JP5262858B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機、プロッタ、インクジェット記録装置、孔版印刷装置等またはそれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置において、転写紙等のシート中折り・中綴じ処理に関する技術が知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。

上記従来技術の他に、以下のシート中折り技術も公知である。
すなわち、特許文献５には、秘密文書の場合に、でこぼこローラを離間したり圧接したりして、折って綴じこむことが開示されているが、折り方法の詳細についての開示はない。
特許文献６には、自動的に所定の記録紙を二つ折りし、その中に二つ折りしない記録紙を挿入して積層し、簡単な封筒を作成できるようにする目的の下に、複数のソート用記録紙収容手段としてのビン（３）と、非ソート用の記録紙収容手段としてのプルーフトレイ（５）と、画像形成装置側から排紙された記録紙をビン（３）に案内する第１の案内路としてのソータ経路（７ｂ）と、画像形成装置側から排紙された記録紙をプルーフトレイ（５）に案内する第２の案内路としてのプルーフ経路（７ａ）と、プルーフ経路（７ａ）およびソータ経路（７ｂ）を選択的に切り換えるとともに記録紙を二つに折る記録紙折り手段としての第１、第３の折りローラ（１３ａ，１３ｃ）およびターンガイド（１５）とを備え、ターンガイド（１５）によって記録紙の搬送方向を選択するとともに、記録紙を反転させるときに第１および第３の折りローラ（１３ａ，１３ｃ）によって記録紙の略中央部で二つに折る技術が開示されている。

特許文献７には、画像形成装置本体より排出されてきた記録紙を２つ折りにする折り手段と、その折られた記録紙の折り目と反対側の端部を半抜き加工により綴じて記録紙を袋綴じする綴じ手段とを具備する画像形成装置の後処理装置に関するが開示されている。

しかしながら、特許文献１〜７記載の技術は、何れも、プリンタ部等に接続された後処理装置における中折り構成であり、後処理装置を含めた装置全体が大型化になってしまう問題点がある。
大量シートへのプリント（以下、「印刷」ともいう）および複写においては、後処理装置として独立させ、後処理排紙容量を維持した装置であることが望ましい。また、後処理として独立した中折り機構は、中折り専用機構として具備配置されているため、中折りしない場合は全く使われることがなく、中折り機能に対する対価は高額なものとなっている。

上述したように、従来の中折り装置構成は、後処理装置に設けられたものであるため、装置の大型化が避けられず、これに伴い対価が嵩む。また、上面に排紙トレイを有するプリンタの排紙口に、中折り装置を含む後処理装置の付加・付設を考えた場合、操作性が著しく劣化する。さらに、プリンタ上部に配置したスキャナ部を具備するマルチファンクション型プリンタでは、排紙取出し操作性が非常に悪化する。近年の小型かつ低コストのプリンタ提供の必要性増大からしても、後処理装置が独立し、プリンタ装置本体のサイド等に付加するタイプの後処理装置は小型装置の提供という目的には向かない。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、従来技術では装置が大掛かりであること、コスト対価が嵩むことから、プリンタ等の画像形成装置の排紙部反転域（排出反転部）を利用して、ここに中折り排出機構（中折り排出手段）を構成・配置することにより、装置が大掛かりとならず、安価で省スペースな中折り排出機構を内蔵した画像形成装置の提供を主な目的とする。その他、後述の効果を奏する画像形成装置の提供も目的としている。

上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、請求項ごとの発明では、以下のような特徴ある手段・発明特定事項（以下、「構成」という）を採っている。
請求項１記載の発明は、シートを給送するシート給送手段と、前記シート給送手段から給送されたシートに画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段を通過したシートを排出するシート排出手段と、前記画像形成手段を通過したシートを導入し、シートの搬送方向を変えて搬送するスイッチバック手段と、シートの搬送方向を前記シート排出手段と前記スイッチバック手段とに選択的に切り換える切換手段と、前記スイッチバック手段により搬送方向が変更されたシートを中折りし、この中折りされたシートの中折り部を前記シート排出手段より排出させる中折り排出手段とを有することを特徴とする画像形成装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記中折り排出手段は、前記スイッチバック手段および前記シート排出手段の機能を備えた正逆転可能な駆動回転部材と、該駆動回転部材と共に前記スイッチバック手段として機能する、前記駆動回転部材に圧接して従動回転可能な反転従動回転部材と、前記駆動回転部材と所定の隙間をもって配設され、前記切換手段として機能する、揺動自在な揺動軸を備えた切換部材と、前記駆動回転部材と前記切換部材との間の前記隙間に向かって変位してシートを中折りする中折り位置と、該中折り位置から離間した非中折り位置との間で変位自在な中折り部材とを具備することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記中折り排出手段は、前記スイッチバック手段および前記シート排出手段の機能を備えた正逆転可能な駆動回転部材、該駆動回転部材と共に前記スイッチバック手段として機能する、前記駆動回転部材に圧接して従動回転可能な反転従動回転部材、前記シート排出手段として機能する、前記駆動回転部材に圧接して従動回転可能な排出従動回転部材からなる３連の回転部材群と、前記駆動回転部材と所定の隙間をもって配設され、前記切換手段として機能する、揺動自在な揺動軸を備えた切換部材と、前記駆動回転部材と前記切換部材との間の前記隙間に向かって変位してシートを中折りする中折り位置と、該中折り位置から離間した非中折り位置との間で変位自在な中折り部材とを具備することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記中折り排出手段は、前記揺動軸と同軸的に設けられ、前記駆動回転部材に圧接して従動回転可能な従動回転部材と、前記シート排出手段として機能する、前記駆動回転部材に圧接して従動回転可能な排出従動回転部材と、前記切換部材に一体的に設けられ、前記駆動回転部材と前記排出従動回転部材との圧接部に向けて中折りされたシートの前記中折り部を誘導する誘導部とを具備し、前記中折り部材が前記中折り位置を占めたとき、シートが前記隙間に押し込まれつつ前記駆動回転部材と前記従動回転部材との圧接部で加圧され、かつ、前記誘導部に沿って前記駆動回転部材と前記排出従動回転部材との圧接部に誘導されることにより、さらに加圧されながら折り込まれて排出されることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記中折り排出手段は、前記揺動軸と同軸的に設けられ、前記駆動回転部材に圧接して従動回転可能な従動回転部材と、前記排出従動回転部材と、前記切換部材に一体的に設けられ、前記駆動回転部材と前記排出従動回転部材との圧接部に向けて中折りされたシートの前記中折り部を誘導する誘導部とを具備し、前記中折り部材が前記中折り位置を占めたとき、シートが前記隙間に押し込まれつつ前記駆動回転部材と前記従動回転部材との圧接部で加圧され、かつ、前記誘導部に沿って前記駆動回転部材と前記排出従動回転部材との圧接部に誘導されることにより、さらに加圧されながら折り込まれて排出されることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記中折り排出手段の動作を制御する制御手段を有することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記シート排出手段より排出されたシートを積載するシート積載手段を具備し、該シート積載手段が前記画像形成手段の上方にシート排出用の空間を形成するように画像形成装置本体に配置され、かつ、前記シート排出用の空間を介して前記画像形成装置本体における前記シート積載手段の上方に配置された上部ユニットを有する胴内排出型であることを特徴とする。

