(57)【要約】【課題】定着部通過後のシートの分離不良を抑え、安定したシート搬送性を有する高生産性の画像形成装置を提供すること。【解決手段】シート上の画像を加圧加熱する定着装置を有し、先行するシートの後端と後行するシートの先端とを重ねて連続して搬送する搬送部を有する画像形成装置において、先行するシートと後続するシートとの重なり部は、一面目の先端と二面目の先端とで上と下の関係が逆になるように重ねられる。これにより、定着部通過後のシートの分離不良が抑えられ、安定したシート搬送性が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行するシートの後端と後行するシートの先端とを重ねて連続して搬送する搬送部と、シートの上のトナー像を加圧加熱する定着装置と、を有する画像形成装置において、
先行するシートと後続するシートとの重なり部は、一面目の先端と二面目の先端とで上と下の関係が逆になるように重ねられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
一面目の先端と二面目の先端での上と下の関係は、一面目の画像比率によって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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用して画像をシート上に形成する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式等の画像形成装置では、画像形成部で形成されたトナー画像をシート上に静電転写し、定着装置でトナー画像を溶融定着する方法を用いている。画像形成部に向けて連続して搬送される記録材としてのシートは、所定間隔（紙間）を保ちながら搬送される。
【０００３】
ところで、近年、画像形成装置の高生産性に対する要望が高まっている。このような要望に対応するため、シートの搬送速度を高速化し、単位時間の通紙枚数を上げている。
【０００４】
そこで、連続するシートの紙間を小さくし、シートの搬送速度を極力抑えつつ、単位時間あたりの通紙枚数を上げていくため、先行シートと後続シートの非画像部（余白部）を重ねて搬送する搬送方法が提案されている。
【０００５】
即ち、特許文献１に、シートを重ねる事によって画像形成部を通過する時間が最も短くなるようにし、画像形成作業を短時間化して高生産性を図ったものが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２に、両面記録の際も排出部に応じてシートの先後端の重なる方向を確実に切り換え、安定した重なり量及び重なり状態を形成しながら、シートを搬送するものが開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、先行シートの後端及び後続シートの先端が重なり合った状態で搬送される搬送過程を有し、電子写真感光ドラムと定着手段との間にシートの重なり部の位置関係を反転する反転手段を設けられる。そして、定着部での安定した搬送を実現するものが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開2001−324844号公報
【特許文献２】特開2002−160849号公報
【特許文献３】特開2003−98775号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、シートを重ねて搬送する搬送方法を用いたとしても、高生産性の要望に対応していくためには、シートの搬送速度を速めることが必要となり、トナー画像を定着装置で加熱される時間が短くなる。
【００１０】
そのため、トナーの溶融状態が悪くなる事や排出挙動が安定しない事による定着後の搬送補助手段（分離爪や分離ガイド）でのシートの引っ掛かりによる搬送不良や分離不良が発生しやすくなるという問題がある。
【００１１】
本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着部通過時のシートの分離不良を抑え、安定したシート搬送性を有する高生産性の画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、先行するシートの後端と後行するシートの先端とを重ねて連続して搬送する搬送部と、シート上のトナー像を加圧加熱する定着装置と、を有する画像形成装置において、先行するシートと後続するシートとの重なり部は、一面目の先端と二面目の先端とで上と下の関係が逆になるように重ねられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、定着部を通過した後のシートの分離不良が抑えられ、シートを安定して搬送することができる高生産性の画像形成装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略縦断面図である。図２は、図１の画像形成装置のブロック図である。
【００１５】
