(57)【要約】【課題】  定着器の速度制御と両面搬送の構成を簡略化した画像形成装置を提供する。【解決手段】  定着ローラと排紙部を駆動する１つのステッピングモータと給紙、ドラム周り、両面などそれ以外の搬送系を駆動するＤＣブラシレスモータから構成される電子写真プリンタで、両面搬送時に排紙部で用紙を反転させる際に、振り子ギヤによって定着器だけは一定回転する構成において、反転後コントローラからの印字要求を待つため一旦停止した後、印字要求に基づき再起動する場合に、定着器の温度立ち上がり時間を確保するため、排紙部からの反転用紙の送り込みを遅らせる手段を有する。【選択図】  図１
2005215229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリントすべき用紙を所定の用紙位置から給紙して搬送路に送り込む給紙手段と、画像情報に応じて点滅するレーザビームにより、感光体ドラム上に静電潜像を形成した後、前記静電潜像をトナーにて可視像化して、給紙した所定の用紙に転写する転写手段と、前記転写手段により用紙に転写されたトナーを用紙に定着させるための定着手段と、前記定着された用紙を機外の所定位置まで排出するための排出手段と、前記定着手段を構成している定着ローラと前記定着ローラの下流にある前記排出手段を構成する排紙ローラを駆動する第一の駆動手段と、前記定着ローラから排紙ローラまでの搬送系以外を駆動する少なくとも1つの駆動系から構成される第二の駆動手段と、前記排紙ローラが用紙排出方向と反対側に回転した際に、用紙を受け取り再度感光体ドラムに送り込む前記第二の駆動手段に接続された両面搬送手段とを有し、前記第一の駆動手段は、正転、停止、反転の３つの状態で動作可能であって、かつ定着ローラに対しては正転、逆転に関わらず常に用紙を排出する側に回転させるための回転方向切り換え手段を有し、両面搬送時に正転から停止状態に移行し、反転動作を開始する前に、両面の２面目に対する印字要求と定着ローラの温度条件とにより反転動作する際の駆動系の動作条件を決定する動作条件選択手段とを有する画像形成装置。
【請求項２】
前記動作条件選択手段は、反転開始時に両面２面目の印字要求を受けていない場合には、所定の位置まで反転動作を行った後再び停止状態に移行することを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記動作条件選択手段は、両面２面目の印字要求を受けて反転動作を再開する前に定着ローラの温度を確認し、所定の温度以上である場合には、反転駆動を所定の回転数に立ち上げて用紙を感光体ドラムへ送り込むことを特徴とする特許請求の範囲第二項記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記動作条件選択手段は、両面２面目の印字要求を受けて反転動作を再開する前に定着ローラの温度を確認し、所定の温度未満である場合には、反転駆動を通常の印字搬送する速度より遅いスピードで駆動し、定着ローラの温調を再開した後に定着ローラの温度が所定の温度以上になったことをもって、反転駆動を所定の印字搬送時の速度に切り換えて搬送することを特徴とする特許請求の範囲第三項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、排紙ローラを正逆転させることで両面搬送させる機能を有し、かつ反転モータにより定着ローラをも駆動する構成を有する画像形成装置について記載している。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の電子写真プリンタは、図８の如き構成をなしている。
【０００３】
ここで1は、静電潜像を形成するための感光体ドラム、2は感光体ドラム1を一様に帯電するための帯電ローラ、5はレーザビームを感光ドラム1上で走査するための光学ユニット、6は光学ユニット5から発せられたレーザビーム、3は、レーザビームにより感光ドラム1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、4は感光体ドラム1上のトナー像を、所定の用紙に転写する転写ローラ帯電器、7は用紙上のトナーを溶融して用紙に定着させる定着器、8は印字する用紙を積載しておくための標準カセット、9は標準カセットから用紙をピックアップする標準カセット給紙ローラ、10は手差しトレイ、11は手差し給紙ローラ、12は用紙を機外へ排出するための第一排出ローラ、12'は正逆転モータに接続され片面連続プリント時には正転のみ、両面搬送時には反転して用紙を後述する両面搬送路へ送り込むための反転ローラ、13は搬送されてきた用紙の印字のための先端レジストをとるためのレジストローラ、14は用紙先端を検出するTOPセンサセンサ、15は用紙が正常に定着器を排出終了したかを確認するための排紙センサ、16は標準カセットの紙有無を検出するセンサ、17は手差し用紙有無を検出するためのセンサ、18,19は前述両面反転時に反転ローラ12'から送り込まれてきた両面印字のための用紙を搬送する両面搬送ローラ、20は両面印字時に搬送されてきた用紙を一旦停止させ、両面の2面目の印字要求を受けてから用紙搬送を再起動させるための停止位置を確認するため用紙の先端を検出する両面センサである。
