(57)【要約】【課題】  両面記録モードで記録材表面に記録の終わった記録材を排出後、直ちに反転し両面搬送部に引き込むため、定着部で熱せられたシートが再び搬送路内を通るため、画像形成部が昇温し、画像形成部を構成する現像部やクリーナ部でトナーが固着してしまい、画像不良やクリーニング不良等の問題が生じる。【解決手段】  上記両面記録モードで、連続画像形成枚数や機内温度等の環境条件に応じて正転／逆転駆動を複数回繰り返すことによって、シートを機外で冷まし、両面搬送部からの再給紙によって機内温度が昇温して画像不良やクリーニング不良が発生することを防止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成手段で画像形成された記録材上の画像を熱で定着させる定着装置と、前記定着装置で表面画像が定着された記録材を排出部へ搬送する片面記録モードと、前記表面に画像形成した記録材を前記排出部から両面搬送部へ搬送し、裏面へ画像形成した後に記録材を排出部へ搬送する両面記録モードとを備えている画像形成装置において、
前記画像形成された記録材を前記排出部へ搬送するために正転駆動可能であり、前記両面記録モードの時に前記記録材を前記両面搬送部へ逆搬送するために逆転駆動可能な排出反転ローラ対を有し、
前記両面記録モードの時に表面に画像形成された記録材を前記両面搬送部に搬送する前に、前記排出反転ローラ対に挟持させ、前記排出反転ローラ対の正転／逆転駆動を複数回繰り返すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記排出反転ローラ対の正転／逆転駆動を複数回繰り返す動作は、前記記録材の連続画像形成枚数が所定枚数を超えた時に実施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。
【請求項３】
前記排出反転ローラ対の正転／逆転駆動を複数回繰り返す動作は、機内に設けた温度検出手段で検出される温度が所定温度を超えた時に実施することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記排出反転ローラ対の正転／逆転駆動を複数回繰り返す動作を行う時は、前記定着装置の加熱温度を定着時よりも下げることを特徴とする請求項１、２，３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録材の表裏に画像を形成することが可能で、特に表面に画像が形成された記録材を反転させたのち、両面搬送部により再度画像形成部に搬送し裏面の画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置でにおいては、画像形成部により表面に画像が形成された記録材を反転させて再度画像形成部に搬送し、記録材の裏面に画像を形成し両面記録を行うようにしたものがある。
【０００３】
近年、環境保全やコスト削減を目的として記録材両面に記録する需要が増えつつあり、小型、低コストでかつ両面記録機構の画像形成装置を要望する機運が高まりつつある。
【０００４】
【特許文献１】特開2003-241458
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
小型、低コストなレーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、当然低コストの両面記録機構が必須であり、このような両面記録機構としては記録が終了して排出された記録材を積載する排出部（排出トレイ）を利用して両面記録の反転動作を行う構成のものがある。すなわち、両面記録を行う場合は、片面に記録された記録材の一部を排出トレイに排出した後、この記録材を両面搬送部に搬送する構成である。
【０００６】
このような構成では、排出トレイより上流の少なくとも１つのローラを正転／逆転駆動することが必要で、排出トレイに向けて記録材を搬送する時には排出ローラを正転駆動し、記録材を反転させるため、一部が排出トレイに排出された記録材を両面搬送部に搬送するためにはローラを逆転駆動しなければならない。
【０００７】
メイン駆動とは別にステッピングモータを用いてローラの正転／逆転駆動を行わせる構成もあるが、低コストで上記のような動作を行うために、ソレノイドとバネクラッチとギア列の組合せによる構成が用いられる。
【０００８】
このような構成では、表面に記録の終わった記録材を排出後、直ちに反転し両面搬送部に引き込むため、定着部で熱せられた記録材が再び搬送路内を通るため、画像形成部が昇温し、画像形成部を構成する現像部やクリーナ部でトナーが固着してしまい、画像不良やクリーニング不良等の問題が生じる。
