(57)【要約】【課題】画像形成時のスループットの低下及びコストの増大を招くことなく、無駄なトナーの消費を抑制する画像形成装置を提供する。【解決手段】本画像形成装置は、記録材を収容するカセットと、次の画像形成に用いられる記録材へ転写するためのトナー像の形成が開始される前に、カセット内を含む記録材の搬送経路において現在の画像形成に用いられる記録材の後端が通過済みとなる位置で、カセットに１枚以上の記録材が収容されているか否かを検知する検知手段と、カセットに記録材が収容されていることが確認された後にトナー像の形成を開始するように制御する制御手段とを備える。【選択図】図１
2008276013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材の給送が開始される前に該記録材へ転写するトナー像の形成を開始し、転写位置に搬送されてきたトナー像を、転写位置に給送されてきた記録材に転写する画像形成装置であって、
記録材を収容する収容部と、
次の画像形成に用いられる記録材へ転写するためのトナー像の形成が開始される前に前記収容部を含めた記録材の搬送経路において現在の画像形成に用いられる記録材の後端が通過済みとなる検知位置に設けられ、前記収容部に１枚以上の記録材が収容されているか否かを検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記収容部に記録材が収容されていることが検知された後にトナー像の形成を開始するように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
各色のトナーに対応する複数の像担持体と、
前記像担持体の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、
各像担持体に形成されたトナー像を重ね合わせるように中間転写体へ転写する第１転写手段と、
前記中間転写体に転写されたトナー像を前記転写位置に搬送されてきた記録材へ転写する第２転写手段とをさらに備え、
前記検知手段は、
前記像担持体に前記静電潜像の形成が開始されてから前記トナー像が中間転写体に転写されるまでの時間をＴｄ、前記トナー像が前記中間転写体に転写されてから記録材への前記転写位置へ到着するまでの時間をＴｂ、前記記録材の給送が開始されてから前記記録材の先端が前記転写位置へ到着するまでの時間をＴｐ、連続して画像を形成する場合に設けられる画像形成間隔の時間をＴｇ、記録材の搬送速度をＶｐ、前記収容部に収容されている記録材の先端の位置である給送開始位置から前記検知位置までの距離をＸとすると、
Ｖｐ＊（Ｔｄ＋Ｔｂ−Ｔｐ−Ｔｇ）＜Ｘ
となる条件式を満たす前記検知位置で記録材が収容されているか否かを検知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、
前記収容部に記録材が収容されていることが確認される前に前記露光手段による露光を開始させ、前記収容部に記録材が収容されていることが確認された後に前記現像手段による静電潜像の現像を開始することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記給送開始位置から前記検知位置までの距離Ｘが、前記収容部に収容可能な記録材の中で搬送方向の長さが最小長の記録材の長さよりも短いことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記収容部に積載された記録材を給送する給送ローラと、
前記給送ローラによって給送された１枚以上の記録材の中で１枚のみを分離して搬送する分離ローラとをさらに備え、
前記給送開始位置から前記検知位置までの距離Ｘが、前記収容部に収容される記録材の中で搬送方向の長さが最小長の記録材の長さから前記給送開始位置と前記分離ローラとの間の距離を減算した長さよりも短いことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検知手段は、
前記収容部の外部であって、前記画像形成装置の本体側に配置されたセンサを備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記センサは、
発光手段と、
前記発光手段から発光された光による記録材からの反射光を受光する受光手段とを備え、
前記検知手段は、
前記反射光が受光された場合は記録材が前記収容部に収容されていると判断し、前記反射光が受光されない場合は記録材が前記収容部に収容されていないと判断することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記センサは、
発光手段と、
前記発光手段から発光された光を受光する受光手段とを備え、
前記検知手段は、
前記光が受光された場合は記録材が前記収容部に収容されていないと判断し、前記光が受光されない場合は記録材が前記収容部に収容されていると判断することを特徴とする請求項１乃至６の何れか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、記録材カセットに積載された記録材を給送する前に画像形成を開始する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のカラーレーザプリンタや複写機などの画像形成装置では、単一の感光ドラムにそれぞれ異なる色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）像を形成して転写体に転写することを繰り返すことで、カラー画像を形成している。しかし、このような方式では最終的なカラー画像が形成されるまでに時間がかかるという問題があった。
【０００３】
そこで、近年の画像形成装置では、画像形成速度を高速化するため、複数の感光ドラムに対して各色の画像を形成し、各色の画像を中間転写ベルト上に重ね合わせて、最後に記録材へ転写するタンデム方式が用いられている。タンデム方式は一度に４色の画像を形成するため、最終的なカラー画像を形成するまでの時間を大幅に短縮することができる。
