JP4369826B2 - 用紙反転装置及び該用紙反転装置を備えた画像形成装置 - Google Patents
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一方、画像形成装置では画像形成後の用紙に対する後処理装置等を接続して多機能化が進んできている。このため、用紙反転装置に自動両面プリントのために用紙をスイッチバックさせるだけでなく、画像形成装置から後処理装置へ用紙を反転して送り出す中継装置としての機能を持たせるものもある。
本発明は、上述した実情を考慮し、スイッチバックに関する反転搬送経路を簡略化するとともに、高生産性、高信頼性に対応した用紙反転装置を提供することを目的とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の用紙反転装置を備えている画像形成装置にある。
請求項3に記載の発明は、用紙に画像を形成するための複数の作像速度を有し、前記作像速度に応じて前記用紙反転装置の受入速度を切り換えることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置にある。
請求項4に記載の発明は、用紙の一方の面に画像形成した後、前記用紙反転装置により用紙を反転して他方の面に画像を形成する両面画像形成手段を備え、画像を形成した用紙を、前記用紙反転装置を経て排出することを特徴とする請求項2又は3に記載の画像形成装置にある。
また、複数の分岐路を有する反転経路において搬送先の分岐路がより上流側にある場合は用紙反転停止位置までの増速速度を用紙受入速度により切り換え、分岐路が反転経路下流側にある場合は低速の増速速度としているので、装置の高速化、高生産性化に対応するとともに、高速でのスイッチバックを必要最小限に抑えることによって搬送品質の悪化を防止することができる。
また、請求項1に記載の用紙反転装置を有しているので、装置を小型化するとともに高速.高生産性対応しながら用紙両面への画像形成及び後処理装置を装着することが可能になり、さらに装着する後処理装置は従来の画像形成装置と共通使用することが可能となる。
さらに、用紙に画像を形成するための複数の作像速度を有するとともに請求項1に記載の用紙反転装置を有しているので、生産性を向上させた作像モードに対応して用紙両面への画像形成、後処理装置への用紙受渡しを可能にすることができる。
装置本体10は、搬送用紙Pに白黒あるいはカラー画像を形成することができる画像形成ユニット13と、形成された画像を用紙Pに定着させる定着ユニット14とを着脱可能に搭載しており、図2に示すように、画像形成ユニット13は、担持ベルト15が用紙Pを斜め上方(横断方向)に向かって搬送するように搬送経路R1を形成するとともに、その担持ベルト15に沿ってイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの順に並列・配置された感光体ドラム17Y、17M、17C、17Bの周面に書込ユニット16がレーザ光Lを走査して静電潜像を書き込み形成し、現像ユニット18Y、18M、18C、18Bがその静電潜像をトナー現像して、担持ベルト15の搬送する用紙Pの片面にトナー画像を転写する一方、定着ユニット14は、内蔵ヒータにより加熱した加圧ローラ19を無端ベルト20に押し当てつつ圧接回転することにより担持ベルト15から受け取った用紙P上のトナー画像を定着させ、用紙P上への画像形成を行うようになっている。
用紙Pに画像形成を行うときの用紙搬送速度(作像速度)は白黒画像、カラー画像、高画質のカラー画像等でそれぞれ異なる速度としており、使用頻度が高い白黒画像では作像速度を高速にして単位時間当たりの画像出力枚数(生産性)を多くできるようにしている。また、カラー画像でも速度優先または画質優先の指示により作像速度及び生産性を切り換えている。なお、書込ユニット16は、受け取ったイエロ用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用の画像データに基づいて不図示のレーザダイオードの出射するレーザ光Lを2段のポリゴンスキャナ16aに照射してミラー群16bで偏光することにより感光体ドラム17Y、17M、17C、17B上を走査して静電潜像を書き込むようになっている。
