(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面トレイ上に排紙手段を介して送り込まれた片面画像形成済みの用紙をスタックし、用紙の下面に当接するフィードローラを介して作像部側に再給紙する両面給紙装置を備えた画像形成装置において、
前記両面トレイ上に排紙された用紙を用紙押さえ手段によって押さえない状態で分離給送手段側に戻す用紙戻し手段を備え、前記分離給送手段によって戻された用紙を分離して給送し、少なくとも１枚の用紙が両面トレイ上にスタックされていれば再給紙可能とし、
前記用紙戻し手段が、１枚目の用紙が両面トレイ上に排紙された状態で前記フィードローラを駆動して用紙を前記分離給送手段のニップに当接するまで戻す前記フィードローラの駆動制御手段からなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記排紙手段による用紙の排紙方向を前記フィードローラ方向に規定して前記両面トレイ上に排紙させるようにし、
前記駆動制御手段は、１枚目の用紙の上面に２枚目の用紙が当接したときに、２枚目の用紙の接触圧によって１枚目の用紙に押圧力が与えられた状態で前記フィードローラを駆動することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、転写紙上に画像を形成する画像形成装置に係り、特に転写紙の両面に画像を形成する両面機能を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から複写機、プリンタなどの画像形成装置においては、同一用紙の両面に画像を形成し、さらには画像を合成するいわゆる両面機能が知られ、省エネルギ、省資源の観点から、このような両面機能を備えた画像形成装置が一般的になっている。
【０００３】
図４は、このような両面機能を備えた画像形成装置としてのアナログ式の複写機の概略構成を示す図である。同図において、この複写機は、複写機本体１と、この本体１の上部に装着された両面原稿自動搬送装置（以下、「ＡＤＦ」と称する。）２と、排紙側に接続された排紙ユニット３と、排紙された用紙に対してステープルやパンチなどを行なうフィニッシャ４とから基本的に構成されている。本体１の内部には、両面トレイ１８が設けられ、給紙装置１５から給紙された用紙Ｐの上面側（一側の面）に作像装置７によって画像を形成し、前記用紙Ｐを外部への排出との切り換えを行なう分岐部１４を介して前記両面トレイ１８に搬送した後、その用紙Ｐを作像装置７に対して再給紙することにより、画像が形成されていない他側の面に画像を形成し、１枚の用紙の両面に画像の形成が行なわれるようになっている。
【０００４】
両面トレイ１８は、用紙Ｐの上面側に画像を形成する位置に配されている作像装置７の下側に配されている。この両面トレイ１８へは、定着装置１３の搬送方向下流側に設けられた分岐部１４を介し、片面に画像が形成され、表裏が反転した用紙Ｐが送り込まれる。
【０００５】
この両面トレイ１８には、再給紙装置１９と水平搬送装置３０が設けられ、反転され画像形成面が下側になった状態で用紙Ｐが収容される。収容された用紙Ｐは送り込まれた方向と反対方向（反矢印Ａ方向）に、最下位のものから順に前記再給紙装置１９によって１枚ずつ分離給送され、水平搬送装置３０によって両面トレイ１８の下側を通って再度感光体ドラム８側に給送される。そのため、再給紙装置１９は図において両面トレイ１８の左側に、水平搬送装置３０は両面トレイの下側に設けられている。
【０００６】
装置本体１内には、上面に露光部となるコンタクトガラス５が設けられ、その下側に光源６ａ、第１ないし第３ミラーからなるミラー群６ｂ、及びレンズ６ｃからなる走査光学系を備えた露光装置６が配されている。この露光装置６の下方には、感光体ドラム８、帯電チャージャ９、現像ユニット３６、転写チャージャ１１、クリーニングユニット１２、及び定着器１３などからなる作像装置７が設けられている。
【０００７】
給紙装置１５は、水平搬送装置３０の下方に設けられた４段の給紙カセット１６Ａ〜１６Ｄと、水平搬送装置３０の図において右側に設けられた手差しトレイ１７とを備え、これらのいずれかのトレイから給紙ローラなどによって選択的に未使用の用紙（転写紙）Ｐが作像装置７の作像領域に給紙される。
【０００８】
図において、矢印を付した実線は、用紙Ｐの搬送経路を示し、作像装置７によって片面に画像が形成された用紙Ｐは、分岐部１４の揺動可能な切り換え爪に案内され、片面コピー時には直進して外部に排出され、両面コピー時には両面トレイ１８上に案内されてスタックされる。
【０００９】
