(57)【要約】【課題】用紙反転機構における正転逆転制御を適切に行なう。【解決手段】スイッチバック反転経路を含み、複数の搬送機構が配置された循環搬送経路と、循環搬送経路を搬送される印刷用紙に対して画像形成を行なう画像形成手段と、スイッチバック反転経路中に設けられ、上流の搬送機構から搬送速度Ｖｒで搬送されてきた片面画像形成済の印刷用紙を、搬送速度Ｖｒで引き継いで搬送し、停止させた後、逆方向への搬送を開始して搬送速度Ｖｒで下流の搬送機構に引き渡す用紙反転機構と、用紙反転機構の上流に設けられた印刷用紙検出手段と、用紙反転機構を制御する搬送制御手段とを備え、搬送制御手段は、印刷用紙検出手段が印刷用紙を検出してから、搬送速度Ｖｒに基づいて算出される時間Ｔ１経過後に、用紙反転機構に対して、停止状態から搬送速度Ｖｒへの加速を開始させる画像形成装置。【選択図】  図１
2010189145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチバック反転経路を含み、複数の搬送機構が配置された循環搬送経路と、
前記循環搬送経路を搬送される印刷用紙に対して画像形成を行なう画像形成手段と、
前記スイッチバック反転経路中に設けられ、上流の第１搬送機構から搬送速度Ｖｒで搬送されてきた片面画像形成済の印刷用紙を、搬送速度Ｖｒで引き継いで搬送し、停止させた後、逆方向への搬送を開始して搬送速度Ｖｒで下流の第２搬送機構に引き渡す用紙反転機構と、
前記用紙反転機構の上流に設けられた印刷用紙検出手段と、
前記用紙反転機構を制御する搬送制御手段とを備え、
前記搬送制御手段は、前記印刷用紙検出手段が印刷用紙を検出してから、前記搬送速度Ｖｒに基づいて算出される時間Ｔ１経過後に、前記用紙反転機構に対して、停止状態から前記搬送速度Ｖｒへの加速を開始させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置であって、
前記時間Ｔ１は、前記搬送速度Ｖｒが大きいほど、短い時間に算出されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置であって、
前記画像形成手段に搬送する印刷用紙の基準位置となるレジスト搬送機構をさらに備え、
前記搬送制御手段は、印刷用紙の搬送方向の長さと、前記用紙反転機構と前記レジスト搬送機構との距離との関係に応じて、前記用紙反転機構の下流への搬送における減速開始タイミングの基準を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置であって、
前記搬送制御手段は、
印刷用紙の搬送方向の長さあるいは印刷用紙の搬送方向の長さと前記印刷用紙が減速を開始してから前記レジスト搬送機構で停止するまでの距離との和が、前記用紙反転機構と前記レジスト搬送機構との距離よりも短い場合には、前記用紙反転機構が印刷用紙の下流への搬送を終了すると前記用紙反転機構の減速を開始し、
印刷用紙の搬送方向の長さあるいは印刷用紙の搬送方向の長さと前記印刷用紙が減速を開始してから前記レジスト搬送機構で停止するまでの距離との和が、前記用紙反転機構と前記レジスト搬送機構との距離以上の場合には、前記レジスト搬送機構で印刷用紙が停止するように前記用紙反転機構の減速を開始することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、
前記画像形成手段は、搬送方向の用紙長さＬｙの印刷用紙に対して用紙間隔Ｌｇ、印刷時搬送速度Ｖｇで画像形成可能であり、
前記搬送速度Ｖｒは、両面印刷の際の印刷順序を規定する循環枚数をＮとした場合に、Ｎ×（Ｌｙ＋Ｌｇ）／Ｖｇの時間内で印刷用紙を前記レジスト搬送機構から前記レジスト搬送機構まで循環搬送できるように設定されることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷装置に係り、特に、用紙反転機構を含む循環搬送路を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
用紙反転機構を含む循環搬送路を有し、一方の面に印刷された用紙を表裏反転し、他方の面に印刷を行なう両面印刷装置が知られている。近年、印刷装置に対する高速印刷による生産性向上の要求が高まっており、片面印刷時のみならず、両面印刷時においても高速印刷による高生産性の実現が望まれている。
【０００３】
印刷装置の生産性は主として印字機構による画像形成の速度と、印刷用紙の搬送機構による搬送速度とに影響を受ける。特許文献１には、両面印刷の時に、循環搬送の際の用紙搬送速度を、印刷の際の用紙搬送速度とは独立に、用紙のサイズに応じて制御することにより生産性を向上させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８０８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
印字機構による画像形成は、片面印刷時、両面印刷時とも同じ処理であるから、片面印刷時、両面印刷時とも解像度等の印刷条件に応じて定められる印字機構の最大速度での画像形成を容易に行なうことができる。そして、画像形成の速度に基づいて印刷の際の用紙搬送速度が定められる。
