JP2012184064A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙を始めとしてハガキや厚紙などの幅広い用紙対応力を確保しつつ、給紙カセットに保持する給紙容量を維持したまま、画像形成装置の奥行き、高さの寸法を最小化できる装置を、安価な構成で提供する。
【解決手段】給紙カセット３、最上面の用紙５を給送する上給紙コロ６、上分離部材１０、最下面の用紙５を給送する下給紙コロ７、下分離ローラ１１、最上面の用紙５を上給紙コロ６に、または最下面の用紙５を下給紙コロ７に選択的に加圧し当接させる加圧手段（給紙切換機構５０）、記録ヘッド３１、ターン搬送路１２、ターン搬送路１３を有し、給紙カセット３は記録ヘッド３１の下方に配置されており、加圧手段（給紙切換機構５０）の選択的な加圧により、最上面の用紙５が上給紙コロ６に、または最下面の用紙５が下給紙コロ７に当接されることにより、ターン搬送路１２またはターン搬送路１３が使用される。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、インクジェット方式の画像形成装置を含むプリンタ、プロッタ、ワープロ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。

画像形成装置において良好な操作性を実現するためには、装置前面から用紙の補給、印刷された用紙の取り出しができるフロントアクセスが望ましい。そのためには電子写真方式、インクジェット方式を問わず、用紙束を保持しておく用紙カセットを装置下側に配置するとともに、装置前面から用紙補給ができるようにしておき、印刷の際には用紙は用紙カセットから画像形成部を通り、装置前面上部または胴内の排紙トレイ部に排出され、印刷された用紙が装置前面から取り出せるように配設されることが多い。

特にインクジェット方式では、用紙は用紙カセットからＵターンして、印刷面を上にして排出されるいわゆるフェイスアップ排紙構成のものが多い。これは印刷された用紙の印刷面を上にして排出することによりインクが乾燥する時間を確保し、排紙トレイ部へのインク移りを防止するとともに、小型化を優先したためである。複数ページの原稿を印刷する際にはページ順が逆となってしまうデメリットはあるものの（現在は多くはソフトウェア上で順序を揃えることが可能であるが）、特に印刷頻度の低いスモールオフィスやコンシューマ向け製品では、設置空間を小さくすることが優先され、印刷面を下にして排出するために、二度Ｕターンさせることで装置の高さが高くなってしまうよりも、製品を小型化することが求められるためである。このようなＵターン搬送パスを持つ構成は多くの製品に採用され、既に知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、記録媒体と搬送経路との接触による記録面の当接傷を抑えつつ、連送搬送による記録速度を可能とし、搬送機構をコンパクトにする目的で、Ｕターン搬送経路内にスイッチバック搬送経路を備える構成が開示されている。

一方、特許文献２には、簡易な構成で複数のシート積載トレイのいずれかより所望のシートを供給する目的で、シート給送部材と複数のシート積載トレイとの間に働く摩擦力を調整することにより選択的にシートを給送する構成が開示されている。

また、特許文献３には、部品点数の削減および構造の簡素化による小型化を図りつつ省スペースながら多くのカードを収容する目的で、カードが収容されるスタッカ部を上下に分割し、分岐駆動ローラおよび搬送駆動ローラにより収容先のスタッカ部を切り替える構成が開示されている。

しかしながら、上記特許文献１に記載されているようなＵターン搬送パス構成では、画像形成装置が大型化しやすいという問題点がある。一般に用紙をターンさせる場合、用紙が折れたり曲がり癖が付いたりしないよう、また搬送負荷の点からある程度の曲率で搬送する必要があり、特にハガキや厚紙など幅広い用紙対応力が求められるスモールオフィスやコンシューマ向けの製品ではターンの曲率は少なくてもＲ３０〜５０ｍｍを必要とする。それ故に、装置下側に配設された用紙カセットから画像形成部に用紙をＵターン搬送すると、そのＵターンの曲率を確保するために、用紙カセットと画像形成部との高さ方向に無駄な空間が生まれ、画像形成装置が大型化してしまう。

一方、上記問題点を解決するために、用紙束を保持しておくオプションの給紙トレイを装置背面側に設け、画像形成部にストレートに給紙する構成も既に知られているが、装置の奥行きが大型化するという問題があり、また使用する用紙によって給紙口を選択する必要があるため、ユーザの使い勝手が低下してしまう。望ましくは単一（一つ）の給紙口で様々な用紙に対応できれば使い勝手の良い製品になる。
また装置を小型化するためだけに、給紙カセットに保持する給紙容量を減らした構成もあるが、頻繁に用紙を補給しなければならなくなり、ユーザの使い勝手を悪くするという問題があった。

特許文献２記載の技術では、単一の給紙口で様々な用紙に対応しつつ、装置の高さおよび奥行きを小さくするという問題点は解消できていない。
また、特許文献３記載の技術では、単一の給紙口で様々な用紙に対応しつつ、装置の高さを小さくするという問題点は解消できていない。