ＡＤＦ２は公知のものなので、詳細な説明は省略するが、原稿セット部２１にスタックされた多数枚の原稿、いわゆる原稿スタックＤを、最下位の原稿から順に給紙ローラ２２、搬送ローラ２３、搬送ベルト２４などによって矢印を付した実線で示すように露光装置６のコンタクトガラス５上に送り出し、露光後はその原稿を搬送ベルト２４によって同じ方向に送り出して反転ローラ２５により反転させ、排紙ローラ２６によって前記原稿スタックの最上位の位置に排出する。
【００１０】
排紙ユニット３は、外部に昇降可能な排紙トレイ３１を備え、内部には用紙を搬送するための多数の搬送ローラ対と、排出される用紙を排紙トレイ３１の方向またはフィニッシャ４の方向へ選択的に案内する分岐爪Ｃとを備えている。フィニッシャ４は、外部に昇降可能な排紙トレイ４１を備え、内部には用紙を搬送するための多数の搬送ローラ対と、用紙揃え装置４２と、ステープラ４３とを備えている。
【００１１】
このような構成の複写機では、ＡＤＦ２の原稿セット部２１に画像面を上向きにして置かれた原稿Ｄは、最下位、すなわち最終頁から左側に送り出され、下方にターンしてコンタクトガラス５上に至り、所定の露光位置に静置される。次いで、露光装置６によってコンタクトガラス５上の原稿を照射し、反射光を作像装置７の感光体ドラム８上に投影し、その直前に帯電チャージャ９によって一様に帯電された感光体ドラム８の表面に静電潜像を形成する。このような露光工程が終了すると、原稿は再搬送され、上方にターンして排紙ローラ２６によって排紙される。なお、この従来例では、原稿を固定して露光しているが、露光装置側を固定し、原稿側を移動させて露光するように構成したものもある。
【００１２】
感光体ドラム８上の静電潜像は、現像ユニット３６によってトナーを付着させることにより現像し、可視化される。可視化された可視像は、給紙装置１５によって各給紙カセット１６Ａ〜１６Ｄ及び手差しトレイ１７のいずれかから未使用の用紙Ｐを作像領域、すなわち、転写チャージャ１１による転写領域に送り込まれた用紙の上面側に転写され、定着器１３で熱定着される。
【００１３】
転写後、感光体ドラム８上にわずかに残ったトナーはクリーニングユニット１２によってクリーニングされ、次の作像に備える。両面コピーを行なう両面コピーモードが選択されている場合には、片面に画像が定着された用紙Ｐが分岐部１４に案内されて第１の反転装置２７に送り込まれ、画像面が下向きになるように表裏が反転されて両面トレイ１８上にスタックされる。両面トライ１８上にスタックされた片面（下面）がコピー済みに用紙Ｐは、最下位の最初にスタックされた用紙から順に再給紙装置１９によって両面トレイ１８上を送り込まれた方向と反対の図において左方に図５に示すピックアップローラ４５によって摩擦力を利用して１枚ずつ再給紙される。この再給紙時には図５に示すように両面トレイ１８上の最上位の用紙Ｐ３が押さえ部材３２によって押圧されるようになるため、ピックアップローラ４５によって確実な再給紙が行なわれる。送りだされた用紙Ｐは、矢印Ｅ方向に回転するフィードローラ４６と矢印Ｆ方向に回動する分離ベルト４４とによって２枚以上繰り出された場合には、１枚に分離される。
【００１４】
このようにして、再給紙装置１９によって再給紙された用紙Ｐは、フィードローラ４６、分離ベルト４４、ガイド板３７などによって表裏が反転され、画像形成面が上向きになった状態で水平搬送装置３０へ送り込まれ、水平搬送装置３０によって図示右方向に搬送される。水平搬送ローラによって搬送された用紙Ｐは搬送ローラ２９などによって再度反転され、再び用紙Ｐの画像形成面を下向きにして作像装置７側に搬送される。作像装置７では、上面側の未作像面に画像を転写し、用紙Ｐの両面にコピー画像が形成される。
【００１５】
両面が画像が形成された用紙Ｐは、分岐部１４の切り換え爪に案内され、そのまま図４において左方に直進し、排紙ユニット３内に排出される。排紙ユニット３内では、オペレータの選択内容に応じて分岐爪の回動位置が変えられ、用紙Ｐをそのまま排紙トレイ３１に排出したり、フィニッシャ４内へ送り込んで用紙揃え装置４２によって１セットの各用紙をページ順に揃え、ステープラ４３によってステープル止めしたりする。 なお、この複写機１では、前記分岐部１４、両面トレイ１８、再給紙装置１９、水平搬送装置３０、及びこれに関連する搬送路などによって両面給紙装置１０が構成されている。
【００１６】
