両面画像形成装置
【課題】用紙の先端と後端とを変えずに用紙を搬送でき、かつ、小さなスペースで紙折れやしわ等の発生の無い、高速搬送が可能な両面画像形成装置を提供すること。
【解決手段】像担持体と、レジスト手段と、定着装置と、循環再給紙部と、用紙表裏反転手段と、用紙前後反転手段と、を有し、前記用紙前後反転手段は、用紙幅方向における用紙の中心位置に対して左右等間隔の位置に配設される、正回転が可能な正回転搬送手段及び正逆両方向の回転が可能な正逆回転搬送手段の２つの搬送手段と、前記２つの搬送手段の中間の位置に配設される回転中心挟持手段と、を備え、用紙が所定の位置に搬送されるとき、前記正回転搬送手段は正回転され、前記正逆回転搬送手段は逆回転されて、用紙を、前記回転中心挟持手段を中心に１８０°回転させ、前記レジスト手段に突き当てる用紙の先端を、両面画像形成時において同一端とすることを特徴とする両面画像形成装置。
【解決手段】像担持体と、レジスト手段と、定着装置と、循環再給紙部と、用紙表裏反転手段と、用紙前後反転手段と、を有し、前記用紙前後反転手段は、用紙幅方向における用紙の中心位置に対して左右等間隔の位置に配設される、正回転が可能な正回転搬送手段及び正逆両方向の回転が可能な正逆回転搬送手段の２つの搬送手段と、前記２つの搬送手段の中間の位置に配設される回転中心挟持手段と、を備え、用紙が所定の位置に搬送されるとき、前記正回転搬送手段は正回転され、前記正逆回転搬送手段は逆回転されて、用紙を、前記回転中心挟持手段を中心に１８０°回転させ、前記レジスト手段に突き当てる用紙の先端を、両面画像形成時において同一端とすることを特徴とする両面画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙の両面に画像形成する両面画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、両面画像形成においては、像担持体に形成された画像を用紙の一方の面に転写し、定着した後、反転搬送部で用紙の表裏を反転して搬送し、再び像担持体に形成された画像とタイミングを合わせて用紙のもう一方の面に画像形成する方法がとられている。
【０００３】
用紙表裏を反転させる構成として、スイッチバック方式と言われる、片面に画像形成された用紙を一旦スイッチバック路に搬入し、用紙後端を先端として再び画像形成部に搬送し、裏面に画像形成する方式の両面画像形成装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
然るに、用紙の側端に対して先端と後端とは必ずしも直角ではなく、用紙によっては先端と後端とが平行でない場合がある。このような用紙を用いてスイッチバック方式の両面画像形成装置で画像形成する場合、タイミングを合わせるレジストローラ位置での用紙表裏に傾きの違いを生じ、画像形成した用紙の表裏で画像の傾きの違いによるずれが生じるおそれがある。用紙表裏での画像のずれは、後工程で製本などを行う場合には大きな問題となる。
【０００５】
この問題に対する対策として、両面画像形成において、用紙の先端と後端とを変えずに用紙を搬送する方式として、一対のローラ間に一対の無端状のベルトを１８０°ひねった形で懸架させて用紙を搬送させる技術が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、特許文献２の構成では、用紙搬送方向を中心として用紙搬送方向と直角な方向に用紙を回転させるため周囲に大きなスペースを要するという問題や、高速搬送が困難であるという問題、及び薄紙使用時の紙折れやしわ等が発生するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３５２６５号公報
【特許文献２】特開２００２−２００００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、両面画像形成において、用紙の先端と後端とを変えずに用紙を搬送することができ、かつ、小さなスペースで紙折れやしわ等の発生の無い、高速搬送が可能な両面画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的は下記の発明により達成される。
【００１０】
１．トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持されたトナー像を用紙に転写する際の用紙搬送のタイミングを合わせるため、用紙搬送方向における用紙の先端を突き当てるレジスト手段と、
トナー像が転写された用紙にトナー像を定着させる定着装置と、
用紙搬送方向における前記定着装置の下流側で、かつ前記レジスト手段の上流側に設けられ、両面画像形成時に片面に画像形成された用紙を導入する循環再給紙部と、
前記循環再給紙部の径路上に配設され、スイッチバック方式により用紙の表裏を反転させる用紙表裏反転手段と、
前記循環再給紙部の径路上に配設され、搬送される用紙を所定の位置で停止させて用紙面方向に１８０°回転させ、用紙の用紙搬送方向の前後を反転させる用紙前後反転手段と、を有し、
前記用紙前後反転手段は、前記所定の位置で回転する用紙の回転中心から用紙搬送方向と直角な方向に等間隔に離間する位置に配設される、用紙を用紙搬送方向に搬送させる方向に回転する正回転搬送手段、及び用紙を用紙搬送方向又はその逆方向に搬送させる、両方向への回転が可能な正逆回転搬送手段、の２つの搬送手段と、用紙の前記回転中心の位置に配設され、用紙を挟持する回転中心挟持手段と、を備えるとともに、
用紙が前記所定の位置に搬送されるとき、前記正回転搬送手段を正回転させ、前記正逆回転搬送手段を逆回転させて、前記回転中心挟持手段に挟持される用紙の前記回転中心の位置を中心に、用紙を１８０°回転させ、前記レジスト手段に突き当てる用紙の用紙搬送方向の先端を、表裏両面の画像形成時において同一端とすることを特徴とする両面画像形成装置。
【００１１】
２．前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送され、回転される用紙を常に挟持する用紙挟持部材対を備えていることを特徴とする前記１に記載の両面画像形成装置。
【００１２】
３．前記用紙挟持部材対の一方の部材は、先端が突起した円弧状の断面形状を有する部材であることを特徴とする前記２に記載の両面画像形成装置。
【００１３】
４．前記用紙挟持部材対の一方の部材は、全ての方向に回転自在に保持される球状部材であることを特徴とする前記２に記載の両面画像形成装置。
【００１４】
５．前記用紙挟持部材対のもう一方の部材は、回転自在なローラであることを特徴とする前記２に記載の両面画像形成装置。
【００１５】
６．前記用紙挟持部材対のもう一方の部材は、全ての方向に回転自在に保持される球状部材であることを特徴とする前記２に記載の両面画像形成装置。
【００１６】
７．前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送され、回転される用紙を挟持する用紙挟持部材対と、用紙の挟持を解除する挟持部材圧着解除手段と、を有し、
前記回転中心挟持手段は、搬送される用紙が前記所定の位置に搬送され、停止するときに用紙を挟持し、用紙が１８０°回転された後、前記挟持部材圧着解除手段の動作により、用紙の挟持を解除することを特徴とする前記１に記載の両面画像形成装置。
【００１７】
８．前記用紙挟持部材対の一方の部材は、用紙に当接する先端が突起した円弧状の断面形状を有する部材であることを特徴とする前記７に記載の両面画像形成装置。
【００１８】
９．前記用紙挟持部材対の一方の部材は、用紙に当接する先端が鋭角な断面形状を有する部材であることを特徴とする前記６に記載の両面画像形成装置。
【００１９】
１０．前記用紙挟持部材対の一方の部材は、回転する用紙の用紙面方向に回転自在に保持される可回転部材であることを特徴とする前記７に記載の両面画像形成装置。
【００２０】
１１．前記用紙挟持部材対の一方の部材は、全ての方向に回転自在に保持される球状部材であることを特徴とする前記７に記載の両面画像形成装置。
【００２１】
１２．前記用紙挟持部材対のもう一方の部材は、固定された部材であることを特徴とする前記７に記載の両面画像形成装置。
【００２２】
１３．前記１から１２のいずれか１項に記載の両面画像形成装置が有する前記用紙前後反転手段が、前記用紙表裏反転手段の用紙搬送方向の上流側又は下流側に配設され、
用紙が前記用紙前後反転手段の所定の位置に搬送されるとき、前記２つの搬送手段及び前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送される用紙の、用紙搬送方向における用紙中心の位置、又は用紙中心の位置より下流側寄りの位置、に配設されることを特徴とする記載の両面画像形成装置。
【００２３】
１４．前記１から１２のいずれか１項に記載の両面画像形成装置が有する前記用紙前後反転手段が、前記用紙表裏反転手段の内部に配設され、
用紙が前記用紙前後反転手段の所定の位置に搬送されるとき、前記２つの搬送手段及び前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送される用紙に対し、用紙搬送方向における用紙中心の位置に配設されることを特徴とする両面画像形成装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、用紙の画像形成時にレジスト手段に突き当てる用紙先端が表裏両面で同一となるため、表裏の画像にずれを生じさせることがない。また、用紙の高速回転が可能であり、回転させる用紙の周囲に大きなスペースを設ける必要がない。更に、薄紙を使用しても折れやしわが発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る両面画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る用紙前後反転装置３０の第１の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【図３】本発明に係る用紙前後反転装置３０の第２の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【図４】本発明に係る用紙前後反転装置３０の第３の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【図５】本発明に係る用紙前後反転装置３０の第４の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【図６】本発明に係る用紙挟持部材対の一方の部材として、用いることが可能な部材のいくつかの実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明に係る用紙挟持部材対のもう一方の部材として、用いることが可能な部材の他の実施形態を示す概略断面図である。
【図８】本発明に係る用紙前後反転装置３０が用紙表裏反転部４０の上流側又は下流側に配設される実施形態における、用紙Ｐの回転動作を説明するための概略図である。
【図９】本発明に係る用紙前後反転装置３０が用紙表裏反転部４０の内部に配設される実施形態における、用紙Ｐの回転動作を説明するための概略図である。
【図１０】本発明に係る用紙前後反転装置３０の動作を制御する制御系のブロック図である。
【図１１】本発明に係る用紙前後反転装置３０の第１及び第３の実施形態における動作の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明に係る用紙前後反転装置３０の第２及び第４の実施形態における動作の手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を図面により説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限られるものではない。
【００２７】
図１は、画像形成装置本体Ａ、原稿読み取り部Ｂからなる両面画像形成装置の構成図である。
【００２８】
図示の画像形成装置本体Ａは、像担持体（感光体ドラム）１、帯電手段２、像露光手段（画像書込手段）３、現像手段４、転写手段５、除電手段６、分離爪７、クリーニング手段８等からなる画像形成部と、定着手段９と、用紙搬送系と、から構成されている。
【００２９】
用紙搬送系は、給紙カセット１０、第１給紙手段１１、第２給紙手段１２、搬送手段１３、排紙手段１４、及び手差し給紙手段１５からなる第１搬送部と、用紙表裏反転部４０と、用紙前後反転装置３０と、用紙Ｐを再給紙する循環再給紙部とから構成されている。
【００３０】
給紙カセット１０及び第１給紙手段１１は、複数の給紙手段（図示の３段）により形成され、複数種のサイズの用紙Ｐを収容して給紙する。用紙サイズは、操作部２１による手動設定、又は用紙サイズ検知手段による自動用紙サイズ設定によって入力される。
【００３１】
原稿読み取り部Ｂで読み取られた原稿の画像データはイメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。イメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、像露光手段３に画像信号を送る。
【００３２】
像露光手段３においては、半導体レーザからの出力光が画像形成部の像担持体１に照射され、潜像を形成する。画像形成部においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。像担持体１に形成された潜像は、現像装置４によってトナー像にされる。給紙カセット１０、手差し給紙手段１５から給送された用紙Ｐは、レジスト手段としてのレジストローラ１９において像担持体１に担持されたトナー像にタイミングを合わせて搬送され、転写手段５により画像が転写される。画像を担持した用紙Ｐは、定着手段９により定着され、排紙手段１４から排出される。
【００３３】
或いは搬送路切換手段１６により循環再給紙部に送られた片面画像処理済みの用紙Ｐは、所謂スイッチバック方式と言われる用紙表裏反転手段としての用紙表裏反転部４０において、反転搬送ローラ４１により表裏反転され、再び画像形成部で両面画像処理される。ここで言う循環再給紙部とは、定着手段９の用紙搬送方向下流側の搬送ローラ１７ａから始まり、搬送路切換手段１６を経て、領域３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを経由し、レジストローラ１９の上流側の搬送ローラ１７ｂで終わる、閉ループの用紙搬送径路である。両面画像処理された用紙は、定着手段９によって定着処理され、排紙手段１４により排出される。
