(57)【要約】【課題】用紙の紙厚やスリップ、反転ローラの磨耗などがあった場合でも目標とする反転位置で用紙を反転させることができる画像形成装置を提供することを提供すること。【解決手段】画像形成装置１は、中間トレイ２５に用紙を送り込み進行方向を反転して用紙を送り出す反転ローラ５と、用紙を検知する反転センサ７とを有し、反転ローラ５の回転のタイミングおよび反転センサ７の用紙を検知するタイミングに基づいて、反転部７４において反転動作を正常に完了できる反転位置に用紙が停止するように反転ローラ５の反転速度を再設定する反転速度再設定手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙の進行方向を反転するために用紙が一旦搬送される一時搬送部と、前記一時搬送部に用紙を送り込み、さらに進行方向を反転して用紙を送り出す反転ローラと、前記反転ローラの用紙の送り込み方向の上流に設けられた用紙を検知するセンサとを有する画像形成装置であって、
前記反転ローラの回転のタイミングおよび前記センサの用紙を検知するタイミングに基づいて、前記一時搬送部において反転動作を正常に完了できる反転位置に用紙が停止するように前記反転ローラの反転速度を再設定する反転速度再設定手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記反転速度再設定手段は、用紙の紙厚、用紙の紙サイズ、用紙の質量、反転速度と予め規定された基準速度との関係および既に反転動作を行った用紙の枚数の少なくとも１つに基づいて前記再設定する反転速度を算出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記反転ローラの回転のタイミングおよび前記センサの用紙を検知するタイミングに基づいて、前回の反転動作が正常に行われたか否か判断する反転動作判断手段を備え、該反転動作判断手段により反転動作が正常に行われなかったと判断された場合のみ、前記反転速度再設定手段は、前記反転速度を再設定することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記反転動作判断手段は、用紙の反転に要した時間に基づいて前回の反転動作が正常に行われたか否か判断することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記反転動作判断手段は、用紙の反転に要した移動距離に基づいて前回の反転動作が正常に行われたか否か判断することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記反転動作判断手段は、用紙の反転時の往路に要した時間に基づいて前回の反転動作が正常に行われたか否か判断することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記反転動作判断手段は、用紙の反転時の往路に要した移動距離に基づいて前回の反転動作が正常に行われたか否か判断することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面印刷などのために用紙を反転させる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやＭＦＰなどの画像形成装置で両面印刷を行う場合、用紙を反転させる為の反転部を設け、第一面を印字部にて画像形成した用紙を反転部の反転位置で停止させた後、反転位置で進行方向を反転ローラにより逆転させることで、再度印字部へ搬入させるような方法が既に知られている。
【０００３】
しかし、今までの両面印刷では、用紙の紙厚やスリップ、反転ローラの磨耗などにより正常に反転位置で停止ができない場合がある。その場合は、正しいタイミングで印字部へ搬入することができないという問題があった。最悪の場合、反転搬送に用いている反転ローラよりも外に排出されるということが考えられる。
【０００４】
この対策として、特許文献１ではスリップしても一定の紙間で搬送することを目的とし、２センサ間の用紙検知タイミングに基づいて、スイッチバック（反転）のタイミングを決定して制御する方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では用紙の搬送性能を高めることを目的とし、紙種、紙厚に応じてスイッチバック（反転）のタイミングを変更して制御する方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、反転部のローラやセンサの数を増やす方法だと、コストの上昇や制御が複雑になる。また、反転タイミングを変えて制御する方法だと反転位置が変わり、確実に反転する為には反転経路を伸ばす必要があり、装置が大きくなり、コンパクト化、省スペース化を考えると、適切ではない。
【０００７】
