JP2005067051A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 副走査送り、排紙、両面搬送についての駆動源が１つであるために片面への印刷が終了した用紙をインターリーフさせて次の用紙の片面い印刷を行うことができずに、両面印刷の生産性が悪い。
【解決手段】 用紙５を副走査搬送するための副走査搬送部３の駆動源となる印写部搬送モータ２１１と、用紙５を排紙搬送するための排紙搬送部７の駆動源となる排紙部搬送モータ２１２と、用紙５を両面印刷ために搬送するための両面搬送部９の駆動源となる両面部搬送モータ２１３とを備え、これらの各モータ２１１、２１２、２１３はそれぞれ独立して回転駆動可能とし、両面搬送部９でインターリーフを行い、副走査搬送部３で次の用紙を搬送して画像形成部２で印刷を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に被記録媒体に対して両面印刷を行うことができる画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、プリンタ／ファックス／コピア複合機等の画像形成装置として、インク液滴を吐出する液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッド（画像形成手段）を用いて、記録紙等の被記録媒体を搬送しながら、インク滴を被記録媒体に付着させて画像形成（記録）を行なうものがある。液滴吐出ヘッドとしては、圧電素子などの電気機械変換素子を用いるピエゾ型のもの、吐出内に配設した発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いてインクの膜沸騰でバブルを発生させてインク滴を吐出させるサーマル型のもの、吐出室の壁面を形成する振動板を静電力で変形させることでインク滴を吐出させる静電型のものなどがある。

また、液滴吐出ヘッドを備える画像形成装置としては、被記録媒体を搬送方向に対して直交する方向に液滴吐出ヘッドをスキャンさせて記録するシャトル（シリアル）型のものと、液滴吐出ヘッドが被記録媒体を搬送する方向に対して直交する方向へライン状に固定配置されて記録されるフルライン型のものとがある。

このような液滴吐出ヘッドを備える画像形成装置において、被記録媒体に対して両面印刷（両面印写、両面記録も同義で用いる。）を行うことができるようにしたものとして、排紙トレイとは別に記録紙の給紙及び反転のための反転トレイを備えて、一面に画像形成を行った被記録媒体を反転トレイに排紙した後、この反転トレイから再度給紙するようにしたものがある。
特開平６−７１９５６号公報

また、一面に画像形成を行った被記録媒体の一部を排紙ローラで挟持したままを排紙トレイに排紙した後、排紙ローラを逆転して再度装置内部に取り込むことで再給紙するようにしたものがある。
特開２００１−０６３０１９号公報

ところで、インクジェット記録装置においては、その利点の１つである小型化を図るために、被記録媒体を記録ヘッドによる記録部（画像形成部）に給紙するための搬送、記録ヘッドに対向する位置で被記録媒体を搬送する副走査送り、記録を行った被記録媒体を排紙するための搬送、両面印刷を行うためのスイッチバック搬送や再給紙するための搬送などを、１つの駆動源で行うようにしている。

そのため、上述した特許文献１、２などに開示のインクジェット記録装置にあっては、一面に画像形成を行った被記録媒体をプラテンローラや搬送ベルトの正転駆動によって反転トレイや排紙トレイに送り出した後、プラテンローラや搬送ベルトを逆転することによって、被記録媒体をスイッチバック搬送して給紙側に取り込み、再度プラテンローラや搬送ベルトを正転して他面への記録を行うようにしている。

この場合、インクジェット記録にあっては、インクの乾燥にある程度の時間を要するために印写直後の画像が擦られると画像品質が低下するという問題が付きまとうために、インクの乾燥時間の確保が必要であることから、上述したように１つの駆動源によって正転、逆転、正転を繰り返すことで、乾燥時間を確保することができるという利点もある。

しかしながら、パーソナルユースであればともかく、ビジネスユースの画像形成装置となると、上述したような両面印刷の機能では、両面印刷の生産性が悪く、実用的でなくなる。そこで、両面印刷の生産性を向上しつつインクジェット記録特有の問題であるインクの乾燥時間の確保による品質の向上を図れる画像形成装置が要請されている。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、両面印刷の生産性及び品質を向上できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、被記録媒体を記録ヘッドに対向させて搬送する搬送手段のための第１の駆動源と、一面への画像形成を行った被記録媒体を両面搬送路で搬送する搬送手段のための第２の駆動源とを備え、この第２の駆動源は第１の駆動源とは独立して駆動可能である構成とした。

ここで、被記録媒体を排紙搬送する搬送手段のための第３の駆動源を備え、第２の駆動源は第３駆動源とも独立して駆動可能であることが好ましい。また、被記録媒体を給紙搬送する搬送手段のための第４の駆動源を備え、第２の駆動源は第４駆動源とも独立して駆動可能であることが好ましい。

また、一面へ画像形成を行った被記録媒体の一部を排紙トレイ上に排出した後、被記録媒体を再度装置本体内に引き込んで被記録媒体をスイッチバック搬送して両面搬送路に送り込む構成とできる。

この場合、両面搬送路内で被記録媒体を一時的に待機させている間に別の被記録媒体に対して記録ヘッドによる画像形成を行うことが好ましい。また、両面搬送路を構成する両面搬送ユニットを、装置本体に着脱自在に装着される給紙カセットと交換可能に装着可能であることが好ましい。さらに、両面搬送路を構成する両面搬送ユニットは、装置本体に着脱自在に装着される最下段の給紙カセットと交換可能に装着可能であることが好ましい。さらにまた、両面搬送路を構成する両面搬送ユニットは、装置本体に着脱自在に装着される給紙カセットよりも下側に位置することが好ましい。また、両面搬送路は装置本体内であって、排紙トレイと画像形成手段との間に位置する構成とすることができる。

