JP2014227293A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
従来の時間当たりの処理枚数が片面印刷時と同等の両面印刷記録装置は、搬送速度を増速する制御を行っており、騒音が課題となっていた。
【解決手段】
シートを反転搬送するローラ対が駆動するときの速度を一定にし、かつ、複数枚のシートに連続して両面画像形成をするときに、シートを循環搬送する搬送路の経路長よりも搬送路内を循環する複数枚のシートの長さの和が長いときは反転ローラ対を離間させ、反転ローラ対の位置を搬送される２枚のシートがすれ違い搬送されるようにする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、記録シートの第１面に記録を行った後、そのシートを反転搬送して第２面に記録を行い、これを複数枚連続して行う画像形成装置に関する。

近年、資源を有効利用して自然環境を保護する観点から、画像形成装置においてもシートの表面（第１面）と裏面（第２面）に印刷を行なうことができる両面画像形成装置が製品化されている。両面画像形成装置で両面画像形成を行なう場合には、まず最初に転写部にてシートの表面に画像を印刷する。その後、シートを両面搬送部に搬送してそこで記録シートの反転を行なった後に、そのシートを転写部に再給送して、今度はその裏面に画像の印刷を行なうのが一般的である。

このような画像形成装置においては、最も使用頻度の高いシートのサイズを基準にして循環搬送路が設計されている。従って、基準となったシートに両面画像形成するときは画像形成効率が最大となる。一方、基準となったシート以外のサイズのシートを用いた両面画像形成では、画像形成効率が低下してしまうという問題がある。

そこで、従来は裏面の画像形成において、シートを転写部に再給送する両面搬送部における搬送速度をシートサイズに応じて増速させることで両面画像形成時の画像形成効率を片面印刷時と同等にしていた（特許文献１）。

特開平９−４０３０３号公報

しかしながら、従来の両面画像形成装置は搬送速度を増速することによって騒音が発生してしまったり、電力消費量が増加してしまう課題があった。そこで、本発明の目的は、シートの搬送速度を増速せずに効率よく両面画像形成が可能な画像形成装置を提供するものである。

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、シートの両面に画像形成するためのシート循環搬送路を有する画像形成装置において、画像転写部においてシートに画像を転写する画像形成手段と、前記画像転写部を通過したシートを反転搬送するために正逆回転可能であり、かつ、接離可能な第１の回転体対と、前記第１の回転体対により搬送されたシートを再び前記画像転写部へと搬送するための第２の回転体対と、前記画像転写部を通過したシートを前記第１の回転体対又は排出部へ搬送する第３の回転体対と、前記シートの搬送を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記各回転体対が駆動するときの速度を一定にし、かつ、複数枚のシートに連続して両面画像形成をするときに、前記第１の回転体対から前記第２の回転体対、前記画像転写部、前記第３の回転体対を経て前記第１の回転体対に至る循環搬送路の経路長よりも、前記搬送経路内を同時に循環搬送される所定枚数のシートの搬送方向長さ及びそれぞれのシート間の間隔の和が長いときは、前記第１の回転体対の位置を２枚のシートが搬送される際に前記第１の回転体対を離間させて前記２枚のシートをすれ違い搬送することを特徴とする。

本発明によれば、基準となるシート以外であってもシートの搬送速度を増速せずに片面印刷時と同等の画像形成効率とすることができる。このため、増速による騒音の増大や電力消費量の増加が発生せず、従来の両面画像形成装置に対して静音化と省電力化を図ることができる。

第１実施形態の画像形成装置の断面図である。 第１実施形態のシート搬送部の図である。 図１の部分詳細図である。 第１実施形態の群の分類および生産性、循環枚数を示す図である。 第１実施形態の画像形成順序を示す図である。 中サイズ１のシートの成立条件を示す図である。 中サイズ２のシートの成立条件を示す図である。 第１実施形態の搬送パス長さを説明する図である。 第１実施形態のシート搬送装置の搬送制御部を示す図である。 第１実施形態の制御のフローチャート図である。 １枚循環のシートの搬送順序を示す図である。 第１実施形態のシート搬送工程を示す図である。 第１実施形態のシート搬送工程を示す図である。 第２実施形態の画像形成装置の断面図である。 第２実施形態のシート搬送部の図である。 図１４の部分詳細図である。 第２実施形態の群の分類および生産性、循環枚数、使用比率を示す図である。 第２実施形態の画像形成順序を示す図である。 第２実施形態の搬送パス長さを説明する図である。 第２実施形態のシート搬送装置の搬送制御部を示す図である。 第２実施形態の制御のフローチャート図である。 第２実施形態のシート搬送工程を示す図である。 第２実施形態のシート搬送工程を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
（画像形成手段の説明）
図１は、第１実施形態の画像形成装置１の断面図である。画像形成装置１は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成手段１０を備えている。感光ドラム１１は、帯電器１２によってあらかじめ帯電される。

その後、感光ドラム１１は、レーザスキャナ１３によって、潜像を形成されている。潜像は、現像器１４によってトナー像になる。感光ドラム１１のトナー像は、一次転写ローラ１７によって、中間転写ベルト２１に順次転写される。転写後、感光ドラム１１に残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。この結果、感光ドラム１１の表面は、清浄になり、次の画像形成に備える。

前記中間転写ベルト２１に転写されたトナー像は、二次転写ローラ２２へのバイアス印加によって画像転写部を形成する二次転写ローラ２２と中間転写ベルト２１とのニップ部において搬送されるシートに転写される。そして、トナー像が転写されたシートは加圧ローラと加熱ローラのローラ対で構成された定着器５０によって定着された後、片面印刷の場合は排出部へ排出され、両面画像形成の場合は反転搬送部へと搬送される。

（シート搬送部の説明）
次にシートを搬送するシート搬送部について説明する。図１に示すシート搬送部は、シートを蓄えておく給送カセット３０と、シートを排出もしくは反転するための反転排出部７４を備えている。

図２は、画像形成装置１の搬送パスの模式図である。給送パス７１は、給送カセット３０にあるシートＳを送り出すためのパスで、第１の合流点８１で両面搬送パス７５と合流する。

転写後パス７２は、二次転写ローラ２２から反転ローラ対（第１の回転体対）３８を結ぶパスである。また、転写後パス７２の途中には第１の分岐点８２と第２の分岐点８４があり、それぞれの分岐点から排出パス７６と両面搬送パス７５が延びる。排出パス７６には、排出ローラ対３７が備えられている。一方、両面搬送パス７５には、両面ローラ対（第２の回転体対）３９が備えられている。両面ローラ対３９は、モータ３９Ｍによって他のローラとは独立して停止および駆動を切り替えられる。尚、本実施形態の全ローラは、駆動時のシートの搬送速度は皆一定である。

次に反転排出部７４について説明する。図３は図１の反転排出部７４の部分詳細図であり、図３（ａ）、（ｂ）は排出および反転の各搬送モードにおける各フラッパの待機位置を示した図である。排出ローラ対３７は、処理済みのシートを機外に搬送するためのローラである。反転ローラ対３８は、シートを反転するためのローラで、ソレノイド３８Ｓによってローラ対が接離可能に構成されている。これにより、反転ローラ対３８はシートに対して離間および接触の切り替えが可能で、更にモータ３８Ｍによって回転方向を切り替えることができる。

