(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を表面に形成する感光体、転写紙の給紙規制を行うレジストローラ、前記感光体の表面に形成されたトナー像を前記レジストローラから給紙された転写紙に転写する転写器、トナー像を転写された転写紙を加熱定着する定着ローラ、前記定着ローラから排紙される転写紙を反転する反転手段を備えてなる画像形成装置の紙搬送方法において、
前記定着ローラを通過後の転写紙の搬送速度を高速に切り替えて反転せしめる紙搬送をおこなうものであって、
前記定着ローラより上流側に設けた第１紙検知センサにより転写紙の通過時間を計測し、前記定着ローラより下流側であり前記定着ローラから最大転写紙サイズ以内の位置に設けられた第２紙検知センサにより転写紙の先端を検知し、前記第１紙検知センサにより検知された転写紙の通過時間情報に基づき、前記搬送速度の切り換えタイミングを決定して搬送速度の切り替えを行ない高速の搬送速度で転写紙を反転搬送せしめることを特徴とする画像形成装置の紙搬送方法。
【請求項２】
前記第１紙検知センサは、前記レジストローラと前記転写器との間の位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の紙搬送方法。
【請求項３】
トナー像を表面に形成する感光体、転写紙の給紙規制を行うレジストローラ、前記感光体の表面に形成されたトナー像を前記レジストローラから給紙された転写紙に転写する転写器、トナー像を転写された転写紙を加熱定着する定着ローラ、前記定着ローラから排紙される転写紙を反転する反転手段を備えてなる画像形成装置において、
前記定着ローラより上流側に設けられ、転写紙の通過時間を計測する第１紙検知センサ、前記定着ローラより下流側に設けられ、転写紙の先端を検知する第２紙検知センサ、前記第１紙検知センサにより検知された転写紙の通過時間情報に基づき、前記定着ローラを通過後の転写紙の搬送速度の切り換えタイミングを決定する第１制御手段、前記第１制御手段により決定されたタイミングで前記反転手段の駆動を切り替えて搬送速度の変更を行なう駆動制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記第２紙検知センサは、前記定着ローラから最大転写紙サイズ以内の位置に配置されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１紙検知センサは、前記レジストローラと前記転写器との間の位置に配置されることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式によって転写紙上に画像を形成する画像形成装置で、特に排紙される転写紙の上面と下面とを反転する反転手段を備えた画像形成装置と画像形成装置の紙搬送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置では、片面に画像記録を行った転写紙の排出方式としてフェイスアップ排出方式とフェイスダウン排出方式がある。フェイスアップ排出方式は画像形成装置の排紙トレイ上に画像記録を行った記録面を上面として排出する方式である。この方式では排出された転写紙の上面に記録画像があるので、作業者はプリントされた画像を排紙トレイ上で容易に認識することができる特徴を有している反面、連続プリントを行うときには１ページの上に２ページ、２ページの上には３ページというように排出された転写紙の配列順序は逆になって、排紙後にページ合わせを行うのに多くの手段と時間を要することとなる。
【０００３】
一方、フェイスダウン方式では、連続プリントを行うときはページ合わせされた形で転写紙は排出されるので便利であるが、１枚だけのプリント時は記録面が下向きとなっているので、作業者にとっては不便である。
【０００４】
