JP2009298528A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スキュー等の用紙の搬送不良の発生を招くことなく両面搬送路での用紙の搬送速度を高めて両面画像形成の生産性の向上を図ることができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】電子写真方式によって画像を形成する画像形成部５と、該画像形成部５において画像が形成された用紙の表裏を反転させる反転部８と、該反転部８に設けられた再給紙ローラ３７によって用紙を両面搬送路Ｌ６に送り、両面搬送路Ｌ６に設けられた用紙加速ローラ対４０によって用紙を加速して搬送して前記画像形成部５へと再給紙することによって用紙の両面に画像を形成することが可能な画像形成装置において、前記用紙加速ローラ対４０の用紙搬送中の速度を可変とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、用紙の両面に画像を形成することが可能な画像形成装置に関するものである。

電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ、ファクシミリ或はそれらの複合機等の画像形成装置には、用紙の両面に画像を形成することができる機能を備えたものがある。

斯かる画像形成装置には、画像が形成された用紙の表裏を反転させる反転部が設けられており、用紙の両面に画像を形成する場合には、定着部を通過した用紙は反転部に送られ、反転部に送られた用紙は、スイッチバックされて再給紙ローラへと搬送され、この再給紙ローラによって両面搬送路へと送られる。そして、用紙は両面搬送路を通って画像形成部へと再給紙されて反対側の面に画像が形成される（例えば、特許文献１参照）。

ところで、両面画像の高生産性を目的として両面搬送路に用紙加速ローラ対を設け、この用紙加速ローラ対を再給紙ローラよりも高速で回転させて両面搬送路での用紙の搬送速度を高めることが従来から行われている。尚、再給紙ローラにはワンウェイクラッチが設けられており、用紙が用紙加速ローラ対によって搬送されている場合には、再給紙ローラは自由回転可能であって用紙加速ローラ対によって回される。
特開２０００−１９１２０６号公報

しかしながら、従来の画像形成装置においては、用紙加速ローラ対は再給紙ローラよりも高い一定速度で回転しているため、用紙加速ローラ対と再給紙ローラに速度差がある状態で用紙が用紙加速ローラ対によって一気に加速されることとなり、用紙に急激な負荷が掛かるためにスキューが発生するという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、スキュー等の用紙の搬送不良の発生を招くことなく両面搬送路での用紙の搬送速度を高めて両面画像形成の生産性の向上を図ることができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、電子写真方式によって画像を形成する画像形成部と、該画像形成部において画像が形成された用紙の表裏を反転させる反転部と、該反転部に設けられた再給紙ローラによって用紙を両面搬送路に送り、両面搬送路に設けられた用紙加速ローラ対によって用紙を加速して搬送して前記画像形成部へと再給紙することによって用紙の両面に画像を形成することが可能な画像形成装置において、前記用紙加速ローラ対の用紙搬送中の速度を可変としたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記用紙加速ローラ対は、前記再給紙ローラと同速度で回転し、用紙搬送途中で速度を加速して再給紙ローラよりも高速で回転することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、用紙の先端が前記用紙加速ローラ対のニップに達した後に用紙加速ローラ対の速度を加速することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記用紙加速ローラ対の速度を可変するタイミングを用紙検知センサによって設定することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記用紙検知センサを前記用紙加速ローラ対よりも用紙搬送方向下流側に配置したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、用紙の後端が前記用紙加速ローラ対のニップを通過すると用紙加速ローラ対の速度を元に戻すことを特徴とする。

本発明によれば、用紙加速ローラ対が用紙の先端を挟持してから該用紙加速ローラ対を加速することができるため、急激な負荷が加わることによるスキュー等の用紙の搬送不良の発生が防がれ、両面搬送路において用紙を安定的且つ高速で搬送することができ、両面画像を短時間で形成して生産性を高めることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る画像形成装置の断面図であり、図示の画像形成装置１は、複写機能とプリンタ機能及びファクシミリ機能を兼備した複合機であって、装置本体２とその上部に配された自動原稿搬送装置３及び原稿読取装置４を備えており、装置本体２の内部上方には、画像形成部５が配され、装置本体２内の下半部には給紙部６が配されている。又、装置本体２内の画像形成部５と給紙部６の間には用紙搬送部７と反転部８が配されている。

上記画像形成部５は、電子写真方式によって画像を形成するものであって、回転可能に配された像担持体としての感光ドラム９と、その周囲に配された露光手段である帯電器１０、現像手段である現像装置１１、転写手段である転写ベルト１２及び感光ドラム９のクリーニング手段であるクリーニング装置１３の他、現像装置１１に現像剤であるトナーを補給するためのトナーホッパー１４を備えている。尚、画像形成部５の横には、走査手段であるレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１５が配置されている。

