(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を積層保持する用紙収納部と、
前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙装置と、
給紙された用紙上に画像形成を行うプリンタエンジンと、
前記用紙収納部から前記プリンタエンジンに至る用紙搬送路と、
この用紙搬送路で用紙搬送を行う用紙搬送装置と、この用紙搬送路の途中から分岐していて当該用紙搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、
前記用紙搬送路と前記反転路との分岐箇所に配置されて回転駆動し、その外周面に当接される用紙を前記用紙収納部側から前記反転路側に送り込むローラと、
前記分岐箇所に配置され、前記反転路に送り込まれる用紙に対向する第１ガイド面と前記反転路から送り出される用紙に対向する第２ガイド面とを有し、前記第１ガイド面と前記ローラとの間に用紙を通過させる第１切換位置と、前記反転路から送り出された用紙が前記第１ガイド面と前記ローラとの間に入り込むことを禁止する第２切換位置との間で切換え動作を行う切換部材と、
前記反転路から前記プリンタエンジンに向けて送り出される先行する用紙の後端と前記用紙収納部側から前記反転路に送り込まれる後続の用紙の先端とが重なる位置であるすれ違いポイントより前記反転路の奥側に設けられ、前記反転路への用紙の送り込み、及び、この送り込み後の用紙の前記反転路からスイッチバックしての送り出しを行う第１の用紙反転装置と、を備え、
前記送り込むローラよりも前記用紙搬送路側に配置されて回転駆動し、用紙を前記用紙収納部側から前記送り込むローラ側に送り込むローラの用紙搬送速度を、前記分岐箇所よりも前記プリンタエンジン側に配置されて回転駆動し、前記反転路から前記プリンタエンジンに向かう用紙を搬送するローラの用紙搬送速度よりも大きくした画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の用紙反転装置より前記反転路の手前側の位置に配置され、前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記用紙搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行の用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が前記反転路で重畳することを許容する開放状態とに切換え自在な第２の用紙反転装置を備えている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２の用紙反転装置は、一方は外周部の一部に切欠部分が形成されているローラ対からなり、前記切欠部分の向きにより、用紙をニップする前記送り出し状態と、両ローラ間を用紙が通過する前記開放状態とに切換え可能である請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の用紙反転装置は、接離動作可能なローラ対からなり、前記接離動作により、用紙をニップする前記送り出し状態と、両ローラ間を用紙が通過する前記開放状態とに切換え可能である請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の用紙反転装置は、正逆回転可能で常時用紙をニップ可能に当接しているローラ対を備えている請求項１〜４のいずれかの一に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の用紙反転装置の近傍に配置され、前記反転路で用紙を検出するセンサを備えている請求項１〜５のいずれかの一に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記センサが前記反転路に進入する用紙の先端を検出したときは、この検出信号に基づいて所定のタイミングで前記第１の用紙反転装置による用紙の搬送を停止する停止制御手段を備えている請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
Ｘ３＝Ｄ２＋Ｘ１−Ｓ１……（２）
（但し、Ｘ３：前記センサが用紙の先端を検出してから前記第１の用紙反転装置が用紙を搬送する距離、Ｄ２：用紙長、Ｘ１：前記切換部材から前記反転路内で停止した用紙の端部までの距離、Ｓ１：前記切換部材から前記センサまでの距離）で定義される（２）式により求められる距離Ｘ３だけ、前記センサによる用紙先端の検出後に当該用紙を前記反転路に搬送してから停止するように前記第１の用紙反転装置を制御して、前記反転路への用紙の送り込みを行う制御手段を備えている請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記センサが前記反転路から送り出される用紙の後端を検出したときは、この検出信号に基づいて当該用紙の後続の用紙の前記反転路への進入のタイミングを制御する進入制御手段を備えている請求項６〜８のいずれかの一に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】
