JP3814448B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、用紙の両面に画像を形成することのできる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置の代表例である複写機では、従来より、用紙の両面に複写を行うことのできる両面複写機能を有するものが知られている。また、複数枚の用紙に両面複写を行う際、片面複写が行われた用紙をスタックすることなく、両面連続複写を行う、いわゆるスタックレス両面連続複写機能を有する装置も知られている。
【０００３】
かかるスタックレス両面連続複写機能を有する複写機では、複写が行われる画像形成経路で片面複写がされた用紙を反転循環経路に取り込み、その経路内で用紙を反転させ、再び画像形成経路に用紙を搬送して、他方面側の複写が行われるという構成になっている。
画像形成経路および反転循環経路の総経路長は、通常、画像が複写される用紙長さの３〜６倍程度である。そこで複写速度を上げるために、画像形成経路および反転循環経路上で複数枚の用紙が搬送されるようになっている。
【０００４】
より具体的に説明すると、たとえば画像形成経路および反転循環経路が５枚の用紙を搬送できる場合（経路長が、用紙長さの５倍＋必要な用紙間距離の長さを有する場合）において、５枚以上の用紙に両面複写を行う場合を考える。この場合、用紙収容部から、５枚の用紙が順次繰り出されて、画像形成経路へと搬送される。５枚目の用紙が画像形成経路に進入し終えると、１枚目の用紙は反転循環経路を搬送されて、画像形成経路の入口近傍まで達している。そこで、６枚目の用紙を用紙収容部から繰り出すのを中断して、反転循環経路上の１枚目の用紙を画像形成経路に送り、片面複写がされた用紙の残りの面に複写が行われる。そしてこの残りの面への複写は、２枚目の用紙、３枚目の用紙、…５枚目の用紙と行われ、５枚目の用紙の両面複写の後に、６枚目の用紙が用紙収容部から繰り出されるという搬送動作が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の用紙搬送動作は、各用紙に搬送遅れが生じることなく、良好に搬送されることを前提としている。ところが、用紙を搬送していると、場合によっては、用紙がスリップして搬送遅れを生じたり、用紙収容部からの用紙の繰り出しがうまくいかずに、複数回用紙の繰り出しを試みるリトライ動作が行われることがある。かかるスリップやリトライ動作が生じたときには、先行する用紙と後続する用紙との用紙間距離が所望の距離よりも離れるので、画像形成経路および反転循環経路上に所望の枚数の用紙を分布させることができない。
【０００６】
そこで従来技術では、用紙のスリップやリトライ動作が生じたときには、一旦、画像形成経路および反転循環経路を搬送されている用紙に対して複写を完了し、画像形成経路および反転循環経路内に用紙が無くなってから、改めて用紙収容部から用紙を取り出すという制御が行われていた。
ところが、かかる制御では、スリップやリトライ動作が発生するごとに、用紙収容部からの用紙の繰り出しが中断されるので、複写速度が遅くなるという課題がある。
【０００７】
同様の課題は、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置においても存在していた。
そこでこの発明は、上記課題を解決して、スタックレス両面連続画像形成を効率良く行うことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、入口と出口との間に配置された画像転写部および画像定着部を有し、入口から出口に向かって搬送される用紙に対して画像を転写・定着するための画像形成経路、用紙収容部に一端がつながり、他端は画像形成経路の入口につながっていて、用紙収容部に収容されている用紙を画像形成経路へ搬送するための給紙経路、ならびに画像形成経路の出口および入口の間につながっていて、画像形成経路を搬送される間に一方表面に画像が転写・定着されて出口へ達した用紙を取り込み、該用紙を反転させて、その他方表面に画像を転写・定着すべく画像形成経路の入口へと