JP6542711B2 - 電子写真方式枚葉両面印刷装置 - Google Patents

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Description

本発明は、枚葉紙の表面裏面の両面に電子写真方式により印刷する電子写真方式枚葉両面印刷装置に関する。
従来、枚葉紙の両面に電子写真方式により印刷する電子写真方式枚葉両面印刷装置が特許文献1、特許文献2、特許文献3に開示されている。なお、以下の説明では枚葉紙を用紙として説明する。
特許文献1と特許文献2に開示された両面印刷装置は、給紙部と、電子写真方式の印刷部と、印刷用紙搬送部と、排紙部と、印刷用紙搬送部と連続し用紙の一方の面に印刷した片面印刷済み用紙をスイッチバック経路で往復移動させて表裏反転するスイッチバック方式の用紙反転部と、表裏を反転した片面印刷済み用紙を印刷部に搬送する片面印刷済み用紙搬送路を備え、片面印刷済み用紙を反転して印刷部に搬送し用紙のもう一方の面に印刷して両面印刷済み用紙とし、その両面印刷済み用紙を排紙部まで搬送する構成である。
特許文献3に開示された両面印刷装置は、給紙部と、用紙搬送部と、電子写真方式の印刷部と、片面印刷済み用紙を表裏反転して搬送し、かつ搬送している片面印刷済み用紙を用紙搬送部に落下させる反転用用紙搬送部と、印刷済み用紙搬送部と、排紙部を備え、用紙の一方の面に印刷した片面印刷済み用紙を反転して印刷部に搬送し用紙のもう一方の面に印刷して両面印刷済み用紙とし、その両面印刷済み用紙を印刷済み用紙搬送部で排紙部まで搬送する構成である。
特開2009−163064号公報 特開2013−107760号公報 特開2015−11178号公報
特許文献1、2に開示された両面印刷装置は、片面印刷済み用紙のもう一方の面を印刷する際に片面印刷済み用紙をスイッチバック経路で往復移動(スイッチバック)させることで反転し、印刷部に搬送している。
しかしこの片面印刷済み用紙を反転して印刷部に搬送する構成では、スイッチバック経路には最大でも1枚の片面印刷済み用紙しか存在することができず、スイッチバック経路を1枚の片面印刷済み用紙が通過するまでは次の片面印刷済み用紙をスイッチバック経路に送りこめない。
このため、用紙の搬送間隔が長くなり、時間当たりの印刷処理枚数が少なく、印刷の効率が悪くなってしまう。
特許文献3に開示された両面印刷装置は、片面印刷済み用紙のもう一方の面を印刷する際に、表裏反転して搬送している片面印刷済み用紙を用紙搬送部上に落下させることで片面印刷済み用紙を反転して印刷部に搬送している。
しかしこの片面印刷済み用紙を反転して印刷部に搬送する構成では、用紙搬送部は給紙部から給紙される用紙と反転用用紙搬送部から落下させた用紙を既定の枚数ずつ交互に印刷部に搬送するので、その用紙搬送部は印刷効率向上等のため常に搬送動作している。
このため、片面印刷済み用紙のもう一方の面に印刷する際に、搬送動作中の用紙搬送部上に片面印刷済み用紙が落下するため、片面印刷済み用紙の天地見当が不安定で片面印刷済み用紙の天地見当がずれることがある。
しかも、用紙搬送部上に落下した片面印刷済み用紙の搬送方向の間隔が狭いと、先に落下した片面印刷済み用紙と次に落下した片面印刷済み用紙が重なることがあり、片面印刷済み用紙の搬送方向の間隔を広くしなければならない。
換言すれば、所定の枚数の用紙の給紙部からの給紙の完了から次の所定の枚数の用紙の給紙部からの給紙の開始までの時間間隔を広くして、所定の枚数の用紙間の用紙搬送方向の間隔を広げなければならない。
従って、両面印刷時の印刷効率が悪くなる。
また、特許文献3に開示された両面印刷装置は、印刷済用紙搬送部と反転用用紙搬送部が別にあり、印刷した画像を仮定着する仮定着装置も個々に2箇所あるので、コストが高く設置スペースが大きくなる。
さらに、特許文献3に開示された両面印刷装置は、両面印刷する際、一方の面を連続して数枚印刷した後に、反転させた同じ枚数の片面印刷済み用紙の他方の面を印刷して両面印刷済み用紙とし、その後に両面印刷済み用紙に印刷した画像を定着装置で定着させる構成である。
この構成であると、定着装置には数枚の両面印刷済み用紙が連続して搬送され、その後用紙が搬送されない時間がおよそ同時間だけある。続いて再び両面印刷済み用紙が数枚連続して搬送されることになる。
この場合、定着装置を両面印刷済み用紙が連続して通過することで一時的に定着装置の温度が低下し、両面印刷済み用紙が通過しない時間に再び定着装置の温度が上昇するといった温度変化を繰り返すため、印刷時における定着装置の温度変化が大きく、それによって製品の品質に差が生じてしまう。
本発明は、前述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、効率良く両面印刷でき、両面印刷時に片面印刷済み用紙の天地見当がずれることがなく、しかもコストが安く設置スペースを小さくでき、さらに印刷時における定着装置の温度変化が少なく製品の品質を安定化することができる電子写真方式枚葉両面印刷装置を提供することである。
本発明は、用紙搬送方向の上流側から下流側に向けて順次設けた給紙部、用紙位置決め部、電子写真印刷部、チェーンデリバリ部、デリバリ部及び、前記給紙部の上方に設けた反転用用紙搬送部を備えた電子写真方式枚葉両面印刷装置であって、
前記給紙部は、用紙を1枚ごとに用紙位置決め部に送り出し
前記用紙位置決め部は、用紙を位置決めして電子写真印刷部のバックアップローラに送り出し
前記電子写真印刷部は、転写ローラに転写されたトナー画像をバックアップローラ上で用紙に転写して印刷し
前記チェーンデリバリ部は、バックアップローラから受け渡された印刷済み用紙を前記デリバリ部又は前記反転用用紙搬送部へと選択的に受け渡し
前記デリバリ部はトナー画像を定着させる定着装置を有し、
前記反転用用紙搬送部は、前記チェーンデリバリ部から片面印刷済み用紙を落下供給され、前記片面印刷済み用紙を間欠駆動するサクションコンベアによって前記用紙位置決め部まで供給し
前記給紙部から供給される用紙と、前記反転用用紙搬送部から供給される片面印刷済み用紙が、前記用紙位置決め部に交互に搬送され、印刷済み用紙がデリバリ部の定着装置内を一定間隔で通過するようにしたことを特徴とする電子写真方式枚葉両面印刷装置である。
本発明の電子写真方式枚葉両面印刷装置においては、前記用紙位置決め部は用紙を一定速度で搬送するサクションコンベア及び上下一対のレジストローラを有し、前記バックアップローラは用紙を支持する用紙支持部を有し、前記用紙位置決め部の前記サクションコンベアによって水平方向に搬送された用紙が、前記上下一対のレジストローラに水平方向に進入し、前記上下一対のレジストローラの接触部に突き当たることで停止し、前記上下一対のレジストローラの回転によって用紙が前記バックアップローラの用紙支持部に受け渡されるようにした電子写真方式枚葉両面印刷装置とすることができる。
このようにすれば、用紙を位置決めする時に跳ね返ることがなく、正しく位置決めできる。
本発明の電子写真方式枚葉両面印刷装置においては、前記用紙位置決め部のサクションコンベアは、前記給紙部から送り出される用紙の搬送方向と平行に配置されたストレートサクションコンベアと、前記搬送方向に対して傾斜している傾斜サクションコンベアから成り、前記傾斜サクションコンベアのエアー吸引量が前記ストレートサクションコンベアのエアー吸引量より多くなっている電子写真方式枚葉両面印刷装置とすることができる。
このようにすれば、用紙を搬送方向と直角方向に位置決めができる。
本発明の電子写真方式枚葉両面印刷装置においては、前記チェーンデリバリ部から前記反転用用紙搬送部に用紙を落下させる用紙落下位置には、用紙を落下させるため用紙に対して下方に力を加える落下補助手段を有し、前記反転用用紙搬送部には、搬送方向と直角方向に用紙を移動させる手段を有する電子写真方式枚葉両面印刷装置とすることができる。
このようにすれば、反転用用紙搬送部に用紙を安定して落下させることができる。
本発明の電子写真方式枚葉両面印刷装置によれば、効率良く両面印刷でき、両面印刷時に片面印刷済み用紙の天地見当がずれることがなく、しかもコストが安く設置スペースを小さくでき、さらに印刷時における定着装置の温度変化が少なく製品の品質を安定化することができる。
本発明の電子写真方式枚葉両面印刷装置の全体構成説明図である。 給紙部の構成を示す正面図である。 給紙部の構成を示す平面図である。 用紙位置決め部の構成を示す正面図である。 用紙位置決め部の構成を示す平面図である。 用紙の位置決め動作の説明用平面図である。 電子写真印刷部の構成を示す正面図である。 レジストローラの動作説明図である。 チェーンデリバリ部の構成を示す正面図である。 反転用用紙搬送部と用紙落下位置部分の構成を示す正面図である。 両面印刷時の用紙搬送の説明図である 両面印刷時の用紙搬送の説明図である デリバリ部の構成を示す正面図である。 片面印刷時の用紙搬送の説明図である。