【０００６】
ところが、印刷装置の生産性は画像形成の速度だけではなく、単位時間当りの印刷用紙出力枚数が問題になる。片面印刷時には印刷用紙を次々に給紙することができるため、搬送機構による用紙搬送速度は制約にならず、印字機構が可能な単位時間当りの印刷枚数で印刷用紙を出力することができる。一方、両面印刷時には表面印刷済の印刷用紙を循環搬送して反転させて裏面印刷を行なうため、搬送機構による循環搬送速度が印刷装置の生産性に影響を与えることになる。すなわち、循環搬送速度が適切でないと、印字機構による印字が可能にもかかわらず印刷用紙が搬送されていない等の状況が生じて、印字機構が可能な生産性での印刷用紙の出力ができなくなる。
【０００７】
ところで、用紙反転機構では、スイッチバック状の経路を設け、スイッチバック状の経路で印刷用紙を一時停止させて逆方向に搬送することで印刷用紙の表裏を反転させる方式が広く用いられている。この場合、スイッチバック状の経路では、搬送中の印刷用紙を減速して停止させ、反対方向に搬送させる制御が繰り返し行なわれることになる。
【０００８】
用紙反転機構は、反対方向に印刷用紙を搬送した後には、次の印刷用紙を正方向に搬送するための準備が必要になる。この準備が遅れると、用紙搬送がスムーズに行なわれず適切な循環搬送速度が実現できなくなる。この準備時間を確保するために、反対方向への搬送を早めに終了させると、同じ印刷用紙を同時に搬送している他の用紙搬送機構との速度差が生じて用紙搬送に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、印字機構が可能な生産性での印刷用紙の出力を実現するために、用紙反転機構における正転逆転制御を適切に行なうことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、スイッチバック反転経路を含み、複数の搬送機構が配置された循環搬送経路と、前記循環搬送経路を搬送される印刷用紙に対して画像形成を行なう画像形成手段と、前記スイッチバック反転経路中に設けられ、上流の第１搬送機構から搬送速度Ｖｒで搬送されてきた片面画像形成済の印刷用紙を、搬送速度Ｖｒで引き継いで搬送し、停止させた後、逆方向への搬送を開始して搬送速度Ｖｒで下流の第２搬送機構に引き渡す用紙反転機構と、前記用紙反転機構の上流に設けられた印刷用紙検出手段と、前記用紙反転機構を制御する搬送制御手段とを備え、前記搬送制御手段は、前記印刷用紙検出手段が印刷用紙を検出してから、前記搬送速度Ｖｒに基づいて算出される時間Ｔ１経過後に、前記用紙反転機構に対して、停止状態から前記搬送速度Ｖｒへの加速を開始させることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、搬送制御手段が、搬送速度Ｖｒに基づいて算出される時間Ｔ１経過後に、前記用紙反転機構に対して、停止状態から前記搬送速度Ｖｒへの加速を開始させるため、搬送速度Ｖｒに応じて用紙反転機構が印刷用紙を引き継ぐ際の準備時間を確保することができるようになる。具体的には、前記時間Ｔ１は、前記搬送速度Ｖｒが大きいほど、短い時間に算出するようにする。
【００１２】
さらに、前記画像形成手段に搬送する印刷用紙の基準位置となるレジスト搬送機構を備え、前記搬送制御手段は、印刷用紙の搬送方向の長さと、前記用紙反転機構と前記レジスト搬送機構との距離との関係に応じて、前記用紙反転機構の下流への搬送における減速開始タイミングの基準を変更することができる。
【００１３】
これにより、同じ印刷用紙を同時に搬送している他の搬送機構との速度差が生じることを防ぐことができる。具体的には、印刷用紙の搬送方向の長さあるいは印刷用紙の搬送方向の長さと前記印刷用紙が減速を開始してから前記レジスト搬送機構で停止するまでの距離との和が、前記用紙反転機構と前記レジスト搬送機構との距離よりも短い場合には、前記用紙反転機構が印刷用紙の下流への搬送を終了すると前記用紙反転機構の減速を開始し、印刷用紙の搬送方向の長さあるいは印刷用紙の搬送方向の長さと前記印刷用紙が減速を開始してから前記レジスト搬送機構で停止するまでの距離との和が、前記用紙反転機構と前記レジスト搬送機構との距離以上の場合には、前記レジスト搬送機構で印刷用紙が停止するように前記用紙反転機構の減速を開始するようにする。
【００１４】
なお、前記画像形成手段が、搬送方向の用紙長さＬｙの印刷用紙に対して用紙間隔Ｌｇ、印刷時搬送速度Ｖｇで画像形成可能であるとすると、前記搬送速度Ｖｒは、両面印刷の際の印刷順序を規定する循環枚数をＮとした場合に、Ｎ×（Ｌｙ＋Ｌｇ）／Ｖｇの時間内で印刷用紙を前記レジスト搬送機構から前記レジスト搬送機構まで循環搬送できるように設定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、印字機構が可能な生産性での印刷用紙の出力を実現するために、用紙反転機構における正転逆転制御を適切に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る印刷装置の主要な機能構成を示すブロック図である。
