JP2007051004A - 用紙搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙搬送経路において、先行する用紙と次の用紙の紙間隔を自在に制御する。
【解決手段】用紙搬送経路と、当該用紙搬送経路の上流側に位置する上流側用紙搬送手段(51, 54)と、当該上流側用紙搬送手段を駆動する上流側駆動手段(55)と、前記用紙搬送経路の下流側に位置する下流側用紙搬送手段(63)と、当該下流側用紙搬送手段を駆動する下流側駆動手段(65)と、前記用紙搬送経路における、前記上流側用紙搬送手段と前記下流側用紙搬送手段の間に位置する中間用紙搬送手段(61)と、前記上流側駆動手段から前記中間用紙搬送手段への駆動力の伝達を断続する駆動接続手段と、を備える用紙搬送装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置，更には用紙処理装置等に用いられる用紙搬送装置に関するものである。特に、用紙に画像形成した後に表裏反転して排出するために、又は用紙の両面に画像形成するために用紙を反転するのに用いられる用紙反転装置の用紙搬送機構に関する。

特開平２−２９１３７２号公報 特開２００５−６７０５１号公報 特開２００２−３６５８６２号公報

書類やデータの取り扱い量が増大するにつれ、このような画像情報を用紙の片面のみにプリントしていては極めて不経済であるため、用紙の両面に画像情報を形成して、用紙量を減らす必要性が高まっている。１つ或いは一連の転写装置を用いて画像情報を用紙に転写する場合、両面画像形成機能を画像形成装置にもたせるためには、用紙を表裏反転する用紙反転装置が必要になる。この用紙反転装置の多くでは、片面画像形成済み用紙を搬送途中でスイッチバックすることで用紙反転する機構が採られている。そして、連続して用紙を反転する場合、スイッチバックするために充分な長さの搬送経路と用紙間隔が必要とされている。

一方、画像形成装置には高速化、生産性向上の要求が高く、用紙トレイから作像、転写、排紙までの搬送経路が短くなる傾向にある。このような画像形成装置では充分な長さの反転搬送経路を確保することが困難になってきている。また高速化のために搬送用紙の紙間を詰めることも困難になっている。装置の小型化に伴って、これらの傾向は更に大きくなっている。また、単位時間当たりの作像ページ数で示される生産性に関しては、用紙搬送速度の高速化だけでなく用紙間隔を短縮させることによって効率を上げる傾向にあり、短い用紙間隔で用紙を反転させる必要がある。

近年、デジタル化に伴って、用紙両面に画像形成する際、反転搬送経路の中に片面画像形成済みの用紙を入れ込んで最初に複数枚の用紙に連続して表面のみに画像形成を行い、しかる後に片面画像形成済み用紙と両面とも未プリントの用紙とに交互に画像形成を行うインターリーフ制御の開発が進み、そのような制御において、両面画像形成における生産性を低コスト構造で上げるために例えば特許文献１に開示されるように、反転系と搬送再給紙系に用いられる用紙搬送用駆動源をそれぞれ独立して設けることが提案された。特許文献２でも、用紙を排紙搬送するための排紙搬送部の駆動源となる排紙部搬送モータと、両面搬送部の駆動源となる両面部搬送モータを独立して回転駆動可能とする構成が提案されている。

更に両面画像形成における生産性を片面画像形成と同等程度とするため、その表面のみに画像形成した用紙を中間トレイ等にスタックすることなしに裏面にも画像を形成することができるようにしたノンスタックインターリーフによる両面画像形成が採用されるようになってきている。このような両面画像形成において、生産性を向上させるためには、用紙反転部から、画像形成部の用紙搬送方向上流側に設けられたレジストローラ対から成るレジスト部までの反転再給紙搬送路上で、用紙を一時的に停止させる手段を設ける必要がある。即ち、ノンスタックインターリーフ方式による両面画像形成は、先ず両面とも画像形成を行われていない用紙を給紙する給紙部からの給紙と、反転再給紙搬送路を介して片面画像形成済み用紙を再給紙する再給紙搬送路からの給紙との交互給紙を行うため、反転再給紙搬送路側から再給紙する用紙をその反転再給紙搬送路上に待機させることができる構成にしておかないと、用紙間隔が開き過ぎてしまい、画像形成の生産性が落ちてしまう。このようなノンスタックインターリーフ方式を実施する両面画像形成装置で大量高速機のものは、一般的に全体の搬送パスが長くなっており、特に生産性の悪化を免れない。

つまり、インターリーフ制御で交互給紙を行うにあたり、用紙間隔が大きく開かないようにするためには、再給紙搬送路を通過中の用紙を一時的に停止させる箇所を複数に作る必要がある。その場合、あくまで画像の生産性を考慮すると、片面画像形成時も両面画像形成時も基本的には用紙間隔をできるだけ詰めて搬送するのが理想である。しかしながら、対象画像が写真のように読み込みデータ量が非常に多い場合には、画像形成部前のレジスト部で用紙を停止させて待機させる時間が長くなるので、後続の用紙同士が衝突するおそれがあり、これを解決するために、特許文献３では、再給紙搬送路に、複数枚の用紙の搬送を一時的に停止させて待機させる搬送駆動手段を設け、反転部からレジスト部までの搬送経路の長さを２１６ｍｍ×インターリーフ枚数以上とすることが提案されている。搬送駆動手段として、その図示例では、別々の駆動モータが備えられ、それらで夫々駆動される複数の搬送駆動部があり、各搬送駆動部の夫々で用紙を停止させるようになっている。