本発明の電子写真方式枚葉両面印刷装置の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1は、電子写真方式枚葉両面印刷装置の全体構成説明図である。
図1に示すように、電子写真方式枚葉両面印刷装置1は、本体フレーム1aに用紙搬送方向の上流側から下流側に向けて順次設けた給紙部2、用紙位置決め部3、電子写真印刷部4、チェーンデリバリ部5、デリバリ部6、反転用用紙搬送部7を備えている。
給紙部2は、昇降台2aに積載された用紙2bを上から1枚ずつ順次給紙し、用紙2bを一枚ごとに用紙位置決め部3に送り出す。用紙2bは枚葉紙である。
用紙位置決め部3は、給紙部2から送り出された用紙2bを位置決めし、位置決めした用紙2bを電子写真印刷部4に向けて送り出す。
電子写真印刷部4は、転写ローラ40とバックアップローラ41を備え、転写ローラ40の表面に転写されたトナー画像を、バックアップローラ41上で用紙位置決め部3から送り込まれた用紙2bに転写して印刷する。トナー画像が印刷された印刷済み用紙2bはバックアップローラ41でチェーンデリバリ部5に向けて搬送される。
チェーンデリバリ部5は、トナー画像が印刷された印刷済み用紙2bを、印刷面を上としてデリバリ部6に向けて搬送する。チェーンデリバリ部5は印刷済み用紙2bをデリバリ部6まで搬送する第1の状態と、印刷済み用紙2bを用紙落下位置5aで落下する第2の状態とに切り替えることができる。つまり、印刷済み用紙2bをデリバリ部6又は反転用用紙搬送部7に選択的に受け渡しする。
チェーンデリバリ部5は用紙落下位置5aより搬送方向上流側に仮定着装置5bを備えている。
デリバリ部6は、印刷済み用紙2bの画像を定着する定着装置6aと、昇降台6bを備え、搬送された印刷済み用紙2bの画像を定着装置6aで定着した後、印刷済み用紙2bを昇降台6bに積み上げて収納する。
反転用用紙搬送部7は、チェーンデリバリ部5の用紙落下位置5aの下方位置に設けてあり、給紙部2の上方に位置している。反転用用紙搬送部7は、チェーンデリバリ部5から落下させた印刷済み用紙2bを再び用紙位置決め部3に向けて搬送する。
次に、用紙2bの一方の面と他方の面に印刷する両面印刷動作を説明する。
給紙部2は用紙2bを、間欠的に用紙位置決め部3に送り出す。つまり、給紙部2からの用紙2bと反転用用紙搬送部7からの片面印刷済み用紙2bが交互に用紙位置決め部3に送られるようにして、給紙部2は用紙2bを間欠的に送り出す。用紙位置決め部3は用紙2bを位置決めし、位置決めした用紙2bをバックアップローラ41に送り出す。
バックアップローラ41は、その周面で用紙2bの先端部(搬送方向の下流側部)を保持し、回転することで用紙2bを転写ローラ40の表面に向けて送る。転写ローラ40の表面にトナー画像が形成され、そのトナー画像はバックアップローラ41上の用紙2bの一方の面に転写され、印刷される。
一方の面に印刷された片面印刷済み用紙2bは、バックアップローラ41でチェーンデリバリ部5に向けて送られ、チェーンデリバリ部5に受け渡しされる。
チェーンデリバリ部5は、片面印刷済み用紙2bを、印刷された一方の面を上にして搬送し、仮定着装置5bで片面印刷済み用紙2bのトナー画像を仮定着した後に、用紙落下位置5aで片面印刷済み用紙2bを反転用用紙搬送部7の上に落下させる。この時反転用用紙搬送部7は停止している。つまり、この時チェーンデリバリ部5は第2の状態である。
反転用用紙搬送部7の上に落下した片面印刷済み用紙2bは、印刷していない他方の面が下である。
この後、反転用用紙搬送部7を駆動し、片面印刷済み用紙2bを印刷していない他方の面を下にして用紙位置決め部3に向けて搬送する。
給紙部2と反転用用紙搬送部7は、用紙2bと片面印刷済み用紙2bを交互に用紙位置決め部3に送り込む構成してある。
用紙位置決め部3は、片面印刷済み用紙2b位置決めしてバックアップローラ41に送り出す。
転写ローラ40の表面に形成されたトナー画像は、バックアップローラ41上の片面印刷済み用紙2bの他方の面に転写され印刷される。
一方の面と他方の面に印刷された両面印刷済み用紙2bは、バックアップローラ41でチェーンデリバリ部5に向けて送られ、チェーンデリバリ部5に受け渡しされる。
チェーンデリバリ部5は、両面印刷済み用紙2bを印刷された他方の面を上にして搬送し、仮定着装置5bでトナー画像を仮定着した後にデリバリ部6に向けて搬送する。つまり、この時チェーンデリバリ部5は第1の状態である。
デリバリ部6に搬送された両面印刷済み用紙2bは、定着装置6aでトナー像が定着され、その後昇降台6bの上に載置して収納される。
用紙2bの一方の面にのみ印刷する片面印刷動作時には、チェーンデリバリ部5を常時第1の状態とし、片面印刷済み用紙2bをチェーンデリバリ部5でデリバリ部6に搬送するようにすればよい。
このように、この実施形態によれば、片面印刷済み用紙2bを停止している反転用用紙搬送部7に落下させ、その反転用用紙搬送部7を駆動して用紙位置決め部3に搬送するので、片面印刷済み用紙2bを用紙位置決め部3に迅速に送り込むことにより、用紙2bの搬送方向の間隔を短くできる。しかも、反転用用紙搬送部7に落下した片面印刷済み用紙2bの天地見当が安定し、用紙2bの搬送方向の間隔を短くできる。
前述のように、給紙部2と反転用用紙搬送部7は、用紙2bと片面印刷済み用紙2bを交互に用紙位置決め部3に送り込む構成としてあるので、片面印刷済み用紙2bを停止している反転用用紙搬送部7に落下させて安定させるのに十分な時間を確保することができる。
したがって、効率よく両面印刷できるし、両面印刷時に片面印刷済み用紙2bの天地見当がずれることがない。
また、片面印刷済み用紙2bを用紙位置決め部3に再度送り込構成は、両面印刷済み用紙2bをデリバリ部6に搬送するチェーンデリバリ部5と、その下に設けた反転用用紙搬送部7であり、仮定着装置5bはチェーンデリバリ部5にのみ設けてあるで、特許文献3に開示された印刷装置よりコストが安く、設置スペースを小さくできる。
図1に示す電子写真方式枚葉両面印刷装置1は、チェーンデリバリ部5の用紙落下位置5aが給紙部2の上に位置し、用紙落下位置5aと給紙部2との間に反転用用紙搬送部7が設けてあるので、設置スペースをより小さくできる。
また、電子写真方式枚葉両面印刷装置1は、給紙部2からの用紙2bと反転用用紙搬送部7からの片面印刷済み用紙2b、用紙位置決め部3に交互に送り込む構成になっているので、両面印刷時に一方の面を印刷する未印刷の用紙2bと、他方の面を印刷する片面印刷済み用紙2bを交互に電子写真印刷部4に搬送して交互に印刷し、両面印刷済み用紙2bを一定間隔でデリバリ部6に搬送し、その両面印刷済み用紙2bは、定着装置6a内を一定間隔で通過するようにできる。
したがって、印刷時における定着装置6aの温度変化が少なく、製品の品質を安定化することができる。
次に、給紙部2の構成を図2と図3に基づいて詳細に説明する。
図2は給紙部2の構成を示す正面図で、図3は給紙部2の構成を示す平面図である。なお、図2の縮尺と図3の縮尺は相違している。
給紙部2は、昇降台2aに積載された用紙2bを上から1枚ずつ搬送する第1サクションコンベア20及び上下一対の第1送りローラ21、上下一対の第1用紙ガイド22を備えている。
給紙部2の昇降台2aに積載された用紙2bは、静電気などによって用紙2b同士が貼り付きやすい状態にあるので、複数枚の用紙2bが重なって一度に搬送されることがある。
このことを防止するため、給紙部2は、エアー吹き付けダクト23、重送防止用突片(ストッパー)24を備えている。
エアー吹き付けダクト23及びエアー吹き付けダクト兼用紙ガイド23aは、用紙2bの搬送方向下流側の端面(先端面)及び搬送方向と直する左右両端面に向けて3方向からさばきエアーを吹き付け、エアーの力で最上の用紙2bを浮き上がらせて分離するようにしている。
重送防止用突片24に用紙2bの先端面が当たり最上の用紙2bが重送防止用突片24を越えて送り出される。これにより用紙2bが2枚以上一度に送りだされること(重送)を防止する。
第1サクションコンベア20は、駆動ローラ20aと従動ローラ20bに巻回されて駆動される多孔搬送ベルト20cと、この多孔搬送ベルト20c内に設けられ吸引口20dを有する吸引ダクト20eとを備えている。第1サクションコンベア20は昇降台2aに積載された用紙2bの上方に設置され、多孔搬送ベルト20cの下面が用紙2bの上面と僅かな隙間(例えば0、3mmの隙間など)を置いて対向している。
そして、吸引ダクト20e内のエアーを図示しない吸引機で吸引することによって多孔搬送ベルト20cが用紙2bを吸着し、第1サクションコンベア20を駆動することで多孔搬送ベルト20cが回転して、用紙2bを搬送する。このエアーの吸引は、電子写真方式枚葉両面印刷装置1の稼働中常に行われるが、第1サクションコンベア20の駆動は間欠的に行われる。つまり、第1サクションコンベア20は、一対の第1送りローラ21に用紙2bを受け渡すと一旦駆動が停止する。
