JP2016218107A - 用紙搬送装置、画像形成システム、および用紙搬送装置用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】長尺状の用紙をスイッチバックさせる際、表面に画像形成された当該用紙が巻き取られることで発生した用紙上での温度ムラを抑制し、裏面に画像形成された画像の画像品質の劣化を抑制できる用紙搬送装置を提供する。【解決手段】片面に画像形成された用紙を、用紙の一端側から巻き取る用紙巻き取り手段１１８ａと、用紙巻き取り手段により巻き取られた用紙を、用紙の他端側から巻き出す用紙巻き出し手段１１８ａと、巻き出し手段により巻き出された用紙を、画像形成された面と反対の面に画像形成される前に冷却する冷却手段１１８ｂと、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、用紙搬送装置、画像形成装置、画像形成システム、および用紙搬送装置用プログラムに関する。

従来、ロール紙などの長尺状の用紙の両面印刷を行う技術が知られている。

下記特許文献１によれば、所定の印刷位置において用紙の表面にインクジェットラインヘッドなどにより印刷を行った後、巻き取り芯を回転させて用紙を巻き取り芯に巻き付けることにより、用紙を先端から巻き取る。その後、巻き取り芯を逆方向に回転させて、巻き取られた用紙を後端から引き出させることで、スイッチバックにより用紙の表裏を反転し、当該所定の印刷位置に用紙を再度通過させることで用紙の裏面の印刷を行う。これにより、当該印刷位置に設けられた単一の印刷ヘッドを用いて両面印刷を行うことで、両面印刷装置の小型化および低コスト化を実現する。

特開２０１１−１４３６２８号公報

しかし、電子写真方式など画像形成の際に用紙を加熱させる方式の場合、表面への画像形成において加熱された用紙がロール状に巻き取られて重なり合うことにより、重なった用紙の内側ほど、トナーなどに蓄積された熱の放熱が困難となり用紙温度が上昇する。これにより、用紙の部分ごとの重なり度合いにより用紙上で温度ムラが発生することで、その後裏面に画像形成した画像に光沢ムラが発生し、画像品質が劣化するという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。すなわち、長尺状の用紙をスイッチバックさせる際、表面に画像形成された当該用紙が巻き取られることで発生した用紙上での温度ムラを低減し、裏面に画像形成された画像の画像品質の劣化を抑制することを目的とする。

本発明の上記課題は、以下の手段によって解決される。

（１）片面に画像形成された用紙を、前記用紙の一端側から巻き取る用紙巻き取り手段と、前記用紙巻き取り手段により巻き取られた前記用紙を、前記用紙の他端側から巻き出す用紙巻き出し手段と、前記巻き出し手段により巻き出された前記用紙を、画像形成された面と反対の面に画像形成される前に冷却する冷却手段と、を有する、用紙搬送装置。

（２）前記用紙巻き取り手段により巻き取られた前記用紙の、巻き取られた状態での前記用紙の部分ごとの他の部分による外側への重なり度合が高くなるほど、前記部分ごとに前記用紙を冷却する強度を上げるように前記冷却手段を制御する制御手段をさらに有する、上記（１）に記載の用紙搬送装置。

（３）前記冷却手段は、前記片面に画像形成された用紙の、前記巻き取り手段により巻き取られる際に搬送経路の所定の箇所を通過する部分を冷却し、かつ、前記冷却手段は、前記用紙のうち、前記反対の面に画像形成するために前記巻き出し手段により巻き出される際に前記搬送経路の前記所定の箇所を通過する部分を冷却し、
前記用紙巻き取り手段は、前記用紙の他端が少なくとも前記所定の箇所を通過するまで、前記用紙を巻き取る、上記（１）または（２）に記載の用紙搬送装置。

（４）前記冷却手段は、前記片面に画像形成された用紙の、前記巻き取り手段により巻き取られる際に搬送経路の所定の箇所を通過する部分を冷却し、かつ、前記冷却手段は、前記用紙のうち、前記反対の面に画像形成するために前記巻き出し手段により巻き出される際に前記搬送経路の前記所定の箇所を通過する部分を冷却し、前記用紙巻き取り手段は、前記画像形成された面と反対の面において画像形成される範囲が前記所定の箇所を通過するまで、前記用紙を巻き取る、上記（１）または（２）に記載の用紙搬送装置。

（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の用紙搬送装置と、前記用紙搬送装置から搬送された用紙に対して画像形成する画像形成装置と、を有する画像形成システム。

（６）用紙を巻き取る用紙巻き取り手段と、巻き取られた前記用紙を巻き出す用紙巻き出し手段と、前記用紙を冷却する冷却手段と、を有する用紙搬送装置に、片面に画像形成された用紙を、前記用紙の一端側から前記用紙巻き取り手段により巻き取らせる手順（ａ）と、前記手順（ａ）において巻き取らせた前記用紙を、前記用紙の他端側から前記用紙巻き出し手段により巻き出させる手順（ｂ）と、前記手順（ａ）において巻き取られた前記用紙の、巻き取られた状態での前記用紙の部分ごとの他の部分による外側への重なり度合が高くなるほど、前記手順（ｂ）において巻き出させた前記用紙の画像形成された面と反対の面に画像形成される前に、前記部分ごとに前記用紙を冷却する強度を上げて前記用紙を冷却させるように前記冷却手段を制御する手順（ｃ）と、を有する手順を実行させる、プログラム。