このようにこの両面給紙装置１０は、作像装置７によって上面側に画像が形成された用紙Ｐを分岐部１４を介して両面トレイ１８に画像面を下向きにした状態で送り込み、送り込まれた用紙Ｐを再給紙装置１９によって送り込まれた方向と逆の方向に最下位の用紙Ｐから１枚ずつ分離して再給紙し、再給紙された用紙Ｐを上向きにした状態で水平搬送装置３０へ搬送し、さらにその用紙を画像面を下向きにした状態で再び作像装置７へ向けて搬送するので、用紙の進行方向を逆転させるスイッチバック路を設けることなく各搬送系を上下方向に配置して上下左右両方向をコンパクトに構成することができる。さらに、両面トレイ１８上から再給紙される用紙Ｐは、未作像面が停止側の用紙Ｐの画像面を擦る汚れが発生しにくい条件で最下位側の用紙Ｐから１枚ずつ分離されて再給紙されるので、用紙Ｐに認識される汚れを発生させることなしに両面コピーを行なうことができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図５に示すような従来の再給紙装置では、複数枚の用紙Ｐが両面トレイ１８にスタックされる場合は、両面トレイ１８に両面コピーすべき全ての用紙Ｐがスタック動作を完了するまでは、押さえ部材３２を動作させることができず、ＡＤＦ２では次の原稿の準備が完了しているにもかかわらず、すぐに再給紙動作に入ることができなった。そのため、待時間が生じ、両面コピー作業の生産性を十分に上げることができなかった。
【００１８】
そこで、例えば特開平５−１１５３７号公報記載の発明では、両面トレイへの収納時間と収納後の排出時間を短くすることによって生産性の向上を図っている。
【００１９】
一方、形成されたトナー像は、画像形成直後に画像面を擦ると、トナー像からわずかにトナーが剥がれ、擦った側の部材にそのトナーが付着するため、両面トレイに一旦スタックして再給紙する際に、用紙Ｐの取り扱い方によっては、前述した擦れによって剥がされたトナーが隣り合う用紙に付着して、付着したトナーが汚れとして認識されることがあった。
【００２０】
そこで、特開平５−１２７４５６号公報、特開平９−８０９８４号公報に開示された発明では、両面トレイに画像面が下向きになるようにスタックし、さらに最下位側の用紙Ｐから給紙するようにしてして隣り合う用紙の画像によって用紙の裏面に人目で認識される程度の汚れが付着することのないようにしている。
【００２１】
その際、両面トレイにスタックされた片面に画像形成済みの用紙は、最下位の最初にスタックされた用紙から順にピックアップローラによって摩擦力を利用して再給紙されるが、確実な再給紙が行なわれるように押さえ部材によって押圧されている。スタック中には、押圧部材は搬送の邪魔になるため動作させることはできない。再給紙の動作は片面のスタックが完了した後でなければ行なうことはできない。そのため、待時間が生じ、生産性が低下してしまうことは否めない。
【００２２】
待時間が生じないように押さえ部材を用いないような方式として、エアーを用いて用紙をバキューム搬送する方式も知られているが、バキューム装置を必要とするため、装置のコストが高くなるとともに、騒音の問題も発生し、装置自体も大型化するという問題があった。
【００２３】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、両面の画像形成を行なっても用紙の汚れの発生がなく、また、片面のスタック完了を待たなくとも両面の再給紙を行なうことができる両面生産性が高く、低コストの両面装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、両面トレイ上に排紙手段を介して送り込まれた片面画像形成済みの用紙をスタックし、用紙の下面に当接するフィードローラを介して作像部側に再給紙する両面装置を備えた画像形成装置において、前記両面トレイ上に排紙された用紙を用紙押さえ手段によって押さえない状態で分離給送手段側に戻す用紙戻し手段を備え、前記分離給送手段によって戻された用紙を分離して給送し、少なくとも１枚の用紙が両面トレイ上にスタックされていれば再給紙可能とし、前記用紙戻し手段が、１枚目の用紙が両面トレイ上に排紙された状態で前記フィードローラを駆動して用紙を前記分離給送手段のニップに当接するまで戻す前記フィードローラの駆動制御手段からなることを特徴とする。
【００２８】
第２の手段は、第１の手段において、前記排紙手段による用紙の排紙方向を前記フィードローラ方向に規定して前記両面トレイ上に排紙させるようにし、前記駆動制御手段は、１枚目の用紙の上面に２枚目の用紙が当接したときに、２枚目の用紙の接触圧によって１枚目の用紙に押圧力が与えられた状態で前記フィードローラを駆動することを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３０】
なお、画像形成装置としての複写機自体は前述の従来例を同等に構成されているので、以下の説明において、前述の従来例と同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３１】