特許文献１や特許文献２に開示された構成では、搬送再給紙系に送り込まれた用紙を搬送する搬送手段（搬送ローラ）を駆動する駆動源が、反転系駆動源とは独立しているものの単一であり、そのため、反転部から再給紙搬送路に送り込まれた用紙は、搬送再給紙系駆動源で駆動される搬送手段に至るときには、レジスト部へ向けて先頭の片面画像形成済み用紙が送り出されるのに伴って搬送される必要があり、再給紙搬送路内での用紙間隔の短縮には限界があった。また特許文献３に開示された構成では、反転系駆動源とは独立した複数の搬送駆動モータが再給紙搬送路に設けられ、コスト的に不利なものとなっている。

用紙の両面画像形成にあたっては、反転搬送経路を短縮化するという課題と両面画像形成の生産性を片面画像形成と同様に高生産化するという課題が存在している。本発明は、このような技術的課題を出発点として、用紙搬送経路において、先行する用紙と次の用紙の紙間隔を自在に制御することを課題とする。特に用紙反転機構においては、短い反転搬送経路でもインターリーフ制御を可能とし、更に短い用紙間隔で用紙反転することができるようにする。

前記課題は本発明にしたがい、用紙搬送経路と、当該用紙搬送経路の上流側に位置する上流側用紙搬送手段と、当該上流側用紙搬送手段を駆動する上流側駆動手段と、前記用紙搬送経路の下流側に位置する下流側用紙搬送手段と、当該下流側用紙搬送手段を駆動する下流側駆動手段と、前記用紙搬送経路における、前記上流側用紙搬送手段と前記下流側用紙搬送手段の間に位置する中間用紙搬送手段と、前記上流側駆動手段から前記中間用紙搬送手段への駆動力の伝達を断続する駆動接続手段と、を備える用紙搬送装置により、解決される。特に、上流側駆動手段が、上流側用紙搬送手段での用紙の搬送方向を正逆切り替え可能であれば、用紙反転機構として好都合である。前記中間用紙搬送手段と前記下流側用紙搬送手段の間に位置する第２の中間用紙搬送手段と、前記下流側駆動手段から前記第２の中間用紙搬送手段への駆動力の伝達を断続する第２の駆動接続手段と、を備えていれば、一層好ましい。また前記下流側駆動手段から前記中間用紙搬送手段への駆動力の伝達を断続する第２の駆動接続手段を備えていれば、用紙搬送装置として効果的である。その際、上流側駆動手段が、上流側用紙搬送手段での用紙の搬送方向を正逆切り替え可能であれば、用紙反転機構として好都合である。

以上説明したように、用紙搬送経路と、当該用紙搬送経路の上流側に位置する上流側用紙搬送手段と、当該上流側用紙搬送手段を駆動する上流側駆動手段（第１の駆動手段）と、前記用紙搬送経路の下流側に位置する下流側用紙搬送手段と、当該下流側用紙搬送手段を駆動する下流側駆動手段（第２の駆動手段）と、前記用紙搬送経路における、前記上流側用紙搬送手段と前記下流側用紙搬送手段の間に位置する中間用紙搬送手段と、前記上流側駆動手段から前記中間用紙搬送手段への駆動力の伝達を断続する駆動接続手段と、を備えることで、用紙搬送装置において、先行する用紙と次の用紙の紙間隔を自在に制御することができることとなる。

前記下流側駆動手段から前記中間用紙搬送手段への駆動力の伝達を断続する第２の駆動接続手段を備えていれば、中間用紙搬送手段が、上流側駆動手段により駆動される状態と、下流側駆動手段により駆動される状態と、停止状態を有し、中間用紙搬送手段による中間用紙の搬送と、上流側用紙搬送手段による上流用紙の搬送と、下流側用紙搬送手段による下流用紙の搬送を独立かつ同期して行うことができる。これにより、上流用紙、中間用紙、下流用紙の各紙間を自在に制御できる。

前記上流側駆動手段は、前記上流側用紙搬送手段での用紙の搬送方向を正逆切り替え可能であれば、用紙反転装置において、先行する用紙と次の用紙の紙間隔を自在に制御することができることとなる。

前記用紙搬送経路における、前記中間用紙搬送手段と前記下流側用紙搬送手段（用紙搬出手段）の間に位置する第２の中間用紙搬送手段と、前記下流側駆動手段から前記第２の中間用紙搬送手段への駆動力の伝達を断続する第２の駆動接続手段と、を備えていれば、用紙反転装置における排出搬送路での用紙搬送を上流側用紙搬送手段（用紙反転手段）の駆動を利用することができ、先行反転用紙が上流側用紙搬送手段を抜けると次の用紙を用紙反転装置内に搬入することができるだけでなく、更に先行する用紙が排出搬送路に待機中でも反転用紙を搬出搬送路に送って紙間を可能な限り詰めることができ、反転搬送経路を短くしながらインターリーフ制御を実現でき、両面画像形成の生産性を向上させることができる。

