JP4811120B2

JP4811120B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4811120B2
Application number: JP2006141758A
Authority: JP
Inventors: 浩文片山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2026-05-22
Also published as: JP2007310305A

Description

本発明は、用紙に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来、画像形成部と、この画像形成部を経由して用紙を搬送する用紙搬送部と、画像形成部で画像が形成された用紙を表裏反転して用紙搬送部に搬送する再給紙搬送部とを備え、用紙の両面に画像を形成する画像形成装置が、複写機やプリンタあるいはファクシミリなどとして知られている。この画像形成装置では、用紙搬送部で搬送され、画像形成装置でトナー像が転写および定着されることで画像が形成された用紙は、再給紙搬送部によって表裏反転されて搬送されて再び用紙搬送部に搬送され今度は裏側の面に画像が形成される。このような画像形成装置の用紙搬送部には、通常、画像形成部に用紙を送り込むタイミングを画像形成部でトナー像が形成されるタイミングに合わせるため、用紙の搬送を一旦停止してから搬送する一対のレジストレーションロールが備えられている。また、レジストレーションロールに用紙が突き当てられる際には、用紙にループが形成され、用紙の斜行状態も修正される。ここで、特許文献１には、表裏反転された用紙が用紙搬送部に再び送り込まれるタイミングまで待機する時間を利用して斜行状態を修正するため、再給紙搬送部にも斜行状態を補正するためのプレレジストロールを備えた画像形成装置が開示されている。
特開２０００−１５３９６７号公報

しかしながら、用紙の両面に画像を形成する画像形成装置において、表裏反転された用紙が再び用紙搬送部によって画像形成部に送り込まれるタイミングは、画像形成部でトナー像が形成されるタイミングに対して常に余裕があるとは限らない。例えば、裏側の面に画像が形成される用紙が障害物に接触して搬送が遅れた場合に、画像形成部でトナー像が転写されるタイミングに間に合わないと、用紙詰まりとなってしまう。用紙詰まりを回避するためには、画像形成部の側で、転写されるトナー像を形成するタイミングを遅らせることとなるが、画像形成部は、複数の用紙に画像を形成する場合、用紙の表側の面と裏側面とを一定の間隔で交互に処理するため、タイミング調整のためには画像形成のタイミングを大幅に後ろにずらす必要があり、生産性が低下する。

本発明は、上記事情に鑑み、用紙の両面に画像を形成する場合に、用紙詰まりが発生しにくく、また生産性の低下が抑えられた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、
搬送されてきた用紙に画像を形成する画像形成部と、
上記画像形成部で画像が形成される用紙を収容する用紙収容部を有し、上記画像形成部を通過する用紙搬送経路上を用紙を搬送する用紙搬送部と、
上記画像形成部で画像が形成された用紙を上記用紙搬送部に再度搬送させてこの用紙の両面に画像を形成するため、この用紙を表裏反転してこの用紙搬送部に搬送する再給紙搬送部とを備え、
上記用紙搬送部は、互いに接触する一対の第１のロールを有しこの第１のロールに用紙が突き当てられてループが形成されることでこの用紙の姿勢を修正する第１の用紙姿勢補正部を備え、
上記再給紙搬送部は、互いに接触する一対の第２のロールを有しこの第２のロールに用紙が突き当てられてループが形成されることでこの用紙の姿勢を修正する第２の用紙姿勢補正部を備え、
上記第１の用紙姿勢補正部が、用紙にループを形成する量を、この用紙が用紙収容部から搬送されてきたかあるいは上記再給紙搬送部から搬送されてきたかに応じて変更するものであることを特徴とする。

本発明の画像形成装置では、両面に画像を形成するため、再給紙搬送部によって表裏反転された用紙は、第２の用紙姿勢補正部で姿勢が修正されて用紙搬送部に搬送される。そこで、用紙搬送部の第１の用紙姿勢補正部が、用紙の姿勢が未修整のものか、あるいは一度修正されたものかによってループを形成する量を変更することで、画像形成部に用紙を送り込むまでの時間を調整することが可能となる。したがって、用紙の搬送タイミング遅れに起因する用紙詰まりの発生や、生産性が低下が抑えられる。

ここで、上記本発明の画像形成装置において、上記再給紙搬送部は、用紙を上記用紙搬送部に向かって搬送する再給紙搬送方向の、上記第２のロールよりも上流側に、用紙の有無を検知する第１の用紙検知部を備え、
上記第２の用紙姿勢補正部は、用紙にループを形成する量を上記第１の用紙検知部が用紙を検知するタイミングに応じて変更するものであることが好ましい。

画像形成部で片面に画像が形成された用紙は、再給紙搬送部によって表裏反転され用紙搬送部に搬送されるが、用紙搬送部に搬送されるまで待機する場合がある一方で、長い経路を搬送されるうちに遅れて搬送される場合もある。例えば、第２のロールよりも再給紙搬送方向の上流側の位置において用紙が遅れて搬送されている場合には、第２の用紙姿勢補正部によるループを形成する量を減らし、速やかに用紙搬送部へ搬送することで、用紙の搬送の遅れに起因する問題の発生をさらに低減することができる。

また、上記本発明の画像形成装置において、上記再給紙搬送部は、用紙を上記用紙搬送部に向かって搬送する再給紙搬送方向の、上記第２のロールよりも上流側に、用紙の有無を検知する第１の用紙検知部を備え、
上記第２の用紙姿勢補正部は、上記第１の用紙検知部が用紙を所定のタイミングを経過した後に検知した場合には、ループの形成を省略してこの用紙を通過させるものであってもよい。

また、上記本発明の画像形成装置において、上記再給紙搬送部は、用紙を上記用紙搬送部に向かって搬送する再給紙搬送方向の、上記第２のロールよりも下流側に、用紙の有無を検知する第２の用紙検知部を備え、
上記第１の用紙姿勢補正部は、用紙にループを形成する量を上記第２の用紙検知部が用紙を検知するタイミングに応じて変更するものであることが好ましい。

