(57)【要約】【課題】スイッチバック方式で両面印字を行う際の搬送エラーの発生を抑える。【解決手段】一側の面に画像が形成された記録紙の一部を搬送経路外に露出させた後、記録紙の他側の面に画像を形成させるべく搬送方向を反転させて再度記録紙をスイッチバック経路を介して画像形成部に搬送する記録紙搬送装置において、前記スイッチバック経路１７１で記録紙の搬送エラーがあったとき、前記記録紙をスイッチバックさせるための排紙ローラ１６４及び再給紙ローラ１７２の駆動源となるモータを一旦停止させ、その後、再駆動する。【選択図】        図２
2004203496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側の面に画像が形成された記録紙の一部を搬送経路外に露出させた後、記録紙の他側の面に画像を形成させるべく搬送方向を反転させて再度記録紙をスイッチバック経路を介して画像形成部に搬送する記録紙搬送装置において、
前記スイッチバック経路で記録紙の搬送エラーがあったとき、前記記録紙をスイッチバックさせるための搬送手段の駆動源となるモータを一旦停止させ、その後、再駆動する制御手段を備えていることを特徴とする記録紙搬送装置。
【請求項２】
前記モータの出力トルクは、搬送障害により記録紙の搬送が不能になったとき、脱調するように小さく設定されていることを特徴とする請求項１記載の記録紙搬送装置。
【請求項３】
前記スイッチバック経路における記録紙の搬送速度が、画像形成部における印字中の搬送速度より速く設定されていることを特徴とする請求項１記載の記録紙搬送装置。
【請求項４】
前記搬送手段が、記録紙を排紙するとともにスイッチバックさせる排紙ローラと、
前記スイッチバック経路において記録紙を搬送する再給紙ローラと、
を含んで構成されていることを特徴とする請求項１記載の記録紙搬送装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の記録紙搬送装置と、
給紙トレイから記録紙を搬送する給紙手段と、
前記画像形成部で印字する画像形成手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記給紙手段及び画像形成手段における駆動源と、記録紙搬送装置における駆動源とが、それぞれ独立して設けられていることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録紙を排紙ローラの回転方向切替により両面印字するスイッチバック方式の搬送手段を備えた記録紙搬送装置と、この記録紙搬送装置を備えたファクシミリ装置、プリンタ、複写機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスイッチバック方式の両面印字装置は、装置自身の大きさと搬送スペースとの関係で、一面に画像が形成された記録紙の先端部側を一旦排紙口から装置外に排出し、他面側に画像を形成するために前記記録紙の後端側を先端側にしてスイッチバックさせて印字部に搬送している。このように記録紙の一部がマシン外に露出するため、気流（風）や排紙部にスタックされた記録紙の状態、あるいはユーザーが接触（場合によってはスイッチバック中に引き抜いてしまう。）というような外乱により、搬送エラーになってしまうことがある。
【０００３】
また、両面生産性（スピード）を上げるために画像形成に影響のない排紙ローラ反転からレジストローラまでの搬送（反転）時間を短縮するために、排紙ローラを制御する両面モータの回転方向の切替時間を短く、さらに、反転時の搬送スピード（＝両面モータの回転数）を上げるということが行われている
なお、この種の両面印字に関する技術としては、以下のような文献が公知である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１６７０９７号公報
【０００５】
【特許文献２】
特許第０２９９８０９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】。
【０００７】
ところで、前述のように両面生産性を上げるために両面モータの切替時間を短縮し、反転時の搬送スピードを上げると、両面モータの立ち上げ立ち下げ時の制御が困難となり、外乱による負荷変動も影響してモータの脱調による搬送エラーが発生しやすくなる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、スイッチバック方式で両面印字を行う際の搬送エラーの発生を抑えることができる記録紙搬送装置及び画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため反転時にリトライ制御をすることにより外乱による搬送エラーを低減し、ユーザが誤ってスイッチバック中の用紙に接触（又は引き抜く）した場合でも脱調音による警告（リトライするため一度脱調しても再度搬送を開始する。）を行うことにより誤操作防止を行うようにした。
