CN100524061C - 图像形成设备和纸张处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种图像形成设备(100)，当在初始位置与分页位置之间往复移动偏置单元(560)时，使两张纸分别停留在回转输送路径(12A)和第三输送路径(13)中，将停留在回转输送路径(12A)和第三输送路径(13)之中彼此叠置的两张纸输送到第二汇合单元(22)，并将彼此叠置的两张纸一次两张地从排纸辊(52)中排出。

Description

图像形成设备和纸张处理方法
技术领域
本发明涉及一种可将已进行预定处理的纸张排出同时将其分放在沿着与纸张输送方向垂直的方向的多个位置的纸张处理装置、纸张处理方法和图像形成设备。
背景技术
例如在日本提前公开的专利公开第2002-154734号中已公开，在诸如图像形成设备等的纸张处理装置中，提供了一种将多张已完成处理的纸张排出同时将它们分放在沿着与纸张输送方向垂直的多个位置的分页机构，基本上已广为人知。这种分页机构被称为移动机构，它沿着与纸张输送方向垂直的方向在初始位置与分页位置之间往复移动沿纸张输送方向排出纸张的排纸辊。通过这样做，将完成处理的多份多页原稿的纸张被收纳在排纸托盘上，分成单份。
作为一个例子，当排出第(2n一1)份的一页时(其中n＝1，2，3...)，分页机构可以将排纸辊停在其初始位置上。并且，在排出第(2n)份的一页时，在纸张的端部通过置于其初始位置的排纸辊之后，分页机构可以将排纸辊移动到分页位置上，同时使排纸辊保持在排纸辊将纸张夹在其中间的状态，然后将纸张排出。
为连续输送多张纸，有必要在下一张纸的前端到达这些排纸辊之前使已经排出第(2n)份页面的排纸辊从分页位置返回。以所设置的在第一页后端和下一页前端之间的预定输送间隔连续输送多张纸。因此，在此预定输送间隔期间，分页机构必须使排纸辊从分页位置返回到其初始位置上。
近年来，利用图像形成设备，图像形成的速度已逐渐增加。例如，存在一些这样的装置，当沿着与A4纸短边平行的方向输送一页A4纸时，可以以600毫米/秒的纸张速度执行图像形成，因而每分钟可以完成100至120份。利用这种图像形成设备，送纸间隔为大约90毫米，因此为了使用分页机构每次排出一张纸，有必要在90毫米÷600毫米/秒＝0.15秒期间内使排纸辊从其分页位置返回到其初始位置。
由此，利用现有技术中使用分页机构每次排出一张纸的图像形成设备，存在一个问题，即将排纸辊从其分页位置返回到其初始位置的时间不足，因此在排出多份原稿的页面同时将这些页精确地分放在每份的不同位置上出现困难。这个问题不仅发生在图像形成设备中；在以高速进行处理的纸张处理装置中通常也会发生这个问题。
本发明的特征在于提供了，其中当在初始位置与分页位置之间往复移动用来执行纸张分页处理的排纸辊时，从排纸辊中排出处于相互叠置状态的预定张数的纸，因此延长了可用于排纸辊返回运动的时间段，并且可以排出多份原稿同时高精度地将其分成单份的图像形成设备和纸张处理方法。
发明内容
根据本发明的纸张处理装置包括：处理单元、排纸辊、分页机构、叠纸机构和控制单元。处理单元对沿着纸张输送方向每次一张地输送的纸张执行诸如图像形成处理等的预定处理。排纸辊在处理单元完成处理之后，沿纸张输送方向排出纸张。分页机构沿着与纸张输送方向垂直的方向，沿着初始位置与分页位置之间的旋转轴往复移动排纸辊。叠纸机构将已完成处理的预定张数的纸，沿纸张输送方向叠置在处理单元与排纸辊之间。控制单元在利用分页机构将排纸辊从初始位置移动到分页位置之前，通过操作叠纸机构，叠置预定张数的纸。
根据本发明的纸张处理方法包括处理步骤和排出步骤。在处理步骤中，在沿着纸张输送方向每次一张地输送的纸张上执行诸如成像处理等的预定处理。并且，在排出处理中，在沿着与纸张输送方向相垂直的方向的初始位置与分页位置之间往复移动排纸辊，因而在完成处理之后将多张纸分组排出到沿着与纸张输送方向垂直的方向上的不同位置。此外，在排出处理中，在将排纸辊从初始位置移动到分页位置之前，将预定张数的纸叠置。
在为了执行纸张的分页处理而在排纸辊的初始位置与其分页位置之间往复移动排纸辊时，从排纸辊中排出处于相互叠置状态下的预定张数的纸。因此，与每次排出一张纸的情况相比，用于使排纸辊返回的时间段可以变长。
在本发明的该图像形成设备中，还可以进一步包括在纸张两面上都形成图像的双面图像形成过程中，一面上已经形成图像的纸张沿着其通过的再输送路径和回转输送路径。并且，在此情况下，叠纸机构将彼此叠置的两张纸，沿纸张输送方向收纳在图像形成装置与排纸辊之间，一张在再输送路径中，一张在回转输送路径中。
当在排纸辊的初始位置与其分页位置之间往复移动用来执行纸张分页处理的排纸辊时，在其上已经完成图像形成的两张纸分别停留在再输送路径和回转输送路径中之后，这两张纸从排纸辊中相互叠置地被排出。因此可以利用图像形成设备中已经出现的赋予双面图像形成功能的再输送路径和回转输送路径，使用于排纸辊返回的时间段更长一些。
