JP3090141B1 - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】用紙収容部からの用紙と片面画像形成済みの用
紙との衝突、片面画像形成済みの用紙同士の衝突を確実
に回避できる画像形成装置を提供する。 【解決手段】用紙収容部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄからの
用紙と片面画像形成済みの用紙とが、転写ベルト５に交
互に給紙される画像形成装置において、第２面の画像形
成のために片面画像形成済みの用紙を循環搬送する循環
搬送路９上に、前記片面画像形成済みの用紙が停止・待
機する複数個の待機部９１、９２が設けられている。用
紙収容部からの記録材との衝突回避のため、一個の待機
部９２での停止時間が長くても、他の待機部９１での停
止時間を調整することによって、片面画像形成済みの用
紙同士の衝突をも確実に避けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録材の表裏両面
に画像形成を行うことができる電子写真方式、静電記録
方式などのスタックレスの画像形成装置に関し、例え
ば、複数の画像形成手段を有し、これら画像形成手段に
よってそれぞれの像担持体上に色の異なる複数の画像を
形成し、これら画像を搬送体にて担持、搬送される同一
の記録材上に順次に重ねて転写するようにしたタンデム
方式のカラー複写機やカラープリンタ等の画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録材の両面に画像を形成できるスタッ
クレス画像形成装置では、記録材収容部からの記録材
は、搬送ベルト等の無端状の搬送体により搬送されると
ともに、片面に画像を形成された後、循環搬送手段によ
り循環搬送経路に沿って搬送され、前記搬送体に再給紙
される。また、前記循環搬送路には、記録材の他面に画
像形成を行うために記録材の表裏を反転する反転部が設
けられている。

【０００３】このような画像形成装置において、記録材
収容部からの記録材（以下、第１の記録材ともいう）と
循環搬送路を搬送されてきた片面画像形成済みの記録材
（以下、第２の記録材ともいう）とを、搬送体で効率良
く搬送するために、前記第１の記録材と前記第２の記録
材とを交互に搬送体に給紙することが行われている。

【０００４】この場合、第１の記録材と第２の記録材と
が衝突しないように、各記録材の搬送体への給紙を制御
する必要がある。

【０００５】このような制御を行う画像形成装置とし
て、特開平７−３０６５５０号に記載されたものがあ
る。この画像形成装置では、第１の記録材が片面に画像
形成されたのち反転して第２の記録材として同じ位置に
戻ってくるまでの時間である用紙搬送ループ時間をＴ
ｌ、１カ所を記録材が通過するのに要する時間である用
紙通過時間をＴｔ、隣接する記録材間の最も短い間隔が
通過するのに要する時間である最短用紙間ギャップ時間
をＴｇｍｉｎとし、用紙搬送ループ時間の分割数をＮと
し、第１の記録材の給紙間隔をＴｄｆとしたとき、前記
分割数ＮをＴｌ／（Ｔｔ＋Ｔｇｍｉｎ）の商以下で最大
の奇数とし、第１の記録材の給紙間隔Ｔｄｆを（Ｔｌ／
Ｎ）×２に設定して、搬送体への記録材の給紙を行うも
のである。これにより、循環搬送されてきた第２の記録
材が第１の記録材と次の第１の記録材との中間に必ず位
置するようになり、第１の記録材と第２の記録材との衝
突が避けられるものとなされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像形成装置では、次のような欠点があった。

【０００７】すなわち、装置には搬送体や循環搬送経路
の機差ばらつき、さらには搬送速度ばらつきなどが存在
するが、上記の画像形成装置では、このような機差ばら
つきや、搬送速度ばらつきに対する考慮がなされていな
かった。このため、ばらつきの大きなものでは、第１の
記録材と第２の記録材とが衝突する恐れもあった。

【０００８】しかも、第１の記録材の搬送体への給紙間
隔が決定されているため、第１の記録材の給紙間隔を変
更、調整できる自由度が少なかった。

【０００９】さらには、画像データを画像メモリに記憶
するとともに、記憶した画像データに基づいて画像形成
を行うデジタル複写機等の画像形成装置では、記録材が
片面に画像形成されたのち反転して同じ位置に戻ってく
るまでの経路長に載置できる枚数（内臓枚数）は、画像
メモリの容量に依存するから、コスト的な問題等から画
像メモリの容量を減らすと、内臓枚数も減ってしまう。
このとき、生産性を上げるためには、前記用紙搬送ルー
プ時間Ｔｌを変えなければならないが、上記の画像形成
装置では、このような対応を十分に行うことができなか
った。

【００１０】なお、上記のような第１の記録材と第２の
記録材との衝突を避け、あるいは第１の記録材の給紙間
隔の変更等に対応するためには、第２の記録材を一旦停
止させてタイミングを調整する必要があるが、第２の記
録材の停止時間が長すぎると、第２の記録材が後続の第
２の記録材と衝突するという欠点があった。

