(57)【要約】【課題】  無駄なトナー像の形成やクリーニング処理を回避することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  本発明は、載置部と、給送部材と、前記給送部材とニップ部を形成する分離部材と、画像形成手段と、転写手段と、前記載置部に配置され、前記載置部に載置された記録材と接触して回転する回転体と、前記回転体の回転状態に応じて信号を出力する出力手段と、前記出力手段から出力される前記信号に基づいて、前記載置部に載置された記録材と前記回転体が接触しているか否かを判断し、前記記録材の先端が前記ニップ部に乗り上がり、前記記録材と前記回転体が接触していないと判断した場合、前記記録材と前記回転体が接触していると判断した場合に比べて、前記像担持体に画像が形成されるタイミングが遅くなるよう前記画像形成手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。【選択図】  図６
2019133013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材が載置される載置部と、
前記載置部に載置された記録材を給送する給送部材と、
前記給送部材とニップ部を形成し、前記ニップ部において複数の記録材を１枚に分離する分離部材と、
像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
前記給送部材により給送された記録材に対して前記像担持体に形成された画像を転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記載置部に配置され、前記載置部に載置された記録材と接触して回転する回転体と、
前記回転体の回転状態に応じて信号を出力する出力手段と、
前記出力手段から出力される前記信号に基づいて、前記載置部に載置された記録材と前記回転体が接触しているか否かを判断し、前記記録材の先端が前記ニップ部に乗り上がり、前記記録材と前記回転体が接触していないと判断した場合、前記記録材と前記回転体が接触していると判断した場合に比べて、前記像担持体に画像が形成されるタイミングが遅くなるよう前記画像形成手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記出力手段から出力されるパルス信号のパルス幅が所定の幅より短い場合、前記記録材と前記回転体が接触していないと判断し、前記パルス信号のパルス幅が前記所定の幅より長い場合、前記記録材と前記回転体が接触していると判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記給送部材による前記載置部に載置された記録材の給送動作を開始させてから、前記出力手段から最初の前記信号が出力されるまでの経過時間が所定の時間内である場合、前記記録材と前記回転体が接触していないと判断し、前記経過時間が前記所定の時間を過ぎた場合、前記記録材と前記回転体が接触していると判断する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。
【請求項４】
前記制御手段は、前記出力手段から出力されるパルス信号のパルス数が所定の数よりも小さい場合、前記記録材と前記回転体が接触していないと判断し、前記パルス信号のパルス数が前記所定の数よりも大きい場合、前記記録材と前記回転体が接触していると判断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記載置部に載置された記録材の種類または前記給送部材による記録材の搬送速度に応じて、前記所定の数を異なる数に設定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
記録材が載置される載置部と、
前記載置部に載置された記録材を給送する給送部材と、
前記給送部材とニップ部を形成し、前記ニップ部において複数の記録材を１枚に分離する分離部材と、
像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
前記給送部材により給送された記録材に対して前記像担持体に形成された画像を転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記載置部に配置され、前記載置部に載置された記録材と接触して移動するフラグと、
前記フラグの位置に応じて信号を出力する出力手段と、
前記出力手段から出力される前記信号に基づいて、前記載置部に載置された記録材と前記フラグが接触しているか否かを判断し、前記記録材の先端が前記ニップ部に乗り上がり、前記記録材と前記フラグが接触していないと判断した場合、前記記録材と前記フラグが接触していると判断した場合に比べて、前記像担持体に画像が形成されるタイミングが遅くなるよう前記画像形成手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記載置部に配置され、前記載置部に載置された記録材と接触して移動する第２のフラグと、
前記第２のフラグの位置に応じて信号を出力する第２の出力手段と、
前記記録材の先端が前記ニップ部に乗り上がり、前記記録材と前記回転体または前記記録材と前記フラグが接触していない場合においても、前記記録材と前記第２のフラグは接触していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記記録材と前記回転体または前記記録材と前記フラグが接触していないと判断した場合、前記給送部材により給送される記録材の後端が少なくとも前記第２のフラグを通過するために必要な時間が経過するまで、前記像担持体に画像が形成されるタイミングが遅くなるよう前記画像形成手段を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記記録材の後端が前記第２のフラグを通過するために必要な時間が経過した後、前記第２の出力手段から出力される前記信号に基づいて、前記載置部に記録材が残っていると判断した場合、前記画像形成手段により前記像担持体に画像の形成を開始させ、前記載置部に記録材が残っていないと判断した場合、前記画像形成手段により前記像担持体に画像を形成させないことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２のフラグは、前記載置部において、前記回転体または前記フラグよりも記録材の搬送方向の下流側に配置されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