一対の第1送りローラ21は、第1サクションコンベア20の搬送方向下流側に設けてある。
給紙部2による用紙2bの搬送手順を以下で説明する。
まず、第1サクションコンベア20の吸引ダクト20e内のエアーを吸引することによって、昇降台2aの一番上に積載された用紙2bは第1サクションコンベア20の下面(多孔搬送ベルト20cの下面)に吸着される。この時点では、第1サクションコンベア20は駆動停止状態(多孔搬送ベルト20cの回転が停止した状態)である。
そして、第1サクションコンベア20が駆動されることで、用紙2bは、第1用紙ガイド22に沿って一定の速度で回転する一対の第1送りローラ21まで搬送される。
この第1サクションコンベア20の駆動開始のタイミングは、電子写真印刷部4の転写ローラ40のギア付近に設置された近接センサー(後に詳細に説明する)の信号から求めている。なお、例えば、一対の第1送りローラ21の用紙搬送速度は、電子写真印刷部4のバックアップローラ41の用紙搬送速度と同一とし、バックアップローラ41の用紙搬送速度と異ならないようにする。用紙2bの先端縁が一対の第1送りローラ21の接触部(ニップ部)に挟みこまれた段階で、第1サクションコンベア20の搬送は停止する。
ここまでの用紙2bの送り量は、最小用紙2bの天地サイズよりやや少ない程度である。つまり、重送防止用突片24から一対の第1送りローラ21の接触部までの距離は最小用紙2bの天地サイズよりやや短い。
これ以後、用紙2bは第1送りローラ21の回転によって用紙位置決め部3へと搬送される。
第1サクションコンベア20の駆動ローラ20aの駆動軸20fは、サーボモーター20iにより用紙2bの搬送方向(図2の時計回り方向)に駆動回転可能となっている。
さらに、駆動軸20fと駆動ローラ20aの間にワンウェイクラッチ20gを介在し、駆動軸20fの搬送方向の回転がワンウェイクラッチ20gで駆動ローラ20aへ伝達され、駆動ローラ20aは駆動軸20fに対して搬送方向にフリー回転するようにしてある。つまり、第1サクションコンベア20から見たときには、ワンウェイクラッチ20gにより、駆動軸20fが停止していても用紙2bの搬送方向(図2の時計回り方向)にのみ多孔搬送ベルト20c(第1サクションコンベア20)のフリー回転が可能となっている。
このことから、第1送りローラ21によって用紙2bが搬送されるとき、用紙2bの搬送方向上流側(後端)は駆動回転を停止した第1サクションコンベア20の多孔搬送ベルト20cに吸着されているため、第1送りローラ21の用紙2bの搬送に負荷がかかるが、第1サクションコンベア20がワンウェイクラッチ20gの作用によりフリー回転することで負荷を低減することができる。
第1サクションコンベア20で吸着されている用紙2bが第1送りローラ21によって搬送されると、用紙2bと第1サクションコンベア20との接触面積が次第に小さくなる。それに反比例して多孔搬送ベルト20cの用紙2bで塞がれない吸引口の数が増加し、多孔搬送ベルト20cの用紙2bに対する吸着力が小さくなる。
そうすると、第1サクションコンベア20は、用紙2bにより回転駆動される力が小さくなりフリー回転せずに停止するから、用紙2bは停止した第1サクションコンベア20の徐々に弱くなる吸着力で吸着されつつ、第1サクションコンベア20の表面を摺擦しながら搬送される。
さらに、用紙2bが搬送され、その用紙2bの後端部分が第1サクションコンベア20の吸引ダクト20eの吸引口20dの従動ローラ20b寄り部分と離れると、昇降台2aに積載された上から2番目の後続の用紙2bが停止した第1サクションコンベア20の吸引ダクト20eの吸引口20dの従動ローラ20b寄り部分に吸着される。
その後、先行する用紙2bの後端が吸引ダクト20eの吸引口20dを通過して、先行する用紙2bの第1サクションコンベア20への吸着が無くなると、第1サクションコンベア20のサーボモーター20iを駆動し、第1サクションコンベア20は駆動軸20fの回転により駆動されて吸着した後続の用紙2bを搬送する。
この時、第1サクションコンベア20のサーボモーター20iを駆動するタイミングは次のようにして決定する。
電子写真印刷部4の転写ローラ40を回転駆動するギアと対向させて近接センサーを設置し、その近接センサーで転写ローラ40の1回転を検出する。例えば、このギアは、転写ローラ40と同軸に転写ローラ40に取り付けられていて、このギアが1回転すると転写ローラ40も1回転する。近接センサーの検出信号と転写ローラ40を駆動する図示しないサーボモーターあるいは転写ローラ40に直接取り付けられた図示しないエンコーダーなどが発信するパルスとを図示しない制御部に取り込む。
前記制御部では、主に前記近接センサーの検出信号とパルス数から演算した結果により作動信号を出力し、その作動信号によって第1サクションコンベア20のサーボモーター20iを駆動する。なお、前記近接センサーは、転写ローラ40の1回転に1回検出信号を発信する。例えば、転写ローラ40が4倍ローラ(1回転で4枚の用紙2bを印刷するローラ)である場合には、検出信号を受信する間に発信したパルス数の4分の1のパルス数を演算し、前記制御部に演算した数のパルスが入力されたら作動信号を出力する。つまり、転写ローラ40が4分の1回転する毎に1枚の用紙2bを搬送して印刷するので、転写ローラ40の4分の1回転毎に作動信号を出力し、両面印刷の場合は一つ置きの作動信号でサーボモーター20iを駆動して転写ローラ40の2分の1回転毎に給紙部2から用紙2bを搬送する。片面印刷の場合は、各作動信号毎にサーボモーター20iを駆動して転写ローラ40の4分の1回転毎に給紙部から用紙2bを搬送する。即ち、その作動信号と転写ローラ40上の4つのトナー画像のうちの特定の1つとを結び付けることができる。例えば、このことから、その特定のトナー画像の位置或いは位相から見た用紙搬送部内の用紙在荷数や特定用紙2bの位置を前記制御部の演算にて割り出すこともできる。
図2に示すように、第1サクションコンベア20は水平面に対して搬送方向下流側が搬送方向上流側よりも高くなるように傾斜している。この角度は、図2に示す角度調整機構25によって調整可能である。
つまり、第1サクションコンベア20のフレーム20hが、電子写真方式枚葉両面印刷装置1の本体フレーム1aに上下揺動可能に支持され、本体フレーム1aに取り付けた部材25aに螺子25bを螺合して取り付け、その螺子25bをフレーム20hに連結して角度調整機構25とする。
螺子25bを締め付け方向に回転、弛め方向に回転することでフレーム20hが上下に揺動し、第1サクションコンベア20の傾斜角度が変化する。
さらに、第1サクションコンベア20と第1送りローラ21の間には、2枚差し検知センサー26が設置されている。この実施形態では超音波式の2枚差し検知センサー26を用いているが、他のセンサーであってもよい。
給紙部2は、昇降台2aに積載された用紙2bの高さを検出する用紙高さ検出機構27を備えている。
この用紙高さ検出機構27は、部材25aに設けたフレーム27aと、フレーム27aに上下揺動可能に取り付けたアーム27bと、フレーム27aに取り付けた近接センサー27cを有している。そのアーム27bに設けたローラ27dが用紙2bに接し、用紙2bの高さ変化でアーム27bが上下に揺動する。
アーム27bが図2の実線で示す状態では、近接センサー27cがアーム27bを検知し、信号を出力する。なお、フレーム27aは、螺子27eで上下方向の取り付け高さ位置を調整後、クランプレバー27fで部材25aに固定する。
アーム27bが図2の仮想線で示す状態では、近接センサー27cがアーム27bを検知しないので、信号を出力しない。
近接センサー27cの信号は、図示しない昇降台制御部に入力される。昇降台制御部は、信号が入力されないと昇降台2aを上昇し、信号が入力されると昇降台2aを停止する。
従って、用紙2bの高さが最高高さ(既定の給紙高さ)になると、近接センサー27cがアーム27bを検知して信号を出力するので、昇降台2aは停止する。
この状態から一定量の枚数の用紙2bが搬送されると、用紙2bの高さが一定高さ以下となり、アーム27bは仮想線で示す状態となり、近接センサー27cは信号を出力しないので、昇降台制御部は昇降台2aを上昇し、用紙2bの高さを高くし、最高高さ(既定の給紙高さ)になると、近接センサー27cが信号を出力し、昇降台制御部が昇降台2aの上昇を停止する。
これにより、用紙2bの高さが一定高さ以下となることを防止できる。
この実施の形態では、給紙部2の用紙2bの搬送方向と直角方向(用紙面内における直角方向、以下同じ)の中心位置は、給紙部2の搬送方向と直角方向の中心位置から搬送方向と直角方向において若干、例えば5mm程度ずらしている。これは、用紙位置決め部3で用紙2bを位置決めする動作のためである。
