JP2006225061A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両面印刷の生産性を大幅に向上することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】装置本体１内に、用紙５に画像を形成する画像形成部２と、その画像形成部２の下方に配置された用紙５を給紙する給紙部６とを有しており、給紙部６の下方にスイッチバック搬送路２７を備える両面ユニット２０が選択的に配置され、両面機能が選択的に付設することができるので、両面を不要なユーザにとってコストの軽減になる。インターリーフによる高生産性化を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に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、複写機及びこれら機能の少なくとも２つの機能を備えた複合機等の画像形成装置において、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、記録紙等の記録媒体を搬送しながら、インク滴を記録媒体に付着させて画像形成を行う、所謂インクジェット記録装置と称されるものがある。このインクジェット記録装置におけ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、インクジェット記録装置としては、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。

特開平６−７１９５６号公報 特開２００１−０６３０１９号公報

このようなインクジェット記録装置において、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、特許文献１に記載されているように、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。

また、特許文献２に記載されているように、画像形成を行った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。

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、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記録媒体を搬送する副走査送り、記録を行った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、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、装置の小型化を図りつつ両面印刷の生産性を大幅に向上することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、装置本体内に、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、該画像形成部の下方に配置された記録媒体を給紙する給紙部とを有する画像形成装置において、前記給紙部の下方にスイッチバック搬送路を備える両面装置が選択的に配置されることを特徴としている。

なお、本発明は、前記両面装置の下方に増設給紙装置が選択的に配置されると、効果的である。
さらに、本発明は、前記両面装置に前記増設給紙装置から給紙された記録媒体を搬送する搬送手段を備えていると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記両面装置の搬送手段が、前記増設給紙装置から給紙された記録媒体が通過する搬送路と、該搬送路を通過する記録媒体に搬送力を付与する両面出口搬送部材とを有していると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記両面装置が当該両面装置内で記録媒体を搬送する両面搬送部材の駆動源として両面モータと、スイッチバック及び再給紙をする再給紙搬送部材を駆動する再給紙モータとを備え、前記両面出口搬送部材が再給紙モータにより駆動されると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記スイッチバック部の搬送部材が前記再給紙モータとクラッチを介して駆動連結されていると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記両面出口搬送部材が再給紙モータとワンウェイクラッチを介して駆動連結されていると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記再給紙モータが前記スイッチバック部の搬送部材とクラッチを介して駆動連結されていると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記両面装置が選択的に設けられると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記画像形成部が前記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ていると、効果的である。

本発明によれば、装置を小型化することができる。

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。図1は本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるインクジェット記録装置の全体構成を示す概略構成図である。

画像形成装置は、装置本体１の内部に、画像を形成するための画像形成部２を備え、該画像形成部２は記録媒体としての用紙を副走査方向に搬送する搬送ベルト３及び用紙５に画像を形成する記録ヘッド４を有している。本実施形態の記録ヘッド４は、図示していないが、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り異なる色の液滴を吐出する少なくとも４個を備えている。この記録ヘッド４は、不図示のキャリッジ上に搭載され、該キャリッジ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）に送りながら記録ヘッド４から液滴を吐出させて画像形成を行うシャトル型としている。なお、記録ヘッド４としては、インク流路内（圧力発生室）のインクを加圧する圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、あるいは発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることができる。

次に、画像形成装置内の用紙の流れについて説明する。
装置本体１の画像形成部２の下部には本体給紙部６が設けられ、該本体給紙部６の給紙ローラ７が作動すると、記録媒体としての用紙５が重送防止手段（図示せず）介して１枚ずつ給紙される。給紙された用紙５は、画像形成部手前のレジストローラ８に突き当てられて整合された後、搬送ベルト３へ搬送される。搬送ベルト３はベルト車３ａ，３ｂに巻き掛けられたエンドレスベルト３ｃを有する静電吸着ベルトであって、用紙５がベルト３ｃに静電吸着されて搬送されることにより高精度に搬送され、その搬送中に記録ヘッド４によって画像形成される。

画像形成を終えた用紙５は搬送ローラ１０，１１，１２によって分岐爪１３へ搬送され、分岐爪１３は実線で示す位置と点線で示す位置とに切り換え可能で、分岐爪１３が実線のあると用紙５は搬送ローラ１４及び排紙ローラ１５を介して装置本体１の上部に設けた排紙部１６に反転排紙される。また、両面モードが選択された場合、分岐爪１３が点線の位置に切り換えられ、片面を印字された用紙５が両面中継ローラ１７、１８を介して両面装置としての両面ユニット２０に送られる。なお、両面ユニット２０は、予め装置内に配備されるように構成することもできるが、両面ユニット２０が本体給紙部６の下部に配置されていることで、設置するか否かを選択するオプションユニットとして構成することもできる。