また、両面搬送路は一面へ画像形成を行った被記録媒体を装置本体内でスイッチバック搬送する搬送路を含む構成とすることができる。

この場合、両面搬送路内で被記録媒体を一時的に待機させている間に別の被記録媒体に対して記録ヘッドによる画像形成を行うことが好ましい。また、両面搬送路を構成する両面搬送ユニットを、装置本体に着脱自在に装着される給紙カセットと交換可能に装着可能であることが好ましい。さらに、両面搬送路を構成する両面搬送ユニットは、装置本体に着脱自在に装着される最下段の給紙カセットと交換可能に装着可能であることが好ましい。さらにまた、両面搬送路を構成する両面搬送ユニットは、装置本体に着脱自在に装着される給紙カセットよりも下側に位置することが好ましい。

また、両面搬送路は一面へ画像形成を行った前記被記録媒体を取り込む搬送路と、この搬送路よりも装置本体下側でスイッチバック搬送を行う搬送路とを含むことが好ましい。この場合、被記録媒体を取り込む搬送路とスイッチバック搬送を行う搬送路とは被記録媒体の送り出し方向が同じであることが好ましい。

本発明に係る画像形成装置によれば、被記録媒体を記録ヘッドに対向させて搬送する搬送手段のための第１の駆動源と、一面への画像形成を行った被記録媒体を両面搬送路で搬送する搬送手段のための第２の駆動源とを備え、この第２の駆動源は第１の駆動源とは独立して駆動可能である構成としたので、一面への画像形成を行った被記録媒体をスイッチバックしている間に別の被記録媒体に対する印刷が可能になり、両面印刷の生産性及び画質の向上を図れる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。なお、図1は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図、図２は同装置の搬送経路に関わる部分の説明図である。

この画像形成装置は、装置本体１の内部（筺体内）に、画像を形成するための画像形成部（手段）２、副走査搬送部（手段）３等を有し、装置本体１の底部に設けた給紙部（手段）４から被記録媒体（以下「用紙」というが、紙に限定するものではない。）５を１枚ずつ給紙して、副走査搬送部３によって用紙５を画像形成部２に対向する位置で搬送しながら、画像形成部２によって用紙５に液滴を吐出して所要の画像を形成（記録）した後、片面印刷の場合には排紙搬送部（手段）７を通じて装置本体１の上面に形成した排紙トレイ８上に用紙５を排紙し、両面印刷の場合には排紙搬送部７を通じて装置本体１の上面に形成した排紙トレイ８上に用紙５の一部を排紙した後スイッチバック搬送を行って両面搬送部（手段）９に送り込み、再度副走査搬送部３に給紙して両面に画像を形成した後排紙トレイ８上に排紙する。

また、この画像形成装置は、画像形成部２で形成する画像データ（印刷データ）の入力系として、装置本体１の上部で排紙トレイ８の上方には画像を読み取るための画像読取部（スキャナ部）１１を備えている。この画像読取部１１は、照明光源１３とミラー１４とを含む走査光学系１５と、ミラー１６、１７を含む走査光学系１８とが移動して、コンタクトガラス１２上に載置された原稿の画像の読み取りを行い、走査された原稿画像がレンズ１９の後方に配置した画像読み取り素子２０で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化され画像処理され、画像処理した印刷データを印刷することができる。

さらに、この画像形成装置は、画像形成部２で形成する画像データ（印刷データ）の入力系として、外部のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットワークを介して受信可能であり、受信した印刷データを処理して印刷することができる。

ここで、この画像形成装置の画像形成部２は、用紙５の搬送方向に沿って並べて配置された複数のライン型液滴吐出ヘッドからなる異なる色の液滴を吐出する４個の記録ヘッド２１を備えている。これらの記録ヘッド２１には、それぞれライン方向（用紙搬送方向と直交する方向）に複数のノズルからなる１又は複数のノズル列を有している。なお、ここでは複数の記録ヘッドを設けているが、異なる色のインク滴を吐出する複数のノズル列を有する１又は複数の記録ヘッドを設ける構成とすることもできる。

記録ヘッド２１は、それぞれブラック（Ｂｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクを吐出するヘッドであり、図示しないインクカートリッジからそれぞれ各色のインクが供給される。また、これらの記録ヘッド２１以外に、記録液（インク）と反応することでインクの定着性を高める定着用処理液（定着用インク）を吐出するヘッドを備えることもできる。

また、ここでは、ライン型ヘッドを用いているが、用紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にスキャンするキャリッジを備え、このキャリッジに、液滴吐出ヘッドからなる複数の色の液滴を吐出する複数の記録ヘッドを主走査方向に並べて配置し、あるいは、複数の色の液滴を吐出する複数のノズル列を有する１又は複数の記録ヘッドを配置して画像形成を行うシャトル型とすることもできる。