【０００４】
従来はこのような構成において、各ローラと駆動モータは図９のように接続されていた。
【０００５】
給紙、感光体ドラム、両面搬送などは全て一定方向に回転するＤＣブラシレスモータに接続され、給紙ローラについてはＯＮ・ＯＦＦするためにソレノイドを介して接続されている。
【０００６】
また、反転のための反転ローラのみ正逆転可能なステッピングモータに接続されている。
【０００７】
両面搬送ローラは両面２面目の印字要求待ちをさせるため、一旦停止させる必要があり、そのためＯＮ・ＯＦＦするためのソレノイドに接続されている。しかし、両面搬送をＯＮ・ＯＦＦするためのソレノイドが必要であり比較的高価な構成になっていた。そこで、両面反転後の印字要求待ちを反転モータ自身に実行させ、かつ定着ローラをステッピングモータである反転モータと接続することにより、定着ローラの搬送速度をコントロールできる構成が提案されている(例えば、特許文献１参照。)。
【特許文献１】特開2001-199610号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の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、定着器の速度制御と両面搬送の構成を簡略化した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】
【０００９】
上記課題を解決する手段として、本発明は、プリントすべき用紙を所定の用紙位置から給紙して搬送路に送り込む給紙手段と、画像情報に応じて点滅するレーザビームにより、感光体ドラム上に静電潜像を形成した後、前記静電潜像をトナーにて可視像化して、給紙した所定の用紙に転写する転写手段と、前記転写手段により用紙に転写されたトナーを用紙に定着させるための定着手段と、前記定着された用紙を機外の所定位置まで排出するための排出手段と、前記定着手段を構成している定着ローラと前記定着ローラの下流にある前記排出手段を構成する排紙ローラを駆動する第一の駆動手段と、前記定着ローラから排紙ローラまでの搬送系以外を駆動する少なくとも1つの駆動系から構成される第二の駆動手段と、前記排紙ローラが用紙排出方向と反対側に回転した際に、用紙を受け取り再度感光体ドラムに送り込む前記第二の駆動手段に接続された両面搬送手段とを有し、前記第一の駆動手段は、正転、停止、反転の３つの状態で動作可能であって、かつ定着ローラに対しては正転、逆転に関わらず常に用紙を排出する側に回転させるための回転方向切り換え手段を有し、両面搬送時に正転から停止状態に移行し、反転動作を開始する前に、両面の２面目に対する印字要求と定着ローラの温度条件とにより反転動作する際の駆動系の動作条件を決定する動作条件選択手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
両面反転後の印字要求待ちを反転モータ自身に実行させ、かつ定着ローラをステッピングモータである反転モータと接続することにより、定着ローラの搬送速度をコントロールできる構成が提案されている。本件はこのような構成において、プリントすべき用紙を所定の用紙位置から給紙して搬送路に送り込む給紙手段と、画像情報に応じて点滅するレーザビームにより、感光体ドラム上に静電潜像を形成した後、前記静電潜像をトナーにて可視像化して、給紙した所定の用紙に転写する転写手段と、前記転写手段により用紙に転写されたトナーを用紙に定着させるための定着手段と、前記定着された用紙を機外の所定位置まで排出するための排出手段と、前記定着手段を構成している定着ローラと前記定着ローラの下流にある前記排出手段を構成する排紙ローラを駆動する第一の駆動手段と、前記定着ローラから排紙ローラまでの搬送系以外を駆動する少なくとも1つの駆動系から構成される第二の駆動手段と、前記排紙ローラが用紙排出方向と反対側に回転した際に、用紙を受け取り再度感光体ドラムに送り込む前記第二の駆動手段に接続された両面搬送手段とを有し、前記第一の駆動手段は、正転、停止、反転の3つの状態で動作可能であって、かつ定着ローラに対しては正転、逆転に関わらず常に用紙を排出する側に回転させるための回転方向切り換え手段を有し、両面搬送時に正転から停止状態に移行し、反転動作を開始する前に、両面の２面目に対する印字要求と定着ローラの温度条件とにより反転動作する際の駆動系の動作条件を決定する動作条件選択手段とを有する画像形成装置。
