JP3904455B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、連続した画像形成を行う場合に、画像形成される用紙の間隔を狭くして画像形成の生産性を高めるようにした画像形成装置として、特開２００１−１３０８１２公報で本出願人が提案したものがある。
【０００３】
この特開２００１−１３０８１２公報に開示された画像形成装置は、用紙が給紙トレイから画像形成部に搬送される給紙用搬送路の途中に反転路を設け、給紙用搬送路を搬送される用紙を反転路に一旦送り込み、この反転路内でスイッチバックさせた後に画像形成部へ送り込むものである。そして、反転路内に送り込まれた用紙をスイッチバックさせるとき、反転路から給紙用搬送路へ送り出される先行の用紙と反転路へ送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部を重畳させるようにしたので、反転路への用紙の送り込み速度や反転路からの用紙の送り出し速度、反転路からの用紙の送り出しタイミングなどを制御することにより、スイッチバックされて画像形成部へ送り込まれる用紙の間隔を小さくするとともに均一化することができる。これにより、給紙トレイから給紙する用紙の用紙間隔を狭くした場合において、給紙トレイからの給紙タイミングのバラツキや、反転路に至る搬送中における搬送速度のバラツキ等が生じても、画像形成部への用紙の送り込みを小さい間隔に精度良く維持することができ、画像形成装置における画像形成作業の生産性を高めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、反転路を設けた上述の画像形成装置では、画像形成のスタートキーを押してから最初の１枚目の用紙への画像形成が終了するまでの時間（ファーストプリントタイム）が長くなる。これは、反転路を設けたことにより、給紙トレイから画像形成部に至る用紙の搬送距離が長くなり、給紙トレイから給紙された用紙が画像形成部まで搬送される時間が長くなるためである。
【０００５】
また、ＡＤＦ装置を用いて原稿を搬送しながらその原稿の画像を読取り、読取った各原稿の画像を一部ずつ画像形成する場合においては、給紙トレイから画像形成部までの用紙の搬送距離が長いと、原稿の読取りを開始する前に給紙トレイからの用紙の給紙を開始することになるため、原稿が無くなったことを検知したときには、存在しないその次の原稿に対応した用紙の給紙が既に開始されている。したがって、画像形成部を通過して排紙された最後の用紙は、画像形成されていない白紙になる。この白紙を給紙トレイに戻せば画像形成に用いることはできるが、１枚の白紙を給紙トレイに戻す作業は手間がかかって煩雑である。
【０００６】
本発明の目的は、反転路を設けることにより画像形成作業の生産性を高めるようにした画像形成装置において、ファーストプリントタイムを短縮して画像形成作業の生産性をさらに高めることである。
【０００７】
本発明の目的は、反転路を設けることにより画像形成作業の生産性を高めるようにした画像形成装置において、ＡＤＦ装置で搬送される原稿の画像を読取りながら各原稿の画像を一部ずつ画像形成する場合に、最後の用紙が白紙状態で排紙されることを防止することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の画像形成装置は、用紙を積層保持する用紙収納部と、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙手段と、給紙された用紙上に画像形成を行う画像形成部と、前記用紙収納部から前記画像形成部に至る給紙用搬送路と、前記給紙用搬送路の途中に接続されてこの給紙用搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記給紙用搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行する用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切替自在な用紙反転手段と、前記反転路内に予め１枚の用紙を保持させる用紙保持手段と、を有し、前記反転路は上下方向に配列されて複数段設けられ、前記用紙保持手段はそれぞれの前記反転路に異なる種類の用紙を保持させるものである。
【０００９】
したがって、用紙収納部に積層保持された用紙が分離給紙手段により一枚ずつ分離給紙されて給紙用搬送路を搬送され、給紙用搬送路を搬送された用紙は反転路に一旦送り込まれ、この反転路内で用紙反転手段によりスイッチバックされて反転路から給紙用搬送路へ送り出され、給紙用搬送路を経由して画像形成部へ送り込まれ、画像形成部においてその用紙上に画像形成が行われる。
【００１０】
反転路内に送り込まれた用紙をスイッチバックさせるとき、給紙用搬送路へ送り出される先行の用紙と反転路へ送り込まれる後続の用紙とが少なくとも一部を重畳させた状態となるので、反転路への用紙の送り込み速度や反転路からの用紙の送り出し速度、反転路からの用紙の送り出しタイミングなどを制御することにより、スイッチバックされて画像形成部へ送り込まれる用紙の間隔を小さくすることができる。これにより、用紙収納部から給紙する用紙の用紙間隔を狭くした場合において、用紙収納部からの給紙タイミングのバラツキや、反転路に至る搬送中における搬送速度のバラツキ等が生じても、画像形成部への用紙の送り込みを小さい間隔に精度良く維持することができ、画像形成装置における画像形成作業の生産性を高めることができる。
【００１１】
また、反転路内には用紙保持手段により予め１枚の用紙が保持されているので、反転路内に予め保持されている用紙を画像形成時の１枚目の用紙として画像形成部へ向けて搬送することにより、１枚目の用紙を用紙収納部から給紙する場合に比べてファーストプリントタイムを短縮することができ、画像形成作業の生産性がさらに高くなる。このことは、１枚の原稿に対する画像形成枚数が少ない場合に特に有効である。
【００１２】
反転路内に１枚の用紙を予め保持する方法としては、前回の画像形成作業の終了時に行うようにしてもよく、又は、画像形成開始前のウォームアップ時に行うようにしてもよい。さらに、ＡＤＦ装置を用いて原稿を搬送しながらその原稿の画像を読取り、読取った各原稿の画像を一部ずつ画像形成する場合において、原稿が無くなったことを検知したときに存在しない次の原稿に対応する用紙が既に搬送を開始されている場合には、その用紙を次回の画像形成に備えて予め保持することができる。
【００１３】
用紙収納部が２つ以上存在し、それらの用紙収納部に異なる種類の用紙が積層保持されている場合において、反転路内に予め保持されている用紙と異なる種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合に備えて、反転路内に予め保持されている用紙を排紙トレイ上に排紙する排紙手段を設ける必要がある。また、画像形成部を通過した用紙が両面印刷のために再給送される再給送路を有する画像形成装置であれば、排紙手段に代えて、反転路内に予め保持されていた用紙をその再給送路上に退避させる退避手段を設けてもよい。ここで、本発明及び以下の各発明において、「異なる種類の用紙」とは、サイズ又は向きの少なくとも一方が異なる用紙を意味する。
【００１４】
さらに、用紙収納部が２つ以上存在し、それらの用紙収納部に異なる種類の用紙が積層保持されている場合には、どの用紙収納部に積層保持されている用紙を反転路に保持させるのかを決定する必要がある。予め、或る特定の用紙収納部に積層保持されている用紙を保持するように設定しておいてもよいが、使用頻度の高い種類の用紙や、画像形成部までの距離が最も長い用紙収納部に積層保持されている用紙とすることが好適である。どの種類の用紙を反転路に予め保持するのかということの判断に際して、過去の画像形成ジョブのデータから最も使用頻度の高い用紙の種類を判断する使用頻度判断手段を設けてもよい。
【００１５】
画像形成部を通過した用紙が両面印刷のために再給送される再給送路を有する画像形成装置であれば、反転路内に予め１枚の用紙を保持するとともに、再給送路内にも予め１枚の用紙を保持させる第２の用紙保持手段を設けるようにしてもよい。反転路内に予め保持する用紙と再給送路内に予め保持する用紙とは、同じ種類の用紙又は異なる種類の用紙とのいずれでもよい。本発明及び以下の各発明において、「同じ種類の用紙」とは、サイズ及び向きが同じである用紙を意味する。
【００１６】
ここで、給紙する用紙の長さが短い場合や、用紙収納部から画像形成部までの距離が特に長い場合には、反転路内に予め保持されていた用紙を最初に給紙して画像形成を行っても、その１枚目の用紙への画像形成が終了してから用紙収納部から最初に給紙された用紙が画像形成部に到達するまでの間隔が長くなり、画像形成作業の生産性を高めるうえで十分とは言えない。このような場合には、反転路と再給送路とにそれぞれ同じ種類の用紙を１枚ずつ保持しておき、それらの用紙を次々と給紙することにより、給紙する用紙の長さが短い場合や、用紙収納部から画像形成部までの距離が特に長い場合であっても、ファーストプリントタイムが短くなるとともに１枚目の用紙と２枚目の用紙との間隔が短くなるので、画像形成作業の生産性がさらに高くなる。
【００１７】
また、反転路内に予め保持されていた用紙と再給送路内に予め保持されていた用紙とが異なる場合において、使用する用紙が反転路内に予め保持されていた用紙と同じ種類の用紙であれば、反転路内に予め保持されていた用紙を１枚目の用紙として画像形成を行い、ファーストプリントタイムを短縮できる。一方、使用する用紙が再給送路内に予め保持されていた用紙と同じ種類の用紙であれば、反転路内に予め保持されていた用紙を上述した排紙手段で排紙し又は上述した退避手段で退避させた後に、再給送路内に予め保持されていた用紙を１枚目の用紙として画像形成を行い、ファーストプリントタイムを短縮できる。
【００１８】
また、請求項１記載の発明は、前記反転路は上下方向に配列されて複数段設けられ、前記用紙保持手段はそれぞれの前記反転路に異なる種類の用紙を保持させるものである。
【００１９】
したがって、用紙収納部が２つ以上存在し、それらの用紙収納部に異なる種類の用紙が積層保持されている場合には、各用紙収納部に積層保持されているそれぞれ異なる種類の用紙を各反転路内に予め保持しておくことにより、反転路内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行う確率が高くなり、反転路内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行うことにより画像形成作業の生産性を高めることができる確率が高くなる。例えば、反転路が２つで、用紙収納部が３つである場合には、用紙の種類の使用頻度を考慮しないものとすれば、反転路内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行う確率が２／３となる。なお、反転路が１つで用紙収納部が３つの場合には、反転路内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行う確率は１／３と低くなる。
【００２０】
各反転路内に予め保持される用紙は、使用頻度の高い種類の用紙や、画像形成部までの距離が長い用紙収納部に積層保持されている用紙とすることが好適である。どの種類の用紙を反転路に予め保持するのかということの判断に際して、過去の画像形成ジョブのデータから最も使用頻度の高い用紙の種類を判断する使用頻度判断手段を設けてもよい。
【００２１】
反転路内に予め保持されている用紙と異なる種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合には、反転路内に予め保持されていた用紙を上述した排紙手段で排紙し又は上述した退避手段で退避させるようにする。
【００２２】
また、反転路が上下方向に配列された複数段設けられている場合、上下で隣接する２つの反転路においては、それらの反転路で用紙をスイッチバックさせるための用紙反転手段の一部を共用することができる。例えば、用紙反転手段として駆動ローラとその駆動ローラに接触して連れ回りされる従動ローラとを用いる場合、従動ローラを共用することができ、それにより、部品点数や部品の設置スペースの削減し、小型化を図ることができる。
【００２３】
また、請求項２記載の発明は、用紙を積層保持する用紙収納部と、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙手段と、給紙された用紙上に画像形成を行う画像形成部と、前記用紙収納部から前記画像形成部に至る給紙用搬送路と、前記給紙用搬送路の途中に接続されてこの給紙用搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記給紙用搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行する用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切替自在な用紙反転手段と、前記反転路内に予め１枚の用紙を保持させる用紙保持手段と、を有し、前記反転路は上下方向に配列されて複数段設けられ、前記用紙保持手段はそれぞれの前記反転路に同じ種類の用紙を保持させるものである。
