(57)【要約】【課題】両面画像形成が可能で小型かつ安価な生産性の高い画像形成装置を提供すること。【解決手段】トップセンサ3のシート検知後の所定時間に対してループ検知手段40により得られる定着ユニット13のシート搬送速度情報を基に両面切替え部材17の反転タイミングを制御する。【選択図】図１
2009292614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像をシートに転写する転写部と、転写されたトナー像をシートに定着する定着部と、前記転写部の上流に設けられ、シートを検知するシート検知手段と、前記転写部と前記定着部との間でのシートのループを検知するループ検知手段と、前記シート検知手段の情報に基づき前記定着部の搬送速度を制御する搬送速度制御手段と、前記シートを反転するための反転手段と、が設けられ、
前記シート検知手段によるシートを検知した後の所定時間に対して前記ループ検知手段により得られる前記定着部のシート搬送速度情報を基に前記反転手段の反転タイミングを設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記シート搬送速度情報は、シート後端が前記転写部の近傍にあるときのシートのループ量であ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】
前記シート搬送速度情報は、前記搬送速度制御手段の制御情報と前記ループ検知手段によるループの検知情報との組み合わせにより得ら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４】
前記シート搬送速度情報は、シートが前記転写部と前記定着部との間を通過した状態での前記搬送速度制御手段の制御情報と、前記ループ検知手段によるループの検知情報との組み合わせで算出したシート搬送速度であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
トナー像をシートに転写する転写部と、前記トナー像をシートに定着する定着部と、前記転写部の上流に設けられ、シートを検知するシート検知手段と、シートのループを検知するループ検知手段と、前記シート検知手段の情報に基づき前記定着部の搬送速度を制御する搬送速度制御手段と、シートを反転するための反転手段と、が設けられ、
前記シート検知手段によるシートを検知した後の所定時間に対して前記搬送速度制御手段の制御情報を基に前記反転手段の反転タイミングを設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記シート検知手段によるシートを検知した後の所定時間に対してシート後端が前記転写部を通過した後の前記搬送速度制御手段の制御情報を基に前記反転手段の反転タイミングを設定することを特徴とする請求項５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、電子写真方式を採用した複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置においては、シートの両面に画像を形成するために、１面目の画像を形成した後にシートを反転して再度画像形成装置に送って２面目（裏面）に画像形成を行うようにしたものがある。シートの反転（スイッチバック）としては、シートの後端を反転ローラ対近傍のセンサ等により検知して、所定時間後に反転ローラ対を逆転することで行われるものがある。この場合、反転ローラ近傍のセンサ等によって反転タイミングをとっている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の画像形成装置の反転動作としては、給送カセットにより給送されたシートが給送センサで検知され、シートが定着部を通過した時間がカウントされると、シートの搬送速度が減速されるようにしたものがある。そして、減速されたシート搬送速度が20mm/秒、50mm/以下となるように搬送ローラが制御される。シートは減速された状態で定着手段の下流に配置された排出センサで検知される。排出センサにより検知された所定時間後に反転するための排出ローラが停止し、逆方向に回転されることによりシートが反転される（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開2006-313341号公報
【特許文献２】特開2006-143410号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の画像形成装置では、シート搬送速度が速い場合には、シート後端をセンサが検知する時間と反転ローラのモータを減速して停止、逆転するまでの時間を確保すると、反転動作時にシート後端が反転ローラを通過してしまうおそれがある。つまり、シートの反転動作ができないおそれがある。そこで、センサと反転ローラの距離を長くすることで、反転動作時におけるシート後端の反転ローラの通過を防止することができるが、装置が大型化しコスト高になる。
【０００６】
また、特許文献２の画像形成装置では、装置の大型化やコスト高はないものの、反転動作前にシートを減速させるために両面画像形成時の単位時間あたりの画像形成枚数が少なくなるという恐れがある。