本発明は、上述した問題点・事情に鑑みてなされたものであり、用紙を始めとしてハガキや厚紙などの幅広い用紙対応力を確保しつつ、単一の給紙口である単一の給紙カセットに保持する給紙容量を維持したまま、画像形成装置の奥行き、高さの寸法を最小化できる画像形成装置を、安価な構成で実現し提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、請求項ごとの発明では、以下のような特徴ある手段・発明特定事項（以下、「構成」という）を採っている。
請求項１記載の発明は、シートを収容する単一のシート収容手段と、前記シート収容手段に収容された最上面のシートを給送する第１の給送手段と、第１の給送手段により給送されたシートを１枚に分離する第１の分離手段と、前記シート収容手段に収容された最下面のシートを給送する第２のシート給送手段と、第２の給送手段により給送されたシートを１枚に分離する第２の分離手段と、前記最上面のシートを第１の給送手段に、または最下面のシートを第２の給送手段に選択的に加圧し当接させる加圧手段と、搬送されてくるシートに画像を形成する画像形成手段と、第１の給送手段および第１の分離手段により給送分離されたシートを前記画像形成手段に向けて搬送すべく接続された第１の搬送経路と、第２の給送手段および第２の分離手段により給送分離されたシートを前記画像形成手段に向けて搬送すべく接続された第２の搬送経路とを有し、前記シート収容手段は、前記画像形成手段の下方に配置されており、第１の搬送経路および第２の搬送経路の少なくとも一方は、前記画像形成手段に向かってＵターン状に湾曲したＵターン搬送経路として形成され、前記加圧手段の選択的な加圧により、前記最上面のシートが第１の給送手段に、または前記最下面のシートが第２の給送手段に当接されることにより、接続された第１または第２の搬送経路が使用されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、第１および第２の搬送経路は、前記画像形成手段に至るシート搬送方向の下流側で合流して共通搬送経路を構成しており、第２の搬送経路は、前記Ｕターン搬送経路として構成されており、第１の搬送経路は、前記共通搬送経路と鈍角をなすスイッチバック搬送経路に接続されており、前記スイッチバック搬送経路は、シートをスイッチバックさせるべく正逆転可能な正逆転搬送手段を備えていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、第１の給送手段は、シートを給送するときに当接する当接外周部が半月状をなす回転部材からなり、前記Ｕターン搬送経路からのシート搬送時、前記回転部材は、前記当接外周部が前記Ｕターン搬送経路から退避していることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一つに記載の画像形成装置において、第２の給送手段と第２の分離手段とは、それぞれ独立したローラ状の回転部材であることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項２または３記載の画像形成装置において、前記画像形成手段のシート搬送方向の下流側の前記共通搬送経路に、シートの表裏を反転する第１の反転搬送経路が接続されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項２、３または５記載の画像形成装置において、前記画像形成手段のシート搬送方向の下流側の前記共通搬送経路に、正逆転可能な反転搬送手段が設けられ、前記反転搬送手段の配置部に一端が接続され、前記画像形成手段近傍の上方を経由して前記スイッチバック搬送経路に他端が接続された、シートの表裏を反転する第２の反転搬送経路を有することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記画像形成手段は、インクジェット記録方式で画像形成するものであることを特徴とする。

本発明によれば、前記課題を解決して新規な画像形成装置を実現し提供することができる。すなわち、本発明によれば、前記構成により、単一のシート収容手段（例えば給紙カセット）から最大枚数のシートを収容したときのシート束の厚み分に相当する曲率半径が異なる２つのシート搬送経路（第１および第２の搬送経路）を選択的に使用することができるようになり、第１および第２の搬送経路の一方を、対応するシート種（例えば用紙種）により必要な曲率半径に設定しておけば、シート収容手段のシート容量を減らすことなく装置の奥行き、高さを最小化できるとともに、用紙を始めとしてハガキや厚紙などの幅広いシート種対応力が得られ、シート種により複数のシート給送口（例えば装置本体に対して挿脱自在な給紙カセット用の給紙口）を選択する必要もなく、安価な構成で良好な使い勝手を得ることができる。

本発明の第１の実施形態を示すインクジェット方式の画像形成装置の外観斜視図である。 同画像形成装置の内部構成および第１Ｕターン搬送路を使用する際の動作を示す概略的な縦断面図である。 同画像形成装置の給紙切換機構および第１Ｕターン搬送路を使用する際の動作を示す要部の拡大断面図である。 第２の実施形態を示すインクジェット方式の画像形成装置の内部構成および第１搬送路を使用する際の動作を示す概略的な縦断面図である。 第３の実施形態を示すインクジェット方式の画像形成装置の内部構成および第１搬送路を使用する際の動作を示す概略的な縦断面図である。 第４の実施形態を示すインクジェット方式の画像形成装置の内部構成および第１搬送路を使用する際の動作を示す概略的な縦断面図である。

以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という）を詳細に説明する。各実施形態および各変形例等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素（部材や構成部品等）については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。公開特許公報等の構成要素を引用して説明する場合は、その符号に括弧を付して示し、各実施形態等のそれと区別するものとする。

（第１の実施形態）
図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態を示すインクジェット方式の画像形成装置１の外観斜視図、図２は、同画像形成装置１の内部構成および第１Ｕターン搬送路１２を使用する際の動作を示す概略的な縦断面図、図３は、同画像形成装置の給紙切換機構および第１Ｕターン搬送路１２を使用する際の動作を示す要部の拡大断面図である。

まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るインクジェット方式の画像形成装置１全体の構成および動作を説明する。このインクジェット方式の画像形成装置１としては、例えばインクジェット記録装置であるインクジェットプリンタなどが挙げられる。同図に示す画像形成装置１は、インクジェット方式で画像形成を行う例えばシリアル型のインクジェットプリンタである。

図１に示すように、画像形成装置１の前面の右下部に、イエロー（Ｙ）用のインクカートリッジ２Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用のインクカートリッジ２Ｍ、シアン（Ｃ）用のインクカートリッジ２Ｃ、ブラック（Ｋ）用のインクカートリッジ２Ｋ（以下、総括的に「インクカートリッジ２」ともいう）を搭載するためのインクカートリッジ搭載部が設けられて、ユーザは空になったインクカートリッジ２をインクジェット画像形成装置１（以下、単に「画像形成装置１」という）の前面側から操作して交換することができるようになっている。インクカートリッジ搭載部の上部近傍には、各色のインクカートリッジ２の残量がニアーエンドおよびエンドになったことを表示するための各色の残量表示部や、操作部としての電源ボタン、用紙送り／印刷再開ボタン、キャンセルボタンなども配置されている。