記録材が載置される載置部と、
前記載置部に載置された記録材を給送する給送部材と、
前記給送部材とニップ部を形成し、前記ニップ部において複数の記録材を１枚に分離する分離部材と、
像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
前記給送部材により給送された記録材に対して前記像担持体に形成された画像を転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記載置部に載置された複数の記録材のうち最下位の記録材と接触し、前記最下位の記録材を検知するための検知部材と、
前記載置部に載置された複数の記録材の先端が前記ニップ部に乗り上がり、前記最下位の記録材と前記フラグが接触していない場合、前記最下位の記録材と前記フラグが接触している場合に比べて、前記像担持体に画像が形成されるタイミングが遅くなるよう前記画像形成手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記検知部材は、前記最下位の記録材と接触して回転する回転体、または前記最下位の記録材と接触して移動するフラグであることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記載置部に載置されている記録材と前記給送部材が当接するように前記載置部を上昇させ、前記載置部に載置されている記録材と前記給送部材が離間するように前記載置部を下降させる昇降手段を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、レーザビームを用いた電子写真方式のカラーレーザビームプリンタが知られている。カラーレーザビームプリンタの中には、感光体及び中間転写体にトナー像を形成し、中間転写体に形成されたトナー像を用紙に転写することで画像形成を行う構成のものがある。この構成では、トレイから用紙を給紙する前に、感光体に対してトナー像の形成を開始することが多く、画像形成の途中でトレイから用紙がなくなった場合は、既に感光体や中間転写体に形成されてしまったトナー像をクリーニングする必要がある。
【０００３】
このような無駄なトナー像の形成やクリーニング処理を回避するために、トレイに載置された最下位の用紙（以下、ラスト紙と表記する）を早いタイミングで検知する機構（以下、回転検知機構と表記する）が提案されている。特許文献１にはスリットが形成された回転体とフォトインタラプタによって構成された回転検知機構が記載されている。回転体はトレイの底面に設けられ、トレイに載置されたラスト紙と接触している。ラスト紙がトレイから給紙されると、回転体はラスト紙との間に働く摩擦力によって回転し、フォトインタラプタは回転体が回転することに伴い信号を出力する。ＣＰＵはフォトインタラプタから出力された信号によって、給紙中の用紙がラスト紙であると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−４５０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、さらなるスループットの向上が求められ、感光体や中間転写体に画像を形成する間隔がより短くなってきている。この構成では、特許文献１に記載された回転検知機構を用いたとしても、感光体に画像が形成されるタイミングに対してラスト紙の検知が間に合わない場合がある。その結果、やはり無駄なトナー像の形成やクリーニング処理が発生してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、無駄なトナー像の形成やクリーニング処理を回避することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の画像形成装置は、記録材が載置される載置部と、前記載置部に載置された記録材を給送する給送部材と、前記給送部材とニップ部を形成し、前記ニップ部において複数の記録材を１枚に分離する分離部材と、像担持体に画像を形成する画像形成手段と、前記給送部材により給送された記録材に対して前記像担持体に形成された画像を転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、前記載置部に配置され、前記載置部に載置された記録材と接触して回転する回転体と、前記回転体の回転状態に応じて信号を出力する出力手段と、前記出力手段から出力される前記信号に基づいて、前記載置部に載置された記録材と前記回転体が接触しているか否かを判断し、前記記録材の先端が前記ニップ部に乗り上がり、前記記録材と前記回転体が接触していないと判断した場合、前記記録材と前記回転体が接触していると判断した場合に比べて、前記像担持体に画像が形成されるタイミングが遅くなるよう前記画像形成手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、上記の目的を達成するための本発明の画像形成装置は、記録材が載置される載置部と、前記載置部に載置された記録材を給送する給送部材と、前記給送部材とニップ部を形成し、前記ニップ部において複数の記録材を１枚に分離する分離部材と、像担持体に