＜参考例＞
図１は図４に示したアナログ式の複写機の両面装置に設けられている再給紙装置の要部拡大図である。戻し装置５２は、スポンジローラから構成され、図示しない駆動装置よって図示時計回りに回転駆動され、図示しない制御装置からの制御信号に対応して移動駆動を行なう移動手段によって図示上下方向に移動する。片面の画像形成を終えた用紙Ｐ１は、ローラ対からなる反転部排紙装置５１を通過し、両面トレイ１８上に落下した後、戻し装置５２によって再給紙装置１９の方向に搬送され、分離ベルト４４とフィードローラ４４によって形成されるニップ入り口に送り込まれる。これにより従来例における用紙押さえ装置３２によって用紙を押さえなくとも再給紙を行なうことができるようになった。用紙押さえ装置３２は、このように両面トレイ１８に用紙がスタック中に再給紙を行なう場合にのみ動作を禁止し、スタック中でない場合に再給紙を行なうときには、用紙Ｐの裏面にトナーが擦りつけられることはないので、従来と同様に用紙押さえ装置３２によって用紙を押さえることによって再給紙を行なうようにすることもできる。
【００３２】
戻し装置５２による用紙Ｐの戻し量は戻し装置５２の落下時間、言い換えれば用紙Ｐへの当接時間で規定されるが、実際に戻される距離よりも幾分多めに設定している。戻し装置５２はスポンジローラによって構成されているので、両面トレイ１８上で用紙先端が分離給送部２８に達するまで戻されると、搬送力を失い、戻しすぎによる用紙のたわみが自ずと防止される。なお、分離ベルト４４は常に停止状態にしておいてもよく、用紙Ｐの画像面は下向きの状態で再給紙されるため、万一２枚の用紙が重送されて最下位の用紙Ｐ１とその一枚上の用紙Ｐ２との間に摩擦が生じても、その場合には、用紙Ｐ２の一部分のトナーが用紙Ｐ１の裏面（上面側）に給紙方向の全長にわたってわずかに分散するだけなので、認識されるような汚れとはならない。
【００３３】
なお、戻し装置５２、フィードローラ４４、再給紙装置１９，用紙押さえ装置３２などの各部の制御は、図示しないＣＰＵが図示しないＲＯＭに記憶されたプログラムに沿って実行する。なお、この実行の演算を行うためにＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭも備えていることは言うまでもなく、ＣＰＵによる演算のために用紙位置を検出するための複数のセンサが所定位置に配置されていることも言うまでもない。
【００３４】
このように構成することにより、複数枚の用紙が両面トレイにスタックされるときに、最低１枚の用紙のスタックが完了していれば再給紙が行なえるようになり、再給紙を行なう用紙Ｐが全てスタックを完了するまで待つ必要がなくなるので、待時間を大幅に減少させることができる。その結果、両面コピーの生産性を著しく向上させることが可能になる。
【００３５】
図４に示すような形式の複写機においてＡ４サイズの用紙を短手方向に搬送する場合、コピー枚数が１枚の場合は、従来と全く同一なので待時間は短縮されないが、コピー枚数が２枚以上になると、待時間が短縮され、コピー枚数が４枚以上であれば待時間が０となる。例えば片面原稿１０枚、両面コピー部数１０部での生産性を比較してみると、図５に示した従来例では、片面コピー速度の８２％なのに対して、図１の本参考例に係る再給紙装置では、９７％に達している。
【００３６】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係る再給紙装置の要部拡大図である。この実施形態は、図５に示した従来例では、再給紙を行なう用紙Ｐが全てスタックされた後に用紙押さえ装置３２によって用紙束を押さえ、その後、フィードローラ４５を図示反時計方向に回動させて最下位の用紙Ｐ１から分離ベルト４４とフィードローラ４６のニップに送り込んで再給紙を行なっていたものを、片面の画像形成を終えた用紙Ｐをローラ対からなる反転部排紙装置５１によって両面トレイ１８に両面コピーを行う１セット以下の任意枚数落下させた後、図示しない制御装置からフィードローラ４６に対して反時計方向に回動させる指示が与えられ、最下位の用紙Ｐ１から前記ニップ位置まで搬送する。その後、２枚目さらには３枚目・・・の用紙Ｐ２，Ｐ３・・・が順次再給紙される。その際、反転部排紙装置５１から順次片面に画像形成を終了した用紙が排紙されて両面トレイ１８上にスタックされる。すなわち、この実施形態では、両面トレイに所定枚数スタックされた時点で両面給紙が開始され、両面給紙とスタックとが並行して行われ、最低１枚の用紙がスタックされれば再給紙が可能になる。