用紙を搬送する反転循環経路、を有し、給紙経路長をＬａ、給紙経路の用紙搬送速度をＶａ、搬送される用紙長さをＰ、連続的に用紙を搬送する際に必要な用紙間距離をＬｗ、反転循環経路の用紙搬送速度をＶｂとしたとき、反転循環経路における画像形成経路の入口までの距離Ｌｂが、Ｌｂ≧（Ｌａ＋Ｐ＋Ｌｗ）Ｖｂ／Ｖａを満たす位置に、反転循環経路を搬送される用紙の先端を検知するためのセンサが配置されており、複数枚の用紙に対してその一方表面および他方表面の両面に画像を転写・定着する際に、前記センサ出力があるまでは用紙収容部の用紙を給紙経路を介して画像形成経路へ給紙させ、前記センサ出力があった後は、用紙収容部からの用紙の給紙を中断して、反転循環経路を搬送される用紙を画像形成経路へと搬送させる制御手段、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
反転循環経路に備えられたセンサは、画像形成経路の入口迄の距離Ｌｂが、
Ｌｂ≧（Ｌａ＋Ｐ＋Ｌｗ）Ｖｂ／Ｖａ
を満たす位置に配置されている。このセンサの配置位置から画像形成経路の入口までの用紙搬送に要する時間は、Ｌｂ／Ｖｂである。
一方、用紙収容部から繰り出される用紙が画像形成経路の入口まで搬送されるのに要する時間はＬａ／Ｖａである。また、この用紙収容部から繰り出されて搬送される用紙の長さをＰとすると、長さＰの用紙が用紙収容部から繰り出されてからその後端が画像形成経路の入口内へ搬送され終わるのに必要な時間は、（Ｌａ＋Ｐ）／Ｖａである。
【００１０】
従って、複数枚の用紙に連続的に画像を形成する際に必要な用紙間距離をＬｗとすれば、用紙収容部から長さＰの用紙が繰り出されてその後端が画像形成装置の入口内へ搬送され終え、さらに必要な用紙間距離Ｌｗ先まで用紙が搬送されるのに必要な時間（Ｌａ＋Ｐ＋Ｌｗ）／Ｖａよりも、上述のセンサが設けられた位置から画像形成経路の入口まで用紙が搬送されるのに要する時間を長くすればよい。
【００１１】
そうすれば、センサにより反転循環経路を搬送される用紙の先端が検出される前であれば、用紙収容部からの用紙の繰り出しを行っても、その繰り出されて搬送される用紙の後端に反転循環経路を送られる用紙の先端がぶつかることはない。
つまり、センサが用紙の先端を検出するまでは、用紙収容部から繰り出す用紙にスリップやリトライ動作があっても、用紙の給紙を中断することなく用紙の給紙を継続することができる。そしてたとえ継続しても、反転循環経路を搬送される用紙が用紙収容部から給紙される用紙にぶつかることはない。
【００１２】
従って、この発明によれば、給紙および搬送される用紙がスリップしたり、用紙給紙時にリトライ動作があっても、それによって給紙を中断することなく、センサ出力があるまでは給紙を継続することができる。
よって、スタックレス両面連続画像形成時に、効率良く用紙を搬送することができ、画像形成速度の向上を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下には、図面を参照して、この発明の一実施形態について具体的に説明をする。
図１は、この発明の一実施形態にかかる画像形成装置、たとえば複写機の用紙搬送経路の構成を示す図解的な断面図である。
図１において、１は感光体ドラム、２は感光体ドラム１から用紙に画像を転写するための転写チャージャ、３は定着装置を構成する定着ローラ対である。そしてこれら感光体ドラム１、転写チャージャ２および定着装置３を含む搬送路が画像形成経路４を構成している。
【００１４】
画像形成経路４の入口ＩＮには第１給紙経路５、第２給紙経路６、第３給紙経路（図示せず）…がつながっている。第１給紙経路５は給紙段Ａの用紙収容部に収容された用紙を繰り出して、画像形成経路４の入口ＩＮへと導くための給紙経路である。同様に、給紙経路６は、給紙段Ｂの用紙収容部に収容された用紙を繰り出して画像形成経路４の入口ＩＮへと導く経路である。これら複数の給紙経路５，６…は、画像形成経路４の入口ＩＮへとつながる経路部分が共用化された給紙経路である。
【００１５】