副走査搬送部３は、給紙部４から給紙された用紙５を上方に搬送する印写部搬送ローラ対３４と、画像形成部２の用紙搬送方向上流側に配置した、下方から給紙された用紙５を略９０度搬送方向を転換させて搬送する印写部搬送ローラ３１と、この印写部搬送ローラ３１からの用紙５の送り出し角を規定するローラを兼ねた押えローラ３２とを備え、画像形成部２の用紙搬送方向下流側に配置した、用紙５を搬送する印写部搬送ローラ対３３を備え、更に画像形成部２に対向して用紙５の下面をガイドする用紙ガイド板３５を配置している。なお、ここでは搬送ローラで用紙５を搬送する構成としているが、例えば静電吸着で用紙５を吸着して搬送する搬送ベルトなどで搬送する構成とすることもできる。

給紙部４は、装置本体１に抜き差し可能で、多数枚の用紙５を積載して収納する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の用紙５を１枚ずつ分離して送り出すための給紙コロ４２及びフリクションパッド４３ととを備えている。また、この給紙部４は、用紙５を積載して収容するための手差しトレイ４６及び手差しトレイ４６から１枚ずつ用紙５を給紙するための手差しコロ４７と、装置本体１の下側にオプションで装着される給紙カセットや両面ユニットから給紙される用紙５を搬送するための搬送コロ４８とを備えている。

排紙搬送部７は、画像形成が行われた用紙５を搬送する排紙搬送ローラ対７１及び７２と、正逆転可能な両面リバースローラ７３と、排紙トレイ８に用紙５を送り出す排紙ローラ７４とを備えている。この排紙トレイ８に用紙５を排紙するための搬送路を排紙搬送路（第１の搬送路）７０とする。

両面搬送部９は、用紙５を取り込むための両面入口ローラ９１と、３つ両面搬送ローラ対９２と、用紙５を搬送ローラ３４に向けて送り出すための両面出口ローラ９３とを備えている。ここで、これらの両面入口ローラ９１、両面搬送ローラ対９２、両面出口ローラ９３で用紙５が搬送される経路（これを「両面搬送路（第２の搬送路）９０」という。）は、両面搬送路９０内で片面への印刷が終了した用紙５を一時的に待機できる、つまり、この間に新たな用紙５を給紙して画像形成を行える経路長としている。

そして、両面リバースローラ７３の用紙搬送方向上流側に、用紙５の搬送方向を排紙トレイ方向と両面搬送部方向に切り替えるための分岐板１００を揺動可能に配設している。この分岐板１００は、図１の実線図示の排紙側位置と破線図示の両面側位置との間で揺動可能であって、排紙側位置にあるときには用紙５を排紙ローラ７４側にガイドし、両面側位置にあるときに用紙５を両面入口ローラ９１側にガイドする。

また、画像形成部２の用紙搬送方向上流側に用紙５の先端を検知するための画像開始センサ１０１を、同じく用紙搬送方向下流側に用紙５の後端を検知するための画像終了センサ１０２を、両面リバースローラ７３の用紙搬送方向上流側に分岐センサ１０３を、排紙ローラ７４の用紙搬送方向下流側に排紙トレイ８の前で排紙センサ１０４を、両面入口ローラ９１の入口側（両面リバースローラ７３側）に両面入口センサ１０５を、両面出口ローラ９３の出口側（印写部搬送ローラ３４側）に両面出口センサ１０６をそれぞれ配置している。

次に、この画像形成装置の制御部の概要について図３を参照して説明する。なお、同図は同制御部の概略ブロック説明図である。
この制御部２００は、この画像形成装置全体の制御を司るＣＰＵ２０１と、ＣＰＵ２０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ２０２と、画像データ（印刷データ）等を一時格納するＲＡＭ２０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）２０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ２０５と、画像読取部１１による画像読取及び読取画像のデータ処理などを行うスキャナ制御部２０６を備えている。

また、この制御部は、外部装置からデータを受信する場合に使用するデータ及び信号の送受を行うためのＩ／Ｆ２０７と、画像形成部２の記録ヘッド２１を駆動制御するためのヘッド駆動制御部２０８及びヘッドドライバ２０９と、駆動源である印写部搬送モータ２１１、排紙部搬送モータ２１２、両面部搬送モータ２１３をそれぞれ独立して駆動するためのモータドライバを含むモータ駆動部２１４、２１５、２１６と、給紙コロ４３を回転駆動するための給紙電磁クラッチ２１７のオン／オフ、分岐板１００を排紙位置と両面位置とに揺動変位させる分岐版ソレノイド２１８をオン／オフを行うためのクラッチ類駆動部２１９を備えている。

さらに、この制御部は、前述した画像開始センサ１０１、画像終了センサ１０２、分岐センサ１０３を、排紙センサ１０４、両面入口センサ１０５、両面出口センサ１０６などのセンサ及び図示しない各種センサの検知信号を取り込むためのＩ／Ｏ２２０を備え、また、この装置に必要な情報の入力及び表示をおこなうための操作パネル２２１が接続されている。

ここで、各搬送モータ２１１、２１２、２１３によって駆動されるローラ等について前述した図２を参照して説明する。
印写部搬送モータ２１１は、副走査搬送部３の印写部搬送ローラ３１と、印写部搬送ローラ対３３、３４と、給紙部４の給紙コロ４３と、手差しコロ４６を回転駆動させる駆動源である。

排紙部搬送モータ２１２は、排紙搬送部７の排紙搬送ローラ対７１及び７２と、両面リバースローラ７３と、排紙ローラ７４とを回転駆動させる駆動源である。両面部搬送モータ２１３は、両面搬送部９の両面入口ローラ９１と、３つの両面搬送ローラ対９２と、両面出口ローラ９３とを回転駆動するための駆動源である。