【図２】印刷装置の用紙搬送経路を模式的に示した図である。
【図３】両面印刷時における印刷用紙の速度遷移を示す図である。
【図４】印刷スケジュールについて説明する図である。
【図５】用紙反転機構を中心とした用紙搬送機構群の詳細を模式的に示した図である。
【図６】本実施形態で参照される距離を説明する図である。
【図７】スイッチバックローラを駆動するスイッチバックモータの制御処理を説明するフローチャートである。
【図８】スイッチバックローラを駆動するスイッチバックモータの制御処理を説明するフローチャートである。
【図９】再給紙ローラを駆動する再給紙モータの制御処理を説明するフローチャートである。
【図１０】印刷用紙の長さＬｙが、スイッチバックローラ３１２からレジストローラ３１４までの距離Ｌｓｒ＋Ｌｒｒより短い場合のスイッチバックモータと再給紙モータの制御を説明するタイミングチャートである。
【図１１】印刷用紙の長さＬｙが、スイッチバックローラ３１２からレジストローラ３１４までの距離Ｌｓｒ＋Ｌｒｒ以上の場合のスイッチバックモータと再給紙モータの制御を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る印刷装置１０の主要な機能構成を示すブロック図である。本図に示すように印刷装置１０は、メイン制御部１１０と、インタフェース部１２０と、印刷機構１３０と、用紙搬送機構群１４０を備えている。
【００１８】
メイン制御部１１０は、ＣＰＵ、メモリ、画像処理装置等から構成され、ＣＰＵがメモリに格納されたプログラムにしたがって動作すること等で印刷装置１０における各種処理の制御を行なう。本実施形態においては、印刷機構１３０を制御する印刷制御部１１１と、用紙搬送機構群１４０を制御する搬送制御部１１２を含んでいる。
【００１９】
インタフェース部１２０は、図示しないコンピュータネットワークに接続して印刷データを受信したり、ユーザから各種設定を受け付けるための処理を行なう。印刷機構１３０は、印刷用紙に対する印字処理を行なう機構部である。本実施形態ではライン単位で印刷を行なうインクジェット方式の印刷機構が用いられているものとする。インクジェット方式の印字機構は、ノズルが多数形成されたライン型の印字ヘッドを複数本備えており、それぞれの印字ヘッドから黒またはカラーインクを吐出することで印刷を行なう。ただし、本発明は本方式に限られず、他の印刷方式の印刷装置に適用することができる。例えば、シリアルインクジェット方式、レーザ方式等の印刷装置であってもよい。
【００２０】
用紙搬送機構群１４０は、印刷用紙の給紙、搬送、排紙等を行なうための機構群であり、搬送経路に沿って設けられたローラ、搬送ベルト、これらを駆動するモータ等を含んで構成される。本実施形態では、両面印刷のために印刷用紙を反転させる用紙反転機構１４１と、搬送経路を搬送される用紙の有無を検出する用紙検出装置群１４２とを備えている。
【００２１】
図２は、印刷装置１０の用紙搬送経路を模式的に示す図である。本図に示すように、印刷用紙は給紙トレイ２３０から給紙され、印字ヘッド２１０によって画像形成され、排紙トレイ２４０に排紙される。用紙搬送経路は、両面印刷が可能なように用紙反転機構１４１を含む循環経路を形成している。また、印字ヘッド２１０の下流側には、印刷用紙の斜行修正とタイミング調整を行なうためのレジストローラ３１４が設けられている。
【００２２】
印刷装置１０で両面印刷を行なう場合には、給紙トレイ２３０から給紙された印刷用紙は矢印（Ｒ１）方向に搬送され、レジストローラ３１４で斜行修正とタイミング調整のために一旦停止する。そして、レジストローラ３１４により、印字ヘッド２１０の対向面に設けられた搬送ベルト２２０に搬送される。
【００２３】
印刷用紙は搬送ベルト２２０に吸着した状態で矢印（Ｒ２）方向に搬送されながら、印字ヘッド２１０によりライン単位で表面に画像形成される。このときの搬送速度は、印字ヘッド２１０の画像形成能力や、形成される画像の解像度等の印刷条件に応じて定められる。以下では画像形成の際の用紙搬送速度をＶｇとする。
【００２４】
その後、印刷用紙は搬送経路に沿って、矢印（Ｒ３）方向に搬送され、上面搬送ローラ３１５等のローラによりさらに搬送される。表面印刷後の印刷用紙は、排紙トレイ２４０には排紙されずに、矢印（Ｒ４）方向に導かれる。そして、用紙反転機構１４１により矢印（Ｒ５）方向に引き込まれ、一旦停止する。なお、矢印（Ｒ５）方向を正転方向とする。
【００２５】
一旦停止後、印刷用紙は、用紙反転機構１４１により矢印（Ｒ６）方向に搬送され、印字ヘッド２１０に対して表裏が反転する。なお、矢印（Ｒ６）方向を逆転方向とする。その後、矢印（Ｒ７）方向に搬送され、レジストローラ３１４で斜行修正とタイミング調整のために一旦停止する。そして、レジストローラ３１４により、印字ヘッド２１０の対向面に設けられた搬送ベルト２２０に搬送される。
【００２６】
