(57)【要約】【課題】両面印刷を効率的に行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】デジタル複合機は、形成した画像を用紙Ｐの一方の面に印刷する印刷部１６と、用紙Ｐを反転させるロール状のスイッチバック部３６と、印刷部１６で印刷した用紙Ｐを印刷部１６からスイッチバック部３６まで搬送する第一の経路３７ａと、スイッチバック部３６で反転させた用紙Ｐをスイッチバック部３６から印刷部１６まで搬送する第二の経路３７ｂとを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷する用紙を反転させて両面印刷を行なう画像形成装置であって、
形成した画像を用紙の一方の面に印刷する印刷部と、
前記用紙を反転させるロール状のスイッチバック部と、
前記印刷部で印刷した用紙を前記印刷部から前記スイッチバック部まで搬送する第一の経路と、
前記スイッチバック部で反転させた前記用紙を前記スイッチバック部から前記印刷部まで搬送する第二の経路とを含む、画像形成装置。
【請求項２】
前記第一の経路の長さは、前記第二の経路の長さよりも長い、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記スイッチバック部から前記印刷部に用紙を搬送する際に、
前記用紙の先端を前記印刷部に搬送するタイミングは、前記用紙の次に印刷される用紙の後端が前記印刷部を通過するタイミングよりも遅い、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第一および第二の経路内を搬送する用紙の速度は、前記印刷部内を搬送する用紙の速度よりも速い、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記スイッチバック部の位置は、前記印刷部内を搬送する用紙の速度に対する前記第一および第二の経路内を搬送する用紙の相対的な速度によって定められる、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置に関するものであり、特に、用紙を反転させて両面印刷を行なう画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置を、例えば複写機として使用する際には、画像読取り部によって読取った原稿の画像を基に感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着させて可視化し、用紙に転写して出力する。ここで、出力に際し、両面印刷、すなわち、用紙の表面と裏面に画像を形成したい場合がある。このような場合、まず、用紙の一方の面である表面に画像を形成した後、用紙を反転させ、用紙の他方の面である裏面に画像を形成して出力する。
【０００３】
ここで、特開２００５−１７３１０３号公報（特許文献１）には、上記した両面印刷に関する技術について開示されている。特許文献１によると、シート（用紙）を反転させる際の経路である再搬送路を、シートを収納するシート収納部の一部に設けている。こうすることにより、画像形成装置本体の高さを低くして、装置全体の小型化を図ることとしている。
【特許文献１】特開２００５−１７３１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１によると、画像形成装置全体の小型化を図ることができるものの用紙を排出する排出トレイを利用して用紙のスイッチバックを行なっている。そうすると、両面印刷を行なう際に、前の用紙が排出トレイの利用を終了するまで、次に印刷する用紙を印刷部に搬送するまでの搬送路等で待機させる必要があり、両面印刷が終了するまでの時間が長くなってしまう。また、排出トレイのような形状の用紙の反転機構を排出トレイとは別に画像形成装置内に設けることは、省スペース化の観点から妥当ではない。
【０００５】
この発明の目的は、両面印刷を効率的に行うことができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る画像形成装置は、印刷する用紙を反転させて両面印刷を行なう。ここで、画像形成装置は、形成した画像を用紙の一方の面に印刷する印刷部と、用紙を反転させるロール状のスイッチバック部と、印刷部で印刷した用紙を印刷部からスイッチバック部まで搬送する第一の経路と、スイッチバック部で反転させた用紙をスイッチバック部から印刷部まで搬送する第二の経路とを含む。
