JP2011059381A - 画像形成装置、画像形成方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】分離板や分離爪及び電極を用いることなく定着器の分離性を高めることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】用紙を給紙する手段と用紙の搬送タイミングを制御する手段と用紙の搬送速度を制御する手段と搬送される用紙の位置を検出する用紙位置検出手段と画像を用紙上に形成する手段と形成された用紙上の画像を加熱加圧定着する定着手段と検出された用紙の位置に基づいて搬送タイミング制御手段により次の用紙の搬送開始タイミングを決定し搬送速度制御手段により次の用紙の搬送速度を変更して搬送中の用紙の下側に次の用紙が重なるように用紙の搬送速度を制御して定着手段に搬送する用紙搬送制御手段と用紙の表面と裏面を反転させて再給紙する両面印刷搬送経路手段と表面に画像形成された用紙を両面印刷搬送経路手段に搬送する逆転搬送手段と定着手段を通過した重ね合わされた用紙と次の用紙とを分離して１枚ずつ排出する手段とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、分離板、分離爪及び電極を用いずに定着器の分離性を高めることが可能な画像形成装置、画像形成方法、プログラム及び記録媒体に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着器は、加熱部（加熱ローラ）と加圧部（加圧ローラ）で構成されている。通常加熱ローラ側にトナー像があり、圧力と熱による融解によりトナー像を転写紙に吸着させるため、転写紙は加熱ローラ側に巻き付きやすくなる。

そのため、転写紙を加熱ローラから分離する機構が必要となる。この機構は、分離板（分離爪）を用いた分離機構が用いられており、分離機構は加熱ローラからわずかに浮かした機構、または接触させた構成になっている。

分離機構を定着ローラから離した構成であると、分離機構と加熱ローラの間に紙が入り、加熱ローラへの巻き付きが発生し、さらに、加熱ローラと分離機構の間にトナーが溜まり易く、はがれたトナーが転写紙を汚す等の不具合が発生する。

また、加熱ローラに分離機構を接触させた構成にすると、分離性能は良いが、加熱ローラの摩耗や損傷による画像劣化が問題となる。

従って、定着器の摩耗や画像劣化を発生させずに転写紙を定着器から分離する機構が必要であり、その方法として、定着器内に電極を設け、転写紙に電荷を与えて分離性を改善する方法が知られている。

しかし、定着器内部に電極を設置し、転写紙に電荷を与えることで分離するため、転写紙上の電荷の状態、画像形成装置の置かれた環境、定着温度、転写紙への転写電圧の印加状態により、分離ができない可能性がある。また、電極を搭載する分、定着器が大きくなるという問題がある。

例えば特許文献１においては、分離板または分離爪以外を用いて定着器の分離性を高める目的で、定着器の出口近傍に非接触の電極を設け、転写紙に対して定着器に巻き付く力とは逆方向に作用する電圧をかけることで分離性を高めるという発明が開示されている。

特許文献１に記載されている方法では、定着器内部に電極を設置し、転写紙に電荷を与えることで分離するため、転写紙上の電荷の状態、画像形成装置の置かれた環境、定着温度及び転写紙への転写電圧の印加状態等により、分離ができないという可能性がある。また、電極を搭載するために定着器が大きくなるという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、分離板や分離爪及び電極を用いることなく定着器の分離性を高め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。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、用紙を給紙する用紙給紙手段と、給紙された用紙の搬送タイミングを制御する搬送タイミング制御手段と、用紙の搬送速度を制御する搬送速度制御手段と、搬送される用紙の搬送経路上の位置を検出する用紙位置検出手段と、画像を用紙上に形成する画像形成手段と、形成された用紙上の画像を加熱加圧定着する画像定着手段と、用紙位置検出手段により検出された用紙の位置に基づいて、搬送タイミング制御手段により次の用紙の搬送開始タイミングを決定し、搬送速度制御手段により次の用紙の搬送速度を変更して、搬送中の用紙の下側に、次の用紙が重なるように用紙の搬送速度を制御して画像定着手段に搬送する用紙搬送制御手段と、用紙の表面と裏面を反転させて再給紙するための両面印刷搬送経路手段と、表面に画像形成された用紙を両面印刷搬送経路手段に搬送する逆転搬送手段と、画像定着手段を通過した重ね合わされた用紙と次の用紙とを分離して１枚ずつ排出する分離排出手段と、を有することを特徴とする。

また本発明に係る画像形成方法は、用紙を給紙する用紙給紙工程と、給紙された用紙の搬送タイミングを制御する搬送タイミング制御工程と、用紙の搬送速度を制御する搬送速度制御工程と、搬送される用紙の搬送経路上の位置を検出する用紙位置検出工程と、画像を用紙上に形成する画像形成工程と、形成された用紙上の画像を加熱加圧定着する画像定着工程と、用紙位置検出工程により検出された用紙の位置に基づいて、搬送タイミング制御工程により次の用紙の搬送開始タイミングを決定し、搬送速度制御工程により次の用紙の搬送速度を変更して、搬送中の用紙の下側に、次の用紙が重なるように用紙の搬送速度を制御して画像定着工程に搬送する用紙搬送制御工程と、用紙の表面と裏面を反転させて再給紙するための両面印刷搬送経路工程と、表面に画像形成された用紙を両面印刷搬送経路手段に搬送する逆転搬送工程と、画像定着工程を通過した重ね合わされた用紙と次の用紙とを分離して１枚ずつ排出する分離排出工程と、を有することを特徴とする。