【００１１】
前記動作条件選択手段は、反転開始時に両面２面目の印字要求を受けていない場合には、所定の位置まで反転動作を行った後再び停止状態に移行することを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の画像形成装置。
【００１２】
前記動作条件選択手段は、両面２面目の印字要求を受けて反転動作を再開する前に定着ローラの温度を確認し、所定の温度以上である場合には、反転駆動を所定の回転数に立ち上げて用紙を感光体ドラムへ送り込むことを特徴とする特許請求の範囲第二項記載の画像形成装置。
【００１３】
前記動作条件選択手段は、両面２面目の印字要求を受けて反転動作を再開する前に定着ローラの温度を確認し、所定の温度未満である場合には、反転駆動を通常の印字搬送する速度より遅いスピードで駆動し、定着ローラの温調を再開した後に定着ローラの温度が所定の温度以上になったことをもって、反転駆動を所定の印字搬送時の速度に切り換えて搬送することを特徴とする特許請求の範囲第三項記載の画像形成装置。
によってより安価でかつ品質向上に貢献するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第一の実施例）
図１は、本発明第一の実施例におけるプリンタ機構部の断面を概略示したものである。
【００１５】
ここで101は、静電潜像を形成するための感光体ドラム、102は感光体ドラム1を一様に帯電するための帯電ローラ、105はレーザビームを感光ドラム1上で走査するための光学ユニット、106は光学ユニット105から発せられたレーザビーム、103は、レーザビームにより感光ドラム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、104は感光体ドラム101上のトナー像を、所定の用紙に転写する転写ローラ帯電器、107は用紙上のトナーを溶融して用紙に定着させる定着器、108は印字する用紙を積載しておくための標準カセット、109は標準カセットから用紙をピックアップする標準カセット給紙ローラ、110は手差しトレイ、111は手差し給紙ローラ、112は用紙を機外へ排出するための第一排出ローラ、112'は片面連続プリント時には排出方向にのみ回転して用紙を排出すると共に、両面印字時には両面搬送部に用紙を送り込むために用紙が所定位置まで排出された後に、ローラが逆転し両面搬送部へ用紙を送り込む側に回転することができる第二排出ローラであり、反転機能も兼ね備える。113は搬送されてきた用紙の印字のための先端レジストをとるためのレジストローラ、114は用紙先端を検出すると共に搬送中の用紙長を測定するTOPセンサ、115は用紙が正常に定着器を排出終了したかを確認するための排紙センサ、116は標準カセットの紙有無を検出するセンサ、117は手差し用紙有無を検出するためのセンサ、118は給紙された用紙の重送を解除するためのリタードローラ、119は給紙・分離された印字紙をレジスト部に送り込むための搬送ローラ、120は反転ローラ112'によって反転された用紙を両面搬送部に送り込むための第一両面搬送ローラ、121は両面搬送部からレジスト部に送り込むための第二両面搬送ローラ、122は反転ローラから送り込まれた用紙を第一両面搬送ローラの手前の所定位置で、印字要求待ちのために待機させる位置を検出するための両面反転センサである。
【００１６】
図２は、本発明におけるプリンタ制御部をブロック図で示したものである。
【００１７】
301は、ホストコンピュータとの間での通信と画像データの受信、及び受け取った画像データをプリンタが印字可能な情報に展開すると共に、後述するプリンタエンジン制御部との間で信号のやり取り及びシリアル通信を行うプリンタコントローラ、302はプリンタコントローラとの間で信号のやり取り、シリアル通信を介してプリンタエンジンの各ユニットの制御を行うエンジン制御部、303はコントローラとエンジン制御部間で行われるシリアル通信のコマンド/ステータスラインで双方向の機能を持つ。304は前記コマンドステータスを転送するためのシリアル同期クロック、305は用紙が搬送されセンサがTOPセンサに到達したことをコントローラに示す垂直同期信号となる/TOP信号、306は画像出力のための水平同期信号である/BD信号、307は画像信号である。308はプリントする用紙を給紙搬送しプリント後の排紙までの紙搬送をエンジン制御部の指示に基づき実行する用紙搬送制御部、309はTOPセンサ、排紙センサ、用紙有無センサの各センサの状態をエンジン制御部に伝達する紙有無センサ入力部、310はエンジン制御部からの指示に基づき用紙紙詰まりを検出するジャム検出部、311はスキャナモータの駆動及びレーザのON/OFF制御をエンジン制御部の指示に基づき実行する光学系制御部、312は帯電、現像、転写等の電子写真プロセスに必要な高圧出力をエンジン制御部の指示に基づき実行する高圧系制御部、313はエンジン制御部の指示に基づき定着器の温度制御を行なうとともに、定着器の異常検出等を行う定着温度制御部、314はプリンタ内の機能部の故障を検出する故障検出部である。用紙搬送制御部は、図３に示すように２種類のモータを制御している。