なお、ここでは、印写部搬送モータ２１１によって副走査搬送部３及び給紙部４を駆動するようにしているが、給紙部４に専用の駆動源（第４の駆動源）を備えて、副走査搬送部３の印写部搬送ローラ対３４及び給紙部４の給紙コロ４２、手差しコロ４７を駆動する構成とすることもできる。このようにすれば、より細かいタイミング制御を行うことができて、両面印刷の生産性を向上できる。

次に、制御部２８０は、画像読取部２によって原稿画像を読み取った場合には、読取画像を処理してスキャナ制御部２０６内のバッファに格納する。また、外部Ｉ／Ｆ２０７を介してパーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などの外部ホスト側から印刷データ等を受信した場合にはＩ／Ｆ２０７に含まれる受信バッファ内に格納する。

そして、ＣＰＵ２０１は、スキャナ制御部２０６やＩ／Ｆ２０７から画像データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ２０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド駆動制御部２０８に印刷画像データを転送する。なお、外部からのデータに基づいて画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭ２０２にフォントデータを格納して行っても良いし、外部ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの画像形成装置に転送するようにしても良い。

ヘッド駆動制御部２０８は、各記録ヘッド２１の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータをヘッドドライバ２０９に転送し、ヘッドドライバ２８８はドットパターンデータに基づいて記録ヘッド２１の１ライン分のアクチュエータ手段に対して選択的に所要の駆動波形を印加させて駆動する。これにより、各記録ヘッド２１の所要のノズルから液滴が吐出される。

このとき、用紙５を副走査搬送部３によって１行分ずつ搬送して停止させ、記録ヘッド２１から液滴を吐出させることによって、用紙５には所要の画像が形成される。

次に、このように構成した画像形成装置の動作について図４をも参照して説明する。
まず、図４の時点ｔ０において、印写部搬送モータ２１１の回転駆動を開始する。そして、時点ｔ１において給紙クラッチ２１７をオンして給紙コロ４３を回転させ、給紙カセット４１から（又は手差しコロ４６を回転させて手差しトレイ４５から）１枚目の用紙５を給紙する。

これにより、用紙５は搬送ローラ対３４を経て印写部搬送ローラ３１によって画像形成部２に対向する位置に搬送される。そこで、画像開始センサ１０１が用紙５を検知した時点ｔ２からタイミングをとって、画像形成部２の記録ヘッド２１を駆動制御して副走査搬送部３で搬送される用紙５の片方の面に対する所要の画像形成を開始する。

そして、画像終了センサ１０２が用紙５を検知した時点ｔ３で、排紙部搬送モータ２１２の正転駆動を開始する。その後、画像終了センサ１０２が用紙５の後端が通過したことを検知した時点ｔ４で、２枚目の印刷があれば、再度、給紙クラッチ２１７をオンして給紙カセット４１などから２枚目の用紙５の給紙を行い、上述した印刷処理を行う。

一方、片面への印刷が終了した用紙５については、片面印刷であればそのまま排紙トレイ８へ排紙させるが、両面印刷の場合には、用紙５の後端が分岐センサ１０３を通過した時点ｔ５で、分岐ソレノイド２１８を駆動して分岐板１００を両面搬送路９０側（図１で破線図示の位置）に切り替えるとともに、排紙部搬送モータ２１２を一旦停止させる。これにより、片面への印刷が終了した用紙５は一部が排紙トレイ８に送り出されているが、用紙５の後端部分が両面リバースローラ７３で挟持された状態で停止する。

そこで、時点ｔ６で排紙部搬送モータ２１２を逆転させることで両面リバースローラ７３が逆転して、用紙５は後端部側から分岐板１００で案内されて両面入口ローラ９１側に送られる。つまり、用紙５はスイッチバック搬送される。そして、両面入口センサ１０５が用紙５を検知した時点ｔ７で、両面部搬送モータ２１３を正転駆動することによって、片面への印刷が終了した用紙５は両面搬送路９０内に送り込まれ、両面部搬送ローラ９２によって搬送される。

このとき、２枚目の用紙５については片面への印刷が並行して行われている。この場合、両面入口センサ１０５が用紙５の通過を検知した時点ｔ８で排紙部搬送モータ２１２は一旦停止し、その後正転駆動され、分岐ソレノイド２１８学童されて分岐板１００が元に戻るので、２枚目の用紙５は１枚目の用紙と同様に排紙搬送路７０側に搬送される。

一方、両面出口センサ１０６が片面への印刷が終了した用紙５を検知した時点ｔ９で両面部搬送モータ２１３を一旦停止し、画像終了センサ１０２が２枚目の用紙５が通過した（２枚目の用紙５の片面への印刷が終了した）ことを検知する時点ｔ１０まで、両面部搬送モータ２１３の停止状態を継続することで、1枚目の用紙５を両面搬送路９０で待機させる（インターリーフ）。

そして、２枚目の用紙５の片面への印刷が終了した後の時点ｔ１１で再度両面部搬送モータ２１３を正転駆動して、片面への印刷が終了した1枚目の用紙５を搬送ローラ対３４に送り出すことで、この用紙５が再給紙され、画像開始センサ１０１が再給紙された用紙５を検知した時点ｔ１２でタイミングが取られて、画像形成部２によって用紙５の他方の面に印刷が行われ、両面への印刷が終了した用紙５は排紙トレイ８に排紙される。

