JP3945093B2

JP3945093B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3945093B2
Application number: JP29711399A
Authority: JP
Inventors: 富美男高城
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2019-10-19
Also published as: JP2001117291A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、単色画像をシートの両面に形成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンター、ファクシミリ装置および複写機などの画像形成装置には、従来より、シートの両面に画像を形成することができる構成を有するものが数多く提供されている。このような画像形成装置としては、例えば特開平１０−８３１０４号公報に記載された装置がある。この画像形成装置では、４色の現像器のうち黒現像器によって黒色のトナー像を現像し、中間転写体に一次転写する。そして、この中間転写体上の黒色トナー像を給送部から給送されたシートに二次転写することにより、モノクロ画像を形成する。それに続いて、シートを定着部へ搬送してモノクロ画像を当該シートに定着した後、排出ローラによって装置上面の排出部へ排出する。
【０００３】
また、片面に画像が定着されたシートの反対面に画像を形成すべく、シートを反転させる機構として反転ユニットが設けられている。この反転ユニットは、排紙経路に沿って設けられた２組の搬送ローラ対と、フラッパとで構成されており、上記のようにして定着処理されたシートを搬送ローラ対によって排出部側に搬送させた後、今度は搬送ローラ対を逆回転させてシートを反転搬送する。この反転搬送時、フラッパを切換ておき、反転搬送路に搬入させる。この後は、反転路搬送ローラ対により再びレジストローラ対の位置にまで搬送させる。
【０００４】
そして、上記と同様にして、シートの反対面にモノクロ画像を形成することでシート両面への画像形成を完了し、当該シートを排出ローラによって装置上面の排出部へ排出する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、上記のようにしてモノクロ両面記録を行っているが、スイッチバック経路が１個しかなく、反転ユニットでのシートの反転搬送が完了するまで次のシートを反転ユニットに搬送することができず、この反転搬送のたびに画像形成処理を空転させて待機しておく必要がある。このため、複数のシートに対してモノクロ両面画像を形成する場合、シートの反転搬送を実行するために避けられない画像形成の待機時間（空転時間）が必然的に長くなり、その結果、単位時間当りに画像形成することができるページ数、つまりスループットが低いという問題があった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高スループットで単色両面画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置は、単色画像をシートの両面に形成する画像形成装置であって、上記目的を達成するために、単色画像をシートに形成する画像形成手段と、前記画像形成手段にシートを給紙する給紙手段と、シートを前記給紙手段に再給紙する再給紙手段と、ｍ個（ｍ≧３）のビンと、該ｍ個のビンに一対一で対応して設けられ各々対応するビンにシートを排紙可能であるｍ個の排紙経路とを有するとともに、前記ｍ個の排紙経路のうちｎ個（ｍ≧ｎ≧３）の排紙経路の各々は前記画像形成手段によって片面のみに画像が形成されたシートを前記再給紙手段にスイッチバック反転させるためのスイッチバック経路としても機能するマルチビンユニットと、前記画像形成手段、前記給紙手段、前記再給紙手段および前記マルチビンユニットを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、下記のｎ枚連続処理および（ｎ−１）枚連続処理を、シート１枚が前記マルチビンユニットから前記再給紙手段に向けて反転搬送されて次のシートを前記マルチビンユニットに搬入可能となるのに必要な待機時間だけ隔てて実行する一方面処理と、前記一方面処理からさらに、前記待機時間だけ経過した後、前記一方面処理を受けた（２ｎ−１）枚のシートについて連続的に、各シートの他方面にさらに前記画像形成手段によって画像を形成する他方面処理とを実行している。
【０００８】
なお、前記ｎ枚連続処理とは、前記画像形成手段によってｎ枚の未処理シートについて連続的に、各シートの一方面に画像を形成した後、各シートをそれぞれ異なるスイッチバック経路に搬送してスイッチバック反転させる処理を意味し、また前記（ｎ−１）枚連続処理とは、前記画像形成手段によって（ｎ−１）枚の未処理シートについて連続的に、各シートの一方面に画像を形成した後、各シートをそれぞれ異なるスイッチバック経路に搬送してスイッチバック反転させる処理を意味している。
【００１１】
ここで、両面画像形成すべきシートが（２ｎ−１）枚を超えるときには、前記一方面処理と前記他方面処理とが、（２ｎ−１）枚ごとに繰り返される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
Ａ．画像形成装置の全体構成
図１は、この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置である。この画像形成装置では、ケース１内部に、像担持体ユニット２、露光ユニット３、転写ユニット４および定着ユニット５が設けられ、これらによってシートに画像を形成する画像形成手段が構成されている。また、画像形成手段に対してシートを給紙し、画像形成済みのシートを所定の排紙位置に排紙する給排紙ユニット６もケース１内に設けられている。
【００１３】
そして、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が制御ユニット７に与えられると、制御ユニット７が装置各部を制御してシートＳに画像信号に対応する画像を形成する。すなわち、この画像形成装置では、像担持体ユニット２の感光体２１にトナー像が形成され、さらに転写ユニット４の中間転写ベルト４６に一次転写される。そして、この一次転写像（トナー像）が給排紙ユニット６によって転写位置に給送されてきたシートＳに二次転写された後、このシートＳが定着ユニット５に搬送され、定着処理を受ける。この定着処理済みのシートＳは給排紙ユニット６の排紙部６４によって所定の排紙位置に給送される。以下、装置各部の構成について説明した後、本発明の特徴部分について詳述する。
【００１４】
Ｂ−１．ケース１
このケース１の上面部は標準排紙トレイ１１として機能しており、ケース１の上面側部に開口された排紙口１２を介して画像形成済みのシートＳが１枚ずつ標準排紙トレイ１１に排紙されるように構成されている。また、この画像形成装置に対しては、その上方側にマルチビンユニット（図示省略）を、また側方にフィニッシャー（図示省略）を、オプション装備可能となっており、画像形成済みシートＳをマルチビンユニットおよびフィニッシャに搬送すべくケース１の上面および側面に開口１３，１４がそれぞれ設けられている。
【００１５】
Ｂ−２．像担持体ユニット２および露光ユニット３
また、この画像形成装置では、ケース１内部に対して像担持体ユニット２が着脱自在となっている。この像担持体ユニット２は、同図の矢印方向に回転可能な感光体２１を備えており、さらに感光体２１の周りにその回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ２２、現像手段としての現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋ、およびクリーニング部２４がそれぞれ配置されている。帯電ローラ２２は感光体２１の外周面に当接して外周面を均一に帯電させるものであり、この帯電ローラ２２によって帯電された感光体２１の外周面に向けて露光ユニット３からレーザ光Ｌが照射される。この露光ユニット３はホストコンピュータなどの外部装置より与えられた画像信号に応じてレーザ光Ｌを感光体２１上に走査露光して感光体２１上に画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００１６】
こうして形成された静電潜像は現像部２３によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では現像部２３として、イエロー用の現像器２３Ｙ、シアン用の現像器２３Ｃ、マゼンタ用の現像器２３Ｍ、およびブラック用の現像器２３Ｋがこの順序で感光体２１に沿って配置されている。これらの現像器２３Ｙ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｋは、それぞれ感光体２１に対して接離自在に構成されており、装置全体を制御する制御ユニット７からの指令に応じて上記４つの現像器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｂのうちの一の現像器が選択的に感光体２１に当接し、対応する色のトナーを感光体２１の表面に付与して感光体２１上の静電潜像を顕在化する。
【００１７】
現像部２３で現像されたトナー像は、ブラック用現像器２３Ｋとクリーニング部２４との間に位置する一次転写領域Ｒ1で転写ユニット４の中間転写ベルト４６上に一次転写される。なお、この転写ユニット４の構造については後で詳述する。
【００１８】
この一次転写領域Ｒ1から周方向（同図の矢印方向）に進んだ位置にクリーニング部２４が配置されている。このクリーニング部２４は、一次転写後に、感光体２１の外周面に残留付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレード２４１と、このクリーナブレード２４１によって掻き落とされたトナーを受ける受け部２４２とを備えている。
【００１９】
Ｂ−３．転写ユニット４
次に、転写ユニット４の構成について説明する。この実施形態では、転写ユニット４は、駆動ローラ４１と、４本の従動ローラ４２〜４５と、これら各ローラ４１〜４５に掛け渡された中間転写ベルト４６と、この中間転写ベルト４６に転写された中間トナー像をシートＳに二次転写する二次転写ローラ４８とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２１上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト４６上に重ね合わせてカラー像を形成し、シートＳに転写してフルーカラー画像を得る。また、モノクロ画像をシートＳに転写する場合には、感光体２１上にブラックトナー像のみを中間転写ベルト４６上に形成し、シートＳに転写してモノクロ画像を得る。
【００２０】