在本发明的该图像形成设备中，还可以利用图像形成装置在沿着纸张输送方向输送的纸张的上表面上形成图像，还可以进一步包括汇合输送路径，将已经收纳在再输送路径和回转输送路径中的纸张的上、下表面颠倒，并将其沿纸张输送方向排出到图像形成装置与排纸辊之间的汇合位置上。叠纸机构，在已经输送被连续输送的两张纸中的在前一张和在后一张之后，以便于分别送到再输送路径和回转输送路径中的较低输送路径和较高输送路径，在将这两张纸从汇合位置处的汇合输送路径排出同时将其上、下表面颠倒。
当在初始位置与分页位置之间往复移动用来对其上表面已形成图像的纸张执行分页处理的排纸辊时，被连续输送的两张纸中的在前一张纸被输送到较低输送路径中，而在后一张纸被输送到较高输送路径。并且这些纸被相互叠置，同时其上、下表面通过汇合输送路径被颠倒。因此，以纸张的图像表面朝下的状态，并按照纸张的图像的顺序，依次排出多张纸。
附图说明
图1是表示根据本发明的一个实施例的图像形成设备的结构的示意性正面截面视图；
图2是表示该图像形成设备中的移动机构在其偏置元件位于初始位置状态下的侧面截面图；
图3是表示该图像形成设备中的该移动机构在其偏置元件位于分页位置状态下的侧面截面图；
图4是表示该图像形成设备中的送纸路径的结构的视图；
图5是表示该图像形成设备中的送纸路径中的第一分支单元、第二分支单元和第三分支单元的结构的视图；
图6是表示该图像形成设备的控制单元的结构的方框图；
图7是表示在该图像形成设备进行单面图像形成过程中由控制单元执行纸张输送处理的工序的流程的流程图；
图8是表示在该图像形成设备进行单面图像形成过程中由控制单元执行分页处理的工序的流程的流程图；
图9是表示在使用该图像形成设备的分页功能的单面图像形成过程中输送一张纸的各阶段的一组视图；
图10是表示在不移动移动机构的偏置元件时，由该图像形成设备进行的双面图像形成过程中的纸张输送状态的视图；和
图11是表示在移动移动机构的偏置元件时，由该图像形成设备进行的双面图像形成过程中的纸张输送状态的视图。
具体实施方式
下面将参考附图详细解释作为本发明的纸张处理装置的优选实施例的图像形成设备。
图1是表示根据本发明的一个实施例的图像形成设备的结构的示意性正面截面视图。本发明的图像形成设备100包括图像读取单元200、图像形成单元300和给纸单元400。
图像读取单元200包括自动送稿器(ADF)201、第一原稿支架202、第二原稿支架203、第一反射镜底板24、第二反射镜底板205、透镜206和固态图像传感装置207(即，CCD)。
ADF 201通过第二原稿支架203，将原稿每次一张地从原稿托盘211输送到排纸托盘212上。ADF 201的表面的后端以可自由旋转的方式被支撑在支点上，以便自由地打开和闭合以盖在第一原稿支架202的上表面上。通过向上移动ADF的前端，从而向上和向后旋转ADF201，以使第一原稿支架202的上表面露出来，可以利用手动操作将原稿放置在第一原稿支架202上。
第一原稿支架202和第二原稿支架203均由硬质玻璃板制成。
第一反射镜底板204和第二反射镜底板205可在第一原稿支架202和第二原稿支架203下沿着水平方向自由移动。第二反射镜底板205的移动速度为第一反射镜底板204移动速度的一半。光源和第一反射镜安装在第一反射镜底板204上。第二反射镜和第三反射镜安装在第二反射镜底板205上。
当读取由ADF 201输送原稿的图像时，第一反射镜底板204停在第二原稿支架203下面。来自光源的光照射在通过第二原稿支架203的原稿的图像表面上，并且由原稿的图像表面反射的光被第一反射镜朝向第二反射镜底板205反射。
当读取放置在第一原稿支架202上的原稿图像时，第一反射镜底板204和第二反射镜底板205在第一原稿支架202下沿水平方向移动。来自电源的光照射在放置于第一原稿支架202上的原稿的图像表面上，并且原稿图像表面所反射的光由第一反射镜朝向第二反射镜底板205反射。
无论是否使用ADF 201，由原稿图像表面反射的光的光路长度都保持不变，该光由第二反射镜和第三反射镜反射，并通过透镜206入射到CCD 207上。
CCD 207输出与原稿图像表面所反射的光量相对应的电信号。此电信号被输入到图像形成单元300中，作为图像数据。
图像形成单元300包括构成图像形成设备30的感光鼓31、带电装置32、曝光装置33、显影装置34、传送带35、清洁器36，和定影装置37。
感光层形成在沿箭头方向旋转的感光鼓31的表面上。带电装置32使感光鼓31的表面均匀带电以达到预定电势。在此带电装置32中，既可以采用使用充电器的非接触方式，也可以采用使用辊子或刷子的接触方式。
曝光装置33依据图像数据将光辐射到感光鼓31的表面上。通过这样做，由于感光鼓31的感光层的感光作用，在感光鼓31的表面上产生静电潜像。曝光装置33辐射已根据图像数据进行调制的来自半导体激光的激光。多棱镜沿感光鼓31的轴向反射激光，以便沿其轴向扫描感光鼓31的表面。可替代地，使用其中以阵列状布置诸如EL或LED等的多个发光元件的曝光装置也可以接受。
显影装置34将调色剂供应到感光鼓31的表面，并将静电潜像转换成可视的调色剂图像。