フラッパ４３は、図３（ａ）に示す位置に待機しており、ソレノイド４３Ｓによって図３（ｂ）の位置へ切り替えが可能である。フラッパ位置を切り替えることで、中継ローラ対（第３の回転体対）３６から搬送されるシートを排出ローラ対３７あるいは反転ローラ対３８へ搬送することができる。

以下、給送から排出までの一連の流れについて説明する。まず、片面印刷時の流れについて説明する。シートＳは、給送カセット３０からピックアップローラ３１によって１枚ずつ送り出され、レジストローラ対３３に送り込まれる。レジストローラ対３３は、シートＳを一旦受け止めて、シートＳが斜行している場合に真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対３３は中間転写ベルト２１上のトナー像と同期を取り、シートＳを中間転写ベルト２１と二次転写ローラ２２との間に送り込む。

中間転写ベルト２１上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ２２によってシートＳに転写される。その後、シートＳのトナー像は、シートＳが定着器５０によって、加熱加圧されることでシートＳに定着される。その後、シートＳは中継ローラ対３６を通過して第１の分岐点８２で排出ローラ対３７に向かって搬送され、シート排出部である排出トレイ６１に排出される。

次に両面画像形成時の紙の搬送順序とそれに伴う画像形成装置１の動作について説明する。片面印刷時と同様の工程でシートＳの先端がフラッパ４３の回転軌跡の手前に差し掛かると、フラッパ４３が図３（ｂ）の位置に切り替わり、反転ローラ対３８への経路が開く。そして、シートＳは矢印Ｋ方向に回転する反転ローラ対３８によって排出トレイ６１に向けて搬送される。

更にシートＳの後端が反転点２０２に達すると、フラッパ４３が図３（ａ）の位置に切り替わり、更に反転ローラ対３８の回転が矢印Ｎ方向に切り替わり、シートＳをスイッチバック搬送して、図１に示す両面搬送パス７５に向けて搬送する。その際にシートＳの反転が行われる。尚、反転ローラ対３８の回転方向が切り替わる際にシートを一旦停止させてもよい。その後、シートＳは両面搬送パス７５ある両面ローラ対３９によって搬送され、合流点８１に至り、片面印刷時と同様の工程を経て、排出トレイ６１に排出される。

（使用可能なシートのサイズと生産性）
図４（ａ）に第１実施形態の画像形成装置１で使用可能なシートサイズと生産性（時間当たりの処理枚数）を示す。図のように第１実施形態では、画像形成装置１で両面画像形成可能なシートをサイズに応じて２つの群に分け、それぞれ生産性を設定している。このように複数のサイズを群にまとめることで制御を簡略化している。

（画像形成シーケンス）
次に画像形成シーケンスについて説明する。図５は画像転写位置である二次転写ローラ２２を通過する順序を示した図である。横方向は時間を示す。実線枠はシート表面に画像形成が行われることを示す。点線枠は画像形成が行われないが、画像形成に相当するタイミングを示す。塗潰しで示した四辺形は裏面の画像形成を示す。枠内の文字はシートの搬送順序および搬送枚数を示す。即ち、Ｓ１の次にＳ２、Ｓ３という順序で搬送が行われる。

本発明の画像形成装置１のシート搬送装置は、シートの表面と裏面の両面に画像を印刷する両面画像形成時に２枚以上の記録シートに連続印刷をするときには、効率的な画像形成を行なって待ち時間を少なくするため、以下の方法を取っている。

シートの長さをＬとした時、１枚目のシートＳ１の表面の画像形成の次に所定の間隔ｇを置いてシート１枚分の間隔Ｌ（Ｈ１部）が確保される。そして再び間隔ｇを置いて２枚目のシートＳ２の表面に画像形成が行わる。そして、２枚目のシートＳ２への表面の画像形成に続き、間隔ｇを置いて１枚目のシートＳ１の裏面の画像形成が行われる。引き続き、間隔ｇを置いて３枚目のシートＳ３の表面の画像形成、間隔ｇを置いて２枚目のシートＳ２の裏面の画像形成、間隔ｇを置いて４枚目のシートＳ４の表面の画像形成、というように順番に画像形成が行われる。表面を印刷されたシートが再び転写部に到達して裏面を印刷するまでの時間Ｔ１の間に搬送経路内に同時にシートが３枚分あることから、３枚循環構成と呼称する。

（シート搬送装置の搬送パス経路長）
次に第１実施形態のシート搬送装置の搬送パスの経路長について説明する。まず、中サイズ１および中サイズ２のシートにおいて、両面画像形成する場合に全ローラの駆動時の搬送速度が一定で片面同等の生産性を達成するための成立条件について説明する。

図６は両面画像形成時に用いる両面搬送パス４０２を簡略化した図で、中サイズ１のシートを３枚循環で両面画像形成する場合の成立条件を示す図である。太点線は後にシートが配置されるスペースを示す。両面搬送パス４０２内でシートを循環する経路長Ｌｄ２と反転時に反転ローラ対３８から機外に飛び出すシート長さＬｃ２の和が中サイズ１のシート３枚分とシート間隔３個分の長さになるようにシート経路長Ｌｄ２を規定したことで常に紙間をｇにできる。それによって搬送速度一定で片面同等の生産性を達成できる。更に反転ローラ対３８の離間が不要で、両面搬送パス７５でシートを待機させる必要も無い。

一方、図７は中サイズ２のシートを複数枚循環させて両面画像形成する場合の成立条件を示す図である。反転後に再び転写部に送られたシートＳｄと反転を行うために機外へ向けて搬送されるシートＳｅとの間にはシート間隔ｇが空けられている。図７は、シートＳｅの後端が中継ローラ対３６を通過した時のシート配置を示している。

図７に示す状態では経路長Ｌｂ２に対してシートＳｄの長さＬｌ２とシート間隔ｇを合わせた長さのほうが長い。このとき、シートＳｄの後端が反転ローラ対３８を抜けていないため、反転ローラ対３８が離間している。そのため、反転ローラ対３８でシートＳｅを挟持できず、シートＳｅを搬送するローラが無いため、シートＳｅを搬送できない。そのため、経路長Ｌｂ２がシートＳｄとシート間隔ｇよりも大きくなければならない。

また、搬送パス長さが中サイズ１の場合に離間およびシートの待機を必要としない長さなので、中サイズ２の場合はパス長さが短い。そのため、反転ローラ対３８を離間してすれ違い搬送を行うことと両面搬送パス７５でシートを待機させることが必要となる。

以下、図８を参照して循環搬送する両面搬送パス４０２の搬送パス長さについて詳細に説明する。反転ローラ対３８から両面ローラ対３９や定着器５０等を経由して再び反転ローラ対３８に達するシート循環搬送路を循環経路長Ｌａ２（Ｌｄ２＋２×ｋ２）とする。また、反転時に反転ローラ対３８から機外に飛び出すシートの長さをＬｃ２とし、中サイズ１の群で最大のシートの長さをＬｓ２とする。この場合、前記シート長さＬｓ２のシートが最も使用比率が高いシートであり、このサイズのシートが画像形成装置における基準となるシートとなる。そして、片面印刷時のシート間隔をｇとし、反転ローラ対３８のニップ位置とこの位置よりも上流側の反転点２０２の距離を搬送しろｋ２とすると、