【００１０】
更に、反転時の搬送スピードを上げて両面生産性を上げる試みをした場合でも通常であれば短時間でモータの回転数を高回転にするために負荷変動に弱くなる傾向（脱調しやすくなる傾向）にあるが、脱調の救済措置としてリトライを使用することができる。
【００１１】
具体的には、第１の手段は、一側の面に画像が形成された記録紙の一部を搬送経路外に露出させた後、記録紙の他側の面に画像を形成させるべく搬送方向を反転させて再度記録紙をスイッチバック経路を介して画像形成部に搬送する記録紙搬送装置において、前記スイッチバック経路で記録紙の搬送エラーがあったとき、前記記録紙をスイッチバックさせるための搬送手段の駆動源となるモータを一旦停止させ、その後、再駆動する制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
第２の手段は、第１の手段において、前記モータの出力トルクは、搬送障害により記録紙の搬送が不能になったとき、脱調するように低く設定されていることを特徴とする。
【００１３】
第３の手段は、第１の手段において、前記スイッチバック経路における記録紙の搬送速度が、画像形成部における印字中の搬送速度より速く設定されていることを特徴とする。
【００１４】
第４の手段は、第１の手段において、前記搬送手段が、記録紙を排紙するとともにスイッチバックさせる排紙ローラと、前記スイッチバック経路において記録紙を搬送する再給紙ローラとを含んでなることを特徴とする。
【００１５】
第５の手段は、第１ないし第４の手段に係る記録紙搬送装置と、給紙トレイから記録紙を搬送する給紙手段と、前記画像形成部で印字する画像形成手段とから画像形成装置を構成したことを特徴とする。
【００１６】
第６の手段は、第５の手段において、前記給紙手段及び画像形成手段における駆動源と、記録紙搬送装置における駆動源とが、それぞれ独立して設けられていることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る両面印字可能な画像形成装置の概略構成を示す図である。同図において、本実施形態に係る画像形成装置１００は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１１０、読み取り装置１２０、作像装置１３０、定着装置１４０、給紙装置１５０、排紙装置１６０及び再給紙装置１７０から基本的に構成されている。
【００１９】
ＡＤＦ１１０は、この実施形態は、シートスルーの読み取りに対応した原稿送り機構を有する。読み取り装置１２０は、ＡＤＦ１１０によって読み取り位置まで送られてきた原稿を搬送している状態で読み取るもので、図示しないが、照明ランプ、第１ないし第３ミラー、結像レンズ、ＣＣＤなどから構成された公知のものである。この実施形態の場合にはＡＤＦ１１０はシートスルー方式で読み取っているので、照明ランプ及び第１ミラーを搭載した第１走行体と、第２及び第３ミラーを搭載した第２走行体はそれぞれシートスルー読み取り位置で固定され、固定された状態で原稿を読み取る。
【００２０】
作像装置１３０は、感光体１３１と、感光体１３１の周りに配置され、感光体に対して所定の電位を付与する帯電チャージャ、表面が帯電した感光体１３１に光書き込みを行って潜像を形成する光書き込みユニット１３２、形成された潜像をトナー現像する現像ユニット１３３、顕像化されたトナー像を記録紙上に転写する転写ユニット１３４、転写されずに残ったトナーをクリーニングするクリーニングユニット、感光体表面に残った電位を零電位に戻す除電ユニットなどの公知の電子写真プロセスユニットとからなる。
【００２１】
定着装置１４０は、加圧ローラと熱ローラを対とする定着ローラからなる。
【００２２】
給紙装置１５０は、記録紙が集積され、ここから供給される給紙カセット１５１、給紙カセット１５１に集積された記録紙を１枚ずつ引き出し、転写ユニット１３４側に送り出す給紙ローラ１５２、感光体１３１上に形成された画像の先端部と位置あわせを行うためのレジストローラ１５３、及び前記給紙ローラ１５２から感光体１３１と転写ユニット１３４のニップ、及び定着装置１４０の定着ローラのニップに至る給紙経路１５５から構成され、レジストローラ１５３の搬送方向上流側には記録紙の進入タイミングを検知するためのレジストセンサ１５４が設けられている。
【００２３】
