JP2004155553A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】片面印刷時の印刷効率が良く、両面印刷時における排紙トレイ上のシートの整合を乱すことのない、小型化・軽量化された画像形成装置を提供する。
【解決手段】第１給紙カセット１２から送り出されたシートＳを画像形成部３に供給する第１搬送路１８と、画像形成部３によって画像が形成されたシートＳを排紙トレイ６に案内する第２搬送路２３と、この第２搬送路２３から分岐して第１搬送路１８に接続する第３搬送路２４と、第１搬送路１８から分岐して、先端から進入したシートＳを後端から第１搬送路１８に戻すスイッチバック搬送路２２と、を備えている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機，ファクシミリ装置，プリンタ及びこれらの複合機等の画像形成装置、特に、シート（コピー用紙，プラスチックフィルム等）の両面印刷が可能な画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置は、従来から様々なものが案出され一般的に知られている。例えば、図２に示す画像形成装置１００は、給紙カセット１０１，１０２，１０３から送り出されたシートをスイッチバック搬送路１０４を介して画像形成部１０５に搬送するように構成し、スイッチバック搬送路１０４でシートの表裏を反転することにより、片面印刷されたシートをストックしておくための両面印刷用の中間トレイを省略し、全体構造の小型化を図っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、図３に示すような画像形成装置１０６は、画像形成後のシートを排紙トレイ１０７上に排出するために配置された排紙ローラ１０８を、正・逆の両方向への回転が可能な構成とし、片面に画像が形成されたシートの大部分を排紙ローラ１０８で排紙トレイ１０７上に排出した後、搬送路切換手段１１０を切り換えて、排紙ローラ１０８を逆回転させ、シートをシート搬送路１１１に戻し（スイッチバックさせ）、そのシート搬送路１１１を介して搬送される片面印刷されたシートの裏面（未印刷面）に画像を形成するようにして、片面印刷されたシートをストックしておくための両面印刷用の中間トレイを省略し、全体構造の小型化を図っている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１１０３１３号公報（段落番号００１４，００１７〜００２２及び図１）
【特許文献２】
特開平４−２８６７５号公報（段落番号（ヘ）及び第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された第１従来例において、片面印刷のみを行う厚紙専用の給紙カセット１０３以外の給紙カセット１０１，１０２から送り出されるシートは、常時スイッチバック搬送路１０４を通過した後に画像形成部１０５に送り込まれるようになっているため、給紙カセット１０１，１０２から画像形成部１０５までの距離が長くなり、印刷に時間がかかるという問題を有していた。
【０００６】
また、特許文献２に開示された第２従来例において、両面印刷を行う場合、片面印刷が終了したシートは、正・逆両方向に回転する排紙ローラ１０８によってスイッチバックさせられるようになっており、排紙ローラ１０８に挟持される一端を除くほぼ全域が排紙トレイ１０７上に排紙された後、再度シート搬送路１１１に戻されるようになっている。そのため、この第２従来例は、両面印刷時において、シートが排紙ローラ１０８によってスイッチバックされる際に、排紙トレイ１０７上に既に積載されている画像形成済みのシートの整合を乱す虞があり、このような問題を解決することが求められていた。
【０００７】
そこで、本発明は、シートをスイッチバックさせるための搬送路を工夫することにより、従来技術の課題を解決することができ、且つ、両面印刷用の中間トレイを設置する必要がない小型化された画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、給紙カセットから送り出されたシートを画像形成部に供給する第１搬送路と、前記画像形成部によって画像が形成されたシートを排紙トレイに案内する第２搬送路と、この第２搬送路から分岐して前記第１搬送路に接続する第３搬送路と、前記第１搬送路から分岐して、先端から進入したシートを後端から前記第１搬送路に戻すスイッチバック搬送路と、を備えたことを特徴とする画像形成装置に関するものである。ここで、排紙トレイとは、ソータのトレイ、ステープル等の後処理を施す後処理装置のシート積載部、いわゆる胴内排紙部等、印刷済みのシートが積載される構成部を広く含むものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記スイッチバック搬送路に、前記給紙カセットとは別の給紙カセットが接続され、該給紙カセットから送り出されたシートが前記スイッチバック搬送路を介して前記第１搬送路に搬送されることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００１１】
