JPH1010806A - 画像形成装置用の用紙反転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 用紙が反転させたれる時のステッピングモー
タの出力トルクを大きくしたり、用紙の厚さに応じて用
紙反転させる用紙反転ローラを駆動するステッピングモ
ータの出力トルクを変化させることによって、振動音を
小さく、且つ安価なステッピングモータを使用出来る用
紙反転装置を提供する。 【解決手段】 用紙を反転させ、所定の範囲位置に停止
させ、さらに逆回転をさせて再給紙可能とさせる用紙反
転ローラ１と、上記用紙反転ローラ１を駆動させるステ
ッピングモータ２と、片面印刷済の用紙が上記用紙反転
ローラ１に達する前に用紙の先端と後端を検知する用紙
端検知手段３と、用紙先端が上記用紙反転ローラ１によ
って反転させられる際に、上記ステッピングモータ２の
出力トルクを大きくさせるモータ制御手段４を備えた画
像形成装置用の用紙反転装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
レーザプリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に
関し、特に両面印刷を可能とさせるための用紙反転装置
の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】転写用紙の表裏両面に画像を形成する両
面印刷機能を備えた電子写真式画像形成装置において
は、まず画像形成部において片面上に画像を形成した後
で当該用紙を排出せずに一旦両面トレイ等に反転して保
留し、裏面の画像に相当する画像が感光体上に形成され
たときにタイミングを合わせて転写位置に再給紙するこ
とにより裏面に画像形成を行う。上記両面トレイにおい
ては、用紙反転ローラを備えた用紙反転装置を用いて片
面印刷済みの転写用紙を反転することが行われている
が、ステッピングモータによって用紙反転ローラを駆動
する従来の用紙反転装置にあっては、用紙が用紙反転ロ
ーラによって反転させられる時のみ大きな負荷トルクが
生じ、その他の時の負荷トルクは反転時に較べ非常に小
さい。また、種々の厚さの用紙を用いる場合、薄い用紙
では負荷トルクが小さく、厚い用紙では負荷トルクが大
きくなる。従って、従来のステッピングモータの出力ト
ルクは、厚い用紙の反転時での最大負荷トルクの値を越
えるように設定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、ステッピングモータの出力トルクが厚い用紙
での最大負荷トルクを越える値となるように一律に設定
されているので、負荷トルクが小さくて済む薄い用紙を
使用する場合は、ステッピングモータの出力トルクが必
要以上の大きな値となって、振動音が大きくなったり、
ステッピングモータの温度上昇により出力トルクが低下
し、最大負荷時に脱調状態に陥って動作不能になる等の
不具合を生じる為、ＰＭ型のような安価なステッピング
モータを使用することができず、高価なステッピングモ
ータを使用せざるを得ない状況にあった。そこで、本発
明は、片面印刷済みの転写用紙が用紙反転ローラに達す
る前に用紙先端や用紙の厚さを検知し、用紙が反転させ
たれる時のステッピングモータの出力トルクを大きくし
たり、用紙の厚さに応じてステッピングモータの出力ト
ルクを変化させることによって、振動音を小さく抑え、
且つ安価なステッピングモータを使用できるようにした
用紙反転装置を提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
請求項１の発明は、画像形成部において片面に印刷を受
けた片面印刷済みの用紙を表裏反転させて、画像形成部
に再給紙することにより反対面に印刷する画像形成装置
用の用紙反転装置において、正転することにより用紙を
反転させた上で所定の位置に停止させ、さらに逆回転す
ることにより画像形成部に再給紙させる用紙反転ローラ
と、上記用紙反転ローラを駆動させるステッピングモー
タと、片面印刷済みの用紙が上記用紙反転ローラに達す
る前に用紙の先端と後端を検知する用紙端検知手段と、
用紙が上記用紙反転ローラによって反転させられる際
に、上記ステッピングモータの出力トルクを大きくさせ
るモータ制御部と、を備えたことを特徴としている。第
２の請求項の発明は、請求項１の用紙反転装置におい
て、片面印刷済みの用紙が上記用紙反転ローラに達する
前に用紙の厚さを検知する厚さ検知手段を備え、上記厚
さ検知手段の検知した値に応じ、上記モータ制御手段の
出力トルクの大きさを変化させることを特徴としてい
る。