【０００７】
好ましい一実施形態として、第一の経路の長さは、第二の経路の長さよりも長い。
【０００８】
さらに好ましくは、スイッチバック部から印刷部に用紙を搬送する際に、用紙の先端を印刷部に搬送するタイミングは、用紙の次に印刷される用紙の後端が印刷部を通過するタイミングよりも遅い。
【０００９】
さらに好ましい一実施形態として、第一および第二の経路内を搬送する用紙の速度は、印刷部内を搬送する用紙の速度よりも速い。
【００１０】
また、スイッチバック部の位置は、印刷部内を搬送する用紙の速度に対する第一および第二の経路内を搬送する用紙の相対的な速度によって定められるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によると、両面印刷時における用紙の反転をロール状のスイッチバック部において行うことができる。そうすると、用紙の反転の際に、次に印刷する用紙を待機させる時間を少なくすることができる。また、スイッチバック部はロール状であるため、画像形成装置内の省スペース化を図ることができる。したがって、両面印刷を効率的に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１はこの発明の一実施形態に係る画像形成装置を、デジタル複合機１０に適用した場合のデジタル複合機１０の構成を示すブロック図である。図１を参照して、デジタル複合機１０は、デジタル複合機１０全体を制御する制御部１１と、画像データ等の書込みや読出しを行うためのＤＲＡＭ１２と、デジタル複合機１０の有する情報を表示する表示画面を含み、デジタル複合機１０におけるユーザとのインターフェースとなる操作部１３と、原稿を自動的に所定の原稿読取り位置へ搬送する原稿送り装置１４と、原稿送り装置１４によって搬送されてきた原稿の画像を所定の読取り位置で読取る画像読取り部１５と、画像読取り部１５で読取られた原稿等からその画像を形成し、用紙に印刷して出力する印刷部１６と、画像データ等を格納するハードディスク１７と、公衆回線２０に接続されるＦＡＸ通信部１８と、ネットワーク２１と接続するためのネットワークＩＦ（インターフェース）部１９と、印刷部１６において印刷される用紙を収納する給紙カセット２３と、印刷された用紙を排出する排出トレイ２４とを含む。給紙カセット２３は、複数設けられている。印刷される用紙は、例えば、サイズやセットする方向毎に、複数の給紙カセット２３に収納される。
【００１３】
画像読取り部１５は、原稿の両面の画像を読取ることができる。具体的には、例えば、原稿の表面の画像は、画像読取り部１５に設けられたＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）（図示せず）、原稿の裏面の画像は、画像読取り部１５に設けられたＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ：密着型イメージセンサ）（図示せず）によって読取ることができる。デジタル複合機１０は、ＣＣＤおよびＣＩＳによって読取った原稿の両面の画像について、用紙を反転させて、両面印刷を行なう。
【００１４】
制御部１１は、画像読取り部１５から出力される原稿データをＤＲＡＭ１２に圧縮符号化して書き込み、ＤＲＡＭ１２に書き込んだデータを読出し、伸張符号化して印刷部１６により出力する。
【００１５】
デジタル複合機１０は、画像読取り部１５により読取られた原稿を用いて、ＤＲＡＭ１２を介して印刷部１６において画像を形成することにより、複写機として作動する。また、デジタル複合機１０は、ネットワークＩＦ部１９を通じて、ネットワーク２１に接続されたパソコン２２から送信された画像データを用いて、ＤＲＡＭ１２を介して印刷部１６において画像を形成することにより、プリンターとして作動する。さらに、デジタル複合機１０は、ＦＡＸ通信部１８を通じて、公衆回線２０から送信された画像データを用いて、ＤＲＡＭ１２を介して印刷部１６において画像を形成することにより、また、画像読取り部１５により読取られた原稿の画像データを、ＦＡＸ通信部１８を通じて公衆回線２０に画像データを送信することにより、ファクシミリ装置として作動する。
【００１６】
なお、図１において太線の矢印は画像データの流れを示しており、細線の矢印は制御信号または制御データの流れを示している。