前記給紙部６は、画像形成部５に用紙を１枚ずつ供給するものであって、複数枚の用紙が積層収容された着脱可能な４つの給紙カセット１６，１７，１８，１９と、各給紙カセット１６〜１９内の用紙を１枚ずつ取り出すピックローラ２０と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して共通の搬送路Ｌ１へと送り出すフィードローラ２１とリタードローラ２２をそれぞれ備えている。又、手差し給紙トレイ２３にセットされた用紙を１枚ずつ取り出して送り出すためのピックローラ２０とフィードローラ２１及びリタードローラ２２も設けられている。尚、搬送路Ｌ１には複数の搬送ローラ対２４が設けられている。又、給紙カセット１７から搬送路Ｌ１へと略水平に延びる搬送路Ｌ２には複数の搬送ローラ対２５が設けられている。

前記用紙搬送部７は、給紙部６から送り出された用紙を適当なタイミングで画像形成部５へと搬送するとともに、画像形成部５において画像が形成された用紙を不図示の排紙トレイへと排出するものであって、前記搬送路Ｌ１に連なる略水平な搬送路Ｌ３には複数の搬送ローラ対２６、レジストローラ対２７、前記転写ベルト１２、定着装置２８、搬送ローラ対２９及び排紙ローラ対３０が順次配置されている。ここて、定着装置２８は、圧接状態で互いに回転する定着ローラ２８ａと加圧ローラ２８ｂを備えている。

又、用紙搬送部７には、搬送路Ｌ３から分岐して反転部８へと延びる横Ｕ字状の搬送路Ｌ４が設けられており、その途中には搬送ローラ対３１が設けられている。又、用紙搬送部７には前記搬送路Ｌ４とは別に反転搬送路Ｌ５が搬送路Ｌ３から分岐して下方に延びており、その途中には搬送ローラ対３２が設けられている。そして、前記搬送路Ｌ４と搬送路Ｌ３との分岐部には、用紙の搬送方向を切り換えるためのフラッパ３３が回動可能に設けられている。

前記反転部８は、画像形成部５において画像が形成された用紙の表裏を反転させるものであって、前記搬送路Ｌ４と反転搬送路Ｌ５に連なる中間トレイ３４とその下方に配された両面搬送路Ｌ６を備えており、中間トレイ３４には、正逆転可能な反転ローラ３５と、該反転ローラ３５に対して圧接／離間する反転コロ３６が設けられている。

又、反転部８には大径の再給紙ローラ３７が回転可能に設けられており、この再給紙ローラ３７の外周には小径のローラ３８，３９が回転可能に当接している。尚、再給紙ローラ３７にはワンウェイクラッチが設けられている。そして、この再給紙ローラ３７から前記搬送路Ｌ３の入口に向かって略水平に延びる前記両面搬送路Ｌ６には用紙加速ローラ対４０と搬送ローラ対４１が設けられており、両面搬送路Ｌ６の用紙加速ローラ対４０よりも用紙搬送方向下流側には、用紙の通過を検知するための用紙検知センサＳが配置されている。又、再給紙ローラ３７の近傍には、中間トレイ３４に一旦引き込まれた用紙の搬送方向を切り換えるためのフラッパ４２が回動可能に設けられている。

ところで、前記用紙加速ローラ対４０は、両面搬送路Ｌ６における用紙搬送中の速度を変更可能であって、図２のシステム図に示すように、ステッピングモータ等の可変速モータ４３によって駆動される。この用紙加速ローラ対４０の速度を変更するタイミングは用紙検知センサＳによって設定され、該用紙検知センサＳの検知信号が制御手段であるコントローラ４４に送られると、コントローラ４４は可変速モータ４３を駆動制御して用紙加速ローラ対４０の速度を変更する。

次に、以上の構成を有する画像形成装置１の画像形成動作について説明する。

例えば、自動原稿搬送装置３の原稿トレイ３ａにセットされた原稿が原稿読取部であるコンタクトガラス４ａ上に自動的に搬送され、その原稿の画像が原稿読取装置４によって光学的に読み取られると、画像形成部５においては、感光ドラム９が不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器１０によって所定の電位に一様に帯電される。そして、原稿読取装置４から送信される画像データに基づくレーザー光がレーザースキャナユニット１５から出力されて感光ドラム９上に照射されると、該感光ドラム９上に静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム９上に形成された静電潜像は、現像装置１１によってトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。

