JP2004315166A - 画像形成装置及びそれに装着可能な反転搬送ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電磁クラッチなどの高価な部品を用いることなく装置本体内及び反転搬送部内の駆動源により用紙の排紙及び反転搬送を行うことができる画像形成装置及びそれに装着可能な反転搬送ユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】第１の駆動源５０を駆動し第２の駆動源５５を停止することによって、第１の遊星ギア機構９０を介して第１の駆動源５０からの駆動力のみを排紙ローラ３０に伝達可能として用紙を排紙する方向に排紙ローラ３０を回転させ、第２の駆動源５５を駆動し第１の駆動源５０を停止することによって、第２の遊星ギア機構８０を介して第２の駆動源５５からの駆動力のみを排紙ローラ３０に伝達可能として用紙を反転搬送する方向に排紙ローラ３０を回転させる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置などの画像形成装置において、用紙の両面に画像形成を行うために用いられる反転搬送部を備えた画像形成装置及びその反転搬送部を着脱自在に構成した反転搬送ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置において、装置本体内に駆動源としてモータを設け、画像形成を行う感光体ドラム等を備える記録部、搬送ローラ等を備える用紙搬送部を駆動するようにしている。こうした画像形成装置において、用紙の両面に画像形成する場合に、用紙の一方の面に画像形成した後用紙を反転させるために排紙ローラを逆回転して反転搬送路に用紙を搬入することが行われている。とことが、画像形成動作中に、感光体ドラムを逆回転させることはできないので、一つのモータによって感光体ドラムと排紙ローラとを回転制御することはできない。
【０００３】
こうした課題の解決方法として、例えば、特許文献１では、画像形成装置本体内及び両面搬送ユニット内にそれぞれモータを設け、用紙を排紙方向に搬送するときには装置本体内のモータで排紙ローラを排紙方向に回転駆動し、用紙を反転方向に搬送するときにはユニット内のモータで排紙ローラを逆転方向に回転駆動する点が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１５４７２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１では、画像形成装置本体内及び両面搬送ユニット内の２つのモータの駆動力のいずれかを排紙ローラに駆動伝達するために、電磁クラッチやスプリングクラッチ及び回転遅れ装置といった高価な部品を用いているため、コストアップになっている。
【０００６】
そこで、本発明は、電磁クラッチなどの高価な部品を用いることなく装置本体内及び反転搬送部内の駆動源により用紙の排紙及び反転搬送を行うことができる画像形成装置及びそれに装着可能な反転搬送ユニットを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置は、給紙部から搬入された用紙を記録部に搬送して排紙トレイに搬出する用紙搬送部と、前記用紙搬送部の用紙搬送経路において前記記録部の下流側から搬入された用紙を前記記録部の上流側に搬出する反転搬送部とを備えた画像形成装置であって、前記用紙搬送部の第１の駆動源と前記用紙搬送部の排紙ローラとを、第１の駆動源の動作に連動する第１の遊星ギア機構を介して駆動伝達可能とし、前記反転搬送部の第２の駆動源と排紙ローラとを、第２の駆動源の駆動に連動して動作する第２の遊星ギア機構を介して駆動伝達可能としたことを特徴とする。さらに、排紙ローラを排紙方向に回転させるときは、第１の駆動源を駆動するとともに、第１の駆動源に連動する遊星ギア機構を排紙ローラへの駆動伝達機構から離反させ、排紙ローラを反転搬送方向に回転させるときは、第２の駆動源のみを駆動するとともに、第１の駆動源に連動する遊星ギア機構を排紙ローラへの駆動伝達機構から離反させることを特徴とする。さらに、前記第１の遊星ギア機構を第１の付勢手段によって前記排紙ローラへの駆動伝達機構から離反する方向に付勢し、前記第２の遊星ギア機構を第２の付勢手段によって前記排紙ローラへの駆動伝達機構から離反する方向に付勢することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る反転搬送ユニットは、上述の画像形成装置における反転搬送部を着脱自在に構成した反転搬送ユニットであって、第２の遊星ギア機構を備えたことを特徴とする。さらに、前記第２の遊星ギア機構は画像形成装置本体内に挿入されて装着されることを特徴とする。