【００１７】
次に、デジタル複合機１０に含まれる印刷部１６周辺の詳細な構成について説明する。図２は、印刷部１６周辺の構成を示す概略図である。なお、図２中、紙面の上下方向を、デジタル複合機１０における上下方向としている。また、用紙Ｐの搬送される方向を図２中の矢印で示している。
【００１８】
図１および図２を参照して、印刷部１６は、形成した画像を用紙Ｐの一方の面に転写する転写ローラ等を含む転写部３１と、転写部３１において用紙Ｐに転写した画像を定着させる定着ローラ等を含む定着部３２と、給紙カセット２３から搬送された用紙Ｐを、所定のタイミングで転写部３１に搬送するレジストローラ３３と、用紙Ｐが印刷部１６内を通過する際の搬送経路となる印刷用経路３４とを含む。なお、印刷用経路３４は、図２中で、一点鎖線で示している。図２において、レジストローラ３３、転写部３１、および定着部３２は、下方向から順に配置されている。印刷部１６は、いわゆる縦型である。なお、１つしか図示はしないが、給紙カセット２３は、印刷部１６の下部側に複数設けられている。
【００１９】
ここで、用紙Ｐの一方の面、すなわち、用紙Ｐの表面に印刷を行なう場合について簡単に説明する。給紙カセット２３の上部側に設けられた給紙ローラ２５により、給紙カセット２３から用紙Ｐが印刷部１６に給紙される。給紙された用紙Ｐは、印刷部１６において形成される画像との転写のタイミングを合わせるために、一旦レジストローラ３３で待機させられる。感光体（図示せず）によって形成された静電潜像は、トナー等の現像剤によって可視化され、可視像が形成される。この可視像が形成されるタイミングで、用紙Ｐは、転写部３１に搬送され、転写部３１により用紙Ｐの一方の面に画像が転写される。次に、用紙Ｐは定着部３２に搬送される。その後、例えば、１５０〜１８０℃程度に熱せられた定着部３２によって、可視像は用紙Ｐに定着される。定着が終了した用紙Ｐは、排出ローラ２６により排出トレイ２４に排出される。
【００２０】
また、デジタル複合機１０は、定着部３２において一方の面を印刷した用紙Ｐを案内するガイド３５ａと、印刷部１６において一方の面を印刷した用紙Ｐを反転させるスイッチバック部３６と、印刷部１６において一方の面を印刷した用紙Ｐを印刷部１６からスイッチバック部３６まで搬送する第一の経路３７ａと、スイッチバック部３６で反転させた用紙Ｐをスイッチバック部３６から印刷部１６まで搬送する第二の経路３７ｂと、第一の経路３７ａ内に設けられ、用紙Ｐを順次搬送する複数の搬送ローラ３８ａ、３８ｂ、３８ｃと、スイッチバック３６部の上部側に設けられた反転ローラ３９と、反転ローラ３９の上部側に設けられたガイド３５ｂと、定着部３２およびガイド３５ａの間に設けられ、用紙Ｐの通過を検知するセンサ４０ａと、搬送ローラ３８ｃおよび反転ローラ３９の間に設けられ、用紙Ｐの通過を検知するセンサ４０ｂとを含む。用紙Ｐは、図２中の矢印で示すように、第一および第二の経路３７ａ、３７ｂ内を、給紙カセット２３側である上流側から排出トレイ２４側である下流側に搬送される。なお、第一および第二の経路３７ａ、３７ｂ内、スイッチバック部３６内で用紙Ｐを搬送させる際の経路を図２中の太線で示している。
【００２１】
ガイド３５ａは、用紙Ｐの排出トレイ２４への排出や用紙Ｐの第一の経路３７ａへの搬送を案内する。搬送ローラ３８ａ〜３８ｃの回転速度は、可変である。反転ローラ３９は、順送方向および反送方向の回転が可能である。反転ローラ３９は、順送方向および反送方向の回転により、スイッチバック部３６内への用紙Ｐの搬入および搬出を行なう。ガイド３５ｂは、反転ローラ３９への用紙Ｐの搬入や反転ローラ３９からの用紙Ｐの搬出を案内する。
【００２２】
スイッチバック部３６は、ロール状である。具体的には、スイッチバック部３６は、図２で示すように、円周方向の一部が開口し、紙面表裏方向に延びる略円筒状である。このように構成することにより、スイッチバック部３６内で、反転させる用紙Ｐを丸めるようにして、一時的に収容することができる。このようなスイッチバック部３６は、上下方向の長さ寸法が比較的短いため、例えば、印刷部１６の下部側に位置する複数の給紙カセット２３等と干渉させずに設けることができる。また、左右方向の長さも比較的短くすることができるため、デジタル複合機１０内の省スペース化を図りながら設けることができる。
【００２３】