このようなところから、定着を終えた転写紙をそのまま排出するようにした排紙トレイと、搬送路中に転写紙の上面と下面とが反転して排出するようにした排紙トレイと、２つの排紙トレイを設けて定着を終えた転写紙をその何れかの適当とする排紙トレイに排出することもなされている。しかしこの場合には、画像形成装置では２つの排紙路と２つの排紙トレイを必要とすることとなり、大型となるのを避けられない。
【０００５】
この他の方法として、定着を終えた転写紙の排出路に転写紙の上下面の切り替えを可能とする反転手段を設け、該反転手段を切り替えることによってフェイスアップ又はフェイスダウンの切り替えを行う画像形成装置も提案されている。かかる反転手段で転写紙の反転を行うときは、所謂スイッチバック方式が用いられ、転写紙の先端が後端となるような搬送によって転写紙の上面と下面との切り替えがなされる。かかる反転手段を用いるときは、連続コピー時の隣合う転写紙間のコピー間隔をかなり広く設けることが必要となり、コピー間隔を広く設けないとスイッチバックした転写紙と次の転写紙とが接触する。コピー間隔を広く設けると、時間当たりのコピー枚数は少なくなり、高速処理機には不向きとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の定着を終えた転写紙の搬送路に転写紙の上下面の切り替えを可能とする反転手段を設けた画像形成装置で、時間当たりのコピー枚数を多くするための手段としては、定着後の搬送路での搬送速度を定着前の搬送速度に対して高速化することによって解決される。
【０００７】
定着を終えた転写紙の搬送路に転写紙の通過を検知する紙検知センサを設け、紙検知センサによる転写紙後端の検知によって搬送速度を高速に切り替え、連続プリント時のプリント間隔を狭めるようにする提案がなされている。しかしこの場合、効果的にプリント間隔を狭めるためには紙検知センサは定着ローラの直ぐ近くに設けることが必要となり、紙検知センサは高温状態に曝されるので、センサとしての性能維持が困難となる。
【０００８】
これを解決する手段として、前記の紙検知センサで転写紙の先端の通過検知を行い、転写紙の通過時間（転写紙の先端が通過してから後端が通過するまでの所要時間）を加算することによって、転写紙の後端通過検知に代えることがなされている。転写紙が定型サイズ（例えばＡ４サイズ等）の場合は、定型サイズの転写紙の通過時間は予めそのサイズに応じて判っているので、各種の定型サイズの通過時間をメモリとして記憶しておいて、プリント時にサイズ情報からそのサイズの転写紙の通過時間を呼び出して、サイズ情報に合わせた転写紙搬送速度の変更タイミングとしている。この場合には、紙検知センサは定着ローラにさほど近接させなくてもよいが、転写紙が定型サイズでない場合には、高速処理化は全く不可能となる。
【０００９】
本発明は、紙検知センサが定着ローラから若干距離を置いて設置されていても、不定型サイズの転写紙が定着ローラから離脱すると間もなく反転搬送路における搬送速度変更が行われ、高速搬送がなされて時間当たりのプリント枚数を多くするようにした転写紙の上面と下面とを反転搬送する画像形成装置の紙搬送方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的の画像形成装置の紙搬送方法は、トナー像を表面に形成する感光体、転写紙の給紙規制を行うレジストローラ、前記感光体の表面に形成されたトナー像を前記レジストローラから給紙された転写紙に転写する転写器、トナー像を転写された転写紙を加熱定着する定着ローラ、前記定着ローラから排紙される転写紙を反転する反転手段を備えてなる画像形成装置の紙搬送方法において、前記定着ローラを通過後の転写紙の搬送速度を高速に切り替えて反転せしめる紙搬送をおこなうものであって、前記定着ローラより上流側に設けた第１紙検知センサにより転写紙の通過時間を計測し、前記定着ローラより下流側であり前記定着ローラから最大転写紙サイズ以内の位置に設けられた第２紙検知センサにより転写紙の先端を検知し、前記第１紙検知センサにより検知された転写紙の通過時間情報に基づき、前記搬送速度の切り換えタイミングを決定して搬送速度の切り替えを行ない高速の搬送速度で転写紙を反転搬送せしめることを特徴とする画像形成装置の紙搬送方法により達成される。