传送带35沿感光鼓31下面多个辊之间的环形形状延伸，并具有大约1×109欧姆·厘米到1×1013欧姆·厘米的电阻值。在传送带35的环形路径内设有转印辊35A，转印辊35A压靠在感光鼓31上，传送带35插在转印辊35A与感光鼓31之间。将预定转印电压施加到该转印辊35A上，从而将感光鼓31上携带的调色剂图像转印到在传送带35与感光鼓31之间通过的一张纸上。
在将调色剂图像如此转印到纸上之后，清洁器36清除掉感光鼓31表面上遗留的任何调色剂。
定影装置37包括加热辊37A和加压辊37B。加热辊37A利用内部加热器使调色剂升温到其熔化温度。加压辊37B向加热辊37A施加预定压力。定影装置37通过在纸张穿过加热辊37A与加压辊37B之间时向纸张加热和加压，将调色剂图像牢固地定影在纸上。将已经穿过定影装置37的纸张排出到安装到该图像形成设备100一边上的排纸托盘38中。
给纸单元400包括给纸盒401、402、403和404，和手动插纸托盘405，在每个给纸盒401、402、403和404中收纳多张具有相同尺寸的纸张。不常使用的尺寸或质地的纸张是通过手动插纸托盘405装载的。
该给纸单元400从给纸盒401、402、403和404中的任一给纸盒中，或从手动插纸托盘405，每一次一页地进行送纸。通过后面将描述的纸张输送路径1将从给纸盒400如此送入的纸送到图像形成设备30。
图2和图3是表示包括在该图像形成设备100中的移动机构500的结构的侧面截面图。该图2和图3是表示从纸张输送方向的下游侧所观察到的移动机构500的视图。与权利要求中“分页机构”相对应的移动机构500，包括机箱555、偏置单元560、排纸电动机565、驱动传动单元570、移动装置电动机575、用于偏置的驱动传动单元580等；并且移动机构500将已完成图像形成的纸张排出到排纸托盘38中。
机箱555被支撑在装置主体的框架590上，并且其内部装有偏置单元560和驱动传动单元570，并且其外部装有移动装置电动机575和用于偏置的驱动传动单元580。偏置单元560包括机箱561和排纸辊52等，并且例如，从类似图2所示的状态沿Y轴向类似图3所示的状态移动，从而偏置排出一张纸。机箱561支撑排纸辊52，以使其可以自由旋转以便沿着纸张输送路径排出纸张。这些排纸辊52包括多对上辊52A和下辊52B，当辊子旋转时纸张从上辊52A与下辊52B之间穿过，从而将纸排出到排纸托盘38上。
排纸电动机565产生旋转动力，用于供给排纸辊52。驱动传动单元570包括轴572、联动齿轮573A至573C、滑动元件574等，并且驱动传动单元570从排纸电动机565传递到驱动齿轮571的驱动力供应给排纸辊52。该驱动齿轮571连接到排纸电动机565，并被同轴固定到它所旋转的轴572上。
轴572可自由旋转地被机箱555支撑在与Y轴平行的轴周围，并且支撑在其上装配的滑动元件574以使其能够自由滑动。此外，轴572通过滑动元件574和联动齿轮573支撑偏置单元560，以使其沿着与纸张输送方向垂直的方向可自由移动。
在滑动元件574中形成有狭槽574A，其纵轴与Y轴方向平行延伸。导向部件572A从轴572上突出。该导向部件572A被装配到狭槽574A中，并仅可在狭槽574A中自由移动。通过将该导向部件572A装配到狭槽574A中，调节联动齿轮573A至573C和偏置单元560沿与Y轴平行方向移动的范围。
联动齿轮573A与滑动元件574被同轴固定在一起，并被支撑以便与滑动单元574一起沿着Y轴在轴572上自由滑动。通过将导向部件572A装配到狭槽574A中，将轴572的旋转传递给滑动单元574。由此，联动齿轮573A与滑动单元574和轴572一体旋转。将联动齿轮573A的一部分装配到机箱561轴侧上设置的孔部中，并曝露在机箱561内以与联动齿轮573B相啮合。
联动齿轮573B和联动齿轮573C被设置在机箱561内。联动齿轮573C与联动齿轮573B啮合。因此，联动齿轮573A的旋转被传递给联动齿轮573B，并因而传递给联动齿轮573C。联动齿轮573B被同轴固定在用来支撑辊52A的支撑轴563A一端上。联动齿轮573C被同轴固定在用来支撑辊52B的支撑轴563B的一端上。
当联动齿轮573B和联动齿轮573C旋转时，辊52A和辊52B随着支撑轴563A和支撑轴563B旋转。由于联动齿轮573B和联动齿轮573C沿相反方向旋转，因此辊52A与辊52B以相反方向旋转。由此，辊52A的圆周表面与辊52B的圆周表面沿相同方向移动，从而构成接触部(辊隙区域)。
移动装置电动机575被连接到用于偏置的驱动传动单元580，并产生用于供给偏置单元560的、沿箭头Y方向的移动力。用于偏置的驱动传动单元580包括小齿轮581和齿条582。小齿轮581提供来自移动装置电动机575的旋转力，并与齿条582啮合。齿条582被固定在机箱561上。
因而，由于小齿轮581和齿条582的啮合，所以移动装置电动机575的旋转被转换成沿着与Y轴平行方向的力，并沿着Y轴移动机箱561。此时，机箱561的孔部的内表面与联动齿轮573A的侧面接触，使得联动齿轮573A和滑动元件574沿着Y轴与机箱561一同移动。