また本発明に係るプログラムは、用紙を給紙する用紙給紙処理と、給紙された用紙の搬送タイミングを制御する搬送タイミング制御処理と、用紙の搬送速度を制御する搬送速度制御処理と、搬送される用紙の搬送経路上の位置を検出する用紙位置検出処理と、画像を用紙上に形成する画像形成処理と、形成された用紙上の画像を加熱加圧定着する画像定着処理と、用紙位置検出処理により検出された用紙の位置に基づいて、搬送タイミング制御処理により次の用紙の搬送開始タイミングを決定し、搬送速度制御処理により次の用紙の搬送速度を変更して、搬送中の用紙の下側に、次の用紙が重なるように用紙の搬送速度を制御して画像定着処理に搬送する用紙搬送制御処理と、用紙の表面と裏面を反転させて再給紙するための両面印刷搬送経路処理と、表面に画像形成された用紙を両面印刷搬送経路手段に搬送する逆転搬送処理と、画像定着処理を通過した重ね合わされた用紙と次の用紙とを分離して１枚ずつ排出する分離排出処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

また本発明に係る記録媒体は、上記に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能であることを特徴とする。

本発明により、前の転写紙の後端と後ろの転写紙の先端を重ねて搬送し、重ねたまま定着器を通すことで、後ろの転写紙の先端部が定着器へ巻き付くことを前の転写紙の後端部により防止できるために、分離爪や電極などの定着器の分離に関する特別な機構を設けずに分離性を高めることが可能になる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の用紙搬送部の駆動系構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の搬送ガイド部拡大図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の転写紙支持板構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の搬送経路長一実施例である。 本発明の実施形態に係る重ね合わせ制御１のフローチャート図である。 本発明の実施形態に係る重ね合わせ制御２のフローチャート図である。 本発明の実施形態に係る重ね合わせ制御３のフローチャート図である。 本発明の実施形態に係る重ね合わせ制御４のフローチャート図である。 本発明の実施形態に係る重ね合わせ制御４のフローチャート図である。

本発明の実施の形態を説明する。具体的には、定着器の分離性向上に関して以下の特徴を有する。本発明は、前に搬送されている転写紙の後端と次に搬送されている転写紙の先端を重ね合わせて定着器を通すことで、前に搬送されている転写紙の後端で次の搬送用紙の先端が定着器に巻き込まれるのを防止することが特徴となっている。

上記特徴については、以下の図面を用いて具体的に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。

本発明の一実施形態としての画像形成装置は、図１に示すように、転写ベルト５に沿って各色のＡＩＯカートリッジ（６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ）が並べられた構成を備えるものであり、所謂、タンデムタイプと言われるものである。転写ベルト５は、図１で示すと反時計回りに回転し、回転方向の上流側から順に、複数のＡＩＯカートリッジ（電子写真プロセス部）６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙが配列されている。これら複数のＡＩＯカートリッジ６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。ＡＩＯカートリッジ６Ｂｋはブラックの画像を、ＡＩＯカートリッジ６Ｍはマゼンタの画像を、ＡＩＯカートリッジ６Ｃはシアンの画像を、ＡＩＯカートリッジ６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。

以下の説明では、ＡＩＯカートリッジ６Ｂｋについて具体的に説明するが、他のＡＩＯカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６ＹはＡＩＯカートリッジ６Ｂｋと同様であるので、その画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６Ｙの各構成要素については、画像形成装置６Ｂｋの各構成要素に付したＢｋに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｙによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。

転写ベルト５は、回転駆動される２次転写駆動ローラ７と転写ベルトテンションローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトである。この２次転写駆動ローラ７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、２次転写駆動ローラ７と、転写ベルトテンションローラ８とが、転写ベルト５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成部６Ｂｋは、感光体としての感光体９Ｂｋ、この感光体９Ｂｋの周囲に配置された帯電器１０Ｂｋ、露光器１１、現像器１２Ｂｋ、クリーナーブレード１３Ｂｋ、等から構成されている。露光器１１は、各ＡＩＯカートリッジ６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙが形成する画像色に対応する露光光であるレーザ光１４Ｂｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙを照射するように構成されている。

画像形成に際し、感光体９Ｂｋの外周面は、暗中にて帯電器１０Ｂｋにより一様に帯電された後、露光器１１からのブラック画像に対応したレーザ光１４Ｂｋにより露光され、静電潜像を形成される。現像器１２Ｂｋは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化し、このことにより感光体９Ｂｋ上にブラックのトナー画像が形成される。

このトナー画像は、感光体９Ｂｋと転写ベルト５とが接する位置（一次転写位置）で、一次転写ローラ１５Ｂｋの働きにより転写ベルト５上に転写される。この転写により、転写ベルト５上にブラックのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体９Ｂｋは、外周面に残留した不要なトナーをクリーナーブレード１３Ｂｋにより払拭された後、次の画像形成のために待機する。

以上のようにして、ＡＩＯカートリッジ６Ｂｋでブラックのトナー画像を転写された転写ベルト５は、転写ベルト５によって次のＡＩＯカートリッジ６Ｍに搬送される。ＡＩＯカートリッジ６Ｍでは、ＡＩＯカートリッジ６Ｂｋでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が転写ベルト５上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。

転写ベルト５は、さらに次のＡＩＯカートリッジ６Ｃ、６Ｙに搬送され、同様の動作により、感光体９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体９Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像とが、転写ベルト上に重畳されて転写される。こうして、転写ベルト５上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された転写ベルト５は、二次転写ローラ１６の位置まで搬送される。

