(57)【要約】【課題】画像形成装置の反転両面ユニットにおいて、定着直後に片面印刷用紙を反転させるため、用紙のカールの影響を受け反転時のジャムが発生しやすい。用紙の種類で反転動作タイミングを変更する例があるが、用紙の保管状態、調温／調湿状態によってもカールに影響が出るため、一様な調整では済まない。タイミングの変更は搬送ローラの状態によっても変化させる必要がある。【解決手段】反転両面ユニットにおける、反転入り口ローラ１１１、反転ローラ１２１、反転出口ローラ１３１、両面搬送ローラ１４１、１４２、１４３、１４４をそれぞれ独立した駆動系により駆動されるようにし、用紙反転時には、それぞれの駆動系の動作タイミング、反転位置、および用紙搬送速度を、用紙の種類等に応じて所定のテーブルから読み取った値によって調整する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成部によって片面に画像が形成された用紙を反転してそのまま排出する反転排紙経路と、反転後に用紙を画像形成部へ再搬送する両面搬送経路を併せ持った、反転両面ユニットを有する画像形成装置において、前記反転両面ユニットは、第１の駆動系によって画像形成部から反転部へ用紙を搬送する反転入口ローラと、第２の駆動系の正逆転によって用紙を反転する反転ローラと、反転時に、用紙が進入してきた進入経路を塞ぎつつ用紙先端を搬送方向へ案内する案内手段と、反転排紙時に、第３の駆動系によって反転排紙経路から用紙を排出する反転出口ローラと、両面搬送時に、第４の駆動系によって両面搬送経路から用紙を画像形成部へ再搬送する両面搬送ローラと、これらの駆動系と案内手段、および画像形成部を制御する制御手段を持ち、反転時の案内手段の動作タイミング、反転位置、および用紙搬送速度が可変であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記の案内手段の動作タイミング、反転位置、および用紙搬送速度が、調節可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記の案内手段の動作タイミング、反転位置、および用紙搬送速度が、搬送される用紙種類に対応して調節されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記の案内手段の動作タイミング、反転位置、および用紙搬送速度が、反転両面ユニットへの通紙枚数に対応して調節されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の画像形成装置において、該画像形成装置はデジタルコピーの機能を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の画像形成装置において、該画像形成装置はプリンタの機能を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、該画像形成装置はファクシミリの機能を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反転両面ユニットを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置（デジタルコピー機、プリンタ、ファクシミリ等）には、両面印刷、あるいは印刷物をページ順にするべく印刷面を下側に排出するための機能を持った、反転両面ユニットを搭載しているものが多い。
その画像形成装置においては、近年の用紙の多種多様化によって画像形成後のトナー定着熱で用紙にカールが発生することが少なくなく、特に反転両面ユニット内では定着直後に片面印刷用紙を反転させるため、そのカールの影響を受けることが多い。中でも第二原図に代表される薄紙においては、定着熱によって大カールが発生しやすいことが知られており、それによる反転時のジャムも少なくない。
そこで、用紙の種類で反転動作タイミングを変更するようにしている例がある（例えば、特許文献１  参照。）が、いわゆる上質紙のような普通紙でも用紙のすき目方向によってカール状態／カール量は異なり、用紙の保管状態、調温／調湿状態によってもカールに影響が出るため、その状態によって反転動作タイミングを設定する必要がある。また、同文献では反転タイミング、カール押え部材動作タイミング、搬送方向に直交する方向の用紙規制部材動作タイミングのそれぞれについて変更するとあるが、例えば反転タイミング、カール押え部材動作タイミングの時間を大きくとってしまうと、後続紙に影響を与えることが明確であり、結果としてコピー生産性を大きく低下させることに繋がる。
【０００３】
また、反転部の用紙進入経路を完全に塞ぎ、反転する用紙先端がカールしていてもガイドできるようにする案内部を持つ例が有る（例えば、特許文献２  参照。）。これは、片面印刷用紙を中間トレイにスタックする収容部を持つものであり、現在両面印刷時によく行われている、一枚毎に表面と裏面を交互に印刷する、いわゆるインタリーフ両面制御の場合には案内部の動作を変更する必要がある。