この発明は、用紙上に画像の形成を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許第2941021号公報、特開平9-110313号公報には、電子写真方式の画像形成において、給紙カセットからプリンタエンジンに用紙を供給する途上で、搬送中の用紙を搬送経路の途上から分岐している反転路に先端から収納し、この用紙の後端を先端とするようにスイッチバックしてから供給する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プリンタエンジンに搬送中の用紙を搬送経路の途上から分岐している反転路でスイッチバックすることにより、搬送途上の先行する用紙と後続の用紙との間の間隔を狭め、連続給紙による連続画像形成の生産性を向上させることが可能となる場合がある。
【０００４】
すなわち、反転路をバッファのように使用して、反転路からレジストローラに先行する用紙を搬送するときの搬送速度を、給紙カセットから反転路に後続の用紙を搬送するときの搬送速度より大きくした場合等である（特願2000-215038の明細書、特願2000-230153の明細書などを参照）。また、この場合に、反転路内で先行する用紙と後続の用紙とが、少なくとも部分的に重畳しあってすれ違うようにすれば、さらに用紙間隔を短縮することができる。
【０００５】
このような技術において、反転路に収納した用紙をスイッチバックし後端を先頭として送り出す動作は、反転路に設けられた互いに対峙する半月コロとローラとで行い（特願2000-326375の明細書などを参照）、あるいは、反転路に設けられた接離自在な一対のローラによって行うことができる（特願2000-215038の明細書などを参照）。また、半月コロとローラとを用いる場合に、反転路内への用紙の搬送は、半月コロより反転路の出口側に設けられた切換爪を備えたローラにより行うことができる（特願2000-329412の明細書などを参照）。
【０００６】
反転路内に用紙を搬送するときは、半月コロを用いる場合は、その平面状の切欠部を用紙側に向けて待機させる。また、接離自在なローラを用いる場合は、２つのローラを離間した状態で待機させる。それゆえ、反転路内への用紙搬送は、切換爪を備えたローラだけに頼ることになる。そして、この切換爪を用いた機構の搬送力は、ローラ対で用紙をニップする機構に比べて小さい。そのため、この搬送力不足に起因して、用紙が完全に切換爪を抜けて反転路内に搬送できない場合が発生するという不具合がある。これは、特に低温低湿などの環境下で起こりやすい。このため、用紙を反転路内に搬送する際に搬送力を補助する機構が必要である。
【０００７】
また、反転路内に用紙を搬送する際、搬送力は切換爪のローラのみのために、用紙は反転路内に放り出される様に搬送される。そのため、用紙サイズや用紙の種類（特に表面状態や紙の質量）によって、放り出した後に停止する位置にバラツキが生じる。このバラツキは、用紙間隔が短く、かつ、一定間隔で搬送する場合には、用紙搬送の生産性に大きく影響する。例えば、先行する用紙が半月コロによって搬送された後に、一定間隔で次の用紙を搬送するように、半月コロは駆動されるが、次の用紙の飛出し量が多く、停止位置が半月コロの近傍になった場合、用紙の搬送が遅れて用紙間隔は広がってしまうという不具合がある。
【０００８】
このバラツキに対応するため、半月コロの駆動間隔を短縮して早めに搬送し、反転路から搬送経路に送り出した後の最初の搬送ローラで停止して待機させる制御を行うことが考えられる。しかし、この場合、反転路を用いて用紙をスイッチバックする技術では、後続の用紙の飛出し量が少なく、切換爪を備えたローラに近い位置で停止すると、半月コロの駆動後に先行する用紙に追いついてしまい、両者を重送してしまう不具合がある（先行する用紙は、プリンタエンジンの直前に設けられたレジストローラにニップされて後は速度は遅くなるため（すなわち、用紙の移動速度は給紙速度から画像形成プロセス速度へ移行する）、後続の用紙が追いつくことになる）。このことから、反転路内での用紙の停止位置を一定とするため、用紙サイズに対応したストッパ機構が必要である。
【０００９】
この発明の目的は、先行する用紙と後続の用紙とが反転路で部分的に重畳しあってすれ違うことを可能としつつも、反転路への用紙の搬送力が増加し、用紙搬送精度の信頼性を向上させることができる。
【００１０】
この発明の目的は、反転路内の用紙の飛出しによる用紙の曲がり等を防止し、また、用紙サイズに応じたストッパを不要にして、製造コストを低減することができる。
【００１１】
この発明の目的は、反転路への用紙の搬送力が更に増加し、用紙搬送精度の信頼性を更に向上させることである。
【００１２】
この発明の目的は、用紙搬送路と直交する水平方向の用紙のズレを防止して、ジョガーの設置を不要とし、製造コストを低減することである。
【００１３】
この発明の目的は、装置のレイアウトの自由度を向上させることである。
【００１４】
この発明の目的は、反転路内で所定停止位置での用紙の停止を高精度で行うことである。
【００１５】
この発明の目的は、後続の用紙の反転路への受け入れ動作を的確に行って、用紙間隔を更に短縮することである。
【００１６】