なお画像形成に際して、ブラックのみの印刷の場合は一次転写ローラ１５Ｍ、一次転写ローラ１５Ｃ、一次転写ローラ１５Ｙは、それぞれ感光体９Ｍ、感光体９Ｃ、感光体９Ｙから離間された位置に退避し、前述の画像形成プロセスをブラックの場合のみ行う。

画像形成時の用紙搬送動作に際して、給紙トレイ１に収納された用紙４は、最も上のものから給紙ローラ２を反時計回りに回転駆動することにより順に送り出され、レジストローラ３位置にて待機する。レジストローラ３の駆動開始は、前記の転写ベルト５により搬送されたトナー画像と二次転写ローラ１６上で、トナー画像と用紙４の位置が重なり合うようなタイミングで行われる。この時レジストローラ３は反時計方向に回転駆動することで用紙４を送り出す。

レジストローラ３にて送り出された用紙４は、二次転写ローラ１６にて転写ベルト５上のトナー画像を用紙４に転写した後、定着ローラ２１及び加圧ローラ２２で構成される定着器２０にてトナー画像を熱および圧力にて定着し、反時計回りに回転駆動された排紙ローラ１８にて画像形成装置の外部に排紙される。

両面印刷を行う場合は、用紙４が排紙ローラ１８を通過する手前で、排紙ローラ１８を時計回りに回転駆動し、用紙４を両面印刷搬送路に搬送する。両面印刷搬送路に搬送された用紙４は両面ローラ１９を経由し、再びレジストローラ３まで搬送される。レジストローラ３に到達した用紙４は再びレジストローラ３から再給紙され、二次転写ローラ１６にて先ほどと逆側の用紙面にトナー画像を転写後、定着器２０にてトナー画像を熱および圧力にて定着し、反時計回りに回転駆動された排紙ローラ１８にて画像形成装置の外部に排紙される。

図２は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の用紙搬送部の駆動系構成図である。

画像形成装置の用紙搬送部の駆動系は、定着モータ２８、一次転写モータ２９、給紙モータ３０、両面モータ３１、の４つのモータ、レジストクラッチ３２、給紙クラッチ３３、排紙クラッチ３４、両面クラッチ３５の４つのクラッチ、及び、分離ソレノイド２４で構成されている。給紙モータ３０、両面モータ３１は、精度の高い速度変化、また、両方向に回転させるためステッピングモータを使用する。定着モータ２８、一次転写モータ２９はどの種類のモータでも構わない。

片面印刷時の給紙から排紙までの流れについて説明する。また、以下の説明では、クラッチはＯＮで接続状態、ＯＦＦで接続解除状態とする。定着モータ２８、一次転写モータ２９、給紙モータ３０を起動し、給紙クラッチ３３をＯＮにし、用紙４の先端がレジストローラ３にきた時に給紙クラッチ３３をＯＦＦにし、待機させる。

一次転写ベルト５上に形成されたトナー像に合わせてレジストクラッチ３２及び給紙クラッチ３３をＯＮにし、用紙４上にトナー像を転写し、定着器２０にてトナー像を用紙４上に付着させ、排紙ローラ１８を通り排紙される。両面印刷の場合、排紙センサ２５で用紙４の後端を検知した後、両面モータ３１を時計回りに回転させ、排紙クラッチ３４及び両面クラッチ３５をＯＮにし、用紙４を両面パスに搬送する。その後、用紙４は両面パスを通り、レジストローラ３まで搬送する。その後は上記に示した搬送動作と同様である。

本発明の実施形態においては、前に搬送している用紙の後端と、後ろに搬送している用紙の先端を重ね合わせることで定着器２０における分離性を高めているため、１枚目に前記の原理は適用できない。そこで、１枚目は画像データを印字しない白紙を通すことで対応する。この場合における１枚目の用紙は分離ソレノイド２４を用いて両面パスに搬送する。定着器２０を通るまでは片面印刷時と同様である。

用紙４のサイズとレジストクラッチ３２をＯＮにしてからの時間から、用紙４の先端が定着器２０を通り抜ける時間ｔ１を求め、ｔ１が経過した後、分離ソレノイド２４をＯＮ、両面モータ３１を起動、両面クラッチ３５をＯＮにし、用紙４を両面パスに導く。その後、両面センサ２６にて用紙４の先端を検知し、両面モータ３１の回転速度から用紙４の後端が分離ソレノイド２４により分離しているポイントを通過する時間ｔ２を求め、ｔ２経過後に分離ソレノイド２４をＯＦＦにする。そして所定時間経過の後、両面クラッチ３５をＯＦＦにする。

図３は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の搬送ガイド部拡大図である。

本発明は、前後に搬送されている用紙を重ね合わせることを特徴としているが、前に搬送されている用紙の下側に、後ろに搬送されている用紙を搬送し重ね合わせる必要がある。

搬送経路は、レジストローラから二次転写ローラまでの間に途中で搬送経路を角度をつけ曲げた構成になっており、曲がっている部分には突起を設けている。レジストローラ３により搬送されてきた用紙４は、先端部が搬送ガイド２３にあたり、その後は搬送ガイド２３に沿って二次転写ローラまで搬送される。用紙後端が搬送ガイド２３近傍に差しかかった際、用紙後端は曲がった搬送経路及び突起により搬送経路上から浮き上がり、このタイミングで後ろの用紙を前の用紙よりも速い搬送速度で搬送することにより、前の用紙の下側に後ろの用紙を搬送することが可能になる。