【００１８】
まず、モータについては給紙系、レジスト部、ドラム系、両面搬送系を駆動するＤＣブラシレスモータ401と定着系、排紙・反転系を駆動するステッピングモータ402の2つのモータにより構成されている。
【００１９】
給紙ローラ109と111は、所定時間で停止させなければならないため、ソレノイドを介してＤＣブラシレスモータに接続されている。それ以外のＤＣブラシレスモータに接続されたローラについては、ＤＣブラシレスモータの駆動時には常時一定の回転方向に回転するローラである。一方、ステッピングモータに接続された定着ローラ系は、両面反転時にも一定の方向に回転させるために、振り子ギヤ403に接続されている振り子ギヤはステッピングモータの回転方向に伴い、接続されるギヤ列を切り換えることが可能な素子であり、これに接続された定着系のローラはステッピングモータの回転方向に関わらず常に一定方向、つまり用紙を排出する方向に回転する構成になっている。また、排紙ローラ112'はステッピングモータに通常のギヤ列を介して接続されているので、ステッピングモータの正転反転に伴って、正逆回転する構成になっている。
【００２０】
図４は、振り子ギヤの構成について詳細に説明した図である。
【００２１】
反転モータに対して、排紙ローラは途中3段のギヤを介して接続されている。一方加圧ローラは、途中振り子ギヤを介して接続されており、反転モータの回転方向に基づき、ギヤＡかギヤＢに接続される構成になっている。
【００２２】
以上のような制御部構成において具体的に両面搬送のシーケンスがどのようになるかを図５−１及び図５−２に示す。
【００２３】
まず、プリンタはコントローラからの印字要求を待ち、要求を受けるとＤＣモータ及びステッピングモータの駆動を開始する。その後ドラム周りの各種高圧バイアスの立ち上げ及び定着温調の開始などを含む電子写真プロセスの立ち上げ処理を行う。電子写真プロセスが立ち上がると所定の給紙口からの給紙動作を行い、その後はTOPセンサが紙ありを検出するのを待つ。図には示していないが当然この間は用紙の給紙ジャムの検出も並行して実施しているが図が複雑になるので省略している。そしてTOPセンサが用紙先端を検出するとコントローラに対して/TOP信号を出力し、画像書き出しのための同期処理を行う。また、/TOP信号出力後は排紙センサが用紙先端を検出するまで待つ。前述と同じようにこの間は排紙センサまでの到達遅延ジャムの検出も並行して実施しているが、ここでは省略している。排紙センサが用紙先端を検出した後は、排紙センサが用紙後端を検出するのを待つ。排紙センサが用紙後端を検出した時点でその用紙が両面行きの用紙かどうかをチェックする。その結果、その用紙が両面行きの場合には、排紙センサ後端検出のタイミングでタイマTrを起動する。このTrとは用紙後端が排紙センサを抜けてから反転ローラによる反転動作を開始するタイミングを測定するためのものである。Trのカウントが終了した時点で、これから印字すべき両面２面目に対する印字要求がコントローラから出力されているかどうかをチェックする。印字要求が出力されていない場合には、電子写真プロセスを一旦停止させてコントローラからの要求を待たなければならないため、ＤＣモータ、ステッピングモータの駆動も一旦停止させる。印字要求を既に受けている場合には、即座に反転動作に入る。一旦モータを停止させた後に印字要求を受けた場合には、その時点での定着器の温度をチェックする。これは、印字要求待ちの状態が長く続いた場合には、定着器温度が冷えてしまうためにその後、定着器を立ち上げるための時間が長くかかる場合があり、反転モータを通常の搬送時の速度で駆動してしまうと、定着器の温度がプリントに必要な温度に達する前に用紙が定着器に到達してしまう場合があるためである。そのために、印字要求を受けた時点の定着器の温度が所定のT0よりも低い場合には、反転モータの駆動速度を通常の印字時より低速で駆動し、定着器の温度が立ち上がるまでの時間的な余裕を増やすための処理を行う。図示しないが、反転モータの低速時の速度は、定着器の温度に応じて設定することも可能である。つまり、より定着器温度が低い場合には、反転モータをより低速で駆動する、という論理に基づいた制御である。
【００２４】
このように反転モータを制御することにより従来例のように両面搬送路内に用紙の停止させる機能を設けなくても、両面の搬送が可能になる。
【００２５】
（第二の実施例）
第二の実施例では、反転モータの駆動を定着器の温度に応じて反転と正転を所定の間隔で切り換えることにより反転開始後の定着温度の立ち上げ時間の余裕を確保する方法について示す。