第１の用紙姿勢補正部が、この前の段階である第２の用紙姿勢補正部の第２のロールから搬出される用紙のタイミングに対応可能となる。

また、上記本発明の画像形成装置において、上記第１の用紙姿勢補正部は、上記再給紙搬送部から搬送されてきた用紙にループを形成する量を、用紙収容部から搬送されてきた用紙にループを形成する量よりも小さくするものであることが好ましい。

再給紙搬送部から搬送されてきた用紙のループ形成量を小さくすることで、用紙の裏側の面に画像が形成される時間を短縮することが可能となり、生産性が向上する。

また、上記本発明の画像形成装置が、上記第２の用紙姿勢補正部に用紙のループを形成させた場合であっても上記第１の用紙姿勢補正部にこの用紙のループを形成させる第１の補正モードと、上記第２の用紙姿勢補正部に用紙にループを形成させた場合には、上記第１の用紙姿勢補正部によるこの用紙のループを形成を省略してこの用紙を通過させる第２の補正モードとを切替える補正モード切替部を備えたことが好ましい。

第１の補正モードと第２の補正モードとが切替可能となることで、求められる生産性に応じて、適切な姿勢の補正を行うことが可能となる。

また、上記本発明の画像形成装置において、上記第２の用紙姿勢補正部は、上記第２のロールに突き当てられた用紙に形成されたループを抑える、弾性部材からなる案内部材を備えたものであってもよく、あるいは、用紙を湾曲状にして上記第２のロールに案内する、弾性部材により付勢されたバッフルシュートを備えたものであってもよい。

以上説明したように、本発明によれば、用紙の両面に画像を形成する場合に、用紙の搬送タイミング遅れに起因する用紙詰まりの発生や、生産性の低下が抑えられる。

以下図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態である画像形成装置の概略構成図である。

図１に示す画像形成装置１は、静電潜像を形成しトナーで現像してトナー像を形成し、そのトナー像を最終的に用紙上に転写および定着することにより、用紙上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置である。画像形成装置１は、画像形成機構１０、用紙搬送機構２０、再給紙搬送機構３０、制御部４０、およびタッチパネル５０を備えている。

画像形成機構１０は、搬送されてきた用紙に画像を形成する機構であり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の各色毎対応する画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを備えている、画像形成装置１は、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを並列的に配置してなるタンデム型のプリンタであり、単色の画像をプリントすることができるほか、４色のトナー像からなるフルカラーの画像をプリントすることができる。これら４つの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、ほぼ同様の構成を有しており、これらを代表してイエローに対応する画像形成ユニット１０Ｙを取り上げて説明すると、画像形成ユニット１０Ｙは、感光体１１Ｙ、帯電器１２Ｙ、露光器１３Ｙ、現像器１４Ｙ、一次転写器１５Ｙ、および感光体クリーナ１６Ｙを備えている。

また、画像形成機構１０には、像担持体としての中間転写ベルト１７、第２転写器１８、および定着器１９も備えられている。

用紙搬送機構２０は、画像形成機構１０の第２転写器１８および定着器１９を通過する用紙搬送経路ｒに沿って用紙を搬送する機構であり、画像が形成される用紙を収容する用紙収容部としての３つの用紙トレイ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ、これらの用紙トレイ２４ａ〜２４ｃに収容された用紙を取り出すピックアップロール２１ａ〜２１ｃ、取り出された用紙を捌く、捌きロール２２ａ〜２２ｃ、用紙を搬送する第１搬送ロール２３ａ〜２３ｅ、用紙の姿勢を修正する第１の用紙姿勢補正機構２５、用紙を第２転写器１８から定着器１９に搬送する搬送ベルト２６、および、用紙を外部に排出する排出ロール２６，２７を備えている。第１の用紙姿勢補正機構２５は、用紙を搬送する第２搬送ロール２５５、第２搬送ロール２５５から搬送されてきた用紙を第２転写器１８に搬送するレジストレーションロール（以降、単にレジロールとも称する）２５６、第２搬送ロール２５５とレジストレーションロール２５６の間に配置され、湾曲した用紙搬送経路ｒに沿って用紙を案内する案内部材２５１，２５２，２５３を備えている。案内部材２５１，２５２，２５３のうち、用紙搬送経路ｒの湾曲外側に配置された案内部材２５１は、一端が搬送経路に対して固定され回転自在に配置され、図示しない弾性部材によって、湾曲部分の内側に向かって付勢されている。第１の用紙姿勢補正機構２５には、レジストレーションロール２５６の用紙搬送方向ｃ上流側に、用紙の有無を検知する用紙センサ２５７が配置されている。レジストレーションロール２５６が、本発明にいう第１のロールの一例に相当する。

再給紙搬送機構３０は、用紙の両面に画像を形成するため、画像形成機構１０で画像が形成された用紙を表裏反転して用紙搬送機構２０に搬送する機構であり、用紙反転ユニット３１、反転搬送機構３２、および用紙反転ユニット３１に両面画像形成用の用紙を搬送する両面用搬送ロール３４を備えている。用紙反転ユニット３１は、正逆転可能な反転ロール３１１，３１２を備えており、反転ロール３１１，３１２が正転することで両面用搬送ロール３４から排出されてきた用紙を反転搬送路３１３に送り込み、その後、反転ロール３１１，３１２が逆転することで用紙を反転搬送路３１３から反転搬送機構３２に送り出す。これにより用紙の表裏が反転する。反転搬送路３１３において、送り込まれてくる用紙の先端が達する部分を反転部先端３１ａとし、このときの用紙後端が位置する部分を反転部後端３１ｂとする。反転部先端３１ａまで送り込まれた用紙が反転して搬送される際には、反転部後端３１ｂに位置する用紙後端が先端となり、反転搬送機構３２に送り出されていく。

