(57)【要約】【課題】片面画像形成に比較して画像形成効率が低い両面画像形成における画像形成効率を向上する。【解決手段】異なる長さに変更可能な再給紙路を循環搬送路に設け、用紙サイズに応じて再給紙路の長さを変更する。また、両面画像形成の末期において、短い再給紙路にて裏面画像形成を行う。【選択図】図３
2008033236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成部、該画像形成部に用紙を給紙する給紙部、及び前記給紙部から給紙された用紙を画像形成部へ搬送するレジストローラ、および前記レジストローラから搬送された用紙の表面に前記画像形成部により画像形成し、表面に画像形成された用紙を表裏反転して前記レジストローラへ再給紙する循環搬送路を有する両面画像形成装置において、用紙のサイズに基づき前記循環搬送路の長さを変更して用紙を搬送する制御部を有することを特徴とする両面画像形成装置。
【請求項２】
前記循環搬送路は、長さの異なる複数の再給紙路と、前記複数の再給紙路の何れかに切り換える切換部材を有し、
前記制御部は、前記切換部材を切り換えて、異なる長さの再給紙路により用紙を搬送することを特徴とする請求項１に記載の両面画像形成装置。
【請求項３】
前記給紙部からの給紙が行われず、前記再給紙路からの給紙のみにより画像形成が行われる両面画像形成の末期工程においては、
前記制御部は、最も短い前記再給紙路により用紙を搬送することを特徴とする請求項２に記載の両面画像形成装置。
【請求項４】
前記循環搬送路は、変位可能なガイド部材により形成された再給紙路と、前記ガイド部材の位置を変更することにより前記再給紙路の長さを変更する変更部材を有し、
前記制御部は、前記変更部材の位置を切り換えて、異なる長さの再給紙路により用紙を搬送することを特徴とする請求項１に記載の両面画像形成装置。
【請求項５】
前記給紙部からの給紙が行われず、前記循環搬送路からの給紙のみにより、用紙の裏面の画像形成が行われる両面画像形成の末期工程においては、
前記制御部は、最も短い前記再給紙路により用紙を搬送することを特徴とする請求項４に記載の両面画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙の両面に画像形成する画像形成装置における画像形成効率の向上技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、両面画像形成装置は、用紙の表面に画像を形成した後に、用紙の表裏を反転し、再度、画像形成部に供給して裏面に画像を形成することにより、用紙の両面に画像を形成する。
【０００３】
このような画像形成工程は、画像形成効率が必ずしも高くはなく、画像形成効率を向上するために、例えば、裏面の画像形成において、用紙を画像形成部に再給紙する再給紙部の搬送制御の工夫等により行われている。
【０００４】
一方、ページ連写、画像形成の実行状況、シートの種類、シートのサイズに応じて効率的且つ効果的なシート給送を実現することを目的として、シートより長い第１パスと、シートより短い第２パスを設け、画像形成時に第１パス又は第２パスを選択することが特許文献１では提案されている。しかしながら、特許文献１においては、両面画像形成における画像形成効率については開示されていない。
【特許文献１】特開平５−３３０１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子写真方式の両面画像形成装置においては、一般に両面画像形成を、表面画像形成後の用紙を再給紙部に導入し、再給紙部において表裏反転して、再度転写位置に給紙し裏面画像形成を行うという工程により行っている。
【０００６】
このような両面画像形成においては、最も使用頻度の高い用紙、例えば、Ａ４縦搬送を基準にして、循環搬送路が設計されている。従って、Ａ４縦搬送において画像形成の生産性が最高となる。なお、縦搬送とは用紙の短辺が用紙の搬送方向となる搬送を言う。
【０００７】
しかしながら、Ａ４縦搬送以外のサイズの用紙を用いた両面画像形成では、画像形成の生産性が低下するという問題がある。これを図１を用いて説明する。
【０００８】
図１（ａ）はＡ４縦搬送での両面画像形成のタイミングを示す。図１（ｂ）はＡ４
横搬送の両面画像形成のタイミングを示す。なお、図１は５枚の用紙に両面画像形成する場合のモデルである。
【０００９】