用紙反転装置において、前記上流側用紙搬送手段で反転させられた用紙の先端を、前記下流側用紙搬送手段よりも用紙搬送下流側に位置する搬出待機位置と、前記中間用紙搬送手段と前記下流側用紙搬送手段の間に位置する中間待機位置とで停止可能であるように制御することで、短い紙間を実現でき、中間待機位置を固定的なものとする場合には、前記中間待機位置から前記搬出待機位置までの用紙搬送距離が所定長さＬ_１よりも長く、前記上流側用紙搬送手段から前記中間待機位置までの用紙搬送距離が所定長さＬ_１よりも短くすることで、短い紙間と両面画像形成の生産性のバランスを図ることができる。また反転用紙の先端を、前記下流側用紙搬送手段よりも用紙搬送下流側に位置する搬出待機位置と、前記中間用紙搬送手段と前記下流側用紙搬送手段の間に位置する中間待機位置とで停止可能であるように制御するに当たり、画像形成を行う用紙サイズに合わせて中間待機位置を変更できるようにすれば、紙間距離の最短化に効果的である。

用紙反転装置において、前記上流側用紙搬送手段で反転させられた用紙の先端が前記中間待機位置へ到達したときに前記搬出待機位置で別の用紙が待機停止している場合には、上流側駆動手段を停止して前記反転用紙を停止し、前記中間待機位置で用紙を停止した場合、下流側駆動手段を駆動すると同時に上流側駆動手段を用紙搬出方向に再駆動することで、所定長さ以下の用紙について搬出待機位置と中間待機位置の両方で待機させることができ、用紙反転装置の生産性を向上できる。前記上流側用紙搬送手段で反転させられた用紙の後端が前記上流側用紙搬送手段を抜けた後に前記上流側駆動手段を停止すれば、先行反転用紙が前記上流側用紙搬送手段を抜けると共に次の用紙を搬入できるだけでなく、用紙反転装置を装着した画像形成装置本体で先行用紙が待機している場合（例えば画像形成装置のレジスト位置で待機している場合等）でも、反転した次の用紙を複雑な制御なしで停止待機させることができる。

画像形成装置において、複数の用紙の両面を連続して画像形成する場合、片面に画像形成を行われた用紙が反転させられて裏面に画像形成を行われるまでに他の複数の用紙に画像形成を行い、その際、ｎ枚の用紙を用紙反転装置に搬入するようになっており、所定長さＬ_１以下の用紙に対してはｎ＝２とし、所定長さＬ_１よりも長く上流側用紙搬送手段から搬出待機位置までの用紙搬送距離Ｌ_２よりも短い用紙に対してはｎ＝１とし、Ｌ_２以上の長さの用紙に対してはｎ＝０とすれば、反転搬送経路を長くしなくとも、用紙長さに応じたインターリーフ制御を行うことができ、高い生産性を実現できる。

本発明の詳細を、図に示された例に基づいて以下に説明する。
電子写真式の画像形成装置であるレーザープリンタ（以下、プリンタという）に適用した例として述べる。図１は、本プリンタの概略的な全体構成を示すものである。このプリンタにおける作像機構は、従来と基本的に同じであり、画像形成部２は潜像担持体としての感光体を有し、当該感光体は、図中時計回りに回転駆動されながら、不図示の帯電手段により、その表面を一様に帯電され、その後、画像情報に基づいて不図示の潜像形成手段により走査露光されて、感光体表面に静電潜像が形成される。感光体上に形成された静電潜像は不図示の現像装置により現像され、感光体上にトナー像が形成され、中間転写ベルトへ転写されるようになっている。一方、画像形成部２の下方に多段に備えられたフロントローディング方式の給紙トレイ１１から先ず図面右方向に給送された記録媒体である用紙は略垂直上方に搬送され、レジストローラ１３にて所定のタイミングで画像形成部２に送り込まれ、上記トナー像を転写され、定着装置２５で定着された後に画像形成部２の上方の排紙トレイ４に排出スタックされる。

用紙の両面に画像形成する場合には、定着装置２５の用紙搬送下流側に位置する排紙分岐爪３１にて用紙反転装置５に片面画像形成済み用紙が送り込まれる。この用紙反転装置５は、画像形成装置の図面右側面、言い換えれば、画像転写のための縦搬送経路側の側面に縦置きで設置されている。用紙反転装置５では、用紙をスイッチバックした後にレジストローラ１３に再給紙され、レジストローラ１３から画像形成部２に送られ、用紙の裏面に画像を転写・定着した後に排紙トレイ４へ排出される。本例の場合はフェイスダウン排紙になるのでページ順に排紙でき、両面画像形成する場合は２ページ目をプリントした後に１ページ目をプリントする。