印刷用紙は、印刷済の表面を下にした状態で搬送ベルト２２０によって矢印（Ｒ２）方向に速度Ｖｇで搬送されながら、印字ヘッド２１０により裏面に画像形成される。その後、印刷用紙は搬送経路に沿って、矢印（Ｒ３）方向に搬送され、上面搬送ローラ３１５等のローラによりさらに搬送される。両面印刷後の印刷用紙は、矢印（Ｒ８）方向に搬送され、排紙トレイ２４０に排紙される。
【００２７】
上述のように、印刷用紙は、レジストローラ３１４から上面搬送ローラ３１５までは、画像形成能力、印刷条件等により要求される搬送速度Ｖｇで等速搬送される。これは、画像形成時には等速度で搬送する必要があるからである。以下では、この区間を等速区間と称する。これに対して、上面搬送ローラ３１５からレジストローラ３１４までの経路は、搬送速度Ｖｇで等速搬送する必要がない区間である。以下では、この区間を可変速区間と称する。可変速区間では、原則的に搬送速度Ｖｇより速い速度Ｖｒで等速搬送するが、用紙反転機構１４１において減速、停止、加速を行ない、レジストローラ３１４で停止するために減速を行なう。
【００２８】
このため、印刷用紙は図３に示すような速度遷移を行なう。すなわち、時刻ｔ１でレジストローラ３１４から搬送速度Ｖｇで等速搬送された印刷用紙は、表面印刷が行なわれ、時刻ｔ２で上面搬送ローラ３１５に達すると循環搬送速度Ｖｒで等速搬送される。時刻ｔ３から減速し、時刻ｔ４で速度０となる。この時の加速度の大きさを｜α｜とする。そして、時刻ｔ４から時刻ｔ５までのＷｔの間、反転のために一時停止する。その後、時刻ｔ５から時刻ｔ６まで加速度｜α｜で搬送速度Ｖｒまで加速し、時刻ｔ７まで搬送速度Ｖｒで等速搬送される。レジストローラ３１４で停止するために、時刻ｔ７から加速度｜α｜で減速し、時刻ｔ８でレジストローラ３１４に戻って一時停止する。そして、時刻ｔ９でレジストローラ３１４から搬送速度Ｖｇで等速搬送された印刷用紙は裏面印刷が行なわれ、時刻ｔ１０で上面搬送ローラ３１５に達すると搬送速度Ｖｒで搬送され、時刻ｔ１１で排紙される。
【００２９】
なお、本実施形態において印刷装置１０は、ある印刷用紙を給紙した後、その印刷用紙に印刷が施され排紙されるのを待って次の印刷用紙を給紙するのではなく、先行する印刷用紙が排紙される前に、後続の印刷用紙を給紙して、所定の間隔で連続的に印刷することができるようになっている。このため、複数枚の連続印刷時には、印刷装置１０の搬送経路に複数枚の印刷用紙が存在することになる。ここで、搬送経路で循環搬送する印刷用紙の枚数を循環枚数Ｎとする。ただし、循環枚数Ｎは、必ずしも搬送経路内に同時に存在している用紙枚数を定義するものでなく、後述するように、両面印刷スケジュールにおける表面裏面の印刷順序を定義するものである。例えば、循環枚数Ｎのとき、用紙Ａの表面を印刷後、Ｎ−１面分の他の用紙の印刷が行なわれてから用紙Ａの裏面が印刷されることになる。
【００３０】
次に、可変速区間の速度Ｖｒの設定について説明する。可変速区間の速度制御は、両面印刷時の印刷スケジュールに基づいて定められる。このため、まず、印刷スケジュールについて説明する。上述のように印刷装置１０では、先行する印刷用紙が排紙される前に、後続の印刷用紙を給紙可能である。複数枚の印刷用紙が循環可能な場合の印刷順序については、新たに給紙された印刷用紙の表面と循環搬送された印刷用紙の裏面とを交互に印刷することで、生産性を高めることが行なわれている（例えば、特開２００１−２８２０５０号公報段落「００７０」〜「００７２」等）。例えば、Ｎ＝３のとき、すなわち、３枚の印刷用紙を循環させる場合は、図４（ａ）に示すように、１枚目の表面を印刷してから、１枚分の印刷時間を空けて２枚目の表面を印刷し、つぎに、循環搬送されてきた１枚目の裏面印刷を行なう。そして、３枚目の表面を印刷して、次いで、循環搬送されてきた２枚目の裏面印刷を行なう。その後は、同様にして新たに給紙された印刷用紙の表面と循環搬送された印刷用紙の裏面とを交互に印刷していく。ただし、印刷の終わりにおいて新たな印刷用紙の給紙が完了すると、循環搬送された印刷用紙の裏面印刷が１枚分の印刷時間を空けて２回続けて行なわれて印刷が終了する。なお、本図では、Ｋ枚目の表面印刷を白地に黒文字のＫで表し、Ｋ枚目の裏面印刷を黒地に白文字のＫで表している。
【００３１】
また、Ｎ＝５のとき、すなわち、５枚の印刷用紙を循環させる場合は、図４（ｂ）に示すように、１枚目の表面を印刷してから、１枚分の印刷時間を空けて２枚目の表面を印刷し、さらに１枚分の印刷時間を空けて３枚目の表面を印刷し、つぎに、循環搬送されてきた１枚目の裏面印刷を行なう。そして、４枚目の表面を印刷して、次いで、循環搬送されてきた２枚目の裏面印刷を行なう。その後は、同様にして新たに給紙された印刷用紙の表面と循環搬送された印刷用紙の裏面とを交互に印刷していく。ただし、印刷の終わりにおいて新たな印刷用紙の給紙が完了すると、循環搬送された印刷用紙の裏面印刷が１枚分の印刷時間を空けて３回続けて行なわれて印刷が終了する。
【００３２】