本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、その目的は、ローラやセンサの数を増やしたり、装置の大きさを変更すること無く、用紙の紙厚やスリップ、反転ローラの磨耗などがあった場合でも目標とする反転位置で用紙を反転させることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、用紙の進行方向を反転するために用紙が一旦搬送される一時搬送部と、一時搬送部に用紙を送り込み、さらに進行方向を反転して用紙を送り出す反転ローラと、反転ローラの用紙の送り込み方向の上流に設けられた用紙を検知するセンサとを有する画像形成装置であって、反転ローラの回転のタイミングおよびセンサの用紙を検知するタイミングに基づいて、一時搬送部において反転動作を正常に完了できる反転位置に用紙が停止するように反転ローラの反転速度を再設定する反転速度再設定手段を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、反転速度再設定手段は、用紙の紙厚、用紙の紙サイズ、用紙の質量、反転速度と予め規定された基準速度との関係および既に反転動作を行った用紙の枚数の少なくとも１つに基づいて再設定する反転速度を算出することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、反転ローラの回転のタイミングおよびセンサの用紙を検知するタイミングに基づいて、前回の反転動作が正常に行われたか否か判断する反転動作判断手段を備え、反転動作判断手段により反転動作が正常に行われなかったと判断された場合のみ、反転速度再設定手段は、反転速度を再設定することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、反転動作判断手段は、用紙の反転に要した時間に基づいて前回の反転動作が正常に行われたか否か判断することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、反転動作判断手段は、用紙の反転に要した移動距離に基づいて前回の反転動作が正常に行われたか否か判断することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、反転動作判断手段は、用紙の反転時の往路に要した時間に基づいて前回の反転動作が正常に行われたか否か判断することを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、反転動作判断手段は、用紙の反転時の往路に要した移動距離に基づいて前回の反転動作が正常に行われたか否か判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
用紙の紙厚やスリップ、反転ローラの磨耗などがあった場合でも目標とする反転位置で用紙を反転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態の画像形成装置の概略構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の制御部のハードウェア構成図である。
【図３】本発明の実施の形態の画像形成装置の機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態の画像形成装置における用紙の反転に関わる部分の模式図の一例を示したものである。
【図５】本発明の実施の形態の反転動作を行う場合の処理フローを示した図である。
【図６】本発明の実施の形態の反転動作を行う場合を説明した図である。
【図７】本発明の実施の形態の反転モータをOFFしたときの用紙の運動量と用紙にかかる力を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態の反転時における用紙の反転速度を再設定して反転動作を行う処理のフローを示した図である。
【図９】本発明の実施の形態の紙厚に応じて反転速度を算出する場合の処理フローを示した図である。
【図１０】本発明の実施の形態の紙厚に応じた速度比α１の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態の紙サイズに応じて反転速度を算出する場合の処理フローを示した図である。
【図１２】本発明の実施の形態の紙サイズに応じた速度比α２の一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態の用紙の質量に応じて反転速度を算出する場合の処理フローを示した図である。
【図１４】本発明の実施の形態の紙厚の定義値ごとの坪量の一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態の反転速度と基準速度の関係から反転速度を算出する場合の処理フローを示した図である。
【図１６】本発明の実施の形態の印刷枚数に応じて反転速度を算出する場合の処理フローを示した図である。
【図１７】本発明の実施の形態の印刷枚数に応じた速度比α３の一例を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態の前回の反転制御が異常であと判断された場合に、次の反転制御の反転速度を低下させる処理フローを示した図である。
【図１９】本発明の実施の形態の反転制御が正常に終了したかどうかを判断できる処理フローを示した図である。
【図２０】本発明の実施の形態の反転に要する時間の実測値及び理論値を示した図である。
【図２１】本発明の実施の形態の反転モータのスルーアップ及びスルーダウンを考慮して算出した、反転に要した時間を示した図である。
【図２２】本発明の実施の形態の往路での要因のみを取り出して、反転制御が正常に終了したかどうかを判断できる処理フローを示した図である。