本発明によれば、上記課題を解決して新規な画像形成装置を実現し提供することができる。請求項ごとの発明の効果を挙げれば、以下のとおりである。
請求項１記載の発明によれば、上記構成により、両面印刷が可能な画像形成装置における既存の排出反転部を積極的に利用（例えば中折りする／しないに関わらず既存の排紙ローラ等を活用）して、ここに中折り排出手段に必要な構成のみを付加するようにしたので、装置が大きくならず、さらにデスクトップ型マルチファンクションプリンタにおいては、スキャナなど上部に配置した上部ユニット等のデスクトップ機でも省スペースを維持し、簡単な構成で、かつ、軽量コンパクトで使い易く安価な中折り装置を内蔵した画像形成装置を実現し提供できる。

請求項２記載の発明によれば、上記構成により、既存の排出反転部における切換部材を活用して中折り部材でシートを中折りすることができるので、スペースおよび部品点数の増大を避けて、構成が簡素な中折り装置を提供できる。

請求項３記載の発明によれば、上記構成により、既存の排出反転部における３連の回転部材群および切換部材を活用して中折り部材でシートを中折りすることができるので、スペースおよび部品点数の増大を避けて、構成が簡素な中折り装置を提供できる。

請求項４記載の発明によれば、切換部材に誘導部を一体的に設けるという簡単な形状変更を行うだけで、中折りされるシートの排出案内性がよくなるので、請求項２記載の発明の効果に加えて、さらなるスペース増大化を防止してシート折り込み精度が向上する。

請求項５記載の発明によれば、切換部材に誘導部を一体的に設けるという簡単な形状変更を行うだけで、中折りされるシートの排出案内性がよくなるので、請求項３記載の発明の効果に加えて、さらなるスペース増大化を防止してシート折り込み精度が向上する。

請求項６記載の発明によれば、中折り排出手段の動作を制御する制御手段を有しているので、確実かつ精確な中折り動作が可能となる。

請求項７記載の発明によれば、胴内排出型の画像形成装置として、例えば前後排紙マルチファンクションプリンタ等において、操作性が確保可能となる。

本発明の実施形態を示す画像形成装置を左斜め上方から見た外観斜視図である。 図１の画像形成装置の装置本体側の内部構成例を示す概略的な縦断面図である。 図１の画像形成装置の上カバーを含む上部構造体を開放した状態を示す外観斜視図である。 片面搬送路・片面パス、両面搬送路・両面パス、再搬送路および排出反転部周りの断面図である。 排出反転部および中折り排出機構周りの拡大断面図である。 排出反転部・分岐爪周りの斜視図である。 図５の排出反転部および中折り排出機構の要部をさらに拡大して示す断面図である。 連続両面印刷時におけるインタリーフ動作の印刷処理手順を示したフローチャートである。 中折り排出機構の制御構成を示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は、排出反転部における中折り動作の推移状態を示す拡大断面図である。 （ａ）は、排出反転部における中折り動作中の状態を、（ｂ）は、（ａ）のＣ部における中折り動作中の状態をさらに拡大して示す断面図である。 （ａ）は、図１１における中折り動作の押込板の押し込み前の状態を示す正面図および側面図、（ｂ）は、中折り動作の押込板の押し込み後の状態を示す正面図および側面図である。

以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施形態を説明する。まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成とともに動作を説明する。図１〜図４に示す画像形成装置は、スキャナ等の多機能の構成を付加できるように構成されたマルチファンクションプリンタの一例であって、本願発明に特有の構成を有するとともに、ユーザ手前から奥方向に排紙するフルフロントデスクトップの利点でもある設置スペースの小ささと、排出された記録紙等の排紙の取りやすさとを損なうことなく構成された種々の特徴も有している。

図１は、本発明の一実施形態を示す画像形成装置の外観斜視図、図２は、その画像形成装置の内部構成の一例を示す概略的な縦断面図である。
図１および図２に示した画像形成装置は、装置本体１のほぼ中央に配置され、シートに画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成部２と、この画像形成部２の下方に配置され、画像形成部２にシートＳを給送するシート給送手段を備えたシート給送部としての給紙部２０と、給送されたシートを画像形成部２と接するように導く第１のシート搬送路としての片面搬送路６７（図４に太い一点鎖線で示す）と、画像形成部２の上方に空間を隔てて配置された画像読取部（以下、「スキャナ」ともいう）３０と、片面搬送路６７を通り画像形成部２で画像形成されたシート（以下、「画像形成済みのシート」ともいう）を排出し、かつ、その画像形成済みのシートをスイッチバックするスイッチバック手段を備え、その画像形成済みのシートを装置本体１の手前（両図の右側）から奥側（両図の左側）に排出するシート排出手段を備えたシート排出部としてのシート排紙部２５と、画像形成部２の上部に配置され、シート排紙部２５によってシート排出方向（排紙方向）Ｘａに排出されるシートを積載するシート積載手段としてのシート積載部４０と、片面搬送路６７と異なる搬送路であって、スイッチバック手段および後述する駆動回転部材としての正逆転可能な排紙ローラ５６によりスイッチバックされた画像形成済みのシートを反転した後、給紙部２０の一部を通ることで、再度、片面搬送路６７に至り、画像形成部２と接することによりシートの他方の面であるシート裏面に画像を形成する第２のシート搬送路としての両面搬送路７１（図４に太い二点鎖線で示す）および再搬送路２４とを有する。