【０００４】
また、タンデム方式を採用する画像形成装置では、通常、画像形成速度を高速化するために記録材を給送する前に、画像形成を開始する方法が用いられている。しかし、この方法では、一連の印刷ジョブの途中で記録材が無くなってしまった場合に、既に画像形成が開始されているため、トナーを無駄に消費してしまうことがある。
【０００５】
特許文献１は、記録材カセットに積載された記録材の残量を検出するセンサを備える画像形成装置を示している。この画像形成装置は、記録材カセットに積載された記録材の残量が予め定められた規定量よりも少なくなると、画像形成間隔を広げて、その間に記録材の有無を検出している。即ち、記録材の残量が規定量よりも少なくなると、一時的に画像形成のスループットを低下させている。
【０００６】
また、特許文献２は、記録材カセットに設けられたサイズ規制ガイドと連動して移動するセンサを用いて記録材の有無を検知する画像形成装置を示している。この画像形成装置は、どのようなサイズの記録材であっても、少し搬送した時点で次の記録材の有無がわかるため、無駄な画像形成を行わなくてよい。
【特許文献１】特開２００１−３３７５７５号公報
【特許文献２】特開２０００−１０９２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来技術には以下のような問題がある。特許文献１に記載の画像形成装置では、記録材の残量を検出するセンサの精度が悪いと、画像形成のスループットを下げ始める規定量を大きく設定する必要がある。つまり、複数枚の記録材に画像を形成する印刷ジョブでは生産性を下げている割合が多くなってしまう。一方、生産性の低下を抑制するために、精度の高いセンサを設けるとコストアップの要因となってしまう。
【０００８】
また、特許文献２に記載の画像形成装置では、画像形成装置本体ではなく記録材カセットに記録材の有無を検知するセンサを設ける必要がある。一般に、記録材カセットは、本体から引き出すことが可能なように構成されている。したがって、完全に取り外しできない構成であっても、センサからのケーブルを記録材カセットの開閉に合わせて折りたたむなど、複雑な構成が必要になるばかりか、組立性も悪くなる。また記録材カセットが完全に取り外しできる構成の場合は、ドロアコネクタ等が必要となり、コストアップの要因となってしまう。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、画像形成時のスループットの低下及びコストの増大を緩和しつつ、無駄なトナーの消費を抑制する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、例えば、記録材の給送が開始される前に記録材へ転写するトナー像の形成を開始し、転写位置に搬送されてきたトナー像を、転写位置に給送されてきた記録材に転写する画像形成装置として実現できる。本画像形成装置は、記録材を収容する収容部と、収容部に１枚以上の記録材が収容されているか否かを検知する検知手段と、収容部に記録材が収容されていることが検知された後にトナー像の形成を開始するように制御する制御手段とを備える。とりわけ、検知手段は、次の画像形成に用いられる記録材へ転写するためのトナー像の形成が開始される前に、収容部内を含めた記録材の搬送経路において現在の画像形成に用いられる記録材の後端が通過済みとなる検知位置で、記録材の有無を検知する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、例えば、画像形成時のスループットの低下及びコストの増大を緩和しつつ、無駄なトナーの消費を抑制する画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に記載された発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。また、本発明は、一適用例として、電子写真方式のプリンタによって実現される。
【００１３】
［第１の実施形態］
以下では、図１乃至図１２を参照して、第１の実施形態について説明する。本実施形態に係るプリンタ１００は、記録材を給送する前に画像形成を開始する。給送とは、記録材を給紙して搬送することを意味する。また、連続印刷においては、画像を形成する記録材が収容されていることを確認した後で次のトナー像の形成を開始する。これにより、画像形成のスループットを低下することなく、無駄なトナー消費を低減させる。図１は、第１の実施形態に係るプリンタ１００の全体構成を示す断面図である。
【００１４】
プリンタ１００は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナーを重ねあわせることで多色画像を出力するタンデム方式のカラープリンタである。図１に示す各構成要素の参照番号に付加したアルファベットは、４色のトナーに対応する構成要素を示す。具体的に、Ｙはイエローを示す。同様に、Ｍはマゼンダ、Ｃはシアン、Ｋはブラックを示す。以下では説明を容易にするため、各色に対応した構成要素については、イエロー（Ｙ）の構成要素についてのみ説明を記載する。しかしながら、他の色に対応する構成要素についても同様の構成を備える。
【００１５】
プリンタ１００は、各色の画像を形成するために、露光手段として機能するレーザスキャナ１１１Ｙとカートリッジ１１２Ｙとを備える。カートリッジ１１２Ｙは、像担持体として機能する図中矢印の方向に回転する感光ドラム１１３Ｙと、感光ドラム１１３Ｙに接するように設けられた感光ドラムクリーナ１１４Ｙ、帯電ローラ１１５Ｙ及び現像手段として機能する現像器１１６Ｙを備える。さらに、プリンタ１００には、感光ドラム１１３Ｙに接して配置される中間転写体として機能する中間転写ベルト１１７が設けられる。また、この中間転写ベルト１１７を挟み、感光ドラム１１３Ｙと対向する位置に第１転写手段として機能する一次転写ローラ１１８Ｙが設置される。中間転写ベルト１１７には、ベルトクリーナ１１９が設けられ、掻き取った廃トナーが収納される廃トナー容器１２０が設置される。また、１枚以上の記録材１２１を収容する記録材収容部としてのカセット１２２には、カセット１２２内にある記録材１２１の位置を規制するサイズ規制ガイド１２３、及びカセット１２２内の記録材１２１の有無を検出する記録材有無センサ１２４が設けられている。また、記録材１２１の搬送経路には給送ローラ１２５、分離ローラ１２６ａ、１２６ｂ、レジストローラ１２７が設けられ、中間転写ベルト１１７と接するように二次転写ローラ１２８が、そして二次転写ローラ１２８の後段に定着器１２９が設置されている。