図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の転写紙支持板構成図である。

この図は、転写紙支持板３６を設けることで、分離性能を向上させる場合の定着器２０の構成を示している。

用紙は図４の下方から定着器２０に入り、上方に排紙される。用紙に転写されているトナー像は定着ローラ２１側にあるため、定着ローラ２１に巻き付く方向に力が働く。本実施形態は、この力と逆向きの力を前の用紙の後端であたえ、後ろの用紙の巻き付を抑制することを特徴としているが、転写紙支持板３６を設置することで、後ろの用紙の巻き付き力で前の用紙が定着ローラ２１側に押されることを防ぐことが可能になり、より高い分離力が得られる構成になっている。

図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の搬送経路長の一例である。

ｄ１は給紙ローラ２からレジストセンサ２７までの経路長で４０ｍｍ、ｄ２はレジストセンサ２７からレジストローラ３までの経路長で１０ｍｍ、ｄ３はレジストローラ３から搬送ガイド２３までの経路長で４０ｍｍ、ｄ４は搬送ガイド２３から二次転写ローラ１６までの経路長で３０ｍｍ、ｄ５は二次転写ローラ１６から定着器２０出口までの経路長で９０ｍｍ、ｄ６は定着器２０から分離ソレノイド２４により分離される分離点までの経路長で４０ｍｍ、ｄ７は分離点から排紙センサ２５までの経路長で５０ｍｍ、ｄ８は排紙センサ２５から排紙ローラ１８までの経路長で１０ｍｍ、ｄ９は排紙センサ２５から両面ローラ１９までの経路長で１００ｍｍ、ｄ１０は両面ローラ１９から両面センサ２６までの経路長で２０ｍｍ、ｄ１１は両面センサ２６からレジストセンサ２７までの経路長で２００ｍｍである。この設定を基に、図６から図９のフローチャートを用いて実際の制御の実施例を説明する。

図６は、本発明の第１の実施形態に係る重ね合わせ制御１のフローチャート図である。

制御の前提として、プロセス速度１２０ｍ／ｓ、用紙サイズ：Ａ４、搬送方向：縦の条件において、Ａ４前の用紙の後端と後ろの用紙の先端を１０ｍｍ重ね合わせる場合の制御方法について説明する。

搬送経路上の経路長は図５に示した通りである。また、クラッチはＯＮで接続状態、ＯＦＦで接続解除状態とする。

前の用紙（以下用紙Ａとする）がレジストローラ３手前で、停止しているとする（ステップＳ１）。レジストクラッチ３２及び給紙クラッチ３３をＯＮにし、用紙Ａの搬送を開始する（ステップＳ２）。プロセス速度は１２０ｍｍ／ｓ、給紙ローラ２からレジストローラ３までの距離は５０ｍｍ、Ａ４縦は２９７ｍｍであるため、２４７／１００秒後に、用紙Ａの後端が給紙ローラ２を通過するので給紙クラッチ３３をＯＦＦにする（ステップＳ３）。

給紙時は用紙Ａと次の用紙（以下用紙Ｂとする）の紙間を１０ｍｍあけるため、１０／１２０秒待機した後、給紙クラッチ３３を再度ＯＮにし、用紙Ｂの搬送を開始する（ステップＳ４）。この時、用紙Ａの後端とレジストローラ３の距離は３０ｍｍあり、３０／１２０秒後に、用紙Ａの後端はレジストセンサ２７を通過するため、用紙Ｂの搬送開始から３５／１２０秒後にレジストセンサ２７の信号を検出する（ステップＳ５）。検出した信号がＬでない（Ｈの）場合（ステップＳ５、ＮＯ）は、紙詰まりと判定し搬送をストップする（ステップＳ１１）。

検出した信号がＬの場合（ステップＳ５、ＹＥＳ）は、その後、１０／１２０秒後に用紙Ａの後端がレジストローラ３を通過するため、レジストクラッチ３２をＯＦＦにする（ステップＳ６）。

さらに、５／１２０秒後に、用紙Ｂの先端がレジストローラ３に到達するため、給紙クラッチ３３をＯＦＦにする。給紙クラッチ３３をＯＦＦにした後、給紙モータ３０の速度を１２０ｍｍ／ｓから３６０ｍｍ／ｓに変更する（ステップＳ７）。この時点で用紙Ａと用紙Ｂの紙間は１０ｍｍあり、１０／１２０秒間待ち、紙間を２０ｍｍにし、レジストクラッチ３２及び給紙クラッチ３３をＯＮにし、用紙Ｂの搬送を再開する（ステップＳ８）。

用紙Ａが１２０ｍ／ｓ、用紙Ｂが３６０ｍｍ／ｓで搬送され紙間が２０ｍｍあり、用紙Ａと用紙Ｂを１０ｍｍ重ねるため、（２０＋１０）／（３６０−１２０）＝３０／２４０秒間この状態で動作させ、３０／２４０秒経過後に給紙モータ３０の回転を３６０ｍｍ／ｓから１２０ｍｍ／ｓに戻す（ステップＳ９）。

本実施形態の場合、ステップＳ９で給紙モータ３０の回転数を１２０ｍｍ／ｓにしたとき、用紙Ｂは給紙ローラ３から６５ｍｍ進んだ位置にあるので、２３２／１２０秒後、給紙クラッチ３３をＯＦＦにする（ステップＳ１０）。