画像を形成する画像形成手段と、前記給送部材により給送された記録材に対して前記像担持体に形成された画像を転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、前記載置部に配置され、前記載置部に載置された記録材と接触して移動するフラグと、前記フラグの位置に応じて信号を出力する出力手段と、前記出力手段から出力される前記信号に基づいて、前記載置部に載置された記録材と前記回転体が接触しているか否かを判断し、前記記録材の先端が前記ニップ部に乗り上がり、前記記録材と前記フラグが接触していないと判断した場合、前記記録材と前記フラグが接触していると判断した場合に比べて、前記像担持体に画像が形成されるタイミングが遅くなるよう前記画像形成手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、上記の目的を達成するための本発明の画像形成装置は、記録材が載置される載置部と、前記載置部に載置された記録材を給送する給送部材と、前記給送部材とニップ部を形成し、前記ニップ部において複数の記録材を１枚に分離する分離部材と、像担持体に画像を形成する画像形成手段と、前記給送部材により給送された記録材に対して前記像担持体に形成された画像を転写する転写手段と、を有する画像形成装置において、前記載置部に載置された複数の記録材のうち最下位の記録材と接触し、前記最下位の記録材を検知するための検知部材と、前記載置部に載置された複数の記録材の先端が前記ニップ部に乗り上がり、前記最下位の記録材と前記フラグが接触していない場合、前記最下位の記録材と前記フラグが接触している場合に比べて、前記像担持体に画像が形成されるタイミングが遅くなるよう前記画像形成手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、無駄なトナー像の形成やクリーニング処理を回避することができる画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の一例を示す断面図
【図２】画像形成装置のハードウェアブロック図
【図３】マルチパーパストレイの一例を示す断面図
【図４】回転検知機構の一例を示す断面図
【図５】回転検知機構から出力される信号の波形の一例を示す図
【図６】実施例１における用紙残量が少量であることを判断するフローチャート
【図７】実施例１における次の画像形成を待たせるかを判断するフローチャート
【図８】マルチパーパストレイの変形例を示す断面図
【図９】実施例２における閾値更新のためのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施例１］
本実施例による画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概略を説明する。なお、本実施例では画像形成装置として電子写真方式のレーザビームプリンタを示す。
【００１３】
図１に示すレーザビームプリンタ１００（以下、プリンタ１００と表記する）は、用紙Ｐ（記録材）に対してカラー画像を形成する。プリンタ１００の画像形成動作について説明する。まずプリンタ１００は、図示しないコントローラ部から送信された画素信号に基づいて複数の像担持体それぞれを露光し、静電潜像を形成する。そして、プリンタ１００は静電潜像をトナーで現像して、複数の像担持体それぞれにトナー像を形成する。各色のトナー像は中間転写体に重畳転写され、中間転写体にカラーのトナー像が形成される。プリンタ１００は、このカラーのトナー像を用紙Ｐへ転写し、その用紙Ｐ上のカラーのトナー像を用紙Ｐに定着させることで画像形成を行う。
【００１４】
プリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のステーション毎に、像担持体である感光体ドラム５、帯電ユニット７、現像ユニット８、一次転写ローラ４を有している。図１においては、部材に対応する符号の後に、色を表す符号（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のいずれかを付けることで特定の色の部材を表している。例えば、イエローの感光体ドラムは５Ｙで表される。以下、特定の色の部材を表す必要がない場合は、色を表す符号（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は省略する。プリンタ１００は、さらに中間転写体である中間転写ベルト１２を有している。感光体ドラム５、帯電ユニット７、現像ユニット８は、カートリッジ２２としてまとめられており、プリンタ１００の本体に対して着脱可能な構成となっている。
【００１５】
感光体ドラム５は、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光体ドラム５を画像形成動作に応じて時計周り方向に回転させる。帯電ユニット７には感光体ドラム５を帯電させるための帯電ローラ７Ｒがそれぞれ設けられている。帯電ローラ７Ｒによって帯電された感光体ドラム５はスキャナユニット１０によって露光される。スキャナユニット１０は、感光体ドラム５の表面を選択的に露光することにより、感光体ドラム５に静電潜像を形成する。現像ユニット８には、感光体ドラム５に形成された静電潜像をトナーで可視化するための現像ローラ８Ｒがそれぞれ設けられている。
【００１６】
画像形成時に、中間転写ベルト１２は感光体ドラム５に接触した状態で反時計周り方向に回転している。現像ローラ８Ｒによって感光体ドラム５に形成されたトナー像は、一次転写ローラ４に印加された一次転写バイアスによって、中間転写ベルト１２に重畳転写される。中間転写ベルト１２に転写されたカラートナー像は、二次転写ローラ９と対向ローラ１８によって形成される転写ニップ部において、二次転写ローラ９に印加された二次転写バイアスによって用紙Ｐに転写される。一次転写ローラ４および二次転写ローラ９は、中間転写ベルト１２の回転に伴って回転する。