次に、両面印刷を行なう場合について説明する。図３は、この場合における制御部の動作を示すフローチャートである。図１〜図３を参照して、両面印刷の要求を受付けると（図３において、ステップＳ１１、以下、ステップを省略する）、上記したように、まず、用紙Ｐの一方の面の画像を印刷する（Ｓ１２）。次に、ガイド３５ａにより、一方の面が印刷された用紙Ｐを第一の経路３７ａに搬送する（Ｓ１３）。
【００２４】
その後、複数の搬送ローラ３８ａ〜３８ｃにより、用紙Ｐはスイッチバック部３６まで搬送される。ここで、第一および第二の経路３７ａ、３７ｂ内を搬送される用紙Ｐの速度は、印刷用経路３４内を搬送される速度よりも速くする。この場合、搬送ローラ３８ａ〜３８ｃによる第一および第二の経路３７ａ、３７ｂ内の搬送は、転写や定着を含む印刷用経路３４内における搬送より早くすることができる。こうすることにより、より早く下流側に用紙Ｐを搬送することができる。
【００２５】
次に、反転ローラ３９を、順送方向、すなわち、スイッチバック部３６に用紙Ｐを搬入させるように回転させる。ここで、スイッチバック部３６はロール状であるため、用紙Ｐがその内部で丸められるようにして収容される。反転ローラ３９の順送方向の回転により用紙Ｐをスイッチバック部３６内に搬入した後、用紙Ｐの後端が反転ローラ３９にニップした状態で、反転ローラ３９を逆送方向、すなわち、スイッチバック部３６から用紙Ｐを搬出させるように回転させる。このようにして反転を行なう（Ｓ１４）。
【００２６】
用紙Ｐは反転された状態で、ガイド３５ｂの案内により、第二の経路３７ｂを通過して、再び印刷部１６に搬送される（Ｓ１５）。すなわち、用紙Ｐは、印刷用経路３４に再び合流する。ここで、複数の用紙Ｐを印刷する際に、用紙Ｐ同士が印刷用経路３４内で衝突することを防止するために、センサ４０ａ、４０ｂで、第一および第二の経路３７ａ、３７ｂ内での用紙Ｐの通過のタイミングを図り、次に印刷する用紙Ｐをレジストローラ３３で待機させるようにする。なお、このようなタイミングは、例えば、第一および第二の経路３７ａ、３７ｂ内における用紙Ｐの搬送速度や印刷用経路３４内の速度等によって変化する。印刷部１６に再び搬送された用紙Ｐは、反転させた用紙Ｐの他方の面、すなわち、裏面に画像を転写され定着される（Ｓ１６）。その後、ガイド３５ａにより、両面印刷が終了した用紙Ｐは排出トレイ２４に排出される（Ｓ１７）。
【００２７】
このようにして、両面印刷時における用紙Ｐの反転をロール状のスイッチバック部３６において行うことができる。そうすると、用紙Ｐの反転の際に、排出トレイ２４を使用することなく、次に印刷する用紙Ｐを待機させる時間を少なくすることができる。また、スイッチバック部３６はロール状であるため、デジタル複合機１０内の省スペース化を図ることができる。したがって、両面印刷を効率的に行なうことができる。
【００２８】
なお、第一の経路３７ａは、第二の経路３７ｂよりも長い方が好ましい。これを図４および図５を参照して説明する。図４は、第一の経路３７ａが第二の経路３７ｂよりも短い場合の印刷部１６周辺の概略図である。図５は、第一の経路３７ａが第二の経路３７ｂよりも長い場合の印刷部１６周辺の概略図である。なお、図４および図５は、図３に対応する部分であり、各部の説明については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、理解の容易の観点から、給紙カセット２３等の図示を省略している。
【００２９】
ここで、印刷条件として、印刷用経路３４内における用紙Ｐの搬送速度を１００ｍｍ／秒、第一および第二の経路３７ａ、３７ｂ内における用紙Ｐの搬送速度を２００ｍｍ／秒とし、第一の経路３７ａの長さを、図４においては１００ｍｍ、図５においては２００ｍｍとする。また、用紙Ｐの搬送方向の長さを２００ｍｍとし、各用紙Ｐの間隔を５０ｍｍとする。このような条件は、一般的なデジタル複合機１０において適用されるものである。
【００３０】
図４の場合においては、用紙Ｐの先端が定着部３２にあるときからスイッチバック部３６を抜けるまでの時間は、２００／１００（用紙Ｐが定着部３２を抜ける時間）＋１００／２００（用紙Ｐの後端がスイッチバック部３６に到達する時間）＋２００／２００（用紙Ｐがスイッチバック部３６を抜ける時間）＝３．５秒となる。この時間において、次に印刷する用紙Ｐの先端は、２００（用紙Ｐの長さ）＋５０（用紙Ｐの間隔）−３．５×１００（次の用紙Ｐの移動距離）＝−１００ｍｍとなる。すなわち、用紙Ｐの先端は、定着部３２よりも下流側に１００ｍｍの位置にあることになる。そうすると、次に印刷する用紙Ｐと、反転を終了した用紙Ｐとの距離は０ｍｍとなり、用紙Ｐが印刷用経路３４内で衝突する虞がある。したがって、このような場合、用紙Ｐ同士の衝突を防止するため、次に印刷する用紙Ｐを、印刷用経路３４内に搬送する前に、若干の時間待機させる必要がある。