【図２３】本発明の実施の形態の往路での反転に要する時間を示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態の反転モータのスルーアップ及びスルーダウンを考慮して算出した、反転センサON／OFF及び反転モータON／OFFの時間とその距離を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態の画像形成装置の概略構成の一例を図１に示す。図１に示す画像形成装置は、装置本体１の下部に２段に設けている給紙部の給紙カセット１１あるいは１２から給紙ローラ１３により用紙Ｐを給紙する。その給紙された用紙Ｐは、分離搬送装置１４により１枚に分離されてグリップローラ対１５へ搬送され、さらに再給紙搬送路１０との合流地点に設けられている中間ローラ対１６を通過し、レジストローラ対１７によりタイミング調整されて感光体ドラム１８へと搬送される。
【００１８】
そこで、感光体ドラム１８の表面には、既に図示しない作像系により画像（トナー像）が形成されており、その画像が用紙Ｐに転写される。その画像は、用紙Ｐが定着装置１９に搬送されることにより定着される。そして、その用紙Ｐは、表裏を反転させずに排出する場合には、そのままストレートに搬送されて、対の排紙コロ２１により機外の排紙トレイ等に排出される。
【００１９】
また、その画像が形成された用紙Ｐを、表裏反転させた後に排出する反転排紙を行う場合や、裏面にも画像を形成する両面画像形成を行う場合には、搬送路の分岐部分に設けている分岐爪２２が、図１で反時計回り方向に回動した位置になるため、用紙Ｐは分岐爪２２により用紙送り込み通路４に搬送される。そして、その用紙Ｐは、用紙送り込み通路４に設けられている搬送コロ対２３を経由して中間トレイ入口コロ２４、さらに反転ローラ５により、両面装置２の中間トレイ２５上に搬送されて一旦スタックされる。なお、反転センサ７により用紙Ｐの搬送方向に対する先端、後端の通過が検出される。
【００２０】
その中間トレイ２５上の用紙Ｐは、反転ローラ５により、図１で左方に給紙され、反転センサ７により用紙Ｐの搬送方向に対する先端、後端の通過が検出される。したがって、その用紙Ｐは搬送コロ２６ａと２６ｂとからなる搬送コロ対のニップに向けて送り出される。
【００２１】
そして、その用紙Ｐを反転排紙する場合には、揺動可能に取り付けられている切換爪２７が図１に示した位置になっているため、用紙Ｐは排紙搬送路２８を上昇して、表裏が反転された状態で排紙コロ２１により機外の排紙トレイ等に排出される。
【００２２】
また、両面画像形成時には、切換爪２７が図１に示した位置から反時計回り方向に揺動した位置になるため、中間トレイ２５上から給紙された用紙Ｐは切換爪２７の弧状の案内面に案内されて再給紙搬送路１０に搬送され、再度レジストローラ対１７によりタイミング調整されて搬送され、感光体ドラム１８の位置で今度は裏面に画像が形成された後に、前述した排紙経路により分岐爪２２からストレートに搬送されて排紙コロ２１により機外の排紙トレイ等に排出される。なお、反転ローラ５と分離搬送装置１４とグリップローラ対１５と中間ローラ対１６とレジストローラ対１７は、それぞれ図示しないクラッチ、ステッピングモータ等により、単独で駆動できるようになっている。
【００２３】
この画像形成装置は、装置の動作を制御する制御部８を設けている。制御部８は任意の場所に設けらてよく、図２にそのハードウェア構成を示す。
【００２４】
図２は、制御部８のハードウェア構成図であり、制御は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどにより構成されるエンジンメインボードであるＥＧＢ３０とセンサ、クラッチ、ステッピングモータなどの負荷を制御するためのエンジンサブボードであるＩＯＢ４０、及び電源や電力に関する制御を行うボードであるＰＳＵ５０により構成される。また、外部とのインターフェイス制御やＨＤＤ６１、小容量の不揮発性メモリであるＮＶＲＡＭ６２、外部から入力されたデータの処理などはコントローラボードであるController６０により行われる。
【００２５】
図３は、本実施の形態の画像形成装置の機能ブロック図である。
反転速度再設定部３０１は、後述する反転部７４において反転動作を正常に完了できる反転位置に用紙が停止するように反転モータに駆動される反転ローラ５の反転速度を所定の記憶部に再設定する機能を有している。ＥＧＢ３０のＣＰＵにより実現されてよい。
情報収集部３０２は、用紙の紙厚、用紙の紙サイズ、用紙の質量、反転速度と予め規定された基準速度との関係および既に反転動作を行った用紙の枚数などの情報を取得する機能を有している。ＥＧＢ３０のＣＰＵにより実現されてよい。
反転動作判断部３０３は、反転ローラ５の回転のタイミングおよび反転センサ７の用紙を検知するタイミングに基づいて、前回の反転動作が正常に行われたか否か判断する機能を有している。ＥＧＢ３０のＣＰＵにより実現されてよい。
測定部３０４は、反転ローラ５を駆動する反転モータのＯＮ／ＯＦＦ、反転センサ７のＯＮ／ＯＦＦなどを測定し、所定の記憶部に記憶する機能を有している。ＥＧＢ３０のＣＰＵやController６０により実現されてよい。