表面に画像形成された長尺状の用紙を先端側から巻き取った後、後端側から巻き出し、当該用紙の裏面に画像形成する前に冷却する。これにより、長尺状の用紙をスイッチバックさせる際、表面に画像形成された当該用紙が巻き取られることで発生した温度ムラを低減し、裏面に画像形成された画像の画像品質の劣化を抑制することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置のブロック図である。 第１実施形態に係る画像形成システムの概略構成図である。 用紙搬送部により巻き取られている用紙の先端から後端までの部分ごとの用紙表面温度を説明するための説明図である。 巻き取りローラーにより巻き取られる用紙の範囲を説明するための説明図である。 第１実施形態に係る画像形成装置の動作のフローチャートである。 図５のステップＳ１０８のサブルーチンフローチャートである。 第２実施形態に係る画像形成システムの概略構成図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る、用紙搬送装置、画像形成システム、および用紙搬送装置用プログラムについて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る画像形成装置のブロック図である。

画像形成装置１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１１、記憶部１１２、通信インターフェース１１３、操作部１１４、表示部１１５、画像制御部１１６、画像形成部１１７、および用紙搬送部１１８を有する。これらの構成要素は信号をやり取りするためのバス１１９を介して相互に接続される。

記憶部１１２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）により構成されることができる。ＣＰＵ１１１により実行されるプログラムや、ＣＰＵ１１１により処理されるデータはＲＡＭにより一時的に記憶される。ＲＯＭにより、各種プログラムや各種データが記憶される。ＨＤＤにより、ＣＰＵ１１１が画像形成装置１１０の各構成要素を制御するためのプログラムを含む各種プログラム、通信インターフェース１１３を通じて受信した画像データ、およびその他の各種データが保存される。

通信インターフェース１１３は、画像形成装置１１０と外部機器との間で通信を行うためのインターフェースであり、イーサネット（登録商標）、ＳＡＴＡ、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４の規格によるネットワークインターフェース、および、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格による無線通信インターフェースなどの各種ローカル接続インターフェースが用いられる。

操作部１１４は、各種設定を行うタッチパネル、コピー枚数などを設定するテンキー、動作の開始を指示するスタートキー、動作の停止を指示するストップキー、および各種設定条件を初期化するリセットキーなどからなる。

表示部１１５は、各種情報を表示し各種設定入力を行うタッチパネル、および表示ランプなどからなる。なお、操作部１１４と表示部１１５の重複する機能は、操作部１１４および表示部１１５のいずれかが有するようにしてもよい。

画像制御部１１６は、通信インターフェース１１３により受信された印刷ジョブに含まれる印刷データのレイアウト処理およびラスタライズ処理を行い、ビットマップ形式の画像のデータである画像データを生成する。印刷ジョブとは、画像形成装置１１０に対する印刷命令の総称であり、印刷データおよび印刷設定が含まれる。印刷データとは、印刷の対象である文書のデータであり、印刷データには、例えば、イメージデータ、ベクタデータ、テキストデータといった各種データが含まれ得る。具体的には、印刷データは、ＰＤＬ（Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）データ、ＰＤＦ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｏｒｍａｔ）データまたはＴＩＦＦ（Ｔａｇｇｅｄ Ｉｍａｇｅ Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ）データであり得る。印刷設定とは、用紙への画像形成に関する設定および印刷物の後処理に関する設定であり、例えば、両面印刷、用紙の種類、画像のレイアウト、グレースケールまたはフルカラー、およびステープルなどの各種設定が含まれ得る。

画像形成部１１７は、電子写真方式により帯電、露光、現像、転写および定着の各工程を経て、長尺状の用紙を含む各種用紙に画像データに基づく画像形成を行い出力する。長尺状の用紙とは、単一の画像形成部１１７により両面印刷する際のスイッチバックにおいて、用紙の巻き取りが必要とされる一定の長さを有する用紙である。長尺状の用紙には、例えば、長辺の長さがＡ４などの定型紙より長い用紙や、ロール紙などの連続紙がある程度の長さを有するように切断された用紙が含まれる。以下、本明細書においては、特に明示しない限り、画像形成部１１７により画像形成される用紙は、長尺状の用紙であるものとして説明する。

用紙搬送部１１８は、用紙搬送装置を構成し、画像形成部１１７により表面に画像形成された用紙を、用紙の一端である先端から巻き取ることでロール状にし、かつ巻き取った用紙を、用紙の他端である後端から画像形成部１１７に向けて巻き出す。用紙搬送部１１８は、このようなスイッチバックにより表裏反転させた用紙を画像形成部１１７に搬送し、用紙の裏面が画像形成部１１７により画像形成される。これにより、用紙への両面印刷が実現される。

用紙搬送部１１８は、巻き出した用紙を、画像形成部１１７に搬送する前に冷却する。さらに、用紙搬送部１１８は、用紙を巻き取る前にも用紙を冷却する。用紙搬送部１１８は、例えば、熱伝導性の高い中空のローラーの内部に冷却水を循環させてなる冷却ローラーに、用紙を接触させることにより、用紙を冷却することができる。冷却ローラーは、熱電素子により構成してもよい。用紙は、ファンにより冷却されてもよい。

ＣＰＵ１１１は、制御手段を構成し、プログラムに従って上記各構成要素の制御や各種の演算処理などを行う。すなわち、ＣＰＵ１１１は、画像形成装置１１０を構成する各構成要素と連携をとりながら、各種処理に関する制御全般を行なう。