【０００９】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、両面画像形成時の機内昇温を抑制し、機内昇温に起因する画像不良やクリーニング不良の発生を防止することができる画像装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、画像形成手段で画像形成された記録材上の画像を熱で定着させる定着装置と、前記定着装置で表面画像が定着された記録材を排出部へ搬送する片面記録モードと、前記表面に画像形成した記録材を前記排出部から両面搬送部へ搬送し、裏面へ画像形成した後に記録材を排出部へ搬送する両面記録モードとを備えている画像形成装置において、前記画像形成された記録材を前記排出部へ搬送するために正転駆動可能であり、前記両面記録モードの時に前記記録材を前記両面搬送部へ逆搬送するために逆転駆動可能な排出反転ローラ対を有し、前記両面記録モードの時に表面に画像形成された記録材を前記両面搬送部に搬送する前に、前記排出反転ローラ対に挟持させ、前記排出反転ローラ対の正転／逆転駆動を複数回繰り返すことを特徴とする画像形成装置。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記排出反転ローラ対の正転／逆転駆動を複数回繰り返す動作は、前記記録材の連続画像形成枚数が所定枚数を超えた時に実施されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記排出反転ローラ対の正転／逆転駆動を複数回繰り返す動作は、機内に設けた温度検出手段で検出される温度が所定温度を超えた時に実施することを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１、２、３の画像形成装置において、前記排出反転ローラ対の正転／逆転駆動を複数回繰り返す動作を行う時は、前記定着装置の加熱温度を定着時よりも下げることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によればステッピングモータ等の別駆動を用いない低コスト構成の両面搬送で、表面に記録が終了した記録材を直ちに両面搬送路に引き込むような画像形成装置であっても、搬送枚数や機内温度等の所定の環境条件に応じて排出反転ローラを所定時間または機内温度が所定温度に下がるまで正／逆転を繰り返すことによって、記録材を機外で冷まし、両面搬送路からの再給紙によって機内温度が昇温して画像不良やクリーニング不良が発生することのない、画像品質に優れた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面にて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
次に本発明の第一の実施形態に係る画像形成装置としてプリンタを例示して説明する。
【００１７】
｛全体構成｝図１は第１実施形態に係るプリンタの模式説明図である。図１において、101は像担持体である感光体ドラム、102はレーザ光を照射する光源、103はスキャナモータ104にて回転する回転多面鏡、105は光源102から選択的に照射され、感光体ドラム101上を走査するレーザビームである。
【００１８】
また、106は感光体ドラム101上を一様に帯電するための帯電ローラ、107は感光体ドラム101上に形成された静電潜像をトナーにて現像するための現像器である。108は現像器107にて現像されたトナー像を記録材に転写するための転写ローラ、109は記録記録材に転写されたトナー像を熱で定着するための定着器である。
【００１９】
110は１回転することにより、記録材のサイズを識別する機能を有するカセットから記録材を給送し、搬送路に送り出すカセット給送ローラ、111，112はカセットから給送された記録材を搬送する搬送ローラである。
【００２０】
113は給送された記録材の先端と後端を検出するためのプレフィードセンサ、114は搬送された記録材を感光体ドラム101へ送り込む転写前ローラ、115は給送された記録材に対し、感光体ドラム101への画像形成と記録材搬送の同期を取るとともに、給送された記録材の搬送方向の長さを測定するためのトップセンサである。
【００２１】
116は定着後の記録材の有無を検出するための排出センサ、117は定着後の記録材を排出トレイ118へ搬送するための排出ローラ、119は排出ローラ117から搬送された記録材を排出トレイ118へ排出するために正転し、さらに両面搬送部に記録材を送り込む時に逆転する排出反転ローラ、120は排出反転ローラ119から送り込まれた記録材を両面搬送部に送り込むための両面導入ローラ、121，122,123は両面搬送部内の両面搬送ローラ、124は両面搬送部の記録材搬送状態を検出するための再給送センサである。
【００２２】
125は感光体ドラム101、帯電ローラ106、現像器107が一体となって画像形成装置本体から着脱可能なトナーカートリッジ125である。また、図示しないが、トナーカートリッジ125を画像形成装置本体から着脱する際のカートリッジドア（不図示）が設けられている。
【００２３】
