(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体を挟持して搬送する互いに圧接された第一のローラ及び第二のローラと、この第一のローラ及び第二のローラのうち一方を予め定められた設定温度に加熱する加熱手段と、前記第一のローラ及び第二のローラを回転させる駆動手段と、前記第一のローラ及び第二ローラの少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段と、前記加熱手段からの熱による機内温度上昇を抑制するためのファンとを具備し、トナーが表面にプリントされた記録紙を前記第一のローラ及び第二のローラ間に通して前記記録紙の表面のトナー定着を行い、その後反転されてトナーが裏面にプリントされた前記記録紙を前記第一のローラ及び第二のローラ間に通して前記記録紙の裏面のトナー定着を行う両面印字機能を有し、前記記録紙の表面のトナー定着を行った後に、前記ファンの回転数を上げることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、レーザビームプリンタ、複写機等で記録紙の表面と裏面に画像形成可能な両面印字ユニットを具備した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からパーソナルコンピュータ、ワークステーション等の出力端末として、様々な原理のプリンタが提案されているが、特に電子写真プロセスとレーザ技術を用いたレーザビームプリンタ（以下ＬＢＰという）は記録速度と印字品質の点で優位性が高く、急速に普及しつつある。また近年ではＬＢＰに両面ユニットを装着し記録紙の両面に画像形成を行う両面印字対応のプリンタが増加している。
【０００３】
一般に、ＬＢＰ等の電子写真装置においては、感光体を帯電装置を用いて帯電させた後（帯電工程）、レーザ光学系等の光書き込みデバイスを記録手段として用いて感光体上への書き込み（露光工程）を行い、その後、現像工程、転写工程、定着工程を行って印字を行い、記録紙を機外に排出している。両面印字を行う場合には定着工程終了後に記録紙を両面印字ユニット内に搬送し、両面印字ユニット内で記録紙の表裏を反転した後、再び機内に記録紙を搬送し、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程終了後に、記録紙を機外に排出し、両面印字を完了する。
【０００４】
以下、従来の画像形成装置の動作について説明する。図３は従来の画像形成装置の構成図であり、図４は従来の画像形成装置の制御ブロック図であり、図５は従来の画像形成装置の制御フローを示す図である。
【０００５】
図３において、１はＮｉ（ニッケル）のベルト基材の外周面上に、有機光導電体（ＯＰＣ）等の感光層が薄膜状に塗布された感光体である。感光体１の周面にはその回動方向に沿って帯電器２、露光光学系３、現像器４、転写ローラ５及び除電器６が設けられている。７は現像器４の前部に設けられた現像スリーブである。
【０００６】
帯電器２はタングステンワイヤ等からなる帯電線２ａと金属板からなるシールド板及びグリッド板によって構成されている。帯電線２ａに高電圧を印加することによって帯電線２ａがコロナ放電を起こし、グリッド板を介して感光体１を一様に帯電する。８は露光光学系３から発射される露光光線である。露光光線８は階調変換装置（図示せず）からの画像信号をレーザ駆動回路（図示せず）により光強度変調やパルス幅変調して得られ、感光体１上に静電潜像を形成する。現像器４は感光体１に対して常に当接しており、現像スリーブ７は感光体１の回転に同期して回転し現像を行う。
【０００７】
９は記録紙１０を収納するための第一の記録紙カセットである。記録紙１０は第一の記録紙カセット９から第一の給紙ローラ１１によって１枚ずつ用紙搬送路１５へ送り出される。またユーザにより第二の記録紙カセット１２からの給紙が選択されたら記録紙１３が第二の給紙ローラ１４によって用紙搬送路１５へ送り出される。１６は第一の記録紙カセット９または第二の記録紙カセット１２から給紙された記録紙１０または１３を検出するフォトインタラプタ等のセンサであり画像形成プロセスタイミング生成の基準となる。