上述したとおり、図１および図２等に示した画像形成装置は、スキャナ付きのタンデムタイプのカラー画像形成装置であって、またシート積載部４０とスキャナ３０との間にシート排出のための所定の空間が形成される胴内排出型ないし胴内排紙型の画像形成装置である。
図１等において、Ｙは、シート排出方向Ｘａと直交するシート幅方向を示している。

画像形成部２には、図２に示すように、像担持体として構成された複数のドラム状の感光体３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを有し、その各感光体３ａ〜３ｄには、互いに異なった色のトナー像がそれぞれ形成される。図示した例では、感光体３ａ〜３ｄの表面に、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像およびブラックトナー像がそれぞれ形成される。各感光体３ａ〜３ｄは、所定の間隔をあけて互いに平行に配置され、これらの感光体３ａ〜３ｄの下部に対向して中間転写体として構成された中間転写ベルト４が配置されている。この中間転写体としては、ドラムを用いることもできるが、図示した例では複数の支持ローラ５，６に巻き掛けられて矢印方向（図２中反時計方向）に駆動される無端ベルトからなる中間転写ベルト４が用いられている。

各感光体３ａ〜３ｄの周囲の構成は、同様であるため、図２において一番右側に配置されたイエロートナー像が形成される感光体３ａを代表して説明する。すなわち、感光体３ａには、感光体３ａの表面に一様な帯電処理を行う帯電装置７と、画像情報を感光体３ａの表面にレーザ光で照射する光走査装置（ＬＳＵ）８の露光と、露光により感光体３ａの表面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置９と、中間転写ベルト４を介して感光体３ａと対向配置された転写装置１０と、中間転写ベルト４に転写後の感光体３ａの表面に残留するトナーを除去回収するクリーニング装置１１とがこの順に設けられている。

かかる画像形成装置において画像形成が開始されると、感光体３ａが図２における時計方向に回転駆動され、このとき帯電装置７によって感光体３の表面が所定の極性に一様に帯電される。次いで、その帯電面に、光走査装置８から画像情報に基づくレーザ光が照射され、これによって感光体３ａに静電潜像が形成される。そして、感光体３ａの表面に形成された静電潜像は、現像装置９によってイエロートナー像として可視像化され、そのイエロートナー像は転写装置１０によって中間転写ベルト４上に転写される。

フルカラー画像形成時は上記した画像形成動作が残りの全ての感光体３ｂ〜３ｄで同様に行われ、これによって各感光体３ａ〜３ｄにそれぞれ形成されたイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像およびブラックトナー像が中間転写ベルト４上に順次重ねて転写される。また、画像形成装置には、中間転写ベルト４を挟んで、支持ローラ６に対向して２次転写ローラ１２が配置されている。

一方、画像形成部２の下方に配置された給紙部２０には、転写紙または樹脂フィルム・シートなどから成るシートＳを積載するシート収容部としての給紙トレイ２１と、該給紙トレイ２１に積載されたシートＳを送り出すシート給送手段としての給紙コロ２２と、重送されたシートを１枚に分離する分離手段としてのフリクションパッド２３と、両面画像形成時に用いる再搬送路２４等とが設けられている。

給紙部２０から給送されたシートＳは、一対のレジストローラ１３に向けて送り出され、その先端が停止しているレジストローラ１３に一旦突き当てられる。これによってシートＳ先端の斜めずれなどが修正・整合された後、レジストローラ１３は、上記中間転写ベルト４上に形成されたカラートナー像が２次転写ローラ１２を設けた２次転写部でシートＳの先端部と合致するような所定のタイミングで回転を再開し、２次転写部に向けてシートＳを送り出す。

２次転写部で未定着のカラートナー像が転写されたシートＳは、定着装置からなる定着部１４に送られ、定着部１４による加熱・加圧によって未定着のカラートナー像が定着された後、シート排紙部２５に配設された排紙ローラ５６を介して装置本体１の上面に設けられたシート積載部４０に排出される。なお、カラートナー像転写後の中間転写ベルト４の表面に付着する転写残トナーは、ベルト用のクリーナー１５によって除去される。
上述したように、給紙部２０、レジストローラ１３、２次転写ローラ１２を設けた２次転写部、定着部（定着装置）１４、シート排紙部２５としての排紙ローラ５６に至るシート搬送経路が、適宜配設されるガイド部材（図示せず）と共に、図４等に示す片面搬送路（片面搬送パス）６７を形成している。
両面搬送路（両面搬送パス）７１も、適宜配設されるガイド部材（図示せず）によって形成されており、ほぼ中間位置に一対の駆動ローラおよび従動ローラからなる両面ローラ７５が配設されている。
両面画像形成（両面印刷）時の動作は、シート排紙部２５と両面搬送路（両面搬送パス）７１入口との配置部近傍領域を表す排出反転部５５の構成を説明した後に、後述する。

スキャナ３０は、一般的な画像読み取り装置の場合と同様に、装置本体１の上部に原稿をセットして、原稿の画像を走査する機構が配設されており、下部に配置される装置本体１に対して支持部５０を介して支持されている。

