(57)【要約】【課題】  定着器を駆動するステッピングモータの負荷トルクを低減し、ステッピングモータの仕様を最適化することができる。【解決手段】  ドラム・給紙系を駆動するＤＣブラシレスモータと、定着排紙系を駆動するステッピングモータで構成された搬送系を有し、かつＤＣブラシレスからの駆動の一部を定着駆動側にも供給し、起動時のステッピングモータの負荷トルクを低減する構成を有する電子写真プリンタにおける両面時と前多回転時に駆動切り換えを行い、定着ヒータへの投入電力量を低減し、また駆動音を低減することが出来る。【選択図】  図１
2007058082.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と、前記第二の駆動手段は所定の減速比のギヤ列と、ワンウエー機能を介して前記第一の駆動手段が駆動する定着ローラと、排紙ローラを減速比に応じた回転数で駆動する補助駆動手段とを有し、
前記第一の駆動手段と第二の駆動手段共に定格回転数で回転させて給紙から定着・排紙までの処理を行う第一の搬送モードと、前記第一の駆動手段の駆動を停止させ、前記第二の駆動手段及びその補助駆動手段とによって、給紙から感光体ドラムまでの駆動は定格回転数で、定着から排紙までを補助駆動手段による低速回転数で駆動する第二の搬送モードとを有し、所定の条件に基づき、前記第一の搬送モードと前記第二の搬送モードとを切り換える搬送モード切換手段とを有する画像形成装置。
【請求項２】
前記搬送モード切換手段は、両面プリント時に前記第一の駆動手段が駆動する定着ローラのニップおよび用紙を前記両面搬送手段に搬送するための反転ローラのニップをプリントすべき用紙後端が抜けた後に、第二の搬送モードに切り換え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】
前記搬送モード切換手段は、電源投入後の所定のタイミングで設けられた回転の間もしくはプロセスカートリッジ用ドア開閉後の所定のタイミングで設けられた回転の間に、機内にJAM等によって発生した残留紙を自動排紙する可能性が無い場合、第二の搬送モードに切り換え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。
【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の両面搬送は例えば特許文献１の様な構成をしている。
【０００３】
以下図7、8により従来の両面搬送について説明する。
【０００４】
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。
【０００５】
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、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。
【０００６】
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７のように接続されていた。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
また、両面印字時や前多回転時、定着器はステッピングモータによって常に駆動していた。
【特許文献１】特登録３４４５１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記従来例では、両面印字時や前多回転時、定着器はステッピングモータによって常に駆動しているため、用紙を定着していない場合においても定着器は通常印字時と同じスピードで回転しており、そのため、加圧ローラの温度を保つために余分な電力投入を行っていた。またステッピングモータを駆動しているためモータの励磁音、駆動音や定着器の駆動音を両面印字時に低減させなくてはならない等の問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、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と、前記第二の駆動手段は所定の減速比のギヤ列と、ワンウエー機能を介して前記第一の駆動手段が駆動する定着ローラと、排紙ローラを減速比に応じた回転数で駆動する補助駆動手段とを有し、
前記第一の駆動手段と第二の駆動手段共に定格回転数で回転させて給紙から定着・排紙までの処理を行う第一の搬送モードと、前記第一の駆動手段の駆動を停止させ、前記第二の駆動手段及びその補助駆動手段とによって、給紙から感光体ドラムまでの駆動は定格回転数で、定着から排紙までを補助駆動手段による低速回転数で駆動する第二の搬送モードとを有し、所定の条件に基づき、前記第一の搬送モードと前記第二の搬送モードとを切り換える搬送モード切換手段とを有する画像形成装置。
【００１２】
前記搬送モード切換手段は、両面プリント時に前記第一の駆動手段が駆動する定着ローラのニップおよび用紙を前記両面搬送手段に搬送するための反転ローラのニップをプリントすべき用紙後端が抜けた後に、第二の搬送モードに切り換え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。
【００１３】
前記搬送モード切換手段は、電源投入後の所定のタイミングで設けられた回転の間もしくはプロセスカートリッジ用ドア開閉後の所定のタイミングで設けられた回転の間に、機内にJAM等によって発生した残留紙が無い場合に、第二の搬送モードに切り換え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。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明よれば、上記課題を解決するため、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と、前記第二の駆動手段は所定の減速比のギヤ列と、ワンウエー機能を介して前記第一の駆動手段が駆動する定着ローラと、排紙ローラを減速比に応じた回転数で駆動する補助駆動手段とを有し、
前記第一の駆動手段と第二の駆動手段共に定格回転数で回転させて給紙から定着・排紙までの処理を行う第一の搬送モードと、前記第一の駆動手段の駆動を停止させ、前記第二の駆動手段及びその補助駆動手段とによって、給紙から感光体ドラムまでの駆動は定格回転数で、定着から排紙までを補助駆動手段による低速回転数で駆動する第二の搬送モードとを有し、所定の条件に基づき、前記第一の搬送モードと前記第二の搬送モードとを切り換える搬送モード切換手段とを有する画像形成装置。