Ｌａ２＋Ｌｃ２−ｋ２≦３×Ｌｓ２＋３×ｇ
にする。

シートの両面搬送パスの経路長（Ｌａ２＋Ｌｃ２−ｋ２）のｋ２は、反転の際、搬送方向の先端が反転点２０２の位置に代わってスイッチバックされるため、ｋ２分短くなる。上式が等号の時、３枚のシートの間隔を全てｇとして両面画像形成が可能であるため、反転ローラ対３９を離間せずに生産性を片面同等で両面画像形成が可能になる。また、反転ローラ対３８を離間させてすれ違い搬送を行い、両面ローラ対３９を停止させて、シートを待機させることで、更に短いパス長にできる。また、Ｌｃ２は、（Ｌｓ２−ｋ２）に等しいため、
Ｌａ２＋Ｌｓ２−２×ｋ２≦３×Ｌｓ２＋３×ｇ
∴Ｌａ２≦２×Ｌｓ２＋３×ｇ＋２×ｋ２・・・（式１）

更にシートが反転部において停止する場合を考える。シートの搬送速度をｖ１とし、シートが反転部で待機する時間をｔ２とすると、

Ｌａ２≦２×Ｌｓ２+３×ｇ＋２×ｋ２−ｖ１×ｔ２
反転部であるシートが待機している間に他のシートは搬送され続けるため、最大でシートの前後のシート間隔（２×ｇ）分短くなる。

第１実施形態の場合は、循環パスＬａ２の経路長を中サイズ１の時に反転ローラ対３９を離間せずに生産性を片面同等で両面画像形成が可能な長さにしているため、

Ｌａ２＝２×Ｌｓ２+３×ｇ＋２×ｋ２−ｖ１×ｔ２
但し、ｔ２≦（２×ｇ）／ｖ１

また、反転ローラ対３８から両面ローラ対３９を経由して定着器５０から中継ローラ対３６に至るパスをＬｂ２とする。そして、複数枚で循環搬送を行って両面画像形成が可能なシートの中で最大サイズをＬｌ２とする。このとき、以下の関係を有するようにする。

Ｌｂ２≧Ｌｌ２＋ｇ
前述したように図７において、Ｌｄ２がシート長さ（搬送方向長さ）Ｌｌ２とシート間隔ｇの和よりも大きくないとシートＳｄ２の後端が反転ローラ対３８を抜ける前にシートＳｅの後端が中継ローラ対３６を抜けてしまう。このため、シートＳｅを搬送できなくなってしまう。ゆえに（Ｌｌ２＋ｇ≦Ｌｂ２）でなければならない。

なお、本実施形態では３枚循環の例で説明したが、前記式１はｎを整数としたとき、
Ｌａ２≦２×ｎ×Ｌｓ＋（２×ｎ＋１）×ｇ＋２×ｋ２
となる（本実施形態ではｎ＝１）。

以下に搬送パスの経路長の具体例を挙げる。図４に示すように、中サイズ１の群で最大のシートの長さＬｓ２が２９７ｍｍ、中サイズ２の群で最大のシート長さＬｌ２が３６４ｍｍで、間隔ｇを３６ｍｍ、反転しろｋ２を５ｍｍ、搬送速度ｖ１を１００ｍｍ／ｓ、待機時間ｔを０．５ｓとする。このとき、Ｌａ２、Ｌｂ２は、
Ｌａ２＝２×２９７＋３×３６＋２×５−１００×０．５＝６６２ｍｍ
Ｌｂ２≧３６４＋３６＝４００ｍｍ
上記寸法にすることで、各ローラの駆動時の回転数が一定の構成で片面同等の生産性で両面画像形成でき、静音化および省電力化が図れる。

また、本実施形態の構成は他のシートサイズの組み合わせであっても成り立つ。具体的には図４（ｂ）に示すように小サイズの群で最大のシートの長さＬｓ２が２１５．９ｍｍ、大サイズの群で最大のシート長さＬｌ２が４３１・８ｍｍで、間隔ｇ、反転しろｋ２、搬送速度ｖ１、待機時間ｔが上記と同じ場合、Ｌａ２、Ｌｂ２は、
Ｌａ２＝２×２１５．９＋３×３６＋２×５−１００×０．５＝５４９．８ｍｍ
Ｌｂ２≧４３１．８＋３６＝４６７．８ｍｍ

（シート搬送装置の制御部の構成）
図９はフラッパ４３と両面ローラ対３９および反転ローラ対３８を制御する搬送制御部２４０を示す図である。ユーザは、両面画像形成を行う前に操作部２５０によって両面画像形成モードを入力する。操作部２５０への入力信号は、制御手段であるＣＰＵ２５１へと送信される。ＣＰＵ２５１は、入力情報をもとに演算し、メモリ２５２に記憶されたデータから両面搬送モードを決定する。また、必要に応じでデータをメモリ２５２に格納する。この結果をもとにソレノイド３８Ｓ、４３Ｓおよび、モータ３８Ｍ、３９Ｍへ出力信号を送信する。それによって、各モジュールの切り替えを行う。

（シート搬送装置の制御）
図１０は第１実施形態の構成におけるシーケンスを決めるためのフローチャート図である。ＣＰＵ２５１は、シート搬送を制御する制御手段を形成する。ＣＰＵ２５１はユーザの入力した印刷枚数やシートサイズの両面画像形成入力情報をもとに図１０のフローチャートを用いて循環枚数と反転ローラ対３８の離間の有無、両面ローラ対３９の回転及び停止の切り替えの有無を組合わせた両面画像形成モードを決める。

まず初めに印刷枚数が２枚以上であるかを判断する（ステップＣ１）。両面画像形成する枚数が１枚（１枚循環）の場合には、反転ローラ対３８は離間せず、両面ローラ対３９の停止もせずに両面画像形成する（ステップＣ５）。図１１に１枚循環の時の搬送順を示す。１枚の時のシート間隔ｇ’は表面印刷時のシートＳ１の後端か裏面印刷時のシートＳ１の先端までの距離である。第１の循環パスの経路長がＬａ１なので、シート間隔ｇ’は、Ｌａ１になる。

印刷枚数が２枚以上の所定枚数の場合、シートサイズが中サイズ１であるか判断する（ステップＣ２）。ステップＣ２でシートサイズが中サイズ１の場合は、３枚循環の両面画像形成を行う（ステップＣ４）。この時、反転ローラ対３８は離間を行わず、両面ローラ対３９も停止せずに片面同等の生産性で両面画像形成ができる。

一方、ステップＣ２でシートサイズが中サイズ１でない場合、即ちシートサイズが中サイズ２の場合は、中サイズ１と同様に３枚循環の両面画像形成を行う。この場合は反転ローラ対３８の離間と当接の切り替えを行い、両面ローラ対３９の停止と駆動を切り替えながら両面画像形成を行うことで片面同等の生産性で両面画像形成を行う（ステップＣ５）。

このような構成により、シートの搬送速度が一定のシート搬送装置で全てのシート群の生産性を片面印刷同等に両面画像形成でき、更に静音化および省電力化が図れる。

（シート搬送装置の両面搬送動作）
以下、図を参照し、中サイズ１のシートを両面画像形成する場合と、中サイズ２のシートを両面画像形成する場合の両面搬送動作について説明する。

（１）中サイズ１のシートを両面画像形成する場合
図１２は中サイズ１のシート（長さＬｓ２）を連続両面画像形成した場合の紙の搬送工程（３枚循環構成）を示している。図に示す実線の太線は搬送されるシートを示しており、点線の太線は画像形成が行われないが、画像形成に相当するシート位置を示す。また、シート近傍の直線矢印はシートの搬送方向を示している。