この発明の目的は、用紙搬送路の反転路より下流側での縦レジスト補正動作を省くことである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、用紙を積層保持する用紙収納部と、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙装置と、給紙された用紙上に画像形成を行うプリンタエンジンと、前記用紙収納部から前記プリンタエンジンに至る用紙搬送路と、この用紙搬送路で用紙搬送を行う用紙搬送装置と、この用紙搬送路の途中から分岐していて当該用紙搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、前記用紙搬送路と前記反転路との分岐箇所に配置されて回転駆動し、その外周面に当接される用紙を前記用紙収納部側から前記反転路側に送り込むローラと、前記分岐箇所に配置され、前記反転路に送り込まれる用紙に対向する第１ガイド面と前記反転路から送り出される用紙に対向する第２ガイド面とを有し、前記第１ガイド面と前記ローラとの間に用紙を通過させる第１切換位置と、前記反転路から送り出された用紙が前記第１ガイド面と前記ローラとの間に入り込むことを禁止する第２切換位置との間で切換え動作を行う切換部材と、前記反転路から前記プリンタエンジンに向けて送り出される先行する用紙の後端と前記用紙収納部側から前記反転路に送り込まれる後続の用紙の先端とが重なる位置であるすれ違いポイントより前記反転路の奥側に設けられ、前記反転路への用紙の送り込み、及び、この送り込み後の用紙の前記反転路からスイッチバックしての送り出しを行う第１の用紙反転装置と、を備え、
前記送り込むローラよりも前記用紙搬送路側に配置されて回転駆動し、用紙を前記用紙収納部側から前記送り込むローラ側に送り込むローラの用紙搬送速度を、前記分岐箇所よりも前記プリンタエンジン側に配置されて回転駆動し、前記反転路から前記プリンタエンジンに向かう用紙を搬送するローラの用紙搬送速度よりも大きくした画像形成装置である。
【００１８】
したがって、第１の用紙反転装置により、先行する用紙と後続の用紙とが反転路で部分的に重畳しあってすれ違うことを可能としつつも、反転路への用紙の搬送力が増加し、用紙搬送精度の信頼性を向上させることができる。また、第１の用紙反転装置は、用紙を反転路の所定の停止位置で停止するストッパとなるので、反転路内の用紙の飛出しを防止し、飛出しによる用紙の曲がり等を防ぐことができる。そして、用紙サイズに応じたストッパ（用紙の停止位置を制御する突起形状のストッパ等）の設置が不要となり、製造コストを低減することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記第１の用紙反転装置より前記反転路の手前側の位置に配置され、前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記用紙搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行の用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が前記反転路で重畳することを許容する開放状態とに切換え自在な第２の用紙反転装置を備えている。
【００２０】
したがって、比較的短い用紙長の用紙を使用しても、第２の用紙反転装置により、先行する用紙と後続の用紙とが反転路で部分的に重畳しあってすれ違うことを可能としつつも、反転路への用紙の搬送力が更に増加し、用紙搬送精度の信頼性を更に向上させることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記第２の用紙反転装置は、一方は外周部の一部に切欠部分が形成されているローラ対からなり、前記切欠部分の向きにより、用紙をニップする前記送り出し状態と、両ローラ間を用紙が通過する前記開放状態とに切換え可能である。
【００２２】
したがって、第２の用紙反転装置は、一方のローラに形成された切欠部分の向きにより、送り出し状態と開放状態とに切換えができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記第２の用紙反転装置は、接離動作可能なローラ対からなり、前記接離動作により、用紙をニップする前記送り出し状態と、両ローラ間を用紙が通過する前記開放状態とに切換え可能である。
【００２４】
したがって、第２の用紙反転装置は、両ローラの接離動作により、送り出し状態と開放状態とに切換えができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの一に記載の画像形成装置において、前記第１の用紙反転装置は、正逆回転可能で常時用紙をニップ可能に当接しているローラ対を備えている。
【００２６】
したがって、先行する用紙と後続の用紙が、常時どれかのローラにニップされることになり、用紙搬送路と直交する水平方向の用紙のズレが無くなり、この方向のレジストを調整するためのジョガーも不要となり、製造コストを低減することができる。また、両ローラは常時用紙をニップ可能であるため、重力に左右されることなく用紙を搬送でき、反転路を縦置きに設置可能になるなど、レイアウトの自由度が増す。
【００２９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの一に記載の画像形成装置において、前記第１の用紙反転装置の近傍に配置され、前記反転路で用紙を検出するセンサを備えている。
