(57)【要約】  【課題】  用紙をスムーズに搬送してスイッチバック不良やジャムの発生を防止する両面ユニット及びそれを備えた画像形成装置を提供する。  【解決手段】  両面記録路１８ａ、１８ｂの分岐部には、外周面に多数の毛状体３０が植設されたブラシローラ３１が配置されている。ブラシローラ３１は、支軸３２を回転中心として、モータ３３により用紙搬送方向（ここでは矢印Ｂ方向）に回転駆動され、分岐ガイド２８とともに、分岐部を通過する用紙の搬送を補助する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反転トレイと、該反転トレイ上に用紙を搬送する第１の搬送路と、前記反転トレイにより反転された用紙を再搬送する第２の搬送路と、前記第１及び第２の搬送路の分岐部に設けられた分岐ガイドとを有し、前記反転トレイ上で用紙の搬送方向を切り替えて用紙の表裏を反転させる両面ユニットにおいて、
前記分岐部に配置され、前記第１の搬送路より搬送されてくる用紙の後端を後押しして前記反転トレイ上に案内するとともに、前記反転トレイ上から送出される用紙の先端を押さえて前記第２の搬送路に案内する案内ローラと、該案内ローラを用紙搬送方向に回転駆動する駆動手段とを設けたことを特徴とする両面ユニット。
【請求項２】
前記案内ローラの周速は、用紙搬送速度と略同じ速度に設定されることを特徴とする請求項１に記載の両面ユニット。
【請求項３】
前記案内ローラは、円筒状のローラ体の外周面に多数の毛状体が植設されて成るブラシローラであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の両面ユニット。
【請求項４】
前記案内ローラは、円筒状のローラ体の外周面に複数のフィンが放射状に立設されて成るフィン付きローラであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の両面ユニット。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の両面ユニットが搭載された画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙の搬送方向を切り替えて表裏を反転させる両面ユニット、及びそれを備えた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、片面に画像形成された用紙の搬送機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、用紙の片面に画像を形成した後、その用紙を排出せずに再度画像形成部に搬送し、他方の面にも画像を形成する両面印刷方式のものが広く用いられている。このような両面印刷方式の画像形成装置においては、特許文献１のように、片面に画像が形成された用紙を反転させる反転手段と、反転した用紙を画像形成部へ再搬送する再搬送手段とを備えた両面ユニットを搭載している。両面ユニットが搭載された画像形成装置の概略構成を図５に示す。
【０００３】
図５において、１は画像形成装置であり、ここでは一例としてデジタル複合機を示している。画像形成装置１では、コピー動作を行う場合、複合機本体内の画像形成部２において、帯電ユニット３により時計回り（図中の矢印方向）に回転する感光体ドラム４が一様に帯電され、画像読取部５で読み取られた原稿画像データに基づく露光ユニット（レーザ走査ユニット等）８からのレーザビームにより感光体ドラム４上に静電潜像が形成され、現像ユニット７により静電潜像に現像剤（以下、トナーという）が付着されてトナー像が形成される。この現像ユニット７へのトナーの供給はトナーコンテナ６から行われる。
【０００４】
上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム４に向けて、用紙が給紙機構９から給紙ローラ１０、用紙搬送路１１及びレジストローラ対１２を経由して画像形成部２に搬送され、この画像形成部２において転写ローラ１３により感光体ドラム４の表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム４から分離され、定着ローラ対１４ａを有する定着部１４に搬送されてトナー像が定着される。トナー像が用紙に転写された後に感光体ドラム４の表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置２１により除去される。
【０００５】
定着部１４を通過した用紙は、複数方向に分岐した分岐部１５によって搬送方向が振り分けられる。用紙の片面のみに画像を形成する場合は、そのまま用紙排出部１６に排出される。レジストローラ対１２、転写ローラ１３、及び定着部１４は、用紙搬送路１１に沿ってこの順に搬送ユニット１７内に配置されている。
【０００６】
一方、用紙の両面に画像を形成する場合は、定着部１４を通過した用紙は分岐部１５で両面記録路１８に振り分けられ、両面ユニット１９内のスイッチバックローラ対２０により反転された後、画像の形成されていない面を上に向けて画像形成部２へ再搬送される。再搬送された用紙は、画像形成部２において次の画像が形成され、定着部１４に搬送されてトナー像が定着された後、用紙排出部１６より装置外部に排出される。