図１において、横方向は時間を示す。実線枠は表面の画像形成が行われることを示す。点線枠は画像形成が行われないが、画像形成に相当するタイミングを示す。ハッチングで示した四辺形は裏面の画像形成を示す。枠内の数字は用紙の搬送順序および搬送枚数を示す。
【００１０】
図１（ａ）においては、１枚目の用紙の表面の画像形成の次に用紙１枚分の空白Ｈ１を置いて２枚目の用紙の表面に画像形成が行われる。２枚目の表面の画像形成後に、用紙１枚分の空白Ｈ２を置いて、３枚目の用紙に表面に画像形成が行われる。
【００１１】
３枚目の用紙への表面の画像形成に続き、１枚目の用紙の裏面の画像形成が行われる。引き続き、４枚目の用紙の表面の画像形成、２枚目の用紙の裏面の画像形成、５枚目の用紙の表面の画像形成、および３枚目の用紙の裏面の画像形成が行われる。
【００１２】
３枚目の用紙の裏面の画像形成の後は、用紙１枚分の空白Ｈ３が設定される。次に、４枚目の裏面の画像形成が行われ、更に用紙１枚分の空白Ｈ４を置いた後に、５枚目の用紙の裏面の画像形成が行われる。
【００１３】
図１の両面画像形成装置において、循環搬送路の長さは、Ａ４縦搬送の用紙を５枚まで収容することができる長さに設計されており、両面画像形成の先頭部と後端部において、それぞれ、空白となるタイミングが設けられるが、前後する用紙間の間隔Ｄは、装置が正常に作動することが出来る最短の値に設定されている。なお、循環搬送路については、後に説明する。
【００１４】
このように、用紙間の間隔Ｄを最適値に設定して実行した場合、画像形成効率が最高の画像形成であり、生産性が１００％の画像形成と言われる。
【００１５】
図１の例は、循環搬送路に５枚の用紙が収容される例である。循環搬送路を用紙が循環する時間は、５枚の画像形成に相当する時間が必要である。
【００１６】
図１（ａ）に示す生産性が１００％の画像形成は次の式で表される。
Ｔ＝ｎ（Ｌ＋Ｄ）
Ｔは用紙が循環搬送路を循環する時間であり、Ｌは用紙の搬送方向の長さに相当する時間であり、Ｄは用紙間の間隔に相当する時間、ｎは循環搬送路に収容される用紙の枚数である。
【００１７】
両面画像形成における給紙タイミングの条件はＴ≧ｎ（Ｌ＋Ｄ）である。
【００１８】
この条件が満たされないと、用紙間の間隔Ｄが限界値より狭くなったり、用紙が循環搬送路に収容出来なくなる。従って、この条件が満たされないときは、Ｔ≧（ｎー１）（Ｌ＋Ｄ）のように、循環搬送路中の収容用紙の枚数を少なくして前記条件を満足させ搬送する制御が行われる。
【００１９】
図１（ａ）で生産性が１００％となるように設定された両面画像形成装置を用いて、Ａ４横搬送（長辺を搬送方向とする）で両面画像形成を行う場合のタイミングは図１（ｂ）のようになる。
【００２０】
１枚目の用紙の表面の画像形成の後に、１枚分の空白Ｈ１を置いて、２枚目の用紙の表面の画像形成が行われ、次に１枚目の用紙の裏面の画像形成が行われる。
【００２１】
２枚目の表面の画像形成の次に、１枚目の裏面の画像形成が行われるが、２枚目の表面の画像形成と１枚目の裏面の画像形成との間には最適間隔Ｄよりも長い間隔Ｅができる。
【００２２】
このような長い間隔Ｅは次のような理由から設定される。
【００２３】
図１（ｂ）において、１枚の用紙が循環搬送路を循環する時間Ｔは、Ｔ＜（４Ｌ＋４Ｄ）となるために、Ｔ＞（３Ｌ＋３Ｄ）を満たす搬送条件を設定して両面画像形成が行われる。
【００２４】
その結果、２枚目の表面の画像形成と、１枚目の裏面の画像形成との間には、Ｌ＋Ｄよりは短いが、Ｄよりは著しく長い間隔Ｅが生ずる。これにより画像形成の生産性が低下してしまう。
【００２５】
なお、図１（ａ）の循環時間Ｔ１に対して、図１（ｂ）の循環時間Ｔ２が長くなっていが、これは、反転搬送路における用紙の搬送時間が、用紙が長くなっていることによる。これを図２を用いて説明すると、用紙Ｐが位置８２Ａにおいて反転搬送路８２に入り、スイッチバックして、８２Ａから出るまでの時間が用紙の長さに比例することにより、循環時間Ｔが用紙の長さに応じて変わる。
【００２６】
また、両面画像形成では、給紙部からの給紙が終わって、再給紙路からの給紙のみにより裏面の画像形成が行われる画像形成末期において、図１（ａ）のＨ３で示す空白が形成される分だけ余分な時間がかかり、効率が低くなるという問題がある。
【００２７】
本発明は、従来技術による両面画像形成における前記に説明した生産性の低下や両面画像形成末期における余分な時間による効率の低下を抑制して高い効率で両面画像形成を行う両面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】