【００１１】この発明は、このような技術的背景に鑑み
てなされたものであって、第１の記録材と第２の記録材
との衝突はもとより第２の記録材同士の衝突も確実に避
けることができ、しかも画像メモリの容量の増減にも対
応できる画像形成装置を提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題は、記録材を保
持して搬送する無端状の搬送体と、該搬送体で搬送され
る前記記録材に画像を形成する画像形成手段と、記録材
収容部に収容された記録材を前記搬送体へ供給する給紙
手段と、前記画像形成手段によって第１面に画像が形成
された記録材を、第２面の画像形成のために循環搬送路
に沿って搬送し、前記搬送体へ反転状態で再度供給する
循環搬送手段と、を備え、前記記録材収容部からの記録
材と前記片面画像形成済みの記録材とが、前記搬送体に
交互に給紙されるものとなされた画像形成装置におい
て、前記循環搬送路上に設けられた前記片面画像形成済
みの記録材が停止・待機する複数個の待機部と、 前記待
機部のうちのいずれかについて、搬送体における所望の
位置に片面画像形成済みの記録材が載置され、かつ、前
記循環搬送手段によって循環搬送路を搬送される片面画
像形成済みの記録材同士の衝突を避けるための条件を満
たす、片面画像形成済みの記録材の停止時間の最大値と
最小値を算出するとともに、該最大値と最小値の間の値
を、その記録材の停止時間に設定し、かつ、その停止時
間を用いて他の待機部におけるその記録材の停止時間を
算出する本体制御部とを有し、 前記本体制御部は、算出
した停止時間をタイマーに設定し、該タイマーがタイム
アップするまで前記記録材を各待機部に停止させ、タイ
ムアップしたときに前記各待機部の記録材の搬送を再開
することを特徴とする画像形成装置によって解決され
る。

【００１３】この画像形成装置では、循環搬送路上に設
けられた複数の待機部で第２の記録材を停止・待機させ
たのち、搬送体へ再給紙するから、第１の記録材と衝突
しそうな場合には、第２の記録材を待機部で停止させる
ことができ、衝突を避けることができる。しかも、一個
の待機部での停止時間が長い場合であっても、他の待機
部での停止時間を調整することによって、第２の記録材
同士の衝突をも確実に避けることができる。

【００１４】また、各待機部での停止時間の変更によっ
て、前記用紙搬送ループ時間Ｔｌの変更、調整に対する
許容範囲が拡大し、画像メモリの増減に対しても容易に
対処でき、生産性を低下させることなく画像形成を行う
ことができる。

【００１５】また、前記待機部のうちのいずれかについ
て、搬送体における所望の位置に片面画像形成済みの記
録材が載置され、かつ前記循環搬送手段によって循環搬
送路を搬送される片面画像形成済みの記録材同士の衝突
を避けるための条件を満たす、片面画像形成済みの記録
材の停止時間の最大値と最小値を算出するとともに、該
最大値と最小値の間の値を、その記録材の停止時間に設
定し、かつ、その停止時間を用いて他の待機部における
その記録材の停止時間を算出する本体制御部を有してい
るから、第２の記録材同士の衝突を避けつつ、第２の記
録材を搬送体の所定の位置に再給紙する動作が、より確
実に実行されるとともに、各待機部での停止時間の算出
が容易になる。

【００１６】上記各待機部における第２の記録材の停止
時間に関し、前記本体制御部は、少なくとも搬送方向の
記録材のサイズ、搬送体の周長、搬送体の一周に載置で
きる記録材の枚数、循環搬送路上に載置できる記録材の
枚数、画像形成装置のシステム速度をパラメータとして
含む予め定められた数式を用いて、前記各待機部におけ
る記録材の停止時間を算出する。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
係る電子写真方式のフルカラー複写機における画像形成
主要部を示したものである。なお、本発明は、実施形態
以外の電子写真方式、静電記録方式等の種々の構成の画
像形成装置に等しく適用できるものである。

【００１８】この画像形成装置は、装置内に４つの画像
形成部Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙ、Ｐｋを有し、その下側に給紙
部１、左側に定着器２が配置されている。定着器２は、
一対の定着ローラ２ａと一対の定着後ローラ２ｂを備え
ている。さらに、定着器２の左側にはソータ３が配置さ
れている。このソータ３はステープル機能やシフトトレ
ー機能を有している。

【００１９】給紙部１と定着器２の間の位置において、
前記画像形成部Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙ、Ｐｋの下方には、記
録材としての用紙を担持、搬送する転写搬送体としての
無端状の転写ベルト５が、周知の態様で複数のローラ
（図示せず）間に架張されている。

【００２０】前記転写ベルト５は、矢印の方向に駆動さ
れ、給紙部１を通じて給送される用紙を担持し、各画像
形成部Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙ、Ｐｋへと順次搬送する。

【００２１】各画像形成部Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙ、Ｐｋは実
質的に同一の構成を有し、図示矢印の方向に回転駆動さ
れる感光体ドラム６ｃ、６ｍ、６ｙ、６ｋが配置される
とともに、各感光体ドラムの周辺には図示しない画像形
成手段がそれぞれ配置されている。