【００３４】
画像形成装置本体Ａの各部及び原稿読み取り部Ｂの動作は、画像形成装置本体Ａ内に配設される制御部８０により制御される。
【００３５】
本発明に係る用紙前後反転手段としての用紙前後反転装置３０は、図１に示すように、用紙搬送方向において、定着手段９より下流側で、レジストローラ１９より上流側の循環再給紙部内の領域３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのいずれかの領域に配設される。用紙前後反転装置３０は、搬送される用紙を用紙の同一平面上で１８０°回転させて用紙搬送方向の前後を反転させる。用紙表裏反転部４０は、用紙前後反転装置３０と同様に、循環再給紙部内に配設される。
【００３６】
図２は、本発明に係る用紙前後反転手段としての用紙前後反転装置３０の第１の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【００３７】
図２において、用紙前後反転装置３０は、用紙搬送方向Ｆと直角な用紙幅方向における用紙の中心位置に配設される。用紙前後反転装置３０の第１の実施形態は、回転中心挟持ユニット３１と、正回転搬送ローラユニット３２と、正逆回転搬送ローラユニット３３と、駆動軸３４と、からなる。
【００３８】
本発明に係る回転中心挟持手段としての回転中心挟持ユニット３１は、搬送される用紙Ｐを常に挟持する用紙挟持部材対としての正回転搬送ローラ３１ｂ及び球状部材３１ａと、保持部材３１ｅと、レバー３１ｃと、ばね部材３１ｄと、からなる。正回転搬送ローラ３１ｂはクラッチＣＬ１に連結され、クラッチＣＬ１を介して正回転方向に駆動される駆動軸３４に連結されている。ここで言う正回転とは、用紙を用紙搬送方向Ｆに搬送させる回転方向のことであり、逆回転とは、用紙Ｐを用紙搬送方向Ｆと逆方向に搬送させる回転方向のことである。球状部材３１ａは保持部材３１ｅに保持され、全ての方向に回転自在に配設されている。
【００３９】
本発明に係る正回転搬送手段としての正回転搬送ローラユニット３２、及び正逆回転搬送手段としての正逆回転搬送ローラユニット３３は、搬送される用紙の用紙搬送方向と直角な用紙幅方向における中心位置に対して左右等間隔に離間する位置に配設される。言い換えると、正回転搬送ローラユニット３２と正逆回転搬送ローラユニット３３の中間の位置に、回転中心挟持ユニット３１が配設されることになる。
【００４０】
正回転搬送ローラユニット３２は、正回転駆動ローラ３２ａ、正回転従動ローラ３２ｂ、クラッチＣＬ２、レバー３２ｂ、及びばね部材３２ｃからなり、正回転駆動ローラ３２ａは駆動軸３４にクラッチＣＬ２を介して連結される。正逆回転搬送ローラユニット３３は、正逆回転駆動ローラ３３ａ、正逆回転従動ローラ３３ｂ、正逆回転切り替え可能なクラッチＣＬ３、レバー３３ｂ、及びばね部材３３ｃからなり、正逆回転駆動ローラ３３ａは駆動軸３４にクラッチＣＬ３を介して連結される。クラッチＣＬ１、ＣＬ２は、正回転する駆動軸３４に連結されており、制御部８０からの指令によりオンオフされて正回転搬送ローラ３１ｂ、３２ａを正回転又は停止させる。クラッチＣＬ３は、正回転する駆動軸３４に連結され、制御部８０からの指令によりオンオフされて正逆回転搬送ローラ３３ａを正回転、逆回転、又は停止させる。
【００４１】
用紙挟持部材対の一方の部材としての球状部材３１ａは保持部材３１ｅにあらゆる方向に対して回転自在に保持され、保持部材３１ｅは揺動自在に保持されるレバー３１ｃに固設されている。用紙挟持部材対のもう一方の部材としての正回転駆動ローラ３１ｂは、ばね部材３１ｃの付勢により圧着される球状部材３１ａとともに、搬送される用紙Ｐを挟持する。本実施の形態における用紙挟持部材対としての球状部材３１ａと正回転駆動ローラ３１ｂは、用紙Ｐが用紙挟持部材対の位置にある間は、常に用紙Ｐを挟持している。
【００４２】
正回転従動ローラ３２ｂはレバー３２ｃに固設される回転軸（参照符号なし）に回転自在に保持される。レバー３２ｃは揺動自在に保持され、ばね部材３２ｄに付勢されて正回転従動ローラ３２ｂを正回転搬送ローラ３２ａに圧着する。同様に、正逆回転従動ローラ３３ｂはレバー３３ｃに固設される回転軸（参照符号なし）に回転自在に保持されている。レバー３３ｃは揺動自在に保持され、ばね部材３３ｄに付勢されて正逆回転従動ローラ３３ｂを正逆回転搬送ローラ３３ａに圧着する。
【００４３】
次に、本実施の形態に係る用紙前後反転装置３０の動作について図２を用いて説明する。
【００４４】
片面に画像形成された用紙Ｐは、定着手段９で定着され、搬送ローラ１７ａを経て搬送路切換手段１６で分岐されて循環再給紙部に導入され、用紙前後反転装置３０の用紙を回転する所定の位置に搬送される（図２参照）。このとき、制御部８０は、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を動作させて駆動軸３４に連結させ、正回転搬送ローラ３１ｂ、３２ａ及び正逆回転搬送ローラ３３ａを正回転させる。用紙Ｐが所定の位置に搬送されると、図示しない用紙検知センサＳＡが用紙Ｐを検知し、制御部８０は、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を動作させて駆動軸３４との連結を遮断し、用紙Ｐの搬送を停止させる。用紙検知センサＳＡは、用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に搬送されたかどうかを検知するセンサである。用紙Ｐが所定の位置に停止されるとき、用紙Ｐの回転中心の位置は、図２に示す予め設定された用紙搬送方向Ｆと直角な直線ｒの中心位置にあり、この位置が回転中心挟持ユニット３１に当接する球状部材３１ａの先端の位置に一致する。次いで、クラッチＣＬ２、ＣＬ３が動作され、クラッチＣＬ２は正回転搬送ローラ３２ａを正回転させ、クラッチＣＬ３は正逆回転搬送ローラ３３ａを逆回転させる。用紙Ｐは回転中心の位置を正回転搬送ローラ３１ｂ及び球状部材３１ａによって押さえられているため、正回転搬送ローラ３２ａの回転により図４のＲｆ方向に回転し、正逆回転搬送ローラ３３ａの矢印方向への回転によりＲｂ方向に回転する力が加えられる。用紙Ｐは、回転の中心位置で用紙Ｐを挟持する正回転搬送ローラ３１ｂ及び球状部材３１ａを中心に回転を継続し、１８０°回転後、図示しない用紙検知センサＳＢの検知により、制御部８０は、クラッチＣＬ２、ＣＬ３を制御して回転を停止させる。用紙Ｐが回転により前後を反転された後、制御部８０からの指令により再びクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が動作され、用紙Ｐは、搬送ローラ１７ｂを経て搬送され、レジストローラ１９でタイミングを合わされて両面に画像を形成される。
【００４５】
本発明に係る用紙前後反転装置３０の第１の実施形態によれば、簡単な構成で高速かつ確実に用紙の前後を反転させることができ、用紙の前後反転によりレジストローラ１９に突き当てる用紙先端を両面の画像形成時において同一にすることができる。また、ガイド板等を用いることにより、薄紙等、腰の弱い用紙を用いても安定した姿勢で回転させることができるため、折れやしわを発生させることがない。更に、あらゆる方向に回転自在な球状部材３１ａを用いることにより、球状部材３１ａが用紙搬送時には用紙搬送方向Ｆに、用紙回転時には用紙を回転させる方向Ｒｆ、Ｒｂに用紙に追随して回転するため、用紙の搬送及び回転の動作が円滑になる。
【００４６】
図３は、本発明に係る用紙前後反転装置３０の第２の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【００４７】
第２の実施形態は、第１の実施形態と類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、構成又は動作の異なる点についてのみ説明する。
【００４８】
第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、正回転搬送ローラ３１ｂ及び球状部材３１ａの用紙Ｐへの圧着が解除できる構成を有する点である。即ち、第２の実施形態では、レバー３１ｃに挟持部材圧着解除手段としてのソレノイドＳＤが連結されており、ソレノイドＳＤは、用紙Ｐの回転終了後、ばね部材３１ｄに抗し、レバー３１ｃを介して球状部材３１ａを正回転搬送ローラ３１ｂから離間させる。後続の用紙Ｐが続いて搬送される場合は、後続の用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に達するまで、ソレノイドＳＤはレバー３１ｃを引き続ける。用紙Ｐが所定の位置で回転されるときにはソレノイドＳＤはオフされ、球状部材３１ａと正回転搬送ローラ３１ｂはばね部材３１ｄにより圧着される。
【００４９】
本実施の形態では、球状部材３１ａと正回転搬送ローラ３１ｂとの圧着はばね部材３１ｄにより行われ、ソレノイドＳＤにより圧着を解除する構成としたが、ばね部材３１ｄとソレノイドＳＤとを入れ替えても良い。即ち、用紙Ｐを回転する間は圧着をソレノイドＳＤのオンにより行い、回転終了後にソレノイドＳＤをオフしてばね部材３１ｄの付勢により圧着を解除するという構成である。
【００５０】
また、本実施の形態では、球状部材３１ａに当接する、用紙挟持部材対のもう一方の部材を正回転搬送ローラ３１ｂとしたが、用紙搬送時には解除されるため、回転駆動するローラである必要はなく、回転しない固定された部材としても良い。即ち、用紙搬送時には、球状部材３１ａは用紙Ｐの面から離間するため、用紙Ｐは固定された部材の表面を擦るように搬送され、用紙回転時には、用紙Ｐの回転中心を挟んで圧着する球状部材３１ａを固定された部材により受けるという部材であれば良い。
【００５１】
本発明に係る用紙前後反転装置３０の第２の実施形態によれば、用紙搬送時に回転中心挟持ユニット３１及び球状部材３１ａの用紙Ｐへの圧着を解除するため、回転中心挟持ユニット３１及び球状部材３１ａが用紙搬送に影響を与えることがない。
【００５２】
図４は、本発明に係る用紙前後反転装置３０の第３の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【００５３】
第３の実施形態は、第１の実施形態と類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、構成又は動作の異なる点についてのみ説明する。
【００５４】
第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では、正回転搬送ローラ３１ｂ、３２ａ、正逆回転従動ローラ３３ｂの駆動をクラッチで行っているのに対し、第３の実施形態ではそれぞれのローラの駆動を単独のモータで行っている点である。即ち、本実施の形態では、回転中心挟持部材対は、搬送される用紙Ｐを常に挟持する、球状部材３１ａと正回転駆動ローラ３１ｂと、からなり、正回転駆動ローラ３１ｂは連結するギヤＧ１を介して図示しない駆動モータに駆動回転される。ギヤＧ１は駆動モータに連結されており、駆動モータは制御部８０からの指令によりオンオフ制御され、正回転搬送ローラ３１ｂを正回転又は停止させる。
【００５５】
また、第１の実施形態では、回転中心挟持ユニット３１、正回転搬送ローラユニット３２、及び正逆回転搬送ローラユニット３３は、共に駆動軸３４により保持されていたが、第３の実施形態ではそれぞれが保持部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃにより保持される。
【００５６】
本発明に係る正回転搬送手段としての正回転搬送ローラユニット３２は、正回転駆動ローラ３２ａ、正回転従動ローラ３２ｂ、及び駆動ギヤＧ２からなり、正回転駆動ローラ３２ａは連結する駆動ギヤＧ２を介して図示しない駆動モータに連結される。駆動ギヤＧ２は、駆動モータに連結されており、制御部８０からの指令により駆動モータがオンオフ制御され、正回転搬送ローラ３２ａを正回転又は停止させる。本発明に係る正逆回転搬送手段としての正逆回転搬送ローラユニット３３は、正逆回転駆動ローラ３３ａ、正逆回転従動ローラ３３ｂ、及び駆動ギヤＧ３からなり、正逆回転駆動ローラ３３ａは駆動ギヤＧ３を介して駆動モータに連結される。駆動ギヤＧ３は、正逆回転可能な駆動モータに連結されており、制御部８０からの指令により駆動モータがオンオフ制御され、正逆回転搬送ローラ３３ａを正回転、逆回転、又は停止させる。図示しない３つの駆動モータは、制御手段８０によりそれぞれ単独に動作を制御される。
【００５７】
次いで、本実施の形態に係る用紙前後反転装置３０の動作について図４を用いて説明する。
【００５８】
用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に搬送されると、図示しない用紙検知センサＳＡにより検知され、制御部８０は、図示しない３つの駆動モータを停止させてギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３を停止させ、用紙Ｐの搬送を停止させる。このとき、用紙Ｐの回転中心の位置は、第１の実施形態と同様に、球状部材３１ａの先端の位置に一致する。次いで、ギヤＧ２、Ｇ３に連結する２つのモータが動作され、正回転搬送ローラ３２ａが正回転され、正逆回転搬送ローラ３３ａが逆回転される。用紙Ｐは、回転中心の位置を回転中心挟持ユニット３１及び球状部材３１ａに押さえられ、正回転搬送ローラ３２ａの回転により図４のＲｆ方向に、正逆回転搬送ローラ３２ａの回転によりＲｂ方向に、回転する力が加えられる。これにより、用紙Ｐは、第１の実施形態と同様に、球状部材３１ａを中心に１８０°回転し、図示しない用紙検知センサＳＢの検知情報により制御部８０が指令を発し、駆動モータを停止させて用紙Ｐの回転を停止させる。本実施の形態における用紙挟持部材対としての球状部材３１ａと正回転駆動ローラ３１ｂは、用紙Ｐが用紙挟持部材対の位置にある間は、常に用紙Ｐを挟持している。
【００５９】
本発明に係る用紙前後反転装置３０の第３の実施形態によれば、回転中心挟持ユニット３１、正回転搬送ローラユニット３２、及び正逆回転搬送ローラユニット３３のそれぞれに単独に駆動する駆動モータが配設されるため、動作の信頼性が高い。また、用紙幅方向に長く延びる駆動軸が不要のため、広いスペースが得られる。
【００６０】