【００１１】
また上記目的の画像形成装置は、トナー像を表面に形成する感光体、転写紙の給紙規制を行うレジストローラ、前記感光体の表面に形成されたトナー像を前記レジストローラから給紙された転写紙に転写する転写器、トナー像を転写された転写紙を加熱定着する定着ローラ、前記定着ローラから排紙される転写紙を反転する反転手段を備えてなる画像形成装置において、前記定着ローラより上流側に設けられ、転写紙の通過時間を計測する第１紙検知センサ、前記定着ローラより下流側に設けられ、転写紙の先端を検知する第２紙検知センサ、前記第１紙検知センサにより検知された転写紙の通過時間情報に基づき、前記定着ローラを通過後の転写紙の搬送速度の切り換えタイミングを決定する第１制御手段、前記第１制御手段により決定されたタイミングで前記反転手段の駆動を切り替えて搬送速度の変更を行なう駆動制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置により達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置の一実施形態について図１に示す全体構成図によって説明を行う。
【００１３】
図１に示す画像形成装置は、デジタル方式による画像形成装置であって、画像読取り部Ａ、画像処理部Ｂ（図示省略）、画像形成部Ｃ、転写紙搬送部Ｄから構成されている。
【００１４】
画像読取り部Ａの上部には原稿を自動搬送する自動原稿送り手段が設けられていて、原稿載置台１１上に載置された原稿は原稿搬送ローラ１２によって１枚宛分離搬送され、読み取り位置１３ａにて画像の読み取りが行われる。原稿読み取りが終了した原稿は原稿搬送ローラ１２によって原稿排紙皿１４上に排出される。
【００１５】
一方、プラテンガラス１３上に置かれた場合の原稿の画像は走査光学系を構成する照明ランプと第１ミラーとから成る第１ミラーユニット１５と、Ｖ字状に位置した第２ミラーと第３ミラーとから成る第２ミラーユニット１６の、第１ミラーユニット１５の速度Ｖによる読み取り動作と、第２ミラーユニット１６による同方向への速度Ｖ／２による移動露光によって読み取られる。
【００１６】
読み取られた画像は、投影レンズ１７を通してラインセンサである撮像素子ＣＣＤの受光面に結像される。撮像素子ＣＣＤ上に結像されたライン状の光学像は順次電気信号（輝度信号）に光電変換されたのち、画像処理部Ｂにおいて濃度変換、フィルタ処理などの処理が施された後、画像データは一旦メモリにストアされる。
【００１７】
画像形成部Ｃでは、画像形成ユニットとして像形成手段であるドラム状の感光体ドラム２１の外周に、帯電器２２、現像装置２３、転写器２４、分離器２５、クリーニング装置２６が各々動作順に配置されている。感光体ドラム２１は、光導電性化合物をドラム基体上に塗布形成したもので、例えば、有機感光体（ＯＰＣ）が使用され、図示の時計方向に駆動回転される。
【００１８】
回転する感光体ドラム２１へは帯電器２２による一様帯電がなされた後、露光光学系３０により画像処理部Ｂのメモリより呼び出された画像信号に基づいた像露光が行われる。露光光学系３０は図示しないレーザーダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラー３１、ｆθレンズ（符号なし）、シリンドリカルレンズ（符号なし）を経て反射ミラー３２により光路が曲げられ主走査がなされるもので、感光体ドラム２１の回転（副走査）によって潜像が形成される。本実施の形態では文字部に対して露光を行い反転潜像を形成する。
【００１９】