【００３０】
したがって、第１の用紙反転装置の近傍にセンサを設けたので、反転路内で所定停止位置での用紙の停止を高精度で可能となり、また、後続の用紙の反転路への受け入れ動作を的確に行って、用紙間隔を更に短縮することが可能となる。
【００３１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、前記センサが前記反転路に進入する用紙の先端を検出したときは、この検出信号に基づいて所定のタイミングで前記第１の用紙反転装置による用紙の搬送を停止する停止制御手段を備えている。
【００３２】
したがって、用紙を反転路内の所定の停止位置で精度よく停止させることができ、用紙収納部から反転路までの搬送に発生した用紙の停止位置のバラツキを吸収することができる。これは、縦レジスト補正として機能し、用紙搬送路の反転路より下流側での縦レジスト補正動作を省くことができる。
【００３３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、Ｘ３＝Ｄ２＋Ｘ１−Ｓ１……（２）
（但し、Ｘ３：前記センサが用紙の先端を検出してから前記第１の用紙反転装置が用紙を搬送する距離、Ｄ２：用紙長、Ｘ１：前記切換部材から前記反転路内で停止した用紙の端部までの距離、Ｓ１：前記切換部材から前記センサまでの距離）で定義される（２）式により求められる距離Ｘ３だけ、前記センサによる用紙先端の検出後に当該用紙を前記反転路に搬送してから停止するように前記第１の用紙反転装置を制御して、前記反転路への用紙の送り込みを行う制御手段を備えている。
【００３４】
したがって、用紙を反転路内の所定の停止位置で精度よく停止させることができる。
【００３５】
請求項９に記載の発明は、請求項６〜８のいずれかの一に記載の画像形成装置において、前記センサが前記反転路から送り出される用紙の後端を検出したときは、この検出信号に基づいて当該用紙の後続の用紙の前記反転路への進入のタイミングを制御する進入制御手段を備えている。
【００３６】
したがって、センサを設けない場合に比べて、用紙のスイッチバック時に反転を開始した用紙の後端が、第１の用紙反転装置を通過したことを検出することができるので、すぐに後続の用紙の受け入れ動作へ移行でき、先行する用紙と後続の用紙との間隔をさらに短縮して、反転路内に搬送することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態について説明する。
【００３８】
図１は、この実施の形態である画像形成装置の構造を概略的に示す正面図である。この画像形成装置Ａには、用紙を積層保持する用紙収納部としての給紙トレイ１から電子写真方式で用紙上に画像形成を行うプリンタエンジン２、さらに形成した画像を用紙上に定着する定着装置３を経由して、画像形成後の用紙が排紙される排紙スタッカ４に至る用紙の搬送経路５が形成されている。搬送経路５のうち給紙トレイ１からプリンタエンジン２までが用紙搬送路６である。
【００３９】
用紙搬送路６の途中の分岐点８からは、最奥部が行き止まりになったトレイ状の反転路７が分岐して設けられている。この分岐点８より用紙搬送方向の上流側には、モータ９（図５参照）で駆動されて用紙を搬送する搬送ローラ１０が設けられている。また、分岐点８より用紙搬送方向の下流側には、反転路７で後述のようにスイッチバックした用紙をプリンタエンジン２へ送るようにモータ１１（図５参照）で駆動される搬送ローラ１２と、レジストセンサ１３により検出した用紙をプリンタエンジン２へ送り出すタイミングをプリンタエンジン２での画像形成動作に同期させるレジストレーション動作を行うレジストローラ１４とが設けられている。レジストセンサ１３は、レジストローラ１４より用紙搬送方向の上流側に設けられている。そして、搬送ローラ１２による用紙搬送路６の反転路７より下流側での用紙の搬送速度より、搬送ローラ１０による用紙搬送路６の反転路７より上流側での用紙の搬送速度（後述の縦搬送速度Ｖ１）は大きく設定されている。搬送ローラ１０，１２などにより用紙搬送装置を実現している。
【００４０】
反転路７には、モータ１５（図５参照）により間欠駆動されて外周部の一部に切り欠かれた平坦面である切欠部１６ａが形成された半月コロ状の駆動ローラ１６と、反転路７を挟んで駆動ローラ１６に対向する位置に配置され、駆動ローラ１６の切欠部１６ａが形成された部分以外に当接したときに連れ回りされる従動ローラ１７とにより構成される第２の用紙反転装置である用紙反転装置１８が設けられている。この用紙反転装置１８により、反転路７へ送り込まれた用紙がスイッチバックされてプリンタエンジン２に向けて送り出される。
【００４１】
ここで、図４は、用紙反転装置１８の概略を示す正面図である。図４（ａ）に示すように駆動ローラ１６の切欠部１６ａが従動ローラ１７に対向している場合には、反転路７への用紙の送り込みが許容される。また、図４（ｂ）に示すように、駆動ローラ１６の外周面と従動ローラ１７の外周面とが当接している場合には、駆動ローラ１６が回転駆動されることにより従動ローラ１７が連れ回りされ、反転路７からの用紙の送り出しが行われる。また、反転路７には、反転路7への用紙の出し入れのタイミングを制御するために用紙を検出する用紙通過センサ１９が設けられている（図１参照）。このように用紙反転装置１８は、反転路７に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて用紙搬送路６へ送り出す送り出し状態と、反転路７から送り出されている先行の用紙と反転路７に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切換自在である。
