(57)【要約】【課題】原価節減と高生産性を両立させつつ、用紙切れの際にトナーの無駄な消費を発生させない画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の感光ドラム２と、回転転写ベルト９と、最下流側の感光ドラム２ｄよりも下流側に配置された用紙転写器８と、用紙の収納手段１４と、最下流側の感光ドラム２ｄのトナー像転写位置から用紙転写器８に至るまでのトナー像搬送パスＫ３が、収納手段１４に収容される最上位置の用紙の先端から用紙転写器８に至るまでの給紙パスＫ１、Ｋ２より長く、用紙の搬送動作よりもトナー像の転写動作を先行させる画像形成装置において、収納手段１４が、主ホッパ１３と、所定長さ以上主ホッパ１３より給紙パスが短くなるように配置された補助ホッパ１２と、を有するようにし、また、主ホッパ１３内の用紙の有無を検出する検出手段と、用紙切れになったとき補助ホッパ１２から給紙を行うようにするホッパ切換え手段と、を設けた。【選択図】図１
2009180924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体と、
該複数の像担持体に順次接触し、像担持体上のトナー像が転写される回転転写ベルトと、
前記複数の像担持体のうち最下流側の像担持体よりも下流側に配置され、前記回転転写ベルトに転写されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、
用紙を収納する収納手段と、
前記複数の像担持体のうち最下流側の像担持体のトナー像転写位置から前記転写手段に至るまでのトナー像搬送パスが、前記収納手段に収容される最上位置の用紙の先端から前記転写手段に至るまでの給紙パスより長く、前記収納手段からの最上位置の用紙の搬送動作よりもトナー像の転写動作を先行させる画像形成装置において、
前記収納手段が、主ホッパと、用紙の送り方向長さ以上の長さ主ホッパより給紙パスが短くなるように配置された補助ホッパと、を有し、
主ホッパ内の用紙の有無を検出する検出手段と、
該検出手段により用紙切れになったことが検出されたとき、補助ホッパから給紙を行うように切換えるホッパ切換え手段と、
が設けられている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
主ホッパが用紙切れになった後の補助ホッパからの給紙動作中に、前記検出手段が用紙が有ることを検出したとき、前記ホッパ切換え手段は主ホッパから給紙を行うように切換えを行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、
補助ホッパからの給紙動作が一定枚数を超えた場合、前記ホッパ切換え手段は補助ホッパからの給紙動作から主ホッパからの給紙動作へ切換え、補助ホッパへの用紙補給要求を行うために警告ランプが点灯する
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フルカラープリンタやスポットカラープリンタなどの多色画像形成装置では、無端ベルトからなる回転転写ベルトの走行方向に沿って複数の像担持体を設け、各像担持体に形成された静電潜像に、異なるカラーのトナーを吸着させてトナー像を形成し、順次、転写ベルトに転写するタンデム方式が採用されている。
タンデム方式の画像形成装置では、回転転写ベルトの長さと給紙パスの長さとの関係で、像担持体上に作像を開始してから一定時間経過後に給紙を行うものが知られている。この装置の場合、連続印刷中は、作像が一定間隔に行われることから、給紙も一定間隔に行われるのが一般的である。
しかし、作像開始時点で用紙の有無を確認する検出センサによって用紙がないと判断されれば当然作像は行わないが、用紙残量が一枚しかなく、かつ、２枚以上の出力をする場合、１枚目の作像を行った後に用紙切れとなったとき、既に形成済みの２枚目のトナー像は用紙に転写されることなく廃棄されることになる。
【０００３】