図１２（ａ）は、両面画像形成するシート群の１枚目であるシートＳ１が給送された後、定着器５０に達した状態を示した図である。

その後、表面に画像形成およびトナーの定着を終えたシートＳ１は、図１２（ｂ）に示すように反転ローラ対３８によって一旦搬送パスの外に向けて搬送される。

やがて、シートＳ１の後端が図１２（ｃ）に示すように反転点２０２に達する。一方で、シートＳ２がピックアップローラ３１によって搬送路に給送される。シートＳ２は、シートＳ１とシート１枚分の間隔Ｌｓ２とその前後に片面印刷時と同じシート間隔ｇを空けて給送される。ゆえにシートＳ２の先端は、シートＳ１の後端に対して「Ｌｓ２＋２×ｇ」遅れて給送される。

次にシートＳ１は、反転位置で時間ｔ２だけ待機する。図１２（ｄ）は、シートＳ１がｔ２だけ待機した後の状態を示している。この間にもシートＳ２は搬送されるため、シートＳ１の後端とシートＳ２の先端の距離は、「Ｌｓ２＋ｇ−ｖ１×ｔ２」となる。その後、シートＳ１は反転ローラ対３８によってスイッチバック搬送されることで先端と後端が入れ替わって、両面ローラ対３９に向けて搬送される。

そして、図１２（ｅ）に示すようにシートＳ２は、先端が反転点２０２に達する。その時のシートＳ２先端とシートＳ１の後端の間には「２×ｇ−ｖ１×ｔ２」のシート間隔があるため、「ｔ２≦（２×ｇ）／ｖ」であればシート同士のすれ違いは起こらず、反転ローラ対３８を離間する必要は無い。

一方、第１の循環パスの経路長Ｌａ２が「２×Ｌｓ２＋３ｇ−ｖ１×ｔ２」で、シートＳ１とシートＳ２の長さがそれぞれ「Ｌｓ２」、第１の反転排出部７４でのシートＳ１とシートＳ２とのシート間隔が「２×ｇ−ｖ１×ｔ２」である。したがって、合流点８１でのシートＳ２の後端とシートＳ１の先端のシート間隔は、「２×Ｌｓ２＋３×ｇ−ｖ１×ｔ２−（２×Ｌｓ２＋２×ｇ−ｖ１×ｔ２）＝ｇ」となる。ゆえにシートＳ１を待機させることなく、シートＳ２とシートＳ１のシート間隔をｇにすることができる。

その後、表面の画像形成およびトナー像を定着されたシートＳ２は、図１２（ｆ）に示すように後端が反転点２０２に達する。一方、シートＳ１は裏面に画像形成およびトナー像の定着が行われる。

次にシートＳ２は、反転位置で時間ｔ２だけ待機する。図１２（ｇ）は、シートＳ２がｔ２だけ待機した後の状態を示している。この間にもシートＳ１は搬送されるため、シートＳ１の後端とシートＳ２の先端の距離は、「Ｌｓ２＋２×ｇ」となる。その後、シートＳ２は、反転ローラ対３８によってスイッチバック搬送されて先端と後端が入れ替わって、両面ローラ対３９を経由して再び転写部に向けて搬送される。また、その間に裏面に画像形成およびトナー像を定着されたシートＳ１が排出ローラ対３７によって排出トレイ６１に向けて排出される。更にシートＳ３の画像形成が開始される。

その後、シートＳ３がシートＳ１の後端に対してｇの間隔を置いて循環パスＬａ２内に搬送され、図１２（ｈ）に示すように表面に画像形成が行われる。その後、新たに給送される各シートが図１２（ｅ）〜図１２（ｈ）に示すシートＳ１、Ｓ２、Ｓ３の動作を繰り返し行うことで増速制御と駆動のＯＮ／ＯＦＦ制御をせずに連続両面画像形成が行われる。

（２）中サイズ２のシートを両面画像形成する場合
図１３は中サイズ２のシート（長さＬｌ２）を連続両面画像形成した場合の紙の搬送工程（３枚循環構成）を示している。図に示す実線の太線は搬送されるシートを示している。また、シート近傍の直線矢印はシートの搬送方向を示している。

図１３（ａ）は、両面画像形成するシート群の１枚目であるシートＳ１が給送された後、中継ローラ対３６に達した状態を示した図である。

その後、表面に画像形成およびトナーの定着を終えたシートＳ１は、反転ローラ対３８によって一旦搬送パスの外に向けて搬送され、後端が図１３（ｂ）に示すように反転点２０２に達する位置で一旦停止する。

その後、シートＳ１は反転ローラ対３８によってスイッチバック搬送されることで先端と後端が入れ替わって、図１３（ｃ）に示すように両面ローラ対３９に向けて搬送される。一方で、シートＳ２がピックアップローラ３１によって搬送路に給送される。

そして、図１３（ｄ）に示すようにシートＳ１の先端が両面ローラ対３９に達すると、反転ローラ対３８が離間する。

更に図１３（ｅ）に示すようにシートＳ１の先端が合流点８１よりもｇだけ手前の位置に達すると、両面ローラ対３９が停止することで、シートＳ１が待機する。その間にもシートＳ２は搬送され、表面に画像形成およびトナーの定着が成される。

その後、シートＳ２の先端が反転ローラ対３８を通過すると、図１３（ｆ）に示すように待機しているシートＳ１すれ違い搬送される。

その後、シートＳ２の後端が第１の合流点８１に達すると、図１３（ｇ）に示すように両面ローラ対３９が回転して、シートＳ１がシートＳ２の後端から間隔ｇだけ遅れて搬送される。

更に図１３（ｈ）に示すようにシートＳ１の後端が反転ローラ対３８を抜けると、反転ローラ対３８の２つのローラが再び接触する。

そして、シートＳ２は、表面への画像形成およびトナーの定着を終えた後、図１３（ｉ）に示すようにシートＳ１の時と同様に反転ローラ対３８によって両面ローラ対３９に向けて搬送される。一方、シートＳ１は、裏面に画像形成およびトナー像を定着された後、排出ローラ対３４によって排出トレイ６１に向けて排出される。更にシートＳ３がピックアップローラ３１によって搬送路に給送される。

その後、新たに給送される各シートが図１３（ｄ）〜図１３（ｉ）に示すシートＳ１、Ｓ２、Ｓ３の動作を繰り返し行うことで増速制御と駆動のＯＮ／ＯＦＦ制御をせずに連続両面画像形成が行われる。

〔第２実施形態〕
次に第２実施形態の構成について説明する。第２実施形態では、第１実施形態よりもサイズの種類が多く、最も大きいシートと最も小さいシートのサイズ差が大きい場合に静音化および省電力化が図れる構成である。転写部の構成は第１実施形態と同様であるため、省略する。

（シート搬送部の説明）
図１４は、第２実施形態の画像形成装置２の断面図である。画像形成装置２は、第１実施形態の画像形成装置１に第１の反転排出部７３と両面ローラ対（第２の回転体対）４０、第２の排出トレイ６２を設けた構成である。そのため、第１実施形態と同一構成のものには同一符号を付けている。また、各ローラの駆動時のシートの搬送速度は第１実施形態と同様にｖ１である。