ところで、図４（ｃ）に示すように、印刷装置１０は、片面印刷において所定時間ｕＴの間に、例えば、Ｍ枚の片面印刷を行なうことができたとする。この場合、１枚目の印刷開始から２枚目の印刷開始までの時間がｄｔであるとする。片面印刷の際は、印刷用紙を次々に給紙することができるため、容易に印刷装置１０の印字機構の最大の生産性で印刷を実行することができる。すなわち、要求される印字品質等を保てる範囲で、印字機構が印刷可能な印刷速度と用紙間隔とで印刷用紙を搬送すればよい。ここで、図４（ｄ）に示すように、片面印刷時の用紙間隔の距離をＬｇとする。印刷用紙の搬送方向の長さはＬｙであるから、用紙間隔を含めた印刷用紙１枚あたりの距離はＬｙ＋Ｌｇとなる。
【００３３】
さて、図４（ｃ）に示したように、印刷装置１０は、片面印刷時には１枚あたり印刷時間ｄｔの生産性を有している。これと同等の生産性、すなわち、片面当り印刷時間ｄｔで両面印刷を行なうことができれば、印刷装置１０の最大の生産性で両面印刷を行なうことになる。ただし、両面印刷の開始時と終了時には表面印刷が連続する期間と、裏面印刷が連続する期間が生じ、それぞれ印刷用紙１枚分の印刷時間ｄｔが空くため、印刷装置１０の最大の生産性の実現は、実質的には表面印刷と裏面印刷とが交互に行なわれる期間が対象となる。
【００３４】
この生産性を実現するためには、Ｎ＝３のときは、図４（ａ）に示すように、例えば、ｔ１で表面の印刷を開始した１枚目の印刷用紙は、循環してｔ４で裏面の印刷を開始することになるので、３×ｄｔの間に印刷用紙を循環させればよい。また、Ｎ＝５のときは、図４（ｂ）に示すようにｔ１で表面の印刷を開始した１枚目の印刷用紙は、循環して、ｔ６で裏面の印刷を開始することになるので、５×ｄｔの間に印刷用紙を循環させればよい。すなわち、循環枚数がＮのとき、Ｎ×ｄｔの間に印刷用紙を循環させればよい。
【００３５】
ｄｔは印刷用紙の幅Ｌｙと用紙間隔との和を用紙搬送速度で割ったものであり、印刷時の用紙搬送速度は、両面印刷、片面印刷にかかわらずＶｇで等しいため、片面印刷時と同等の片面当りの生産性で両面印刷を行なうためには、両面印刷の際の用紙間隔を、片面印刷時における用紙間隔Ｌｇと等しくする必要がある。以上から、片面印刷時と同等の片面当りの生産性で両面印刷を行なうためには、Ｎ×（Ｌｙ＋Ｌｇ）／Ｖｇの時間で印刷用紙が循環できるように搬送速度Ｖｒを定めればよいことになる。
【００３６】
次に、本実施形態における用紙反転機構１４１の制御について説明する。図５は、用紙反転機構１４１を中心とした用紙搬送機構群１４０の詳細を模式的に示した図である。本図に示すように、用紙反転機構１４１は、スイッチバックローラ３１２と、スイッチバックローラ３１２の駆動源となるスイッチバックモータ３２２とを備えている。スイッチバックローラ３１２の上流側には上面搬送出口ローラ３１１が配置され、その上流側には、印刷用紙の有無を検出する上面搬送出口センサ１５１が配置されている。また、スイッチバックローラ３１２の正転方向側にはスイッチバックセンサ１５２が配置されている。
【００３７】
スイッチバックローラ３１２の下流側には、反転された印刷用紙を再度レジストローラ３１４に導くための再給紙ローラ３１３が配置されている。再給紙ローラ３１３は、再給紙モータ３２３により駆動される。また、再給紙ローラ３１３の下流側には再給紙センサ１５３が配置されている。レジストローラ３１４は、レジストモータ３２４により駆動され、レジストローラ３１４の上流側にはレジストセンサ１５４が配置されている。各センサは、用紙検出装置群１４２を構成し、用紙の通過を検出するとオン信号を出力する。
【００３８】
スイッチバックモータ３２２および再給紙モータ３２３は、例えば、ステッピングモータを用いて構成することができ、印加するパルス数を調整することで、印刷用紙の搬送距離を制御することができる。ただし、ＤＣモータ等を用いるようにしてもよい。この場合は、例えば、エンコーダを設けて、印刷用紙の搬送距離を検出できるようにする。
【００３９】
図６は、本実施形態で参照される距離を説明する図である。図６（ａ）に示すように、搬送経路に沿って上面搬送出口センサ１５１からスイッチバックローラ３１２までの距離をＬｓｂとし、スイッチバックローラ３１２から再給紙ローラ３１３までの距離をＬｓｒとし、再給紙ローラ３１３からレジストローラ３１４までの距離をＬｒｒとし、再給紙センサ１５３からレジストローラ３１４までの距離をＬｓｓｒとする。距離Ｌｓｂ、距離Ｌｓｒ、距離Ｌｒｒ、距離Ｌｓｓｒは、印刷装置１０の設計上定められる固定値である。
【００４０】
また、スイッチバックローラ３１２は印刷用紙を反転する際に印刷用紙を一時停止させるが、この際に、図６（ｂ）に示すように、印刷用紙Ｐがスイッチバックローラ３１２から外れないように、かつ、反転時に再給紙ローラ３１３側に搬送されるように所定距離を残して停止させる。この距離をＬｂとする。
【００４１】
さらに、レジストローラ３１４では、印刷用紙Ｐの斜行を補正するため、図６（ｃ）に示すように弛みを持たせて印刷用紙Pを停止させる。なお、実際は、搬送路は湾曲しているが本図では分かりやすくするため直線路で示している。このため、再給紙ローラ３１３は、印刷用紙Ｐが弛むようにレジストローラ３１４までの距離以上に搬送する。この弛み量をＬｔとする。距離Ｌｂおよび距離Ｌｔは、あらかじめ適切な量を定めておくようにし、印刷条件等に応じて変更するようにしてもよい。