【００１７】
また、転写ニップ部において用紙Ｐに転写されず中間転写ベルト１２上に残ったトナーは、クリーニング動作によって除去される。クリーニング動作では、不要になったトナーを中間転写ベルト１２によってクリーニングブレード１２ａまで搬送し、クリーニングブレード１２ａで掻き取り、廃トナー容器１２ｂで回収する。
【００１８】
マルチパーパストレイ６００（載置部）は、用紙Ｐが載置される給紙口の一つであり、様々なサイズの用紙Ｐを載置することができる。マルチパーパストレイ６００は手差しトレイとも言う。マルチパーパストレイ６００に載置された用紙Ｐは給紙ローラ６０１によって給紙（給送）され、レジストレーションローラ３まで搬送される。レジストレーションローラ３は中間転写ベルト１２に形成されたカラートナー像とタイミングが合うように、用紙Ｐを転写ニップ部へ搬送する。マルチパーパストレイ６００の給紙動作について詳しくは後述する。
【００１９】
定着ユニット１３は、用紙Ｐを搬送させながら、転写されたカラートナー像を用紙Ｐに定着させるものであり、用紙Ｐを加熱する定着ローラ１４と、用紙Ｐを定着ローラ１４に圧接させるための加圧ローラ１５とを備えている。定着ローラ１４と加圧ローラ１５は中空状に形成され、定着ローラ１４の内部には定着ヒータ３０と温度を測定する温度検知センサ３１が内蔵されている。定着ヒータ３０は、トナー像を定着するために適した温度になるよう制御される。カラートナー像を保持した用紙Ｐは定着ローラ１４と加圧ローラ１５により搬送されるとともに、熱および圧力を加えることによりトナーが表面に定着される。トナー像が定着された後の用紙Ｐは、排紙トレイ２７に排出されて画像形成動作が終了する。
【００２０】
図２は、本実施例のハードウェアブロック図である。プリンタ制御部７００は、ＣＰＵ７０３、ＲＯＭ７０４、ＲＡＭ７０５、ビデオインターフェイス７１３などの回路からなり、プリンタ１００を制御するプログラムを実行する。コントローラ７０２は、ビデオインターフェイス７１３を介してプリンタ制御部７００と接続され、ネットワークやプリンタケーブル等を介してホストコンピュータ７０１と接続されている。
【００２１】
コントローラ７０２は、ホストコンピュータ７０１からの印字命令に従って、プリンタ制御部７００へ画像形成予約コマンドを送信し、プリンタ１００が画像形成可能な状態となったタイミングで、プリンタ制御部７００へ画像形成開始コマンドを送信する。プリンタ制御部７００は、コントローラ７０２から送信された画像形成予約コマンドの順に画像形成の実行準備を行い、コントローラ７０２からの画像形成開始コマンドを待つ。プリンタ制御部７００は、画像形成開始コマンドを受信すると、コントローラ７０２に、ビデオ信号の出力の基準タイミングとなる／ＴＯＰ信号を出力し、画像形成予約コマンドに従って印字動作を開始する。
【００２２】
次に、プリンタ制御部７００のＣＰＵ７０３に接続されるアクチュエータやセンサについて説明する。ここで説明するアクチュエータやセンサは、主にマルチパーパストレイ６００の給紙動作で用いられるもので、マルチパーパストレイ６００の近くに設けられた各部材の詳細なメカ構成については図３、図４で説明する。
【００２３】
ＣＰＵ７０３には、ＩＯポート７０６を介して、給紙モータ駆動回路７０７、給紙ソレノイド駆動回路１３１が接続される。給紙モータ駆動回路７０７は給紙モータ１３０を駆動し、給紙ソレノイド駆動回路１３１は給紙ソレノイド１３１を駆動する。給紙モータ１３０を時計回りの方向（ＣＷ方向）に回転させた状態で、給紙ソレノイド１３１を吸引すると、給紙ローラ６０１が搬送方向に回転し、昇降板６０３（図３に記載）が昇降する。
【００２４】
ＣＰＵ７０３には、ＩＯポート７０６を介して、フォトインタラプタ回路７０９が接続される。フォトインタラプタ回路７０９は、回転体５０１（図４に記載）のスリット５０１ａ（図４に記載）のエッジがフォトインタラプタ５０２（図４に記載）の光軸部を遮光したか否かの情報をＣＰＵ７０３に入力する。
【００２５】
ＣＰＵ７０３には、ＩＯポート７０６を介して、紙有無センサ入力回路７１０が接続される。紙有無センサ入力回路７１０は、紙有無センサ６０４（図３に記載）の変化によって、マルチパーパストレイ６００に用紙Ｐが載置されているか否かの情報をＣＰＵ７０３に入力する。
【００２６】
マルチパーパストレイ６００の給紙動作について、図３（ａ）を用いて説明する。給紙モータ１３０が回転中に給紙ソレノイド１３１が吸引されることにより、所定時間、給紙ローラ６０１（給送部材）が回転する。給紙ローラ６０１が回転するとともに、昇降板６０３が上昇して、給紙ローラ６０１から離間している用紙Ｐを給紙ローラ６０１に当接させる。用紙Ｐが給紙ローラ６０１に当接すると、給紙ローラ６０１と分離ローラ６０２（分離部材）によって形成される分離ニップ部へ用紙Ｐが搬送され、分離ローラ６０２によって最上位の用紙Ｐのみが用紙束から分離される。分離された最上位の用紙Ｐはレジストレーションローラ３へ搬送される。マルチパーパストレイ６００から用紙Ｐが１枚給紙される度に、昇降板６０３は上昇と下降を繰り返す。なお、分離ローラ６０２は摩擦係数の高い分離パッドなどローラ以外の部材であってもよい。
【００２７】
また、図３（ａ）に記載されている通り、昇降板６０３には回転検知機構５００が設けられている。従来、回転検知機構５００はマルチパーパストレイ６００に残った最後の用紙Ｐ（ラスト紙）を検知するために用いられるが、本実施例においてはマルチパーパストレイ６００に載置された用紙Ｐの量が少なくなったことを検知するために用いられる。
【００２８】