両面ローラ対４０は、両面ローラ対（第５の回転体対）３９と同様にモータ４０Ｍによって他のローラとは独立して停止および駆動を切り替えられる。また、第２実施形態の画像形成装置２は、２つの排出トレイが備えられており、第１の反転排出部７３で排出したシートは第１の排出トレイ６１へ積載され、第２の反転排出部７４で排出したシートは第２の排出トレイ６２に積載される。

図１５は、画像形成装置２の搬送パスの模式図である。第２実施形態の搬送パスは第１実施形態の搬送パスにおける排出パス７６を第２の排出パス７６とし、第１の反転パス７７と、第１の排出パス７９、第１の反転両面パス７８を加えた構成である。第１の反転パス７７と第１の反転両面パス７８は、転写後パス７２から第３の分岐点８５で分岐する。

第１の反転パス７７には、正逆回転可能でシートをスイッチバック搬送できる第１の反転ローラ対（第４の回転体対）３５が備えられており、スイッチバックされたシートは第１の反転両面パス７８に導かれる。第１の反転両面パス７８の対向側は、第２の合流点８６で両面搬送パス７５に合流している。第１の反転両面パス７８は、転写後パス７２から第４の分岐点８３で分岐してシートを排出するためのパスである。

次に反転排出部７４について説明する。図１６は図１４のＤＴの部分詳細図であり、図１６（ａ）〜（ｃ）は排出および反転の各搬送モードにおける各フラッパの待機位置を示した図である。

第１のフラッパ４１と第２のフラッパ４２は、図１６（ａ）に示す位置に待機しており、ソレノイド４１Ｓおよびソレノイド４２Ｓによってそれぞれ独立して図１６（ｃ）の位置へ切り替えが可能である。フラッパ位置を切り替えることで、反転ローラ対３８よりもシート搬送方向上流側に配置された定着器５０から搬送されるシートを第１の排出ローラ対３４あるいは中継ローラ対３６へ搬送することができる。また、第３の分岐点８５は、第１の反転ローラ対３５で反転されたシートが両面ローラ対４０へのパスと定着器５０へのパスに分岐する点である。

以下、片面印刷時の動作について説明する。シートＳは第１実施形態と同様の工程で定着器に達した後、予めユーザによって入力された情報をもとに第１の排出トレイ６１と第２の排出トレイ６２のどちらかに選択的に排出できる。第２の排出トレイ６２に排出する時は、シートＳが第１のフラッパ４１の回転軌跡の手前に差し掛かると、第１、第２のフラッパ４１、４２が図１６（ｃ）の位置に切り替わって第２の反転排出部７４へシートが搬送される。

次に両面画像形成時の動作について説明する。両面画像形成時にはシートサイズに応じて第１の反転排出部７３もしくは第２の反転排出部７４のどちらか一方でシートの反転を行う。第１の反転排出部７３の場合には、片面印刷時と同様の工程でシートＳの先端が第１のフラッパ４１の回転軌跡の手前に差し掛かると、第１のフラッパ４１が図１６（ｂ）の位置に切り替わる。そして、シートを第１の反転ローラ対３５へと導き、第１の反転ローラ対３５によって反転される。その後、両面搬送パス７５を経由して再び転写部に至って裏面を印刷される。その間に第１のフラッパ４１が図１６（ａ）の位置に戻ることで、シートＳが第１の排出ローラ対３４によって排出される。

一方、第２の反転排出部７４の場合には、片面印刷で第２の排出トレイ６２に排出する時と同様の工程でシートＳの先端が第３のフラッパ４３の回転軌跡の手前に差し掛かると、第３のフラッパ４３が図１６（ｄ）の位置に切り替わる。その後、第２の反転ローラ対３８へ送られたシートＳは反転された後、両面搬送パス７５を経由して再び転写部に至って裏面を印刷される。その後、予めユーザによって入力された情報をもとに第１の排出トレイ６１と第２の排出トレイ６２のどちらかに選択的に排出する。

（使用可能なシートのサイズと生産性）
図１７に第２実施形態の画像形成装置２で使用可能なシートサイズと生産性（時間当たりの処理枚数）を示す。図のように第２実施形態では、画像形成装置１で両面画像形成可能なシートをサイズに応じて４つの群に分け、それぞれ生産性を設定している。図の５０１は、第１の反転排出部７３および第２の反転排出部７４によって両面画像形成した時の生産性と循環所定枚数である。図に示すように第１の反転排出部７３では小サイズのみ片面同等の生産性で両面画像形成可能で、第２の反転排出部７４では、全てのサイズで片面同等の生産性で両面画像形成が可能である。

（画像形成シーケンス）
次に画像形成シーケンスについて説明する。第２実施形態では、第１実施形態で説明した３枚循環搬送（図１８（ａ））に加えて、図１７の５０１に示すように小サイズで５枚循環搬送を行う。図１８（ｂ）を参照して、５枚循環を説明する。

シートの長さをＬとした時、１枚目のシートＳ１の表面の画像形成の次に所定の間隔ｇを置いてシート１枚分の間隔Ｌ（Ｈ１部）が確保される。そして再び間隔ｇを置いて２枚目のシートＳ２への表面の画像形成に続き、間隔ｇを置いて再びシート１枚分の間隔Ｌ（Ｈ２部）が確保される。間隔Ｌに続いて、間隔ｇを置いて３枚目のシートＳ３の表面の画像形成が行われる。そして、３枚目のシートＳ３への表面の画像形成に続き、Ｓ１の裏面の画像形成が行われる。引き続き、シート間隔ｇを置いて４枚目のシートＳ４の表面の画像形成、シート間隔ｇを置いて２枚目のシートＳ２の裏面の画像形成、シート間隔ｇを置いて５枚目のシートＳ５の表面の画像形成、というように順番に画像形成が行われる。表面を印刷されたシートが再び転写部に到達して裏面を印刷するまでの時間Ｔ２の間にシートが５枚分あることから、５枚循環構成と呼称する。

（シート搬送装置の搬送パスの経路長）
第１実施形態のシート搬送装置の搬送パスの経路長について説明する。図１９は両面画像形成時に用いるシート搬送部を簡略化した図で、図１９（ａ）はシートの両面搬送パスの全体図で、２つの両面搬送パスから成る。図１９（ｂ）と図１９（ｃ）は、それぞれ図１９（ａ）の２つの両面搬送パスのうち一方を抜き出した図である。

図１９（ｂ）に示す両面搬送パス４０１は、小サイズのシートのみ３枚循環して両面画像形成が可能なパスである。図１９（ｃ）に示す両面搬送パス４０２は、中サイズ１および中サイズ２、大サイズのシートは３枚循環で両面画像形成し、小サイズのシートは５枚循環で両面画像形成が可能なパスである。

まず、図１９（ｂ）に示す第１の両面搬送パス４０１で両面画像形成する場合に全ローラの駆動時の搬送速度が一定で片面同等の生産性を達成するための成立条件について説明する。第１実施形態と同様で、第１の両面搬送パス４０１内でシートが循環する距離と反転時に第１の反転ローラ対３５から機外に飛び出すシート長さの和が小サイズのシート３枚分とシート間隔ｇの３個分の長さになるように第１の循環パスＬａ１の経路長を規定する。これにより常に紙間をｇにできる。それによって搬送速度一定で片面同等の生産性を達成できる。更に反転ローラ対３８の離間が不要で、両面搬送パス７５でシートを待機させる必要も無い。