ＣＰＵ１１１は、用紙搬送部１１８によりロール状に巻き取られた状態の用紙の部分ごとに、他の部分による外側への重なり度合を算出する。すなわち、ＣＰＵ１１１は、先端を内側として外側に巻回されることでロール状に巻き取られた用紙の各部分に、用紙の他の部分が外側に何重に重なっているのかを、当該部分ごとに算出する。用紙の部分ごとの重なり度合の算出方法については後述する。

ＣＰＵ１１１は、算出した用紙の部分ごとの重なり度合を、記憶部１１２に記憶させる。ＣＰＵ１１１は、用紙搬送部１１８により巻き取られた状態での用紙の部分ごとの他の部分による外側への重なり度合が高いほど、当該部分ごとに用紙搬送部１１８により巻き出された用紙を冷却する強度を上げるように用紙搬送部１１８を制御する。すなわち、ＣＰＵ１１１は、用紙表面への画像形成時における画像の定着時の加熱により用紙やトナーに蓄積された熱の放熱が、より困難となることで相対的に温度が高くなる用紙の内側の部分ほど強く冷却させる。これにより、巻き取られることで発生する用紙上の温度ムラを効果的に低減させる。

図２は、本実施形態に係る画像形成システムの概略構成図である。

画像形成システム１００は、画像形成装置１１０および給紙装置１５０を有する。

図２には、給紙装置１５０の筐体内に存在する用紙Ｐ３と、画像形成装置１１０の筐体内で表面に画像形成がされている用紙Ｐ２と、表面に画像形成がなされた後に巻き取りローラー１１８ａに巻き取られている用紙Ｐ１とが併せて示されている。以下、用紙Ｐ１〜Ｐ３を、単に用紙Ｐと表示する。

給紙装置１５０は、用紙Ｐを画像形成装置１１０に供給する装置である。給紙装置１５０の筐体内では、用紙Ｐが回転可能な支持軸に巻回されて保持される。給紙装置１５０は、用紙Ｐを複数のローラー（例えば、繰り出しローラーおよび給紙ローラー）を経由して、画像形成装置１１０に用紙Ｐを供給する。

画像形成装置１１０の画像形成部１１７は、電子写真方式によってトナー像を形成し、給紙搬送ローラー１１０ａなどにより搬送路１１０ｃを搬送される用紙Ｐに転写する。画像形成部１１７においては、像担持体として、感光体ドラムＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋおよび中間転写ベルトＢ１が用いられる。中間転写ベルトＢ１は、無端ベルトであり、複数のローラーにより巻回され、走行可能に支持される。感光体ドラムＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋに形成された各色のトナー像は、中間転写ベルトＢ１上に逐次転写され、各色（Ｙ（Ｙｅｌｌｏｗ）、Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ）、Ｃ（Ｃｙａｎ）、Ｋ（Ｂｌａｃｋ））の層が重畳したカラー画像であるトナー像ＴＮが中間転写ベルトＢ１上に形成される。そして、トナーと逆極性のバイアスを転写ローラーＴに印加し、中間転写ベルトＢ１と転写ローラーＴとで用紙Ｐを挟持して搬送することにより、中間転写ベルトＢ１上に形成されたトナー像ＴＮが用紙Ｐの表面に転写される。

加熱源である定着ローラーＲ１が、定着ベルトＢ２を介して加圧ローラーＲ２に圧着されることにより、定着ベルトＢ２および加圧ローラーＲ２によりニップ部が形成される。トナー像ＴＮが転写された用紙Ｐは、定着ローラーＲ１および加圧ローラーＲ２が回転することによりニップ部に挟持されて搬送される。これにより、ニップ部を通過する用紙Ｐは、ニップ部において加熱および加圧され、トナー像ＴＮが用紙Ｐに溶融定着される。

切替ゲート１１０ｄは、用紙Ｐを用紙搬送部１１８に搬送するための搬送路１１０ｆ、および用紙Ｐを画像形成装置１１０の外へ排紙させる排紙搬送ローラー１１０ｂに搬送するための搬送路１１０ｅのいずれかに用紙Ｐを案内する。切替ゲート１１０ｄは、実線で示された状態に切り替わることにより用紙Ｐを搬送路１１０ｆに案内し、破線で示された状態に切り替わることにより用紙Ｐを搬送路１１０ｅに案内する。

用紙搬送部１１８には表面への画像形成時における画像の定着の際に加熱された用紙Ｐが搬送される。

用紙搬送部１１８は、搬送された用紙Ｐを、冷却ローラー１１８ｂに掛架させるとともに、用紙Ｐの先端を巻き取りローラー１１８ａに固定させて巻き取りローラー１１８ａを回転させることで、用紙Ｐを先端側から巻き取りローラー１１８ａにより巻き取る。用紙Ｐは、例えば、搬送ガイド板１１８ｃにより案内されることで冷却ローラー１１８ｂに掛架されることができる。

巻き取りローラー１１８ａは、用紙巻き取り手段を構成し、反時計回りに回転して用紙Ｐを外周面に巻き付かせることにより、用紙Ｐを先端側から巻き取る。巻き取りローラー１１８ａは、さらに、用紙巻き出し手段を構成し、巻き取った用紙Ｐを、時計回りに回転（逆回転）することで、後端側から巻き出す。用紙Ｐは、後端側から巻き取りローラー１１８ａにより巻き出され、後端側から画像形成部１１７に搬送される。これにより、用紙Ｐはスイッチバックされることで表裏が反転されて画像形成部１１７に搬送される。