ところで、カセット給紙を行う場合、給紙部６の例えば給紙カセット１６内に収容された用紙は、ピックローラ２０によって最上位のものから１枚ずつピックアップされ、フィードローラ２１とリタードローラ２２によって１枚ずつ分離されて搬送ローラ対２４，２６によって搬送路Ｌ１，Ｌ３をレジストローラ対２７へと搬送される。そして、レジストローラ対２７においては、用紙は、一時待機状態とされた後、感光ドラム９上のトー像に同期する所定のタイミングで画像形成部５へと供給される。

画像形成部５においては、感光ドラム９と転写ベルト１２との間の転写ニップへと供給された用紙は、転写ベルト１２によって感光ドラム９に押し付けられながら搬送されることによって、その表面（上面）に感光ドラム９上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置２８へと搬送され、この定着装置２８の定着ローラ２８ａと加圧ローラ２８ｂ間の定着ニップを通過する過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム９の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置１３によって除去される。

而して、定着装置２８にて表面にトナー像が定着された用紙は、フェースアップ排紙（ＦＵ排紙）が選択されている場合には、フラッパ３３によってその搬送方向が決定され、用紙は搬送路Ｌ３をそのまま排紙ローラ対３０に向かって搬送され、排紙ローラ対３０によって画像面を上にして不図示の排紙トレイへと排出される。

一方、フェースダウン排紙（ＦＤ排紙）又は両面画像モードが選択された場合には、フラッパ３３が動作して用紙の搬送方向が切り換えられ、定着装置２８を通過した用紙は横Ｕ字状の搬送路Ｌ４を通って反転部８へと搬送される。

反転部８においては、反転コロ３６は反転ローラ３５から離間した状態で待機しており、用紙が反転部８に或る一定以上送られると、反転コロ３６は反転ローラ３５に圧接される。このように反転コロ３６が反転ローラ３５に圧接されると、反転ローラ３５が正転されて用紙が送られてきた方向に引き込まれ、用紙が或る一定以上引き込まれると反転ローラ３５が逆転されて用紙がスイッチバックされて反転搬送路Ｌ５又は両面搬送路Ｌ６へと送られる。

即ち、フェースダウン排紙が選択されている場合には、フラッパ４２によって用紙の搬送方向が反転搬送路Ｌ５へと切り換えられ、用紙は画像面を下にした状態で排紙ローラ対３０によって不図示の排紙トレイへと排出される。

又、両面画像モードが選択されている場合には、フラッパ４２によって用紙の搬送方向が両面搬送路Ｌ６の方向に切り換えられ、用紙は、再給紙ローラ３７と用紙加速ローラ対４０及び搬送ローラ対４１によって両面搬送路Ｌ６を画像面を上にして搬送され、両面搬送路Ｌ６から搬送路Ｌ３へと受け渡されることによって表裏が反転されて画像面を下にした状態でレジストローラ対２７へと送られる。そして、以後は前述と同様のプロセスを経て用紙の反対面にトナー像が形成され、このトナー像が形成された用紙は、定着装置２８によってトナー像の定着を受けた後に排紙ローラ対３０によって不図示の排紙トレイへと排出され、該用紙の両面に画像が形成される。

ここで、両面搬送路Ｌ６における用紙搬送速度の制御方法を図３に示すタイミングチャートに基づいて説明する。

図３は再給紙ローラ３７と用紙加速ローラ対４０の回転速度の変化と用紙検知センサＳのｏｎ／ｏｆｆの関係を示すタイミングチャートであって、両面画像モードが選択された場合、反転ローラ３５と反転コロ３６によってスイッチバックされた用紙は、３４０ｍｍ／ｓの速度で回転する再給紙ローラ３７によって両面搬送路Ｌへと送られる。このとき、用紙加速ローラ４０は再給紙ローラ３７と同速度（３４０ｍｍ／ｓ）で回転駆動されており、図３に示す時間ｔ１において用紙の先端が用紙加速ローラ対４０のニップを通過したこと（用紙の先端が用紙加速ローラ対４０のニップに挟持されたこと）が用紙検知センサＳによって検知（用紙検知センサＳがｏｎ）されると、その信号が図２に示すコントローラ４４に送られ、コントローラ４４は可変速モータ４３を制御して用紙加速モータ４０の速度を６００ｍｍ／ｓまで加速する。具体的には、３４０ｍｍ／ｓで回転していた用紙加速モータ４０は、図３に示す時間ｔ１〜ｔ２まで速度が漸増され、時間ｔ２において６００ｍｍ／ｓの速度に達し、用紙は再給紙ローラ３７の速度（３４０ｍｍ／ｓ）よりも高速の６００ｍｍ／ｓで両面搬送路Ｌ６を搬送される。尚、前述のように再給紙ローラ３７にはワンウェイクラッチが設けられているため、用紙が用紙加速ローラ対４０によって高速で搬送されている場合には、再給紙ローラ３７は用紙加速ローラ対４０によって回される。