また、第１の両面搬送パス４０１は小サイズのシートのみ複数枚循環印刷するので、Ｌｂ１は小サイズのシート１枚分とシート間隔の和よりも大きければよい。

次に図１９（ｃ）に示す第２の両面搬送パス４０２で両面画像形成する場合に全ローラの駆動時の搬送速度が一定で片面同等の生産性を達成するための成立条件について説明する。

中サイズ１で両面画像形成する場合の成立条件は第１実施形態と同様のため、省略する。

パス経路長が中サイズ１の場合に離間及びシートの待機を必要としない長さに設定してある。このため、中サイズ２で両面画像形成する場合は、第１実施形態同様に第２の反転ローラ対３８を離間してすれ違い搬送を行うことと両面搬送パス７５でシートを待機させることが必要となる。

大サイズで両面画像形成する場合の成立条件は、第１実施形態と同様の思想で、経路長Ｌｂ２が大サイズのシート長さとシート間隔よりも大きくなければならない。また、大サイズの場合も中サイズ２と同様に反転ローラ対３８を離間してすれ違い搬送を行うことと両面搬送パス７５でシートを待機させることが必要となる。

最後に小サイズで両面画像形成する場合の成立条件は、小サイズ２枚分の長さが大サイズ１枚分より長い場合、パスの経路長Ｌｂ２が小サイズのシート２枚分の長さとシート間隔１つ分よりも大きくなければならない。そうでない場合、シート間隔が大きくなってしまい、生産性が低下して片面同様の生産性を確保できなくなってしまう。また、小サイズの場合も反転ローラ対３８を離間してすれ違い搬送を行うことと両面搬送パス７５でシートを待機させることが必要となる。小サイズの場合には両面搬送パス７５に２枚待機させる必要がある。

前記のように第１の両面搬送パス４０１と第２の両面搬送パス４０２の経路長をそれぞれ小サイズと中サイズ１のシート長さに合わせている理由は、図１７の５０２に示すように小サイズと中サイズ１の使用比率が高いためである。このため、最も使用比率の高いシート及び２番目に使用比率が高いシートを、画像形成装置における基準にする。これによって、小サイズと中サイズ１の両面画像形成時に、反転ローラ対の離間と当接、両面ローラ対の駆動と停止に伴って発生する騒音を無くすことができる。

以下、第１の両面搬送パス４０１および第２の両面搬送パス４０２の搬送パスの経路長について詳細に説明する。まず、図１９（ｂ）に示す第１の両面搬送パス４０１について説明する。第１の反転ローラ対３５から両面ローラ対３９を経由して再び第１の反転ローラ対３５に達する第１の循環パスをＬａ１とする。小サイズの群で最大のシートの長さをＬｓ１、シート間の所定のシート間隔をｇとする。また、第１の反転ローラ対３５と第１の反転点２０１の距離を第１の搬送しろｋ１とし、シートの後端が第１の反転点２０１に達し、反転を開始するまでの待機時間をｔ１とすると、第１実施形態の考え方と同様のため、

Ｌａ１＝２×ｎ×Ｌｓ１+（２ｎ×ｎ＋１）×ｇ＋２×ｋ１−ｖ１×ｔ２
但し、ｔ１≦（２×ｇ）／ｖ１
ｎ：整数（本実施形態ではｎ＝１）

また、反転ローラ対３５から両面ローラ対３９を経由して定着器５０に至るパスをＬｂ１とする。なお、加圧ローラと定着ローラのローラ対で構成された定着器５０はシートを搬送する搬送回転体（第６の回転体対）としても機能する。また、第１の両面搬送パス４０１で複数枚循環搬送を行って両面画像形成が可能なシートの中で最も大きいサイズをＬｌ１とする。このとき、第１実施形態の考え方と同様に、

Ｌｂ１≧Ｌｌ１＋ｇ

ここで、第１の両面搬送パス４０１は、小サイズのシートのみ複数枚循環搬送が可能なので、

Ｌｌ１＝Ｌｓ１
∴Ｌｂ１≧Ｌｓ１＋ｇ

一方、第２の両面搬送パス４０２においては、第２の循環パスＬａ２は、第１実施形態と同様である。そのため、中サイズ１の群で最大のサイズ（第３のサイズ）のシートの長さをＬｍ２、整数をｎ（本実施形態ではｎ＝１）とすると、

Ｌａ２＝２×ｎ×Ｌｍ２+（２×ｎ＋１）３×ｇ＋２×ｋ２−ｖ１×ｔ２
但し、ｔ２≦（２×ｇ）／ｖ１

また、Ｌｂ２は、第２実施形態のようにシートのサイズによって３枚循環と５枚循環の２つの循環構成がある場合には、両方を考慮して決定する必要がある。５枚循環の場合は、３枚循環での１枚分のスペースに２枚分を配置することになる。そのため、大サイズの群で最大のシートの長さをＬｌ２とし、小サイズの群で最大のシートの長さをＬｓ２とすると、とすると、

Ｌｂ２≧Ｌｌ２＋ｇ
Ｌｂ２≧２×Ｌｓ２＋ｇ

以下に搬送パスの経路長の具体例を挙げる。図１７に示したように、小サイズの群で最大のシートの長さＬｓ１が２１５．９ｍｍ、中サイズ１の群で最大のシート長さＬｓ２が２９７ｍｍ、大サイズの群で最大のシート長さＬｍ２が４３１・８ｍｍである。そして、間隔ｇを３６ｍｍ、反転しろｋ２を５ｍｍ、搬送速度ｖ１を１００ｍｍ／ｓ、待機時間を０．５ｓとすると、Ｌａ２、Ｌｂ２は、

Ｌａ１＝２×２１５．９＋３×３６＋２×５−１００×０．５＝４９９．８ｍｍ
Ｌｂ１≧２１５．９＋３６＝２５１．９ｍｍ
Ｌａ２＝２×２９７＋３×３６＋２×５−１００×０．５＝６６２ｍｍ
Ｌｂ２≧４３１．８＋３６＝４６７．８ｍｍ
Ｌｂ２≧２×２１５．９＋３６＝４６７．８ｍｍ

このように２つの両面搬送パスを設け、それぞれ対応したシートに合わせた搬送パスの経路長にすることで、サイズの種類が多く、最も大きいシートと最も小さいシートのサイズ差が大きい場合に第１実施形態よりも効果的に静音化および省電力化が図れる。第１実施形態の構成に比べて特にサイズの小さいシートに有効である。

（シート搬送装置の制御部の構成）
図２０は第２実施形態の各フラッパおよび各ローラを制御する搬送制御部２４１を示す図である。ユーザは、両面画像形成を行う前に操作部２５０によって両面画像形成モードを入力する。ユーザの入力情報をもとに、第１実施形態に加えて第１のフラッパ４１や第２のフラッパ４２、第１の反転ローラ対３５、両面ローラ対４０の各モータおよびソレノイドの制御を行う。

（シート搬送装置の制御）
次に第２実施形態の制御について説明する。図２１は第２実施形態の構成におけるシーケンスを決めるためのフローチャート図である。ＣＰＵ２５１は、図２１のフローチャートを用いて循環パス、循環枚数、反転ローラの離間の有無、両面ローラの回転および停止の切り替えの有無の４つの項目を組み合わせた両面画像形成モードを決める。