図１に示す画像形成装置では、画像形成手段である感光体ドラム１の表面を帯電装置２によって一様に帯電した後に露光手段３によってレーザ光を走査する。これにより、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成され、この静電潜像を現像手段４によって顕像化することによりトナー像が形成される。
【００１６】
感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、転写手段５によって給送されたシートに転写され、感光体ドラム１上に残留したトナーがクリーニング装置６によって除去される。
【００１７】
画像形成装置の下部には異なるサイズ、異なる方向の複数種類のシートを収納しうる複数の給送装置７が着脱可能に取り付けられており、シートは給送ローラ８及び図示しない分離爪によって一枚ずつ分離給送される。
【００１８】
給送されたシートは、搬送ローラ９によってレジストローラ対10へと搬送され、斜行を矯正されると共に、感光体ドラム１上のトナー像と同期して搬送される。そして、シートは、転写手段５によって感光体ドラム１からトナー像が転写された後に、搬送ベルト11によって定着装置12へと搬送され、加圧加熱されることによりトナー像がシートに永久定着される。
【００１９】
画像形成装置の上部には記録面を上にして排出するフェイスダウン排出部が設けられ、画像形成装置の側部には記録面を下にして排出するフェイスアップ排出部が設けられ、感光体ドラム１と給送装置７との間には再給送手段が設けられている。
【００２０】
定着装置12によって画像が定着されたシートは、切換部材13を切り換えることにより選択的に導かれる。定着装置12を抜けた後のシートは、後述する所望のタイミングで定着時の搬送速度よりも増速搬送される。
【００２１】
フェイスダウン排出部から排出する場合には、シートは切換部材13によって上方に向かう反転路15に導かれ、第一反転ローラ16及び排出ローラを兼ねる第二反転ローラ17によってフェイスダウン排出トレイ18に排出される。
【００２２】
また、フェイスアップ排出部から排出する場合には、シートは切換部材13によって画像形成装置の側方に設けられた排出ローラ19へと導かれ、フェイスアップ排出トレイ20へと排出、積載される。
【００２３】
一方、一面目に画像を記録したシートの二面目にも画像を記録、つまり両面記録する場合には、まず切換部材13によってシートを反転路15へと導き、第一反転ローラ16及び第二反転ローラ17によってシートを挟持搬送する。
【００２４】
そして、シート後端が切換部材13近傍の戻り防止部材14を通過したところで、第一反転ローラ16及び第二反転ローラ17の搬送方向を逆転し、再給送手段の両面搬送路21へと導く。ここで戻り防止部材14は、シートが定着装置12へと戻らないよう切換部材13近傍を遮っている。
【００２５】
両面搬送路21においては、複数の両面搬送ローラ22が設けられており、再びシートをレジストローラ対10へと給送する。このように反転路15によってシートの搬送方向を反転することにより、再給送されたシートは感光体ドラム１に対する面を逆にさせることができ、両面に画像を形成することが可能となっている。
【００２６】
給送手段の給送装置７から感光体ドラム１へと伸びる給送搬送路Ｌ１と、再給送手段の両面搬送路21から感光体ドラム１へと伸びる再給送搬送路Ｌ２は、レジストローラ対10の上流側で合流している。その合流部には後述するガイド凹部23が設けられている。
【００２７】
また、給送搬送路Ｌ１にはシートを検知するセンサ24が配置されており、再給送搬送路Ｌ２にもシートを検知するセンサ25が配置されている。
【００２８】
また、画像形成装置では、図２に示すように、入力画像41が中央制御部であるコントローラ42に入力され、このコントローラ42は、入力画像41に応じて画像形成部43、紙搬送部44、給紙部45を制御する。
【００２９】
次に、シートの両面記録時の再給送動作について説明する。まず、図３に示すように、両面搬送路21内及び反転路15内に一面目の画像を記録した複数枚のシートＳ１、Ｓ２を順次溜めていく。
【００３０】
両面搬送路21に入った先行するシートＳ１は、先端が再給送搬送路Ｌ２のセンサ25によって検知されてから所定の距離Ａだけ進んだ再給送待機位置Ｐで停止し再給送を待つ。後続するシートＳ２は、所定の紙間をあけて待機する。
【００３１】
この状態から一面目の記録及び二面目の記録が交互に行われ、給送搬送路Ｌ１と再給送搬送路Ｌ２の合流部で先行するシートの後端と後行するシートの先端とが重ねられていく。
【００３２】
以下に、両面記録におけるシートの重ね方制御について説明する。本実施形態では、レジストローラ対10の角度、再給送するシートの再給送開始のタイミング及び再給送速度を制御することにより重ねる順番を変更している。
【００３３】
（１面目及び片面のみの画像形成の場合）
図４、５は二面目記録のシートが先行する場合を説明する図である。片面のみの画像形成時においても同じように制御される。
【００３４】