次に、用紙位置決め部3の構成を図4と図5に基づき詳細に説明する。
用紙位置決め部3は、サクションコンベア30、横位置決め板31、上下一対のレジストローラ32を備え、給紙部2から送り出された用紙2bの天地方向の位置及び左右方向の位置を位置決めして定める。用紙2bの天地方向の位置は用紙搬送方向の位置で、左右方向の位置は用紙搬送方向に対して用紙面内における直角方向の位置である。
サクションコンベア30は、ストレートサクションコンベア30aと、横位置決め板31とストレートサクションコンベア30aの間に設けた傾斜サクションコンベア30bを有する。
ストレートサクションコンベア30aは、給紙部2から送り出された用紙2bの搬送方向と平行に配置されている。傾斜サクションコンベア30bは用紙2bの搬送方向と平行な方向(ストレートサクションコンベア30a)に対して搬送方向下流側(先端側)が搬送方向上流側(後端側)よりも横位置決め板31寄りとなるように傾斜して配置されている。
各サクションコンベア30a、30bは、吸引口を有する吸引ダクト30c1及び30c2と多孔搬送ベルト30d1及び30d2を有し、多孔搬送ベルト30d1及び30d2にあけられた複数のからエアーを吸引することにより、用紙2bと多孔搬送ベルト30d1及び30d2とを密着させて、用紙2bを多孔搬送ベルト30d1及び30d2に吸着させて搬送する構成である。各サクションコンベア30a、30bは、多孔搬送ベルト30d1及び30d2のの数や大きさを変えること、或いは吸引ダクト30c1及び30c2の吸引力自体を変えることによって、傾斜サクションコンベア30bの多孔搬送ベルト30d2からのエアー吸引力の方がストレートサクションコンベア30aの多孔搬送ベルト30d1からのエアー吸引力よりも強くなるように設定している。
そのため、用紙2bは、主に傾斜サクションコンベア30bの搬送力によって横位置決め板31に向けて斜めに搬送され、用紙2bの左右一方の端面が横位置決め板31に突き当たると横位置決め板31に沿うように搬送されて左右方向の位置が定まる。
この動作の時、用紙2bが横位置決め板31を乗り越えることが無いように、傾斜サクションコンベア30bの傾斜角度やエアーの吸引力が設定されている。横位置決め板31は、用紙2bのサイズ(左右方向の寸法)に応じて左右方向に平行移動され、左右方向の位置を調整できる。
また、傾斜サクションコンベア30bによる用紙搬送方向(進行方向)とストレートサクションコンベア30aによる用紙搬送方向(進行方向)が異なるので、用紙2bを左右に伸ばす方向に力が働き、用紙2bがたわむのを防ぐことができる。
また各サクションコンベア30a、30bの用紙搬送速度(多孔搬送ベルト30d1及び30d2の回転速度)はそれぞれ一定なので、用紙2bの挙動が安定する。
例えば、各サクションコンベア30a、30bの用紙搬送速度は、電子写真印刷部4のバックアップローラ41の用紙搬送速度と同一とし、バックアップローラ41の用紙搬送速度と異ならないようにする。この場合、傾斜サクションコンベア30bの用紙搬送方向の用紙搬送速度(実際の搬送速度)は、傾斜していることによりバックアップローラ41及びストレートサクションコンベア30aの用紙搬送速度より僅かに遅くなるが問題ない。なお、傾斜サクションコンベア30bの用紙搬送方向の用紙搬送速度が、バックアップローラ41及びストレートサクションコンベア30aの用紙搬送速度と同一となるようにしてもよい。
上下一対のレジストローラ32は、サクションコンベア30の搬送方向下流側に設置されている。
サクションコンベア30によって搬送された用紙2bは、先端縁が上下一対のレジストローラ32の接触部(ニップ部)32aの上流側に突き当たることで天地方向の位置が定まる。各レジストローラ32の表面には、ゴムなどの摩擦係数が大の材質の物を使用して、上下一対のレジストローラ32で挟持した用紙2bが滑らないようにしている。
また、上側のレジストローラ32は、バックアップローラ41の周面から突出している後述する用紙支持部(ここでは、一例として爪)やストッパーと干渉しないように複数の切り欠き32bが設けられている。一般的に、用紙2bを上下一対のレジストローラ32の接触部32aの上流側に突き当たるように押し込むとき、用紙2bの搬送角度や用紙2bに加わる搬送力によっては、用紙2bが上下一対のレジストローラ32の接触部32aの上流側に突き当たるまで入らないことがある。
この実施形態では、用紙2bはサクションコンベア30によって水平方向に搬送され、そのサクションコンベア30の搬送面、つまり用紙搬送高さ位置は上下一対のレジストローラ32の接触部32aの高さ位置と同一である。高さ位置とは上下方向の位置である。
そのため用紙2bは、上下一対のレジストローラ32の接触部32aの上流側に向かって真っ直ぐに進み、上下一対のレジストローラ32の周面で形成され徐々に狭まる空間の奥へと押し込まれるので、用紙2bの先端縁が上下一対のレジストローラ32の接触部32aの上流側に突き当たりやすくなり、用紙2bの天地方向の位置も定まり易い。
さらに、用紙2bが上下一対のレジストローラ32の接触部32aの上流側に突き当たったときには、上下一対のレジストローラ32と用紙2bとの間に摩擦が発生することと、サクションコンベア30のエアー吸引によって用紙2bの後端部分が吸着され、用紙2bに搬送力が働いていることで、用紙2bがレジストローラ32から跳ね返ることがない。
先に述べた特許文献2、3に開示された印刷装置では、用紙の天地方向の位置決めをするために用紙の先端縁を前当て(特許文献2の第一前方規制ストッパー62、特許文献3の前当て23)に当てて停止させている。しかし一般的に、高速で走行する用紙の先端縁が前当てなどに当たって停止する場合、用紙の跳ね返りが生じて用紙の天地方向の位置の精度が不正確になる。これを防ぐため特許文献2の印刷装置では、第二吸着機構49による吸引でベルトとの接触力を強くして用紙の跳ね返りを防いでいるが、構造上、用紙が前当てに当接した時点では、用紙が第二吸着機構と接触しているのは用紙の上流側一部分のみに限られるため吸着効力が弱く用紙の跳ね返りを確実に防止できない。
特許文献3に開示された印刷装置では、用紙を前当て23に当てる際に、その「用紙搬送コンベア20を低速にして用紙の跳ね返りを防ぎ、その後用紙搬送コンベア20を高速にして用紙を印刷部へと送り出し、その後さらに用紙搬送コンベア20の速度を上げて次の用紙を搬送している。しかし用紙搬送コンベア20の速度変化が大きくなるため、用紙の挙動が不安定になる。
これらに対して、この実施形態の用紙位置決め部3は、レジストローラ32とサクションコンベア30を用いて用紙2bの天地方向の位置決めをするので、用紙2bの跳ね返りを確実に防止できる。
また、用紙位置決め部3は、図6に示すように、用紙2bを左右一方に移動して横位置決め板31に当てること左右の位置決めをしているので、用紙2bの搬送方向と直角方向の中心位置、つまり左右中心位置2b−1は、搬送されている状態と、左右の位置決めをした状態で左右にずれている。そして左右の位置決めをした状態の左右中心位置2b−1が転写ローラ40の軸方向の中心位置40−1と一致するようにしている。
このため、給紙部2に積載された用紙2bの左右中心位置2b−1(搬送方向と直角方向の中心位置)は、転写ローラ40の軸方向の中心位置40−1(給紙部2の搬送方向と直角方向の中心位置)とずれ、用紙位置決め部3に搬送される直前の状態の用紙2bの左右中心位置2b−1と一致するようにしている。
このようにしているので、給紙部2から用紙2bを用紙位置決め部3に向けて真っすぐに送り出すことができる。
図5に示すように、横位置決め板31は傾斜サクションコンベア30bに取り付けてあり、傾斜サクションコンベア30bは横位置決め板31に取り付けてあり、傾斜サクションコンベア30bと横位置決め板31は一体となって左右に移動する。
このため、ストレートサクションコンベア30aと傾斜サクションコンベア30bは左右に離隔し、サイズの大きい用紙2bを搬送して位置決めする場合は、ストレートサクションコンベア30aと傾斜サクションコンベア30bとの間に大きい空間が生じ、この空間に用紙2bの一部が垂れ下がり、用紙2bの位置決め動作が不確実となる。そこで、ストレートサクションコンベア30aと傾斜サクションコンベア30bと間に、図示しない伸縮可能で左右の寸法が可変である用紙受け、例えば、蛇腹状の用紙受けを設ける。
次に、電子写真印刷部4の構成を図7に基づいて詳細に説明する。
電子写真印刷部4は、バックアップローラ41、このバックアップローラ41に接した転写ローラ40、転写ローラ40の周囲に配設した電子写真印刷ユニット42及びクリーニングユニット43を備えている。
電子写真印刷ユニット42は、感光体ドラム42a上に画像データに基づいて静電潜像を形成し、この静電潜像に液体トナーを付着させてトナー画像とし、そのトナー画像を転写ローラ40に転写する電子写真方式の印刷ユニットである。そして、転写ローラ40に転写されたトナー画像がバックアップローラ41との転接部で用紙2bに転写されて印刷される。