用紙Pは、サイズの異なる用紙を積載収納する用紙カセット11a〜11cの先端側(装置本体10の図中右側)の呼出コロ21が呼び出して、分離給紙ローラ対22が1枚ずつ分離・給紙することにより、搬送ローラ対23、グリップローラ対24による搬送経路R1を介して画像形成ユニット13の手前のレジストローラ対25に受け渡すようになっており、画像形成ユニット13および定着ユニット14を通過して画像形成された後には、分岐ローラ対26、搬送ローラ対23による搬送経路R1を介して装置本体10上部の排紙ローラ対27に受け渡すことにより、直前に形成した画像面を下に向けてページ順位になるように表裏を反転して排紙台12上に排紙し積載するようになっている。なお、用紙カセット11cからの用紙Pは、後述する搬送ローラ対29を共用してグリップローラ対24からレジストローラ対25へと受け渡すようになっている。
装置本体10は、担持ベルト15の下方に略並行になるように配列された両面搬送装置の搬送ローラ対28および搬送ローラ対29からなる再搬送経路R2を介して、搬送経路R1のグリップローラ対24およびレジストローラ対25に受け渡すことにより、用紙Pを画像形成ユニット13に再度搬送して画像形成をすることができるようになっており、この再搬送経路R2には、画像形成ユニット13により片面に画像を形成した用紙Pの搬送方向を、分岐ローラ対26の下流側に配置されている不図示の分岐爪が切り換えることによって、搬出ローラ対30が装置本体10の図中左側側面に開口する搬出口31から外部装置である用紙反転装置40に用紙Pを搬出して、その用紙反転装置40が表裏を反転した用紙Pをその搬出口31の下方に開口する搬入口32から搬入することにより両面搬送装置の搬送ローラ対28が受け取るようになっている。このとき装置本体10から用紙反転装置40に用紙を受け渡す搬送速度は作像速度と略同一であり、作像モードにより異なる速度となる。
上記のように、用紙カセット11a〜11cのいずれかから画像形成ユニット13に搬送して片面に画像を形成した用紙Pを、用紙反転装置40で表裏を反転して画像形成ユニット13に再搬送することができ、装置本体10内で用紙Pの表裏を反転することなく、用紙Pの裏面に画像を形成して両面に画像形成することができる。
また、用紙反転装置40が画像形成後の用紙Pをスイッチバックし搬送経路を切り換えて搬出ローラ対47からフィニッシャ装置60に送出することにより、フィニッシャ装置60は、搬入口63から搬入されてきた用紙Pを搬送ローラ対64が受け取って指定後処理に応じて、例えば、プリント部数目毎にソート、あるいはパンチ穴あけ、ステープル等を行って排紙トレイにページ順位に積載することができる。
このように用紙反転装置40で用紙Pの表裏を反転させているため、フィニッシャ装置60に用紙Pをスイッチバックさせる機構を構築する必要がない。さらに、用紙反転装置40は、装置本体10の搬出口31から搬出されてきた用紙Pの搬送方向を分岐爪48が反転ローラ対43の上方の搬送経路R4に切り換えてそのまま排紙ローラ対49に受け渡すことにより、用紙Pを反転することなく直前に画像を形成した面を上に向けたまま上排紙トレイ42上に排紙して積載することができる。したがって、例えば、OHPなどを手差し給紙する際には、排紙先として上排紙トレイ42を指定することにより、湾曲させて反転させる際の負荷を与えずに表面に形成した画像の品質を劣化させることなく、用紙Pを排紙して積載することができる。
なお、用紙カセット11cからの用紙Pは、後述する搬送ローラ対29を共用してグリップローラ対24からレジストローラ対25へと受け渡すようになっている。この装置本体10は、図中右側側面に開閉自在な手差トレイを配設して、そこから用紙Pをレジストローラ対25に直接供給することができるとともに、この手差トレイの下方には開閉ドアを配設して、呼出時などにジャムの生じた用紙Pを取り除くことができるようになっている。
このように本実施形態においては、用紙Pをスイッチバックさせて表裏を反転する機構により装置本体10内のスペースを占有されることがなく、上下方向のスイッチバックによりコンパクトに用紙Pの表裏を反転し、装置本体10に再給紙すると共に、装置側面にフィニシャー装置60への用紙搬出口を有する用紙反転装置40を用いることにより、複数種の用紙Pを用紙カセット11a〜11cから呼び出して装置本体10内を横断するように搬送しつつ、並設した各色の感光体ドラム17Y〜17Bにより、用紙Pの両面にカラー画像を形成することができるとともに、その用紙Pを任意にページ順位にして、また、任意な位置に排紙して積載することができる。したがって、装置全体が無用に大型化してしまうことなく、プリンタ装置の汎用性および利便性を向上させることができる。