より具体的に説明すると、転写ユニット４は以下のように構成されている。すなわち、同図に示すように、一次転写領域Ｒ1のクリーニング部２４側（同図の右手側）に駆動ローラ４１が配置されている。この駆動ローラ４１の端部には歯車が固定されており、この歯車が感光体２１の駆動用歯車と噛み合うことで、駆動ローラ４１は感光体２１と略同一の周速で回転駆動される。そして、この駆動ローラ４１の回転にともなって中間転写ベルト４６が感光体２１と略同一の周速で図示矢印方向に循環駆動される。また、駆動ローラ４１には、中間転写ベルト４６を介して電極ローラ４７が外周側より当接されており、この電極ローラ４７を介して、中間転写ベルト４６の導電層（後で説明する）に一次転写電圧が印加される。
【００２１】
一方、一次転写領域Ｒ1の現像部２３側（同図の左手側）に従動ローラ４５が配置され、駆動ローラ４１との間で中間転写ベルト４６に対して張力を与えている。これによって、両ローラ４１，４６の間に位置するベルト部分が感光体２１に圧接され、一次転写部が形成される。
【００２２】
残りのローラのうち従動ローラ４２はテンションローラであり、図示しない付勢手段によって中間転写ベルト４６に対して張力を与えている。また、従動ローラ４３は二次転写領域R2を形成するバックアップローラである。
【００２３】
このバックアップローラ４３には、中間転写ベルト４６を挟んで二次転写ローラ４８が対向配置されている。この二次転写ローラ４８は、図示しない接離機構により中間転写ベルト４６に対して接離可能となっており、二次転写時には中間転写ベルト４６に押し付けられる。そして、この圧接状態で、二次転写ローラ４８に二次転写電圧が印加されて中間転写ベルト４６に転写されているトナー像が給排紙ユニット６によって二次転写領域Ｒ2に給送されてきたシートＳに転写される（二次転写）。
【００２４】
また、従動ローラ４４はベルトクリーナ４９のためのバックアップローラである。このベルトクリーナ４９は、中間転写ベルト４６と接触してその外周面に残留付着しているトナーを掻き落すクリーナブレード４９１と、このクリーナブレード４９１によって掻き落されたトナーを受ける受け部４９２とを備えている。このベルトクリーナ４９は、図示しない接離機構によって中間転写ベルト４６に対して接離可能となっている。
【００２５】
なお、この実施形態では中間転写ベルト４６は、合成樹脂からなる絶縁性基体と、この絶縁性基体上に形成された導電層と、この導電層の上に形成されて感光体２１に圧接される抵抗層とで構成された３層構造を有している。そして、この３層構造の中間転写ベルト４６の側縁部では、抵抗層が帯状に除去されて導電層が帯状に露出し、この露出部に電極ローラ４７が接触することで中間転写ベルト４６に対して一次転写電圧が印加される。また、この中間転写ベルト４６は上記３層構造を有するベルトの両端部をつなぎ合わせて無端状に仕上げられたものであり、この継目部分を避けてトナー像が一次転写されるように制御される。
【００２６】
Ｂ−４．定着ユニット５
転写ユニット４によってトナー像が転写されたシートＳは後述する給排紙ユニット６によって所定の給紙経路６３０（同図中の２点鎖線）に沿って給紙されるが、二次転写領域Ｒ2の下流側に定着ユニット５が配置されている。この定着ユニット５は、２つの定着部５１，５２によって形成されている。メイン定着部５１では、給紙経路６３０の上方側に配置されたヒートローラ５１１と、このヒートローラ５１１に対して下方側より圧接された加圧ローラ５１２とで構成されており、搬送されてくるシートＳに転写されているトナー像をシートＳに定着する。一方、補助定着部５２では、給紙経路の下方側に配置されたヒートローラ５２１と、このヒートローラ５２１に対して上方側より圧接された加圧ローラ５２２とで構成されており、メイン定着部５１で発生するシートＳのくせを緩和している。このようにして画像形成済みのシートＳは給排紙ユニット６によってさらに給紙経路６３０に沿って標準排紙トレイ１１やマルチビンユニットなどに向けて給紙される。
【００２７】
Ｂ−５．給排紙ユニット６
給排紙ユニット６は、複数枚のシートＳを積層状態で収納可能なカセット６１および手差しトレイ６２と、カセット６１または手差しトレイ６２からシートＳを給紙経路６３０に沿って二次転写領域Ｒ2および定着ユニット５に搬送する給紙部６３と、定着済みのシートＳを標準排紙トレイ１１、マルチビンユニットあるいはフィニッシャに選択的に排紙したり、搬送されてきたシートＳを再給紙部側に反転搬送する排紙部６４と、排紙部６４でのシートＳの排紙経路６４１ａ，６４１ｂを選択的に切換る切換部６５と、排紙部６４から搬送されたシートＳを再度給紙部６３に給紙する再給紙部６６と、で構成されている。
【００２８】
Ｂ−５−１．給紙部６３
給紙部６３は、カセット６１からシートＳを搬出するためにカセット６１に収納されたシートＳのうち最上位のシートＳと接触するようにピックアップローラ６３１が配設されている。そして、このピックアップローラ６３１によりカセット６１から搬出されるシートＳを確実に１枚ずつに分離するために、カセット６１の出口側（図１の右手側）に分離ローラ対６３２が設けられている。こうして、カセット６１に収納されているシートＳを１枚ずつ確実に二次転写領域Ｒ2に向けて取り出すことができるようになっている。このようなシートＳの取出構成については、手差しトレイ６２側でも同様である。すなわち、手差しトレイ６２に収納されているシートＳは、ピックアップローラ６３３により手差しトレイ６２から搬出され、さらに分離ローラ対６３４によって１枚ずつ確実に二次転写領域Ｒ2に向けて送り出されている。
【００２９】
カセット６１から送り出されたシートＳは第２および第３中継ローラ対６３５，６３６を介してゲートローラ対６３７に給送される一方、手差しトレイ６２から送り出されたシートＳは第３中継ローラ対６３６に直接搬送され、この第３中継ローラ対６３６を介してゲートローラ対６３７に給送される。なお、この画像形成装置では、オプションで装置下部へのカセット増設が可能となっており、増設カセット（図示省略）から開口１５を介してケース１内に給送されてきたシートを上記と同様にゲートローラ対６３７に給送すべく、開口１５の近傍に第１中継ローラ対６３８が配設されている。
【００３０】
上記のようにしてカセット６１、手差しトレイ６２あるいは増設カセットからゲートローラ対６３７に給送されてきたシートＳは、ゲートローラ対６３７によりレジスト処理された後、所定のタイミングで二次転写領域Ｒ2、つまり中間転写ベルト４６と二次転写ローラ４８との間に給紙される。このように、この実施形態では、構成要素６３１〜６３８によって給紙部６３が形成されており、カセット６１、手差しトレイ６２および増設カセットから二次転写領域Ｒ2、さらに排紙部６４に至るまでのシートＳの搬送経路が給紙経路６３０となっている。
【００３１】
Ｂ−５−２．排紙部６４
二次転写領域Ｒ2でトナー像が転写され、さらに定着ユニット５で定着処理を受けたシートＳは排紙部６４に給紙される。この排紙部６４は２つの排紙経路６４１ａ，６４１ｂを有しており、一方の排紙経路（第２排紙経路；第２スイッチバック経路）６４１ａは定着ユニット５から標準排紙トレイ１１に延びるとともに、他方の排紙経路（第１排紙経路；第１スイッチバック経路）６４１ｂは排紙経路６４１ａとほぼ平行に、再給紙部６６とマルチビンユニットとの間に延びている。これらの排紙経路６４１ａ，６４１ｂに沿って３つの駆動ローラ６４２ｃ〜６４４ｃが所定間隔を隔て、しかも両排紙経路６４１ａ，６４１ｂに挟まれるように配設されている。また、各駆動ローラ６４２ｃ〜６４４ｃに対応して、排紙経路６４１ａ側に従動ローラ６４２ａ〜６４４ａがそれぞれ配設されるとともに、排紙経路６４１ｂ側に従動ローラ６４２ｂ〜６４４ｂがそれぞれ配設されている。
【００３２】
上記３つの駆動ローラのうち定着ユニット５および再給紙部６６に近接して設けられた駆動ローラ６４２ｃは図１の紙面において反時計方向にのみ回転するように構成されている。このように、この排紙部６４では、駆動ローラ６４２ｃと従動ローラ６４２ａとで排紙入口ローラ対６４５が構成され、定着済みのシートＳを排紙部６４内に引き込む搬入手段として機能し、第２排紙経路６４１ａに沿ってシートＳを標準排紙トレイ１１に向けて搬送する。一方、駆動ローラ６４２ｃと従動ローラ６４２ｂとでスイッチバック出口ローラ対６４６が構成され、第１排紙経路６４１ｂに沿って搬送されてきたシートを排紙部６４から搬送する搬出手段として機能し、後述するようにして第２排紙経路６４１ａあるいは第１排紙経路６４１ｂで一時的に待機されたシートＳを再給紙部６６に向けて搬送する。
【００３３】
残りの駆動ローラ６４３ｃ，６４４ｃは、駆動ローラ６４２ｃとは異なり、正逆回転可能となっており、駆動ローラ６４３ｃ，６４４ｃの配設位置において第１および第２排紙ローラ対６４３，６４４をそれぞれ構成している。そして、駆動ローラ６４３ｃ，６４４ｃの回転方向に応じて両排紙経路６４１ａ，６４１ｂでシートＳを相反する方向に搬送可能となっている。例えば、図１の紙面において駆動ローラ６４３ｃ，６４４ｃが反時計方向に回転すると、第２排紙経路６４１ａに沿ってシートＳを標準排紙トレイ１１側に向けて搬送可能となると同時に、第１排紙経路６４１ｂに沿ってシートＳを再給紙部６６側に搬送可能となる。なお、駆動ローラ６４３ｃ，６４４ｃの回転方向が反転すると、シートＳは上記とは反転した方向に搬送される。
【００３４】
以上説明したように、この実施形態では、排紙部６４が画像形成手段によって片面のみに画像が形成されたシートを再給紙部６６にスイッチバック反転搬送させるスイッチバック手段として機能しており、２個（ｎ＝２）のスイッチバック経路６４１ａ，６４１ｂを有している。また、この実施形態では、いずれのスイッチバック経路６４１ａ，６４１ｂも排紙経路としても機能しており、後述するようにして両面に画像形成されたシートＳを排出可能となっている。
【００３５】
ところで、排紙経路６４１ａには、標準排紙トレイ１１の近傍位置において第３排紙ローラ対６４７が配設されている。この第３排紙ローラ対６４７は、排紙経路６４１ａを挟み込むように駆動ローラ６４７ｃおよび従動ローラ６４７ａが回転自在に配置されている。この第３排紙ローラ対６４７は第２排紙経路６４１ａに沿って搬送されてきたシートＳを標準排紙トレイ１１に積層排出する。
【００３６】
一方、第１排紙経路６４１ｂでは、第１排紙ローラ対６４３を構成する従動ローラ６４３ｂの直上位置に切換フラップ６４８が設けられ、排紙経路６４１ｂに沿って搬送されてくるシートＳの排紙先を切換可能となっている。すなわち、切換フラップ６４８が同図の実線位置に位置している時には、シートＳは排紙経路６４１ｂに沿ってそのまま搬送されてマルチビンユニットに向けて排紙される一方、切換フラップ６４８が排紙経路６４１ｂ上に位置すると、シートＳは排紙経路６４１ｂから離れ、開口１４を介してフィニッシャに排紙される。
【００３７】
さらに、上記のように構成された第１排紙ローラ対６４３と、排紙入口ローラ対６４５およびスイッチバック出口ローラ対６４６との間には、シートＳの搬送経路を２つの排紙経路６４１ａ，４６１ｂの間で切換る切換部６５が配設されており、この切換部６５を制御することでシートＳの搬送経路が選択的に切換られる。より具体的には、切換部６５は次のように構成されている。
【００３８】
Ｂ−５−３．切換部６５