【００１６】
次に、画像形成動作について説明する。画像形成が開始されると、まず、帯電ローラ１１５Ｙが、カートリッジ１１２Ｙ内の暗所で感光ドラム１１３Ｙの表面を均一に帯電させる。続いて、レーザスキャナ１１１Ｙが、画像データに応じて変調したレーザ光を感光ドラム１１３Ｙの表面に照射する。これにより、レーザ光が照射された部分の帯電電荷が除去されることで、感光ドラム１１３Ｙの表面に静電潜像が形成される。その後、現像器１１６Ｙが、帯電したトナーを静電潜像に付着させることで現像し、各色のトナー像を感光ドラム１１３Ｙの表面に形成する。その後、一次転写ローラ１１８Ｙは、各感光ドラム１１３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の表面上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１１７に順次重ね合わせて転写する。
【００１７】
一方、カセット１２２内の記録材１２１は給送ローラ１２５により搬送される。給送ローラ１２５によって複数枚の記録材１２１が搬送されている場合は、分離ローラ１２６ａ、１２６ｂによって、一枚の記録材１２１のみがレジストローラ１２７へ搬送される。その後、中間転写ベルト１１７上のトナー像は、第２転写手段として機能する二次転写ローラ１２８によって、レジストローラ１２７により搬送されてきた記録材１２１に転写される。最後に、記録材１２１上のトナー像は、定着器１２９により定着され、プリンタ１００の機外へ排出される。
【００１８】
本実施形態によれば、記録材有無センサ１２４は、連続印刷の場合に次のトナー像の形成が開始される前に、カセット１２２内に記録材１２１が収容されているか否かを検知する。そのため、記録材有無センサ１２４は、カセット１２２がプリンタ１００に装着された場合に、以下に示す条件式の範囲に属する検知位置でカセット１２２に記録材が収容されているか否かを検知する。
Ｖｐ＊（Ｔｄ＋Ｔｂ−Ｔｐ−Ｔｇ）＜Ｘ＜Ｌｓ
ここで、Ｔｄは、感光ドラム１１３Ｙ上に静電潜像の形成が開始されてから現像されたトナー像が中間転写ベルト１１７に転写されるまでの時間を示す。Ｔｂは、トナー像が中間転写ベルト１１７に転写されてから記録材１２１への転写位置へ到着するまでの時間を示す。ここで、転写位置とは、記録材１２１にトナー像を転写する二次転写ローラ１２８が配置されている位置を示す。Ｔｐは、記録材１２１の給送が開始されてから記録材１２１の先端が転写位置へ到着するまでの時間を示す。Ｔｇは、連続して画像を形成する場合に設けられる画像形成間隔の時間を示す。Ｖｐは、記録材１２１の搬送速度を示す。Ｌｓは、プリンタ１００がサポートする記録材の中で搬送方向の長さが最小長の記録材の長さを示す。Ｘは、カセット１２２において記録材１２１の搬送方向の先端となる給送開始位置Ｑから検知位置Ｐまでの距離を示す。検知位置Ｐとは、記録材有無センサ１２４が、記録材が収容されているか否かを検知する位置である。このように、記録材有無センサ１２４は、距離Ｘの範囲内に配置されるか、或いは、距離Ｘの範囲内でカセット１２２に記録材が収容されているか否かを検知することができる位置に配置される。
【００１９】
次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、記録材有無センサ１２４の動作について説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、第１の実施形態に係る記録材有無センサ１２４の一例を示す図である。図２Ａは、カセット１２２に記録材１２１が収容されている様子を示す。図２Ｂは、カセット１２２に記録材１２１が収容されていない様子を示す。
【００２０】
記録材有無センサ１２４は、例えば、光反射型センサであり、発光手段であるＬＥＤ２０１及び受光手段であるフォトトランジスタ２０２を示す。図２Ａに示すように、カセット１２２に記録材１２１が収容されている場合はＬＥＤ２０１から発光された光による記録材１２１からの反射光がフォトトランジスタ２０２で受光される。図２Ａにおいて示されている記録材１２１上の反射位置が上述した検知位置Ｐに相当する。一方、図２Ｂに示すように、カセット１２２に記録材１２１が収容されていない場合はＬＥＤ２０１から発光された光を反射するものが無いため、フォトトランジスタ２０２は反射光を受光することができない。
【００２１】
次に、図３を参照して、プリンタ１００の制御について説明する。図３は、第１の実施形態に係るプリンタ１００の制御ブロックを示す図である。
【００２２】
プリンタ１００は、プリンタ制御部３０１及びエンジン制御部３０２を含む。プリンタ制御部３０１は、ホストコンピュータ等の外部装置からの画像コードを画像形成に必要なビットデータに展開するとともに、エンジン内部の情報を通信等によって読み取り、それを表示する。エンジン制御部３０２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ内臓のワンチップマイクロコンピュータを有し、同様にマイクロコンピュータを有するプリンタ制御部３０１とシリアル通信によって情報を授受する。
【００２３】