図４において、シートＦ２は、その先端が給送搬送路Ｌ１のセンサ24によって検知されてから所定の距離Ｂだけ進んだ給送待機位置Ｑで停止している。そして、図５に示すように、先行するシートＳ１が速度Ｖで搬送され、後端がセンサ25を通過すると同時に、レジストローラ対10は不図示の駆動機構によりニップ線（ニップ部におけるローラの接線）を傾けることで、先行するシートＳ１の後端が後続するシートＦ２の上に重なるように傾ける。
【００３５】
その後、後続するシートＦ２を速度Ｖよりも速い速度Ｖ２で搬送を開始し、所定の時間後に速度Ｖに戻すことで重なり量Ｙを形成する。以後シートＳ１とシートＦ２は、重なり量Ｙを維持した状態で同期して速度Ｖで搬送される。
【００３６】
次に、図６を用いて重なった状態で定着された後のシートの挙動について説明する。30は定着ローラであり、不図示の熱源を備えており、不図示の温度検知素子と温度制御部により一定温度に制御されている。
【００３７】
31は定着部材に加圧されている加圧ローラであり、定着ローラ30に100Ｎ〜1000Ｎの加圧力で加圧されることでニップ部形成する。
【００３８】
32は定着ローラに近接する上分離爪であり、定着ローラ30側への巻きつき方向に排出されるシートをガイドする。上分離爪は定着ローラに非接触に配置されているが、接触していてもよい。
【００３９】
上分離爪が接触する場合には、排出挙動は安定するが、搬送速度が速い場合やシートが薄紙や湿度が高い状態などシートの剛性がない場合やシート先端が分離爪先端と衝突すると分離不良が発生する。
【００４０】
また、接触分離爪は定着ローラ表面にキズを付けたり、画像面が分離爪と擦れる事によるキズが発生する恐れがある。
【００４１】
一方で非接触タイプの分離爪ではこのようなキズの恐れはないので、通常の状態では非接触タイプの分離爪によってシート先端部をガイドし、良好なシート搬送が可能である。
【００４２】
そして、搬送速度が速い場合やシートが薄紙や湿度が高い状態などシートの剛性がない場合において、シート先端にベタ画像（シート全面にトナー像がある状態）が形成される場合がある。この場合、トナーと定着ローラの親和力によって分離爪の先端と定着ローラ表面とのギャップにシート先端が引っ掛かりやすく、分離不良が起こる恐れがある。
【００４３】
33は加圧ローラに近接する下分離爪であり、加圧ローラの近接する下分離爪であり、加圧ローラ31側への巻きつき方向へ排出されるシートをガイドする。
【００４４】
下分離爪33も上分離爪32と同様に、非接触タイプと接触タイプのどちらを用いてもよい。また、それぞれのメリットとデメリットもほぼ同じである。
【００４５】
一面目および片面形成時には、シートが一度も定着されていない状態であるので、湿度が高い環境や薄紙などシートの剛性がない状態で定着しなければならない。また、ベタ画像（隙間なくトナー画像が転写された状態の画像）のようにトナーの乗り量が多い場合には、トナーの粘度が高くなり定着ローラと分離しづらい。このような条件が重なると、上分離爪32と定着ローラの間で分離不良が発生しやすい。
【００４６】
本実施形態では、先行するシートＳ１の後端が、後続するシートＦ２の先端部の上に重なっているため、定着ローラ側に排出されようとするシートＦ２の先端が上分離爪32にガイドされるので、分離不良がない安定した排出挙動が得られる。
【００４７】
即ち、定着装置12を通過した後のシートの分離不良が抑えられることで、画像形成の高生産性を維持しつつ、シートが安定して搬送される。
【００４８】
（両面２面目形成の場合）
図７、８は、先行するシートに２面目のシートを重ねる場合を説明する図である。図７に示すように、一面目記録へ向かうシートＦ１を速度Ｖの一定速にて搬送し、その後端が給送搬送路Ｌ１と再給送搬送路Ｌ２の合流地点Ｍに来たところで、待機していた二面目記録に向かうシートＳ１の再給送を開始する。
【００４９】
ここで、後続のシートＳ１は速度Ｖよりも速い速度Ｖ２で搬送され、先行するシートＦ１の後端がガイド凹部23を過ぎた頃に追いつき、重なり始める。
【００５０】
ここで、図８に示すように、合流部の下流側に配置されたレジストローラ対10は不図示の駆動機構によりニップ線（ニップ部におけるローラの接線）を傾けることが可能である。レジストローラ対10のニップ接線を搬送方向に対してガイド凹部23方向に傾ける事で、先行するシートＦ１の後端はその弾性によりガイド凹部23へと入り込む。
【００５１】
これにより、後続するシートＳ１の先端は先行するシートＦ１の後端の上側に確実に重なることができる。その後、重なり量が所定のＸとなったところで後続のシートＳ１の速度をＶ２からＶに減速し、以後、先行するシートＦ１と後続するシートＳ１とは重なり量Ｘを維持した状態で同期して速度Ｖで搬送される。
【００５２】
次に、図９を用いて重なった状態で定着された後の、シートの挙動について説明する。２面目形成時には一度定着されたシートがスイッチバック反転して再度画像形成された後に再度定着部を通過するので、シートの水分は少なくなっており、シートの剛性（剛度）が小さい事による定着ローラへの巻きつきは発生しがたい。
【００５３】