【００２２】これらの画像形成手段としては任意の構成
を採用し得るが、本実施形態では各感光体ドラム６ｃ、
６ｍ、６ｙ、６ｋを一様に帯電させる帯電チャージャ、
各感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像
器、現像されたトナー像を用紙へ転写する転写チャージ
ャ、感光体ドラムに残存するトナーを除去するクリーナ
ーが、各感光体ドラムの回転方向に順次配設されてい
る。また、各感光体ドラム６ｃ、６ｍ、６ｙ、６ｋの上
方には像露光装置７ｃ、７ｍ、７ｙ、７ｋが設けられて
いる。

【００２３】画像形成部Ｐｃの現像器にはシアン色のト
ナーが、画像形成部Ｐｍの現像器にはマゼンタ色のトナ
ーが、画像形成部Ｐｙの現像器にはイエロー色のトナー
が、画像形成部Ｐｋの現像器には黒色のトナーがそれぞ
れ収納されている。

【００２４】像露光装置７ｃ、７ｍ、７ｙ、７ｋは、半
導体レーザー、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等からな
り、デジタル画像信号の入力を受けてこの信号に対応し
て変調されたレーザービームを、帯電チャージャ、現像
器との間で感光体ドラム６ｃ、６ｍ、６ｙ、６ｋの母線
方向に走査してドラム面を露光し、各感光体ドラム上に
静電潜像を形成するようになっている。画像形成部Ｐｃ
の像露光装置７ｃにはカラー画像のシアン成分に対応す
る画像信号が、画像形成部Ｐｍの像露光装置７ｍにはカ
ラー画像のマゼンタ成分に対応する画像信号が、画像形
成部Ｐｙの像露光装置７ｙにはカラー画像のイエロー成
分に対応する画像信号が、画像形成部Ｐｋの像露光装置
７ｋにはカラー画像の黒成分に対応する画像信号がそれ
ぞれ入力されるまた、転写ベルト５の下方には、裏面コ
ピーのために、定着器２を通過した用紙を前記給紙部１
側へ循環搬送する循環搬送路９が形成されている。

【００２５】前記循環搬送路９は、定着器２とソータ３
の間の位置において下方に延びた反転部９１と、この反
転部９１から給紙部１側へ水平に延びた水平搬送部９２
とを備えており、反転部９１には、一対の反転ローラ９
１ａが、水平搬送部９２には各１対合計４個の水平搬送
ローラ９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄが、それぞれ設
けられている。これらのローラ９１ａ、９２ａ、９２
ｂ、９２ｃ、９２ｄによって、循環搬送手段が構成され
ている。

【００２６】前記反転部９１は用紙反転排出のためのも
のであり、用紙をソータ３へ排出するか、用紙を裏面コ
ピーのために循環搬送路９へ導くかを切り換える手段を
兼ねている。また、水平搬送部９２には、裏面コピーの
ために搬送されてきた第２の用紙を検知する図示しない
用紙検知センサーが設けられている。この実施形態で
は、前記第２の用紙は、前記反転部９１及び水平搬送部
９２において一旦停止させられる構成となっており、従
って、反転部９１及び水平搬送部９２が第２の用紙を停
止・待機する２個の待機部として機能する。

【００２７】画像形成部Ｐｃと給紙部１との間には、用
紙吸着手段（図示せず）が設置されており、給紙部１か
ら供給される用紙を転写ベルト５に確実に吸着させる。
一方、画像形成部Ｐｋと定着器２との間には除電帯電器
（図示せず）が設けられており、この除電帯電器は転写
ベルト５に吸着された用紙を分離する。

【００２８】転写ベルト５は、半導電（または導電体）
の特性を持った樹脂からなるフィルムシートの両端部
を、融着等の手段により無端状につなぎ合わせたもので
あり、駆動ローラ（図示せず）により矢印方向に一定速
度で無端駆動される。

【００２９】給紙部１は、サイズの異なる用紙を収納す
る複数の記録材収容部としての給紙トレー（給紙カセッ
ト式のものを含む）１ａ〜１ｄ、各給紙トレーから用紙
を１枚づつ給紙するための給紙手段を構成する給紙ロー
ラ１１ａ〜１１ｄ、各給紙ローラーによって給送される
用紙を検知する給紙センサー１２ａ〜１２ｄ、給紙トレ
ーから給紙された用紙を所定のタイミングで転写ベルト
５上に給紙するためのタイミングローラ８、タイミング
ローラ８の上流側近傍部位に設けられたタイミングセン
サー１３、タイミングローラ８の上流側に設けられ、給
紙トレーから給送された用紙や循環経路９を再送されて
きた片面コピー済みの用紙を前記タイミングローラ８へ
と送る中間ローラ１５等によって構成されている。

【００３０】なお、タイミングローラ８、中間ローラ１
５、給紙ローラ１１ａ〜１１ｄは駆動モーターやベル
ト、ギアなどからなる図示しない駆動手段によって駆動
されるものである。