画像形成装置１の下部には、装置本体１Ａに対して着脱・挿脱自在なシート収容手段としての、用紙カセットとも呼ばれる単一の給紙カセット３が設けられており、シート状記録媒体ないしシートとも呼ばれる用紙や記録紙あるいはハガキなどが補給できるようになっている。給紙カセット３の上方には、排紙トレイ４が設けられており、印刷が終了した用紙が取り出せるようになっている。

このように、本実施形態では、インクや用紙などの補給、印刷が終了した用紙を取り出す操作を画像形成装置１の前面（正面）側から操作、いわゆるフロントオペレーション・フロントアクセスできるように構成したことで、画像形成装置１を棚や机上の小さな空間に設置することが可能となり、さらには左右に隣接して他のものを置いたり、また事務所等の壁の角部に沿って画像形成装置１を設置でき、狭い空間に設置しても良好な操作性を実現することができる。

給紙カセット３は、装置本体１Ａの下側に配設されて、シート束としての用紙束５Ａを収容・貯蔵しており、装置本体１Ａに対して挿脱自在に支持され、用紙を補給できるようになっている。また、給紙カセット３は、後述する画像形成手段としてのインクジェット記録ヘッド３１を備えた画像形成部３０の下方に配置されている。
給紙カセット３の用紙送り方向先端部には、給紙カセット３に収容積載された最上面の用紙５に接触可能かつ給送可能に第１の給送手段としての上給紙コロ６が、最下面に接触可能かつ給送可能に第２の給送手段としての下給紙コロ７が、それぞれ配設されている。

上給紙コロ６および下給紙コロ７は、図示しないギヤやベルト等の駆動力伝達手段を介して駆動源としての図示しないモータに連結されている。駆動源は、それぞれ独立した駆動源であっても良いし、電磁クラッチ等を介して共通の駆動源であっても構わない（後述する実施形態でも同じ）。上給紙コロ６および下給紙コロ７は、共に用紙５を繰り出し可能に装置本体１Ａに回転自在に支持され、かつ、その位置に関しては移動不能に支持されている。また、上給紙コロ６および下給紙コロ７は、共に画像形成装置で使用される用紙種（シート種類）５に対して摩擦係数の大きいゴムなどの高摩擦材料で外周部が形成されている。

給紙カセット３の用紙束５Ａの下には、用紙を積載するためのシート積載部材としての底板８が配設され、後述する加圧手段によって用紙束５Ａを上給紙コロ６へ選択的に加圧・付勢するようになっている。さらに、用紙束５Ａの最上面には、用紙束５Ａの下部を下給紙コロ７に加圧・付勢する、上記加圧手段の一部を構成する加圧板９が配設されている。上給紙コロ６の下側には、上給紙コロ６により給紙された用紙５を１枚ずつ分離する第１の分離手段としての上分離部材１０が配設されている。上分離部材１０は、用紙５に対して摩擦係数の大きいゴムなどの高摩擦材料が用いられ、圧縮バネなどの付勢手段によって上給紙コロ６に当接する向きに付勢されている。

また、下給紙コロ７の用紙送り方向下流側には、下給紙コロ７により給紙された用紙５を１枚ずつ分離する第２の分離手段としての下分離ローラ対１１がそれぞれ配設されている。下分離ローラ対１１は、いわゆる戻し分離方式であるＦＲＲ給紙方式と呼ばれている公知のシート分離方式である。すなわち、２枚以上の用紙を下給紙コロ７が引き出した場合には、下分離ローラ対１１の一方のフィードローラに接した１枚の用紙と、他方のローラであるリバースローラに接したこれ以外の他の用紙とに分離させ、フィードローラは、１枚の用紙をそのまま用紙搬送方向に進めて送り出す一方、リバースローラは、他の用紙を用紙搬送方向とは逆の方向に進めて積層された元の位置に戻し、かつ、リバースローラは、フィードローラによる用紙搬送を妨げないように構成されている。

図３を参照して、底板８上の最上面の用紙５を上給紙コロ６に、または底板８上の最下面の用紙５を下給紙コロ７に選択的に加圧し当接させる加圧手段としての給紙切換機構５０を説明する。
給紙切換機構５０は、給紙カセット３の底部壁３ｂのブラケットに回動自在に支持された駆動軸５１と、基端部が駆動軸５１に固定され、該駆動軸５１の回動によって駆動軸５１を支点として揺動する上昇レバー５２と、図示しないカップリングを介して駆動軸５１に選択的に駆動力を伝達する駆動手段としての駆動モータ５３と、用紙種（シート種類）を検知するシート種類検知手段としての用紙種センサ２２と、底板８上の最上面の用紙５を加圧する加圧板９と、底板８上の最上面の用紙５を検知する最上面シート検知手段としての透過型のフォトセンサ（図示せず）とから主に構成されている。

給紙カセット３の底部壁３ｂおよび底板８における給紙方向の下流端部（図３において右端部）には、下給紙コロ７を干渉することなく臨ませるための開口３ａ、８ａがそれぞれ形成されている。
駆動モータ５３は、例えばパルス入力で駆動する正逆転可能なステッピングモータなどが望ましく用いられる。給紙カセット３が装置本体１Ａに装着されると、図示しないカップリングを介して、駆動軸５１の一端部が駆動モータ５３に連結されることで、駆動モータ５３の駆動力が駆動軸５１に伝達可能となるように構成されている。

用紙種センサ２２は、底板８上の最上面の用紙５が上給紙コロ６に当接可能となる当接位置近傍の装置本体１Ａに固設されており、例えばレーザ光を射出しその透過光量の違いから用紙の厚みを検知できる公知のセンサである。用紙種センサ２２配置部に対応した加圧板９の一部は、切り欠かれて開口となっている。
上記透過型のフォトセンサは、底板８上の最上面の用紙５における用紙搬送方向の下流側先端部、すなわち上給紙コロ６により給送可能となる当接位置を占めた用紙５に当接する図示しない当接検知部材としての可動片を備えた公知のセンサである。

