位置までの距離Ｓ′を算出しようとする場合は、実施例１の演算式により算出された距離Ｓ１と、実施例３の演算式により算出された距離Ｓ２（以下Ｓ″とする。）とを用い、Ｓ′＝Ｓ１＋Ｓ２″により算出することができる。

このような組み合わせを適宜行えば、搬送開始時の基準位置から、レジストセンサ１１、排紙センサ１２等の任意センサの先端検知位置や後端検知位置までの距離を算出することが可能である。従来のように設計仕様上のセンサ位置に基づくのでなく、各センサが検知信号を出力する時点での用紙１４の実際の位置に基づいて制御を行うので、撓み作成やスイッチバック動作の失敗や、ジャム検知での誤検知等が防止される。

上記の距離演算工程は、装置本体１を起動させた後の最初の印刷時に実行するように設定することが好適である。この場合、一枚目の用紙１４を印刷する際に搬送経路Ｒ内の距離を算出しておき、その後の起動中にあっては、ここで算出した距離に基づいた用紙搬送制御を行う。

本発明の画像形成装置の基本的構成を概略的に示す説明図である。 同上の基本的な電気的構成を概略的に示す説明図である。 同上の実施例１の搬送経路を概略的に示す説明図であり、（ａ）は経路全体、（ｂ）は主要部を示している。 同上の実施例１の距離演算工程を示すフローチャートである。 同上の実施例１の撓み作成工程を示すフローチャートである。 同上の実施例２の搬送経路を概略的に示す説明図であり、（ａ）はＳ２＜Ｌの場合、（ｂ）はＳ２＞Ｌの場合を示している。 同上の実施例２の距離演算工程を示すフローチャートである。 同上の実施例３の搬送経路を概略的に示す説明図である。 同上の実施例４のフィラー型センサを概略的に示す説明図である。 同上の実施例４の距離演算工程を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 装置本体
２ 給紙トレイ
５ 給紙ローラ
６ レジストローラ
７ 排紙ローラ
９ ２次転写ローラ
１１ レジストセンサ
１２ 排紙センサ
１４ 用紙
２５ ＣＰＵ
３１ 演算器
３２ タイマ
３３ 遮光性部材
Ｌ 用紙長
Ｒ 搬送経路
Ｓ１ 距離
Ｓ２ 距離
Ｔ１ 計測時間
Ｔ２ 計測時間
Ｖ 搬送速度

Claims (19)