【００４２】
給紙トレイ１の用紙搬送方向の下流側には、積層保持された用紙を取り出すピックアップローラ２０と、取り出した用紙を一枚ずつに分離する分離ローラ２１とからなる分離給紙装置２２が設けられている。
【００４３】
プリンタエンジン２は感光体２３を備えている。この感光体２３の回りには、感光体２３に一様に帯電させる帯電器２４と、感光体２３の上に静電潜像を光書き込みするデジタル光書込装置２５と、感光体２３上の静電潜像をトナーで現像する現像器２６と、現像後のトナー画像を用紙上に転写する転写器２７と、感光体２３の上の残存トナーを除去するクリーニング装置２８など、の画像形成プロセスを実行するための周知の各装置が設けられており、デジタル電子写真プロセスで用紙上に画像を形成する。
【００４４】
定着装置３には、用紙上に転写したトナー像を用紙に定着する加圧ローラ２９と加熱ローラ３０とが設けられている。定着装置３より用紙搬送方向の下流側には、トナー画像を定着した用紙を排紙スタッカ４へ排紙する排紙ローラ３１が設けられている。
【００４５】
分岐点８の近傍には、モータ３２（図５参照）で駆動される入口ローラ３３と、切換部材である複数個の分岐爪３４とが設けられている。これらの入口ローラ３３と分岐爪３４とについての詳細を図２、図３を参照して説明する。
【００４６】
用紙搬送路６における分岐点８の直前位置には、用紙搬送路６を搬送された用紙の向きを反転路７側に向けるように案内する入口ガイド板３５ａ，３５ｂが設けられている。そして、入口ガイド板３５ａ，３５ｂにそって用紙の進行方向を約９０°曲げた位置に入口ローラ３３と分岐爪３４とが配置されている。入口ローラ３３は、モータ３２（図５参照）は用紙を反転路７に送り込む向きに常時回転駆動されている。
【００４７】
分岐爪３４は、反転路７に送り込まれる用紙に対向する第１ガイド面３４ａと、反転路７から送り出される用紙に対向する第２ガイド面３４ｂと、第１ガイド面３４ａと第２ガイド面３４ｂとに挟まれて反転路７に対向する鋭角的な分岐爪先端部３４ｃとを有する部材である。そして、この分岐爪３４は、入口ローラ３３の中心軸３３ａの近傍にこの中心軸３３ａと平行に配置された支軸３６に固定され、支軸３６は軸受（図示せず）により回動自在に軸支されている。支軸３６の端部にはアーム３７の一端が固定され、アーム３７の他端にはアーム３７を引き付けるように付勢するスプリング３８の一端が係止されている。また、スプリング３８の付勢力によりアーム３７が回動する方向には、アーム３７の回動位置を規制するためのストッパ３９が設けられている。
【００４８】
分岐爪３４は、支軸３６と共に支軸３６の軸心回りに回動することにより、第１切換位置（図２において実線で示す位置）と、第２切換位置（図２において二点鎖線で示す位置）とに位置の切換が可能である。
【００４９】
第１切換位置は、反転路７に送り込まれる用紙が入口ローラ３３の外周面と分岐爪３４の第１ガイド面３４ａとの間を進行しているときの回動位置である。第２切換位置は、入口ローラ３３の外周面と分岐爪３４の第１ガイド面３４ａとの間に用紙がないときの回動位置である。
【００５０】
分岐爪３４が第２切換位置に回動しているとき、分岐爪先端部３４ｃは二点鎖線で示すように、入口ローラ３３の外周部より内側に入り込んで位置している。分岐爪３４はスプリング３８の付勢力が作用し、この付勢力は、分岐爪３４の第１ガイド面３４ａと入口ローラ３３の外周面との間を通って反転路７に送り込まれる用紙を入口ローラ３３の外周面に押し付ける向きに作用している。このスプリング３８の付勢力は、反転路７に送り込まれる用紙の腰の強さにより第１切換位置に位置している分岐爪３４を第２切換位置へ回動させることができる大きさに設定されている。
【００５１】
図５は、画像形成装置Ａの制御系の電気的接続を示すブロック図である。用紙搬送に関わる制御系は、各部を集中的に制御するマイコン５０を備えている。マイコン５０には、搬送ローラ１０を回転するモータ９を駆動するモータドライバ５１、搬送ローラ１２を回転するモータ１１を駆動するモータドライバ５２、駆動ローラ１６を回転するモータ１５を駆動するモータドライバ５３、入口ローラ３３を回転するモータ３２を駆動するモータドライバ５４、用紙通過センサ１９、レジストセンサ１３等、各種アクチュエータ、センサが接続されている。
【００５２】
なお、用紙反転装置１８は、図６に示すような構成としてもよい。図６の用紙反転装置１８は、ドライバ５５を介して動作するモータ３２（図５参照）により回転駆動される駆動ローラ４１、この駆動ローラ４１に対して接離する位置に移動自在に設けられて当接時に連れ回りされる従動ローラ４２、従動ローラ４２を駆動ローラ４１に接離する位置へ移動させる移動機構等により構成されている。
【００５３】