【００１５】
前記搬送モード切換手段は、両面プリント時に前記第一の駆動手段が駆動する定着ローラのニップおよび用紙を前記両面搬送手段に搬送するための反転ローラのニップをプリントすべき用紙後端が抜けた後に、第二の搬送モードに切り換え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。
【００１６】
前記搬送モード切換手段は、電源投入後の所定のタイミングで設けられた回転の間もしくはプロセスカートリッジ用ドア開閉後の所定のタイミングで設けられた回転の間に、機内にJAM等によって発生した残留紙が無い場合に、第二の搬送モードに切り換え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。
【００１７】
上記の画像形成装置を提供することによって、両面印字時や前多回転時、第二の搬送モードに切り換え、定着器の回転数を下げることによって、加圧ローラの温度を保つために余分な電力投入を行わなくすることが可能となる。ステッピングモータを停止しているため励磁音、駆動音や定着器の駆動音を低減させることが可能となる。またステッピングモータやモータドライバICの温度上昇を低減する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施例１）
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。
【００１９】
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。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。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。
【００２０】
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。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。またDCブラシレスモータからは、所定の減速ギヤ404とOne Wayローラ405を介してステッピングモータへの駆動列に接続されている。このOne Wayローラ405は、ステッピングモータによる駆動の方が高速で回転している期間中はDCブラシレスモータからの駆動を解除してから回転し、ＤＣブラシレスモータからの駆動の方が早い場合にのみステッピングモータ側の駆動列に対してトルクを発生させる機能を有したローラである。
【００２１】
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。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。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。また、反転モータの駆動系に対してOne Way機構を介してメインモータからのギヤ列が接続されている。
【００２２】
以上のような制御部構成において、具体的に両面プリント時に第二の搬送モードに切り換える制御について図5フローチャートを基に説明する。
【００２３】
まず、プリンタコントローラからのプリント指示待ちの状態から、両面プリント要求を受けると各種駆動系、つまりＤＣブラシレスモータ、ステッピングモータを順次起動し、モータ起動後に定着ヒータの温度制御開始及びドラム周りの電子写真プロセスの各種高圧、つまり一次帯電、現像バイアス、転写バイアスを順次立ち上げる。その後、定着ヒータの温度があらかじめ決められた所定の温度に達したことを持って給紙口から印字するための用紙を給紙する。給紙開始後は、書き出し位置タイミングを取るためのTOPセンサの紙有無状態を監視し、用紙先端を検出した時点で、プリンタコントローラに対して垂直同期信号を出力すると共に画像書き出しの許可を行う。その後は用紙後端が排紙センサを抜けるタイミングを監視し、排紙センサ後端検出タイミングから、所定時間ウエイトするためのタイマを起動するこのタイマ値は、用紙後端が排紙TOPセンサを抜けてから、更に反転ローラのニップを抜ける時間に相当する時間である。そして、用紙後端が反転ローラニップを通過した時点でステッピングモータの駆動を停止する。すると、定着器及び排紙部はＤＣブラシレスモータからの補助駆動によってのみ駆動するため定格回転数より低い回転数で回転をはじめる。この回転数では定着ヒータの目標温度は同じであっても通電する電力は低減する。定着器を低速で駆動しているため駆動音が低減される。ステッピングモータを停止しているため駆動音や励磁音がしなくなる。またステッピングモータやモータドライバICの温度上昇を低減する事が出来る。
【００２４】
（実施例２）
第二の実施例では、前多回転時に第二の搬送モードに切り換える制御について図６フローチャートを基に説明する。
【００２５】
電源投入後の所定のタイミングで設けられた回転の間もしくはプロセスカートリッジ用ドア開閉後の所定のタイミングで設けられた回転の間に、機内にJAM等によって発生した残留紙を自動排紙する可能性が無い場合、ＤＣブラシレスモータのみを駆動し、定着器及び排紙部はＤＣブラシレスモータからの補助駆動によってのみ駆動するため定格回転数より低い回転数で回転をはじめる。これによって、前述第一の実施例で示したような定着器の駆動音やステッピングモータの駆動音、励磁音がしなくなり、静音効果を得る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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】第一の実施例を示す図。
【図６】第二の実施例を示す図。
【図７】従来例を示す図。
【図８】従来例を示す図。
【図１】
2007058082.tif 000003
【図２】
2007058082.tif 000004
【図３】
2007058082.tif 000005
【図４】
2007058082.tif 000006
【図５】
2007058082.tif 000007
【図６】
2007058082.tif 000008
【図７】
2007058082.tif 000009
【図８】
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