｛駆動制御構成｝次に前記構成のプリンタの駆動を制御する制御系の構成について説明する。図２は駆動制御構成のブロック図であり、図２において、201は不図示のホストコンピュータ等の外部機器から送られる画像コードデータをプリンタの記録に必要なビットデータに展開するとともに、プリンタ内部情報を読み取りそれを表示するためのプリンタコントローラである。
【００２４】
202はプリンタエンジンの各部をプリンタコントローラ201の指示にしたがって動作制御するとともに、プリンタコントローラ201へプリンタ内部情報を報知するためのプリンタエンジン制御部である。203は帯電、現像、転写等各工程における各高圧出力制御をプリンタエンジン制御部202の指示にしたがっておこなう高圧制御部である。
【００２５】
204はスキャナモータ104の駆動／停止、レーザビームの点灯をエンジン制御部202の指示にしたがって制御する光学系制御部である。205は定着ヒータへの通電の駆動／停止をプリンタエンジン制御部202の指示にしたがって行う定着制御部である。
【００２６】
206はプレフィードセンサ113、トップセンサ115、排出センサ116、再給送センサ124の記録材有無状態を検出してエンジン制御部202へ報知するセンサ入力部、207はプリンタエンジン制御部202の指示にしたがい、記録材搬送のためにモータ／ローラ等の駆動／停止を行う記録材搬送駆動部で、図１の給送ローラ110、搬送ローラ111，112、転写前ローラ114、定着ローラ109、排出ローラ117、両面導入ローラ120の駆動／停止、及び排出反転ローラ119の正転／逆転駆動を行うと共に両面搬送ローラ121〜123の駆動を行うものである。
【００２７】
｛両面記録動作｝次に図３をもとにエンジン制御部202が両面記録の制御方法について説明する。なお、図３は本実施形態におけるエンジン制御部202が両面記録をする場合の制御方法のフローチャートである。
【００２８】
ステップ301ではエンジン制御部202が給送ローラ110を１回転して搬送ローラ111，112に記録材を送り込み、プレフィードセンサ113が記録材先端を検出するまで記録材を搬送する。
【００２９】
同時に感光体ドラム101の表面が所望の電位になるように電子写真プロセスの初期化（立上げ）をおこない、回転多面鏡103が所定の回転数になるように駆動する。また、定着器109が所定の温度になるように立上げを行う記録処理前制御を行う。
【００３０】
ステップ302では回転多面鏡113の回転数が所望の回転数に達したこと、定着器109が所望温度に到達したこと、感光体ドラム101の初期化が終了したこと全ての条件を確認すると、給送ローラ110を１回転して搬送ローラ111，112に記録材を送り込み、プレフィードセンサ113が記録材先端を検出するまで記録材を搬送する。
【００３１】
プレフィードセンサ113により記録材先端を検知したら、記録材先端が転写前ローラ114に突き当たり記録材の斜送が補正されるまでの所定時間、エンジン制御部202が不図示の電磁クラッチをONにして転写前ローラ114の回転を停止する。
【００３２】
ステップ303ではエンジン制御部202が電磁クラッチをOFFにして転写前ローラ114の回転を開始し記録材を感光体ドラム101に向けて搬送を再開する。そして、搬送再会した記録材の記録材先端をトップセンサ115が検出するとエンジン制御部202はプリンタコントローラ201に対して垂直同期信号を出力し、先端の同期をとって記録材への記録を行う。
【００３３】
その後、定着器109によって記録材上に潜像されたトナー像を記録材上に熱溶着させ排出ローラ117に搬送する。
【００３４】
ステップ304では搬送された記録材先端を排出センサ116が検出するまでウエイトし、排出センサ116が記録材先端を検出すると、ステップ305にてエンジン制御部202が不図示の排出反転ソレノイドをOFFにして排出反転ローラ119の正転駆動を行う。正転駆動された排出反転ローラ119は、搬送された記録材を排出トレイ118方向に搬送させる。
【００３５】
ステップ306では排出センサ116が記録材後端を検出するまでウエイトし、排出センサ116が記録材後端を検出すると、ステップ307で記録材後端が排出ローラ117を抜けて排出反転ローラ119を抜けない手前10mm（例えば）に到達するまでの所定時間ウエイトする。
【００３６】
ステップ308ではエンジン制御部２０に搬送された記録材枚数をカウントアップし、所定枚数以上搬送されたか否かを判定する。例えば、連続20枚まで両面の記録材搬送を行っても機内温度はそれほど昇温しないため、本実施例では搬送記録材枚数が20枚以上か否かを判定する。搬送記録材枚数が20枚以上であればステップ309に移行し、搬送記録材枚数が20枚未満であればステップ316に移行する。
【００３７】
ステップ309ではエンジン制御部202が定着ヒータ駆動を停止する。ステップ310ではエンジン制御部202が不図示の排出反転ソレノイドをONにして、排出反転ローラ119の駆動を正転駆動から逆転駆動に切り換える。逆転駆動された排出反転ローラ119は記録材を両面導入ローラ120に向けて反転搬送を開始する。