図５は、本発明に係る用紙前後反転装置３０の第４の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【００６１】
第４の実施形態は、第３の実施形態と類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、構成又は動作の異なる点についてのみ説明する。
【００６２】
第４の実施形態が第３の実施形態と異なる点は、球状部材３１ａの用紙Ｐへの圧着が解除できる構成を有する点である。即ち、第４の実施形態では、第２の実施形態と同様に、レバー３１ｃにソレノイドＳＤが連結されており、ソレノイドＳＤは、用紙Ｐの回転終了後、ばね部材３１ｄに抗し、レバー３１ｃを介して球状部材３１ａを正回転搬送ローラ３１ｂから離間させる。後続の用紙Ｐが続いて搬送される場合は、後続の用紙Ｐが所定の位置に達するまで、ソレノイドＳＤはレバー３１ｃを引き続ける。用紙Ｐが回転されるときにはソレノイドＳＤはオフされ、球状部材３１ａと正回転搬送ローラ３１ｂはばね部材３１ｄにより圧着される。また、回転中心挟持ユニット３１は、用紙搬送時にはソレノイドＳＤにより用紙Ｐへの圧着を解除されるため、第３の実施形態と異なって、正回転搬送ローラ３１ｂの駆動は不要であり、正回転搬送ローラ３１ｂに連結するギヤＧ１及び単独駆動モータが不要となる。即ち、本実施の形態における正回転搬送ローラ３１ｂは駆動されない回転自在なローラであれば良い。
【００６３】
本実施の形態においては、第２の実施形態と同様に、球状部材３１ａと正回転搬送ローラ３１ｂとの圧着及び解除を行うばね部材３１ｄとソレノイドＳＤとの関係を入れ替えても良いことは言うまでもない。また、第２の実施形態と同様に、用紙挟持部材対の一方の部材としての球状部材３１ａに当接する、用紙挟持部材対のもう一方の部材を回転しない固定された部材としても良い。
【００６４】
本発明に係る用紙前後反転装置３０の第４の実施形態によれば、第２の実施形態と同様に、用紙搬送時に球状部材３１ａの用紙Ｐへの圧着を解除するため、球状部材３１ａが用紙搬送に影響を与えることがない。また、第３の実施形態と同様の構成により信頼性の高い動作と広いスペースとを得ることができる。
【００６５】
なお、本発明に係る第１〜第４の実施形態において、正回転搬送手段及び正逆回転搬送手段が搬送ローラである例について述べたが、搬送ベルトを用いて用紙を搬送する構成でも本発明は適用できる。然るに、搬送ベルトを用いて用紙を搬送するという構成は公知であり、中心に回転中心挟持手段を配設し、２つの搬送ベルトを用紙搬送方向と直角な方向に並べて逆方向に回転させるという構成は、本実施の形態と類似しているため、説明は省略する。
【００６６】
これまで説明した本発明に係る用紙前後反転装置３０の第１から第４の実施形態においては、本発明に係る用紙挟持部材対の一方の部材として球状部材３１ａを用いる構成としたが、球状部材３１ａに代わる部材を用いることも可能である。
【００６７】
図６は、本発明に係る用紙挟持部材対の一方の部材として、用いることが可能な部材のいくつかの実施形態を示す概略断面図である。
【００６８】
本発明に係る用紙挟持部材対の一方の部材は、図６（ａ）〜図６（ｄ）において、用紙Ｐの下方に配設される部材であり、用紙挟持部材対のもう一方の部材は、用紙Ｐの上方に配設される正回転搬送ローラ３１ｂである。図６（ａ）は、用紙挟持部材対の一方の部材として、第１から第４の実施形態において既に説明した球状部材３１ａを用いたものである。図６（ｂ）は、突起した先端に円弧状の断面形状を有する部材を示し、図６（ｃ）は、用紙に当接する先端が鋭角をなす円錐状又は角錐状に形成された部材を示す。図６（ｄ）は、回転する用紙の用紙面と同一の方向に回転自在に保持される可回転部材を示す。
【００６９】
図６（ａ）において、球状部材３１ａは、保持部材３１ｅに保持され、全ての方向に回転自在に構成されている。従って、球状部材３１ａは、用紙搬送時には正回転搬送ローラ３１ｂに搬送される用紙Ｐに追随して回転し、用紙回転時には正回転搬送ローラ３２ａと正逆回転搬送ローラ３２ａにより回転される用紙Ｐに追随して回転する。
【００７０】
図６（ａ）の実施形態では、球状部材３１ａと保持部材３１ｅの部品加工精度及び回転の円滑性を考慮して、保持部材３１ｅの内部に、球状部材３１ａを用紙Ｐに圧接するばね部材（参照符号なし）を設けているが、ばね部材を省略することも可能である。また、用紙挟持部材対の一方の部材として球状部材３１ａを用いる場合、用紙Ｐの画像形成面が球状部材３１ａ側に面するように設定することで、用紙回転時の用紙Ｐと正回転搬送ローラ３１ｂとの擦過が用紙Ｐ上のトナー像を損傷する懸念を無くすことができる。
【００７１】
図６（ｂ）において、符号の３１１は、突起した先端に円弧状の断面形状を有する先端球面状部材であり、金属や硬質プラスチック等の摩擦係数の小さい材料が好ましく用いられる。図６（ｃ）において、符号の３１２は、先端が鋭角な断面形状を有する先端鋭角部材である。図６（ｄ）において、符号の３１３は、所定の位置に搬送される用紙の用紙面方向に回転自在に保持される可回転部材である。可回転部材３１３は、保持部材３１ｅに回転自在に保持される。
【００７２】
本発明に係る用紙前後反転装置３０の第１の実施形態及び第３の実施形態においては、用紙挟持部材対が用紙搬送時にも用紙Ｐに当接しているため、図６（ａ）に示す球状部材３１ａ、又は図６（ｂ）に示す先端球面状部材３１１が好ましく用いられる。また、第２の実施形態及び第４の実施形態においては、用紙挟持部材対が用紙Ｐから離間するため、図６のいずれの部材を用いても良いが、用紙回転の円滑性を考慮すれば、図６（ａ）の球状部材３１ａ、又は図６（ｄ）の可回転部材３１３がより好ましく用いられる。
【００７３】
図６（ｂ）に示す先端球面状部材３１１及び図６（ｃ）に示す先端鋭角部材３１２は、簡単な構成であることを特徴とするものであり、部品加工コストを小さくできるという長所がある。また、図６（ｃ）に示す先端鋭角部材３１２は、図６（ｂ）に示す先端球面状部材３１１と比較して用紙Ｐの回転中心の位置をより確実に挟持するが、用紙Ｐに傷を付けやすいという短所もある。図６（ｄ）に示す可回転部材３１３は、図６（ａ）に示す球状部材３１ａより加工し易い形状であり、部品加工コストを小さくできるという長所がある。
【００７４】
図７は、本発明に係る用紙挟持部材対のもう一方の部材として、用いることが可能な部材の他の実施形態を示す概略断面図である。
【００７５】
本発明に係る用紙挟持部材対の一方の部材は、図７（ａ）〜図７（ｄ）において、用紙Ｐの下方に配設される部材であり、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示す部材と同一の部材である。用紙挟持部材対のもう一方の部材は、図７（ａ）〜図７（ｄ）において用紙Ｐの上方に示す部材であり、図６の正回転搬送ローラ３１ｂと異なり、画像形成装置本体Ａに固定された状態で配設される固定された部材３１ｆが用いられている。図７（ｅ）は、図６（ａ）及び図７（ａ）に示す用紙挟持部材対の一方の部材である球状部材３１ａを、用紙挟持部材対のもう一方の部材としても用いるという構成である。
【００７６】
図７（ａ）〜図７（ｄ）における用紙挟持部材対の一方の部材については、構成が図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すものと同一であり、同一の部材には同一の符番を付しているため説明は省略する。
【００７７】
図７（ａ）に示すように、用紙挟持部材対の一方の部材が球状部材３１ａである場合は、用紙搬送時でも球状部材３１ａが用紙に追随して用紙搬送方向に回転するため、第１の実施形態から第４の実施形態に対しての固定された部材３１ｆの適用が可能である。
【００７８】
図７（ｂ）〜図７（ｄ）においては、用紙挟持部材対が用紙を挟持しているときには、用紙回転動作には適用可能であるが、用紙搬送時には用紙挟持部材対が用紙搬送の抵抗となるため、適用は困難であり、用紙挟持部材対による用紙挟持の解除が必要である。従って、図７（ｂ）〜図７（ｄ）に示す構成は、用紙挟持部材対による用紙挟持の解除が行われる、用紙前後反転装置３０の第２の実施形態及び第４の実施形態には適用可能であるが、解除が行われない第１の実施形態及び第３の実施形態には適用が難しい。
【００７９】
図７（ｅ）に示す構成は、図６（ａ）及び図７（ａ）に示す用紙挟持部材対の一方の部材としての球状部材３１ａを、用紙挟持部材対のもう一方の部材としても同じ球状部材３１ａを用いる構成である。この構成は、用紙搬送時でも球状部材３１ａが搬送される用紙に追随して用紙搬送方向に回転するため、用紙前後反転装置３０の第１の実施形態〜第４の実施形態のいずれにも適用可能である。また、用紙回転時には用紙挟持部材対のどちらも回転する用紙Ｐに追随して回転するため、用紙Ｐに負荷が掛からず、画像が両面に形成される場合にも画像に損傷を与えることがない。
【００８０】
図７（ａ）〜図７（ｄ）に示す構成は、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示す構成と比較して、用紙挟持部材対のもう一方の部材が、正回転搬送ローラ３１ｂでなく固定された部材３１ｆであるため、構成が簡単で部品加工コストが小さいという長所がある。また、図７（ｅ）に示す構成は、用紙挟持部材対として同一構成の部材を用いることができるという長所がある。
【００８１】
図８は、本発明に係る用紙前後反転装置３０が用紙表裏反転部４０の上流側又は下流側に配設される実施形態における、用紙Ｐの回転動作を説明するための概略図である。
【００８２】
図８において、用紙前後反転装置３０は、用紙搬送方向Ｆにおける用紙表裏反転部４０の上流側の領域３０Ａ又は下流側の領域３０Ｂ（図１参照）に配設されている。符号のＬは、用紙搬送方向Ｆにおける用紙Ｐの長さを示し、符号のｃは、長さＬの用紙Ｐの中心線を示す。また、符号のｒは用紙搬送方向Ｆに直角な直線であり、用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置（用紙Ｐが回転される位置）に達するとき、用紙Ｐの回転中心（即ち、球状部材３１ａの位置）を通る直線である。
【００８３】
図８（ａ）は、用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に達した直後の回転前の状態を示す図であり、図８（ｂ）は、用紙Ｐが所定の位置での１８０°回転を完了した状態を示す図である。用紙Ｐの回転時には、領域３０Ａ又は領域３０Ｂ（図１参照）に配設されている搬送ローラ１８は用紙Ｐへの圧着を解除される。
【００８４】
図８（ａ）において、直線ｒの位置（球状部材３１ａの配設位置）は所定の位置に停止する用紙Ｐの中心線ｃより用紙搬送方向の下流側に位置するように設定されている。その理由について以下に述べる。
【００８５】
所定の位置に搬送された用紙Ｐの回転中心の位置である直線ｒと用紙Ｐの中心線ｃとの距離をｄとすると、直線ｒから用紙Ｐの用紙搬送方向Ｆにおける用紙先端までの距離は（Ｌ／２−ｄ）となる。一方、図８（ｂ）において、回転完了後における回転中心の位置から用紙Ｐの先端までの距離は（Ｌ／２＋ｄ）となる。即ち、用紙Ｐは、回転開始の所定の位置から回転完了の位置までの間に〔（Ｌ／２＋ｄ）−（Ｌ／２−ｄ）＝２ｄ〕の距離だけ用紙搬送方向Ｆの方向に進んだことになる。
【００８６】
つまり、用紙表裏反転部４０の上流側又は下流側に配設される用紙前後反転装置３０では、用紙前後反転装置３０の所定の位置は、用紙Ｐの回転中心の位置（直線ｒの位置）が用紙Ｐの中心線ｃより用紙搬送方向Ｆの下流側になるように設定することが望ましい。そうすれば、用紙Ｐは、回転の前後で、直線ｒと用紙Ｐの中心線ｃとの距離ｄの２倍の距離２ｄだけ前進し、用紙Ｐの搬送時間の短縮ができることになるからである。逆に、直線ｒの位置を所定の位置に停止した用紙Ｐの中心線ｃより用紙搬送方向Ｆの上流側になるように構成すると、回転後の用紙Ｐの用紙搬送方向Ｆにおける先端の位置が距離２ｄだけ上流側に戻されてしまうという問題がある。
【００８７】
図８に示す用紙表裏反転部４０の上流側又は下流側に配設される用紙前後反転装置３０に対し、用紙回転時の回転中心の位置を用紙中心位置より下流側に設定することにより、用紙回転の前後における用紙の位置を、より下流側に位置させることができる。即ち、用紙搬送に要する時間を短縮することができる。
【００８８】
なお、図８に示す用紙前後反転装置３０の実施形態では、領域３０Ａ又は領域３０Ｂ内に搬送ローラ１８が配設されている構成について説明したが、領域３０Ａ又は領域３０Ｂ内に搬送ローラ１８が含まれていない構成でも良い。この場合は、用紙前後反転装置３０による用紙回転時において、搬送ローラ１８の用紙Ｐへの圧着の解除は不要となる。
【００８９】
図９は、本発明に係る用紙前後反転装置３０が用紙表裏反転部４０の内部に配設される実施形態における、用紙Ｐの回転動作を説明するための概略図である。
【００９０】
図９において、用紙前後反転装置３０は、用紙表裏反転部４０の内部の領域３０Ｃ（図１参照）に配設されている。本実施の形態においては、用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に達するとき、用紙Ｐの回転中心のある直線ｒは用紙Ｐの中心線ｃと一致するように設定されており、直線ｒの位置は球状部材３１ａの位置に一致する位置でもある。
【００９１】
また、図９に示す用紙Ｐの停止位置は、用紙前後反転装置３０を内蔵していない通常の用紙表裏反転部４０においての用紙Ｐの停止位置と同一の位置である。通常の用紙表裏反転部４０においては、用紙表裏反転部４０に搬入される用紙Ｐは、用紙搬送方向Ｆに搬送され、用紙Ｐの後端である図９の左端部を反転搬送ローラ４１に挟持された位置で停止される。その後、用紙Ｐは表裏反転前の後端を先端として用紙搬送方向Ｆと逆方向Ｒに搬送され、表裏が反転される（図１参照）。図９に示す用紙Ｐの停止位置は、反転搬送ローラ４１の逆方向Ｒ側に配設される図示しない搬送路切り換え手段等の配設位置を考慮して設定された、最適でかつ最短の位置である（この位置より用紙搬送方向Ｆの上流側の位置に停止させることはできない）。
【００９２】