反転速度制御部３０５は、所定の記憶部に設定されている反転速度に基づいて反転ローラ５のステッピングモータ（以下、反転モータという）に駆動される反転ローラ５の反転速度を制御する機能を有している。ＥＧＢ３０のＣＰＵやＩＯＢ４０により実現されてよい。
【００２６】
図４は、本実施の形態の画像形成装置における用紙の反転に関わる部分の模式図の一例を示したものである。主に給紙部７１、印字部７２、排紙部７３、反転部７４から構成されており、給紙部７１から給紙された用紙は印字部７２において画像が形成されて、排紙部７３へと排出される。両面印刷を行う場合は、印字部７２で第一面への画像形成が行われた後に、反転部７４によって用紙が反転されて、再度印字部７２へと搬送されることで第二面への画像形成が行われる。このような構成を持つ画像形成装置では、用紙の反転を実現する反転部７４は、用紙の先端／後端を検知できる反転センサ７と、ステッピングモータによる駆動により回転方向の正転／逆転の変更が可能な反転ローラ５から構成されている。
【００２７】
図５は、図４に示したような構成で反転動作を行う場合の処理フローを示した図である。図６も併せて参照しながら図５の処理フローを説明する。
まず、往路について説明する。図６（a）のように、用紙Ｐが反転部７４へ搬送されると、反転モータにより反転ローラ５を正転ONする（Step1）。
【００２８】
用紙の先端が反転センサ７へ到達すると反転センサ７がONし（Step2）、図６（b）のように反転ローラ５によって反転部７４へと用紙が引き込まれる。
【００２９】
用紙の後端が反転センサ７を通過すると反転センサ７がOFFし（Step3）、その後図６（c）のように反転モータをOFFし反転ローラ５を停止することで、反転部７４への往路の搬送が終了する（Step4）。
【００３０】
次に、復路について説明する。往路の搬送が終了した後に反転モータにより反転ローラ５を逆転ONすると（Step5）、用紙の先端と後端が往路の際と逆転して搬送が開始される。そして、図６（d）のように、用紙Ｐの先端が再度反転センサ７へ到達すると反転センサ７がONし（Step6）、反転部７４から用紙が排出されていく。
【００３１】
用紙の後端が反転センサ７を通過すると反転センサ７がOFFし（Step7）、その後図６（e）のように反転モータをOFFし反転ローラ５を停止することで、反転部７４からの復路の搬送が終了する（Step8）。
【００３２】
図７は、反転モータをOFFしたときの、用紙の運動量と用紙にかかる力を示した図である。
【００３３】
一般的に、質量M、速度Vで移動している物体の運動量Pは、
P=MV  （式５−１）
によって表される。また、dt0の時間でdp0の運動量を変化させる際に働く力f0は、
f0=dp0/dt0  （式５−２）
によって表されるので、運動量Pの物体をdtの時間で停止させる際に働く力fは、
f=dP/dt  （式５−３）
によって表される。
【００３４】
ここで、図５のstep4において、用紙を停止させるために必要な力の運動量の関係について考えと、図７に示したように、用紙Ｐの質量をm、搬送速度をvとすると、このときの運動量pは（式５−１）より、
p=m×v  （式５−４）
によって表される。反転モータをOFFしたと同時に反転ローラ５の回転が停止するものと考えると、用紙を停止させる際に働く力は、用紙と反転ローラ５間に発生する摩擦力Fに等しい。ここで、摩擦力Fを一定として考えると、用紙が停止するまでの力F、用紙の運動量の変化量dp、用紙が停止するまでにかかる時間dtの関係は、（式５−３）と（式５−４）より、
F=dp/dt
⇔dt×F=dp
⇔dt×F=d(m×v)  （式５−５）
となる。（式５−５）から、用紙の質量mが大きいほど、又は搬送速度vが大きいほど、用紙が停止するまでの時間dtは大きくなることが分かる。つまり、用紙の質量が大きい、又は搬送速度が大きいほど、反転ローラ５を停止してから用紙が停止するまでに時間がかかるといえる。
【００３５】
反転ローラ５を停止してから用紙が停止するまでに時間がかかり、用紙の後端が反転ローラ５を通過してしまうような場合には、図５のstep5において反転ローラを逆転ONしても、用紙を搬送できず、反転動作を完了できない。この場合は、ジャムとして、再度第一面の印刷から再開する必要がある。
【００３６】
図８は、反転時における用紙の反転速度を再設定して反転動作を行う処理のフローを示した図である。
【００３７】
前述したように、用紙の運動量が大きいほど（用紙の質量が大きいほど、又は搬送速度が大きいほど）用紙が停止するまでの時間が大きくなり、反転動作を完了できない場合がある。搬送中の用紙の質量は一定であることから、反転動作を完了できない場合には、反転速度を低下させて運動量を小さくすることが有効であるといえる。
【００３８】
そこで、図８は、用紙の運動量が大きくなり、反転動作を完了できない場合を考慮して、用紙の反転速度vを再設定するための処理フローを示している。ただし、図中のStep1〜Step8は、図５のStep1〜Step8と同一である。
【００３９】
Step01の「反転速度の算出」では、反転速度再設定部３０１により、反転動作を完了できるような反転速度を算出する処理が行われる。ここで、用紙の後端が反転ローラ５を通過する前に反転ローラ５を停止でき、確実に反転動作を完了できるような運動量をPとする。このPは予め算出されているものとして、Pを算出した際の用紙の質量をM、速度をVとする。（以降、P=M×Vを基準条件、Mを基準質量、Vを基準速度と呼ぶ）