【０００８】
１７は内部に熱源を有する加熱ローラ１８と加圧ローラ１９とからなる定着ユニットであり、記録紙１０または１３上に転写されたトナー像を加熱ローラ１８と加圧ローラ１９の挟持回転に伴い圧力と熱によって記録紙１０または１３に定着させる。また定着部近傍には機内の温度上昇を抑制するためのファン（図示せず）が設けられており、ある一定の回転数で回転している。２０は定着ユニット１７を記録紙１０または１３が通過したかどうかを判別するフォトインタラプタ等のセンサである。その後記録紙１０または１３はユーザが指定した排紙部２２または２３に搬送される。
【０００９】
２１は記録紙１０または１３の排紙部さらには両面印字ユニット２４への記録紙１０または１３の搬送を制御するための搬送路切換部である。フェースアップ排紙が選択されていれば記録紙１０または１３はフェースアップ排紙部２２に排出され、フェースダウン排紙が選択されていれば記録紙１０または１３はフェースダウン排紙部２３に排出される。また両面印字が選択されていれば両面印字ユニット２４内へ記録紙１０または１３を搬送する。
【００１０】
以上の構成要素よりなる画像形成装置について、以下各構成要素相互の関係と動作を説明する。感光体１は駆動源（図示せず）により駆動される。この状態でまず高圧電源に接続された帯電器２内の帯電線２ａに高電圧を印加しコロナ放電を行わせ、感光体１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。次に感光体１を回動させ一様に帯電された感光体１の表面上にレーザビームの露光光線８を照射すると、感光体１上の照射された部分は電荷が消え静電潜像が形成される。一方現像器４は感光体１に対して常に当接している。
【００１１】
感光体１上の静電潜像が現像位置に到達する直前に、トナーを表面に有する現像スリーブ７に−３００Ｖ程度の負電位を印加する。トナーに予め負電荷を与えておけば、感光体１上の露光光線８を照射され電荷がなくなった部分（静電潜像部分）にのみトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。このようにして形成されたトナー像は転写ローラ５に＋１０００Ｖ程度の高電圧を印加すると共に圧力によって第一の記録紙カセット９または第二の記録紙カセット１２から用紙搬送路１５に沿って送られてきた記録紙１０または１３に転写される。転写が終了すると感光体１上の電荷は除電器６により除去される。
【００１２】
続いてトナー像が転写された記録紙１０または１３は定着ユニット１７に送られ、ここで加熱ローラ１８の熱と加圧ローラ１９の挟持圧によって定着され、予め指定された排紙部２２または２３に排紙される。以上の動作にて１枚の画像の記録を完了する。また両面印字指定の場合には定着ユニット１７を通過した記録紙１０または１３は搬送路切換部２１で両面印字ユニット２４方向へガイドされる。両面印字ユニット２４内部で記録紙１０または１３の表裏を反転した後、再び記録紙１０または１３は機内へと搬送され、裏面への画像形成プロセスが実行され、定着工程終了後に予め設定された排紙部２２または２３へ排出される。
【００１３】
次に従来の画像形成装置の動作について図４及び図５を用いて詳細に説明する。図４においてＡは、ファン駆動手段Ｂ、印字モード判定手段Ｃ、定着温度設定手段Ｄ、定着温度判定手段Ｅを有するＣＰＵ（中央演算処理装置）である。ファン駆動手段Ｂは、定着時の熱発生による機内温度の上昇を抑制するためのファン駆動部Ｆを制御する。印字モード判定手段Ｃは、両面印字か片面印字かの指定を行う印字モード指定部Ｇからの信号を判定する。また定着温度設定手段Ｄは定着温度の設定を行い、更に定着温度判定手段Ｅは、定着部Ｈより定着器ヒータ実温度情報を入力し、定着部Ｈに対して定着温度管理を行う。Ｉは、上記各手段を制御するためのプログラムが格納されたＲＯＭであり、Ｊはプログラムを実行する際に必要となる変数等を操作するためのワークエリアとなるＲＡＭである。
【００１４】