従って、本発明の用紙前後反転装置３０を用紙表裏反転部４０の内部の領域３０Ｃに内蔵させる構成においても、用紙Ｐが停止する所定の位置を、図９に示す位置より用紙搬送方向Ｆの上流側の位置に設定して用紙Ｐの回転を行わせることはできない。また、所定の位置を図９に示す位置より用紙搬送方向Ｆの下流側の位置とすると、図９において、用紙Ｐの回転中心の位置である直線ｒと用紙前後反転装置３０の位置とが用紙Ｐの中心線ｃより用紙搬送方向Ｆの下流側にずれることになる。その位置で１８０°回転すると用紙Ｐの中心線ｃは直線ｒの更に下流側になってしまい、回転後の用紙Ｐの位置は、直線ｒと用紙Ｐの中心線ｃとの距離ｄの２倍の距離２ｄだけ用紙搬送方向Ｆの下流側にずれることになる。即ち、表裏反転して反転搬送ローラ４１で再び搬送される際に、より多くの距離を移動しなければならなくなるため、用紙搬送により多くの時間を要してしまうことになる。
【００９３】
つまり、用紙前後反転装置３０が用紙表裏反転部４０の内部の領域３０Ｃにある場合には、上記のような問題を発生させないため、用紙Ｐを回転させる所定の位置は、図９に示す直線ｒと用紙Ｐの中心線ｃとが一致する位置が最適であるということになる。
【００９４】
図９において、用紙Ｐは、回転中心挟持ユニット３１及び球状部材３１ａに挟持され、正回転搬送ローラ３２ａ及び正逆回転搬送ローラ３３ａの回転により１８０°回転されて回転前と同一の位置に用紙搬送Ｆの前後が入れ替わった状態で停止される。用紙Ｐが回転している間は、反転搬送ローラ４１の圧着は解除される。その後、反転搬送ローラ４１の圧着、及び回転により用紙Ｐは表裏が反転された状態で用紙表裏反転部４０から搬出される（図１参照）。
【００９５】
図９に示す用紙表裏反転部４０の内部に配設される用紙前後反転装置３０に対し、用紙回転時の回転中心の位置を用紙中心位置の位置に設定することにより、用紙回転の前後における用紙の位置を不変とし、効率よく用紙を回転させることができる。
【００９６】
なお、図９に示す用紙前後反転装置３０の実施形態では、領域３０Ｃ内に反転搬送ローラ４１が配設されている構成について説明したが、領域３０Ｃ内に反転搬送ローラ４１が含まれていない構成でも良い。この場合は、用紙前後反転装置３０による用紙回転時において、反転搬送ローラ４１の用紙Ｐへの圧着の解除は不要となる。
【００９７】
図１０は、本発明に係る用紙前後反転装置３０の動作を制御する制御系のブロック図である。
【００９８】
図１０において制御部８０は、用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に搬送されたかを検知する用紙検知センサＳＡと、１８０°回転された用紙Ｐが正規の位置に達したかを検知する用紙検知センサＳＢからの入力信号により各部の動作を制御する。
【００９９】
用紙検知センサＳＡが用紙Ｐの所定の位置への搬送を検知したとき、用紙前後反転装置３０の第１又は第３の実施形態においては、制御部８０はそのまま、正回転搬送ローラユニット３２及び正逆回転搬送ローラユニット３３を動作させて用紙Ｐを回転させる。第２又は第４の実施形態においては、制御部８０は、まずソレノイドＳＤを動作させて回転中心挟持ユニット３１に用紙Ｐを挟持させてから、正回転搬送ローラユニット３２及び正逆回転搬送ローラユニット３３を動作させて用紙Ｐを回転させる。次に、制御部８０は、用紙Ｐが１８０°回転したとき、用紙検知センサＳＢに用紙Ｐが正規の位置に達したかどうかを検知させて、正回転搬送ローラユニット３２及び正逆回転搬送ローラユニット３３の回転を停止させる。第２、第４の実施形態においては、制御部８０は、用紙Ｐの回転完了の検知後、ソレノイドＳＤの動作により回転中心挟持ユニット３１による用紙Ｐの挟持解除を行わせる。
【０１００】
図１１は、本発明に係る用紙前後反転装置３０の第１及び第３の実施形態における動作の手順を説明するためのフローチャートである。
【０１０１】
図１１において、始めに、用紙検知センサＳＡは用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に搬送されたかどうかを検知する（ステップＳ１１）。用紙Ｐが所定の位置に到達していないとき（ステップＳ１１否定）にはステップＳ１１に戻って用紙検知センサＳＡによる検知を繰り返す。用紙Ｐが所定の位置に到達したとき（ステップＳ１１肯定）にはステップＳ１２に進む。
【０１０２】
ステップＳ１２において、制御部８０は、正回転搬送ローラ３１ｂ、正回転搬送ローラユニット３２、正逆回転搬送ローラユニット３３の回転を停止させるように、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、又は図示しない駆動モータに指令を発する。同時に、用紙前後反転装置３０以外の搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１の回転を停止させる（ステップＳ１２）。次に、制御部８０は、搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１の用紙Ｐへの圧着を解除させる（ステップＳ１３）。
【０１０３】
次いで、制御部８０は、正回転搬送ローラユニット３２を正回転させ、正逆回転搬送ローラユニット３３を逆回転させて用紙Ｐを１８０°回転させる。用紙Ｐが１８０°回転すると、用紙検知センサＳＢが用紙Ｐの正規の位置への到達を検知し、制御部８０は正回転搬送ローラユニット３２及び正逆回転搬送ローラユニット３３の回転を停止させる（ステップＳ１４）。その後、制御部８０は、搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１を用紙Ｐに圧着させる（ステップＳ１５）。
【０１０４】
最後に、制御部８０は、正回転搬送ローラ３１ｂ、正回転搬送ローラユニット３２、及び正逆回転搬送ローラユニット３３を正回転させ、用紙Ｐを用紙前後反転装置３０から排出させる（ステップＳ１６）。
【０１０５】
図１２は、本発明に係る用紙前後反転装置３０の第２及び第４の実施形態における動作の手順を説明するためのフローチャートである。
【０１０６】
図１２において、始めに、用紙検知センサＳＡは用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に搬送されたかどうかを検知する（ステップＳ２１）。用紙Ｐが所定の位置に搬送されたとき（ステップＳ２１肯定）にはステップＳ２２に進む。用紙Ｐが所定の位置に到達していないとき（ステップＳ２１否定）にはステップＳ２１に戻って用紙検知センサＳＡによる検知を繰り返す。
【０１０７】
ステップＳ２２において、制御部８０は、正回転搬送ローラ３１ｂ又は正回転搬送ローラユニット３２と、正逆回転搬送ローラユニット３３の回転を停止させるように、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、又は駆動モータに指令を発する。同時に、搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１の回転を停止させる（ステップＳ２２）。次に、制御部８０は、ソレノイドＳＤをオフし、レバー３１ｃを介して球状部材３１ａを用紙Ｐを挟んで正回転搬送ローラ３１ｂに圧着させる（ステップＳ２３）。更に、制御部８０は、搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１の用紙Ｐへの圧着を解除させる（ステップＳ２４）。
【０１０８】
次いで、制御部８０は、正回転搬送ローラユニット３２を正回転させ、正逆回転搬送ローラユニット３３を逆回転させて用紙Ｐを１８０°回転させる。用紙Ｐが１８０°回転すると、用紙検知センサＳＢが用紙Ｐの正規の位置への到達を検知し、制御部８０は正回転搬送ローラユニット３２及び正逆回転搬送ローラユニット３３の回転を停止させる（ステップＳ２５）。その後、制御部８０は、搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１を用紙Ｐに圧着させる（ステップＳ２６）。
【０１０９】
次に、制御部８０は、ソレノイドＳＤをオンし、レバー３１ｃを介して球状部材３１ａを正回転搬送ローラ３１ｂから離間させる（ステップＳ２７）。最後に、制御部８０は、正回転搬送ローラ３１ｂ又は正回転搬送ローラユニット３２と、正逆回転搬送ローラユニット３３とを正回転させ、用紙Ｐを用紙前後反転装置３０から排出させる（ステップＳ２８）。
【０１１０】
なお、本フローチャートでは、用紙の前後を反転させる領域内に搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１が配設されている構成についての手順を説明したが、これらのローラを配設しない構成でも良く、その場合にはステップＳ２４の工程は不要となる。
【符号の説明】
【０１１１】
９ 定着手段
１７ａ、１７ｂ、１８ 搬送ローラ
１９ レジストローラ（レジスト手段）
３０ 用紙前後反転装置（用紙前後反転手段）
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ 領域
３１ 回転中心挟持部材（用紙挟持部材対）
３１ａ 球状部材（用紙挟持部材対の一方の部材）
３１ｂ 正回転駆動ローラ（用紙挟持部材対のもう一方の部材）
３２ａ、３３ａ 正回転駆動ローラ
３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ レバー
３１ｄ、３２ｄ、３３ｄ ばね部材
３１ｅ 保持部材
３１ｆ 固定された部材（用紙挟持部材対のもう一方の部材）
３１１ 先端球面状部材（用紙挟持部材対の一方の部材）
３１２ 先端鋭角部材（用紙挟持部材対の一方の部材）
３１３ 可回転部材（用紙挟持部材対の一方の部材）
３２ｂ、３３ｂ 正回転従動ローラ
３４ 駆動軸
４０ 用紙表裏反転部（用紙表裏反転手段）
４１ 反転搬送ローラ
８０ 制御部（制御手段）
Ａ 画像形成装置本体
ｃ 用紙Ｐの中心線
ｄ 直線ｒと用紙Ｐの中心ｃとの距離
Ｆ 用紙搬送方向
Ｐ 用紙
Ｒ 用紙搬送方向Ｆの逆方向
ｒ 直線（用紙Ｐの回転中心の位置）
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ ギヤ
ＳＡ、ＳＢ 用紙検知センサ
ＳＤ ソレノイド
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３ クラッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙の両面に画像形成する両面画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、両面画像形成においては、像担持体に形成された画像を用紙の一方の面に転写し、定着した後、反転搬送部で用紙の表裏を反転して搬送し、再び像担持体に形成された画像とタイミングを合わせて用紙のもう一方の面に画像形成する方法がとられている。
【０００３】
用紙表裏を反転させる構成として、スイッチバック方式と言われる、片面に画像形成された用紙を一旦スイッチバック路に搬入し、用紙後端を先端として再び画像形成部に搬送し、裏面に画像形成する方式の両面画像形成装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
然るに、用紙の側端に対して先端と後端とは必ずしも直角ではなく、用紙によっては先端と後端とが平行でない場合がある。このような用紙を用いてスイッチバック方式の両面画像形成装置で画像形成する場合、タイミングを合わせるレジストローラ位置での用紙表裏に傾きの違いを生じ、画像形成した用紙の表裏で画像の傾きの違いによるずれが生じるおそれがある。用紙表裏での画像のずれは、後工程で製本などを行う場合には大きな問題となる。
【０００５】
この問題に対する対策として、両面画像形成において、用紙の先端と後端とを変えずに用紙を搬送する方式として、一対のローラ間に一対の無端状のベルトを１８０°ひねった形で懸架させて用紙を搬送させる技術が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、特許文献２の構成では、用紙搬送方向を中心として用紙搬送方向と直角な方向に用紙を回転させるため周囲に大きなスペースを要するという問題や、高速搬送が困難であるという問題、及び薄紙使用時の紙折れやしわ等が発生するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３５２６５号公報
【特許文献２】特開２００２−２００００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、両面画像形成において、用紙の先端と後端とを変えずに用紙を搬送することができ、かつ、小さなスペースで紙折れやしわ等の発生の無い、高速搬送が可能な両面画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的は下記の発明により達成される。
【００１０】
１．トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持されたトナー像を用紙に転写する際の用紙搬送のタイミングを合わせるため、用紙搬送方向における用紙の先端を突き当てるレジスト手段と、
トナー像が転写された用紙にトナー像を定着させる定着装置と、
用紙搬送方向における前記定着装置の下流側で、かつ前記レジスト手段の上流側に設けられ、両面画像形成時に片面に画像形成された用紙を導入する循環再給紙部と、
前記循環再給紙部の径路上に配設され、スイッチバック方式により用紙の表裏を反転させる用紙表裏反転手段と、
前記循環再給紙部の径路上に配設され、搬送される用紙を所定の位置で停止させて用紙面方向に１８０°回転させ、用紙の用紙搬送方向の前後を反転させる用紙前後反転手段と、を有し、
前記用紙前後反転手段は、前記所定の位置で回転する用紙の回転中心から用紙搬送方向と直角な方向に等間隔に離間する位置に配設される、用紙を用紙搬送方向に搬送させる方向に回転する正回転搬送手段、及び用紙を用紙搬送方向又はその逆方向に搬送させる、両方向への回転が可能な正逆回転搬送手段、の２つの搬送手段と、用紙の前記回転中心の位置に配設され、用紙を挟持する回転中心挟持手段と、を備えるとともに、
用紙が前記所定の位置に搬送されるとき、前記正回転搬送手段を正回転させ、前記正逆回転搬送手段を逆回転させて、前記回転中心挟持手段に挟持される用紙の前記回転中心の位置を中心に、用紙を１８０°回転させ、前記レジスト手段に突き当てる用紙の用紙搬送方向の先端を、表裏両面の画像形成時において同一端とすることを特徴とする両面画像形成装置。
【００１１】
２．前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送され、回転される用紙を常に挟持する用紙挟持部材対を備えていることを特徴とする前記１に記載の両面画像形成装置。