両面ユニット２０に搬送された用紙５は、両面ローラ２１〜２６によって該ユニット内を搬送されてスイッチバック搬送路２７に送られる。スイッチバック搬送路２７では反転ローラ２８，２９によって搬送され、用紙５がスイッチバック搬送路２７内に収まると、反転ローラ２８，２９が逆転駆動して用紙５の後端が先端となり、両面出口搬送部材としての両面出口ローラ３０を介し画像形成部２に向けて再給紙される。

本実施形態における画像形成装置では、上記両面ユニット２０の下部に増設給紙部４０を選択的に取り付けることができる。本例の増設給紙部４０は、上下２台の給紙カセット４１，４２を配置してなるものであるが、増設給紙部４０は給紙カセットが１台ものでもよく、さらには３台以上の配置するものであってもよい。そして、増設給紙部４０を付設した場合、両面ユニット２０の下部に配置する関係上、増設給紙部４０から給紙される用紙５は両面ユニット２０内を通って画像形成部に搬送している。すなわち、増設給紙部４０から給紙される用紙５は、両面ユニット２０内の再給紙搬送路３１に合流し、そして両面出口ローラ３０によって画像形成部２に向けて搬送される。なお、符号４３は増設給紙部の給紙ローラ、４４は増設給紙部のガイドローラである。

このように、両面ユニット２０の下部に増設給紙部４０を設けた場合、増設給紙部４０から給紙される用紙５を、両面ユニット２０を通さずに画像形成部まで搬送するようにすると、装置側面に増設給紙部４０から画像形成部に通ずる搬送ルートを設けねばならず、その分装置幅が大きくなる。その点、本発明では増設給紙部４０から給紙される用紙５が両面ユニット２０内を通すので、そのような問題が生じない。なお、図２において、符号の後に（ＣＬ）があるローラは電磁クラッチによってオン・オフされるローラを示し、符号の後に（１ｗａｙ）があるローラは一方向クラッチを介して駆動されるローラを示し、符号の後に（間欠）があるローラは間欠駆動されるローラを示している。

図２は、図１に示す画像形成装置を駆動モータ毎に駆動されるローラをハッチング等によって区分けして示した説明図である。
図２において、本実施形態の画像形成装置は給紙モータ、ベルトモータ、排紙モータ、両面モータ、再給紙モータ及び増設給紙モータの計６個のモータを備えている。給紙モータで駆動されるローラは、給紙ローラ７、レジストローラ８、手差し給紙ローラ１９及び両面ユニット２０から送られてくる用紙のガイドローラ９である。ベルトモータはベルト車３ａ，３ｂの一方を回転駆動してベルトを走行させている。排紙モータは搬送ローラ１０，１１，１２，１４、排紙ローラ１５及び両面中継ローラ１７，１８を回転駆動する。なお、本実施形態はインクジェット記録装置であるため、印字時の搬送ベルト３が間欠駆動され、給紙モータで駆動される給紙ローラ７、レジストローラ８、手差し給紙ローラ１９及びガイドローラ９は電磁クラッチ（図示せず）を介して駆動される。これによって用紙５がレジストローラ８と搬送ベルト３に跨ってもレジストローラ８のクラッチをオフすれば、搬送ベルト３の間欠搬送が支障を来たすことなく行うことができる。また、排紙モータによって回転駆動される搬送ローラ１０，１１，１２，１４、排紙ローラ１５は搬送ベルト３と同期して間欠駆動することができ、これによって用紙５が搬送ベルト３と搬送ローラ１０以降と跨った状態のときにおいても間欠駆動を支障なく行うことができる。

両面モータは両面搬送ローラ２１〜２６を駆動し、再給紙モータは反転ローラ２８、２９および両面出口ローラ３０を駆動する。そして、増設給紙モータは給紙ローラ４３及びガイドローラ４４を回転駆動する。

また、図１及び図２において、用紙搬送路に示した矢印はすべて用紙検知センサである。装置本体１内には、レジストセンサＳ１、印字部入口センサＳ２、画像レジストセンサＳ３、印字部出口センサＳ４、分岐センサＳ５、排紙センサＳ６及びオプションセンサ７が設けられている。また、両面ユニット２０には両面入口縦搬送センサＳ８、待機センサＳ９、反転センサＳ１０及び両面出口縦搬送センサＳ１１が設けられている。さらに、増設給紙部４０には増設バンク縦搬送センサＳ１２が設けられている。これらのセンサの信号から上記モータのオン・オフ及びクラッチのオン・オフを制御することにより画像形成装置を効率良く稼動することができ、さらに各センサは用紙ジャムを検知することができる。

