(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面に画像が形成された用紙を反転して搬送する画像形成機の用紙反転装置において、
片面に画像が形成された用紙を搬入せしめる用紙搬入路と、
回転軸と、該回転軸に軸方向に間隔をおいて配設された径が異なる少なくとも２種類の円盤状部材と、該２種類の円盤状部材の一方の円盤状部材の外周面に搬送される用紙の先端部を係止する係止手段とを有し、該用紙搬入路に搬入された用紙を巻き取る用紙巻取り機構と、
該２種類の円盤状部材の他方の円盤状部材の外周面に接触して配設された駆動ローラと、該駆動ローラを正転および逆転駆動せしめる駆動源とを有する回転駆動機構と、
該用紙巻取り機構によって巻き取られた後に巻き戻された用紙を排出する用紙排出路と、を具備する、
ことを特徴とする画像形成機の用紙反転装置。
【請求項２】
該係止手段は該２種類の円盤状部材の径が小さい一方の円盤状部材に対向して配設され、該駆動ローラは径が大きい他方の円盤状部材に対向して配設されている、請求項１記載の画像形成機。
【請求項３】
該２種類の円盤状部材の他方の円盤状部材の外周面には、摩擦係数が大きい摩擦部材が装着されている、請求項１記載の画像形成機。
【請求項４】
該係止手段は、該他方の円盤状部材の外周面との間に用紙の先端部を挟持する係止ローラを備えている、請求項１記載の画像形成機。
【請求項５】
該係止ローラは、弾性部材によって構成されている、請求項４記載の画像形成機。
【請求項６】
該係止手段は、用紙の先端を当接する当接手段を備えている、請求項１記載の画像形成機。
【請求項７】
該係止手段は該回転軸に一端部を一方向クラッチを介して装着されたアームを具備し、該アームに該当接手段が設けられている、請求項６記載の画像形成機。
【請求項８】
該係止手段は該回転軸に一端部を一方向クラッチを介して装着されたアームを具備し、該アームの他端に該係止ローラが装着されている、請求項４記載の画像形成機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタや静電複写機等の画像形成機の用紙反転装置、更に詳しくは片面に画像が形成された用紙を反転して両面給紙部へ搬送する画像形成機の用紙反転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成機においては、画像形成するための作像ユニットが一般に一つしか装備されていない。従って、用紙の両面に画像を形成するには、片面に画像形成された用紙を反転して再度作像ユニットに搬送する必要がある。このため、用紙の両面に画像を形成することができる画像形成機には、片面に画像形成された用紙を反転するための用紙反転装置が装備される。
【０００３】
画像形成機の用紙反転装置としては、片面に画像が形成された用紙を一旦反転路に搬送した後に、用紙の前後を逆にして両面給紙部へ搬送する所謂スイッチバック方式が一般に用いられている。しかるに、スイッチバック方式は反転路に一時的に用紙を納めなければならず、従って使用可能な用紙の最大サイズに対応する長さの反転路が必要となり、大きなスペースを要するという問題がある。
【０００４】
上述したスイッチバック方式の問題を解消する画像形成機の用紙反転装置が特開平５ー９２８５９号公報に開示されている。この公報に開示された画像形成機の用紙反転装置は、外周面にクランプ手段を備えた回転体と、該回転体を正転および逆転駆動せしめる駆動手段とを具備し、片面に画像が形成された用紙の前端と上記クランプ手段によって把持しつつ回転体を正転駆動することにより用紙を回転体に巻取り、巻取り後回転体を逆転駆動することにより、用紙の前後を逆にして両面給紙部へ搬送するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した各画像形成機の用紙反転装置に搬送される用紙は、片面に形成された画像を加熱定着するための定着装置を通過することによる加熱と加圧とにより所謂カールが発生する。このように用紙にカールが生じると、搬送時に紙詰まり（ジャム）発生の原因となる。従って、片面に画像が形成された用紙を用紙反転装置によって反転して両面給紙部へ搬送する際には、上記カール除去が施されていることが望ましい。用紙のカールを除去する対策としては、用紙が搬送路を通過する際に波状に湾曲せしめる方法が一般に用いられている。
【０００６】
本発明は、上記の事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、小スペースで用紙を反転することができるとともに、定着装置を通過する際に用紙に生じたカールを除去することができる画像形成機の用紙反転装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するために、本発明によれば、片面に画像が形成された用紙を反転して搬送する画像形成機の用紙反転装置において、
片面に画像が形成された用紙を搬入せしめる用紙搬入路と、
回転軸と、該回転軸に軸方向に間隔をおいて配設された径が異なる少なくとも２種類の円盤状部材と、該２種類の円盤状部材の一方の円盤状部材の外周面に搬送される用紙の先端部を係止する係止手段とを有し、該用紙搬入路に搬入された用紙を巻き取る用紙巻取り機構と、
該２種類の円盤状部材の他方の円盤状部材の外周面に接触して配設された駆動ローラと、該駆動ローラを正転および逆転駆動せしめる駆動源とを有する回転駆動機構と、