用紙反転装置５の構成を図２〜４にて説明する。用紙反転装置５は、排紙分岐爪３１にて搬送方向を用紙反転装置側に向けられた用紙を受け入れる反転ローラ５１及び反転搬送ローラ５２を備える搬入搬送路５０と、反転ローラ５１から用紙搬入方向と逆向きに用紙を送り出す搬出搬送路６０（進行方向下向き）との２つの搬送経路を有する。反転ローラ５１の搬入搬送路上流側には、搬入用紙を反転ローラ５１に導き、スイッチバックして反転ローラ５１から送り出される用紙を搬出搬送路６０に導くための反転分岐爪５３が設けられている。この反転分岐爪５３はデフォルトで搬入用紙を搬入搬送路５０に導く位置にあり、搬出搬送路６０に用紙を導くときには不図示のソレノイドにより爪位置を切り替える。搬出搬送路６０は、反転分岐爪５３から略垂直方向下方に向かい、第１中間搬送ローラ６１、第２搬送ローラ６２、搬出ローラ６３を経て、給紙トレイ１１（図１）からの縦搬送路に合流する。

上記各ローラの駆動構成を示す図３から理解できるように、用紙反転装置５内の用紙搬送ローラ駆動源として、反転モータ５５と搬出モータ６５の２個のステッピングモータがある。反転モータ５５は反転ローラ５１を正逆両方向に駆動し、タイミングベルト・プーリにて反転ローラ５１から反転搬送ローラ５２と第１中間搬送ローラ６１に駆動を伝達するようになっている。図４に示すように、第１中間搬送ローラ６１の軸部と連結されたタイミングプーリ５６には、用紙を搬出搬送路６０に搬出する方向の駆動時にロックして駆動を伝達するワンウエイクラッチが内蔵されている（図示せず）。したがってタイミングプーリ５６は、第１中間搬送ローラ６１が搬出搬送路６０に搬出する方向と逆方向に回転する場合には駆動力を伝達しない。一方、搬出モータ６５は搬出ローラ６３を駆動し、タイミングベルト・プーリにて搬出ローラ６３から第２中間搬送ローラ６２、第１中間搬送ローラ６１に駆動を伝達するようになっている。図４に示すように、第１中間搬送ローラ６１のタイミングプーリ６６には、搬出モータ６５により第１中間搬送ローラ６１が用紙を搬出搬送路６０に沿って搬送させる方向に駆動される際にロックして駆動を伝達するワンウエイクラッチが内蔵されている。そして反転ローラ５１と反転分岐爪５３の間には入口センサ５４が、搬出ローラ６３の近傍には出口センサ６４が設けられている。

なお、２本のタイミングベルト・プーリを介して２個のモータからそれぞれ駆動を伝達される第１中間搬送ローラ６１は、搬出搬送路６０内の用紙を搬出ローラ６３の方へ搬送するものであるが、これを反転モータ５５からタイミングベルト・プーリを経て駆動を与えられる第１中間搬送ローラ（ワンウエイクラッチ付き）と、搬出モータ６５からタイミングベルト・プーリを経て駆動を与えられる第３中間搬送ローラ（第２中間用紙搬送手段：第２中間搬送ローラ６２寄り；ワンウエイクラッチ付き）とに分けて配することも可能である。その際、第３中間搬送ローラの反転ローラ若しくは入口センサからの距離は、３枚インターリーフ両面画像形成を行う最小用紙サイズよりも短く設定する。中間待機位置は、第１中間搬送ローラと第３中間搬送ローラの間に設定されてもよいが、第３中間搬送ローラの用紙搬送下流側に設定することも可能である。

次に用紙反転装置５の動作について概略説明する。第１面に画像を形成された用紙の先端が定着装置２５を通過して所定位置に達したとき、反転ローラ５１を用紙受入方向に回転する（図２において用紙右送り）ように反転モータ５５を駆動開始する。用紙は反転ローラ５１及び反転搬送ローラ５２により、搬入搬送路５０を右側下方に送り込まれ、用紙後端が入口センサ５４をOFFした後（後端通過後）、反転モータ５５を停止すると共に反転分岐爪５３のソレノイドをONする。用紙停止後、所定時間が経過した後に反転モータ５５を逆転駆動開始して用紙をスイッチバックする。スイッチバックされた用紙は再び入口センサ５４をONして、あらかじめソレノイドにより姿勢を切り替えられた反転分岐爪５３に導かれて搬出搬送路６０を下方に送られる。用紙が１枚のみの場合は、スイッチバックする用紙が入口センサ５４をONした後に搬出モータ６５を駆動開始する。用紙は搬出搬送路６０を第１中間搬送ローラ６１、第２搬送ローラ６２及び搬出ローラ６３により搬送・搬出されていき、用紙後端が入口センサ５４をOFFした後（後端通過後）に反転モータ５５を停止する。搬出搬送路６０の第１中間搬送ローラ６１に関しては、用紙先端側を搬送する時には反転モータ５５により駆動されているため、入口センサ５４のONから搬出モータ６５駆動開始までに遅延があった場合にも用紙先端を確実に受け入れることができ、用紙後端側を搬送する時には搬出モータ６５が駆動しているため反転モータ５５を上記タイミング（用紙後端が入口センサ５４通過でOFF）で停止することが可能になる。このようにスイッチバックされた用紙の後端が反転ローラ５１を抜けた直後に入口センサ５４がOFFして反転モータ５５を停止するため、次の用紙搬入に対して反転モータ５５を搬入方向に駆動開始することが可能となり、効率よく用紙反転を行うことができる。搬出ローラ６３により用紙反転装置５から搬出された用紙はレジストローラ１３で待機した後、画像形成部２での画像書き込みと同期した所定タイミングで画像形成部２に送り込まれ、第２面に画像を転写・定着する。