このトナーの無駄の問題への対応として、ホッパ内の用紙残量を正確に検出することができる検出センサを設けて、最後の一枚の用紙に対応する作像を行ったところで画像形成に係わる処理を停止し、無駄なトナー消費の発生を防ぐ技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、別の対応として、１枚目の作像を行った後に用紙無しとなった場合、転写ベルトに接触している複数の像担持体及びベルトクリーナ等を転写ベルトから離隔することで、ベルト上にトナー像を残し、ホッパ内に用紙が補給されると給紙を再開し、ベルト上のトナー像を用いて印刷を開始する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７２９８４号公報
【特許文献２】特開２００６−７８６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された技術は、最後の一枚の用紙に対応する作像を行ったところで画像形成に係わる処理を停止するので、生産性が低下するという問題があった。また、検出センサは、用紙切れ間近の用紙残量を正確に把握する必要があり、当該検出センサの適用が画像形成装置のコストアップに繋がるという問題があった。
特許文献２の技術は、用紙無し検出した後、用紙ホッパへ用紙を補給するまで間、次の画像形成動作に移行することができず、生産性が低下する問題があった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、原価節減と高生産性を両立させつつ、用紙切れの際にトナーの無駄な消費を発生させない画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置は、複数の像担持体と、該複数の像担持体に順次接触し、像担持体上のトナー像が転写される回転転写ベルトと、前記複数の像担持体のうち最下流側の像担持体よりも下流側に配置され、前記回転転写ベルトに転写されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、用紙を収納する収納手段と、前記複数の像担持体のうち最下流側の像担持体のトナー像転写位置から前記転写手段に至るまでのトナー像搬送パスが、前記収納手段に収容される最上位置の用紙の先端から前記転写手段に至るまでの給紙パスより長く、前記収納手段からの最上位置の用紙の搬送動作よりもトナー像の転写動作を先行させる画像形成装置において、前記収納手段が、主ホッパと、用紙の送り方向長さ以上の長さ主ホッパより給紙パスが短くなるように配置された補助ホッパと、を有し、主ホッパ内の用紙の有無を検出する検出手段と、該検出手段により用紙切れになったことが検出されたとき、補助ホッパから給紙を行うように切換えるホッパ切換え手段と、が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の画像形成装置は、さらに、主ホッパが用紙切れになった後の補助ホッパからの給紙動作中に、前記検出手段が用紙が有ることを検出したとき、前記ホッパ切換え手段は主ホッパから給紙を行うように切換えを行うことを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、補助ホッパからの給紙動作が一定枚数を超えた場合、前記ホッパ切換え手段は補助ホッパからの給紙動作から主ホッパからの給紙動作へ切換え、補助ホッパへの用紙補給要求を行うために警告ランプが点灯することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記解決する手段としての画像形成装置では、原価節減と高生産性を両立させつつ、用紙切れの際にトナーの無駄な消費を発生させない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するもので
はない。
【００１０】
まず、図１を用いて４色フルカラー画像形成装置の概略を説明する。画像形成装置は、回転転写ベルト９の走行方向に沿って配置された４個の画像形成ユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを有する。画像形成ユニット１ａは、像担持体としての感光ドラム２ａ、ドラム帯電器３ａ、露光装置４ａ、現像器５ａ、転写器６ａ、クリーニング装置７ａ等から構成されている。画像形成ユニット１ｂ〜１ｄも、１ａと同様に構成されている。画像形成ユニット１ａ〜１ｄは、例えば、１ａがイエロー、１ｂがマゼンダ、１ｃがシアン、１ｄがブラック、とそれぞれ異なる色の画像を形成する。