用紙反転装置40は、装置本体10に用紙カセット11dを追加すると、搬出ローラ対47がフィニッシャ装置60の搬入口63に対応しなくなってしまうので、搬出ローラ対47の下方の搬出ローラ対50への搬送経路に用紙をスイッチバックさせることにより、搬出ローラ対50が表裏を反転した用紙Pをその搬入口63からフィニッシャ装置60内に搬入することができるようになっている。
このように図3の実施形態においては、図1の実施形態による作用効果に加えて、用紙カセット11dを積み重ねて増設しても、フィニッシャ装置60に表裏を反転させた用紙Pを受け渡すことができ、排紙トレイ上にページ順位にした用紙Pを排紙して積載することができる。したがって、装置本体10に用紙カセット11dを増設したことによりフィニッシャ装置60が利用不能になってしまうことがない。
また、これらの実施形態とは別に用紙反転装置40の側面に搬出ローラ対47、50から排出される用紙を積載する排紙トレイを設置することにより、ユーザー毎あるいはジョブ毎に複数の排紙トレイから選択して用紙を排紙積載することもできる。
反転経路R3は略鉛直方向の直線状の搬送経路に反転ローラ対43及び44を有する。反転経路R3にはフィニッシャ装置60への搬出ローラ対47、50、及びプリンタ装置本体10への搬出ローラ対46への分岐経路が有り、それぞれの経路分岐点には用紙分岐部材8、6、5が備わっている。排紙ローラ対49及び搬出ローラ対47、50の近傍には排紙センサ1及び9、7があり、用紙反転装置40から排出される用紙の先後端を検知している。
用紙反転装置40からプリンタ装置本体10へ搬入される用紙はプリンタ装置本体10内部に設置される両面搬送装置内の両面搬送センサ3によって検知する。下反転ローラ対44の近傍には反転センサ4があり、反転経路R3を降下搬送されてくる用紙Pの先端をこの反転センサ4が検知し、用紙サイズ情報から用紙Pの搬送先(搬出ローラ46、47、50)それぞれについてスイッチバックのタイミングが決定される。
排紙センサ1、7及び両面搬送センサ3はアクチュエータを有する透過型フォトインタラプタを用いているが、用紙Pのスイッチバックの制御に関与する反転センサ4はより高い精度が要求されるため反射型フォトインタラプタを用いている。
上反転ローラ対43は搬出ローラ対47、排紙ローラ対49、中継ローラ対51と共に正逆転可能な駆動モータにより駆動され、下反転ローラ対44は搬出ローラ対46、50と共に別個の正逆転可能な駆動モータにより駆動する。さらに、搬出ローラ対46、47、50にはワンウェイクラッチを内蔵させており、反転ローラ対43、44から後端が抜けた用紙Pを装置本体10内部の両面搬送装置の搬送ローラ対28やフィニッシャ装置60の搬送ローラ対64が狭持搬送した後には、反転ローラ対43、44を停止又は逆方向へ駆動することが可能である。
以上のような構成により用紙反転装置40は上下方向へのコンパクトなスイッチバックにより用紙Pの表裏を反転させてプリンタ装置本体10及びフィニシャー装置60に搬出することを可能にしている。
プリンタ装置本体10から作像モードごとの作像速度と略同一の搬送速度で用紙反転装置40の反転経路R3に搬入されてきた用紙Pは上反転ローラ対43によりプリンタ装置本体10の用紙搬送速度と同じ速度V0で受け入れられ、用紙後端がプリンタ装置本体10の排出ローラ対30を抜けた後に搬送速度V1に増速されて下降搬送される。反転センサ4が用紙Pの先端を検知した後に、用紙Pの搬出先により用紙後端が所定の位置にくるタイミングで停止する。装置本体10の搬送速度は作像モードごとに異なるため、これに対応して用紙反転装置40も複数の受入速度V0を有している。
用紙Pをプリンタ装置本体10へ再給紙するときは、用紙後端が用紙分岐部材5の先端位置よりも下方に下がるまで下反転ローラ44により搬送速度V1で下降搬送する。用紙後端が用紙分岐部材5の先端位置よりも下方の所定の位置Saに達した時点で下反転ローラ44を停止し、搬送速度V2で下反転ローラ44を逆回転して用紙をスイッチバックさせる。用紙は用紙分岐部材5の右側面にガイドされて搬出ローラ46に搬送され、搬送速度V2で装置本体10の搬入口32から両面搬送装置の搬送ローラ対28に送られる。用紙後端が下反転ローラ44を抜けた後、所定のタイミングで下反転ローラ群の駆動は停止して次の用紙の進入に備える。なお、上反転ローラ群の駆動は用紙後端が上反転ローラ43を抜けた後、所定のタイミングで下反転ローラ群よりも早く停止して次の用紙の進入に備える。