上記の例では、第１中間搬送ローラ６１は反転モータ５５、搬出モータ６５それぞれからワンウエイクラッチを介して駆動伝達される構成（図４）をとっているが、それぞれ電磁クラッチ５７，６７を介して駆動伝達する構成としてもよい（図５）。この場合は、第１中間搬送ローラ６１を駆動する必要があるときに駆動するモータ側の電磁クラッチをONし、他方の電磁クラッチをOFFにする。例えば、反転ローラ５１により用紙をスイッチバックする時には、反転モータ５５が用紙搬入側に駆動中は反転モータ５５側の電磁クラッチ５７はOFFとし第１中間搬送ローラ６１に駆動伝達せず、逆転駆動してスイッチバックした用紙を搬出搬送路６０に送り出すときにONとして第１中間搬送ローラ６１を駆動する。このとき搬出モータ６５側の電磁クラッチ６７はOFFとする。スイッチバックした用紙の後端が入口センサ５４を通過することでOFFした後、反転モータ５５を停止すると共に反転モータ５５側の電磁クラッチ５７をOFFする。一方、スイッチバックした用紙を搬出モータ６５で搬出搬送する場合は搬出モータ６５側の電磁クラッチ６７をONし、反転モータ５５側の電磁クラッチ５７をOFFする。こうすることで、第１中間搬送ローラ６１で搬出搬送中でも反転モータ５５が次の用紙の受け入れのために搬入方向に駆動することが可能となる。なお、反転モータ５５側、搬出モータ６５側の駆動伝達手段をそれぞれワンウエイクラッチ、電磁クラッチの組み合わせとしても、またその逆の組み合わせとしてもよい。

次に、両面画像形成（両面プリント）を連続して行うとき等、複数の用紙を連続して用紙反転装置５に搬入する時の動作について説明する。両面画像形成時の生産性を片面画像形成時と同等にするために１枚の用紙の表面と裏面に画像形成する間に他の用紙に画像形成する所謂インターリーフ制御を行う。通常最も多く使用するＡ４、ＬＴといった標準サイズ用紙の短辺長さ（210ｍｍ、216ｍｍ）よりも搬送方向長さが短い小サイズ用紙の場合は３枚インターリーフ制御、標準サイズよりも搬送方向長さが長く標準サイズの２倍の長さの用紙Ａ３、ＤＬＴについては２枚インターリーフ制御を行うことにより両面時も片面と同等の生産性を実現することができる。

３枚インターリーフ制御の場合は２ページ、４ページ、６ページを３枚の用紙の片面に先ずプリントした後に１枚目の裏面に１ページをプリントする。その後、８ページ（４枚目）、３ページ（２枚目の裏面）、１０ページ（５枚目）、５ページ（３枚目の裏面）、１２ページ（６枚目）、７ページ（４枚目の裏面）、・・・と表面と裏面を交互にプリントしていき、最後に裏面を３枚連続してプリントして一連の両面連続プリントを終了する。したがって、１枚の用紙の表面に作像した後にこの用紙の裏面に作像するまでに、２枚の新たな用紙の表面に作像することになり、これらの用紙は用紙反転装置５に搬入される用紙となる。このときの用紙反転装置の動作を用紙サイズＬＴの場合について以下に説明する。