また、エンジン制御部３０２は、制御部３０３、検知部３０４、搬送部３０５及び画像形成部３０６を含む。制御部３０３は、制御手段として機能し、主に、画像形成のタイミングを制御している。例えば、制御部３０３は、カセット１２２に記録材１２１が収容されていることが確認された後にトナー像の形成を開始するように制御する。また、制御部３０３は、カセット１２２に記録材１２１が収容されていることが確認される前に静電潜像の形成を開始するように制御してもよい。制御部３０３によって制御される画像形成タイミングにより、プリンタ１００は、効率的に画像形成を行うことができる。
【００２４】
検知部３０４は、記録材有無センサ１２４を用いてカセット１２２内に１枚以上の記録材１２１が収容されているか否かを検知する。具体的に、検知部３０４は、上述した条件式で示したように、カセット１２２を含む記録材１２１の搬送経路において現在の画像形成に用いられる記録材１２１の後端が通過済みとなる位置で、カセット１２２に記録材１２１が収容されているか否かを検知する。これにより、検知部３０４は、次の画像形成に用いられる記録材１２１へ転写するためのトナー像の形成が開始される前に、カセット１２２内に記録材１２１が収容されているか否かを検知することができる。また、検知部３０４は、フォトトランジスタ２０２によって反射光が受光された場合は記録材１２１がカセット１２２に収容されていると判断する。一方、フォトトランジスタ２０２によって反射光が受光されない場合、検知部３０４は、記録材１２１がカセット１２２に収容されていないと判断する。
【００２５】
搬送部３０５は、ローラ３１０を用いて、記録材１２１の搬送を制御する。ここで、ローラ３１０は、図１に示す各ローラ、例えば、給送ローラ１２５やレジストローラ１２７などを示す。
【００２６】
画像形成部３０６は、トナー像を形成するための図１に示す各構成要素を制御する。具体的に、画像形成部３０６は、レーザスキャナ１１１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、帯電ローラ１１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、感光ドラム１１３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）及び現像器１１６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を制御して、トナー像を形成する。したがって、制御部３０３は、カセット１２２に記録材１２１が収容されていないと検知された段階で、画像形成部３０６に対して画像形成を中断する指示を通知することが必要となる。これにより、トナー像の形成を中断させ、無駄なトナー消費を抑制することができる。
【００２７】
＜他の構成における問題点＞
次に、図４乃至図１０を参照して、考えられる記録材有無センサの他の配置例又は他の構成例における問題点について説明する。図４は、記録材有無センサ４０１を備えるプリンタ４００を示す断面図である。記録材有無センサ４０１以外の各構成要素については、図１に示すプリンタ１００と同様であるため説明を省略する。
【００２８】
プリンタ４００は、カセット１２２から記録材１２１の給送を開始する給送ローラ１２５及び分離ローラ１２６ａ、１２６ｂの同一ユニット内、又は、近傍に配置される記録材有無センサ４０１を備える。この場合、記録材有無センサ４０１は、カセット１２２に記録材１２１が収容されているか否かを検知するために、当該記録材有無センサ４０１の位置を記録材１２１の後端が通過するまで検知することができない。
【００２９】
図５は、プリンタ４００において、カセット１２２内の記録材の残量と要求印刷枚数とが一致している場合の記録材検知シーケンスを説明するタイミングチャートである。なお、図５は、最後の記録材１２１に画像形成を行う際のタイミングを示す。５０１は、イエロー（Ｙ）のトナー像を形成するタイミングを示す。５０２は、マゼンダ（Ｍ）のトナー像を形成するタイミングを示す。５０３は、シアン（Ｃ）のトナー像を形成するタイミングを示す。５０４は、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するタイミングを示す。５０５は、記録材１２１を搬送するタイミングを示す。５０６は、記録材有無センサ４０１の駆動タイミングを示す。
【００３０】
中間転写ベルト１１７を用いたタンデム方式では、一般にカセット１２２からの給送動作よりも先に、画像形成を開始する必要がある。まず、印刷の要求がくると、中間転写ベルト１１７に対し最上流側のＹ画像から順に、Ｍ画像、Ｃ画像、Ｋ画像と画像形成が開始され、中間転写ベルト１１７に順次転写される。その中間転写ベルト１１７上の画像が二次転写ローラ１２８へ到着するタイミングに合わせてカセット１２２から記録材１２１の搬送が開始される。
【００３１】
一方、記録材有無センサ４０１は、記録材１２１の後端が当該記録材有無センサ４０１を抜けた直後（破線５０７のタイミング）に、カセット１２２内の記録材１２１が無くなったことを検知する。これにより、検知部３０４は、制御部３０３に対して、印刷終了後、又は、印刷中に記録材１２１が無くなったことを報告することができる。しかしながら、連続印刷において、印刷の途中に記録材１２１が無くなった場合、記録材有無センサ４０１では、次のトナー像の形成が開始される前にカセット１２２に記録材１２１が収容されているか否かを検知することができない。この原因について、図６を参照して説明する。
【００３２】
図６は、プリンタ４００において、カセット１２２内の記録材の残量が要求印刷枚数よりも少ない場合の記録材検知シーケンスを説明するタイミングチャートである。まず、印刷の要求がくると、図５と同様のシーケンスで印刷動作が開始される。しかし、カセット１２２内の最後の記録材の後端が記録材有無センサ４０１を通過し、記録材１２１が無くなったことを検出した時（破線５０７のタイミング）には、既にＹ画像とＭ画像の形成が開始されている。これらのＹ画像及びＭ画像に使用されたトナーは、感光ドラムクリーナ１１４Ｙやベルトクリーナ１１９によって廃棄される。したがって、無駄にトナーを消費することとなる。さらには、感光ドラムクリーナ１１４Ｙやベルトクリーナ１１９にも大きな負担を与え、装置や消耗品の寿命を短くしてしまうという問題に繋がる。
