(57)【要約】【課題】表面に画像が印刷された用紙が定着装置２２から排出され、排出ガイド４１から反転ローラ５１に到達するまでの間で用紙において発生した弛みを矯正することで用紙の斜行を防止し、確度の高い画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】定着装置２２の定着ローラ２３の周速度Ｖｆと、反転ローラ５１の周速度Ｖｒの間でＶｆ≦Ｖｒ≦１．０５×Ｖｆの関係が成立するように印刷制御部によって制御を行う。【選択図】    図１
2006213518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が形成される記録媒体を搬送する第１の搬送手段と、
前記第１の搬送手段により搬送された前記記録媒体を搬送する第２の搬送手段と、
前記第２の搬送手段を制御する制御手段とを備え、
前記第２の搬送手段は、前記第１の搬送手段よりも搬送力を小さく設定され、
前記制御手段は、前記第２の搬送手段の搬送速度を前記第１の搬送手段の搬送速度よりも速くなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の搬送手段の搬送速度をＶｆとし、
前記第２の搬送手段の搬送速度をＶｒとしたとき、
前記制御手段は、前記第１の搬送手段の搬送速度Ｖｆと前記第２の搬送手段の搬送速度Ｖｒとの間で、
Ｖｆ＜Ｖｒ≦１．０５×Ｖｆ
が成立する様に前記第１の搬送手段及び前記第２の搬送手段の駆動を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の搬送手段は、前記記録媒体に付着した現像剤を定着しつつ搬送する定着手段であることを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れかの項記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の搬送手段は、前記制御手段により回転制御されると共に前記記録媒体に接触する搬送ローラと、当該搬送ローラと共に前記記録媒体を狭持搬送する従動ローラとを有し、
前記従動ローラは、前記定着手段より搬送された前記記録媒体の現像剤が定着している面側に配設されることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の搬送手段によって前記記録媒体を搬送する際に当該記録媒体に作用する媒体搬送力は、前記第２の搬送手段によって生じる媒体搬送力の１／４以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかの項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の搬送手段は、前記制御手段に回転制御されると共に前記記録媒体に接触する搬送ローラを有し、
前記搬送ローラの表面における摩擦係数をμとしたとき、
０．３≦μ≦２．５
が成立する様に形成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記記録媒体を反転させて搬送するよう前記第２の搬送手段を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかの項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第２の搬送手段の反転方向に搬送する搬送力は、順方向に搬送する搬送力よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第２の搬送手段は、前記制御手段に回転制御されると共に前記記録媒体に接触する反転ローラを有し、
前記反転ローラは、所定の研磨手段によって所定方向に研磨されることによって当該反転ローラの表面に形成された逆目方向が第１の搬送手段からの前記記録媒体の搬送方向と一致する様に配設されると共に、順目方向が反転後の搬送方向と一致するように配設されていることを特徴とする請求項８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、画像形成装置に関し、特に記録媒体を搬送して印刷を行う画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ、又はレーザ等を用いて画像を形成する画像形成装置は、画像が形成される用紙を給紙する給紙部、用紙に画像を形成する画像形成部、用紙に付着した現像剤を定着させる定着部、現像剤が定着された用紙を画像形成装置外部へ排出する排出部によって形成されており、各ユニットにおいて用紙を滞りなく搬送できるよう、それぞれのユニットの搬送速度に差を設けることで安定した印刷品質が得られるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７９２８２公報