【００４２】
次に、スイッチバックローラ３１２を駆動するスイッチバックモータ３２２の制御処理について図７および図８のフローチャートを参照して説明する。本実施形態において、スイッチバックローラ３１２は、正転動作時には、上面搬送出口ローラ３１１から印刷用紙をスムーズに受け継ぐために、印刷用紙がスイッチバックローラ３１２到達する時点において上面搬送出口ローラ３１１の搬送速度Ｖｒと同じ速度で回転している必要がある。この場合、停止状態から搬送速度Ｖｒに達するまでの加速時間を考慮しなければならない。
【００４３】
一方で、反転動作時には、搬送速度Ｖｒで再給紙ローラ３１３に印刷用紙を引き渡した後、スイッチバックローラ３１２と再給紙ローラ３１３の両方で印刷用紙を搬送する状態が続くため、印刷用紙がスイッチバックローラ３１２から抜けるまでは再給紙ローラ３１３と同じ搬送速度を維持する必要がある。すなわち、スイッチバックローラ３１２と再給紙ローラ３１３の両方で印刷用紙を搬送する状態でスイッチバックローラ３１２だけが減速を開始すると、印刷用紙が双方のローラで引っ張られることになり、印刷用紙あるいはローラを駆動するモータに負荷がかかったり、いずれかのローラで滑りが発生してしまうおそれがある。さらに、スイッチバックローラ３１２の減速開始タイミングが遅れると、次の印刷用紙の正転動作の開始時間に間に合わなくなるおそれがある。
【００４４】
そこで、以下に説明するように、本実施形態の搬送制御部１１２は、搬送速度Ｖｒに応じてスイッチバックモータ３２２の正転動作開始タイミングを調整し、印刷用紙の長さＬｙに応じて反転動作時の減速開始タイミングを調整するものとする。
【００４５】
両面印刷が開始されると、上面搬送出口センサ１５１がオンになるのを待つ（Ｓ１０１）。上面搬送出口センサ１５１が搬送されてきた印刷用紙の先端部分を検出してオン信号を出力すると（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、搬送制御部１１２は、スイッチバックモータ３２２の起動タイミングＴ１を算出する（Ｓ１０２）。Ｔ１は、［数１］に従って算出するものとする。なお、モータ起動時および停止時の加速度はαとし、所定の値が定められているものとする。
【数１】
2010189145.tif 000003
ここで、右辺第１項は、印刷用紙が、上面搬送出口センサ１５１からスイッチバックローラ３１２まで搬送される時間であり、右辺第２項はスイッチバックローラ３１２が停止状態から回転速度Ｖｒに達するまでに必要な時間であり、右辺第３項は所定のマージンである。すなわち、搬送速度Ｖｒが速いほど、スイッチバックローラ３１２の起動開始を早めなければならないため、Ｔ１は小さな値となる。
【００４６】
上面搬送出口センサ１５１がオンになってから時間Ｔ１の経過を待ち（Ｓ１０３）、時間Ｔ１が経過すると（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、スイッチバックモータ３２２を正転起動させる（Ｓ１０４）。これにより、スイッチバックローラ３１２に搬送速度Ｖｒで印刷用紙が搬送されてきた時点でスイッチバックローラ３１２は回転速度Ｖｒに達しているため、スムーズに印刷用紙の搬送を引き継ぐことができる。
【００４７】
次に、上面搬送出口センサ１５１がオフになるのを待つ（Ｓ１０５）。上面搬送出口センサ１５１が搬送されてきた印刷用紙の後端部分を検出してオフ信号を出力すると（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、搬送制御部１１２は、スイッチバックモータ３２２の減速開始搬送長Ｌ１を算出する（Ｓ１０６）。Ｌ１は、［数２］に従って算出するものとする。
【数２】
2010189145.tif 000004
ここで、右辺第１項は、上面搬送出口センサ１５１からスイッチバックローラ３１２間での距離であり、右辺第２項は、スイッチバックローラ３１２における印刷用紙の後端残し長さであり、右辺第３項は減速時の搬送距離である。
【００４８】
上面搬送出口センサ１５１がオフになってから、印刷用紙を距離Ｌ１分搬送すると（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、速度Ｖｒで正転動作しているスイッチバックモータ３２２の減速を開始する（Ｓ１０４）。この際の加速度はαである。すると、Ｖｒ／α時間経過後にスイッチバックモータ３２２が停止する（Ｓ１０９）。これにより、印刷用紙は、スイッチバックローラ３１２から後端をＬｂ残して停止する。
【００４９】
そして、反転動作開始のためにあらかじめ定められたウェイト時間（Ｔｗ）分、スイッチバックモータ３２２を停止させ（Ｓ１１０）、ウェイト時間（Ｔｗ）経過後に、スイッチバックモータ３２２の逆転動作を起動させる（Ｓ１１１）。この際の加速度もαとする。これにより、印刷用紙はスイッチバックを行ない、搬送速度Ｖｒに達すると等速度で再給紙ローラ３１３方向に搬送される。
【００５０】