【００３７】
その他特に説明しない構成は全て前述の従来例と同等に構成され、同様に動作するので、重複する説明は省略する。
【００３８】
このように構成すると、コピー枚数が２枚以上のときに従来装置よりも待時間が減少し、コピーの生産性を向上させることができる。また、従来装置に対して新たな機構を追加することなく制御方法だけで対処しているので、従来装置に対してコストアップを招くことはない。
【００３９】
＜第２の実施形態＞
図３は第２の実施形態に係る再給紙装置の要部拡大図である。この実施形態は、前述の図５に示した従来例もしくは図２に示した第１の実施形態における再給紙装置のローラ対からなる反転部排紙装置５１による用紙の排紙方向をフィードローラ４５方向に規定して両面トレイ１８上に排紙させるようにしたもので、その他の構成は前記従来例もしくは第１の実施形態に係る再給紙装置と同等に構成され、同様に動作する。
【００４０】
この構成では、片面の画像形成を終えた用紙は反転部排紙装置５１により両面トレイ１８上に落下するが、その際、すでにスタックされている用紙Ｐ１はフィードローラ４５と落下中の用紙Ｐ２の先端に挟まれて加圧され、フィードローラ４５による再給紙の開始が可能になる。もし、１セット以内の任意枚数から再給紙を行えば、前述の第１の実施形態と同様に動作することになる。
【００４１】
このように構成すると、複数枚の用紙が両面トレイ１８にスタックされる場合に、最低１枚の用紙のスタックが完了していれば再給紙を行なうことが可能になり、待時間を大きく減少させることができ、両面コピーの生産性を著しく向上させることができる。
【００４２】
なお、この実施形態においても、前記参考例と同様に、図２に示すような形式の複写機においてＡ４サイズの用紙を短手方向に搬送する場合、コピー枚数が１枚の場合は、従来と全く同一なので待時間は短縮されないが、コピー枚数が２枚以上になると、待時間が短縮され、コピー枚数が４枚以上であれば待時間が０となる。例えば片面原稿１０枚、両面コピー部数１０部での生産性を比較してみると、図５に示した従来例では、片面コピー速度の８２％なのに対して、図１の本参考例に係る再給紙装置では、９７％に達している。
【００４３】
また、この実施形態に係る再給紙装置では、参考例のようにスポンジローラ５２及びこの駆動機構を付加する必要はないので、第１の実施形態と同様に従来例に係る再給紙装置に対してコストアップを招くこともない。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、用紙戻し手段を、１枚目の用紙が両面トレイ上に排紙された状態で前記フィードローラを駆動して用紙を分離給送手段のニップに当接するまで戻すフィードローラの駆動制御手段から構成したので、従来からのハード構成を利用して低コストで、用紙を押さえなくとも再給紙が可能となり、これによって用紙のスタックが全て完了していなくとも最低１枚の用紙のスタックが完了していれば再給紙が可能になる。その結果、再給紙のための待時間を大幅に減少させることが可能になり、両面コピーを行なう際の生産性を格段に向上させることができる。さらに、用紙押さえ手段を作動させないので、トナーの擦れが抑制され、用紙のトナー汚れの発生をなくすことができる。請求項１記載の発明の効果を得ることができる。
【００４８】
請求項２記載の発明によれば、１枚目の用紙の上面に２枚目の用紙が当接したときに、２枚目の用紙の接触圧によって１枚目の用紙に押圧力が与えられた状態で前記フィードローラを駆動するので、戻し動作をより確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例に係る画像形成装置における再給紙装置の要部拡大図である。
【図２】  第１の実施形態に係る画像形成装置における再給紙装置の要部拡大図である。
【図３】  第２の実施形態に係る画像形成装置における再給紙装置の要部拡大図である。
【図４】従来から実施されているアナログ複写機の概略構成を示す構成頭である。
【図５】従来例に係る再給紙装置の要部拡大図である。
【符号の説明】
１０  両面給紙装置
１８  両面トレイ
１９  再給紙装置
２８  分離給送部
３０  水平搬送装置
４５  フィードローラ
４４  分離ベルト
４６  フィードローラ
５１  反転部排紙装置
５２  戻し装置（スポンジローラ）
【図１】
0003698544.tif 000002
【図２】
0003698544.tif 000003
【図３】
0003698544.tif 000004
【図４】
0003698544.tif 000005
【図５】
0003698544.tif 000006