【００４０】
（式５−５）のように、運動量が一定であれば、用紙が停止するまでの時間が一定となることから、用紙の質量mと反転速度vとの間に、
P=M×V≧m×v  （式６−１）
の関係が成立すれば、確実に反転動作を完了できるといえる。反転動作中の用紙の質量は一定であることから、（式６−１）を満たすような反転速度を算出し、Step02の「反転速度の設定」において、算出した反転速度を所定の記憶部に設定することで、確実に反転動作を完了できるようになる。すなわち、反転速度制御部３０５により所定の記憶部に設定されている反転速度に基づいて反転モータに駆動される反転ローラ５の反転速度を制御する。
【００４１】
Step01の「反転速度の算出」では、様々な方法をとることが可能であり、その処理例を図９〜図１７を参照して説明する。
【００４２】
図９は、紙厚に応じて反転速度を算出する場合の処理フローを示した図である。
【００４３】
一般的に、用紙のサイズが同一の場合、紙厚が厚いほど質量は大きくなり、薄いほど質量は小さくなる。そこで、図８のStep01の「反転速度の算出」の処理として、情報収集部３０２により用紙の紙厚を取得して、（式６−１）を満足するような反転速度を算出するのが、図９の処理フローである。
【００４４】
Step91の「紙厚の取得」では、印刷毎に紙厚をパラメータとしてRAM３３に保持しており、その値を参照することで行われる。
【００４５】
Step92の「紙厚に応じた速度比α１の取得」では、例えば図１０に示すテーブルを利用した方法がある。このテーブルは、予め（式６−１）を満足するように算出されたα1=M/mなる値を、紙厚毎に対応付けしたものである。反転速度vは、基準速度Vと速度比α1を用いて、
v=α1×V  （式７−１）
によって求めることができる。このテーブルは紙サイズ毎に提供されるものであり、各テーブルのα1の値はROM３２に格納されている。また、基準速度Vは一意に与えられるものであり、ROM３２に格納されている。
【００４６】
図１１は、紙サイズに応じて反転速度を算出する場合の処理フローを示した図である。
【００４７】
一般的に、用紙の紙厚が同一の場合、紙サイズが大きいほど質量は大きくなり、小さいほど質量は小さくなる。そこで、図８のStep01の「反転速度の算出」の処理として、情報収集部３０２により用紙の紙サイズを取得して、（式６−１）を満足するような反転速度を算出するのが、図１１の処理フローである。
【００４８】
Step111の「紙サイズの取得」では、印刷毎に用紙の主走査長／副走査長をパラメータとしてRAM３３に保持しており、その値を参照することで行われる。
【００４９】
Step112の「紙サイズに応じた速度比α２の取得」では、例えば図１２に示すテーブルを利用した方法がある。このテーブルは、予め（式６−１）を満足するように算出されたα2=M/mなる値を、紙サイズ毎に対応付けしたものである。ここでは、紙サイズを面積（主走査長×副走査長）で表している。反転速度vは、基準速度Vと速度比α２を用いて、
v=α2×V  （式８−１）
によって求めることができる。このテーブルは紙厚毎に提供されるものであり、各テーブルのα2の値はROM３２に格納されている。また、基準速度Vは一意に与えられるものであり、ROM３２に格納されている。
【００５０】
図１３は、用紙の質量に応じて反転速度を算出する場合の処理フローを示した図である。
図９、図１１で、紙厚や紙サイズに応じて反転速度を算出する方法について記述した。この方法では、速度比α１又はα２のテーブルを、紙サイズごと又は紙厚ごとにROM３２に格納する必要があり、多くのROM３２の領域を必要とする。そこで、図１０、図１２のような紙厚／紙サイズごとのテーブルを用いることなく速度を算出できる方法が図１３の処理フローである。
【００５１】
（式６−１）から、
v≦M×V÷m  （式９−１）
が得られるので、
v=M×V÷m  （式９−２）
の場合は確実に用紙の反転動作を完了できることが分かる。これは、基準質量M、基準速度Vはともに一定であることから、用紙の質量mを算出できれば、反転速度vを算出できることを表している。
【００５２】
図１３のStep131の「紙厚／サイズの取得」では、印刷毎に用紙の紙厚／主走査長／副走査長をパラメータとしてRAM３３に保持しており、その値を参照することで情報収集部３０２により行われる。
【００５３】
紙厚に、単位面積あたりの質量の値（坪量）が保持されている場合は、その値を直接使用して構わないし、紙厚に保持されている値が、普通紙／厚紙のように、坪量に基づいて区分された定義値の場合は、例えば図１４に示すテーブルを利用して坪量を取得しても構わない。テーブルを利用する場合は、紙厚の定義値ごとの坪量はROM３２に格納されている。
【００５４】
Step132の「用紙の質量の算出」では、このようにして取得された紙厚／主走査長／副走査長を用いて行われる。具体的には、紙厚（坪量）をz、主走査長をx、副走査長をyとすると、用紙の質量mは、
m=z×x×y  （式９−３）
によって求めることができるので、反転速度vは、（式９−２）と（式９−３）から、
v=M×V÷（z×x×y）  （式９−４）