反転搬送機構３２は、再給紙ロール３２１，３２２，３２３、および用紙の姿勢を修正する第２の用紙姿勢補正機構３３を備えており、用紙を再給紙搬送方向ｅに搬送する。第２の用紙姿勢補正機構３３は、用紙を搬送する第３搬送ロール３３２、第３搬送ロール３３２から搬送されてきた用紙を用紙搬送機構２０に送り出す再給紙待機ロール３３１、第３搬送ロール３３２と再給紙待機ロール３３１の間に配置され、再給紙搬送経路ｓに沿って用紙を案内する案内部材３３３，３３４を備えている。案内部材３３３，３３４は折曲げ加工された金属板からなり、再給紙待機ロール３３１に突き当てられた用紙が湾曲する空間を挟んで配置されている。再給紙搬送方向ｅの再給紙待機ロール３３１よりも上流側には、用紙の有無を検知する用紙センサ３３５が取り付けられており、再給紙待機ロール３３１よりも下流側には用紙センサ３３６が取り付けられている。上述した用紙センサ２５７，３３５，３３６は、いずれも光センサであり、入射してくる光の明るさを検知することで用紙の有無を検知する。用紙センサ２５７，３３５，３３６で用紙が検出されたタイミングは、制御部４０による各機構の制御に用いられる。以降、用紙センサ３３５，３３６を第１用紙センサ３３５および第２用紙センサ３３６と称し、用紙センサ２５７を第３用紙センサ２５７と称する。これらの第１用紙センサ３３５、および第２用紙センサ３３６が、それぞれ本発明にいう第１の用紙検知部、および第２の用紙検知部の一例に相当する。また、再給紙待機ロール３３１が、本発明にいう第２のロールの一例に相当する。

制御部４０は、画像形成装置１内に設置された各種センサからの信号を受信するとともに、画像形成装置１の各機構の動作を制御する。制御部４０は、いずれも図示しないが、プログラムに基づいて画像形成システムの全体の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラムやテーブルが記憶されているＲＯＭ、ＣＰＵに一時的な記憶領域を提供するＲＡＭ、および制御部４０の外部とＣＰＵとの信号を中継するインターフェース回路を有している。制御部４０が提供する各種機能は、ＣＰＵによって実行されるプログラムに基づいて実現されている。制御部４０は、例えば、各種ロールを回転駆動する図示しないモータの駆動を制御することでロールの動作を制御している。制御部４０の機能の詳細については後述する。

この画像形成装置１の基本動作を説明すると、画像形成ユニット１０Ｙにおいて、感光体１１Ｙが矢印ａ方向に回転駆動され、感光体１１Ｙの表面に帯電器によって電荷が付与される。露光器１３Ｙは、外部から供給される画像データのうちのイエローに対応する画像データに基づく露光光を感光体１１Ｙの表面に照射することで、感光体１１Ｙの表面に静電潜像を形成する。現像器１４Ｙは、静電潜像をイエローのトナーで現像することで、トナー像を形成する。イエローのトナー像は、一次転写器１５Ｙによって中間転写ベルト１７に転写される。転写後、感光体１１Ｙに残留したトナーは、感光体クリーナ１６Ｙによって除去される。中間転写ベルト１７は、中間転写ベルトロール１７ｒによって矢印ｂ方向に巡回移動されており、イエロー以外の色に対応する画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、、画像形成ユニット１０Ｙと同様にしてそれぞれの色に対応するトナー像を形成し、中間転写ベルト１７に、画像形成ユニット１０Ｙで転写されたトナー像に重ねて、それぞれの色のトナー像を転写していく。中間転写ベルト１７は、このようにして、トナー像の形成を受けてトナー像を担持して巡回移動する。

一方、用紙は、用紙トレイ２４ａ〜２４ｃのうちのいずれかの選択されたトレイから、ピックアップロール２１ａ〜２１ｃによって取り出され、捌きロール２２ａ〜２２ｃ、第１搬送ロール２３ａ〜２３ｃ、第２搬送ロール２５５およびレジストレーションロール２５６によって用紙搬送経路ｒを矢印ｃ方向に搬送される。レジストレーションロール２５６は、中間転写ベルト１７にトナー像が形成されるのに同期したタイミングで用紙を第２転写器１８に向かって送り出す。第２転写器１８は、中間転写ベルト１７からトナー像を用紙に転写する。用紙はさらに定着器１９に搬送され、トナー像が定着される。このようにして、用紙の片面に画像が形成される。

用紙の両面に画像が形成される場合、片面に画像が形成された用紙は両面用搬送ロール３４によって用紙反転ユニット３１に搬送され、反転ロール３１１，３１２の正転（矢印ｄ方向の回転）によって反転搬送路３１３に送り込まれる。この後、用紙は、反転ロール３１１，３１２の逆転によって表裏が反転された状態で搬送されて再給紙搬送経路ｓを搬送され、第２の用紙姿勢補正機構３３から再び用紙搬送機構２０の第１の用紙姿勢補正機構２５に搬送される。そして、再び第２転写器１８および定着器１９によって裏側の面にトナー像が転写および定着されて、両面に画像が形成される。以降、両面に画像が形成される用紙のうち、先に画像が形成される面を第１面と称し、後に画像が形成される面を第２面と称する。

この画像形成装置１が複数枚の用紙の両面に画像を形成する場合には、１枚の用紙の両面への画像形成を完了してから次の用紙に取りかかるのではなく、例えば、最初の用紙の第１面に画像を形成してから、この用紙を再給紙搬送機構３０で表裏反転して再び用紙搬送機構２０の第１の用紙姿勢補正機構２５に搬送するまでの間に、次の１枚または複数枚の用紙を、搬送経路ｒを搬送し第１面に画像を形成する。表裏が反転されて、再給紙搬送機構３０の第２の用紙姿勢補正機構３３に到達した１枚目の用紙は、上記の次の用紙が第１の用紙姿勢補正機構２５から搬送されるのを待って、第１の用紙姿勢補正機構２５に搬送される。この待機時間を利用して、第２の用紙姿勢補正機構３３による姿勢の補正が行われる。