本実施形態では、上給紙コロ６および上分離部材１０により給送分離された用紙を後述する画像形成手段を備えた画像形成部３０に向けて搬送すべく接続された第１の搬送経路としての第１Ｕターン搬送路１２（以下、単に「ターン搬送路１２」という）と、下給紙コロ７および下分離ローラ対１１により給送分離された用紙を画像形成部３０に向けて搬送すべく接続された第２の搬送経路としての第２Ｕターン搬送路１３（以下、単に「ターン搬送路１３」という）とを有している。
ターン搬送路１２，１３を含め、後述する各種搬送路は、特に説明を加えない限り、樹脂や鋼板など適宜の材質からなる一対のガイド部材で画定されて構成されているものとする（後述する実施形態でも同じ）。

ターン搬送路１２は、薄紙や一般の普通紙がターンできる曲率半径で構成されている。ターン搬送路１３は、ハガキや厚紙などコシの強い用紙がターンできる曲率半径で、つまり給紙カセット３に収容積載可能な最大用紙束５Ａの厚み分に対応してターン搬送路１２の曲率半径よりも大きく取れる曲率半径で構成されている。

ターン搬送路１２およびターン搬送路１３は、画像形成部３０に至る用紙搬送方向の下流側で合流して共通搬送経路としての共通搬送路３２を構成している。共通搬送路３２の用紙搬送方向の下流には、搬送されてくる用紙をさらに用紙搬送方向の下流に向けて搬送する一対の第１搬送ローラ１４と、一対の第２搬送ローラ１５と、後述するように機能する先端コロ対１９および拍車コロ対２０と、画像形成された用紙５を排出する一対の排紙ローラ２１とがこの順に配設されている。

第１搬送ローラ１４や第２搬送ローラ１５、先端コロ対１９および拍車コロ対２０を始めとして、後述する各種ローラ対は、図示しないギヤやベルト等の駆動力伝達手段を介して駆動源としての図示しないモータに連結されている。駆動源は、それぞれ独立した駆動源であっても良いし、電磁クラッチ等を介して共通の駆動源であっても構わない（後述する実施形態でも同じ）。

画像形成部３０には、搬送されてくる用紙に画像を形成する画像形成手段としてのインクジェット記録ヘッド３１（以下、「記録ヘッド３１」という）を備えたキャリッジ１６が配設されている。記録ヘッド３１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の液滴であるインクを吐出する複数のノズル列を有する。
キャリッジ１６には、各記録ヘッド３１に各色のインクを供給するための各色のインクタンク（図示せず）を搭載している。この各色のインクタンクには、各色の可撓性を有する供給チューブ（図示せず）を介して、上記したインクカートリッジ２に収納された各色のインクが図示しない供給ポンプユニットを介して補充供給される。

キャリッジ１６は、装置本体１Ａに横架したガイド部材である主従のガイドロッド１７によりガイドされ、駆動源である図示しない主走査モータにより主走査方向（図２において紙面に垂直な方向）に往復運動して走査・移動するように摺動自在に保持されている。インクカートリッジ２から上記インクチューブを通してインクが記録ヘッド３１に供給され、キャリッジ１６が往復運動をすることで記録ヘッド３１からインクが微小なインク滴として吐出され、用紙のガイド部材であるプラテン１８上を搬送される用紙に着弾することで印刷が行われる。
プラテン１８の用紙搬送方向の上流側には、先端加圧コロ対１９、下流側には拍車コロ対２０が配設され、印刷中の用紙の平面性を保つようになっており、プラテン１８との協業で記録ヘッド３１と用紙の間の距離を一定に保つことで、着弾ズレのない良好な画像が形成されるようになっている。拍車コロ対２０の用紙搬送方向の下流には、画像形成された用紙を排紙トレイに向けて搬送排出する排紙ローラ２１と、上記した排紙トレイ４とが配設されている。

図１〜図３に基づいて、上述のように構成した画像形成装置の全体動作を説明する。
用紙種センサ２２により給紙カセット３にセットした用紙種（シート種類）が検知されると、この検知信号に基づいて、装置本体１Ａに配設され画像形成装置１の全体動作の制御を行う図示しない制御部の制御手段によって、その用紙種に応じて、底板８上の用紙が上給紙コロ６または下給紙コロ７に選択的に当接するように駆動モータ５３が制御される。上記制御手段は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびタイマ等を備えて構成されたマイクロコンピュータを具備して構成される。

図２において、底板８上の最上面の用紙５が上給紙コロ６に当接するように駆動モータ５３が制御される場合、制御手段は上記透過型のフォトセンサからの信号を参照しながら、例えば所定パルス数分だけ駆動モータ５３をして正転駆動させるような指令を送ることによって、駆動モータ５３の駆動力が駆動軸５１に伝達され、上昇レバー５２が揺動上昇することで底板８が持ち上げられ、底板８上の最上面の用紙５が上給紙コロ６に当接し、上給紙コロ６から給送可能な状態となる。

一方、底板８上の最下面の用紙５が下給紙コロ７に当接するように駆動モータ５３が制御される場合、制御手段は図示しないホームポジションセンサ（底板８が底部壁３ａ上面に突き当たり位置することを検知する例えば反射型のフォトセンサが用いられる）からの信号を参照しながら、例えば所定パルス数分の逆転駆動させるような指令を駆動モータ５３に送ることによって、上述したとは逆の動作が行われ、上昇レバー５２が揺動下降することで、底板８がホームポジションを占めて底部壁３ａ上面に突き当たり載置された状態になるとともに、底板８上の最下面の用紙５が下給紙コロ７に当接し、下給紙コロ７から給送可能な状態となる。