用紙Pを搬出ローラ対47からフィニシャー装置60に搬出するときは、用紙後端が用紙分岐部材8の先端位置よりも下方に下がるまで反転ローラ43、44により搬送速度V1で下降搬送する。用紙後端が用紙分岐部材8の先端位置よりも下方の所定の位置Sbに達した時点で反転ローラ43、44を停止し、搬送速度V2で反転ローラ43、44を逆回転して用紙をスイッチバックさせる。用紙は用紙分岐部材8の左側面にガイドされて搬出ローラ47に搬送され、用紙後端が上反転ローラ43を抜けた後、所定のタイミングで上反転ローラ群及び下反転ローラ群の駆動を停止して次の用紙の進入に備える。
用紙Pを搬出ローラ対50からフィニシャー装置60に搬出するときは、用紙後端が用紙分岐部材6の先端位置よりも下方に下がるまで下反転ローラ44により搬送速度V1で下降搬送する。用紙後端が用紙分岐部材6の先端位置よりも下方の所定の位置Scに達した時点で下反転ローラ44を停止し、搬送速度V2で下反転ローラ44を逆回転して用紙をスイッチバックさせる。用紙は用紙分岐部材6の左側面にガイドされて搬出ローラ50に搬送され、用紙後端が下反転ローラ44を抜けた後、所定のタイミングで下反転ローラ群の駆動を停止して次の用紙の進入に備える。なお、上反転ローラ群の駆動は用紙後端が上反転ローラを抜けた後、所定のタイミングで下反転ローラ群よりも早く停止して次の用紙の進入に備える。
このため、装置本体の作像モードにより受入速度V0が高速のV0aの場合は下降搬送する増速速度V1をより高速のV1aとすることにより、次用紙との間隔を広げてスイッチバックさせるための時間を確保する。このことにより装置本体の高速化、高生産性化の作像モードに対応して用紙のスイッチバックを実現することが可能となる。
スイッチバック後の搬送速度V2を高速化することによっても、スイッチバックに要する時間を短縮することができ同様の効果を得ることが可能であるが、用紙反転装置40からの用紙排出速度となる搬送速度V2はフィニシャー装置など搬出先の装置の受入速度になるため、装置本体10の作像速度ごとに搬送速度V2を切り換えることは接続先である他の周辺装置も対応が必要となる。このため、搬送速度V2ではなく搬送速度V1を切り換えることが望ましい。
上記では用紙受入速度V0の値により搬送速度V1を高速に切り換えることによって装置本体の高生産性化に対応しているが、さらに特定の用紙サイズについて搬送速度V1を高速に切り換えることも可能である。例えば、使用頻度、使用枚数の多いA4、LTなど標準サイズの用紙については装置本体の生産性を向上させるために次用紙との間隔を短縮する場合があるが、用紙反転装置40においても、受入速度V0の値に加えて用紙サイズにより搬送速度V1を高速化することにより、標準サイズ用紙の生産性を向上させることも可能となる。
上記実施例においては装置本体10の作像モード(作像速度)により用紙反転装置40の受入速度V0、増速速度V1を切り換える場合を示しているが、本発明の用紙反転装置40は作像速度、生産性の異なる複数の画像形成装置に共通して使用することも可能である。
Claims (4)
- スイッチバックする用紙が送り込まれる反転経路と、反転経路の途中で分岐される複数の分岐路と、前記反転経路における分岐路の分岐位置よりも搬送方向下流側に設けられた用紙反転手段とを備え、用紙搬送速度として用紙を受け入れる受入速度と、受け入れた用紙を反転停止位置まで搬送する前記受入速度よりも速い速度に設定された引込速度と、反転停止位置からスイッチバックして分岐路に搬送する反転速度に切り換えて搬送する用紙反転装置において、複数の引込速度を有し、少なくとも一つの分岐路にスイッチバックする用紙に対しては用紙の受入速度の値に対応した引込速度を切り換えて用紙を搬送するとともに、前記分岐路よりも反転経路下流側の分岐路にスイッチバックする用紙に対しては、前記受入速度の値に対応した前記引込速度より低速の引込速度に切り換えて用紙を搬送する用紙搬送手段を備えていることを特徴とする用紙反転装置。
- 請求項1に記載の用紙反転装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
- 用紙に画像を形成するための複数の作像速度を有し、前記作像速度に応じて前記用紙反転装置の受入速度を切り換えることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 用紙の一方の面に画像形成した後、前記用紙反転装置により用紙を反転して他方の面に画像を形成する両面画像形成手段を備え、画像を形成した用紙を、前記用紙反転装置を経て排出することを特徴とする請求項2又は3に記載の画像形成装置。
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