図２は、図１の切換部を示す拡大斜視図である。切換部６５は、同図に示すように、第１切換フラップ６５１と、第２切換フラップ６５２とを備えている。そして、各切換フラップ６５１，６５２をそれぞれ駆動すべく、以下のように構成されている。
【００３９】
第１切換フラップ６５１は、定着処理を受け排紙入口ローラ対６４５によって搬送されてきたシートＳを上記排紙経路６４１ａ，６４１ｂのうちのいずれか一方に導くための切換手段をなすとともに、第１排紙経路６４１ｂに一旦搬入されたシートＳを再給紙部６６に導くためのものである。この第１切換フラップ６５１は、排紙経路６４１ａ，６４１ｂとの間に配置された軸６５３ｂに固定されている。この軸６５３ｂの一端にはアーム６５４ｂが固定され、さらにアーム６５４ｂの先端にはソレノイド６５５ｂのピン６５６ｂが連結されている。したがって、ピン６５６ｂが上動した位置にあるとき、第１切換フラップ６５１は図２に実線で示すようにその先端６５１ｂが第１の従動ローラ６４２ｂ側に指向する位置にあり、第２排紙入口ローラ対６４５によって搬送されてきたシートＳをそのまま第２排紙経路６４１ａに沿って標準排紙トレイ１１側に向けて導く。一方、ピン６５６ｂが下動すると、第１切換フラップ６５１は反時計方向に回動して、その先端６５１ｂが第２の従動ローラ６４２ａ側に指向する位置に切り替わり、第２排紙入口ローラ対６４５によって搬送されてきたシートＳをもう一方の第１排紙経路６４１ｂに沿って開口１３に向けて導く。
【００４０】
第２切換フラップ６５２は、第２排紙経路６４１ａに一旦搬入されたシートを再給紙部６６に導くためのもので、第１排紙経路６４１ｂの一面をガイドする案内板６５７の外側に配置された軸６５３ａに固定されている。この軸６５３ａの一端にはアーム６５４ａが固定され、さらにアーム６５４ａの先端に、ソレノイド６５５ａのピン６５６ａが連結されている。したがって、ピン６５６ａが上動した位置にあるとき、第２切換フラップ６５２は図１および図２に実線で示す第１排紙経路６４１ｂから退避した位置にある。一方、ピン６５６ａが下動すると、時計方向に回動してその先端部分６５２ａが第１排紙経路６４１ｂ中に入り込み、第２排紙経路６４１ａに一旦搬入されたシートを再給紙部６６に導く。
【００４１】
案内板６５７には、第２切換フラップ６５２に対向した切欠６５７ａが設けられており、第２切換フラップ６５２が時計方向に回動した際には、その先端部分６５２ａが、この切欠６５７ａに入り込んで、駆動ローラ６４２ｃと従動ローラ６４２ｂとのニップ部６４６ｂに向かう。一方、第１切換フラップ６５１が反時計方向に回動した際には、その先端６５１ｂが切欠６５７ａに入り込むようになっている。
【００４２】
なお、切換フラップ６４８の回動駆動機構については、第１および第２切換フラップ６５１，６５２と同様であるため、ここではその説明について省略する。
【００４３】
このように、この実施形態では、複数の排紙経路６４１ａ，６４１ｂを有する排紙部６４に切換部６５を組み込んで排紙装置が構成されており、この排紙装置によれば、画像形成済みのシートＳを２つの排紙経路６４１ａ，４６１ｂのいずれか一方に選択的に搬送することができるとともに、排紙経路６４１ａ，４６１ｂに搬送待機しているシートＳを選択的に再給紙部６６に搬送可能となっている。なお、特徴的な動作については、後で具体な画像形成シーケンスを示しながら詳述する。
【００４４】
Ｂ−５−４．再給紙部６６
図１に戻って、再給紙部６６の構成について説明する。この再給紙部６６は、スイッチバック出口ローラ対（搬出手段）６４６から搬送されてきたシートＳを再給紙経路６６４に沿って給紙部６３のゲートローラ対６３７に搬送するものであり、再給紙経路６６４に沿って配設された３つの再給紙ローラ対６６１〜６６３で構成されている。再給紙ローラ対６６１〜６６３の各々では、再給紙経路６６４の下方側に駆動ローラが配設されるとともに、その駆動ローラに対向当接して従動ローラが配設されている。このように、排紙部６４から搬送されてきたシートＳを再給紙経路６６４に沿ってゲートローラ対６３７に戻すことによって給紙部６３においてシートＳの非画像形成面が中間転写ベルト４６を向いて当該面に画像を二次転写可能となる。
【００４５】
Ｂ−６．制御ユニット７
図３は、図１の画像形成装置を制御する制御ユニットの概要構成を示すブロック図である。この制御ユニット７は、装置全体をコントロールするための種々の演算処理および制御指令を行うＣＰＵ７１１と、制御データや演算結果などを一時的に記憶するためのＲＡＭ７１２と、ＣＰＵ７１１で行う演算プログラムなどを記憶するＲＯＭ７１３とを有する制御部７１を備えている。この制御部７１は、通信インターフェース７７を介してホストコンピュータなどの外部装置と接続されており、この通信インターフェース７７を介して外部装置から画像信号などを入力可能となっている。また、この画像信号は通信インターフェース７７を介して画像メモリ７８にも直接入力され、画像信号に基づく画像データを記憶することができるようになっている。
【００４６】
制御部７１は、通信インターフェース７７以外にも、画像メモリ７８、操作ボタンや表示パネルなどからなる操作表示部７９、像担持体ユニット２の動作を制御するための像担持体ユニットコントローラ７２、露光ユニット３の動作を制御する露光ユニットコントローラ７３、転写ユニット４の動作を制御する転写ユニットコントローラ７４、定着ユニット５の動作を制御する定着ユニットコントローラ７５、および給排紙ユニット６の動作を制御する給排紙ユニットコントローラ７６と電気的に接続されて装置各部に制御指令を与えて装置全体を制御する。なお、この実施形態では、発明の特徴がシートＳの搬送動作と密接に関連するため、給排紙ユニットコントローラ７６の構成について、さらに詳説する。
【００４７】
この給排紙ユニットコントローラ７６は、同図に示すように、モータドライバ７６１、３つのクラッチドライバ７６２〜７６４、ソレノイドドライバ７６５、および給排紙ユニット６の各部に配設されてシートＳを検出するセンサ群７６６とで構成されている。これらのうちモータドライバ７６１は給排紙ユニット６の駆動源となる駆動モータ６７を駆動制御するためのものであり、駆動モータ６７の駆動力が給紙部６３、排紙部６４および再給紙部６６に伝達されてシートＳの搬送が行われる。
【００４８】
また、給紙部６３、排紙部６４および再給紙部６６では、ローラの一部に対してはクラッチ（図示省略）を介して上記駆動力を伝達しており、給紙部６３内に設けられた給紙側クラッチ群６８ａをクラッチドライバ７６２が、排紙部６４内に設けられた排紙側クラッチ群６８ｂをクラッチドライバ７６３が、また再給紙部６６内に設けられた再給紙側クラッチ群６８ｃをクラッチドライバ７６４が、それぞれＯＮ／ＯＦＦ制御するように構成されている。
【００４９】
さらに、排紙部６４においては、上記したように３つの切換フラップ６４１，６４２，６４８が設けられており、フラップ切換用ソレノイド群（ソレノイド６５５ａ，６５５ｂなど）によって回動駆動されるが、この実施形態ではフラップ切換用ソレノイド群を制御すべくソレノイドドライバ７６５が設けられている。
【００５０】
Ｃ．画像形成装置の動作
次に、上記のように構成された画像形成装置の動作、特に本件発明の特徴に最も関連する画像形成シーケンスについて詳述する。
【００５１】
この画像形成シーケンスは、Ａ４シートの両面にモノクロ画像を形成した後、標準排紙トレイに排紙するものであり、以下、図４および図６を参照しつつ説明する。
【００５２】
図４は、この発明にかかる画像形成方法の第１の実施形態（第１画像形成シーケンス）を示す模式図である。また、図５は、図４のタイミングＴにおけるシートの搬送状況を模式的に示す図である。
【００５３】
なお、図４において、「中間転写ベルト」の欄は、中間転写ベルト４６に一次転写されるトナー像を示している。また、同欄中の境界線は中間転写ベルト４６の継目部分を示しており、この実施形態では、中間転写ベルト４６には最大Ａ３サイズで１枚分、あるいはＡ４サイズで２枚分のトナー像を一次転写可能となっている。そして、一次転写されたトナー像の属性については、４つの英数字で表示している。それぞれの表示内容は次のとおりである。
【００５４】
数字：シートの枚数；
英文字：Ｆ…表面、Ｂ…裏面；
カッコ数字：ページ番号；
カッコ英文字：Ｋ…ブラック
また、「カッコ英文字」以外の表示内容は、同図中の「ゲートローラ」、「第１排紙経路」および「第２排紙経路」の欄、および後で説明する図６、図９〜図１１に示されているシートの属性にも共通して用いられている。
【００５５】
ａ：裏面印刷処理（一方面処理）
a-1：（ｎ−１）枚連続処理
まず、ホストコンピュータから画像信号が制御ユニット７に入力されると、２ページ目の画像（１枚目の裏面に形成すべき画像）の中間トナー像を形成するとともに、Ａ４サイズのシートＳ1をカセット６１などからゲートローラ対６３７まで搬送し、待機させておく。そして、適当なタイミングで中間トナー像をシートＳ1に二次転写し、定着ユニット５で定着させて１枚目の裏面側に２ページ目の画像を形成する。そして、こうして２ページ目の画像が形成されたシートＳ1を、排紙位置として予め選択された標準排紙トレイ１１につながる第２排紙経路（第２スイッチバック経路）６４１ａに搬送し、スイッチバック反転させて再給紙部６６に搬送する。
【００５６】
なお、この実施形態にかかる中間転写ベルト４６はＡ４サイズの中間トナー像を２枚分、同時に転写することができるが、この画像シーケンスでは、必要に応じて中間トナー像の同時形成枚数を切り換えて連続処理枚数、ならびに画像形成の待機時間を調整している。すなわち、この実施形態では、第２排紙経路６４１ａによってシートＳ1のスイッチバック反転を行っているが、このスイッチバック反転が完了する前に次のシートを排紙部（スイッチバック手段）６４に搬入すると、両シートが干渉してしまう。そこで、この（ｎ−１）枚連続処理に続いて、シート１枚が排紙部６４から反転搬送されて次のシートを排紙部６４に搬入可能となるのに必要な待機時間を確保すべく、中間転写ベルト４６の先頭側にのみ中間トナー像を形成している。なお、このような理由から画像形成を規制・待機していることを明示するために、図４および後で説明する図７および図１０〜図１２には、未画像形成個所（破線で囲った四角領域）Ｘが図示されている。
【００５７】
a-2：待機時間の経過
また、上記のように中間転写ベルト４６の先頭側にのみ中間トナー像を形成しているので、２ページ目の画像形成処理から次の画像形成処理まで画像形成処理が規制待機され、次のｎ枚連続処理で画像形成されるシートＳ2との干渉を避けつつ、シートＳ1は排紙経路６４１ａでスイッチバック反転され、再給紙部６６に反転搬送される。
【００５８】
a-3：ｎ枚連続処理
上記待機時間が経過すると、４ページ目の画像（２枚目の裏面に形成すべき画像）に相当する中間トナー像と、６ページ目の画像（３枚目の裏面に形成すべき画像）に相当する中間トナー像とが中間転写ベルト４１上に並んで形成される。そして、適当なタイミングでシートＳ2を給紙して４ページ目の中間トナー像をシートＳ2に二次転写し、定着ユニット５で定着させて２枚目の裏面側に４ページ目の画像を形成する。そして、こうして４ページ目の画像が形成されたシートＳ2をマルチビンユニット（図示省略）につながる第１排紙経路（スイッチバック経路）６４１ｂに搬送する。また、同様にして、６ページ目の画像を連続して次のシートＳ3の裏面に形成する。
