JP2011132024A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像汚れ等を発生させることなくシートの両面に画像を形成することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】正逆転可能な排紙ローラ１４は、シートの両面に画像を形成する際には、片面に画像が形成されたシートを、正転により搬送ローラ８のシート搬送速度よりも速いシート搬送速度で所定量搬送した後、逆転することによりシートを反転させて再搬送通路２１に搬送する。この後、反転搬送されたシートを、再搬送通路２１に設けられた再搬送ローラ２２により、搬送ローラ８に搬送する。そして、排紙ローラ１４の逆転時のシート搬送速度を、正転時のシート搬送速度よりも遅くすることにより、再搬送ローラ２２のシート搬送速度が搬送ローラ８のシート搬送速度と略同じもしくは遅くなるようにすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特にシートを搬送する各種ローラ等を駆動する構成に関する。

従来の複写機、レーザプリンタ、ファクミリ、ワードプロセッサ及びこれらの複合機等の画像形成装置においては、電子写真画像形成方式を用いてシートに画像を形成するものがある。さらに、このような画像形成装置においては、画像形成部によりシートの片面（第１面）に画像を形成した後、シートを再度画像形成部に搬送し、シートの反対側の面（第２面）に画像を形成するようにしたものがある。

ここで、このようなシートの両面に対して画像を形成する画像形成装置は、シートの第２面に画像を形成するため、第１面に画像が形成されたシートをスイッチバックさせ、シートの表裏を反転させる反転装置、再搬送通路、再搬送ローラを備えている。例えば、小型プリンタ等の画像形成装置の場合、反転装置として正逆転可能な反転ローラを備え、シートの第２面に画像を形成する際には、反転ローラを正逆転させてシートをスイッチバックさせながら再搬送通路に搬送するようにしている（特許文献１参照）。また、従来の画像形成装置において、シート反転時の生産性を向上させるために、反転ローラを正逆転可能なモータにより駆動し、シートの受け入れ速度に応じてスイッチバックによる引き込み速度を切り替えるようにしたものがある（特許文献２参照）。

ところで、小型プリンタ等の画像形成装置の場合、画像パターンやシートの種類によらず安定した画像形成を行うことができるように一般に搬送力の安定した定着器でシートを搬送するようにしている。また、定着時、シートに加えられる熱により発生するシートのカールを抑制するために、反転ローラを定着器よりも速い速度でシートを搬送させ、シートを引っ張ることによりカールの矯正を行うことも一般的に行われている（特許文献３参照）。このような画像形成装置の場合、安定した画像形成及びカールの矯正を行うことができるように、従来、シート搬送速度は、搬送ローラ速度（像形成前）≒画像形成速度≦定着速度＜反転ローラ速度となるように設定されている。

特開２０００−１０９２７５号公報 特開２００６−５６６８２号公報 特開昭６１−７５３６９号公報

ところで、このような従来の小型プリンタ等の画像形成装置において、１面目に画像を形成する際、シート上に未定着のかぶりトナーが付着する場合がある。そして、かぶりトナーが付着したシートを、第２面に画像を形成するため再搬送通路に搬送すると、シート上のトナーが再搬送通路に設けられた再搬送ローラに付着すると共に、この再搬送ローラに付着するトナーの量は、通紙枚数に応じて増加する。

また、既述したように各シート搬送部のシート搬送速度は、搬送ローラ速度（像形成前）≒画像形成速度≦定着速度＜反転ローラ速度である。そして、正逆転可能なモータにより駆動されてシートのスイッチバックを行う反転ローラと搬送ローラの速度関係は反転ローラ＞＞搬送ローラである。ここで、反転ローラによりスイッチバックされたシートを搬送ローラに搬送する再搬送ローラの速度を、反転ローラ＞再搬送ローラ＞搬送ローラとなるように設定すると、速度差により、再搬送ローラと搬送ローラ間でシートはループを形成する。

そして、このようにシートがループを形成すると、シート後端が再搬送ローラを抜けてからも、このループが解消されるまでシート後端は暫く再搬送ローラ表面と当接しながらスリップする状態となる。この際、再搬送ローラに一定のレベル以上のトナーが付着していると、このスリップにより再搬送ローラからシート後端へ、トナーが転写されてしまう。この結果、再給紙中のシート後端、つまり１面目先端部には、再搬送ローラのローラ幅２〜４ｍｍ程度の帯状の汚れが発生する。