【０００７】
本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、両面画像形成が可能で小型かつ安価な生産性の高い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】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、トナー像をシートに転写する転写部と、転写されたトナー像をシートに定着する定着部と、前記転写部の上流に設けられ、シートを検知するシート検知手段と、前記転写部と前記定着部との間でのシートのループを検知するループ検知手段と、前記シート検知手段の情報に基づき前記定着部の搬送速度を制御する搬送速度制御手段と、前記シートを反転するための反転手段と、が設けられ、前記シート検知手段によるシートを検知した後の所定時間に対して前記ループ検知手段により得られる前記定着部のシート搬送速度情報を基に前記反転手段の反転タイミングを設定されることを特徴とする。
【０００９】
また、トナー像をシートに転写する転写部と、前記トナー像をシートに定着する定着部と、前記転写部の上流に設けられ、シートを検知するシート検知手段と、シートのループを検知するループ検知手段と、前記シート検知手段の情報に基づき前記定着部の搬送速度を制御する搬送速度制御手段と、シートを反転するための反転手段と、が設けられ、前記シート検知手段によるシートを検知した後の所定時間に対して前記搬送速度制御手段の制御情報を基に前記反転手段の反転タイミングを設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ループ検知手段により得られる定着部のシート搬送速度情報または搬送速度制御手段の制御情報を基に反転手段の反転タイミングを設定することで、小型で安価かつ生産性の高い両面画像形成が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［実施形態１］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置である電子写真方式のフルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面図である。
【００１２】
図１に示すフルカラーレーザービームプリンタは、下部にシートを給送する給送部１を備えている。給送部１の上部に、シートＳのレジストを合わせ搬送するレジローラ対２、シートＳの位置検知や給送部１のジャムの検知をするトップセンサ３を備えている。
【００１３】
また、給送部１の上方にスキャナユニット４を備えている。スキャナユニット４の上方には４個のプロセスカートリッジ10（10Ｙ、10Ｍ、10Ｃ、10Ｂｋ）を備えている。プロセスカートリッジ10の上方にこれに対向するように、中間転写部である中間転写ユニット５が配置されている。中間転写ユニット５は中間転写ベルト６の内側に１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋ、駆動ローラ８、テンションローラ９、クリーニング手段11を備えている。
【００１４】
中間転写ユニット５の右側には駆動ローラ８に対向するように、２次転写ローラ12が備えられている。中間転写ユニット５及び２次転写ローラ12の上部に定着部である定着ユニット13が配置されている。定着ユニット13の左上部には排出ローラ対14（14ａ、14ｂ）及び両面反転部15が配置されている。両面反転部15は、反転ローラ対16（16ａ、16ｂ）と分岐手段である両面切替え部材17から構成されている。
【００１５】
次に、かかるフルカラーレーザービームプリンタの動作を説明する。まず片面画像形成の説明をする。
【００１６】
すなわち、反時計回り（Ａ方向）に回転する中間転写ベルト６上にスキャナユニット４、感光ドラム20Ｙ、20Ｍ、20Ｃ、20Ｂｋ等で形成された各色トナー像を順次転写（１次転写）する。そして、各色のトナー像を重ね合わせて、中間転写ベルト６上にフルカラートナー像を形成する。
【００１７】
その後、給送部１において、シートＳがピックアップローラ21でピックされ、フィードローラ22、リタードローラ23により分離されてレジストローラ対２まで搬送される。レジストローラ対２のシート搬送方向下流にあるトップセンサ３によりシートＳの先端を検知し、２次転写部Ｔ２で中間転写ベルト６上のフルカラートナー像とシートＳの位置を合わせるように、シートＳを２次転写部Ｔ２まで搬送する。２次転写部Ｔ２にて、フルカラートナー像を転写されたシートＳは定着ユニット13に搬送される。
【００１８】
定着ユニット13は、図示しない回転速度を可変可能な（±３％に設定）駆動手段と接続されている加圧ローラ13ａと、加熱源であるヒータを有し、加圧ローラ13ａに対して所定圧で圧接している加熱ローラ13ｂとを備えている。２次転写ローラ12と定着ユニット13との間には、シートＳのループを検知するループ検知手段40が設けられている。ループ検知手段40は、回動自在なセンサフラグ41、フォトセンサ42から構成される。
【００１９】