そして次の用紙があるかを判断する（ステップＳ１２）。次の用紙がない場合（ステップＳ１２、ＮＯ）は、制御は終了する。

次の用紙がある場合（ステップＳ１２、ＹＥＳ）は、ステップＳ４に戻り、次の用紙の制御を開始し、以降ステップＳ４からステップＳ１２を繰り返し行うことで、連続的に重ね合わせに関する制御が可能になる。

本実施形態では、用紙の重ね合わせの長さを１０ｍｍとしている。トナー像が前の用紙の後端及び後ろの用紙の先端のどの位置に転写されているかで、重ね合わせの長さを変えるようにしても良い。例えば、重ね合わせる範囲はトナー像から少なくとも５ｍｍ、最大１０ｍｍ距離をとるとする。トナー像が用紙端部から１０ｍｍの位置にあれば重ねる範囲は５ｍｍであり、１１ｍｍから１５ｍｍの場合は、重ね合わせ範囲は６ｍｍから１０ｍｍ、１５ｍｍ以上の１０ｍｍとなる。この制御は、ステップＳ４及びステップＳ８の紙を停止させている時間を調整して行っても良いし、ステップＳ７の給紙モータ３０の回転速度を調整することで行っても良い。

また、トナー像の濃度により用紙が定着ローラ２１に巻き付く力も変わってくるので、トナー像の濃度により用紙の重ね合わせの範囲を変えても良い。例えば、トナー密度が所定値以上であれば、１０ｍｍ重ね合わせ、所定値以下であれば５ｍｍ重ね合わせるようにしても良い。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る重ね合わせ制御２のフローチャート図である。このフローは、１枚目にはトナー像を転写せず白紙を通す場合の制御方法である。

本実施形態は、前の用紙の後端と後ろの用紙の先端を重ね合わせることで、定着器の分離性を高めているため、１枚目の用紙はトナー像を転写せずに白紙で通す必要がある。

図７は、１枚を白紙で通り、さらに１枚目を通常の搬送経路とは別の搬送経路に搬送する場合の制御方法を説明したフローチャートである。前提条件は、プロセス速度：１２０ｍｍ／ｓ、用紙サイズＡ４、搬送方向：縦であり、Ａ４の前の用紙の後端と後ろの用紙の先端を１０ｍｍ重ね合わせる。また、白紙で通過させる用紙を用紙Ａ、次の用紙を用紙Ｂとする。

定着モータ２８、一次転写モータ２９、給紙モータ３０を１２０ｍｍ／ｓで動作させ、給紙クラッチ３３をＯＮにし、本体給紙トレイ１にある用紙Ａの搬送を開始する（ステップＳ２１）。ステップＳ２２からステップＳ３０は、図６のステップＳ１からＳ９と同様であるので詳細な説明は省略する。

給紙モータ３０を１２０ｍｍ／ｓに戻した後、用紙が１枚目かを判断する（ステップＳ３１）。２枚目以降の場合（ステップＳ３１、ＹＥＳ）は、２３２／１２０秒後に給紙クラッチ３３をＯＦＦにし（ステップＳ３６）、ステップＳ２５に戻り、以降ステップＳ２５からステップＳ３１、ステップＳ３６を繰り返す。

用紙が１枚目の場合（ステップＳ３１、ＮＯ）は、用紙のＡの先端が定着器２０を通過する１３５／１２０秒後に、分離ソレノイド２４を作動（ＯＮ）させ搬送経路を両面パス方向に切り替え、両面クラッチ３３をＯＮにし、両面モータ３１を１２０ｍｍ／ｓにて動作させる（ステップＳ３２）。

２９７／１２０秒後に、用紙Ａの後端が定着器２０を通過し、両面モータ３１を３６０ｍｍ／ｓとする（ステップＳ３３）。この時、用紙Ｂの先端は、重ね合わせ範囲である１０ｍｍ分、定着器２０を通過している。用紙Ｂは排紙方向に搬送しなければならないため、用紙Ｂの先端が分離ポイントに到達する前に用紙Ａの後端が分離ポイントを通過しなければならない。

用紙Ａの後端が定着器を通過後に、４０／３６０秒で用紙Ａ後端は分離ポイントを通過するため、分離ソレノイドを解除（ＯＦＦ）し、搬送経路を排紙方向に切り替え、両面ローラ３１を１２０ｍｍ／ｓに戻す。この時は、用紙Ｂ先端は、分離ポイント手前１０ｍｍにある（ステップＳ３４）。

その後、５７／１２０秒で用紙Ｂ後端は給紙ローラ２を通過するので、給紙クラッチ３３をＯＦＦにし、両面モータ３１を停止、両面クラッチ３３をＯＦＦにする（ステップＳ３５）。

そして次の用紙があるかを判断する（ステップＳ３８）。次の用紙がない場合（ステップＳ３８、ＮＯ）は、制御は終了する。

次の用紙がある場合（ステップＳ３８、ＹＥＳ）は、ステップＳ２５に戻り、次の用紙の制御を開始する。

図８は、本発明の第３の実施形態に係る重ね合わせ制御３のフローチャート図である。このフローは、排紙時に紙間を広げる場合の制御方法である。

本実施形態は、排紙時に紙が重なって排紙されるため、紙詰まりが発生した時の検知が遅れる、又は検知できない可能性がある。そこで、排紙時に前に搬送されている用紙と後ろに搬送されている用紙に速度差をつけ、紙間を広げ、紙間を排紙センサ２５で検知することで紙詰まりを検知する。