該用紙巻取り機構によって巻き取られた後に巻き戻された用紙を排出する用紙排出路と、を具備する、
ことを特徴とする画像形成機の用紙反転装置が提供される。
【０００８】
上記係止手段は上記２種類の円盤状部材の径が小さい一方の円盤状部材に対向して配設され、上記駆動ローラは径が大きい他方の円盤状部材に対向して配設されていることが望ましく、また、上記２種類の円盤状部材の他方の円盤状部材の外周面には、摩擦係数が大きい摩擦部材が装着されていることが望ましい。
【０００９】
上記係止手段は他方の円盤状部材の外周面との間に用紙の先端部を挟持する係止ローラを備えており、この係止ローラは弾性部材によって構成されていることが望ましい。上記係止手段は用紙の先端を当接する当接手段を備えている。この当接手段は上記回転軸に一端部を一方向クラッチを介して装着されたアームに設けられている。また、アームの他端には上記係止ローラが装着されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成された画像形成機の用紙反転装置の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明に従って構成された用紙反転装置を装備した画像形成機としてのレーザビームプリンタの概略構成断面図である。
図示のレーザビームプリンタは、画像形成機本体１００と該画像形成機本体１００にオプションによって装着可能な反転給紙ユニット２００とを具備している。画像形成機本体１００は、合成樹脂によって形成された直方体形状のハウジング１０１を備えている。ハウジング１０１の略中央部には、ハウジング１０１内に前後方向（図１において紙面に垂直な方向）に所定の間隔をおいて配置された図示しない金属板からなる前側および後側側板との間に感光体ドラム１０４が回転自在に配設されている。この感光体ドラム１０４は、図示しない歯車伝動装置によって矢印１０５で示す方向に帯電域、静電潜像形成域、現像域、転写域、クリーニング域を順次通して回転駆動せしめられる。この感光体ドラム１０４の周囲には、帯電域に帯電用コロナ放電器１０６、現像域に現像装置１０８、転写域に転写装置としての転写ローラ１１０、クリーニング域にクリーニング装置１１２がそれぞれ配設されている。
【００１２】
上記帯電用コロナ放電器１０６は、感光体ドラム１０４の周表面に装着された感光層を特定極性に帯電する。上記現像装置１０８は、図示の実施形態においては一成分トナーからなる現像剤を収容する現像ハウジング内に配設された現像ローラおよび攪拌手段等を備え、後述するようにして感光体ドラム１０４の周表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する。なお、現像装置１０８の上方には補給トナーを収納したトナーカートリッジ１１４が着脱可能に装着されており、現像装置１０８内のトナーが所定量消費されると順次補給するようになっている。上記転写ローラ１１０は、例えば導電性の発泡ウレタンによって形成されており、上記前側および後側側板に回転自在に支持され、図示しない歯車伝動装置によって矢印で示す方向に回転駆動せしめられる。なお、この転写ローラ１０には、例えば１０μＡ程度の定電流が印加されるようになっている。上記クリーニング装置１１２は、クリーニングファーブラシやクリーニングブレード等を備え、感光体ドラム１０４の周表面に残留するトナーを除去する。
【００１３】
上記ハウジング１０２内の上部、即ち感光体ドラム１０４の上方には、静電潜像形成装置としてのレーザユニット１１６が配設されている。このレーザユニット１１６は、例えばコンピュータから出力された画像情報に基いたレーザ光を上記静電潜像形成域にて感光体ドラム１０４の周表面に投射する。
【００１４】
上記ハウジング１０１内には、図において右側から左側上部にかけて上記転写域を通して形成された用紙搬送路１２０が設けられている。この用紙搬送路１２０における上記転写域より上流側には、給紙ローラ対１２２およびレジストローラ対１２４が配設されている。また、用紙搬送路１２０における上記転写域より下流側には、定着装置を構成する定着ローラ対１２６、搬送ローラ対１２８、分岐爪１３０、排出ローラ対１３２が配設されている。分岐爪１３０は、図１において実線で示す第１の位置と２点鎖線で示す第２の位置に作動可能に構成されており、図示しない電磁ソレノイドによって作動せしめられるようになっている。この分岐爪１３０が実線で示す第１の位置に位置付けられているときには搬送ローラ対１２８によって搬送される用紙は排出ローラ対１３２に向けて送られ、分岐爪１３０が２点鎖線で示す第２の位置に位置付けられているときには搬送ローラ対１２８によって搬送される用紙は両面画像形成用排出口１０２に向けて送られる。
【００１５】
上記用紙搬送路１２０の下側にはカセット収容部が設けられており、このカセット収容部に用紙カセット１３４が着脱可能に装着される。この用紙カセット１３４に収容された用紙は送り出しローラ１３６および捌きローラ対１３８によって上記給紙ローラ対１２２に向けて送給される。なお、用紙カセット１３４の図において右端部には、ハウジング１０１に装着された状態で上記給紙ローラ対１２２に対向して開口する用紙挿通路１３５が設けられている。ハウジング１０１の下部即ちカセット収容部の下側には、画像形成機本体１００の構成部品および後述する反転給紙ユニット２００の構成部品の作動を制御するための後述する制御手段４００等を収容するための機器収容部１４０を備えている。この機器収容部１４０の図において右端部には、上記用紙カセット１３４に設けられた用紙挿通路１３５と連通する用紙挿通路１４１が設けられている。