（画像形成装置の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の概略構成図である。この図に示す画像形成装置１は、シート（コピー用紙，プラスチックフィルム等）Ｓを供給・搬送するシート供給・搬送部２と、このシート供給・搬送部２によって搬送されるシートＳにトナー像を形成する画像形成部３と、この画像形成部３によってシートＳに形成されたトナー像をそのシートＳに定着させる定着部４と、この定着部４を通過したシートＳを本体５の外部の排紙トレイ６や図外の後処理装置側に排出する排出部７と、を備えている。このうち、シート供給・搬送部２及び画像形成部３は、以下に詳述する。尚、本実施の形態において、定着部４は、定着ローラ８と、この定着ローラ８にトナー像が形成されたシートＳを押し付ける加圧ローラ１０とを備えている。また、排出部７は、一対のローラを組み合わせてなる排紙ローラ１１で構成されている。
【００１２】
（シート供給・搬送部）
図１に示すように、画像形成装置１の本体５内には、第１給紙カセット１２と第２給紙カセット１３とが上段に並列配置され、これら第１給紙カセット１２及び第２給紙カセット１３の下方に第３給紙カセット１４と第４給紙カセット１５とが縦列配置されている。
【００１３】
これらの複数の給紙カセット１２〜１５のうちの第１給紙カセット１２及び第２給紙カセット１３は、大容量給紙カセットであり、下段の第３及び第４給紙カセット１４，１５に比較して大量のシートＳを収容できるようになっている。一方、下段の第３及び第４給紙カセット１４，１５は、上段の第１及び第２給紙カセット１２，１３では収容できない大きなサイズのシートＳも収容できる大きさに形成されている。
【００１４】
そして、第１給紙カセット１２及び第２給紙カセット１３に積載されたシート束のうちの最も上のシートＳは、ピックアップローラ１６によって送り出しローラ１７のニップに送り込まれた後、送り出しローラ１７によって第１搬送路１８に送り出されるようになっている。また、第３給紙カセット１４及び第４給紙カセット１５に積載されたシート束のうちの最も上のシートＳは、ピックアップローラ２０によって送り出しローラ２１のニップに送り込まれた後、送り出しローラ２１によってスイッチバック搬送路２２に送り出され、更に、スイッチバック搬送路２２を介して第１搬送路１８に送り出されるようになっている。
【００１５】
シートＳの搬送路は、第１給紙カセット１２及び第２給紙カセット１３から送り出されたシートＳを画像形成部３に供給する第１搬送路１８と、画像形成部３によって画像が形成されたシートＳを定着部４を通過させた後に排紙トレイ７に案内する第２搬送路２３と、この第２搬送路２３から分岐して前記第１搬送路１８に接続する第３搬送路２４と、第１搬送路１８から分岐するスイッチバック搬送路２２と、第３搬送路２４から分岐して第２搬送路２３の排紙ローラ１１の上流側近傍位置にシートＳを戻す第４搬送路２５と、から構成されている。
【００１６】
このうち、スイッチバック搬送路２２は、第１搬送路１８からのシートＳの進入を許すシート導入部２２ａと、先端から進入したシートＳを後端から第１搬送路１８に戻すシート排出部２２ｂとを備えている。そして、このスイッチバック搬送路２２のシート導入部２２ａと第１搬送路１８との分岐部には、第１分岐爪２６が取り付けられている。この第１分岐爪２６は、シートＳの搬送経路の切換を行うためのものであり、第１給紙カセット１２又は第２給紙カセット１３から送り出されたシートＳを第１搬送路１８で画像形成部３に直接送り込むか、又は、画像形成部３によって片面に画像が形成されたシートＳをスイッチバック搬送路２２に導くようになっている。
【００１７】
また、スイッチバック搬送路２２のシート導入部２２ａとシート排出部２２ｂとの合流部には、第２分岐爪２７が取り付けられている。この第２分岐爪２７は、シートＳを第１搬送路１８からスイッチバック搬送路２２に導入する場合に、シート排出部２２ｂ側を塞ぎ、シートＳがシート導入部２２ａとシート排出部２２ｂとの合流部を円滑に通過するように、シートＳの移動を案内する。一方、この第２分岐爪２７は、シートＳをスイッチバック搬送路２２から第１搬送路１８に戻す場合に、シート導入部２２ａを塞ぎ、シートＳがシート導入部２２ａとシート排出部２２ｂとの合流部を円滑に通過するように、シートＳの移動を案内する。