なお、１枚目の用紙５の他面への印刷が完了した時点ｔ１３で３枚目の用紙５が給紙され、２枚目の用紙５については上述したと同様にして両面印刷の準備が行われる。

このように、画像形成部２による画像形成のための用紙５の副走査送りを行う副走査搬送部３の印写部搬送モータ２１１と、両面印刷時に片面への印刷が終了した用紙５をスイッチバック搬送するための排紙搬送部７の排紙部搬送モータ２１３及び用紙５を両面搬送路で搬送するための両面搬送部９の両面部搬送モータ２１３とを独立して駆動可能としているので、両面印刷のための反転搬送（スイッチバック搬送）中に次の用紙に対する印写動作（画像形成動作）が可能となり、両面印刷の生産性が向上する。

また、用紙５を排紙するための排紙搬送部７の排紙部搬送モータ２１３と用紙５を両面搬送路で搬送するための両面搬送部９の両面部搬送モータ２１３とを独立して駆動可能としているので、用紙５を両面搬送路９０に待機させておくことができ、更に両面印刷の生産性が向上する。

さらに、用紙５を両面搬送路９０に待機させておくことができることで、印刷が終了した用紙５へのインクの定着時間を確保することができて、画像品質も向上する。

また、両面搬送路９０が副走査搬送部３と装置本体１内の給紙カセット４１との間に位置する構成とすることで、両面搬送路９０を水平搬送路とすることができて、用紙を屈曲させること無く両面搬送路９０上で待機させることができ、用紙５に対してカール等の癖がつくことを防止できて、安定した搬送性が得られる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について図５を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。
この画像形成装置では、両面搬送路９０を構成する両面搬送ローラ９２、両面出口ローラ９３を含む両面搬送部を両面入口ローラ９１を除いて（これは装置本体１側に常設）両面搬送ユニット３００としてユニット化し、給紙カセット４１と交換可能に、装置本体１に対して装着可能にしている。この場合、給紙カセット４１が多段であるときには、最下段の給紙カセット４１と交換可能とすることで片面印刷した用紙の定着までの時間を確保するための両面印刷の搬送路長を稼ぐことができる。

なお、この画像形成装置では、両面印刷時の給紙は手差しトレイ４６から行う。また、この両面搬送ユニット３００の３個の両面搬送ローラ９２及び両面出口ローラ９３は、装置本体１側に設けた独立して駆動可能な駆動源である両面部搬送モータと図示しない駆動力伝達機構を介して接続されて駆動される。

このように装置本体１の給紙カセット４１を取り除きその位置に両面搬送ユニット３００を入れ替えて両面搬送路９０を確保するよう構成したので、第１実施形態に比べて、図５中のＡ部のスペースを削減でき、装置の小型化を図れる。つまり、本体給紙カセットと両面搬送ユニットを入れ替えることにより両面搬送路を確保することで、マシンのサイズ（設置スペース）を変更することなく両面機能を得られる上、両面搬送路での紙詰まりの除去が容易になる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第３実施形態について図６を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。
この画像形成装置では、両面搬送路９０を構成する両面入口ローラ９１、両面搬送ローラ９２及び両面出口ローラ９３を含む両面搬送部を両面搬送ユニット３０１としてユニット化し、装置本体１の給紙カセット４１よりも下側で装置本体１の底部に装着できる構成としている。

この両面搬送ユニット３０１は、両面リバースローラ７３で反転搬送される用紙５を装置本体１の側面部から受け入れて下方に搬送する垂直両面搬送路９０ａを構成した垂直搬送部３０１ａと、垂直両面搬送路９０ａに続いて水平方向に搬送する水平両面搬送路９０ｂを構成した水平搬送部３０１ｂとを一体に有している。

また、両面出口ローラ９３から送り出す用紙５は、前述した搬送コロ４８を介して印写部搬送ローラ対３４に送り込むようにしている。なお、この両面搬送ユニット３０１の両面入口ローラ９１、５個の両面搬送ローラ９２及び両面出口ローラ９３は、装置本体１側に設けた独立して駆動可能な駆動源である両面部搬送モータと図示しない駆動力伝達機構を介して接続されて駆動される。

このように構成すれば、両面搬送ユニット３０１を装置本体１の給紙カセット４１とは別にオプション化して装置本体１に装着することができ、装置本体１の給紙カセット４１も給紙のために使用することができ、両面機能の有無にかかわらず、同一の給紙容量を確保することができる。

つまり、本体給紙カセットの下部に両面搬送ユニットを設置することで、容易にオプション化できる上に、本体給紙カセットの使用によって給紙容量を確保でき、さらに、紙詰まりの除去も容易になる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第４実施形態について図７を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。
この画像形成装置は、両面搬送路９０及び両面入口ローラ９１、両面搬送ローラ９２、両面出口ローラ９３を含む両面搬送部９を、排紙トレイ８と画像形成部２との間に設けている。

この場合、両面リバースローラ７３の用紙排紙搬送方向上流側の分岐板１００の揺動位置は前記第１ないし第３実施形態とは逆に、実線図示の位置にして排紙経路７０に用紙５を送り込み、破線図示の位置にして用紙５をスイッチバック搬送して両面搬送路９０に送り込む。

また、両面出口ローラ９３から送り出された用紙５を印写部搬送ローラ３１と押さえローラ３２との間に送り込むための再給紙搬送路３１０を備え、印写部搬送ローラ対３４から印写部搬送ローラ３１と押さえローラ３２との間に用紙５を送り込むための給紙搬送経路３１１とを切り替えるために、分岐板３１２を揺動可能に設けている。

