(57)【要約】【課題】高速で両面印刷を行うことができ、両面反転装置が大型化することがなく、構成が簡素で、コストが低く、信頼性が高くなるようにする。【解決手段】両面反転装置は、媒体の表裏を反転する正逆回転可能な反転手段を備え、排出ローラと反転手段との間に、媒体を検出する第１のセンサが配設され、第１のセンサよりも媒体の搬送方向上流側に、媒体を検出する第２のセンサが配設され、制御部は、第２のセンサの検出結果に基づいて第１のセンサが媒体の後端を検出する第１のタイミングを計算し、第１のタイミング以前の第２のタイミングで反転手段による媒体の搬送速度を低下させる。【選択図】図１
2011057339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）媒体に画像を形成する画像形成部と、
（ｂ）該画像形成部を通過した前記媒体を排出する排出ローラと、
（ｃ）該排出ローラによって排出された前記媒体の表裏を反転させる両面反転装置と、
（ｄ）前記画像形成部、排出ローラ及び両面反転装置を制御する制御部とを有する画像形成装置であって、
（ｅ）前記両面反転装置は、前記媒体の表裏を反転する正逆回転可能な反転手段を備え、
（ｆ）前記排出ローラと前記反転手段との間に、前記媒体を検出する第１のセンサが配設され、
（ｇ）該第１のセンサよりも前記媒体の搬送方向上流側に、前記媒体を検出する第２のセンサが配設され、
（ｈ）前記制御部は、前記第２のセンサの検出結果に基づいて前記第１のセンサが前記媒体の後端を検出する第１のタイミングを計算し、該第１のタイミング以前の第２のタイミングで前記反転手段による前記媒体の搬送速度を低下させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２のタイミングを補正する補正値を記憶する記憶手段を備え、前記補正値に基づいて前記第２のタイミングを補正する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記反転手段は、正逆回転可能なステッピングモータによって駆動される反転ローラである請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２のセンサは、前記画像形成部を通過した前記媒体が前記排出ローラを通過することを検出する排出センサである請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１及び２のセンサは、アクチュエータの回転によって前記媒体の先端及び後端を検出する請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１及び２のセンサは、前記媒体の先端を検出する位置と前記媒体の後端を検出する位置とが相違する請求項５に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、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式プリンタ、ファクシミリ機、複写機等の画像形成装置においては、用紙の表裏両面に画像を形成する両面印刷を行うために、用紙の表裏を反転させる両面反転装置を有する。
【０００３】
そして、用紙を反転させる際には、一方の面に画像が形成されて画像形成部から搬出された用紙を、切替ブレードによって両面反転装置に誘導する。すると、該両面反転装置の反転ローラが用紙を一旦（たん）、用紙退避路に引き込む。そして、前記反転ローラの上流に配設された用紙後端検出センサが用紙退避路に引き込まれた用紙の後端を検出すると、反転ローラを減速させて停止させた後に、逆方向に回転させる。これにより、用紙退避路に引き込まれた用紙を両面反転装置の搬送路に送り出し、用紙の表裏を反転させる。
【０００４】
そして、表裏が反転された用紙は、再び、画像形成部に搬入され、他方の面にも画像が形成される。このようにして、表裏両面に画像が形成された用紙は、画像形成部から搬出され、排出部へ排出される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０８９６２号公報
【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、前記従来の画像形成装置においては、該画像形成装置内での用紙の搬送速度が高速になると、両面反転装置の反転ローラの用紙引き込み速度もそれに合わせて高速にする必要があるので、用紙後端検出センサが用紙の後端を検出した後に反転ローラを減速させて停止させ、更に逆方向に回転させるときに、用紙の後端が反転ローラから抜け落ちてしまうことがある。
【０００７】
また、用紙の後端が反転ローラから抜け落ちてしまうことがないように、用紙後端検出センサの位置を反転ローラのより上流側に移動させると、両面反転装置が大きくなり、かつ、反転位置精度も低下してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、媒体を検出する第１のセンサの上流に第２のセンサを配設し、該第２のセンサの検出結果に基づいて第１のセンサが媒体の後端を検出する第１のタイミングを計算し、該第１のタイミング以前の第２のタイミングで反転手段による媒体の搬送速度を低下させることによって、高速で両面印刷を行うことができ、両面反転装置が大型化することがなく、構成が簡素で、コストが低く、信頼性の高い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】
【０００９】