【００２４】
給紙する用紙の長さが短い場合や、用紙収納部から画像形成部までの距離が特に長い場合には、１つの反転路に保持していた用紙を最初に給紙して画像形成を行っても、その１枚目の用紙への画像形成が終了してから用紙収納部から最初に給紙された用紙が画像形成部に到達するまでの間隔が長くなり、画像形成作業の生産性が低くなる。
【００２５】
したがって、このような場合には、複数の反転路内にそれぞれ同じ種類の用紙を１枚ずつ予め保持しておき、それらの用紙を次々と給紙することにより、給紙する用紙の長さが短い場合や、用紙収納部から画像形成部までの距離が特に長い場合であっても、ファーストプリントタイムが短くなるとともに、１つの反転路から給紙された用紙と他の反転路から給紙された用紙との用紙間隔、及び、他の反転路から給紙された用紙と用紙収納部から最初に給紙された用紙との用紙間隔が短くなり、画像形成作業の生産性がさらに高くなる。
【００２６】
請求項３記載の発明は、用紙を積層保持する用紙収納部と、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙手段と、給紙された用紙上に画像形成を行う画像形成部と、前記用紙収納部から前記画像形成部に至る給紙用搬送路と、前記給紙用搬送路の途中に接続されてこの給紙用搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記給紙用搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行する用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切替自在な用紙反転手段と、前記反転路内に予め１枚の用紙を保持させる用紙保持手段と、を有し、前記反転路は上下方向に配列されて複数段設けられ、前記用紙保持手段は１つの前記反転路を空にして他の前記反転路に用紙を保持させるものである。
【００２７】
したがって、反転路内に保持されている用紙と同じ種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合には、保持されている用紙を１枚目の用紙として画像形成することによりファーストプリントタイムを短縮することができる。また、反転路内に使用頻度の高い種類の用紙を保持しておくことにより、ファーストプリントタイムを短縮する頻度を高めることができる。一方、反転路に保持されていない種類の用紙を使用して画像形成を行う場合には、空になっている反転路を使用して画像形成部へ給紙する用紙をスイッチバックさせることができる。このため、反転路内に予め保持されている用紙を排紙トレイ上に排紙するための上述した排紙手段や、反転路内に予め保持されていた用紙を再給送路上に退避させるための上述した退避手段を設けることが不要となる。
【００２８】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の画像形成装置において、前記反転路の出入口側に配置されていずれか一つの前記反転路に用紙が出入りすることを許容する切替位置へ切替自在な切替爪と、この切替爪を各切替位置へ切り替える切替機構とを有する。
【００２９】
したがって、切替機構で切替爪の切替位置を切替えることにより、用紙が出入りする反転路の切替えを行うことができる。このため、用紙が出入りする反転路を切替えるための構造を簡単化することができ、しかも、これらの切替爪と切替機構とは小さい設置スペース内に設置することが可能であるので用紙が出入りする反転路を切替える構造の小型化を図ることができる。
【００３０】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の画像形成装置において、いずれか一つの前記反転路に用紙が出入りすることが可能となる位置へ前記反転路を昇降させる昇降機構が設けられている。
【００３１】
したがって、昇降機構で反転路を昇降させることにより、用紙が出入りする反転路を切替えることができる。さらに、昇降機構により反転路を昇降させることにより、反転路における用紙の出入口部分に段差が生じないようにすることができ、各反転路への用紙の出入りをスムーズに行わせることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。図１は中間転写体を備えた画像形成装置の構造を示す概略図、図２は入口ローラと分岐爪とを拡大して示す斜視図、図３は用紙反転手段の動作を説明する説明図、図４及び図５は連続して画像形成を行う場合の画像形成部への用紙の送り込み状態を説明する説明図、図６は反転路内に予め保持された用紙を使用して画像形成を行うことにより画像形成作業の生産性が高くなることを説明する説明図である。
【００３３】
この画像形成装置には図１に示すように、用紙が積層保持される用紙収納部である給紙トレイ１、給紙された用紙上に画像形成を行うデジタル電子写真方式の画像形成部２、画像形成が行われた用紙が排紙される排紙トレイ３等が設けられている。また、この画像形成装置には、用紙が搬送される用紙経路が設けられており、この用紙経路は、給紙トレイ１から画像形成部２に至る部分が給紙用搬送路４ａ、画像形成部２から排紙トレイ３に至る部分が排紙用搬送路４ｂ、画像形成部２から給紙用搬送路４ａの途中に至る部分が再給送路４ｃ、給紙用搬送路４ａにおける再給送路４ｃとの接続箇所よりも用紙搬送方向の下流側に位置してこの給紙用搬送路４ａの途中に接続された部分が反転路４ｄとされている。
【００３４】
給紙トレイ１は画像形成装置に対して着脱自在に装着されており、画像形成装置内における給紙トレイ１の装着位置の近傍には、給紙トレイ１内に積層保持された用紙を送り出すピックアップローラ５、ピックアップローラ５で送り出された用紙を一枚ずつに分離給紙する分離給紙手段６が設けられている。分離給紙手段６は、用紙の給紙方向へ回転駆動されるフィードローラ７、トルクリミッタ（図示せず）を備えて用紙の給紙方向と逆方向への回転駆動力が伝達されるリバースローラ８等により構成されている。
【００３５】
画像形成部２には、それぞれ異なる色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像を形成する４個の作像部９、これらの作像部９で作像された画像が転写される中間転写体１０、中間転写体１０上に転写された画像を用紙に転写する転写器１１、用紙上に転写された画像を定着する定着器１２等が設けられている。
【００３６】
給紙用搬送路４ａ上には、搬送ローラ１３、入口ローラ１４、分岐爪１５、搬送ローラ１６、レジストローラ１７、搬送される用紙を検知する各種センサ（図示せず）等が配置されている。
【００３７】
入口ローラ１４と分岐爪１５とは給紙用搬送路４ａと反転路４ｄとの接続箇所に配置されている。入口ローラ１４は図２に示すように、複数個のローラ部１４ａを中心軸１４ｂに固定した形状に構成されている。分岐爪１５は、図２に示すように、反転路４ｄに送り込まれる用紙をガイドする第１ガイド面１５ａと、反転路４ｄから送り出される用紙をガイドする第２ガイド面１５ｂと、第１ガイド面１５ａと第２ガイド面１５ｂとに挟まれて反転路４ｄに向けて鋭角的に突出した分岐爪先端部１５ｃとを有する略三角形に形成されている。そして、これらの分岐爪１５は、入口ローラ１４の中心軸１４ｂの近傍にこの中心軸１４ｂと平行に配置された支軸１８に固定され、この支軸１８は軸受（図示せず）により回動自在に軸支されている。支軸１８の端部にはアーム１９の一端が固定され、アーム１９の他端にはスプリング２０の一端が係止されている。スプリング２０の付勢力は、分岐爪１５を支軸１８の回りに反時計回り方向へ回動させる向き、即ち、分岐爪先端部１５ｃをローラ部１４ａの外周面より内側に入り込ませる向きに作用している。また、スプリング２０の付勢力によりアーム１９が回動する方向には、アーム１９の回動位置を規制するためのストッパ２１が設けられている。
【００３８】
分岐爪１５は、支軸１８と共に支軸１８の軸心回りに回動することにより、第１切替位置と、第２切替位置とに回動自在に設けられている。第１切替位置は、反転路４ｄに送り込まれる用紙が自らの腰の強さによりスプリング２０の付勢力に抗して分岐爪１５を時計回り方向へ回動させ、その用紙が入口ローラ１４のローラ部１４ａの外周面と分岐爪１５の第１ガイド面１５ａとの間を進行しているときの回動位置である。第２切替位置は、入口ローラ１４のローラ部１４ａの外周面と分岐爪１５の第１ガイド面１５ａとの間に用紙が存在せず、スプリング２０の付勢力により回動したアーム１９がストッパ２１に当接したときの回動位置である。分岐爪１５が第２切替位置に回動しているとき、分岐爪先端部１５ｃはローラ部１４ａの外周面より内側に入り込み、反転路４ｄから送り出された用紙は第２ガイド面１５ｂに沿って進行する。
【００３９】
反転路４ｄ上には用紙反転手段２２が設けられており、この用紙反転手段２２は図３に示すように、ステッピングモータ（図示せず）により間欠的に回転駆動される反転ローラ２３と、反転路４ｄを挟んだ反転ローラ２３に対向する位置に配置されて反転ローラ２３の外周面に当接されることにより連れ回りされる従動ローラ２４とから構成されている。反転ローラ２３の外周部の一部には、従動ローラ２４に対向したときに従動ローラ２４の外周面との間に隙間を形成する切欠部２３ａが形成されている。また、この用紙反転手段２２は、反転路４ｄに送り込まれた用紙をスイッチバックさせて給紙用搬送路４ａへ送り出す送り出し状態と、反転路４ｄから送り出されている先行する用紙と反転路４ｄに送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切替自在に設けられている。
【００４０】
図３（ｂ）は、反転ローラ２３の外周面と従動ローラ２４の外周面とが当接して反転ローラ２３が矢印方向に回転駆動され、及び、従動ローラ２４が矢印方向に連れ回りされる送り出し状態である。これにより、反転路４ｄ内に送り込まれた用紙が反転ローラ２３と従動ローラ２４とにより挟持されてスイッチバックされ、給紙用搬送路４ａへ送り出される。
【００４１】
図３（ａ）は、切欠部２３ａが従動ローラ２４に対向した状態で反転ローラ２３の回転駆動が停止され、反転ローラ２３と従動ローラ２４との間に隙間が形成された開放状態である。これにより、反転路４ｄからの先行する用紙の送り出しと反転路４ｄへの後続の用紙の送り込みとが同時に行われ、先行する用紙と後続の用紙との少なくとも一部が反転路４ｄ内で重畳する。
【００４２】
画像形成部２を通過した用紙の搬送方向下流側における排紙用搬送路４ｂと再給送路４ｃとの分岐箇所には切替爪２５が設けられている。この切替爪２５はソレノイド（図示せず）の駆動により回動切替えされ、切替爪２５の切替えにより、画像形成部２を通過した用紙が排紙用搬送路４ｂ又は再給送路４ｃへ送り込まれる。排紙用搬送路４ｂへ送り込まれた用紙は排紙トレイ３上に排紙され、再給送路４ｃへ送り込まれた用紙は両面印刷のために再び画像形成部２へ送り込まれる。
【００４３】
また、この画像形成装置には、画像形成部２における画像形成動作、分離給紙手段６、入口ローラ１４、レジストローラ１７、用紙反転手段２２等を、用紙経路（給紙用搬送路４ａ、再給送路４ｃ、反転路４ｄ）上に配置された各種センサの検知結果や、操作パネル（図示せず）上に設けられた各種キーの操作結果に応じて駆動させるマイクロコンピュータの制御部（図示せず）が設けられている。そして、この画像形成装置には、制御部により実行される処理の一つとして、用紙保持手段が設けられている。この用紙保持手段は、反転路４ｄ内に予め１枚の用紙Ａ（図１参照）を保持させる処理である。
【００４４】
反転路４ｄ内に予め１枚の用紙Ａを保持する方法としては、前回の画像形成作業の終了時に最後に給紙した用紙を反転路４ｄ内で停止させるようにしてもよく、又は、画像形成開始前のウォームアップ時に給紙トレイ１内の最初の用紙を反転路４ｄまで搬送するようにしてもよい。さらに、ＡＤＦ装置を用いて原稿を搬送しながらその原稿の画像を読取り、読取った各原稿の画像を一部ずつ画像形成する場合において、原稿が無くなったことを検知したときに存在しない次の原稿に対応する用紙が既に給紙トレイ１から搬送を開始されている場合には、その用紙を次回の画像形成に備えて予め反転路４ｄ内に保持することができる。
【００４５】