このように構成すれば、両面機能の有無に限らず同一の給紙容量が確保できるだけではなく、両面搬送路の短縮化が図れるために搬送ローラの個数低減も可能となり、これによりコストの低減を図ることもできる。

次に、本発明に係る画像形成装置の第５実施形態について図８及び図９を参照して説明する。なお、図８は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図、図９は同装置の搬送経路に関わる部分の説明図である。

この画像形成装置は、装置本体５０１の内部（筺体内）に、画像を形成するための画像形成部５０２、副走査搬送部５０３等を有し、片面印刷の場合には、装置本体５０１の底部に設けた図示しない給紙部（前記各実施形態の給紙部４と同じであり、両面搬送ユニット８００と交換可能に装着される。）から用紙（ここでも「用紙５」という。）を１枚ずつ給紙して、また、両面印刷の場合には手差しトレイ５４６から用紙５を一枚ずつ給紙して、副走査搬送部５０３によって用紙５を画像形成部５０２に対向する位置で搬送しながら、画像形成部５０２によって用紙５に液滴を吐出して所要の画像を形成（記録）する。

そして、片面印刷の場合には排紙搬送部５０７を通じて装置本体５０１の上面に形成した排紙トレイ５０８上に用紙５を排紙し、両面印刷の場合には両面搬送部５０９を構成する両面搬送ユニット８００内に送り込んでスイッチバック搬送で反転した後、再度副走査搬送部５０３に給紙して両面に画像を形成した後排紙トレイ５０８上に排紙する。

また、この画像形成装置は、画像形成部５０２で形成する画像データ（印刷データ）の入力系として、前述した第１実施形態で説明した同様な構成の画像読取部（スキャナ部）５１１を備え、また、外部のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データを含む印刷データ等をケーブル或いはネットワークを介して受信可能であり、読み取った原稿画像や受信した印刷データを処理して印刷することができる。

ここで、この画像形成装置の画像形成部５０２は、キャリッジガイド５２３で案内されて主走査方向（用紙搬送方向と直交する方向）に移動可能なキャリッジ５２２上に、液滴吐出ヘッドからなる複数の色の液滴を吐出する複数の記録ヘッド５２１を主走査方向に並べて配置（ノズル列は副走査方向）し、あるいは、複数の色の液滴を吐出する複数のノズル列を有する１又は複数の記録ヘッドを配置して搭載し、キャリッジ５２２を主走査方向に移動させ、用紙５を用紙搬送方向（副走査方向）に送りながら画像形成を行うシャトル型としている。なお、前記各実施形態と同様にライン型とすることもできる。

複数の記録ヘッド５２１は、それぞれブラック（Ｂｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクを吐出する４個のヘッドであり、図示しないインクカートリッジからそれぞれ各色のインクが供給される。また、これらの記録ヘッド５２１以外に、記録液（インク）と反応することでインクの定着性を高める定着用処理液（定着用インク）を吐出するヘッドを備えることもできる。

副走査搬送部５０３は、給紙される用紙５を上方に搬送する印写部搬送ローラ対５３４と、画像形成部５０２の用紙搬送方向上流側に配置した、下方から給紙された用紙５を略９０度搬送方向を転換させて搬送する印写部搬送ローラ５３１と、この印写部搬送ローラ５３１からの用紙５の送り出し角を規定するローラを兼ねた押えローラ５３２とを備え、画像形成部２の用紙搬送方向下流側に配置した、用紙５を搬送する印写部搬送ローラ対５３３を備え、更に画像形成部５０２に対向して用紙５の下面をガイドする用紙ガイド板５３５を配置している。なお、ここでは搬送ローラで用紙５を搬送する構成としているが、例えば静電吸着で用紙５を吸着して搬送する搬送ベルトなどで搬送する構成とすることもできる。

給紙部は、図示しないが、前記第１実施形態と同様に、装置本体５０１に抜き差し可能で、多数枚の用紙５を積載して収納する給紙カセットと、給紙カセット内の用紙５を１枚ずつ分離して送り出すための給紙コロ及びフリクションパッドとを備えている。また、この給紙部は、用紙５を積載して収容するための手差しトレイ５４６及び手差しトレイ５４６から１枚ずつ用紙５を給紙するための手差しコロ５４７と、装置本体５０１の下側にオプションで装着される給紙カセットから給紙される用紙５を搬送するための搬送コロ５４８とを備えている。

排紙搬送部５０７は、画像形成が行われた用紙５を搬送する排紙搬送ローラ対５７１、５７２、５７３と、排紙トレイ８に用紙５を送り出す排紙ローラ５７４とを備えている。この排紙トレイ８に用紙５を排紙するための搬送路を排紙搬送路（第１の搬送路）５７０とする。この実施形態では両面印刷時に排紙トレイ５０８に排紙しない構成であるので、第１実施形態の両面リバースローラ７３に対応する排紙搬送ローラ対５７３はリバースローラとはなっていない。

両面搬送部５０９は装置本体５０１に常設した両面入口ローラ５９１と両面搬送ユニット８００で構成される。両面搬送ユニット８００は、給紙カセットと交換可能に装置本体５０１に着脱自在に装着可能である。