そして、図３に示す時間ｔ３において用紙の後端が用紙加速ローラ対４０のニップを通過したことが用紙検知センサＳによって検知（用紙検知センサＳがｏｆｆ）されると、その信号が図２に示すコントローラ４４に送られ、コントローラ４４は可変速モータ４３を制御して用紙加速ローラ対４０の速度を元の３４０ｍｍ／ｓに戻す。尚、両面搬送路Ｌ６に設けられた搬送ローラ対４１は６００ｍｍ／ｓの高速で回転駆動されており、用紙加速ローラ対４０を通過した用紙は、両面搬送路Ｌ６を６００ｍｍ／ｓの高速で搬送される。

以上のように、本実施の形態においては、用紙加速ローラ対４０が用紙の先端を挟持してから該用紙加速ローラ対４０の速度を３４０ｍｍ／ｓから６００ｍｍ／ｓまで徐々に加速するようにしたため、急激な負荷が加わることによるスキュー等の用紙の搬送不良の発生が防がれ、両面搬送路Ｌ６において用紙を安定的且つ高速で搬送することができ、両面画像を短時間で形成して生産性を高めることができる。ここで、本実施の形態において示した速度３４０ｍｍ／ｓ，６００ｍｍ／ｓは一例であって、速度がこのような数値に限定されるものではない。
尚、本実施の形態では、本発明を複合機に対して適用した例について説明したが、本発明は、単体としての複写機、プリンタ、ファクシミリ等に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

本発明に係る画像形成装置（複合機）の断面図である。 本発明に係る画像形成装置の用紙搬送ローラ対の速度制御システムの構成を示すブロック図である。 再給紙ローラと用紙加速ローラ対の回転速度の変化と用紙検知センサのｏｎ／ｏｆｆの関係を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 画像形成装置本体
３ 自動原稿搬送装置
３ａ 原稿トレイ
４ 原稿読取装置
４ａ コンタクトガラス
５ 画像形成部
６ 給紙部
７ 用紙搬送部
８ 反転部
９ 感光ドラム
１０ 帯電器
１１ 現像装置
１２ 転写ベルト
１３ クリーニング装置
１４ トナーホッパー
１５ レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
１６〜１９ 給紙カセット
２０ ピックローラ
２１ フィードローラ
２２ リタードローラ
２３ 手差しトレイ
２４〜２６ 搬送ローラ対
２７ レジストローラ対
２８ 定着装置
２８ａ 定着ローラ
２８ｂ 加圧ローラ
２９ 搬送ローラ対
３０ 排紙ローラ対
３１，３２ 搬送ローラ対
３３ フラッパ
３４ 中間トレイ
３５ 反転ローラ
３６ 反転コロ
３７ 再給紙ローラ
３８，３９ ローラ
４０ 用紙加速ローラ対
４１ 搬送ローラ対
４２ フラッパ
４３ 可変速モータ
４４ コントローラ
Ｌ１〜Ｌ４ 搬送路
Ｌ５ 反転搬送路
Ｌ６ 両面搬送路
Ｓ 用紙検知センサ

Claims (6)

1. 電子写真方式によって画像を形成する画像形成部と、該画像形成部において画像が形成された用紙の表裏を反転させる反転部と、該反転部に設けられた再給紙ローラによって用紙を両面搬送路に送り、両面搬送路に設けられた用紙加速ローラ対によって用紙を加速して搬送して前記画像形成部へと再給紙することによって用紙の両面に画像を形成することが可能な画像形成装置において、
   前記用紙加速ローラ対の用紙搬送中の速度を可変としたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記用紙加速ローラ対は、前記再給紙ローラと同速度で回転し、用紙搬送途中で速度を加速して再給紙ローラよりも高速で回転することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 用紙の先端が前記用紙加速ローラ対のニップに達した後に用紙加速ローラ対の速度を加速することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記用紙加速ローラ対の速度を可変するタイミングを用紙検知センサによって設定することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
5. 前記用紙検知センサを前記用紙加速ローラ対よりも用紙搬送方向下流側に配置したことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 用紙の後端が前記用紙加速ローラ対のニップを通過すると用紙加速ローラ対の速度を元に戻すことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置。
   

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