この実施形態では、バックアップローラ41の径は感光体ドラム42aの径の2倍で、バックアップローラ41の周面に用紙2bを2枚巻きつけて爪41aで保持することができる。また、転写ローラ40の径は感光体ドラム42aの径の4倍になっており、転写ローラ40の周面に4面分のトナー画像が転写される。バックアップローラ41及び転写ローラ40の径はこの値に限らない。
バックアップローラ41には、用紙2bを咥えてバックアップローラ41の周面に保持するための爪41a及び用紙2bの先端縁の当て基準となるストッパー41bが設けられている。爪41a及びストッパー41bはバックアップローラ41の周面から突出している。転写ローラ40の周面には、バックアップローラ41の爪41a及びストッパー41bとの干渉を回避するため、切り欠き部40aが設けられている。
また、転写ローラ40のジャケット40bはステンレスの基板の表面にゴム材の表面層を設けたもので、この基板が転写ローラ40の隣り合う切り欠き部40aの間で転写ローラ40に密着するように張設されている。つまり、この基板の表面にゴム材の表面層が無い両端部分が転写ローラ40の隣り合う切り欠き部40aで転写ローラ40に固定されている。そして、このジャケット40bのゴム材の表面層の上にトナー画像が転写される。
用紙2bは、用紙位置決め部3の上下一対のレジストローラ32によってバックアップローラ41に向けて搬送され、用紙2bの先端縁がバックアップローラ41のストッパー41bに当たり、その状態で用紙2bの先端縁が爪41aで咥えられて保持されることで、バックアップローラ41側に受け渡される。
バックアップローラ41のストッパー41bの位置が印刷時の用紙2bの基準位置となるので、用紙2bはバックアップローラ41のストッパー41bに当接するようにして受け渡される。
図7に示すように、バックアップローラ41の爪41aは、カム41cとカム41cの外周に回転しながら接するように設置したカムフォロア(図示せず)と、前記カムフォロアを回転自在に取り付けたレバー(図示せず)と、前記レバーと爪41aを同じ軸(図示せず)に設置した構成体(図示せず)により、カム41c外周上を上下動するカムフォロアの動作を前記構成体により回転運動に変えることで爪41aを開閉し、用紙2bがバックアップローラ41のストッパー41bに当接した時点で爪41aが閉じ、爪41aがチェーンデリバリ部5と接近した受け渡し位置まで移動すると爪41aは開くように調整されている。つまり、爪41aはチェーンデリバリ部5への受け渡し位置から用紙位置決め部3からの受け渡し位置(受け取り位置)まで開いた状態に保持されている。カム41cは大径部と小径部を有した円形で、バックアップローラ41とは独立して本体フレーム1aに固定してある。爪41aのカムフォロアがカム41cの大径部に接している状態では爪41aは閉じ、カム41cの小径部に接してはいないが小径部側に落ち込んでいる状態では爪41aは開いている。そしてカム41cの大径部と小径部とが連続している部分、用紙受け渡し部のそれぞれの位置となるようにカム41cの取り付け位相をバックアップローラ41の回転中心と同芯で調整する。
そのためにカム41cは2枚合わせのカムとしてもよく、そうすることによりバックアップローラ41上における用紙受け部と用紙渡し部のそれぞれの位置を適正に調整することが可能となる。
一対のレジストローラ32の上側のレジストローラ32(バックアップローラ41と接近したレジストローラ32)に切り欠き32b(図5)を設けたことによって、バックアップローラ41とレジストローラ32を近接して配置することができる。
これにより、レジストローラ32からバックアップローラ41に用紙2bを受け渡しするための受け渡し距離を短くして、正確な用紙受け渡しが可能になる。
レジストローラ32の用紙搬送速度は、通常はバックアップローラ41の用紙搬送速度と同一であるが、各サクションコンベア30a、30bによって搬送される用紙2bがレジストローラ32の接触部32aに突き当たる時は停止する。その後レジストローラ32を通常の用紙搬送速度より速い速度で駆動して、バックアップローラ41の爪41aに用紙2bを受け渡す時のレジストローラ32の用紙搬送速度は、バックアップローラ41の用紙搬送速度より速い用紙搬送速度となる。
レジストローラ32の駆動開始のタイミングは、給紙部2の第1サクションコンベア20と同様に、転写ローラ40を回転駆動するギアと対向させて設置された近接センサーからの信号で決定している。
レジストローラ32の用紙搬送速度の変化の一例を図8に基づいて説明する。
用紙2bの先端縁がレジストローラ32の接触部32aに当たる直前は速度ゼロVOで、用紙2bの先端縁がレジストローラ32の接触部32aに当たると駆動開始し、バックアップローラ41の搬送速度VAより速い速度VBまで加速する。その速度VBで第1の設定時間T1駆動する。この後搬送速度VAまで減速し、その搬送速度VAで第2の設定時間T2駆動する。第2の設定時間T2経過後減速して停止させる。
この例では、レジストローラ32は、バックアップローラ41の爪41aに用紙2bを受け渡す時、バックアップローラ41の用紙搬送速度VAに対して速い用紙搬送速度VBに設定されている。例えば、VBはVAの105%以上150%以下の速度で任意に設定される。用紙搬送速度VBが速すぎると、バックアップローラ41のストッパー41bに用紙2bの先端縁が強く当たりすぎて、用紙2bに皺が生じるなどの不具合が生じる。逆に用紙搬送速度VBが遅いと、バックアップローラ41のストッパー41bに用紙2bが当たらないためバックアップローラ41の用紙保持位置がずれ印刷位置にずれが生じたり、バックアップローラ41の爪41aが用紙2bの先端縁を咥え損ねたりする。このことは、使用する用紙2bの種類や、使用時の環境によって条件が変わる。そのため前記VBは、図示しない制御部にて任意に設定可能となっている。
転写ローラ40は、電子写真印刷ユニット42、クリーニングユニット43と一体となってバックアップローラ41に対して接離可能となっている。さらに、電子写真印刷ユニット42は転写ローラ40に対して接離可能となっている。
チェーンデリバリ部5の構成を図9に基づいて詳細に説明する。
チェーンデリバリ部5は、回転駆動される無端状のチェーン50と、そのチェーン50に取り付けたグリッパ51を備えている。グリッパ51は開きカム52で開き状態となる。開きカム52はバックアップローラ41の近くに位置し、グリッパ51は開きカム52で一旦開いた後閉じて、印刷済み用紙2bの先端縁を咥えることで用紙2bを保持する。
これにより、トナー画像が転写された印刷後の印刷済み用紙2bは、咥え替え位置5cで、バックアップローラ41の爪41aからチェーンデリバリ部5のグリッパ51に咥え替えられて、デリバリ部6に向けて搬送される。
この咥え替え位置5cと用紙落下位置5aの間には仮定着装置5bが存在し、この仮定着装置5bによって印刷済み用紙2bのトナー画像が仮定着される。この実施形態の場合、仮定着装置5bはIRヒータであり、具体的にはカーボンヒータなどを使用する。
印刷済み用紙2bのトナー画像を仮定着させることによって、その後の工程において用紙2bに印刷(転写)されたトナーがローラ等に付着するのを防ぐことができる。なお、仮定着においてトナーを完全に定着させると、印刷済み用紙2bに含有する水分が減少するなどの影響により、裏面の印刷品質が悪化するので好ましくない。
グリッパ51は排出用開放カム53、落下用開放カム54により開き状態となる。
排出用開放カム53はデリバリ部6の近くに位置している。落下用開放カム54は排出用開放カム53よりも搬送方向上流側で、かつ用紙落下位置5aの上に位置し、落下用開放カム54は、グリッパ51を開き状態とする動作位置と、グリッパ51を閉じ状態のままとする非動作位置に移動する。
これにより、落下用開放カム54を非動作位置とすれば第1の状態となり、印刷済み用紙2bはデリバリ部6に送られる。落下用開放カム54を動作位置とすれば第2の状態となり印刷済み用紙2bは用紙落下位置5aから反転用用紙搬送部7の上に落下する。
つまり、用紙落下位置5aにおいて、印刷済み用紙2bの搬送経路は2通りに分かれる。両面印刷時において片面のみ印刷が完了した片面印刷済み用紙2bは、もう一方の面を印刷するために反転用用紙搬送部7上に落下する。片面印刷時で片面の印刷が完了した片面印刷済み用紙2b、または両面印刷時で両方の面の印刷が完了した両面印刷済み用紙2bは、落下せずにデリバリ部6へと送られる。
また、落下用開放カム54は、用紙サイズに応じて用紙搬送方向に移動して位置を調整できるようにしてある。
図10に基づき落下用開放カム54の取り付けの一例を説明する。