そのために、本発明の画像形成装置においては、媒体に画像を形成する画像形成部と、該画像形成部を通過した前記媒体を排出する排出ローラと、該排出ローラによって排出された前記媒体の表裏を反転させる両面反転装置と、前記画像形成部、排出ローラ及び両面反転装置を制御する制御部とを有する画像形成装置であって、前記両面反転装置は、前記媒体の表裏を反転する正逆回転可能な反転手段を備え、前記排出ローラと前記反転手段との間に、前記媒体を検出する第１のセンサが配設され、該第１のセンサよりも前記媒体の搬送方向上流側に、前記媒体を検出する第２のセンサが配設され、前記制御部は、前記第２のセンサの検出結果に基づいて前記第１のセンサが前記媒体の後端を検出する第１のタイミングを計算し、該第１のタイミング以前の第２のタイミングで前記反転手段による前記媒体の搬送速度を低下させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、画像形成装置は、媒体を検出する第１のセンサの上流に第２のセンサを配設し、該第２のセンサの検出結果に基づいて第１のセンサが媒体の後端を検出する第１のタイミングを計算し、該第１のタイミング以前の第２のタイミングで反転手段による媒体の搬送速度を低下させるようになっている。これにより、高速で両面印刷を行うことができ、両面反転装置が大型化することがなく、構成を簡素化することができ、コストを低減し、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における切替ブレードの切替機構の部分拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における両面反転装置の周辺を示す部分拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるセンサとローラとの距離を説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるＲＯＭ内の情報を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における反転ローラの周速度と減速時間との関係を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における反転ローラの減速距離と減速時間との関係を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の両面反転装置の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の両面反転装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態におけるＲＯＭ内の情報を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における画像形成装置の両面反転装置の動作を示すタイムチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における画像形成装置の両面反転装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。
【００１４】
図において、１０は本実施の形態における画像形成装置であり、例えば、プリンタ、ファクシミリ機、複写機、各種の機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類のものであってもよい。ここでは、前記画像形成装置１０が、電子写真方式によって画像を形成する電子写真式プリンタであって、記録紙１２の表裏両面に画像を形成する両面印刷を行うことができるプリンタであり、記録紙１２の表裏を反転させる両面反転装置を有するものとして説明する。なお、前記画像形成装置１０は、カラー画像を形成する装置であってもよいが、説明の都合上、モノクロ画像を形成する装置であるものとする。
【００１５】
図に示されるように、画像形成装置１０は、媒体としての記録紙１２を収納する給紙カセット１３と、該給紙カセット１３にセットされた記録紙１２を１枚ずつ分離して給紙する給紙ローラ１４とを有する。記録紙１２は、給紙ローラ１４によって給紙された後、搬送経路下流側に配設された一対の搬送ローラ１５へ送られ、更に下流に配設された一対のレジストローラ１６に送られる。そして、記録紙１２は、レジストローラ１６によって、斜行を矯正された後、画像形成部１７に搬送される。
【００１６】
なお、レジストローラ１６と画像形成部１７との間には、記録紙１２の先端を検出する書出しセンサ３８が配設され、記録紙１２は前記書出しセンサ３８を通過して画像形成部１７へと送られる。
【００１７】
ここで、該画像形成部１７は、トナーを供給するトナーカートリッジ１７ａ、トナー像を担持する感光体ドラム１７ｂ、該感光体ドラム１７ｂの表面に静電潜像を形成する記録ヘッド１７ｃ及びトナー像を記録紙１２に転写するような電圧を印加する転写ローラ１７ｄを有し、前記レジストローラ１６によって搬送された記録紙１２の表面に、トナー像を転写する。
【００１８】
さらに、画像形成部１７の下流側には、定着部１８が配設されている。該定着部１８は、記録紙１２上のトナーを加熱する加熱ローラ１８ａ及び加圧ローラ１８ｂを備え、記録紙１２が前記加熱ローラ１８ａと加圧ローラ１８ｂとに挟まれて搬送されると、記録紙１２上のトナー像は、加熱ローラ１８ａ及び加圧ローラ１８ｂによって加熱及び加圧され、記録紙１２上に定着される。
【００１９】
そして、前記定着部１８によってトナー像が定着された記録紙１２、すなわち、印刷が行われた記録紙１２は、一対の排出ローラ１９によって切替ブレード２０へ搬送される。なお、定着部１８と排出ローラ１９との間には、記録紙１２の排出を検出する排出センサ３３が配設されている。
【００２０】