ループ検知手段40は、シートＳが２次転写部Ｔ２の中間転写ベルト６と２次転写ローラ12とにより形成されるニップと定着ユニット13の定着ローラニップの間を搬送されるとき、シートＳのループが所定量以上になったときに検知する。なお、定着ユニット13の定着ローラニップは、加圧ローラ13ａ及び加熱ローラ13ｂで形成される。
【００２０】
シートＳはループ検知手段40の検知情報にもとづき、定着手段13の加圧ローラ13ａの速度を可変させることで、所定量の範囲内でループ量を維持した状態で搬送される。これにより定着ユニット13がシートＳの２次転写部Ｔ２の搬送速度に影響を与えないため、画像形成動作に影響を及ぼさない。
【００２１】
本実施の形態では、定着後のシートＳの搬送を加圧ローラ13ａと加熱ローラ13ｂで行っている。定着ユニット13が定着手段及び搬送手段をかねているため、定着ユニット13の加圧ローラ13ａ及び加熱ローラ13ｂの下流には搬送手段は設けられていないが、別に設けてもよい。
【００２２】
シートＳは定着ユニットに設けられた加圧ローラ13ａ、加熱ローラ13ｂによりフルカラートナー像を定着されて、排出ローラ対14ａ、14ｂによって装置上部の排出トレイ25に排出される。
【００２３】
次に、フルカラーレーザービームプリンタの主な構成部品の詳細な構成について詳述する。
【００２４】
プロセスカートリッジ10Ｙ、10Ｍ、10Ｃ、10Ｂｋは、各感光体ドラム20Ｙ、20Ｍ、20Ｃ、20Ｂｋを個別に備えている。そして、各感光体ドラム20Ｙ、20Ｍ、20Ｃ、20Ｂｋは、駆動手段（不図示）によって、同図中、時計回りに回転駆動される。
【００２５】
各感光体ドラム20Ｙ、20Ｍ、20Ｃ、20Ｂｋは、例えば直径20〜30mmのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。各感光体ドラム20Ｙ、20Ｍ、20Ｃ、20Ｂｋは、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ(不図示)からの駆動力が伝達されることにより時計周りに回転駆動される。
【００２６】
中間転写ベルト６は、フィルム状部材で構成され、各色の各感光体ドラム20Ｙ、20Ｍ、20Ｃ、20Ｂｋに対向し接するように配置され循環移動する。この中間転写ベルト６は、２本のローラ軸(駆動ローラ８、テンションローラ９)で支持され、図の矢印Ａ方向に回転する。
【００２７】
２本のローラ軸(駆動ローラ８、テンションローラ９)は、不図示のそれぞれの軸受(駆動ローラ軸受、テンションローラ軸受)で支えられ、そして、不図示の中間転写ユニットフレームで支えられている。
【００２８】
この中間転写ベルト６の内側に当接し、４個の各感光体ドラム20Ｙ、20Ｍ、20Ｃ、20Ｂｋに対向した位置にそれぞれ１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋが並設される。これら１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋから正極性の電荷が中間転写ベルト６に印可される。そして、当該電荷による電界により各感光体ドラム20Ｙ、20Ｍ、20Ｃ、20Ｂｋに接触中の中間転写ベルト６に各感光体ドラム20Ｙ、20Ｍ、20Ｃ、20Ｂｋ上の負極性を持つトナー像の各色が順次転写される。
【００２９】
それぞれ１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋも同様に、不図示の軸受によって支えられ、不図示の中間転写ユニットフレームで支えられる構成になっている。上記の様な構成の他に、中間転写ユニット５の変わりに背景技術にて挙げた静電転写搬送ユニットを用いた構成のカラー画像形成装置でもよい。
【００３０】
次に、両面画像形成時の動作について説明する。
【００３１】
まず、片面画像形成の動作同様に、反時計回り（Ａ方向）に回転する中間転写ベルト６上にスキャナユニット４、感光ドラム20Ｙ、20Ｍ、20Ｃ、20Ｂｋ等で形成された各色トナー像を順次転写（１次転写）する。そして、各色のトナー像を重ね合わせて、中間転写ベルト６上にフルカラートナー像を形成する。
【００３２】
そして、図２(ａ)に示すように、給送部1においてシートＳがピックアップローラ21でピックされ、フィードローラ22、リタードローラ23により分離されて、レジストローラ対２ａ、２ｂまで搬送される。
【００３３】
レジストローラ対２ａ、２ｂのシート搬送方向の下流にある、トップセンサ３によりシートＳの先端を検知し、２次転写部Ｔ２で中間転写ベルト６上のフルカラートナー像とシートＳの位置を合わせるように、シートＳを２次転写部Ｔ２まで搬送する。２次転写部Ｔ２にて、フルカラートナー像を転写されたシートＳは、図２(ｂ)に示すように、定着ユニット13に搬送される。
【００３４】
シートＳは、片面画像形成の動作同様に、定着ユニットに設けられた加圧ローラ13ａ、加熱ローラ13ｂにより、フルカラートナー像が定着される。
【００３５】
ここで、反転手段15の構成およびシート搬送時の動作について説明する。本実施の形態では、図３で示すように、両面切替え部材17の動作範囲における任意位置でのフラッパ先端の点を分岐点Ｂとする。
【００３６】