なお、巻き取りローラー１１８ａと冷却ローラー１１８ｂとの間の用紙Ｐの搬送経路においてデカール部を設け、用紙Ｐが巻き取りローラー１１８ａから巻き出される際に、巻き取られることで発生した用紙Ｐのカールを矯正することが望ましい。デカール部は、例えば、ベルトとローラーにより比較的曲率半径の小さい搬送路が形成されることにより構成される。これにより、当該搬送路に用紙Ｐが通過することで用紙Ｐにベルトとローラーによる曲げ力が作用されることにより用紙のカールが矯正される。

切替ゲート１１８ｄは、スイッチバックされた用紙Ｐを画像形成部１１７に搬送するための搬送路１１８ｆに案内する際、実線で示された状態に切り替わる。なお、切替ゲート１１８ｄは、用紙Ｐが画像形成部１１７から搬送路１１０ｆを経由して巻き取りローラー１１８ａに搬送される際は、破線で示された状態に切り替わる。

冷却ローラー１１８ｂは、冷却手段を構成し、所定の冷却温度に設定された冷却ローラー１１８ｂの外周面に掛架されることで接触する用紙Ｐを冷却する。すなわち、表面に画像形成された用紙Ｐは、巻き取りローラー１１８ａにより巻き取られる際の、巻き取りローラー１１８ａへの用紙Ｐの搬送経路である冷却ローラー１１８ｂの表面の、用紙Ｐと接触する箇所において、当該箇所と接触する部分が冷却される。また、巻き取りローラー１１８ａから巻き出される用紙Ｐは、画像形成部１１７に搬送される際、搬送経路である冷却ローラー１１８ｂの表面と接触し、接触した部分が冷却される。

図３は、用紙搬送部により巻き取られている用紙の先端から後端までの部分ごとの用紙表面温度を説明するための説明図である。

用紙Ｐの後端である点Ａから、用紙Ｐの冷却ローラー１１８ｂとの接触点のうち最も後端側の点Ｂに至る手前までの範囲は、冷却ローラー１１８ｂと接触していない範囲である。したがって、当該範囲は、画像形成部１１７により用紙Ｐの表面への画像形成において加熱された後、冷却ローラー１１８ｂにより冷却されていないため、用紙Ｐの表面温度が相対的に高いままとなっている。

用紙Ｐの冷却ローラー１１８ｂとの接触点のうち最も後端側の点Ｂから、当該接触点のうち最も先端側の点Ｃまでの範囲は、冷却ローラー１１８ｂと接触していることで冷却中の範囲である。したがって、冷却ローラー１１８ｂとの接触時間に対応して、用紙Ｐの表面温度が低下する。すなわち、冷却ローラー１１８ｂとの接触が開始された瞬間の点Ｂから、冷却ローラー１１８ｂとの接触時間が最も長い点Ｃに至るにしたがい、用紙Ｐの表面温度が低下する。

用紙Ｐの冷却ローラー１１８ｂとの接触点のうち最も先端側の点Ｃから、巻き取りローラー１１８ａにより巻き取られた点のうち最も後端側の点Ｄに至る手前までの範囲は、冷却ローラー１１８ｂによる冷却後、冷却ローラー１１８ｂに巻き取られていない範囲である。したがって、冷却ローラー１１８ｂによる冷却後、巻き取りローラー１１８ａにより巻き取られるまでの時間に対応して、自然放熱により用紙Ｐの表面温度が若干低下する。

用紙Ｐの巻き取りローラー１１８ａにより巻き取られた点のうち最も後端側の点Ｄから、用紙Ｐの先端である点Ｅに至るまでの範囲は、巻き取られたことで、用紙ＰやトナーＴＮに蓄熱された熱の放熱により用紙Ｐの表面温度が上昇する範囲である。用紙Ｐなどに蓄熱された熱の放熱は、用紙Ｐがロール状に巻き取られて重なり合うことにより、重なった用紙Ｐの内側ほど困難となり、用紙Ｐの表面温度が上昇する。点Ｄは、用紙Ｐの巻き取りローラー１１８ａにより巻き取られた状態での用紙Ｐの部分ごとの他の部分による外側への重なり度合の最も低い（他の部分による外側への重なりがない）点である。一方、点Ｅは、用紙Ｐの巻き取りローラー１１８ａにより巻き取られた状態での用紙Ｐの部分ごとの他の部分による外側への重なり度合の最も高い点である。したがって、巻き取られた状態での用紙Ｐの最も外側の点Ｄから最も内側の点Ｅに至るに従い、用紙Ｐの表面温度が上昇する。

このように、用紙Ｐは、巻き取りローラー１１８ａにより巻き取られることで、巻き取られた状態での用紙Ｐの重なり度合に応じて表面温度が上昇し、用紙Ｐ上で温度ムラが発生する。

冷却ローラー１１８ｂは、巻き取りローラー１１８ａから巻き出される用紙Ｐを、画像形成部１１７に搬送されて裏面に画像形成される前に冷却する。これにより、用紙Ｐが巻き取られることで用紙Ｐの重なり度合に応じて発生する温度ムラの温度勾配が緩和され、用紙Ｐ上で発生する温度ムラを低減することができる。