また、前記切替ブレード２０は、支点２０ａを中心にして回転可能に配設され、記録紙１２に記録を完了して排出部２１へ搬送する排出ルートと、記録紙１２を両面反転装置に搬送する反転ルート３６とに切り替えることができる。そして、通常の印刷の場合には一方の面に、又、両面印刷の場合には両面に印刷が行われた記録紙１２は、搬送ローラ対２２及び２３によって排出ルートを通って搬送され、排出部２１に排出される。
【００２１】
前記反転ルート３６における切替ブレード２０の下流には、記録紙１２の表裏を反転する正逆回転可能な反転手段としての一対の反転ローラ２４が配設されている。また、該反転ローラ２４の下部には、反転ルート３６を通って搬送され、反転ローラ２４によって引き込まれた記録紙１２を退避させる退避路２５が配設されている。なお、前記反転ローラ２４及び退避路２５は、各々、両面反転装置の一部として機能する。また、反転ローラ２４の近傍には、切替ブレード２０との間の反転ルート３６上における記録紙１２の有無を検出する反転部センサ３２が配設されている。
【００２２】
そして、反転ローラ２４によって表裏が反転された記録紙１２は、搬送ローラ対２９及び３０によって復帰ルート３７を通って搬送ローラ１５へと送られ、その後、レジストローラ１６を介して、再び、画像形成部１７に搬送される。これにより、記録紙１２の他方の面に印刷が行われる。
【００２３】
次に、前記切替ブレード２０の切替機構の構成について詳細に説明する。
【００２４】
図２は本発明の第１の実施の形態における切替ブレードの切替機構の部分拡大図である。
【００２５】
図に示されるように、切替ブレード２０は、支点２０ａを中心に回転可能であり、スプリング３４が接続され、該スプリング３４の張力によって支点２０ａを中心にして反時計回り方向に付勢されている。また、切替ブレード２０の下部２０ｂには、伸縮可能なロッドを備えるソレノイド３５が配設されている。
【００２６】
そして、該ソレノイド３５をオフ（ＯＦＦ）にするとロッドが収縮し、切替ブレード２０は破線で示される姿勢となり、ソレノイド３５をオン（ＯＮ）にするとロッドが伸長し、切替ブレード２０は実線で示される姿勢になる。これにより、記録紙１２の搬送方向を切り替えることができる。
【００２７】
次に、前記両面反転装置の周辺の構成について詳細に説明する。
【００２８】
図３は本発明の第１の実施の形態における両面反転装置の周辺を示す部分拡大図である。
【００２９】
図に示されるように、反転ローラ２４のニップ接線は復帰ルート３７の方向を向いている。そして、記録紙１２は、反転ルート３６から反転ローラ２４に送り込まれ、反転ローラ２４が逆回転すると、復帰ルート３７に送り出される。
【００３０】
また、反転ルート３６における切替ブレード２０と反転ローラ２４との間に配設された反転部センサ３２は、記録紙１２の有無に反応するアクチュエータ３２ｂとフォトカプラ３２ａとを有する。前記アクチュエータ３２ｂは、支点３２ｃを中心に回転可能であり、その自重及び図示されないスプリングの付勢力によって、記録紙１２が反転ルート３６上に存在しないときには、図に示されるように、フォトカプラ３２ａの出力がオフとなる姿勢に維持されている。
【００３１】
次に、前記画像形成装置１０の制御装置の構成について説明する。
【００３２】
図４は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
【００３３】
図において、４０は、各種センサからの情報に基づいて、画像形成部１７及び各モータの動作を制御する制御部であり、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、記憶装置４４及びタイマ４９を備える。なお、制御部４０には、書出しセンサ３８、排出センサ３３、反転部センサ３２、画像形成部１７を制御する画像形成制御部４５及びモータ制御部４６が接続されている。
【００３４】
そして、前記ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記録されたプログラムに従い、書出しセンサ３８及び反転部センサ３２のオンオフ情報を読み取り、該オンオフ情報によって、タイマ４９の起動及び停止を読み取り、各モータの制御を行う。なお、排出センサ３３及びタイマ４９は、モータ駆動用、各種センサの監視用に、何本か利用可能となっている。
【００３５】
また、前記モータ制御部４６は、排出ローラ１９を駆動する排出モータ４７及び反転ローラ２４を駆動する反転モータ４８の回転を制御するとともに、ソレノイド３５のオンオフを制御するようになっている。なお、少なくとも、前記反転モータ４８には、正逆回転可能なステッピングモータを使用することが望ましい。
【００３６】
次に、前記反転部センサ３２及び排出センサ３３と反転ローラ２４及び排出ローラ１９との距離について説明する。
【００３７】
図５は本発明の第１の実施の形態におけるセンサとローラとの距離を説明する図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるＲＯＭ内の情報を示す図である。
【００３８】
本実施の形態においては、図５に示されるように、第２のセンサとしての排出センサ３３も、第１のセンサとしての反転部センサ３２と同様に、支点３３ｃを中心に回転可能なアクチュエータ３３ｂを有する。反転部センサ３２及び排出センサ３３は、アクチュエータ３２ｂ及び３３ｂの回転によって記録紙１２の先端が到達したこと及び後端が通過したことを検出するので、記録紙１２の先端が到達したことが検出される位置と、記録紙１２の後端が通過したことが検出される位置とが相違する。
【００３９】