回転検知機構５００の詳細な構成を図４（ａ）に示す。回転検知機構５００は、回転体５０１とフォトインタラプタ５０２により構成されている。回転体５０１（検知部材）は、図４（ｂ）に示すように、スリット５０１ａが形成されていて、マルチパーパストレイ６００に載置された複数枚の用紙Ｐのうち最下位の用紙Ｐ（ラスト紙）と接触している。フォトインタラプタ５０２は、発光部からの光がスリット５０１ａを通過している状態と、回転体５０１により遮断されている状態でそれぞれ異なる出力の信号（ＨｉｇｈまたはＬｏｗ）を出力する。つまり、フォトインタラプタ５０２は、回転体５０１の回転状態に応じてパルス信号を出力する。
【００２９】
マルチパーパストレイ６００に載置された用紙Ｐの量が少なくなったことを検知する方法について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、マルチパーパストレイ６００に用紙Ｐが充分積載されている場合、積載されている用紙Ｐによって回転体５０１が押さえつけられるため、回転体５０１は回転しない。一方、図３（ｂ）に示すように、用紙Ｐの積載量が少なくなった場合、積載されている全ての用紙Ｐの先端が分離ニップ部に乗り上がる。この理由は、積載されている複数枚の用紙Ｐの間に働く摩擦力の影響により、最上位の用紙Ｐだけでなく最下位の用紙Ｐを含む全ての用紙Ｐが分離ニップ部まで連れ出されてしまうためである。積載量が少なくなればなるほど、最下位の用紙Ｐが受ける摩擦力は大きくなり、最下位の用紙Ｐは連れ出されやすくなる。
【００３０】
積載されている全ての用紙Ｐの先端が分離ニップ部に乗り上がった状態において、昇降板６０３が下降すると、用紙Ｐが回転体５０１から離れる。このとき回転体５０１は、最下位の用紙Ｐが連れ出される際に、最下位の用紙Ｐから受けた力によって、最下位の用紙Ｐが離れた後も惰性で回転する。回転体５０１が回転するとフォトインタラプタ５０２により、図５に示すパルス信号が出力される。このパルス信号を用いることで、用紙Ｐの量が少なくなったことを検知できる。
【００３１】
なお、図３（ｂ）に示す状態は一時的なもので、分離ニップ部に乗り上がった用紙Ｐは所定の時間が経過した後、昇降板６０３へと落下する。つまり、用紙Ｐの先端が分離ニップ部に乗り上がり、回転体５０１が惰性回転する現象が、繰り返し発生することになる。
【００３２】
図５（ａ）は、２枚の用紙Ｐが載置されている場合に出力されたパルス信号、図５（ｂ）は、５枚の用紙Ｐが載置されている場合に出力されたパルス信号を示している。２枚の用紙Ｐが載置されている場合は、昇降板６０３が下降した直後に連続したパルス信号が出力される傾向がある。一方、５枚の用紙Ｐが載置されている場合は、昇降板６０３が下降してから少し時間が経過した後に連続したパルス信号が出力される傾向がある。また、出力されるパルス幅は、２枚の用紙Ｐが載置されている場合に比べて、５枚の用紙Ｐが載置されている場合の方が長い傾向がある。
【００３３】
このように載置されている用紙Ｐの枚数によって出力されるパルス信号が異なる理由は、前述した通り、積載量が少なくなればなるほど、最下位の用紙Ｐが受ける摩擦力が大きくなるためである。最下位の用紙Ｐが受ける摩擦力が大きくなればなるほど、最下位の用紙Ｐは勢いよく連れ出され、速い速度で移動する。つまり、最下位の用紙Ｐと接触している回転体５０１も速い回転速度で回転するため、最初のパルス信号が出力されるタイミングも早くなり、パルス幅も短くなる。
【００３４】
以上より、図３（ａ）に示すように、用紙Ｐが充分積載されている場合、回転体５０１が回転しないためパルス信号は出力されない。そして、図３（ｂ）に示すように、載置されている用紙Ｐが５枚程度まで少なくなると、昇降板６０３が下降してから一定時間後に、パルス幅が長いパルス信号（図５（ｂ））が出力される。さらに、載置されている用紙Ｐが２枚程度まで少なくなると、昇降板６０３が下降した直後にパルス幅が短いパルス信号（図５（ａ））が出力されるという傾向がある。
【００３５】
また、図３（ａ）に記載されている通り、昇降板６０３には紙有無センサ６０４と紙有無フラグ６０５が設けられている。紙有無センサ６０４と紙有無フラグ６０５は、マルチパーパストレイ６００に載置された用紙Ｐの有無を検知するために用いられる。紙有無フラグ６０５は、用紙Ｐの搬送方向において回転体５０１の下流側に配置されている。
【００３６】
紙有無フラグ６０５は、マルチパーパストレイ６００に載置された用紙Ｐと接触して移動する。紙有無センサ６０４は、紙有無フラグ６０５の位置に応じて異なる出力の信号（ＨｉｇｈまたはＬｏｗ）を出力する。図３（ａ）や図３（ｂ）に示すように、マルチパーパストレイ６００に用紙Ｐが載置されている状態では、紙有無センサ６０４はＨｉｇｈの信号を出力する。一方、図３（ｃ）に示すように、マルチパーパストレイ６００に用紙Ｐが載置されていない状態では、紙有無センサ６０４はＬｏｗの信号を出力する。
【００３７】
ここで、紙有無フラグ６０５は回転体５０１とは異なり、例え用紙Ｐの積載量が少なくなって図３（ｂ）に示すように用紙Ｐの先端が分離ニップ部に乗り上げたとしても、用紙Ｐと接触する構成となっている。
【００３８】
本実施例においてＣＰＵ７０３が行う具体的な処理を図６、図７のフローチャートで説明する。これらのフローチャートは、給紙ローラ６０１によりマルチパーパストレイ６００から１枚の用紙Ｐが給紙される度に実行される。また、以下の説明において１つのパルス信号とは、図５に記載されている通り１パルスのことを指す。
【００３９】
図６のフローチャートは、フォトインタラプタ５０２から出力されるパルス信号に基づいて、回転体５０１と用紙Ｐが接触しているか否かを判断し、さらに用紙残量が少量であるか否かを判断するフローチャートである。図６のフローチャートに基づく制御は、ＣＰＵ７０３がＲＯＭ７０４やＲＡＭ７０５に記憶されているプログラムに基づき実行する。
【００４０】
ステップ１０１では、ＣＰＵ７０３がカウンタＡをクリアする。カウンタＡは、フォトインタラプタ５０２から出力され、後述する条件に合致したパルス信号の数をカウントするために用いられる。ステップ１０２で、ＣＰＵ７０３は給紙された用紙Ｐがレジストレーションローラ３に到達したかを確認し、到達前であればステップ１０３へ、到達後であればステップ１１０に進む。ステップ１０３では、フォトインタラプタ５０２からＣＰＵ７０３にパルス信号が入力されたかを確認し、入力されていれば、ステップ１０４へ進み、入力がなければステップ１０２へ進む。
