JP2008007230A - 画像形成装置及びその記録用紙搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙サイズの異なる両面連続印刷時の印字速度の低下を低減し、かつ、用紙サイズの異なる用紙の斜行やジャムを防止し、安定した印字ができる画像形成装置及びその記録用紙搬送方法を提供すること。
【解決手段】用紙搬送方向に対して直角方向の用紙端部を当接させる規制板を、記録用紙のサイズに応じて、用紙搬送方向に対し直角方向に移動させ、用紙搬送位置を調整する用紙搬送位置調整部３０１を両面搬送路に有している。規制板の位置調整が終了してから後続する記録用紙が両面搬送路に記録用紙が突入するように給紙タイミングを給紙タイミング部３０３により決定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置及びその記録用紙搬送方法に関する。より詳細には、電子写真、静電記録、磁気記録などの適宜の原理や方式による作像プロセス手段部で記録用紙上にトナーなどの現像剤により目的の画像情報に対応した画像を間接方式あるいは直接方式で形成担持させる。その画像を記録用紙に熱等によって定着することによって作成された画像形成物を出力するようにしたプリンタ、複写機、記録機、ファクシミリなどの画像形成装置及びその記録用紙搬送方法に関する。

近年、資源・環境保護の観点から、印刷装置においても、記録用紙の無駄をなくすために、記録用紙の第１面と第２面の両面に印刷する両面画像形成装置が製品化されている。この両面印刷では、第１面を印刷した後に、１面目が印刷された記録用紙を用紙反転させて第２面を印刷面とする用紙反転機構を備えている。また、用紙反転された記録用紙を再度給紙させる再給紙機構を備えることで、用紙反転された記録用紙の第２面にも印刷することを実現している。

そして、用紙搬送により用紙主走査方向位置ずれを起こした記録用紙を補正する機能を備えたものがある。さらには、その用紙主走査方向補正を行うタイミングを用紙幅により変更したり、また、用紙搬送速度を用紙長によって高速化したりして、印字速度の低下を防止するように工夫したものがある（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１のものは、特に、用紙長検出手段により検出された用紙長に基づき用紙搬送速度を制御する用紙搬送速度制御手段を備えている。また、用紙幅検出手段により検出された用紙幅に基づき用紙位置調整タイミングを制御する用紙位置調整タイミング制御手段を備えている。

また、切欠回転体でのホームポジション監視による搬送を行い、高速印字時の搬送不良を防止するように工夫したものがある（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２のものは、シートの搬送速度を速くしてもジャムの発生を抑えることができるようにした両面画像処理装置に関するものである。片面の画像処理がされたシートを再給送する円弧面の一部が切り欠かれた切欠回転体を備え、この切欠回転体によるシート給送前であってシートが所定位置に達したときに切欠回転体をホームポジションに位置させるよう構成したものである。

さらに、先行紙と後続紙で用紙サイズ（用紙幅）が異なる場合に、用紙主走査方向補正を行うタイミング及び用紙搬送速度の組み合わせを変更したりして、用紙サイズが異なる用紙の連続両面印字ができるように工夫したものがある（例えば、特許文献３参照）。

この特許文献３のものは、用紙サイズの異なる両面連続印刷時においても、用紙に傷や折れや斜行が生じない安定した搬送（両面搬送）を可能とするものである。また、レジスト可動板を用いた用紙主走査方向位置の補正手段と、用紙サイズが異なる先行紙が両面搬送中の場合には、用紙主走査方向位置の補正手段を駆動するタイミングを変更するタイミング制御手段とを具備したものである。

特開平９−４０３０３号公報 特開平１１−２４６１３１号公報 特開２０００−７５７５９号公報

しかしながら、用紙長に応じて用紙搬送速度を高速化（上述した特許文献１参照）する際、先行紙と後続紙が同一の搬送手段により同時に搬送されるため、先行紙が低速で両面搬送中の場合においては、後続紙を高速化することができない。また、印字速度の低下を招く可能性があった。

また、先行紙と後続紙で用紙サイズ（用紙幅）が異なる連続両面印字の場合、用紙主走査方向補正を行うタイミング及び用紙搬送速度の組み合わせを変更（上述した特許文献３参照）する場合がある。その際、後続紙の用紙主走査方向補正のための横レジスト可動板調整位置移動完了後に横レジスト可動板入口に突入するように、後続紙の搬送速度を低下させる必要がある。ここで、先行紙と後続紙が同一の搬送手段により同時に搬送されるため、同時に搬送されている先行紙の搬送速度も落ちてしまい、印字速度の低下を招く可能性があった。