当通过按压操作面板部上设置的各个输入键来执行已输入的纸张的分页功能设定时，移动机构500将偏置单元560在如图2所示的其初始位置与如图3所示的其分页位置之间移动。通过在排纸托盘38上沿着与纸张输送方向垂直的方向移动纸张的排出位置，该移动机构500在沿着图像形成设备100的前表面边缘相对于作为基准的其初始位置移开恰好预定的量的分页位置，执行纸张的偏置排出。
此分页功能，例如，可以在已形成相同图像的多张纸上执行，也可以在欲产生多份原稿的多份图像形成过程中使用。在此情况下，移动机构500将第奇数份(即，第(2n-1)份的页，其中n＝1，2，3，...)的纸排出到排纸托盘38上，同时将偏置单元560置于其初始位置，并将第偶数份(即，第(2n)份的页)的张数排出到排纸托盘38上，同时将偏置单元560置于其分页位置。
通过图像形成设备100内的纸张输送路径1，相对于与纸张输送方向相垂直的方向，纸张被送到与偏置单元560初始位置对应的位置。
当排出第奇数份的一页时，在第奇数份的该页的前端已到达排纸辊52时，偏置单元560保持停止在其初始位置，直到第奇数份的该页的后端通过排纸辊52为止。
当排出第偶数份的一页时，偏置单元560被置于其初始位置，直到第偶数份的该页的前端被夹在排纸辊52之间且被夹住时为止，然后沿着从其初始位置向其分页位置移动，同时排纸辊52处于夹在并夹住该第偶数张的状态。偏置单元560在第偶数份的该页的后端已通过排纸辊52之后，开始从其分页位置移回其初始位置，并且它必须在下一张纸的前端到达排纸辊52之前返回到其初始位置。
应该理解，驱动传动单元570也不必局限于包括联动齿轮573A至573C的类型。驱动传动单元570可以是能够沿着Y轴移动偏置单元560而不会减少此时传递给排纸辊52的排纸电动机565的旋转动力的部分的任何适当的结构。例如，对于该驱动传动单元570来说，可以由具有突起部的轴572和延伸在轴572与支撑轴563A之间的环形带构成。在此情况下，可通过皮带将旋转动力传递给排纸辊，并且，通过轴572的突起部与机箱561的一部分相接触，皮带和轴572将沿着Y轴与偏置单元560一同移动。
图4是示出了此图像形成设备100中的纸张输送路径1的结构的视图。纸张输送路径1构成于图像形成单元300的内部。该纸张输送路径1包括第一输送路径11、第二输送路径12、第三输送路径13、第四输送路径14和第五输送路径15。
第一输送路径11始于给纸单元400，依次通过第一汇合单元21、图像形成设备30、第一分支单元24和第二汇合单元22，最后到达排纸托盘38。在该第一输送路径11上设有图中未示出的送出辊和给纸辊、输送辊61、62和63、转印带64、配准辊51、排纸辊52等。来自图中未示出的多个电动机的旋转被提供给送出辊、给纸辊、输送辊61至63、转印带64、配准辊51和排纸辊52。
在穿过图像形成设备30的该第一输送路径11的一部分中，大致水平地布置有一条转印带(图中未示出)，以便将来自感光鼓31的调色剂图像以稳定方式转印到页面上，并且，以便于在定影前静电吸附调色剂图像时以稳定方式输送纸张。
第二输送路径12始于被布置于图像形成设备30与排纸托盘38之间的第一输送路径11中的第一分支单元24，并按顺序通过下部的第二分支单元25和第三分支单元26，到达回转输送路径12A。该回转输送路径12A大致与通过图像形成设备30的第一输送路径11的范围平行地布置，并沿返回方向输送纸张。在该第二输送路径12中设有回转辊53和输送辊58。来自第一电动机和第二电动机(图中未示出)的旋转动力，可选地沿正旋转方向或逆旋转方向被提供给这些辊53和58。
第三输送路径13与权利要求中的“再输送路径”相对应，并起始于第三分支单元26，通过第三汇合单元23，到达被设置于给纸单元400与图像形成设备30之间的第一输送路径11中的第一汇合单元21。在第三输送路径13中设有输送辊54至57。来自第三电动机(图中未示出)的旋转动力，可选地沿正旋转方向或逆旋转方向被提供给输送辊54。并且来自其它电动机(图中未示出)的旋转动力，可选地沿正旋转方向或逆旋转方向被提供给输送辊55至57。
第四输送路径14连接在第二分支单元25和第三汇合单元23之间。并且第五输送路径15对应于权利要求中的“汇合输送路径”，并从第二分支单元25连接到第二汇合单元22。
回转输送路径12A被布置成与第一输送路径11的范围大致平行并在第一输送路径11下面，其中第一输送路径11通过被设置成大致水平方向的图像形成设备30。第三输送路径13被布置在通过图像形成设备30的第一输送路径11的范围与回转输送路径12A之间。
图5是表示上述图像形成设备100的纸张输送路径1中的第一分支单元24、第二分支单元25和第三分支单元26的结构的视图。分支爪41被设置在第一分支单元24中。通过用第一螺线管(图中未示出)来操控该分支爪41，分支爪41在如图5中用实线表示的位置与虚线表示的位置之间转动，以便通过第一分支单元24将纸张输送方向切换到第一输送路径11或第二输送路径12上。
分支爪42和分支爪43被设置在第二分支单元25上。在没有外力操控的状态下，分支爪42位于如图5中实线所示的位置，从而将已经从第二输送路径12或第四输送路径14向上输送的纸张引导到第五输送路径15中。调整已经从第二输送路径12或第三输送路径13向上输送的纸张，以通过该分支爪42使其前进到第二输送路径12中。