次に図５を用いて従来例の画像形成装置の動作フローについて詳細に説明する。まず画像形成装置全体の電源が投入される（ｓｔｅｐ２−１）。印字を行うための各電子写真プロセスのイニシャル動作、定着ユニット１７のウォームアップが開始され（ｓｔｅｐ２−２）、これらが終了するまで待つ（ｓｔｅｐ２−３）。各電子写真プロセスのイニシャル、定着ユニット１７のウォームアップが終了すれば画像形成装置は印字モードの指定状況をチェックする（ｓｔｅｐ２−４）。両面印字モードが指定されていれば両面モードフラグをセットし（ｓｔｅｐ２−５）、片面モード指定ならば片面モードフラグをセットする（ｓｔｅｐ２−６）。この後画像形成装置は印字起動要求待ち状態となる（ｓｔｅｐ２−７）。
【００１５】
印字起動要求が発行されれば、画像形成装置は各印字プロセスを起動し（ｓｔｅｐ２−８）、印字動作を開始する。さて印字動作が開始されると記録紙１０または１３が搬送されるが、その記録紙１０または１３が定着ユニット１７を通過したかどうかを判定し、通過するまで待つ（ｓｔｅｐ２−９）。記録紙１０または１３が定着ユニット１７を通過したならばその時点で両面モードフラグのチェックを行う（ｓｔｅｐ２−１０）。両面印字フラグがセットされていれば両面印字ユニット２４への記録紙１０または１３搬送を行う（ｓｔｅｐ２−１１）。両面印字ユニット２４内で記録紙１０または１３の表裏が反転され、裏面の印字プロセスを行うのであるが、裏面にトナー像が形成されて再度定着ユニット１７にその記録紙１０または１３が突入すると一旦定着された表面のトナーが加熱ローラ１８の熱を受けて加熱された加圧ローラ１９に圧接することになり、表面のトナーの一部が加圧ローラ１９に付着し、トナーの脱落した部分が白抜けとなったり、次の記録紙１０または１３に脱落したトナーが付着するといったいわゆるホットオフセット状態が発生する。これを防ぐために裏面定着時には、表面定着時に比べて定着設定温度を低くする必要がある。このため裏面定着設定温度に到達するまで記録紙１０または１３を待機させる（ｓｔｅｐ２−１２）。
【００１６】
裏面定着設定温度に到達すると記録紙１０または１３を再び機内に搬送し、裏面の印字プロセスを実行する（ｓｔｅｐ２−１３）。以降は片面印字モード時と共通の処理であるが、排紙部２２または２３へ記録紙１０または１３を搬送し（ｓｔｅｐ２−１４）、印字終了かどうかを判定する（ｓｔｅｐ２−１５）。印字終了ならばｓｔｅｐ２−１６へ行き、電源がオフされれば全ての処理を終了し、オフされなければｓｔｅｐ２−１６へ行き電源がオフされれば全ての処理を終了し、オフされなければｓｔｅｐ２−４へ戻る。また、印字続行ならばｓｔｅｐ２−８へ戻る。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、両面印字モード時には裏面定着設定温度に到達するまで両面印字ユニット内で記録紙の搬送を一時停止させるため印字速度の低下といった問題点を有していた。
【００１８】
したがって本発明は、両面印字モード時において、裏面定着温度到達待ち時間の削減を図れる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明では、記録紙が定着ユニットを通過した時点で冷却用ファンの回転数を上げて、定着ユニットの温度が早期に定着設定温度（裏面定着温度＜表面定着温度）に達するようにし、印字速度低下を防止する。
【００２０】
【作用】
上記手段により、両面印字時にも定着設定温度到達待ちによる印字速度の低下のない画像形成装置を実現できる。
【００２１】
【実施例】
以下本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例の画像形成装置の制御ブロック図であり、図２は本発明の一実施例の画像形成装置の制御フローを示す図であり、図３は本発明の一実施例の画像形成装置の構成図である。
【００２２】
図３に示される本発明の画像形成装置の構成は従来例と同等であるため詳細な説明は省略する。また図１に示す本発明の画像形成装置のブロック構成はファンの回転数を変更するためのファン回転数設定手段Ｋを新たに設けた以外は従来例と同等であるため、詳細な説明は省略する。
【００２３】