【００５９】
こうして６ページ目の画像が形成されたシートＳ3を、図５に示すように、もう一方の第２排紙経路（第２スイッチバック経路）６４１ａに搬送する。このとき、排紙部６４がすでに詳述したように構成されているため、第２排紙経路６４１ａ側でのシートＳ3の搬送と同時に、第１排紙経路６４１ｂ側ではシートＳ2が再給紙部６６に向けて反転搬送される。このように、この画像形成シーケンスによれば、２枚のシートＳ2，Ｓ3の反転搬送を連続的に行うことができる。
【００６０】
ｂ：待機時間の経過（待機処理）
３枚のシートＳ1〜Ｓ3に対する裏面印刷処理に続いて、各シートＳ1〜Ｓ3の表面側に画像を形成する。すなわち、１ページ目の画像（１枚目の表面に形成すべき画像）に相当する中間トナー像を中間転写ベルト４６の後端側に形成する。その理由は、上記したようにｎ枚連続処理の最終段階では、第２排紙経路６４１ａによってシートＳ3のスイッチバック反転を行っているが、このスイッチバック反転が完了する前に次のシートＳ1を排紙部６４に搬入すると、両シートＳ１，Ｓ3が干渉してしまうためである。そこで、これを回避すべく、シート１枚が排紙部（スイッチバック手段）６４から反転搬送されて次のシートを排紙部６４に搬入可能となるのに必要な待機時間を確保すべく、中間転写ベルト４６の後端側にのみ中間トナー像を形成している。
【００６１】
ｃ：表面印刷処理（他方面処理）
すでに先行して再給紙部６６に搬送されているシートＳ1は、図５に示すように、ゲートローラ対６３７まで搬送され、待機しており、適当なタイミングでシートＳ1を二次転写領域Ｒ2に向けて給紙して１ページ目の画像に相当する中間トナー像をシートＳ1に二次転写し、定着ユニット５で定着させて１枚目の表面側に１ページ目の画像を形成する。こうして、シートＳ1の両面への画像形成が完了し、こうして両面に画像が形成されたシートＳ1を予め選択されている標準排紙トレイ１１に向けて排紙する。
【００６２】
また、これと連続して３ページ目の画像（２枚目の表面に形成すべき画像）および５ページ目の画像（３枚目の表面に形成すべき画像）を、各シートＳ2，Ｓ3に形成した後、先行して排紙されているシートＳ1に追随して標準排紙トレイ１１に向けて排紙する。
【００６３】
なお、両面画像形成すべきシートが３（＝２×２−１）枚を超えるとき、所望ページまでの画像がすべてシートに形成されるまで、裏面印刷処理と表面印刷処理とが３（＝２×２−１）枚ごとに繰り返される。
【００６４】
以上のように、スイッチバック経路が２個設けられており、最大２枚のシートを連続的に反転搬送することが可能となっており、未処理シートの裏面に画像を形成する裏面印刷処理（一方面処理）では、上記待機時間の間を除き、２枚のシートが連続的にスイッチバック反転され、また、裏面印刷処理が完了し、さらに上記待機時間が経過すると、直ちに表面印刷処理（一方面処理）によって片面に画像が形成されている３枚のシートに対して反対面（表面）への画像形成処理が連続的に実行されるので、スイッチバック経路でシートをスイッチバック反転させるたびに空転処理によって画像形成を待機していた従来例に比べてスループットを向上させることができる。
【００６５】
この実施形態では、裏面印刷処理において、（ｎ−１）枚連続処理を先に実行した後、待機時間の経過を待って、ｎ枚連続処理を実行している（図６（ａ）：２枚取り（パターンＡ））が、同図（ｂ）に示すように、ｎ枚連続処理と（ｎ−１）枚連続処理とを入れ替えて裏面印刷処理を行ってもよい（２枚取り（パターンＢ））。また、シート３（＝２×２−１）枚ごとに、裏面印刷処理を繰り返して行っているが、各裏面印刷処理では、同図（ａ）に示すように（ｎ−１）枚連続処理を先に実行した後、待機時間の経過を待って、ｎ枚連続処理を実行するパターンＡと、同図（ｂ）に示すようにｎ枚連続処理を先に実行した後、待機時間の経過を待って、（ｎ−１）枚連続処理を実行するパターンＢとを選択的に実行するようにしてもよい。このような裏面印刷処理における変形態様については、後の図９〜図１１に示す実施形態においても同様である。
【００６６】
また、上記実施形態にかかる画像形成装置は、２つのスイッチバック経路６４１ａ，６４１ｂを有する装置であるが、図１の装置にスイッチバック経路をさらに１または２個以上追加したり、図７や図８に示すマルチビンユニット８を設け、各ビンに対応して設けられた搬送ローラ対８１によってシートをスイッチバック反転させるスイッチバック経路８２をｎ（ｎ≧２：なお、これらの図に示す装置ではｎ＝４）個設けた装置にも、本発明を適用することができる。このようにマルチビンユニットを利用する場合、全ての搬送ローラ対によってスイッチバック経路を構成しなければならないというわけではなく、例えばｍ（＞ｎ）個の搬送ローラ対が設けられているマルチビンユニットにおいて、ｎ個の搬送ローラ対によってｎ個のスイッチバック経路を構成してもよい。
【００６７】
上記のようにスイッチバック経路の個数が「３」、「４」あるいは「ｎ」の場合の画像形成シーケンスは、それぞれ図９〜図１１である。すなわち、図９（ａ）に示すように、スイッチバック経路が３つ設けられている場合（ｎ＝３）には、裏面印刷処理（一方面処理）として、２枚のシートに対して２，４ページ目の画像を形成する（ｎ−１）枚連続処理と、シート１枚分だけ画像形成を待機する待機時間経過処理と、３枚のシートに対して６，８，１０ページ目の画像を形成するｎ枚連続処理とをこの順序で実行している。そして、裏面印刷処理からさらに、待機時間だけ経過した後、５（＝２×３−１）枚のシートについて連続的に、各シートの反対面（表面）にさらに１，３，５，７，９ページ目の画像を形成する表面印刷処理を実行する。
【００６８】
また、図１０（ａ）に示すように、スイッチバック経路が４つ設けられている場合（ｎ＝４）には、裏面印刷処理（一方面処理）として、３枚のシートに対して２，４，６ページ目の画像を形成する（ｎ−１）枚連続処理と、シート１枚分だけ画像形成を待機する待機時間経過処理と、４枚のシートに対して８，１０，１２，１４ページ目の画像を形成するｎ枚連続処理とをこの順序で実行している。そして、裏面印刷処理からさらに、待機時間だけ経過した後、７（＝２×４−１）枚のシートについて連続的に、各シートの反対面（表面）にさらに１，３，５，７，９，１１，１３ページ目の画像を形成する表面印刷処理を実行する。
【００６９】
さらに、図１１（ａ）に示すように、スイッチバック経路がｎ個設けられている場合には、裏面印刷処理（一方面処理）として、（ｎ−１）枚のシートに対して２，４，６，…（２ｎ−２）ページ目の画像を形成する（ｎ−１）枚連続処理と、シート１枚分だけ画像形成を待機する待機時間経過処理と、ｎ枚のシートに対して２ｎ，（２ｎ＋２），…，（４ｎ−３）ページ目の画像を形成するｎ枚連続処理とをこの順序で実行している。そして、裏面印刷処理からさらに、待機時間だけ経過した後、（２ｎ−１）枚のシートについて連続的に、各シートの反対面（表面）にさらに１，３，…，（２ｎ−３）ページ目の画像を形成する表面印刷処理を実行する。
【００７０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、カラーおよびモノクロ画像を形成することができる画像形成装置に本発明を適用しているが、モノクロ専用の画像形成装置に本発明を適用することができる。また、この実施形態では、黒色トナーによるモノクロ画像を形成しているが、他のトナー色を単独で用いて単色画像を形成する場合にも、本発明を適用することができることはいうまでもない。
【００７１】
また、上記実施形態では、一方面処理として裏面印刷処理を実行し、他方面処理として表面印刷処理を実行しているが、まず一方面処理において奇数ページの画像を形成した後、他方面処理において偶数ページの画像を形成するようにしてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、Ａ４サイズのシートにモノクロ両面画像を形成しているが、本発明の適用可能なシートサイズはこれに限定されるものではなく、任意である。
【００７３】
さらに、上記実施形態では、継目部分を有する中間転写ベルト４６を中間転写媒体として用いているが、中間転写媒体として継ぎ目なしの中間転写ベルトや従来例で用いられている中間転写ドラムなどを採用してもよい。また、中間転写媒体を用いずに感光体上のトナー像を直接シートに転写する画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、画像形成手段によって片面のみに画像が形成されたシートを再給紙手段にスイッチバック反転させるためにスイッチバック経路をｎ個（ｎ≧２）設けているので、最大ｎ枚のシートを連続的に反転搬送することが可能となっている。また、未処理シートの一方面に画像を形成する一方面処理では、待機時間の間を除き、複数のシートを連続的にスイッチバック反転することができ、また、一方面処理が完了し、さらに上記待機時間が経過すると、直ちに一方面処理によって片面に画像が形成されている（２ｎ−１）枚のシートに対して反対面への画像形成処理を連続的に実行することができるため、シートの反転搬送を実行するために避けられない画像形成の待機時間（空転時間）を短くしてスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一の実施形態を示す図である。
【図２】図１の切換部を示す拡大斜視図である。
【図３】図１の画像形成装置を制御する制御ユニットの概要構成を示すブロック図である。
【図４】この発明にかかる画像形成方法の第１の実施形態（第１画像形成シーケンス）を示す模式図である。
【図５】図４のタイミングＴにおけるシートの搬送状況を模式的に示す図である。
【図６】スイッチバック経路が２個である場合の画像形成シーケンスを示す模式図である。
【図７】この発明にかかる画像形成装置の他の実施形態を示す図である。
【図８】この発明にかかる画像形成装置の別の実施形態を示す図である。
【図９】スイッチバック経路が３個である場合の画像形成シーケンスを示す模式図である。
【図１０】スイッチバック経路が４個である場合の画像形成シーケンスを示す模式図である。
【図１１】スイッチバック経路がｎ個である場合の画像形成シーケンスを示す模式図である。
【符号の説明】
２…像担持体ユニット
３…露光ユニット
４…転写ユニット
５…定着ユニット
６…給排紙ユニット
７…制御ユニット（制御手段）
８…マルチビンユニット
６３…給紙部
６４…排紙部（スイッチバック手段）
６６…再給紙部
７１…制御部（制御手段）
８１…搬送ローラ対
８２…スイッチバック経路
６４１ａ，６４１ｂ…排紙経路（スイッチバック経路）
Ｓ，Ｓ1〜Ｓ3…シート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that forms a monochrome image on both sides of a sheet.