図２に戻り、冷却ローラー１１８ｂは、ＣＰＵ１１１の制御により、用紙搬送部１１８により巻き取られた状態での用紙Ｐの部分ごとの他の部分による外側への重なり度合に対応して、当該部分ごとに用紙搬送部１１８により巻き出された用紙を冷却する強度を調整する。すなわち、冷却ローラー１１８ｂは、巻き取られた状態において用紙Ｐの内側になる部分ほど強く冷却することにより、用紙Ｐ上の温度差をなくし、温度ムラを効果的に低減させる。

巻き取られた状態での用紙Ｐの部分ごとの他の部分による外側への重なり度合は、巻き取りローラー１１８ａの回転軸に垂直な断面の円周、巻き取りローラー１１８ａに巻き付いている用紙Ｐの長辺の長さ、および用紙Ｐの厚さに基づいて算出されることができる。巻き取りローラー１１８ａに巻き付いている用紙の長さとは、図３における点Ｄから点Ｅまでの長さであり、印刷データに含まれる印刷設定において設定されている用紙Ｐの長辺の長さから、図３における点Ａから点Ｄまでの長さを差し引くことにより算出される。図３における点Ａから点Ｄまでの長さは、次のように算出することができる。すなわち、例えば、用紙Ｐの後端である点Ａの用紙Ｐの位置を、搬送路１１８ｅなどに設けられたラインセンサーなどで検知することで点Ａから点Ｂまでの長さを算出し、算出値に点Ｂから点Ｄまでの距離の設計値を加算する。これにより、点Ａから点Ｄまでの長さを算出することができる。なお、点Ａが冷却ローラー１１８ｂの表面上に存在する場合は、冷却ローラー１１８ｂに設けられたラインセンサーなどで点Ａの位置を検知することで点Ａから点Ｃまでの長さを算出し、算出値に点Ｃから点Ｄまでの距離の設計値を加算する。これにより、点Ａから点Ｄまでの長さを算出することができる。

図４は、巻き取りローラーにより巻き取られる用紙の範囲を説明するための説明図である。

図４のＡは、用紙の搬送経路である冷却ローラーの表面を用紙の終端が通過するまで用紙が巻き取られる場合を示している。この場合は、用紙Ｐが巻き取りローラー１１８ａに巻き取られる際も、巻き取りローラー１１８ａから巻き出される際も、用紙Ｐの全体が冷却ローラー１１８ｂにより冷却される。これにより、用紙Ｐ上で冷却された部分と冷却されない部分との間で発生する温度ムラを低減できる。

用紙Ｐの終端が冷却ローラーの表面を通過したことは、例えば、冷却ローラー１１８ｂに設けられたラインセンサーなどで用紙Ｐの後端を検知することにより判断されることができる。

図４のＢは、用紙の裏面において後に画像形成される範囲が、用紙の搬送経路である冷却ローラーの表面を通過するまで用紙が巻き取られた場合を示している。図４のＢの用紙Ｐ上の点ＲＥは、用紙Ｐの裏面において後に画像形成される範囲内で最も用紙Ｐの後端に近い点を示している。この場合は、用紙Ｐが巻き取りローラー１１８ａに巻き取られる際も、巻き取りローラー１１８ａから巻き出される際も、少なくとも用紙Ｐの裏面において後に画像形成される範囲が冷却ローラー１１８ｂにより冷却される。これにより、少なくとも裏面において後に画像形成される範囲が冷却ローラー１１８ｂにより冷却されるため、当該範囲で温度ムラを低減し、画像の光沢ムラを抑制できる。また、スイッチバックのための用紙Ｐの搬送時間を短縮することができる。なお、用紙Ｐの裏面において画像形成されない余白においては温度ムラが存在しても光沢ムラの問題は発生しない。

用紙Ｐの裏面において画像形成される範囲内で最も用紙Ｐの後端に近い点ＲＥが冷却ローラー１１８ｂの表面を通過したことは、次のように判断されることができる。すなわち、印刷設定において設定されている画像のレイアウト設定に基づいて、用紙Ｐの後端から点ＲＥまでの長さＬを算出する。冷却ローラー１１８ｂに設けられたラインセンサーなどで用紙Ｐの後端を検知するとともに、検知された用紙Ｐの後端から先端側に長さＬ離れた箇所が冷却ローラーの表面を通過したことを演算により推定する。これにより、点ＲＥが冷却ローラー１１８ｂの表面を通過したことを判断できる。

画像形成装置１１０の動作について説明する。

図５は、画像形成装置の動作のフローチャートである。本フローチャートは、記憶部１１２に記憶されたプログラムにより実行されることができる。

ＣＰＵ１１１は、画像形成部１１７に用紙Ｐの表面に画像形成をさせる（Ｓ１０１）。

ＣＰＵ１１１は、印刷データに含まれる印刷設定において、両面印刷の設定がされていない場合は（Ｓ１０２：ＮＯ）、処理を終了する。

ＣＰＵ１１１は、印刷設定において、両面印刷の設定がされている場合は（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、用紙搬送部１１８による用紙Ｐの巻き取りを実施するかどうか判断する（Ｓ１０３）。用紙Ｐの巻き取りを実施するかどうかは、例えば、印刷設定において設定されている用紙Ｐの長辺の長さに基づき、用紙Ｐをスイッチバックさせるために用紙Ｐの巻き取りが必要かどうかにより判断される。なお、用紙Ｐの長辺の長さが短い場合でも、ローラー通過による温度ムラが発生し、光沢ムラが顕著になる場合は、冷却ローラー１１８ｂまで用紙Ｐを搬送して用紙Ｐを冷却してもよい。