このような構成において、連続画像形成のモードに設定された後にプリントスタートキーが押されると、給紙トレイ１から次々と用紙が給紙され、これらの用紙は給紙用搬送路４ａ上を画像形成部２に向けて搬送され、その途中で、反転路４ｄに送り込まれてスイッチバックされ、前後及び表裏が逆向きとなる。反転路４ｄでスイッチバックされた用紙が画像形成部２に送り込まれると、画像形成部２においてその用紙に対する画像形成が行われる。
【００４６】
反転路４ｄに送り込まれる用紙は、分岐爪１５をスプリング２０の付勢力に抗して押し上げ、分岐爪１５の第１ガイド面１５ａと入口ローラ１４のローラ部１４ａの外周面との間を通過して進行する。反転路４ｄ内でスイッチバックされた用紙は、分岐爪１５の第２ガイド面１５ｂに沿って進行して給紙用搬送路４ａへ送り出される。
【００４７】
図４及び図５は、用紙を連続搬送して画像形成する場合の用紙の流れを説明する説明図である。先行する用紙ａが反転路４ｄから給紙用搬送路４ａへ送り出されている最中に、後続の用紙ｂが反転路４ｄに向けて搬送される（図４参照）。先行する用紙ａは、最初、用紙反転手段２２の反転ローラ２３と従動ローラ２４とに挟持されて搬送力を付与され、用紙反転手段２２が図３（ａ）に示す開放状態で停止した後は搬送ローラ１６に挟持されて搬送力を付与され、画像形成部２へ向けて搬送される。一方、後続の用紙ｂは、搬送ローラ１３と入口ローラ１４とにより搬送力を付与され、用紙反転手段２２が図３（ａ）に示す開放状態となっているときに反転路４ｄ内へ送り込まれる。そして、反転路４ｄへの用紙ｂの送り込みは、用紙反転手段２２が開放状態となって用紙ａが反転路４ｄから送り出されている最中に、反転路４ｄ内で先行する用紙ａと後続の用紙ｂとがその一部を重畳させるようにして行われる。
【００４８】
ここで、反転路４ｄ内に送り込まれた用紙をスイッチバックさせるとき、給紙用搬送路４ａへ送り出される先行の用紙ａと反転路４ｄへ送り込まれる後続の用紙ｂとが一部を重畳させた状態となるので、反転路４ｄへの用紙の送り込み速度や反転路４ｄからの用紙の送り出し速度、反転路４ｄからの用紙の送り出しタイミングなどを制御することにより、スイッチバックされて画像形成部２へ送り込まれる用紙の間隔を小さくすることができる。これにより、給紙トレイ１から給紙される用紙の用紙間隔を狭くした場合において、給紙トレイ１からの給紙タイミングのバラツキや、反転路４ｄに至る搬送中における搬送速度のバラツキ等が生じても、画像形成部２への用紙の送り込みを小さい間隔に精度良く維持することができ、画像形成装置における画像形成作業の生産性を高めることができる。
【００４９】
つぎに、用紙保持手段により反転路４ｄ内に１枚の用紙Ａが予め保持されている場合について説明する。１枚の用紙Ａが反転路４ｄ内に予め保持されている場合には、画像形成を開始した場合、１枚目の用紙をこの反転路４ｄ内に保持されている用紙Ａとすることができる。
【００５０】
図６は、４枚の用紙に対して画像形成を連続して行う場合における、プリント動作がスタート（給紙動作のスタート）してから、４枚目のプリントが終了するまでの時間を、反転路４ｄ内に予め１枚の用紙Ａが用紙保持手段により保持されている場合（図６（ａ））と、そのような用紙の保持が行われていない場合（図６（ｂ））とを比較して示した説明図である。
【００５１】
図６（ａ）に示すように、反転路４ｄ内に予め１枚の用紙Ａが保持されている場合には、画像形成される１枚目の用紙として、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙Ａを用いることができる。給紙トレイ１から画像形成部２までの距離に比べて、反転路４ｄから画像形成部２までの距離は短いので、プリント動作がスタートしてから１枚目の用紙に対する画像形成が行われるまでの時間（ファーストプリントタイム）を短縮することができ、ひいては、全体（４枚目）の画像形成が終了するまでの時間を短縮することができ、画像形成作業の生産性を高めることができる。
【００５２】
これに対し、図６（ｂ）に示すように、そのような用紙の保持が行われていない場合には、１枚目の用紙は給紙トレイ１から給紙されるので、プリント動作がスタートしてから１枚目の用紙への画像形成が行われるまでの時間（ファーストプリントタイム）が長くなり、ひいては、全体（４枚目）の画像形成が終了するまでの時間が（ａ）の場合に比べて長くなる。
【００５３】
つぎに、本発明の第２の実施の形態を図７及び図８に基づいて説明する。なお、先行して説明した他の実施の形態で説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する（以下の各実施の形態でも同じ）。
【００５４】
本実施の形態の外観上の構造は第１の実施の形態と同じであり、異なる点は、反転路４ｄ内に予め１枚の用紙Ａを保持させる用紙保持手段が設けられていることに加え、再給送路４ｃ内にも予め１枚の用紙Ｂを保持させる第２の用紙保持手段が設けられている点である。この第２の用紙保持手段は、用紙保持手段と同じように、制御部により実行される処理の一つとして設けられているものである。
【００５５】
このような構成において、給紙する用紙の長さが短い場合には、第１の実施の形態で説明したように、反転路４ｄ内に予め保持されていた用紙Ａを最初に給紙して画像形成を行っても、その１枚目の用紙Ａへの画像形成が終了してから給紙トレイ１から最初に給紙された用紙が画像形成部２に到達するまでの間隔“Ｘ”が長くなり、画像形成作業の生産性を高める上で十分とは言えない（図８（ａ）参照）。
【００５６】
このような場合には、反転路４ｄ内に予め１枚の用紙Ａを保持しておき、さらに、再給送路４ｃ内にも予め１枚の用紙Ｂを保持しておく。すると、連続画像形成のモードに設定された後にプリントスタートキーが押されると、最初に反転路４ｄ内に予め保持されていた用紙Ａが画像形成部２へ給紙され、その次に再給送路４ｃ内に予め保持されていた用紙Ｂが画像形成部２へ給紙され、３枚目の用紙として給紙トレイ１から給紙された用紙が画像形成部２へ給紙される。このため、給紙トレイ１から画像形成部２までの距離に比べて再給送路４ｃから画像形成部２までの距離は短いので、給紙する用紙の長さが短い場合であっても、ファーストプリントタイムが短くなるとともに１枚目の用紙Ａと２枚目の用紙Ｂとの間隔を短くすることができるので（図８（ｂ）参照）、画像形成作業の生産性をさらに高めることができる。
【００５７】
なお、このような第２の用紙保持手段を設けることが有効な場合としては、給紙する用紙の長さが短い場合のほかに、給紙トレイ１から画像形成部２までの距離が特に長い場合が挙げられる。給紙トレイ１から画像形成部２までの距離が特に長くなるのは、給紙トレイを複数有し、最も離れた位置の給紙トレイから給紙する場合である。
【００５８】
つぎに、本発明の第３の実施の形態を図９に基づいて説明する。本実施の形態の外観上の構造が第１又は第２の実施の形態と異なる点は、給紙トレイ１が３段設けられ、各給紙トレイ１には異なる種類の用紙（サイズ又は向きの少なくとも一方が異なる用紙）が積層保持されている点である。
【００５９】
さらに、本実施の形態が第１・第２の実施の形態と異なる他の点は、異なる種類の用紙を積層保持する３段の給紙トレイ１が設けられたことに伴い、制御部により実行される処理としての各種の手段が設けられている点である。各種の手段としては、排紙手段、退避手段、使用頻度判断手段である。
【００６０】
排紙手段は、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙Ａと異なる種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合に、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙Ａを排紙トレイ３上に排紙する処理である。
【００６１】
退避手段は、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙Ａと異なる種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合に、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙Ａを再給送路４ｃ内に退避させる処理である。
【００６２】
使用頻度判断手段とは、どの種類の用紙を反転路４ｄ内に予め保持するのかということの判断に際して、過去の画像形成ジョブのデータから最も使用頻度の高い用紙の種類を判断する処理である。
【００６３】
このような構成において、反転路４ｄ内に予め保持された用紙Ａと異なる種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合には、その用紙Ａを排紙手段により排紙トレイ３上に排紙した後、又は、その用紙Ａを退避手段により再給送路４ｃに退避させた後に画像形成を行うことができる。したがって、用紙保持手段により反転路４ｄ内に予め用紙Ａが保持されている場合において、その用紙Ａと異なる種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合には、用紙保持手段を有しない場合と同じように画像形成を行うことができる。
【００６４】
なお、用紙Ａを退避手段で再給送路４ｃ内へ退避させた場合には、その画像形成作業が終了した後に、再給送路４ｃ内へ退避させた用紙Ａを反転路４ｄ内へ戻すようにする。
【００６５】
また、どの種類の用紙を反転路４ｄ内に予め保持するのかということの判断に際して、使用頻度判断手段でその時期に最も使用頻度の高い用紙の種類を判断してその用紙を反転路４ｄ内に保持するようにしてもよい。これにより、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙Ａはその時期においても最も使用頻度が高い用紙となり、画像形成時にファーストプリントタイムを短縮する頻度を高めることができる。なお、ここでいう「その時期」とは、その時点から過去の一定期間を意味し、例えば、過去１００回のジョブが行われた期間、又は、過去５０回のジョブが行われた期間などである。
【００６６】
本発明の第４の実施の形態を図１０ないし図１３に基づいて説明する。本実施の形態の基本的構造は第１又は第２の実施と同じであり、異なる点は、反転路４ｄが上下方向に２段に配列されている点である。これらの反転路４ｄ上にはそれぞれ用紙反転手段２２が設けられている。各用紙反転手段２２は、反転ローラ２３と従動ローラ２４とから構成されているが、従動ローラ２４は、２つの用紙反転手段２２において共用されている。
【００６７】
２つの反転路４ｄの出入口側には、略三角形状に形成された切替爪２６が配置されている。切替爪２６は、図１１ないし図１３に示すように、下側の反転路４ｄに出入りする用紙をガイドする第１ガイド面２６ａと、上側の反転路４ｄに出入りする用紙をガイドする第２ガイド面２６ｂと、第１ガイド面２６ａと第２ガイド面２６ｂとに挟まれて分岐爪１５に向けて鋭角的に突出したな切替爪先端部２６ｃとを有する略三角形に形成されている。そして、これらの切替爪２６は、入口ローラ１４の中心軸１４ｂの近傍にこの中心軸１４ｂと平行に配置された支軸２７に固定され、この支軸２７は軸受（図示せず）により回動自在に軸支されている。支軸２７の端部には、切替爪２６を第１切替位置（図１２参照）と第２切替位置（図１３参照）とへ回動させる切替機構であるソレノイド（図示せず）が連結されている。切替爪２６を第１切替位置へ回動させたとき、切替爪先端部２６ｃが入口ローラ１４のローラ部１４ａの外周面より内側に入り込んでいる。また、切替爪２６を第２切替位置へ回動させたとき、切替爪先端部２６ｃは分岐爪１５の分岐爪先端部１５ｃより上方位置に位置している。
【００６８】
本実施の形態でも、上述した各実施の形態と同じように、反転路４ｄ内に予め１枚の用紙を保持させる用紙保持手段が設けられている。この用紙保持手段による用紙の保持は、２つの反転路４ｄに異なる種類の用紙を保持してもよく、又は、２つの反転路４ｄに同じ種類の用紙を保持してもよく、又は、１つの反転路４ｄを空にして他の反転路４ｄのみに用紙を保持してもよい。
【００６９】
ここで、用紙保持手段により用紙を保持する場合を含め、上側の反転路４ｄに対して用紙を出入りさせる場合には、図１２に示すように、切替爪２６を第１切替位置へ回動させておく。すると、上側の反転路４ｄに送り込まれる用紙は、図１２（ａ）に示すように、分岐爪１５の第１ガイド面１５ａと切替爪２６の第２ガイド面２６ｂとに沿って進行する。上側の反転路４ｄから送り出される用紙は、図１２（ｂ）に示すように、切替爪２６の第２ガイド面２６ｂと分岐爪１５の第２ガイド面１５ｂとに沿って進行する。
【００７０】
また、用紙保持手段により用紙を保持する場合を含め、下側の反転路４ｄに対して用紙を出入りさせる場合には、図１３に示すように、切替爪２６を第２切替位置へ回動させておく。すると、下側の反転路４ｄに送り込まれる用紙は、図１３（ａ）に示すように、分岐爪１５の第１ガイド面１５ａと切替爪２６の第１ガイド面２６ａとに沿って進行する。下側の反転路４ｄから送り出される用紙は、図１３（ｂ）に示すように、切替爪２６の第１ガイド面２６ａと分岐爪１５の第２ガイド面１５ｂとに沿って進行する。