【００１６】
図示の実施形態における画像形成機本体１００は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
上記感光体ドラム１０４が矢印１０５で示す方向に回転せしめられる間に、帯電用コロナ放電器１０６が感光体ドラム１０４の感光層を特定極性に帯電せしめる。次いで帯電用コロナ放電器１０６が配設された帯電域と現像装置１０８が配設された現像域との間の静電潜像形成域にてレーザユニット１１６のレーザ光源（図示せず）からのレーザ光が感光体ドラム１０４上に投射され、感光体ドラム１０４の周表面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。しかる後、現像装置１０８の現像ローラが感光体ドラム１０４上の静電潜像にトナーを作用せしめて、静電潜像をトナー像に現像する。一方、上記記録紙カセット１３４から送り出しローラ１３６および捌きローラ対１３８によって送給された用紙は、給紙ローラ対１２２によって搬送されレジストローラ対１２４で一時停止し、感光体ドラム１０４とタイミングをとって感光体ドラム１０４と転写ローラ１１０とが対向する転写域に搬送される。転写域に搬送された用紙の表面には、転写ローラ１１０の作用によって感光体ドラム１０４の周表面に形成されたトナー像が転写される。
【００１７】
トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１０４から剥離され、次いで定着ローラ対１２６に搬送されて、定着ローラ対１２６の作用によってトナー像が用紙の表面に加熱定着される。トナー像が定着された用紙は、搬送ローラ対１２８および排出ローラ対１３２を介してハウジング１０１上に形成された受部１０３に排出される。なお、用紙の両面に画像を形成する場合は、分岐爪１３０が図１において２点鎖線で示す第２の位置に位置付けられており、従って、定着ローラ対１２６の作用によってトナー像が定着された用紙は、搬送ローラ対１２８を通って両面画像形成用排出口１０２に向けて送られる。一方、感光体ドラム１０４は更に回転を続け、クリーニング装置１１２の作用によって感光体ドラム１０４の表面から残留トナーが除去される。
【００１８】
次に、反転給紙ユニット２００について説明する。
図示の実施形態における反転給紙ユニット２００は用紙反転ユニット２１０と両面給紙ユニット２８０および積載トレイ２９０とからなっており、用紙反転ユニット２１０は両面給紙ユニット２８０の図１において左端部上に載置して連結され、また、積載トレイ２９０は用紙反転ユニット２１０の上面に配設される。そして、両面給紙ユニット２８０における用紙反転ユニット２１０の図１において右側上面に上記画像形成機本体１００が載置される。
【００１９】
反転給紙ユニット２００を構成する用紙反転ユニット２１０について、図２乃至図４を参照して説明する。
画像形成機の用紙反転装置としての用紙反転ユニット２１０は、ユニットハウジング２１２を具備している。このユニットハウジング２１２内には、上記画像形成機本体１００の両面画像形成用排出口１０２と対向する位置に用紙入口２１４を備えた円弧状の用紙搬入路２１６が設けられている。この用紙搬入路２１６は、ユニットハウジング２１２の内面に前後方向（図２において紙面に垂直な方向）に間隔をおいて設けられた複数個のリブ２１８と、該複数個のリブ２１８に対向して前後方向（図２において紙面に垂直な方向）に間隔をおいて配設された複数個のリブ２２０とによって形成され、略１８０度の角度に渡って構成されている。この用紙搬入路２１６には搬送ローラ対２２２および２２４が配設されている。なお、搬送ローラ対２２２および２２４は、電動モータ２２５（Ｍ１）の駆動力によって図示しない動力伝達機構を介して図２において矢印で示す方向に回転駆動せしめられる。用紙搬入路２１６における搬送ローラ対２２２と搬送ローラ対２２４との間には、分岐爪２２７が配設されている。この分岐爪２２７は、図２において実線で示す第１の位置と２点鎖線で示す第２の位置に作動可能に構成されており、電磁ソレノイド２２８（ＳＯＬ１）によって作動せしめられるようになっている。電磁ソレノイド２２８（ＳＯＬ１）は、除勢されているときは分岐爪２２７を第１の位置に位置付けており、付勢されると分岐爪２２７を第２の位置に位置付ける。この分岐爪２２７が実線で示す第１の位置に位置付けられているときには、搬送ローラ対２２２によって搬送される用紙はユニットハウジング２１２の上壁に設けられた排出口２１３を通してユニットハウジング２１２上に配設される積載トレイ２９０に排出される。一方、分岐爪２２７が２点鎖線で示す第２の位置に位置付けられると、搬送ローラ対２２２によって搬送される用紙は搬送ローラ対２２４に向けて送られる。
【００２０】