図１および図２において、符号１６は、スキャナ３０と画像形成部２との操作の制御を行うコントロールパネルであって、このコントロールパネル１６を配した側が本画像形成装置の正面になっている。したがって、この画像形成装置ではシート排紙部２５（排紙ローラ５６の配置部）が装置本体１の正面である前面側に配置され、シート積載部４０に排出されるシートが装置本体１の正面・手前側から奥・後側に向かって排紙される前面排紙型の装置構成となっている。

装置本体１の上部には、画像形成部２を覆う上カバー部材としての上カバー１８が設けられ、この上カバー１８の上面部分をシート積載部４０のシート積載面４１として用いている。上カバー１８には、スキャナ３０を支持する支持部５０が設けられている。本例の支持部５０は、上カバー１８の左右両側縁に沿って配置されており、換言すればシート積載部４０とスキャナ３０との間に空間を形成するように、かつ、シート積載部４０におけるシート排出方向Ｘａの両外側にシート排出方向Ｘａに沿って配置されている。支持部５０は、２つの第１の支持部５１と第２の支持部５２とを有するが、上カバー１８の後端側の辺には支持部を設けていない。この構成によって、上カバー１８のシート積載面４１の前後方向長さより長い長尺シートであってもその一部がシート積載面４１を越えて後側へ垂らすことで支障なくその長尺シートをストックすることができる。さらに、シート積載部４０の上方にスキャナ３０があると、そのシート積載面４１が暗くなることは避けられないが、後端側の支持部を設けないことで後側からの採光が得られるので、その問題を軽減できる。

また、上カバー１８は、図１〜図３等に示すように、その下部に画像形成部（画像形成手段）２の一部である光走査装置８を支持しており、装置の後端側に設けたヒンジ１７を中心に上方へ開放可能に構成されている。この上カバー１８は、後述するロック手段としてのロックレバー６０によって装置本体１にロックされ、このロックを解除すると揺動・開閉可能な状態になる。そして、図３に示すように、上カバー１８を反時計方向へ揺動・開放すると、上部の支持部５１，５２を介してスキャナ３０と下部の光走査装置８とが一緒に揺動上昇され、画像形成ユニットにアクセスすることが可能となり、メンテナンス等を容易に行うことができる。さらに、本例では上カバー１８を開放した部分から画像形成部２の感光体３ａ〜３ｄ、これらの周囲にそれぞれ配置された帯電装置７、現像装置９およびクリーニング装置１１が一体化されたオールインワン型の４つのプロセスカートリッジを交換等のため取り出し・装着可能である。
図３において、符号２６は、スキャナ３０とシート積載部４０と上カバー１８とで構成された上部ユニットとしての上部構造体２６である。上部構造体２６は、装置後方の回転軸であるヒンジ１７を中心にして前方が開口するように揺動・開放し、トナーカートリッジなどの消耗品や転写ベルトなどの定期交換部品が交換できるようになっている。

図１および図２に示すように、画像形成部２のシート排出方向Ｘａ（装置正面から奥側）とスキャナ３０（自動原稿送り装置３２）の副走査方向（原稿送り方向）とが直交するように、画像形成部２とスキャナ３０（自動原稿送り装置３２）とが配置されている。装置本体１の前面は、図２に示すように、スキャナ３０および支持部５０よりも前面に突出しており、該装置本体１の前面上部にコントロールパネル１６を配置した構成にしている。これにより前面開口部４２を十分確保することが可能となり、上方からの短い排紙シートやロックレバー６０の操作部６１の視認性や操作性が良くなる。

上述したように図１および図２において、スキャナ３０と装置本体１の間の排紙空間が前面に向いて大きく開口されているので、シート積載面４１に排出されたシートの取り出し性および視認性に優れている。

図４〜図７を参照して、シート排紙部２５と両面搬送路７１入口ないしはシート排紙部２５の反転領域との配置部近傍である排出反転部５５の構成を説明する。
排出反転部５５は、図４〜図７に示すように、画像形成済みのシートをシート排出方向Ｘａおよび両面搬送路７１に搬送する方向にそれぞれ対応して正逆転可能な駆動回転部材としての排紙ローラ５６と、該排紙ローラ５６と共に画像形成済みのシートをシート排出方向Ｘａに排出する排出手段として機能する、排紙ローラ５６に圧接して従動回転可能な排出従動回転部材としての排紙側排紙従動ローラ５７と、排紙ローラ５６と共にスイッチバック手段として機能する、排紙ローラ５６に圧接して従動回転可能な反転従動回転部材としての反転側排紙従動ローラ５８と、排紙ローラ５６と所定の隙間ｇをもって配設され、画像形成済みのシートを片面搬送路６７から排紙ローラ５６と従動ローラ５７との圧接部（ニップ部）へ案内する方向（図５に実線で示した位置の分岐爪８０）、片面搬送路６７から排紙ローラ５６と従動ローラ５８との圧接部（ニップ部）へ案内する方向（図５に破線で示した位置の分岐爪８０）、排紙ローラ５６および従動ローラ５８によりスイッチバックされた後に両面搬送路７１へ導く方向（図５に実線で示した位置の分岐爪８０）の何れかに選択的に切り換える揺動可能な切換手段・切換部材としての分岐爪８０と、片面搬送路６７における排紙側排紙従動ローラ５７近傍に配置された第１のシート検知手段としての片面シート検知センサ８１と、両面搬送路７１における反転側排紙従動ローラ５８近傍に配置された第２のシート検知手段としての両面シート検知センサ８２とを有する。

排出反転部５５に配設された上記排紙ローラ５６、排紙側排紙従動ローラ５７および反転側排紙従動ローラ５８は、３連の回転部材群を構成しており、例えば特開２００８−２８５２７９号公報の図２等に開示されている排紙装置（８０）の要部と同様の構成である。このように本実施形態では、公知の構成を含む排出反転部５５を積極的に活用して、この排出反転部５５に、図７等に示す中折り排出手段としての中折り排出機構８９を配置・構成していることを大きな特徴としている。