Ｌ１は、排出センサ３３がオンとなって、記録紙１２の先端が到達したことを排出センサ３３によって検出される位置から排出ローラ１９のニップ位置までの、記録紙１２の搬送経路に沿った距離である。Ｌ２は、排出センサ３３がオフとなって、記録紙１２の後端が通過したことを排出センサ３３によって検出される位置から排出ローラ１９のニップ位置までの、記録紙１２の搬送経路に沿った距離である。
【００４０】
Ｌ３は、反転部センサ３２がオフとなって、記録紙１２の後端が通過したことを反転部センサ３２によって検出される位置から反転ローラ２４のニップ位置までの、記録紙１２の搬送経路に沿った距離である。Ｌ４は、反転部センサ３２がオンとなって、記録紙１２の先端が到達したことを反転部センサ３２によって検出される位置から反転ローラ２４のニップ位置までの、記録紙１２の搬送経路に沿った距離である。
【００４１】
Ｌ５は、排出ローラ１９のニップ位置から反転ローラ２４のニップ位置までの、記録紙１２の搬送経路に沿った距離である。
【００４２】
また、ＲＯＭ４２には、図６に示されるように、Ｌ７及びＬ８の値が、あらかじめ情報として記録されている。
【００４３】
Ｌ７は、排出センサ３３がオンとなってから反転ローラ２４が回転を開始するまでの時間に相当する、記録紙１２の搬送経路に沿った距離である。Ｌ８は、排出センサ３３がオフとなってから反転ローラ２４が回転速度を低下させるまでの時間に相当する、記録紙１２の搬送経路に沿った距離である。
【００４４】
次に、前記反転ローラ２４の回転の変化について説明する。
【００４５】
図７は本発明の第１の実施の形態における反転ローラの周速度と減速時間との関係を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態における反転ローラの減速距離と減速時間との関係を示す図である。
【００４６】
反転ローラ２４は、記録紙１２の反転を行う際に、該記録紙１２を引き込んで退避路２５に退避させると回転を停止し、続いて、逆方向に回転して記録紙１２を復帰ルート３７に送り出すのであるが、回転を急停止するのではなく、減速動作を行った後に停止するようになっている。
【００４７】
具体的には、反転ローラ２４の回転速度は、図７に示されるように、変化する。なお、図７においては、回転速度を、単位時間当たりの回転数ではなく、反転ローラ２４の周面の速度、すなわち、周速度で表している。また、図７において、線Ａ１は当初の周速度が３００〔ｍｍ／ｓ〕である場合の変化を示し、線Ｂ１は当初の周速度が２００〔ｍｍ／ｓ〕である場合の変化を示し、線Ｃ１は当初の周速度が１００〔ｍｍ／ｓ〕である場合の変化を示している。
【００４８】
また、図８には、反転ローラ２４が減速を開始してから停止するまでの反転ローラ２４の周面の変位量、すなわち、減速距離〔ｍｍ〕と、反転ローラ２４が減速を開始してから停止するまでの時間、すなわち、減速時間〔ｍｓ〕との関係が示されている。減速距離は、反転ローラ２４の回転速度によって相違する。なお、図８において、線Ａ２は当初の周速度が３００〔ｍｍ／ｓ〕である場合の変化を示し、線Ｂ２は当初の周速度が２００〔ｍｍ／ｓ〕である場合の変化を示し、線Ｃ２は当初の周速度が１００〔ｍｍ／ｓ〕である場合の変化を示している。
【００４９】
次に、前記構成の画像形成装置１０の動作について説明する。ここでは、両面反転装置の動作に焦点を絞って説明することとする。
【００５０】
図９は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の両面反転装置の動作を示すタイムチャート、図１０は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の両面反転装置の動作を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、制御部４０は、画像形成部１７の動作を開始させ、記録紙１２の一方の面への画像の形成を開始させるとともに、排出モータ４７を作動させ、排出ローラ１９の回転を開始させる。このとき、排出ローラ１９の回転速度は、周速度で表すと、Ｖａ〔ｍｍ／ｓ〕であるとする。ここでは、Ｖａ＝３００〔ｍｍ／ｓ〕として説明する。
【００５２】
続いて、前記制御部４０のＣＰＵ４１は、記録紙１２の先端が排出センサ３３に到達するのを監視する。すなわち、排出センサ３３がオンになったか否かの判断を繰り返す。
【００５３】
そして、ＣＰＵ４１は、排出センサ３３が記録紙１２の先端を検出すると、すなわち、排出センサ３３がオンになると、タイマ４９が備える図示されないタイマＡを起動させる。すなわち、タイマＡによる計時を開始させる。
【００５４】
続いて、ＣＰＵ４１は、タイマＡによる計時時間がＴ１を超えるまで待機する。すなわち、タイマＡ＞Ｔ１になったか否かの判断を繰り返す。なお、Ｔ１は、図９に示されるように、排出センサ３３がオンになってから反転ローラ２４が正回転の方向（記録紙１２を引き込む方向）への回転を開始するまでの時間である。
【００５５】
ところで、図５に示されるようなＬ１、Ｌ４及びＬ５の値は、画像形成装置１０の構造によって定まる数値であって、既知である。本実施の形態においては、Ｌ１＝２０〔ｍｍ〕、Ｌ４＝２０〔ｍｍ〕、Ｌ５＝１２０〔ｍｍ〕であるものとする。
【００５６】
そして、排出センサ３３がオンとなって、記録紙１２の先端が到達したことを排出センサ３３によって検出される位置から、反転部センサ３２がオンとなって、記録紙１２の先端が到達したことを反転部センサ３２によって検出される位置までの、記録紙１２の搬送経路に沿った距離をＬＸとすると、
ＬＸ＝Ｌ１＋Ｌ５−Ｌ４＝１２０〔ｍｍ〕
となる。
【００５７】
なお、反転ローラ２４が正回転の方向への回転を開始するタイミングは、記録紙１２の先端が到達したことを反転部センサ３２によって検出されるタイミングよりも少し早い方が望ましい。そこで、反転部センサ３２によって検出される位置よりも所定距離ΔＬＸだけ上流側の位置に記録紙１２の先端が到達したときに、反転ローラ２４が正回転の方向への回転を開始することとする。したがって、ＲＯＭ４２に記録されているＬ７の値は、