【００７１】
このような構成において、本実施の形態においても上述した各実施の形態と同じように、画像形成部２に送り込まれる用紙を反転路４ｄ内でスイッチバックさせることにより、給紙トレイ１から給紙される用紙の用紙間隔を狭くした場合において、給紙トレイ１からの給紙タイミングのバラツキや、反転路４ｄに至る搬送中における搬送速度のバラツキ等が生じても、画像形成部２への用紙の送り込みを小さい間隔に精度良く維持することができ、画像形成装置における画像形成作業の生産性を高めることができる。
【００７２】
さらに、反転路４ｄ内に用紙保持手段により予め１枚の用紙を保持しておき、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を画像形成時の１枚目の用紙として画像形成部２へ向けて搬送することにより、１枚目の用紙を給紙トレイ１から給紙する場合に比べてファーストプリントタイムを短縮することができ、画像形成作業の生産性をさらに高めることができる。
【００７３】
２つの反転路４ｄには、上述したように、異なる種類の用紙を保持してもよく、又は、同じ種類の用紙を保持してもよく、又は、１つの反転路４ｄを空にして他の反転路４ｄのみに保持してもよい。
【００７４】
２つの反転路４ｄに異なる種類の用紙が保持されている場合には、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行う確率が高くなり、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行うことにより画像形成作業の生産性を高めることができる確率が高くなる。具体的には、反転路４ｄが２つで、給紙トレイ１が３つであるので、用紙の種類の使用頻度を考慮しないものとすれば、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行う確率が２／３となる。なお、反転路４ｄに予め保持されていない用紙を給紙して画像形成を行う場合には、いずれか一方の反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を、上述した排紙手段により排紙し、又は、上述した退避手段により退避させる。
【００７５】
２つの反転路４ｄに同じ種類の用紙が保持されている場合には、それらの用紙を１枚目、及び、２枚目の用紙として給紙することができる。これにより、その種類の用紙の長さが短い場合や、その種類の用紙が積層保持されている給紙トレイ１から画像形成部２までの距離が特に長い場合であっても、ファーストプリントタイムを短くできるとともに、１枚目の用紙と２枚目の用紙との用紙間隔が長くなるということを防止でき、画像形成作業の生産性がさらに高くなる。なお、反転路４ｄに予め保持されていない用紙を給紙して画像形成を行う場合には、いずれか一方の反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を、上述した排紙手段により排紙し、又は、上述した退避手段により退避させる。
【００７６】
１つの反転路４ｄが空にされて他の反転路４ｄにのみ用紙が保持されている場合には、反転路４ｄ内に保持されている種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合に、保持されている用紙を１枚目の用紙として画像形成することによりファーストプリントタイムを短縮することができる。また、反転路４ｄ内に使用頻度の高い種類の用紙を保持しておくことにより、ファーストプリントタイムを短縮する頻度を高めることができる。
【００７７】
一方、反転路４ｄに保持されていない種類の用紙を使用して画像形成を行う場合には、空になっている反転路４ｄを使用して用紙をスイッチバックさせることができる。このため、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を排紙トレイ３上に排紙するための上述した排紙手段や、反転路４ｄ内に予め保持されていた用紙を再給送路４ｃ上に退避させるための上述した退避手段を設けることが不要となる。
【００７８】
用紙を出入りさせる反転路４ｄを切替える構造は、ソレノイドの駆動により切替爪２６を第１切替位置又は第２切替位置へ回動させる構造であり、しかも、これらの切替爪２６とソレノイドとを小さい設置スペース内に設置することが可能であるので、用紙が出入りする反転路４ｄを切替える構造の簡単化及び小型化を図ることができる。
【００７９】
つぎに、本発明の第５の実施の形態を図１４に基づいて説明する。本実施の形態の基本的構造は第４の実施の形態と同じであり、２つの反転路４ｄが上下方向に配列されている。本実施の形態が第４の実施の形態と異なる点は、いずれか一つの反転路４ｄに用紙が出入りすることが可能となる位置へ反転路４ｄを昇降させる昇降機構２８が設けられている点である。この昇降機構２８は、その内側に反転路４ｄを形成された反転トレイ部２９に連結されたベルト３０、ベルト３０を駆動させるモータ３１により構成されている。
【００８０】
このような構成において、モータ３１を駆動させることにより反転トレイ部２９（反転路４ｄ）を昇降させることができ、用紙が出入りする反転路４ｄを切替えることができる。図１３は、上側の反転路４ｄに対して用紙の出入りが可能となっている状態である。
【００８１】
昇降機構２８により昇降される反転路４ｄは水平状態を維持したまま昇降されるので、用紙が出入りする反転路４ｄにおける用紙の出入口部分に段差が生じないようにすることができ、各反転路４ｄへの用紙の出入りをスムーズに行わせることができる。
【００８２】
【発明の効果】
請求項１乃至５記載の発明の画像形成装置によれば、画像形成部に送り込まれる前後の用紙を少なくともその一部を重畳させながら反転路内でスイッチバックさせることにより、画像形成部への用紙の送り込みを小さい間隔に精度良く維持することができ、画像形成装置における画像形成作業の生産性を高めることができる。さらに、反転路内に予め１枚の用紙を保持しておき、画像形成時にその用紙を１枚目の用紙として画像形成部へ送り込むことにより、１枚目の用紙を用紙収納部から給紙する場合に比べてファーストプリントタイムを短縮することができ、画像形成作業の生産性をさらに高めることができる。
【００８３】
特に、請求項１記載の発明によれば、用紙収納部が２つ以上存在し、それらの用紙収納部に異なる種類の用紙が積層保持されている場合には、各用紙収納部に積層保持されているそれぞれ異なる種類の用紙を各反転路内に予め保持しておくことにより、反転路内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行う確率が高くなり、反転路内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行うことによりファーストプリントタイムを短縮して画像形成作業の生産性を高めることができる確率を高めることができる。
【００８４】
また、請求項２記載の発明によれば、給紙する用紙の長さが短い場合や、用紙収納部から画像形成部までの距離が特に長い場合には、複数の反転路に予め保持されている用紙を次々と給紙して画像形成を行うことにより、ファーストプリントタイムを短くできるとともに、１つの反転路から給紙された用紙と他の反転路から給紙された用紙との用紙間隔、及び、他の反転路から給紙された用紙と用紙収納部から最初に給紙された用紙との用紙間隔を短くすることができ、画像形成作業の生産性をさらに高めることができる。
【００８５】
また、請求項３記載の発明によれば、反転路内に保持されている用紙と同じ種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合には、保持されている用紙を１枚目の用紙として画像形成することによりファーストプリントタイムを短縮することができる。一方、反転路に保持されていない種類の用紙を使用して画像形成を行う場合には、空になっている反転路を使用して画像形成部に給紙する用紙をスイッチバックさせることができ、反転路内に予め保持されていた用紙を排紙したり他の場所に退避させたりする手段や機構を不要として構造の簡単化を図ることができる。
【００８６】
また、請求項４記載の発明によれば、用紙が出入りする反転路を切替えるための構造を簡単化することができ、しかも、これらの切替爪と切替機構とは小さい設置スペース内に設置することが可能であるので用紙が出入りする反転路を切替える構造の小型化を図ることができる。
【００８７】
請求項５記載の発明によれば、昇降機構で反転路を昇降させることにより用紙が出入りする反転路を切替えた場合には、反転路における用紙の出入口部分に段差が生じないようにすることができ、各反転路への用紙の出入りをスムーズに行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の画像形成装置の構造を示す概略図である。
【図２】入口ローラと分岐爪とを拡大して示す斜視図である。
【図３】用紙反転手段の動作を説明する説明図であり、（ａ）は開放状態、（ｂ）は送り出し状態である。
【図４】連続して画像形成を行う場合の画像形成部への用紙の送り込み状態を説明する説明図である。
【図５】連続して画像形成を行う場合の画像形成部への用紙の送り込み状態を説明する説明図である。
【図６】反転路内に予め保持された用紙を使用して画像形成を行うことにより画像形成作業の生産性が高くなることを説明する説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の画像形成装置の構造を示す概略図である。
【図８】反転路内と再給送路内とに予め保持された用紙を使用して画像形成を行うことにより画像形成作業の生産性がさらに高くなることを説明する説明図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態の画像形成装置の構造を示す概略図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態の画像形成装置の構造を示す概略図である。
【図１１】入口ローラと分岐爪と切替爪とを拡大して示す斜視図である。
【図１２】上側の反転路内に用紙が出入りする場合における分岐爪と切替爪との回動位置を説明する説明図である。
【図１３】下側の反転路内に用紙が出入りする場合における分岐爪と切替爪との回動位置を説明する説明図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態の画像形成装置の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 用紙収納部
２ 画像形成部
４ａ 給紙用搬送路
４ｄ 反転路
６ 分離給紙手段
２２ 用紙反転手段
２６ 切替爪
２８ 昇降機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、連続した画像形成を行う場合に、画像形成される用紙の間隔を狭くして画像形成の生産性を高めるようにした画像形成装置として、特開２００１−１３０８１２公報で本出願人が提案したものがある。
【０００３】
この特開２００１−１３０８１２公報に開示された画像形成装置は、用紙が給紙トレイから画像形成部に搬送される給紙用搬送路の途中に反転路を設け、給紙用搬送路を搬送される用紙を反転路に一旦送り込み、この反転路内でスイッチバックさせた後に画像形成部へ送り込むものである。そして、反転路内に送り込まれた用紙をスイッチバックさせるとき、反転路から給紙用搬送路へ送り出される先行の用紙と反転路へ送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部を重畳させるようにしたので、反転路への用紙の送り込み速度や反転路からの用紙の送り出し速度、反転路からの用紙の送り出しタイミングなどを制御することにより、スイッチバックされて画像形成部へ送り込まれる用紙の間隔を小さくするとともに均一化することができる。これにより、給紙トレイから給紙する用紙の用紙間隔を狭くした場合において、給紙トレイからの給紙タイミングのバラツキや、反転路に至る搬送中における搬送速度のバラツキ等が生じても、画像形成部への用紙の送り込みを小さい間隔に精度良く維持することができ、画像形成装置における画像形成作業の生産性を高めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、反転路を設けた上述の画像形成装置では、画像形成のスタートキーを押してから最初の１枚目の用紙への画像形成が終了するまでの時間（ファーストプリントタイム）が長くなる。これは、反転路を設けたことにより、給紙トレイから画像形成部に至る用紙の搬送距離が長くなり、給紙トレイから給紙された用紙が画像形成部まで搬送される時間が長くなるためである。