反転ローラ対16ａ、16ｂの位置は、分岐点Ｂから排出ローラ対14ａ、14ｂまでの距離Ｌ１よりも分岐点Ｂから反転ローラ対16ａ、16ｂまでの距離Ｌ２の方が短くなる。さらに、排出ローラ対14ａ、14ｂのニップ位置よりも反転ローラ対16ａ、16ｂのニップ位置が上方になるように配置されている。
【００３７】
反転ローラ対16からシート分岐点Ｂまでの距離が短いため、反転部15の小型化（高さ方向、シート搬送方向）を実現している。一方、これにともない、図４に示す反転ローラ対16とジャムセンサ24の円弧で規程される両面画像形成時の反転時にシート後端の停止可能である長さ(Ｌ)が短く、反転時のシート後端の反転位置（停止位置）の精度が必要となる。
【００３８】
排出ローラ対14ａ、14ｂは不図示の定着手段と同一の駆動機構と連結し駆動される。反転ローラ対16ａ、16ｂも不図示の定着手段13と独立した駆動機構と連結し、正逆転どちらにも駆動可能な構成となっている。反転ローラ対16の搬送速度は常に定着ユニット13の搬送速度より速い一定速度（Ｖｄ）に設定されていて定着ローラ対13と反転ローラ対16ａ、16ｂとの間（図10中の距離Ｌｄ）ではシートＳのループは形成されない。
【００３９】
このとき、反転ローラ対16の搬送力は定着ローラニップの搬送力より小さいため、反転ローラ対16の搬送速度は、シートＳが定着ローラニップにニップされているときは定着ユニット13の搬送速度と同等である。
【００４０】
シートＳの先端が分岐点Ｂに到達前に、両面切替え部材17が不図示のソレノイド等の駆動機構により、その回動中心17ａを中心に時計回りに回動し、シートＳが反転ローラ対16に導かれるように搬送路を切替える。
【００４１】
両面切替え部材17が回動するタイミングは、シートＳが給送部１により給送され、シートＳの先端がトップセンサ３で検知された時点から所定時間経後と設定している。
【００４２】
シートＳは、図２(ｃ)に示すように、定着ユニット13によって両面切替え部材17の上面を通過して、すでに排出方向（矢印Ｃ方向に搬送する方向）に回転している反転ローラ対16ａ、16ｂ側に搬送される。
【００４３】
シートＳを更に搬送させていくと、シートＳの後端はトップセンサ３を通過することで検知される。トップセンサ３にシートＳの後端が検知されるとタイマーにより所定の時間Ｔｒがカウントされる。
【００４４】
このトップセンサ３の後端検知して所定時間後に反転手段の反転動作（反転ローラ対16ａ、16ｂのモータの減速、停止、逆転動作、両面切替え部材17の回動）を開始すると、トップセンサ３は定着ユニット13の上流に設けられている。このため、ループ検知手段40および加圧ローラ13ａの回転速度の変更によるループ制御によって、シート搬送量にバラツキが生じる。
【００４５】
このバラツキを小さくできなければ、図４に示す両面画像形成時の反転時にシート後端の停止可能である長さＬにシートＳを停止させることができない場合がある。その場合、シートが反転ローラ対16のニップからシートＳが通過したり、シートＳの後端が両面切替え部材17に挟まれてジャムしたりすることがある。
【００４６】
ここで、本発明の特徴である、シートＳの反転タイミングの補正方法について説明する。まず、加圧ローラ13ａと加熱ローラ13ｂで形成される定着ローラニップと２次転写部Ｔ２区間の補正について説明する。
【００４７】
この区間ではループ検知手段40によるループ制御を行っている。図２(ｂ)に示すように２次転写部Ｔ２から搬送されるシートＳが加圧ローラ13ａと加熱ローラ13ｂで形成される定着ローラニップに搬送される。この時点で加圧ローラ13ａの回転速度は２次転写部Ｔ２の搬送速度に対して設定可能な回転速度（±３％）の下限値−３%で回転している。
【００４８】
加圧ローラ13ａの直径は加熱ローラ13ｂの加熱状態およびシートＳへの定着状態による温度の影響を受けることで変化する。したがって、加圧ローラ13ａの駆動手段が一定回転で回転している状態において、加圧ローラ13ａの温度が高く直径が大きい場合にはシートＳの搬送速度は速く、加圧ローラ13ａの温度が低く直径が小さい場合にはシートＳの搬送速度は遅くなる。
【００４９】
本実施の形態においては、加圧ローラ13ａの回転速度の下限値、搬送速度が加圧ローラ13ａの直径が最大の場合に、定着部でシートＳが搬送される速度が、２次転写部Ｔ２におけるシートＳの搬送速度より遅くなる設定としている。
【００５０】
加圧ローラ13ａの回転速度の上限値、搬送速度が加圧ローラ13ａの直径が最小の場合に、定着部でシートＳが搬送される速度が、２次転写部Ｔ２におけるシートＳの搬送速度より速くなる設定としている。一方、２次転写部Ｔ２の搬送速度は温度による影響が少ないので常にほぼ一定である。
【００５１】
図５(ａ)に示すようにシートＳが定着ローラニップで搬送され始めた状態では、ループ検知手段40のセンサフラグ41がフォトセンサ42に対して遮光状態である。ループ検知手段40が遮光状態すなわちＯＦＦ状態の場合は、加圧ローラ13ａの回転速度が下限値である−３%で制御する。このとき、定着ローラニップの搬送速度より２次転写部Ｔ２の搬送速度が速いためにループが成長する。
【００５２】