本実施形態では、下給紙コロ７からの給紙の際には、加圧板９を底板８上の最上面の用紙５の用紙搬送方向における下流側（図３の右側である用紙５の先端部側）に載置する構成であることにより、底板８がホームポジションを占めた状態において、底板８上の最下面の用紙５には加圧板９および用紙束５Ａの自重が常に作用することとなるので、加圧板９以外の特別のバネ等の加圧部材を用いない構成としている。このため、加圧板９は、底板８上の用紙５が印刷に使用されて残り少なくなった最後の１枚までも下給紙コロ７に確実に当接させ得るような比較的小さな荷重に設定すれば良い。

加圧板９の底板８上の最上面の用紙５への載置は、上給紙か下給紙かによってその都度ユーザによる操作によって着脱しても良いが、用紙補給時の操作性を損なう虞があるため、加圧板９を装置本体１Ａ内部に設けて、給紙カセット３の挿脱に連動して加圧板９を接離させるような機構が好ましい（例えば、特開２０１０−５８８６４号公報参照）。

上給紙コロ６または下給紙コロ７が回転することにより、給紙カセット３内の用紙束５Ａから用紙５が引き出され、上分離部材１０または下分離ローラ対１１の働きにより１枚ずつに分離され、ターン搬送路１２またはターン搬送路１３を通り、第１搬送ローラ１４により挟持して搬送され、第２搬送ローラ１５を経て、画像形成部３０に送り込まれる。

画像形成部３０では、先端加圧コロ対１９および拍車コロ対２０の一時的な駆動停止状態において、キャリッジ１６を移動させながら画像信号に応じて各色の記録ヘッド３１を駆動することにより、停止している用紙５にインクを吐出して１行分を記録し、先端加圧コロ対１９および拍車コロ対２０の再びの駆動により用紙５を所定量搬送後、次の行の記録を行う。こうして画像を形成された用紙５は、続いて排紙ローラ２１により搬送され、排紙トレイ４上に排出・積載される。

上記動作は、用紙種センサ２２を用いた場合の制御であったが、これに限らず、用紙種センサ２２に代えて、画像形成装置１に通信可能に接続されたパソコン等のコンピュータに内蔵されているプリンタドライバを用いて、ユーザが使用する用紙の用紙種設定により制御しても良いことは無論である。

以上説明したように、本実施形態によれば、給紙カセット３から曲率半径の異なるターン搬送路１２およびターン搬送路１３にそれぞれ接続するように上給紙コロ６と下給紙コロ７とを設け、底板８または加圧板９の何れか一方により、それぞれ上給紙コロ６または下給紙コロ７のどちらかに選択的に用紙束５Ａの最上面または最下面の用紙を当接することで、単一の給紙口である給紙カセット３から様々な用紙に対応できる上、装置の小型化を実現することができる。

すなわち、従来の画像形成装置では、唯一のＵターン搬送路のみであったので、ハガキや厚紙に対応しようとすれば曲率半径を大きくしなければならず、給紙カセット３から画像形成部の間に無駄な空間が生じることにより画像形成装置が大型化していた。
これに対して本実施形態では、ターン搬送路１２は薄紙や一般の普通紙がターンできる曲率半径で構成することで画像形成装置１の小型化を実現し、ターン搬送路１２では搬送することが困難なハガキや厚紙などコシの強い用紙は、用紙束５Ａの厚み分、曲率半径の大きく取れるターン搬送路１３により搬送するように構成している。下給紙コロ７は、下分離ローラ対１１と独立させることで、上給紙コロ６と比べて小径化が可能となり、画像形成装置１の薄型化が図られている。

また、給紙カセット３を画像形成部３０の下方に配置し、装置前面から用紙補給ができるように構成し、給紙カセット３からＵターンして画像形成部３０に用紙５を搬送し、装置前面上部または胴内の排紙トレイ４に排出され、印刷された用紙５が装置前面から取り出せるように構成することでフロントアクセス・フロントオペレーションを実現したので、操作性が向上している。

上述したとおり、本実施形態によれば、単一の給紙カセット３から最大枚数の用紙束５Ａを収容したときの厚み分に相当する曲率半径が異なる２つのターン搬送路１２およびターン搬送路１３を選択的に使用することができるようになり、ターン搬送路１２およびターン搬送路１３一方を、対応する用紙種により必要な曲率半径に設定しておけば、給紙カセット３の用紙容量を減らすことなく装置の奥行き、高さを最小化できるとともに、用紙を始めとしてハガキや厚紙などの幅広い用紙種（シート種）対応力が得られ、用紙種により複数のシート給送口（例えば装置本体に対して挿脱自在な給紙カセット用の給紙口）を選択する必要もなく、安価な構成で良好な使い勝手を得ることができる。

（第２の実施形態）
図４を参照して、第２の実施形態を説明する。同図は、第２の実施形態を示すインクジェット方式の画像形成装置１の内部構成および第１搬送路３３を使用する際の動作を示す概略的な縦断面図である。
第２の実施形態は、上述した第１の実施形態と比較して、図４に示すように、給紙カセット３の容量を増加させつつも、さらに画像形成装置１の高さ寸法を低減し、薄型化を図った構成である点が相違する。

具体的には、第２の実施形態は、図１〜図３に示した第１の実施形態と比較して、図４に示すように、上給紙コロ６に代えて、上給紙コロ６Ａを用いる点、ターン搬送路１２を除去しこれに代えて、第１の搬送経路としての第１搬送路３３を用いる点、第１搬送路３３が、共通搬送路３２と鈍角をなすスイッチバック搬送経路としてのスイッチバック搬送路２３に接続されている点、これらの変更に伴い一対の第２搬送ローラ１５を除去した点が主に相違する。上記相違点以外の第２の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様である。