感光ドラム２ａは、装置制御部から画像形成動作の開始指示信号を受けると、回転を始め、画像形成動作が終了するまで回転を続ける。感光ドラム２ａが回転を開始すると、ドラム帯電器３ａに高電圧が印加され、感光ドラム２ａの表面に負の電荷が均一に帯電する。
【００１１】
そして、ドットイメージに変換された文字データや図形データを含む光学像がレーザ光として、露光装置４ａから出射され、感光ドラム２ａ表面に照射される。露光装置４ａからのレーザ光の照射により、感光ドラム２ａ上の電荷の低下した部分が、現像器５ａと対向する位置に到達すると、感光ドラム２ａ上の電荷の低下した部分に、負電荷に帯電したトナーが引き付けられ、トナー像が形成される。
感光ドラム２ａ上に形成されたトナー像が転写器６ａに到達すると、そのトナー像は転写器６ａに印加された高電圧の作用によって回転転写ベルト９上に転写される。なお、トナー像転写位置を通過後も回転転写ベルト９に転写されずに感光ドラム２ａ上に残留しているトナーは、クリーニング装置７ａで清掃される。そして、画像形成装置は次の画像形成動作に備える。
【００１２】
画像形成ユニット１ａに続いて画像形成ユニット１ｂでも同様に画像形成動作が行われ、感光ドラム２ｂ上に形成されたトナー像が、転写器６ｂに印加された高電圧の作用により回転転写ベルト９上に転写される。
この時、画像形成ユニット１ａにて形成され、回転転写ベルト９上に転写された画像が、転写器６ｂに到達するタイミングと、感光ドラム２ｂ上に形成されたトナー像が、回転転写ベルト９に転写されるタイミングを合わせることにより画像形成ユニット１ａと画像形成ユニット１ｂで形成されたトナー像が回転転写ベルト９上で重なる。
同様に画像形成ユニット１ｃ、１ｄで形成されたトナー像を回転転写ベルト９上に重ねることによってフルカラー画像が回転転写ベルト９上に形成されることになる。
【００１３】
複数の感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのうち最下流側の感光ドラム２ｄよりも下流側には、転写手段である用紙転写器８が設けられている。この用紙転写器８は、回転転写ベルト９に転写されたトナー像を用紙に転写するための装置である。フルカラー画像が用紙転写器８に到達すると同時に、用紙を収納する収納手段１４から搬送されてきた用紙Ｐが用紙転写器８に到達し、用紙転写器８に印加された高電圧の作用によって回転転写ベルト９上のフルカラー画像が用紙Ｐに転写される。そして用紙Ｐが定着装置１０に搬送されると用紙上のトナー像が用紙Ｐに溶融定着される。なお、収納手段１４は主ホッパ１３と、主ホッパ１３より用紙Ｐの送り方向長さ以上に給紙パスが短くなるように配置された補助ホッパ１２とを有している。ここで、給紙パスとは、収納手段１４に収容される最上位置の用紙の先端から用紙転写器８に至るまでの経路をいう。主ホッパ１３からの給紙パスは図中、Ｋ１で示しており、補助ホッパ１２からの給紙パスは図中、Ｋ２で示している。また、複数の感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのうち最下流側の感光ドラム２ｄのトナー像転写位置から用紙転写器８に至るまでのトナー像搬送パスを図中、Ｋ３で示している。
一方、フルカラー画像が用紙転写器８通過後、回転転写ベルト９上には転写されないトナーが付着しており、そのトナーはベルト清掃機構１１によって清掃される。
上記画像形成装置は、収納手段１４からの最上位置の用紙の搬送動作よりもトナー像の転写動作を先行させるように作動する。
【００１４】
次に、図２乃至図７を用いて作像データに対する給紙搬送部の制御とタイミングシーケンスについて説明する。
図２に示すＴ１の周期で送信される作像データを画像形成装置が受信すると、図４に示すように作像データ受信処理１００が起動する。作像データ受信処理１００では、処理１０１で、主ホッパ給紙信号オンタイミング用タイマｔ１をスタートさせ、次に、処理１０２で、その受信データが１頁目であるかどうかが判断される。１頁目であれば作像データ受信処理１００を終了し、２頁目以降であれば、処理１０３で補助ホッパ給紙信号オンタイミング用タイマｔ２をスタートさせ、処理を終了する。
【００１５】