【００３１】図１に示すフルカラー複写機では、用紙が
タイミングローラ８から給紙搬送ガイドによって案内さ
れて転写ベルト５上に搬送されると、用紙は用紙吸着手
段の作用により転写ベルト５上に静電的に確実に吸着さ
れる。そして、転写ベルト５の矢印方向への移動にとも
なって、画像形成部Ｐｃの感光体ドラム６ｃにはシアン
色（Ｃ）の可視画像が、画像形成部Ｐｍの感光体ドラム
６ｍにはマゼンタ色（Ｍ）の可視画像が、画像形成部Ｐ
ｙの感光体ドラム６ｙにはイエロー色（Ｙ）の可視画像
が、画像形成部Ｐｋの感光体ドラム６ｋには黒色（Ｋ）
の可視画像がそれぞれ分担されて形成される。これらの
可視画像は、転写ベルト５の移動によって用紙が各画像
形成部Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙ、Ｐｋの感光体ドラム６ｃ、６
ｍ、６ｙ、６ｋの下部を順次に通過して定着器２の方向
へ搬送される間に、各画像形成部の転写チャージャによ
り用紙上に順次に重ねて転写され、カラー画像が合成さ
れる。用紙が画像形成部Ｐｋを通過した後、除電用帯電
器により除電され、用紙は転写ベルト５から分離され
る。転写ベルト５から分離された用紙は、転写された多
重合成像を定着器２によって定着された後、ソータ３に
排出される。

【００３２】あるいは、両面コピーのためにさらに裏面
コピーを行う場合は、ソータ３へ排出されることなく用
紙反転部９１で反転したのち水平循環経路９２へ搬送さ
れ、さらに転写ベルト５に搬送されて、転写ベルト上で
上記と同様にして用紙裏面への画像形成が行われたの
ち、ソータ３に排出される。

【００３３】以上で一連の複写サイクルが終了する。

【００３４】図２は図１に示したフルカラー複写機の操
作パネル２００の一部を示したものである。画像形成装
置は、この操作パネル２００により各種コピーモードの
設定やコピー動作の開始を行ったり、表示によりコピー
モード等の設定状態、装置状態を知ることができる。

【００３５】枚数設定部２０１はコピー枚数を設定し、
あるいは設定されたコピー枚数をクリアするためのキー
群である。

【００３６】プリントキー２０２は、コピー動作を開始
するキーであり、コピー中断キー２０３は、動作中のコ
ピー動作を中断するためのキーであり、濃度設定キー２
０４はコピーされる画像の濃度を調整するキーであり、
倍率設定キー２０５はコピーされる画像の変倍率を設定
するキーであり、カラーモード選択キー２０６は、コピ
ーされる画像の色をフルカラーで印字するか黒色一色で
印字するかを設定するキーである。

【００３７】また、両面キー２０７は、コピーされる画
像を用紙の片面のみに印字するか両面に印字するかを設
定するキーであり、給紙トレー選択キーは２０８は、１
段目から４段目の給紙トレーの中でどのトレーの用紙を
コピー動作に用いるかを選択するキーである。

【００３８】枚数表示部２１０は、設定された枚数、ま
たはコピー動作中は残コピー枚数を表示する表示部であ
り、倍率表示部２１１は設定された変倍率を表示する表
示部であり、液晶表示部２１２は枚数変倍率以外の、設
定されている各種コピーモードや装置の状態等の多くの
情報を表示する多目的表示部である。

【００３９】図３は、図１及び図２に示したフルカラー
複写機の全体の制御を示すブロック図である。

【００４０】フルカラー複写機は、図１や図２の説明で
詳述した画像形成主要部やパネル部分に加えて、複写機
としての機能として原稿の画像情報を読み込むイメージ
リーダー（ＩＲ）や、複数の原稿を１枚づつ順次イメー
ジリーダーの画像読み取り部へ給紙搬送する原稿送り装
置（ＡＤＦ）を有している。ただし、構成はこれに限定
されるものではない。

【００４１】システムコントローラー３０１は、この複
写機全体を統括制御する制御部である。

【００４２】ＡＤＦ制御部３０２は、イメージリーダー
の画像読み取り部分に原稿を１枚づつ給紙搬送し、画像
読み込みが完了すれば、その原稿の原稿排出部への排出
を行うように、原稿送り装置を制御する制御部である。

【００４３】ＩＲ制御部３０３は、原稿の画像を読み込
むためのスキャナーの走査速度制御、位置制御を行う制
御部である。

【００４４】画像処理制御部３０４はコピーシーケンス
やコピーモードに応じてマルチメモリ画像処理部３１２
の動作指示等を行う制御部である。具体的には、スキャ
ナー画像処理部３１１で処理された画像信号を原稿のペ
ージ単位で記録する制御や、コピーシーケンス等に応じ
た順序で、記憶させたページ単位の原稿の画像信号を選
択させ、その階調処理部３１３にその画像信号を送る制
御、コピーモード等に応じて画像方向を９０度あるいは
１８０度回転する制御を行う。

【００４５】パネル制御部３０５は、図２で説明したよ
うに操作パネル２００のキー入力処理や表示を行う制御
部である。

【００４６】本体制御部３０６は、図１で説明した用紙
給紙搬送制御や転写ベルト５の制御、感光体ドラム６
ｃ、６ｍ、６ｙ、６ｋとその周辺の画像形成手段の制
御、定着器２等の制御を行う制御部である。詳細は後述
する。