【０００５】

【作用】第１の請求項のように構成された画像形成装置
用の用紙反転装置では、片面印刷済みの用紙が用紙反転
ローラに達する前に、 用紙端検知手段によって用紙の先
端を検知して、用紙端検知手段と用紙反転ローラとの距
離を用紙搬送速度で割ることにより、用紙の先端が用紙
端検知手段で検知された後どのタイミングで用紙反転ロ
ーラに達するかが判り、用紙の先端が用紙反転ローラに
達する直前に、ステッピングモータの出力トルクをモー
タ制御手段によって大きくさせることができるので、用
紙が反転する最大負荷時に合わせて出力トルクを大きく
することができる。第２の請求項のように構成された画
像形成装置用の用紙反転装置では、片面印刷済みの用紙
が用紙反転ローラに達する前に、厚さ検知手段によって
用紙の厚さを検知することができて、用紙の先端が用紙
反転ローラに達する前に、用紙の厚さが基準より薄けれ
ばステッピングモータの出力トルクを基準より小さく
し、用紙の厚さが基準より厚ければステッピングモータ
の出力トルクを基準より大きくし、用紙の厚さに応じて
ステッピングモータの出力トルクをモータ制御手段によ
って変化させることができるので、負荷に応じて最適な
出力トルクを与えられる用紙反転装置を提供できるよう
になった。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の画像
形成装置用の用紙反転装置（両面トレイ）の要部を示す
側面図である。上面だけを片面印刷された用紙Ｐが図面
左方に位置する図示しない画像形成部から矢印Ａ方向へ
図示しない搬送ローラによって搬送されてくる。用紙Ｐ
が用紙反転ローラ１に達する前に、用紙の先端と後端を
検知する用紙端検知部３で用紙の先端が検知される。用
紙端検知部３は、検知レバー３ａと、発光と受光の対向
した面を持つ光学部（フォトインタラプタ）３ｂと、上
記光学部３ｂの出力を処理する処理部（制御部）３ｃか
ら構成されている。また、本例の用紙端検知部３は、用
紙の厚さを検知する厚さ検知部５も兼ねている。この用
紙反転装置は、用紙反転ローラ１に片面印刷済み用紙Ｐ
を送り込む搬入路２０と、用紙反転ローラ１の外周面で
反転してから表裏反転の為に一旦用紙を保留する反転路
２１とを有し、挿入補助ローラ１１と、挿入排出補助ロ
ーラ１２が用紙反転ローラ１の外周面に接することによ
り用紙Ｐの搬入、反転を補助している。反転路２１内に
一旦入り込んだ片面印刷済み用紙Ｐは所定のタイミング
で後端縁を先頭にして図示しない画像形成部の転写位置
に向けて再給紙される。符号１３は搬送方向を切り換え
る方向制御板であり、反転路２１内への搬入と、反転路
からの排出（矢印Ｇで示す再給紙路２２への給紙）を円
滑に行わせる為に、軸１３ａを中心として実線位置と点
線位置との間を進退可能に構成されている。

【０００７】以下、図２を用いて検知部３、５による検
知方法を説明する。用紙反転ローラ１へ向けた搬送中に
用紙Ｐの先端が用紙端検知部３に達すると、検知レバー
３ａ（軸３Ａを中心として回動自在）の一端（作用片）
を用紙Ｐが押し上げるので、該一端が図中点線で示した
ように上側に持ち上げられる。検知レバー３ａはその中
央の軸３Ａを支点として回動するので、検知レバー３ａ
の他端は下側に下がって光学部３ｂの光を一層遮り、処
理部３ｃへの入力が減少することになる。図２は、用紙
Ｐの挿入前後における処理部３ｃからの出力レベルの変
化状態を示した図である。図２において、点線で示した
全開レベルは光学部３ｂの光が遮られることのない状態
での処理部３ｃの出力レベルを示す。出力レベル（Ｖ−
Ｏ）は、検知レバー３ａにより光学部３ｂの光を一部遮
った用紙Ｐ挿入前の処理部３ｃの出力レベルを示してい
る。用紙Ｐが挿入され検知レバー３ａの一端を持ちあげ
ると、出力レベルは用紙の厚さに応じ（Ｖ−Ｌ）や（Ｖ
−Ｈ）の値となる。（Ｖ−Ｈ）の出力レベルは（Ｖ−
Ｌ）に較べて厚さの厚い用紙Ｐが挿入された場合であ
る。即ち、処理部３ｃの出力レベルを調べれば挿入され
た用紙Ｐの厚さが判ることになる。