次に、スイッチバックモータ３２２の減速開始タイミングを算出するに当たり、印刷用紙の搬送方向の長さＬｙに応じて場合分けを行なう（Ｓ１１２）。本実施形態では、スイッチバックローラ３１２と再給紙ローラ３１３とで異なる速度で印刷用紙を搬送しないように、印刷用紙の長さＬｙが、スイッチバックローラ３１２からレジストローラ３１４までの距離Ｌｓｒ＋Ｌｒｒより短いかどうかで場合分けを行なう。ただし、より厳密には、減速を開始してからレジストローラ３１４で停止するまでに必要な距離Ｖｒ２／２αを考慮して、Ｌｙ＋Ｖｒ２／２αが、Ｌｓｒ＋Ｌｒｒより短いかどうかで場合分けを行なうようにする。以下では、単純化して印刷用紙の長さＬｙを判断基準にして説明する。
【００５１】
印刷用紙の長さＬｙが、スイッチバックローラ３１２からレジストローラ３１４までの距離Ｌｓｒ＋Ｌｒｒより短い場合（Ｓ１１２：Ｙｅｓ）には、スイッチバックモータ３２２の減速開始搬送長Ｌ２を算出する（Ｓ１１４）。Ｌ２は、［数３］に従って算出するものとする。
【数３】
2010189145.tif 000005
停止状態で印刷用紙の後端の残し長さがＬｂであるから、Ｌｙ−Ｌｂの距離だけ搬送すると印刷用紙はスイッチバックローラから抜けることになる。印刷用紙の長さＬｙがスイッチバックローラ３１２からレジストローラ３１４までの距離Ｌｓｒ＋Ｌｒｒより短い場合には、印刷用紙の先頭が停止位置のレジストローラ３１４に到達する前に印刷用紙はスイッチバックローラ３１２から抜けることになる。したがって、スイッチバックローラ３１２で距離Ｌ２搬送後（Ｓ１１６：Ｙｅｓ）に、スイッチバックモータ３２２の減速を開始することにより（Ｓ１１７）、スイッチバックローラ３１２と再給紙ローラ３１３との速度差による印刷用紙の引っ張りは生じない。
【００５２】
一方、印刷用紙の長さＬｙが、スイッチバックローラ３１２からレジストローラ３１４までの距離Ｌｓｒ＋Ｌｒｒ以上の場合（Ｓ１１２：Ｙｅｓ）には、レジストローラ３１４に到達する前にスイッチバックローラ３１２から印刷用紙が抜けない。このため、スイッチバックローラ３１２は、再給紙ローラ３１３と同期してレジストローラ３１４で印刷用紙を停止させるために減速を行なわなくてはならない。そこで、再給紙センサ１５３がオンになるのを待つ（Ｓ１１３）。再給紙センサ１５３がオン信号を出力すると（Ｓ１１３：Ｙｅｓ）、搬送制御部１１２は、スイッチバックモータ３２２の減速開始搬送長Ｌ２を算出する（Ｓ１１５）。Ｌ２は、［数４］に従って算出するものとする。
【数４】
2010189145.tif 000006
ここで、右辺第１項は、再給紙センサ１５３からレジストローラ３１４までの距離であり、右辺第２項は、レジストローラ３１４における用紙弛み量であり、右辺第３項は、減速時の搬送距離である。再給紙センサ１５３に印刷用紙の先頭が到達してから距離Ｌ２搬送後（Ｓ１１６：Ｙｅｓ）に、スイッチバックモータ３２２の減速を開始することにより（Ｓ１１７）、印刷用紙はレジストローラ３１４で停止することができる。この際に、再給紙モータ３２３も同じタイミングで減速を開始することによりスイッチバックローラ３１２と再給紙ローラ３１３との速度差による印刷用紙の引っ張りは生じない。
【００５３】
いずれの場合も、減速開始からＶｒ／α時間経過後にスイッチバックモータ３２２が停止する（Ｓ１１８）。その後、印刷終了でない場合（Ｓ１１９：Ｎｏ）には、次の用紙によって上面搬送出口センサ１５１がオンになるのを待ち（Ｓ１０１）、以降の処理を印刷が終了するまで（Ｓ１１９：Ｙｅｓ）繰り返す。この場合、スイッチバックモータ３２２の起動タイミング（Ｔ１）等は同じ値を用いることができるため再算出する必要はない。
【００５４】
次に、再給紙ローラ３１３を駆動する再給紙モータ３２３の制御処理について図９のフローチャートを参照して説明する。
【００５５】
再給紙モータ３２３は、逆転動作時のスイッチバックローラ３１２から印刷用紙を引き継ぐ時点で搬送速度Ｖｒになっていればよい。再給紙モータ３２３は、逆転動作を行なわないため、起動開始タイミングは厳密に規定する必要はない。ここでは、スイッチバックモータ３２２が正転動作の減速をトリガとして（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、再給紙モータ３２３を起動させるようにする（Ｓ２０２）。
【００５６】
そして、再給紙センサ１５３がオンになるのを待つ（Ｓ２０３）。再給紙センサ１５３がオン信号を出力すると（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、搬送制御部１１２は、再給紙モータ３２３の減速開始搬送長Ｌ３を算出する（Ｓ２０４）。Ｌ３は、［数４］と同様の［数５］に従って算出するものとする。
【数５】
2010189145.tif 000007
再給紙センサ１５３に印刷用紙の先頭が到達してから距離Ｌ３搬送後（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）に、再給紙モータ３２３の減速を開始することにより（Ｓ２０６）、Ｖｒ／α時間経過後に再給紙モータ３２３が停止し（Ｓ２０７）、印刷用紙の先端はレジストローラ３１４で停止することができる。