【０００４】
具体的には、この特許文献１には、用紙の搬送方向に沿った下流側に搬送されるに従って各ユニットの搬送速度を遅く設定し、各ユニット間で用紙の引っ張り合いが発生しない様にすることで、安定した用紙搬送を実現することとしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、例えば両面印刷を行う場合において、表面に画像が印刷された用紙が定着装置から排出され、排出ガイドから反転ローラに到達するまでの間、用紙が弛んでいる事に起因して、用紙搬送ルートの搬送負荷によって用紙の先端が斜行して搬送され、反転ローラは用紙の先端が斜行したまま用紙を噛み込んでしまうため、用紙全体が斜行したまま反転搬送されてしまい、裏面の印刷品位の低下が発生してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明はこの様な実情に鑑みてなされたものであり、画像が印刷された用紙が定着装置から排出され、排出ガイドから次の搬送ローラに到達するまでの間で用紙において発生した弛みを矯正することで用紙の斜行を防止することが可能な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】
【０００７】
そこで、本発明に係る画像形成装置は、画像が形成される記録媒体を搬送する第１の搬送手段と、前記第１の搬送手段により搬送された前記記録媒体を搬送する第２の搬送手段と、前記第２の搬送手段を制御する制御手段とを備え、前記第２の搬送手段は、前記第１の搬送手段よりも搬送力を小さく設定され、前記制御手段は、前記第２の搬送手段を前記第１の搬送手段の搬送速度よりも速くなるように制御することを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、記録媒体を第１の搬送手段から第２の搬送手段に搬送する場合、第２の搬送手段における速度を第１の搬送手段の搬送速度よりも速くすることで、記録媒体を弛ませることなく搬送でき、記録媒体の斜行を防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
上述した構成の様に、定着手段によって現像剤を吸着させ、印刷制御手段によって搬送手段の搬送ローラの周速度を定着手段の搬送速度より速くなるよう制御することによって、定着手段から搬送手段までの間で生じる斜行を矯正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は、第１の実施の形態として示す画像形成装置１の概略を示す立面図である。第１の実施の形態として示す画像形成装置１は、記録媒体としての用紙を保管・供給する給紙カセット２と、給紙カセット２内に形成されており、図示せぬ押し上げ用バネによって押し上げられたシートレシーブ３と、やはり図示せぬ駆動源によって駆動する給紙ローラ４及び給紙サブローラ５と、用紙の搬送経路に形成されると共に、前述した図示せぬ駆動源によって駆動されるレジストローラ６と、搬送されてきた用紙に加圧してレジストローラ６と共に用紙を狭持搬送することが可能な従動ローラ７とによって構成されており、これらを用いて用紙を給紙カセット２から画像形成ユニット１０まで搬送する。
【００１２】
画像形成ユニット１０は、図示せぬ駆動源によって駆動されるベルト駆動ローラ１１と、ベルト駆動ローラ１１によって駆動される搬送ベルト１２と、搬送ベルト１２によって駆動させられると共に、搬送ベルト１２が撓まないように搬送ベルト１２に張力を与えるベルトアイドルローラ１３と、シアン、マゼンダ、イエロー、及びブラックのそれぞれの色に対応した現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄと、搬送ベルト１２に画像形成のタイミングを合わせて用紙を搬送する搬送ローラ１５とによって構成されている。
【００１３】