次に、第１の用紙姿勢補正機構２５および第２の用紙姿勢補正機構３３での用紙の姿勢補正を説明する。

図２は、図１に示す第１の用紙姿勢補正機構で用紙が搬送される様子を説明する図である。

図２のパート（ａ）に示すように、第２搬送ロール２５５によって搬送されてきた用紙Ｐは、案内部材２５１，２５２にガイドされ、搬送経路に沿ってレジストレーションロール２５６の方向へ進む。このときレジストレーションロール２５６は、回転が停止した状態である。図２のパート（ｂ）に示すように、互いに接触する一対のレジストレーションロール２５６の当接部に用紙が突き当てられた後、搬送ロール２５５によって搬送が継続されると、用紙のうちの第２搬送ロール２５５とレジストレーションロール２５６の間の部分の湾曲の度合いが、図２のパート（ａ）に示す当初の経路の湾曲よりも増大し、案内部材２５１を外側へ押し出す。この増大した用紙の湾曲をループという。用紙がレジストレーションロール２５６に突き当てられ、ループが形成されることで、用紙の先端の縁がレジストレーションロール２５６に合わせられ、斜行（スキュー）した用紙の姿勢が修正される。第１の用紙姿勢補正機構２５で、斜行状態がどの程度まで修正されるかは、形成されるループの量に依存している。また、ループの量は、用紙の先端がレジストレーションロール２５６に突き当てられた後、第２搬送ロール２５５が用紙の搬送を継続する時間によって制御される。より詳細には、ループの量は、第３用紙センサ２５７が用紙を検知してから第２搬送ロール２５５が用紙の搬送を停止するまでの時間によって制御される。例えば、第３用紙センサ２５７が用紙を検知してから第２搬送ロール２５５が用紙の搬送を停止するまでの時間が長時間化することで、ループ量が増大する。

図３は、第１の用紙姿勢補正部を搬送される用紙の動きを示すダイヤグラムである。

図３には、時間ｔの経過に伴い用紙が移動する様子が、用紙の先端の軌跡として示されている。用紙は、ダイヤグラムの下から、図１に示す第２搬送ロール２５５、第３用紙センサ２５７、レジストレーションロール２５６、そして転写器１８を通過していく。ここで、実際の用紙の先端は、レジストレーションロール２５６に突き当てられて停止するが（時間Ｔ１）、第２搬送ロール２５５は、この間も用紙の搬送を継続し、用紙のループを形成する。ダイヤグラムでは、用紙先端がレジストレーションロール２５６に突き当てられた後も、第２搬送ロール２５５による用紙の搬送が継続してループが形成されていることを、理解の便宜上、レジストレーションロール２５６の位置よりも突き出た角（つの）状の部分として示している。したがって、ダイヤグラムの角状の部分の高さがループ量を表している。ここで、用紙先端が第３用紙センサ２５７を通過した後、第２搬送ロール２５５が用紙の搬送を継続して用紙のループを形成する時間をループ形成時間Ｔ１とする。レジストレーションロール２５６は、基準信号ＴＲを受けて回転を再開し、用紙を転写器１８に送り出すが、ここで、第２搬送ロール２５５は、モータの位相調整等のため基準信号ＴＲによるタイミングよりも常に一定時間先に停止している必要がある。この一定時間をセットアップ時間Ｔ２と称する。第１の用紙姿勢補正機構２５において、ループ形成時間をＴ１としてループを形成する場合、用紙の先端は基準信号ＴＲのタイミングよりも時間Ｔ１＋Ｔ２だけ先のタイミングで第３用紙センサ２５７を通過する必要がある。言い換えれば、用紙の先端が基準信号ＴＲのタイミングよりも時間Ｔ１＋Ｔ２だけ前のタイミングで第３用紙センサ２５７を通過できない場合には、用紙を基準信号ＴＲのタイミングで転写器１８に送り出すことができず、中間転写ベルト１７に形成されたトナー像が適切に転写されずに、用紙詰まりが発生することとなる。

図４は、図１に示す第２の用紙姿勢補正部で用紙にループが形成される様子を説明する図である。

第２の用紙姿勢補正機構３３においても、図２に示す第１の用紙姿勢補正機構２５と同様の原理で用紙の姿勢が補正される。つまり、互いに接触する一対の再給紙待機ロール３３１の当接部に用紙が突き当てられた後、第３搬送ロール３３２による搬送が継続されると、平面上を搬送されていた用紙が湾曲することでループが形成される。第３搬送ロール３３２によって用紙の搬送が継続される時間を制御することで、ループ量が制御されている。第２の用紙姿勢補正機構３３では、用紙先端が第１用紙センサ３３５を通過した後、第３搬送ロール３３２が用紙の搬送を継続して用紙のループを形成する時間をループ形成時間とする。

図５は、図１に示す画像形成装置の機能ブロック図である。

制御部４０は、機構制御部４１、搬送制御部４２、再給紙制御部４３、タイミング生成部４４、およびモード切替部４５を備えている。また、制御部４０には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）６０が外部接続されている。

機構制御部４１は、画像形成機構１０の各部の動作を制御して、用紙に画像を形成させる。例えば、パーソナルコンピュータ６０から送信されてくる画像信号に従い、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ（図１参照）の動作を制御して、中間転写ベルト１７に画像信号に対応するトナー像を形成させる。また、第２転写器１８および定着器１９を制御して搬送されてくる用紙にトナー像を転送および定着させる。複数枚の用紙に画像を形成する場合には、用紙搬送機構２０および再給紙搬送機構３０で用紙が準備される予定の順番に基づいて順にトナー像を形成し、転送および定着させる。トナー像の形成は、タイミング生成部４４が生成する像形成信号に基づいて所定の間隔で行われる。

搬送制御部４２は、用紙搬送機構２０の動作を制御して用紙を搬送させる。例えば、第１用紙センサ３３５や第２用紙センサ３３６が用紙を検知したタイミングの情報を得、この情報に基づいて、第１の用紙姿勢補正機構２５でのループ形成時間Ｔ１を決定し、ループ形成時間に応じた量のループを用紙に形成させる。また、タイミング生成部４４から供給される基準信号に応じて用紙を転写器１８に送り込む。

再給紙制御部４３は、再給紙搬送機構３０を制御して用紙を表裏反転させて搬送させる。例えば、第２の用紙姿勢補正機構３３でのループ形成時間を決定し、用紙にループを形成させる。