Ｌ７＝ＬＸ−ΔＬＸ
となる。ここでは、ΔＬＸ＝１０〔ｍｍ〕であるものとする。すると、図６に示されるように、
Ｌ７＝１２０−１０＝１１０〔ｍｍ〕
となる。
【００５８】
記録紙１２は、排出ローラ１９の周速度と等しい速度で搬送されると考えられるので、排出センサ３３がオンになってから反転ローラ２４が正回転の方向への回転を開始するまでの時間Ｔ１は、
Ｔ１＝Ｌ７／Ｖａ＝１１０／３００
であり、約０．３６秒となる。
【００５９】
そして、ＣＰＵ４１は、タイマＡによる計時時間がＴ１を超えると、すなわち、タイマＡ＞Ｔ１になると、反転モータ４８による反転ローラ２４の駆動を開始させる。この場合、反転ローラ２４を正回転の方向への回転を開始させ、かつ、その周速度をＶとすると、
Ｖ＝Ｖａ
となるような速度で回転させる。つまり、反転ローラ２４の回転速度を排出ローラ１９の回転速度と等しくする。
【００６０】
続いて、ＣＰＵ４１は、記録紙１２の後端が排出センサ３３を通過するのを監視する。すなわち、排出センサ３３がオフになったか否かの判断を繰り返す。
【００６１】
そして、ＣＰＵ４１は、排出センサ３３が記録紙１２の後端を検出すると、すなわち、排出センサ３３がオフになると、タイマ４９が備える図示されないタイマＢを起動させる。すなわち、タイマＢによる計時を開始させる。また、記録紙１２の後端を検出することによって、排出センサ３３が記録紙１２の先端を検出してから記録紙１２の後端を検出するまでの時間、すなわち、記録紙１２の通過時間Ｔ２を計測することができる。通過時間Ｔ２と排出ローラ１９の周速度Ｖａとから、記録紙１２の長さを算出することができる。
【００６２】
続いて、ＣＰＵ４１は、タイマＢによる計時時間がＴ３を超えるまで待機する。すなわち、タイマＢ＞Ｔ３になったか否かの判断を繰り返す。なお、Ｔ３は、図９に示されるように、排出センサ３３がオフになってから反転ローラ２４が回転速度を低下させる、すなわち、減速を開始するまでの時間である。
【００６３】
ところで、図５に示されるようなＬ２及びＬ３の値も、Ｌ１、Ｌ４及びＬ５の値と同様に、画像形成装置１０の構造によって定まる数値であって、既知である。本実施の形態においては、Ｌ２＝５〔ｍｍ〕、Ｌ３＝１０〔ｍｍ〕であるものとする。
【００６４】
そして、排出センサ３３がオフとなって、記録紙１２の後端が通過したことを排出センサ３３によって検出される位置から、反転部センサ３２がオフとなって、記録紙１２の後端が通過したことを反転部センサ３２によって検出される位置までの、記録紙１２の搬送経路に沿った距離をＬＹとすると、
ＬＹ＝Ｌ２＋Ｌ５−Ｌ３＝１１５〔ｍｍ〕
となる。
【００６５】
なお、反転ローラ２４が減速を開始するタイミングは、記録紙１２の後端が通過したことを反転部センサ３２によって検出されるタイミングよりも少し早い方が望ましい。そこで、反転部センサ３２によって検出される位置よりも所定距離ΔＬＹだけ上流側の位置に記録紙１２の先端が到達したときに、反転ローラ２４が正回転の方向への回転を開始することとする。したがって、ＲＯＭ４２に記録されているＬ８の値は、
Ｌ８＝ＬＹ−ΔＬＹ
となる。ここでは、ΔＬＸと同様に、ΔＬＹ＝１０〔ｍｍ〕であるものとする。すると、図６に示されるように、
Ｌ８＝１１５−１０＝１０５〔ｍｍ〕
となる。
【００６６】
記録紙１２は、反転ローラ２４の周速度と等しい速度で搬送されると考えられるので、排出センサ３３がオフになってから反転ローラ２４が減速を開始するまでの時間Ｔ３は、
Ｔ３＝Ｌ８／Ｖａ＝１０５／３００
であり、０．３５秒となる。
【００６７】
そして、ＣＰＵ４１は、タイマＢによる計時時間がＴ３を超えると、すなわち、タイマＢ＞Ｔ３になると、反転モータ４８による反転ローラ２４の速度変更を開始させる。この場合、反転ローラ２４の速度を低下させ、周速度Ｖを、
Ｖ＝Ｖｂ
となるような速度にする。つまり、反転ローラ２４を減速する。ここで、Ｖｂは、反転部センサ３２が記録紙１２の後端の通過を高精度で検出することができる程度に十分低い記録紙１２の搬送速度に対応する周速度であるとする。ここでは、Ｖｂ＝１００〔ｍｍ／ｓ〕として説明する。なお、反転ローラ２４は、図７に示されるように、減速する。
【００６８】
続いて、ＣＰＵ４１は、記録紙１２の後端が反転部センサ３２を通過するのを監視する。すなわち、反転部センサ３２がオフになったか否かの判断を繰り返す。
【００６９】
そして、ＣＰＵ４１は、反転部センサ３２が記録紙１２の後端を検出すると、すなわち、反転部センサ３２がオフになると、ローラ停止待ちの時間が経過するのを待機する。すなわち、反転部センサ３２がオフになってから時間Ｔ４が経過したか否かの判断を繰り返す。なお、Ｔ４は、図９に示されるように、反転部センサ３２がオフになってから反転ローラ２４がＶｂ＝１００〔ｍｍ／ｓ〕から停止のための減速、すなわち、停止動作を開始するまでの時間である。そして、反転ローラ２４は、図７に示されるように、減速する。つまり、反転ローラ２４がＶｂ＝１００〔ｍｍ／ｓ〕から停止するまでには、０．０２秒の減速時間が必要である。
【００７０】
記録紙１２が一対の反転ローラ２４から抜け落ちてしまうことがないようにするには、記録紙１２が反転ローラ２４のニップ位置に到達する前に反転ローラ２４が停止している必要がある。そして、反転ローラ２４がＶｂ＝１００〔ｍｍ／ｓ〕から停止するまでには０．０２秒を要し、その間に記録紙１２が１〔ｍｍ〕搬送されるから、反転ローラ２４のニップ位置より１〔ｍｍ〕以上上流の地点を記録紙１２の後端が通過するまでに、反転ローラ２４の停止のための減速を開始する必要がある。一方、記録紙１２の後端が通過したことを反転部センサ３２によって検出される位置から反転ローラ２４のニップ位置までの距離Ｌ３は、前述のように１０〔ｍｍ〕である。