【０００９】
排紙ローラを排紙方向に回転させる場合には、用紙搬送部の第１駆動源を駆動させ反転搬送部の第２の駆動源を停止させる。第２の駆動源を停止すると、第２の付勢手段から受ける付勢力によって、第２の遊星ギア機構は排紙ローラのギアから離反するので、第２の駆動源から排紙ローラギアに駆動力が伝達されない。第１駆動源からの駆動力を受けた第１の遊星ギア機構は、第１の付勢手段からの付勢力に抗って排紙ローラギアと当接する方向に変位し、やがて排紙ローラのギアに噛み合う。第１の遊星ギア機構と排紙ローラギアとが噛み合うと、第１の駆動源から排紙ローラギアへ駆動力が伝達されるようになり、排紙ローラが排紙方向に回転する。
【００１０】
排紙ローラを反転搬送方向に回転させる場合には、第１の駆動源を停止させ第２の駆動源を駆動する。第１の駆動源を停止すると、第１の付勢手段から受ける付勢力によって、第１の遊星ギア機構は排紙ローラギアから離反するので、第１の駆動源から排紙ローラギアに駆動力が伝達されない。第２の駆動源からの駆動力を受けた第２の遊星ギア機構は、第２の付勢手段からの付勢力に抗って排紙ローラギアと当接する方向に変位し、やがて排紙ローラのギアに噛み合う。第２の遊星ギア機構と排紙ローラギアとが噛み合うと、第２の駆動源から排紙ローラギアへ駆動力が伝達されるようになり、排紙ローラは反転搬送方向に回転する。
【００１１】
上記したように、第１の駆動源及び第２の駆動源の回転駆動を切り換えて用紙の排紙及び反転搬送に応じて排紙ローラを正逆回転することができ、一方の駆動源だけを駆動するので、装置全体として消費電力や騒音が低減される。
【００１２】
本発明に係る反転搬送ユニットが、上述した画像形成装置における反転搬送部を着脱自在に構成し、第２の遊星ギア機構を備えることで、両面に画像形成が必要な場合に画像形成装置を簡単に構成変更でき、装置本体内に必要最小限の駆動伝達機構のみを備えておけばよくなり、装置のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。図１は本発明に係る画像形成装置全体の概略断面図である。画像形成装置１の上部には原稿読取部２が配置され、その下部には、底面から給紙部３、記録部４が配されている。
【００１４】
原稿読取部２では、原稿カバー１０が設けられた原稿トレイ１１に載置された原稿が原稿搬送装置１２により読取手段１００に対向する位置に搬送されて原稿読取動作が行われ、原稿排紙トレイ１３に排出される。書籍等を読み取る場合には、原稿カバー１０を上方に回動してフラットベッドプラテン１４に書籍等の被読取部分を配置し読取手段により読取動作が行われる。以上の構成は、いわゆるＡＤＦ及びフラットベッドタイプと称される従来の原稿読取装置と同様のものである。
【００１５】
給紙部３では、給紙カセット１５が配置されており、フラッパ１６に所定のサイズの用紙が複数枚積載されている。給紙カセット１５の端部（図１の右端部）には、ピックアップローラ１７が配置されている。そして、フラッパ１６は、積載された用紙の上面がピックアップローラ１７に圧接するように上方に付勢されている。この状態でピックアップローラ１７が回転駆動すると、摩擦力により用紙が一枚ずつ用紙搬送路に給紙されるようになる。
【００１６】
給紙された用紙は、まずフィードローラ１８及びプレスローラ１９により記録部４に搬送される。記録部４では、搬送された用紙に記録するために、トナー容器２０、紙粉除去ブラシ２１、コロナ帯電器２２、感光体ドラム２３、転写用のコロトロンワイヤ２４、露光ヘッド２５及び定着ローラ２６が備えられている。まず、感光体ドラム２３の表面を紙粉除去ブラシ２１及びコロナ帯電器２２を用いて一様に帯電させ、帯電された感光体ドラム２３に露光ヘッド２５で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像を形成する。次に、トナー容器２０内のトナーを供給ローラ２７から現像ローラ２８を介して感光体ドラム２３に形成された静電潜像に転移させて可視像化し、コロトロンワイヤ２４により感光体ドラム２３表面に形成されたトナー像を用紙に転写する。そして、転写されたトナー像は、定着ローラ２６及びプレスローラ２９によって狭持されて加熱・プレスされ用紙に定着される。定着された用紙は、排紙ローラ３０及びプレスローラ３１の間に狭持されて用紙排出トレイ３２に搬出される。