ＣＰＵ１１１は、用紙Ｐの巻き取りを実施しないと判断した場合は（Ｓ１０３：ＮＯ）、用紙搬送部１１８による用紙Ｐの巻き取りを行わずに、用紙Ｐをスイッチバックさせて用紙Ｐの表裏を反転し、画像形成部１１７に搬送する（Ｓ１１１）。これにより、用紙Ｐは画像形成部１１７により裏面に画像形成される。

ＣＰＵ１１１は、用紙Ｐの巻き取りを実施すると判断した場合は（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、冷却ローラー１１８ｂを起動し（Ｓ１０４）、用紙搬送部１１８による用紙Ｐの巻き取りを実施する（Ｓ１０５）。これにより、用紙Ｐは冷却ローラー１１８ｂにより冷却ローラー１１８ｂに接触した部分が冷却されながら巻き取りローラー１１８ａに搬送されて巻き取られる。

ＣＰＵ１１１は、後に用紙Ｐの裏面に画像形成される範囲内で最も用紙Ｐの後端に近い点ＲＥが冷却ローラー１１８ｂを通過したと判断するまで、用紙Ｐの巻き取りを継続する（Ｓ１０６：ＮＯ）。

ＣＰＵ１１１は、後に用紙Ｐの裏面に画像形成される範囲内で最も用紙Ｐの後端に近い点ＲＥが冷却ローラー１１８ｂを通過したと判断したときは（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、巻き取りローラー１１８ａを逆回転させることにより、用紙Ｐを巻き取りローラー１１８ａから巻き出させる。

ＣＰＵ１１１は、冷却ローラー１１８ｂによる巻き出された用紙Ｐの冷却強度を調整する（Ｓ１０８）。

図６は、図５のステップＳ１０８のサブルーチンフローチャートである。

ＣＰＵ１１１は、巻き取りローラー１１８ａに巻き取られた状態での用紙Ｐの部分ごとの他の部分による外側への重なり度合を算出し（Ｓ２０１）、記憶部１１２に記憶させる。ＣＰＵ１１１は、例えば、用紙Ｐの後端から各部分までの距離と、巻き取られた状態での用紙Ｐの各部分の用紙Ｐの他の部分による外側への重畳数との関係として、用紙Ｐの部分ごとの重なり度合を記憶部１１２に記憶させることができる。なお、用紙Ｐの部分ごとの重なり度合は、ステップＳ１０６において、用紙Ｐ上の点ＲＥが冷却ローラー１１８ｂを通過したと判断された時点、すなわち、巻き取りローラー１１８ａによる用紙Ｐの巻き取りが終了した時点で算出される。

ＣＰＵ１１１は、巻き出された用紙Ｐの冷却ローラー１１８ｂに到達した部分に対し、ステップＳ２０１で算出された重なり度合に対応して、冷却ローラー１１８ｂによる冷却強度を調整する制御をして当該部分を冷却する（Ｓ２０２）。すなわち、ＣＰＵ１１１は、巻き取りローラー１１８ａにより巻き取られた状態での用紙Ｐの部分ごとの他の部分による外側への重なり度合が高いほど、冷却ローラー１１８ｂによる冷却強度を上げるように冷却ローラー１１８ｂを制御する。

ＣＰＵ１１１は、巻き出された用紙Ｐの冷却ローラー１１８ｂに到達した部分が用紙Ｐのどの部分であるかを、次のように判断することができる。例えば、用紙Ｐの後端の冷却ローラー１１８ｂ上の位置をラインセンサーで検知するとともに、用紙Ｐの後端から各部分までの距離に基づいて、各部分が冷却ローラー１１８ｂに到達するまでの時間を、用紙Ｐの搬送速度を考慮して算出する。そして、巻き出しを開始してからの時間を内部タイマーにより計測することにより、当該時間ごとに、冷却ローラー１１８ｂに到達した用紙Ｐの各部分が用紙Ｐのどの部分であるかを判断できる。

ＣＰＵ１１１は、用紙Ｐの先端が冷却ローラー１１８ｂを通過するまで、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０２を繰り返し実行する（Ｓ２０３：ＮＯ）。用紙Ｐの先端が冷却ローラー１１８ｂを通過したことは、例えば、冷却ローラー１１８ｂに設けられたラインセンサーなどで用紙Ｐの先端を検出することにより判断される。ＣＰＵ１１１は、用紙Ｐの先端が冷却ローラー１１８ｂを通過することで、巻き取りローラー１１８ａからの用紙Ｐの巻き出しが終了したときは（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、図５のステップＳ１０９を実行する。

ＣＰＵ１１１は、巻き取りローラー１１８ａにより巻き出させた用紙Ｐを、後端から画像形成部１１７に搬送する（Ｓ１０９）。これにより、用紙Ｐはスイッチバックされることで表裏反転された状態で画像形成部１１７に搬送される。

ＣＰＵ１１１は、画像形成部１１７により用紙Ｐの裏面に画像形成を実施する（Ｓ１１０）。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る画像形成システムについて説明する。