【００２６】
本体構成や、モータ駆動系の構成などは前述第一の実施例と同じであるため、実際のフローチャートについて図６−１及び図６−２にて説明する。
【００２７】
まず、プリンタはコントローラからの印字要求を待ち、要求を受けるとＤＣモータ及びステッピングモータの駆動を開始する。その後ドラム周りの各種高圧バイアスの立ち上げ及び定着温調の開始などを含む電子写真プロセスの立ち上げ処理を行う。電子写真プロセスが立ち上がると所定の給紙口からの給紙動作を行い、その後はTOPセンサが紙ありを検出するのを待つ。図には示していないが当然この間は用紙の給紙ジャムの検出も並行して実施しているが図が複雑になるので省略している。そしてTOPセンサが用紙先端を検出するとコントローラに対して/TOP信号を出力し、画像書き出しのための同期処理を行う。また、/TOP信号出力後は排紙センサが用紙先端を検出するまで待つ。前述と同じようにこの間は排紙センサまでの到達遅延ジャムの検出も並行して実施しているが、ここでは省略している。排紙センサが用紙先端を検出した後は、排紙センサが用紙後端を検出するのを待つ。排紙センサが用紙後端を検出した時点でその用紙が両面行きの用紙かどうかをチェックする。その結果、その用紙が両面行きの場合には、排紙センサ後端検出のタイミングでタイマTrを起動する。このTrとは用紙後端が排紙センサを抜けてから反転ローラによる反転動作を開始するタイミングを測定するためのものである。Trのカウントが終了した時点で、これから印字すべき両面２面目に対する印字要求がコントローラから出力されているかどうかをチェックする。印字要求が出力されていない場合には、電子写真プロセスを一旦停止させてコントローラからの要求を待たなければならないため、ＤＣモータ、ステッピングモータの駆動も一旦停止させる。印字要求を既に受けている場合には、即座に反転動作に入る。一旦モータを停止させた後に印字要求を受けた場合には、その時点での定着器の温度をチェックする。これは、印字要求待ちの状態が長く続いた場合には、定着器温度が冷えてしまうためにその後、定着器を立ち上げるための時間が長くかかる場合があり、反転モータを通常の搬送時の速度で駆動してしまうと、定着器の温度がプリントに必要な温度に達する前に用紙が定着器に到達してしまう場合があるためである。そのために、印字要求を受けた時点の定着器の温度が所定のT0よりも低い場合には、用紙後端が排紙ローラと両面搬送ローラの間で反転駆動と正転駆動を所定周期Tmの間隔で繰り返す。この場合定着器は振り子ギヤに接続されているので、反転モータの正転/反転に関わらず常に用紙を排出する側に回転する。また、用紙は一定方向に回転している両面搬送ローラに到達することなく往復搬送を継続するので、その間の時間で定着器の立ち上げ時間を確保することが可能になる。実際には定着器温度がT1になるまで上記往復搬送を続けてその後は通常の反転駆動を行い、用紙を両面搬送に伝達してTOPセンサ部まで搬送して印字を続行することができる。
【００２８】
図７は、上記シーケンスをタイミングチャートで示したものである。
【００２９】
反転モータはステッピングモータであるため、正転→反転、反転→正転の切り換えには所定の駆動パルスレートに基づいて徐々に回転方向の切り替えを行う。Tm期間の正転⇔反転の切り換えを繰り返し、その間に定着器温度がT1に達したら、反転モータを反転駆動側に切り換えて用紙を両面搬送側に送り込んでいる。
【００３０】
このように反転モータを制御することにより従来例のように両面搬送路内に用紙の停止させる機能を設けなくても、両面の搬送が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第一の実施例を示す図
【図２】第一の実施例を示す図
【図３】第一の実施例を示す図
【図４】第一の実施例を示す図
【図５−１】第二の実施例を示す図
【図５−２】第二の実施例を示す図
【図６−１】第二の実施例を示す図
【図６−２】第二の実施例を示す図
【図７】第二の実施例を示す図
【図８】第二の実施例を示す図
【図９】従来例を示す図
【図１】
2005215229.tif 000003
【図２】
2005215229.tif 000004
【図３】
2005215229.tif 000005
【図４】
2005215229.tif 000006
【図５−１】
2005215229.tif 000007
【図５−２】
2005215229.tif 000008
【図６−１】
2005215229.tif 000009
【図６−２】
2005215229.tif 000010
【図７】
2005215229.tif 000011
【図８】
2005215229.tif 000012
【図９】
2005215229.tif 000013