【０００５】
また、ＡＤＦ装置を用いて原稿を搬送しながらその原稿の画像を読取り、読取った各原稿の画像を一部ずつ画像形成する場合においては、給紙トレイから画像形成部までの用紙の搬送距離が長いと、原稿の読取りを開始する前に給紙トレイからの用紙の給紙を開始することになるため、原稿が無くなったことを検知したときには、存在しないその次の原稿に対応した用紙の給紙が既に開始されている。したがって、画像形成部を通過して排紙された最後の用紙は、画像形成されていない白紙になる。この白紙を給紙トレイに戻せば画像形成に用いることはできるが、１枚の白紙を給紙トレイに戻す作業は手間がかかって煩雑である。
【０００６】
本発明の目的は、反転路を設けることにより画像形成作業の生産性を高めるようにした画像形成装置において、ファーストプリントタイムを短縮して画像形成作業の生産性をさらに高めることである。
【０００７】
本発明の目的は、反転路を設けることにより画像形成作業の生産性を高めるようにした画像形成装置において、ＡＤＦ装置で搬送される原稿の画像を読取りながら各原稿の画像を一部ずつ画像形成する場合に、最後の用紙が白紙状態で排紙されることを防止することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の画像形成装置は、用紙を積層保持する用紙収納部と、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙手段と、給紙された用紙上に画像形成を行う画像形成部と、前記用紙収納部から前記画像形成部に至る給紙用搬送路と、前記給紙用搬送路の途中に接続されてこの給紙用搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記給紙用搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行する用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切替自在な用紙反転手段と、前記反転路内に予め１枚の用紙を保持させる用紙保持手段と、を有し、前記反転路は上下方向に配列されて複数段設けられ、前記用紙保持手段はそれぞれの前記反転路に異なる種類の用紙を保持させるものである。
【０００９】
したがって、用紙収納部に積層保持された用紙が分離給紙手段により一枚ずつ分離給紙されて給紙用搬送路を搬送され、給紙用搬送路を搬送された用紙は反転路に一旦送り込まれ、この反転路内で用紙反転手段によりスイッチバックされて反転路から給紙用搬送路へ送り出され、給紙用搬送路を経由して画像形成部へ送り込まれ、画像形成部においてその用紙上に画像形成が行われる。
【００１０】
反転路内に送り込まれた用紙をスイッチバックさせるとき、給紙用搬送路へ送り出される先行の用紙と反転路へ送り込まれる後続の用紙とが少なくとも一部を重畳させた状態となるので、反転路への用紙の送り込み速度や反転路からの用紙の送り出し速度、反転路からの用紙の送り出しタイミングなどを制御することにより、スイッチバックされて画像形成部へ送り込まれる用紙の間隔を小さくすることができる。これにより、用紙収納部から給紙する用紙の用紙間隔を狭くした場合において、用紙収納部からの給紙タイミングのバラツキや、反転路に至る搬送中における搬送速度のバラツキ等が生じても、画像形成部への用紙の送り込みを小さい間隔に精度良く維持することができ、画像形成装置における画像形成作業の生産性を高めることができる。
【００１１】
また、反転路内には用紙保持手段により予め１枚の用紙が保持されているので、反転路内に予め保持されている用紙を画像形成時の１枚目の用紙として画像形成部へ向けて搬送することにより、１枚目の用紙を用紙収納部から給紙する場合に比べてファーストプリントタイムを短縮することができ、画像形成作業の生産性がさらに高くなる。このことは、１枚の原稿に対する画像形成枚数が少ない場合に特に有効である。
【００１２】
反転路内に１枚の用紙を予め保持する方法としては、前回の画像形成作業の終了時に行うようにしてもよく、又は、画像形成開始前のウォームアップ時に行うようにしてもよい。さらに、ＡＤＦ装置を用いて原稿を搬送しながらその原稿の画像を読取り、読取った各原稿の画像を一部ずつ画像形成する場合において、原稿が無くなったことを検知したときに存在しない次の原稿に対応する用紙が既に搬送を開始されている場合には、その用紙を次回の画像形成に備えて予め保持することができる。
【００１３】
用紙収納部が２つ以上存在し、それらの用紙収納部に異なる種類の用紙が積層保持されている場合において、反転路内に予め保持されている用紙と異なる種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合に備えて、反転路内に予め保持されている用紙を排紙トレイ上に排紙する排紙手段を設ける必要がある。また、画像形成部を通過した用紙が両面印刷のために再給送される再給送路を有する画像形成装置であれば、排紙手段に代えて、反転路内に予め保持されていた用紙をその再給送路上に退避させる退避手段を設けてもよい。ここで、本発明及び以下の各発明において、「異なる種類の用紙」とは、サイズ又は向きの少なくとも一方が異なる用紙を意味する。
【００１４】
さらに、用紙収納部が２つ以上存在し、それらの用紙収納部に異なる種類の用紙が積層保持されている場合には、どの用紙収納部に積層保持されている用紙を反転路に保持させるのかを決定する必要がある。予め、或る特定の用紙収納部に積層保持されている用紙を保持するように設定しておいてもよいが、使用頻度の高い種類の用紙や、画像形成部までの距離が最も長い用紙収納部に積層保持されている用紙とすることが好適である。どの種類の用紙を反転路に予め保持するのかということの判断に際して、過去の画像形成ジョブのデータから最も使用頻度の高い用紙の種類を判断する使用頻度判断手段を設けてもよい。
【００１５】
画像形成部を通過した用紙が両面印刷のために再給送される再給送路を有する画像形成装置であれば、反転路内に予め１枚の用紙を保持するとともに、再給送路内にも予め１枚の用紙を保持させる第２の用紙保持手段を設けるようにしてもよい。反転路内に予め保持する用紙と再給送路内に予め保持する用紙とは、同じ種類の用紙又は異なる種類の用紙とのいずれでもよい。本発明及び以下の各発明において、「同じ種類の用紙」とは、サイズ及び向きが同じである用紙を意味する。
【００１６】
ここで、給紙する用紙の長さが短い場合や、用紙収納部から画像形成部までの距離が特に長い場合には、反転路内に予め保持されていた用紙を最初に給紙して画像形成を行っても、その１枚目の用紙への画像形成が終了してから用紙収納部から最初に給紙された用紙が画像形成部に到達するまでの間隔が長くなり、画像形成作業の生産性を高めるうえで十分とは言えない。このような場合には、反転路と再給送路とにそれぞれ同じ種類の用紙を１枚ずつ保持しておき、それらの用紙を次々と給紙することにより、給紙する用紙の長さが短い場合や、用紙収納部から画像形成部までの距離が特に長い場合であっても、ファーストプリントタイムが短くなるとともに１枚目の用紙と２枚目の用紙との間隔が短くなるので、画像形成作業の生産性がさらに高くなる。
【００１７】
また、反転路内に予め保持されていた用紙と再給送路内に予め保持されていた用紙とが異なる場合において、使用する用紙が反転路内に予め保持されていた用紙と同じ種類の用紙であれば、反転路内に予め保持されていた用紙を１枚目の用紙として画像形成を行い、ファーストプリントタイムを短縮できる。一方、使用する用紙が再給送路内に予め保持されていた用紙と同じ種類の用紙であれば、反転路内に予め保持されていた用紙を上述した排紙手段で排紙し又は上述した退避手段で退避させた後に、再給送路内に予め保持されていた用紙を１枚目の用紙として画像形成を行い、ファーストプリントタイムを短縮できる。
【００１８】
また、請求項１記載の発明は、前記反転路は上下方向に配列されて複数段設けられ、前記用紙保持手段はそれぞれの前記反転路に異なる種類の用紙を保持させるものである。
【００１９】
したがって、用紙収納部が２つ以上存在し、それらの用紙収納部に異なる種類の用紙が積層保持されている場合には、各用紙収納部に積層保持されているそれぞれ異なる種類の用紙を各反転路内に予め保持しておくことにより、反転路内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行う確率が高くなり、反転路内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行うことにより画像形成作業の生産性を高めることができる確率が高くなる。例えば、反転路が２つで、用紙収納部が３つである場合には、用紙の種類の使用頻度を考慮しないものとすれば、反転路内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行う確率が２／３となる。なお、反転路が１つで用紙収納部が３つの場合には、反転路内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行う確率は１／３と低くなる。
【００２０】
各反転路内に予め保持される用紙は、使用頻度の高い種類の用紙や、画像形成部までの距離が長い用紙収納部に積層保持されている用紙とすることが好適である。どの種類の用紙を反転路に予め保持するのかということの判断に際して、過去の画像形成ジョブのデータから最も使用頻度の高い用紙の種類を判断する使用頻度判断手段を設けてもよい。
【００２１】
反転路内に予め保持されている用紙と異なる種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合には、反転路内に予め保持されていた用紙を上述した排紙手段で排紙し又は上述した退避手段で退避させるようにする。
【００２２】
また、反転路が上下方向に配列された複数段設けられている場合、上下で隣接する２つの反転路においては、それらの反転路で用紙をスイッチバックさせるための用紙反転手段の一部を共用することができる。例えば、用紙反転手段として駆動ローラとその駆動ローラに接触して連れ回りされる従動ローラとを用いる場合、従動ローラを共用することができ、それにより、部品点数や部品の設置スペースの削減し、小型化を図ることができる。
【００２３】
また、請求項２記載の発明は、用紙を積層保持する用紙収納部と、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙手段と、給紙された用紙上に画像形成を行う画像形成部と、前記用紙収納部から前記画像形成部に至る給紙用搬送路と、前記給紙用搬送路の途中に接続されてこの給紙用搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記給紙用搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行する用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切替自在な用紙反転手段と、前記反転路内に予め１枚の用紙を保持させる用紙保持手段と、を有し、前記反転路は上下方向に配列されて複数段設けられ、前記用紙保持手段はそれぞれの前記反転路に同じ種類の用紙を保持させるものである。
【００２４】
給紙する用紙の長さが短い場合や、用紙収納部から画像形成部までの距離が特に長い場合には、１つの反転路に保持していた用紙を最初に給紙して画像形成を行っても、その１枚目の用紙への画像形成が終了してから用紙収納部から最初に給紙された用紙が画像形成部に到達するまでの間隔が長くなり、画像形成作業の生産性が低くなる。
【００２５】
したがって、このような場合には、複数の反転路内にそれぞれ同じ種類の用紙を１枚ずつ予め保持しておき、それらの用紙を次々と給紙することにより、給紙する用紙の長さが短い場合や、用紙収納部から画像形成部までの距離が特に長い場合であっても、ファーストプリントタイムが短くなるとともに、１つの反転路から給紙された用紙と他の反転路から給紙された用紙との用紙間隔、及び、他の反転路から給紙された用紙と用紙収納部から最初に給紙された用紙との用紙間隔が短くなり、画像形成作業の生産性がさらに高くなる。
【００２６】