更に近年では画像形成装置の高耐久化が進んでいるが、用紙を搬送する搬送ローラの材質はＥＰゴム（エチレンプロピレンゴム）のようなゴムが一般的で、その摩耗や表面劣化によって搬送量は経時で変化し、特に高速機においてはその影響は少なくなく、反転部も例外ではない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５１２５２号公報
【特許文献２】特第３７８７３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では、画像形成装置の反転両面ユニットにおいて、コピー生産性を低下させることなく反転時の用紙カールによるジャムを確実に防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、画像形成部によって片面に画像が形成された用紙を反転してそのまま排出する反転排紙経路と、反転後に用紙を画像形成部へ再搬送する両面搬送経路を併せ持った、反転両面ユニットを有する画像形成装置において、前記反転両面ユニットは、第１の駆動系によって画像形成部から反転部へ用紙を搬送する反転入口ローラと、第２の駆動系の正逆転によって用紙を反転する反転ローラと、反転時に、用紙が進入してきた進入経路を塞ぎつつ用紙先端を搬送方向へ案内する案内手段と、反転排紙時に、第３の駆動系によって反転排紙経路から用紙を排出する反転出口ローラと、両面搬送時に、第４の駆動系によって両面搬送経路から用紙を画像形成部へ再搬送する両面搬送ローラと、これらの駆動系と案内手段、および画像形成部を制御する制御手段を持ち、反転時の案内手段の動作タイミング、反転位置、および用紙搬送速度が可変であることを特徴とする。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の画像形成装置において、前記の案内手段の動作タイミング、反転位置、および用紙搬送速度が、調節可能であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記の案内手段の動作タイミング、反転位置、および用紙搬送速度が、搬送される用紙種類に対応して調節されることを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記の案内手段の動作タイミング、反転位置、および用紙搬送速度が、反転両面ユニットへの通紙枚数に対応して調節されることを特徴とする。
【０００８】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の画像形成装置において、該画像形成装置はデジタルコピーの機能を有することを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の画像形成装置において、該画像形成装置はプリンタの機能を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、該画像形成装置はファクシミリの機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、カールが発生しやすい用紙において、コピー生産性を低下させることなく、反転ジャムを確実に防止することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の実施例を示す画像形成装置の概略図である。
同図において符号１は画像形成部、２は給紙部、３は読取り部、４は排紙収納部、５は、６は作像部、７は露光部、８は操作部、９は自動原稿搬送装置、１０は制御部、１１は反転入口経路をそれぞれ示す。
画像形成装置の中央に画像形成部１が配置され、この画像形成部１のすぐ下方に給紙部２が配置されている。給紙部２は複数具備され、それぞれに給紙トレイ２１を備えている。画像形成部１の上方は、原稿を読取る読取り部３が配設されている。画像形成部１の左側には排紙収納部４が形成され、画像形成された用紙２０が排紙収納される。
画像形成部１には作像部６が配置され、ドラム状をした感光体６１の周囲には、表面に帯電処理を行う帯電部６２、画像情報を表面にレーザー光で照射する露光部７、表面に露光されて形成された静電潜像を可視化する現像部６３、および感光体の残留するトナーを除去回収するクリーニング部６４が配置されている。また、感光体６１の作像したトナー像を用紙２０に転写する転写部５１、トナー像を得た用紙上のトナーを、一対のローラ間を通過して熱と圧力を加えることによってトナー像を定着処理する定着部５２がそれぞれ配置されている。定着部５２を通過した用紙は排紙ユニット７０の排紙ローラ７２により排紙収納部４に排紙される。
【００１２】
両面印刷時は、排紙ユニット７０の分岐部７１にて分岐され、中継ローラ７３を経由して反転両面ユニット１００内に用紙２０を搬送し、そこで反転して中間ローラ２７を経由してレジストローラ２３まで到達し、レジストローラ２３で用紙２０のスキューが補正され、裏面画像形成動作に至る。
給紙部２においては、給紙トレイ２１に未使用の用紙２０が収容されており、回動可能に支持された底板２４が最上紙２０をピックアップローラ２５が当接可能な位置まで上昇する。給紙ローラ２６の回転により、最上紙は給紙トレイ２１から送り出され、中間ローラ２７を経由してレジストローラ２３へと搬送される。