通过用第二螺线管(图中未示出)来操控分支爪43，分支爪43在如图5中实线所示的位置与双点滑线所示的位置之间转动，以便通过第二分支单元25开放第四输送路径14与第五输送路径15之间，或者第二输送路径12与第五输送路径15之间。
应该理解分支爪42通过与已经从第二输送路径12内的第一分支单元24向下输送的一张纸接触，而被转动到图5中用双点滑线表示的位置。
分支爪44被设置在第三分支单元26上。在双面图像形成期间，其前、后端已在回转输送路径12A中被颠倒的一张纸，从第二输送路径12被输送到第三输送路径13。而且，在分页处理过程中，其前、后端已在回转输送路径12A中被颠倒的一张纸，从第二输送路径12经由第五输送路径15被输送到排纸辊52的上游侧。由此，输送辊58正逆两方向旋转。此外，通过用第三螺线管(图中未示出)来操控，分支爪44可选地开放第二输送路径12与第三输送路径13之间或者第二输送路径12与第五输送路径15之间。
图6是表示上述图像形成设备100的控制单元70的结构的方框图。图像形成设备100的该控制单元70包括螺线管驱动器74至76，电动机驱动器77至81、传感器单元82、操作面板83，所有这些都连接到包含ROM 72和RAM 73的CPU 71，以及图像形成设备30的曝光装置33等。
传感器单元82中包括被布置于纸张输送路径1中的多个传感器。该多个传感器中的每个传感器检测在纸张输送路径中彼此不同位置处的一张纸的存在，并将其检测信号输入到CPU 71。CPU 71基于从传感器单元82输入的检测信号检测纸张的输送状态。
CPU 71根据事先读入ROM 72中的程序，参考已从传感器单元82输入的检测信号，并将驱动数据输出给诸如螺线管驱动器74至76、电动机驱动器77至81、曝光装置33等的装置。
第一螺线管84、第二螺线管85和第三螺线管86分别连接到螺线管驱动器74至76。螺线管驱动器74至76根据从CPU 71输入的驱动数据驱动它们各自的螺线管。
排纸电动机565、移动装置电动机575、第一电动机87、第二电动机88和第三电动机89分别连接到电动机驱动器77至81。并且电动机驱动器77至81根据从CPU 71输入的驱动数据驱动其各自的电动机。
操作面板83包括按键开关和显示器(图中未示出)。随着从按键开关向CPU 71输入操作信号，该操作面板83根据从CPU 71供给的显示数据，在显示器上显示消息等。
图7和图8是表示在该图像形成设备100进行单面图像形成的过程中，由控制单元70执行的处理工序的流程的流程图。当通过在操作面板(图中未示出)上的操作输入图像形成请求时，CPU 71，随着操作图像读取单元200并读取原稿的图像，同样操作图像形成设备30的各个装置，并开始图像形成操作(步骤S1、S2)。
根据来自如图10所示的传感器82F的检测信号，CPU 71确定一张纸的前端是否已经通过定影装置37(步骤S3)。如果一张纸的前端确实已经通过定影装置37，CPU 71确定是否选择了分页功能(步骤S4)。如果选择了分页功能，则CPU 71确定通过定影装置37的这张纸是第奇数份的一张，还是第偶数份的一张(步骤S5)。
如果通过定影装置37的纸是第偶数份的一张，则CPU 71确定该张纸为第奇数页还是第偶数页(步骤S6)。如果正通过定影装置37的这张纸为奇数页，则CPU 71驱动螺线管84至86，并利用分支爪41、43和44开放第二输送路径12的方向(步骤S7)，并沿正方向旋转第一电动机87和第二电动机88(步骤S8)。并且，当如图10所示的传感器82G检测到该张纸的后端已经通过时，CPU 71停止旋转第一电动机87和第二电动机88(步骤S9和S10)。
通过这样做，如图9(A)至(D)所示，作为第偶数份的第奇数页的纸801，从第一分支单元24经由第二输送路径12被引导至回转输送路径12A中，并停在其后端被回转辊53夹住的状态。
如果正通过定影装置37的该张纸为第偶数份的第偶数页，则CPU71驱动螺线管84至86，并利用分支爪41、43和44开放第三输送路径13的方向(步骤S11)，并沿着正方向旋转第三电动机89(步骤S12)。并且在该纸张的后端通过输送辊54之前，CPU 71停止旋转第三电动机89(步骤S13和S14)。
通过这样做，如图9(C)和(D)所示，作为第偶数份的第偶数页的纸802，从第一分支单元24被引导至第三输送路径13中，并停在其后端被输送辊54夹住的状态。
此后，CPU 71开放第三输送路径13与第四输送路径14之间的路径，并开放第四输送路径14与第五输送路径15之间的路径(步骤S15)，并在预定时刻逆向旋转电动机87至89(步骤S16)。通过这样做，作为第偶数份的第奇数页的纸张801在第二输送路径12和第五输送路径15内向第二汇合单元22输送，而作为第偶数份的第偶数页的纸张802在第四输送路径14和第五输送路径15内向第二汇合单元22输送。