従動ローラ４２を移動させる移動機構は、一端に従動ローラ４２が連結されて他端が支点４３により支持されたリンク４４と、リンク４４の軸方向の略中央部に連結されて従動ローラ４２を駆動ローラ４１に当接させる向きに付勢するスプリング４５と、リンク４４に連結されて従動ローラ４２を駆動ローラ４１から離反させる向きに付勢する、ドライバ５６（図５参照）を介して駆動するソレノイド４６により構成されている。
【００５４】
図６（ｂ）は、スプリング４５の付勢力により従動ローラ４２が駆動ローラ４１に当接され、駆動ローラ４１が矢印方向へ回転駆動されることにより駆動ローラ４１と従動ローラ４２とで挟持されている用紙が反転路７から送り出される送り出し状態である。
【００５５】
図６（ａ）は、ソレノイド４６の駆動により従動ローラ４２が下方へ回動され、駆動ローラ４１と従動ローラ４２との間に隙間が生じた開放状態である。この開放状態のとき、反転路７内への用紙の送り込みが行われる。
【００５６】
反転路７内では、先行する用紙と後続の用紙のすれ違い搬送をしているため、用紙が重なっている間は、用紙反転装置１８で用紙のすれ違い搬送を許容できるように、図４に示すように、半月コロ状の駆動ローラ１６を用いるか、あるいは、図６に示すように、駆動ローラ４１と従動ローラ４２とを接離自在な機構としている。
【００５７】
このような用紙反転装置１８では、用紙は反転路７内に放り出される様に搬送される。しかし、この時の用紙の停止位置は一定しないままスイッチバックして送り出されるため、搬送誤差が生じる。特に、前記のように反転路７をバッファとして、その上流側と下流側とで用紙搬送速度を変えて用紙間隔を大きく短縮する場合においては、搬送誤差は大きな問題である。
【００５８】
そこで、反転路７内での用紙の停止位置を一定とするために、図１、図７に示すように、同じく反転路７内で用紙反転装置１８の位置より奥側に第１の用紙反転装置である用紙反転装置６１を設け、用紙通過センサ１９を反転路７内で用紙反転装置１８の位置より奥側に設けた。用紙反転装置６１は、一対の駆動ローラ６２及び従動ローラ６３とからなり、駆動ローラ６２は、マイコン４０により制御されてドライバ５８を介してモータ５９により（図５参照）、正逆両方向に回転可能である。図７には、用紙Ｐ１も示している。
【００５９】
図８〜図１０に示すように、反転路７内のすれ違いポイント６４（先行する用紙Ｐ１の後端と後続の用紙Ｐ２の先端とがすれ違うポイント）より入口ローラ３３及び分岐爪３４の側では、２枚の用紙Ｐ１とＰ２が重なる状態が発生するので、常時用紙Ｐ１，Ｐ２をニップする対のローラは設置できない。
【００６０】
そこで、すれ違いポイント６４よりも反転路７の奥側に用紙反転装置６１の駆動ローラ６２及び従動ローラ６３を設置し、用紙Ｐ１又はＰ２を常時ニップ可能とするものである。
【００６１】
すれ違いポイント６４の位置は、次の（１）式に基づいた計算により、すれ違い距離Ｘ２を求めることで決定することができる。
【００６２】
Ｘ２＝Ｄ２＋Ｘ１−Ｖ２（Ｄ１＋Ｄ２−Ｖ１×Ｔ１）／（Ｖ１＋Ｖ２）……  （１）
ここで、
Ｘ１：停止距離（分岐爪３４の先端から反転路７内で停止した用紙Ｐ１の端部までの距離）（mm）
Ｘ２：すれ違い距離（分岐爪３４の先端からすれ違いポイント６４までの距離）（mm）
Ｄ１：用紙間隔（反転路７より上流側における用紙Ｐ１と用紙Ｐ２との間隔）
Ｄ２：用紙長（mm）
Ｖ１：反転搬送速度（反転路７で用紙Ｐ１を送り出す用紙搬送速度）（mm/s）
Ｖ２：縦搬送速度（反転路７より上流側における用紙搬送路６での用紙搬送速度）（mm/s）
Ｔ１：反転路７内での用紙Ｐ１の保持時間（sec）
【００６３】
用紙Ｐ１が反転路７内に搬送されると、駆動ローラ１６を通過して、両ローラ６２と６３とにニップされる。この両ローラ６２と６３は、分岐爪３４及び入口ローラ３３の用紙搬送の補助をする形で、搬送ローラ１０並びに入口ローラ３３及び分岐爪３４が用紙Ｐ１，Ｐ２を搬送する縦搬送速度Ｖ１と同じ速度で正回転することで、反転路７に用紙Ｐ１を送り込む。両ローラ６２と６３にニップされた後、用紙Ｐ１は、用紙通過センサ１９を通過する。この用紙通過センサ１９で用紙Ｐ１が検出されると、用紙停止位置が一定となるように、両ローラ６２と６３は、用紙サイズを考慮した回転数分回転した後に停止する。例えば、用紙通過センサ１９の配置位置が、図１１に示すように、分岐爪３４からの距離がセンサ距離Ｓ１だけ離れた地点である場合だと、一定の停止距離Ｘ１に合わせて、次の式（２）より算出された回転距離Ｘ３分だけ回転して停止する。
【００６４】
Ｘ３＝Ｄ２＋Ｘ１−Ｓ１……（２）
ここで、
Ｘ３：回転距離（用紙通過センサ１９が用紙Ｐ１の先端を検出してから駆動ローラ６２が回転する距離）（mm）Ｄ２：用紙長（mm）Ｘ１：停止距離（分岐爪３４の先端から反転路７内で停止した用紙Ｐ１の端部までの距離）（mm）Ｓ１：センサ距離（分岐爪３４の先端から用紙通過センサ１９までの距離）（mm）
【００６５】
このようにして、所定の停止位置で用紙Ｐ１を停止させた後、用紙Ｐ１をスイッチバックして反転搬送する際には、駆動ローラ１６と速度、タイミングを同期させて逆回転を開始する。そして、用紙通過センサ１９を用紙Ｐ１の後端が通過し、用紙通過センサ１９で用紙Ｐ１の通過を検出すると、用紙Ｐ１の後端が駆動ローラ６２、従動ローラ６３間のニップ部分を通過するのに十分な回転数分だけ回転してから、この逆回転を停止し、その後再び、縦搬送速度Ｖ１で正回転を始め、次の用紙Ｐ２が搬送可能な状態となる。