請求項３記載の発明は、用紙を積層保持する用紙収納部と、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙手段と、給紙された用紙上に画像形成を行う画像形成部と、前記用紙収納部から前記画像形成部に至る給紙用搬送路と、前記給紙用搬送路の途中に接続されてこの給紙用搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記給紙用搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行する用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切替自在な用紙反転手段と、前記反転路内に予め１枚の用紙を保持させる用紙保持手段と、を有し、前記反転路は上下方向に配列されて複数段設けられ、前記用紙保持手段は１つの前記反転路を空にして他の前記反転路に用紙を保持させるものである。
【００２７】
したがって、反転路内に保持されている用紙と同じ種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合には、保持されている用紙を１枚目の用紙として画像形成することによりファーストプリントタイムを短縮することができる。また、反転路内に使用頻度の高い種類の用紙を保持しておくことにより、ファーストプリントタイムを短縮する頻度を高めることができる。一方、反転路に保持されていない種類の用紙を使用して画像形成を行う場合には、空になっている反転路を使用して画像形成部へ給紙する用紙をスイッチバックさせることができる。このため、反転路内に予め保持されている用紙を排紙トレイ上に排紙するための上述した排紙手段や、反転路内に予め保持されていた用紙を再給送路上に退避させるための上述した退避手段を設けることが不要となる。
【００２８】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の画像形成装置において、前記反転路の出入口側に配置されていずれか一つの前記反転路に用紙が出入りすることを許容する切替位置へ切替自在な切替爪と、この切替爪を各切替位置へ切り替える切替機構とを有する。
【００２９】
したがって、切替機構で切替爪の切替位置を切替えることにより、用紙が出入りする反転路の切替えを行うことができる。このため、用紙が出入りする反転路を切替えるための構造を簡単化することができ、しかも、これらの切替爪と切替機構とは小さい設置スペース内に設置することが可能であるので用紙が出入りする反転路を切替える構造の小型化を図ることができる。
【００３０】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか一記載の画像形成装置において、いずれか一つの前記反転路に用紙が出入りすることが可能となる位置へ前記反転路を昇降させる昇降機構が設けられている。
【００３１】
したがって、昇降機構で反転路を昇降させることにより、用紙が出入りする反転路を切替えることができる。さらに、昇降機構により反転路を昇降させることにより、反転路における用紙の出入口部分に段差が生じないようにすることができ、各反転路への用紙の出入りをスムーズに行わせることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。図１は中間転写体を備えた画像形成装置の構造を示す概略図、図２は入口ローラと分岐爪とを拡大して示す斜視図、図３は用紙反転手段の動作を説明する説明図、図４及び図５は連続して画像形成を行う場合の画像形成部への用紙の送り込み状態を説明する説明図、図６は反転路内に予め保持された用紙を使用して画像形成を行うことにより画像形成作業の生産性が高くなることを説明する説明図である。
【００３３】
この画像形成装置には図１に示すように、用紙が積層保持される用紙収納部である給紙トレイ１、給紙された用紙上に画像形成を行うデジタル電子写真方式の画像形成部２、画像形成が行われた用紙が排紙される排紙トレイ３等が設けられている。また、この画像形成装置には、用紙が搬送される用紙経路が設けられており、この用紙経路は、給紙トレイ１から画像形成部２に至る部分が給紙用搬送路４ａ、画像形成部２から排紙トレイ３に至る部分が排紙用搬送路４ｂ、画像形成部２から給紙用搬送路４ａの途中に至る部分が再給送路４ｃ、給紙用搬送路４ａにおける再給送路４ｃとの接続箇所よりも用紙搬送方向の下流側に位置してこの給紙用搬送路４ａの途中に接続された部分が反転路４ｄとされている。
【００３４】
給紙トレイ１は画像形成装置に対して着脱自在に装着されており、画像形成装置内における給紙トレイ１の装着位置の近傍には、給紙トレイ１内に積層保持された用紙を送り出すピックアップローラ５、ピックアップローラ５で送り出された用紙を一枚ずつに分離給紙する分離給紙手段６が設けられている。分離給紙手段６は、用紙の給紙方向へ回転駆動されるフィードローラ７、トルクリミッタ（図示せず）を備えて用紙の給紙方向と逆方向への回転駆動力が伝達されるリバースローラ８等により構成されている。
【００３５】
画像形成部２には、それぞれ異なる色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像を形成する４個の作像部９、これらの作像部９で作像された画像が転写される中間転写体１０、中間転写体１０上に転写された画像を用紙に転写する転写器１１、用紙上に転写された画像を定着する定着器１２等が設けられている。
【００３６】
給紙用搬送路４ａ上には、搬送ローラ１３、入口ローラ１４、分岐爪１５、搬送ローラ１６、レジストローラ１７、搬送される用紙を検知する各種センサ（図示せず）等が配置されている。
【００３７】
入口ローラ１４と分岐爪１５とは給紙用搬送路４ａと反転路４ｄとの接続箇所に配置されている。入口ローラ１４は図２に示すように、複数個のローラ部１４ａを中心軸１４ｂに固定した形状に構成されている。分岐爪１５は、図２に示すように、反転路４ｄに送り込まれる用紙をガイドする第１ガイド面１５ａと、反転路４ｄから送り出される用紙をガイドする第２ガイド面１５ｂと、第１ガイド面１５ａと第２ガイド面１５ｂとに挟まれて反転路４ｄに向けて鋭角的に突出した分岐爪先端部１５ｃとを有する略三角形に形成されている。そして、これらの分岐爪１５は、入口ローラ１４の中心軸１４ｂの近傍にこの中心軸１４ｂと平行に配置された支軸１８に固定され、この支軸１８は軸受（図示せず）により回動自在に軸支されている。支軸１８の端部にはアーム１９の一端が固定され、アーム１９の他端にはスプリング２０の一端が係止されている。スプリング２０の付勢力は、分岐爪１５を支軸１８の回りに反時計回り方向へ回動させる向き、即ち、分岐爪先端部１５ｃをローラ部１４ａの外周面より内側に入り込ませる向きに作用している。また、スプリング２０の付勢力によりアーム１９が回動する方向には、アーム１９の回動位置を規制するためのストッパ２１が設けられている。
【００３８】
分岐爪１５は、支軸１８と共に支軸１８の軸心回りに回動することにより、第１切替位置と、第２切替位置とに回動自在に設けられている。第１切替位置は、反転路４ｄに送り込まれる用紙が自らの腰の強さによりスプリング２０の付勢力に抗して分岐爪１５を時計回り方向へ回動させ、その用紙が入口ローラ１４のローラ部１４ａの外周面と分岐爪１５の第１ガイド面１５ａとの間を進行しているときの回動位置である。第２切替位置は、入口ローラ１４のローラ部１４ａの外周面と分岐爪１５の第１ガイド面１５ａとの間に用紙が存在せず、スプリング２０の付勢力により回動したアーム１９がストッパ２１に当接したときの回動位置である。分岐爪１５が第２切替位置に回動しているとき、分岐爪先端部１５ｃはローラ部１４ａの外周面より内側に入り込み、反転路４ｄから送り出された用紙は第２ガイド面１５ｂに沿って進行する。
【００３９】
反転路４ｄ上には用紙反転手段２２が設けられており、この用紙反転手段２２は図３に示すように、ステッピングモータ（図示せず）により間欠的に回転駆動される反転ローラ２３と、反転路４ｄを挟んだ反転ローラ２３に対向する位置に配置されて反転ローラ２３の外周面に当接されることにより連れ回りされる従動ローラ２４とから構成されている。反転ローラ２３の外周部の一部には、従動ローラ２４に対向したときに従動ローラ２４の外周面との間に隙間を形成する切欠部２３ａが形成されている。また、この用紙反転手段２２は、反転路４ｄに送り込まれた用紙をスイッチバックさせて給紙用搬送路４ａへ送り出す送り出し状態と、反転路４ｄから送り出されている先行する用紙と反転路４ｄに送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切替自在に設けられている。
【００４０】
図３（ｂ）は、反転ローラ２３の外周面と従動ローラ２４の外周面とが当接して反転ローラ２３が矢印方向に回転駆動され、及び、従動ローラ２４が矢印方向に連れ回りされる送り出し状態である。これにより、反転路４ｄ内に送り込まれた用紙が反転ローラ２３と従動ローラ２４とにより挟持されてスイッチバックされ、給紙用搬送路４ａへ送り出される。
【００４１】
図３（ａ）は、切欠部２３ａが従動ローラ２４に対向した状態で反転ローラ２３の回転駆動が停止され、反転ローラ２３と従動ローラ２４との間に隙間が形成された開放状態である。これにより、反転路４ｄからの先行する用紙の送り出しと反転路４ｄへの後続の用紙の送り込みとが同時に行われ、先行する用紙と後続の用紙との少なくとも一部が反転路４ｄ内で重畳する。
【００４２】
画像形成部２を通過した用紙の搬送方向下流側における排紙用搬送路４ｂと再給送路４ｃとの分岐箇所には切替爪２５が設けられている。この切替爪２５はソレノイド（図示せず）の駆動により回動切替えされ、切替爪２５の切替えにより、画像形成部２を通過した用紙が排紙用搬送路４ｂ又は再給送路４ｃへ送り込まれる。排紙用搬送路４ｂへ送り込まれた用紙は排紙トレイ３上に排紙され、再給送路４ｃへ送り込まれた用紙は両面印刷のために再び画像形成部２へ送り込まれる。
【００４３】
また、この画像形成装置には、画像形成部２における画像形成動作、分離給紙手段６、入口ローラ１４、レジストローラ１７、用紙反転手段２２等を、用紙経路（給紙用搬送路４ａ、再給送路４ｃ、反転路４ｄ）上に配置された各種センサの検知結果や、操作パネル（図示せず）上に設けられた各種キーの操作結果に応じて駆動させるマイクロコンピュータの制御部（図示せず）が設けられている。そして、この画像形成装置には、制御部により実行される処理の一つとして、用紙保持手段が設けられている。この用紙保持手段は、反転路４ｄ内に予め１枚の用紙Ａ（図１参照）を保持させる処理である。
【００４４】
反転路４ｄ内に予め１枚の用紙Ａを保持する方法としては、前回の画像形成作業の終了時に最後に給紙した用紙を反転路４ｄ内で停止させるようにしてもよく、又は、画像形成開始前のウォームアップ時に給紙トレイ１内の最初の用紙を反転路４ｄまで搬送するようにしてもよい。さらに、ＡＤＦ装置を用いて原稿を搬送しながらその原稿の画像を読取り、読取った各原稿の画像を一部ずつ画像形成する場合において、原稿が無くなったことを検知したときに存在しない次の原稿に対応する用紙が既に給紙トレイ１から搬送を開始されている場合には、その用紙を次回の画像形成に備えて予め反転路４ｄ内に保持することができる。
【００４５】
このような構成において、連続画像形成のモードに設定された後にプリントスタートキーが押されると、給紙トレイ１から次々と用紙が給紙され、これらの用紙は給紙用搬送路４ａ上を画像形成部２に向けて搬送され、その途中で、反転路４ｄに送り込まれてスイッチバックされ、前後及び表裏が逆向きとなる。反転路４ｄでスイッチバックされた用紙が画像形成部２に送り込まれると、画像形成部２においてその用紙に対する画像形成が行われる。
【００４６】
反転路４ｄに送り込まれる用紙は、分岐爪１５をスプリング２０の付勢力に抗して押し上げ、分岐爪１５の第１ガイド面１５ａと入口ローラ１４のローラ部１４ａの外周面との間を通過して進行する。反転路４ｄ内でスイッチバックされた用紙は、分岐爪１５の第２ガイド面１５ｂに沿って進行して給紙用搬送路４ａへ送り出される。
【００４７】
図４及び図５は、用紙を連続搬送して画像形成する場合の用紙の流れを説明する説明図である。先行する用紙ａが反転路４ｄから給紙用搬送路４ａへ送り出されている最中に、後続の用紙ｂが反転路４ｄに向けて搬送される（図４参照）。先行する用紙ａは、最初、用紙反転手段２２の反転ローラ２３と従動ローラ２４とに挟持されて搬送力を付与され、用紙反転手段２２が図３（ａ）に示す開放状態で停止した後は搬送ローラ１６に挟持されて搬送力を付与され、画像形成部２へ向けて搬送される。一方、後続の用紙ｂは、搬送ローラ１３と入口ローラ１４とにより搬送力を付与され、用紙反転手段２２が図３（ａ）に示す開放状態となっているときに反転路４ｄ内へ送り込まれる。そして、反転路４ｄへの用紙ｂの送り込みは、用紙反転手段２２が開放状態となって用紙ａが反転路４ｄから送り出されている最中に、反転路４ｄ内で先行する用紙ａと後続の用紙ｂとがその一部を重畳させるようにして行われる。
【００４８】