【００１２】
３．前記用紙挟持部材対の一方の部材は、先端が突起した円弧状の断面形状を有する部材であることを特徴とする前記２に記載の両面画像形成装置。
【００１３】
４．前記用紙挟持部材対の一方の部材は、全ての方向に回転自在に保持される球状部材であることを特徴とする前記２に記載の両面画像形成装置。
【００１４】
５．前記用紙挟持部材対のもう一方の部材は、回転自在なローラであることを特徴とする前記２に記載の両面画像形成装置。
【００１５】
６．前記用紙挟持部材対のもう一方の部材は、全ての方向に回転自在に保持される球状部材であることを特徴とする前記２に記載の両面画像形成装置。
【００１６】
７．前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送され、回転される用紙を挟持する用紙挟持部材対と、用紙の挟持を解除する挟持部材圧着解除手段と、を有し、
前記回転中心挟持手段は、搬送される用紙が前記所定の位置に搬送され、停止するときに用紙を挟持し、用紙が１８０°回転された後、前記挟持部材圧着解除手段の動作により、用紙の挟持を解除することを特徴とする前記１に記載の両面画像形成装置。
【００１７】
８．前記用紙挟持部材対の一方の部材は、用紙に当接する先端が突起した円弧状の断面形状を有する部材であることを特徴とする前記７に記載の両面画像形成装置。
【００１８】
９．前記用紙挟持部材対の一方の部材は、用紙に当接する先端が鋭角な断面形状を有する部材であることを特徴とする前記６に記載の両面画像形成装置。
【００１９】
１０．前記用紙挟持部材対の一方の部材は、回転する用紙の用紙面方向に回転自在に保持される可回転部材であることを特徴とする前記７に記載の両面画像形成装置。
【００２０】
１１．前記用紙挟持部材対の一方の部材は、全ての方向に回転自在に保持される球状部材であることを特徴とする前記７に記載の両面画像形成装置。
【００２１】
１２．前記用紙挟持部材対のもう一方の部材は、固定された部材であることを特徴とする前記７に記載の両面画像形成装置。
【００２２】
１３．前記１から１２のいずれか１項に記載の両面画像形成装置が有する前記用紙前後反転手段が、前記用紙表裏反転手段の用紙搬送方向の上流側又は下流側に配設され、
用紙が前記用紙前後反転手段の所定の位置に搬送されるとき、前記２つの搬送手段及び前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送される用紙の、用紙搬送方向における用紙中心の位置、又は用紙中心の位置より下流側寄りの位置、に配設されることを特徴とする記載の両面画像形成装置。
【００２３】
１４．前記１から１２のいずれか１項に記載の両面画像形成装置が有する前記用紙前後反転手段が、前記用紙表裏反転手段の内部に配設され、
用紙が前記用紙前後反転手段の所定の位置に搬送されるとき、前記２つの搬送手段及び前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送される用紙に対し、用紙搬送方向における用紙中心の位置に配設されることを特徴とする両面画像形成装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、用紙の画像形成時にレジスト手段に突き当てる用紙先端が表裏両面で同一となるため、表裏の画像にずれを生じさせることがない。また、用紙の高速回転が可能であり、回転させる用紙の周囲に大きなスペースを設ける必要がない。更に、薄紙を使用しても折れやしわが発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る両面画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る用紙前後反転装置３０の第１の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【図３】本発明に係る用紙前後反転装置３０の第２の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【図４】本発明に係る用紙前後反転装置３０の第３の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【図５】本発明に係る用紙前後反転装置３０の第４の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【図６】本発明に係る用紙挟持部材対の一方の部材として、用いることが可能な部材のいくつかの実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明に係る用紙挟持部材対のもう一方の部材として、用いることが可能な部材の他の実施形態を示す概略断面図である。
【図８】本発明に係る用紙前後反転装置３０が用紙表裏反転部４０の上流側又は下流側に配設される実施形態における、用紙Ｐの回転動作を説明するための概略図である。
【図９】本発明に係る用紙前後反転装置３０が用紙表裏反転部４０の内部に配設される実施形態における、用紙Ｐの回転動作を説明するための概略図である。
【図１０】本発明に係る用紙前後反転装置３０の動作を制御する制御系のブロック図である。
【図１１】本発明に係る用紙前後反転装置３０の第１及び第３の実施形態における動作の手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明に係る用紙前後反転装置３０の第２及び第４の実施形態における動作の手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を図面により説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限られるものではない。
【００２７】
図１は、画像形成装置本体Ａ、原稿読み取り部Ｂからなる両面画像形成装置の構成図である。
【００２８】
図示の画像形成装置本体Ａは、像担持体（感光体ドラム）１、帯電手段２、像露光手段（画像書込手段）３、現像手段４、転写手段５、除電手段６、分離爪７、クリーニング手段８等からなる画像形成部と、定着手段９と、用紙搬送系と、から構成されている。
【００２９】
用紙搬送系は、給紙カセット１０、第１給紙手段１１、第２給紙手段１２、搬送手段１３、排紙手段１４、及び手差し給紙手段１５からなる第１搬送部と、用紙表裏反転部４０と、用紙前後反転装置３０と、用紙Ｐを再給紙する循環再給紙部とから構成されている。
【００３０】
給紙カセット１０及び第１給紙手段１１は、複数の給紙手段（図示の３段）により形成され、複数種のサイズの用紙Ｐを収容して給紙する。用紙サイズは、操作部２１による手動設定、又は用紙サイズ検知手段による自動用紙サイズ設定によって入力される。
【００３１】
原稿読み取り部Ｂで読み取られた原稿の画像データはイメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。イメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、像露光手段３に画像信号を送る。
【００３２】
像露光手段３においては、半導体レーザからの出力光が画像形成部の像担持体１に照射され、潜像を形成する。画像形成部においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。像担持体１に形成された潜像は、現像装置４によってトナー像にされる。給紙カセット１０、手差し給紙手段１５から給送された用紙Ｐは、レジスト手段としてのレジストローラ１９において像担持体１に担持されたトナー像にタイミングを合わせて搬送され、転写手段５により画像が転写される。画像を担持した用紙Ｐは、定着手段９により定着され、排紙手段１４から排出される。
【００３３】
或いは搬送路切換手段１６により循環再給紙部に送られた片面画像処理済みの用紙Ｐは、所謂スイッチバック方式と言われる用紙表裏反転手段としての用紙表裏反転部４０において、反転搬送ローラ４１により表裏反転され、再び画像形成部で両面画像処理される。ここで言う循環再給紙部とは、定着手段９の用紙搬送方向下流側の搬送ローラ１７ａから始まり、搬送路切換手段１６を経て、領域３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを経由し、レジストローラ１９の上流側の搬送ローラ１７ｂで終わる、閉ループの用紙搬送径路である。両面画像処理された用紙は、定着手段９によって定着処理され、排紙手段１４により排出される。
【００３４】
画像形成装置本体Ａの各部及び原稿読み取り部Ｂの動作は、画像形成装置本体Ａ内に配設される制御部８０により制御される。
【００３５】
本発明に係る用紙前後反転手段としての用紙前後反転装置３０は、図１に示すように、用紙搬送方向において、定着手段９より下流側で、レジストローラ１９より上流側の循環再給紙部内の領域３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのいずれかの領域に配設される。用紙前後反転装置３０は、搬送される用紙を用紙の同一平面上で１８０°回転させて用紙搬送方向の前後を反転させる。用紙表裏反転部４０は、用紙前後反転装置３０と同様に、循環再給紙部内に配設される。
【００３６】
図２は、本発明に係る用紙前後反転手段としての用紙前後反転装置３０の第１の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【００３７】
図２において、用紙前後反転装置３０は、用紙搬送方向Ｆと直角な用紙幅方向における用紙の中心位置に配設される。用紙前後反転装置３０の第１の実施形態は、回転中心挟持ユニット３１と、正回転搬送ローラユニット３２と、正逆回転搬送ローラユニット３３と、駆動軸３４と、からなる。
【００３８】
本発明に係る回転中心挟持手段としての回転中心挟持ユニット３１は、搬送される用紙Ｐを常に挟持する用紙挟持部材対としての正回転搬送ローラ３１ｂ及び球状部材３１ａと、保持部材３１ｅと、レバー３１ｃと、ばね部材３１ｄと、からなる。正回転搬送ローラ３１ｂはクラッチＣＬ１に連結され、クラッチＣＬ１を介して正回転方向に駆動される駆動軸３４に連結されている。ここで言う正回転とは、用紙を用紙搬送方向Ｆに搬送させる回転方向のことであり、逆回転とは、用紙Ｐを用紙搬送方向Ｆと逆方向に搬送させる回転方向のことである。球状部材３１ａは保持部材３１ｅに保持され、全ての方向に回転自在に配設されている。
【００３９】
本発明に係る正回転搬送手段としての正回転搬送ローラユニット３２、及び正逆回転搬送手段としての正逆回転搬送ローラユニット３３は、搬送される用紙の用紙搬送方向と直角な用紙幅方向における中心位置に対して左右等間隔に離間する位置に配設される。言い換えると、正回転搬送ローラユニット３２と正逆回転搬送ローラユニット３３の中間の位置に、回転中心挟持ユニット３１が配設されることになる。
【００４０】
正回転搬送ローラユニット３２は、正回転駆動ローラ３２ａ、正回転従動ローラ３２ｂ、クラッチＣＬ２、レバー３２ｂ、及びばね部材３２ｃからなり、正回転駆動ローラ３２ａは駆動軸３４にクラッチＣＬ２を介して連結される。正逆回転搬送ローラユニット３３は、正逆回転駆動ローラ３３ａ、正逆回転従動ローラ３３ｂ、正逆回転切り替え可能なクラッチＣＬ３、レバー３３ｂ、及びばね部材３３ｃからなり、正逆回転駆動ローラ３３ａは駆動軸３４にクラッチＣＬ３を介して連結される。クラッチＣＬ１、ＣＬ２は、正回転する駆動軸３４に連結されており、制御部８０からの指令によりオンオフされて正回転搬送ローラ３１ｂ、３２ａを正回転又は停止させる。クラッチＣＬ３は、正回転する駆動軸３４に連結され、制御部８０からの指令によりオンオフされて正逆回転搬送ローラ３３ａを正回転、逆回転、又は停止させる。
【００４１】
用紙挟持部材対の一方の部材としての球状部材３１ａは保持部材３１ｅにあらゆる方向に対して回転自在に保持され、保持部材３１ｅは揺動自在に保持されるレバー３１ｃに固設されている。用紙挟持部材対のもう一方の部材としての正回転駆動ローラ３１ｂは、ばね部材３１ｃの付勢により圧着される球状部材３１ａとともに、搬送される用紙Ｐを挟持する。本実施の形態における用紙挟持部材対としての球状部材３１ａと正回転駆動ローラ３１ｂは、用紙Ｐが用紙挟持部材対の位置にある間は、常に用紙Ｐを挟持している。
【００４２】
正回転従動ローラ３２ｂはレバー３２ｃに固設される回転軸（参照符号なし）に回転自在に保持される。レバー３２ｃは揺動自在に保持され、ばね部材３２ｄに付勢されて正回転従動ローラ３２ｂを正回転搬送ローラ３２ａに圧着する。同様に、正逆回転従動ローラ３３ｂはレバー３３ｃに固設される回転軸（参照符号なし）に回転自在に保持されている。レバー３３ｃは揺動自在に保持され、ばね部材３３ｄに付勢されて正逆回転従動ローラ３３ｂを正逆回転搬送ローラ３３ａに圧着する。
【００４３】
次に、本実施の形態に係る用紙前後反転装置３０の動作について図２を用いて説明する。
【００４４】
片面に画像形成された用紙Ｐは、定着手段９で定着され、搬送ローラ１７ａを経て搬送路切換手段１６で分岐されて循環再給紙部に導入され、用紙前後反転装置３０の用紙を回転する所定の位置に搬送される（図２参照）。このとき、制御部８０は、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を動作させて駆動軸３４に連結させ、正回転搬送ローラ３１ｂ、３２ａ及び正逆回転搬送ローラ３３ａを正回転させる。用紙Ｐが所定の位置に搬送されると、図示しない用紙検知センサＳＡが用紙Ｐを検知し、制御部８０は、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を動作させて駆動軸３４との連結を遮断し、用紙Ｐの搬送を停止させる。用紙検知センサＳＡは、用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に搬送されたかどうかを検知するセンサである。用紙Ｐが所定の位置に停止されるとき、用紙Ｐの回転中心の位置は、図２に示す予め設定された用紙搬送方向Ｆと直角な直線ｒの中心位置にあり、この位置が回転中心挟持ユニット３１に当接する球状部材３１ａの先端の位置に一致する。次いで、クラッチＣＬ２、ＣＬ３が動作され、クラッチＣＬ２は正回転搬送ローラ３２ａを正回転させ、クラッチＣＬ３は正逆回転搬送ローラ３３ａを逆回転させる。用紙Ｐは回転中心の位置を正回転搬送ローラ３１ｂ及び球状部材３１ａによって押さえられているため、正回転搬送ローラ３２ａの回転により図４のＲｆ方向に回転し、正逆回転搬送ローラ３３ａの矢印方向への回転によりＲｂ方向に回転する力が加えられる。用紙Ｐは、回転の中心位置で用紙Ｐを挟持する正回転搬送ローラ３１ｂ及び球状部材３１ａを中心に回転を継続し、１８０°回転後、図示しない用紙検知センサＳＢの検知により、制御部８０は、クラッチＣＬ２、ＣＬ３を制御して回転を停止させる。用紙Ｐが回転により前後を反転された後、制御部８０からの指令により再びクラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が動作され、用紙Ｐは、搬送ローラ１７ｂを経て搬送され、レジストローラ１９でタイミングを合わされて両面に画像を形成される。