タイミング生成部４４は、搬送制御部４２が用紙搬送機構２０に用紙を送り出させるタイミングを表す基準信号、および機構制御部４１が画像形成機構１０にトナー像を形成させるタイミングを表す像形成信号を生成する。基準信号のタイミングは、像形成信号のタイミングに同期しており、間隔は動作モードによって変化する。例えば、タイミング生成部４４は、通常のモードでは、基準信号のタイミングを等間隔としているが、後述する第１の高速モードでは、基準信号の用紙第２面に対応するタイミングが通常のモードよりも早い。

モード切替部４５は、操作者の操作により入力されるモードを表すモード情報をタッチパネル５０から得、このモード情報に基づいて動作モードを切替える。例えば、モード切替部４５は、動作モードを、通常のモード、第１の高速モード、および第２の高速モードの間で切替える。第２の高速モードは、第２の用紙姿勢補正機構３３でループが形成された場合に、第１の用紙姿勢補正機構２５ではループの形成が省略され用紙が通過するモードである。通常のモードが、本発明にいう第１の補正モードの一例に相当し、第２の高速モードが本発明にいう第２の補正モードの一例に相当する。

続いて、搬送制御部４２が第１の用紙姿勢補正機構２５を制御する処理と、再給紙制御部４３が第２の用紙姿勢補正機構３３を制御する処理を説明する。

図６は、図５に示す搬送制御部が第１の用紙姿勢補正部を制御する第１姿勢制御処理を示すフローチャートである。

第１姿勢制御処理では、まず搬送制御部４２は、第１の用紙姿勢補正機構２５でループを形成させる用紙が、第１面に画像を形成させるものか否か、つまり、用紙が、用紙トレイ２４ａ〜２４ｃから搬送してきたものであるか、あるいは第２の用紙姿勢補正機構３３から搬送してきたものであるかを判別する（ステップＳ１１）。用紙が、用紙トレイ２４ａ〜２４ｃから搬送されてきた、第１面に画像が形成される用紙である場合（Ｙｅｓ）、用紙第１面への画像形成について予め定められた一定のループ形成時間Ｔ１をループ形成時間として決定し（ステップＳ１２）、第１の用紙姿勢補正部２５に決定したループ形成時間でループを形成させる（ステップＳ１６）。一方、用紙が、第２の用紙姿勢補正機構３３から搬送されてきた、第２面に画像が形成される用紙である場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、動作のモードが第２の高速モードであるか否かが判別される（ステップＳ１３）。ここで、動作のモードが第２の高速モードであり（Ｙｅｓ）、さらに、第２の用紙姿勢補正機構３３によって用紙の姿勢を補正していた場合には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、搬送制御部４２は、第１の用紙姿勢補正部２５でのループの形成を省略して用紙を通過させ、転写器１８に搬送させる（ステップＳ１８）。これ以外の場合には（ステップＳ１３：Ｎｏ、またはステップＳ１４：Ｎｏ）、第２用紙センサが用紙を検知するタイミングに応じてループ形成時間Ｔ３を決定する（ステップＳ１５）。ここで、制御部４０の図示しないＲＯＭには、画像形成装置の設計段階におけるシミュレーションまたは実験から得られた、第２用紙センサが用紙を検知するタイミングに応じて用紙を基準信号のタイミングで転写器１８に搬送可能なループ形成時間の値が、テーブルとして予め記憶されており、ループ形成時間Ｔ３の決定は、このテーブルから値を読み出すことで行われる。ここで、テーブルには、ループ形成時間Ｔ１よりも短いループ形成時間が記憶されており、したがって、ステップＳ１５で決定されたループ形成時間Ｔ３は、用紙第１面への画像形成について予め定められたループ形成時間Ｔ１よりも短い時間である。このため、第１の用紙姿勢補正機構２５において、再給紙搬送機構３０から搬送されてきた用紙に対するループ形成量は、用紙トレイ２４ａから搬送されてきた用紙に対するループ形成量よりも小さい。また、搬送制御部４２は、ループ形成時間Ｔ３を、第２用紙センサ３３６によって用紙Ｐ１Ｒが検知されるタイミングに応じて変更する。これにより、第２面に画像が形成される用紙の搬送の遅れに対し、ループ形成時間が調整される。続いて、搬送制御部４２は、決定されたループ形成時間Ｔ３で、第１の用紙姿勢補正機構２５にループを形成させ（ステップＳ１６）、基準信号の受信を待って（ステップＳ１７）、用紙を転写器１８に搬送させる。第１の用紙姿勢補正機構２５と、第１姿勢制御処理を実行する搬送制御部４２の組合わせが、本発明にいう第１の用紙姿勢補正部の一例に相当する。

図７は、図５に示す再給紙制御部が第２の用紙姿勢補正機構を制御する第２姿勢制御処理を示すフローチャートである。

第２姿勢制御処理では、再給紙制御部４３は、まず、第１用紙センサ３３５で用紙が検知がされたタイミングが、直前の基準信号のタイミングから所定時間が経過する毎に発生する制限タイミングを経過しているか否かを判別する（ステップＳ２１）。第１用紙センサ３３５が、所定の制限タイミングを経過した後に用紙を検知した場合（Ｙｅｓ）、再給紙制御部４３は、用紙の搬送が特に遅れているとして、第２の用紙姿勢補正機構３３にループの形成を省略させ、第２の用紙姿勢補正機構３３を通過させる。一方、第１用紙センサ３３５による用紙の検知タイミングが制限タイミング経過前である場合（Ｙｅｓ）、再給紙制御部４３はこの第１用紙センサ３３５で用紙が検知がされたタイミングに応じてループ形成時間を決定し（ステップＳ２２）、この決定したループ形成時間で第２の用紙姿勢補正機構３３にループを形成させる（ステップＳ２３）。制御部４０の図示しないＲＯＭには、画像形成装置の設計段階で得られた、第１用紙センサ３３５が用紙を検知するタイミングに応じたループ形成時間の値もテーブルとして予め記憶されており、ループ形成時間の決定は、このテーブルから値を読み出すことで行われる。テーブルには、第１用紙センサ３３５で用紙が検知がされたタイミングの値が大きいほど、小さいループ形成時間の値が記憶されており、再給紙制御部４３は、第１用紙センサ３３５で用紙が検知がされたタイミングが遅いほど、ループ形成時間を短縮する。次に、再給紙制御部４３は、用紙を第１の用紙姿勢補正機構２５に搬送させる（ステップＳ２４）。第２の用紙姿勢補正機構３３および第２姿勢制御処理を実行する再給紙制御部４３の組合わせが、本発明にいう第２の用紙姿勢補正部の一例に相当する。