用紙落下位置5aには、用紙搬送方向に延びるカムガイド54aが設けてある。このカムガイド54aに沿ってカム取付部材54bが図示しないアクチュエータ(モーターやシリンダー等)によって移動するように設けてあり、このカム取付部材54bにリンク54cにより落下用開放カム54が取り付けてある。
リンク54cは、図示しないアクチュエータで上下方向に揺動される。リンク54cを下方に揺動することで落下用開放カム54は実線で示す動作位置に移動する。リンク54cを上方に揺動することで、落下用開放カム54は仮想線で示す非動作位置に移動する。
カムガイド54aに沿ってカム取付部材54bを移動することで、落下用開放カム54の用紙搬送方向の位置を調整する。
排出用開放カム53は、搬送方向の位置を調整できるように本体フレームに取り付けてある。例えば、この排出用開放カム53は搬送方向の長53aを通してボルト53bを図示しない本体フレームに螺合して取り付けてある。
用紙落下位置5aには、印刷済み用紙2bを落下させる時にその用紙2bに下方に向かう力を加える落下補助手段55が設けてある。例えば、複数のエアーノズル55aを搬送方向及び左右方向に間隔をあけて設け、落下する用紙2bの上面にエアーを吹き付けるようにしている。
用紙落下位置5aよりも搬送方向下流側には、印刷済み用紙2bのデリバリ部6への受け渡しを補助する受け渡し補助手段56が設けてある。例えば、フン56aを左右方向に間隔をあけて複数設け、印刷済み用紙2bの上面にエアーを吹き付けるようにしている。
なお、チェーン50は、左右方向に間隔をあけて複数設けてあり、受け渡し補助手段56はチェーン50間に設け、チェーン50やスプロケット50aと干渉しないようにしてある。
次に、反転用用紙搬送部7の構成を図10に基づき詳細に説明する。
反転用用紙搬送部7は、用紙受けプレート70と、第2サクションコンベア71と、サクションローラ72と、第2送りローラ73と、サイドジョガー74と、ストッパー75を備えている。
用紙受けプレート70は、用紙落下位置5aの下方でデリバリ部6寄りに位置する。
第2サクションコンベア71は、用紙落下位置5aの下方で用紙位置決め部3寄りに位置し、第2サクションコンベア71と用紙受けプレート70は、用紙搬送方向に連続し、それらの上に片面印刷済み用紙2bが落下する。第2サクションコンベア71は先に説明した第1サクションコンベア20と同一の構成である。
サクションローラ72は、第2サクションコンベア71の用紙搬送方向下流寄りに位置し、チェーン50と近接している。サクションローラ72は、チェーン50による片面印刷済み用紙2bの搬送速度よりも遅い速度で時計方向に回転する。サクションローラ72は周面に多数のを有する円筒状で、その内部のエアーを吸引して周面に用紙2bを吸着し、回転することで用紙2bを搬送する。
一対の第2送りローラ73は、サクションローラ72の用紙搬送方向下流側に位置し、片面印刷済み用紙2bを用紙位置決め部3に向けて用紙ガイド76に沿って搬送する。
サイドジョガー74は、用紙受けプレート70と、第2サクションコンベア71の上に落下した片面印刷済み用紙2bを左右方向に移動する。
ストッパー75は、用紙受けプレート70のデリバリ部6寄りに位置し、落下した片面印刷済み用紙2bの先端面が当たる。このストッパー75は、用紙搬送方向の位置を調整できるようにしてある。
次に、片面印刷済み用紙2bを用紙位置決め部3に搬送する動作を説明する。
チェーン50に装着されたグリッパ51で咥えられている片面印刷済み用紙2bが用紙落下位置5a付近に到達すると、その片面印刷済み用紙2bは、エアーノズル55aによるエアーシャワーの効果で下向きの力が働き、サクションローラ72吸着される。このサクションローラ72は、チェーン50による片面印刷済み用紙2bの搬送速度よりも遅い搬送速度、つまり、チェーン50に装着されたグリッパ51(用紙咥え爪)の移動速度よりも遅い用紙搬送速度で時計回りに回転しているので、用紙落下位置付近まで到達した片面印刷済み用紙2bには、サクションローラ72によって用紙搬送方向と反対方向の力が働く(つまり、搬送されている片面印刷済み用紙2bにサクションローラ72により搬送のブレーキが掛かる)。この状態でチェーン50に装着されたグリッパ51が落下用開放カム54により開放すると、チェーン50に装着されたグリッパ51の移動速度よりも片面印刷済み用紙2bの搬送速度が減速されるので、チェーン50に装着されたグリッパ51から片面印刷済み用紙2bが抜けやすい。なお、用紙落下位置5aで落下させない用紙2bに対してサクションローラ72が過度のブレーキとなるのを防ぐため、チェーン50とサクションローラ72は接触させない。
また、サクションローラ72は、チェーン50に装着されたグリッパ51から解放されて落下する片面印刷済み用紙2bの用紙後端(用紙位置決め部3側の端部)を吸着して時計回りに回転してデリバリ部6に向けて搬送するため、落下する片面印刷済み用紙2bの用紙先端(デリバリ部6側の端部)よりも用紙後端(用紙位置決め部3側の端部)を速く落下させることができる。これは、落下している片面印刷済み用紙2bと次にグリッパ51で搬送される片面印刷済み用紙2bの衝突防止となる。
さらに、チェーン50に装着されたグリッパ51から解放されて落下する片面印刷済み用紙2bの上面エアーノズル55aによるエアーシャワーを作用させ、その片面印刷済み用紙2bに下向きの力を働かせて落下を補助する。これにより、片面印刷済み用紙2bの落下軌跡を安定化できる。
上述のように、片面印刷済み用紙2bの上面にエアーシャワーを作用させるにはフンを用いることできるが、用紙落下位置5aにおいて、片面印刷済み用紙2bを落下させる場合と落下させない場合の2通りあり、これに合わせてエアーシャワーを作用又は作用を停止する場合があるため、ファンよりもエアーノズルが好ましい。
これらにより、自然落下させる場合と比べてより安定して用紙2bを落下させることができる。
また、用紙落下位置5aから落下する片面印刷済み用紙2bの先端縁はストッパー75に当接するので、片面印刷済み用紙2bが用紙搬送力で用紙受けプレート70から前方に落ちることがない。このストッパー75及び落下用開放カム54の用紙搬送方向の位置は用紙天地サイズに応じて調整する。
また、片面印刷済み用紙2bが落下する途中、または落下して用紙受けプレート70、第2サクションコンベア71の上に載置した状態で、サイドジョガー74を左右一方に僅かの距離だけ移動し、片面印刷済み用紙2bを左右一方に同じ距離だけ移動して片面印刷済み用紙2bの左右中心位置を給紙部2の用紙2bの左右中心位置2b−1と同一にする。つまり、サイドジョガー74は落下した印刷済み用紙2bを左右に移動する手段を構成する。
これは、後に通過する用紙位置決め部3の傾斜サクションコンベア30bによって片面印刷済み用紙2bを左右方向に移動して左右の位置決めをするためである。つまり、チェーン50で搬送される片面印刷済み用紙2bの左右中心位置は用紙位置決め部3で位置決めした用紙2bの左右中心位置と同一であるので、用紙落下位置5aから落下した片面印刷済み用紙2bの左右中心位置は給紙部2の用紙2bの左右中心位置2b−1とずれているから、用紙落下位置5aから落下した片面印刷済み用紙2bを左右に移動して、その左右中心位置を給紙部2の用紙2bの左右中心位置2b−1と同じにしている。
落下した片面印刷済み用紙2bは、第2サクションコンベア71によって間欠送りされる。第2サクションコンベア71は片面印刷済み用紙2bが落下するときには停止した状態にある。
そのため、特許文献3に開示された印刷装置のように、駆動しているコンベア上に用紙2bを落下させる場合と比較して、片面印刷済み用紙2bの天地方向の見当が安定する。
第2サクションコンベア71の駆動開始のタイミングは、第1サクションコンベア20と同様に、電子写真印刷部4の転写ローラ40を回転駆動するギアと対向して設置された近接センサーの信号から求めている。
第2サクションコンベア71が駆動されると、片面印刷済み用紙2bは、一定の速度で回転する一対の第2送りローラ73まで搬送される。
そして、片面印刷済み用紙2bは、第2送りローラ73で搬送されて用紙位置決め部3の各サクションコンベア30a、30bまで搬送される。このとき、給紙部2から搬送される未印刷の用紙2bと第2サクションコンベア71から搬送される片面印刷済み用紙2bが、用紙位置決め部3に交互に搬送される構成としてある。この構成としたことで、電子写真印刷部4においては表面(一方の面)の印刷と裏面(他方の面)の印刷が交互に行われるようになる。
なお、例えば、一対の第2送りローラ73の用紙搬送速度は、バックアップローラ41の用紙搬送速度と同一とし、バックアップローラ41の用紙搬送速度と異ならないようにする。
この実施形態では、停止している第2サクションコンベア71上に片面印刷済み用紙2bを落下させて、給紙部2から搬送される未印刷の用紙2bと第2サクションコンベア71から搬送される片面印刷済み用紙2bを、用紙位置決め部3に交互に搬送することで、表裏面の交互印刷を可能にしている。