【００７１】
そこで、本実施の形態においては、余裕を見込んで、反転ローラ２４のニップ位置より５〔ｍｍ〕上流の地点を記録紙１２の後端が通過するタイミングで、反転ローラ２４のＶｂ＝１００〔ｍｍ／ｓ〕からの減速を開始することとする。つまり、Ｔ４は、反転部センサ３２がオフになってから記録紙１２の搬送距離が５〔ｍｍ〕となるタイミングまでの時間に相当する値に設定されている。したがって、Ｔ４＝０．０５秒である。
【００７２】
そして、ＣＰＵ４１は、ローラ停止待ちの時間が経過すると、すなわち、時間Ｔ４が経過すると、反転ローラ２４の停止動作を開始させる。すなわち、反転ローラ２４を停止させる。
【００７３】
なお、本実施の形態においては、反転モータ４８にはステッピングモータを使用しているが、制御性が良好なステッピングモータであっても、急速に減速した場合には、駆動系の慣性等の影響によって、想定された特性の通りには減速することができず、余計に回転してしまうことがあるので、減速度をあまり大きくすることができない。また、一対の反転ローラ２４のニップ部で、ある程度余裕を持って記録紙１２を挟持しなければ、反転ローラ２４の回転方向を逆転させたときに、記録紙１２が抜け落ちてしまうことがある。
【００７４】
そこで、ここでは、反転ローラ２４が停止した時点で、記録紙１２の後端から４〔ｍｍ〕の部位を反転ローラ２４のニップ部で挟持することとしている。すなわち、記録紙１２の４〔ｍｍ〕後端を残すようにしている。
【００７５】
例えば、反転ローラ２４の周速度が２００〔ｍｍ／ｓ〕である状態から停止のための減速を行う場合、反転部センサ３２がオフになってから、記録紙１２が２〔ｍｍ〕だけ搬送されるのに相当する時間が経過した後に減速を開始すると、記録紙１２の４〔ｍｍ〕後端を残して反転ローラ２４を停止させることができる。
【００７６】
一方、反転ローラ２４の周速度がＶａ、すなわち、３００〔ｍｍ／ｓ〕である状態から停止のための減速を行う場合には、反転部センサ３２がオフになってから同一の時間が経過した後に減速を開始すると、反転ローラ２４が停止するまでに、記録紙１２が９〔ｍｍ〕も搬送され、残されるのが記録紙１２の１〔ｍｍ〕後端となる、すなわち、記録紙１２の後端から１〔ｍｍ〕の部位を反転ローラ２４のニップ部で挟持することとなるので、記録紙１２が抜け落ちてしまうことがある。
【００７７】
しかし、本実施の形態では、前述のように、排出センサ３３がオフになってから時間Ｔ３が経過すると、反転ローラ２４の周速度をＶｂ、すなわち、１００〔ｍｍ／ｓ〕まで減速しておき、その後、反転ローラ２４の周速度が１００〔ｍｍ／ｓ〕である状態から停止のための減速を開始するので、記録紙１２が５〔ｍｍ〕だけ搬送されるのに相当する時間、すなわち、０．０５秒が経過した後に減速を開始すればよく、安定した位置で停止することができる。
【００７８】
続いて、ＣＰＵ４１は、反転ローラ２４が停止すると、ローラ逆転待ちの時間が経過するのを待機する。すなわち、反転ローラ２４が停止してから時間Ｔ５が経過したか否かの判断を繰り返す。なお、Ｔ５は、図９に示されるように、反転ローラ２４が停止してから逆方向の回転を開始するまでの時間である。
【００７９】
本実施の形態においては、反転モータ４８にはステッピングモータを使用しているが、ステッピングモータの回転方向を切り替えると、振動が発生することがある。そこで、振動が減衰して十分に小さくなるまでの時間をローラ逆転待ちの時間Ｔ５とする。ここでは、Ｔ５＝０．１秒に設定したものとする。
【００８０】
そして、ＣＰＵ４１は、ローラ逆転待ちの時間が経過すると、すなわち、時間Ｔ５が経過すると、反転モータ４８による反転ローラ２４の駆動を開始させ、処理を終了する。この場合、反転ローラ２４を逆回転の方向への回転を開始させ、その周速度Ｖが、
Ｖ＝−Ｖｃ
となるような速度で回転させる。これにより、記録紙１２は、表裏を反転して復帰ルート３７に送り出される。
【００８１】
なお、オペレータによる記録紙１２のサイズ指定に従って反転ローラ２４を減速するタイミングを設定するようにすると、実際に搬送されてくる記録紙１２の長さが短い場合には、反転ローラ２４を減速するタイミングが遅くなって、記録紙１２が反転ローラ２４から抜け落ちてしまうことがある。これに対し、本実施の形態では、排出センサ３３及び反転部センサ３２によって記録紙１２の前端及び後端を検出したタイミングに基づいて、反転ローラ２４を減速するので、記録紙１２の反転動作を安定させることが可能となる。
【００８２】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１  排出センサ３３がオンになったか否かを判断する。排出センサ３３がオンになった場合はステップＳ２に進み、排出センサ３３がオンになっていない場合は待機する。
ステップＳ２  タイマＡによる計時を開始させる。
ステップＳ３  タイマＡ＞Ｔ１になったか否かを判断する。タイマＡ＞Ｔ１になった場合はステップＳ４に進み、タイマＡ＞Ｔ１になっていない場合は待機する。
ステップＳ４  反転モータ４８による反転ローラ２４の駆動を開始させる（周速度Ｖ＝Ｖａ）。
ステップＳ５  排出センサ３３がオフになったか否かを判断する。排出センサ３３がオフになった場合はステップＳ６に進み、排出センサ３３がオフになっていない場合は待機する。
ステップＳ６  タイマＢによる計時を開始させる。
ステップＳ７  タイマＢ＞Ｔ３になったか否かを判断する。タイマＢ＞Ｔ３になった場合はステップＳ８に進み、タイマＢ＞Ｔ３になっていない場合は待機する。
ステップＳ８  反転モータ４８による反転ローラ２４の速度変更を開始させる（周速度Ｖ＝Ｖｂ）。