表面に作像された１枚目の用紙Ｐ１は、スイッチバックした後、搬出搬送路６０と給紙トレイ１１からの縦搬送路との合流点の手前の出口付近に設定された所定の搬出待機位置に用紙先端が到達したとき、搬出モータ６５の停止によって待機させられる。搬出待機位置での停止制御は、用紙先端が出口センサ６４をONしたことをトリガーとしてタイマーカウントにより行う。２枚目及び３枚目の用紙は、先行用紙が反転ローラ５１によってスイッチバックされるための紙間を確保すべく、通常の紙間よりも長く設定された間隔で表面作像が行われる。このため、表面に作像された２枚目の用紙Ｐ２が反転装置５に搬入する時には、スイッチバックした１枚目の用紙Ｐ１後端は入口センサをOFFしており、反転モータ５５を用紙受入方向に回転して２枚目の用紙Ｐ２を反転ローラ５１により搬入搬送路５０に受け入れる（図６）。２枚目の用紙Ｐ２を搬入するときに１枚目の用紙Ｐ１は搬出待機位置で待機していなければならないわけではなく、搬出搬送路６０を搬送中であってもよい。このとき反転モータ５５は用紙受入方向に駆動して搬出モータ６５は用紙搬出方向に駆動するが、第１中間搬送ローラ６１は用紙搬出方向に回転する。搬入搬送路に受け入れられた２枚目の用紙Ｐ２は直ちにスイッチバックを行う。スイッチバックした用紙先端が第１中間搬送ローラ６１下流側の所定位置に設定された中間待機位置に到達したときに、先行用紙（１枚目）が搬出待機位置で停止しているときは反転モータ５５を停止することにより用紙を中間待機位置で待機させる（図７）。中間待機位置から搬出待機位置までの搬送距離は、３枚インターリーフを行う最大用紙長さＬ_１（本例の場合はＬＴの短辺長さ216ｍｍ）よりも長く設定され、例えば入口センサから搬送距離170ｍｍの位置に中間待機位置を設定する（入口センサ５４〜中間待機位置＜Ｌ_１）。用紙先端の中間待機位置への到達は、スイッチバックした用紙が入口センサ５４をONしてからタイマーカウントすることで制御される。なお、画像形成を行う用紙サイズに合わせて中間待機位置を変更可能に制御してもよい。３枚目の用紙Ｐ３がレジストローラ１３から画像形成部２に送られ表面に作像を開始され用紙後端がレジストセンサ１２をOFFしたら、搬出モータ６５を駆動して搬出待機位置で待機している１枚目の用紙Ｐ１をレジストローラ１３に向けて搬出する。このとき、中間待機位置で２枚目の用紙Ｐ２が待機しているときは搬出モータ６５の駆動と同時に反転モータ５５を搬出方向に駆動して２枚目の用紙Ｐ２を１枚目の用紙Ｐ１との紙間を一定に保ったまま搬送する。

１枚目の用紙Ｐ１がレジストローラに到達した後に搬出モータ６５を停止して作像タイミングと同期を取るためにレジストローラ位置で待機させる。反転モータ５５は２枚目の用紙Ｐ２の後端が入口センサ５４をOFFした後に停止する。用紙サイズがＬＴ（短辺）の場合は、搬出モータ６５が停止した後に反転モータ５５が停止するが、第１中間搬送ローラ６１は反転モータ５５の搬出方向の駆動により回転するため搬送モータ６５停止後も２枚目の用紙Ｐ２を搬送することができる。このとき１枚目と２枚目の紙間は詰まることになるが、入口センサ５４からレジストローラ１３までの搬送距離Ｌ_２は３枚インターリーフを行う最大用紙長さＬ_１の２倍よりも長く設定してあるので、１枚目と２枚目の紙間は確保され、用紙が衝突することはない（図８）。Ｂ５短辺方向など用紙サイズが短い場合は１枚目がレジストローラに到達する前に２枚目の後端が入口センサをOFFするため、反転モータ５５が停止した後に搬出モータ６５が停止する。このとき、第１中間搬送ローラ６１は反転モータ５５停止後も搬出モータ６５の駆動により回転するため２枚目の用紙Ｐ２は１枚目の用紙Ｐ１と共に搬送され１枚目と２枚目の紙間は一定に保たれる。

１枚目の用紙をレジストローラ１３から画像形成部２に送り込むときには、レジストローラの駆動と同時に搬出モータ６５を駆動して１枚目と２枚目の用紙を共に搬送する。２枚目の用紙先端が出口センサ６４をONして更に搬出待機位置にまで搬送して搬出モータ６５を停止する。１枚目裏面への作像の次は給紙トレイ１１から搬送された４枚目の表面に作像するため、２枚目の用紙は搬出待機位置で待機する。一方、表面に作像された３枚目の用紙Ｐ３は反転モータ５５の駆動により用紙反転装置５への搬入及びスイッチバックを行って中間待機位置に向かって搬送される。

２枚目以降の用紙が中間待機位置に到達したときに、先行の用紙が既に搬出待機位置から搬出されている場合やレジストローラ位置で待機している場合は、中間待機位置で停止せず、反転モータ５５は用紙後端が入口センサ５４をOFFするまで駆動する。反転モータ５５停止後は先行用紙が搬送中の場合は搬出モータ６５の駆動により第１中間搬送ローラ６１は回転して用紙を搬送するが、先行用紙がレジストローラ位置で停止中の場合は用紙を停止し、先行用紙の搬送に追従する形で搬送を再開する。

同じサイズの用紙でも、紙間の長さの設定（生産性の設定）によって中間待機位置で待機する場合と、中間待機位置では停止しない場合の両方の場合がある。
４枚目以降は順次同様の動作により給紙トレイ１１から給紙した用紙と用紙反転装置５から搬出した用紙の交互に作像する。このため１枚目の裏面作像以降は片面画像形成と同様の紙間で作像を行うことができ、両面画像形成の生産性は片面と同等の生産性を達成することができる。