【０００７】
また、図示しないが、感光体ドラム４の表面の残留電荷を除去する除電装置がクリーニング装置２１の下流側に設けられている。さらに、給紙機構９は、画像形成装置１に着脱自在に取り付けられ、用紙を収納する複数の給紙カセット９ａ、９ｂ、９ｃと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）９ｄとを備えてなり、これらは用紙搬送路１１を介して感光体ドラム４及び現像ユニット７等からなる画像形成部２に繋がっている。
【０００８】
図６は、図５における搬送ユニット１７及び両面ユニット１９付近の拡大図である。ユーザにより両面印刷モードが選択されると、画像形成部２において片面にトナー像が形成された用紙は定着部１４に搬送されてトナー像が定着された後、分岐部１５において両面記録路１８へ振り分けられ、搬送ローラ２４ａ及び従動ローラ２５ａを介して両面ユニット１９に搬送される。搬送された用紙はスイッチバックローラ２０ａ、２０ｂから成るスイッチバックローラ対２０により反転トレイ２２上に一旦保持される。このとき、画像面は下向きになっている。スイッチバックローラ対２０及び反転トレイ２２は、用紙の搬送方向を切り換えて画像面の向きを反転させる反転手段を構成する。
【０００９】
次いでスイッチバックローラ２０ａ、２０ｂを逆回転させることにより、反転トレイ２２上の用紙を両面ユニット１９の下部に搬送する。そして、駆動ローラ２３、搬送ローラ２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ及び従動ローラ２５ｂ、２５ｃ、２５ｄから構成される再搬送手段を画像面が上向きの状態で通過し、レジストローラ対１２から画像面を下向きにして画像形成部２に再搬送される。画像形成部２において画像の形成されていない上面に新たなトナー像が形成され、定着部１４に搬送されてトナー像が定着された後、分岐部１５において排出ローラ１６へ振り分けられ、装置外部へ排出される。
【００１０】
２６は両面ユニット１９の下部に設けられたガイド板であり、用紙の搬送方向下流側の回動軸２７を中心として上流側の端部が開閉可能に構成されている。ガイド板２６には従動ローラ２５ａが配置されており、ガイド板２６を開放して従動ローラ２５ｂを搬送ローラ２４ｂと分離することにより、両面ユニット１９内で紙詰まりや搬送不良等のジャムが発生した場合にジャム処理を容易に行うことができる。また、両面ユニット１９は画像形成装置１本体（図５参照）に対して出し入れ可能に構成されている。
【００１１】
図７は、図６におけるスイッチバックローラ周辺の構造を示す拡大図である。図７を用いて両面ユニット１９のスイッチバック動作について更に詳細に説明する。搬送ローラ２４ａが反時計回り（矢印Ａ方向）、従動ローラ２５ａが時計回り（矢印Ｂ方向）にそれぞれ回転することにより、用紙Ｐは分岐ガイド２８に沿って両面記録路１８ａ（第１の搬送路）を矢印Ｃ方向に搬送され、両面ユニット１９内に設けられたスイッチバックローラ２０ａ、２０ｂのニップ部に到達する。
【００１２】
そして、スイッチバックローラ２０ａが反時計回り（矢印Ａ方向）、２０ｂが時計回り（矢印Ｂ方向）に回転し、用紙Ｐを矢印Ｄ方向に搬送して反転トレイ２２上に導く。反転トレイ２２上に保持された用紙Ｐは、スイッチバックローラ２０ａを時計回り（矢印Ｂ方向）、２０ｂを反時計回り（矢印Ａ方向）に回転させることにより、両面記録路１８ｂ（第２の搬送路）を矢印Ｄ′方向に搬送される。
【００１３】
このような両面ユニットにおいては、用紙Ｐを分岐ガイド２８から反転トレイ２２上に搬入する際、搬送ローラ２４ａ、従動ローラ２５ａから分岐ガイド２８先端までの距離が長いため、図７に示すように用紙Ｐの後端が分岐ガイド２８上に残ってしまうことがある。この状態でスイッチバックローラ２０ａ、２０ｂを逆回転させると、反転トレイ２２上から両面記録路１８ｂへ送出された用紙Ｐが、再び両面記録路１８ａに入り込んでジャムが発生し、画像面の切り替えが円滑に行えないという問題点があった。
【００１４】
そこで、スイッチバックされた用紙Ｐの両面記録路１８ａへの進入を阻止してジャムの発生を防止する方法が提案されており、特許文献２には、両面記録路からの用紙搬入口にフィルム状の弾性部材を設け、スイッチバック位置への用紙搬送時には、弾性部材が用紙先端で押されて撓むことにより用紙を通過させ、用紙通過後は弾性部材が再び元の形状に戻り、スイッチバック後の用紙が両面記録路に入り込むことを阻止する構成の両面記録装置が開示されている。
【００１５】
しかしながら、特許文献２の方法では、搬送される用紙のこしが弱い場合は弾性部材を十分に撓ませることができず、スイッチバック位置への用紙搬入時にジャムが発生するおそれがある。また、用紙のこしが強い場合であっても、例えば用紙の後端（スイッチバック後は先端となる）に巻きぐせが付いている場合は、スイッチバック後に弾性部材を押し上げて両面記録路に入り込むことも考えられる。