以下、本明細書において、特に区別しない場合は現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを現像器１４と総称するものとする。また、後に詳細な説明をするが、感光体ドラム１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ、ＬＥＤヘッド２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、及び転写ローラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄについても同様に、感光体ドラム１９、ＬＥＤヘッド２０又は転写ローラ２１と総称するものとする。
【００１４】
現像器１４は、所定のバイアス電圧を印加されてトナー画像が形成されている像担持手段としての感光体ドラム１９と、感光体ドラム１９の表面に静電潜像を露光する露光手段としてのＬＥＤヘッド２０と、感光体ドラム１９と搬送ベルト１２を介して設置されていると共に、感光体ドラム１９と逆のバイアス電圧が印加された転写ローラ２１とによって構成されている。
【００１５】
また、画像形成ユニット１０の下流には第１の搬送手段としての定着装置２２が配設されており、定着装置２２は、図示せぬ定着モータによって駆動する定着ローラ２３と、定着ローラ２３に対して押圧して設置されていると共に、定着ローラ２３と共に搬送されてきた用紙を狭持搬送することが可能な加圧ローラ２４とによって構成されている。この様な定着ローラ２３の内部には、図示せぬ、例えばハロゲンヒータ等の加熱源が配設される。
【００１６】
詳細は後述するが、本発明の発明者等による実験では、定着ローラ２３は中空の鉄芯の周りを厚さ１．５ｍｍのシリコーンゴムでコーティングして形成し、さらにシリコーンゴムの外郭はテトラフルオロエチレン・パーフルオルアルキルビニルエーテル共重合体、又はパーフルオルアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂より成るチューブで覆われている。そしてこの様な定着ローラ２３と用紙との間の静止摩擦係数μｈは約０．３であった。一方、加圧ローラ２４の表面もフッ素系樹脂をコーティングして形成されている。そして、この様な加圧ローラ２４と用紙との間の静止摩擦係数μｐは約０．３であった。そしてこの様な定着ローラ２３と加圧ローラ２４との間の押圧力Ｐｆを２０ｋｇｆに設定した。
【００１７】
この様な定着ローラ２３、及び加圧ローラ２４によって生じる媒体搬送力Ｔｆは、
Ｔｆ＝μｈ・Ｐｆ＋μｐ・Ｐｆ
として表される。そして、上記一般式に本実施の形態において例示した各数値を代入すると、定着ローラ２３及び加圧ローラ２４による媒体搬送力Ｔｆは、１２．０ｋｇｆとなる。
【００１８】
また、定着装置２２の下流側には図２に示す様に、前述した図示せぬ定着モータによって駆動する排出ローラ２６及び従動ローラ２７によって形成される用紙排出ルート４０と、両面印刷を行う場合の反転ルート５０が形成されている。ここで、用紙排出ルート４０とは、画像形成装置１の側面に形成されたフェイスダウンスタッカ３０に排出するルートである。定着装置２２の下流にはガイド４１が形成されている。ガイド４１は、定着装置２２から繰り出された用紙を、用紙排出ルート４０方向又は反転ルート５０方向の何れかの方向に誘導する。この様なガイド４１は、後述する印刷制御部及び図示せぬソレノイドの制御のもとで駆動する。具体的には、後述する印刷制御部が図示せぬソレノイドに用紙を誘導すべきルートに関する情報を含む指令を供給すると、図示せぬソレノイドは、当該指令に基づいてガイド４１を、用紙を用紙排出ルート４０方向に誘導可能な位置、又は反転ルート５０方向に誘導可能な位置の何れかの位置に移動させる。
【００１９】
反転ルート５０には、第２の搬送手段としての反転ローラ５１及び従動ローラ５２が設けられている。そして反転ローラ５１は、ガイド４１によって誘導されてきた用紙を搬送する一方、従動ローラ５２は、反転ローラ５１と共に用紙を狭持搬送する。ここで、反転ローラ５１は図示せぬ駆動源により回転駆動させられる。一方、従動ローラ５２は回転自在に配設されており、反転ローラ５１或いは搬送される用紙の走行に伴って連れ回りする。さらにこれら反転ローラ５１及び従動ローラ５２の下流には、反転ローラ５１及び従動ローラ５２によって搬送されてきた用紙を一時的に退避させるスイッチバック用の退避ルート５３とが形成されている。
【００２０】
また、反転ルート５０の途中には、退避ルート５３に退避した用紙を再度レジストローラ６の上流へと差し戻すための反転搬送部６０が形成されている。反転搬送部６０内部には複数の搬送ローラ６１が設けられており、搬送ローラ６１は、後述する印刷制御部からの指令に基づいて退避ルート５３に退避した用紙をレジストローラ６まで搬送する。また、スイッチバック用の退避ルート５３と反転搬送部６０の接続部には退避ルート５３に退避した用紙を反転搬送部６０に誘導する反転ガイド６２が形成されている。この様な反転ガイド６２は、後述する印刷制御部及び図示せぬソレノイドの制御のもとで駆動する。具体的には、後述する印刷制御部が図示せぬソレノイドに用紙を誘導すべきルートに関する情報を含む指令を供給すると、図示せぬソレノイドは、当該指令に基づいて反転ガイド６２を、退避ルート５３に退避した用紙を反転搬送部６０方向に誘導可能な位置に移動させる。