特許文献3に開示された印刷装置の場合において、交互印刷させるためには、コンベア上を搬送中の未印刷の用紙の間に片面印刷済み用紙を落下させることになる。しかし、未印刷の用紙を搬送中のコンベア上に、片面印刷済み用紙をコンベア上の狙った位置に落下させることは、片面印刷済み用紙のコンベア上の狙った位置に対する位置ずれを発生し易い。また落下した片面印刷済み用紙が全くコンベア上を滑らずに停止させることも困難なので、搬送される未印刷の用紙の間隔が狭いと、落下した片面印刷済み用紙と未印刷の搬送中の用紙とが衝突したり重なったりする等の恐れがある。
したがって、これを防ぐために搬送用紙間隔を広くとらなければならず、印刷効率が悪化する。上記の位置ずれに関しては、本来落下する用紙は不安定なもので制御が困難である上、未印刷の用紙の搬送速度が変わっても、片面印刷済み用紙の落下に要する時間は上記の様に制御が困難で基本的に変わらないため、片面印刷済み用紙を未印刷の用紙を搬送しているコンベア上の狙った位置に落下させることは困難である。
用紙位置決め部3に搬送された片面印刷済み用紙2bは、表面印刷時と同様にバックアップローラ41の爪41aに受け渡され、電子写真印刷部4によって裏面が印刷される。この実施形態の場合、転写ローラ40の径は、バックアップローラ41の径の2倍、感光体ドラム42aの径の4倍となっており、転写ローラ40の周面には4面分の転写画像(トナー画像)が形成される。そのため、表面の印刷と裏面の印刷が交互に行われると、転写ローラ40の表面の特定のジャケット40bのゴム材の表面層の上には、常に同じ面(つまり、表面又は裏面)のトナー画像が形成される。
湿式の電子写真現像装置においては、クリーニングユニット43による転写ローラ40のクリーニングが不十分であると、トナ画像に前回のトナー画像が映り込む現象が発生する虞れがあるが、この実施形態では常に同じ面のトナー画像であるためそのような現象が目立ちにくい。
つまり、転写ローラ40の周面における偶数個の部分に、トナー画像を用紙2bの一方の面に印刷する一面用トナー画像と他方の面に印刷する他面用トナー画像を周方向に交互に形成することで、一面用トナー画像と他面用トナー画像は、それぞれが常に転写ローラ40の周面における同じ部分に形成されるので、一面用トナー画像を形成した部分に他面用トナー画像が形成されることがない。
これにより、転写ローラ40のクリーニングが不十分でトナー画像の映り込みがあった場合に、その映り込みが目立たない。
この実施形態の両面印刷動作の概略を図11、図12に基づいて説明する。
なお、説明の都合上、以下の説明では、用紙2bを、未印刷用紙2b(W)、片面印刷済み用紙2b(P1)、両面印刷済み用紙2b(P2)に分けて別符を付して説明する。
図11に示すように、給紙部2から未印刷用紙2b(W)を用紙位置決め部3に搬送している時、用紙位置決め部3は片面印刷済み用紙2b(P1)を位置決めしてバックアップローラ41に送り出している。この時、反転用用紙搬送部7は停止している。バックアップローラ41では未印刷用紙2b(W)の一方の面に印刷し、両方の面に印刷した両面印刷済み用紙2b(P2)をチェーンデリバリ部5に送り込んでいる。チェーンデリバリ部5は1枚の両面印刷済み用紙2b(P2)と1枚の片面印刷済み用紙2b(P1)を搬送している、反転用用紙搬送部7は1枚の片面印刷済み用紙2b(P1)を支持して送り出しのために待機している。
この状態から各部が用紙2b(W)、2b(P1)、2b(P2)を搬送することで、図12に示す状態となる。
図12に示す状態では、給紙部2は休止し、未印刷用紙2b(W)を搬送しないが、反転用用紙搬送部7から片面印刷済み用紙2b(P1)が用紙位置決め部3に送り込まれる。用紙位置決め部3は未印刷用紙2b(W)をバックアップローラ41に送り出している。バックアップローラ41で片面印刷済み用紙2b(P1)の他方の面に印刷して両面印刷済み用紙2b(P2)としていると共に、片面印刷済み用紙2b(P1)をチェーンデリバリ部5に送り出している。チェーンデリバリ部5は1枚の両面印刷済み用紙2b(P2)を搬送していると共に、1枚の片面印刷済み用紙2b(P1)を反転用用紙搬送部7に落下し、1枚の両面印刷済み用紙2b(P2)がデリバリ部6に搬送されている。
次に、デリバリ部6の構成を図13に基づいて動作と共に詳細に説明する。
デリバリ部6は、チェーンデリバリ部5の排出位置の下方に設けた排出サクションコンベア60と、排出サクションコンベア60と定着装置6aの入り口側との間に設けた第1搬送コンベア61と、定着装置6aの出口側とスタッカー62との間に設けた第2搬送コンベア63を備えている。排出位置とは排出用開放カム53でグリッパ51が開放され、印刷済み用紙(片面印刷の場合は片面印刷済み用紙2b(P1)、両面印刷の場合は両面印刷済み用紙2b(P2))が落下する位置である。
印刷が完了した印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)をデリバリ部6に排出する場合は、チェーンデリバリ部5の落下用開放カム54を非動作位置に移動させ、グリッパ51が開放せずに印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)が用紙落下位置5aで落下しないようにする。その後、グリッパ51を排出用開放カム53で開放し印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)を排出サクションコンベア60の上に落下させる。
また、この実施形態の場合、排出用開放カム53により印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)が落下する位置である排出位置のチェーン50の上方にはファン56aが設置されている。そして、排出位置でチェーン50のグリッパ51が開放されて落下する印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の落下軌跡を安定化させる為、その印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の上面ファン56aによるエアーシャワーを作用させる。
前述のように、両面印刷の場合は両面印刷済み用紙2b(P2)と片面印刷済み用紙2b(P1)が交互に搬送されるため、チェーンデリバリ部5の用紙落下位置5aに落下する片面印刷済み用紙2b(P1)と、デリバリ部6に送られる両面印刷済み用紙2b(P2)が交互に搬送される。
したがって、落下用開放カム54は1枚おきに作動位置と非作動位置に繰り返して移動する。エアーノズル55aは一定の間隔でエアーシャワー(エアーの噴出と停止)を繰り返す。
また、両面印刷の場合は、排出用開放カム53により用紙が落下する排出位置にはデリバリ部6に搬送する両面印刷済み用紙2b(P2)のみが搬送される。そして、排出用開放カム53は固定されている為、ファン56aを常時稼働させてエアーシャワーを作用させる。
排出サクションコンベア60は、ベルト60a上に空けられた複数のからエアーを吸引することにより印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)とベルト60aを密着させて、印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)をベルト60aに吸着しながら第1搬送コンベア61へと搬送する。第1搬送コンベア61により印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)は、定着装置6aに送り込まれる。定着装置6aを印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)が通過することにより、トナー画像が印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)に完全に定着される。
定着装置6aは、印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の表裏面に接し、内部にヒータを有した定着ローラ6a−1と、内部にヒータを有した定着ローラ6a−2が対となった定着ローラ対が複数設置されており、印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)がこの定着ローラ対の間を通過することにより印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の表または裏面、又は表裏面のトナー画像が同時に定着される。