次に図２を用いて、画像形成装置の動作フローについて詳細に説明する。まず画像形成装置全体の電源が投入される（ｓｔｅｐ１−１）。印字を行うための各電子写真プロセスのイニシャル動作、定着ユニット１７のウォームアップが開始され（ｓｔｅｐ１−２）、これらが終了するまで待つ（ｓｔｅｐ１−３）。各電子写真プロセスのイニシャル、定着ユニット１７のウォームアップが終了すれば画像形成装置は印字モードの指定状況をチェックする（ｓｔｅｐ１−４）。両面印字モードが指定されていれば両面モードフラグをセットし（ｓｔｅｐ１−５）、片面モード指定ならば片面モードフラグをセットする（ｓｔｅｐ１−６）。この後画像形成装置は印字起動要求待ち状態となる（ｓｔｅｐ１−７）。
【００２４】
印字起動要求が発行されれば、画像形成装置は各印字プロセスを起動し（ｓｔｅｐ１−８）、印字動作を開始する。さて印字動作が開始されると記録紙１０または１３が搬送されるが、その記録紙１０または１３が定着ユニット１７を通過したかどうかを判定し、通過するまで待つ（ｓｔｅｐ１−９）。記録紙１０または１３が定着ユニット１７を通過したならばその時点で両面モードフラグのチェックを行う（ｓｔｅｐ１−１０）。両面印字フラグがセットされていれば冷却用ファンの回転数を上げて（ｓｔｅｐ１−１１）両面印字ユニット２４への記録紙１０または１３搬送を行う（ｓｔｅｐ１−１２）。
【００２５】
両面印字ユニット２４内で記録紙１０または１３の表裏が反転され、裏面の印字プロセスを行うのであるが、裏面にトナー像が形成されて再度定着ユニットにその記録紙１０または１３が突入すると一旦定着された表面のトナーが加熱ローラ１８の熱を受けて加熱された加圧ローラ１９に圧接することになり、表面のトナーの一部が加圧ローラ１９に付着し、トナーの脱落した部分が白抜けとなったり、次の記録紙１０または１３に脱落したトナーが付着するといったいわゆるホットオフセット状態が発生する。これを防ぐために裏面定着時には、表面定着時に比べて定着設定温度を低くする必要がある。このため裏面定着設定温度に到達するまで記録紙１０または１３を待機させる（ｓｔｅｐ１−１３）。但し本実施例においては両面印字モード時は表面の定着工程が終了した時点で冷却用ファンの回転数を上げて早期に裏面定着設定温度に到達しているため、この待ち時間はほとんど発生しない。
【００２６】
裏面定着設定温度に到達すると記録紙１０または１３を再び機内に搬送し、裏面の印字プロセスを実行する（ｓｔｅｐ１−１４）。以降は片面印字モード時と共通の処理であるが、排紙部２２または２３へ記録紙１０または１３を搬送し（ｓｔｅｐ１−１５）、印字終了かどうかを判定する（ｓｔｅｐ１−１６）。印字終了ならばｓｔｅｐ１−１７へ行き、電源がオフされれば全ての処理を終了し、オフされなければｓｔｅｐ１−１７へ行き、電源がオフされれば全ての処理を終了し、オフされなければｓｔｅｐ１−４へ戻る。また、印字続行ならばｓｔｅｐ１−８へ戻る。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成で両面印字モード時においても裏面定着温度到達待ちによる印字速度の低下を防止でき、使い勝手の良い画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の画像形成装置の制御ブロック図
【図２】本発明の一実施例の画像形成装置の制御フローを示す図
【図３】本発明の一実施例及び従来の画像形成装置の構成図
【図４】従来の画像形成装置の制御ブロック図
【図５】従来の画像形成装置の制御フローを示す図
【符号の説明】
１  感光体
２  帯電器
３  露光光学系
４  現像器
５  転写ローラ
６  除電器
９  第一の記録紙カセット
１０  記録紙
１１  第一の給紙ローラ
１２  第二の記録紙カセット
１３  記録紙
１４  第二の給紙ローラ
１７  定着ユニット
１８  加熱ローラ
１９  加圧ローラ
２４  両面印字ユニット
Ａ  ＣＰＵ（中央演算処理装置）
Ｂ  ファン駆動手段
Ｃ  印字モード判定手段
Ｄ  定着温度設定手段
Ｅ  定着温度判定手段
Ｆ  ファン駆動部
Ｋ  ファン回転数設定手段
【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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