この両面搬送ユニット８００は、両面入口ローラ５９１から送られる用紙５を取り込んで搬送する取り込み搬送路５９０ａを構成する４つの両面搬送ローラ対５９２と、取り込み搬送路５９０ａから送られる用紙５を反転して再給紙するためのスイッチバック搬送路５９０ｂを構成するリバースローラからなる両面出口ローラ５９３及び４個の両面搬送ローラ対５９４とを備えている。

また、取り込み搬送路５９０ａからスイッチバック搬送路５９０ｂへの用紙５の搬送経路とスイッチバック搬送路５９０ｂから印写部搬送ローラ対５３４への再給紙のための搬送経路とを切り替える分岐板５９６を揺動可能に設けている。

なお、この両面搬送部５０９の両面入口ローラ５９１及び両面搬送ユニット８００内の両面搬送ローラ対５９２、両面出口ローラ５９３及び両面搬送ローラ対５９４は、いずれも、第１実施形態の両面部搬送モータ(図３参照)に相当し、印写部搬送モータ、排紙部搬送モータとは独立して駆動可能な駆動源である両面部搬送モータ（ただし、正逆回転可能である。）にて回転駆動力が伝達される。また、分岐板５９６も同様にクラッチ類駆動部にて切替られる。

このように構成したこの画像形成装置においては、手差しトレイ５４６から１枚目の用紙５が給紙され、副走査搬送部５０３で搬送されながら画像形成部５０２によって所要の画像が形成される。このとき、両面印刷の片面印刷時であれば、分岐板６００が破線図示の位置に切り替わっており、片面印刷が行われる用紙５は排紙搬送ローラ対５７１、５７２によって搬送されながら、両面入口ローラ５９１に送られ、両面部搬送モータの正転動作により、両面入口ローラ５９１から両面搬送ローラ対５９２によって取り込み搬送路５９０ａを図９で矢示方向に搬送される。

このとき、分岐板５９６は実線図示の位置に切り替わっているので、取り込まれた用紙５の先端が両面出口センサ１０６が検知されたタイミングで、両面部搬送モータは逆転動作に移行し、これによって、両面出口ローラ５９３及び両面搬送ローラ５９４が逆回転（図９で反時計方向）し、用紙５はスイッチバック搬送路５９０ｂに送られて図９の矢示Ａ方向に搬送される。そして、用紙５がスイッチバック搬送路５９０ｂに入ったことを両面出口センサ１０６で検知すると、分岐板５９６が破線図示の位置に切り替わる。

一方、１枚目の用紙５についての片面への印刷が終了して画像終了センサ１０２が用紙５の通過を検知したタイミングで、手差しトレイ５４６から２枚目の用紙５が給紙され、２枚目の用紙５の片面への画像形成が行われる。

そして、２枚目の用紙５の片面への画像形成が終了し、両面入口センサ１０５が２枚目の用紙５を検知したタイミングで、両面部搬送モータが正転動作を開始して、これにより２枚目の用紙５が取り込み搬送路５９０ａに送られるとともに、スイッチバック搬送路５０９で一時待機していた１枚目の用紙５が印写部搬送ローラ対５３４に再給紙されて、副走査搬送部５０３で搬送されながら画像形成部５０２によって他面への印刷が行われる。その後、両面への印刷が終了した１枚目の用紙５は排紙搬送部５０７によって排紙トレイ５０８に排紙される。このとき、２枚目の用紙５はスイッチバック搬送路５９０ｂに送られて反転される。

このように、排紙ローラを駆動するモータを逆転させることなく両面搬送が可能なため印写及び排紙部搬送中に印写が可能になり、更に両面生産性が向上する。また、排出トレイでのスイッチバックを行う第１実施形態などではマシン外に片面印写済み用紙の一部が排出されるため外乱による影響が懸念されるが、マシン内で両面反転（スイッチバック）を行うことで、外乱による影響が無くなり、安定した搬送品質及び画像品質を確保できる。

また、この実施形態のように、本体給紙カセットを取り除きその位置に両面搬送ユニットを入れ替えて両面搬送路を確保することで、スペースが削減できることは前述した第２実施形態と同様である。

さらに、両面搬送路の取り込み搬送路での取り込み搬送方向とスイッチバック搬送路からの再給紙のための搬送方向とを同一にすることにより、スイッチバック搬送路からの再給紙のための搬送経路長を短くすることができ、両面印刷の生産性が更に向上する。

次に、本発明に係る画像形成装置の第６実施形態について図１０を参照して説明する。なお、同図は同画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。
この画像形成装置では本体給紙部５０４の下側に両面搬送部を両面搬送ユニット８０１としてユニット化し、装置本体５０１の給紙カセット５４１よりも下側で装置本体５０１の底部に装着できる構成としている。

ここで、給紙部５０４は、第１実施形態と同様な構成であり、装置本体５０１に抜き差し可能で、多数枚の用紙５を積載して収納する給紙カセット５４１と、給紙カセット５４１内の用紙５を１枚ずつ分離して送り出すための給紙コロ５４２及びフリクションパッド５４３とを備えている。また、この給紙部５０４は、用紙５を積載して収容するための手差しトレイ５４６及び手差しトレイ５４６から１枚ずつ用紙５を給紙するための手差しコロ５４７と、装置本体５０１の下側にオプションで装着される両面ユニット８０１あるいは給紙カセットから給紙される用紙５を搬送するための搬送コロ５４８とを備えている。