図６および図７に拡大して示すように、正逆転可能な排紙ローラ５６は、軸５６ａを持って装置本体１に固設された排紙側板対５４に回転可能に支持されていて、図６および図１２に示すように串刺しコロ状の構成となっている。排紙ローラ５６は、その軸５６ａにギヤ列（図示せず）等の駆動力伝達手段を介して、駆動回転部材駆動手段としての例えばステッピングモータからなる排紙モータ８３によって回転駆動される。

図７に拡大して示すように、排紙側排紙従動ローラ５７（以下、単に「従動ローラ５７」ともいう）は、軸５７ａを持って排紙側板対５４に回転可能に支持されていて、排紙ローラ５６と同様に串刺しコロ状の構成となっている。従動ローラ５７は、図示しないバネ等の付勢手段を介して排紙ローラ５６に圧接されていて、圧接部（ニップ部ないしは挟持部）を形成している。
反転側排紙従動ローラ５８（以下、単に「従動ローラ５８」ともいう）は、軸５８ａを持って排紙側板対５４に回転可能に支持されていて、排紙ローラ５６と同様に串刺しコロ状の構成となっている。従動ローラ５８は、図示しないバネ等の付勢手段を介して排紙ローラ５６に圧接されていて、圧接部（ニップ部ないしは挟持部）を形成している。

図４に示すレジストローラ１３近傍の片面搬送路６７に配設されたレジストセンサ７７、片面シート検知センサ８１、両面シート検知センサ８２は、例えば反射型のフォトセンサからなる。

図６および図７に拡大して示すように、分岐爪８０は、揺動軸８０ａを持って排紙側板対５４に揺動可能に支持されていて、図５に実線で示す位置と、同図に破線で示す位置との間に揺動変位する。分岐爪８０は、その揺動軸８０ａの一端部が切換部材駆動手段としてのプル型の排紙ソレノイド８４のプランジャに連結されていて、排紙ソレノイド８４がオンすると、図５に破線で示す位置を占める。

図４および図５に示すように、片面搬送路６７は、適宜図に示されているガイド板等によって形成され、２次転写ローラ１２から定着装置１４を経由して排紙ローラ５６と従動ローラ５７とのニップ部まで連通している。
スイッチバック搬送路７３は、適宜図に示されているガイド板等によって形成され、定着装置１４から排紙ローラ５６と従動ローラ５５とのニップ部まで連通している。両面搬送路７１は、上述したとおりである。

次に、図４および図５を参照して、シートの一方の面である片面に画像形成を行った後、シート積載部４０に排出する片面印刷動作を説明する。上述した画像形成動作を経て、シートに形成された画像が定着部（定着装置）１４で定着された後、この定着済みのシートは図５に実線で示す位置を占めている分岐爪８０により通常排紙経路用の片面搬送路６７に導かれ、排紙ローラ５６の時計回りの回転によって、排紙ローラ５６と従動ローラ５７とのニップ部からシート積載面４１上に排出積載される。

次に、図４〜図７を参照して、シートの片面（第１面）に画像形成を行った後、シートの残りの他方の面（第２面）に画像形成を行い、シート積載部４０に排出する両面印刷動作を説明する。
両面印刷動作におけるシートの第１面印刷は、上述した片面印刷動作と同様の手順で印刷を行う。シートの第２面印刷では、第１面印刷を終えたシートが定着部（定着装置）１４で定着された後、この定着済みのシートは図５に破線で示す位置を占めた分岐爪８０によりスイッチバック搬送路７３に導かれ、排紙ローラ５６の反時計回りの回転によって、排紙ローラ５６と従動ローラ５８とのニップ部からシート積載面４１に向けてシート排出方向Ｘａに排出され、その定着済みのシートがほぼ排紙された状態を両面シート検知センサ８２が検知すると、図６の排紙ソレノイド８４が作動する。これにより、分岐爪８０が揺動して再び図５に実線で示す位置を占め、シート搬送路が両面搬送路７１へ切り換えられると、排紙ローラ５６を時計回りに逆転させてシートをスイッチバックさせて両面搬送路７１へ搬送する。
次いで、シートの先端がレジストセンサ７７に検知される位置に到達するまで、両面ローラ７５がシートを搬送すると、再びレジストローラ１３にシートの先端を突き当ててたわみを形成し、両面ローラ７５の回転を停止する。
第１面印刷と同様に、中間転写ベルト４上に形成されていたトナー画像が２次転写ローラ１２の位置に到達するタイミングに合わせて、両面ローラ７５とレジストローラ１３の回転を開始させ、シートにトナー画像を転写し、定着部１４でトナー画像がシートに定着されることとなる。

シートの他面に形成すべき画像は、このシートが所定のところまで搬送されたとき、開始される作像工程により順次形成される。この場合の作像工程もまた前述の片面画像形成時のフルカラートナー画像形成と同様であり、このフルカラートナー画像を中間転写ベルト４上に担持させる。ただし、シートは再給送路２４で前後が反転されているため、最初に作像されたときに対し、シート搬送方向で逆から作像されるよう、光走査装置８から出射される画像データの作成が制御、実行される。
このようにして両面にフルカラートナー画像が転写されたシートは再度、片面搬送路６７を介して定着部１４による定着処理を経て、排紙ローラ５６によりシート積載面（排紙トレイ）４１上に排紙される。両面作像の効率を上げるため、用紙の表、裏に形成すべき画像の形成タイミングは制御手段（図示せず）により実行される。

両面印刷制御に係るノンインタリーフ動作とインタリーフ動作を説明する。
ノンインタリーフ動作で両面印刷を行うと、シート面の印刷順序が１枚目第１面、１枚目第２面、２枚目第１面、２枚目第２面、３枚目第１面、３枚目第２面、となる。この動作は第１面に画像形成されたシートが排紙ローラ５６と従動ローラ５８でスイッチバックして両面搬送路７１を通過し、２次転写ローラ１２に到達するまでに時間がかかるため、効率が悪く、生産性が低い。
他方、インタリーフ動作で両面印刷を行うと、シート面の印刷順序が、１枚目第１面、２枚目第１面、１枚目第２面、３枚目第１面、２枚目第２面、４枚目第１面、となる。