画像形成経路４の出口ＯＵＴには用紙の搬送方向を切換えるための切換え爪７が設けられている。また、画像形成経路４の出口ＯＵＴには排出経路８および反転循環経路９の各一端が接続されている。排出経路８は画像が形成された用紙を機外へ排出するための経路である。
反転循環経路９は、画像形成経路４の出口ＯＵＴおよび入口ＩＮの間につながれた搬送経路である。この経路は、画像形成経路４を搬送される間に、一方表面に画像が複写されて出口ＯＵＴへ達した用紙を取り込み、当該用紙を反転させて、その他方表面に画像を複写すべく、画像形成経路４の入口ＩＮへと用紙を搬送するための経路である。この搬送経路は、片面複写済の用紙を所定枚数スタックせず、いわゆるスタックレス両面連続複写を行うためのものである。従って、反転循環経路９には、片面複写済用紙をスタックするための中間トレイ等は備えられていない。
【００１６】
上述の用紙搬送経路の構成において、給紙経路５の長さをＬａ、給紙経路５の用紙搬送速度をＶａ、給紙される用紙の長さをＰ、連続的に用紙が搬送される際に、画像形成経路４上において必要な用紙間距離をＬｗ、反転循環経路９の用紙搬送速度をＶｂとしたとき、反転循環経路９における画像形成経路４の入口ＩＮまでの距離Ｌｂが、
Ｌｂ≧（Ｌａ＋Ｐ＋Ｌｗ）Ｖｂ／Ｖａ
を満たす位置に、反転循環経路９を搬送される用紙の先端を検知するためのセンサ１０が配置されている。よって、図１におけるセンサ１０の位置が上記式のイコールを満たす条件の場合とすれば、センサ１０は、図示の位置およびその左側であればよい。
【００１７】
さらに、画像形成経路４の入口ＩＮ近傍の給紙経路（共用部分）には、給紙経路を送られてくる用紙を検知するためのセンサ１１が備えられている。たとえば給紙経路５を用紙が搬送されて、その用紙がセンサ１１で検出されると、図示しない給紙クラッチがオフされて、給紙経路５における各ローラの回転が停止される。
上述の構成で、今、たとえば１０枚の用紙に対してスタックレス両面連続複写を行う場合を考える。給紙段Ａから用紙が給紙される場合を考えると、第１枚目の用紙が給紙経路５を通って給紙され、画像形成経路４内へ送り込まれる。次いで、所定の給紙タイミングで、第２番目の用紙、第３番目の用紙というように順次用紙が給紙され、画像形成経路４へと送られる。
【００１８】
画像形成経路４を搬送される間に、その一方表面に画像が複写された用紙は、切換え爪７により反転循環経路９へと導かれる。画像形成経路４および反転循環経路９の総経路長は、たとえば長さＰの用紙が５枚存在し得る長さになっている。それゆえ、給紙経路５を通って用紙が給紙される際に、用紙がスリップしたり、給紙がうまくいかずに無給紙後のリトライ動作が発生しなかった場合には、画像形成経路４および反転循環経路９の上に５枚の用紙を送り込むことができる。ところが、用紙を５枚給紙する前、たとえば３枚目の用紙を給紙するときに、用紙がスリップしたり、リトライ動作を行ったとすれば、２枚目の用紙と３枚目の用紙との用紙間隔が所望の間隔よりも広くなり、その結果４枚目の用紙や５枚目の用紙を給紙しようとしたら、反転循環経路９を搬送されてくる１枚目の用紙とぶつかってしまう等の不具合が生じる。
【００１９】
そこでこの発明では、センサ１０を用いることにより、かかる不具合を防止するようにしている。すなわち、センサ１０および１１の出力は制御部１２へ与えられる。制御部１２では、これらセンサの出力に基づいて、給紙クラッチその他の駆動部を制御する。
図２は、図１における制御部１２の制御動作を示すフローチャートである。
図２の流れに従って説明する。制御部１２では、センサ１０が用紙先端を検知してオンしたか否かの判別を行う（ステップＳ１）。複写が開始された時点では、反転循環経路９には用紙は存在しないから、センサ１０はオンしておらず、処理はステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、複写タイミングをとるための給紙開始タイミング信号が与えられたか否かの判別がされる。そしてこの給紙開始タイミング信号が与えられると、制御部１２では枚数カウンタを＋１し（ステップＳ３）、給紙クラッチをオンにする（ステップＳ４）。これにより所定の給紙段、たとえば給紙段Ａからの給紙が開始される。そして給紙される用紙がセンサ１１を通過すると、給紙クラッチがオフされる（ステップＳ６）。