【００３３】
無駄なトナーの消費を抑制するために、上述したような構成に加えて、カセット１２２に収容されている記録材１２１の残量を検出する測距センサ７０１を備える構成も考えられる。この構成について、図７及び図８を参照して詳細に説明を記載する。図７は、記録材有無センサ４０１及び測距センサ７０１を備えるプリンタ７００を示す断面図である。図８は、プリンタ７００において、カセット１２２内の記録材の残量が要求印刷枚数よりも少ない場合の記録材検知シーケンスを説明するタイミングチャートである。
【００３４】
プリンタ７００は、記録材有無センサ４０１に加えて、測距センサ７０１を備える。測距センサ７０１は、カセット１２２に収容された記録材１２１の残量を検出するセンサである。
【００３５】
プリンタ７００は、測距センサ７０１を用いて検出した記録材１２１の残量によって連続印刷する際の画像形成間隔８０１を変更することができる。例えば、プリンタ７００は、記録材１２１の残量が予め定められた規定量を下回ると画像形成間隔８０１を長くする。これにより、プリンタ７００は、連続印刷中に記録材１２１が無くなった場合であっても、次の記録材に形成されるトナー像の形成を開始する前にカセット１２２に記録材１２１が収容されているか否か検知することができる。具体的に、図８に示すように、図８に示す破線５０７のタイミングでは、各色のトナー像の形成は開始されていない。したがって、プリンタ７００は、無駄なトナーの消費を抑制することができる。
【００３６】
しかしながら、プリンタ７００においては、以下のような問題がある。プリンタ７００では、測距センサ７０１の精度に応じて、上述した規定量を変更する必要がある。また、測距センサ７０１の精度を高くするほどコストが増大してしまうため、精度の低い測距センサ７０１が用いられる場合が想定される。このような安価な測距センサ７０１を用いた場合、精度が低いため、規定量を大きく設定する必要がある。これは、連続印刷が要求された場合に、多くの割合で画像形成間隔８０１が長く設定され、画像形成のスループットが低下させられることを示す。したがって、連続印刷においては、生産性を下げている割合が多くなってしまうという問題がある。
【００３７】
また、記録材有無センサをカセット１２２のサイズ規制ガイド１２３に設ける構成も考えられる。この構成について、図９及び図１０を参照して詳細に説明を記載する。図９は、記録材有無センサ９０１を備えるプリンタ９００を示す断面図である。図１０は、プリンタ９００において、カセット１２２内の記録材の残量が要求印刷枚数よりも少ない場合の記録材検知シーケンスを説明するタイミングチャートである。
【００３８】
プリンタ９００は、サイズ規制ガイド１２３に連動して移動するように配置された記録材有無センサ９０１を備える。したがって、記録材有無センサ９０１は、どのようなサイズの記録材１２１がカセット１２２に収容された場合であっても、記録材１２１を少し搬送した時点で次の画像形成に使用される記録材１２１が収容されているか否かを検知することができる。これは、記録材有無センサ９０１が、常に記録材１２１の搬送方向に対して後端となる端部の近傍に位置しているため可能となる。
【００３９】
具体的に、図１０に示すように、記録材有無センサ９０１は、破線１００１に示すタイミングでカセット１２２に記録材１２１が収容されているか否か検知することができる。即ち、記録材有無センサ９０１は、次回のトナー像の形成が開始される前に、当該画像形成に使用される記録材１２１の有無を検知することができる。これにより、プリンタ９００は、無駄なトナーの消費を抑制することができる。
【００４０】
しかしながら、プリンタ９００においては、以下のような問題がある。記録材有無センサ９０１は、プリンタ９００の本体ではなく、カセット１２２側に設けられる必要がある。また、一般に、カセット１２２は、プリンタ９００本体から引き出す方式になっている。これは、完全に取り外しできない構成であっても、記録材有無センサ９０１からのケーブルをカセット１２２の開閉に合わせて折りたたむ複雑な構成を必要とし、組立性も悪くなる。また、カセット１２２が完全に取り外しできる構成の場合は、ドロアコネクタなどが必要となり、コストの増大に繋がるという問題がある。
【００４１】
＜プリンタ１００の動作＞
次に、図１１及び図１２を参照して、本実施形態に係るプリンタ１００の動作について説明する。図１１は、第１の実施形態に係るプリンタ１００において、カセット１２２内の記録材の残量が要求印刷枚数よりも少ない場合の記録材検知シーケンスを説明するタイミングチャートである。ここでは、トナー像と記録材１２１を重ね合わせて転写する二次転写ローラ１２８から一番遠くに配置されているカートリッジ１１２Ｙでの画像形成と記録材１２１の搬送タイミングとの関係についてのみ説明を記載する。したがって、他のカートリッジ１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋについての説明は省略する。
【００４２】
１１０１は、イエロー（Ｙ）のトナー像を形成するタイミングを示す。１１０２は、記録材１２１を搬送するタイミングを示す。１１０３は、記録材有無センサ１２４の駆動タイミングを示す。
【００４３】
感光ドラム１１３Ｙのレーザ照射位置から一次転写ローラ１１８Ｙまでの画像の移動時間Ｔｄは、感光ドラム１１３Ｙのレーザ照射点から一次転写ローラ１１８Ｙまでの距離Ｌｄと感光ドラム１１３Ｙの角速度Ｖｄとによって決定される。具体的に、その画像が感光ドラム１１３Ｙ上を移動する時間Ｔｄは、Ｌｄ／Ｖｄとなる。一次転写ローラ１１８Ｙによって中間転写ベルト１１７上に転写された後の画像の移動時間Ｔｂは、一次転写ローラ１１８Ｙから二次転写ローラ１２８Ｙまでの距離Ｌｂと中間転写ベルト１１７の表面速度Ｖｂによって決定される。具体的に、その画像が中間転写ベルト１１７上を移動する時間Ｔｂは、Ｌｂ／Ｖｂとなる。