レジストローラ２３は用紙２０の搬送を一時止め、感光体６１表面のトナー像と用紙２０の先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって回転が開始するよう、制御される。
【００１３】
読取り部３では、コンタクトガラス３１上に載置される原稿の読取り走査を行うために、原稿照明用光源とミラーよりなる読取り走行体３２、３３が往復移動する。この読取り走行体３２、３３により走査された画像情報は、レンズ３４の後方に設置されているＣＣＤ３５に画像信号として読込まれる。この読込まれた画像信号は、画像処理部９０（図示せず）によってデジタル化され画像処理される。画像形成部１では、画像処理部によって処理された画像信号に基づいて、露光部７内のレーザダイオードＬＤ（図示せず）の発光により感光体６１の表面に静電潜像が形成される。ＬＤからの光信号は、公知のポリゴンミラーやレンズを介して感光体に至る。読取り部３の上方には、原稿を自動的に搬送する自動原稿搬送装置９が取り付けられるようになっている。
【００１４】
本実施例の画像形成装置は、上記したように原稿を読取りデジタル化して用紙に複写する、いわゆるデジタルコピー機としての機能の他に、図示せぬ制御部１０により原稿の画像情報を遠隔地と授受するファクシミリの機能や、コンピュータが扱う画像情報を用紙上に印刷するいわゆるプリンタの機能を有する多機能の画像形成装置である。上記コピー機としての設定は、オペレータが任意に設定可能な操作部８（図示せず）で行う。また、どの機能によって形成された画像もすべて排紙収納部４に排出される。
分岐爪７１にて分岐され、中継ローラ７３を経由して反転両面ユニット１００で用紙を反転させ、反転排紙ローラ７４を経由して排紙ローラ７２から排出された場合、排紙収納部４にスタックされた用紙は画像面が下面になった状態であり、コピー、プリンタ、ファクシミリで扱う原稿の処理順が１ページから行われて印刷されても、排紙収納部４から取り出したとき、１ページ目が最上になっており、改めてページを揃えるなどの作業から開放される。
【００１５】
次に本発明の反転両面ユニット１００を図面に基づいて具体的に説明する。
図２、図３は本発明の反転両面ユニット１００の概略図である。
定着部５２から分岐部７１で下側に搬送された用紙２０は、まず反転入口経路１１０にある他の機構から独立した駆動系である第１の駆動系１０１（図示せず）を持った反転入口ローラ１１１によってユニット１００内に用紙を搬送する。そしてその下流の反転部１２０にある反転ローラ１２１によって用紙を進入方向と逆方向に反転させ、反転出口ローラ１３１に用紙を搬送する。なお、反転ローラ１２１、反転出口ローラ１３１は上記と同様それぞれ第２の駆動系１０２（図示せず）、第３の駆動系１０３（図示せず）によって駆動され、反転入口経路１１０を塞ぎつつ、用紙先端を反転出口ローラ１３１側に案内するための案内手段２００を備える。
【００１６】
その後、印刷面を下側に排出するための反転排紙印刷では、反転後に反転出口ローラ１３１まで搬送された用紙２０をそのまま排出するために分岐爪１５０を下側に動作させ、反転排紙ローラ７４を経由して排紙ローラ７２から排紙収納部４へ排出する（図２）。また、両面印刷を行う場合には両面搬送経路１４０へ用紙２０を搬送するために分岐爪１５０を上側に動作させ、前記と同様第４の駆動系１０４（図示せず）を持った両面搬送ローラ１４１、１４２、１４３、１４４を通過して、中間ローラ２７を経由してレジストローラ２３へ搬送する（図３）。なお、反転入口経路１１０に用紙有無検知手段１１２を、反転出口ローラ付近に用紙有無検知手段１１４を、反転排紙経路に用紙有無検知手段１６１を、両面搬送経路１４０には用紙有無検知手段１４５、１４６、１４７を備える。
【００１７】
次に反転部１２０の用紙搬送手段を説明する。
図４は図２の反転部を中心とした用紙位置と各機構の動作を示す図である。
図５は図４の各機構の動作タイミングを示す図である。
反転入口ローラ１１１、反転ローラ１２１でユニット１００内に搬送された用紙２０は、その用紙２０後端が用紙有無検知手段１１２を通過して（図４ａ）、反転部１２０の反転位置１２０ａに到達するまでの所定距離搬送してから反転ローラ１２１を停止する（図４ｂ）。そして、反転部１２０から退避していた案内手段２００を、反転入口経路１１０を塞ぎつつ、用紙先端を反転出口ローラ１３１側に案内する所定位置まで動作させ（図４ｃ）、反転ローラ１２１の動作を開始して反転出口ローラ１３１側へ用紙２０を搬送する。用紙２０が所定距離進んだ後（図４ｄ）、あるいは用紙有無検出手段１１４まで達した後に、案内手段２００は後続紙の反転動作に支障の無いように反転部１２０から退避させる（図４ｅ）。この案内手段２００の動作方法としては、ステッピングモータ、あるいはソレノイドによるものでよい。
【００１８】
図６は動作タイミングの調整例を示す図である。
図７は調整前後の用紙先端の位置の変化を示す図である。
図８は動作タイミングの他の調整例を示す図である。
図９は調整前後の用紙先端の位置の変化を示す図である。