本実施形態が第１実施形態と異なる点は次の点である。すなわち、第１実施形態においては、画像形成装置１１０において、用紙Ｐの巻き取りを伴う用紙Ｐの表裏反転のためのスイッチバック、および裏面への画像形成前の用紙Ｐの冷却を用紙搬送部により実施し、用紙Ｐの両面印刷を単一の画像形成部１１７で実施する。一方、本実施形態においては、第一実施形態に係る画像形成装置により実現される機能を、用紙搬送装置、および２台の画像形成装置により実現する。すなわち、用紙Ｐの表面への画像形成を第１画像形成装置で、用紙Ｐの巻き取りを伴う用紙Ｐの表裏反転のためのスイッチバック、および裏面への画像形成前の用紙Ｐの冷却を用紙搬送装置で、用紙Ｐの裏面への画像形成を第２画像形成装置で実施する。なお、その他の点については、本実施形態は第１実施形態と同様であるため、重複する説明は省略または簡略化する。

図７は、本実施形態に係る画像形成システムの概略構成図である。

画像形成システム２００は、第１画像形成装置２１０、第２画像形成装置２３０、および用紙搬送装置２２０を有する。

第１画像形成装置２１０および第２画像形成装置２３０は、用紙搬送部１１８を構成要素としない点を除き、第１実施形態の画像形成装置１１０と同様の構成を有する。

第１画像形成装置２１０は、画像形成部２１７により、電子写真方式によって形成したトナー像ＴＮを用紙Ｐの表面に転写した後、用紙Ｐを加熱および加圧することにより、トナー像ＴＮを用紙Ｐに溶融定着させて、用紙Ｐの表面への画像形成を実施する。

第１画像形成装置２１０は、表面に画像形成を実施した用紙Ｐを用紙搬送装置２２０に出力する。

用紙搬送装置２２０は、第１実施形態の画像形成装置１１０と同様に、巻き取りローラー２２０ａおよび冷却ローラー２２０ｂを有する。また、第１実施形態の画像形成装置１１０と同様に、ＣＰＵ２２１、記憶部２２２、および通信インターフェース２２３を有する。記憶部２２２には用紙搬送装置用プログラムが記憶され、ＣＰＵ２２１により用紙搬送装置用プログラムにしたがい用紙搬送装置２２０の各構成要素が制御され、各種演算処理がなされる。

用紙搬送装置２２０は、用紙Ｐを先端から巻き取りローラー２２０ａにより巻き取った後、後端から巻き出すことにより用紙Ｐをスイッチバックさせる。用紙搬送装置２２０は、スイッチバックにより表裏反転された用紙Ｐを第２画像形成装置に搬送する。

用紙搬送装置２２０は、用紙Ｐをスイッチバックさせる場合は、切替ゲート２２０ｆを実線で示された状態に切り替えることにより用紙Ｐを搬送路２２０ｄに案内する。用紙搬送装置２２０は、用紙Ｐをスイッチバックさせない場合は、切替ゲート２２０ｆを破線で示された状態に切り替えることにより用紙Ｐを搬送路２２０ｇに案内する。

用紙搬送装置２２０は、第１画像形成装置２１０から出力された用紙Ｐを、冷却ローラー２２０ｂに掛架させるとともに、回転する巻き取りローラー２２０ａに用紙Ｐを巻き付けることで、用紙Ｐを先端側から巻き取りローラー２２０ａにより巻き取る。その際、用紙Ｐは、冷却ローラー２２０ｂにより、冷却ローラー２２０ｂに接触した部分が冷却されながら巻き取りローラー２２０ａに巻き取られる。

用紙搬送装置２２０は、巻き取りローラー２２０ａを逆回転させて、用紙Ｐを後端側から巻き出し、後端側から第２画像形成装置２３０に搬送することにより用紙Ｐをスイッチバックさせる。その際、冷却ローラー２２０ｂは、巻き取りローラー２２０ａにより巻き取られた状態での用紙Ｐの部分ごとの他の部分による外側への重なり度合が高いほど冷却強度を上げて、巻き出された用紙Ｐを冷却ローラー２２０ｂに接触する部分ごとに冷却する。

なお、用紙搬送装置２２０は、用紙Ｐを巻き取る際は、切替ゲート２２０ｃを実線で示された状態に切り替えることにより用紙Ｐを搬送路２２０ｆに案内する。用紙搬送装置２２０は、用紙Ｐを巻き出して第２画像形成装置２３０に搬送する際は、切替ゲート２２０ｆを破線で示された状態に切り替えることにより用紙Ｐを搬送路２２０ｅに案内する。

第２画像形成装置２３０は、用紙搬送装置２２０によりスイッチバックされ、表裏反転された用紙Ｐの裏面に、電子写真方式によって形成したトナー像を転写した後、用紙Ｐを加熱および加圧することにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させて、画像形成する。

第２画像形成装置２１０は、裏面に画像形成を実施した用紙Ｐを排紙する。

本発明の実施形態に係る、用紙搬送装置、画像形成装置、画像形成システム、用紙搬送装置用プログラム、および用紙搬送装置用プログラムを記録した記録媒体について説明したが、本実施形態は以下の効果を奏する。

表面に画像形成された長尺状の用紙を先端側から巻き取った後、後端から巻き出し、用紙の裏面に画像形成する前に冷却する。これにより、長尺状の用紙をスイッチバックさせる際、表面に画像形成された用紙が巻き取られることで発生した温度ムラを低減し、裏面に画像形成された画像の画像品質の劣化を抑制することができる。

さらに、巻き取られた状態での用紙の部分ごとの他の部分による外側への重なり度合が高くなるほど、部分ごとに、用紙の裏面に画像形成する前に用紙を冷却する強度を上げる。これにより、巻き取られることで発生した用紙の温度ムラをより効果的に低減し、裏面に画像形成された画像の画像品質の劣化をさらに抑制することができる。