【００１８】
また、スイッチバック搬送路２２には、第３給紙カセット１４のシート供給路２８と、第４給紙カセット１５のシート供給路３０とが接続されている。そして、第３給紙カセット１４のシート供給路２８とスイッチバック搬送路２２との合流部には、第３分岐爪３１が取り付けられている。この第３分岐爪３１は、シートＳを第１搬送路１８からスイッチバック搬送路２２に導入する場合にシート供給路２８を塞ぎ、シートＳがスイッチバック搬送路２２に沿って円滑に搬送される位置に移動する。一方、第３分岐爪３１は、シートＳを第３給紙カセット１４から送り出す場合にシート供給路２８を開くようになっている。
【００１９】
また、第４給紙カセット１５のシート供給路３０とスイッチバック搬送路２２との合流部には、第４分岐爪３２が取り付けられている。この第４分岐爪３２は、シートＳを第１搬送路１８からスイッチバック搬送路２２に導入する場合にシート供給路３０を塞ぎ、シートＳがスイッチバック搬送路２２に沿って円滑に搬送される位置に移動する。一方、第４分岐爪３２は、シートＳを第４給紙カセット１５から送り出す場合にシート供給路３０を開くようになっている。
【００２０】
そして、第１搬送路１８には、第２給紙カセット１３から送り出されたシートＳを第１給紙カセット１２側へ送る搬送ローラ３３と、第１給紙カセット１２から送り出されたシートＳを下流側に搬送する搬送ローラ３４と、第１搬送路１８とスイッチバック搬送路２２の合流部の下流側（画像形成部３側）に配置される搬送ローラ３５と、この搬送ローラ３５とレジストローラ３６との間に配置される搬送ローラ３７と、この搬送ローラ３７から搬送されたシートＳの斜行を防止した後に画像形成部３に送り込むレジストローラ３６と、がシート搬送方向に沿って配置されている。また、スイッチバック搬送路２２には、第４給紙カセット１５から送り出されたシートＳを第３給紙カセット１４側へ送る搬送ローラ３８と、第３給紙カセット１４から送り出されたシートＳを第１搬送路１８側へ送る搬送ローラ４０とが配置されている。また、第３搬送路２４には、第４搬送路２５との分岐部の下流側に搬送ローラ４１が配置されている。また、第４搬送路２５には、第３搬送路２４側から搬送されるシートＳを第２搬送路２３の排紙ローラ１１のニップに送り込む搬送ローラ４２が配置されている。
【００２１】
搬送ローラ３４と第１分岐爪２６との間の第１搬送路１８には、第１シート検知センサ４３が配置されている。また、第２分岐爪２７と搬送ローラ４０との間のスイッチバック搬送路２２には、第２シート検知センサ４４が配置されている。また、第２給紙カセット１３のシート供給路４５と第１搬送路１８との合流部と搬送ローラ３３との間には、第３シート検知センサ４６が配置されている。そして、これら第１〜第３シート検知センサ４３〜４６の検知信号が図外の制御手段に入力され、その制御手段によって各搬送ローラ３３等の駆動や各分岐爪（２６）等の作動が制御される。
【００２２】
ここで、スイッチバック搬送路２２の各搬送ローラ３８，４０は、正・逆両方向の回転が可能である。また、第３搬送路２４の搬送ローラ４１及び第１搬送路１８の搬送ローラ３３，３４は、正・逆両方向の回転が可能である。すなわち、スイッチバック搬送路２２の搬送ローラ３８，４０を正回転させることにより、シートＳを第１搬送路１８からスイッチバック搬送路２２に導入する一方、搬送ローラ３８，４０を逆回転させることにより、シートＳをスイッチバック搬送路２２から第１搬送路１８に送り出すことが可能になる。また、第３搬送路２４及び第１搬送路１８の搬送ローラ４１，３３，３４を正回転させることにより、シートＳを第３搬送路２４の搬送ローラ４１よりもシート搬送方向下流側に送り込んだ後、搬送ローラ４１，３３，３４を逆回転させることにより、シートＳを第４搬送路２５を介して排紙ローラ１１のニップに送り込むことが可能になる。
【００２３】
（画像形成部）
画像形成部３は、ドラム状の感光体４７と、この感光体４７の周囲に配置された帯電デバイス４８、露光デバイス５０、現像デバイス５１、転写デバイス５２、クリーニングデバイス５３等を備えている。このような構成の画像形成部３は、感光体４７が図示しない駆動手段によって所定のプロセススピード（周速度）で矢印Ａ方向に回転駆動され、その表面が帯電デバイス４８によって所定の極性・電位に均一に帯電される。帯電後の感光体４７は、その表面に露光デバイス５０によって静電潜像が形成される。ここで、露光デバイス５０は、図示しないスキャナ部、又は、ネットワーク等の通信手段によって接続された他の画像形成装置，コンピュータ，スキャナ等からの画像情報に基づいて、感光体４７の表面にレーザー光を照射し、感光体４７表面のレーザー光照射部分の電荷を除去して画像情報に応じた静電潜像を形成する。感光体４７表面に形成された静電潜像は、現像デバイス５１によって、電荷を有するトナーが静電的に付着されてトナー像として現像される。