【００４５】
本発明に係る用紙前後反転装置３０の第１の実施形態によれば、簡単な構成で高速かつ確実に用紙の前後を反転させることができ、用紙の前後反転によりレジストローラ１９に突き当てる用紙先端を両面の画像形成時において同一にすることができる。また、ガイド板等を用いることにより、薄紙等、腰の弱い用紙を用いても安定した姿勢で回転させることができるため、折れやしわを発生させることがない。更に、あらゆる方向に回転自在な球状部材３１ａを用いることにより、球状部材３１ａが用紙搬送時には用紙搬送方向Ｆに、用紙回転時には用紙を回転させる方向Ｒｆ、Ｒｂに用紙に追随して回転するため、用紙の搬送及び回転の動作が円滑になる。
【００４６】
図３は、本発明に係る用紙前後反転装置３０の第２の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【００４７】
第２の実施形態は、第１の実施形態と類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、構成又は動作の異なる点についてのみ説明する。
【００４８】
第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、正回転搬送ローラ３１ｂ及び球状部材３１ａの用紙Ｐへの圧着が解除できる構成を有する点である。即ち、第２の実施形態では、レバー３１ｃに挟持部材圧着解除手段としてのソレノイドＳＤが連結されており、ソレノイドＳＤは、用紙Ｐの回転終了後、ばね部材３１ｄに抗し、レバー３１ｃを介して球状部材３１ａを正回転搬送ローラ３１ｂから離間させる。後続の用紙Ｐが続いて搬送される場合は、後続の用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に達するまで、ソレノイドＳＤはレバー３１ｃを引き続ける。用紙Ｐが所定の位置で回転されるときにはソレノイドＳＤはオフされ、球状部材３１ａと正回転搬送ローラ３１ｂはばね部材３１ｄにより圧着される。
【００４９】
本実施の形態では、球状部材３１ａと正回転搬送ローラ３１ｂとの圧着はばね部材３１ｄにより行われ、ソレノイドＳＤにより圧着を解除する構成としたが、ばね部材３１ｄとソレノイドＳＤとを入れ替えても良い。即ち、用紙Ｐを回転する間は圧着をソレノイドＳＤのオンにより行い、回転終了後にソレノイドＳＤをオフしてばね部材３１ｄの付勢により圧着を解除するという構成である。
【００５０】
また、本実施の形態では、球状部材３１ａに当接する、用紙挟持部材対のもう一方の部材を正回転搬送ローラ３１ｂとしたが、用紙搬送時には解除されるため、回転駆動するローラである必要はなく、回転しない固定された部材としても良い。即ち、用紙搬送時には、球状部材３１ａは用紙Ｐの面から離間するため、用紙Ｐは固定された部材の表面を擦るように搬送され、用紙回転時には、用紙Ｐの回転中心を挟んで圧着する球状部材３１ａを固定された部材により受けるという部材であれば良い。
【００５１】
本発明に係る用紙前後反転装置３０の第２の実施形態によれば、用紙搬送時に回転中心挟持ユニット３１及び球状部材３１ａの用紙Ｐへの圧着を解除するため、回転中心挟持ユニット３１及び球状部材３１ａが用紙搬送に影響を与えることがない。
【００５２】
図４は、本発明に係る用紙前後反転装置３０の第３の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【００５３】
第３の実施形態は、第１の実施形態と類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、構成又は動作の異なる点についてのみ説明する。
【００５４】
第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態では、正回転搬送ローラ３１ｂ、３２ａ、正逆回転従動ローラ３３ｂの駆動をクラッチで行っているのに対し、第３の実施形態ではそれぞれのローラの駆動を単独のモータで行っている点である。即ち、本実施の形態では、回転中心挟持部材対は、搬送される用紙Ｐを常に挟持する、球状部材３１ａと正回転駆動ローラ３１ｂと、からなり、正回転駆動ローラ３１ｂは連結するギヤＧ１を介して図示しない駆動モータに駆動回転される。ギヤＧ１は駆動モータに連結されており、駆動モータは制御部８０からの指令によりオンオフ制御され、正回転搬送ローラ３１ｂを正回転又は停止させる。
【００５５】
また、第１の実施形態では、回転中心挟持ユニット３１、正回転搬送ローラユニット３２、及び正逆回転搬送ローラユニット３３は、共に駆動軸３４により保持されていたが、第３の実施形態ではそれぞれが保持部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃにより保持される。
【００５６】
本発明に係る正回転搬送手段としての正回転搬送ローラユニット３２は、正回転駆動ローラ３２ａ、正回転従動ローラ３２ｂ、及び駆動ギヤＧ２からなり、正回転駆動ローラ３２ａは連結する駆動ギヤＧ２を介して図示しない駆動モータに連結される。駆動ギヤＧ２は、駆動モータに連結されており、制御部８０からの指令により駆動モータがオンオフ制御され、正回転搬送ローラ３２ａを正回転又は停止させる。本発明に係る正逆回転搬送手段としての正逆回転搬送ローラユニット３３は、正逆回転駆動ローラ３３ａ、正逆回転従動ローラ３３ｂ、及び駆動ギヤＧ３からなり、正逆回転駆動ローラ３３ａは駆動ギヤＧ３を介して駆動モータに連結される。駆動ギヤＧ３は、正逆回転可能な駆動モータに連結されており、制御部８０からの指令により駆動モータがオンオフ制御され、正逆回転搬送ローラ３３ａを正回転、逆回転、又は停止させる。図示しない３つの駆動モータは、制御手段８０によりそれぞれ単独に動作を制御される。
【００５７】
次いで、本実施の形態に係る用紙前後反転装置３０の動作について図４を用いて説明する。
【００５８】
用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に搬送されると、図示しない用紙検知センサＳＡにより検知され、制御部８０は、図示しない３つの駆動モータを停止させてギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３を停止させ、用紙Ｐの搬送を停止させる。このとき、用紙Ｐの回転中心の位置は、第１の実施形態と同様に、球状部材３１ａの先端の位置に一致する。次いで、ギヤＧ２、Ｇ３に連結する２つのモータが動作され、正回転搬送ローラ３２ａが正回転され、正逆回転搬送ローラ３３ａが逆回転される。用紙Ｐは、回転中心の位置を回転中心挟持ユニット３１及び球状部材３１ａに押さえられ、正回転搬送ローラ３２ａの回転により図４のＲｆ方向に、正逆回転搬送ローラ３２ａの回転によりＲｂ方向に、回転する力が加えられる。これにより、用紙Ｐは、第１の実施形態と同様に、球状部材３１ａを中心に１８０°回転し、図示しない用紙検知センサＳＢの検知情報により制御部８０が指令を発し、駆動モータを停止させて用紙Ｐの回転を停止させる。本実施の形態における用紙挟持部材対としての球状部材３１ａと正回転駆動ローラ３１ｂは、用紙Ｐが用紙挟持部材対の位置にある間は、常に用紙Ｐを挟持している。
【００５９】
本発明に係る用紙前後反転装置３０の第３の実施形態によれば、回転中心挟持ユニット３１、正回転搬送ローラユニット３２、及び正逆回転搬送ローラユニット３３のそれぞれに単独に駆動する駆動モータが配設されるため、動作の信頼性が高い。また、用紙幅方向に長く延びる駆動軸が不要のため、広いスペースが得られる。
【００６０】
図５は、本発明に係る用紙前後反転装置３０の第４の実施形態についての構成及び動作を説明するための概略構成図である。
【００６１】
第４の実施形態は、第３の実施形態と類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、構成又は動作の異なる点についてのみ説明する。
【００６２】
第４の実施形態が第３の実施形態と異なる点は、球状部材３１ａの用紙Ｐへの圧着が解除できる構成を有する点である。即ち、第４の実施形態では、第２の実施形態と同様に、レバー３１ｃにソレノイドＳＤが連結されており、ソレノイドＳＤは、用紙Ｐの回転終了後、ばね部材３１ｄに抗し、レバー３１ｃを介して球状部材３１ａを正回転搬送ローラ３１ｂから離間させる。後続の用紙Ｐが続いて搬送される場合は、後続の用紙Ｐが所定の位置に達するまで、ソレノイドＳＤはレバー３１ｃを引き続ける。用紙Ｐが回転されるときにはソレノイドＳＤはオフされ、球状部材３１ａと正回転搬送ローラ３１ｂはばね部材３１ｄにより圧着される。また、回転中心挟持ユニット３１は、用紙搬送時にはソレノイドＳＤにより用紙Ｐへの圧着を解除されるため、第３の実施形態と異なって、正回転搬送ローラ３１ｂの駆動は不要であり、正回転搬送ローラ３１ｂに連結するギヤＧ１及び単独駆動モータが不要となる。即ち、本実施の形態における正回転搬送ローラ３１ｂは駆動されない回転自在なローラであれば良い。
【００６３】
本実施の形態においては、第２の実施形態と同様に、球状部材３１ａと正回転搬送ローラ３１ｂとの圧着及び解除を行うばね部材３１ｄとソレノイドＳＤとの関係を入れ替えても良いことは言うまでもない。また、第２の実施形態と同様に、用紙挟持部材対の一方の部材としての球状部材３１ａに当接する、用紙挟持部材対のもう一方の部材を回転しない固定された部材としても良い。
【００６４】
本発明に係る用紙前後反転装置３０の第４の実施形態によれば、第２の実施形態と同様に、用紙搬送時に球状部材３１ａの用紙Ｐへの圧着を解除するため、球状部材３１ａが用紙搬送に影響を与えることがない。また、第３の実施形態と同様の構成により信頼性の高い動作と広いスペースとを得ることができる。
【００６５】
なお、本発明に係る第１〜第４の実施形態において、正回転搬送手段及び正逆回転搬送手段が搬送ローラである例について述べたが、搬送ベルトを用いて用紙を搬送する構成でも本発明は適用できる。然るに、搬送ベルトを用いて用紙を搬送するという構成は公知であり、中心に回転中心挟持手段を配設し、２つの搬送ベルトを用紙搬送方向と直角な方向に並べて逆方向に回転させるという構成は、本実施の形態と類似しているため、説明は省略する。
【００６６】
これまで説明した本発明に係る用紙前後反転装置３０の第１から第４の実施形態においては、本発明に係る用紙挟持部材対の一方の部材として球状部材３１ａを用いる構成としたが、球状部材３１ａに代わる部材を用いることも可能である。
【００６７】
図６は、本発明に係る用紙挟持部材対の一方の部材として、用いることが可能な部材のいくつかの実施形態を示す概略断面図である。
【００６８】
本発明に係る用紙挟持部材対の一方の部材は、図６（ａ）〜図６（ｄ）において、用紙Ｐの下方に配設される部材であり、用紙挟持部材対のもう一方の部材は、用紙Ｐの上方に配設される正回転搬送ローラ３１ｂである。図６（ａ）は、用紙挟持部材対の一方の部材として、第１から第４の実施形態において既に説明した球状部材３１ａを用いたものである。図６（ｂ）は、突起した先端に円弧状の断面形状を有する部材を示し、図６（ｃ）は、用紙に当接する先端が鋭角をなす円錐状又は角錐状に形成された部材を示す。図６（ｄ）は、回転する用紙の用紙面と同一の方向に回転自在に保持される可回転部材を示す。
【００６９】
図６（ａ）において、球状部材３１ａは、保持部材３１ｅに保持され、全ての方向に回転自在に構成されている。従って、球状部材３１ａは、用紙搬送時には正回転搬送ローラ３１ｂに搬送される用紙Ｐに追随して回転し、用紙回転時には正回転搬送ローラ３２ａと正逆回転搬送ローラ３２ａにより回転される用紙Ｐに追随して回転する。
【００７０】
図６（ａ）の実施形態では、球状部材３１ａと保持部材３１ｅの部品加工精度及び回転の円滑性を考慮して、保持部材３１ｅの内部に、球状部材３１ａを用紙Ｐに圧接するばね部材（参照符号なし）を設けているが、ばね部材を省略することも可能である。また、用紙挟持部材対の一方の部材として球状部材３１ａを用いる場合、用紙Ｐの画像形成面が球状部材３１ａ側に面するように設定することで、用紙回転時の用紙Ｐと正回転搬送ローラ３１ｂとの擦過が用紙Ｐ上のトナー像を損傷する懸念を無くすことができる。
【００７１】
図６（ｂ）において、符号の３１１は、突起した先端に円弧状の断面形状を有する先端球面状部材であり、金属や硬質プラスチック等の摩擦係数の小さい材料が好ましく用いられる。図６（ｃ）において、符号の３１２は、先端が鋭角な断面形状を有する先端鋭角部材である。図６（ｄ）において、符号の３１３は、所定の位置に搬送される用紙の用紙面方向に回転自在に保持される可回転部材である。可回転部材３１３は、保持部材３１ｅに回転自在に保持される。
【００７２】
本発明に係る用紙前後反転装置３０の第１の実施形態及び第３の実施形態においては、用紙挟持部材対が用紙搬送時にも用紙Ｐに当接しているため、図６（ａ）に示す球状部材３１ａ、又は図６（ｂ）に示す先端球面状部材３１１が好ましく用いられる。また、第２の実施形態及び第４の実施形態においては、用紙挟持部材対が用紙Ｐから離間するため、図６のいずれの部材を用いても良いが、用紙回転の円滑性を考慮すれば、図６（ａ）の球状部材３１ａ、又は図６（ｄ）の可回転部材３１３がより好ましく用いられる。
【００７３】
図６（ｂ）に示す先端球面状部材３１１及び図６（ｃ）に示す先端鋭角部材３１２は、簡単な構成であることを特徴とするものであり、部品加工コストを小さくできるという長所がある。また、図６（ｃ）に示す先端鋭角部材３１２は、図６（ｂ）に示す先端球面状部材３１１と比較して用紙Ｐの回転中心の位置をより確実に挟持するが、用紙Ｐに傷を付けやすいという短所もある。図６（ｄ）に示す可回転部材３１３は、図６（ａ）に示す球状部材３１ａより加工し易い形状であり、部品加工コストを小さくできるという長所がある。