また、近年、印字できる用紙サイズの多様化も進み、異なる用紙サイズの用紙幅の差も大きくなってきている。このような用紙幅の差が大きな連続両面印字の場合には、搬送速度を再給紙の速度まで低下させても、後続紙の用紙主走査方向の補正のための横レジスト可動板調整位置移動が間に合わず、十分な主走査方向の補正が行えない。また、斜行したりジャムになってしまう可能性がある。

本発明の目的は、用紙サイズの異なる両面連続印刷時の印字速度の低下を低減し、また、用紙サイズの異なる両面連続印刷においても用紙の斜行やジャムを防止し、安定した印字ができる画像形成装置及びその記録用紙搬送方法を提供することにある。

このような目的を達成するためになされたもので、本発明の画像形成装置は、記録用紙の両面に現像剤により画像を形成する画像形成装置において、前記記録用紙上に画像を形成する画像形成部と、前記記録用紙を反転して前記画像形成部に再搬送する両面搬送部と、前記記録用紙の搬送方向に対して直角方向の前記記録用紙の端部を当接させる規制板と、前記記録用紙のサイズに応じて前記規制板の位置を調整して前記両面搬送部で前記記録用紙の搬送位置を調整する用紙搬送位置調整手段と、該用紙搬送位置調整手段による前記規制板の調整時間に基づいて、前記記録用紙が前記両面搬送部に搬送されるタイミングを決定するタイミング決定手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の記録用紙搬送方法は、画像形成装置の記録用紙搬送方法であって、複数の記録用紙の両面印字中に記録用紙のサイズが変更された場合に、両面搬送部に搬送中の記録用紙が該両面搬送部を通過した後に、記録用紙規制板の位置を調整する位置調整ステップと、前記記録用紙規制板の位置を調整するために要する時間に基づいて、次に前記両面搬送部に搬送される記録用紙の搬送タイミングを調整するステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、用紙サイズの異なる両面連続印刷時の印字速度の低下を低減し、用紙サイズの異なる両面連続印刷においても用紙の斜行やジャムを防止し、安定した印字ができる画像形成装置及びその記録用紙搬送方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を説明するための概略構成図である。符号１２２は、有機感光体やアモルファスシリコン感光体でできた感光ドラムで、時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動されるように構成されている。この回転感光体ドラム１２２及び帯電ローラ１２３により、その周面が所定の極性、電位に一様に帯電されている。その帯電面に、レーザ光学箱１０８から出力され、画像読取装置やコンピュータなどの画像信号発生装置（図示せず）から入力された目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ変換）されたレーザ光が照射される。このレーザ光が、レーザ光反射ミラー１０７によって変更されて照射されることにより、走査露光が行われ、画像情報に対応した静電潜像が感光ドラム上に形成される。このように目的の画像に対応して形成された静電潜像は、現像器１２１により現像される。

次に、この感光ドラム１２２に対して、給紙カセットから記録用紙が給紙ローラ１０２及び搬送ローラ１０３により１枚給紙されることにより、記録用紙に対して感光ドラム１２２側の鏡像トナー像が形成される。この転写ローラ１０６は、記録用紙の背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで、感光ドラム１２２から記録用紙にトナー像を転写するものである。このようにトナー像の転写を受けた記録用紙は、感光ドラム１２２から分離されて熱定着装置１３０へ送り込まれ、ヒータ１３２によってトナー像の熱定着を受ける。

熱定着を受けた記録用紙は、ＤＣブラシレスモータにより駆動されるＦＵローラ１１０と、両面ユニット１４０に搭載されているステッピングモータで駆動されるＦＤローラ１１１により搬送され排紙トレイ１１３に排出される。

両面プリントを行う場合は、熱定着を受けた記録用紙の後端が排紙センサ１０９を通過してから所定時間後に、両面ユニット１４０に搭載されているステッピングモータの回転方向を反転させ、ＦＤローラ１１１により両面ユニット１４０へ送り込まれる。両面ユニット１４０へ送り込まれた記録用紙は、斜送ローラ１４１及び再給紙センサ１４２を介して再給紙されて裏面にトナー像を転写され、熱定着を受けて排紙トレイ１１３に排紙される。なお、符号１０１は紙有無センサ、１０４はレジローラ、１０５はＴＯＰセンサ、１２０は、トナーカートリッジ、１３１はサーミスタ、１３３は定着フィルム、１３４は加圧ローラを示している。なお、両面ユニット内には規制板１４４が設けられており、この規制板１４４によって両面ユニット内に搬送された用紙の搬送方向と直角の方向の位置を調整する（詳細は後述する。）
図２は、図１に示した両面ユニットを上面から見た概略構成図である。記録用紙Ｐは、両面ユニット１４０に送り込まれると、規制板１４４に沿って搬送される。記録用紙が斜送ローラ１４１まで到達すると、この斜送ローラ１４１により規制板１４４に用紙端部を当接されながら搬送される。