【００２８】
本発明の目的は、下記の発明によって達成することができる。
１．画像形成部、該画像形成部に用紙を給紙する給紙部、及び前記給紙部から給紙された用紙を画像形成部へ搬送するレジストローラ、および前記レジストローラから搬送された用紙の表面に前記画像形成部により画像形成し、表面に画像形成された用紙を表裏反転して前記レジストローラへ再給紙する循環搬送路を有する両面画像形成装置において、用紙のサイズに基づき前記循環搬送路の長さを変更して用紙を搬送する制御部を有することを特徴とする両面画像形成装置。
２．前記循環搬送路は、長さの異なる複数の再給紙路と、前記複数の再給紙路の何れかに切り換える切換部材を有し、前記制御部は、前記切換部材を切り換えて、異なる長さの再給紙路により用紙を搬送することを特徴とする両面画像形成装置。
３．前記給紙部からの給紙が行われず、前記再給紙路からの給紙のみにより画像形成が行われる両面画像形成の末期工程においては、前記制御部は、最も短い前記再給紙路により用紙を搬送することを特徴とする両面画像形成装置。
４．前記循環搬送路は、変位可能なガイド部材により形成された再給紙路と、前記ガイド部材の位置を変更することにより前記再給紙路の長さを変更する変更部材を有し、前記制御部は、前記変更部材の位置を切り換えて、異なる長さの再給紙路により用紙を搬送することを特徴とする両面画像形成装置。
５．前記給紙部からの給紙が行われず、前記循環搬送路からの給紙のみにより、用紙の裏面の画像形成が行われる両面画像形成の末期工程においては、前記制御部は、最も短い前記再給紙路により用紙を搬送することを特徴とする両面画像形成装置。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、両面画像形成における生産性を、種々のサイズの用紙に対して１００％に又は１００％近い生産性にすることができるので、両面画像形成の効率が向上する。
【００３０】
また、両面画像形成工程の末期に、循環搬送路からの給紙のみにより画像形成を行う工程の時間が短縮されるので、両面画像形成の効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明を本発明の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
（第１の実施態様）
図２はデジタル複写機である画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００３２】
図２において、１は画像形成部であり、帯電、露光、現像により感光体１０上にトナー像を形成する。２は転写装置であり、感光体１０上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。３は定着装置であり、用紙Ｐ上のトナー像を加熱して定着する。
【００３３】
４は切り替えゲートであり、排紙トレイ５に用紙Ｐを排紙するか又は再給紙部８に用紙Ｐを搬送するかを切り替える。６は給紙部であり、給紙ローラ６１により給紙トレイ６０から用紙Ｐを１枚ずつ搬送する。
【００３４】
７は給紙搬送部であり、給紙トレイ６０からレジストローラ７２に至る給紙路７１及びレジストローラ７２を有する。
【００３５】
８は両面画像形成の裏面の画像形成工程において、用紙Ｐをレジストローラ７２に向けて搬送する再給紙部である。再給紙部８は、排紙部から分岐した分岐搬送路８１、表裏反転する反転搬送路８２、反転した用紙を搬送する再搬送路８３、切換部材８６からレジストローラ７２に至る再給紙路８４、８５、切換部材８６、および切換部材８６を駆動するソレノイド１０４を有する。
【００３６】
再給紙路８４は、切換部材８６からレジストローラ７２までの長さが短い搬送路を形成し、再給紙路８５はレジストローラ７２までの長さが長い搬送路を形成する。再給紙路８４、８５は切換部材８６により選択される。
【００３７】
図２に示す両面画像形成装置の作動は次のとおりである。
【００３８】
画像形成部１において、感光体１０上にトナー像が形成されるとともに、画像形成部１におけるトナー像形成と同期してレジストローラ７２から用紙Ｐを搬送し、転写装置２が配置された転写位置において、用紙Ｐにトナー像が転写される。転写されたトナー像を担持する用紙Ｐは、定着装置３により加熱定着される。
【００３９】
片面画像形成においては、定着処理された用紙Ｐは排紙トレイ５に排出される。
【００４０】