図８は、連続両面印刷時におけるインタリーフ動作の印刷処理手順を示したフロー図である。まず、ｉ＝１として（Ｓ３０１）、１枚目の第１面を印刷する（Ｓ３０２）。続いて、１枚目のシートが両面搬送路７１を通過している間に２枚目第１面を印刷する（Ｓ３０３）。２枚目のシートが両面搬送路７１を通過している間に１枚目の第２面を印刷し（Ｓ３０４）、続いて３枚目の第１面を印刷する（Ｓ３０５）。
１枚目のシートは第２面が印刷されるとそのまま排紙され、３枚目のシートは第２面を印刷するため両面搬送路７１を通過する。印刷予定枚数が３枚であれば（Ｓ３０６、ＹＥＳ）、２枚目の第２面、３枚目の第２面を続いて印刷後、排紙して終了となる。印刷予定枚数が４枚以上ならば（Ｓ３０６、ＮＯ）、ｉ＝２として（Ｓ３０８）Ｓ３０４にループし、２枚目の第２面を印刷する。すなわち、３枚目第１面印刷以降はｉを１ずつ増やして繰り返すアルゴリズムで印刷する。これにより、シート搬送路内には常に複数枚のシートが存在することとなり、生産性が向上する。

図７および図９を参照して、中折り排出機構８９の詳細を説明する。
図７および図９において、中折り排出機構８９は、排出反転部５５の領域に配設、すなわちインターリーフ行き違いができる両面搬送路７１と通常排紙用の片面搬送路６７（インターリーフ反転させない）との経路間であるスイッチバック搬送路７３（図５参照）の下流域に配設されている。

中折り排出機構８９は、図７に示すように、排紙ローラ５６と分岐爪８０との間の隙間ｇに向かって変位して画像形成済みのシートを中折りする中折り位置（図１１等参照）と、中折り位置から離間した図７に示す非中折り位置との間で変位自在な中折り部材としての押込板８５を備え、押込板８５を中折り位置と非中折り位置との間で変位させる中折り部材駆動機構と、中折りされた画像形成済みのシートをシート積載部４０に排出する排出機構とから主に構成されている。
押込板８５は、断面ほぼＬ字状をなし、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、シート幅方向Ｙに延在した薄板状の部材、例えば板金や硬質の樹脂で形成されている。押込板８５の図において下部形状は、排紙ローラ５６および従動ローラ５９のコロ外周を避けるように櫛歯状かつ段違いに切り欠かれている。押込板８５は、図７に示すように、スイッチバック反転の際に両面搬送路７１側に位置するシート（図示せず）を上記隙間ｇから通常排紙側にシートを押し込むように配置されている。

上記中折り部材駆動機構は、カム軸８６ａ、大径部および小径部を備えたカム８６と、カム８６を駆動するカム駆動モータ８７と、押込板８５を常に非中折り位置を占める向きに付勢する付勢手段としての引張りバネ８８と、カム８６のホームポジション（例えば小径部の位置）または押込板８５のホームポジション（例えば押込板８５の非中折り位置）を検知する図示しないホームポジションセンサとを具備する。
図６に示す排紙側板対５４には、押込板８５を中折り位置と非中折り位置との間にスムーズに案内するための案内部材（図示せず）と、押込板８５が非中折り位置を占めているとき、引張りバネ８８の付勢力によって非中折り位置よりもさらに離間した方向に変位するのを規制するための、押込板８５に当接・衝止するストッパ部材（図示せず）が設けられている。
上記中折り部材駆動機構に限らず、ソレノイドとバネとの組み合わせ、ラックアンドピニオン機構等種々の運動変換機構とモータやソレノイドとの駆動手段との組み合わせでもよいことは無論である。

上記排出機構は、分岐爪８０のパイプ状をなす揺動軸８０ａと同軸的に設けられ、排紙ローラ５６に圧接して従動回転可能な従動回転部材としての押込側排紙従動ローラ５９（以下、単に「従動ローラ５９」ともいう）と、上記した従動ローラ５７と、分岐爪８０に一体的に設けられ、排紙ローラ５６と従動ローラ５７とのニップ部に向けて中折りされた画像形成済みのシート、すなわちシートの中折り部を誘導する誘導部８０ｂとを具備する。
従動ローラ５９は、軸５９ａを持って排紙側板対５４（図６参照）に回転可能に支持されていて、排紙ローラ５６と同様に串刺しコロ状の構成となっている。従動ローラ５９は、図示しないバネ等の付勢手段を介して排紙ローラ５６に圧接されていて、圧接部（ニップ部ないしは挟持部）を形成している。なお、図１２において、従動ローラ５９の外径は、排紙ローラ５６のそれと比べて大きく誇張して示す。
なお、誘導部８０ｂは、これに限らず、上記発明の効果をそれ程望まなくても良いのであれば、分岐爪８０の揺動動作と干渉しないように分岐爪８０と別体的に誘導部材として、排紙ローラ５６と従動ローラ５７とのニップ部に向けて中折りされたシートの中折り部を誘導する機能を果たすよう、図７に示した隙間ｇに設けても良い。

図９は、本実施形態における中折り排出機構８９の主な制御構成を示すブロック図である。同図において、制御手段９０は、それぞれ図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等を有する周知のマイクロコンピュータを具備しており、装置本体１の内部に設けられている。
上記ＣＰＵは、コントロールパネル１６からの各種信号および装置本体１に設けられた各種センサ８１、８２や上記ホームポジションセンサからの検知信号および上記ＲＯＭから呼び出された動作プログラムに基づいて、中折り排出機構８９の排紙モータ８３、排紙ソレノイド８４、カム駆動モータ８７の作動等を制御し、主として中折り排出機構８９の動作を制御する。上記ＲＯＭには中折り排出機構８９の動作プログラムが記憶されており、この動作プログラムは上記ＣＰＵによって適宜呼び出される。上記ＲＡＭは、上記ＣＰＵの計算結果を一時的に記憶する機能、コントロールパネル１６上の各種キーおよび各種センサから設定および入力されたデータ信号およびオン・オフ信号を随時記憶する機能等を有している。