【００４１】
ちなみに、フローチャート上では記載されていないが、ステップ１０３においてパルス信号が入力された場合、ＣＰＵ７０３は用紙Ｐと回転体５０１が接触していないと判断できる。なぜならば、図３（ｂ）を用いて説明した通り、パルス信号が入力された場合、回転体５０１は惰性回転をしている。一方、ステップ１０３においてパルス信号が入力されない場合、ＣＰＵ７０３は用紙Ｐと回転体５０１が接触していると判断できる。なぜならば、図３（ａ）を用いて説明した通り、パルス信号が入力されない場合、回転体５０１が用紙Ｐによって押さえつけられ、回転を停止している。
【００４２】
ステップ１０４では、ＣＰＵ７０３がパルス信号のパルス幅を確認し、入力されたパルス信号のパルス幅が所定のパルス幅以下であればステップ１０５へ進み、ステップ１０５でカウンタＡをインクリメントしてステップ１０６へ進む。ここで所定のパルス幅とは、惰性回転して入力されるパルス幅よりも長いもので、実験的に求められる。本実施例では、所定のパルス幅を６０ｍｓとする。入力されたパルス信号のパルス幅が所定のパルス幅よりも長ければ、ステップ１０２へ進む。
【００４３】
ステップ１０６では、ステップ１０３で入力されたパルス信号が、給紙動作（給送動作）が開始されてから最初のパルス信号であるか判断することを目的として、カウンタＡの値が１より大きいかをＣＰＵ７０３が確認する。ＣＰＵ７０３は、カウンタＡの値が１より大きい場合、ステップ１０８へ進み、１以下の場合、ステップ１０７へ進む。
【００４４】
ステップ１０７では、給紙モータ１３０と給紙ソレノイド１３１が駆動され、給紙動作が開始されてから、最初のパルス信号が出力されるまでの経過時間が所定の時間内であるかをＣＰＵ７０３が確認する。ＣＰＵ７０３は、経過時間が所定の時間内である場合、ステップ１０８へ進み、所定の時間よりも長い場合、ステップ１１０へ進む。ここで、所定の時間とは用紙Ｐが２枚程度の積載量の場合に惰性回転が始まるまでの時間を元にした値であり、実験的に求められる。本実施例では、所定の時間を２５００ｍｓとする。
【００４５】
ステップ１０８へ進むと、ＣＰＵ７０３はカウンタＡの値を確認し、所定回数Ｘ以上であればステップ１０９へ進み、所定回数Ｘよりも小さければステップ１０２へ進む。ここで、所定回数Ｘとは、コントローラ７０２から指定された用紙Ｐの種類（普通紙、薄紙、厚紙など）や画像形成条件によって決まる搬送速度に応じて異なる値に設定され、実験的に求められる。本実施例では、表１に示す値を用いる。
【００４６】
また、上述した通り、本フローチャートは給紙ローラ６０１によりマルチパーパストレイ６００から１枚の用紙Ｐが給紙される度に実行される。そのため、既に積載量が少量であると判断している状態で本フローチャートを実行する場合もある。そのような場合は表１に示す値ではなく、表２に示す値を所定回数Ｘとして用いる。つまり、積載量が少量であると判断していない状態では、表１の値（以下、所定回数ＸＨＬと記する）を設定し、積載量が少量であると判断している状態では、表２の値（以下、所定回数ＸＬＨと記する）を設定する。
【００４７】
【表１】
2019133013.tif 000003
【００４８】
【表２】
2019133013.tif 000004
【００４９】
ステップ１０９において、ＣＰＵ７０３は用紙Ｐの残量が少量であると判断し、本フローチャートの処理を終了する。つまり、図５（ａ）のように用紙Ｐが２枚程度しか積載されていない状態であると判断する。以上の処理（ステップ１０３乃至ステップ１０８）を用紙Ｐがレジストレーションローラ３に到達するまで繰り返し、最終的にステップ１１０に進んだ場合、ＣＰＵ７０３は用紙Ｐの残量が少量ではないと判断し、本フローチャートの処理を終了する。つまり、図５（ｂ）のように用紙Ｐが５枚程度しか積載されていない状態、または用紙Ｐが十分な量積載されている状態であると判断する。
【００５０】
図７のフローチャートは、用紙Ｐの残量が少量であるかを判断した結果をもとに、次の画像形成を待たせるかを判断するフローチャートであり、図６のフローチャートに続けて実行される。図７のフローチャートに基づく制御は、ＣＰＵ７０３がＲＯＭ７０４やＲＡＭ７０５に記憶されているプログラムに基づき実行する。
【００５１】
図７のフローチャートで用いられるカウンタＢは、図６で説明した処理により用紙Ｐの残量が少量でないと判断された回数をカウントするためのもので、プリンタ制御部７００がコントローラ７０２から新たな画像形成開始の指示を受けた際にクリアされる。
【００５２】
ステップ２０１では、ＣＰＵ７０３が用紙Ｐの残量が少量であるかの判断結果を確認する。ＣＰＵ７０３は、用紙Ｐの残量が少量であると判断した場合、ステップ２０２に進み、ステップ２０２ではカウンタＢをクリアし、ステップ２０３で次の画像形成を待たせると判断し、ステップ２０４へ進む。
【００５３】
ＣＰＵ７０３は、用紙Ｐの残量が少量でないと判断した場合、ステップ２０６に進み、カウンタＢをインクリメントし、ステップ２０７へ進む。ステップ２０７では、ＣＰＵ７０３がカウンタＢの値を確認し、カウンタＢが所定回数Ｙ以上である場合、ステップ２０８へ進み、次の画像形成を待たせないと判断し、ステップ２０４へ進む。カウンタＢが所定回数Ｙ以上でない場合、ステップ２０４へ進む。これは、積載量が少量であると判断している場合でも所定回数Ｙ以上、連続で積載量が少量でないと判断された場合は、次の画像形成を待たせないと判断しなおすことを目的としている。本実施例では、所定回数Ｙを５回とする。
【００５４】