感光体ドラム２１上の反転潜像は現像装置２３によって反転現像が行われ、感光体ドラム２１の感光層面にトナー像による可視画像が形成される。転写紙搬送部Ｄでは、画像形成ユニットの下方に異なるサイズの転写紙Ｐが収納された給紙ユニット４１（Ａ）、４１（Ｂ）、４１（Ｃ）が設けられ、また側方には手差し給送を行う手差し給紙ユニット４２が設けられていて、それらの何れかから選択された転写紙Ｐは案内ローラ４３によって給紙路４０に沿って給紙され、レジストローラ４４によって転写紙Ｐは一時停止を行ったのち給紙が行われ、感光体ドラム２１上のトナー画像は転写器２４によって転写紙Ｐに転写紙先端にトナー画像先端が同期して転写され、次いで分離器２５によって除電されて転写紙Ｐは感光体ドラム２１面より分離し、搬送装置４５により定着器５０に搬送される。
【００２０】
定着器５０は定着ローラ５１と加圧ローラ５２とを有しており、転写紙Ｐを定着ローラ５１と加圧ローラ５２との間を通過させることにより、加熱、加圧によってトナーを熔着させる。片面のトナー画像の定着を終えた転写紙Ｐは次に述べるモードに従って他面にもトナー画像を形成する両面画像形成を行い、或いは片面画像の状態で排紙トレイ６４上に排出される。
【００２１】
本実施の形態の画像形成装置では、操作盤に▲１▼両面画像形成モード、▲２▼片面（フェイスアップ（ＦＵ）排紙）画像形成モード、▲３▼片面（フェイスダウン（ＦＤ）排紙）画像形成モード、の▲１▼、▲２▼、▲３▼の選択釦が設けられていて、モード選択に従って、画像形成がなされて排紙トレイ６４上に排出される。図２は本実施の形態の制御系を示すブロック図である。制御部１００はモード選択１０１が行われると、ＲＯＭ１０２より該当する画像形成プログラムを呼び出してこれに従い画像形成と紙搬送系の制御を行う。
【００２２】
▲１▼  両面画像形成モードが選択されたときは、前記説明で表面にトナー画像の定着を行った転写紙Ｐは、搬送ローラ６１によって搬送され、実線で示す姿勢の反転切替部材６２によって下方の反転搬送路６０へと下り、反転ローラ６５ａ、６５ｂ、６５ｃによって搬送されてスイッチバック搬送路６０ａへと進入する。スイッチバック搬送路６０ａの入口近傍に設けられた紙検知センサＳ４が転写紙Ｐの後端を検知すると反転ローラ６６は反転して転写紙Ｐをスイッチバック搬送路６０ａより排出し、第２反転搬送路６０ｂで反転搬送ローラ６７ａ、６７ｂ、６７ｃによって転写され、前記の給紙路４０へ反転して搬送され、レジストローラ４４によって転写紙Ｐは一時停止を行った後、転写器２４によって感光体ドラム２１上の裏面画像のトナー画像を反転した転写紙Ｐの裏面に転写し、分離・定着を行ったのち、搬送ローラ６１によって搬送され、一点鎖線で示す姿勢の反転切替部材６２を直線的に反転することなく通過して、排出ローラ６３によって排紙トレイ６４上に排紙する。
【００２３】
▲２▼  片面（フェイスアップ排紙）画像形成モードが選択されたときは、前記説明で表面にトナー画像の定着を行った転写紙Ｐは搬送ローラ６１によって搬送され、一点鎖線で示す姿勢の反転切替部材６２を直線的に反転することなく通過して、排出ローラ６３によって排紙トレイ６４上に記録面を上側にして転写紙Ｐを排紙する。
【００２４】
▲３▼  片面（フェイスダウン排紙）画像形成モードが選択されたときは、前記説明で表面にトナー画像の定着を行った転写紙Ｐは搬送ローラ６１によって搬送され、実線で示す姿勢の反転切替部材６２によって下方の反転搬送路６０へと下り、反転搬送路６０に沿って設けられた紙検知センサＳ３で転写紙Ｐの後端を検知すると反転ローラ６５ａは反転して転写紙Ｐを上方に搬送し、反転切替部材６２の左側を通り排出ローラ６３によって排紙トレイ６４上に記録面を下側にして転写紙Ｐを排紙する。
【００２５】
本発明の画像形成装置は、反転切替部材６２を有していて、反転搬送がなされる場合は、定着器５０を転写紙Ｐが通過すると間もなく、搬送速度を高速に切り替え、処理性能（時間当たりのプリント枚数）を高めるようにしたもので、以下、図１に示す画像形成装置を用いて説明する。
【００２６】
図３に示すのは本発明による反転排出又は反転搬送を行う場合の制御ブロック図で、図２に示す制御ブロック図の一部を取り出して示している。