次に、図２に示すように、ｔ１のタイムアウトを契機として、主ホッパ給紙信号がオンになり、図５に示す主ホッパ給紙処理１０５を起動する。主ホッパ給紙処理１０５が起動すると処理１０６で用紙Ｅｍｐｔｙチェック用タイマＴ３がスタートする。さらに、処理１０７において補助ホッパ給紙モードチェックを行い、給紙モードが補助ホッパである場合はそのまま主ホッパ給紙処理１０５を終了するが、補助ホッパ給紙モードでない場合、すなわち主ホッパ給紙モードの場合は、処理１０８において主ホッパ給紙信号をオンにした後に主ホッパ給紙処理１０５を終了する。
また、用紙Ｅｍｐｔｙチェック用タイマＴ３がスタート中に次頁用作像データを受信するため、作像データ受信処理１００が起動し、次頁用の主ホッパ給紙信号オンタイミング用タイマｔ１と、次頁用の補助ホッパ給紙信号オンタイミング用タイマｔ２とがスタートしている。
【００１６】
次に、図２に示す用紙Ｅｍｐｔｙチェック用タイマＴ３がタイムアウトすると、図６に示すように、用紙チェック処理１１０が起動し、処理１１１において、主ホッパの用紙の有無を調べる。この時、主ホッパがＥｍｐｔｙである場合、すなわち用紙切れである場合には、処理１１２において、補助ホッパ給紙モードをセットして用紙チェック処理１１０を終了する。処理１１１において主ホッパがＥｍｐｔｙではない場合には、処理１１３において、補助ホッパ給紙タイミング用タイマｔ２を停止し、処理１１４において、主ホッパ給紙モードをセットして、用紙チェック処理１１０を終了する。 
次に補助ホッパ給紙タイミング用タイマｔ２がタイムアウトすると、図７に示す補助ホッパ給紙処理１２０が起動する。処理１２１では、補助ホッパ給紙信号をオン（図２参照）にして、補助ホッパ給紙処理１２０を終了する。
【００１７】
図２において３頁目の作像データ受信を契機に作像データ受信処理１００が実行され、主ホッパ給紙信号オンタイミング用タイマｔ１と補助ホッパ給紙信号オンタイミング用タイマｔ２をスタートさせる。主ホッパ給紙信号オンタイミング用タイマｔ１のタイムアウトを契機に図５に示す主ホッパ給紙処理１０５が実行され、用紙Ｅｍｐｔｙチェック用タイマＴ３（図２参照）をスタートさせる。この場合、処理１０７の判断は補助ホッパ給紙モードではないから、処理１０８で主ホッパ給紙信号をオンにし、主ホッパ給紙処理１０５を終了させる。次に用紙Ｅｍｐｔｙチェック用タイマＴ３のタイムアウトを契機に図６に示す用紙チェック処理１１０が起動し、処理１１１で主ホッパの用紙無しを検出することから、処理１１２に移り補助ホッパ給紙モードをセットして、用紙チェック処理１１０を終了する。この場合、以降の給紙は主ホッパへの給紙等により処理１１１において主ホッパがＥｍｐｔｙでないと判断されるまでは、補助ホッパ給紙信号オンタイミング用タイマｔ２がストップしないため、ｔ２のタイムアウトを契機に補助ホッパ給紙処理１２０が実行され、処理１２１で補助ホッパ給紙信号をオンにして、補助ホッパ給紙処理１２０を終了する。
この一連の流れによって、主ホッパから給紙中に主ホッパの用紙切れが起こった場合に、補助ホッパからの給紙処理に切り換わることになる。
【００１８】
主ホッパ内の用紙の有無を検出する検出手段としては、原価節減の観点から簡易なものが好ましく、用紙の有無のみを判別できればよい。例えば、感度の低い光センサを用いることができる。勿論、特許文献１に記載のように、主ホッパ又は補助ホッパにセットされている用紙を挟み込むようにして発光素子と受光素子とを設け、受光素子の受光量により検出することができる。この方法では、用紙の有無だけでなく用紙残り枚数を検知することができるが、検知センサが高価になる。
該検出手段により用紙切れになったことが検出されたとき、補助ホッパから給紙を行うように切換えるホッパ切換え手段としては、例えば、主ホッパの給紙コロ及び補助ホッパの給紙コロを回転させるステッピングモータ、及びトランジスタを用いたスイッチ回路などを含んだ公知の手段を用いることができる。本実施形態のホッパ切換え手段は、主ホッパから補助ホッパへの切換えも補助ホッパから主ホッパへの切換えも行うことができる。
【００１９】
次に、主ホッパが用紙切れになった後の補助ホッパからの給紙動作中に、検出手段が用紙が有ることを検出したとき、ホッパ切換え手段が主ホッパから給紙を行うように切換える動作について、説明する。