[0002]
[Prior art]
Many image forming apparatuses such as printers, facsimile machines, and copiers are conventionally provided with a configuration capable of forming images on both sides of a sheet. As such an image forming apparatus, for example, there is an apparatus described in JP-A-10-83104. In this image forming apparatus, a black toner image is developed by a black developing device among four color developing devices, and is primarily transferred to an intermediate transfer member. Then, the black toner image on the intermediate transfer member is secondarily transferred to the sheet fed from the feeding unit, thereby forming a monochrome image. Subsequently, after the sheet is conveyed to the fixing unit and the monochrome image is fixed on the sheet, the sheet is discharged to the discharge unit on the upper surface of the apparatus by the discharge roller.
[0003]
Further, a reversing unit is provided as a mechanism for reversing the sheet so as to form an image on the opposite side of the sheet having the image fixed on one side. This reversing unit is composed of two pairs of conveying rollers provided along the sheet discharge path and a flapper. The sheet fixed as described above is conveyed to the discharge unit side by the pair of conveying rollers. Then, the conveying roller pair is reversely rotated and the sheet is conveyed in the reverse direction. At the time of this reverse conveyance, the flapper is switched and carried into the reverse conveyance path. Thereafter, the sheet is conveyed again to the position of the registration roller pair by the reverse path conveyance roller pair.
[0004]
In the same manner as described above, a monochrome image is formed on the opposite surface of the sheet to complete image formation on both sides of the sheet, and the sheet is discharged to a discharge portion on the upper surface of the apparatus by a discharge roller.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above prior art, monochrome double-sided recording is performed as described above. However, there is only one switchback path, and the next sheet is conveyed to the reversing unit until the reversing conveyance of the sheet by the reversing unit is completed. Therefore, it is necessary to idle the image forming process and wait for each reversal conveyance. For this reason, when monochrome double-sided images are formed on a plurality of sheets, the waiting time (idling time) of image formation that is unavoidable in order to perform sheet reversal conveyance is inevitably increased, and as a result, unit time There is a problem that the number of pages on which images can be formed per hit, that is, the throughput is low.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an image forming apparatus capable of forming a single-color double-sided image with high throughput.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus that forms a single-color image on both sides of a sheet. In order to achieve the above object, an image-forming unit that forms a single-color image on a sheet; A sheet feeding unit that feeds sheets, a sheet refeeding unit that refeeds sheets to the sheet feeding unit, m (m ≧ 3) bins, and m bins in a one-to-one correspondence. M discharge paths that can discharge sheets to the corresponding bins, and each of n (m ≧ n ≧ 3) discharge paths among the m discharge paths. A multi-bin unit that also functions as a switchback path for switching back the sheet on which an image is formed only on one side by the image forming unit to the sheet refeeding unit; the image forming unit; the sheet feeding unit; Refeeding means and the multi-bi Control means for controlling the unit, wherein the control means reverses the following n-sheet continuous processing and (n-1) continuous processing for one sheet from the multi-bin unit toward the re-feeding means. A one-sided process that is executed while being separated by a waiting time necessary for the next sheet to be carried into the multi-bin unit; and after the one-sided process, the one-sided process is performed after the waiting time has elapsed. For the (2n-1) sheets that have undergone the processing, the other side processing for forming an image on the other side of each sheet is further performed by the image forming means.
[0008]
The n-sheet continuous processing means that the image forming unit continuously forms an image on one surface of each of n unprocessed sheets, and then conveys each sheet to a different switchback path. The switch back inversion processing means that the (n-1) continuous processing means that images are continuously applied to one side of each sheet of (n-1) unprocessed sheets by the image forming means. This means a process of conveying each sheet to a different switchback path and performing switchback inversion after forming.
[0011]
Here, when the number of sheets on which double-sided images are to be formed exceeds (2n-1), the one-side processing and the other-side processing are repeated for every (2n-1) sheets.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A. Overall configuration of image forming apparatus
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. This image forming apparatus forms a full color image by superposing four color toners of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), or uses only black (K) toner. This is an apparatus for forming a monochrome image. In this image forming apparatus, an image carrier unit 2, an exposure unit 3, a transfer unit 4 and a fixing unit 5 are provided inside a case 1, and these constitute an image forming means for forming an image on a sheet. Also provided in the case 1 is a paper feed / discharge unit 6 that feeds the sheet to the image forming means and discharges the image-formed sheet to a predetermined paper discharge position.
[0013]
When an image signal is given to the control unit 7 from an external device such as a host computer, the control unit 7 controls each part of the device to form an image corresponding to the image signal on the sheet S. That is, in this image forming apparatus, a toner image is formed on the photosensitive member 21 of the image carrier unit 2 and is further primarily transferred to the intermediate transfer belt 46 of the transfer unit 4. Then, after the primary transfer image (toner image) is secondarily transferred to the sheet S fed to the transfer position by the paper supply / discharge unit 6, the sheet S is conveyed to the fixing unit 5 and subjected to a fixing process. . The fixed sheet S is fed to a predetermined paper discharge position by the paper discharge unit 64 of the paper supply / discharge unit 6. Hereinafter, after describing the configuration of each part of the apparatus, the characteristic part of the present invention will be described in detail.
[0014]
B-1. Case 1
The upper surface portion of the case 1 functions as a standard paper discharge tray 11, and the sheets S on which images have been formed one by one through the paper discharge port 12 opened on the upper surface side portion of the case 1. It is configured so as to be discharged. The image forming apparatus can be optionally equipped with a multi-bin unit (not shown) on the upper side and a finisher (not shown) on the side. Openings 13 and 14 are provided on the upper surface and the side surface of the case 1 for conveyance to the bin unit and the finisher, respectively.
[0015]
B-2. Image carrier unit 2 and exposure unit 3
In this image forming apparatus, the image carrier unit 2 is detachable from the case 1. The image carrier unit 2 is provided with a photoconductor 21 that can rotate in the direction of the arrow in the figure, and further, a charging roller 22 as a charging unit and a developing unit around the photoconductor 21 along the rotation direction. The developing units 23Y, 23C, 23M, and 23K, and the cleaning unit 24 are arranged. The charging roller 22 is in contact with the outer peripheral surface of the photosensitive member 21 to uniformly charge the outer peripheral surface. The laser light L is emitted from the exposure unit 3 toward the outer peripheral surface of the photosensitive member 21 charged by the charging roller 22. Irradiated. The exposure unit 3 scans and exposes the laser beam L onto the photoconductor 21 in accordance with an image signal supplied from an external device such as a host computer, and forms an electrostatic latent image corresponding to the image signal on the photoconductor 21. .
[0016]
The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing unit 23. That is, in this embodiment, as the developing unit 23, a yellow developing unit 23Y, a cyan developing unit 23C, a magenta developing unit 23M, and a black developing unit 23K are arranged along the photoconductor 21 in this order. Has been. These developing units 23Y, 23C, 23M, and 23K are configured so as to be able to come into contact with and separate from the photoconductor 21, respectively, and the four developing units 23Y, 23Y, One of the developing units 23M, 23C, and 23B selectively abuts on the photoconductor 21, and the toner of the corresponding color is applied to the surface of the photoconductor 21 to reveal the electrostatic latent image on the photoconductor 21. To do.
[0017]
The toner image developed by the developing unit 23 is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 46 of the transfer unit 4 in the primary transfer region R1 located between the black developing device 23K and the cleaning unit 24. The structure of the transfer unit 4 will be described in detail later.
[0018]
A cleaning unit 24 is disposed at a position advanced from the primary transfer region R1 in the circumferential direction (the arrow direction in the figure). The cleaning unit 24 includes a cleaner blade 241 that scrapes off toner remaining on the outer peripheral surface of the photoconductor 21 after the primary transfer, and a receiving unit 242 that receives toner scraped off by the cleaner blade 241. Yes.
[0019]
B-3. Transfer unit 4
Next, the configuration of the transfer unit 4 will be described. In this embodiment, the transfer unit 4 is transferred to the driving roller 41, the four driven rollers 42 to 45, the intermediate transfer belt 46 stretched over the rollers 41 to 45, and the intermediate transfer belt 46. And a secondary transfer roller 48 for secondary transfer of the intermediate toner image onto the sheet S. When a color image is transferred to the sheet S, the color toner images formed on the photoreceptor 21 are superimposed on the intermediate transfer belt 46 to form a color image, which is then transferred to the sheet S to be a full color. Get an image. When a monochrome image is transferred to the sheet S, only a black toner image is formed on the intermediate transfer belt 46 on the photosensitive member 21 and transferred to the sheet S to obtain a monochrome image.
[0020]
More specifically, the transfer unit 4 is configured as follows. That is, as shown in the figure, the drive roller 41 is disposed on the cleaning unit 24 side (right hand side in the figure) of the primary transfer region R1. A gear is fixed to the end of the drive roller 41, and the gear is engaged with the drive gear of the photoconductor 21, so that the drive roller 41 is rotationally driven at substantially the same peripheral speed as the photoconductor 21. As the drive roller 41 rotates, the intermediate transfer belt 46 is circulated and driven in the direction indicated by the arrow at the same peripheral speed as that of the photosensitive member 21. An electrode roller 47 is in contact with the drive roller 41 from the outer peripheral side via an intermediate transfer belt 46, and a conductive layer (to be described later) of the intermediate transfer belt 46 via the electrode roller 47. A primary transfer voltage is applied.
[0021]
On the other hand, a driven roller 45 is disposed on the developing unit 23 side (left-hand side in the figure) of the primary transfer region R 1, and applies tension to the intermediate transfer belt 46 between the driving roller 41. As a result, the belt portion located between the rollers 41 and 46 is pressed against the photoreceptor 21 to form a primary transfer portion.
[0022]
Of the remaining rollers, the driven roller 42 is a tension roller, and applies tension to the intermediate transfer belt 46 by a biasing means (not shown). The driven roller 43 is a backup roller that forms the secondary transfer region R2.
[0023]
A secondary transfer roller 48 is opposed to the backup roller 43 with the intermediate transfer belt 46 interposed therebetween. The secondary transfer roller 48 can be brought into and out of contact with the intermediate transfer belt 46 by a contact / separation mechanism (not shown), and is pressed against the intermediate transfer belt 46 during the secondary transfer. In this pressure contact state, a secondary transfer voltage is applied to the secondary transfer roller 48 and the toner image transferred to the intermediate transfer belt 46 is fed to the secondary transfer region R2 by the paper feed / discharge unit 6. Transferred to the sheet S (secondary transfer).
[0024]
The driven roller 44 is a backup roller for the belt cleaner 49. The belt cleaner 49 includes a cleaner blade 491 that contacts the intermediate transfer belt 46 and scrapes off toner remaining on the outer peripheral surface thereof, and a receiving portion 492 that receives the toner scraped off by the cleaner blade 491. ing. The belt cleaner 49 can be brought into and out of contact with the intermediate transfer belt 46 by a contact and separation mechanism (not shown).