【特許文献１】特開２００１−８８９４６号公報
【特許文献２】特開２００３−３１２９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記問題点に鑑み、用紙をスムーズに搬送してスイッチバック不良やジャムの発生を防止する両面ユニット及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明は、反転トレイと、該反転トレイ上に用紙を搬送する第１の搬送路と、前記反転トレイにより反転された用紙を再搬送する第２の搬送路と、前記第１及び第２の搬送路の分岐部に設けられた分岐ガイドとを有し、前記反転トレイ上で用紙の搬送方向を切り替えて用紙の表裏を反転させる両面ユニットにおいて、前記分岐部に配置され、前記第１の搬送路より搬送されてくる用紙の後端を後押しして前記反転トレイ上に案内するとともに、前記反転トレイ上から送出される用紙の先端を押さえて前記第２の搬送路に案内する案内ローラと、該案内ローラを用紙搬送方向に回転駆動する駆動手段とを設けたことを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の両面ユニットにおいて、前記案内ローラの周速は、用紙搬送速度と略同じ速度に設定されることを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の両面ユニットにおいて、前記案内ローラは、円筒状のローラ体の外周面に多数の毛状体が放射状に植設されて成るブラシローラであることを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の両面ユニットにおいて、前記案内ローラは、円筒状のローラ体の外周面に複数のフィンが放射状に立設されて成るフィン付きローラであることを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成の両面ユニットが搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１の構成によれば、両面ユニットの分岐部に用紙のスイッチバックを補助する案内ローラを配置し、駆動手段を用いて用紙搬送方向に回転させることにより、用紙のこしの強さや巻きぐせの有無に係わらず、スイッチバック時の搬送不良やジャムの発生を効果的に防止することができる。
【００２３】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の両面ユニットにおいて、案内ローラの周速を、用紙搬送速度と略同じ速さとすることにより、案内ローラの回転が用紙搬送速度に影響を与えるおそれがなくなり、スイッチバック操作がより安定なものとなる。
【００２４】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の両面ユニットにおいて、案内ローラとして、円筒状のローラ体の外周面に多数の毛状体が放射状に植設されたブラシローラを用いることにより、用紙後端の後押しや用紙先端の押さえが確実に行われ、スイッチバックを一層円滑に行うことができる。
【００２５】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１又は第２の構成の両面ユニットにおいて、案内ローラとして、円筒状のローラ体の外周面に複数のフィンが放射状に立設されたフィン付きローラを用いることにより、ブラシローラの場合と同様に、スイッチバックを一層円滑に行うことができる。
【００２６】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の両面ユニットを画像形成装置に搭載することにより、両面印刷時における用紙搬送不良やジャムの発生が低減され、安定した画像形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る両面ユニットのスイッチバックローラ周辺の構造を示す部分断面図である。従来例の図７と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図１に示すように、両面記録路１８ａ、１８ｂの分岐部には、外周面に多数の毛状体３０が植設されたブラシローラ３１が配置されている。ブラシローラ３１は、支軸３２を回転中心として、モータ３３により用紙搬送方向（ここでは矢印Ｂ方向）に回転駆動され、分岐ガイド２８とともに、分岐部を通過する用紙の搬送を補助する。
【００２８】
図２は、図１におけるブラシローラ３１周辺の構造を示す拡大図である。図１を参照しながら、図２を用いて分岐ガイド２８及びブラシローラ３１による用紙のスイッチバック機構について説明する。搬送ローラ２４ａ及び従動ローラ２５ａにより両面記録路１８ａ内を搬送されてきた用紙は、分岐ガイド２８に沿って矢印Ｃ方向に進む。ブラシローラ３１は、用紙の搬送を確実に補助するため、毛状体３０の先端が両面記録路１８ａ、１８ｂ内に所定量突出するように配置されている。