【００２７】
本発明の画像形成装置は、定着ローラ５１より上流側に設けられ、転写紙の通過時間を計測する第１紙検知センサＳ１と、定着ローラ５１より下流側に設けられ、転写紙の先端を検知する第２紙検知センサＳ２が設けられていて、第１紙検知センサＳ１により検知された転写紙の通過時間情報に基づいて、転写紙の搬送速度の切り替えタイミングを決定する第１制御手段１００ａと、第１制御手段１００ａにより決定されたタイミングで前記反転搬送手段の駆動部により駆動を切り替えて搬送速度の変更を行う駆動制御手段１００ｂとが制御部１００内に設けられている。
【００２８】
ここで第２紙検知センサＳ２は定着ローラ５１より下流側で、画像形成を行い得る最大転写紙サイズ以内の位置に配置されることが好ましく、画像形成を行い得る最小転写紙サイズ以内の位置に配置されることが更に好ましい。また第１紙検知センサＳ１は給送される転写紙を一時的に突き当て停止させる等の給紙規制を行うレジストローラ４４と転写器２４との間の位置に配置されることが好ましい。
【００２９】
第２紙検知センサＳ２を最大転写紙サイズ以内の位置に配置されるときは少なくとも最大転写紙サイズの転写紙が定着ローラ５１から排出されると直ちに反転搬送路における搬送を高速搬送に切り替えることが可能となり、更に第２紙検知センサＳ２を最小転写紙サイズ以内の位置に配置されるときは画像形成がなされる総ての転写紙について転写紙が定着ローラ５１から排出されると直ちに高速搬送に切り替えることが可能となる。
【００３０】
また、レジストローラ４４と転写器２４との間に設けた紙検知センサによって転写部に向かって給紙される転写紙の先端位置を検知し、検知した信号に基づいて露光光学系３０によって感光体ドラム２１上への像露光を行う像露光開始時点の制御を行うようにし、上記の紙検知センサと本発明のレジストローラ４４と転写器２４との間に設けた第１紙検知センサＳ１とを同一センサとし、転写紙の先端位置検知と転写紙の通過時間の検出との２つの検出機能をもたすことが好ましく、装置及び回路を簡略化することができる。
【００３１】
次に上記の制御系を用いて、定着ローラ５１から排紙され反転を行う転写紙の搬送速度を高速に切り替える紙搬送方向について、図４反転排出時のタイムチャートを用いて説明する。
【００３２】
定着ローラ５１より上流側に設けられた第１紙検知センサＳ１によって、画像形成時の搬送速度ｖ1で搬送される転写紙Ｐの先端と後端を通過する間の通過時間ｔ1を第１制御手段１００ａは計測し、反転搬送部の搬送速度を高速に切り替える加速時点までの時間ｔ2の演算処理を行う。
【００３３】
ｔ2＝ｔ1−（ａ／ｖ1）
ここでａは定着ローラ５１と第２給紙検知センサＳ２との間の距離、Ｖ1は画像形成時の転写紙の搬送速度であって、予め計測されて第１制御手段１００ａ内にメモリされた値である。
【００３４】
駆動制御手段１００ｂは第１制御手段１００ａから上記の時間ｔ2を受けて、第２紙検知センサＳ２が転写紙Ｐの先端検知情報を受けてから時間ｔ2経過後を加速時点として反転搬送手段の搬送速度を速度ｖ1から速度ｖ2への切り替えを行う。
【００３５】
ここでｖ2＞ｖ1であることが好ましく、ｖ2はｖ1の２倍に設定している。なお上記の第１制御手段１００ａでの演算処理において、時間ｔ2がマイナスの演算処理結果が得られたときは、駆動制御手段１００ｂは第２検知センサＳ２の転写紙先端検知情報を受けると直ちに反転搬送手段の高速化への速度切り替えを行うことが好ましい。
【００３６】
転写紙の反転搬出を行う場合は、紙検知センサＳ３で転写紙の先端を検知した後ｔ2時間後に、反転搬送手段を構成する搬送ローラ６１、反転ローラ６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、排出ローラ６３の駆動が反転搬送手段の駆動部により高速に切り換えられ、下降して搬送される転写紙Ｐの後端を紙検知センサＳ３で検知すると、駆動制御手段１００ｂは反転ローラ６５ａ、６５ｂ、６５ｃの速度をｖ2から−ｖ2に反転し、速度ｖ2で回転する排出ローラ６３によって転写紙を排紙トレイ６４上に排紙する。