なお、中間用紙搬送手段を第１中間搬送ローラと第３中間搬送ローラとに分ける構成においては、中間待機位置を第３中間搬送ローラの用紙搬送下流側に設定する場合、先行用紙（１枚目）が搬出待機位置で停止しているときは第３中間搬送ローラも停止しており、反転モータ５５の駆動により用紙を第３中間搬送ローラに送り込み、第３中間搬送ローラはワンウエイクラッチによって連れ回ることにより用紙を中間待機位置まで搬送した後に反転モータ５５を停止させて待機させることになる。中間待機位置を第１中間搬送ローラと第３中間搬送ローラの間に設定する場合には、用紙サイズがＬＴ（短辺）のとき、搬出ローラ６５が停止した後に反転モータ５５が停止するが、第１中間搬送ローラは反転モータ５５の搬出方向の駆動により回転し、第３中間搬送ローラはワンウエイクラッチにより連れ回るため搬出ローラ６５停止後も２枚目の用紙Ｐ２を搬送することができる。またＢ５短辺方向等、用紙サイズが短いときは１枚目がレジストローラに到達する前に２枚目の用紙後端が入口センサをOFFするため、反転モータが停止した後に搬出モータ６５が停止する。このとき、第３中間搬送ローラは反転モータ５５停止後も搬出モータ６５の駆動により回転し、第１中間搬送ローラはワンウエイクラッチにより連れ回るため２枚目の用紙Ｐ２は１枚目の用紙Ｐ１と共に搬送され、１枚目と２枚目の紙間は一定に保たれる。

大サイズ用紙等を対象とする２枚インターリーフ制御の場合は２ページ、４ページと２枚の用紙の片面にプリントした後に１枚目の裏面に１ページをプリントする。その後、６ページ（３枚目）、３ページ（２枚目の裏面）、８ページ（４枚目）、５ページ（３枚目の裏面）、１０ページ（５枚目）、・・・と表面と裏面を交互にプリントしていき、最後に裏面を２枚連続プリントして一連の両面連続プリントを終了する。したがって、１枚の用紙の表面に作像した後にこの用紙の裏面に作像するまでに、１枚の新たな用紙の表面に作像することになり、この用紙は用紙反転装置５に搬入される用紙となる。このときの用紙反転装置の動作について３枚インターリーフ制御時の動作と異なる部分について以下に説明する。

表面に作像された１枚目の用紙は、３枚インターリーフ制御と同様にスイッチバックした後、搬出搬送路６０と給紙トレイ１１からの縦搬送路との合流点の手前の出口付近に設定された所定の搬出待機位置に用紙先端が到達したとき、搬出モータ６５の停止によって待機させられる。このとき、用紙後端が入口センサ５４をOFFするときはその時点で反転モータ５５を停止し、また入口センサ５４をOFFする前に搬出待機位置に到達したときは搬出モータ６５の停止と同時に反転モータ５５を停止する。反転ローラ５１から搬出待機位置までの搬送距離は２枚インターリーフ制御を行う最大用紙長さＬ_２（本例ではＤＬＴ長辺長さ）よりも長く設定されているので、搬出待機位置に到達したときに入口センサ５４をOFFしていない場合も用紙後端は反転ローラ５１と入口センサ５４の間にあり、反転ローラ５１は用紙を挟持していない。２枚目の用紙は１枚目の用紙が反転ローラ５１によってスイッチバックされるための紙間を確保すべく、通常の紙間よりも長く設定された間隔で表面作像が行われる。１枚目の用紙は２枚目の用紙後端がレジストセンサ１２をOFFした後に搬出モータ６５を駆動してレジストローラ１３に向けて搬送開始する。搬入搬送路５０に受け入れられた２枚目の用紙後端が入口センサ５４をOFFして停止した時に、先行用紙（１枚目）がレジストローラ１３から画像形成部２に搬送開始していることを確認して反転モータ５５を搬出方向に駆動してスイッチバックを行う。先行用紙がレジストローラ位置で待機している場合は、反転モータ５５を搬出方向に駆動せずに待機する。スイッチバックした用紙は中間待機位置で停止することなく搬出待機位置まで搬送して停止し、給紙トレイ１１から搬送された３枚目の用紙の表面に作像して用紙後端がレジストセンサ１２をOFFするまで待機する。以降は順次同様の動作により給紙トレイ１１から給紙した用紙と用紙反転装置５から搬出された用紙を交互に作像する。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

用紙反転装置を装着した画像形成装置の概略構成図である。 用紙反転装置内の用紙搬送ローラと用紙搬送路を説明する図である。 用紙搬送ローラに駆動力を与える機構を示す概略図である。 第１中間搬送ローラが反転モータと搬出モータの夫々から駆動接続手段たるワンウエイクラッチを介して駆動を受けることを説明する部分斜視図である。 ワンウエイクラッチに代えて電磁クラッチを駆動接続手段とする場合の図４に対応する斜視図である。 用紙の反転・搬出を説明する図である。 用紙の反転・搬出を説明する図である。 用紙の反転・搬出を説明する図である。

符号の説明

１２ レジストセンサ
１３ レジストローラ
２５ 定着装置
３１ 排紙分岐爪
５０ 搬入搬送路
５１ 反転ローラ
５２ 反転搬送ローラ
５３ 反転分岐爪
５４ 入口センサ
５５ 反転モータ
６０ 搬出搬送路
６１ 第１中間搬送ローラ
６２ 第２中間搬送ローラ
６３ 搬出ローラ
６４ 出口センサ
６５ 搬送モータ

Claims (19)