各図において符号Ｔは動作タイミング（時間）、Ｖは反転部搬送速度（距離／時間）、Ｘは反転位置（距離）をそれぞれ示す。
このような反転動作において、例えば第二原図のような定着部５２による定着熱によってカールが発生しやすい用紙においては、案内手段２００の動作タイミング：Ｔを調整可能とし（図６）、所定時間より長く動作させることによりカールを案内手段２００で充分押えられるため、安定して反転させることができる（図７）。更に反転位置１２０ａ：Ｘを右に調整、すなわち反転ローラ１２１の動作を調整することにより（図８）更に案内手段２００によってカールを押え易くなるため（図９）、更に安定して反転させることができる。
これによって、カールが発生しやすい用紙について、案内手段動作タイミング、反転位置、反転部搬送速度の調節テーブルを持つため、反転ジャムを確実に防止することができる。
【００１９】
図１０は動作タイミングの他の調整例を示す図である。
紙間距離が短い場合には上記の案内手段２００動作タイミング：Ｔと反転位置１２０ａ：Ｘは、後続紙に不具合が発生する懸念があるが、反転部１２０の用紙搬送速度：Ｖを調整可能とし、反転部１２０での用紙搬送速度を高くすることにより紙間距離が短い場合でも反転部での紙間距離は開くため、上記タイミング調整による懸念は解消する。
なお、これらの案内手段２００動作タイミング：Ｔ、反転位置１２０ａ：Ｘ、反転部搬送速度：Ｖはそれぞれ調節することが可能であり、ジャム等のコピー時不具合や用紙折れなど印刷物不具合の状況によって調節する。
【００２０】
図１１は用紙との関係で反転機構の動作を調節するための対応テーブルである。
上記したように、第二原図は定着熱による用紙カールが大きいことが知られているが、その他にも薄紙や上質紙でも、用紙のすき目方向、保管状態や調温／調湿状態によってもカールに影響があることが知られている。これらのような用紙を搬送する場合に、案内手段２００動作タイミング：Ｔ、反転位置１２０ａ：Ｘ、反転部搬送速度：Ｖを調節する。制御部１０に同図のようなテーブルを設け、その用紙を搬送する際にはその値に調節する。なお、上質紙や普通紙の場合にはジャム等のコピー時不具合や用紙折れなどの印刷物不具合状況によって“カール大用紙”の設定を行うことで、制御部１０がテーブルの値に調節する。
カールが発生しやすい用紙について、案内手段動作タイミング、反転位置、反転部搬送速度の調節テーブルを持つため、反転ジャムを確実に防止することができる。
【００２１】
図１２は通紙枚数との関係で反転機構の動作を調節するための対応テーブルである。
搬送ローラの材質はＥＰゴム（エチレンプロピレンゴム）等のゴムで、用紙間との摩擦によって搬送することが一般的であり、通紙によってゴム表面が摩耗し、ローラ外径やローラ表面状態が変化し、搬送性が悪化することが知られている。特に反転ローラ１２１は、その正逆転によって用紙２０を反転させるために搬送性の悪化が性能に大きく寄与する。これに対して、案内手段２００動作タイミング：Ｔ、反転位置１２０ａ：Ｘ、反転部搬送速度：Ｖを反転両面ユニット１００の通紙枚数により制御部１０が同図のように調整するため、反転両面ユニット１００の搬送性能を維持することができる。なお、図１２の値は実験的に得た値でも、反転ローラ１２１の想定摩耗量に対する算出値でもよい。
上記反転両面ユニット１００を搭載している画像形成装置としてはデジタルコピー機、プリンタ、ファクシミリなどがあり、それらの画像形成装置の反転ジャムを防止することが可能となる。
これによって、反転両面ユニット内の搬送ローラが経時劣化しても、反転ジャムを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例を示す画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明の反転両面ユニット１００の概略図である。
【図３】本発明の反転両面ユニット１００の概略図である。
【図４】図２の反転部を中心とした用紙位置と各機構の動作を示す図である。
【図５】図４の各機構の動作タイミングを示す図である。
【図６】動作タイミングの調整例を示す図である。
【図７】調整前後の用紙先端の位置の変化を示す図である。
【図８】動作タイミングの他の調整例を示す図である。
【図９】調整前後の用紙先端の位置の変化を示す図である。
【図１０】動作タイミングの他の調整例を示す図である。
【図１１】用紙との関係で反転機構の動作を調節するための対応テーブルである。
【図１２】通紙枚数との関係で反転機構の動作を調節するための対応テーブルである。
【符号の説明】
【００２３】
７１      分岐爪
７３      中継ローラ
７４      反転排紙ローラ
１００      反転両面ユニット
１１０      反転入口経路
１１１      反転入口
１２０      反転部
１２１      反転ローラ
１４０      両面搬送経路
２００      案内手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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