ステップＳ９  反転部センサ３２がオフになったか否かを判断する。反転部センサ３２がオフになった場合はステップＳ１０に進み、反転部センサ３２がオフになっていない場合は待機する。
ステップＳ１０  ローラ停止待ちの時間が経過したか否かを判断する。ローラ停止待ちの時間が経過した場合はステップＳ１１に進み、ローラ停止待ちの時間が経過していない場合は待機する。
ステップＳ１１  反転ローラ２４を停止させる。
ステップＳ１２  ローラ逆転待ちの時間が経過したか否かを判断する。ローラ逆転待ちの時間が経過した場合はステップＳ１３に進み、ローラ逆転待ちの時間が経過していない場合は待機する。
ステップＳ１３  反転モータ４８による反転ローラ２４の駆動を開始させ（周速度Ｖ＝−Ｖｃ）、処理を終了する。
【００８３】
このように、本実施の形態においては、排出センサ３３によって記録紙１２の通過時間Ｔ２を計測するので、記録紙１２の長さの実測値を取得することができ、それにより、記録紙１２の後端が到達するタイミングを予測して反転ローラ２４の速度を変化させることができる。したがって、高速で記録紙１２を搬送しても、両面反転装置を大きくする必要がなく、高速で安定した両面印刷を行うことができる画像形成装置１０を提供することが可能となる。また、反転部センサ３２、排出センサ３３等の各種センサの誤差、温度及び湿度の変化による排出ローラ１９、反転ローラ２４等の各種ローラの膨張又は収縮、搬送経路の各部の距離の計測誤差等の影響をキャンセルすることができる。
【００８４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００８５】
図１１は本発明の第２の実施の形態におけるＲＯＭ内の情報を示す図である。
【００８６】
本実施の形態における記憶装置４４は不揮発のメモリであり、タイミングを補正する補正値を記憶する記憶手段である。そして、記憶装置４４には、以下に説明する動作で記録された補正情報であるＬ９の値が、補正値として、非通電状態でも保持される。なお、以下に説明する補正が一度も行われていない状態では、Ｌ９の値はゼロである。
【００８７】
また、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００８８】
次に、本実施の形態における画像形成装置１０の動作について説明する。ここでは、両面反転装置の動作に焦点を絞って説明することとする。
【００８９】
図１２は本発明の第２の実施の形態における画像形成装置の両面反転装置の動作を示すタイムチャート、図１３は本発明の第２の実施の形態における画像形成装置の両面反転装置の動作を示すフローチャートである。
【００９０】
なお、画像形成部１７の動作を開始させてからタイマＢによる計時を開始させるまでの動作については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００９１】
そして、タイマＢによる計時を開始させると、ＣＰＵ４１はＴ１０を算出する。なお、Ｔ１０は、図１２に示されるように、排出センサ３３がオフになってから反転ローラ２４が回転速度を低下させる、すなわち、減速を開始するまでの時間である。
【００９２】
ここで、時間Ｔ１０に相当する記録紙１２が搬送される距離をＬ１０とすると、
Ｌ１０＝Ｌ８＋Ｌ９
となる。なお、Ｌ９は、図１１に示されるように、記憶装置４４に記録された補正情報であって、２〔ｍｍ〕である。また、Ｌ８は、図６に示されるように、１０５〔ｍｍ〕である。
【００９３】
そこで、ＣＰＵ４１は、記憶装置４４に記録された補正情報Ｌ９の値を参照し、Ｌ１０＝１０７〔ｍｍ〕とする。そして、記録紙１２が反転ローラ２４の周速Ｖａ＝３００〔ｍｍ／ｓ〕と等しい速度で搬送されるとすると、
Ｔ１０＝Ｌ１０／Ｖａ＝１０７／３００
であり、約０．３５６秒となる。
【００９４】
続いて、ＣＰＵ４１は、タイマＢによる計時時間がＴ１０を超えるまで待機する。すなわち、タイマＢ＞Ｔ１０になったか否かの判断を繰り返す。
【００９５】
そして、ＣＰＵ４１は、タイマＢによる計時時間がＴ１０を超えると、すなわち、タイマＢ＞Ｔ１０になると、反転モータ４８による反転ローラ２４の速度変更を開始させる。この場合、反転ローラ２４の速度を低下させ、周速度Ｖを、
Ｖ＝Ｖｂ
となるような速度にする。つまり、反転ローラ２４を減速する。
【００９６】
続いて、ＣＰＵ４１は、タイマ４９が備える図示されないタイマＣを起動させる。すなわち、タイマＣによる計時を開始させる。
【００９７】
続いて、ＣＰＵ４１は、記録紙１２の後端が反転部センサ３２を通過するのを監視する。すなわち、反転部センサ３２がオフになったか否かの判断を繰り返す。
【００９８】
そして、ＣＰＵ４１は、反転部センサ３２が記録紙１２の後端を検出すると、すなわち、反転部センサ３２がオフになると、タイマＣを停止させる。すなわち、タイマＣによる計時を停止させる。そして、ＣＰＵ４１は、タイマＣの計時した時間、すなわち、タイマ値を読み取ってＴ１１を算出する。
【００９９】
なお、Ｔ１１は、図１２に示されるように、反転ローラ２４がＶａ＝３００〔ｍｍ／ｓ〕から減速を開始してから反転部センサ３２がオフになるまでの時間である。ここでは、Ｔ１１は０．０７秒であるとする。
【０１００】
反転ローラ２４は、図７に示されるように、減速するのであるから、反転ローラ２４がＶａ＝３００〔ｍｍ／ｓ〕からＶｂ＝１００〔ｍｍ／ｓ〕まで減速するには、０．０４秒の減速時間が必要である。そして、該減速時間の間に、記録紙１２は、ＶａからＶｂまでの平均速度で搬送されると考えられるので、８〔ｍｍ〕搬送される。
【０１０１】