上記ユニットハウジング２１２内には、上記用紙搬入路２１６の内側に用紙巻取り機構２３０が配設されている。図示の実施形態における用紙巻取り機構２３０は、図３に示すように回転自在に配設された回転軸２３２と、該回転軸２３２に軸方向に間隔をおいて配設された径が異なる２種類の円盤状部材２３３および２３５とを有している。径が大きい２個の円盤状部材２３３が両側に配設され、径が小さい２個の円盤状部材２３５が２個の円盤状部材２３３の間に配設されている。なお、図示の実施形態においては、径が大きい２個の円盤状部材２３３の外周面にはウレタンゴム等の摩擦係数が大きい摩擦部材２３４が装着されている。図示の実施形態における用紙巻取り機構２３０は、径が小さい２個の円盤状部材２３３の外周面に搬送される用紙の先端部を係止する係止手段２４０を備えている。この係止手段２４０は、２個の円盤状部材２３５のそれぞれ外側に配設された一対のアーム２４１、２４１を具備している。一対のアーム２４１、２４１は中間部が屈曲して形成されており、この屈曲部が用紙当接手段としての用紙当接部２４２として機能する。この一対のアーム２４１、２４１は、一端部が上記回転軸２３４にコイルばね形式の一方向クラッチ２４３を介して装着されている。この一方向クラッチ２４３は、回転軸２３２が図２において２３２ａで示す正転方向に回転するときはアーム２４１を駆動せず、回転軸２３２が図２において２３２ｂで示す正転方向に回転するときはアーム２４１を駆動するように機能する。一対のアーム２４１、２４１の他端部にはそれぞれ支持軸２４４が装着されており、この支持軸２４４に２個の係止ローラ２４５、２４５が回転自在に装着されている。係止ローラ２４５、２４５は、発泡ウレタン等の弾性部材によって形成されており、その外周面がそれぞれ上記円盤状部材２３５、２３５の外周面に軽く圧接されており、円盤状部材２３５、２３５の外周面との間に搬送される用紙の先端部を挟持する。
【００２１】
図示の実施形態における用紙反転ユニット２１０は、図３に示すように上記用紙巻取り機構２３０を適宜回転駆動するための回転駆動機構２５０を具備している。この回転駆動機構２５０は、用紙巻取り機構２３０の回転軸２３２と平行に配設された駆動軸２５２と、該駆動軸２５２における上記径が大きい２個の円盤状部材２３３、２３３と対応した位置に装着されたウレタンゴム等からなる２個の駆動ローラ２５３とを具備しており、２個の駆動ローラ２３３、２５３が２個の円盤状部材２３３の外周面に装着された摩擦部材２３４に圧接されている。従って、２個の駆動ローラ２５３、２５３が回転すると、これに摩擦係合している径が大きい２個の円盤状部材２３３、２３３が回転駆動され、用紙巻取り機構２３０が回転せしめられる。上記駆動軸２５２の一端部には歯車２５４が装着されており、この歯車２５４に駆動源としての電動モータ２５６（Ｍ２）の駆動軸に装着されたの駆動歯車２５７が噛合係合している。なお、電動モータ２５６（Ｍ２）は、正転および逆転可能に構成されている。なお、図示の実施形態においては、駆動ローラ２５３、２５３によって径が大きい２個の円盤状部材２３３、２３３を駆動するように構成し、径が小さい２個の円盤状部材２３５の外周面に対向して係止手段２４０を配設したので、用紙巻取り機構２３０の径方向の寸法を小さく構成することができる。
【００２２】
図示の実施形態における用紙反転ユニット２１０は、上記搬送ローラ対２２４によって搬送された用紙の中央部前端を上記用紙巻取り機構２３０の円盤状部材２３５と係止手段２４０の係止ローラ２４５とのニップ部に向けて案内する案内手段２６０を備えている。この案内手段２６０は、図４に示すように上記回転駆動機構２４０の駆動軸２５２に中間部が回動可能に支持された一対の支持部材２６２、２６２と、該一対の支持部材２６２と２６２間における用紙巻取り方向前側に設けられた案内爪２６３と、一対の支持部材２６２、２６２の用紙巻取り方向後側端部に一端が係止され他端がユニットハウジング２１２に設けられたリブ２２１に係止されたコイルばね２６４とからなっている。また、上記一対の支持部材２６２、２６２には、上記係止手段２４０を図２に示す待機位置に保持する一対の保持部材２６５、２６５が取り付けられている。この保持部材２６５の先端には上記係止手段２４０の一対のアーム２４１、２４１の他端部に装着された支持軸２４４を係合する係合部２６６が形成されている。なお、一対の支持部材２６２、２６２と案内爪２６３および一対の保持部材２６５、２６５は適宜の合成樹脂によって一体成形されており、上記コイルばね２６４はこれらを図２に示す状態でバランスするようなばね力に設定されている。この状態で保持部材２６５の係合部２６６に上記係止手段２４０の支持軸２４４を係合して待機位置に保持されるようになっている。
【００２３】
上記用紙搬入路２１６の用紙出口２１７側には、用紙搬入路２１６から排出される用紙を上記用紙巻取り機構２３０に向けて案内するとともに、用紙巻取り機構２３０によって巻き取られた用紙を用紙排出路２７０に向けて案内する案内爪２７２が配設されている。この案内爪２７２は、上記リブ２１８に支持ピン２７３によって回動可能に支持されている。案内爪２７２にはコイルばね２７４の一端が係止され、該コイルばね２７４の他端はリブ２１８に係止されている。このコイルばね２７４は、案内爪２７２を図２に示す状態でバランスするようなばね力に設定されている。従って、案内爪２７２は図２に示す状態で用紙搬入路２１６の用紙出口２１７から用紙が排出されると、用紙の搬送力によって支持ピン２７３を中心として図において時計方向に回動して用紙を用紙巻取り機構２３０に向けて案内し、用紙が通過するとコイルばね２７４のばね力によって図２に示す状態に戻される。なお、案内爪２７２はコイルばね２７４のばね力とバランスする図２に示す状態においては、用紙巻取り機構２３０によって巻き取られた用紙を用紙排出路２７０に向けて案内する。
【００２４】