排紙装置１６０は、定着装置（定着ローラ）１４０の下流側の排紙経路１６１に沿って設けられた搬送ローラ１６２と、排紙トレイ１６３へ記録紙を排紙するための排紙口の搬送方向上流側に設けられた１対の排紙ローラ１６４と、排紙ローラ（対）１６４のニップよりも排紙方向下流側に設けられた排紙センサ１６５と、スイッチバックするスイッチバック経路１７１の入り口部に設けられた分岐爪１６６とからなる。分岐爪１６６は、自身に設けられたリブによってフォトセンサを遮断するようになっており、この構成により分岐センサとしても機能する。なお、ここでは、定着装置１４０を通過した時点で画像が記録紙に定着され、画像形成が完成されることから、このステップまでを画像形成のための給紙経路１５５と称し、定着装置１４０から下流側を画像形成済みの記録紙を排紙するための排紙経路１６１と称しているが、いずれのも一連の経路であり、便宜上の区分けにすぎない。
【００２４】
再給紙装置１７０は、図２の搬送経路のレイアウト示す図からも分かるように、排紙経路１６１から分岐し、感光体１３１に対して転写ユニット１３４の背後側に迂回し、レジストローラ１５３の上流側の給紙経路１５５に合流するスイッチバック経路１７１を含み、前記排紙経路１６１からの分岐部の排紙方向下流側に分岐爪としても機能する前記分岐センサ１６６の排紙方向の後端部が位置するように配置されている。また、この実施形態では、スイッチバック経路１７１には再給紙ローラ（対）１７２が設けられている。なお、前記分岐センサ１６６の排紙方向下流側に設けられた排紙ローラ１６４と再給紙ローラ１７２は両面モータによって駆動される。図示しない両面モータは画像形成装置側のメインモータに対して別途設けられ、独立した制御が可能である。
【００２５】
大略このように構成された画像形成装置では、給紙カセット１５１にセットした記録紙を給紙ローラ１５２により給紙し、レジストセンサ１５５で記録紙先端の搬送タイミングを検出し、感光体１３１上に形成された画像先端とタイミングを合わせてレジストローラ１５３により転写装置１３４に記録紙を搬送する。記録紙の片面に画像が転写され、定着装置１４で画像が定着された記録紙は、分岐センサが一体となった分岐爪１６６を通過する。その際、分岐センサＯＮ信号により両面モータで駆動されている排紙ローラ１６４が正回転（排紙方向に回転）し始める。この時、再給紙ローラ１７２軸上のギヤまで駆動が伝達されるが、再給紙ローラギヤには１ｗａｙクラッチが内蔵されているため記録紙正転時（表面印字）には再給紙ローラ１７２は回転しないようになっている。
【００２６】
このように排紙動作が行われ、記録紙後端が分岐爪１６６を通過すると分岐センサがＯＦＦし、搬送ローラの回転（正転）が停止する。このとき、記録紙は殆ど画像形成装置本体の外側（排紙トレイ１６３内）に排出されている。
【００２７】
一定時間経過後、両面モータが逆転し始め、排紙ローラ１６４及び再給紙ローラ１７２が記録紙反転方向に回転し始める。反転し始めた記録紙は分岐爪１６６により搬送経路がスイッチバック経路１７１側に切り換えられているので、排紙経路１６１を戻らずにスイッチバック経路１７１に案内され、再給紙ローラ１７２を通過してレジストセンサ部１５３へ導かれる。このスイッチバック経路１７１に沿った記録紙の搬送経路を図１において破線で示す。
【００２８】
このようにして記録紙の表裏が反転され、印字されていない側の面が感光体１３１に対向するので、前述の一面側の印字と同様にレジストセンサ１５５によって記録紙の先端を検知し、感光体１３１上に形成された画像先端部にタイミングを合わせてレジストローラ１５３から記録紙を送り出し、転写装置１３４で記録紙の他面に画像を形成し、定着装置１４０で画像を定着することにより記録紙の両面に可視画像が形成される。画像が両面に改正された記録紙は、排紙経路１６１を介して排紙ローラ１６４から排紙トレイ１６３上に排紙される。
【００２９】
図３は通常の両面画像形成におけるレジストセンサ１５４、レジストローラ１５３に駆動力を伝達するレジストクラッチ、分岐センサ１６６、排紙ローラ１６４、及び排紙センサ１６５の動作タイミングを示すタイミングチャートである。この図３のタイミングチャートは、図２に示すような寸法関係に基づいたものである。すなわち、
▲１▼レジストセンサ１５４からレジストローラ１５３までが６ｍｍ、
▲２▼レジストローラ１５３から分岐爪１６６までの給排紙経路長が１５９．８ｍｍ
▲３▼分岐爪１６６から排紙ローラ１６４間での排紙経路長が６３．４ｍｍ
▲４▼排紙ローラ１６４から先の排紙トレイ１６３への突出長さが２６１ｍｍ
▲５▼排紙ローラ１６４から再給紙ローラ１７２間での経路長が１６７．７ｍｍ
▲６▼再給紙ローラ１７２からレジストセンサ１５５までの経路長が１６３．４ｍｍ
にそれぞれ設定され、全体として両面ループ長は８１０．９ｍｍとなっている。
【００３０】