ターン搬送路１３は、用紙束５Ａ下方の下給紙コロ７に接続されている。本実施形態では、薄紙や一般の普通紙は下給紙コロ７により用紙束５Ａの下側から給送され、ターン搬送路１３および共通搬送路３２を通り画像形成部３０に搬送されることにより、連続印刷時の連送により印字速度のスループットを確保できるようになっている。

上給紙コロ６Ａは、用紙を給送するときに当接する当接外周部が半月状をなす回転部材からなる第１の給送手段として機能する。上給紙コロ６Ａは、半月状の形状を有することで、第１搬送路３３やターン搬送路１３を搬送される用紙と干渉し邪魔にならないよう、その搬送路の空間を確保する位置で静止するようにホームポジションが設定されている。すなわち、上給紙コロ６Ａは、第１の実施形態の上給紙コロ６と同様に、用紙幅方向の略中央部分にのみローラ形状を有する串刺し状の半月状のローラであり、ホームポジション状態において、半月状の形状でない切り欠き部分が第１搬送路３３やターン搬送路１３に臨むようになっている。上給紙コロ６Ａの実線で示す半月状のローラが二点鎖線で示すように用紙給送時に回転した際には、第１搬送路３３やターン搬送路１３の略中央部分には半月状のローラ部分を干渉なく臨ませるための開口（図示せず）が形成されている。

スイッチバック搬送路２３は、一端が第１搬送路３３に連通・接続され、他端が装置本体１Ａの上部壁面上に連通・開口していて、図においてやや右上に傾斜して形成されている。スイッチバック搬送路２３は、用紙５をスイッチバックさせるべく正逆転可能な正逆転搬送手段としての一対のスイッチバックローラ２４を備えている。

次に、第１の実施形態と相違する点を中心に動作を説明する。本実施形態においては、ハガキや厚紙などコシの強い用紙束５Ａの最上面の用紙５は、上給紙コロ６Ａに当接するように構成されており、その際、上分離部材１０との協働作用により１枚に分離されて引き出され、第１搬送路３３を経由してスイッチバック搬送路２３へ搬送される。スイッチバックローラ２４は、例えば正転駆動されることにより用紙５を挟持しながら上方へ用紙５を搬送し、用紙５の後端が給紙カセット３から出た時点で、一旦搬送を停止した後、スイッチバックローラ２４は逆転駆動され、用紙５の後端が先端となって共通搬送路３２を経由して画像形成部３０へ送り込まれる。
なお、この際、スイッチバック搬送路２３と共通搬送路３２とは鈍角をなす接続関係にしているため、スイッチバックされた用紙５のコシを利用して共通搬送路３２へ搬送されるように構成しているが、第１搬送路３３側への搬送防止を図るため分岐爪などの搬送経路切替手段を適宜配置しても良い。

第２の実施形態によれば、上述の構成とすることで、用紙種によってターン搬送路１３およびスイッチバック搬送路２３を選択的に使用、すなわち底板８上の用紙束５Ａの最上面からの給紙搬送路をスイッチバック方式とすることで、給紙カセット３の容量を減らすことなく画像形成装置１の高さ寸法をさらに低減して薄型の装置を実現し、使用頻度の高い普通紙の印字速度を低下させることなく、スイッチバック搬送によりコシの強い厚紙まで搬送できる画像形成装置１を実現し提供することが可能となる。
また、上給紙コロ６Ａの退避した空間に共通搬送路３２および第１搬送路３３を形成することができたので、さらなる装置の薄型化が図れる。

（第３の実施形態）
図５を参照して、第３の実施形態を説明する。同図は、第３の実施形態を示すインクジェット方式の画像形成装置１の内部構成および第１搬送路３３を使用する際の動作を示す概略的な縦断面図である。
第３の実施形態は、上述した第２の実施形態と比較して、図５に示すように、近年の環境意識の高まりからニーズの高くなっている自動両面印刷に対応した構成である両面ユニット２５を付設した点が主に相違する。両面ユニット２５は、オプショナルユニットであり、画像形成装置１の装置本体１Ａに対し着脱自在に構成されている。

具体的には、第３の実施形態は、図４に示した第２の実施形態と比較して、図５に示すように、画像形成部３０の用紙搬送方向の下流側の共通搬送路３２に、用紙５の表裏を反転する第１の反転搬送経路としての反転搬送路３４が接続されている点、一対の排紙ローラ２１に代えて、画像形成部３０の用紙搬送方向の下流側の共通搬送路３２に、用紙を排出する排出手段を兼ねるとともに、正逆転可能な反転搬送手段としての上下一対の排紙ローラ２１Ａが設けられている点、共通搬送路３２と反転搬送路３４との接続部である合流路に設けられた上下一対の排紙ローラ２１Ａの間に、搬送経路切替手段としての切替フラップ２６を配置した点、反転搬送路３４に、第１両面ローラ２７、第２両面ローラ２８および第３両面ローラ２９を配設した点が主に相違する。上記相違点以外の第３の実施形態の構成は、第２の実施形態と同様である。

切替フラップ２６は、基端部が軸２６ａに固着されていて、先端部が軸２６ａを中心として揺動可能に構成されている。また、切替フラップ２６は、軸２６ａの外周部に上下一対の排紙ローラ２１Ａに従動して回動するローラ部が設けられている。上下一対の排紙ローラ２１Ａは、何れも駆動ローラである。
切替フラップ２６は、例えば駆動源としてのソレノイドと付勢手段としての引張バネとの組み合わせで用紙搬送路や用紙搬送方向を切替可能になっているとともに、切替フラップ２６の一部の部材面が用紙の搬送ガイド面も兼ねるように構成されている。切替フラップ２６のホームポジションは、その先端部が右上に変位して画像形成された用紙を排紙トレイ４に排出・搬送する位置に設定されている。