在第五纸张输送路径15中的纸张801的前端与纸张802的前端大致彼此一致的时刻，开始在步骤S16中沿电动机87至89的反方向旋转。因此，如图9(E)至9(G)所示，在纸张801位于纸张802的下方且它们的前端大致彼此一致而且它们的图像表面朝下的状态下，纸张801和802从第二汇合单元22被进给到排纸辊52中。
如果在步骤S4中没有选择分页功能，并且如果在步骤S5中通过定影装置37的纸张为第偶数份中的一张，则CPU 71开放第三输送路径13的方向(步骤S11)，并沿正方向驱动第三电动机89(步骤S12)。CPU 71在该张纸的后端通过输送辊54之前，停止电动机89的旋转(步骤S13和S14)。
此后，CPU 71开放第三输送路径13与第四输送路径14之间，并开放第四输送路径14和第五输送路径15之间(步骤S15)，并在预定时刻反向旋转电动机89(步骤S16)。
通过这样做，该张纸从第一分支单元24被输送到第三输送路径13中，并停在其后端部分被输送辊54夹住的状态。此后，该张纸在第四输送路径14和第五输送路径15内以其图像面朝下的方式向第二汇合单元22输送。
在步骤S10和S16的处理之后，CPU 71作出关于是否向定影装置37输送下一张纸的决定(步骤S17)。并且CPU 71重复执行步骤S3至S22的处理，直到不再存在下一张纸为止。
如果在已经通过步骤S16的处理被输送往第二汇合单元22的纸张802和801之后的下一张纸803为第偶数份的第奇数页，则CPU 71执行步骤S7至S10中的处理。通过这样做，如图9(G)和9(H)所示，该张纸803从第一分支单元24被引导至第二输送路径12，同时先前的纸张801和802经由第五输送路径被送往第二汇合单元22，并由排纸辊52排出。
另一方面，在图像形成操作的过程中，根据来自传感器82F的检测信号，CPU 71等待纸张的前端到达排纸辊52(步骤S31)。当纸张的前端到达排纸辊52时，则CPU 71作出关于当前是否选择分页功能的确定(步骤S32)。如果当前选择分页功能，则CPU 71作出关于已经到达排纸辊52的那张纸是第奇数份的一页还是第偶数份的一页的确定(步骤S33)。
如果已经到达排纸辊52的那张纸为第偶数份的一页，则CPU 71沿正方向旋转移动装置电动机575(步骤S34)。由此，偏置单元560在排纸辊52夹住第偶数份的两页的状态下，从其初始位置向其分页位置移动。
当偏置单元560到达其分页位置时，则CPU 71使移动装置电动机575停止(步骤S35和S36)。此后，在第偶数份中的两页的后端已经通过排纸辊52之后，CPU 71反方向旋转移动装置电动机575(步骤S37和S38)。由此，偏置单元560从其分页位置向其初始位置移动。并且，当偏置单元560到达其初始位置时，CPU 71使移动装置电动机575的正向旋转操作停止(步骤S39和S40)。
在步骤S40的处理之后，CPU 71作出关于是否向定影装置37输送下一张纸的确定(步骤S41)。并且CPU 71重复执行S31至S40的处理，直到不再存在下一张纸为止。
从前张纸的后端通过排纸辊52到下一张纸的前端到达排纸辊52的期间，偏置单元560必须完成从其分页位置到其初始位置的移动。另一方面，为了增大图像形成过程的速度，可以将输送间隔，即，将被连续输送的两张纸之间的距离设得小一些。由此，在以高速执行图像形成处理时，并且在使用移动机构500的分页功能时，用来使偏置单元560从其分页位置移动到其初始位置的时间变短，并且存在着在下一张纸的前端到达排纸辊52为止不能可靠地使偏置单元560返回到其初始位置的可能性。
利用该图像形成设备100，当偏置单元560在其初始位置与其分页位置之间反复移动时，两张纸暂时停留在回转输送路径12A和第三输送路径13中，并且这两张纸一次两页地被输送到排纸辊52。换言之，在两页叠置的纸已经由排纸辊52排出到分页位置之后，在后两页叠置的纸到达排纸辊52之前，排纸辊52从其分页位置被移动到其初始位置。
由此，可以提供足够长的时间段作为使被预先移动到其分页位置的偏置单元560返回到其初始位置的时间段，因此可以可靠地在下张纸的前端到达排纸辊52之前使偏置单元560返回到其初始位置。
而且，为考虑回转输送路径12A和第三输送路径13，位于下部位置的回转输送路径12A保留第一张纸，并且位于上部位置的第三输送路径13保留下一张纸。当将已停留在回转输送路径12A和第三输送路径13中的两张纸以叠置状态被送往排纸托盘38时，在其上已经按顺序形成图像的这两张纸中，载有页码较小的图像的纸张位于载有页数较大的图像的纸张之下。由此，通过在多个图像的顺序正常的情况下将它们放置在排纸托盘38上，可以其图像面朝下的方式收容多张纸。
应该理解，也可以接受的是，在选择分页功能时，对于第奇数份的页，也以与第偶数份的页相同的方式输送，并且这些纸张每次两页地从排纸辊52中排出。
图10和图11是表示在该图像形成设备100的双面成像过程中的纸张输送状态的视图。图10示出了不移动移动机构500的偏置单元560的情况，而图11示出了移动移动机械500的偏置单元560的情况。
在双面图像形成的过程中，当不选择分页机构时，以及当选择了分页功能时排出第奇数份的一页的时候，移动机构500不移动偏置单元560。在此情况下，在已在预定张数的纸的第一面上连续执行图像形成之后，然后在该预定张数的纸的第二面上执行图像形成，然后将其两面上都已经形成图像的这些纸张每次一张地排出。