このような経路長に設定された画像形成装置１００では、給紙カセット１５１から記録紙が供給され、レジストセンサ１５４がオン（ａ）になると、レジストクラッチがオン（ｂ）となり、レジストローラ１５３を回転させる。そして、レジストローラ１５３オンから１．５９８秒後に分岐センサ１６６がオン（ｃ）になる。すなわち、記録紙が１５９．８ｍｍ搬送され、その間に画像が転写される。分岐センサ１６６がオンになると同時に排紙ローラ１６４がオン（ｄ）となり、低速で正転（排紙方向に回転）する。そして、排紙センサ１６５が記録紙の先端を検知（ｅ）するのとほぼ同時にくらいのタイミングでレジストセンサ１５４がオフ（記録紙が通り抜け）（ｆ）、その後、若干遅れたタイミングでレジストクラッチがオフ（ｇ）となり、記録紙は排紙ローラ１６４によって低速で搬送される。
【００３１】
分岐センサ１６６がオフ（ｈ）になり、記録紙後端が分岐爪を抜け、１００ｍｓ経過すると、すなわち１０ｍｍ送ると、排紙ローラ１６４は一度停止（ｉ）した後、高速で逆転して（ｊ）用紙を反転させ、今までの用紙後端部を先端側にしてスイッチバック経路１７１に送り込む。また、排紙ローラ１６４の逆転と同時に再給紙ローラ１７２も給紙方向に回転を開始する。なお、排紙ローラ１６４の逆転がすぐに開始しないのは、逆転のための立ち上げ時間（スルーアップ時間Ａ）が必要なためである。そして、スイッチバックした記録紙の先端部をレジストセンサ１５４が検知すると（ｋ）、記録紙の搬送は一旦停止され（ｌ）、感光体１３１上に形成された裏面用の画像とタイミングを図る。そして、前記画像先端とタイミングが取れた時点でレジストクラッチがオン（ｍ）になり、記録紙は転写ユニット側に送り出され（ｎ）、記録紙の裏面に画像が形成された後、排紙される。
【００３２】
本発明では、記録紙の後端が分岐爪１６６を通過し、分岐センサ１６６がＯＦＦした後、両面モータを高速で反転するモードになる（時間：Ａ）。この両面モータの回転方向切替時間からレジストセンサ１５４ＯＮまでの時間（時間：Ｊ）は設定した記録紙線速と搬送経路長で割り出され、それにスリップ等の余裕度時間を加えた時間を経過してもレジストセンサ１６６がＯＮしないと画像形成装置のＣＰＵが記録紙ジャムと判断し、画像形成装置の駆動を停止させる。このときの記録紙ジャム検知を１度以上見逃して、両面モータの高速回転モードを２回以上繰り返す（リトライ制御）。これが本発明の特徴である。
【００３３】
また、タイミングチャートにあるようにリトライ制御を備えた両面印字搬送で反転時の記録紙線速が正転時よりも速くなるように設定している。これも本発明の特徴でもある。更に、リトライ時は記録紙の殆どがマシン外側（排紙トレイ内）に排出されているため外乱による影響が大きい上、両面生産性を上げる必要から反転時の搬送スピードを上げようとすると、両面モータの回転方向切替時にモータ脱調を発生しやすい。そこで、このモータ脱調音を利用し、ユーザが殆ど排紙されてリトライ待ちの記録紙を抜き取ろうとしたときに排紙ローラがスリップしてメカ負荷（両面モータに対する負荷）が増大したときモータが脱調するように両面モータの出力トルクを設定している。これも本発明の特徴である。
【００３４】
すなわち、
モータ出力トルク（ＰＵＬＬ−ＩＮトルク）：２００ｇｆ・ｃｍ・・・（１）
通常のモータ軸負荷トルク（メカ負荷）：１２０ｇｆ・ｃｍ    ・・・（２）
記録紙を掴む等して記録紙に負荷を与えた場合：３００ｇｆ・ｃｍ・・（３）
としたときに、
トルクバランス：（２）＜（１）＜（３）
となるようにモータ出力トルクを設定する。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、スイッチバック方式で両面印字を行う際の搬送エラーの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る両面印字可能な画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る両面印字可能な画像形成装置の搬送経路のレイアウト示す図である。
【図３】通常の両面画像形成におけるレジストセンサ、レジストクラッチ、分岐センサ、排紙ローラ、排紙センサの動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００  画像形成装置
１３０  作像装置
１３１  感光体
１３２  光書き込みユニット
１３３  現像ユニット
１３４  転写ユニット
１４０  定着装置（定着ローラ）
１５０  給紙装置
１５３  レジストローラ
１５４  レジストセンサ
１５５  給紙経路
１６１  排紙経路
１６２  搬送ローラ
１６４  排紙ローラ
１６５  排紙センサ
１６６  分岐爪（分岐センサ）
１７０  再給紙装置
１７１  スイッチバック経路
１７２  再給紙ローラ
【図１】
2004203496.tif 000003
【図２】
2004203496.tif 000004
【図３】
2004203496.tif 000005