【００２９】
そして、用紙Ｐの後端がブラシローラ３１を通過する際、矢印Ｂ方向に回転するブラシローラ３１の毛状体３０により用紙Ｐ（破線）の後端が矢印Ｃ方向に後押しされる。そのため、用紙Ｐの後端が搬送ローラ２４ａ及び従動ローラ２５ａから離脱した後、図７のように用紙Ｐの後端が分岐ガイド２８上に残ったとしても、用紙Ｐの先端は確実にスイッチバックローラ２０ａ、２０ｂまで到達し、反転トレイ２２上に保持される。
【００３０】
一方、反転トレイ２２上から矢印Ｄ′方向にスイッチバックされてきた用紙Ｐの先端は、矢印Ｂ方向に回転するブラシローラ３１の毛状体３０により下向きに押さえられて両面記録路１８ｂに案内される。これにより、先端に巻きぐせが付いている用紙Ｐ（実線）がスイッチバックされた場合でも、スイッチバック後の用紙が両面記録路１８ａに入り込むことはない。
【００３１】
従って、両面記録路１８ａ、１８ｂの分岐部にブラシローラ３１を設ける本実施形態の構成とすることにより、両面記録路１８ａから反転トレイ２２への用紙搬入時、及び反転トレイ２２から両面記録路１８ｂへの用紙送出時における、用紙の搬送不良やジャムの発生を効果的に防止することができる。
【００３２】
なお、ブラシローラ３１の周速が用紙の搬送速度に対し速すぎたり遅すぎたりすると、用紙の搬送に影響を与え、スイッチバック操作が不安定となる。そのため、ブラシローラ３１の周速は搬送速度と略同じ速度に設定するのが好ましい。また、ブラシローラ３１に植設される毛状体３０の材質についても特に制限はないが、毛状体３０が硬すぎる場合、搬送される用紙を傷つけるおそれがあり、逆に軟らかすぎる場合は用紙の搬送を十分に補助できない。そのため、適度の柔軟性、復元力を有し、耐久性にも優れた合成樹脂等を用いることが好ましい。
【００３３】
図３は、本発明の第２実施形態に係る両面ユニットのスイッチバックローラ周辺の構造を示す部分断面図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、第１実施形態のブラシローラ３１に代えて、外周面に複数のフィン３４が放射状に立設されたフィン付きローラ３５を配置している。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００３４】
本実施形態のフィン付きローラ３５は、矢印Ｂ方向に回転させることにより、図２に示したブラシローラ３１と同様の機能を発揮する。即ち、フィン３４により両面記録路１８ａから反転トレイ２２へ搬入される用紙の後端を後押しし、さらに反転トレイ２２から両面記録路１８ｂへ送出される用紙の先端を下向きに押さえる。これにより、第１実施形態と同様に、スイッチバック時における用紙の搬送不良やジャムの発生を効果的に防止することができる。
【００３５】
なお、フィン３４の枚数については任意に設定可能であるが、用紙を確実に案内するためにはなるべく多くのフィン３４を設ける必要があり、ここでは８枚のフィン３４が設けられたフィン付きローラ３５を用いている。また、フィン付きローラ３５の周速は第１実施形態のブラシローラ３１と同様に搬送速度と略同じ速度に設定するのが好ましく、フィン３４の材質についても、毛状体３１と同様に合成樹脂等を用いることが好ましい。
【００３６】
以上説明したように、ブラシローラ３１或いはフィン付きローラ３５を備えた第１、第２実施形態の両面ユニットを、図５に示したような画像形成装置に搭載することにより、両面印刷時における用紙搬送不良やジャムの発生を簡易な構成で低減し、安定した両面印刷を行うことのできる画像形成装置を低コストで実現可能となる。
【００３７】
なお、ブラシローラ３１或いはフィン付きローラ３５は常に回転させておくこともできるが、ユーザにより両面印刷が選択され、反転トレイ２２上に用紙が搬送される場合にのみ回転させ、それ以外は停止させておく方が、画像形成装置の消費電力を低減可能となるためより好ましい。図４は、第１実施形態の両面ユニットを備えた画像形成装置における画像形成に伴うブラシローラ３１の駆動制御手順を示すフローチャートである。図１を参照しながら、図４のステップに従いブラシローラ３１の駆動制御について説明する。
【００３８】
先ず、ユーザの操作により画像形成が開始されると（ステップＳ１）、画像形成装置に設けられたＣＰＵ等の制御手段（図示せず）により両面印刷処理が選択されているか否かが判断される（ステップＳ２）。両面印刷が行われる場合は、制御手段はモータ３３に制御信号を送信してブラシローラ３１を回転させる（ステップＳ３）。次に、両面印刷処理が継続しているか否かが判断され（ステップＳ４）、両面印刷が継続している場合はそのままブラシローラ３１を回転させておく。両面印刷が終了している場合は、制御手段はモータ３３に制御信号を送信してブラシローラ３１を停止させる（ステップＳ５）。
【００３９】