ループが除々に成長するとループ検知手段40のセンサフラグ41がシートＳのループの成長により図中時計回りに回動する。図５(ｂ)に示すようにループ量が所定量以上となるとセンサフラグ41がフォトセンサ42を透光状態することでループを検知がなされる。この検知情報により搬送速度制御手段が加圧ローラ13ａの回転速度を上限値である+３％に制御する。
【００５３】
この制御により定着ユニット13の搬送速度が２次転写部Ｔ２の搬送速度より速くなりループが小さくなる。ループが小さくなると、センサフラグ41が図中反時計周りに回動する。ループが所定量以下となるとセンサフラグ41がフォトセンサ42を遮光状態としてループ検知手段40がループを検知しなくなる。ループ検知手段40が遮光状態となるため再び加圧ローラ13ａの回転速度を−３%に制御してシートＳのループを成長させる。
【００５４】
すなわち、ループ検知手段40が透光状態(ＯＮ)の場合、加圧ローラ13ａの回転速度は−３%に、ループ検知手段40が遮光状態(ＯＦＦ)の場合、加圧ローラ13ａの回転速度は+３%に制御している。この制御により、加圧ローラ13ａの温度にかかわらず２次転写部Ｔ２-定着ユニット13の間でシートＳのループを所定量内に確保して２次転写に悪影響が及ばない状態で搬送できる。この制御をシートＳの後端が２次転写部Ｔ２を通過するまで続ける。
【００５５】
トップセンサ３でシートＳの先端を検知し、シートＳの後端部が２次転写部Ｔ２を抜ける直前の時間に相当する所定のタイミングで、ループ検知手段40の検知状態がＯＮ状態かＯＦＦ状態か確認する（図６参照）。
【００５６】
定着ユニット13と２次転写部Ｔ２間のループによる２次転写部Ｔ２の搬送量に対する定着手段13の搬送量のズレ量Ｌ１を以下に示す。
【００５７】
ループ検知手段40がＯＮ状態の場合    +Ｌ１  （図６中実線）
ループ検知手段40ＯＦＦ状態の場合     ０    （図６中破線）
（このとき符号は定着ユニット13による搬送量が２次転写部Ｔ２の搬送量に対して遅れる方向をプラスとしている。）
ループ検知ＯＮ状態の場合には、定着手段による搬送距離が２次転写部Ｔ２による搬送距離よりもＬ１分短いため、反転ローラ対16はその分の時間長く搬送する必要がある。
【００５８】
このときの補正時間は、Ｔ１=Ｌ１（搬送量のズレ量）/Ｖｐ（プロセススピード）となる本実施の形態ではループ有り無しによる搬送量のズレ量が３〜５mmであるため、この分のバラツキを抑えることができる。
【００５９】
次に、シートＳを加圧ローラ13ａと加熱ローラ13ｂで形成される定着ローラニップ及び反転ローラ対16で搬送する区間の説明をする。
【００６０】
この区間の加圧ローラ13ａの回転速度はループ検知手段40の情報によらない。シートＳの設定情報により加圧ローラ13ａの回転速度は２次転写部Ｔ２の搬送速度に対して設定可能な回転速度（±３％）の上限値+３％または下限値―３%で回転速度を制御している。
【００６１】
シートＳの後端が２次転写部Ｔ２を抜ける場合の挙動を安定させ画像への悪影響を無くすため、紙種ごとに設定される。例えば厚紙設定では加圧ローラ13ａの回転速度を上限に、薄紙設定では加圧ローラ13ａの回転速度を下限に設定するなどしている。
【００６２】
本実施の形態では、この区間における加圧ローラ13ａの回転速度の設定を+３％で一定、または−３％で一定回転する制御情報にもとづき反転ローラ対16の反転タイミングに補正に行う。なお、本区間では加圧ローラ13ａの直径の変化は考慮していない。
【００６３】
この制御情報にもとづき反転ローラ対16の反転タイミングに補正をすることで反転位置の精度向上が図れる。定着手段13及び反転ローラ対16で搬送する区間の搬送量のズレ量Ｌ２を以下に示す。
【００６４】
加圧ローラ13ａを２次転写部Ｔ２の搬送速度の+３％で回転した場合  −Ｌ２
加圧ローラ13ａを２次転写部Ｔ２の搬送速度のー３％で回転した場合 + Ｌ２
（符号は、定着ユニット13による搬送量が２次転写部Ｔ２の搬送量に対して遅れる方向をプラスとしている。）
このときの補正時間時間は、Ｔ２＝Ｌ２（搬送量のズレ量）/Ｖｐ（プロセススピード）となる。この区間の距離を約100mm、加圧ローラ13ａの設定可能な回転速度を±３％とすると±３mm（レンジで６mm）のバラツキを抑えることができる。
【００６５】
上記２区間の補正を考慮した反転動作のタイミングは、シートＳの後端をトップセンサが検知し、補正をかけずに反転するまでの時間（所定時間）は次式のようになる。
【００６６】
Ｔｐ＝Ｌｆ/Ｖｐ+Ｌｄ/Ｖｄ
なお、シートＳの後端をトップセンサ３が検知した位置から定着ユニット17の定着ローラニップまでの距離をＬｆ（図10参照）とする。また、プロセススピードをＶｆ、定着ローラニップ13ｎと反転ローラ対までの距離をＬｄ（図10参照）、反転ローラ対16の搬送速度をＶｄとする。
【００６７】
上記補正を考慮した反転動作のタイミングＴｈは、以下の式で設定される。
【００６８】
Ｔｈ＝Ｔｐ+Ｔ１+Ｔ２
反転ローラ対16ａ、16ｂによってシートＳが定着ローラニップから抜けた後、反転ローラ対16ａ、16ｂは、トップセンサ３にシートＳの後端が検知されることでカウントされる。すると、タイマーが補正を考慮した反転動作のタイミングＴｈと一致したタイミング（図７(ａ)）で反転手段の反転動作を開始し、反転ローラ対16のモータの減速、停止、逆転動作を開始する。