このように構成された用紙反転ユニット２１０には、用紙搬入路２１６の用紙入口２１４部に搬入される用紙を検出する用紙検出スイッチ２７５（ＳＷ１）が配設されているとともに、上記案内爪２７２に対向した位置に用紙搬入路２１６から排出される用紙を検出する用紙検出スイッチ２７６（ＳＷ２）が配設されている。また、駆動ローラ２５３と径が大きい円盤状部材２３３のニップ部付近ににも、用紙巻取り機構２３０に巻き取られた用紙が上記ニップ部から送り出されたことを検出するための用紙検出スイッチ２７７（ＳＷ３）が配設されている。これらの用紙検出スイッチ２７５（ＳＷ１）、２７６（ＳＷ２）および２７７（ＳＷ３）は、用紙が通過しているときにはＯＮ信号を、用紙が通過していないときにはＯＦＦ信号をそれぞれ後述する制御手段４００に送出する。なお、図示の実施形態においては、用紙検出スイッチ２７５（ＳＷ１）、２７６（ＳＷ２）および２７７（ＳＷ３）としてマイクロスイッチを用いた例を示したが、フォトインタラプタを用いても良い。フォトインタラプタを用いた場合には、遮光板を単独または各案内手段や案内爪と連動する機構とすれば良く、簡単な機構で確実な検知が行える。
【００２５】
次に、反転給紙ユニット２００を構成する両面給紙ユニット２８０について、図１を参照して説明する。
両面給紙部を構成する両面給紙ユニット２８０は、ユニットハウジング２８２を具備している。このユニットハウジング２８２内には、上記用紙反転ユニット２１０の用紙排出路２７０および上記機器収容部１４０に設けられた用紙挿通路１４１とを連絡する用紙搬送路２８３が形成されている。この用紙搬送路２８３には、搬送ローラ対２８４、２８５および２８６が配設されている。これら搬送ローラ対２８４、２８５および２８６は、図示しない電動モータによって矢印で示す方向に回転駆動され、用紙反転ユニット２１０から送られた用紙を上記機器収容部１４０に設けられた用紙挿通路１４１および上記用紙カセット１３４に設けられた用紙挿通路１３５を通して上記給紙ローラ対１２２に向けて搬送する。なお、ユニットハウジング２８２の図において右端部には、上記機器収容部１４０に設けられた用紙挿通路１４１と連通する用紙挿通路２８７が設けられている。この用紙挿通路２８７は、両面給紙ユニット２８０の下側に他の用紙カセットを配設する場合に、該用紙カセットから送給される用紙の搬送通路として機能する。
【００２６】
ここで、上述した用紙反転ユニット２１０の作用について、図５乃至図８を参照して説明する。
上記画像形成機本体１００によって片面に画像が形成された用紙Ｐの他の片面に画像形成する場合は、分岐爪２２７は図５で示す第２の位置に位置付けられる。片面に画像が形成された用紙Ｐが用紙搬入路２１６の用紙入口２１４から搬入されると、この用紙Ｐは搬送ローラ対２２２および２２４により用紙搬入路２１６に沿って搬送され、用紙出口２１７から用紙巻取り機構２３０に向けて排出される。このとき案内爪２７２は、用紙Ｐの搬送力によって支持ピン２７３を中心としてコイルばね２７４のばね力に抗して図５において時計方向に回動せしめられ、用紙Ｐを用紙巻取り機構２３０に向けて案内する。用紙Ｐが用紙出口２１７から排出される時点で、上記のように案内爪２７２が回動することにより用紙検出スイッチ２７６（ＳＷ２）がＯＮし、このＯＮ信号に基づいて上記電動モータ２５６（Ｍ２）が正転駆動され、回転駆動機構２５０の駆動軸２５２の装着された駆動ローラ２４３が図５において矢印で示す方向に回転駆動せしめられる。この結果、駆動ローラ２４３と摩擦係合している円盤状部材２３３、２３３が駆動され、用紙巻取り機構２３０が矢印２３２ａで示す正転方向に回動される。このとき係止手段２４０の一対のアーム２４１、２４１は、一方向クラッチ２４３を介して回転軸２３２に装着しているので回動せず、図に示す待機位置に保持されている。従って、用紙出口２１７から排出された用紙Ｐは、その両端部が駆動ローラ２５３、２５３と大径の円盤状部材２３３、２３３とにニップされて搬送される。この際、用紙Ｐの前端中央部は、案内爪２６３によって案内されて小径の円盤状部材２３５、２３５と係止手段２４０の係止ローラ２４５、２４５との間に案内され、両者にニップされて搬送される。そして、用紙Ｐの前端中央部は、図５で示すように待機位置に保持されている一対のアーム２４１、２４１の用紙当接部２４２、２４２に当接する。
【００２７】
図５で示す状態から円盤状部材２３３および２３５が矢印２３２ａで示す正転方向に更に回転すると、図６で示すように用紙Ｐは円盤状部材２３３および２３５の外周面に巻き付けられる。このとき一対のアーム２４１、２４１は、用紙Ｐの前端に押されて円盤状部材２３３および２３５とともに矢印２３２ａで示す正転方向に回動する。そして、一対のアーム２４１、２４１の他端に装着された係止ローラ２４５、２４５が略１回転すると、用紙Ｐの次に巻き取られる部分が係止ローラ２４５、２４５の外側になるので、この用紙Ｐによって案内爪２６３および一対の保持部材２６５、２６５は図６で示すように駆動軸２５２を中心としてコイルばね２６４のばね力に抗して図において時計方向に回動せしめられる。そして、更に用紙Ｐが巻き取られ、用紙搬入路２１６から送り出される用紙Ｐの後端が用紙出口２１７を通過すると、図６で示す状態となる。このようにして用紙巻取り機構２３０に巻き取られた用紙Ｐは、その両端部が大径の円盤状部材２３３、２３３に巻かれ、その中央部が小径の円盤状部材２３５、２３５に巻かれるため、波状に湾曲せしめられる。従って、用紙Ｐがカールしていても波状に湾曲せしめられることにより、このカールが除去される。なお、図示の実施形態においては、用紙巻取り機構２３０の径が大きい２個の円盤状部材２３３の外周面にはウレタンゴム等の摩擦部材２３４が装着されているので、駆動ローラ２５３、２５３および用紙Ｐによって確実に従動せしめられる。
【００２８】