ステップ２０４において、積載量が少量であると判断されている場合、ＣＰＵ７０３はステップ２０５へ進み、積載量が少量でないと判断されている場合、本フローチャートの処理を終了する。ステップ２０５では、搬送される用紙Ｐの後端が紙有無フラグ６０５を通過するまで次の画像形成の開始を待つようＣＰＵ７０３が指示を出し、本フローチャートの処理を終了する。
【００５５】
ここで、次の画像形成の開始を待つとは、感光体ドラム５に作用するプロセス部材の動作を待たせるという意味である。本実施例においては、スキャナユニット１０によって感光体ドラム５に静電潜像を形成するタイミングを遅らせるように制御する。
【００５６】
本実施例では、積載量が少量と判断された場合、マルチパーパストレイ６００に用紙Ｐが有るか否かが確定するまで、次の画像形成が開始されない。そのため、無駄なトナーを消費することがない。また、図６のフローチャートに記載された条件（ステップ１０４、ステップ１０７、ステップ１０８）によって、図５（ａ）のような載置されている用紙Ｐが２枚程度の状態のときだけ、積載量が少量であると判断している。積載量が充分にある状態に加えて、図５（ｂ）のような載置されている用紙Ｐが５枚程度の状態のときであっても、画像形成の開始を待たせることがなく、スループットの低下を最小限に抑えることが可能である。
【００５７】
以上説明したように、本実施例によれば、無駄なトナー像の形成やクリーニング処理を回避することができる画像形成装置を提供することが可能である。
【００５８】
なお、本実施例においては、図６のフローチャートのステップ１０８で、カウンタＡの閾値（所定の数）を用紙Ｐの種類や搬送速度に応じて切り替えていた。しかし、惰性回転によるパルス数に、用紙Ｐの種類、搬送速度への依存性がなければ、閾値を切り替えなくてもよい。
【００５９】
また、本実施例では、全ての給紙動作において、図６、図７のシーケンス処理を実施しているが、搬送速度やサイズなどの種々の画像形成条件に従ってシーケンス処理の実施／非実施を切り替えてもよい。例えば、画像形成の間隔が広く、給紙動作後に紙有無センサ６０４によって用紙Ｐがなくなったと判断できるタイミングよりも、次の画像形成が開始されるタイミングの方が遅い場合は、図６、図７のシーケンス処理を実施しないようにしてもよい。
【００６０】
また、本実施例では、図６のフローチャートにおいて図５（ａ）の状態と図５（ｂ）の状態を区別していた。しかし、これに限定されない。図５（ａ）の状態と図５（ｂ）の状態を区別せず、いずれも積載量が少量であると判断してもよい。
【００６１】
例えば、図６のフローチャートのステップ１０３においてパルス信号が入力されたか否かによって、用紙Ｐと回転体５０１が接触しているか否かを判断する。そして、用紙Ｐと回転体５０１が接触していないと判断した場合、ＣＰＵ７０３は用紙Ｐの積載量が少量であると判断し、用紙Ｐと回転体５０１が接触していると判断した場合、ＣＰＵ７０３は用紙Ｐの積載量が少量ではないと判断してもよい。
【００６２】
また、本実施例においては回転検知機構５００によって積載量が少ないことを判断する形態を示した。しかし、これに限定されない。例えば、回転検知機構５００の代わりにフラグ検知機構（センサ６０６、フラグ６０７）を配置する構成であってもよい。
【００６３】
この構成を図８に示す。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応している。フラグ６０７（検知部材）は紙有無フラグ６０５と同様に、マルチパーパストレイ６００に載置された用紙Ｐと接触して移動する。センサ６０６は、フラグ６０７の位置に応じて異なる出力の信号（ＨｉｇｈまたはＬｏｗ）を出力する。図８（ａ）に示すように、マルチパーパストレイ６００に充分な量の用紙Ｐが載置されている状態では、センサ６０６はＨｉｇｈの信号を出力する。一方、図８（ｂ）に示すように、マルチパーパストレイ６００に載置された用紙Ｐの量が少ない状態では、用紙Ｐの先端が分離ニップ部に乗り上げた影響によりセンサ６０６はＬｏｗの信号を出力する。つまり、フラグ６０７が用紙Ｐと接触していない。また、図８（ｃ）に示すように、マルチパーパストレイ６００に用紙Ｐが載置されていない状態では、センサ６０６はＬｏｗの信号を出力する。
【００６４】
ここで、紙有無フラグ６０５はフラグ６０７とは異なり、例え用紙Ｐの積載量が少なくなって図８（ｂ）に示すように用紙Ｐの先端が分離ニップ部に乗り上げたとしても、用紙Ｐと接触する構成となっている。
【００６５】
このような構成において、マルチパーパストレイ６００から給紙される用紙Ｐの後端がまだフラグ６０７を通過していない間に、センサ６０６からＬｏｗの信号が出力された場合、ＣＰＵ７０３は図８（ｂ）の状態が発生していると判断することができる。
【００６６】
つまり、本発明において回転検知機構５００の構成は必須ではなく、用紙Ｐの積載量が少なくなってきたときに、用紙Ｐの先端が分離ニップ部に乗り上げて、用紙Ｐが昇降板６０３から離れたことを検知できる構成であればよい。
【００６７】
［実施例２］
実施例２では、実施例１に記載された方法により、積載量が少量でないと判断されたにもかかわらず、マルチパーパストレイ６００から用紙Ｐがなくなってしまい、無駄なトナー像の形成やクリーニング処理が発生してしまった場合の対策について説明する。主な部分の説明は実施例１と同様であり、ここでは実施例１と異なる部分のみを説明する。
【００６８】
実施例１では、入力されたパルス数が所定回数ＸＨＬ以上の場合、ＣＰＵ７０３により用紙Ｐと回転体５０１が接触していると判断された。しかしながら、回転検知機構５００などの個体ばらつきによって、積載量が少量の場合の惰性回転によって入力されるパルス数は、異なる可能性がある。先述の惰性回転によって入力されるパルス数が表１で示す所定回数ＸＨＬよりも常に少なくなる個体の場合は、積載量が少量であるにもかかわらず、ＣＰＵ７０３によって積載量は少量でないと判断されてしまう。
【００６９】