【００６９】
反転ローラ対16ａ、16ｂの回転をストップした後、所定の時間経過後に図５に示すように、両面切替え部材17はシートＳを両面搬送経路26に搬送可能な第１の位置まで反時計方向に回動する。
【００７０】
そして、図７(ｂ)に示すように両面切替え部材17が反時計方向に回動した直後に反転ローラ対16ａ、16ｂが転写材をＤ方向に搬送するように回転を始め、シートＳを両面搬送経路26に搬送させる。シートＳは、反転ローラ対16ａ、16ｂによって定着ユニット13の上側を通り両面搬送経路26に搬送される。
【００７１】
両面搬送経路26を通過したシートＳは両面搬送ローラ対30ａ、30ｂに到達し、両面搬送ローラ対30ａ、30ｂによって両面搬送センサ31、Ｕターンローラ対32ａ、32ｂまで搬送される。その後、Ｕターンローラ対32ａ、32ｂによって再びレジストローラ対２ａ、２ｂまで導かれる。
【００７２】
１面目を画像形成されたシートＳは、レジローラ対２を通過し２次転写部Ｔ２にて２面目のフルカラートナー像を転写され、定着ユニット13によって２面目のフルカラートナー像をシートＳに定着される。
【００７３】
定着ローラニップを抜ける時点では、両面切替え部材17はすでに前述の第１の位置に回動している。よって、シートＳは両面切替え部材17の下面を通過し、排出ローラ対14ａ、14ｂに導かれ、排出ローラ対14ａ、14ｂによって排出トレイ25に排出される。
【００７４】
通常の片面画像形成されたシートＳを排出する場合は、両面切替え部材17は第１の位置に回動しつづけた状態となる。定着ユニット13を通過したシートＳは、両面切替え部材17の下面を通りそのまま排出ローラ対14ａ、14ｂを通過し、排出トレイ25に排出される。
【００７５】
本実施の形態によれば、定着ユニット13の上流に設けられたシート検知手段であるトップセンサ３がシートＳの後端を検知して反転手段15の反転動作を開始しても、定着ユニット13の搬送速度の補正を考慮する。これにより、反転位置のバラツキを抑えることができるため両面画像形成時の反転時にシート後端の停止可能である長さＬを短くすることができる。
【００７６】
また、反転タイミングを反転の直前にとる必要がないのでシートＳの搬送速度を反転する手前から減速させる必要ない。したがって、両面画像形成の生産性を犠牲にすることなく画像形成装置を小型化できる。
【００７７】
［実施形態２］
【００７８】
次に、本発明の第２実施形について説明する。なお、画像形成装置の基本的な構成は、前述した実施形態と同一であるため、説明を省略し、ここでは、本実施形の特徴となる構成部分について説明する。
【００７９】
実施の形態１では、まず、加圧ローラ13ａと加熱ローラ13ｂで形成される定着ローラニップと２次転写部Ｔ２区間における反転タイミングの補正をシートＳが２次転写部の後端を抜ける直前のループ量で行う。本実施の形態では、ループ検知手段40の検知状態およびそれに伴う、加圧ローラ13ａの回転速度の制御状態から得られる情報により反転タイミングの補正を行うことを特徴とする。ループ制御は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００８０】
まず、加圧ローラ13ａの直径の算出について説明をする。
【００８１】
図８はシートＳが２次転写部Ｔ２と定着ローラニップの区間において、ループ検知手段40でループ制御をしている間の信号と加圧ローラ13ａの回転速度の関係である。
【００８２】
最初にループ検知手段40がＯＮからＯＦＦに切替わるときを起点に３回目にループ検知手段40がＯＮからＯＦＦに切替わる間（３サイクル分）のループ検知手段のＯＮ状態とＯＦＦ状態である時間の情報を用いる。
【００８３】
なお、ループ検知手段40がＯＮからＯＦＦに切替わるときを起点に抽出するサイクルは３サイクルに限らない。サイクル数が多いほど精度は向上する。また、サイクル単位で抽出しなくてもよく単位時間あたりにしてもよい。
【００８４】
図８Ａはループ検知手段のＯＮとＯＦＦの状態が50％ずつである。この間の加圧ローラ13ａの回転速度は平均100％であることから、この間に定着ユニット13での搬送速度は２次転写部Ｔ２と同じである。このため、加圧ローラ13ａの直径は設計値と算出される。
【００８５】
図８Ｂはループ検知手段のＯＮが75％、ＯＦＦの状態が25％である。ループ検知手段がＯＮの状態が長いこと、すなわち定着ユニット13の搬送速度が２次転写部Ｔの搬送速度より遅れていることから加圧ローラ13ａの直径が設計値より小さいことがわかる。
【００８６】
次に、具体的な加圧ローラ13ａの直径の算出手法について説明する。
【００８７】
ループ検知手段40がＯＮからＯＦＦに切替わるときを起点に３回目にループ検知手段40がＯＮからＯＦＦに切替わる間が仮に１秒であったとする。この場合、加圧ローラ13ａの回転速度が103％で回転している時間が0.75秒で加圧ローラ13ａの回転速度が97％で回転している時間が0.25秒となる。そして、設計値である加圧ローラ13ａで、回転速度が100％で１秒回転している場合と比較すると、1.5％加圧ローラ13ａを多く回転させていることになる。このことより加圧ローラ13ａの直径が設計値より1.5％小さいことが算出される。