【０００８】また、出力レベル（閾値レベル）（Ｖ−Ｔ
Ｈ）は、用紙Ｐが挿入されたか否かを決めるレベルであ
り、（Ｖ−ＴＨ）より出力レベルが高ければ（全開レベ
ルの方向）用紙Ｐが挿入前の状態と判断され、（Ｖ−Ｔ
Ｈ）より出力レベルが低ければ（全開レベルと反対の方
向）用紙Ｐが挿入された状態を示している。図では、時
間ｔ１の時に閾値レベル（Ｖ−ＴＨ）を越えて出力レベ
ル（Ｖ−Ｌ）や（Ｖ−Ｈ）の値となっているので、時間
ｔ１において用紙Ｐの先端が検知レバー３ａに達してい
ることが判断できる。また、時間ｔ２では、それぞれの
出力レベル（Ｖ−Ｌ）、（Ｖ−Ｈ）から最初の出力レベ
ル（Ｖ−Ｏ）の状態に戻っているので、時間ｔ２では用
紙Ｐの後端が検知レバー３ａを抜け出したことが理解で
きる。従って、時間ｔ１からｔ２までの長さは用紙Ｐの
長さに応じて変化する。このように、処理部３ｃの出力
レベルの変化を処理することにより、用紙Ｐの厚さ検知
としても、先端と後端の検知としても動作する。

【０００９】また、図１に戻って、用紙Ｐは用紙端検知
部３を通過した後、矢印Ｃの方向に回転する用紙反転ロ
ーラ１と挿入補助ローラ１１の駆動力により矢印Ｂの方
向に進む。また、反転路２１内への挿入か、反転路から
の排出かにより搬送方向を制御する方向制御板１３は実
線の方向に傾けられて、用紙Ｐが用紙反転ローラ１と挿
入排出補助ローラ１２の駆動力により矢印Ｅの方向に向
かって送り込まれる。その後、用紙Ｐの後端が位置ｌ
（エル）の間にあるように（ローラ１と１２とによって
ニップされるように）、用紙反転ローラ１と挿入排出補
助ローラ１２の回転が止められる。このときの用紙Ｐ
は、片面印刷された面が反転して下側になっている。次
に、反転路２１からの排出時には、用紙反転ローラ１と
挿入排出補助ローラ１２の回転が逆方向（用紙反転ロー
ラ１はＤ方向の回転）になり、方向制御板１３は図の点
線の方向に変る。従って、挿入時の後端部を先頭に進ん
だ用紙Ｐは、方向制御板１３によって点線で示した矢印
Ｇの方向に進む。その後、用紙の進行方向に対し挿入時
と反対に下側を印刷済み面として進行し、図示しない画
像形成部において上面に印刷を受けて両面印刷を終了す
る。

【００１０】次に、図１、図２で述べた動作過程と図３
のブロック図に基づいて請求項１に対応する形態例を説
明する。まず、用紙Ｐの先端が用紙端検知部３によって
検知されると、用紙端検知部３の処理部３ｃから検知信
号がモータ制御部４に渡される。モータ制御部４のモー
タドライバは、処理部３ｃからの信号を受けて直ぐか、
または、信号受信よりも予め決められた時間後に、用紙
反転ローラ１を正転方向に駆動するステッピングモータ
２の出力トルクを大きくさせる。そのために、モータド
ライバは、モータ電流値を所定の時間だけ増加させるこ
とができるようになっている。また、ステッピングモー
タ２の出力トルクを大きくさせるタイミングは、用紙が
用紙反転ローラ１に達する直前になるようにする。この
動作により、用紙が用紙反転ローラ１により矢印Ｂの方
向から矢印Ｅの方向へ向かって反転させられる際のトル
ク不足を防ぐことができる。この形態例によれば、用紙
先端が用紙反転ローラ１に達する前におけるステッピン
グモータの出力を小さくできるので、電流の節約、モー
タの耐久性の向上を実現できる。