図６で示すように用紙Ｐの後端が用紙出口２１７を通過すると、案内爪２７２がコイルばね２７４のばね力によって図において反時計方向に回動して用紙検出スイッチ２７６（ＳＷ２）がＯＦＦする。このＯＦＦに基づいて上記電動モータ２５６（Ｍ２）が逆転駆動され、用紙巻取り機構２３０の回転軸２３２に装着された円盤状部材２３３および２３５が矢印２３２ｂで示す逆転方向に回動される。この結果、用紙巻取り機構２３０に巻き取られた用紙Ｐは、後端から巻き戻され、前後を反転して図７に示すように案内爪２７２に案内されて用紙排出路２７０を通して上記両面給紙ユニット２８０の用紙搬送路２８３に送り出される。なお、用紙巻取り機構２３０に巻き取られた用紙Ｐが巻き戻されて、円盤状部材２３３および２３５に巻き取られている用紙Ｐが１巻になると、案内爪２６３および一対の保持部材２６５、２６５は図６の状態からコイルばね２６４のばね力にによって駆動軸２５２を中心として反時計方向に回動せしめられ、図７の状態に位置付けられる。従って、円盤状部材２３３および２３５とともに回転する一対のアーム２４１、２４１は、その他端部に装着された支持軸２４４が一対の保持部材２６５、２６５に設けられた係合部２６６、２６６に係合して、図７で示す待機位置で停止せしめられる。
【００２９】
一対のアーム２４１、２４１が図７で示す待機位置で停止してからも用紙巻取り機構２３０は逆転方向への回転を継続し、一方向クラッチ２４３に内蔵されたコイルばねが収縮するまで円盤状部材２３３および２３５が回転せしめられ、用紙Ｐは駆動ローラ２３３、２５３と大径の円盤状部材２３３、２３３とのニップ部から排出される。このように用紙巻取り機構２３０に巻き取られ前後が反転して送り出された用紙Ｐの後端を用紙検出スイッチ２７７（ＳＷ３）が検出すると、電動モータ２５６（Ｍ２）の駆動が停止される。この状態が図８である。そして、用紙搬送路２８３に送り出された用紙Ｐは、表裏を反転して搬送ローラ対２８４、２８５および２８６によって搬送され、上記機器収容部１４０に設けられた用紙挿通路１４１および上記用紙カセット１３４に設けられた用紙挿通路１３５を通して画像形成機本体１００に送られ、他の片面に画像が形成される。なお、図示の実施形態においては、用紙巻取り機構２３０に巻き取られた用紙Ｐは、巻き戻される際に前後が反転された後端が一対のアーム２４１、２４１の用紙当接部２４２、２４２によって押されるため、画像形成機本体１００から搬送される際に斜めになっていた場合でも、これを補正することができる。
【００３０】
次に、上記制御手段４００について、図９を参照して説明する。制御手段４００は、マイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）４０１と、制御プログラムを格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）４０２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４０３と、タイマ（Ｔ）４０４と、入力インターフェース４０５および出力インターフェース４０６とを備えている。入力インターフェース４０５には上記用紙検出スイッチ２７５（ＳＷ１）、２７６（ＳＷ２）および２７７（ＳＷ３）の他、画像形成機本体１００に配設された各種検出手段からの検出信号や画像形成機本体１００に接続されたコンピュータからの制御信号等が入力される。また、出力インターフェース４０６からは上記電動モータ２２５（Ｍ１）、電動モータ２５６（Ｍ２）、電磁ソレノイド２２８（ＳＯＬ１）の他、両面給紙ユニット２８０の搬送ローラ対２８４、２８５および２８６を回転駆動する電動モータや画像形成機本体１００の各作動機器に制御信号を出力する。
【００３１】
上述した制御手段４００の反転制御の動作手順について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
制御手段４００は、先ず用紙検出スイッチ２７５（ＳＷ１）がＯＮしたか否か、即ち画像形成機本体１００から用紙搬入路２１６の用紙入口２１４に用紙Ｐが送り込まれたか否かをチェックする（ステップＳ１）。用紙検出スイッチ２７５（ＳＷ１）がＯＮしたならば用紙Ｐが用紙搬入路２１６に搬送されたので、制御手段４００はステップＳ２に進んで電動モータ２２５（Ｍ１）を駆動する。電動モータ２２５（Ｍ１）が駆動することにより、搬送ローラ対２２２および２２４が回転駆動せしめられる。そして、制御手段４００はステップＳ３に進んで反転フラグが立っているか否かをチェックする。これは用紙搬入路２１６に搬送された用紙Ｐが１回目か否か、即ち用紙Ｐの片面のみに画像形成されたものか両面に画像が形成されたものかを判断するためである。最初は反転フラグは立っていない（“０”）ので、制御手段４００はステップＳ４に進んで電磁ソレノイド２２８（ＳＯＬ１）を付勢する。電磁ソレノイド２２８（ＳＯＬ１）が付勢することにより、分岐爪２２７が図５で示す第２の位置に位置付けられる。この結果、用紙搬入路２１６の用紙入口２１４に送られた用紙Ｐは、搬送ローラ対２２２および２２４によって搬送され、用紙出口２１７から用紙巻取り機構２３０に向けて排出される。
【００３２】