【００２１】
反転ローラ５１は、印刷制御部１００からの指令に基づいて用紙を退避ルート５３の方向へ繰り出す。また、反転ローラ５１と、用紙を介して対向する位置には従動ローラ５２が配設されている。従動ローラ５２は、図示せぬソレノイドと物理的に接続されており、後述する印刷制御部が図示せぬソレノイドに電力を供給することによって図示せぬソレノイドに電磁力が生じ、当該図示せぬソレノイドによって従動ローラ５２は反転ローラ５１に押圧される。
【００２２】
詳細は後述するが、本発明の発明者等による実験では、反転ローラ５１はエチレンプロピレンゴムを材料として形成されている。そしてこの様な反転ローラ５１と用紙との間の静止摩擦係数μｒは約１．３であった。一方、従動ローラ５２はポリアセタールを材料として形成されている。そして、この様な従動ローラ５２と用紙との間の静止摩擦係数μｉは約０．０５であった。そしてこの様な反転ローラ５１と、従動ローラ５２との間の押圧力Ｐｒを１．２ｋｇｆに設定した。
【００２３】
この様な反転ローラ５１、及び従動ローラ５２によって生じる媒体搬送力Ｔｒは、
Ｔｒ＝（μｒ・Ｐｒ−μｉ・Ｐｒ）×ｎ
として表される。ここでｎとは、用紙の幅方向における反転ローラ５１の個数であり、本実施の形態においては特に図示はしないが反転ローラ５１が２個設けられているものとする。そして、上記一般式に本実施の形態において例示した各数値を代入すると、反転ローラ５１及び従動ローラ５２による媒体搬送力Ｔｒは、３．０ｋｇｆとなる。
【００２４】
この場合において、反転ローラ５１と従動ローラ５２の用紙に対する配置は、例えば図３ａに示す様に、反転ローラ５１が用紙の現像剤が付着した面に当接し、従動ローラ５２が用紙の現像剤が定着していない面に当接する様に配置することができる。また、図３ｂに示す様に反転ローラ５１が用紙の現像剤が定着していない面に当接し、従動ローラ５２が用紙の現像剤が付着している面に当接する様に配置することも可能である。画像形成装置１においては、上記の何れの配置を採用しても略同様の効果を相するが、画像形成装置１が小型化され、搬送経路を搬送中の用紙の負担が大きくなり、反転ローラ５１による用紙の搬送距離が短くなること、及び画像形成装置１の印刷動作の高速化に従って定着装置２２で現像剤を用紙に定着させるための設定温度が高くなること等に起因して、定着装置２２によって用紙に与えられた熱が残存した状態で反転ローラ５１が用紙を噛み込んでしまうことがある。反転ローラ５１と従動ローラ５２とを図３ａに示す様に配置した場合、詳細な説明は後述するが、反転ローラ５１と用紙との間で滑りが発生し、当該滑りが発生した箇所にいわゆるスリップ痕を残してしまう場合がある。一方、反転ローラ５１と従動ローラ５２とを図３ｂに示す様に反転ローラ５１を現像剤が定着していない裏面に当接し、従動ローラ５２を現像剤が定着した表面に当接する様に配置した場合はこの様なスリップ痕は発生しない。これは、従動ローラ５２が図示せぬ駆動源によって回転させられることが無い為である。具体的には、従動ローラ５２の表面の摩擦係数は反転ローラ５１の表面の摩擦係数と比較して小さく、滑りを発生させることを防止できるため、スリップ痕を残すことが無い。尚、本実施の形態においては、反転ローラ５１及び従動ローラ５２を反転ローラ５１が用紙の現像剤が定着していない面に当接し、従動ローラ５２が用紙の現像剤が付着している面に当接する様に配置したものとして詳細な説明を行う。
【００２５】
図４は、第１の実施の形態として示す画像形成装置１の制御系を示すブロック図である。