【００１１】次に、図１、図２で述べた上記の動作過程
と図４のブロック図から本発明の請求項２の形態例につ
いて説明する。厚さ検知部５によって用紙Ｐの厚さが検
知されると、 厚さ検知部５の処理部から厚さ情報がモー
タ制御部４に送られる。モータ制御部４のモータドライ
バでは、処理部からの信号を受けて直ぐか、または、信
号より予め決められた時間後に、厚さ情報に応じてステ
ッピングモータ２の出力トルクの大きさを変化させる。
ここで、モータ制御部４には、厚さ情報に応じてモータ
ドライバの駆動電流を多段的に変える対応値を記憶した
対応表をＲＯＭ等の記憶部（図示せず）に記憶してい
て、検知した厚さ情報を受け取ると、対応表から該当す
るモータドライバの段位に切り換える。即ち、用紙Ｐの
厚さが基準より厚ければ、出力トルクの大きさをその分
に応じて基準より大きくし、用紙Ｐの厚さが基準より薄
ければ、出力トルクの大きさをその分に応じて基準より
小さくするように制御する。この動作により、用紙Ｐの
厚さが変わっても、用紙が用紙反転ローラ１により矢印
Ｂの方向から矢印Ｅの方向へ向かって反転させられる際
の出力トルクを最適にし、トルク不足を防ぐことができ
る。また、図１の例では、用紙端検知部３と厚さ検知部
５を兼用としたが、完全に別々に構成された検知部でも
良い。また、上記形態例では用紙反転装置を電子写真式
の画像形成装置に適用する例を示したが、これは一例に
過ぎない。従って、例えば本発明は電子写真方式を用い
ない印刷装置において両面印刷する場合にも適用可能で
ある。従って、請求項において印刷とは、電子写真式の
画像形成と、それ以外の印写、印刷を含む概念である。

【００１２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、用紙端検知手
段によって用紙の先端が検知されれば、モータ制御手段
によって用紙の先端が用紙反転ローラに達する前にステ
ッピングモータの出力トルクを大きくさせることができ
るようになったので、最大負荷時のトルク不足も解消
し、常にステッピングモータの出力トルクを大きくした
状態で動作させることもなくなり、振動音を小さく抑
え、且つ安価なステッピングモータを使用できるように
した画像形成装置用の用紙反転装置を提供することがで
きる。

【００１３】請求項２の発明によれば、用紙の厚さに応
じてステッピングモータの出力トルクを変化させること
ができるようになって、用紙の厚さの変化に追随して適
正な出力トルクを出させるようにしたので、最大負荷時
のトルク不足も解消し、常にステッピングモータの出力
トルクの大きい所で動作させることもなくなり、振動音
を小さく抑えられ、且つ安価なステッピングモータを使
用できるようにした画像形成装置用の用紙反転装置を提
供することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態例の画像形成装置用の用紙
反転装置の要部の側面図である。

【図２】本発明の実施の形態例の用紙反転装置の用紙端
検知部と厚さ検知部の検知動作を説明する説明図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態例の用紙反転装置において
請求項１の動作を説明する説明図である。

【図４】本発明の実施の形態例の用紙反転装置において
請求項２の動作を説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 用紙反転ローラ ２ ステッピングモータ ３ 用紙端検知部 ４ モータ制御部 ５ 厚さ検知部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成部において片面に印刷を受けた
   片面印刷済みの用紙を表裏反転させて、画像形成部に再
   給紙することにより反対面に印刷する画像形成装置用の
   用紙反転装置において、正転することにより用紙を反転
   させた上で所定の位置に停止させ、さらに逆回転するこ
   とにより画像形成部に再給紙させる用紙反転ローラと、
   上記用紙反転ローラを駆動させるステッピングモータ
   と、片面印刷済みの用紙が上記用紙反転ローラに達する
   前に用紙の先端と後端を検知する用紙端検知手段と、用
   紙が上記用紙反転ローラによって反転させられる際に、
   上記ステッピングモータの出力トルクを大きくさせるモ
   ータ制御部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置
   用の用紙反転装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像形成装置用の用紙反
   転装置において、片面印刷済みの用紙が上記用紙反転ロ
   ーラに達する前に用紙の厚さを検知する厚さ検知手段を
   備え、上記厚さ検知手段の検知した値に応じ、上記モー
   タ制御部の出力トルクの大きさを変化させることを特徴
   とする画像形成装置用の用紙反転装置。