なお、再搬送ローラと搬送ローラ間でシートがループを形成しないようにするため、再搬送ローラ速度＜搬送ローラ速度と設定した場合、反転ローラ速度＞＞＞再搬送ローラ速度となり、反転ローラと再搬送ローラ間で過大なループが生じる。そして、このように過大なループが生じると、シートは再搬送通路の、再搬送ローラよりもシート搬送方向上流側でアコーディオン状となってシートの印字面が再搬送通路を構成する搬送ガイド内面とこすれるようになり、画像汚れ等が発生する。また、搬送ガイド内でのループ等はコントロールが難しいため、定着部で生じたカールによりシートを再搬送ローラへうまく受け渡すことが出来ず、紙詰まり等の原因にもなっていた。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、画像汚れ等を発生させることなくシートの両面に画像を形成することのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、画像形成部と、前記画像形成部にて片面に画像が形成されたシートの両面に画像を形成する際には、シートを反転させて再度、前記画像形成部に搬送する再搬送通路とを備えた画像形成装置において、前記画像形成部のシート搬送方向上流に設けられ、前記画像形成部にシートを搬送する搬送ローラと、前記画像形成部のシート搬送方向下流に設けられ、シートの両面に画像を形成する際には、片面に画像が形成されたシートを、正転により前記搬送ローラのシート搬送速度よりも速いシート搬送速度で搬送した後、逆転によりシートを前記再搬送通路に搬送する正逆転可能な反転ローラと、前記再搬送通路に設けられ、前記反転ローラにより反転搬送されたシートを前記搬送ローラに搬送する再搬送ローラと、を備え、前記再搬送ローラのシート搬送速度を前記搬送ローラのシート搬送速度と略同じもしくは遅くするために前記反転ローラの逆転時のシート搬送速度を、正転時のシート搬送速度よりも遅くすることを特徴とするものである。

本発明のように、反転ローラの逆転時のシート搬送速度を、正転時のシート搬送速度よりも遅くすることにより、再搬送ローラのシート搬送速度を搬送ローラのシート搬送速度と略同じもしくは遅くなるようすることができる。これにより、画像汚れ等を発生させることなくシートの両面に画像を形成することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す図。 上記レーザビームプリンタの駆動伝達系統を示す図。 本発明の第２の実施の形態に係るレーザビームプリンタの駆動伝達系統を示す図。 上記駆動伝達系統に設けられた第１減速ギアの構成を説明する図。 本発明の第３の実施の形態に係るレーザビームプリンタの駆動伝達系統を示す図。 上記レーザビームプリンタの両面印刷時の動作シーケンスを表すタイミングチャート。 本発明の第４の実施の形態に係るレーザビームプリンタの駆動伝達系統を示す図。 上記駆動伝達系統に設けられた第１及び第２遊星ギアユニットの構成の詳細を説明する図。 上記駆動伝達系統に設けられたクラッチ機構について説明する図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す図である。

図１において、１００はレーザビームプリンタ、１００Ａは画像形成装置本体であるレーザビームプリンタ本体（以下、プリンタ本体という）である。このレーザビームプリンタ１００は、画像形成部１００Ｂ、画像形成部１００ＢにシートＰを給送するシート給送部１００Ｃ、転写部１００Ｄ、片面に画像が形成されたシートを画像形成部１００Ｂに再度搬送するための再搬送部１００Ｅ等を備えている。

ここで、画像形成部１００Ｂは、像担持体である感光体ドラム１０ａ、現像スリーブ１０ｄ、帯電ローラ１０ｃ、クリーニングブレード１０ｅ等のプロセス手段を一体化して構成されたプロセスカートリッジ１０を着脱自在に備えている。また、画像形成部１００Ｂは、感光体ドラム１０ａの表面を露光して感光体ドラム上に静電潜像を形成するレーザ露光装置１７を備えている。

また、シート給送部１００ＣはシートＰを積載する開閉可能な給紙トレイ１と、シートＰのシート搬送方向と直交する幅方向の位置を規制する規制板２と、給紙トレイ上のシートＰを１枚ずつ給送する給送ローラ４とを備えている。なお、この給送ローラ４は、不図示の１回転制御手段により、給紙開始信号を不図示の制御部から受け取った後に１回転してシートＰを画像形成部１００Ｂに向けて給送する。