画像形成装置１の制御は、画像形成装置１全体の印刷動作の制御を行う印刷制御部１００と、ユーザが画像形成装置１を操作するための操作部１０１と、画像形成装置１内部の例えば、用紙の位置、温度、及び湿度等を検出する各種センサ１０２と、図示せぬ外部装置から送信された画像情報を受信するインターフェース（Ｉ／Ｆ）制御部１１０と、Ｉ／Ｆ制御部１１０で受信した画像情報を一時的に格納する受信メモリ１２０と、受信メモリ１２０に格納された画像情報を例えば二値画像情報等に変換する画データ編集メモリ１３０と、外部から画像情報を受信すると共に、現像器１４内に形成された感光体ドラム１９への電力供給を制御する帯電電圧制御部１４０と、画像情報に基づいて感光体ドラム１９の表面に静電潜像を露光するＬＥＤヘッド２０を制御するヘッド制御部１５０と、ＬＥＤヘッド２０により露光された静電潜像上付着させる現像剤を帯電する現像電圧制御部１６０と、転写ローラ２１への電力供給を制御する転写電圧制御部１７０と、各現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ内部に形成された感光体ドラム１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ、及び転写ローラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄのそれぞれの駆動源であるモータ１８１，１８２，１８３，１８４の動作を制御するモータ制御部１８０と、定着装置２２の制御を行う定着制御部１９０と、搬送ローラ６１等の駆動源である搬送モータ２０５を制御する搬送モータ制御部２００と、ガイド４１及び反転ガイド６２を図示せぬソレノイドを介して制御する反転制御部２１０とによって行われている。
【００２６】
Ｉ／Ｆ制御部１１０は、図示せぬ外部装置から片面印刷の画像情報を受信した場合、当該受信した画像情報を受信メモリ１２０に送信すると共に、印刷制御部１００に対して画像情報を受信した旨を通知する。
【００２７】
画像形成装置１が画像情報を取得した旨を通知されると、印刷制御部１００は、画データ編集メモリ１３０、帯電電圧制御部１４０、現像剤電圧制御部１５０、転写電圧制御部１６０、モータ制御部１８０定着制御部１９０、搬送モータ制御部２００、及び反転制御部２１０に対してその旨を通知する。詳細な説明は後述するが、当該通知を受信した帯電電圧制御部１４０、現像剤電圧制御部１５０、転写電圧制御部１６０、モータ制御部１８０定着制御部１９０、搬送モータ制御部２００、及び反転制御部２１０は画像を形成する為の予備作業を開始する。
【００２８】
画データ編集メモリ１３０は、印刷制御部１００から画像情報を送信された旨を通知されると、受信メモリ１２０に格納された画像情報を取得し、当該画像情報をヘッド制御部１５０が認識することが可能な、例えば二値画像情報等に変換し、当該二値画像情報を印刷制御部１００に送信する。
【００２９】
また、帯電電圧制御部１４０は、印刷制御部１００から画像情報を送信された旨を通知されると、自身の内部に形成された各現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに対応したＣ帯電電圧制御部１４０ａ、Ｍ帯電電圧制御部１４０ｂ、Ｙ帯電電圧制御部１４０ｃ、Ｋ帯電電圧制御部１４０ｄに対して、それぞれが制御を行うＣ帯電器１４１ａ、Ｍ帯電器１４１ｂ、Ｙ帯電器１４１ｃ、Ｋ帯電器１４１ｄに電力を供給する指令を送信する。
【００３０】
また、現像電圧制御部１６０は、印刷制御部１００から画像情報を送信された旨を通知されると、自身の内部に形成された各現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに対応したＣ現像電圧制御部１６０ａ、Ｍ現像電圧制御部１６０ｂ、Ｙ現像電圧制御部１６０ｃ、Ｋ現像電圧制御部１６０ｄに対して、それぞれが制御を行うＣ現像器１４ａ、Ｍ現像器１４ｂ、Ｙ現像器１４ｃ、Ｋ現像器１４ｄに電力を供給する指令を送信する。
【００３１】
また、転写電圧制御部１７０は、印刷制御部１００から画像情報を送信された旨を通知されると、自身の内部に形成された各転写器１７１ａ，１７１ｂ，１７１ｃ，１７１ｄに対応したＣ転写電圧制御部１７０ａ、Ｍ転写電圧制御部１７０ｂ、Ｙ転写電圧制御部１７０ｃ、Ｋ転写電圧制御部１７０ｄに対して、それぞれが制御を行うＣ転写器１７１ａ、Ｍ転写器１７１ｂ、Ｙ転写器１７１ｃ、Ｋ転写器１７１ｄに電力を供給する指令を送信する。
【００３２】
また、モータ制御部１８０は、印刷制御部１００から画像情報を送信された旨を通知されると、自身の内部に形成された各モータ１８１ａ，１８１ｂ，１８１ｃ，１８１ｄに対応したＣモータ制御部１８０ａ、Ｍモータ制御部１８０ｂ、Ｙモータ制御部１８０ｃ、Ｋモータ制御部１８０ｄに対して、それぞれが制御を行うＣモータ１８１ａ、Ｍモータ１８１ｂ、Ｙモータ１８１ｃ、Ｋ転写器１７１ｄに電力を供給する指令を送信する。
【００３３】