ここで、反転路４ｄ内に送り込まれた用紙をスイッチバックさせるとき、給紙用搬送路４ａへ送り出される先行の用紙ａと反転路４ｄへ送り込まれる後続の用紙ｂとが一部を重畳させた状態となるので、反転路４ｄへの用紙の送り込み速度や反転路４ｄからの用紙の送り出し速度、反転路４ｄからの用紙の送り出しタイミングなどを制御することにより、スイッチバックされて画像形成部２へ送り込まれる用紙の間隔を小さくすることができる。これにより、給紙トレイ１から給紙される用紙の用紙間隔を狭くした場合において、給紙トレイ１からの給紙タイミングのバラツキや、反転路４ｄに至る搬送中における搬送速度のバラツキ等が生じても、画像形成部２への用紙の送り込みを小さい間隔に精度良く維持することができ、画像形成装置における画像形成作業の生産性を高めることができる。
【００４９】
つぎに、用紙保持手段により反転路４ｄ内に１枚の用紙Ａが予め保持されている場合について説明する。１枚の用紙Ａが反転路４ｄ内に予め保持されている場合には、画像形成を開始した場合、１枚目の用紙をこの反転路４ｄ内に保持されている用紙Ａとすることができる。
【００５０】
図６は、４枚の用紙に対して画像形成を連続して行う場合における、プリント動作がスタート（給紙動作のスタート）してから、４枚目のプリントが終了するまでの時間を、反転路４ｄ内に予め１枚の用紙Ａが用紙保持手段により保持されている場合（図６（ａ））と、そのような用紙の保持が行われていない場合（図６（ｂ））とを比較して示した説明図である。
【００５１】
図６（ａ）に示すように、反転路４ｄ内に予め１枚の用紙Ａが保持されている場合には、画像形成される１枚目の用紙として、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙Ａを用いることができる。給紙トレイ１から画像形成部２までの距離に比べて、反転路４ｄから画像形成部２までの距離は短いので、プリント動作がスタートしてから１枚目の用紙に対する画像形成が行われるまでの時間（ファーストプリントタイム）を短縮することができ、ひいては、全体（４枚目）の画像形成が終了するまでの時間を短縮することができ、画像形成作業の生産性を高めることができる。
【００５２】
これに対し、図６（ｂ）に示すように、そのような用紙の保持が行われていない場合には、１枚目の用紙は給紙トレイ１から給紙されるので、プリント動作がスタートしてから１枚目の用紙への画像形成が行われるまでの時間（ファーストプリントタイム）が長くなり、ひいては、全体（４枚目）の画像形成が終了するまでの時間が（ａ）の場合に比べて長くなる。
【００５３】
つぎに、本発明の第２の実施の形態を図７及び図８に基づいて説明する。なお、先行して説明した他の実施の形態で説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する（以下の各実施の形態でも同じ）。
【００５４】
本実施の形態の外観上の構造は第１の実施の形態と同じであり、異なる点は、反転路４ｄ内に予め１枚の用紙Ａを保持させる用紙保持手段が設けられていることに加え、再給送路４ｃ内にも予め１枚の用紙Ｂを保持させる第２の用紙保持手段が設けられている点である。この第２の用紙保持手段は、用紙保持手段と同じように、制御部により実行される処理の一つとして設けられているものである。
【００５５】
このような構成において、給紙する用紙の長さが短い場合には、第１の実施の形態で説明したように、反転路４ｄ内に予め保持されていた用紙Ａを最初に給紙して画像形成を行っても、その１枚目の用紙Ａへの画像形成が終了してから給紙トレイ１から最初に給紙された用紙が画像形成部２に到達するまでの間隔“Ｘ”が長くなり、画像形成作業の生産性を高める上で十分とは言えない（図８（ａ）参照）。
【００５６】
このような場合には、反転路４ｄ内に予め１枚の用紙Ａを保持しておき、さらに、再給送路４ｃ内にも予め１枚の用紙Ｂを保持しておく。すると、連続画像形成のモードに設定された後にプリントスタートキーが押されると、最初に反転路４ｄ内に予め保持されていた用紙Ａが画像形成部２へ給紙され、その次に再給送路４ｃ内に予め保持されていた用紙Ｂが画像形成部２へ給紙され、３枚目の用紙として給紙トレイ１から給紙された用紙が画像形成部２へ給紙される。このため、給紙トレイ１から画像形成部２までの距離に比べて再給送路４ｃから画像形成部２までの距離は短いので、給紙する用紙の長さが短い場合であっても、ファーストプリントタイムが短くなるとともに１枚目の用紙Ａと２枚目の用紙Ｂとの間隔を短くすることができるので（図８（ｂ）参照）、画像形成作業の生産性をさらに高めることができる。
【００５７】
なお、このような第２の用紙保持手段を設けることが有効な場合としては、給紙する用紙の長さが短い場合のほかに、給紙トレイ１から画像形成部２までの距離が特に長い場合が挙げられる。給紙トレイ１から画像形成部２までの距離が特に長くなるのは、給紙トレイを複数有し、最も離れた位置の給紙トレイから給紙する場合である。
【００５８】
つぎに、本発明の第３の実施の形態を図９に基づいて説明する。本実施の形態の外観上の構造が第１又は第２の実施の形態と異なる点は、給紙トレイ１が３段設けられ、各給紙トレイ１には異なる種類の用紙（サイズ又は向きの少なくとも一方が異なる用紙）が積層保持されている点である。
【００５９】
さらに、本実施の形態が第１・第２の実施の形態と異なる他の点は、異なる種類の用紙を積層保持する３段の給紙トレイ１が設けられたことに伴い、制御部により実行される処理としての各種の手段が設けられている点である。各種の手段としては、排紙手段、退避手段、使用頻度判断手段である。
【００６０】
排紙手段は、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙Ａと異なる種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合に、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙Ａを排紙トレイ３上に排紙する処理である。
【００６１】
退避手段は、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙Ａと異なる種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合に、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙Ａを再給送路４ｃ内に退避させる処理である。
【００６２】
使用頻度判断手段とは、どの種類の用紙を反転路４ｄ内に予め保持するのかということの判断に際して、過去の画像形成ジョブのデータから最も使用頻度の高い用紙の種類を判断する処理である。
【００６３】
このような構成において、反転路４ｄ内に予め保持された用紙Ａと異なる種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合には、その用紙Ａを排紙手段により排紙トレイ３上に排紙した後、又は、その用紙Ａを退避手段により再給送路４ｃに退避させた後に画像形成を行うことができる。したがって、用紙保持手段により反転路４ｄ内に予め用紙Ａが保持されている場合において、その用紙Ａと異なる種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合には、用紙保持手段を有しない場合と同じように画像形成を行うことができる。
【００６４】
なお、用紙Ａを退避手段で再給送路４ｃ内へ退避させた場合には、その画像形成作業が終了した後に、再給送路４ｃ内へ退避させた用紙Ａを反転路４ｄ内へ戻すようにする。
【００６５】
また、どの種類の用紙を反転路４ｄ内に予め保持するのかということの判断に際して、使用頻度判断手段でその時期に最も使用頻度の高い用紙の種類を判断してその用紙を反転路４ｄ内に保持するようにしてもよい。これにより、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙Ａはその時期においても最も使用頻度が高い用紙となり、画像形成時にファーストプリントタイムを短縮する頻度を高めることができる。なお、ここでいう「その時期」とは、その時点から過去の一定期間を意味し、例えば、過去１００回のジョブが行われた期間、又は、過去５０回のジョブが行われた期間などである。
【００６６】
本発明の第４の実施の形態を図１０ないし図１３に基づいて説明する。本実施の形態の基本的構造は第１又は第２の実施と同じであり、異なる点は、反転路４ｄが上下方向に２段に配列されている点である。これらの反転路４ｄ上にはそれぞれ用紙反転手段２２が設けられている。各用紙反転手段２２は、反転ローラ２３と従動ローラ２４とから構成されているが、従動ローラ２４は、２つの用紙反転手段２２において共用されている。
【００６７】
２つの反転路４ｄの出入口側には、略三角形状に形成された切替爪２６が配置されている。切替爪２６は、図１１ないし図１３に示すように、下側の反転路４ｄに出入りする用紙をガイドする第１ガイド面２６ａと、上側の反転路４ｄに出入りする用紙をガイドする第２ガイド面２６ｂと、第１ガイド面２６ａと第２ガイド面２６ｂとに挟まれて分岐爪１５に向けて鋭角的に突出したな切替爪先端部２６ｃとを有する略三角形に形成されている。そして、これらの切替爪２６は、入口ローラ１４の中心軸１４ｂの近傍にこの中心軸１４ｂと平行に配置された支軸２７に固定され、この支軸２７は軸受（図示せず）により回動自在に軸支されている。支軸２７の端部には、切替爪２６を第１切替位置（図１２参照）と第２切替位置（図１３参照）とへ回動させる切替機構であるソレノイド（図示せず）が連結されている。切替爪２６を第１切替位置へ回動させたとき、切替爪先端部２６ｃが入口ローラ１４のローラ部１４ａの外周面より内側に入り込んでいる。また、切替爪２６を第２切替位置へ回動させたとき、切替爪先端部２６ｃは分岐爪１５の分岐爪先端部１５ｃより上方位置に位置している。
【００６８】
本実施の形態でも、上述した各実施の形態と同じように、反転路４ｄ内に予め１枚の用紙を保持させる用紙保持手段が設けられている。この用紙保持手段による用紙の保持は、２つの反転路４ｄに異なる種類の用紙を保持してもよく、又は、２つの反転路４ｄに同じ種類の用紙を保持してもよく、又は、１つの反転路４ｄを空にして他の反転路４ｄのみに用紙を保持してもよい。
【００６９】
ここで、用紙保持手段により用紙を保持する場合を含め、上側の反転路４ｄに対して用紙を出入りさせる場合には、図１２に示すように、切替爪２６を第１切替位置へ回動させておく。すると、上側の反転路４ｄに送り込まれる用紙は、図１２（ａ）に示すように、分岐爪１５の第１ガイド面１５ａと切替爪２６の第２ガイド面２６ｂとに沿って進行する。上側の反転路４ｄから送り出される用紙は、図１２（ｂ）に示すように、切替爪２６の第２ガイド面２６ｂと分岐爪１５の第２ガイド面１５ｂとに沿って進行する。
【００７０】
また、用紙保持手段により用紙を保持する場合を含め、下側の反転路４ｄに対して用紙を出入りさせる場合には、図１３に示すように、切替爪２６を第２切替位置へ回動させておく。すると、下側の反転路４ｄに送り込まれる用紙は、図１３（ａ）に示すように、分岐爪１５の第１ガイド面１５ａと切替爪２６の第１ガイド面２６ａとに沿って進行する。下側の反転路４ｄから送り出される用紙は、図１３（ｂ）に示すように、切替爪２６の第１ガイド面２６ａと分岐爪１５の第２ガイド面１５ｂとに沿って進行する。
【００７１】
このような構成において、本実施の形態においても上述した各実施の形態と同じように、画像形成部２に送り込まれる用紙を反転路４ｄ内でスイッチバックさせることにより、給紙トレイ１から給紙される用紙の用紙間隔を狭くした場合において、給紙トレイ１からの給紙タイミングのバラツキや、反転路４ｄに至る搬送中における搬送速度のバラツキ等が生じても、画像形成部２への用紙の送り込みを小さい間隔に精度良く維持することができ、画像形成装置における画像形成作業の生産性を高めることができる。
【００７２】
さらに、反転路４ｄ内に用紙保持手段により予め１枚の用紙を保持しておき、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を画像形成時の１枚目の用紙として画像形成部２へ向けて搬送することにより、１枚目の用紙を給紙トレイ１から給紙する場合に比べてファーストプリントタイムを短縮することができ、画像形成作業の生産性をさらに高めることができる。
【００７３】
２つの反転路４ｄには、上述したように、異なる種類の用紙を保持してもよく、又は、同じ種類の用紙を保持してもよく、又は、１つの反転路４ｄを空にして他の反転路４ｄのみに保持してもよい。
【００７４】