【００８８】
図８Ｃはループ検知手段のＯＮが25％、ＯＦＦの状態が75％である。図８Ｂのときと同様に算出すると、加圧ローラ13ａの直径が設計値より1.5％大きいことが算出される。
【００８９】
このように、ループ検知手段40のＯＮ状態である時間とＯＦＦ状態である時間の割合とその時間制御している加圧ローラ13ａの回転速度から、加圧ローラ13ａの回転量を算出する。そして、２次転写部Ｔ２と同速度となる加圧ローラ13ａの直径と回転速度から算出される回転量と比較することで、シート搬送時の加圧ローラ13ａの直径を算出することができる。
【００９０】
次に、上述の方法で算出した加圧ローラ13ａの直径を、反転手段の反転タイミングへの補正に用いる方法について説明をする。
【００９１】
最初に定着ユニット13と２次転写部Ｔ２間のループによる２次転写部Ｔ２の搬送量に対する定着ユニット13の搬送量のズレ量Ｒ１の説明をする。
【００９２】
上述の方法で算出した加圧ローラ13ａの直径とシートＳの後端が２次転写部Ｔ２を抜けるまでの平均回転速度からシート搬送量を算出する。そして、２次転写部Ｔ２の搬送量との差を算出することでシートＳの後端部が２次転写部Ｔ２を抜けるタイミングでの２次転写部Ｔ２の搬送量に対する定着ユニット13の搬送量のズレ量Ｒ１を得ることができる。
【００９３】
このときの補正時間はｔ１=Ｒ１（搬送量のズレ量）/Ｖｐ（プロセススピード）となる（このとき符号は定着ユニット13による搬送量が２次転写部Ｔ２の搬送量に対して遅れる方向をプラスとしている。）
次に、シートＳを加圧ローラ13ａと加熱ローラ13ｂで形成される定着ローラニップおよび反転ローラ対16ａ、16ｂで搬送する区間の説明をする。
【００９４】
この区間の加圧ローラ13ａの回転速度はループ検知手段40の情報によらず、シートＳの設定情報により加圧ローラ13ａの回転速度は２次転写部Ｔ２の搬送速度に対して設定可能な回転速度（±３％）の上限値+３％または、下限値―３%で回転している。
【００９５】
シートＳの後端が２次転写部Ｔ２を抜ける場合の挙動を安定させ画像への悪影響を無くすため、紙種ごとに設定される。例えば厚紙設定では加圧ローラ13ａの回転速度を上限に、薄紙設定では加圧ローラ13ａの回転速度を下限に設定するなどしている。
【００９６】
本実施の形態ではこの区間における加圧ローラ13ａの回転速度の設定を+３％で一定、または−３％で一定回転する制御情報にもとづき反転ローラ対16の反転タイミングに補正に行う。
【００９７】
本実施の形態では、本区間では加圧ローラ13ａの直径は算出した直径を用い、本区間の加圧ローラ13ａの回転速度と組合わせて搬送量を算出し２次転写部Ｔ２の搬送量との差が搬送量のズレＲ２となる。これによりこの区間の補正値は実施の形態１と比較して精度が向上する。
【００９８】
定着ユニット13および反転ローラ対16ａ、16ｂで搬送する区間の搬送量のズレ量Ｒ２を以下に示す。
【００９９】
このときの補正時間は、ｔ２=Ｒ２（搬送量のズレ量）/Ｖｐ（プロセススピード）となる（このとき符号は定着ユニット13による搬送量が２次転写部Ｔ２の搬送量に対して遅れる方向をプラスとしている）。
【０１００】
シートＳの後端をトップセンサが検知し、補正をかけずに反転するまでの時間（所定時間）をＴｐ＝Ｌｆ/Ｖｐ+Ｌｄ/Ｖｄと定義すると、上記２区間の補正を考慮した反転動作のタイミングＴｆは、以下の式のようになる。ここで、シートＳの後端をトップセンサ３が検知した位置から定着ユニット13の定着ローラニップまでの距離をＬｆ（図10参照）とする。また、プロセススピードをＶｆ定着ローラニップと反転ローラ対16までの距離をＬｄ（図10参照）、反転ローラ対16ａ、16ｂの搬送速度をＶｄとする。
【０１０１】
Ｔｆ＝Ｔｐ+ｔ１+ｔ２
反転ローラ対16ａ、16ｂによってシートＳが定着ローラニップ13ｎから抜けた後、反転ローラ対16ａ、16ｂは、トップセンサ３にシートＳの後端が検知されることでカウントされる。すると、タイマーが補正を考慮した反転動作のタイミングＴｆと一致したタイミング（図７(ａ)）で反転手段の反転動作を開始する。そして、反転ローラ対16ａ、16ｂのモータの減速、停止、逆転動作を開始する。
【０１０２】
反転ローラ対16ａ、16ｂの回転をストップした後、所定の時間経過後に両面切替え部材17はシートＳを両面搬送経路に搬送可能な位置（図１に示す第１の位置）まで反時計方向に回動する。
【０１０３】
そして、図７(ｂ)）に示すように両面切替え部材17が反時計方向に回動した直後に反転ローラ対16ａ、16ｂが転写材をＤ方向に搬送するように回転を始め、シートＳを両面搬送経路26に搬送させる。シートＳは、反転ローラ対16ａ、16ｂによって定着ユニット13の上側を通り両面搬送経路26に搬送される。
【０１０４】
両面搬送経路26を通過したシートＳは両面搬送ローラ対30に到達し、両面搬送ローラ対30によって両面搬送センサ31、Ｕターンローラ対32まで搬送される。その後、Ｕターンローラ対32によって再びレジストローラ対２まで導かれる。
【０１０５】