また、定着制御部１９０は、印刷制御部１００から画像情報を送信された旨を通知されると、定着装置２２内部に形成されたサーミスタ２３１に基づいて、現像剤を定着させるために定着ローラ２３を所定の温度まで加熱する様に制御する。定着制御部１９０は、定着ローラ２３が所定の温度まで上昇したとサーミスタ１９２から通知された後、定着ローラ２３に対して用紙を搬送するために回転を開始させる指令を送信する。
【００３４】
また、搬送モータ制御部２００は、印刷制御部１００から画像情報を送信された旨を通知されると、給紙ローラ４、レジストローラ６、排出ローラ２６、及び搬送ローラ６１に対して回転を開始させる指令を送信する。また、反転制御部２１０は、印刷制御部１００から画像情報を送信された旨を通知されると、図示せぬソレノイドを介してガイド４１を下方に移動させ、定着装置２２から排出された用紙が排出ルート４０方向に誘導することができる様制御を行う。
【００３５】
印刷制御部１００は、画データ編集メモリ１３０において画像形成装置１が保有する現像剤の色に応じて変換された画像情報を読み込むと、当該読み込んだ画像情報をヘッド制御部１５０に送信する。ヘッド制御部１５０は、当該受信した各色毎の画像情報を、自身の内部に形成されたＣヘッド制御部１５０ａ、Ｍヘッド制御部１５０ｂ、Ｙヘッド制御部１５０ｃ、Ｋヘッド制御部１５０ｄに送信する。このとき、各ヘッド制御部１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄに送信される画像情報は各ヘッド制御部１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄが制御する現像器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが保有する現像剤の色に対応した画像情報である。
【００３６】
例えば、シアンの二値画像情報を受信したＣヘッド制御部１５０ａは、Ｃヘッド２０ａに対して当該二値画像情報を送信する。当該二値画像情報を受信したＣヘッド制御部１５１ａは、用紙が現像器１４ａに搬送されて来たタイミングで、ＬＥＤ等の露光手段によって感光体１９ａの表面に画像情報に基づく静電潜像を露光する。そして当該静電潜像上には、Ｃ現像器１４ａによって帯電させられたシアンの現像剤が付着させられる。感光体１４ａ表面上に付着した現像剤は、搬送されてきた用紙上に付着させられ、Ｃ転写制御部１７０ａによって制御された帯電したＣ転写器１７１ａによって用紙上に転写されることとなる。これらの一連の作業を、各現像器毎に行うことによって、用紙上に外部から送信されてきた画像情報に基づく現像剤画像が形成される。その後、用紙は搬送ベルト１２によって定着装置２２へと搬送される。
【００３７】
定着装置２２に搬送された用紙は、先述した様に、所定の温度まで加熱された定着ローラ２３によって下流方向へ搬送されることとなる。具体的には用紙が定着ローラ２３、及び加圧ローラ２４によって下流方向へ搬送されると、定着ローラ２３の熱によって用紙に付着した現像剤は溶解され、用紙上に定着されることとなる。その後、現像剤の定着した用紙は、定着装置２２から排出され、排出ローラ２６、及び従動ローラ２７によってフェイスダウンスタッカ３０まで搬送され、画像形成装置１は、一連の印刷動作を終了する。
【００３８】
次に、画像形成装置１が両面印刷を行う場合の一連の処理について詳細な説明をする。画像形成装置１は、両面印刷が開始すると、片面印刷の場合と同様の方法で用紙を画像形成ユニット１０まで搬送し、上述した方法と同一の方法で用紙の表面に画像情報に基づく現像剤画像を形成する。その後、表面に現像剤画像が形成された用紙は、搬送ベルト１２によって定着装置２２まで搬送される。そして定着装置２２は、当該搬送された用紙の表面に付着した現像剤画像を定着ローラ２３及び加圧ローラ２４を用いて用紙上に定着する。定着装置２２において、現像剤画像が定着された用紙は、定着ローラ２３及び加圧ローラ２４によって定着装置２２の下流方向へと搬送される。このとき図示せぬ用紙センサが用紙の先端が搬送されてきたことを検出すると、図示せぬ用紙センサは、当該検出結果をセンサ制御部１０２を通じて印刷制御部１００に通知する。当該通知を受信した印刷制御部１００は、当該通知に基づいてソレノイドを駆動すべくソレノイドに駆動電力を供給する。図示せぬソレノイドは、印刷制御部１００から駆動電力を供給されると、用紙を反転ルート方向に誘導すべく、自身に固定されたガイド４１を上方へ作動させる。尚、このとき、反転ガイド６２は下方へ移動しているものとする。反転ルート５０に誘導された用紙は、反転ローラ５１及び従動ローラ５２によって下流方向へ搬送され、スイッチバック用の退避ルート５３に収納される。用紙が、退避ルート５３に収納されたことを図示せぬ後端センサが検出すると、当該後端センサはその旨を、センサ制御部１０２を通じて印刷制御部１００に通知する。当該通知を受信した印刷制御部１００は、反転制御部２１０を通じて反転ローラ５１に動力を供給している図示せぬ駆動源を停止させ、ソレノイドへの電力の供給を停止させることでガイド４１を下方へと作動させると共に、反転ガイド６２を上方へ移動させる。次に、印刷制御部１００は、反転制御部２１０を通じて反転ローラ５１を停止前とは逆方向へ駆動させる。これにより用紙は、反転ローラ５１、並びに従動ローラ５２、及び反転ガイド６２によって反転搬送部６０へと誘導される。