規制板１４４は、ステッピングモータにより図中の矢印の方向へ移動され、その位置はホームポジションセンサ１４３を基準にステッピングモータのステップ数で管理される。

つまり、本発明の画像形成装置は、記録用紙上にトナー等の現像剤により画像を形成し、この画像を熱定着装置によって定着した後に画像形成物（画像が定着された記録用紙）を出力するものである。この画像形成装置は、自動両面印字を行うために、画像形成部１２０と、熱定着装置１３０と、両面搬送部としての両面ユニット１４０と、後述する用紙搬送位置調整部３０１及び給紙タイミング決定部３０３とを備えている。

画像形成部１２０と熱定着装置１３０と両面ユニット１４０は、画像を自動的に記録用紙の両面に印刷するものである。用紙搬送位置調整部（規制板位置制御部）３０１は、記録用紙の搬送方向に対して直角方向の記録用紙の端部を当接させる規制板１４４を、記録用紙のサイズに応じて搬送方向に対して直角方向に移動させるものである。また、両面搬送路に設けられ、記録用紙の搬送位置を調整するものである。給紙タイミング決定部（紙搬送制御部）３０３は、印字動作開始時に規制板１４４の位置調整を開始し、この規制板１４４の位置調整が終了してから後続する記録用紙が両面搬送路に突入するように給紙タイミングを決定するものである。

また、給紙タイミング決定部３０３は、両面印字中に、搬送中の記録用紙Ｐと後続して給紙される記録用紙Ｐとのサイズが異なる場合に、この搬送中の記録用紙Ｐが両面搬送路を通過してから規制板１４４の位置調整を開始する。そして、この規制板１４４の位置調整が終了してから後続する記録用紙Ｐが両面搬送路に突入するように給紙タイミングを決定する。

図３は、本発明に係る画像形成装置の制御系のブロック図である。画像形成装置制御部２００は、画像形成装置全体を制御するマイクロプロセッサ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、データ等を記憶するＲＡＭ、及びゲート素子等により構成された主制御部により制御される。

機能的には、画像形成装置制御部２００は、記録用紙に画像を形成して熱定着させるために、高圧、スキャナ、定着を制御する画像形成制御部２０１を備えている。また、用紙搬送路に配置されたセンサ、画像形成制御部２０１、通信制御部２０３からの情報を元に給紙、紙搬送を制御する給紙搬送制御部２０２を備えている。さらに、両面ユニット制御部３００と通信ラインで接続され、この両面ユニット制御部３００と通信を行う通信制御部２０３などを備えている。

両面ユニット制御部３００は、両面ユニット全体を制御するマイクロプロセッサ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、データ等を記憶するＲＡＭ、及びゲート素子等により構成された主制御部により制御される。

機能的には、両面ユニット制御部３００は、用紙搬送位置を規制する規制板の位置を制御する規制板位置制御部３０１を備えている。この規制板位置制御部３０１は、上述したように、記録用紙の搬送方向に対して直角方向の記録用紙の端部を当接させる規制板１４４を、記録用紙のサイズに応じて搬送方向に対して直角方向に移動させるものである。また、両面搬送路に設けられ、記録用紙の搬送位置を調整するものである。また、通信ラインで画像形成装置に接続され、画像形成装置制御部２００と通信を行う通信制御部３０２と、用紙搬送路に配置されたセンサからの情報を元に紙搬送を制御する紙搬送制御部３０３などを備えている。この紙搬送制御部３０３は、上述したように、印字動作開始時に規制板１４４の位置調整を開始し、この規制板１４４の位置調整が終了してから後続する記録用紙が両面搬送路に突入するように給紙タイミングを決定するものである。

図４は、本発明に係る画像形成装置の制御動作を説明するためのフローチャートを示す図で、図３に示した画像形成装置制御部２００及び両面ユニット制御部３００における動作を示している。また、図５は、規制版の位置を変更する場合の動作を示す図である。