[0025]
In this embodiment, the intermediate transfer belt 46 is an insulating base made of a synthetic resin, a conductive layer formed on the insulating base, and formed on the conductive layer and pressed against the photoreceptor 21. It has a three-layer structure composed of a resistance layer. At the side edge portion of the intermediate transfer belt 46 having the three-layer structure, the resistance layer is removed in a strip shape, and the conductive layer is exposed in a strip shape. The electrode roller 47 is in contact with the exposed portion, so that the intermediate transfer belt 46 is contacted. On the other hand, a primary transfer voltage is applied. The intermediate transfer belt 46 is finished in an endless manner by joining both end portions of the belt having the three-layer structure, and is controlled so that the toner image is primarily transferred while avoiding the joint portion. .
[0026]
B-4. Fixing unit 5
The sheet S on which the toner image has been transferred by the transfer unit 4 is fed along a predetermined paper feed path 630 (two-dot chain line in the figure) by a paper feed / discharge unit 6 which will be described later. The fixing unit 5 is disposed on the downstream side. The fixing unit 5 is formed by two fixing portions 51 and 52. The main fixing unit 51 includes a heat roller 511 disposed on the upper side of the paper feed path 630 and a pressure roller 512 pressed against the heat roller 511 from the lower side, and is conveyed. The toner image transferred to the sheet S is fixed to the sheet S. On the other hand, the auxiliary fixing unit 52 includes a heat roller 521 disposed on the lower side of the sheet feeding path and a pressure roller 522 pressed against the heat roller 521 from the upper side. The habit of the sheet S generated at 51 is alleviated. In this way, the sheet S on which an image has been formed is further fed by the paper feed / discharge unit 6 along the paper feed path 630 toward the standard paper discharge tray 11 or the multi-bin unit.
[0027]
B-5. Feed / discharge unit 6
The paper supply / discharge unit 6 includes a cassette 61 and a manual feed tray 62 that can store a plurality of sheets S in a stacked state, and a sheet S from the cassette 61 or the manual feed tray 62 along the paper feed path 630 and the secondary transfer region R2 and The sheet feeding unit 63 that transports the sheet to the fixing unit 5 and the fixed sheet S are selectively discharged to the standard sheet discharge tray 11, the multibin unit, or the finisher, or the sheet S that has been transported is on the refeed unit side. A sheet discharge section 64 that reversely conveys the sheet S, a switching section 65 that selectively switches between the sheet S discharge paths 641a and 641b in the sheet discharge section 64, and a sheet S conveyed from the sheet discharge section 64 again. A refeed unit 66 that feeds paper to the unit 63.
[0028]
B-5-1. Paper feed unit 63
The sheet feeding unit 63 is provided with a pickup roller 631 so as to come into contact with the uppermost sheet S among the sheets S stored in the cassette 61 in order to carry out the sheet S from the cassette 61. A separation roller pair 632 is provided on the outlet side (right hand side in FIG. 1) of the cassette 61 in order to reliably separate the sheets S carried out from the cassette 61 one by one by the pickup roller 631. Thus, the sheets S stored in the cassette 61 can be reliably taken out one by one toward the secondary transfer region R2. Such a configuration of taking out the sheet S is the same on the manual feed tray 62 side. In other words, the sheets S stored in the manual feed tray 62 are carried out of the manual feed tray 62 by the pickup roller 633 and further sent out by the separation roller pair 634 one by one toward the secondary transfer region R2.
[0029]
The sheet S fed from the cassette 61 is fed to the gate roller pair 637 via the second and third relay roller pairs 635 and 636, while the sheet S fed from the manual feed tray 62 is fed to the third relay roller pair 636. And is fed to the gate roller pair 637 through the third relay roller pair 636. In this image forming apparatus, a cassette can be added to the lower part of the apparatus as an option, and sheets fed into the case 1 from the extension cassette (not shown) through the opening 15 are the same as described above. In order to feed the gate roller pair 637, a first relay roller pair 638 is disposed in the vicinity of the opening 15.
[0030]
The sheet S fed from the cassette 61, the manual feed tray 62, or the additional cassette as described above to the gate roller pair 637 is subjected to registration processing by the gate roller pair 637, and then at a predetermined timing, the secondary transfer region R2, That is, the paper is fed between the intermediate transfer belt 46 and the secondary transfer roller 48. As described above, in this embodiment, the paper feed unit 63 is formed by the components 631 to 638, and the cassette 61, the manual feed tray 62 and the additional cassette to the secondary transfer region R 2 and the paper discharge unit 64. A conveyance path of the sheet S is a sheet feeding path 630.
[0031]
B-5-2. Paper discharge unit 64
The sheet S to which the toner image is transferred in the secondary transfer region R2 and further subjected to the fixing process by the fixing unit 5 is fed to the paper discharge unit 64. The paper discharge unit 64 has two paper discharge paths 641a and 641b. One paper discharge path (second paper discharge path; second switchback path) 641a is transferred from the fixing unit 5 to the standard paper discharge tray 11. The other paper discharge path (first paper discharge path; first switchback path) 641b extends between the refeed unit 66 and the multi-bin unit substantially parallel to the paper discharge path 641a. Three drive rollers 642c to 644c are disposed along the paper discharge paths 641a and 641b at a predetermined interval and sandwiched between the paper discharge paths 641a and 641b. Corresponding to the driving rollers 642c to 644c, driven rollers 642a to 644a are disposed on the paper discharge path 641a side, and driven rollers 642b to 644b are disposed on the paper discharge path 641b side. .
[0032]
Of the three driving rollers, the driving roller 642c provided in the vicinity of the fixing unit 5 and the refeed unit 66 is configured to rotate only in the counterclockwise direction on the paper surface of FIG. As described above, in the paper discharge unit 64, the drive roller 642c and the driven roller 642a constitute a paper discharge entrance roller pair 645, which functions as a carry-in means for pulling the fixed sheet S into the paper discharge unit 64. The sheet S is conveyed toward the standard paper discharge tray 11 along the two paper discharge paths 641a. On the other hand, a switchback exit roller pair 646 is configured by the driving roller 642c and the driven roller 642b, and functions as an unloading unit that conveys the sheet conveyed along the first sheet discharge path 641b from the sheet discharge unit 64, which will be described later. In this way, the sheet S temporarily waiting in the second paper discharge path 641a or the first paper discharge path 641b is conveyed toward the refeed unit 66.
[0033]
Unlike the drive roller 642c, the remaining drive rollers 643c and 644c can be rotated forward and backward, and the first and second paper discharge roller pairs 643 and 644 are configured at the positions where the drive rollers 643c and 644c are disposed, respectively. is doing. Then, the sheet S can be conveyed in the opposite direction in the both paper discharge paths 641a and 641b according to the rotation direction of the drive rollers 643c and 644c. For example, when the driving rollers 643c and 644c rotate counterclockwise on the paper surface of FIG. 1, the sheet S can be conveyed toward the standard paper discharge tray 11 along the second paper discharge path 641a, and at the same time, the first discharge. The sheet S can be conveyed to the refeed unit 66 side along the paper path 641b. Note that when the rotation direction of the drive rollers 643c and 644c is reversed, the sheet S is conveyed in the direction reversed from the above.
[0034]
As described above, in this embodiment, the paper discharge unit 64 functions as a switchback unit that causes the re-feed unit 66 to reversely convey a sheet on which an image is formed on only one side by the image forming unit. There are two (n = 2) switchback paths 641a and 641b. In this embodiment, any one of the switchback paths 641a and 641b also functions as a sheet discharge path, and the sheet S on which both sides are formed can be discharged as will be described later.
[0035]
By the way, a third paper discharge roller pair 647 is arranged in the vicinity of the standard paper discharge tray 11 in the paper discharge path 641a. In the third paper discharge roller pair 647, a driving roller 647c and a driven roller 647a are rotatably arranged so as to sandwich the paper discharge path 641a. The third paper discharge roller pair 647 stacks and discharges the sheet S conveyed along the second paper discharge path 641a to the standard paper discharge tray 11.
[0036]
On the other hand, in the first paper discharge path 641b, a switching flap 648 is provided at a position immediately above the driven roller 643b constituting the first paper discharge roller pair 643, and the sheet S conveyed along the paper discharge path 641b is discharged. The destination can be switched. That is, when the switching flap 648 is located at the solid line position in the figure, the sheet S is conveyed as it is along the paper discharge path 641b and discharged toward the multi-bin unit, while the switching flap 648 is discharged. When positioned on the path 641b, the sheet S leaves the sheet discharge path 641b and is discharged to the finisher through the opening 14.
[0037]
Further, between the first discharge roller pair 643 configured as described above, the discharge inlet roller pair 645, and the switchback outlet roller pair 646, there are two sheet discharge paths 641a, A switching unit 65 that switches between 461b is provided, and the conveyance path of the sheet S is selectively switched by controlling the switching unit 65. More specifically, the switching unit 65 is configured as follows.
[0038]
B-5-3. Switching unit 65
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the switching unit of FIG. As shown in the drawing, the switching unit 65 includes a first switching flap 651 and a second switching flap 652. And it is comprised as follows in order to drive each switching flap 651,652 respectively.
[0039]
The first switching flap 651 serves as switching means for guiding the sheet S that has undergone the fixing process and is conveyed by the pair of paper discharge inlet rollers 645 to one of the paper discharge paths 641a and 641b. This is for guiding the sheet S once carried into the paper discharge path 641b to the refeed unit 66. The first switching flap 651 is fixed to a shaft 653b disposed between the paper discharge paths 641a and 641b. An arm 654b is fixed to one end of the shaft 653b, and a pin 656b of a solenoid 655b is connected to the tip of the arm 654b. Accordingly, when the pin 656b is in the upwardly moved position, the first switching flap 651 is at a position where the tip 651b is directed toward the first driven roller 642b as shown by the solid line in FIG. The sheet S conveyed by the roller pair 645 is guided to the standard paper discharge tray 11 side as it is along the second paper discharge path 641a. On the other hand, when the pin 656b moves downward, the first switching flap 651 rotates counterclockwise and switches to a position where the tip 651b is directed to the second driven roller 642a side, and the second discharge inlet roller pair 645 is moved. The sheet S that has been conveyed is guided toward the opening 13 along the other first paper discharge path 641b.
[0040]
The second switching flap 652 is for guiding the sheet once carried into the second paper discharge path 641a to the refeed unit 66, and is disposed outside the guide plate 657 that guides one surface of the first paper discharge path 641b. The shaft 653a is fixed. An arm 654a is fixed to one end of the shaft 653a, and a pin 656a of a solenoid 655a is connected to the tip of the arm 654a. Therefore, when the pin 656a is in the upwardly moved position, the second switching flap 652 is in a position retracted from the first paper discharge path 641b indicated by a solid line in FIGS. On the other hand, when the pin 656a moves downward, the pin 656a rotates clockwise and the leading end portion 652a enters the first paper discharge path 641b, and the sheet once carried into the second paper discharge path 641a is fed to the refeed unit 66. Lead.