続いて、上述した構成の画像形成装置１が、複数の用紙の両面に画像を形成する動作を図１および図８を参照して説明する。

図８は、図１に示す画像形成装置を搬送される複数の用紙の動きを示すダイヤグラムである。

図８には、時間ｔの経過に伴い、３枚の用紙Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が移動する様子が、それぞれの用紙の先端の軌跡として示されている。第１面に画像が形成されるために搬送される用紙の符号には”Ｆ”の記号を付して実線で示す。第２面に画像が形成されるために搬送される用紙の符号には”Ｒ”の記号を付して破線で示す。まず、１枚目の用紙Ｐ１について注目すると、用紙トレイ２４ａからピックアップロール２１ａによって取り出された用紙Ｐ１Ｆは、捌きロール２１ａ、第１搬送ロール２３ａ、および第２搬送ロール２５５で搬送され、レジストレーションロール２５６に突き当てられてループが形成される。用紙Ｐ１Ｆは、その後、基準信号ＴＲ１のタイミングで転写器１８に送り込まれ、トナー像が転写および定着され、両面用搬送ロール３４および反転ロール３１２によってさらに搬送され、反転部先端３１ａに達する。その後、反転ロール３１１，３１２が逆転すると、用紙Ｐ１Ｆは用紙Ｐ１Ｒとなり、反転部後端３１ｂ（ダイヤグラムでは下端）に位置する用紙の後端が先端となって反転搬送され、再給紙ロール３２１を経て、再給紙待機ロール３３１のある再給紙待機位置に達する。用紙Ｐ１Ｒは、再給紙待機ロール３３１に突き当てられ、ループ形成時間に応じたループ量のループが形成され、姿勢が補正される。用紙Ｐ１Ｒは、その後、第２搬送ロール２５５を経て、レジストレーションロール２５６に突き当てられ、ループが形成されることで姿勢が補正される。その後、用紙Ｐ１Ｒは、基準信号ＴＲ４のタイミングで転写器１８に送り込まれ、トナー像が転写および定着されて排出される。

次に、２枚目の用紙Ｐ２Ｆに着目すると、２枚目の用紙Ｐ２Ｆは、１枚目の用紙Ｐ１の第１面に画像が形成された後、再び第１の用紙姿勢補正機構２５に搬送されてくるまでの時間を利用して、画像が形成される。このようにして、１枚の用紙Ｐ１の第１面への画像の形成と第２面への画像の形成との間の時間で、次の用紙Ｐ２の画像形成が行われる。

表裏が反転された１枚目の用紙Ｐ１Ｆが第１の用紙姿勢補正機構２５に再度搬送されてきた後は、用紙の第１面と第２面が交互に処理される。これに対応して、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、トナー像を中間転写ベルト１７に形成する。

図８のダイヤグラムにおいて、用紙Ｐ１Ｆの第１搬送ロールからレジストレーションロール付近までの軌跡が２本の破線で挟まれているが、この２本の破線は、第１搬送ロール２３ａおよび第２搬送ロール２５５による搬送の速度を調整することで、所定のループ形成時間Ｔ１を確保しつつ、用紙Ｐ１Ｆを適切なタイミングで転写器１８に送り込むことが可能な範囲を示している。この範囲は、用紙Ｐ１Ｆに限らず他の用紙Ｐ２Ｆ，Ｐ３Ｆ等、および第２面についての用紙Ｐ１Ｒ，Ｐ２Ｒにも設定されているが、ダイヤグラムの見やすさのため図示が省略されている。

ここで、図８のダイヤグラムにおいて、第２面に画像形成される１枚目の用紙Ｐ１Ｒは、再給紙搬送経路ｓでの搬送が通常の場合よりも遅れ、Ｐ２Ｒに設定されている調整可能な範囲よりも遅れてレジストレーションロール２５６に到達している。

図９は、図８のダイヤグラムを拡大した、レジストロール付近での用紙Ｐ１Ｒの動きを示すダイヤグラムである。

図９に示すように、用紙Ｐ１Ｒは、所定のループ形成時間Ｔ１（図３参照）を確保しつつ、適切なタイミングで転写器１８に送り込むことが可能な範囲を超え、遅れてレジストレーションロール２５６に到達している。この用紙Ｐ１Ｒの遅れは、第２用紙センサ３３６が用紙を検知するタイミングとして検知されている。具体的には、搬送制御部４２（図５参照）が、基準信号ＴＲ３のタイミングから、第２用紙センサ３３６によって用紙Ｐ１Ｒが検知されるタイミングまでの検知時間Ｔ４を計時している。搬送制御部４２は、この検知タイミングに応じた短縮されたループ形成時間Ｔ３を決定する（図６ステップＳ１５参照）。この結果、搬送制御部４２は、所定のループ形成時間Ｔ１よりも短いループ形成時間Ｔ３に応じた小さいループ量でループを形成する（図６ステップＳ１６参照）。

ここで、仮に、搬送制御部４２がループ形成時間を変更せずに図３に示すループ形成時間Ｔ１でループを形成させると、図９のＮＧで示す軌跡のように、基準信号ＴＲ４のタイミングで用紙を転写器１８に送り込むことができない。しかし、再給紙搬送機構３０から用紙が搬送される場合に、第２用紙センサ３３６が用紙Ｐ１Ｒを検知するタイミングに応じて第１の用紙姿勢補正機構２５でのループ形成量を小さく変更しているため、用紙の搬送が遅れても、図９の実線で示すように、基準信号ＴＲ４のタイミングで用紙を転写器１８に送り込むとができる。