によって求めることができる（Step133）。ここで、基準質量Mと基準速度Vは一意に与えられるものであり、ROM３２に格納されている。
【００５５】
図１５は、反転速度と基準速度の関係から反転速度を算出する場合の処理フローを示した図である。
【００５６】
図９、図１１、図１３では、用紙の質量の違いに着目して反転速度を算出する方法について述べた。これらの方法は、実際の搬送速度に関係なく、用紙の質量に応じて反転速度が決定されることになる。しかし、図４のような構成の反転動作では、生産性向上のために、反転速度を増速させるという対応がとられることがある。そのような場合、実際の搬送速度が基準速度より速くなっており、質量のみに着目すると（式６−１）の関係を満足できない場合がある。
【００５７】
そこで、実際の搬送速度が基準速度Vより速くなる場合に、用紙の質量に関係なく反転速度を算出する方法が図１５の処理フローである。
【００５８】
Step151の「反転速度vの取得」では、情報収集部３０２により反転動作で予定している速度vを取得する。通常は基準速度かそれ以下であるが、増速させる場合には基準速度より大きくなる場合がある。そこで、予定している反転速度vが、基準速度Vより大きいかどうかを判断する（Step152）。v≦Vの場合は（式６−１）を満足できるが、v＞Vとなる場合は同式を満足できない可能性がある。
【００５９】
そのような場合には、例えばv=Vとして、（式６−１）を満足できるようなvとすることで、同式を満足できるようになる（Step153）。
ここでは一例として、v=Vとすることについて説明したが、vの算出は（式６−１）を満足できれば、どのような算出式でも構わない。
【００６０】
図１６は、印刷枚数に応じて反転速度を算出する場合の処理フローを示した図である。
【００６１】
図９、図１１、図１３、図１５では、（式５−５）に基づいて、摩擦力Fが一定である場合を前提として述べた。しかし、反転ローラ５の経年劣化（すり減り）や、紙粉の飛着等により、摩擦力Fが低下することが考えられる。（式５−５）の関係に基づくと、用紙の質量mと搬送速度vが同一の場合は、摩擦力Fが低いほど、用紙が停止するまでの時間dtは大きくなることが分かる。
【００６２】
そこで、反転ローラ５の経年劣化や、紙粉等の飛着による摩擦力の低下を考慮して、印刷枚数に応じて反転速度を算出する方法が図１６の処理フローである。
【００６３】
Step161の「印刷枚数の取得」では、情報収集部３０２によりその装置が新品時から反転動作を実施した総枚数を取得する。この総枚数は反転動作毎にカウントアップされて、そのカウント値はNVRAM６２などへ保存される。
【００６４】
次に、この印刷枚数が一定枚数を超えたか判断し（Step162）、超えた場合（Step162／Ｙｅｓ）には、反転速度の変更を実施する。
【００６５】
Step163の「印刷枚数に応じた速度比α３の取得」では、例えば図１７に示すテーブルを利用した方法がある。このテーブルは、印刷枚数に応じた摩擦力の低下の予測値として予めROM３２に設定されており、印刷枚数ごとに速度比α３を対応付けしたものである。
反転速度vは、基準速度Vと速度比α３を用いて、
v=α３×V  （式１１−１）
によって求めることができる（Step164）。ここで、基準速度Vは一意に与えられるものであり、ROM３２に格納されている。
【００６６】
図１８は、前回の反転制御が異常であと判断された場合に、次の反転制御の反転速度を低下させる処理フローを示した図である。
【００６７】
図８、図９、図１１、図１３、図１５、図１６で、各々の条件を満足した場合には、算出した反転速度を再設定して反転制御を行うことについて述べた。しかし、一般的に、正常に反転できる基準である基準条件（P=MV）には余裕値が考慮されており、多少のばらつきが発生しても正常に反転動作を完了できる値として設定されている。それにも関わらず、常に反転速度を低下させてしまうと、正常であるにもかかわらず両面印刷の生産性が低下してしまうことが考えられる。
【００６８】
そこで、前回の反転制御が正常に行われたかどうかを判断し、異常であると判断された場合のみ次の反転速度を再設定する方法が図１８の処理フローである。
【００６９】
まず、前回の反転動作実施時に、正常に反転制御が行われたかどうかを所定の記憶部に記憶しておくものとする。そして、その結果に基づいて、反転動作判断部３０３により前回の反転制御が正常に行われたか判断し（Step181）、正常に行われた場合（Step181／Ｙｅｓ）は「正常時の反転動作」を行い（Step182）、正常に行われなかった場合（Step181／Ｎｏ）は「異常時の反転動作」を行う（Step183）。そして、次の反転動作時の判断で使用するために、「反転制御の判定」で、今回の反転動作が正常に行われたかどうかを判定して（Step184）、反転動作を終了する。ここで、「正常時の反転動作」とは、図５で記述した通常の反転動作のことであり、「異常時の反転動作」とは、図８〜１６で記述したいずれかの反転速度の再設定を要する反転動作のことである。
前回の反転制御が正常に行われたかどうかを判断する方法については、図１９〜図２４を参照して以下に説明する。
【００７０】