まず初めに印刷枚数が２枚以上であるかを判断する（ステップＣ１１）。印刷する枚数が１枚（１枚循環）の場合には、シートサイズおよび排出位置によらずにパス長の短い第１の両面搬送パス４０１に搬送して両面画像形成する（ステップＣ１５）。第１の両面搬送パス４０１で両面画像形成することで、駆動させるローラを削減できるため、静音化および省電力化が図れる。その後、ユーザの入力に従い、第１の排出トレイ６１もしくは第２の排出トレイ６２に排出する。

ステップＣ１１で印刷枚数が２枚以上の場合、シートサイズが小サイズであるか判断する（ステップＣ１２）。シートサイズが小サイズの場合は、排出位置が第１の排出トレイ６１であるかを判断する（ステップＣ１３）。排出位置が第１の排出トレイ６１の場合には、第１の両面搬送パス４０１で３枚循環の両面画像形成を行う（ステップＣ１７）。この時、第１の反転ローラ対３５は離間を行わず、両面ローラ対３９も停止せずに片面同等の生産性で両面画像形成ができる。

一方、ステップＣ１３で排出位置が第１の排出トレイ６１でない場合、即ち第２の排出トレイ６２に小サイズのシートを排出したいときには、第２の両面搬送パス４０２で５枚循環の両面画像形成を行う（ステップＣ１８）。この場合は、第２の反転ローラ対３８の離間と当接の切り替えを行い、両面ローラ対３９と両面ローラ対４０の停止と駆動を切り替えながら両面画像形成を行うことで片面同等の生産性で両面画像形成を行う。このようにするのは、第１の循環パスＬａ１で３枚循環した場合には、排出するシートが反転中のシートに遮られて第２の反転排出部７４に向かうことができないためである。

また、第１の排出トレイ６１が例えば、排出したシートでいっぱいになって排出口が塞がれた場合にも同様のモードで第２の排出トレイ６２へ排出する。

ステップＣ１２でシートサイズが小サイズでない場合、更にシートサイズが中サイズ１であるかを判断する（ステップＣ１４）。シートサイズが中サイズ１の場合、第２の両面搬送パス４０２で３枚循環の両面画像形成を行う（ステップＣ１８）。この時、第２の反転ローラ対３８は離間を行わず、両面ローラ対３９と両面ローラ対４０も停止せずに片面同等の生産性で両面画像形成ができる。

一方、ステップＣ１４でシートサイズが中サイズ１でない場合、即ちシートサイズが中サイズ２もしくは大サイズの場合は、第２の両面搬送パス４０２で３枚循環の両面画像形成を行う。この場合には第２の反転ローラ対３８の離間と当接の切り替えを行い、両面ローラ対３９と両面ローラ対４０の停止と駆動を切り替えながら両面画像形成を行うことで片面同等の生産性で両面画像形成を行う（ステップＣ１９）。

このような構成にすることで、サイズの種類が多く、最も大きいシートと最も小さいシートのサイズ差が大きい場合にも生産性を片面印刷同等に両面画像形成でき、第１実施形態よりも効果的に静音化および省電力化が図れる。

（シート搬送装置の両面搬送動作）
以下、図を参照し、各サイズのシートで循環両面画像形成する時の両面搬送動作を説明する。尚、第２の両面搬送パス４０２による中サイズ１と中サイズ２の両面搬送動作は、第１実施形態と同様である。また、大サイズの両面搬送動作は中サイズ２と略同じであるため、省略する。そのため、以下では第１および第２の両面搬送パス４０１、４０２で小サイズのシートを両面画像形成した場合の両面搬送動作について説明する。

（１）第１の両面搬送パス４０１で小サイズのシートを両面画像形成する場合
図２２を参照して説明する。尚、シート間隔の考え方は第１実施形態の中サイズ１のシートを両面画像形成した場合と同様であるため、説明を省略する。

図２２は小サイズのシート（長さＬｓ１）を第１の両面搬送パス４０１で連続両面画像形成した場合の紙の搬送工程（３枚循環構成）を示している。図に示す実線の太線は搬送されるシートを示しており、点線の太線は画像形成が行われないが、画像形成に相当するシート位置を示す。また、シート近傍の直線矢印はシートの搬送方向を示している。

図２２（ａ）は、両面画像形成するシート群の１枚目であるシートＳ１が給送された後、レジストローラ対３３に達した状態を示した図である。

その後、表面に画像形成およびトナーの定着を終えたシートＳ１は、図２２（ｂ）に示すように第１の反転ローラ対３５によって一旦搬送パスの外に向けて搬送される。

やがて、シートＳ１の後端が図２２（ｃ）に示すように第１の反転点２０１に達する。一方で、シートＳ２がピックアップローラ３１によって搬送路に給送される。

次にシートＳ１は、反転位置で時間ｔ２だけ待機する。図２２（ｄ）は、シートＳ１がｔ２だけ待機した後の状態を示している。その後、シートＳ１は第１の反転ローラ対３５によってスイッチバック搬送されることで先端と後端が入れ替わり、第１の両面ローラ対３９に向けて搬送される。

その後、表面の画像形成およびトナー像を定着されたシートＳ２は、図２２（ｅ）に示すように後端が第１の反転点２０１に達する。一方、シートＳ１は裏面に画像形成およびトナー像の定着が行われる。更にシートＳ３がピックアップローラ３１によって搬送路に給送される。

次にシートＳ２は、反転位置で時間ｔ２だけ待機する。図２２（ｆ）は、シートＳ２がｔ２だけ待機した後の状態を示している。その後、シートＳ２は第１の反転ローラ対３５によってスイッチバック搬送されることで先端と後端が入れ替わり、第１の両面ローラ対３９に向けて搬送される。一方で、シートＳ３がピックアップローラ３１によって搬送路に給送される。

その後、図２２（ｇ）に示すように裏面に画像形成およびトナー像を定着されたシートＳ１が第１の排出ローラ対３４によって排出トレイ６１に向けて排出される。その間にシートＳ３の画像形成が開始される。

その後、新たに給送される各シートが図２２（ｅ）〜図２２（ｇ）に示すシートＳ１、Ｓ２、Ｓ３の動作を繰り返し行うことで増速制御と駆動のＯＮ／ＯＦＦ制御をせずに連続両面画像形成が行われる。

（２）第２の両面搬送パス４０２で小サイズのシートを両面画像形成する場合
図２３は小サイズのシート（長さＬｓ１）を第２の両面搬送パス４０２で連続両面画像形成した場合の紙の搬送工程（５枚循環構成）を示している。図に示す実線の太線は搬送されるシートを示している。また、シート近傍の直線矢印はシートの搬送方向を示している。

図２３（ａ）は、両面画像形成するシート群の１枚目であるシートＳ１が給送された後、レジストローラ対３３に達した状態を示した図である。

その後、表面に画像形成およびトナーの定着を終えたシートＳ１は、図２３（ｂ）に示すように第２の反転ローラ対３８によって一旦搬送パスの外に向けて搬送される。一方で、シートＳ２がピックアップローラ３１によって搬送路に給送される。

そして、シートＳ１は、反転部で一旦停止した後に第２の反転ローラ対３８によってスイッチバック搬送され、図２３（ｃ）に示すように両面ローラ対３９に向けて搬送される。

その後、図２３（ｄ）に示すようにシートＳ１の先端が第１の合流点８１よりもｇだけ手前の位に達すると、両面ローラ対３９が停止してシートＳ１が待機する。その間にもシートＳ２は搬送され、表面の画像形成およびトナーの定着を終えて、第２の反転ローラ対３８によって一旦搬送パスの外に向けて搬送される。一方で、シートＳ３がピックアップローラ３１によって搬送路に給送される。