【００４７】ソータ制御部３０７は、ソータ３内での用
紙搬送排出制御やビンの移動、シフトトレーの位置制
御、ステープル動作の制御を行う制御部である。

【００４８】画像入力部３１０は、原稿の画像を読み込
むＣＣＤ等からなるセンサ部と、その信号をデジタル化
する回路部から構成されている。この実施形態ではＣＭ
ＹＫの各成分を同時平行処理する回路構成になってい
る。

【００４９】スキャナー画像処理部３１１は、デジタル
化された画像信号をコピーモード等に応じて変倍処理や
画像シフト処理やイレース処理を行う回路から構成され
る。

【００５０】マルチメモリ画像処理部３１２は、画像情
報を記憶するメモリや、画像の回転あるいは画像の圧縮
伸長を行う等の回路から構成される。

【００５１】階調処理部３１３は、回路構成に応じた階
調データへの変換（８階調から３階調変換等）を行う等
の回路から構成される。

【００５２】フレームメモリ３１４は、両面コピー時に
複数ページの画像信号を一時的に記憶し、必要なタイミ
ングで必要なページの画像信号を出力する回路から構成
されている。

【００５３】レジスト補正部３１５は、カラー画像のＣ
ＭＹＫ各成分に対応する画像信号を、用紙が画像形成部
Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙ、Ｐｋの下部を順次に通過していくタ
イミングのずれに相当する時間分だけ遅らせる回路から
構成されている。この回路により、ＣＭＹＫ各成分の画
像信号を、画像入力部３１０から階調処理部３１３また
はフレームメモリ３１４までの間は同時並行処理するこ
とが出来る。

【００５４】像露光装置３１６は、図１の符号７ｃ、７
ｍ、７ｙ、７ｋに対応するものであり、ＣＭＹＫ各成分
毎に、対応する画像信号に応じて感光体６ｃ、６ｍ、６
ｙ、６ｋ上に静電潜像を形成する回路から構成される。

【００５５】次に、両面コピーを行うために循環搬送路
９に送られた片面コピー済みの第２の用紙に対する、循
環搬送路９における循環搬送制御について説明する。

【００５６】定着器２を通過した第２の用紙は、反転部
９１に入るまで増速され、反転部に入って所定時間停止
する。停止時間の経過後、反転部９１で反転排出された
のち、水平搬送ローラ９２ａ〜９２ｄによって、水平搬
送部９２を最右側の水平搬送ローラ９２ｄまで送られ、
ここで再度停止する。所定の停止時間の経過後、第１の
記録材の搬送路との合流点Ｇへと送られ、さらに中間ロ
ーラ１５、タイミングローラによって転写ベルト５へと
搬送される。

【００５７】この実施形態では、第２の記録材は、給紙
トレー１ａ〜１ｄから搬送されてきた第１の記録材どう
しの間に配置されるものとなされている。従って、第１
の記録材と第２の記録材とが交互に転写ベルト５に載置
される。

【００５８】このような交互方式では、第１の記録材の
給紙、排出、第２の記録材の搬送に際して、紙間が１用
紙ピッチ分空くため、反転部９ａでの反転制御やソータ
３の制御に余裕ができ、また、循環している用紙の位置
補正やスキュー補正等に余裕ができる。

【００５９】第２の記録材を転写ベルト５の所望の位置
に載せるためには、循環搬送路９で、一度用紙を停止し
てタイミングを取る必要がある。循環搬送路９における
停止箇所が１カ所のみの場合、循環搬送路９は、ある吸
着枚数（転写ベルト５の１周に載置できる枚数）や内臓
枚数に最適になるように設計されるため、内臓枚数や吸
着枚数によっては、数秒程度用紙を停止しなければなら
ないパターンも生じる。そうなると、第２の記録材同士
が衝突してしまう。

【００６０】そこで、この実施形態では、第２の記録材
を停止させる待機部を反転部９１、水平搬送部９２の２
箇所設け、衝突の危険性をより減少させている。

【００６１】次に、反転部９１、水平搬送部９２におけ
る停止時間について説明する。ここで、図４に示すよう
に、 ｘ：反転部での停止時間 ｙ：水平搬送路での停止時間 Ｔ：搬送方向の用紙サイズ Ｔｂ：転写ベルトの周長 ｎ：吸着枚数 ｍ：内臓枚数 Ｓ：装置のシステム速度 Ｓｄ：定着後ローラ２ｂ抜けでの増速速度 Ｐ（ｎ）：Ｔｂ／ｎ ａ：タイミングローラ８から定着後ローラ２ｂまでの距
離 ｂ：反転ポイントＰからタイミングローラ８までの距離 ｅ：反転ローラ９１ａから反転ポイントＰまでの距離 ｆ：定着後ローラ２ａから反転ポイントＰまでの距離 ｇ：反転ポイントＰから反転部９１に最も近い水平搬送
ローラ９２ａまでの距離 ｔ：反転部９１での最小の用紙停止時間 と定義する。