【００６６】
図１２は、反転路７における用紙Ｐ１をスイッチバックして送り出す制御について説明するフローチャートである。
【００６７】
図１２に示すように、マイコン４０は、用紙通過センサ１９がＯＦＦからＯＮになったとき（ステップＳ１のＹ）、すなわち、用紙通過センサ１９が反転路７に進入してくる用紙Ｐ１の先端を検出したときは、この検出信号に基づき、例えば、モータ５９を予め設定している所定のパルス数だけ回転させてから（ステップＳ２）、停止することで（ステップＳ３）、前記した所定の停止位置で用紙Ｐ１を停止する。ステップＳ３により停止制御手段を実現している。そして、予め設定されている所定のディレイタイムが経過すると（ステップＳ４のＹ）、モータ５９の逆転を開始して（ステップＳ５）、駆動ローラ６２及び従動ローラ６３で用紙Ｐ１を反転路７から送り出す。そして、用紙通過センサ１９がＯＮからＯＦＦになったとき（ステップＳ６のＹ）、すなわち、用紙通過センサ１９が反転路７から送出される用紙Ｐ１の後端を検出したときは、この検出信号に基づき、モータ９，３２，１５，５９などを所定のタイミングで制御して、後続の用紙Ｐ２の反転路７への送り込み動作を行う（ステップＳ７）。ステップＳ７により進入制御手段を実現している。
【００６８】
以上説明したように、反転路７内に、用紙反転装置１８又は６１と、式（１）より算出したすれ違いポイント６４よりも奥側には、正逆転可能で用紙Ｐを常時ニップすることができる駆動ローラ６２及び従動ローラ６３とを設けたので、反転路７への用紙Ｐの搬送力が増加し、用紙搬送精度の信頼性を向上させることができる。
【００６９】
また、用紙Ｐ１，Ｐ２が、常時どれかのローラにニップされることになり、用紙搬送路６と直交する水平方向の用紙Ｐのズレが無くなり、この方向のレジストを調整するためのジョガーも不要となり、製造コストを低減することができる。
【００７０】
駆動ローラ６２及び従動ローラ６３は常時用紙Ｐ１，Ｐ２をニップ可能であるため、重力に左右されることなく用紙Ｐを搬送でき、反転路７を縦置きに設置可能になるなど、レイアウトの自由度が増す。
【００７１】
駆動ローラ６２及び従動ローラ６３は、用紙Ｐ１を所定の停止位置で停止するストッパとなる。これにより、反転路７内の用紙Ｐ１の飛出しを防止し、飛出しによる用紙Ｐ１の曲がり等を防ぐ。そして、用紙サイズに応じたストッパ（用紙Ｐ１の停止位置を制御する突起形状のストッパ等）の設置が不要となり、製造コストを低減することができる。
【００７２】
また、駆動ローラ６２及び従動ローラ６３の近傍に用紙通過センサ１９を設けたので、精度よく用紙Ｐ１を所定の停止位置で停止させる制御が可能になり、給紙トレイ１から反転路７までの搬送に発生した用紙Ｐ１の停止位置のバラツキ（主に分離給紙装置２２のピックアップローラ２０のスリップや、そのピックアップ時の用紙位置のズレ、反転路７までの搬送におけるスリップによるもの）を吸収することができる。
【００７３】
これは、縦レジスト補正として機能し、用紙搬送路６の反転路７より下流側での縦レジスト補正動作を省くことができる（停止しているレジストローラ１４に用紙Ｐ１を突き当てて、たわませ、所定のタイミングで搬送開始するという縦レジスト補正動作を省略することができる）。また、用紙通過センサ１９を設けない場合に比べて、用紙Ｐ１のスイッチバック時に反転を開始した用紙Ｐ１の後端が駆動ローラ６２及び従動ローラ６３のニップ部を通過したことを検出することができるので、すぐに後続の用紙Ｐ２の受け入れ動作へ移行でき、先行する用紙Ｐ１と後続の用紙Ｐ２との間隔をさらに短縮して、反転路内７に搬送することができる。
【００７４】
なお、使用する用紙Ｐが、搬送ローラ１２と駆動ローラ６２及び従動ローラ６３との間の経路長よりも長いもののみである場合、また、各ローラのレイアウトにおいて、搬送する一番短尺の用紙Ｐの用紙長よりも短い経路長で、搬送ローラ１２と駆動ローラ６２及び従動ローラ６３との間の経路長を設定した場合、用紙反転装置１８を省き、反転路７上の用紙搬送機構を駆動ローラ６２及び従動ローラ６３だけの構成としてもよい。
【００７５】
この場合には、駆動ローラ１６及び従動ローラ１７が回転し、用紙Ｐ１にニップする瞬間や、離間していた駆動ローラ４１と従動ローラ４２とが用紙Ｐ１に接触する際に発生する騒音を無くすことができる。また、用紙反転装置１８を省くことで、製造コストを低減することができる。
【００７６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、第１の用紙反転装置により、先行する用紙と後続の用紙とが反転路で部分的に重畳しあってすれ違うことを可能としつつも、反転路への用紙の搬送力が増加し、用紙搬送精度の信頼性を向上させることができる。また、第１の用紙反転装置は、用紙を反転路の所定の停止位置で停止するストッパとなるので、反転路内の用紙の飛出しを防止し、飛出しによる用紙の曲がり等を防ぐことができる。そして、用紙サイズに応じたストッパ（用紙の停止位置を制御する突起形状のストッパ等）の設置が不要となり、製造コストを低減することができる。
【００７７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、比較的短い用紙長の用紙を使用しても、第２の用紙反転装置により、先行する用紙と後続の用紙とが反転路で部分的に重畳しあってすれ違うことを可能としつつも、反転路への用紙の搬送力が更に増加し、用紙搬送精度の信頼性を更に向上させることができる。