図１９は、図５の反転動作の処理において、反転に要した時間である、反転センサ７がOFFしてから再度反転センサ７がONするまでの時間を用いて、反転制御が正常に終了したかどうかを判断できる処理フローを示した図である。ただし、図中のStep1〜Step8は、図５のStep1〜Step8と同一である。
【００７１】
まず、Step3―1において測定部３０４により反転センサ７がOFFした時間をT1として所定の記憶部に記憶する。次に、Step6―1において測定部３０４により反転センサ７がONした時間をT2として所定の記憶部に記憶する。そして、Step6―2において、この所定の記憶部のT1とT2を用いて、反転動作が正常に終了したかどうかの判断を行う。
【００７２】
反転動作が正常に終了したかどうかの判断では、まず、T1とT2を用いて、図２０（a）に示したように、実際に反転動作に要した時間Taを
Ta=T2-T1  （式１３−１）
によって求めることができる。次に、図２０（b）に示したように、反転センサ７がOFFしてから再度反転センサ７がONするまでの時間の理論値を算出する。理論値Tbは、正転時に反転センサ７がOFFしてから反転ローラ５を駆動する反転モータが停止（OFF）するまでの理論時間をt3、反転モータが一時停止している時間をt5、逆転時に反転モータが回転開始してから反転センサ７がONするまでの理論時間をt4とすると、
Tb=t3+t4+t5  （式１３−２）
によって求めることができる。ここで、理論値Tb±β1の範囲外を異常が発生したと判断する時間とした場合、（式１３−１）と（式１３−２）を利用して、
（t3+t4+t5）+β1＜( T2-T1 )  （式１３−３）
（t3+t4+t5）-β1＞( T2-T1 )  （式１３−４）
のいずれか一方を満たす場合、反転動作が異常であると判断することができる。ここで、（式１３−３）を満たす場合は、理論値よりも実際の反転時間の方が大きい場合を表しており、（式１３−４）を満たす場合は、理論値よりも実際の反転時間の方が小さい場合を表している。
【００７３】
図２１は、反転ローラ５を駆動する反転モータのスルーアップ及びスルーダウンを考慮して算出した、反転に要した時間を示した図である。
【００７４】
図１９では、反転センサ７のOFFからONまでの時間で計測するが、複数の速度で動作する場合は、速度毎に規定時間β1を保持する必要があり柔軟性に欠ける。そのような場合には、速度に依存しないように反転センサ７のOFFからONするまでの用紙の搬送距離である移動距離を用いて判断する方法が有効である。
【００７５】
まず、図２１に示したように、反転モータのスルーダウン／スルーアップに要する時間をt1、反転モータの停止時間をt2とする。ただし、反転モータのスルーダウン／スルーアップは速度に関わらず同一の時間かかるものとする。
反転速度をvとすると、定常時での搬送時間Taは、
Ta=（T2-T1）-（t1+t1+t2）  （式１４−１）
によって求めることができるので、定常区間での搬送距離Daは、
Da=v×｛（T2-T1）-（t1+t2+t1）｝  （式１４−２）
によって求めることができる。また、スルーダウン／スルーアップ区間での搬送距離Dbはそれぞれ、
Db=v×t1÷2  （式１４−３）
によって求めることができる。よって、実際の搬送距離Dcは、
Dc=v×｛（T2-T1）-（t1+t2）｝  （式１４−４）
で表される。
理論上の反転センサからの停止距離をD1とした時、理論上の往復搬送距離D2は、
D2=2×D1  （式１４−５）
で表される。
理論値D2±β2の範囲外を異常が発生したと判断する距離とした場合、（式１４−４）と（式１４−５）を利用して、
（ 2×D1+β2 ）＜v×｛（T2-T1）-（t1+t2）｝  （式１４−６）
（ 2×D1-β2 ）＞v×｛（T2-T1）-（t1+t2）｝  （式１４−７）
のいずれか一方を満たす場合、反転動作が異常であると判断することができる。ここで、（式１４−６）を満たす場合は、理論値よりも実際の反転距離の方が大きい場合を表しており、（式１４−７）を満たす場合は、理論値よりも実際の反転距離の方が小さい場合を表している。
【００７６】
ところで、用紙が正常に反転されない場合は、ほとんどが往路で発生する。これは、用紙の後端が反転ローラ５を抜けてしまった場合に正常に反転されないことになるからである。図１９及び図２０の説明では、復路での要因も含まれているが、復路では正常に搬送されないことが少ないため、往路での時間だけを計測した方が、より高精度に検知できる。
【００７７】
図２２は、図１９での反転動作が正常に終了したかどうかの判断において、往路での要因のみを取り出して、反転制御が正常に終了したかどうかを判断できる処理フローを示した図である。
【００７８】
まず、図１９と同様に、Step3―1において測定部３０４により反転センサ７がOFFした時間をT1として所定の記憶部に記憶する。
次に、Step4―1において測定部３０４により反転モータにより反転ローラ５をOFFした時間をT4として所定の記憶部に記憶し、Step5―1において測定部３０４により反転モータにより反転ローラ５を逆転ONした時間をT3として所定の記憶部に記憶する。
そして、図１９と同様に、Step6―1において測定部３０４により反転センサ７がONした時間をT2として所定の記憶部に記憶する。そして、Step6―2において、この所定の記憶部のT1〜T4を用いて、反転動作が正常に終了したかどうかの判断を行う。