【００４４】
また、記録材１２１の搬送が開始されてから二次転写ローラ１２８に到着するまでの時間は、給送開始位置Ｑから二次転写ローラ１２８までの距離Ｌｐと、記録材１２１を搬送する各ローラの表面速度Ｖｐによって決定される。具体的に、記録材１２１の搬送時間Ｔｐは、Ｌｐ／Ｖｐとなる。ここで、給送開始位置Ｑとは、カセット１２２における記録材１２１の搬送方向側の端部を示す。
【００４５】
したがって、図１１に示すように、画像の形成を開始してから二次転写ローラ１２８に画像が到着するまでの時間は、Ｔｄ＋Ｔｂとなる。また、画像が二次転写ローラ１２８に到着するタイミングに合わせて記録材の搬送を行うため、プリンタ１００は、画像の形成を開始してからＴｄ＋Ｔｂ−Ｔｐのタイミングでカセット１２２から記録材１２１の搬送を開始する。さらに、連続印刷中の画像はある一定の時間間隔Ｔｇが設けられて、周期的に形成が繰り返される。したがって、この画像形成間隔Ｔｇを考慮して、記録材１２１の搬送も同じ一定の時間間隔Ｔｇで繰り返される。
【００４６】
本実施形態によれば、記録材有無センサ１２４は、給送開始位置ＱからＶｐ＊（Ｔｄ＋Ｔｂ−Ｔｐ−Ｔｇ）以上離れた検知位置Ｐで、カセット１２２に記録材１２１が収容されているか否かを検知する。この検知位置Ｐは、記録材有無センサ１２４が検知を行うタイミングにおいて、当該記録材有無センサ１２４が光を照射する位置であって、かつ、記録材１２１の後端が通過している位置となる。さらに、検知位置Ｐは、給送開始位置Ｑから、プリンタ１００に収容される記録材の中で搬送方向の長さが最小長の記録材の長さＬｓよりも短いことが望ましい。例えば、この長さＬｓよりも長い位置に検知位置Ｐが設定された場合、収容されている記録材１２１の後端が常に記録材有無センサ１２４からの光が当たらない位置となる場合も想定される。この場合、プリンタ１００は、常に記録材１２１が収容されていないと判断する虞がある。
【００４７】
したがって、給送開始位置Ｑから検知位置Ｐまでの距離Ｘは、以下の条件式を満たす必要がある。
Ｖｐ＊（Ｔｄ＋Ｔｂ−Ｔｐ−Ｔｇ）＜Ｘ＜Ｌｓ
この条件式は、図１１に示す領域１１０４のタイミングに対応する。
【００４８】
図１２は、第１の実施形態に係るプリンタ１００における記録材検知シーケンスの処理手順を示すフローチャートである。以下で説明する記録材検知シーケンスの処理は、制御部３０３が統括的に制御を行う。なお、ここで説明するフローチャートについては、要求印刷枚数が２枚である連続印刷を想定している。
【００４９】
ステップ１２０１において、制御部３０３は、画像形成部３０６によって１枚目の画像形成を開始させる。画像形成部３０６は、Ｙ画像の形成から開始させ、まずレーザスキャナ１１１Ｙによる露光を開始させる。Ｓ１２０１の処理が開始されてからＴｄ＋Ｔｂ−Ｔｐの時間が経過すると、ステップＳ１２０２において、制御部３０３は、搬送部３０５によって１枚目の記録材１２１の搬送を開始させる。搬送部３０５は、給送ローラ１２５及び分離ローラ１２６ａ、１２６ｂを用いて、カセット１２２から１枚目の記録材１２１を給送する。
【００５０】
その後、１枚目の記録材１２１の後端が記録材有無センサ１２４を通過すると、Ｓ１２０３において、制御部３０３は、検知部３０４によってカセット１２２に記録材１２１が収容されているか否かを検知させる。検知部３０４は、記録材有無センサ１２４を駆動し、フォトトランジスタ２０２で記録材１２１による反射光が受光されたか否かを判定する。ここで、検知部３０４は、反射光が受光された場合に、記録材１２１がカセット１２２に収容されていると判断して処理をＳ１２０５に遷移させる。一方、反射光が受光されない場合は記録材１２１がカセット１２２に収容されていないと判断して処理をＳ１２０７に遷移させる。
【００５１】
Ｓ１２０５において、制御部３０３は、１枚目のＹ画像の形成が完了してから画像形成間隔Ｔｇが経過した後に、画像形成部３０６によって２枚目の記録材１２１に転写する画像の形成を開始させる。続いて、Ｓ１２０２と同様に、画像形成が開始されてからＴｄ＋Ｔｂ−Ｔｐの時間が経過すると、ステップＳ１２０６において、制御部３０３は、搬送部３０５によって２枚目の記録材１２１の搬送を開始させる。
【００５２】
一方、Ｓ１２０７において、制御部３０３は、記録材１２１がカセット１２２に収容されていないと判断し、画像形成を中断する。これにより、プリンタ１００は、連続印刷において途中で記録材１２１が無くなった場合であっても、無駄なトナーの消費を抑制することができる。
【００５３】
また、制御部３０３は、カセット１２２に記録材１２１が収容されていることが確認される前にレーザスキャナ１１１による露光を開始させてもよい。この場合、制御部３０３は、Ｓ１２０４でカセット１２２に記録材１２１が収容されていることが確認された後に現像器１１６による静電潜像の現像を開始する。さらに、ここでは、要求印刷枚数を２枚として説明したが、３枚上である場合は、Ｓ１２０４乃至Ｓ１２０７の処理が繰り返し行われることとなる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態に係るプリンタ１００は、次の画像形成に用いられる記録材１２１へ転写するためのトナー像の形成が開始される前に、記録材１２１がカセット１２２内に収容されているか否かを検知する記録材有無センサ１２４を備える。したがって、本プリンタ１００は、安価な構成の記録材有無センサ１２４を用いて、かつ、画像形成のスループットを低下させることなく、無駄なトナーの消費を抑制することができる。
【００５５】
なお、本発明は、上記実施形態に限らず様々な変形が可能となる。給送開始位置から検知位置Ｐまでの距離Ｘが、カセット１２２に収容可能な記録材１２１の中で搬送方向の長さが最小長の記録材の長さよりも短くしてもよい。これにより、本プリンタ１００は、収容可能な全ての記録材に対して行われる連続印刷において、無駄なトナーの消費を抑制することができる。
【００５６】