Ｔ１１が０．０７秒であって、反転ローラ２４のＶａからＶｂまでの減速時間が０．０４秒であるから、残りは０．０３秒である。つまり、反転部センサ３２は、反転ローラ２４の減速が完了してから０．０３秒でオフになったことが分かる。なお、反転ローラ２４の減速が完了してから０．０３秒の間、記録紙１２は、Ｖｂ＝１００〔ｍｍ／ｓ〕で搬送されるので、３〔ｍｍ〕だけ搬送されたことになる。
【０１０２】
ところで、本実施の形態においては、本来、反転ローラ２４の減速が完了してから記録紙１２が２〔ｍｍ〕だけ搬送されたタイミングで、反転部センサ３２がオフになるように設定されている。そこで、反転ローラ２４の減速が完了してから反転部センサ３２がオフになるまでの間に記録紙１２が搬送される距離を１〔ｍｍ〕だけ短くするように、補正情報であるＬ９の値を補正する必要がある。そのため、Ｌ９の値を、２〔ｍｍ〕に代えて、２−１＝１〔ｍｍ〕として、記憶装置４４に記録する。すなわち、記憶装置４４に記録されたＬ９の値を上書きして、２〔ｍｍ〕から１〔ｍｍ〕に更新する。そして、更新されたＬ９の値は、次の記録紙１２を反転するときに参照される。
【０１０３】
なお、以降の動作については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０４】
このように、記憶装置４４に補正情報であるＬ９の値が記録され、記録紙１２を反転するときにＬ９の値が参照されるとともに、記録紙１２を反転するときに計測された値に基づいてＬ９の値が更新されるようになっているので、反転ローラ２４の外形のばらつき、磨耗等に起因して記録紙１２の搬送速度が変化しても、反転部センサ３２がオフになるタイミングをあらかじめ設定されたタイミングとなるように、自動的に調整することができる。
【０１０５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ２１  排出センサ３３がオンになったか否かを判断する。排出センサ３３がオンになった場合はステップＳ２２に進み、排出センサ３３がオンになっていない場合は待機する。
ステップＳ２２  タイマＡによる計時を開始させる。
ステップＳ２３  タイマＡ＞Ｔ１になったか否かを判断する。タイマＡ＞Ｔ１になった場合はステップＳ２４に進み、タイマＡ＞Ｔ１になっていない場合は待機する。
ステップＳ２４  反転モータ４８による反転ローラ２４の駆動を開始させる（周速度Ｖ＝Ｖａ）。
ステップＳ２５  排出センサ３３がオフになったか否かを判断する。排出センサ３３がオフになった場合はステップＳ２６に進み、排出センサ３３がオフになっていない場合は待機する。
ステップＳ２６  タイマＢによる計時を開始させる。
ステップＳ２７  Ｔ１０を算出する。
ステップＳ２８  タイマＢ＞Ｔ１０になったか否かを判断する。タイマＢ＞Ｔ１０になった場合はステップＳ２９に進み、タイマＢ＞Ｔ１０になっていない場合は待機する。
ステップＳ２９  反転モータ４８による反転ローラ２４の速度変更を開始させる（周速度Ｖ＝Ｖｂ）。
ステップＳ３０  タイマＣによる計時を開始させる。
ステップＳ３１  反転部センサ３２がオフになったか否かを判断する。反転部センサ３２がオフになった場合はステップＳ３２に進み、反転部センサ３２がオフになっていない場合は待機する。
ステップＳ３２  タイマＣによる計時を停止させ、タイマ値を読み取ってＴ１１を算出する。
ステップＳ３３  ローラ停止待ちの時間が経過したか否かを判断する。ローラ停止待ちの時間が経過した場合はステップＳ３４に進み、ローラ停止待ちの時間が経過していない場合は待機する。
ステップＳ３４  反転ローラ２４を停止させる。
ステップＳ３５  ローラ逆転待ちの時間が経過したか否かを判断する。ローラ逆転待ちの時間が経過した場合はステップＳ３６に進み、ローラ逆転待ちの時間が経過していない場合は待機する。
ステップＳ３６  反転モータ４８による反転ローラ２４の駆動を開始させ（周速度Ｖ＝−Ｖｃ）、処理を終了する。
【０１０６】
このように、本実施の形態においては、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるとともに、排出センサ３３及び反転部センサ３２による記録紙１２の後端の検出誤差、反転ローラ２４の搬送誤差等を吸収することができ、記録紙１２の反転動作を安定して行うことができる画像形成装置１０を提供することが可能となる。
【０１０７】
なお、第１及び第２の実施の形態においては、画像形成装置１０がモノクロプリンタである例について説明したが、本発明は、両面印刷を行うカラープリンタ、複写機等の装置についても適用することが可能である。
【０１０８】
また、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１０    画像形成装置
１２    記録紙
１７    画像形成部
１９    排出ローラ
２４    反転ローラ
２５    退避路
３２    反転部センサ
３２ｂ、３３ｂ    アクチュエータ
３３    排出センサ
４０    制御部
４４    記憶装置
【図１】
2011057339.tif 000003
【図２】
2011057339.tif 000004
【図３】
2011057339.tif 000005
【図４】
2011057339.tif 000006
【図５】
2011057339.tif 000007
【図６】
2011057339.tif 000008
【図７】
2011057339.tif 000009
【図８】
2011057339.tif 000010
【図９】
2011057339.tif 000011
【図１０】
2011057339.tif 000012
【図１１】
2011057339.tif 000013
【図１２】
2011057339.tif 000014
【図１３】
2011057339.tif 000015