【００１７】
上述したピックアップローラ１７、フィードローラ１８、紙粉除去ブラシ２１、感光体ドラム２３、定着ローラ２６、プレスローラ２９、現像ローラ２８、供給ローラ２７は、図２に示す装置本体１内に設けた第１モータ５０の回転駆動力を受けて回転する。また、排紙ローラ３０は第１モータ５０からの回転駆動力を受けて用紙を排紙する方向に回転する。
【００１８】
図１において、給紙部３から用紙排出トレイ３２までを一点鎖線で示したのが、用紙搬送路である。そして、用紙搬送路に沿って配設された搬送ローラ及び用紙ガイドが用紙搬送部を構成している。
【００１９】
また、装置本体１の側面には、反転搬送ユニット４０が着脱自在に装着されており、その装着側面には、用紙搬出口４１及び用紙搬入口４２が形成されている。搬送ユニット４０内には、フィードローラ４３及びプレスローラ４４、フィードローラ４５及びプレスローラ４６の２対の搬送ローラが上下に配設されている。そして、図１の二点鎖線で示すように反転搬送路が、排紙ローラ３０と定着ローラ２６との間の用紙搬送路から分岐して、２対の搬送ローラ４３及び４４、４５及び４６の間を通り、ローラ対１８及び１９とピックアップローラ１７との間の用紙搬送路に合流するように形成される。そして、反転搬送路に沿って配設された搬送ローラ及び用紙ガイドが反転搬送ユニット４０を構成している。
【００２０】
上記したフィードローラ４３、４５は、反転搬送ユニット４０に設けた第２モータ５５の回転駆動力を受けて回転する。また、排紙ローラ３０は第２モータ５５からの回転駆動力を受けると用紙を反転搬送する方向に回転する。
【００２１】
用紙搬送路には、排紙ローラ３０と記録部４の定着ローラ２６との間に用紙検知センサ３５が配置されており、ローラ対１８及び１９とピックアップローラ１７との間にも用紙検知センサ３４が配置されている。
【００２２】
図２及び図３は、排紙ローラ３０の回転駆動を行うための駆動機構を排紙ローラ３０の回転軸の軸方向からみた図であり、特に、図２は第１モータ５０によって排紙ローラ３０を排紙方向に回転させる場合を示しており、図３は第２モータ５５によって排紙ローラ３０を反転搬送方向に回転させる場合を示している。
【００２３】
図２及び図３を参照して、排紙ローラ３０に第１モータ５０または第２モータ５５の回転駆動力を伝達する機構について説明する。排紙ローラ３０の軸５２には排紙ローラギア６５が固定されており、排紙ローラギア６５に自軸まわりに回転自在な２つのアイドラギア５３，６４が噛合している。
【００２４】
装置本体１内の第１モータ５０の回転駆動力は、図示しない駆動伝達機構によってアイドラギア５１に伝達される。このアイドラギア５１に、第１の遊星ギア機構９０の太陽ギア９１が噛合し、さらに太陽ギア９１には遊星ギア９２が噛合している。太陽ギア９１の軸と遊星ギア９２の軸とをアーム部材９３によって連結して、遊星ギア９２が太陽ギア９１の軸まわりに、アイドラギア５３に噛合する位置と離反した位置とで公転するように構成している。
【００２５】
そして、第１の付勢手段としての引張りコイルバネ９４の一端部を遊星ギア９２の支持軸に取り付け、このバネ９４の他端部を装置本体１のフレーム１０２に取り付けて、遊星ギア９２をアイドラギア５３に対して離反する方向に常に引き寄せている。さらに、遊星ギア９２とアーム部材９３との間に図示しない皿バネなどの負荷部材を介在して、遊星ギア９２が太陽ギア９１から受けるトルクが所定トルク以上にならないと、遊星ギア９２が自転しないように構成している。
【００２６】
反転搬送ユニット４０内の第２モータ５５は、反転搬送ユニット４０内に配設された取付基板５４に取り付けており、そのモータ軸に取り付けたギア５６が、取付基板５４に回転自在に軸支された減速ギア５７に噛合している。そして、この減速ギア５７に、取付基板５４に回転自在に軸支されたアイドラギア５８，５９がそれぞれ順番に噛合し、アイドラギア５９がフィードローラ４３の回転軸に固定されたギア６１ａに噛合している。一方、フィードローラ４５の回転軸にはプーリ６２ｂが固定されており、これらのプーリ６１ｂ，６２ｂ間に無端状のベルト６３が張架されている。上記したような駆動伝達機構によって、第２モータ５５の回転駆動力が各プーリ６１ｂ，６２ｂに伝達されてフィードローラ４３，４５が回転する。