２つの反転路４ｄに異なる種類の用紙が保持されている場合には、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行う確率が高くなり、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行うことにより画像形成作業の生産性を高めることができる確率が高くなる。具体的には、反転路４ｄが２つで、給紙トレイ１が３つであるので、用紙の種類の使用頻度を考慮しないものとすれば、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行う確率が２／３となる。なお、反転路４ｄに予め保持されていない用紙を給紙して画像形成を行う場合には、いずれか一方の反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を、上述した排紙手段により排紙し、又は、上述した退避手段により退避させる。
【００７５】
２つの反転路４ｄに同じ種類の用紙が保持されている場合には、それらの用紙を１枚目、及び、２枚目の用紙として給紙することができる。これにより、その種類の用紙の長さが短い場合や、その種類の用紙が積層保持されている給紙トレイ１から画像形成部２までの距離が特に長い場合であっても、ファーストプリントタイムを短くできるとともに、１枚目の用紙と２枚目の用紙との用紙間隔が長くなるということを防止でき、画像形成作業の生産性がさらに高くなる。なお、反転路４ｄに予め保持されていない用紙を給紙して画像形成を行う場合には、いずれか一方の反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を、上述した排紙手段により排紙し、又は、上述した退避手段により退避させる。
【００７６】
１つの反転路４ｄが空にされて他の反転路４ｄにのみ用紙が保持されている場合には、反転路４ｄ内に保持されている種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合に、保持されている用紙を１枚目の用紙として画像形成することによりファーストプリントタイムを短縮することができる。また、反転路４ｄ内に使用頻度の高い種類の用紙を保持しておくことにより、ファーストプリントタイムを短縮する頻度を高めることができる。
【００７７】
一方、反転路４ｄに保持されていない種類の用紙を使用して画像形成を行う場合には、空になっている反転路４ｄを使用して用紙をスイッチバックさせることができる。このため、反転路４ｄ内に予め保持されている用紙を排紙トレイ３上に排紙するための上述した排紙手段や、反転路４ｄ内に予め保持されていた用紙を再給送路４ｃ上に退避させるための上述した退避手段を設けることが不要となる。
【００７８】
用紙を出入りさせる反転路４ｄを切替える構造は、ソレノイドの駆動により切替爪２６を第１切替位置又は第２切替位置へ回動させる構造であり、しかも、これらの切替爪２６とソレノイドとを小さい設置スペース内に設置することが可能であるので、用紙が出入りする反転路４ｄを切替える構造の簡単化及び小型化を図ることができる。
【００７９】
つぎに、本発明の第５の実施の形態を図１４に基づいて説明する。本実施の形態の基本的構造は第４の実施の形態と同じであり、２つの反転路４ｄが上下方向に配列されている。本実施の形態が第４の実施の形態と異なる点は、いずれか一つの反転路４ｄに用紙が出入りすることが可能となる位置へ反転路４ｄを昇降させる昇降機構２８が設けられている点である。この昇降機構２８は、その内側に反転路４ｄを形成された反転トレイ部２９に連結されたベルト３０、ベルト３０を駆動させるモータ３１により構成されている。
【００８０】
このような構成において、モータ３１を駆動させることにより反転トレイ部２９（反転路４ｄ）を昇降させることができ、用紙が出入りする反転路４ｄを切替えることができる。図１３は、上側の反転路４ｄに対して用紙の出入りが可能となっている状態である。
【００８１】
昇降機構２８により昇降される反転路４ｄは水平状態を維持したまま昇降されるので、用紙が出入りする反転路４ｄにおける用紙の出入口部分に段差が生じないようにすることができ、各反転路４ｄへの用紙の出入りをスムーズに行わせることができる。
【００８２】
【発明の効果】
請求項１乃至５記載の発明の画像形成装置によれば、画像形成部に送り込まれる前後の用紙を少なくともその一部を重畳させながら反転路内でスイッチバックさせることにより、画像形成部への用紙の送り込みを小さい間隔に精度良く維持することができ、画像形成装置における画像形成作業の生産性を高めることができる。さらに、反転路内に予め１枚の用紙を保持しておき、画像形成時にその用紙を１枚目の用紙として画像形成部へ送り込むことにより、１枚目の用紙を用紙収納部から給紙する場合に比べてファーストプリントタイムを短縮することができ、画像形成作業の生産性をさらに高めることができる。
【００８３】
特に、請求項１記載の発明によれば、用紙収納部が２つ以上存在し、それらの用紙収納部に異なる種類の用紙が積層保持されている場合には、各用紙収納部に積層保持されているそれぞれ異なる種類の用紙を各反転路内に予め保持しておくことにより、反転路内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行う確率が高くなり、反転路内に予め保持されている用紙を使用して画像形成を行うことによりファーストプリントタイムを短縮して画像形成作業の生産性を高めることができる確率を高めることができる。
【００８４】
また、請求項２記載の発明によれば、給紙する用紙の長さが短い場合や、用紙収納部から画像形成部までの距離が特に長い場合には、複数の反転路に予め保持されている用紙を次々と給紙して画像形成を行うことにより、ファーストプリントタイムを短くできるとともに、１つの反転路から給紙された用紙と他の反転路から給紙された用紙との用紙間隔、及び、他の反転路から給紙された用紙と用紙収納部から最初に給紙された用紙との用紙間隔を短くすることができ、画像形成作業の生産性をさらに高めることができる。
【００８５】
また、請求項３記載の発明によれば、反転路内に保持されている用紙と同じ種類の用紙を給紙して画像形成を行う場合には、保持されている用紙を１枚目の用紙として画像形成することによりファーストプリントタイムを短縮することができる。一方、反転路に保持されていない種類の用紙を使用して画像形成を行う場合には、空になっている反転路を使用して画像形成部に給紙する用紙をスイッチバックさせることができ、反転路内に予め保持されていた用紙を排紙したり他の場所に退避させたりする手段や機構を不要として構造の簡単化を図ることができる。
【００８６】
また、請求項４記載の発明によれば、用紙が出入りする反転路を切替えるための構造を簡単化することができ、しかも、これらの切替爪と切替機構とは小さい設置スペース内に設置することが可能であるので用紙が出入りする反転路を切替える構造の小型化を図ることができる。
【００８７】
請求項５記載の発明によれば、昇降機構で反転路を昇降させることにより用紙が出入りする反転路を切替えた場合には、反転路における用紙の出入口部分に段差が生じないようにすることができ、各反転路への用紙の出入りをスムーズに行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の画像形成装置の構造を示す概略図である。
【図２】入口ローラと分岐爪とを拡大して示す斜視図である。
【図３】用紙反転手段の動作を説明する説明図であり、（ａ）は開放状態、（ｂ）は送り出し状態である。
【図４】連続して画像形成を行う場合の画像形成部への用紙の送り込み状態を説明する説明図である。
【図５】連続して画像形成を行う場合の画像形成部への用紙の送り込み状態を説明する説明図である。
【図６】反転路内に予め保持された用紙を使用して画像形成を行うことにより画像形成作業の生産性が高くなることを説明する説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の画像形成装置の構造を示す概略図である。
【図８】反転路内と再給送路内とに予め保持された用紙を使用して画像形成を行うことにより画像形成作業の生産性がさらに高くなることを説明する説明図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態の画像形成装置の構造を示す概略図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態の画像形成装置の構造を示す概略図である。
【図１１】入口ローラと分岐爪と切替爪とを拡大して示す斜視図である。
【図１２】上側の反転路内に用紙が出入りする場合における分岐爪と切替爪との回動位置を説明する説明図である。
【図１３】下側の反転路内に用紙が出入りする場合における分岐爪と切替爪との回動位置を説明する説明図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態の画像形成装置の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 用紙収納部
２ 画像形成部
４ａ 給紙用搬送路
４ｄ 反転路
６ 分離給紙手段
２２ 用紙反転手段
２６ 切替爪
２８ 昇降機構
Claims (5)
- 用紙を積層保持する用紙収納部と、
前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙手段と、
給紙された用紙上に画像形成を行う画像形成部と、
前記用紙収納部から前記画像形成部に至る給紙用搬送路と、
前記給紙用搬送路の途中に接続されてこの給紙用搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、
前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記給紙用搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行する用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切替自在な用紙反転手段と、
前記反転路内に予め１枚の用紙を保持させる用紙保持手段と、を有し、
前記反転路は上下方向に配列されて複数段設けられ、前記用紙保持手段はそれぞれの前記反転路に異なる種類の用紙を保持させるものである画像形成装置。 - 用紙を積層保持する用紙収納部と、
前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙手段と、
給紙された用紙上に画像形成を行う画像形成部と、
前記用紙収納部から前記画像形成部に至る給紙用搬送路と、
前記給紙用搬送路の途中に接続されてこの給紙用搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、
前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記給紙用搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行する用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切替自在な用紙反転手段と、
前記反転路内に予め１枚の用紙を保持させる用紙保持手段と、を有し、
前記反転路は上下方向に配列されて複数段設けられ、前記用紙保持手段はそれぞれの前記反転路に同じ種類の用紙を保持させるものである画像形成装置。 - 用紙を積層保持する用紙収納部と、
前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙手段と、
給紙された用紙上に画像形成を行う画像形成部と、
前記用紙収納部から前記画像形成部に至る給紙用搬送路と、
前記給紙用搬送路の途中に接続されてこの給紙用搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、
前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記給紙用搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行する用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切替自在な用紙反転手段と、
前記反転路内に予め１枚の用紙を保持させる用紙保持手段と、を有し、
前記反転路は上下方向に配列されて複数段設けられ、前記用紙保持手段は１つの前記反転路を空にして他の前記反転路に用紙を保持させるものである画像形成装置。 - 前記反転路の出入口側に配置されていずれか一つの前記反転路に用紙が出入りすることを許容する切替位置へ切替自在な切替爪と、この切替爪を各切替位置へ切り替える切替機構とを有する請求項１ないし３のいずれか一記載の画像形成装置。
- いずれか一つの前記反転路に用紙が出入りすることが可能となる位置へ前記反転路を昇降させる昇降機構が設けられている請求項１ないし３のいずれか一記載の画像形成装置。
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