この実施形態では、定着ローラ6a−1、6a−2は中心部に短波長のヒータを有しており、その熱によって定着させている。一般的に、印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)が定着装置を通過すると、熱が印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)に奪われるので定着装置の温度は低下する。そのため、印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)が定着装置内を通過する間隔によって定着装置内の温度が異なるので、定着度合いに差が生じてしまう。しかし、この実施形態では、一方の面の印刷と他方の面の印刷を交互に行うことにより印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)は定着装置6a内を一定間隔で通過するため、同一の温度で定着することができる。なお、定着装置6aの入り口側(上流側)及び出口側(下流側)にクーリングローラ64をそれぞれ設置しているが、これらは通常のローラであってもよい。
定着装置6aを通過した印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)は、第2搬送コンベア63の一対の上下搬送コンベア63a、63bに挟持されて昇降台6bの上方手前まで搬送される。
下搬送コンベア63bにはダンサーローラ65が設けられているため、下搬送コンベア63bの下流端のローラ63b−1は、印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の天地サイズに応じて、スタッカー62のハタキ62aとサクションローラ62bと共に昇降台6bの上方を手前(定着装置6a側)から仮想線で示す中程まで移動可能となっている。これにより、印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)を下から支持して搬送する。つまり、昇降台6bの奥側(定着装置6aと反対側)が印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の積み上げ基準位置となっている。
さらに、上搬送コンベア63aの下流側でこれと略同一の高さに、サクションコンベア62cが設けられている。このサクションコンベア62cは、特に印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)が薄紙の場合において、印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の搬送方向の先端縁が昇降台6bの奥側の基準位置に到達するのを補助する。
サクションコンベア62cは、印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の落下を妨げない程度の吸引力で連続的に吸引し、且つ印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の搬送方向の先端縁が昇降台6bの奥側の基準位置(図示しないストッパ)に到達するようにする。
このようにして搬送された印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の搬送方向の先端縁が基準位置に到達して、印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)は昇降台6bへと落下する。しかし、この落下過程で時間を要すると、印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)が後続の印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)と衝突する虞がある。そのため、落下させる際には印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の尻部(搬送方向の後端側)をハタキ62aで上から叩き、さらに印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の下からサクションローラ62bで吸引することにより、印刷済み用紙2b(P1)又は2b(P2)の尻部を素早く落下させている。
なお、この実施形態の両面印刷装置による片面印刷について説明する。
即ち、片面印刷をする場合は、チェーンデリバリ部5は常時第1の状態として印刷済み用紙2b(P1)を連続してデリバリ部6に送る状態とする。反転用用紙搬送部7は停止し、サクションローラ72は印刷済み用紙を吸着しない状態とする。
そして、給紙部2を連続駆動して未印刷用紙2b(W)を連続して用紙位置決め部3に送る。
用紙位置決め部3は送られた未印刷用紙2b(W)を両面印刷時と同様に位置決めし、位置決めした未印刷用紙2b(W)を電子写真印刷部4に送る。電子写真印刷部4は送られた未印刷用紙2b(W)の一方の面に印刷し、片面印刷した印刷済み用紙2b(P1)をチェーンデリバリ部5に受け渡しする。
チェーンデリバリ部5は、排出用開放カム53でグリッパ51を開放して片面印刷済み用紙2b(P1)をデリバリ部6に連続して送る。この時、落下用開放カム54は非動作位置でグリッパ51を開放しない。サクションローラ72は駆動を停止しチェーンデリバリ部5で搬送している用紙を吸着しないので片面印刷済み用紙2b(P1)をスムーズに搬送できる。
デリバリ部6は送られた片面印刷済み用紙2b(P1)のトナー画像を、両面印刷時と同様に定着装置6aで定着し、その後片面印刷済み用紙2b(P1)を昇降台6上に載置する。
この動作を連続して行うことで未印刷用紙2b(W)から片面印刷済み用紙2b(P1)を連続して作成する。
この時の用紙の搬送状態は図14に示すとおりである。
1…電子写真方式枚葉両面印刷装置、2…給紙部、2b・・・用紙、3…用紙位置決め部、4…電子写真印刷部、5…チェーンデリバリ部、6…デリバリ部、6a…定着装置、7…反転用用紙搬送部、40…転写ローラ、41…バックアップローラ。

Claims (4)

  1. 用紙搬送方向の上流側から下流側に向けて順次設けた給紙部、用紙位置決め部、電子写真印刷部、チェーンデリバリ部、デリバリ部及び、前記給紙部の上方に設けた反転用用紙搬送部を備えた電子写真方式枚葉両面印刷装置であって、
    前記給紙部は、用紙を1枚ごとに用紙位置決め部に送り出し
    前記用紙位置決め部は、用紙を位置決めして電子写真印刷部のバックアップローラに送り出し
    前記電子写真印刷部は、転写ローラに転写されたトナー画像をバックアップローラ上で用紙に転写して印刷し
    前記チェーンデリバリ部は、バックアップローラから受け渡された印刷済み用紙を前記デリバリ部又は前記反転用用紙搬送部へと選択的に受け渡し
    前記デリバリ部はトナー画像を定着させる定着装置を有し、
    前記反転用用紙搬送部は、前記チェーンデリバリ部から片面印刷済み用紙を落下供給され、前記片面印刷済み用紙を間欠駆動するサクションコンベアによって前記用紙位置決め部まで供給し
    前記給紙部から供給される用紙と、前記反転用用紙搬送部から供給される片面印刷済み用紙が、前記用紙位置決め部に交互に搬送され、印刷済み用紙がデリバリ部の定着装置内を一定間隔で通過するようにしたことを特徴とする電子写真方式枚葉両面印刷装置。
  2. 請求項1に記載された電子写真方式枚葉両面印刷装置において、
    前記用紙位置決め部は用紙を一定速度で搬送するサクションコンベア及び上下一対のレジストローラを有し、前記バックアップローラは用紙を支持する用紙支持部を有し、前記用紙位置決め部の前記サクションコンベアによって水平方向に搬送された用紙が、前記上下一対のレジストローラに水平方向に進入し、前記上下一対のレジストローラの接触部に突き当たることで停止し、前記上下一対のレジストローラの回転によって用紙が前記バックアップローラの用紙支持部に受け渡されるようにした電子写真方式枚葉両面印刷装置。
  3. 請求項1又は2に記載された電子写真方式枚葉両面印刷装置において、
    前記用紙位置決め部のサクションコンベアは、前記給紙部から送り出される用紙の搬送方向と平行に配置されたストレートサクションコンベアと、前記搬送方向に対して傾斜している傾斜サクションコンベアから成り、
    前記傾斜サクションコンベアのエアー吸引量が前記ストレートサクションコンベアのエアー吸引量より多くなっている電子写真方式枚葉両面印刷装置。
  4. 請求項1又は2又は3のいずれかに記載された電子写真方式枚葉両面印刷装置において、
    前記チェーンデリバリ部から前記反転用用紙搬送部に用紙を落下させる用紙落下位置には、用紙を落下させるため用紙に対して下方に力を加える落下補助手段を有し、
    前記反転用用紙搬送部には、搬送方向と直角方向に用紙を移動させる手段を有する電子写真方式枚葉両面印刷装置。
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