１面目を画像形成されたシートＳは、レジローラ対２を通過し２次転写部Ｔ２にて２面目のフルカラートナー像を転写され、定着ユニット13によって２面目のフルカラートナー像をシートＳに定着される。
【０１０６】
シートＳが定着ローラニップを抜ける時点では、両面切替え部材17はすでに前述の第１の位置に回動している。よって、シートＳは両面切替え部材17の下面を通過し、排出ローラ対14ａ、14ｂに導かれ、排出ローラ対14ａ、14ｂによって排出トレイ25に排出される。
【０１０７】
このように、本実施の形態では、加圧ローラ13ａの直径をループ検知手段40および加圧ローラ13ａの回転速度により算出して、定着ユニット13の搬送速度の補正ができる。これにより、反転位置のバラツキを抑えることができ、両面画像形成時の反転時にシート後端の停止可能である長さ(Ｌ)を短くすることができる。
【０１０８】
また、ループ検知手段40によるループ検知が誤動作や故障してしまった場合でも定着由ユニット13の搬送速度を算出しているため、誤動作や故障に伴う搬送情報をフィードバックすることにより反転タイミングを補正できる。
【０１０９】
また、反転タイミングを反転の直前にとる必要がないのでシートＳの搬送速度を反転する手前から減速させる必要ない。したがって両面画像形成の生産性を犠牲にすることなくこれにより画像形成装置を小型化できる。
【０１１０】
［実施形態３］
【０１１１】
次に、本発明の第３実施形について図９(ａ)、(ｂ)を参照して説明する。なお、画像形成装置の基本的な構成は、前述した実施形態と同一であるため、説明を省略し、ここでは、本実施形の特徴となる構成部分について説明する。
【０１１２】
即ち、定着ユニット130に実施形態１、２に記載のループ検知手段40と同じものを設け、定着検知手段40に定着手段90を設けた。なお、定着手段90はループ検知手段40が検知できるループの半分のループを検知できるセンサフラグ91を有し、センサフラグ91にフォトセンサ92を有している。なお、図中、91ｐはセンサフラグ91の回転中心を示す。
【０１１３】
この構成によりシートＳのループ量が２段階で検知できるため、実施形態１、２における反転手段の反転タイミングの補正精度を向上させることができる。両面画像形成時の反転時にシート後端の停止可能である長さＬを短くすることができる。小型化、安価な画像形成装置の提供ができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】(a)〜(c)は、図１に示す画像形成装置の動作を説明する断面図である。
【図３】図１の画像形成装置の動作を説明する断面図である。
【図４】図１の画像形成装置の動作を説明する断面図である。
【図５】(a)、(b)は、図１の画像形成装置の動作を説明する断面図である。
【図６】図１の画像形成装置の動作を説明する断面図である。
【図７】(a)、(b)は、図１の画像形成装置の動作を説明する断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置のループ制御と加圧ローラの回転速度との関係を示す図である。
【図９】(a)、(b)は、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の動作を説明する断面図である。
【図１０】画像形成装置の搬送路を説明する断面図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１  給送部
２ａ、２ｂ  レジローラ対
３  トップセンサ
４  スキャナユニット
５  中間転写ユニット
６  中間転写ベルト
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋ  １次転写ローラ
８  駆動ローラ
９  テンションローラ
10Ｙ、10Ｍ、10Ｃ、10Ｂｋ  プロセスカートリッジ
11  クリーニング手段
12  ２次転写ローラ
13  定着ユニット
14ａ、14ｂ  排出ローラ対
15  両面反転部
16ａ、16ｂ  反転ローラ対
17  両面切替え部材
20Ｙ、20Ｍ、20Ｃ、20Ｂｋ  各感光体ドラム
21  ピックアップローラ
22  フィードローラ
23  リタードローラ
24  ジャムセンサ
25  排出トレイ
26  両面搬送経路
30  両面搬送ローラ対
31  両面搬送センサ
32  Ｕターンローラ対
40  ループ検知手段
41  センサフラグ
42  フォトセンサ
90  ループ検知手段
91  センサフラグ
92  フォトセンサ
Ｓ  シート
【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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【図６】
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【図７】
2009292614.tif 000009
【図８】
2009292614.tif 000010
【図９】
2009292614.tif 000011
【図１０】
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