反転搬送手段は、上記した一対の排紙ローラ２１Ａと、切替フラップ２６の軸２６ａの外周部に設けられたローラ部と、切替フラップ２６との組み合わせに限らず、例えば切替フラップを一対の排紙ローラの用紙搬送方向の上流側近傍に独立して配設するとともに、一対の排紙ローラに代えて、３連の回転部材群で構成しても良い。このような３連の回転部材群としては、例えば、切替フラップ２６のローラ部に代えて、駆動ローラとしての単一の排紙ローラと、単一の排紙ローラに従動する一対の排紙従動ローラとで構成されている公知技術を挙げられる。この３連の回転部材群で構成されたシート排出手段ないし反転搬送手段としては、例えば特開２００８−２８５２７９号公報の図２等に開示されている排紙装置（８０）の要部と同様の構成である。

次に、第２の実施形態と相違する点を中心に動作を説明する。本実施形態においては両面印刷を行う場合、画像形成部３０にて表面を印字された用紙５は共通搬送路３２の下流側（図において右から左に向かう方向）へと搬送され、その際、切替フラップ２６の切替動作、すなわち先端部が図５に示すように右斜め下方に位置するように変位する動作および上側の排紙ローラ２１Ａの例えば正転駆動により、両面ユニット２５内部の反転搬送路３４の上向き搬送路部分に案内される。そして、表面を印字された用紙５は反転搬送路３４に配設された第１両面ローラ２７、第２両面ローラ２８、第３両面ローラ２９を経て、表裏を反転され、図５に示す位置に変位している切替フラップ２６および上側の排紙ローラ２１Ａの例えば逆転駆動により、共通搬送路３２の上流側（図において左から右に向かう方向）に案内・搬送され、画像形成部３０を通り、スイッチバック搬送路２３へ搬送される。表面を印字された用紙５はスイッチバック搬送路２３へ搬送された後、再びスイッチバックして画像形成部３０に搬送され、画像形成部３０にて用紙５の裏面に印字され、共通搬送路３２を通る際に、切替フラップ２６の切替動作、すなわち先端部が図５に示すように右斜め上方に位置するように変位する動作および下側の排紙ローラ２１Ａの例えば正転駆動により、共通搬送路３２の下流側に案内・搬送されて、排紙トレイ４へ排出・積載される。

本実施形態によれば、第２の実施形態の利点・効果に加えて、装置の奥行き、高さの増加を最小に抑えた自動両面印刷装置を実現し提供できる。また、上述のように両面ユニット２５をオプション構成としたため、製品の仕様により自動両面対応・非対応を選択できる利点もある。

（第４の実施形態）
図６を参照して、第４の実施形態を説明する。同図は、第４の実施形態を示すインクジェット方式の画像形成装置１の内部構成および第１搬送路３３を使用する際の動作を示す概略的な縦断面図である。
第３の実施形態では、上述した利点・効果を奏するものの、排紙トレイ４の一部が両面ユニット２５により隠れてしまうため、小サイズの用紙の取り出しがし難いという懸念がある。そこで、本実施形態ではその懸念も解消できるように構成した。

第４の実施形態は、上述した第３の実施形態と比較して、図５に示したオプション構成の両面ユニット２５に代えて、図６に示すように、両面搬送パスを装置本体１Ａ固定とした自動両面印刷に対応した構成である点が主に相違する。

具体的には、第４の実施形態は、図５に示した第３の実施形態と比較して、図６に示すように、反転搬送路３４に代えて、排紙ローラ２１Ａの配置部に一端が接続され、画像形成部３０近傍の上方を経由してスイッチバック搬送路２３に他端が接続された、用紙の表裏を反転する第２の反転搬送経路としての反転搬送路３５を用いる点が主に相違する。

上記相違点以外の第４の実施形態の構成は、第３の実施形態と同様である。すなわち、共通搬送路３２と反転搬送路３５との接続部である合流路には、第３の実施形態と同様の搬送経路切替手段としての切替フラップ２６および切替フラップ２６を挟む状態で上下一対の排紙ローラ２１Ａが配置されている。

次に、第３の実施形態と相違する点を中心に動作を説明する。本実施形態においては両面印刷を行う場合、画像形成部３０にて表面を印字された用紙５は共通搬送路３２の下流側（図において右から左に向かう方向）へと搬送され、その際、切替フラップ２６の切替動作、すなわち先端部が図６に示すように右斜め下方に位置するように変位する動作および上側の排紙ローラ２１Ａの例えば正転駆動により、排紙トレイ４上に向けて排出されるが完全に排出仕切ることはなく、上側の排紙ローラ２１は用紙５の後端を保持したまま反転（例えば逆転）駆動することにより、用紙が５スイッチバックされ、画像形成部３０（キャリッジ１６近傍の上）近傍の上に配設された反転搬送路３５に引き込まれる。さらに表面を印字された用紙５は、第１両面ローラ２７、第２両面ローラ２８を経て、スイッチバック搬送路２３へ搬送され、スイッチバックローラ２４の例えば逆転駆動により、共通搬送路３２に搬送され、第１搬送ローラ１４を通り、再び画像形成部３０により用紙５の裏面に画像が形成され、共通搬送路３２を通る際に、切替フラップ２６の切替動作、すなわち先端部が図６において示すように右斜め上方に位置するように変位する動作および下側の排紙ローラ２１Ａの例えば正転駆動により、排紙トレイ４へ案内・搬送されて、排紙トレイ４に排出・積載される。