【００２７】
さらに、第２モータ５５からの回転駆動力が伝達される減速ギア５７には、第２遊星ギア機構８０の太陽ギア８１が噛合し、さらに太陽ギア８１には遊星ギア８２が噛合している。これら太陽ギア８１の軸と遊星ギア８２の軸とをアーム部材８３によって連結して、遊星ギア８２が太陽ギア８２の軸まわりにアイドラギア６４に噛合する位置と離反した位置とで公転するように構成している。なお、第２遊星ギア機構８０は、取付基板５４に支持される。
【００２８】
そして、第２の付勢手段としての圧縮コイルバネ８４の一端部を遊星ギア８２の支持軸に取り付け、このバネ８４の他端部を取付基板５４のブラケット１０１に取り付けて、遊星ギア８２をアイドラギア６４に対して離反する方向に常に引き寄せている。さらに、遊星ギア８２とアーム部材８３との間に図示しない板バネなどの負荷部材を介在して、遊星ギア８２が太陽ギア８１から受けるトルクが所定トルク以上にならないと、遊星ギア８２が自転しないように構成している。
【００２９】
次に、図２を参照して排紙ローラ３０を排紙方向に回転させる動作について説明する。排紙ローラ３０を排紙方向に回転させるときには、第２モータ５５を停止して第１モータ５０を回転駆動する。第２モータ５５が停止すると、遊星ギア８２がバネ８４に引張られてアイドラギア６４から離反する。
【００３０】
第１モータ５０の回転駆動が伝達されてアイドラギア５１が図２の反時計方向に自転すると、太陽ギア９１が図２の時計方向に自転する。このとき、上記した負荷部材によって遊星ギア９２の自転が阻止されているので、遊星ギア９２はアーム部材９３とともに太陽ギア９１の軸まわりに図２の時計方向に公転し、やがて排紙ローラ３０の排紙ローラギア６５に噛合しているアイドラギア５３に噛合して公転動作が阻止される。
【００３１】
このように遊星ギア９２の公転動作が阻止されて、さらに太陽ギア９１から回転駆動力が伝達されると、遊星ギア９２はその当接位置で図２の反時計方向に自転するようになり、アイドラギア５３が図２の時計方向に自転する。そして、このアイドラギア５３に噛合している排紙ローラギア６５が図２の反時計方向に回転して、排紙ローラ３０が排紙方向に回転する。このようにして、定着ローラ２６から搬出された、片面に画像が定着された用紙又は両面に画像が定着された用紙が排紙方向に搬送される。このとき、第２モータ５５と排紙ローラギア６５との駆動伝達経路が切断されているので、第２モータ５５が負荷になることも無い。
【００３２】
排紙ローラ３０を排紙逆方向に搬送するときには、第１モータ５０を停止して第２モータ５５を回転駆動する。第１モータ５０が停止すると遊星ギア９２がバネ９４に引張られてアイドラギア５３から離反する。
【００３３】
第２モータ５５の回転駆動が伝達されて減速ギア５７が図３の時計方向に自転すると、太陽ギア８１が図３の反時計方向に回転する。このとき、上記した負荷部材によって遊星ギア８２の自転が阻止されているので、遊星ギア８２はアーム部材８３とともに太陽ギア８１の軸まわりに図３の反時計方向に公転し、やがて排紙ローラ３０の排紙ローラギア６５に噛合しているアイドラギア６４に噛合して公転動作が阻止される。
【００３４】
このように遊星ギア８２の公転動作が阻止されて、されに太陽ギア８１から回転駆動力が伝達されると、遊星ギア８２はその当接位置で図３の時計方向に自転するようになり、アイドラギア６４が図３の反時計方向に自転する。そして、このアイドラギア６４に噛合している排紙ローラギア６５が図３の時計方向に回転して、排紙ローラ３０が反転搬送方向に回転する。このようにして、排紙ローラ３０に狭持された用紙は反転搬送路に向けて搬送される。
【００３５】
さらに、第２モータ５５の回転駆動力は減速ギア５７、２つのアイドラギア５８，５９を介してギア６１ａに伝達され、プーリ６１ｂからベルト６３を介してプーリ６２ｂに伝達されるので、フィードローラ４３、４５はともに図３の反時計方向に回転する。従って、各フィードローラ４３，４５に狭持された用紙は反転搬送路を搬送される。
【００３６】