【００６２】まず、第２の用紙を反転部９１及び水平搬
送部９２で停止させることなく所望の位置に給送できる
かどうか、即ちその位置に間に合うかどうかを判断する
必要がある。

【００６３】例えば、吸着枚数５、内臓枚数９として考
えると、第１の用紙の１枚目は、第２の用紙として反転
状態で転写ベルト５の１０番目の位置に載せられる。即
ち内臓枚数ｍ＋１番目の位置に吸着される。以下の式を
満たすとき、循環してきた第２の用紙が所望の吸着位置
に吸着できる（間に合う）。

【００６４】

【数１】

【００６５】上記（１）式において、右辺はタイミング
ローラをＯＮした１枚目の用紙がｍ＋１枚目に吸着され
るのに要する時間を、左辺は実際に用紙がタイミングロ
ーラ８をＯＮして、反転部９１と水平搬送部９２で停止
することなく循環したとして、タイミングローラ８まで
搬送される時間である。この式を満たせぱ、循環してき
た第２の用紙は所望の吸着位置に少なくとも吸着される
（間に合う）。

【００６６】なお、上記（１）式において、βは循環搬
送路９のばらつきやローラ径のばらつきや、反転時のモ
ータの立ち上げ、立ち下げなどに対するマージンであ
る。

【００６７】従って、所望の位置に第２の用紙を載せる
ために、（１）式の右辺から左辺を差し引いた時間、第
２の用紙を循環搬送路９で停止させる必要がある。かつ
また、反転部９１と水平搬送部９２で第２の用紙を停止
したとき、後続の第２の用紙との衝突が起こらないよう
に用紙の各停止時間を決定する必要がある。

【００６８】そこで、αを水平搬送部９２において許容
される後続の用紙との最も小さな紙間とすると、水平搬
送部９ｂでの用紙停止時間ｙは、以下の（２）式で表わ
すことができる。交互方式のための用紙ピッチ（時間）
は２Ｐ（ｎ）／Ｓであり、図５（ａ）に示すように、こ
の用紙ピッチで第２の前後の用紙２０ａ、２０ｂが水平
搬送部９２を搬送される。このとき紙間は（２Ｐ（ｎ）
−Ｔ）／Ｓとなる。図５（ｂ）のように前側の用紙２０
ａが水平搬送ローラ９２ｄに到達して停止を開始したと
き、後側の用紙２０ｂの搬送持続により、図５（ｃ）の
ように両用紙の紙間は縮小する。紙間がα／Ｓとなるま
で前側の用紙２０ａは停止可能であるから、（２Ｐ
（ｎ）−Ｔ）／Ｓからα／Ｓをさらに引いたものがｙと
なる。

【００６９】

【数２】

【００７０】反転部９１での用紙停止時間ｘは、タイミ
ングローラ８をＯＮした用紙が所望のｍ＋１番自に吸着
されるのに要する時間ｍＰ（ｎ）／Ｓから、反転部９
１、水平搬送部９２での停止時間がないと仮定したとき
の循環時間（（１）式の左辺）と、水平搬送部９２での
停止時間ｙを引いたものであり、その式を以下の（３）
式に示す。ｘはαを変数とする式となる。

【００７１】

【数３】

【００７２】次に、第２の用紙同士の衝突を避けるため
の判断について説明する。

【００７３】反転部９１での停止時間ｘを小さくする
と、水平搬送部９２での用紙停止時間ｙは大きくなり
（合計の停止時間ｘ＋ｙは、ある用紙サイズ、吸着枚
数、内臓枚数で絶対的な値である）、水平搬送部９２で
第２の用紙同士が衝突するパターンも生じてくる。逆に
ｙを小さくするとｘが大きくなり、反転部９１で用紙が
衝突するパターンが生じてくる。

【００７４】このため、衝突しない範囲のｘ、ｙを明確
にするため、ｘ、ｙどちらか一方を小さくしたときの衝
突しない最小時間について計算する。

【００７５】まず、反転部９１での用紙停止時間ｘの最
小値（最小停止時間）について考える。

【００７６】反転部９１での用紙停止時間ｘを最小にす
るとき、水平搬送部９２で一番小さくなる紙間αも最小
値（これをα ｍｉｎとする）となる。もちろん、α
ｍｉｎは０以上の値であり、かつ装置の機械系要素、制
御系要素の要因により０に近い値ではなくある程度の大
きさの値である。ここで、ｘの最小時間をＦとするとＦ
は、（３）式の下側の式を用いて以下の（４）式とな
る。

【００７７】

【数４】

【００７８】ここでγは、循環搬送路長のばらつきやロ
ーラ径ばらつきなどや、反転時のモータの立ち上げ、立
ち下げなどのマージンである。

【００７９】次にｘの最大値（最大停止時間）について
考える。ｘを大きくとると後続の用紙が近づき、最終的
に衝突してしまう。このため、衝突しない即ち、用紙が
反転ローラ９１ａを抜けるまでに後ろにある用紙が反転
ローラ９１ａに突入しないようなぎりぎりの値が最大用
紙停止時間となる。