一方で、一面目にベタ画像があると定着されたトナーが冷却する過程で収縮することによってシートがカール（トナーカールという）する。このとき画像面が収縮するので、画像面側が凹部に湾曲したカール状態となる。
【００５４】
カールしたシートがスイッチバック反転した後に定着部を通過する際には、トナー面が下向きになるので下に凹カールした形状となり、定着後に下分離爪33で分離不良が発生しやすい。
【００５５】
本実施形態では、図９で示すように、先行するシートＦ１の後端が、後続するシートＳ１の先端の下に重なっているため、下向きに排出されようとするシートＳ１の先端が下分離爪33にガイドされるので、分離不良が発生しない安定した排出挙動が得られる。
【００５６】
両面時において、１面目がトナー載り量の少ない場合には、前述のトナーカールが起こりにくいため、１面目がベタ画像である場合に比べて下分離爪方向への分離不良が起こりにくい。
【００５７】
そのため、１面目のシートの後端（２面目のシートの先端部）の１面目の画像比率が低い場合には、先行するシート先端の上に後続するシートＳ１を重ねる必要がない。
【００５８】
一方で、２面目の先端部がベタ画像である場合には、１面目に比べて分離不良が発生し難いのではあるが、記録シートの剛性がない場合などに分離不良が発生する恐れがある。
【００５９】
そのため、１面目のシートの後端（２面目のシートの先端）の画像情報を元に、２面目の先端の重ね方を決定した方が、より分離不良が発生し難く効果的である。
【００６０】
この場合の制御を図10のフローチャートを用いて説明する。
【００６１】
まず、初めに先行するシートに画像形成が開始され、後続するシートが待機状態位置で待機している（ステップ１）。
【００６２】
もし、後続するシートが１面目である場合（ステップ２）には、定着部材の上分離爪での分離不良が発生しやすいので、先行するシートＦ１を上にし、後続するシートＳ１を下にして重ねる様にレジストローラ対10を制御する（ステップ３）。
【００６３】
後続するシートが２面目である場合には、先に画像形成した１面目の後端（２面目の先端の裏面）の画像比率をコントローラのビデオカウンターによってカウントする（ステップ４）。
【００６４】
そして、所定の値以上の場合には、カールによる下分離爪33での分離不良が発生しやすいので、先行するシートＦ１の上に後続するシートＳ１を重ねる様にレジストローラ対10を制御する（ステップ５）。もし、所定値以下の場合には、ステップ３と同じ制御でよい。
【００６５】
このように、本実施の形態では、連続して搬送される先行シートと後続シートとの重なり部は、一面目の先端と二面目の先端とで上と下の関係が逆になるように重ねられ、一面目の先端と二面目の先端での上と下の関係は、一面目の画像比率によって決定される。
【００６６】
これによって、定着部通過時のシートの分離不良が抑えられ、安定したシート搬送性を有する高生産性の画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略縦断面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置のブロック図である。
【図３】図１に示す画像形成装置の再給送動作の説明図である。
【図４】片面時及び両面１面目の重ね準備時を示す図である。
【図５】片面時及び両面１面目の重ね直後を示す図である。
【図６】片面時及び両面１面目の定着直後の断面図である。
【図７】両面２面目の重ね準備時を示す図である。
【図８】両面２面目の重ね直後を示す図である。
【図９】両面２面目の定着直後の断面図である。
【図１０】制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１  感光体ドラム
２  帯電装置
３  露光手段
４  現像手段
５  転写手段
６  クリーニング装置
７  給送装置
８  給送ローラ
９  搬送ローラ
10  レジストローラ対
11  搬送ベルト
12  定着装置
13  切換部材
14  戻り防止部材
15  反転路
16  第一反転ローラ
17  第二反転ローラ
18  フェイスダウン排出トレイ
19  排出ローラ
20  フェイスアップ排出トレイ
21  両面搬送路
22  両面搬送ローラ
23  ガイド凹部
24、26  センサ
30  定着ローラ
31  加圧ローラ
32  上分離爪
33  下分離爪
Ｌ１  給送搬送路
Ｌ２  再給送搬送路
Ｓ１、Ｓ２、Ｆ１、Ｆ２  シート
【図１】
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【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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【図８】
2010091677.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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