【００３８】
ステップ311ではステップ310で反転搬送が開始された記録材先端が両面導入ローラ120まで到達しない所定時間、本実施例では0.3secウエイトとする。
ステップ312ではエンジン制御部202が排出反転ソレノイドをOFFにして排出反転ローラ119の駆動を逆転駆動から正転駆動に切り換えて、再度記録材を排出トレイ118に向けて搬送する。
【００３９】
ステップ313ではステップ311と同じ所定時間ウエイトする。ステップ314ではステップ310〜313までの一連の動作の繰り返し回数をカウントアップし、所定回数以上か否かを判定する。本実施例では10回とし、10回未満であればステップ310に戻り、10回に到達したらステップ315に移行する。
【００４０】
本実施例では、ステップ310と312がそれぞれ同じ所定時間0.3secとなるため合計0.6secで、それの繰り返し10回で6.0secの間記録材の大部分が排出され排出トレイ118上で排出反転ローラ119により記録材後端が保持される。
【００４１】
これにより、排出トレイ118上に排出保持された記録材が冷却される。本実施例では記録材搬送連続20枚以上で0.6sec×10回＝6.0secの記録材冷却時間としているが、40枚以上で0.6sec×20回＝12.0sec、80枚以上で0.6sec×40回＝24.0secというように、枚数に応じて記録材ウエイト時間を変化させても良い。
【００４２】
ステップ315ではエンジン制御部202がステップ309で停止した定着ヒータ駆動を再開する。
【００４３】
ステップ316ではエンジン制御部202が排出反転ソレノイドをONにして排出反転ローラ119の逆転駆動を開始し、記録材を両面搬送部に向けて送り込む。
ステップ317は再給送センサ124が両面搬送部に送り込まれた記録材先端を検出するまでウエイトし、ステップ318では再給送センサ124が記録材先端を検出したことを両面搬送部208から知らされると、エンジン制御部202は両面搬送制御部202に対して給送指示を行う。
【００４４】
この給送指示を受けた両面搬送制御部208はそのまま両面搬送部内の両面搬送ローラ121〜123の駆動を継続し両面搬送部内の記録材をプレフィードセンサ113に搬送する。
【００４５】
プレフィードセンサ113により記録材先端を検知したら、記録材先端が転写前ローラ114に突き当たり記録材の斜送が補正されるまでの所定時間、エンジン制御部202が不図示の電磁クラッチをONにして転写前ローラ114の回転を停止する。
【００４６】
ステップ319ではエンジン制御部202が電磁クラッチをOFFにして転写前ローラ114の回転を開始し記録材を感光体ドラム101に向けて搬送を再開する。トップセンサ115が記録材先端を検出するとプリンタコントローラ201に対して垂直同期信号を出力し先端の同期をとって記録材への記録を行う。
【００４７】
ステップ320では搬送された記録材先端を排出センサ116が検出するまでウエイトし、排出センサ116が記録材先端を検出すると、ステップ321にてエンジン制御部202が不図示の排出反転ソレノイドをOFFにして排出反転ローラ119の正転駆動を行う。正転駆動された排出反転ローラ119は、搬送された記録材を排出トレイ118方向に搬送させる。
【００４８】
ステップ322では排出センサ116が記録材後端を検出するまでウエイトし、排出センサ116が記録材後端を検出すると、ステップ323で記録材後端が排出反転ローラ119を抜けて排出トレイ118に記録材が完全に排出される所定時間ウエイトする。
【００４９】
ステップ324では、エンジン制御部202がプリンタコントローラ201から次プリントの要求指示が来ているか否か判定し、次プリント要求が無ければステップ325、次プリント要求がきていればステップ202に移行し次のプリントを開始する。
【００５０】
ステップ325ではステップ301とは逆に感光体ドラム101の表面電位の立ち下げ、回転多面鏡103の停止、また、定着器109の立ち下げの記録処理後制御を行ってプリント動作を終了する。
【００５１】
本実施形態で述べている画像形成装置であるプリンタの記録材搬送路上にはプレフィードセンサ113、トップセンサ115、排出センサ116、再給送センサ124は前述した記録動作中に記録材の搬送状態を常に確認している。
【００５２】
たとえば、プレフィードセンサ113は給送動作開始から所定時間以内に記録材の先端を検出しない場合に記録材の遅延ジャムと判断し、また記録材先端を検出してから所定時間以内に記録材後端を検出しない場合は滞留ジャムと判断する。
【００５３】
このようなジャムの判断はプレフィードセンサ113のみではなくトップセンサ115、排出センサ116、再給送センサ124の全てのセンサで行っている。
【００５４】
ジャムを検出したエンジン制御部202は記録動作中であっても、すぐに全ての動作を中断してジャム状態に遷移する。このジャム状態を解除するためには、図示しないトナーカートリッジを着脱する時に開閉するカートリッジドアを開閉する必要がある。