这里，该预定张数的纸是指可容纳在纸张输送路径1中的张数，并且，如图10所示，在此图像形成设备100中为7页。因此，利用该图像形成设备100，将7张纸601至607作为一组，并以此顺序执行正面图像形成和背面图像形成。
例如，在连续页内的多个图像形成在纸的两面上时，第奇数页的图像，即纸张601至607的第一面上的正面图像，由图像形成设备30按顺序形成。当每一张纸601至607从第一分支单元24按顺序通过第二输送路径12、回转输送路径12A和第三输送路径13时，他们中的每张的图像面被颠倒，在它们第二次被输送到图像形成设备30之后，第偶数页上的图像，即，其各自的背面图像，形成在其第二面上。然后这些纸601至607每次一页地从排纸辊52被排出到排纸托盘38上。
通过这样做，其上已经如此完成了图像形成的七张纸601至607，以该份的各页完全布置为奇数页朝下的状态，被收纳在排纸托盘38中。
应该理解，可以在所有这些纸张601至607的第二面上都完成了图像形成之前，从给纸托盘402供给包含在下一组中的两张纸608和609，这两张纸608和609在第一输送路径11中的第一汇合单元21的上游侧等待。然后在经由第三输送路径13已被输送并到达的前一组的最后一张纸607的后端通过第一汇合单元21的时刻，开始输送纸张608。通过这样做，可预期提高对大量张纸进行图像形成处理的速度。
在双面图像形成过程中，当选择了分页功能并且排出第偶数份中的各页时，通过移动机构500移动偏置单元560。在此情况下，在已连续在预定张数纸的第一面上进行图像形成之后，然后在该预定张数的纸的第二面上执行图像形成，然后每次两张地排出两面都已经形成图像的这些纸张。
这里，该预定纸张数为不超过可容纳在纸张输送路径1中的纸张数的范围的偶数张，并且，如图11所示，在该图像形成设备100中为6张。因此，用该图像形成设备100，将6张纸701至706作为一组，以此顺序执行背面图像形成和正面图像形成。
例如，当纸张的双面上形成连续页的多个图像时，则第偶数页的图像，即，用来形成在纸张701至706的第一面上的各自的背面图像，由图像形成设备30按顺序形成。在纸张601至607按顺序从第一分支单元24通过第二输送路径12、回转输送路径12A和第三输送路径13时，它们每一张的图像面被颠倒，之后它们被第二次输送到图像形成设备30，第偶数页的图像，即其各自的正面图像，形成在其第二面上。然后通过与如图7中所示的步骤S6至S16所执行的相同处理和如图8中所示的步骤S31到S39中执行的相同处理，两面都已经形成图像的这些纸701至706每次两页地从排纸辊52被排出到排纸托盘38上。
通过这样做，其上已经如此完成图像形成的六张纸701至706，以该份的各页完全被布置成奇数页朝下的状态，被收纳在排纸托盘38中。
应该理解，可以在所有这些纸张701至706的背面上完成图像形成之前，从给纸托盘402提供包含在下一组中的两张纸707和708，并使这两张纸707和708在第一输送路径11的第一汇合单元21的上游侧等待。
然而，如果在已被输送并通过第三输送路径13到达的前一组的最后一张纸706的后端通过第一汇合单元21的时刻开始输送纸张707，则在纸张705和706分别位于第二输送路径12和第三输送路径13内的状态下，将张纸707从第一分支单元24输送到第二输送路径12中，这样会发生堵塞。
因而，开始输送正在等待的纸张707的时刻必须是，最初，是定在纸张706的后端通过配准辊51的时间点之后的时刻，而期望的是设在纸张706的后端通过定影装置37的时刻。
而且，在选择了分页功能的双面图像形成的过程中，如果在完成图像形成后一份中的纸张总数为奇数，则至少在第偶数份的最后一张纸之后添加并输送一张既没有单面形成图像也没有双面新成图像的纸。
如上所述，在该图像形成设备100中，与权利要求中的“停留单元”相对应的第三输送路径13和回转输送路径12A，连同分支爪41至45、回转辊53和输送辊54和58，构成权利要求中的“叠纸机构”600。分支爪41、43和44分别对应于权利要求中的第一至第三“分支爪”，而回转辊53和输送辊54和58对应于权利要求中的“双向辊”。应该注意，本发明的停留单元中也可以包括三个或更多的输送路径。
应该理解，本发明的应用并不局限于图像形成设备，诸如，图像形成设备100；其还可以以相同方式在纸张处理装置中实施，对纸张进行不同于图像形成处理的一些类型的处理。
最后，在本发明的上述实施例的说明中，通过举例示出的所有特征，不应该被视为对本发明的限制。本发明的保护范围并不由上述实施例的任何特征所限定，而是由所附权利要求进行限定。而且，权利要求中各元素的等效体，其合理的和恰当的范围内的各种变形，也应视为包括在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种图像形成设备，包括：
图像形成装置(30)，其在沿纸张输送方向每次输送一张的纸张上形成图像；
排纸辊(52)，其在由所述图像形成装置(30)在纸张上完成图像形成之后沿纸张输送方向将纸张排出；