【００２４】
（作動状態の説明）
以下に、片面印刷の場合と両面印刷の場合に分けて説明する。尚、第１〜第４分岐爪２６，２７，３１，３２は、図１の実線位置をＯＦＦ状態とし、図１のシートＳの搬送経路を切り換える場合をＯＮ状態とする。また、第１搬送路１８，第２搬送路２３及び第３搬送路２４によってループ状に形成されるシートＳの搬送路には、Ａ４横サイズのシートＳが同時に３枚収容できるようになっているものとする。また、以下の説明は、シートＳが第１給紙カセット１２から送り出される場合を例にしたものである。
【００２５】
片面印刷の場合、第１給紙カセット１２から送り出されたシートＳは、第１搬送路１８を通って画像形成部３に送り込まれ、この画像形成部３によってトナー像が転写され、そのトナー像が定着部４で加熱・加圧されることにより定着され、第２搬送路２３を通り、排紙ローラ１１によって本体５の外部（例えば、排紙トレイ６）に画像形成面を上にして（アップフェースで）排出される。また、この片面印刷の場合、第３給紙カセット１４又は第４給紙カセット１５から送り出されたシートＳは、スイッチバック搬送路２２のシート排出部２２ｂから第１搬送路１８に送り込まれた後、第１給紙カセット１２又は第２給紙カセット１３から送り出されたシートＳと同様に処理される。
【００２６】
ここで、画像形成面を下にして（ダウンフェースで）シートＳを排出する場合には、定着部４から排出されたシートＳが第３搬送路２４及び第１搬送路１８内に送り込まれた後、シートＳがその後端側から第４搬送路２５に送り出され、表裏が反転されたシートＳが排紙ローラ１１によって本体５の外部（例えば、排紙トレイ６上）に排出される。
【００２７】
両面印刷の場合、先ず第１給紙カセット１２から所定のタイミングで３枚のシートＳが連続して第１搬送路１８に送り出される。この第１給紙カセット１２から送り出されたシートＳは、第１搬送路１８を通って画像形成部３に送り込まれ、この画像形成部３によってトナー画像が片面に形成された後、そのトナー画像が定着部４で定着させられる。そして、定着部４から第２搬送路２３に排出されたシートＳは、第３搬送路２４に案内され、更に第１搬送路１８に案内される。この第１搬送路１８に案内されたシートＳの先端を第３シート検知センサ４６が検知すると、第１分岐爪２６がＯＮ状態からＯＦＦ状態（図１の実線位置）に姿勢を切り換えて、片面印刷済みの一枚のシートＳをスイッチバック搬送路２２に導入する。その後、シートＳの後端が第２シート検知センサ４４によって検知されると、各搬送ローラ３８，４０が逆方向に（シートＳを図１の上方向に搬送するように）回転すると共に、第２分岐爪２７がＯＮ状態に切り換わり、シートＳが後端側からスイッチバック搬送路２２のシート排出部２２ｂを介して第１搬送路１８に送り出される。これにより、シートＳの表裏が反転され、画像の形成されていない裏面側が感光体４７に対面するようになる。
【００２８】
一枚目のシートＳがスイッチバック搬送路２２から送り出される際に、その一枚目のシートＳの後端（スイッチバック搬送路２２における搬送方向後端）が第２シート検知センサ４４によって検知されると、搬送ローラ３８，４０が正回転（シートＳをスイッチバック搬送路２２内部に導入する方向に回転）すると共に、第２分岐爪２７がＯＦＦ状態になる。そして、片面印字済みの二枚目のシートＳがスイッチバック搬送路２２に導入され、この二枚目のシートＳが上述の一枚目のシートＳと同様に表裏反転された状態で第１搬送路１８に戻される。
【００２９】
二枚目のシートＳがスイッチバック搬送路２２から送り出される際に、その二枚目のシートＳの後端（スイッチバック搬送路２２における搬送方向後端）が第２シート検知センサ４４によって検知されると、搬送ローラ３８，４０が正回転（シートＳをスイッチバック搬送路２２内部に導入する方向に回転）すると共に、第２分岐爪２７がＯＦＦ状態になる。そして、片面印字済みの三枚目のシートＳがスイッチバック搬送路２２に導入され、この三枚目のシートＳが上述の一〜二枚目のシートＳと同様に表裏反転された状態で第１搬送路１８に戻される。
【００３０】