次に、図８に戻って説明を続けると、第２面に画像形成させる２枚目の用紙Ｐ２Ｒは、再給紙搬送経路ｓでの搬送が通常の場合よりも遅れ、予め設定されている調整可能な範囲よりも遅れて再給紙待機ロール３３１に到達している。

図１０は、図８のダイヤグラムを拡大した、再給紙待機ロール付近での用紙Ｐ２Ｒの動きを示すダイヤグラムである。

図１０に示すように、用紙Ｐ２Ｒは、所定のループ形成時間Ｔ１５を確保しつつ、適切なタイミングで第１の用紙姿勢補正機構２５に搬送することが可能な範囲（Ｐ２Ｒａ）を超え、遅れて再給紙待機ロール３３１に到達している。ここで、適切なタイミングとは、第１の用紙姿勢補正機構２５が基準信号のタイミングに応じて用紙を転写器１８に送り込むことが可能なタイミングである。この場合、第１用紙センサ３３５が用紙Ｐ２Ｒを検知するタイミングが遅れる。再給紙制御部４３（図５参照）は、直前の基準信号ＴＲ５のタイミングから、第１用紙センサ３３５によって用紙Ｐ２Ｒが検知されるタイミングまでの検知時間Ｔ１２を計時し、この検知タイミングに応じた短縮されたループ形成時間Ｔ１４を決定する（図７ステップＳ２１参照）。そして、再給紙制御部４３は、決定したループ形成時間Ｔ１４に応じた小さい、変更されたループ量でループを形成する（図７ステップＳ２３参照）。

ここで、仮に、再給紙制御部４３がループ形成時間の変更を行わず、図１０に示すループ形成時間Ｔ１５でループを形成させると、適切なタイミングで用紙を第１の用紙姿勢補正機構２５に搬送することができない。しかし、第１用紙センサ３３５が用紙Ｐ２Ｒを検知するタイミングに応じて第２の用紙姿勢補正機構３３でのループ形成量が小さく変更されるため、適切なタイミングで用紙が第１の用紙姿勢補正機構２５に搬送される。

ここで、図１０には、用紙Ｐ２の搬送がさらに遅れた場合の軌跡Ｐ２Ｒｂも示している。この場合、、再給紙制御部４３（図５参照）は、用紙が検知されるタイミングまでの時間Ｔ１３に応じて、第２の用紙姿勢補正機構３３でのループ形成を省略して用紙Ｐ２Ｒｂを通過させ（図７ステップＳ２１：Ｙｅｓ参照）、第１の用紙姿勢補正機構２５に搬送する。

このようにして、第１の用紙姿勢補正機構２５および第２の用紙姿勢補正機構３３でのループ形成時間を調整することで、図８に示すように適切なタイミングで用紙が搬送される。

もし仮に、ループ形成時間が調整されないと、用紙詰まり発生の原因となる。また、用紙詰まりを回避するためには、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいて、トナー像を形成する順番を遅らせることとなるが、画像形成ユニット１０Ｙ〜１０Ｋでは、基準信号に従って用紙の第１面と第２面とを交互に処理するため、処理のリズムが乱れる。

図１１は、比較の例として、トナー像が形成される順番を遅らせたとした場合の用紙の動きを示すダイヤグラムである。また、図１２は、用紙に画像が形成される順番を説明する図である。

図１１に示すように、用紙第２面への画像の形成は、他の用紙の第１面への画像の形成の間で行う必要があるため、用紙待機位置で用紙を長時間の待機させることとなる。

図１２の列（ａ）には、図８に示すタイミングで用紙に画像が形成される場合に、用紙に画像が形成される順番が示されており、３枚の用紙Ｐ１、Ｐ２，Ｐ３に対して、Ｐ１表（Ｆ）、Ｐ２Ｆ、Ｐ１裏（Ｒ）、Ｐ３Ｆ、Ｐ２Ｒ、そしてＰ３Ｒの順に少ない空き時間で画像が形成されていく。しかし、図１１に示すタイミングで用紙に画像が形成される場合には、図１２の列（ｂ）に示すように、１枚目の用紙Ｐ１裏（Ｒ）に画像が形成されるタイミングが遅れてしまう。

続いて、第２の高速モードについて説明する。

図１３および図１４は、図１に示す画像形成装置１の第２の高速モードについて説明するダイヤグラムである。

画像形成装置１では、第１の用紙姿勢補正機構２５において、再給紙搬送機構３０から搬送されてきた用紙に対するループ形成量を、用紙トレイ２４ａから搬送されてきた用紙に対するループ形成量よりも小さくしている（図６ステップＳ１５参照）。例えば、第２の高速モードでは、図１３に示すように、第１の用紙姿勢補正機構２５が、用紙トレイ２４ａから搬送されてきた用紙に対するループ形成時間を図３に示すようにＴ１と設定し、再給紙搬送機構３０から搬送されてきた用紙に対するループ形成時間をＴ４以内の時間と設定している。さらに、第２の高速モードでは、タイミング生成部４４が、再給紙搬送機構３０から搬送されてくる用紙を転写器１８に送り込むための基準信号の出力タイミングを、用紙の基準信号の出力タイミングよりも早める。例えば、図１３に示すように、出力タイミングを早めた基準信号ＴＲ４Ａを出力する。このため、第２の高速モードでは、図１４に示すように、用紙の第２面に画像を形成する時間ＴＡが、第１面に画像を形成する時間ＴＰよりも短縮される。

続いて、本発明の第２実施形態および第３実施形態について説明する。

本発明の第２実施形態および第３実施形態の画像形成装置は、上述した第１実施形態の画像形成装置１と第２の用紙姿勢補正機構の構成が異なるのみであり、他の構成は同様であるので、用紙姿勢補正機構についてのみ説明する。