【００３１】
しかし、図５の場合においては、用紙Ｐの先端が定着部３２にあるときからスイッチバック部３６を抜けるまでの時間は、２００／１００（用紙Ｐが定着部３２を抜ける時間）＋２００／２００（用紙Ｐの後端がスイッチバック部３６に到達する時間）＋２００／２００（用紙Ｐがスイッチバック部３６を抜ける時間）＝４秒となる。この時間において、次に印刷する用紙Ｐの先端は、２００（用紙Ｐの長さ）＋５０（用紙Ｐの間隔）−４×１００（次の用紙Ｐの移動距離）＝−１５０ｍｍとなる。すなわち、用紙Ｐの先端は、定着部３２よりも下流側に１５０ｍｍの位置にあることになる。そうすると、次の用紙Ｐと、反転を終了した用紙Ｐとの距離は５０ｍｍとなり、用紙Ｐが印刷用経路３４内で衝突する虞がなくなる。したがって、このように構成することにより、より効率的に両面印刷を行なうことができる。
【００３２】
なお、スイッチバック部から印刷部に再び用紙Ｐを搬送する際に、用紙Ｐの先端を印刷部に搬送するタイミングは、用紙Ｐの次に印刷される用紙Ｐの後端が印刷部を通過するタイミングよりも遅くする方が好ましい。こうすることによっても、さらに両面印刷時における印刷効率を向上させることができる。
【００３３】
また、スイッチバック部の位置は、印刷部内を搬送する用紙の速度に対する第一および第二の経路内を搬送する用紙の相対的な速度によって定められるようにしてもよい。こうすることにより、より適切に両面印刷時における印刷効率を向上させることができる。また、第一および第二の経路内を搬送する用紙の速度は、スイッチバック部の位置や印刷用経路内を搬送する用紙の速度等に応じて、両面印刷に適切な速度にすることができる。
【００３４】
なお、上記の実施の形態においては、いわゆる縦型の印刷部の場合について説明したが、これに限らず、転写部や定着部が横方向に配置された構成の印刷部についても適用される。
【００３５】
また、図６に示すように、ロール状のスイッチバック部３６の内部側に、断面が渦巻き状のガイド４１を設けることにしてもよい。図６は、この発明の他の実施形態に係るデジタル複合機に含まれるスイッチバック部３６を示す概略図である。こうすることにより、反転させる用紙を適切にスイッチバック部３６内に収納して反転させることができる。
【００３６】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の一実施形態に係るデジタル複合機の全体構成を示すブロック図である。
【図２】印刷部周辺の構成を示す概略図である。
【図３】両面印刷を行なう場合の制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】第一の経路が第二の経路よりも短い場合の印刷部周辺の構成を示す概略図である。
【図５】第一の経路が第二の経路よりも長い場合の印刷部周辺の構成を示す概略図である。
【図６】この発明の他の実施形態に係るデジタル複合機に含まれるスイッチバック部を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  デジタル複合機、１１  制御部、１２  ＤＲＡＭ、１３  操作部、１４  原稿送り装置、１５  画像読取り部、１６  印刷部、１７  ハードディスク、１８  ＦＡＸ通信部、１９  ネットワークＩＦ部、２０  公衆回線、２１  ネットワーク、２２  パソコン、２３  給紙カセット、２４  排出トレイ、２５  給紙ローラ、２６  排出ローラ、３１  転写部、３２  定着部、３３  レジストローラ、３４，３７ａ，３７ｂ  経路、３５ａ，３５ｂ，４１  ガイド、３６  スイッチバック部、３８ａ，３８ｂ，３８ｃ  搬送ローラ、３９  反転ローラ、４０ａ，４０ｂ  センサ。
【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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