【００５５】
そして、カートリッジドア開閉を検出したエンジン制御部202はジャム状態の解除をするとともに感光体ドラム101上のクリーニングを行い、電子写真プロセスの初期化のためにイニシャル駆動を行う。また、同時に機内の滞留記録材を機外に排出するため各ローラを駆動する。
【００５６】
以上のように両面プリント枚数に応じて、表面に記録が終わった記録材を排出反転ローラで正転／逆転を繰り返し排出トレイ上で所定時間保持し、かつその間定着ヒータへの通電を停止することにより、記録材の熱を冷まし両面再給紙による機内昇温を防止する事が可能となる。
【実施例２】
【００５７】
次に本発明の他の実施形態を説明する。
【００５８】
｛全体構成｝図４は第２実施形態に係るプリンタの模式説明図である。図４において、図１で示した第１の実施形態との違いは、記録材搬送路上に機内温度センサ126を設けた点にある。その他は図１と同じ構成となっている。
【００５９】
｛駆動制御構成｝第２実施形態に係るプリンタの駆動制御構成は、図２で示した第１の実施形態と同じ構成であるため省略する。
【００６０】
｛両面記録動作｝次に図５をもとにエンジン制御部202が両面記録の制御方法について説明する。なお、図５は第２の実施形態におけるエンジン制御部202が両面記録をする場合の制御方法のフローチャートである。
【００６１】
ステップ501からステップ507までは、図3のステップ301からステップ307で示した第１の実施例と同じ制御となる。
【００６２】
ステップ508ではエンジン制御部202が機内温度センサ126により記録材搬送路の温度が所定温度以上になったか否かを判定する。本実施例では機内温度が45℃以上か否かを判定する。機内温度が45℃以上であればステップ509に移行し、機内温度が45℃未満であればステップ516に移行する。
【００６３】
ステップ509からステップ513では、図3のステップ309からステップ313で示した第１の実施例と同様に表面に記録が終了した記録材を排出トレイ118上で冷却保持する制御となる。
【００６４】
ステップ514では機内温度センサ126により記録材搬送路の温度が所定温度未満になったか否かを判定する。本実施例では機内温度が35℃未満か否かを判定する。機内温度が35℃未満であればステップ515に移行し、機内温度が35℃以上であればステップ510に戻る。
【００６５】
尚、ステップ514の判定は図3のステップ314で示した第１の実施例と同様にステップ510〜513の一連動作を繰り返した所定回数の判定としても良い。
【００６６】
移行のステップ515からステップ525は、図３のステップ315からステップ325で示した第１の実施例と同じ制御となる。
【００６７】
以上のように機内温度に応じて定着ヒータへの通電を停止し、表面に記録が終了した記録材を排出反転ローラの正／逆転の繰り返しによって排出トレイ上で、機内温度が所定温度に下がるまで保持することにより、記録材の熱を冷まし両面画像形成モードの再給紙による機内昇温を防止する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第１実施形態に係るプリンタの模式説明図である。
【図２】駆動制御構成のブロック図である。
【図３】第１実施形態におけるエンジン制御部が両面記録をする場合の制御方法のフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係るプリンタの模式説明図である。
【図５】第２実施形態におけるエンジン制御部が両面記録をする場合の制御方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
101  感光体ドラム
102  半導体レーザ
103  回転多面鏡
104  スキャナモータ
105  レーザビーム
106  帯電ローラ
107  現像器
108  転写ローラ
109  定着器
110  カセット給紙ローラ
111，112  搬送ローラ
113  プレフィードセンサ
114  転写前ローラ
115  トップセンサ
116  排出センサ
117  排出ローラ
118  排出トレイ
119  排出反転ローラ
120  両面導入ローラ
121，122，123  両面搬送ローラ
124  再給紙センサ
125  トナーカートリッジ
126  機内温度センサ
201  プリンタコントローラ
202  エンジン制御部
203  高圧制御部
204  光学系制御部
205  定着制御部
206  センサ入力部
207  記録材搬送制御部
【図１】
2008111888.tif 000003
【図２】
2008111888.tif 000004
【図３】
2008111888.tif 000005
【図４】
2008111888.tif 000006
【図５】
2008111888.tif 000007