次に、制御手段４００はステップＳ５に進んで、用紙検出スイッチ２７６（ＳＷ２）がＯＮしたか否か、即ち用紙Ｐの前端が用紙出口２１７を通過したか否かをチェックし、ＯＮしていなければ用紙Ｐの前端が用紙出口２１７に達していないので待ち、ＯＮしたならば用紙Ｐの前端が用紙出口２１７を通過したと判断して、ステップＳ６に進んで電動モータ２５６（Ｍ２）を正転駆動する。電動モータ２５６（Ｍ２）が正転駆動するすると、駆動ローラ２５３が図５において矢印２５３ａで示す方向に回転し、該駆動ローラ２５３と摩擦接触している用紙巻取り機構２３０の大径の円盤状部材２３３が従動され、用紙巻取り機構２３０が矢印２３２ａで示す方向に回転駆動せしめられる。一方、分岐爪２２７に案内され用紙巻取り機構２３０に向けて排出され用紙Ｐは、駆動ローラ２３３、２５３と大径の円盤状部材２３３、２３３とにニップされて搬送される。そして、用紙Ｐの前端中央部は、案内爪２６３によって案内されて小径の円盤状部材２３５、２３５と係止手段２４０の係止ローラ２４５、２４５との間を通って図５で示すように待機位置に保持されている一対のアーム２４１、２４１の用紙当接部２４２、２４２に当接する。そして、用紙巻取り機構２３０が矢印２３２ａで示す正転方向に更に回転することにより、用紙Ｐが用紙巻取り機構２３０に巻き取られる。
【００３３】
上述したようにして、用紙巻取り機構２３０の電動モータ２５６（Ｍ２）を正転駆動して用紙Ｐの巻き取りを開始したならば、制御手段４００はステップＳ７に進んで用紙検出スイッチ２７６（ＳＷ２）がＯＦＦしたか否か、即ち用紙Ｐの後端が用紙出口２１７を通過したか否かをチェックする。用紙検出スイッチ２７６（ＳＷ２）がＯＦＦしていなければ用紙Ｐの後端が用紙出口２１７を通過していないので待ち、用紙検出スイッチ２７６（ＳＷ２）がＯＦＦしたならば制御手段４００は用紙Ｐの後端が用紙出口２１７を通過したものと判断してステップＳ８に進み、電動モータ２２５（Ｍ１）を停止するとともに電磁ソレノイド２２８（ＳＯＬ１）を付勢する。このときの状態が図６である。
【００３４】
そして、制御手段４００はステップＳ９に進んで、上述したように正転駆動している電動モータ２５６（Ｍ２）を逆転駆動する。電動モータ２５６（Ｍ２）逆転駆動すると上述したように用紙巻取り機構２３０が矢印２３２ｂで示す逆転方向に回動され、用紙Ｐが後端から巻き戻されて、案内爪２７２に案内されて用紙排出路２７０を通して上記両面給紙ユニット２８０の用紙搬送路２８３に送り出される。そして、用紙巻取り機構２３０に巻き取られている用紙Ｐが１巻になると、案内爪２６３および一対の保持部材２６５、２６５は上述したように図７の状態に位置付けられる。従って、用紙巻取り機構２３０とともに回転する一対のアーム２４１、２４１は、その他端部に装着された支持軸２４４が一対の保持部材２６５、２６５に設けられた係合部２６６、２６６に係合して、図７で示す待機位置で停止せしめられる。その後は、一方向クラッチ２４３に内蔵されたコイルばねが収縮するまで円盤状部材２３３および２３５が回転せしめられ、用紙Ｐは駆動ローラ２３３、２５３と大径の円盤状部材２３３、２３３とのニップ部から排出される。
【００３５】
制御手段４００は上述したように電動モータ２５６（Ｍ２）逆転駆動したならば、ステップＳ１０に進んで用紙検出スイッチ２７７（ＳＷ３）がＯＮしてからＯＦＦしたか否かをチェックする。なお、用紙検出スイッチ２７７（ＳＷ３）は、用紙Ｐが用紙巻取り機構２３０の駆動ローラ２３３、２５３と大径の円盤状部材２３３、２３３とのニップ部に搬送された時点でＯＮし、その後ＯＮ状態が維持されて上述したように用紙巻取り機構２３０が逆転駆動されて前後を反転した用紙Ｐの後端が上記ニップ部から排出された時点でＯＦＦする。なお、用紙Ｐの用紙巻取り機構２３０からの排出を検出する用紙検出スイッチ２７７（ＳＷ３）に代えて、ソフト的に処理することもできる。即ち、用いられている用紙Ｐのサイズを記憶しておき、用紙巻取り機構２３０が巻き戻しを開始してからの電動モータ２５６（Ｍ２）の回転数をカウントして、用紙Ｐのサイズに対応する回転数に達した時点で電動モータ２５６（Ｍ２）をＯＦＦしてもよい。上記ステップＳ１０において、ＯＮしていた用紙検出スイッチ２７７（ＳＷ３）がＯＦＦしたならば、制御手段４００はステップＳ１１に進んで電動モータ２５６（Ｍ２）の駆動を停止する。この状態が図８である。そして、制御手段４００はステップＳ１２に進んで、反転フラグを立てる（“１”）。
【００３６】
上述したように片面に画像が形成された用紙Ｐの反転制御を実行したならば、制御手段４００は上記ステップＳ１に戻る。そして、制御手段４００はステップＳ１において用紙検出スイッチ２７５（ＳＷ１）がＯＮしたか否かをチェックし、用紙検出スイッチ２７５（ＳＷ１）がＯＮしたならば用紙Ｐが用紙搬入路２１６に搬送されたので、ステップＳ２に進んで電動モータ２２５（Ｍ１）を駆動し、更にステップＳ３に進んで反転フラグが立っているか否かをチェックする。今回は上記ステップＳ１２において反転フラグが立てられている（“１”）ので、制御手段４００はステップＳ１３に進んで電磁ソレノイド２２８（ＳＯＬ１）を除勢する（なお、上記ステップＳ８において電磁ソレノイド２２８（ＳＯＬ１）は除勢されているので、ステップＳ１３では除勢状態を維持することになる）。電磁ソレノイド２２８（ＳＯＬ１）が除勢されると、分岐爪２２７が図２において実線で示す第１の位置に位置付けられる。従って、搬送ローラ対２２２によって搬送される両面に画像が形成された用紙Ｐは、分岐爪２２７に案内されてユニットハウジング２１２の上壁に設けられた排出口２１３を通してユニットハウジング２１２上に配設される積載トレイ２９０に排出される。そして、制御手段４００はステップＳ１４に進んで、反転フラグをクリア（“０”）し、上記ステップＳ１に戻ってステップＳ１乃至ステップＳ１４をプリント枚数に対応するまで繰り返し実行する。
【００３７】