分页机构(500)，其在初始位置与分页位置之间沿着与所述纸张输送方向垂直的方向往复移动所述排纸辊(52)；
再输送路径(13)和回转输送路径(12A)，在纸张的两面上都形成图像的双面图像形成的过程中，其一面上已经形成图像的纸张沿着所述再输送路径(13)和所述回转输送路径(12A)通过；
叠纸机构(600)，其在所述图像形成装置(30)与所述排纸辊(52)之间沿所述纸张输送方向设置，将预定张数的纸张叠置；和
控制单元(70)，其适于控制所述图像形成装置(30)、所述分页机构(500)和所述叠纸机构(600)的操作，
其特征在于，所述再输送路径(13)沿所述纸张输送方向，将位于所述图像形成装置(30)和所述排纸辊(52)之间的第一分支位置(24)连通到所述图像形成装置(30)；
所述回转输送路径(12A)从所述再输送路径(13)内的第二分支位置(25)分支，并将纸张回转；
所述叠纸机构(600)将两张纸分别收纳在所述再输送路径(13)和所述回转输送路径(12A)中后，沿所述纸张输送方向，以互相重合的时机，向所述排纸辊(52)输送，并在所述图像形成装置(30)与所述排纸辊(52)之间彼此叠置，
所述控制单元(70)在利用所述分页机构(500)将所述排纸辊(52)从所述初始位置移动到所述分页位置之前，通过操作所述叠纸机构(600)将预定张数的纸叠置。
2.如权利要求1所述的图像形成设备，其中所述控制单元(70)适于，在所述排纸辊(52)已经将由所述叠纸机构(600)叠置的预定张数的纸排出到所述分页位置之后，在已经由所述叠纸机构(600)叠置的下一组预定张数的纸到达所述排纸辊(52)之前，使用所述分页机构(500)将所述排纸辊(52)从所述分页位置移动到所述初始位置。
3.如权利要求1或2所述的图像形成设备，其中：
所述图像形成装置(30)在沿着所述纸张输送方向被输送的一张纸的上表面上形成图像；
并且还包括汇合输送路径(15)，其将已经收纳在所述再输送路径(13)和所述回转输送路径(12A)中的纸张的上、下表面颠倒并将其沿纸张输送方向排出到所述图像形成装置(30)和所述排纸辊(52)之间的汇合位置(22)上；
并且其中，所述控制单元(70)适于输送被连续输送的两张纸中的在前一张和在后一张，以便于分别将它们输送到所述再输送路径(13)和所述回转输送路径(12A)当中的较低的那一条输送路径和较高的那一条输送路径，并适于操作所述叠纸机构(600)以便于将两张纸从所述汇合输送路径(15)排出到所述汇合位置(22)处。
4.如权利要求3所述的图像形成设备，
其中所述控制单元(70)适于在纸的两面上形成正面图像和背面图像二者时，操作所述图像形成装置(30)以便在不操作所述分页机构(500)时在正在排出的纸张上按顺序形成正面图像和背面图像，并且以便在同时操作所述分页机构(500)时在正在排出的纸张上按顺序形成背面图像和正面图像。
5.如权利要求3或4所述的图像形成设备，
其中所述控制单元(70)适于当在多张纸的两面上形成正面图像和背面图像二者时，在被分成可容纳在所述再输送路径(13)和所述回转输送路径(12A)中的最多纸张数量的组的多张纸中的每张纸上执行正面图像和背面图像的图像形成。
6.如权利要求3所述的图像形成设备，
其中所述叠纸机构(600)还包括第一分支爪(41)，其在所述第一分支位置(24)可选择地打开和关闭所述再输送路径(13)的方向；第二分支爪(42)，其在所述第二分支位置可选择地打开和关闭所述回转输送路径(12A)的方向；和第三分支爪(43)，其在所述第二分支位置可选择地在所述回转输送路径(12A)与所述汇合输送路径(15)之间打开和关闭。
7.如权利要求1或2所述的图像形成设备，
其中所述叠纸机构(600)还包括双向辊(53、54)，其可选择地沿所述再输送路径(13)和所述回转输送路径(12A)中的每个的正旋转方向或逆旋转方向传递双向旋转。
8.一种纸张输送排出方法，包括：
处理步骤，在沿着纸张输送方向每次输送一张的纸张上执行预定处理；和
排出步骤，分页机构(500)沿着与所述纸张输送方向垂直的方向，在初始位置与分页位置之间往复移动排纸辊(52)，从而在完成处理之后将已被分组的多张纸排出到与所述纸张输送方向相垂直的方向的不同位置上，
其特征在于，在所述排出步骤中，在所述排纸辊(52)从所述初始位置被移动到所述分页位置之前，由叠纸机构(600)，将两张纸分别收纳在再输送路径(13)和回转输送路径(12A)中后，沿所述纸张输送方向，以互相重合的时机，向所述排纸辊(52)输送，并在图像形成装置(30)与所述排纸辊(52)之间彼此叠置，由此将预定张数的纸叠置。
9.如权利要求8所述的纸张输送排出方法，其中在所述排出步骤中，当所述排纸辊(52)在所述分页位置排出由所述叠纸机构(600)彼此叠置的预定张数的纸之后，在由所述叠纸机构(600)相互叠置的下一组预定张数的纸到达所述排纸辊(52)之前，将所述排纸辊(52)从所述分页位置移动到所述初始位置。
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