【００２０】
そして設定複写枚数分、たとえば１０枚の複写が終わるまで、上述の動作が繰り返される。
ところで、通常は、５枚の用紙が給紙されると、各用紙は画像形成経路４および反転循環経路内を搬送されているから、第１枚目の用紙が反転循環経路９のセンサ１０に達する。するとセンサ１０がオンして（ステップＳ１でＹＥＳ）、処理はステップＳ１からＳ８へと移る。つまり、反転循環経路９を搬送される用紙の先端がセンサ１０に達して後は、給紙が中断され、片面複写済の用紙に対して残りの面の複写が行われる。具体的には、残りの面の複写が行われ（ステップＳ８）、制御部１２のカウンタが−１され（ステップＳ９）、そのカウンタが「０」になるまで他方面の複写が行われる。これにより、画像形成経路および反転循環経路９内に送られた片面複写済の用紙の残りの面に対する複写が完了する。その後給紙が再開されて設定枚数コピーが完了するまで動作が行われる。
【００２１】
上記構成で、給紙段Ａから給紙する場合と、給紙段Ｂから給紙する場合とでは、給紙経路５，給紙経路６の長さが異なるので、センサ１０の配置位置を変える必要がある。また、搬送される用紙の長さＰが異なる場合も、センサ１０の配置位置に影響を与える。従ってセンサ１０は、給紙経路が複数段ある場合に、それに合わせて複数個配置する必要があるし、また、用紙サイズを考慮して、用紙サイズごとに複数個配置する必要もある。
【００２２】
しかしながら、そのように給紙段および用紙長さに対応させて複数個のセンサ１０を配置したのでは、構成が煩雑になる。
そこで、上述した条件式の場合で、距離Ｌｂが最も長い距離の位置にセンサ１０を配置する。そして給紙段や搬送される用紙長さが変わることにより、上記距離Ｌｂが短くなる場合に、センサ１０が用紙先端を検出した後、用紙の搬送速度に合わせた時間を演算することにより、用紙先端が所望の位置になったことを検知するようにしてもよい。
【００２３】
その他、この発明は、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる複写機の用紙搬送経路の構成を示す図解的な断面図である。
【図２】制御部の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
２ 転写チャージャ
３ 定着装置
４ 画像形成経路
５，６ 給紙経路
９ 反転循環経路
１０ センサ
１２ 制御部

Claims (1)

1. 入口と出口との間に配置された画像転写部および画像定着部を有し、入口から出口に向かって搬送される用紙に対して画像を転写・定着するための画像形成経路、
   用紙収容部に一端がつながり、他端は画像形成経路の入口につながっていて、用紙収容部に収容されている用紙を画像形成経路へ搬送するための給紙経路、ならびに
   画像形成経路の出口および入口の間につながっていて、画像形成経路を搬送される間に一方表面に画像が転写・定着されて出口へ達した用紙を取り込み、該用紙を反転させて、その他方表面に画像を転写・定着すべく画像形成経路の入口へと用紙を搬送する反転循環経路、を有し、
   給紙経路長をＬａ、
   給紙経路の用紙搬送速度をＶａ、
   搬送される用紙長さをＰ、
   連続的に用紙を搬送する際に必要な用紙間距離をＬｗ、
   反転循環経路の用紙搬送速度をＶｂ
   としたとき、反転循環経路における画像形成経路の入口までの距離Ｌｂが、
   Ｌｂ≧（Ｌａ＋Ｐ＋Ｌｗ）Ｖｂ／Ｖａ
   を満たす位置に、反転循環経路を搬送される用紙の先端を検知するためのセンサが配置されており、
   複数枚の用紙に対してその一方表面および他方表面の両面に画像を転写・定着する際に、前記センサ出力があるまでは用紙収容部の用紙を給紙経路を介して画像形成経路へ給紙させ、前記センサ出力があった後は、用紙収容部からの用紙の給紙を中断して、反転循環経路を搬送される用紙を画像形成経路へと搬送させる制御手段、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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