【００７４】
図７は、本発明に係る用紙挟持部材対のもう一方の部材として、用いることが可能な部材の他の実施形態を示す概略断面図である。
【００７５】
本発明に係る用紙挟持部材対の一方の部材は、図７（ａ）〜図７（ｄ）において、用紙Ｐの下方に配設される部材であり、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示す部材と同一の部材である。用紙挟持部材対のもう一方の部材は、図７（ａ）〜図７（ｄ）において用紙Ｐの上方に示す部材であり、図６の正回転搬送ローラ３１ｂと異なり、画像形成装置本体Ａに固定された状態で配設される固定された部材３１ｆが用いられている。図７（ｅ）は、図６（ａ）及び図７（ａ）に示す用紙挟持部材対の一方の部材である球状部材３１ａを、用紙挟持部材対のもう一方の部材としても用いるという構成である。
【００７６】
図７（ａ）〜図７（ｄ）における用紙挟持部材対の一方の部材については、構成が図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すものと同一であり、同一の部材には同一の符番を付しているため説明は省略する。
【００７７】
図７（ａ）に示すように、用紙挟持部材対の一方の部材が球状部材３１ａである場合は、用紙搬送時でも球状部材３１ａが用紙に追随して用紙搬送方向に回転するため、第１の実施形態から第４の実施形態に対しての固定された部材３１ｆの適用が可能である。
【００７８】
図７（ｂ）〜図７（ｄ）においては、用紙挟持部材対が用紙を挟持しているときには、用紙回転動作には適用可能であるが、用紙搬送時には用紙挟持部材対が用紙搬送の抵抗となるため、適用は困難であり、用紙挟持部材対による用紙挟持の解除が必要である。従って、図７（ｂ）〜図７（ｄ）に示す構成は、用紙挟持部材対による用紙挟持の解除が行われる、用紙前後反転装置３０の第２の実施形態及び第４の実施形態には適用可能であるが、解除が行われない第１の実施形態及び第３の実施形態には適用が難しい。
【００７９】
図７（ｅ）に示す構成は、図６（ａ）及び図７（ａ）に示す用紙挟持部材対の一方の部材としての球状部材３１ａを、用紙挟持部材対のもう一方の部材としても同じ球状部材３１ａを用いる構成である。この構成は、用紙搬送時でも球状部材３１ａが搬送される用紙に追随して用紙搬送方向に回転するため、用紙前後反転装置３０の第１の実施形態〜第４の実施形態のいずれにも適用可能である。また、用紙回転時には用紙挟持部材対のどちらも回転する用紙Ｐに追随して回転するため、用紙Ｐに負荷が掛からず、画像が両面に形成される場合にも画像に損傷を与えることがない。
【００８０】
図７（ａ）〜図７（ｄ）に示す構成は、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示す構成と比較して、用紙挟持部材対のもう一方の部材が、正回転搬送ローラ３１ｂでなく固定された部材３１ｆであるため、構成が簡単で部品加工コストが小さいという長所がある。また、図７（ｅ）に示す構成は、用紙挟持部材対として同一構成の部材を用いることができるという長所がある。
【００８１】
図８は、本発明に係る用紙前後反転装置３０が用紙表裏反転部４０の上流側又は下流側に配設される実施形態における、用紙Ｐの回転動作を説明するための概略図である。
【００８２】
図８において、用紙前後反転装置３０は、用紙搬送方向Ｆにおける用紙表裏反転部４０の上流側の領域３０Ａ又は下流側の領域３０Ｂ（図１参照）に配設されている。符号のＬは、用紙搬送方向Ｆにおける用紙Ｐの長さを示し、符号のｃは、長さＬの用紙Ｐの中心線を示す。また、符号のｒは用紙搬送方向Ｆに直角な直線であり、用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置（用紙Ｐが回転される位置）に達するとき、用紙Ｐの回転中心（即ち、球状部材３１ａの位置）を通る直線である。
【００８３】
図８（ａ）は、用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に達した直後の回転前の状態を示す図であり、図８（ｂ）は、用紙Ｐが所定の位置での１８０°回転を完了した状態を示す図である。用紙Ｐの回転時には、領域３０Ａ又は領域３０Ｂ（図１参照）に配設されている搬送ローラ１８は用紙Ｐへの圧着を解除される。
【００８４】
図８（ａ）において、直線ｒの位置（球状部材３１ａの配設位置）は所定の位置に停止する用紙Ｐの中心線ｃより用紙搬送方向の下流側に位置するように設定されている。その理由について以下に述べる。
【００８５】
所定の位置に搬送された用紙Ｐの回転中心の位置である直線ｒと用紙Ｐの中心線ｃとの距離をｄとすると、直線ｒから用紙Ｐの用紙搬送方向Ｆにおける用紙先端までの距離は（Ｌ／２−ｄ）となる。一方、図８（ｂ）において、回転完了後における回転中心の位置から用紙Ｐの先端までの距離は（Ｌ／２＋ｄ）となる。即ち、用紙Ｐは、回転開始の所定の位置から回転完了の位置までの間に〔（Ｌ／２＋ｄ）−（Ｌ／２−ｄ）＝２ｄ〕の距離だけ用紙搬送方向Ｆの方向に進んだことになる。
【００８６】
つまり、用紙表裏反転部４０の上流側又は下流側に配設される用紙前後反転装置３０では、用紙前後反転装置３０の所定の位置は、用紙Ｐの回転中心の位置（直線ｒの位置）が用紙Ｐの中心線ｃより用紙搬送方向Ｆの下流側になるように設定することが望ましい。そうすれば、用紙Ｐは、回転の前後で、直線ｒと用紙Ｐの中心線ｃとの距離ｄの２倍の距離２ｄだけ前進し、用紙Ｐの搬送時間の短縮ができることになるからである。逆に、直線ｒの位置を所定の位置に停止した用紙Ｐの中心線ｃより用紙搬送方向Ｆの上流側になるように構成すると、回転後の用紙Ｐの用紙搬送方向Ｆにおける先端の位置が距離２ｄだけ上流側に戻されてしまうという問題がある。
【００８７】
図８に示す用紙表裏反転部４０の上流側又は下流側に配設される用紙前後反転装置３０に対し、用紙回転時の回転中心の位置を用紙中心位置より下流側に設定することにより、用紙回転の前後における用紙の位置を、より下流側に位置させることができる。即ち、用紙搬送に要する時間を短縮することができる。
【００８８】
なお、図８に示す用紙前後反転装置３０の実施形態では、領域３０Ａ又は領域３０Ｂ内に搬送ローラ１８が配設されている構成について説明したが、領域３０Ａ又は領域３０Ｂ内に搬送ローラ１８が含まれていない構成でも良い。この場合は、用紙前後反転装置３０による用紙回転時において、搬送ローラ１８の用紙Ｐへの圧着の解除は不要となる。
【００８９】
図９は、本発明に係る用紙前後反転装置３０が用紙表裏反転部４０の内部に配設される実施形態における、用紙Ｐの回転動作を説明するための概略図である。
【００９０】
図９において、用紙前後反転装置３０は、用紙表裏反転部４０の内部の領域３０Ｃ（図１参照）に配設されている。本実施の形態においては、用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に達するとき、用紙Ｐの回転中心のある直線ｒは用紙Ｐの中心線ｃと一致するように設定されており、直線ｒの位置は球状部材３１ａの位置に一致する位置でもある。
【００９１】
また、図９に示す用紙Ｐの停止位置は、用紙前後反転装置３０を内蔵していない通常の用紙表裏反転部４０においての用紙Ｐの停止位置と同一の位置である。通常の用紙表裏反転部４０においては、用紙表裏反転部４０に搬入される用紙Ｐは、用紙搬送方向Ｆに搬送され、用紙Ｐの後端である図９の左端部を反転搬送ローラ４１に挟持された位置で停止される。その後、用紙Ｐは表裏反転前の後端を先端として用紙搬送方向Ｆと逆方向Ｒに搬送され、表裏が反転される（図１参照）。図９に示す用紙Ｐの停止位置は、反転搬送ローラ４１の逆方向Ｒ側に配設される図示しない搬送路切り換え手段等の配設位置を考慮して設定された、最適でかつ最短の位置である（この位置より用紙搬送方向Ｆの上流側の位置に停止させることはできない）。
【００９２】
従って、本発明の用紙前後反転装置３０を用紙表裏反転部４０の内部の領域３０Ｃに内蔵させる構成においても、用紙Ｐが停止する所定の位置を、図９に示す位置より用紙搬送方向Ｆの上流側の位置に設定して用紙Ｐの回転を行わせることはできない。また、所定の位置を図９に示す位置より用紙搬送方向Ｆの下流側の位置とすると、図９において、用紙Ｐの回転中心の位置である直線ｒと用紙前後反転装置３０の位置とが用紙Ｐの中心線ｃより用紙搬送方向Ｆの下流側にずれることになる。その位置で１８０°回転すると用紙Ｐの中心線ｃは直線ｒの更に下流側になってしまい、回転後の用紙Ｐの位置は、直線ｒと用紙Ｐの中心線ｃとの距離ｄの２倍の距離２ｄだけ用紙搬送方向Ｆの下流側にずれることになる。即ち、表裏反転して反転搬送ローラ４１で再び搬送される際に、より多くの距離を移動しなければならなくなるため、用紙搬送により多くの時間を要してしまうことになる。
【００９３】
つまり、用紙前後反転装置３０が用紙表裏反転部４０の内部の領域３０Ｃにある場合には、上記のような問題を発生させないため、用紙Ｐを回転させる所定の位置は、図９に示す直線ｒと用紙Ｐの中心線ｃとが一致する位置が最適であるということになる。
【００９４】
図９において、用紙Ｐは、回転中心挟持ユニット３１及び球状部材３１ａに挟持され、正回転搬送ローラ３２ａ及び正逆回転搬送ローラ３３ａの回転により１８０°回転されて回転前と同一の位置に用紙搬送Ｆの前後が入れ替わった状態で停止される。用紙Ｐが回転している間は、反転搬送ローラ４１の圧着は解除される。その後、反転搬送ローラ４１の圧着、及び回転により用紙Ｐは表裏が反転された状態で用紙表裏反転部４０から搬出される（図１参照）。
【００９５】
図９に示す用紙表裏反転部４０の内部に配設される用紙前後反転装置３０に対し、用紙回転時の回転中心の位置を用紙中心位置の位置に設定することにより、用紙回転の前後における用紙の位置を不変とし、効率よく用紙を回転させることができる。
【００９６】
なお、図９に示す用紙前後反転装置３０の実施形態では、領域３０Ｃ内に反転搬送ローラ４１が配設されている構成について説明したが、領域３０Ｃ内に反転搬送ローラ４１が含まれていない構成でも良い。この場合は、用紙前後反転装置３０による用紙回転時において、反転搬送ローラ４１の用紙Ｐへの圧着の解除は不要となる。
【００９７】
図１０は、本発明に係る用紙前後反転装置３０の動作を制御する制御系のブロック図である。
【００９８】
図１０において制御部８０は、用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に搬送されたかを検知する用紙検知センサＳＡと、１８０°回転された用紙Ｐが正規の位置に達したかを検知する用紙検知センサＳＢからの入力信号により各部の動作を制御する。
【００９９】
用紙検知センサＳＡが用紙Ｐの所定の位置への搬送を検知したとき、用紙前後反転装置３０の第１又は第３の実施形態においては、制御部８０はそのまま、正回転搬送ローラユニット３２及び正逆回転搬送ローラユニット３３を動作させて用紙Ｐを回転させる。第２又は第４の実施形態においては、制御部８０は、まずソレノイドＳＤを動作させて回転中心挟持ユニット３１に用紙Ｐを挟持させてから、正回転搬送ローラユニット３２及び正逆回転搬送ローラユニット３３を動作させて用紙Ｐを回転させる。次に、制御部８０は、用紙Ｐが１８０°回転したとき、用紙検知センサＳＢに用紙Ｐが正規の位置に達したかどうかを検知させて、正回転搬送ローラユニット３２及び正逆回転搬送ローラユニット３３の回転を停止させる。第２、第４の実施形態においては、制御部８０は、用紙Ｐの回転完了の検知後、ソレノイドＳＤの動作により回転中心挟持ユニット３１による用紙Ｐの挟持解除を行わせる。
【０１００】
図１１は、本発明に係る用紙前後反転装置３０の第１及び第３の実施形態における動作の手順を説明するためのフローチャートである。
【０１０１】
図１１において、始めに、用紙検知センサＳＡは用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に搬送されたかどうかを検知する（ステップＳ１１）。用紙Ｐが所定の位置に到達していないとき（ステップＳ１１否定）にはステップＳ１１に戻って用紙検知センサＳＡによる検知を繰り返す。用紙Ｐが所定の位置に到達したとき（ステップＳ１１肯定）にはステップＳ１２に進む。
【０１０２】
ステップＳ１２において、制御部８０は、正回転搬送ローラ３１ｂ、正回転搬送ローラユニット３２、正逆回転搬送ローラユニット３３の回転を停止させるように、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、又は図示しない駆動モータに指令を発する。同時に、用紙前後反転装置３０以外の搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１の回転を停止させる（ステップＳ１２）。次に、制御部８０は、搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１の用紙Ｐへの圧着を解除させる（ステップＳ１３）。
【０１０３】
次いで、制御部８０は、正回転搬送ローラユニット３２を正回転させ、正逆回転搬送ローラユニット３３を逆回転させて用紙Ｐを１８０°回転させる。用紙Ｐが１８０°回転すると、用紙検知センサＳＢが用紙Ｐの正規の位置への到達を検知し、制御部８０は正回転搬送ローラユニット３２及び正逆回転搬送ローラユニット３３の回転を停止させる（ステップＳ１４）。その後、制御部８０は、搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１を用紙Ｐに圧着させる（ステップＳ１５）。
【０１０４】
最後に、制御部８０は、正回転搬送ローラ３１ｂ、正回転搬送ローラユニット３２、及び正逆回転搬送ローラユニット３３を正回転させ、用紙Ｐを用紙前後反転装置３０から排出させる（ステップＳ１６）。
【０１０５】
図１２は、本発明に係る用紙前後反転装置３０の第２及び第４の実施形態における動作の手順を説明するためのフローチャートである。
【０１０６】
図１２において、始めに、用紙検知センサＳＡは用紙Ｐが用紙前後反転装置３０の所定の位置に搬送されたかどうかを検知する（ステップＳ２１）。用紙Ｐが所定の位置に搬送されたとき（ステップＳ２１肯定）にはステップＳ２２に進む。用紙Ｐが所定の位置に到達していないとき（ステップＳ２１否定）にはステップＳ２１に戻って用紙検知センサＳＡによる検知を繰り返す。