[0041]
The guide plate 657 is provided with a notch 657a facing the second switching flap 652, and when the second switching flap 652 is rotated in the clockwise direction, the leading end portion 652a enters the notch 657a. , Toward the nip portion 646b between the driving roller 642c and the driven roller 642b. On the other hand, when the first switching flap 651 rotates counterclockwise, its tip 651b enters the notch 657a.
[0042]
In addition, since the rotation drive mechanism of the switching flap 648 is the same as that of the first and second switching flaps 651 and 652, the description thereof is omitted here.
[0043]
As described above, in this embodiment, the paper discharge unit is configured by incorporating the switching unit 65 into the paper discharge unit 64 having a plurality of paper discharge paths 641a and 641b. According to this paper discharge device, an image has already been formed. The sheet S can be selectively conveyed to one of the two sheet discharge paths 641a and 461b, and the sheet S waiting to be conveyed to the sheet discharge paths 641a and 461b is selectively selected. Can be transported. The characteristic operation will be described in detail later while showing a specific image forming sequence.
[0044]
B-5-4. Refeed unit 66
Returning to FIG. 1, the configuration of the paper refeed unit 66 will be described. The sheet refeeding unit 66 conveys the sheet S conveyed from the switchback exit roller pair (unloading means) 646 to the gate roller pair 637 of the sheet feeding unit 63 along the sheet refeeding path 664. It is composed of three refeed roller pairs 661 to 663 arranged along a refeed path 664. In each of the re-feed roller pairs 661 to 663, a drive roller is disposed below the re-feed path 664, and a driven roller is disposed in contact with the drive roller. In this manner, the sheet S conveyed from the paper discharge unit 64 is returned to the gate roller pair 637 along the refeed path 664 so that the non-image forming surface of the sheet S moves the intermediate transfer belt 46 in the paper supply unit 63. The image can be secondarily transferred to the surface.
[0045]
B-6. Control unit 7
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a control unit that controls the image forming apparatus of FIG. The control unit 7 stores a CPU 711 for performing various arithmetic processes and control commands for controlling the entire apparatus, a RAM 712 for temporarily storing control data and calculation results, a calculation program executed by the CPU 711, and the like. The control part 71 which has ROM713 to perform is provided. The control unit 71 is connected to an external device such as a host computer via a communication interface 77, and an image signal or the like can be input from the external device via the communication interface 77. The image signal is also directly input to the image memory 78 via the communication interface 77, and image data based on the image signal can be stored.
[0046]
In addition to the communication interface 77, the control unit 71 includes an image memory 78, an operation display unit 79 including operation buttons and a display panel, an image carrier unit controller 72 for controlling the operation of the image carrier unit 2, and an exposure unit. 3, an exposure unit controller 73 that controls the operation of the transfer unit 4, a transfer unit controller 74 that controls the operation of the transfer unit 4, a fixing unit controller 75 that controls the operation of the fixing unit 5, and a paper supply / discharge unit that controls the operation of the paper supply / discharge unit 6. It is electrically connected to the paper unit controller 76 and gives a control command to each part of the apparatus to control the entire apparatus. In this embodiment, since the features of the invention are closely related to the sheet S conveying operation, the configuration of the paper supply / discharge unit controller 76 will be described in further detail.
[0047]
As shown in the figure, the paper supply / discharge unit controller 76 is disposed in each part of the motor driver 761, the three clutch drivers 762 to 764, the solenoid driver 765, and the paper supply / discharge unit 6, and detects the sheet S. And a sensor group 766. Among these, the motor driver 761 is for driving and controlling a drive motor 67 which is a drive source of the paper supply / discharge unit 6, and the driving force of the drive motor 67 is the paper feed unit 63, the paper discharge unit 64, and the re-feed. The sheet S is conveyed to the section 66 and conveyed.
[0048]
Further, in the paper feed unit 63, the paper discharge unit 64, and the re-feed unit 66, the driving force is transmitted to a part of the rollers via a clutch (not shown), A clutch driver 762 is provided for the paper feed side clutch group 68a, a clutch driver 763 is provided for the paper discharge side clutch group 68b provided in the paper discharge unit 64, and a refeed paper provided in the paper refeed unit 66. The clutch driver 764 is configured to ON / OFF control the side clutch group 68c.
[0049]
Further, as described above, the paper discharge section 64 is provided with the three switching flaps 641, 642, and 648, and is driven to rotate by flap switching solenoid groups (solenoids 655a, 655b, etc.). In the embodiment, a solenoid driver 765 is provided to control the flap switching solenoid group.
[0050]
C. Operation of image forming apparatus
Next, the operation of the image forming apparatus configured as described above, particularly the image forming sequence most relevant to the features of the present invention will be described in detail.
[0051]
This image forming sequence is to form a monochrome image on both sides of an A4 sheet and then discharge it to a standard paper discharge tray, and will be described below with reference to FIGS.
[0052]
FIG. 4 is a schematic diagram showing the first embodiment (first image forming sequence) of the image forming method according to the present invention. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the sheet conveyance state at the timing T in FIG.
[0053]
In FIG. 4, the column “intermediate transfer belt” indicates a toner image that is primarily transferred to the intermediate transfer belt 46. In addition, the boundary line in the same column indicates the joint portion of the intermediate transfer belt 46. In this embodiment, the intermediate transfer belt 46 has a toner image corresponding to one sheet at the maximum A3 size or two sheets at the A4 size. The primary transfer is possible. The attributes of the primary transferred toner image are displayed with four alphanumeric characters. Each display content is as follows.
[0054]
Number: Number of sheets;
English letters: F ... Front side, B ... Back side;
Parentheses: page number;
Parenthesis English letters: K ... Black
In addition, the display contents other than “parenthesized English characters” include the “gate roller”, “first discharge path”, and “second discharge path” columns in FIG. To the sheet attributes shown in FIG.
[0055]
a: Back side printing process (one side process)
a-1: (n-1) continuous processing
First, when an image signal is input to the control unit 7 from the host computer, an intermediate toner image of the second page image (image to be formed on the back side of the first sheet) is formed, and an A4 size sheet S1 is loaded into the cassette. From 61 etc., it conveys to the gate roller pair 637 and waits. Then, the intermediate toner image is secondarily transferred to the sheet S1 at an appropriate timing and fixed by the fixing unit 5 to form the second page image on the back side of the first sheet. Then, the sheet S1 on which the image of the second page has been formed in this way is conveyed to a second paper discharge path (second switchback path) 641a connected to the standard paper discharge tray 11 that is selected in advance as the paper discharge position, and switched back. The paper is reversed and conveyed to the paper refeed unit 66.
[0056]
The intermediate transfer belt 46 according to this embodiment can simultaneously transfer two A4 size intermediate toner images, but in this image sequence, the number of intermediate toner images simultaneously formed is switched as necessary. The number of continuously processed sheets and the standby time for image formation are adjusted. That is, in this embodiment, the switchback reversal of the sheet S1 is performed by the second paper discharge path 641a, but the next sheet is carried into the paper discharge unit (switchback means) 64 before the switchback reversal is completed. Then, both sheets will interfere. Therefore, following this (n-1) sheet continuous processing, a standby time required for one sheet to be reversed and conveyed from the sheet discharge unit 64 and to be able to carry the next sheet into the sheet discharge unit 64 is ensured. Accordingly, an intermediate toner image is formed only on the leading side of the intermediate transfer belt 46. 4 and FIG. 7 and FIG. 10 to FIG. 12, which will be described later, in FIG. 4 and FIG. 10 to FIG. 12, which will be described later, are shown in FIG. A square area X is shown.
[0057]
a-2: Elapsed waiting time
Further, as described above, since the intermediate toner image is formed only on the leading side of the intermediate transfer belt 46, the image forming process is restricted from the image forming process of the second page to the next image forming process, and the next n While avoiding interference with the sheet S2 on which images are formed in the continuous sheet processing, the sheet S1 is switched back by the sheet discharge path 641a and conveyed to the refeed unit 66 in reverse.
[0058]
a-3: n sheets continuous processing
When the waiting time elapses, an intermediate toner image corresponding to an image on the fourth page (image to be formed on the back side of the second sheet) and an image on the sixth page (image to be formed on the back side of the third sheet) are displayed. Corresponding intermediate toner images are formed side by side on the intermediate transfer belt 41. Then, the sheet S2 is fed at an appropriate timing, the intermediate toner image of the fourth page is secondarily transferred to the sheet S2, and is fixed by the fixing unit 5 to form the image of the fourth page on the back side of the second sheet. To do. Then, the sheet S2 on which the image of the fourth page is thus formed is conveyed to a first paper discharge path (switchback path) 641b connected to a multibin unit (not shown). Similarly, the image of the sixth page is continuously formed on the back surface of the next sheet S3.
[0059]
As shown in FIG. 5, the sheet S3 on which the image of the sixth page is formed is conveyed to the other second paper discharge path (second switchback path) 641a. At this time, since the paper discharge unit 64 is configured as described in detail above, the sheet S2 is re-feeded on the first paper discharge path 641b simultaneously with the conveyance of the sheet S3 on the second paper discharge path 641a. It is conveyed reversely toward the part 66. Thus, according to this image forming sequence, the two sheets S2 and S3 can be continuously reversed and conveyed.
[0060]
b: Elapsed standby time (standby process)
Following the back surface printing process for the three sheets S1 to S3, images are formed on the front side of each of the sheets S1 to S3. That is, an intermediate toner image corresponding to the image of the first page (image to be formed on the surface of the first sheet) is formed on the rear end side of the intermediate transfer belt 46. The reason for this is that, as described above, in the final stage of the n-sheet continuous processing, the sheet S3 is switched back by the second discharge path 641a, but before the switchback inversion is completed, the next sheet S1 is loaded. This is because the sheets S1 and S3 interfere with each other when they are carried into the paper discharge unit 64. Therefore, in order to avoid this, in order to secure a waiting time necessary for one sheet to be reversely conveyed from the paper discharge unit (switchback means) 64 and to be able to carry the next sheet into the paper discharge unit 64, An intermediate toner image is formed only on the rear end side of the intermediate transfer belt 46.
[0061]
c: Surface printing process (other side process)
As shown in FIG. 5, the sheet S1 that has already been transported to the refeed unit 66 is transported to the gate roller pair 637 and is waiting, and the sheet S1 is transferred to the secondary transfer region R2 at an appropriate timing. The intermediate toner image corresponding to the image of the first page is secondarily transferred to the sheet S1 and fixed by the fixing unit 5 to form the image of the first page on the first surface side. Thus, the image formation on both sides of the sheet S1 is completed, and the sheet S1 thus formed with images on both sides is discharged toward the preselected standard discharge tray 11.