図５において、両面連続印字中に用紙サイズ（用紙の搬送方向と直角の方向のサイズ）が途中で変更された場合、規制板１４４を現在の位置Ａから位置Ｂに移動することになる。この場合、位置Ａ−Ｂ間の距離分、規制板１４４が移動する時間を算出する。時間の算出はホームポジションから位置Ａまで移動する時間からホームポジションから位置Ｂまで移動する時間を減算して求める。算出した位置Ａ−Ｂ間の移動時間を考慮して用紙の搬送を待機するか否かを決定する。

次に、図４に示したフローチャートを用いて本発明の特徴的な制御動作について説明する。
まず、プリントが指示されると、ステップ１（Ｓ１）で、そのプリント指示が両面１面目のプリント指示かどうかを確認する。両面の１面目であった場合には、次のステップ２（Ｓ２）へ進む。

ステップ２において、規制板１４４の現在の位置が、これから通紙する用紙の幅にあった位置にあるかどうかをチェックし、規制板１４４の位置の変更が必要であれば、次のステップ３（Ｓ３）へ進む。

ステップ３において、先行紙が両面搬送路を通過し終わるまで後続紙の搬送を待機（ウェイト）する。これは、両面搬送路に用紙がある状態で規制板１４４の位置を調整すると、用紙にダメージを与え、ジャムになる可能性があるからである。先行紙が両面搬送路を通過し終わると次のステップ４（Ｓ４）へ進み、両面ユニット１４０に規制板１４４の位置調整を指示する。ここで先行する用紙が両面搬送路を通過し終わったかどうかは、先行する用紙の後端が再給紙センサを通過した時点から所定時間経過したか否かで検知する。この所定時間は、再給紙センサ１４２から両面ユニット出口までの距離に応じた時間である。

ステップ４において、規制板１４４の位置調整の指示を行うと、次のステップ５（Ｓ５）へ進み、規制板１４４の位置調整時間を考慮して、用紙の給紙を待機し、次のステップ６（Ｓ６）へ進む。ここで用紙の給紙を待機する時間は、規制板１４４の位置調整に要する時間から、用紙の給紙から両面搬送路へ突入までの時間を引いた時間である。

なお、用紙給紙の待機は、用紙のサイズ（搬送方向に直角の方向のサイズ）が両面印字中に変更されていない場合の給紙タイミングに対して、所定時間ウエイトして、遅いタイミングで給紙させる動作である。この所定時間は、規制板１４４の位置調整時間に応じて決定される時間である。

また、用紙の給紙から両面搬送路へ突入するまでの時間とは、給紙ローラ１０２で用紙の給紙を開始してから、両面ユニット１４０の搬入口に達するまでの時間である。この時間は両面連続印字時の用紙の搬送タイミングや搬送速度が予め設定された速度であるため、略一定の時間となる。これに対して、規制板１４４の位置調整時間は、規制板１４４の現在の位置と変更後の位置が用紙のサイズ（用紙の搬送方向と直角の方向のサイズ）に応じて変化する。

この用紙の給紙から両面搬送路へ突入するまでの時間をＴ１、規制板１４４の位置調整時間をＴ２とする。位置調整時間Ｔ２の算出は、紙搬送制御部３０３で行なわれる。つまり、規制板１４４の位置調整に要する時間を、この規制板１４４の現在の位置と変更後の位置から算出する（上述した図５の説明のように算出する）。

算出された待機時間（例えば、前述した図５の位置Ａから位置Ｂに移動する時間Ｔ２−Ｔ１）がマイナスの場合は、待機せずにステップ６（Ｓ６）へ進む。

ステップ６において、スキャナ、高圧、定着のそれぞれが給紙可能条件を満たしているか否かをチェックし、満たしていれば次のステップ７（Ｓ７）へ進み、用紙の給紙を行う。

上述したステップ１において、両面の２面目もしくは片面のプリントであると判断したとき、また、上述したステップ２において、規制板１４４の位置を変更しなくて良いと判断したときは、ステップ６での待機を行ってステップ７へ進む。

図６（ａ），（ｂ）は、本発明における用紙の搬送状態を示す図である。なお、図中のＳ１は、両面ユニットに搬送された用紙を示し、Ｓ２は、新たに給紙された用紙を示している。

図６（ａ）は、用紙Ｓ１が両面ユニット１４０に搬送されて再給紙センサ１４２で先端が検知された状態で一時停止している状態を示す図である。用紙Ｓ２は、給紙されて画像形成部１２０に搬送されながら画像形成を行っている状態である。