そこで本実施例では、所定回数ＸＨＬおよび所定回数ＸＬＨを更新する。図９のフローチャートを用いて、所定回数ＸＨＬおよび所定回数ＸＬＨの更新方法について説明する。図９のフローチャートに基づく制御は、ＣＰＵ７０３がＲＯＭ７０４やＲＡＭ７０５に記憶されているプログラムに基づき実行する。このフローチャートは、給紙ローラ６０１によりマルチパーパストレイ６００から１枚の用紙Ｐが給紙される度に実行される。
【００７０】
図９のフローチャートで用いられるカウンタＣは、所定回数ＸＨＬおよび所定回数ＸＬＨを更新するための一時保存用のカウンタであり、プリンタ制御部７００がコントローラ７０２から新たな画像形成開始の指示を受けた際にクリアされる。
【００７１】
ステップ３０１では、ＣＰＵ７０３が給紙された用紙Ｐの後端が紙有無フラグ６０５を通過するまで待機する。用紙Ｐの後端が紙有無フラグ６０５を通過したら、ＣＰＵ７０３はステップ３０２へ進む。ステップ３０２では、ＣＰＵ７０３が紙有無センサ６０４の検知結果を確認し、紙無しである場合は、ステップ３０３へ進み、紙有りである場合は、ステップ３０５へ進む。
【００７２】
ステップ３０５では、ＣＰＵ７０３が過去３回の給紙動作によって検知されたパルス数の平均値を計算し、カウンタＣに設定する。なお、カウンタＣがクリアされた後の給紙動作の回数が３回未満の場合、ＣＰＵ７０３はカウンタＣがクリアされた以降の給紙動作によって検知されたパルス数の平均値をカウンタＣに設定する。
【００７３】
ステップ３０３では、カウンタＣにパルス数が一度も設定されていないか確認する目的として、カウンタＣの値が０よりも大きいかをＣＰＵ７０３が確認する。ＣＰＵ７０３は、カウンタＣの値が０より大きい場合、ステップ３０４へ進み、０の場合、本フローチャートの処理を終了する。
【００７４】
ステップ３０４では、今回の給紙動作の対象である用紙Ｐの種類と搬送速度に合致する所定回数ＸＨＬおよび所定回数ＸＬＨの値を数１および数２によってＣＰＵ７０３が更新し、本フローチャートの処理を終了する。ただし、これらの計算結果が０未満になる場合は、所定回数ＸＨＬおよび所定回数ＸＬＨの値を更新しない。なお、数２において、所定回数ＸＨＬ＿ｏｌｄおよび所定回数ＸＬＨ＿ｏｌｄは更新前の所定回数ＸＨＬおよび所定回数ＸＬＨの値を意味する。
【００７５】
所定回数ＸＨＬ＝カウンタＣ−２
所定回数ＸＬＨ＝所定回数ＸＬＨ＿ｏｌｄ−（所定回数ＸＨＬ＿ｏｌｄ−所定回数ＸＨＬ）
ここで、カウンタＣには、ステップ３０５において積載量が２枚から４枚の状態で検知されたパルス数の平均値が設定されている。したがって、所定回数ＸＨＬおよび所定回数ＸＬＨは、実際に積載量が少量になった状態のパルス数を元に更新される。
【００７６】
本実施例によれば、所定回数ＸＨＬおよび所定回数ＸＬＨを、実際に積載量が少量になった状態のパルス数を元に更新していく。これにより、回転検知機構５００などの個体ばらつきの影響を受けて、実施例１の表１および表２に示す所定回数Ｘによって、適切に積載量が少量であることを検知できない個体においても、精度良く積載量が少量であることを判定可能である。
【００７７】
なお、本実施例における所定回数ＸＨＬおよび所定回数ＸＬＨの更新方法は、上記の方法に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。
【００７８】
上記の実施例１及び２においては、用紙Ｐが載置される給紙口の一つとして、マルチパーパストレイ６００を説明したが、これに限定されない。プリンタ１００の装置本体に対して着脱可能な給紙カセット（不図示）に適用してもよい。
【００７９】
また、上記の実施例１及び２においては、昇降板６０３が昇降する構成を前提に説明を行ったが、これに限定されない。昇降板６０３が昇降しない構成であってもよい。この構成では例えば、別途ピックアップローラ（不図示）等を設けて、用紙Ｐを給紙させるようにしてもよい。このピックアップローラは用紙Ｐに対して当接、離間するように移動可能な構成であってもよい。
【００８０】
また、上記の実施例１及び２において、用紙Ｐの種類に関する情報は、プリンタ１００とネットワークで接続されたホストコンピュータ７０１（ＰＣなど）からユーザが入力することによって取得できる。または、プリンタ１００に設けられたオペレーションパネル（不図示）からユーザが入力することによって取得できる。もしくは、プリンタ１００の内部に用紙Ｐの種類を自動的に判別するメディアセンサ（不図示）を設けることで、用紙Ｐの種類に関する情報を取得できるように構成してもよい。
【００８１】
ここで、メディアセンサとしては、用紙Ｐの表面に光を照射し、反射した光を画像として撮像して、用紙Ｐの表面性を判別するタイプや、用紙Ｐに対して超音波を送信し、用紙Ｐを介して減衰した超音波を受信して、用紙Ｐの坪量を判別するタイプなどがある。
【００８２】
また、上記の実施例１及び２においては、レーザビームプリンタの例を示したが、本発明を適用する画像形成装置はこれに限られるものではなく、他の印刷方式のプリンタ、又は複写機でもよい。
【符号の説明】
【００８３】
５  感光体ドラム
７  帯電ユニット
８  現像ユニット
９  二次転写ローラ
１０  スキャナユニット
１２  中間転写ベルト
１００  レーザビームプリンタ
５００  回転検知機構
５０１  回転体
５０２  フォトインタラプタ
６０１  給紙ローラ
６０２  分離ローラ
７００  プリンタ制御部
７０３  ＣＰＵ
【図１】
2019133013.tif 000005
【図２】
2019133013.tif 000006
【図３】
2019133013.tif 000007
【図４】
2019133013.tif 000008
【図５】
2019133013.tif 000009
【図６】
2019133013.tif 000010
【図７】
2019133013.tif 000011
【図８】
2019133013.tif 000012
【図９】
2019133013.tif 000013