【００３７】
また、両面画像形成のためにレジストローラ４４へ反転搬送して循環せしめる場合は、検知センサＳ３で転写紙の先端を検知した後ｔ2時間後に、反転搬送手段を構成する搬送ローラ６１、反転ローラ６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、反転ローラ６６、反転搬送ローラ６７ａ、６７ｂ、６７ｃ、中継ローラ６８、６９、案内ローラ４３の駆動が反転搬送手段の駆動部により高速に切り換えられ、反転搬送路に沿って反転ローラ６６まで搬送され、紙検知センサＳ４において転写紙の先端が検知されると、反転ローラ６６の速度をｖ2から−ｖ2に反転し、搬送ローラ６７ａを経由してレジストローラ４４まで循環搬送される。
【００３８】
本発明において反転手段とは、反転ローラ６５ａ及び反転ローラ６６であり、反転ローラ６５ａは、転写紙を反転排紙する場合の反転手段であり、反転ローラ６６は、転写紙の両面に画像形成するために反転搬送する場合の反転手段である。反転ローラ６５ｂ、６５ｃは、反転時に停止せしめて必ずしも駆動しなくてもよく、反転ローラ６５ａの駆動による搬送力により転写紙を反転することができるが、反転ローラ６５ｂ、６５ｃを、反転ローラ６５ａと同様に駆動せしめることが好ましく、反転ローラ６５ａと共に反転手段となり得る。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によるときは、転写紙が定着ローラから抜けると直ぐに転写紙の搬送速度を高速に切り替えることが可能となったので、連続プリント時のプリントとの間隔を狭めかつ高速送りがなされることとなって、時間当たりのプリント枚数（ＣＰＭ）を多数枚とした高速処理が可能となった。
【００４０】
また従来、高速処理を行うためには第２紙検知センサを極力定着ローラに近付けることが必要でセンサは熱のために性能維持が困難であったが、本発明では、転写紙の先端を検知するためセンサは熱の影響を受けない離れた安定した位置に設定することができ、しかも従来以上の高速処理が可能となった。
【００４１】
また従来は定形サイズの転写紙についてのみ高速処理が可能であって、不定形サイズの転写紙については高速処理するのが不可能であったが、本発明によるときは定形と不定形のサイズに関係なく高速処理がなされることとなった。
【００４２】
更にまた本発明によるときは、反転排紙時における高速処理化は勿論、反転搬送路を用いての特にノンスタック方式の両面画像形成を可能とする画像形成装置においても、表面の画像形成と裏面の画像形成との時間間隔を狭めて、時間当たり両面プリント枚数を多数枚とした高速処理がなされる両面画像形成装置の提供が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一実施形態を示す全体構成図。
【図２】本実施の形態の制御系を示すブロック図。
【図３】反転排出・反転搬送の制御ブロック図。
【図４】反転排出時のタイムチャート図。
【符号の説明】
２１  感光体ドラム
２２  帯電器
２３  現像装置
２４  転写器
２５  分離器
３０  露光光学系
４０  給紙路
４１  給紙ユニット
４２  手差し給紙ユニット
４３  案内ローラ
４４  レジストローラ
５０  定着器
５１  定着ローラ
６０  反転搬送路
６１  搬送ローラ
６２  反転切替部材
６３  排出ローラ
６４  排紙トレイ
６５ａ  反転ローラ
１００  制御部
１００ａ  第１制御手段
１００ｂ  駆動制御手段
Ｓ１  第１紙検知センサ
Ｓ２  第２紙検知センサ
Ｓ３，Ｓ４  紙検知センサ
【図１】
0003716642.tif 000002
【図２】
0003716642.tif 000003
【図３】
0003716642.tif 000004
【図４】
0003716642.tif 000005