本実施形態によれば、第２の実施形態の利点・効果に加えて、排紙部から画像形成部３０の上方を通りスイッチバック搬送路２３へ接続される反転搬送路３５（両面搬送路）を構成することで、高さの増加を最小に抑えた自動両面印刷装置を実現し提供できる。また、図５の第３の実施形態と異なり両面搬送路としての反転搬送路３５の配置部分が排紙された用紙を取り出す操作の邪魔になることはなく、両面パスを構成しながらも本発明による装置を薄型化できる効果を発揮できる。

以上述べたとおり、本発明を特定の実施形態等について説明したが、本発明が開示する技術は、上述した実施例を含む実施形態等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。

本発明に係る画像形成装置は、上記した第１〜第４の実施形態におけるインクジェット方式の画像形成装置１を始めとして、印字面を上にしてフェイスアップ排紙するインクジェット方式の画像形成装置に特に適しているものであったが、これに限らず、例えば、プリンタ、プロッタ、ワープロ、ファクシミリ、複写機等またはこれら２つ以上の機能を備えた複合機等においてインクジェット記録装置を含む画像形成装置にも適用可能である。
また、シートとしては、用紙５に限らず、上記したように使用可能な薄紙から厚紙、はがき、封筒、あるいはＯＨＰシート等まで、インクジェット方式で画像形成可能な全てのシートを含むものである。

１ インクジェット方式の画像形成装置
１Ａ 装置本体
２ インクカートリッジ
３ 給紙カセット（シート収容手段）
４ 排紙トレイ
５ 用紙（シート・シート状記録媒体）
５Ａ 用紙束（シート束）
６，６Ａ 上給紙コロ（第１の給送手段）
７ 下給紙コロ（第２の給送手段）
８ 底板（シート積載手段）
９ 加圧板（加圧手段を構成）
１０ 上分離部材（第１の分離手段）
１１ 下分離ローラ対（第２の分離手段）
１２ ターン搬送路（第１の搬送経路、Ｕターン搬送路）
１３ ターン搬送路（第２の搬送経路、Ｕターン搬送路）
２２ 用紙種センサ（加圧手段を構成）
２３ スイッチバック搬送路（スイッチバック搬送経路）
２４ スイッチバックローラ（正逆転搬送手段）
２５ 両面ユニット
２６ 切替フラップ（搬送経路切替手段）
３０ 画像形成部
３１ インクジェット記録ヘッド（画像形成手段）
３２ 共通搬送路（共通搬送経路）
３３ 第１搬送路（第１の搬送経路）
３４ 反転搬送路（第１の反転搬送経路）
３５ 反転搬送路（第２の反転搬送経路）
５０ 給紙切換機構（加圧手段）
５１ 駆動軸（加圧手段）
５２ 上昇レバー（加圧手段）
５３ 駆動モータ（加圧手段）

特開２００８−２８０１２６号公報 特開２００２−３０８４５４号公報 特開２００８−２４４３０号公報

Claims (7)

1. シートを収容する単一のシート収容手段と、
   前記シート収容手段に収容された最上面のシートを給送する第１の給送手段と、
   第１の給送手段により給送されたシートを１枚に分離する第１の分離手段と、
   前記シート収容手段に収容された最下面のシートを給送する第２のシート給送手段と、
   第２の給送手段により給送されたシートを１枚に分離する第２の分離手段と、
   前記最上面のシートを第１の給送手段に、または最下面のシートを第２の給送手段に選択的に加圧し当接させる加圧手段と、
   搬送されてくるシートに画像を形成する画像形成手段と、
   第１の給送手段および第１の分離手段により給送分離されたシートを前記画像形成手段に向けて搬送すべく接続された第１の搬送経路と、
   第２の給送手段および第２の分離手段により給送分離されたシートを前記画像形成手段に向けて搬送すべく接続された第２の搬送経路と、
   を有し、
   前記シート収容手段は、前記画像形成手段の下方に配置されており、
   第１の搬送経路および第２の搬送経路の少なくとも一方は、前記画像形成手段に向かってＵターン状に湾曲したＵターン搬送経路として形成され、
   前記加圧手段の選択的な加圧により、前記最上面のシートが第１の給送手段に、または前記最下面のシートが第２の給送手段に当接されることにより、接続された第１または第２の搬送経路が使用されることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   第１および第２の搬送経路は、前記画像形成手段に至るシート搬送方向の下流側で合流して共通搬送経路を構成しており、
   第２の搬送経路は、前記Ｕターン搬送経路として構成されており、
   第１の搬送経路は、前記共通搬送経路と鈍角をなすスイッチバック搬送経路に接続されており、
   前記スイッチバック搬送経路は、シートをスイッチバックさせるべく正逆転可能な正逆転搬送手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、
   第１の給送手段は、シートを給送するときに当接する当接外周部が半月状をなす回転部材からなり、
   前記Ｕターン搬送経路からのシート搬送時、前記回転部材は、前記当接外周部が前記Ｕターン搬送経路から退避していることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３の何れか一つに記載の画像形成装置において、
   第２の給送手段と第２の分離手段とは、それぞれ独立したローラ状の回転部材であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２または３記載の画像形成装置において、
   前記画像形成手段のシート搬送方向の下流側の前記共通搬送経路に、シートの表裏を反転する第１の反転搬送経路が接続されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項２、３または５記載の画像形成装置において、
   前記画像形成手段のシート搬送方向の下流側の前記共通搬送経路に、正逆転可能な反転搬送手段が設けられ、
   前記反転搬送手段の配置部に一端が接続され、前記画像形成手段近傍の上方を経由して前記スイッチバック搬送経路に他端が接続された、シートの表裏を反転する第２の反転搬送経路を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１ないし６の何れか一つに記載の画像形成装置において、
   前記画像形成手段は、インクジェット記録方式で画像形成するものであることを特徴とする。

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