さらに、表面に画像形成された用紙が巻き取られる際に搬送される搬送経路の所定の箇所において、さらに用紙を冷却し、かつ巻き出される用紙の裏面への画像形成がなされる前の冷却を当該所定の箇所で行う。そして、用紙が巻き取られる際、用紙の他端が当該所定の箇所を通過するまで巻き取る。これにより、長尺状の用紙をスイッチバックさせる際、用紙上で冷却された部分と冷却されない部分とが発生することを防止し、当該部分間で光沢ムラが発生することを抑制するとともに用紙が巻き取られることによるタッキングを防止することができる。

さらに、表面に画像形成された用紙が巻き取られる際に搬送される搬送経路の所定の箇所において、さらに用紙を冷却し、かつ巻き出される用紙の裏面への画像形成がなされる前の冷却を当該所定の箇所で行う。そして、用紙が巻き取られる際、裏面に画像形成される範囲が当該所定の箇所を通過するまで巻き取る。これにより、長尺状の用紙をスイッチバックさせる際、用紙の裏面に画像形成される範囲内で冷却された部分と冷却されない部分とが発生することを防止し、裏面に画像形成される画像の光沢ムラの発生を低減できる。また、スイッチバックのための搬送時間を短縮でき、かつ、用紙が巻き取られることによるタッキングを防止できる。

本発明は上述した実施形態に限定されない。

例えば、上述した第１実施形態においては、画像形成装置の構成要素として用紙搬送部が設けられているが、用紙搬送部は、外部の用紙搬送装置として構成されて画像形成装置に接続されてもよい。

また、上述した実施形態においてプログラムにより実行される機能の一部または全部が、回路などのハードウェアに置き換えて実施されてもよい。

１００、２００ 画像形成システム、
１１０ 画像形成装置、
１１１ ＣＰＵ、
１１２ 記憶部、
１１３ 通信インターフェース、
１１４ 操作部、
１１５ 表示部、
１１６ 画像制御部、
１１７ 画像形成部、
１１８ 用紙搬送部、
１１８ａ 巻き取りローラー、
１１８ｂ 冷却ローラー、
１５０ 給紙装置、
２１０ 第１画像形成装置、
２２０ 用紙搬送装置、
２３０ 第２画像形成装置、
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 用紙。

Claims (6)

1. 片面に画像形成された用紙を、前記用紙の一端側から巻き取る用紙巻き取り手段と、
   前記用紙巻き取り手段により巻き取られた前記用紙を、前記用紙の他端側から巻き出す用紙巻き出し手段と、
   前記巻き出し手段により巻き出された前記用紙を、画像形成された面と反対の面に画像形成される前に冷却する冷却手段と、
   を有する、用紙搬送装置。
2. 前記用紙巻き取り手段により巻き取られた前記用紙の、巻き取られた状態での前記用紙の部分ごとの他の部分による外側への重なり度合が高くなるほど、前記部分ごとに前記用紙を冷却する強度を上げるように前記冷却手段を制御する制御手段をさらに有する、請求項１に記載の用紙搬送装置。
3. 前記冷却手段は、前記片面に画像形成された用紙の、前記巻き取り手段により巻き取られる際に搬送経路の所定の箇所を通過する部分を冷却し、かつ、前記冷却手段は、前記用紙の、前記反対の面に画像形成するために前記巻き出し手段により巻き出される際に前記搬送経路の前記所定の箇所を通過する部分を冷却し、
   前記用紙巻き取り手段は、前記用紙の他端が少なくとも前記所定の箇所を通過するまで、前記用紙を巻き取る、請求項１または２に記載の用紙搬送装置。
4. 前記冷却手段は、前記片面に画像形成された用紙の、前記巻き取り手段により巻き取られる際に搬送経路の所定の箇所を通過する部分を冷却し、かつ、前記冷却手段は、前記用紙の、前記反対の面に画像形成するために前記巻き出し手段により巻き出される際に前記搬送経路の前記所定の箇所を通過する部分を冷却し、
   前記用紙巻き取り手段は、前記画像形成された面と反対の面において画像形成される範囲が前記所定の箇所を通過するまで、前記用紙を巻き取る、請求項１または２に記載の用紙搬送装置。
5. 前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の用紙搬送装置と、
   前記用紙搬送装置から搬送された用紙に対して画像形成する画像形成装置と、
   を有する画像形成システム。
6. 用紙を巻き取る用紙巻き取り手段と、巻き取られた前記用紙を巻き出す用紙巻き出し手段と、前記用紙を冷却する冷却手段と、を有する用紙搬送装置に、
   片面に画像形成された用紙を、前記用紙の一端側から前記用紙巻き取り手段により巻き取らせる手順（ａ）と、
   前記手順（ａ）において巻き取らせた前記用紙を、前記用紙の他端側から前記用紙巻き出し手段により巻き出させる手順（ｂ）と、
   前記手順（ａ）において巻き取られた前記用紙の、巻き取られた状態での前記用紙の部分ごとの他の部分による外側への重なり度合が高くなるほど、前記手順（ｂ）において巻き出させた前記用紙の画像形成された面と反対の面に画像形成される前に、前記部分ごとに前記用紙を冷却する強度を上げて前記用紙を冷却させるように前記冷却手段を制御する手順（ｃ）と、を有する手順を実行させる、プログラム。