【００７９】
反転動作が正常に終了したかどうかの判断では、まず、T1とT4を用いて、図２３に示したように、往路に要した時間Taを
Ta=T4-T1  （式１５−１）
によって求める。また、復路に要した時間Tbは、
Tb=T2-T3  （式１５−２）
によって求める。ただし、スルーアップ／スルーダウン時の傾きは同一とする。
ここで、往路に要した時間と復路に要した時間の差が±β3の範囲外を異常が発生したと判断する時間とした場合、
( T4-T1-β3 ) ＞ ( T2-T3 )  （式１５−３）
( T4-T1+β3 ) ＜ ( T2-T3 )  （式１５−４）
のいずれか一方を満たす場合、反転動作が異常であると判断することができる。ここで、（式１５−３）を満たす場合は、往路より復路の方が反転に要した時間が短い場合を表しており、（式１５−４）を満たす場合は、往路より復路の方が反転に要した時間が長い場合を表している。
【００８０】
図２４は、反転ローラ５を駆動する反転モータのスルーアップ及びスルーダウンを考慮して算出した、反転センサON／OFF及び反転モータON／OFFの時間とその距離を示した図である。
【００８１】
図２２では、往路に要した時間で計測するが、複数の速度で動作する場合は、速度毎に規定時間β3を保持する必要があり柔軟性に欠ける。そのような場合には、速度に依存しないように反転センサ７のOFFからONするまでの用紙の搬送距離である移動距離を用いて判断する方法が有効である。
まず、図２４に示したように、往路での搬送距離D1と復路での搬送距離D2はそれぞれ、
D1=v×（T4-T1-t1÷２）  （式１６−１）
D2=v×（T2-T3-t1÷２）  （式１６−２）
によって求めることができる。往路と復路は同じ搬送距離進むので等しいはずであるが、前述したように往路の搬送時間と復路の搬送時間が異なることがある。往路でのすべり距離をd1とすると、
d1=D1-D2
=v×｛（T4-T1-t1÷2）-（T2-T3-t1÷2）｝
=v×（T4-T1-T2+T3）  （式１６−３）
が得られる。すべり距離d1が±β4の範囲外を異常が発生したと判断する距離とした場合、
v×（T4-T1-T2+T3）＞β4  （式１６−４）
v×（T4-T1-T2+T3）＜-β4  （式１６−５）
のいずれか一方を満たす場合、反転動作が異常であると判断することができる。ここで、（式１６−４）を満たす場合は、往路より復路の方がすべり距離が長い場合を表しており、（式１６−５）を満たす場合は、往路より復路の方がすべり距離が短い場合を表している。
【００８２】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。表裏反転させた後に排出する反転排紙を行う場合や、裏面にも画像を形成する両面画像形成を行う場合などに適用可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１    画像形成装置
２    両面装置
４    用紙送り込み通路
５    反転ローラ
７    反転センサ
１０    再給紙搬送路
１１、１２    給紙カセット
１３    給紙ローラ
１４    分離搬送装置
１５    グリップローラ対
１６    中間ローラ対
１７    レジストローラ対
１８    感光体ドラム
１９    定着装置
２１    排紙コロ
２２    分岐爪
２３    搬送コロ対
２４    中間トレイ入口コロ
２５    中間トレイ
２６ａ、２６ｂ    搬送コロ
２７    切換爪
２８    排紙搬送路
Ｐ    用紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開２００１−００２２９７号公報
【特許文献２】特開２００４−０５１２５２号公報
【図１】
2011001136.tif 000003
【図２】
2011001136.tif 000004
【図３】
2011001136.tif 000005
【図４】
2011001136.tif 000006
【図５】
2011001136.tif 000007
【図６】
2011001136.tif 000008
【図７】
2011001136.tif 000009
【図８】
2011001136.tif 000010
【図９】
2011001136.tif 000011
【図１０】
2011001136.tif 000012
【図１１】
2011001136.tif 000013
【図１２】
2011001136.tif 000014
【図１３】
2011001136.tif 000015
【図１４】
2011001136.tif 000016
【図１５】
2011001136.tif 000017
【図１６】
2011001136.tif 000018
【図１７】
2011001136.tif 000019
【図１８】
2011001136.tif 000020
【図１９】
2011001136.tif 000021
【図２０】
2011001136.tif 000022
【図２１】
2011001136.tif 000023
【図２２】
2011001136.tif 000024
【図２３】
2011001136.tif 000025
【図２４】
2011001136.tif 000026