【００３９】
このとき、印刷制御部１００は定着装置２２の定着ローラ２３の周速度をＶｆに制御することで、用紙の搬送速度Ｖｐ＝Ｖｆとする。速度Ｖｆで搬送されてきた用紙の先端が反転ローラ５１に到達したとき、用紙は搬送経路上の負荷等によって生じる弛みを持っていることに起因して、用紙の先端の稜線と反転ローラ５１の軸が平行状態を保つことができないため、用紙の先端は斜行状態で反転ローラ５１に接触し、搬送されることとなる場合がある。
【００４０】
反転ローラ５１は印刷制御部１００による制御のもと定着ローラ２３の周速度Ｖｆよりも速い速度Ｖｒで回転している。ここで、用紙の先端が反転ローラ５１及び従動ローラ５２の間へと搬送される際は、用紙の斜行状態は矯正されることなく噛み込むこととなる。この様な速度で回転する反転ローラ５１及び定着ローラ２３によって用紙が搬送されるとき、反転ローラ５１によって噛み込まれた用紙の先端部は速度Ｖｒで、定着ローラ２３によって搬送されている用紙の後端部は速度Ｖｆで搬送される。そして先端部が搬送される速度は、後端部が搬送される速度よりも速い為、一定の時間が経過すると用紙内での速度差に起因した引っ張りが生じることとなる。このとき、反転ローラ５１及び従動ローラ５２の間の媒体搬送力Ｔｒは、定着ローラ２３及び加圧ローラ２４の間の媒体搬送力Ｔｆよりも小さいため、反転ローラ５１と用紙の先端との間で滑りが生じる。またこのとき、反転ローラ５１及び定着ローラ２３の周速度差は用紙に一定の張力を与えながら、用紙の後端は速度Ｖｆで下流方向に搬送される。用紙がこの様な状態で搬送されると、反転ローラ５１との間で滑りが発生した箇所から斜行状態が張力によって徐々に矯正されることとなり、最終的には斜行状態が完全に矯正される。
【００４１】
本発明の発明者等による実験によれば反転ローラ５１と用紙間の摩擦係数μｒ、反転ローラ５１の周速度Ｖｒ、定着ローラ２３の周速度Ｖｆ、及び反転ローラ５１と用紙間の摩擦力と定着ローラ２３内での加圧力との関係は以下に掲げる条件を満たすものであれば、高品位の印刷品質を保つことができることが判明した。
反転ローラ５１と用紙間の摩擦係数μｒは
０．３≦μｒ≦２．５
を満たしていること。
【００４２】
反転ローラ５１の周速度Ｖｒと定着ローラ２３の周速度Ｖｆは、
Ｖｒ≦１．０５×Ｖｆ
を満たしていること。
【００４３】
反転ローラ５１及び従動ローラ５２によって生じる媒体搬送力Ｔｒは、定着ローラ２３、及び加圧ローラ２４によって生じる媒体搬送力Ｔｆの１／４以下であること。
【００４４】
斜行状態が矯正された用紙は、上述した様に、反転ローラ５１及び従動ローラ５２によって退避ルート５３へ誘導され、その後反転搬送部６０を通じて定着装置２２の上流側へと搬送され、定着ユニットによって裏面に画像情報に基づく画像を形成された後、通常の片面印刷の場合と同様にフェイスアップスタッカ３０に排出されることとなる。
【００４５】
上述した方法で、画像情報に基づく両面印刷を行うことによって反転ローラ５１及び定着ローラ２３の間で発生する張力の影響で用紙を破損することなく、高品質の印刷品位を保ったまま両面印刷を行うことができる。尚、上述の実験結果によれば、反転ローラ５１と用紙との間の摩擦係数μｒの範囲を０．３≦μｒ≦２．５であるとしたが、この範囲は搬送される媒体によって異なるものである。しかし、摩擦係数μｒが異なった場合でも、従動ローラ５２によって生じる媒体搬送力Ｔｒを、定着ローラ２３及び加圧ローラ２４によって生じる媒体搬送力Ｔｆの１／４以下に保つことで同様の効果を得ることが可能である。上述した反転ローラ５１と用紙との間の摩擦係数は、媒体の種類によって変化するが、反転ローラ５１と用紙との間の摩擦係数が変化した場合、これと同様の関係で定着ローラ２３と用紙との間の静止摩擦係数μｈ、及び加圧ローラ２４と用紙との間の静止摩擦係数μｐが変化する為、媒体の種類が変わったとしても上述したＴｒ≦１／４・Ｔｆの関係を保つことで同様の効果が得られる。
【００４６】