その後、シートＳ２が転部で一旦停止した後に第２の反転ローラ対３８によってスイッチバック搬送された後、両面ローラ対４０を通過すると、反転ローラ対３８が離間する。更に、図２３（ｅ）に示すようにシートＳ２がシートＳ１の後端に追いつくと、両面ローラ対４０が停止してシートＳ２がシートＳ１の下流で待機する。その間にもシートＳ３は、第２の反転ローラ対３８に向かって搬送される。

やがてシートＳ３の後端が第１の合流点８１に達すると、図２３（ｆ）に示すように両面ローラ対３９が回転して、シートＳ１がシートＳ３の後端から間隔ｇだけ遅れて搬送される。また、両面ローラ対３９に続いて両面ローラ対４０も回転して、シートＳ２がシートＳ１に続いて搬送される。

そして、シートＳ３の先端が第２の反転ローラ対３８を通過すると、図２３（ｇ）に示すようにシートＳ２とすれ違い搬送される。

その後、シートＳ２の後端が第２の反転ローラ対３８を抜けると、第２の反転ローラ対３８の２つのローラが再び接触する。そして、図２３（ｈ）に示すようにシートＳ２の先端が第１の合流点８１よりもｇだけ手前の位に達すると、シートＳ１の時と同様にシートＳ２が待機する。その間にもシートＳ１とシートＳ２は搬送され、シートＳ３は表面の画像形成およびトナーの定着を終えて、シートＳ１、Ｓ２の時と同様に反転工程に入る。一方で、シートＳ４がピックアップローラ３１によって搬送路に給送される。

その後、シートＳ３の先端が両面ローラ対４０を通過すると、反転ローラ対３８が離間する。更にシートＳ３は、シートＳ２の時と同様に図２３（ｉ）に示すようにシートＳ２の下流で待機する。シートＳ１は、裏面に画像形成およびトナー像を定着されて排出ローラ対３４によって第１の排出トレイ６１に向けて排出される。

その後、新たに給送される各シートが図２３（ｅ）〜図２３（ｉ）に示すシートＳ１〜Ｓ４の動作を繰り返し行うことで増速制御と駆動のＯＮ／ＯＦＦ制御をせずに連続両面画像形成が行われる。

１…画像形成装置
３４，３７…排出ローラ対
３５，３８…反転ローラ対
３６…中継ローラ対
３９，４０両面ローラ対
５０…定着器
７３，７４…反転排出部
２０１,２０２…反転点
４０１，４０２…両面搬送パス

Claims (7)

1. シートの両面に画像形成するためのシート循環搬送路を有する画像形成装置において、
   画像転写部においてシートに画像を転写する画像形成手段と、
   前記画像転写部を通過したシートを反転搬送するために正逆回転可能であり、かつ、接離可能な第１の回転体対と、
   前記第１の回転体対により搬送されたシートを再び前記画像転写部へと搬送するための第２の回転体対と、
   前記画像転写部を通過したシートを前記第１の回転体対又は排出部へ搬送する第３の回転体対と、
   前記シートの搬送を制御する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記各回転体対が駆動するときの速度を一定にし、かつ、複数枚のシートに連続して両面画像形成をするときに、前記第１の回転体対から前記第２の回転体対、前記画像転写部、前記第３の回転体対を経て前記第１の回転体対に至る循環搬送路の経路長よりも、前記搬送経路内を同時に循環搬送される所定枚数のシートの搬送方向長さ及びそれぞれのシート間の間隔の和が長いときは、前記第１の回転体対の位置を２枚のシートが搬送される際に前記第１の回転体対を離間させて前記２枚のシートをすれ違い搬送することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の回転体対から前記第２の回転体対、前記画像転写部、前記第３の回転体対を経て前記第１の回転体対に至る循環搬送路の経路長をＬａ２、
   前記第１の回転体対から前記第２の回転体対、前記画像転写部を経て前記第３の回転体対までの経路長をＬｂ２、
   基準となるシートの搬送方向長さをＬｓ、
   装置で画像形成し得る最大サイズのシートの搬送方向長さをＬｌ、
   連続してシート搬送するときのシート間の間隔をｇ、
   前記第１の回転体対の位置でシートが待機した時に前記第１の回転体対のニップ位置よりも上流側に残るシート長さをｋ２、
   ｎを整数としたとき、
   Ｌａ２≦２×ｎ×Ｌｓ＋（２×ｎ＋１）×ｇ＋２×ｋ２
   かつ、
   Ｌｂ２≧Ｌｌ＋ｇ
   の関係を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第１の回転体対の位置でシートが待機する時間をｔ、
   各回転体対がシートを搬送する搬送速度をｖとしたとき、
   Ｌａ２≦２×ｎ×Ｌｓ＋（２×ｎ＋１）×ｇ＋２×ｋ２−ｖ×ｔ
   かつ、
   Ｌｂ２≧Ｌｌ＋ｇ
   かつ、
   ｔ≦（２×ｇ）／ｖ
   の関係を有することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記第１の回転体対よりもシート搬送方向上流側に配置され、前記画像転写部を通過したシートを反転搬送するために正逆回転可能な第４の回転体対と、
   前記第４の回転体対により反転搬送されたシートを再び前記画像転写部へと搬送するための第５の回転体対と、
   前記画像転写部を通過したシートを前記第４の回転体対又は前記排出部よりもシート搬送方向上流側に配置された排出部へ搬送する第６の回転体対と、
   を有し、
   前記第４の回転体対から前記第５の回転体対、前記画像転写部、前記第６の回転体対を経て前記第４の回転体対に至る循環搬送路の経路長をＬａ１、
   前記第４の回転体対から前記第５の回転体対、前記画像転写部を経て前記第６の回転体対までの経路長をＬｂ１、
   前記基準となるシートの搬送方向長さＬｓより長く、前記最大サイズのシートより短い第３のサイズのシート長さをＬｍ、
   前記第４の回転体対の位置でシートが待機した時に前記第４の回転体対のニップ位置よりも上流側に残るシート長さをｋ１としたとき、
   Ｌａ１＝２×ｎ×Ｌｓ＋（２×ｎ＋１）×ｇ＋２×ｋ１
   Ｌｂ１≧Ｌｓ＋ｇ
   Ｌａ２≦２×ｎ×Ｌｍ＋（２×ｎ＋１）×ｇ＋２×ｋ２
   Ｌｂ２≧Ｌｌ＋ｇ
   Ｌｂ２≧２×Ｌｓ＋ｇ
   の関係を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の回転体対の位置でシートが待機する時間をｔ、
   各回転体対がシートを搬送する搬送速度をｖとしたとき、
   Ｌａ１＝２×ｎ×Ｌｓ＋（２×ｎ＋１）×ｇ＋２×ｋ１−ｖ×ｔ１
   Ｌｂ１≧Ｌｓ＋ｇ
   Ｌａ２≦２×ｎ×Ｌｍ＋（２×ｎ＋１）×ｇ＋２×ｋ２−ｖ×ｔ２
   Ｌｂ２≧Ｌｌ＋ｇ
   Ｌｂ２≧２×Ｌｓ＋ｇ
   ｔ≦（２×ｇ）／ｖ
   の関係を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記基準となるシートのサイズは、最も使用比率の高いシートであることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第３のサイズのシートのサイズは、２番目に使用比率の高いシートであることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。