【００７８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、第２の用紙反転装置は、一方のローラに形成された切欠部分の向きにより、送り出し状態と開放状態とに切換えができる。
【００７９】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、第２の用紙反転装置は、両ローラの接離動作により、送り出し状態と開放状態とに切換えができる。
【００８０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの一に記載の画像形成装置において、先行する用紙と後続の用紙が、常時どれかのローラにニップされることになり、用紙搬送路と直交する水平方向の用紙のズレが無くなり、この方向のレジストを調整するためのジョガーも不要となり、製造コストを低減することができる。また、両ローラは常時用紙をニップ可能であるため、重力に左右されることなく用紙を搬送でき、反転路を縦置きに設置可能になるなど、レイアウトの自由度が増す。
【００８１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの一に記載の画像形成装置において、第１の用紙反転装置により、先行する用紙と後続の用紙とが反転路で部分的に重畳しあってすれ違うことを可能としつつも、反転路への用紙の搬送力が増加し、用紙搬送精度の信頼性を向上させることができる。
【００８２】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの一に記載の画像形成装置において、第１の用紙反転装置の近傍にセンサを設けたので、反転路内で所定停止位置での用紙の停止を高精度で可能となり、また、後続の用紙の反転路への受け入れ動作を的確に行って、用紙間隔を更に短縮することが可能となる。
【００８３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、用紙を反転路内の所定の停止位置で精度よく停止させることができ、用紙収納部から反転路までの搬送に発生した用紙の停止位置のバラツキを吸収することができる。これは、縦レジスト補正として機能し、用紙搬送路の反転路より下流側での縦レジスト補正動作を省くことができる。
【００８４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置において、用紙を反転路内の所定の停止位置で精度よく停止させることができる。
【００８５】
請求項１０に記載の発明は、請求項７〜９のいずれかの一に記載の画像形成装置において、センサを設けない場合に比べて、用紙のスイッチバック時に反転を開始した用紙の後端が、第１の用紙反転装置を通過したことを検出することができるので、すぐに後続の用紙の受け入れ動作へ移行でき、先行する用紙と後続の用紙との間隔をさらに短縮して、反転路内に搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態である画像形成装置の構造を概略的に示す正面図である。
【図２】前記画像形成装置の部分拡大正面図である。
【図３】前記画像形成装置の入口ローラ及び分岐爪の斜視図である。
【図４】前記画像形成装置の用紙反転装置の説明図である。
【図５】前記画像形成装置の制御系の電気的な接続を示すブロック図である。
【図６】前記画像形成装置の他の例を示す説明図である。
【図７】前記画像形成装置の各用紙反転装置及び用紙通過検出センサの配置を示す斜視図である。
【図８】前記画像形成装置における用紙の連続給紙について説明する説明図である。
【図９】同説明図である。
【図１０】同説明図である。
【図１１】同説明図である。
【図１２】前記画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ      画像形成装置
１      用紙収納部
２      プリンタエンジン
６      用紙搬送路
７      反転路
１０    用紙搬送装置
１２    用紙搬送装置
１６    ローラ
１６ａ  切欠部
１７    ローラ
１８    第２の用紙反転装置
１９    センサ
２２    分離給紙装置
３３    ローラ
３４    切換部材
４１    ローラ
４２    ローラ
６１    第１の用紙反転装置
【図１】
0004619572.tif 000002
【図２】
0004619572.tif 000003
【図３】
0004619572.tif 000004
【図４】
0004619572.tif 000005
【図５】
0004619572.tif 000006
【図６】
0004619572.tif 000007
【図７】
0004619572.tif 000008
【図８】
0004619572.tif 000009
【図９】
0004619572.tif 000010
【図１０】
0004619572.tif 000011
【図１１】
0004619572.tif 000012
【図１２】
0004619572.tif 000013