両面搬送ユニット８０１は、分岐板６００で案内されて搬送される用紙５を装置本体５０１の側面部から受け入れて下方に搬送する垂直両面搬送路５９０ｃを構成した垂直搬送部８０１ａと、垂直両面搬送路５９０ｃに続いて水平方向に搬送する水平取り込み搬送路５９０ｂ及びスイッチバック搬送路５９０ｂを構成した水平搬送部５０１ｂとを一体に有している。

また、両面出口ローラ５９３から送り出す用紙５は、前述した搬送コロ５４８を介して印写部搬送ローラ対５３４に送り込むようにしている。なお、この両面搬送ユニット５０１の両面入口ローラ５９１、５個の両面搬送ローラ５９２、両面出口ローラ５９３、両面搬送ローラ５９４は、装置本体５０１側に設けた独立して駆動可能な駆動源である両面部搬送モータと図示しない駆動力伝達機構を介して接続されて駆動される。

このように構成すれば、両面搬送ユニット８０１を装置本体５０１の給紙カセット５４１とは別にオプション化して装置本体５０１に装着することができ、装置本体５０１の給紙カセット５４１も給紙のために使用することができ、両面機能の有無にかかわらず、同一の給紙容量を確保することができる。

つまり、本体給紙カセットの下部に両面搬送ユニットを設置することで、容易にオプション化できる上に、本体給紙カセットの使用によって給紙容量を確保でき、さらに、紙詰まりの除去も容易になる。

本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の全体構成を示す概略構成図である。 同装置の搬送経路の説明に供する説明図である。 同装置の制御部の構成を説明する概略ブロック図である。 同装置の動作説明に供するタイミングチャートである。 本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の全体構成を示す概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の全体構成を示す概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置の第４実施形態の全体構成を示す概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置の第５実施形態の全体構成を示す概略構成図である。 同装置の制御部の構成を説明する概略ブロック図である。 本発明に係る画像形成装置の第６実施形態の全体構成を示す概略構成図である。

符号の説明

１、５０１…装置本体
２、５０２…画像形成部
３、５０３…副走査搬送部
４、５０４…給紙部
５…用紙（被記録媒体）
７、５０７…排紙搬送部
８、５０８…排紙トレイ
９、５０９…両面搬送部
１１…画像読取部
２１、５２１…記録ヘッド
３１、５３１…印写部搬送ローラ
９０…両面搬送路
２１１…印写部搬送モータ
２１２…排紙部搬送モータ
２１３…両面部搬送モータ
５９０ａ…取り込み搬送路
５９０ｂ…スイッチバック搬送路
３００、３０１、８００、８０１…両面搬送ユニット

Claims (16)

1. 被記録媒体に対して液滴を吐出して画像を形成する記録ヘッドを備えた画像形成装置において、前記被記録媒体を前記記録ヘッドに対向させて搬送する搬送手段のための第１の駆動源と、一面への画像形成を行った前記被記録媒体を両面搬送路で搬送する搬送手段のための第２の駆動源とを備え、この第２の駆動源は前記第１の駆動源とは独立して駆動可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記被記録媒体を排紙搬送する搬送手段のための第３の駆動源を備え、前記第２の駆動源は前記第３駆動源とも独立して駆動可能であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記被記録媒体を給紙搬送する搬送手段のための第４の駆動源を備え、前記第２の駆動源は前記第４駆動源とも独立して駆動可能であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、一面へ画像形成を行った前記被記録媒体の一部を排紙トレイ上に排出した後、前記被記録媒体を再度装置本体内に引き込んで前記被記録媒体をスイッチバック搬送して前記両面搬送路に送り込むことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、前記両面搬送路内で前記被記録媒体を一時的に待機させている間に別の被記録媒体に対して前記記録ヘッドによる画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、前記両面搬送路を構成する両面搬送ユニットを、装置本体に着脱自在に装着される給紙カセットと交換可能に装着可能であることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、前記両面搬送路を構成する両面搬送ユニットは、装置本体に着脱自在に装着される最下段の給紙カセットと交換可能に装着可能であることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項４ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記両面搬送路を構成する両面搬送ユニットは、装置本体に着脱自在に装着される給紙カセットよりも下側に位置することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項４ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記両面搬送路は装置本体内であって、排紙トレイと画像形成手段との間に位置するしていることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記両面搬送路は一面へ画像形成を行った前記被記録媒体を装置本体内でスイッチバック搬送する搬送路を含むことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１０に記載の画像形成装置において、前記両面搬送路内で前記被記録媒体を一時的に待機させている間に別の被記録媒体に対して前記記録ヘッドによる画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１０又は１１に記載の画像形成装置において、前記両面搬送路を構成する両面搬送ユニットを、装置本体に着脱自在に装着される給紙カセットと交換可能に装着可能であることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１１又は１２に記載の画像形成装置において、前記両面搬送路を構成する両面搬送ユニットは、装置本体に着脱自在に装着される最下段の給紙カセットと交換可能に装着可能であることを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１０又は１１に記載の画像形成装置において、前記両面搬送路を構成する両面搬送ユニットは、装置本体に着脱自在に装着される給紙カセットよりも下側に位置することを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１０ないし１４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記両面搬送路は一面へ画像形成を行った前記被記録媒体を取り込む搬送路と、この搬送路よりも装置本体下側でスイッチバック搬送を行う搬送路とを含むことを特徴とする画像形成装置。
16. 請求項１５に記載の画像形成装置において、前記被記録媒体を取り込む搬送路とスイッチバック搬送を行う搬送路とは前記被記録媒体の送り出し方向が同じであることを特徴とする画像形成装置。
    
    

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