三枚目のシートＳがスイッチバック搬送路２２から送り出される際に、その三枚目のシートＳの後端（スイッチバック搬送路２２における搬送方向後端）が第２シート検知センサ４４によって検知されると、第１分岐爪２６がＯＦＦ状態に切り換わり、四枚目から六枚目のシートＳが第１給紙カセット１２から所定のタイミングで順次第１搬送路１８に送り出され、上述の一枚目から三枚目のシートＳの場合と同様に印刷処理される。
【００３１】
尚、スイッチバック搬送路２２から送り出されたシートＳは、レジストローラ３６によって斜行が補正された後に画像形成部３に送り込まれ、その画像が形成されていない裏面側にトナー画像が形成され、そのトナー画像が定着部４によって定着させられる。そして、この定着部４から排出されたシートＳは、第２搬送路２３を通り、排紙ローラ１１によって本体５の外部（例えば、排紙トレイ６）に裏面を上にして排出される。
【００３２】
（本実施の形態の効果）
以上のように構成された本実施の形態の画像形成装置１は、両面印刷用の中間トレイを設置する必要がないため、全体構造の小型化・軽量化を図ることができることはもちろんのこと、片面印刷の場合に、第１給紙カセット１２及び第２給紙カセット１３から送り出すシートＳをスイッチバック搬送路２２を通過させずに画像形成部３に搬送でき、全てのシートがスイッチバック搬送路を通過するように構成された第１従来例に比較し、印刷時間の短縮化を図ることができる。
【００３３】
また、本実施の形態の画像形成装置１は、スイッチバック搬送路２２が第３給紙カセット１４及び第４給紙カセット１５から送り出されたシートＳの搬送路を兼ねているため、シートＳの表裏を反転させるための搬送路を別途設ける必要がなく、本体５内の構成を簡略化することができると共に、第２従来例のような不具合（排紙トレイ上に積載されたシートの整合を乱すという不具合）を生じるようなことがない。
【００３４】
また、本実施の形態の画像形成装置１は、上述のように、スイッチバック搬送路２２が本体５内に設置されており、シートＳの表裏反転時において、第２従来例のように本体５の外部に排出するものでないため、使用者が誤って片面のみ印刷されたシート（両面印刷が終了していないシート）Ｓを本体５から引き抜いてしまうような虞がない。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、シートの片面にのみ印刷する場合、シートをスイッチバック搬送路を通過させずに画像形成部に搬送できるため、印刷効率を高めることができ、且つ、シートの両面に印刷する場合、シートを排紙トレイ上に一時的に排出した後にスイッチバック（表裏反転）させるようになっていないため、排紙トレイ上に積載された印刷済みのシートの整合を乱すことがない。
【００３６】
また、本発明は、スイッチバック搬送路が給紙カセットから送り出されたシートの搬送路としても機能するようになっているため、両面印刷用の中間トレイを省略できることは勿論のこと、装置本体内のスペースを有効に利用でき、全体構造の小型化・軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】第１従来例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図３】第２従来例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１……画像形成装置、３……画像形成部、６……排紙トレイ、１２……第１給紙カセット、１３……第２給紙カセット、１４……第３給紙カセット、１５……第４給紙カセット、１８……第１搬送路、２２……スイッチバック搬送路、２３……第２搬送路、２４……第３搬送路、Ｓ……シート

Claims (2)

1. 給紙カセットから送り出されたシートを画像形成部に供給する第１搬送路と、
   前記画像形成部によって画像が形成されたシートを排紙トレイに案内する第２搬送路と、
   この第２搬送路から分岐して前記第１搬送路に接続する第３搬送路と、
   前記第１搬送路から分岐して、先端から進入したシートを後端から前記第１搬送路に戻すスイッチバック搬送路と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記スイッチバック搬送路に、前記給紙カセットとは別の給紙カセットが接続され、
   該給紙カセットから送り出されたシートが前記スイッチバック搬送路を介して前記第１搬送路に搬送されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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