また、記録材有無センサ１２４は、カセット１２２の外部であって、プリンタ１００の本体側に配置されることが望ましい。これにより、プリンタ１００は、容易な構成で記録材有無センサ１２４を設けることができ、コストの増大を抑制することができる。
【００５７】
［第２の実施形態］
次に、図１３乃至図１５を参照して、第２の実施形態について説明する。本実施形態は、記録材１２１の給送開始位置Ｑと分離ローラ１２６ａ、１２６ｂとの間の距離を考慮した記録材有無センサ１２４による検知を特徴とする。これは、給送ローラ１２５によって複数枚の記録材１２１が給送された場合を考慮している。図１３は、第２の実施形態に係る給送ローラ１２５及び分離ローラ１２６ａ、１２６ｂの構成を示す図である。
【００５８】
カセット１２２内には、複数枚の記録材１２１が収容され、収容されている記録材１２１の枚数が少なくなると、リフトアップする積載テーブル１３０１が設けられている。その積載テーブル１３０１上に積載された記録材１２１を搬送できるように給送ローラ１２５が設置される。さらに、給送開始位置Ｑから記録材１２１の搬送方向にＬｔ離れた位置に複数枚の記録材１２１を分離するための分離ローラ１２６ａ、１２６ｂが設置される。
【００５９】
積載テーブル１３０１上に積載された記録材１２１は、給送ローラ１２５によって繰り出し力が与えられて搬送される。ここで、給送ローラ１２５は、最上部に積載された１枚目の記録材１２１のみを搬送しようとする。しかし、２枚目以降の記録材１２１との摩擦力や静電気力により、１枚目の記録材１２１の搬送とともに、２枚目以降の記録材１２１も分離ローラ１２６ａ、１２６ｂの位置まで搬送される可能性がある。一般に、この現象は、連出しと呼ばれる。そのため、分離ローラ１２６ａ、１２６ｂは、搬送されてきた複数枚の記録材１２１の中から１枚目のみを分離して機内に搬送する。
【００６０】
図１４は、第２の実施形態に係るプリンタ１４００の全体構成を示す断面図である。ここでは、基本的な構成が第１の実施形態と同様であるため、記録材有無センサ１２４の配置についてのみ説明を記載する。
【００６１】
本実施形態に係るプリンタ１４００は、以下の条件式に対応した検知位置Ｐでカセット１２２内に記録材１２１が収容されているか否かを検知するための記録材有無センサ１４０１を備える。
Ｖｐ＊（Ｔｄ＋Ｔｂ−Ｔｐ−Ｔｇ）＜Ｘ＜Ｌｓ−Ｌｔ
ここで、Ｔｄは、感光ドラム１１３Ｙ上に静電潜像の形成が開始されてから現像されたトナー像が中間転写ベルト１１７に転写されるまでの時間を示す。Ｔｂは、トナー像が中間転写ベルト１１７に転写されてから記録材への転写位置へ到着するまでの時間を示す。ここで、転写位置とは、記録材にトナー像を転写する二次転写ローラ１２８が配置されている位置を示す。Ｔｐは、記録材１２１の給送が開始されてから記録材１２１の先端が転写位置へ到着するまでの時間を示す。Ｔｇは、連続して画像を形成する場合に設けられる画像形成間隔の時間を示す。Ｖｐは、記録材１２１の搬送速度を示す。Ｌｓは、プリンタ１４００がサポートする記録材の中で搬送方向の長さが最小長の記録材の長さを示す。Ｌｔは、給送開始位置Ｑから分離ローラ１２６ａ、１２６ｂまでの長さを示す。したがって、Ｌｓ−Ｌｔは、最小長の記録材の長さＬｓから給送開始位置Ｑと分離ローラ１２６ａ、１２６ｂとの間の距離Ｌｓを減算した長さとなる。Ｘは、カセット１２２において記録材１２１の搬送方向の先端となる給送開始位置Ｑから検知位置Ｐまでの距離を示す。このように、記録材有無センサ１４０１は、距離Ｘの範囲内に配置されるか、或いは、距離Ｘの範囲内でカセット１２２に記録材１２１が収容されているか否かを検知することができる位置に配置される。
【００６２】
図１５は、第２の実施形態に係るプリンタ１４００において、カセット１２２内の記録材の残量が要求印刷枚数よりも少ない場合の記録材検知シーケンスを説明するタイミングチャートである。ここでは、二次転写ローラ１２８から一番遠くに配置されているカートリッジ１１２Ｙでの画像形成と記録材１２１の搬送タイミングとの関係について記載する。したがって、他のカートリッジ１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２Ｋについての説明は省略する。また、図１１の説明と重複する部分については、説明を省略する。
【００６３】
１５０１は、イエロー（Ｙ）のトナー像を形成するタイミングを示す。１５０２は、図１３に示す連出しが発生しない場合の記録材１２１を搬送するタイミングを示す。１５０３は、図１３に示す連出しが発生する場合に記録材１２１を搬送するタイミングを示す。１５０４は、記録材有無センサ１４０１の駆動タイミングを示す。
【００６４】
記録材有無センサ１４０１は、上述した条件式に示すように、給送開始位置ＱからＶｐ＊（Ｔｄ＋Ｔｂ−Ｔｐ−Ｔｇ）以上離れた位置であって、給送開始位置ＱからＬｓ−Ｌｔ以内の位置で記録材１２１が収容されているか否かを検知する。一方、記録材有無センサ１４０１が検知するタイミングは、領域１５０５で示す範囲内となる。
【００６５】
このように、記録材有無センサ１４０１は、Ｌｓ−Ｌｔ以内の位置で記録材１２１の有無を検知するため、前の記録材の搬送によって、最後の記録材１２１の先端が分離ローラ１２６ａ、１２６ｂまで到達している場合であっても正確に検知することができる。したがって、本プリンタ１４００は、連出しが発生した場合であっても、記録材１２１が収容されているか否かを正確に検知することができ、誤検知による誤動作を抑制しうる。
【００６６】
［第３の実施形態］
次に、図１６を参照して、第３の実施形態について説明する。本実施形態に係るプリンタ１６００は、記録材有無センサ１２４と異なる構成の記録材有無センサ１６０１を備えることを特徴とする。図１６は、第３の実施形態に係るプリンタ１６００の一部を示す断面図である。ここでは、第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明を記載する。即ち、記録材有無センサ１６０１の構成についてのみ説明を記載する。
【００６７】