本実施形態のコントロールパネル１６には、中折り排出機構８９による中折り動作を起動させるための起動信号を生成する中折りキー（図示せず）と、シートの中折り位置の指示（例えば、Ａ４サイズのシートをハーフサイズにしたり、１／３サイズにしたり、あるいは数値入力で指示できるタッチパネル方式）を行うための中折り位置指示キー（図示せず）と、使用するシートサイズを設定するためのシートサイズ入力キー（図示せず）等が配設されている。
上記中折りキー、上記中折り位置指示キーおよび上記シートサイズ入力キー等のキー方式に限らず、タッチパネル方式によるタッチキーや、あるいはダイヤル等による設定・入力方式によるものであっても良いことは無論である。

中折り位置の特定方法は複数あるが、本実施形態ではその一例として排紙モータ８３としてステッピングモータを用いた駆動の場合について説明する。ステッピングモータ駆動ではステッピングモータに付与する１パルス当たりの排紙ローラ５６回転量を予め設計して設定することができるため、スイッチバック開始は両面シート検知センサ８２を対象のシート進行方向後端が越えた後に行い、スイッチバックを開始後に指定シートに対して中折指示位置分の駆動パルスを入力し、中折り位置にシートを正確に搬送することができる。
他の方法としては、両面搬送路（反転搬送路）７１上に各種サイズのシートごとの中折り位置に対応したセンサを配置して対応する方法が考えられる。

図１０〜図１２を参照して、中折り排出機構８９による画像形成済みのシート（以下、前後の文脈から画像形成済みのシートであることが理解できるときは、単に「シート」ともいう）の中折り動作および中折りされたシートの排出動作を説明する。
まず、ユーザはコントロールパネル１６の上記中折りキーの押下によって、中折り排出機構８９の動作を起動させるための操作を行うと共に、適宜、上記シートサイズ入力キーによって使用するシートサイズを設定・入力し、上記中折り位置指示キーによって使用するシートに対する中折り位置の設定を行う。

図１０（ａ）〜図１０（ｂ）〜図１１（ａ）、（ｂ）に、中折り開始前から排紙途中までを示す。図１０（ａ）は、上記操作により中折り指示されたシートＳが、上述した両面印刷時と同様のシート搬送経路を経て、排出反転部５５においてスイッチバック動作し始めた際の動作を示している。この際、押込板８５は同図に示すように上側で非中折り位置（ホームポジション）を占めていて、シートＳを押込まない位置にあり、シートＳの先端（同図において下端側であり、スイッチバック開始前はシートＳの後端である）が両面シート検知センサ８２により検知されると、制御手段９０のＣＰＵは次のような演算・計算を行う。すなわち、制御手段９０のＣＰＵが、両面シート検知センサ８２からの出力信号の送信タイミング（時間）と、排紙モータ５６のステップ数と、シートサイズデータと、シートに対する中折り位置指示データと、上記ＲＯＭに記憶されている関係データ（排紙モータ５６に付与する駆動パルス数（ステップ数）と両面搬送路におけるシートの中折りすべき位置との関係データ）等から計算してシートの中折りすべき位置にさしかかったと判断すると、図１０（ｂ）に示すように、カム８６を回転させて、押込板８５が中折り位置を占めるようにカム駆動モータ８７に指令信号を送信する。

図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、押込板８５が中折り位置に変位する際に、押込板８５の下端がシートＳの背（画像未形成面側）を押し当てることにより、シートＳの腹が排紙ローラ５６と分岐爪８０との間の隙間ｇ（図７参照）に押し込まれ、かつ、図１２（ｂ）に示すように、排紙ローラ５６と従動ローラ５９とのニップ部で加圧・折癖を付けられながら、分岐爪８０の誘導部８０ｂ形状に沿って誘導されて、片面搬送路６７側の排紙ローラ５６と従動ローラ５７とのニップ部に向けて搬送され、その中折りされたシートの中折り部が排紙ローラ５６と従動ローラ５７とのニップ部に到達すると、さらに同ニップ部で加圧されながら折り込まれて搬送され、シート積載部４０（図１１（ｂ）等ではその図示を省略している）に排出されることとなる。
中折りされ、排紙されるシートが、シート積載部４０に排紙されたことを検知する手段として、中折り動作開始後、両面シート検知センサ８２がシート後端（中折りされているシートの両面搬送路側に配しているシート一端）を検知しなくなってから、前述したようにシートサイズデータとシート中折り位置指示データに基づき、中折りシートが排紙されるのに十分な駆動パルスを付与し、排紙を完了する。
この時の押込板８５の動作方向、各ローラ５６，５７、５８，５９、カム８６等の回転方向などについては、図１０（ｂ）、図１１（ａ）、（ｂ）に矢印で示すとおりである。

図１２（ａ）、（ｂ）を参照して、押込板が８５が作用する位置について補説する。排紙ローラ５６は上述したように軸５６ａにコロの状態で、同様に押込側排紙従動ローラ５９は軸５９ａにコロの状態で配置されている。押込板８５の図において下端である先端が、中折り位置を占めた際には、排紙ローラ５６と押込側排紙従動ローラ５９とで形成されるニップ位置近傍まで作用することにより、中折りされたシート先端は上記ニップ部に確実に到達して、搬送されることになる。

以上説明したとおり、本実施形態構成の小型コンパクトのマルチファンクションプリンタにおいては、搬送経路が前面から奥側であり、従来からある中折り装置の後処理装置の付加を考えた場合、奥側となるゆえ操作性取り出し性から考えると付加設置が困難であり、本実施形態例に示すプリンタ装置においては、簡易的な排出反転部５５（排紙インタリーフ部）の構成を融通させた中折り処理機構が重要で、安価な中折り装置を提供することが可能となる。そして、発明の効果の欄に記載した効果を奏することも無論である。
また、本発明は、上部ユニットとしてのスキャナ等が無いプリンタ等の画像形成装置にも適用できることは無論である（請求項１）。