【０１０７】
ステップＳ２２において、制御部８０は、正回転搬送ローラ３１ｂ又は正回転搬送ローラユニット３２と、正逆回転搬送ローラユニット３３の回転を停止させるように、クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、又は駆動モータに指令を発する。同時に、搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１の回転を停止させる（ステップＳ２２）。次に、制御部８０は、ソレノイドＳＤをオフし、レバー３１ｃを介して球状部材３１ａを用紙Ｐを挟んで正回転搬送ローラ３１ｂに圧着させる（ステップＳ２３）。更に、制御部８０は、搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１の用紙Ｐへの圧着を解除させる（ステップＳ２４）。
【０１０８】
次いで、制御部８０は、正回転搬送ローラユニット３２を正回転させ、正逆回転搬送ローラユニット３３を逆回転させて用紙Ｐを１８０°回転させる。用紙Ｐが１８０°回転すると、用紙検知センサＳＢが用紙Ｐの正規の位置への到達を検知し、制御部８０は正回転搬送ローラユニット３２及び正逆回転搬送ローラユニット３３の回転を停止させる（ステップＳ２５）。その後、制御部８０は、搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１を用紙Ｐに圧着させる（ステップＳ２６）。
【０１０９】
次に、制御部８０は、ソレノイドＳＤをオンし、レバー３１ｃを介して球状部材３１ａを正回転搬送ローラ３１ｂから離間させる（ステップＳ２７）。最後に、制御部８０は、正回転搬送ローラ３１ｂ又は正回転搬送ローラユニット３２と、正逆回転搬送ローラユニット３３とを正回転させ、用紙Ｐを用紙前後反転装置３０から排出させる（ステップＳ２８）。
【０１１０】
なお、本フローチャートでは、用紙の前後を反転させる領域内に搬送ローラ１８又は反転搬送ローラ４１が配設されている構成についての手順を説明したが、これらのローラを配設しない構成でも良く、その場合にはステップＳ２４の工程は不要となる。
【符号の説明】
【０１１１】
９ 定着手段
１７ａ、１７ｂ、１８ 搬送ローラ
１９ レジストローラ（レジスト手段）
３０ 用紙前後反転装置（用紙前後反転手段）
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ 領域
３１ 回転中心挟持部材（用紙挟持部材対）
３１ａ 球状部材（用紙挟持部材対の一方の部材）
３１ｂ 正回転駆動ローラ（用紙挟持部材対のもう一方の部材）
３２ａ、３３ａ 正回転駆動ローラ
３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ レバー
３１ｄ、３２ｄ、３３ｄ ばね部材
３１ｅ 保持部材
３１ｆ 固定された部材（用紙挟持部材対のもう一方の部材）
３１１ 先端球面状部材（用紙挟持部材対の一方の部材）
３１２ 先端鋭角部材（用紙挟持部材対の一方の部材）
３１３ 可回転部材（用紙挟持部材対の一方の部材）
３２ｂ、３３ｂ 正回転従動ローラ
３４ 駆動軸
４０ 用紙表裏反転部（用紙表裏反転手段）
４１ 反転搬送ローラ
８０ 制御部（制御手段）
Ａ 画像形成装置本体
ｃ 用紙Ｐの中心線
ｄ 直線ｒと用紙Ｐの中心ｃとの距離
Ｆ 用紙搬送方向
Ｐ 用紙
Ｒ 用紙搬送方向Ｆの逆方向
ｒ 直線（用紙Ｐの回転中心の位置）
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ ギヤ
ＳＡ、ＳＢ 用紙検知センサ
ＳＤ ソレノイド
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３ クラッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持されたトナー像を用紙に転写する際の用紙搬送のタイミングを合わせるため、用紙搬送方向における用紙の先端を突き当てるレジスト手段と、
トナー像が転写された用紙にトナー像を定着させる定着装置と、
用紙搬送方向における前記定着装置の下流側で、かつ前記レジスト手段の上流側に設けられ、両面画像形成時に片面に画像形成された用紙を導入する循環再給紙部と、
前記循環再給紙部の径路上に配設され、スイッチバック方式により用紙の表裏を反転させる用紙表裏反転手段と、
前記循環再給紙部の径路上に配設され、搬送される用紙を所定の位置で停止させて用紙面方向に１８０°回転させ、用紙の用紙搬送方向の前後を反転させる用紙前後反転手段と、を有し、
前記用紙前後反転手段は、前記所定の位置で回転する用紙の回転中心から用紙搬送方向と直角な方向に等間隔に離間する位置に配設される、用紙を用紙搬送方向に搬送させる方向に回転する正回転搬送手段、及び用紙を用紙搬送方向又はその逆方向に搬送させる、両方向への回転が可能な正逆回転搬送手段、の２つの搬送手段と、用紙の前記回転中心の位置に配設され、用紙を挟持する回転中心挟持手段と、を備えるとともに、
用紙が前記所定の位置に搬送されるとき、前記正回転搬送手段を正回転させ、前記正逆回転搬送手段を逆回転させて、前記回転中心挟持手段に挟持される用紙の前記回転中心の位置を中心に、用紙を１８０°回転させ、前記レジスト手段に突き当てる用紙の用紙搬送方向の先端を、表裏両面の画像形成時において同一端とすることを特徴とする両面画像形成装置。
【請求項２】
前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送され、回転される用紙を常に挟持する用紙挟持部材対を備えていることを特徴とする請求項１に記載の両面画像形成装置。
【請求項３】
前記用紙挟持部材対の一方の部材は、先端が突起した円弧状の断面形状を有する部材であることを特徴とする請求項２に記載の両面画像形成装置。
【請求項４】
前記用紙挟持部材対の一方の部材は、全ての方向に回転自在に保持される球状部材であることを特徴とする請求項２に記載の両面画像形成装置。
【請求項５】
前記用紙挟持部材対のもう一方の部材は、回転自在なローラであることを特徴とする請求項２に記載の両面画像形成装置。
【請求項６】
前記用紙挟持部材対のもう一方の部材は、全ての方向に回転自在に保持される球状部材であることを特徴とする請求項２に記載の両面画像形成装置。
【請求項７】
前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送され、回転される用紙を挟持する用紙挟持部材対と、用紙の挟持を解除する挟持部材圧着解除手段と、を有し、
前記回転中心挟持手段は、搬送される用紙が前記所定の位置に搬送され、停止するときに用紙を挟持し、用紙が１８０°回転された後、前記挟持部材圧着解除手段の動作により、用紙の挟持を解除することを特徴とする請求項１に記載の両面画像形成装置。
【請求項８】
前記用紙挟持部材対の一方の部材は、用紙に当接する先端が突起した円弧状の断面形状を有する部材であることを特徴とする請求項７に記載の両面画像形成装置。
【請求項９】
前記用紙挟持部材対の一方の部材は、用紙に当接する先端が鋭角な断面形状を有する部材であることを特徴とする請求項６に記載の両面画像形成装置。
【請求項１０】
前記用紙挟持部材対の一方の部材は、回転する用紙の用紙面方向に回転自在に保持される可回転部材であることを特徴とする請求項７に記載の両面画像形成装置。
【請求項１１】
前記用紙挟持部材対の一方の部材は、全ての方向に回転自在に保持される球状部材であることを特徴とする請求項７に記載の両面画像形成装置。
【請求項１２】
前記用紙挟持部材対のもう一方の部材は、固定された部材であることを特徴とする請求項７に記載の両面画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の両面画像形成装置が有する前記用紙前後反転手段が、前記用紙表裏反転手段の用紙搬送方向の上流側又は下流側に配設され、
用紙が前記用紙前後反転手段の所定の位置に搬送されるとき、前記２つの搬送手段及び前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送される用紙の、用紙搬送方向における用紙中心の位置、又は用紙中心の位置より下流側寄りの位置、に配設されることを特徴とする記載の両面画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の両面画像形成装置が有する前記用紙前後反転手段が、前記用紙表裏反転手段の内部に配設され、
用紙が前記用紙前後反転手段の所定の位置に搬送されるとき、前記２つの搬送手段及び前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送される用紙に対し、用紙搬送方向における用紙中心の位置に配設されることを特徴とする両面画像形成装置。
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持されたトナー像を用紙に転写する際の用紙搬送のタイミングを合わせるため、用紙搬送方向における用紙の先端を突き当てるレジスト手段と、
トナー像が転写された用紙にトナー像を定着させる定着装置と、
用紙搬送方向における前記定着装置の下流側で、かつ前記レジスト手段の上流側に設けられ、両面画像形成時に片面に画像形成された用紙を導入する循環再給紙部と、
前記循環再給紙部の径路上に配設され、スイッチバック方式により用紙の表裏を反転させる用紙表裏反転手段と、
前記循環再給紙部の径路上に配設され、搬送される用紙を所定の位置で停止させて用紙面方向に１８０°回転させ、用紙の用紙搬送方向の前後を反転させる用紙前後反転手段と、を有し、
前記用紙前後反転手段は、前記所定の位置で回転する用紙の回転中心から用紙搬送方向と直角な方向に等間隔に離間する位置に配設される、用紙を用紙搬送方向に搬送させる方向に回転する正回転搬送手段、及び用紙を用紙搬送方向又はその逆方向に搬送させる、両方向への回転が可能な正逆回転搬送手段、の２つの搬送手段と、用紙の前記回転中心の位置に配設され、用紙を挟持する回転中心挟持手段と、を備えるとともに、
用紙が前記所定の位置に搬送されるとき、前記正回転搬送手段を正回転させ、前記正逆回転搬送手段を逆回転させて、前記回転中心挟持手段に挟持される用紙の前記回転中心の位置を中心に、用紙を１８０°回転させ、前記レジスト手段に突き当てる用紙の用紙搬送方向の先端を、表裏両面の画像形成時において同一端とすることを特徴とする両面画像形成装置。
【請求項２】
前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送され、回転される用紙を常に挟持する用紙挟持部材対を備えていることを特徴とする請求項１に記載の両面画像形成装置。
【請求項３】
前記用紙挟持部材対の一方の部材は、先端が突起した円弧状の断面形状を有する部材であることを特徴とする請求項２に記載の両面画像形成装置。
【請求項４】
前記用紙挟持部材対の一方の部材は、全ての方向に回転自在に保持される球状部材であることを特徴とする請求項２に記載の両面画像形成装置。
【請求項５】
前記用紙挟持部材対のもう一方の部材は、回転自在なローラであることを特徴とする請求項２に記載の両面画像形成装置。
【請求項６】
前記用紙挟持部材対のもう一方の部材は、全ての方向に回転自在に保持される球状部材であることを特徴とする請求項２に記載の両面画像形成装置。
【請求項７】
前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送され、回転される用紙を挟持する用紙挟持部材対と、用紙の挟持を解除する挟持部材圧着解除手段と、を有し、
前記回転中心挟持手段は、搬送される用紙が前記所定の位置に搬送され、停止するときに用紙を挟持し、用紙が１８０°回転された後、前記挟持部材圧着解除手段の動作により、用紙の挟持を解除することを特徴とする請求項１に記載の両面画像形成装置。
【請求項８】
前記用紙挟持部材対の一方の部材は、用紙に当接する先端が突起した円弧状の断面形状を有する部材であることを特徴とする請求項７に記載の両面画像形成装置。
【請求項９】
前記用紙挟持部材対の一方の部材は、用紙に当接する先端が鋭角な断面形状を有する部材であることを特徴とする請求項６に記載の両面画像形成装置。
【請求項１０】
前記用紙挟持部材対の一方の部材は、回転する用紙の用紙面方向に回転自在に保持される可回転部材であることを特徴とする請求項７に記載の両面画像形成装置。
【請求項１１】
前記用紙挟持部材対の一方の部材は、全ての方向に回転自在に保持される球状部材であることを特徴とする請求項７に記載の両面画像形成装置。
【請求項１２】
前記用紙挟持部材対のもう一方の部材は、固定された部材であることを特徴とする請求項７に記載の両面画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の両面画像形成装置が有する前記用紙前後反転手段が、前記用紙表裏反転手段の用紙搬送方向の上流側又は下流側に配設され、
用紙が前記用紙前後反転手段の所定の位置に搬送されるとき、前記２つの搬送手段及び前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送される用紙の、用紙搬送方向における用紙中心の位置、又は用紙中心の位置より下流側寄りの位置、に配設されることを特徴とする記載の両面画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の両面画像形成装置が有する前記用紙前後反転手段が、前記用紙表裏反転手段の内部に配設され、
用紙が前記用紙前後反転手段の所定の位置に搬送されるとき、前記２つの搬送手段及び前記回転中心挟持手段は、前記所定の位置に搬送される用紙に対し、用紙搬送方向における用紙中心の位置に配設されることを特徴とする両面画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２０８８３４（Ｐ２０１０−２０８８３４Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５９３２９（Ｐ２００９−５９３２９）
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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