図８はその制御を行う場合の制御フローチャートである。搬送経路の経路長は図５に示した通りであり、プロセス速度：１２０ｍｍ／ｓ、用紙サイズ：Ａ４、搬送方向：縦とし、Ａ４の前の用紙の後端と後ろの用紙の先端を１０ｍｍ重ね合わせる。前の用紙を用紙Ａ、後ろの用紙を用紙Ｂとする。

スタート時点で定着モータ２８、一次転写モータ２９、給紙モータ３０、両面モータ３１は１２０ｍｍ／ｓで動作しており、排紙クラッチ３４はＯＮになっている。

ステップＳ４１からステップＳ４９までは、図６に示したステップＳ１からＳ９と同様であるので詳細な説明は省略する。

ステップＳ４９で、用紙Ａと用紙Ｂが重なり、給紙モータ３０を３６０ｍｍ／ｓから１２０ｍ／ｓにした後（ステップＳ４９）、用紙Ｂの先端は、１３５／１２０秒後に定着器２０を通過し（ステップＳ５０）、さらに、２９７／１２０秒後、用紙Ｂの後端が定着器２０を通過し、両面モータ３１を３６０ｍｍ／ｓに変更する（ステップＳ５１）。

両面モータ３１は用紙Ａを排紙した後に、１２０ｍ／ｓに戻す（ステップＳ５２）。この時間は定着器２０から排紙ローラ１８までは、１００ｍｍであるため、１００／３６０秒である。

また、定着器２０から排紙センサ２５までの距離は８７ｍｍであるので、両面モータ３１の速度アップ後、８７／２３６秒後に用紙Ａの後端は排紙センサ２５を通過する。一方、用紙Ｂは用紙Ａろ用紙Ｂの重ね合わせ範囲が１０ｍｍであるため、７７／１２０秒後に用紙Ｂの先端が排紙センサ２５を通過する。この間の時間は０．４秒であるので、用紙Ａの後端が排紙センサ２５を通過し出力がＨからＬに（ステップＳ５３）なり、排紙センサの出力を判断する（ステップＳ５４）。センサ出力がＬ出力（ステップＳ５４、ＮＯ）のまま０．５秒経過したかを判断（ステップＳ５６）し、経過しない場合（ステップＳ５６、ＮＯ）は判断を繰り返し、０．５秒経過すれば（ステップＳ５６、ＹＥＳ）紙詰まりと判定し、搬送をストップする（ステップＳ５７）。

排紙センサ２５の出力がＬからＨになれば（ステップＳ５４、ＹＥＳ）、Ｈ検知後２９７／１２０秒後に給紙クラッチ３３をＯＦＦ（ステップＳ５５）にする。

そして次の用紙があるかを判断する（ステップＳ５８）。次の用紙がない場合（ステップＳ５８、ＮＯ）は、制御は終了する。

次の用紙がある場合（ステップＳ５８、ＹＥＳ）は、ステップＳ４４からＳ５８を繰り返す。

図９及び図１０は、本発明の第４の実施形態に係る重ね合わせ制御４のフローチャート図である。このフローは、両面印刷する場合の制御方法である。

図９と図１０は両面印刷時の制御フローであり、両面印刷時においても前の用紙の後端と後ろの用紙の先端を重ね合わせた制御になっており、また、１枚目の白紙に対しても両面印刷を行っている。

搬送経路の経路長は図５に示した通りであり、プロセス速度：１２０ｍｍ／ｓ、用紙サイズ：Ａ４、搬送方向：縦とし、Ａ４。前の用紙の後端と後ろの用紙の先端を１０ｍｍ重ね合わせる。

ステップＳ６１からステップＳ７０までは、図７に示したステップＳ２１からＳ３０と同様であるので詳細な説明は省略する。

ステップＳ６１からステップＳ７０の白紙用紙を搬送開始してから、２枚目の用紙と１０ｍｍ重ね合わせて給紙モータ３０の速度を３６０ｍｍ／ｓから１２０ｍ／ｓに変更する制御までは、図７のフローチャートと同様である。

用紙が１枚目であるかを判断する（ステップＳ７１）。用紙が１枚目でない場合（ステップＳ７１、ＮＯ）は、ステップＳ７７に進む。

用紙が１枚目であった場合（ステップＳ７１、ＹＥＳ）は、１枚目の白紙の先端が定着器２０を通過する１３５／１２０秒後に、分離ソレノイド２４をＯＮにし、両面モータ３１を１２０ｍｍ／ｓで動作させ、両面クラッチ３５をＯＮにする（ステップＳ７２）。

１枚目の後端が定着器２０を通過する２９７／１２０秒後に、両面モータ３１を６００ｍｍ／ｓにし、１枚目の搬送速度を上げ（ステップＳ７３）、１枚目後端が分離点を通過する４０／６００秒後に、分離ソレノイド２４をＯＦＦにして、搬送経路を排紙方向に戻す（ステップＳ７４）。

１枚目は両面パス上においてレジストローラから５０ｍｍ手前で停止するよう制御する。分離ソレノイド２４のＯＦＦ後、２７０／６００秒経過後に、両面クラッチ３５をＯＦＦにし、両面モータ３１の速度を１２０ｍ／ｓにする（ステップＳ７５）。２枚目後端が給紙ローラ２を通過し、紙間が１０ｍｍ広がるまでの時間は０．２０８秒であるので、１枚目は停止後、０．２０８秒経過後に両面クラッチ３５をＯＮにし、搬送を再開する（ステップＳ７６）。