両面画像形成においては、表面に画像形成され、定着処理された用紙Ｐは定着装置３を通過後、切り替えゲート４により分岐搬送路８１へと搬送される。
【００４１】
分岐搬送路８１に搬送された用紙Ｐは反転搬送路８２において、反転ローラ９２により表裏反転された後に、再搬送路８３から再給紙路８４又は８５を経てレジストローラ７２に供給される。
【００４２】
画像形成部１における裏面の画像形成と同期して作動するレジストローラ７２により用紙Ｐが搬送され、転写位置において、トナー像が用紙Ｐの裏面に転写され、トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置３により定着処理された後に、排紙トレイ５に排出される。
【００４３】
図示のように、長い再給紙路８５は給紙部６からの給紙路７１と合流して、レジストローラ７２への給紙路を形成する。
【００４４】
次に、両面画像形成工程における用紙の搬送制御について説明する。
【００４５】
Ａ４縦搬送の場合の両面画像形成は図１（ａ）に示したタイミングで実行される。
【００４６】
この場合においては、再給紙路８４が選択され、再給紙路の長さは短く設定される。
【００４７】
これに対して、Ａ４横搬送の両面画像形成においては、再給紙路８５が選択され、図３に示すタイミングで両面画像形成が実行される。この切り換えは切換部材８６により行われる。
【００４８】
このような再給紙路８４、８５の選択により循環搬送路の長さが変更される。
【００４９】
循環搬送路とは、裏面画像形成における用紙の搬送路であり、レジストローラ７２を起点とし、定着装置３、切り替えゲート４、分岐搬送路８１、反転搬送路８２、再搬送路８３及び再給紙路８４（又は８５）を経てレジストローラ７２を終点とする搬送路である。なお、反転搬送路８２の長さは、循環搬送路の長さを計算する場合に、用紙サイズにより、用紙１枚分の長さとされる。
【００５０】
図３に示すように、用紙が循環搬送路を循環する時間は、循環搬送路の長さが変更される結果、Ａ４縦搬送の場合の循環時間Ｔ１から、より長い循環時間Ｔ３に変更される。
【００５１】
循環時間Ｔ３は、条件Ｔ３＝４Ｌ＋４Ｄを満たす値となる。これによって、図１（ｂ）における間隔Ｅがなくなり、用紙間隔は最適な間隔Ｄに短縮される。即ち、生産性が１００％の両面画像形成が行われる。
【００５２】
図１（ｂ）と図３の比較から明らかなように、画像形成工程のトータル時間は図１（ｂ）に比較して、図３では短縮されている。
【００５３】
図３の例では、循環時間ＴをＴ＝ｎ（Ｌ＋Ｄ）、即ち、生産性が１００％となるように設定されているが、用紙サイズは様々であり、循環搬送路の長さを変更しても、条件Ｔ＝ｎ（Ｌ＋Ｄ）が満たされない場合が生ずる。このような場合、即ち、Ｔ＞ｎ（Ｌ＋Ｄ）の場合であっても、循環搬送路の長さを変更することにより、Ｔ−｛ｎ（Ｌ＋Ｄ）｝が短縮され、生産性を向上することができる。
【００５４】
図４はＡ４横搬送の場合に、両面画像形成末期における搬送時間を短縮した例を示す。なお、図４は図３と同様に５枚の用紙に両面画像形成する場合のタイミングチャートの一部である。
【００５５】
両面画像形成末期、即ち、循環搬送路の再給紙路からの給紙のみにより、裏面の画像形成のみが行なわれ、表面の画像形成に相当する時間が空白となる期間においては、再給紙路８４に切り換えられ、循環搬送路の長さが短く設定される。
【００５６】
図３の両面画像形成においては、両面画像の全工程において、長い再給紙路８５が選択される。その結果、３枚目の裏面の画像形成と４枚目の裏面の画像形成の間隔がＬ＋２Ｄとなる。
【００５７】
これに対して、図４の例では、給紙部６からの給紙がなく、裏面の画像形成が行われる両面画像形成末期においては、長い再給紙路８５から短い再給紙路８４に切り換えられる。
【００５８】
この切り換えにより、図４に示す間隔Ｆ、即ち、３枚目の裏面の画像形成と４枚目の裏面の画像形成の間隔がＬ＋２Ｄより短くなり、トータルの画像形成時間が短縮される。
【００５９】
なお、両面画像形成末期において、循環搬送路における搬送速度を高速にすることにより、更に画像形成時間を短縮して画像形成効率を更に向上することができる。
【００６０】
このように、両面画像形成末期において循環搬送路を短く設定することにより、両面画像形成工程の時間長が短縮され、画像形成効率が向上する。
【００６１】
図５は図３、４に示す搬送制御を行う搬送制御系のブロック図である。
【００６２】