プリンタ１６００は、記録材有無センサ１６０１を備える。記録材有無センサ１６０１は、ＬＥＤ１６０２からなる発光部とフォトトランジスタ１６０３からなる受光部から構成されている。ＬＥＤ１６０２は、カセット１２２の上部に配置される。一方、フォトトランジスタ１６０３は、ＬＥＤ１６０２から発光された光を受光可能な位置に配置される。例えば、図１６に示すように、フォトトランジスタ１６０３は、カセット１２２の下部に配置される。この場合、カセット１２２における記録材１２１を積載する底部は、ＬＥＤ１６０２から発光された光を透過する材質で形成されることが望ましい。
【００６８】
上述のような構成とすることで、カセット１２２内に記録材１２１が収容されているときはＬＥＤ１６０２からの光が記録材１２１に遮断され、フォトトランジスタ１６０３で受光することができない。一方、カセット１２２内に記録材１２１が無い時はＬＥＤ１６０２の光を遮断するものがないため、フォトトランジスタ１６０３で受光される
したがって、検知部３０４は、フォトトランジスタ１６０３によってＬＥＤ１６０２から発光された光が受光されない場合にカセット１２２に記録材１２１が収容されていると判断する。一方、検知部３０４は、フォトトランジスタ１６０３によってＬＥＤ１６０２から発光された光が受光された場合にカセット１２２に記録材１２１が収容されていないと判断する。
【００６９】
また、ＬＥＤ１６０２、フォトトランジスタ１６０３はプリンタ１６００の本体側に設置されている。即ち、ＬＥＤ１６０２及びフォトトランジスタ１６０３に接続されるケーブルもカセット１２２内に設置する必要がない。したがって、記録材有無センサ１６０１からのケーブルをカセット１２２の開閉に合わせて折りたたむような複雑な構成や、ドロアコネクタ等が不要となる。したがって、本プリンタ１６００は、コストを増大や印刷の生産性の低下を抑制するとともに、カセット１２２内の記録材１２１が無くなった際の無駄なトナーの消費を抑制することができる。
【００７０】
また、上記実施形態において、記録材を収容する収容部としてカセットを使用する構成で説明したが、例えば、記録材収容部として一般的に使用される手差しトレイ等の収容部を用いた場合でも本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】第１の実施形態に係るプリンタ１００の全体構成を示す断面図である。
【図２Ａ】、
【図２Ｂ】第１の実施形態に係る記録材有無センサ１２４の一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係るプリンタ１００の制御ブロックを示す図である。
【図４】記録材有無センサ４０１を備えるプリンタ４００を示す断面図である。
【図５】プリンタ４００において、カセット１２２内の記録材の残量と要求印刷枚数とが一致している場合の記録材検知シーケンスを説明するタイミングチャートである。
【図６】プリンタ４００において、カセット１２２内の記録材の残量が要求印刷枚数よりも少ない場合の記録材検知シーケンスを説明するタイミングチャートである。
【図７】記録材有無センサ４０１及び測距センサ７０１を備えるプリンタ７００を示す断面図である。
【図８】プリンタ７００において、カセット１２２内の記録材の残量が要求印刷枚数よりも少ない場合の記録材検知シーケンスを説明するタイミングチャートである。
【図９】記録材有無センサ９０１を備えるプリンタ９００を示す断面図である。
【図１０】プリンタ９００において、カセット１２２内の記録材の残量が要求印刷枚数よりも少ない場合の記録材検知シーケンスを説明するタイミングチャートである。
【図１１】第１の実施形態に係るプリンタ１００において、カセット１２２内の記録材の残量が要求印刷枚数よりも少ない場合の記録材検知シーケンスを説明するタイミングチャートである。
【図１２】第１の実施形態に係るプリンタ１００における記録材検知シーケンスの処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施形態に係る給送ローラ１２５及び分離ローラ１２６ａ、１２６ｂの構成を示す図である。
【図１４】第２の実施形態に係るプリンタ１４００の全体構成を示す断面図である。
【図１５】第２の実施形態に係るプリンタ１４００において、カセット１２２内の記録材の残量が要求印刷枚数よりも少ない場合の記録材検知シーケンスを説明するタイミングチャートである。
【図１６】第３の実施形態に係るプリンタ１６００の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１００：プリンタ
１１１：レーザスキャナ
１１２：カートリッジ
１１３：感光ドラム
１１４：感光ドラムクリーナ
１１５：帯電ローラ
１１６：現像器
１１７：中間転写ベルト
１１８：一次転写ローラ
１２１：記録材
１２２：カセット
１２４：記録材有無センサ
１２５：給送ローラ
１２６ａ、ｂ：分離ローラ
１２７：レジストローラ
１２８：二次転写ローラ
【図１】
2008276013.tif 000003
【図２Ａ】
2008276013.tif 000004
【図２Ｂ】
2008276013.tif 000005
【図３】
2008276013.tif 000006
【図４】
2008276013.tif 000007
【図５】
2008276013.tif 000008
【図６】
2008276013.tif 000009
【図７】
2008276013.tif 000010
【図８】
2008276013.tif 000011
【図９】
2008276013.tif 000012
【図１０】
2008276013.tif 000013
【図１１】
2008276013.tif 000014
【図１２】
2008276013.tif 000015
【図１３】
2008276013.tif 000016
【図１４】
2008276013.tif 000017
【図１５】
2008276013.tif 000018
【図１６】
2008276013.tif 000019