一方、ステップＳ２において両面印刷処理が選択されていない場合は、制御手段はモータ３３に制御信号を送信せず、ブラシローラ３１は回転しない。そして、画像形成処理が終了したか否かが判断され（ステップＳ６）、画像形成が終了している場合は処理を終了する。一方、画像形成が継続して行われる場合はステップＳ２に戻り、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ２〜Ｓ５）。なお、ここではブラシローラ３１を備えた第１実施形態の両面ユニットを例に挙げて説明したが、フィン付きローラ３５を備えた第２実施形態の両面ユニットについても同様の手順で制御可能である。
【００４０】
その他本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、ブラシローラ３１或いはフィン付きローラ３５を駆動するモータ３３は、専用モータとしても良いし、搬送ローラ２４ａ等の他の部材を駆動するモータと兼用としても良い。また、ここでは両面ユニットが搭載される両面印刷方式の画像形成装置としてデジタル複合機についてのみ示したが、本発明はアナログ方式の複写機やタンデム方式のカラー画像形成装置、ファクシミリ、レーザプリンタ等、他のタイプの画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、反転トレイと、該反転トレイ上に用紙を搬送する第１の搬送路と、反転トレイにより反転された用紙を再搬送する第２の搬送路と、第１及び第２の搬送路の分岐部に設けられた分岐ガイドとを有し、反転トレイ上で用紙の搬送方向を切り替えて用紙の表裏を反転させる両面ユニットにおいて、分岐部に配置され、第１の搬送路より搬送されてくる用紙の後端を後押しして反転トレイ上に案内するとともに、反転トレイ上から送出される用紙の先端を押さえて前記第２の搬送路に案内する案内ローラと、該案内ローラを用紙搬送方向に回転駆動する駆動手段とを設けたこととする。
【００４２】
これにより、用紙のこしの強さや巻きぐせの有無に係わらず、スイッチバック時の用紙搬送不良やジャムの発生を効果的に防止して安定したスイッチバック操作を行うことのできる両面ユニットを簡便且つ低コストで提供することができる。また、案内ローラの周速を用紙搬送速度と略同じ速さとしておけば、用紙の搬送が案内ローラの回転により影響を受けず、スイッチバック操作がより安定なものとなる。
【００４３】
また、案内ローラとしてブラシローラ或いはフィン付きローラを用いたので、用紙後端の後押しや用紙先端の押さえが確実に行われ、一層円滑なスイッチバック操作が可能となる。
【００４４】
また、本発明の両面ユニットを搭載することにより、両面印刷時における用紙搬送不良やジャムの発生を簡易な構成で低減し、安定した両面印刷を行うことのできる画像形成装置を低コストで実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】は、本発明の第１実施形態に係る両面ユニットのスイッチバックローラ周辺の構造を示す部分断面図である。
【図２】は、図１におけるブラシローラ周辺の構造を示す拡大図である。
【図３】は、本発明の第２実施形態に係る両面ユニットのスイッチバックローラ周辺の構造を示す部分断面図である。
【図４】は、第１実施形態の両面ユニットを備えた画像形成装置における、画像形成に伴うブラシローラの駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】は、両面ユニットが搭載された従来の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図６】は、図５における搬送ユニット及び両面ユニット周辺の概略拡大図である。
【図７】は、図６におけるスイッチバックローラ周辺の構造を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１                画像形成装置
２                画像形成部
５                画像読取部
１８ａ            両面記録路（第１の搬送路）
１８ｂ            両面記録路（第２の搬送路）
１９              両面ユニット
２０              スイッチバックローラ対
２０ａ、２０ｂ    スイッチバックローラ
２２              反転トレイ
２４ａ〜２４ｄ    搬送ローラ
２５ａ〜２５ｄ    従動ローラ
２８              分岐ガイド
３０              毛状体
３１              ブラシローラ（案内ローラ）
３２              支軸
３３              モータ（駆動手段）
３４              フィン
３５              フィン付きローラ（案内ローラ）
【図１】
2006219239.tif 000003
【図２】
2006219239.tif 000004
【図３】
2006219239.tif 000005
【図４】
2006219239.tif 000006
【図５】
2006219239.tif 000007
【図６】
2006219239.tif 000008
【図７】
2006219239.tif 000009