次に、用紙反転ユニット２１０の他の実施形態について、図１１を参照して説明する。なお、上記図２乃至図８に示す実施形態と実質的に同一部材には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
図１１に示す実施形態における用紙反転ユニット２１０は、回転軸２３２と該回転軸２３２に配設された径が異なる２種類の円盤状部材２３３および２３５とを有する用紙巻取り機構２３０の回転方向を、上記図２乃至図８に示す実施形態と逆方向に構成したものである。即ち、用紙を巻き取るときには、用紙巻取り機構２３０を図１１において時計方向（矢印２３２ｃ）に回転駆動し、用紙を巻き戻す際には用紙巻取り機構２３０を図１１において反時計方向（矢印２３２ｄ）に回転駆動するように構成されている。このように用紙巻取り機構２３０を回転方向を上記図２乃至図８に示す実施形態と逆方向に構成したことにより、用紙搬入路２１６が用紙巻取り機構２３０の図１１において右側に形成されるとともに、分岐爪２２７が搬送ローラ対２２２より用紙入口２１４に配設される。そして、係止手段２４０を構成するアーム２４１の中間部に形成される用紙当接部２４２の屈曲方向、案内手段２６０と保持部材２６５および案内爪２７２の取付け方向が、上記図２乃至図８に示す実施形態と逆方向に構成されている。従って、用紙反転ユニット２１０を構成する用紙巻取り機構２３０、案内手段２６０、保持部材２６５案内爪２７２は、用紙反転時に上記図２乃至図８に示す実施形態と逆方向に作動することになる。
【００３８】
以上、本発明に従って構成された画像形成機の用紙反転装置をレーザビームプリンタに適用した実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、静電複写機等種々の画像形成機に適用することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明による画像形成機の用紙反転装置は、用紙巻取り機構を備え、該用紙巻取り機構によって反転する用紙を巻き取るように構成したので、小スペースで用紙を反転することができる。また、用紙巻取り機構は軸方向に間隔をおいて配設された径が異なる少なくとも２種類の円盤状部材を備えているので、この用紙巻取り機構に巻き取られた用紙は波状に湾曲せしめられる。従って、用紙がカールしていても波状に湾曲せしめられることにより、このカールが除去される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された用紙反転装置を装備した画像形成機としてのレーザビームプリンタの概略構成断面図。
【図２】本発明に従って構成された用紙反転装置の位置実施形態を示す断面図。
【図３】図２に示す用紙反転装置を構成する用紙巻取り機構および回転駆動機構を示す斜視図。
【図４】図２に示す用紙反転装置を構成する案内手段を示す斜視図。
【図５】図２に示す用紙反転装置の作動状態を示す断面図。
【図６】図２に示す用紙反転装置の作動状態を示す断面図。
【図７】図２に示す用紙反転装置の作動状態を示す断面図。
【図８】図２に示す用紙反転装置の作動状態を示す断面図。
【図９】図２に示す用紙反転装置の作動を制御する制御手段のブロック図。
【図１０】図９に示す制御手段の動作手順を示すフローチャート。
【図１１】本発明に従って構成された用紙反転装置の他の実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
１００：画像形成機本体
１０１：ハウジング
１０４：感光体ドラム
１０６：帯電用コロナ放電器
１０８：現像装置
１１０：転写ローラ
１１２：クリーニング装置
１１６：レーザユニット
１２０：用紙搬送路
１２２：給紙ローラ対
１２４：レジストローラ対
１２６：定着ローラ対
１２８：搬送ローラ対
１３０：分岐爪
１３２：排出ローラ対
１３４：用紙カセット
１３６：送り出しローラ
１３８：捌きローラ対
２００：反転給紙ユニット
２１０：用紙反転ユニット
２１２：ユニットハウジング
２１６：用紙搬入路
２２２、２２４：搬送ローラ対
２２５：電動モータ（Ｍ１）
２２７：分岐爪
２２８：電磁ソレノイド（ＳＯＬ１）
２３０：用紙巻取り機構
２３２：回転軸
２２３：径が大きい円盤状部材
２３４：摩擦部材
２３５：径が小さい円盤状部材
２４０：係止手段
２４１：アーム
２４２：用紙当接部
２４３：一方向クラッチ
２４５：係止ローラ
２５０：回転駆動機構
２５２：駆動軸
２５３：駆動ローラ
２５４：歯車
２５６：電動モータ（Ｍ２）
２５７：駆動歯車
２６０：案内手段
２６２：支持部材
２６４：コイルばね
２６５：保持部材
２７０：用紙排出路
２７２：案内爪
２７４：コイルばね
２７５：用紙検出スイッチ（ＳＷ１）
２７６：用紙検出スイッチ（ＳＷ２）
２７７：用紙検出スイッチ（ＳＷ３）
２８０：両面給紙ユニット
２８２：ユニットハウジング
２８３：用紙搬送路
２８４、２８５、２８６：搬送ローラ対
２９０：積載トレイ
４００：制御手段
【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】
0003651565.tif 000008
【図８】
0003651565.tif 000009
【図９】
0003651565.tif 000010
【図１０】
0003651565.tif 000011
【図１１】
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