１ 装置本体
２ 画像形成部（画像形成手段）
１０ 転写装置
１２ ２次転写ローラ
１６ コントロールパネル
１８ 上カバー
２０ 給紙部（シート給送部）
２４ 再搬送路（第２のシート搬送路を構成）
２５ シート排紙部（シート排出部）
２６ 上部構造体（上部ユニット）
３０ 画像読取部、スキャナ
４０ シート積載部（シート積載手段）
４１ シート積載面
５０ 支持部
５４ 排紙側板対
５５ 排出反転部
５６ 排紙ローラ（駆動回転部材、シート排出手段、スイッチバック手段）
５７ 排紙側排紙従動ローラ（排出従動回転部材、シート排出手段）
５８ 反転側排紙従動ローラ（反転従動回転部材、スイッチバック手段）
５９ 押込側排紙従動ローラ（従動回転部材）
６７ 片面搬送路（第１のシート搬送路）
７１ 両面搬送路（第２のシート搬送路）
７３ スイッチバック搬送路
７５ 両面ローラ対
８０ 分岐爪（切換部材、切換手段）
８０ａ 揺動軸
８０ｂ 誘導部
８１ 片面シート検知センサ
８２ 両面シート検知センサ
８３ 排紙モータ（駆動回転部材駆動手段）
８４ 排紙ソレノイド（切換部材駆動手段）
８５ 押込板（中折り部材）
８６ カム
８７ カム駆動モータ
８９ 中折り排出機構（中折り排出手段）
９０ 制御手段
ｇ 隙間
Ｓ シート（シート状記録媒体）
Ｘａ シート排出方向（排紙方向）、スライド方向
Ｙ シート幅方向

特許第２９１８７０２号公報 特開２０００−１１８８６０号公報 特許第４０１３４７７号公報 特開平６−１５６８６５号公報 特開平６−７２０６０号公報 特開平５−２２９７２７号公報 特開平７−１６５３６５号公報

Claims (7)

1. シートを給送するシート給送手段と、
   前記シート給送手段から給送されたシートに画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段を通過したシートを排出するシート排出手段と、
   前記画像形成手段を通過したシートを導入し、シートの搬送方向を変えて搬送するスイッチバック手段と、
   シートの搬送方向を前記シート排出手段と前記スイッチバック手段とに選択的に切り換える切換手段と、
   前記スイッチバック手段により搬送方向が変更されたシートを中折りし、この中折りされたシートの中折り部を前記シート排出手段より排出させる中折り排出手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記中折り排出手段は、前記スイッチバック手段および前記シート排出手段の機能を備えた正逆転可能な駆動回転部材と、該駆動回転部材と共に前記スイッチバック手段として機能する、前記駆動回転部材に圧接して従動回転可能な反転従動回転部材と、前記駆動回転部材と所定の隙間をもって配設され、前記切換手段として機能する、揺動自在な揺動軸を備えた切換部材と、前記駆動回転部材と前記切換部材との間の前記隙間に向かって変位してシートを中折りする中折り位置と、該中折り位置から離間した非中折り位置との間で変位自在な中折り部材とを具備することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記中折り排出手段は、前記スイッチバック手段および前記シート排出手段の機能を備えた正逆転可能な駆動回転部材、該駆動回転部材と共に前記スイッチバック手段として機能する、前記駆動回転部材に圧接して従動回転可能な反転従動回転部材、前記シート排出手段として機能する、前記駆動回転部材に圧接して従動回転可能な排出従動回転部材からなる３連の回転部材群と、前記駆動回転部材と所定の隙間をもって配設され、前記切換手段として機能する、揺動自在な揺動軸を備えた切換部材と、前記駆動回転部材と前記切換部材との間の前記隙間に向かって変位してシートを中折りする中折り位置と、該中折り位置から離間した非中折り位置との間で変位自在な中折り部材とを具備することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記中折り排出手段は、前記揺動軸と同軸的に設けられ、前記駆動回転部材に圧接して従動回転可能な従動回転部材と、前記シート排出手段として機能する、前記駆動回転部材に圧接して従動回転可能な排出従動回転部材と、前記切換部材に一体的に設けられ、前記駆動回転部材と前記排出従動回転部材との圧接部に向けて中折りされたシートの前記中折り部を誘導する誘導部とを具備し、
   前記中折り部材が前記中折り位置を占めたとき、シートが前記隙間に押し込まれつつ前記駆動回転部材と前記従動回転部材との圧接部で加圧され、かつ、前記誘導部に沿って前記駆動回転部材と前記排出従動回転部材との圧接部に誘導されることにより、さらに加圧されながら折り込まれて排出されることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３記載の画像形成装置において、
   前記中折り排出手段は、前記揺動軸と同軸的に設けられ、前記駆動回転部材に圧接して従動回転可能な従動回転部材と、前記排出従動回転部材と、前記切換部材に一体的に設けられ、前記駆動回転部材と前記排出従動回転部材との圧接部に向けて中折りされたシートの前記中折り部を誘導する誘導部とを具備し、
   前記中折り部材が前記中折り位置を占めたとき、シートが前記隙間に押し込まれつつ前記駆動回転部材と前記従動回転部材との圧接部で加圧され、かつ、前記誘導部に沿って前記駆動回転部材と前記排出従動回転部材との圧接部に誘導されることにより、さらに加圧されながら折り込まれて排出されることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし５の何れか一つに記載の画像形成装置において、
   前記中折り排出手段の動作を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１ないし６の何れか一つに記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、前記シート排出手段より排出されたシートを積載するシート積載手段を具備し、該シート積載手段が前記画像形成手段の上方にシート排出用の空間を形成するように画像形成装置本体に配置され、かつ、前記シート排出用の空間を介して前記画像形成装置本体における前記シート積載手段の上方に配置された上部ユニットを有する胴内排出型であることを特徴とする画像形成装置。

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