図５において、１００はＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭからなる制御部、８６は切換部材、１０４は切換部材８６を駆動するソレノイド、１０１は操作部、１０２は給紙部６に設けられた用紙のサイズを検出するセンサ、１０３は画像データ等を記憶するメモリである。
【００６３】
制御部１００は、給紙部６に設けられたセンサ１０２からの用紙サイズ情報に基づいて、ソレノイド１０４の駆動を制御し、切換部材８６により再給紙路８４又は８５に切り換えて選択する。
【００６４】
また、両面画像形成において、前記に説明したようにセンサ１０２からの用紙サイズ情報に基づいて、再給紙路８４又は８５を選択するとともに、両面画像形成工程の末期においては、最短の再給紙路８４を選択する。
【００６５】
（第２の実施態様）
図６、７は、再給紙路の長さを変更する第２の実施態様を示す。
【００６６】
再給紙路は変位可能な１対のガイド部材８７により形成される。ガイド部材８７はその後端部において、再給紙路８３（図２参照）からの用紙を円滑に受け入れるように開いた形状の端部８７Ａを有するとともに、再給紙路からの用紙を受け入れるレジストローラ７２近傍のガイド部材７３もその後端部が開いた形状に形成される。
【００６７】
ガイド部材８７及び搬送ローラ９０は支持部材８８で支持され、これらは一体なユニットに形成される。支持部材８８は再給紙路の長さを変更する変更部材であるカム８９に圧接しており、ばね９１により、カム８９の回転に追従して、図６と図７のように変位する。この変位によりガイド部材８７により形成される再給紙路の長さが変わる。
【００６８】
ガイド部材８７が最も短い再給紙路を形成する図６の状態と、最も長い再給紙路を形成する図７の状態とを示しているが、ガイド部材８７を３以上の複数位置に設定して、再給紙路の長さを多段階に変更することができる。なお、複数の再給紙路を設けて切り換える第１の実施態様に比べて、第２の実施態様の方が、任意の長さの再給紙路に変更できるため好ましい。
【００６９】
図８は図６、７に示す第２の実施態様の搬送制御を行う搬送制御系のブロック図である。
【００７０】
図８において、図５と同様なものは同様の番号を付し、説明を省略する。８９はカム、１０５はカム８９を駆動するためのモータである。
【００７１】
制御部１００は、給紙部６に設けられたセンサ１０２からの用紙サイズ情報に基づいて、モータ１０５の駆動を制御し、カム８９により再給紙路の長さを、例えば図６、図７のように変更する。
【００７２】
また、両面画像形成において、前記に説明したようにセンサ１０２からの用紙サイズ情報に基づいて、再給紙路８４又は８５を選択するとともに、両面画像形成工程の末期においては、最短の図７の再給紙路に変更する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】両面画像形成における用紙搬送のタイミングを示す図である。
【図２】デジタル複写機である画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における両面画像形成の場合の用紙搬送のタイミングの一例を示す図である。
【図４】Ａ４横搬送で両面画像形成する場合のタイミングチャートの一部である。
【図５】両面画像形成における搬送制御を行う第１の実施態様の搬送制御系のブロック図である。
【図６】最も短い再給紙路を形成する例を示す図である。
【図７】最も長い再給紙路を形成する例を示す図である。
【図８】両面画像形成における搬送制御を行う第２の実施態様の搬送制御系のブロック図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  画像形成部
４  切り替えゲート
６  給紙部
７  給紙搬送部
８  再給紙部
７２  レジストローラ
８３  再搬送路
８４、８５  再給紙路
８６  切換部材
８７  ガイド部材
８９  カム（変更部材）
１００  制御部
【図１】
2008033236.tif 000003
【図２】
2008033236.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008033236.tif 000006
【図５】
2008033236.tif 000007
【図６】
2008033236.tif 000008
【図７】
2008033236.tif 000009
【図８】
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