その後の前の用紙に後ろの用紙を重ね合わせるまでの動作は、ステップＳ６６からステップＳ７０と同様であり、ステップＳ７０では、２枚目後端と１枚目先端が重なった状態である。

用紙が２枚目以上であるかを判断する（ステップＳ７７）。用紙が２枚目以上であった場合（ステップＳ７７、ＹＥＳ）は、２枚目の後端が定着器２０を通過する１３５／１２０秒後に、両面モータ３１を１２００ｍｍ／ｓで動作（ＯＮ）させ、排紙クラッチ３４、両面クラッチ３５をＯＮにし、２枚目の用紙の搬送速度を速くする（ステップＳ７８）。

８７／１２００秒後、両面モータ３１を１２００ｍｍ／ｓで逆回転させ、両面搬送経路に用紙２を搬送する（ステップＳ７９）。上記に記したように両面搬送経路から用紙を搬送する場合は、レジストローラ５０ｍｍで待機させる。

紙サイズは２９７ｍｍ、両面搬送開始点からレジストローラ手前５０ｍｍまでは、３２０ｍｍであるので、この間の時間は（２９７＋３２０）／１２００秒経過後に、両面クラッチ３４、排紙クラッチ３５をＯＦＦにし、両面モータ３１を１２０ｍ／ｓにする（ステップＳ８０）。

用紙が２枚目であるかを判断する（ステップＳ８１）。用紙が２枚目の場合（ステップＳ８１、ＹＥＳ）は、搬送経路を搬送中の１枚目後端と２枚目の先端を重ねるため、０．１３８秒後に両面クラッチ３５をＯＮにし、搬送を開始する。そしてステップＳ８７に進む。

この後の前の用紙に重ねる過程は前述した通りであり、２枚目は既に表面を印字しているので、次は裏面を印字して排紙される。２枚目の裏面が印字される時は、１枚目の後端を２枚目の先端が重なっており、この時の１枚目用紙の制御方法は、前述したステップＳ７８からステップＳ８０の通りである。１枚目が両面搬送経路に搬送されて停止した後、０．１３８秒経過した後、給紙クラッチ３３をＯＮにし、３枚目の用紙の搬送を開始する（ステップＳ８３）。

３枚目の用紙先端は、２枚目の後端と重なるよう搬送制御される（ステップＳ６６からステップＳ７０）。２枚目の用紙は両面の印字が完了しているので、そのまま排紙される。その後、３枚目の用紙後端が給紙ローラ２を通過するタイミングで給紙クラッチ３３をＯＦＦにする（ステップＳ８４）。そして、紙間分の１０／１２０秒待機し、両面クラッチ３５をＯＮにして、両面搬送経路に待機していた１枚目の用紙の搬送を開始する（ステップＳ８５）。そしてステップＳ８７に進む。

ステップＳ８７では、次に印刷する用紙があるかを判断して、用紙が無い場合（ステップＳ８７、ＮＯ）は終了する。用紙が有る場合（ステップＳ８７、ＹＥＳ）はステップＳ６６に戻る。

これ以降に搬送される用紙においては、ステップＳ６６からステップＳ７１までは毎回繰り返し、ステップＳ７８からステップＳ８３とステップＳ８４からステップＳ８５を交互に繰り返す制御を行うことで、両面印刷が可能である。

また上記の実施形態によれば、分離爪や電極などの定着器の分離に関する特別な機構を設けずに分離生を高めることができる。

また上記の実施形態によれば、前の転写紙の後端と後ろの転写紙の先端を重ねて搬送し、重ねたまま定着器を通すことで、後ろの転写紙の先端部が定着器へ巻き付くことを前の転写紙の後端部により防ぐことが可能となる。

また本発明の画像形成装置は、用紙給紙手段と画像形成手段との間の搬送経路を角度をつけて曲げるための搬送ガイド手段を有し、搬送ガイド手段は、搬送中の前の用紙後端を浮き上がらせ、用紙搬送制御手段は、浮き上がった前の用紙後端の下側に、次の用紙を搬送して用紙を重ね合わせることを特徴とする。

また本発明の画像形成装置の用紙搬送制御手段は、搬送する用紙の厚さに基づいて用紙の重ね合わせる範囲を変えることを特徴とする。

また本発明の画像形成装置の用紙搬送制御手段は、用紙上に転写されるトナー像の位置とトナー像の濃度と、に基づいて用紙の重ね合わせる範囲を変えることを特徴とする。

また本発明の画像形成装置は、用紙を反転させずに再給紙するために両面印刷搬送経路手段に搬送する用紙分離手段を有し、用紙分離手段は、印刷を開始した後の最初の１枚目の用紙を両面印刷搬送経路手段に搬送して再給紙することを特徴とする。

また本発明の画像形成装置は、用紙分離手段により両面印刷搬送経路手段に搬送された１枚目の用紙は通常の搬送経路に搬送されて再給紙され、画像記録に使用されることを特徴とする。

また本発明の画像形成装置の画像定着手段は、加熱と加圧とにより画像定着された後の用紙を支持する支持手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置、画像形成方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体などの用途に適用できる。