用紙の反転搬送制御を行う場合には、片面に画像形成した用紙の先端を排紙ローラ３０およびプレスローラ３１で狭持した後、第１モータ５０により排紙ローラ３０を反時計回りに回転させて排出トレイ３２に排出動作し、用紙検知センサ３３が用紙の後端を検知してから所定時間経過後に第１モータ５０の駆動を停止する。この時点で用紙の後端部は排紙ローラ３０およびプレスローラ３１に狭持された状態となっている。さらに、用紙の後端は用紙搬送路と反転搬送路との合流部よりも排紙ローラ３０側に位置している。
【００３７】
その後、反転搬送ユニット４０内の第２モータ５５を駆動開始して排紙ローラ３０を時計まわりに回転して用紙の後端から用紙搬出口４１に用紙を搬入し、反転搬送路に用紙を搬送する。フィードローラ４３及びフィードローラ４５がそれに連動して回転し、用紙は反転搬送路を搬送され、用紙搬入口４２から搬入される。そして用紙検知センサ３４が用紙の先端を検知してから所定時間後に、第２モータ５５の駆動を停止し、用紙の先端はフィードローラ１８に突き当てられた状態とされる。その後第１モータ５０の駆動が開始し、用紙は、フィードローラ１８から用紙搬送路を搬送されて、残りの面が記録部４により画像形成されて両面の画像形成制御が行われる。
【００３８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、第１の駆動源及び第２の駆動源の回転駆動を切り換えて用紙の排紙及び反転搬送に応じて排紙ローラを正逆回転することができ、一方の駆動源だけを駆動するので、装置全体として消費電力や騒音が低減される。
【００３９】
また本発明によれば、反転搬送ユニットが、上述した画像形成装置における反転搬送部を着脱自在に構成し、第２の遊星ギア機構を備えることで、両面に画像形成が必要な場合に画像形成装置を簡単に構成変更でき、装置本体内に必要最小限の駆動伝達機構のみを備えておけばよくなり、装置のコンパクト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態に関する画像形成装置全体の概略断面図である。
【図２】排紙ローラ３０の排紙動作を説明するための図である。
【図３】排紙ローラ３０の反転搬送動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
２ 原稿読取部
３ 給紙部
４ 記録部
３０ 排紙ローラ
４０ 反転搬送ユニット
５０ 第１モータ
５５ 第２モータ
８０ 第２遊星ギア機構
９０ 第１遊星ギア機構

Claims (5)

1. 給紙部から搬入された用紙を記録部に搬送して排紙トレイに搬出する用紙搬送部と、前記用紙搬送部の用紙搬送経路において前記記録部の下流側から搬入された用紙を前記記録部の上流側に搬出する反転搬送部とを備えた画像形成装置であって、
   前記用紙搬送部の第１の駆動源と前記用紙搬送部の排紙ローラとを、第１の駆動源の動作に連動する第１の遊星ギア機構を介して駆動伝達可能とし、
   前記反転搬送部の第２の駆動源と排紙ローラとを、第２の駆動源の駆動に連動して動作する第２の遊星ギア機構を介して駆動伝達可能としたことを特徴とする画像形成装置。
2. 排紙ローラを排紙方向に回転させるときは、第１の駆動源を駆動するとともに、第１の駆動源に連動する遊星ギア機構を排紙ローラへの駆動伝達機構から離反させ、
   排紙ローラを反転搬送方向に回転させるときは、第２の駆動源のみを駆動するとともに、第１の駆動源に連動する遊星ギア機構を排紙ローラへの駆動伝達機構から離反させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第１の遊星ギア機構を第１の付勢手段によって前記排紙ローラへの駆動伝達機構から離反する方向に付勢し、前記第２の遊星ギア機構を第２の付勢手段によって前記排紙ローラへの駆動伝達機構から離反する方向に付勢することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の画像形成部における反転搬送部を着脱自在に構成した反転搬送ユニットであって、前記第２の遊星ギア機構を備えたことを特徴とする反転搬送ユニット。
5. 前記第２の遊星ギア機構は、画像形成装置本体内に挿入されて装着されることを特徴とする請求項４に記載の反転搬送ユニット。

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