【００８０】ここで、最大用紙停止時間をＤとしたと
き、Ｄは以下の式となる（なお、反転ローラに圧接離間
機構がないものとする）。また、ｚを用紙先端が反転ロ
ーラ９１ａを通過してから収納されるまで（停止するま
で）の時間とする。

【００８１】

【数５】

【００８２】ここでｚは、用紙の副走査方向（搬送方
向）サイズと定着後ローラ２ａ〜反転ローラ９１ａ間距
離の大小関係で以下の２通りに分けられる。

【００８３】

【数６】

【００８４】（５）式の左辺は、用紙先端が反転ローラ
９１ａを通過開始してから反転して、反転ローラ９１ａ
を抜けるまでの時間であり、右辺は、現在の用紙が反転
ローラ９１ａを通過開始してから、次の用紙が反転ロー
ラ９１ａを通過するまでの時間である。左辺が右辺に限
りなく近いとき用紙が衝突しないきりぎりの値である。
よって、ｘの最大値Ｄは、（５）式を変形して（６）式
となる。

【００８５】以上、ｘについて説明したが、Ｆ＜ｘ＜Ｄ
を満たすようなｘを選ぶことで、ｙも決定され、循環し
た用紙を所望の位置に吸着できる。

【００８６】以上の制御をまとめると、（１）式より、
反転部９１と水平搬送部９２で停止することなく循環し
たと仮定したときに所望の吸着位置に吸着できる（間に
合う）かどうかを判断する。（１）式を満たすなら、
（４）式、（６）式よりｘの最小時間Ｆと最大時間Ｄを
求める。そして、Ｆ＜ｘ＜Ｄを満たすｘを選び、（３）
式の上側の式よりｙを求める。

【００８７】このような制御を行うことで、反転部９１
での停止時間ｘと水平搬送部９２での停止時間ｙとの組
み合わせ自由度を確保しながら、確実に第１の記録材と
第２の記録材との衝突、及び第２の記録材同士の衝突を
避けて、第２の記録材の循環搬送を行うことができる。

【００８８】図６は、本体制御部３０６による処理のメ
インフローチャートを示す。なお、以下の説明及び図面
では、ステップをＳと略する。

【００８９】電源が投入され、本体制御部３０６のＣＰ
Ｕの動作がスタートすると、Ｓ１００１で所定の初期化
処理を行う。初期化処理では、ＣＰＵの初期設定、メモ
リー、Ｉ／Ｏ等の初期化、初期設定等を行う。

【００９０】次いで、Ｓ１００２で給紙処理を行う。給
紙処理では、給紙の要求を受けて所定の給紙口１ａ〜１
ｄから第１の用紙を搬送路へ送り出す。

【００９１】次に、Ｓ１００３で搬送処理を行う。搬送
処理では、給紙された第１の用紙及び循環搬送されてき
た第２の用紙を転写ベルト５へ搬送する処理を行う。

【００９２】次に、Ｓ１００４で両面搬送処理を行う。
両面搬送処理では、循環搬送される第２の用紙に対する
待機部９１、９２での制御処理を行う。詳細は後述す
る。

【００９３】次に、Ｓ１００５でその他の処理を行う。
その他の処理では、他のＣＰＵとの通信に関わる処理
や、異常検出に関わる処理、Ｉ／Ｏポートからの入出力
処理、その他本発明とは直接関係のない画像形成装置の
処理を行う。

【００９４】Ｓ１００６のルーチンタイマーは、給紙処
理（Ｓ１００２）からその他の処理（Ｓ１００６）まで
の処理を所定時間毎に実行するためのタイマーで、タイ
マーがフローする毎に、各処理が１回実行される。

【００９５】図７は、図６に示したメインフローチャー
トにおけるＳ１００４の両面搬送処理のサブルーチンを
示すフローチャートである。

【００９６】まず、Ｓ２００で、ステート変数を判断す
る。ステート変数が０のときは、Ｓ２０１で第２の用紙
が待機部に達したか否かが判断される。達していれば
（Ｓ２０１にてＹＥＳ）、Ｓ２０２で待機フラグをセッ
トしたのち、Ｓ２０３でステート変数を１にして、Ｓ２
１１に進む。用紙が待機部に達していなければ（Ｓ２０
１にてＮＯ）、そのままＳ２１１に進む。

【００９７】ステート変数が１のときは、Ｓ２０４で、
上述したような方法にて停止（待機）時間ｘ、ｙの算出
処理を行う。次に、Ｓ２０５で、待機タイマーに待機時
間をセットしたのち、Ｓ２０６でステート変数を２にし
て、Ｓ２１１に進む。ステート変数が２のときは、Ｓ２
０７で、待機タイマーのカウントを開始し、Ｓ２０８で
待機タイマーがタイムアップしたかどうかを判断する。
タイムアップしていれば（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、Ｓ２
０９で待機フラグをリセットしたのち、Ｓ２１０でステ
ート変数を０にもどして、Ｓ２１１に進む。タイムアッ
プしていなければ（Ｓ２０８にてＮＯ）、そのままＳ２
１１に進む。