図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態から更に用紙Ｓ１、Ｓ２が搬送された状態を示す図である。用紙Ｓ２は、画像形成が完了して排紙ローラまで導かれて反転されて両面ユニット１４０に搬送される直前の状態である。用紙Ｓ１は、両面ユニット１４０を抜けて画像形成部１２０に搬送された第２面に画像形成を行っている状態である。

この図６（ｂ）において、用紙Ｓ２が給紙されて両面ユニット１４０に搬入されるまで（図６（ｂ）のＳ２の状態になるまで）のＴ１時間かかる。

そして、用紙Ｓ１が両面ユニットを抜けるタイミング（図６（ｂ）のＳ１の状態になったタイミング）で、規制板１４４の位置調整動作が開始されてＴ２時間後に調整動作が完了する。本発明は、このＴ１と位置調整時間Ｔ２との関係に基づいて、用紙Ｓ２の給紙を開始するタイミングを制御する点に特徴がある。

以上のような制御により、用紙サイズの異なる両面連続印刷時の印字速度の低下を低減し、用紙サイズの異なる両面連続印刷においても用紙の斜行やジャムを防止し、安定した印字ができる画像形成装置及びその記録用紙搬送方法を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を説明するための概略構成図である。 図１に示した両面ユニットを上面から見た概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置の制御系のブロック図である。 本発明に係る画像形成装置の制御動作を説明するためのフローチャートを示す図である。 本発明に係る規制板の調整動作を説明するための図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明に係る用紙の搬送状態を示す図である。

符号の説明

１００ 画像形成装置
１０１ 紙有無センサ
１０２ 給紙ローラ
１０３ 搬送ローラ
１０４ レジローラ
１０５ ＴＯＰセンサ
１０６ 転写ローラ
１０７ レーザ光反射ミラー
１０８ レーザ光学箱
１０９ 排紙センサ
１１０ ＦＵローラ
１１１ ＦＤローラ
１１２ ＦＵトレイ
１１３ ＦＤトレイ
１２０ トナーカートリッジ
１２１ 現像ローラ
１２２ 感光ドラム
１２３ 帯電ローラ
１３０ 定着器
１３１ サーミスタ
１３２ ヒータ
１３３ 定着フィルム
１３４ 加圧ローラ
１４０ 両面ユニット
１４１ 斜送ローラ
１４２ 再給紙センサ
１４３ ホームポジションセンサ
１４４ 規制板
２００ 画像形成装置制御部
２０１ 画像形成制御部
２０２ 給紙搬送制御部
２０３ 通信制御部
３００ 両面ユニット制御部
３０１ 規制板位置制御部（用紙搬送位置調整部）
３０２ 通信制御部
３０３ 紙搬送制御部（給紙タイミング決定部）
Ｐ 記録用紙

Claims (6)

1. 記録用紙の両面に現像剤により画像を形成する画像形成装置において、
   前記記録用紙上に画像を形成する画像形成部と、
   前記記録用紙を反転して前記画像形成部に再搬送する両面搬送部と、
   前記記録用紙の搬送方向に対して直角方向の前記記録用紙の端部を当接させる規制板と、
   前記記録用紙のサイズに応じて前記規制板の位置を調整して前記両面搬送部で前記記録用紙の搬送位置を調整する用紙搬送位置調整手段と、
   該用紙搬送位置調整手段による前記規制板の調整時間に基づいて、前記記録用紙が前記両面搬送部に搬送されるタイミングを決定するタイミング決定手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記タイミング決定手段は、複数の記録用紙の両面印字中に、該複数の記録用紙のサイズが異なる場合に、前記両面搬送部に搬送中の記録用紙が該両面搬送部を通過してから前記規制板の位置調整を開始し、該規制板の位置調整が終了してから後続する記録用紙が前記両面搬送部に突入するように前記タイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記規制板の位置調整に要する時間を、該規制板の現在の位置と変更後の位置から算出する算出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 両面印字中に、搬送中の前記記録用紙と後続して給紙される記録用紙のサイズに変更がない場合に、前記用紙搬送位置調整手段に対して、位置調整指示を行わないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 片面印字中は、前記用紙搬送位置調整手段に対して、位置調整指示を行わないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 画像形成装置の記録用紙搬送方法であって、
   複数の記録用紙の両面印字中に記録用紙のサイズが変更された場合に、両面搬送部に搬送中の記録用紙が該両面搬送部を通過した後に、記録用紙規制板の位置を調整する位置調整ステップと、
   前記記録用紙規制板の位置を調整するために要する時間に基づいて、次に前記両面搬送部に搬送される記録用紙の搬送タイミングを調整するステップと
   を有することを特徴とする記録用紙搬送方法。
   

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