1. 用紙搬送経路と、
   当該用紙搬送経路の上流側に位置する上流側用紙搬送手段と、
   当該上流側用紙搬送手段を駆動する上流側駆動手段と、
   前記用紙搬送経路の下流側に位置する下流側用紙搬送手段と、
   当該下流側用紙搬送手段を駆動する下流側駆動手段と、
   前記用紙搬送経路における、前記上流側用紙搬送手段と前記下流側用紙搬送手段の間に位置する中間用紙搬送手段と、
   前記上流側駆動手段から前記中間用紙搬送手段への駆動力の伝達を断続する駆動接続手段と、
   を備えた用紙搬送装置。
2. 前記上流側駆動手段は、前記上流側用紙搬送手段での用紙の搬送方向を正逆切り替え可能である、請求項１に記載の用紙搬送装置。
3. 前記用紙搬送経路における、前記中間用紙搬送手段と前記下流側用紙搬送手段の間に位置する第２の中間用紙搬送手段と、
   前記下流側駆動手段から前記第２の中間用紙搬送手段への駆動力の伝達を断続する第２の駆動接続手段と、
   を備えた、請求項１又は２に記載の用紙搬送装置。
4. 前記上流側用紙搬送手段にて反転させられた用紙の先端を、前記下流側用紙搬送手段よりも用紙搬送下流側に位置する搬出待機位置と、前記第１の中間用紙搬送手段と前記第２の中間用紙搬送手段の間に位置する中間待機位置とで停止可能であるように制御する制御手段を有する、請求項３に記載の用紙搬送装置。
5. 前記上流側用紙搬送手段にて反転させられた用紙の先端を、前記下流側用紙搬送手段よりも用紙搬送下流側に位置する搬出待機位置と、前記第２の中間用紙搬送手段と前記下流側用紙搬送手段の間に位置する中間待機位置とで停止可能であるように制御する制御手段を有する、請求項３に記載の用紙搬送装置。
6. 前記第２の中間用紙搬送手段の上流側用紙搬送手段からの距離が、３枚インターリーフ両面画像形成予定の最小用紙サイズよりも短く設定されている、請求項４又は５に記載の用紙反転装置。
7. 前記下流側駆動手段から前記中間用紙搬送手段への駆動力の伝達を断続する第２の駆動接続手段を備えた、請求項１に記載の用紙搬送装置。
8. 前記上流側駆動手段は、前記上流側用紙搬送手段での用紙の搬送方向を正逆切り替え可能である、請求項７に記載の用紙搬送装置。
9. 前記上流側用紙搬送手段にて反転させられた用紙の先端を、前記下流側用紙搬送手段よりも用紙搬送下流側に位置する搬出待機位置と、前記中間用紙搬送手段と前記下流側用紙搬送手段の間に位置する中間待機位置とで停止可能であるように制御する制御手段を有する、請求項８に記載の用紙搬送装置。
10. 前記中間待機位置から前記搬出待機位置までの用紙搬送距離が所定長さＬ_１よりも長く、前記上流側用紙搬送手段から前記中間待機位置までの用紙搬送距離が所定長さＬ_１よりも短い、請求項４、５、９のいずれか一項に記載の用紙搬送装置。
11. 上流側用紙搬送手段から搬出待機位置までの用紙搬送距離Ｌ_２が前記所定長さＬ_１の２倍よりも長い、請求項１０に記載の用紙搬送装置。
12. 前記上流側用紙搬送手段にて反転させられた用紙の先端が前記中間待機位置へ到達したときに前記搬出待機位置で別の用紙が待機停止している場合には、前記上流側駆動手段を停止して前記上流側用紙搬送手段を停止する、請求項４、５、９〜１１のいずれか一項に記載の用紙搬送装置。
13. 前記中間待機位置で用紙を停止した場合、前記下流側駆動手段を駆動すると同時に前記上流側駆動手段を用紙搬出方向に再駆動する、請求項１２に記載の用紙搬送装置。
14. 前記上流側用紙搬送手段にて反転させられた用紙の後端が上流側用紙搬送手段を抜けた後に前記上流側駆動手段を停止する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の用紙搬送装置。
15. 前記第２の駆動手段が一方向駆動伝達手段である、請求項７に記載の用紙搬送装置。
16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の用紙搬送装置を備える画像形成装置。
17. 複数の用紙の両面を連続して画像形成する場合、片面に画像形成を行われた用紙が反転させられて裏面に画像形成を行われるまでに他の複数の用紙に画像形成を行い、その際、ｎ枚の用紙を用紙搬送装置に搬入するようになっており、所定長さＬ_１以下の用紙に対してはｎ＝２とし、所定長さＬ_１よりも長く上流側用紙搬送手段から搬出待機位置までの用紙搬送距離Ｌ_２よりも短い用紙に対してはｎ＝１とし、Ｌ_２以上の長さの用紙に対してはｎ＝０とする、請求項１６に記載の画像形成装置。
18. 前記用紙搬送距離Ｌ_２が所定長さＬ_１の２倍よりも長い、請求項１７に記載の画像形成装置。
19. 前記用紙搬送距離Ｌ_２が画像形成予定の用紙の最大長さよりも長い、請求項１７又は１８に記載の画像形成装置。

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