１ 本体格納トレイ
２ 給紙ローラ
３ レジストローラ
４ 用紙
５ 転写ベルト
６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ ＡＩＯカートリッジ
７ 二次転写駆動ローラ
８ 転写ベルトテンションローラ
９Ｂｋ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ 感光体
１０Ｂｋ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ 帯電器
１１ 露光器
１２Ｂｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ 現像器
１３Ｂｋ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ クリーナーブレード
１４Ｂｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ レーザ光
１５Ｂｋ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ 一次転写ローラ
１６ 二次転写ローラ
１７ ＴＭセンサ
１８ 排紙ローラ
１９ 両面ローラ
２０ 定着器
２１ 定着ローラ
２２ 加圧ローラ
２３ 搬送ガイド
２４ 分離ソレノイド
２５ 排紙センサ
２６ 両面センサ
２７ レジストセンサ
２８ 定着モータ
２９ 一次転写ベルト
３０ 給紙モータ
３１ 両面モータ
３２ レジストクラッチ
３３ 給紙クラッチ
３４ 排紙クラッチ
３５ 両面クラッチ
３６ 転写紙支持板

特開２００２−２６８４３７号公報

Claims (10)

1. 用紙を給紙する用紙給紙手段と、
   給紙された前記用紙の搬送タイミングを制御する搬送タイミング制御手段と、
   前記用紙の搬送速度を制御する搬送速度制御手段と、
   搬送される用紙の搬送経路上の位置を検出する用紙位置検出手段と、
   画像を用紙上に形成する画像形成手段と、
   前記形成された用紙上の画像を加熱加圧定着する画像定着手段と、
   前記用紙位置検出手段により検出された前記用紙の位置に基づいて、前記搬送タイミング制御手段により次の用紙の搬送開始タイミングを決定し、前記搬送速度制御手段により前記次の用紙の搬送速度を変更して、搬送中の前記用紙の下側に、前記次の用紙が重なるように用紙の搬送速度を制御して前記画像定着手段に搬送する用紙搬送制御手段と、
   用紙の表面と裏面を反転させて再給紙するための両面印刷搬送経路手段と、
   表面に画像形成された前記用紙を前記両面印刷搬送経路手段に搬送する逆転搬送手段と、
   前記画像定着手段を通過した前記重ね合わされた用紙と次の用紙とを分離して１枚ずつ排出する分離排出手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記用紙給紙手段と前記画像形成手段との間の搬送経路を角度をつけて曲げるための搬送ガイド手段を有し、
   前記搬送ガイド手段は、搬送中の前の用紙後端を浮き上がらせ、
   前記用紙搬送制御手段は、前記浮き上がった前の用紙後端の下側に、次の用紙を搬送して用紙を重ね合わせることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記用紙搬送制御手段は、搬送する用紙の厚さに基づいて用紙の重ね合わせる範囲を変えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記用紙搬送制御手段は、用紙上に転写されるトナー像の位置とトナー像の濃度と、に基づいて用紙の重ね合わせる範囲を変えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記用紙を反転させずに再給紙するために前記両面印刷搬送経路手段に搬送する用紙分離手段を有し、
   前記用紙分離手段は、印刷を開始した後の最初の１枚目の用紙を前記両面印刷搬送経路手段に搬送して再給紙することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記用紙分離手段により前記両面印刷搬送経路手段に搬送された１枚目の用紙は通常の搬送経路に搬送されて再給紙され、画像記録に使用されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記画像定着手段は、加熱と加圧とにより画像定着された後の用紙を支持する支持手段を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 用紙を給紙する用紙給紙工程と、
   給紙された前記用紙の搬送タイミングを制御する搬送タイミング制御工程と、
   前記用紙の搬送速度を制御する搬送速度制御工程と、
   搬送される用紙の搬送経路上の位置を検出する用紙位置検出工程と、
   画像を用紙上に形成する画像形成工程と、
   前記形成された用紙上の画像を加熱加圧定着する画像定着工程と、
   前記用紙位置検出工程により検出された前記用紙の位置に基づいて、前記搬送タイミング制御工程により次の用紙の搬送開始タイミングを決定し、前記搬送速度制御工程により前記次の用紙の搬送速度を変更して、搬送中の前記用紙の下側に、前記次の用紙が重なるように用紙の搬送速度を制御して前記画像定着工程に搬送する用紙搬送制御工程と、
   用紙の表面と裏面を反転させて再給紙するための両面印刷搬送経路工程と、
   表面に画像形成された前記用紙を前記両面印刷搬送経路手段に搬送する逆転搬送工程と、
   前記画像定着工程を通過した前記重ね合わされた用紙と次の用紙とを分離して１枚ずつ排出する分離排出工程と、
   を有することを特徴とする画像形成方法。
9. 用紙を給紙する用紙給紙処理と、
   給紙された前記用紙の搬送タイミングを制御する搬送タイミング制御処理と、
   前記用紙の搬送速度を制御する搬送速度制御処理と、
   搬送される用紙の搬送経路上の位置を検出する用紙位置検出処理と、
   画像を用紙上に形成する画像形成処理と、
   前記形成された用紙上の画像を加熱加圧定着する画像定着処理と、
   前記用紙位置検出処理により検出された前記用紙の位置に基づいて、前記搬送タイミング制御処理により次の用紙の搬送開始タイミングを決定し、前記搬送速度制御処理により前記次の用紙の搬送速度を変更して、搬送中の前記用紙の下側に、前記次の用紙が重なるように用紙の搬送速度を制御して前記画像定着処理に搬送する用紙搬送制御処理と、
   用紙の表面と裏面を反転させて再給紙するための両面印刷搬送経路処理と、
   表面に画像形成された前記用紙を前記両面印刷搬送経路手段に搬送する逆転搬送処理と、
   前記画像定着処理を通過した前記重ね合わされた用紙と次の用紙とを分離して１枚ずつ排出する分離排出処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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