このように構成した画像形成装置は、インターリーフ、すなわち先の用紙が排紙される前に次の用紙の給紙を行い順次印字することで高生産性化を図ることでできる。

次に、増設給紙部４０からインターリーフによって複数の両面プリントを得る場合の高生産性化を図った一例を図３のタイミングチャートを用いて説明する。
１枚目の給紙は、通常通り、増設給紙ローラ４３が駆動して用紙５が給紙され、給紙された用紙５はガイドローラ４４、両面ユニット２０の両面出口ローラ３０そして装置本体１の縦搬送ローラ１９を介してレジストローラ８に突き当てられ、整合された後、レジストローラが駆動して搬送ベルト３に送られる。

用紙５への印字が終了すると、用紙は分岐爪１３が点線の位置に切り換えられることにより両面ユニット２０へ向けて搬送される。２枚目は、１枚目の印字中に増設給紙部４０から給紙されてほぼ連続するように印字が行われ両面ユニット２０へ送られる。そして、１枚目の用紙が両面ユニット２０のスイッチバック路２７である両面待機１に送られ、２枚目の用紙が両面ユニット２０のスイッチバック路２７手前の両面搬送ローラに挟持される両面待機２に送られると、３枚目の用紙が増設給紙部４０から給紙される。この用紙５も両面ユニット２０の両面出口ローラ３０そして装置本体１の縦搬送ローラ１９を介してレジストローラ８に突き当てられる。このとき、再給紙モータが駆動して両面出口ローラ３０が回転するが、反転ローラ２８，２９はクラッチを介して再給紙モータが駆動され、そのクラッチをオフすることによりスイッチバック路に待機している用紙が搬送されることはない。

３枚目の用紙の印字が行われると、スイッチバック路２７に待機していた１枚目の用紙が再給紙される。このとき、同じく両面ユニット２０内で待機している２枚目の用紙は両面搬送ローラ２１〜２６が再給紙モータでなく両面モータによって駆動されるため、２枚目の用紙が動きだすことはない。

このように、本発明の画像形成装置では両面ユニット２０の下方に増設給紙部４０を設け、増設給紙部４０から給紙した用紙５が両面ユニット２０を通過して画像形成部２へ搬送するように構成しても、両面ユニット２０に片面を印字した用紙（２枚）を待機させているときに、増設給紙部４０から３枚目の用紙を給紙し、そして印字することができ、両面印刷の生産性が大幅に向上することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるインクジェット記録装置の全体構成を示す概略構成図である。 図１に示す画像形成装置を駆動モータ毎に駆動されるローラをハッチング等によって区分けして示した説明図である。 増設給紙部からインターリーフによって複数の両面プリントを得る場合の高生産性化を図った一例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 装置本体
２ 画像形成部
３ 搬送ベルト
５ 用紙
６ 本体給紙部
２０ 両面ユニット
２７ スイッチバック部
３０ 両面出口ローラ
４０ 増設給紙部

Claims (10)

1. 装置本体内に、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、該画像形成部の下方に配置された記録媒体を給紙する給紙部とを有する画像形成装置において、
   前記給紙部の下方にスイッチバック搬送路を備える両面装置が配置され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、前記両面装置の下方に増設給紙装置が選択的に配置されることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記両面装置に前記増設給紙装置から給紙された記録媒体を搬送する搬送手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、前記両面装置の搬送手段が、前記増設給紙装置から給紙された記録媒体が通過する搬送路と、該搬送路を通過する記録媒体に搬送力を付与する両面出口搬送部材とを有していることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４の何れかに記載の画像形成装置において、前記両面装置が当該両面装置内で記録媒体を搬送する両面搬送部材の駆動源として両面モータと、スイッチバック及び再給紙をする再給紙搬送部材を駆動する再給紙モータとを備え、前記両面出口搬送部材が再給紙モータにより駆動される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、前記スイッチバック部の搬送部材が前記再給紙モータとクラッチを介して駆動連結されていることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５に記載の画像形成装置において、前記両面出口搬送部材が再給紙モータとワンウェイクラッチを介して駆動連結されていることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項５に記載の画像形成装置において、前記再給紙モータが前記スイッチバック部の搬送部材とクラッチを介して駆動連結されていることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記両面装置が選択的に設けられることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像形成部が前記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ていることを特徴とする画像形成装置。

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