また、上述した様に、反転ローラ５１を現像剤が定着していない裏面に当接させ、従動ローラ５２を現像剤が定着した表面に当接させることによって、既に現像剤が定着した表面に滑りによるスリップ痕を残すことなく、高品質な画像の印刷を行うことができる。
【００４７】
以下、本発明に係る画像形成装置の第２の実施の形態について詳細な説明をする。
【００４８】
第２の実施の形態に係る画像形成装置と、第１の実施の形態に係る画像形成装置とは、反転ローラの形状以外の箇所については同一の構成を有しているため、詳細な説明は省略し、差異のある箇所についてのみ詳細な説明をするものとする。
【００４９】
図４ａ及び図４ｂは第２の実施の形態として示す画像形成装置の反転ローラ６３の近傍の詳細を示す立面図である。先述した様に反転ローラ６３の表面は、例えばエチレンプロピレン等のゴム性部材によって形成されているが、ゴム性部材を成形するとき、一定の体積を有する立体から、型を用いて切り出す方法が用いられることがある。しかし、型を用いて切り出すとき、その型割のライン上でいわゆるバリが発生するため、これらのバリを除去するために、例えば回転研磨等の研磨手段によって所望の外径に仕上げる方法が用いられる場合がある。このとき、回転研磨における回転方向を順目方向とし、回転方向と反対方向を逆目方向とすると、順目側に形成される面と、逆目側に形成される面の面積が異なる場合がある。通常摩擦力は、垂直応力による垂直抗力、及び摩擦係数の積によって算出されるが、研磨を施すことによって、順目側の面と逆目側の面が形成され、順目側の面を用紙に当接させる場合と、逆目側の面を用紙に当接させる場合とで接触面積に差異が生じてしまうことに起因して、所望の摩擦係数を得ることが困難な場合がある。具体的には、順目側の面を用紙に当接させる場合と比較して、逆目側の接触面積は小さくなってしまうため、逆目側の面による摩擦力は順目側の面を当接させた場合に発生する摩擦力と比較して小さくなってしまう。定着装置２２から用紙が搬送されてきたときを図４ｂに示す様に反転ローラ５１の反転回転とし、用紙を反転ローラ５１から反転搬送部へと搬送されるときを図４ａに示す様に反転ローラ５１の正転回転とすると、所定の摩擦力を要求される矢印Ａ方向への正転回転時に順目側の面が使用され、矢印Ｂ方向への反転回転時に逆目側の面が使用される様に反転ローラ５１及び従動ローラ５２を配置することで、それぞれ所望の搬送力を得ることができる。
【００５０】
本発明の発明者による実験の結果より、順目側の面の摩擦係数をμ１、逆目側の面の摩擦係数をμ２とし、
０．３≦μ２≦μ１≦２．５
を満たしていれば、斜行を防止して用紙を搬送できると判明した。
【００５１】
なお、上述した実施の形態においてはＬＥＤ方式の画像形成装置に限定して詳細な説明をしたが、本発明はこの様な実施の形態に限られるものではなく、例えばインクジェットプリンタ、感熱式プリンタ、ドットインパクトプリンタ等の画像形成装置にも同様に適用できるものである。さらに、両面印刷機構における斜行を矯正する手段として示したが、この様な場合に限られることはなく、例えば裁断機能を有する装置等において斜行の矯正が必要な場合にも用いることができる。この様に本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１の実施の形態として示す画像形成装置の概略を示す立面図である。
【図２】第１の実施の形態として示す画像形成装置に形成されたガイド近傍の立面図である。
【図３ａ】同画像形成装置の反転ローラ及び従動ローラの配置関係を示す図である。
【図３ｂ】同画像形成装置の反転ローラ及び従動ローラの配置関係の変形例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態として示す画像形成装置の制御系を示すブロック図である。
【図５ａ】第２の実施の形態として示す画像形成装置の反転ローラの正転回転時の近傍の詳細を示す立面図である。
【図５ｂ】第２の実施の形態として示す画像形成装置の反転ローラの反転回転時の近傍の詳細を示す立面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  画像形成装置
１０  画像形成ユニット
２２  定着装置
２３  定着ローラ
４１  ガイド
５１  反転ローラ
５２  従動ローラ
１００  印刷制御部
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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