1. 画像形成用の搬送経路を通じて用紙を所定の搬送速度で搬送する搬送手段と、搬送手段を制御する搬送制御手段とを具備する画像形成装置において、搬送経路中の先端検知位置にて用紙先端を検知して検知信号を出力する先端検知手段と、搬送手段が用紙の搬送を開始してから先端検知手段が検知信号を出力するまでの時間を計測して計測時間を得る時間計測手段と、搬送開始時点で用紙先端が位置する基準位置から先端検知位置までの距離を算出する距離演算手段とを具備し、且つ距離演算手段は、距離Ｓ１、計測時間Ｔ１、搬送速度Ｖとしたときの演算式Ｓ１＝Ｔ１×Ｖを用いて距離を算出するものであることを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成用の搬送経路を通じて用紙を所定の搬送速度で搬送する搬送手段と、搬送手段を制御する搬送制御手段とを具備する画像形成装置において、搬送経路中の先端検知位置にて用紙先端を検知して検知信号を出力する先端検知手段と、搬送経路中の後端検知位置にて用紙後端を検知して検知信号を出力する後端検知手段と、先端検知手段と後端検知手段の一方が検知信号を出力してから他方が検知信号を出力するまでの時間を計測して計測時間を得る時間計測手段と、先端検知位置と後端検知位置との距離を算出する距離演算手段とを具備し、且つ距離演算手段は、距離Ｓ２、計測時間Ｔ２、搬送速度Ｖ、用紙長Ｌを用いた所定の演算式により距離を算出するものであることを特徴とする画像形成装置。
3. 距離演算手段は、先端検知手段及び後端検知手段の搬送経路中の配置と、先端検知手段及び後端検知手段が検知信号を出力する順序とに対応して、演算式を選択して用いるものであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 距離演算手段は、後端検知手段が先端検知手段よりも上流側に配置される場合に、先端検知手段が検知信号を出力した後に後端検知手段が検知信号を出力したときは、演算式Ｓ２＝Ｌ−Ｔ２×Ｖを用いて距離を算出するものであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 距離演算手段は、後端検知手段が先端検知手段よりも上流側に配置される場合に、後端検知手段が検知信号を出力した後に先端検知手段が検知信号を出力したときは、演算式Ｓ２＝Ｌ＋Ｔ２×Ｖを用いて距離を算出するものであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 距離演算手段は、先端検知手段が後端検知手段よりも上流側に配置される場合に、演算式Ｓ２＝Ｔ２×Ｖ−Ｌを用いて距離を算出するものであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 複数枚の用紙を搬送する度に距離演算手段にて得た複数回の算出結果を基に距離を確定する距離確定手段を具備し、且つ距離確定手段は、先端検知手段よりも後端検知手段が上流側に配置される場合に、先端検知手段が検知信号を出力した後に後端検知手段が検知信号を出力したときは、複数回の算出結果のうち最大の値を確定値とし、後端検知手段が検知信号を出力した後に先端検知手段が検知信号を出力したときは、複数回の算出結果のうち最小の値を確定値とするものであることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 距離演算手段は、先端検知手段と後端検知手段とが、投光部及び受光部を有するフォトインタラプタと、フォトインタラプタの投光部から受光部に至る光路中に進退自在に設置された遮光性部材とから成る一つの検知センサにより構成される場合に、演算式Ｓ２＝Ｔ２×Ｖ−Ｌを用いて距離を算出するものであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
9. 距離演算手段は、搬送開始時点で用紙先端が位置する基準位置から、先端検知位置と後端検知位置のうち上流側の位置までの距離を、請求項１に記載の演算式を用いて得られる距離を基に決定するものであることを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 搬送制御手段は、距離演算手段の算出した距離に基づいて画像形成時の用紙搬送動作を行うものであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 画像形成用の搬送経路を通じて搬送される途中の先端検知位置にて用紙先端を検知する先端検知工程と、用紙の搬送を開始してから用紙先端を検知するまでの時間を計測して計測時間を得る時間計測工程と、搬送開始時点で用紙先端が位置する基準位置から先端検知位置までの距離を算出する距離演算工程とを具備し、且つ距離演算工程では、距離Ｓ１、計測時間Ｔ１、搬送速度Ｖとしたときの演算式Ｓ１＝Ｔ１×Ｖを用いて距離を算出することを特徴とする画像形成方法。
12. 画像形成用の搬送経路を通じて搬送される途中の先端検知位置にて用紙先端を検知する先端検知工程と、搬送経路を通じて搬送される途中の後端検知位置にて用紙後端を検知する後端検知工程と、用紙先端を検知する時点と用紙後端を検知する時点との間の時間を計測して計測時間を得る時間計測工程と、先端検知位置と後端検知位置との距離を算出する距離演算工程を具備し、且つ距離演算工程では、距離Ｓ２、計測時間Ｔ２、搬送速度Ｖ、用紙長Ｌを用いた所定の演算式により距離を算出することを特徴とする画像形成方法。
13. 距離演算工程では、先端検知位置及び後端検知位置の搬送経路中の配置と、用紙先端及び用紙後端が検知される順序とに対応して、演算式を選択して用いることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成方法。
14. 距離演算工程では、後端検知位置が先端検知位置よりも上流側に配置される場合に、用紙先端を検知した後に用紙後端を検知したときは、演算式Ｓ２＝Ｌ−Ｔ２×Ｖを用いて距離を算出することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成方法。
15. 距離演算工程では、後端検知位置が先端検知位置よりも上流側に配置される場合に、用紙後端を検知した後に用紙先端を検知したときは、演算式Ｓ２＝Ｌ＋Ｔ２×Ｖを用いて距離を算出することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成方法。
16. 距離演算工程では、先端検知位置が後端検知位置よりも上流側に配置される場合に、演算式Ｓ２＝Ｔ２×Ｖ−Ｌを用いて距離を算出することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成方法。
17. 複数枚の用紙を搬送する度に距離演算工程にて得た複数回の算出結果を基に距離を確定する距離確定工程を具備し、且つ距離確定工程では、先端検知位置よりも後端検知位置が上流側に配置される場合に、用紙先端を検知した後に用紙後端を検知したときは、複数回の算出結果のうち最大の値を確定値とし、用紙後端を検知した後に用紙先端を検知したときは、複数回の算出結果のうち最小の値を確定値とすることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の画像形成方法。
18. 搬送開始時点で用紙先端が位置する基準位置から、先端検知位置と後端検知位置のうち上流側の位置までの距離を、請求項１１に記載の画像形成方法の演算式を用いて得られる算出結果を基に決定することを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の画像形成方法。
19. 距離演算工程で算出した距離に基づいて画像形成時の用紙搬送動作を行うことを特徴とする請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の画像形成方法。

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