図１５は、第２実施形態に係る第２の用紙姿勢補正機構を示す概略構成図である。

図１５に示す第２の用紙姿勢補正機構は、用紙を搬送する第３搬送ロール１３３２と再給紙待機ロール１３３１の間には、案内部材１３３３，１３３４，１３３５を備えている。案内部材１３３５は、弾性部材からなり、用紙が搬送される経路に沿って並んで配置された案内部材１３３４から遠い縁が経路に対して固定された片持ちばねとなっている。図１５に示す第２の用紙姿勢補正機構では、ループが形成された用紙は、案内部材１３３５を外側に押し出す。案内部材１３３５は押し出されて弾性変形し、この弾性力で用紙に形成されたループを抑える。用紙は案内部材１３３５から受ける力によって、案内部材１３３５が無い場合に比べて先端が再給紙待機ロール１３３１により強く押し付けられる。したがって、先端が再給紙待機ロール１３３１に強い力で合わせられる。

図１６は、第３実施形態に係る第２の用紙姿勢補正機構を示す概略構成図である。

図１６に示す第２の用紙姿勢補正機構は、用紙を搬送する第３搬送ロール２３３２と再給紙待機ロール２３３１の間には、案内部材２３３３，１３３４，２３３５を備えている。案内部材２３３３，１３３４，２３３５は、湾曲した通路を形成するように配置されたバッフルシュートであり、湾曲の外側に配置された案内部材２３３５は、弾性部材２３３６によって湾曲の内側の向きに付勢されている。図１６に示す第２の用紙姿勢補正機構では、ループが形成された用紙は、案内部材２３３５を外側に押し出す。案内部材２３３５が外側に押し出されると、弾性部材２３３６が弾性変形し、この弾性力によって案内部材２３３５を引き戻す。用紙は案内部材２３３５を通して弾性部材２３３６から受ける反力によって、先端が再給紙待機ロール１３３１により強く押し付けられる。したがって、先端が再給紙待機ロール２３３１に強い力で合わせられる。

本発明の第１実施形態である画像形成装置の概略構成図である。図１に示す第１の用紙姿勢補正機構で用紙が搬送される様子を説明する図である。第１の用紙姿勢補正機構を搬送される用紙の動きを示すダイヤグラムである。図１に示す第２の用紙姿勢補正機構で用紙にループが形成される様子を説明する図である。図１に示す画像形成装置の機能ブロック図である。図５に示す搬送制御部が第１の用紙姿勢補正機構を制御する第１姿勢制御処理を示すフローチャートである。図５に示す再給紙制御部が第２の用紙姿勢補正機構を制御する第２姿勢制御処理を示すフローチャートである。図１に示す画像形成装置を搬送される複数の用紙の動きを示すダイヤグラムである。図８のダイヤグラムを拡大した、レジストロール付近での用紙Ｐ１Ｒの動きを示すダイヤグラムである。図８のダイヤグラムを拡大した、再給紙待機ロール付近での用紙Ｐ２Ｒの動きを示すダイヤグラムである。比較の例として、トナー像が形成される順番を遅らせた場合の用紙の動きを示すダイヤグラムである。画像形成装置において用紙に画像が形成される順番を説明する図である。図１に示す画像形成装置１の第２の高速モードについて説明するダイヤグラムである。図１に示す画像形成装置１の第２の高速モードについて説明するダイヤグラムである。第２実施形態に係る第２の用紙姿勢補正機構を示す概略構成図である。第３実施形態に係る第２の用紙姿勢補正機構を示す概略構成図である。

符号の説明

１画像形成装置
１０画像形成機構
２０用紙搬送機構
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ用紙トレイ
２５第１の用紙姿勢補正機構
２５６レジストレーションロール（第１のロール）
３０再給紙搬送機構
３３第２の用紙姿勢補正機構
３３１再給紙待機ロール（第２のロール）
４０制御部
３３５第１用紙センサ
３３６第２用紙センサ

Claims

搬送されてきた用紙に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部で画像が形成される用紙を収容する用紙収容部を有し、前記画像形成部を通過する用紙搬送経路上を用紙を搬送する用紙搬送部と、
前記画像形成部で画像が形成された用紙を前記用紙搬送部に再度搬送させて該用紙の両面に画像を形成するため、該用紙を表裏反転して該用紙搬送部に搬送する再給紙搬送部とを備え、
前記用紙搬送部は、互いに接触する一対の第１のロールを有し該第１のロールに用紙が突き当てられてループが形成されることで該用紙の姿勢を修正する第１の用紙姿勢補正部を備え、
前記再給紙搬送部は、互いに接触する一対の第２のロールを有し該第２のロールに用紙が突き当てられてループが形成されることで該用紙の姿勢を修正する第２の用紙姿勢補正部と、
用紙を前記用紙搬送部に向かって搬送する再給紙搬送方向の、前記第２のロールよりも上流側に配置された、用紙の有無を検知する第１の用紙検知部と、
前記再給紙搬送方向の、前記第２のロールよりも下流側に配置された、用紙の有無を検知する第２の用紙検知部と、を備え、
前記第１の用紙姿勢補正部は、前記再給紙搬送部から搬送されてきた用紙にループを形成する量を、用紙収容部から搬送されてきた用紙にループを形成する量よりも小さくするものであり、
前記第２の用紙姿勢補正部は、用紙にループを形成する量を前記第１の用紙検知部が用紙を検知するタイミングが遅いほど小さい量に変更するものであり、
前記第１の用紙姿勢補正部は、前記再給紙搬送部から搬送されてきた用紙にループを形成する量を前記第２の用紙検知部が用紙を検知するタイミングが遅いほど小さい量に変更するものであることを特徴とする画像形成装置。
第１の動作モードと、該第１の動作モードより画像形成の速度が速い第２の動作モードとを操作者の操作によって選択するモード選択部を備え、
前記第１の用紙姿勢補正部は、前記モード選択部で前記第１の動作モードが選択された場合には、前記第２の用紙姿勢補正部に用紙のループを形成させた場合であっても用紙のループを形成し、該モード選択部で前記第２の動作モードが選択され、かつ前記第２の用紙姿勢補正部によって用紙のループを形成していた場合には、前記第１の用紙姿勢補正部による該用紙のループの形成を省略して該用紙を通過させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。