【００９８】Ｓ２１１では、待機フラグがセットされて
いるかどうかを判断する。セットされているときは（Ｓ
２１１にてＹＥＳ）、Ｓ２１２で搬送を中断し、セット
されていなければ（Ｓ２１１にてＮＯ）、Ｓ２１３で待
機中の第２の用紙を搬送する。

【００９９】こうして、待機部９１、９２において、第
２の用紙が所定時間停止・待機する。

【０１００】なお、以上の実施形態では、反転部９１で
の停止時間ｘについて最大値と最小値を求め、これに基
づいて水平搬送部９２での停止時間ｙを求めるものとし
たが、水平搬送部９２での停止時間ｙの最大値と最小値
を求め、これに基づいて反転部９１での停止時間ｘを求
めても良い。

【０１０１】また、循環搬送路９における待機部を、反
転部９１と水平搬送部９２の２個設けたが、３個以上設
けても良い。

【０１０２】

【発明の効果】この発明によれば、循環搬送路上に設け
られた複数の待機部で第２の記録材を停止・待機させた
のち、搬送体へ再給紙するから、第１の記録材との衝突
が予測される場合には、第２の記録材を待機部で停止さ
せることができ、衝突を避けることができる。しかも、
一個の待機部での停止時間が長い場合であっても、他の
待機部での停止時間を調整することによって、第２の記
録材同士の衝突をも確実に避けることができる。

【０１０３】また、各待機部での停止時間の変更によっ
て、前記用紙搬送ループ時間の変更、調整に対する許容
範囲が拡大し、画像メモリの増減に対しても容易に対処
でき、生産性を低下させることなく画像形成を行うこと
ができる。

【０１０４】また、第２の記録材同士の衝突を避けつ
つ、第２の記録材を搬送体の所定の位置に再給紙する動
作が、より確実に実行されるとともに、各待機部での停
止時間の算出が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るフルカラー画像形
成装置の画像形成主要部の概略構成図である。

【図２】操作パネルの一部を示す平面図である。

【図３】装置全体の制御構成を示すブロック図である。

【図４】待機部での停止時間を求めるための説明図で、
用紙の搬送系の概略構成図である。

【図５】水平搬送部での前後の用紙の紙間の関係を説明
するための図である。

【図６】メインルーチン処理を示すフローチャートであ
る。

【図７】図６のメインルーチンにおける両面搬送処理の
内容を示すフローチャートである。

【符号の説明】 Ｐｃ、Ｐｍ、Ｐｙ、Ｐｋ…画像形成部（画像形成手段） １…給紙部（給紙手段） １ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ…給紙トレー（記録材収容部） ２…定着器 ３…ソータ ５…転写ベルト（搬送体） ６ｃ、６ｍ、６ｙ、６ｋ…感光体ドラム ７ｃ、７ｍ、７ｙ、７ｋ…像露光装置 ８…タイミングローラ ９…循環搬送路 ９１…用紙反転部（待機部） ９１ａ…反転ローラ（循環搬送手段） ９２…水平搬送部（待機部） ９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９２ｄ…水平搬送ローラ（循
環搬送手段） ２０ａ、２０ｂ…第２の用紙（第２の記録材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 敦 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 高野 良昭 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−310335（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−179677（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−60776（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−231133（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65H 85/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録材を保持して搬送する無端状の搬送
   体と、 該搬送体で搬送される前記記録材に画像を形成する画像
   形成手段と、 記録材収容部に収容された記録材を前記搬送体へ供給す
   る給紙手段と、 前記画像形成手段によって第１面に画像が形成された記
   録材を、第２面の画像形成のために循環搬送路に沿って
   搬送し、前記搬送体へ反転状態で再度供給する循環搬送
   手段と、を備え、 前記記録材収容部からの記録材と前記片面画像形成済み
   の記録材とが、前記搬送体に交互に給紙されるものとな
   された画像形成装置において、 前記循環搬送路上に設けられた前記片面画像形成済みの
   記録材が停止・待機する複数個の待機部と、 前記待機部のうちのいずれかについて、搬送体における
   所望の位置に片面画像形成済みの記録材が載置され、か
   つ、前記循環搬送手段によって循環搬送路を搬送される
   片面画像形成済みの記録材同士の衝突を避けるための条
   件を満たす、片面画像形成済みの記録材の停止時間の最
   大値と最小値を算出するとともに、該最大値と最小値の
   間の値を、その記録材の停止時間に設定し、かつ、その
   停止時間を用いて他の待機部におけるその記録材の停止
   時間を算出する本体制御部とを有し、 前記本体制御部は、算出した停止時間をタイマーに設定
   し、該タイマーがタイムアップするまで前記記録材を各
   待機部に停止させ、タイムアップしたときに前記各待機
   部の記録材の搬送を再開する ことを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】 前記本体制御部は、少なくとも搬送方向
   の記録材のサイズ、搬送体の周長、搬送体の一周に載置
   できる記録材の枚数、循環搬送路上に載置できる記録材
   の枚数、画像形成装置のシステム速度をパラメータとし
   て含む予め定められた数式を用いて、前記各待機部にお
   ける記録材の停止時間を算出することを特徴とする請求
   項１に記載の画像形成装置。