図３において、Ｎ＋１頁目の作像データ受信を契機に、図４に示す作像データ受信処理１００が実行され、主ホッパ給紙信号オンタイミング用タイマｔ１と補助ホッパ給紙信号オンタイミング用タイマｔ２をスタートさせる。主ホッパ給紙信号オンタイミング用タイマｔ１のタイムアウトを契機に図５に示す主ホッパ給紙処理１０５が実行され、用紙Ｅｍｐｔｙチェック用タイマＴ３をスタートさせる。この場合、処理１０７の判断は補助ホッパ給紙モードであるから、主ホッパ給紙処理１０５を終了させる。次に用紙Ｅｍｐｔｙチェック用タイマＴ３のタイムアウトを契機に図６に示す用紙チェック処理１１０が起動し、処理１１１で主ホッパの用紙有りを検出することから、処理１１３に移り補助ホッパ給紙タイミング用タイマｔ２をストップし、処理１１４において主ホッパ給紙モードをセットして、用紙チェック処理１１０を終了する。
この一連の流れによって、補助ホッパから給紙中に主ホッパへの用紙補給が行われた場合に、主ホッパからの給紙処理に切り換わる。
【００２０】
以上説明した動作を行うことにより、主ホッパの用紙無しを検出しても給紙先を補助ホッパに切換える制御を行うことにより、書込み済みの画像データを無駄にせず、給紙先ホッパの切換えに待ち時間も生じないため、生産性が良好である。すなわち、原価節減と高生産性を両立させつつ、用紙切れの際にトナーの無駄な消費を発生させない画像形成装置を提供することができる。
なお、本実施形態の画像形成装置は、補助ホッパからの給紙動作が一定枚数を超えた場合、ホッパ切換え手段が補助ホッパからの給紙動作から主ホッパからの給紙動作へ切換えを行い、その時、補助ホッパへの用紙補給要求を行うために警告ランプを点灯させるようにしてもよい。このようにすれば、補助ホッパの用紙切れを防止することができる。
【００２１】
また、本実施形態では、主ホッパと補助ホッパの２段構成の給紙カセットを用いた形態について説明したが、３個以上の給紙カセットが設けられた画像形成装置に適用してもよい。例えば、３個ある給紙カセットのうちの１個を主ホッパとし１個を補助ホッパとしてもよい。又は、１個を主ホッパとし、１個を補助ホッパとし、１個を補助ホッパを主ホッパとして補助する第２の補助ホッパとしてもよい。本発明の主ホッパと補助ホッパとの関係が含まれていればよく、上記実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す説明図である。
【図２】図２は、図１の画像形成装置の給紙搬送部のタイミングチャートである。
【図３】図３は、図１の画像形成装置の給紙搬送部のタイミングチャートである。
【図４】図４は、図１の画像形成装置における給紙搬送部の動作の流れの一部を示す説明図である。
【図５】図５は、図１の画像形成装置における給紙搬送部の動作の流れの一部を示す説明図である。
【図６】図６は、図１の画像形成装置における給紙搬送部の動作の流れの一部を示す説明図である。
【図７】図７は、図１の画像形成装置における給紙搬送部の動作の流れの一部を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  画像形成ユニット
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  感光ドラム
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  ドラム帯電器
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  露光装置
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ  現像器
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  転写器
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ  クリーニング装置
８  用紙転写器
９  回転転写ベルト
１０  定着装置
１１  ベルト清掃機構
１２  補助ホッパ
１３  主ホッパ
１４  収納手段
Ｋ１、Ｋ２  給紙パス
Ｋ３  トナー像搬送パス
Ｐ  用紙
【図１】
2009180924.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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