[0062]
In addition, an image on the third page (image to be formed on the surface of the second sheet) and an image on the fifth page (image to be formed on the surface of the third sheet) are continuously displayed on the sheets S2 and S3. After forming, the sheet is discharged toward the standard discharge tray 11 following the previously discharged sheet S1.
[0063]
When the number of sheets on which double-sided images are to be formed exceeds 3 (= 2 × 2-1), the back side printing process and the front side printing process are 3 (= 2) until all the images up to the desired page are formed on the sheet. × 2-1) Repeated every sheet.
[0064]
As described above, two switchback paths are provided, and it is possible to continuously reverse and convey a maximum of two sheets, and a back side printing process for forming an image on the back side of an unprocessed sheet ( In the one-side processing), except for the waiting time, the two sheets are continuously switched back and reversed, and when the back-side printing processing is completed and the waiting time has passed, Since the image forming process on the opposite surface (front surface) is continuously performed on the three sheets on which the image is formed on one side by the direction processing), every time the sheet is switched back in the switchback path. The throughput can be improved as compared with the conventional example in which image formation is waited by the idling process.
[0065]
In this embodiment, in the back surface printing process, after the (n-1) sheet continuous process is executed first, the n-sheet continuous process is executed after waiting time elapses (FIG. 6A: 2). As shown in FIG. 5B, the sheet printing (pattern A)) may be performed by switching the n-sheet continuous process and the (n-1) sheet continuous process to perform the back surface printing process (two sheets (pattern A). B)). In addition, the back side printing process is repeated for every 3 sheets (= 2 × 2-1), but in each back side printing process, as shown in FIG. Is executed first, and after waiting time elapses, the pattern A in which the n-sheet continuous processing is executed, and after the n-sheet continuous processing is executed first as shown in FIG. Then, the pattern B for executing the (n-1) sheet continuous processing may be selectively executed. The modification in the back side printing process is the same in the embodiments shown in FIGS.
[0066]
The image forming apparatus according to the above embodiment is an apparatus having two switchback paths 641a and 641b. However, one or more switchback paths may be added to the apparatus of FIG. The multi-bin unit 8 shown in FIG. 8 is provided, and n (n ≧ 2: in the apparatus shown in these drawings, the switchback path 82 for switching back the sheet by the conveying roller pair 81 provided corresponding to each bin is reversed. The present invention can be applied to n = 4) devices. When the multi-bin unit is used in this way, the switchback path does not have to be configured by all the conveyance roller pairs. For example, a multi-bin unit provided with m (> n) conveyance roller pairs. In this case, n switchback paths may be configured by n transport roller pairs.
[0067]
As described above, the image forming sequences when the number of switchback paths is “3”, “4”, or “n” are shown in FIGS. That is, as shown in FIG. 9A, when three switchback paths are provided (n = 3), as the back side printing process (one side process), 2 sheets are applied to two sheets. (N-1) continuous image processing for forming the image of the fourth page, standby time lapse processing for waiting for image formation for one sheet, and images of the sixth, eighth, and tenth pages for three sheets The n-sheet continuous processing for forming is performed in this order. Then, after the standby time has further elapsed since the back surface printing process, 5 (= 2 × 3-1) sheets are continuously added to the opposite surface (front surface) of each sheet by 1, 3, 5, 7, A front surface printing process for forming an image of the ninth page is executed.
[0068]
Further, as shown in FIG. 10A, when four switchback paths are provided (n = 4), as the back side printing process (one side process), 2 sheets are applied to 3 sheets. (N-1) continuous processing for forming images of the fourth and sixth pages, standby time lapse processing for waiting for image formation for one sheet, and 8, 10, 12, 14 for four sheets The n-sheet continuous processing for forming the image of the page is executed in this order. Then, after the waiting time has elapsed from the back surface printing process, 7 (= 2 × 4-1) sheets are continuously added to the opposite surface (front surface) of each sheet by 1, 3, 5, 7, A front surface printing process for forming images of the ninth, eleventh and thirteenth pages is executed.
[0069]
Further, as shown in FIG. 11A, when n switchback paths are provided, as the back surface printing process (one side process), 2,4 are applied to (n-1) sheets. , 6,... (2n-2) (n-1) continuous processing for forming an image of the page, standby time elapse processing for waiting for image formation for one sheet, and 2n for n sheets. , (2n + 2),..., (4n−3) -th page continuous processing for forming an image of page is executed in this order. Then, after the waiting time has further elapsed since the back surface printing process, the (2n-1) sheets are continuously printed on the opposite surface (front surface) of each sheet on pages 1, 3, ..., (2n-3). A front surface printing process for forming an eye image is executed.
[0070]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to an image forming apparatus capable of forming color and monochrome images, but the present invention can be applied to an image forming apparatus dedicated to monochrome. In this embodiment, a monochrome image is formed using black toner. However, it goes without saying that the present invention can also be applied to a case where a single color image is formed using other toner colors alone. .
[0071]
In the above embodiment, the back side printing process is executed as the one side process, and the front side printing process is executed as the other side process. First, after forming an odd page image in the one side process, An image of even pages may be formed.
[0072]
In the above embodiment, a monochrome double-sided image is formed on an A4 size sheet. However, the sheet size to which the present invention can be applied is not limited to this and is arbitrary.
[0073]
Furthermore, in the above embodiment, the intermediate transfer belt 46 having a seam portion is used as an intermediate transfer medium. However, an intermediate transfer belt without a seam or an intermediate transfer drum used in a conventional example is used as the intermediate transfer medium. May be. The present invention can also be applied to an image forming apparatus that directly transfers a toner image on a photoreceptor to a sheet without using an intermediate transfer medium.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, n switchback paths (n ≧ 2) are provided in order to switch back the sheet on which the image is formed on only one side by the image forming unit to the sheet refeeding unit. Therefore, it is possible to continuously reverse and convey a maximum of n sheets. Further, in the one-side processing for forming an image on one side of an unprocessed sheet, a plurality of sheets can be continuously switched back and inverted except during the waiting time, and the one-side processing is completed. When the standby time elapses, the image forming process on the opposite surface can be continuously executed on (2n-1) sheets on one side of which are immediately formed by one-side processing. Therefore, it is possible to improve the throughput by shortening the standby time (idling time) of image formation, which is inevitable for executing the reverse conveyance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
2 is an enlarged perspective view showing a switching unit in FIG. 1; FIG.
3 is a block diagram showing a schematic configuration of a control unit that controls the image forming apparatus of FIG. 1; FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a first embodiment (first image forming sequence) of an image forming method according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a sheet conveyance state at a timing T in FIG.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an image forming sequence when there are two switchback paths.
FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an image forming sequence when there are three switchback paths.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an image forming sequence when there are four switchback paths.
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an image forming sequence when there are n switchback paths.
[Explanation of symbols]
2 ... Image carrier unit
3. Exposure unit
4 ... Transcription unit
5 ... Fusing unit
6 ... Feed / discharge unit
7. Control unit (control means)
8 ... Multi-bin unit
63: Paper feeding unit
64 ... Paper discharge section (switchback means)
66 ... Re-feed section
71: Control unit (control means)
81 ... Conveying roller pair
82 ... Switchback path
641a, 641b ... paper discharge path (switchback path)
S, S1-S3 ... sheet

Claims

単色画像をシートの両面に形成する画像形成装置において、
単色画像をシートに形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段にシートを給紙する給紙手段と、
シートを前記給紙手段に再給紙する再給紙手段と、
ｍ個（ｍ≧３）のビンと、該ｍ個のビンに一対一で対応して設けられ各々対応するビンにシートを排紙可能であるｍ個の排紙経路とを有するとともに、前記ｍ個の排紙経路のうちｎ個（ｍ≧ｎ≧３）の排紙経路の各々は前記画像形成手段によって片面のみに画像が形成されたシートを前記再給紙手段にスイッチバック反転させるためのスイッチバック経路としても機能するマルチビンユニットと、
前記画像形成手段、前記給紙手段、前記再給紙手段および前記マルチビンユニットを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
下記のｎ枚連続処理および（ｎ−１）枚連続処理を、シート１枚が前記マルチビンユニットから前記再給紙手段に向けて反転搬送されて次のシートを前記マルチビンユニットに搬入可能となるのに必要な待機時間だけ隔てて実行する一方面処理と、
前記一方面処理からさらに、前記待機時間だけ経過した後、前記一方面処理を受けた（２ｎ−１）枚のシートについて連続的に、各シートの他方面にさらに前記画像形成手段によって画像を形成する他方面処理と
を実行することを特徴とする画像形成装置。
前記ｎ枚連続処理は、前記画像形成手段によってｎ枚の未処理シートについて連続的に、各シートの一方面に画像を形成した後、各シートをそれぞれ異なるスイッチバック経路に搬送してスイッチバック反転させる処理であり、
前記（ｎ−１）枚連続処理は、前記画像形成手段によって（ｎ−１）枚の未処理シートについて連続的に、各シートの一方面に画像を形成した後、各シートをそれぞれ異なるスイッチバック経路に搬送してスイッチバック反転させる処理である。In an image forming apparatus that forms a monochrome image on both sides of a sheet,
Image forming means for forming a monochrome image on a sheet;
A paper feeding means for feeding a sheet to the image forming means;
A refeed unit for refeeding the sheet to the sheet feed unit;
m (m ≧ 3) bins and m discharge paths that are provided in one-to-one correspondence with the m bins and that can discharge sheets to the corresponding bins. Each of the n (m ≧ n ≧ 3) paper discharge paths among the paper discharge paths is for switching back the sheet on which an image is formed on only one side by the image forming unit to the refeed unit. A multi-bin unit that also functions as a switchback path,
A control means for controlling the image forming means, the paper feeding means, the refeeding means and the multi-bin unit;
The control means includes
In the following n-sheet continuous processing and (n-1) continuous processing, one sheet is reversely conveyed from the multi-bin unit toward the re-feeding means, and the next sheet can be carried into the multi-bin unit. One-sided processing that is executed at intervals of the waiting time necessary to become,
Further, after the waiting time has elapsed since the one-side processing, the (2n-1) sheets subjected to the one-side processing are continuously formed on the other side of each sheet by the image forming unit. And performing the other side processing.
In the n-sheet continuous processing, after the n-unprocessed sheets are continuously formed on the one surface of each sheet by the image forming unit, each sheet is conveyed to a different switchback path and switched back. Process
In the (n-1) continuous processing, after (n-1) unprocessed sheets are continuously formed by the image forming means on one side of each sheet, each sheet is switched back and forth. This is a process of carrying back to the route and switching back.

両面画像形成すべきシートが（２ｎ−１）枚を超えるとき、前記制御手段は、前記一方面処理と前記他方面処理とを、（２ｎ−１）枚ごとに繰り返す請求項１記載の画像形成装置。 2. The image formation according to claim 1, wherein when the number of sheets on which double-sided images are to be formed exceeds (2n−1) sheets, the control unit repeats the one-side processing and the other-side processing for every (2n−1) sheets. apparatus.