【００５７】
その後、印刷終了でない場合（Ｓ２０８：Ｎｏ）には、次の用紙に対してスイッチバックモータ３２２が正転動作の減速を開始するのを待ち（Ｓ２０１）、以降の処理を印刷が終了するまで（Ｓ２０８：Ｙｅｓ）繰り返す。この場合、再給紙モータ３２３の減速開始搬送長Ｌ３は同じ値を用いることができるため再算出する必要はない。
【００５８】
図１０および図１１は、スイッチバックモータ３２２および再給紙モータ３２３の制御を示すタイミングチャートである。図１０は、印刷用紙の長さＬｙが、スイッチバックローラ３１２からレジストローラ３１４までの距離Ｌｓｒ＋Ｌｒｒより短い場合を示し、図１１は、印刷用紙の長さＬｙが、スイッチバックローラ３１２からレジストローラ３１４までの距離Ｌｓｒ＋Ｌｒｒ以上の場合を示している。なお、上述のように、厳密には、Ｌｙに代えてＬｙ＋Ｖｒ２／２αを場合分けの判断基準にすることができる。
【００５９】
いずれの場合も、時刻ｔ１で上面搬送出口センサ１５１がオンを出力すると、［数１］で算出される時間Ｔ１経過後の時刻ｔ２にスイッチバックモータ３２２の正転動作を開始する。その後、Ｖｒ／α（Ｔ２）時間経過後の時刻ｔ３にスイッチバックモータ３２２の速度はＶｒとなり、その速度を保つようにする。
【００６０】
時刻ｔ４で上面搬送出口センサ１５１の出力がオフになると、［数２］で算出される距離Ｌ１だけ印刷用紙を搬送した時刻ｔ５にスイッチバックモータ３２２の正転動作の減速を開始する。再給紙モータ３２３は、ほぼこのタイミングで回転を開始し、速度がＶｒに達すると、その速度を保つようにする。
【００６１】
スイッチバックモータ３２２の正転動作の減速開始からＶｒ／α（Ｔ３）時間経過後の時刻ｔ６に、スイッチバックモータ３２２は停止し、ウェイト時間Ｔｗ（Ｔ４）の間、停止状態を保つ。そして、ウェイト時間Ｔｗ（Ｔ４）経過後の時刻ｔ７に、スイッチバックモータ３２２の逆転動作を開始する。その後、Ｖｒ／α時間経過後にスイッチバックモータ３２２の速度はＶｒとなり、その速度を保つようにする。
【００６２】
印刷用紙の長さＬｙが、スイッチバックローラ３１２からレジストローラ３１４までの距離Ｌｓｒ＋Ｌｒｒより短い場合は、図１０に示すように、時刻ｔ７に、スイッチバックモータ３２２の逆転動作を開始してから［数３］で算出される距離Ｌ２だけ印刷用紙を搬送した時刻ｔ９に、スイッチバックローラ３１２から印刷用紙が抜けるため、スイッチバックモータ３２２の逆転動作の減速を開始する。その後、Ｖｒ／α時間経過後に、スイッチバックモータ３２２は停止する。
【００６３】
また、時刻ｔ８で再給紙センサ１５３の出力がオンになると、再給紙モータ３２３は、［数５］で算出される距離Ｌ３だけ印刷用紙を搬送した時刻ｔ１０に減速を開始する。その後、Ｖｒ／α（Ｔ３）時間経過後の時刻ｔ１１に再給紙モータ３２３は停止し、印刷用紙の先端はレジストローラ３１４で停止することになる。
【００６４】
一方。印刷用紙の長さＬｙが、スイッチバックローラ３１２からレジストローラ３１４までの距離Ｌｓｒ＋Ｌｒｒ以上の場合には、図１１に示すように、時刻ｔ８で再給紙センサ１５３の出力がオンを出力すると、［数４］で算出される距離Ｌ２だけ印刷用紙を搬送した時刻ｔ９にスイッチバックモータ３２２、再給紙モータ３２３とも減速を開始する。その後、Ｖｒ／α（Ｔ３）時間経過後の時刻ｔ１０にスイッチバックモータ３２２、再給紙モータ３２３とも停止し、印刷用紙の先端はレジストローラ３１４で停止することになる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態によれば、印字機構が可能な生産性での印刷用紙の出力を実現するために、用紙反転機構における正転逆転制御を適切に行なうことができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０…印刷装置
１１０…メイン制御部
１１１…印刷制御部
１１２…搬送制御部
１２０…インタフェース部
１３０…印刷機構
１４０…用紙搬送機構群
１４１…用紙反転機構
１４２…用紙検出装置群
１５１…上面搬送出口センサ
１５２…スイッチバックセンサ
１５３…再給紙センサ
１５４…レジストセンサ
２１０…印字ヘッド
２２０…搬送ベルト
２３０…給紙トレイ
２４０…排紙トレイ
３１１…上面搬送出口ローラ
３１２…スイッチバックローラ
３１３…再給紙ローラ
３１４…レジストローラ
３１５…上面搬送ローラ
３２２…スイッチバックモータ
３２３…再給紙モータ
３２４…レジストモータ
【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】
2010189145.tif 000014
【図８】
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【図９】
2010189145.tif 000016
【図１０】
2010189145.tif 000017
【図１１】
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