転写部１００Ｄは、感光体ドラム１０ａと、感光体ドラム１０ａに圧接して転写ニップを形成すると共に、この転写ニップをシートＰが通過する際、感光体ドラム１０ａ上のトナー画像をシートＰに転写する転写ローラ１１により構成されている。再搬送部１００Ｅは、シートＰを反転させて再度、画像形成部１００Ｂに搬送する再搬送通路２１、再搬送通路２１に設けられた再搬送ローラ２２、再搬送ローラ２２により搬送されるシートを搬送ローラ８に搬送する合流搬送路２３を備えている。なお、図１において、１６は駆動源であるメインモータであり、このメインモータ１６により、感光体ドラム１０ａ、給送ローラ４、搬送ローラ８、再搬送ローラ２２等が駆動される。

次に、このように構成されたレーザビームプリンタ１００における画像形成動作について説明する。

画像形成動作が開始される際、まず不図示の制御部からの給紙開始信号により、メインモータ１６が回転し、給送ローラ４が矢印方向に回転する。これに伴い、給送ローラ４と同軸上に設けられた不図示の給紙カムも回転し、給紙カムと係合する不図示のカムフォロアと連動して給紙板３が上方回動し、シートＰを給送ローラ４に押し付ける。そして、給送ローラ４とシートＰの摩擦により、給送ローラ４はシートＰを送り出す。

一方、給送ローラ４が回転すると同時に、分離パッドばね７に加圧された分離パッド５によってシートＰが分離され、１枚のシートＰが給送される。なお、給送ローラ４の１回転動作終了直前には、再び給送ローラ４の同軸上に設けられた不図示の給紙カムが、給紙板３を給紙待機の位置まで押し下げる。このような、１回転動作にて給送されたシートＰは、画像形成部１００Ｂのシート搬送方向上流に設けられた搬送ローラ８により搬送され、シート先端センサ９を回動させる。ここで、このようにシート先端センサ９が回動すると、不図示のフォトセンサがオンとなり、制御部はシートＰの先端位置を検知する。そして、この後、所定時間が経過すると、レーザ露光装置１７は画像情報に基づいて感光体ドラム１０ａにレーザ光を照射する。

また、画像形成動作が開始されると、感光体ドラム１０ａは矢印方向に回転し、帯電ローラ１０ｃによって所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。そして、このように表面が帯電された後の感光体ドラム１０ａに対し、レーザ光が照射されると、感光体ドラム１０ａ上には静電潜像が形成される。次に、この静電潜像は、現像スリーブ１０ｄの回転に伴い、適度の帯電を受けたトナー容器１０ｂ内のトナーが感光体ドラム１０ａ上に供給されることにより、現像されてトナー画像として可視化される。

次に、可視化された感光体ドラム上のトナー像は転写ローラ１１によりシートＰに転写される。なお、転写されずに感光体ドラム上に残った転写残トナーはクリーニングブレード１０ｅより廃トナー容器１０ｆに収納され、表面をクリーニングされた感光体ドラム１０ａは繰り返し次の画像形成プロセスに入る。次に、トナー像が形成されたシートＰは、定着加熱部材１２ａと定着加圧ローラ１２ｂで構成された定着部１２によって加熱、加圧を受け、トナー像がシート上に永久定着される。そして、このようにトナー像が定着されたシートＰは、この後、画像形成部１００Ｂのシート搬送方向下流に設けられた排紙ローラ１４及び排紙ローラ１４に従動する排紙コロ１４ａにより排出口２０からプリンタ本体外に排出される。排出口２０から排出されたシートは排紙トレイ１５上に積載される。

一方、シートＰの両面に画像を形成する場合は、排紙ローラ１４と定着部１２との間に位置する排紙搬送路１９に設けられた反転センサ１８がシートＰの後端を検出した後、不図示の制御部は、所定のタイミングで排紙ローラ１４を矢印と逆方向に回転させる。これにより、シートＰはスイッチバックされ、再搬送通路２１に反転搬送される。この後、シートＰは再搬送ローラ２２及び再搬送ローラ２２に従動する再搬送コロ２２ａにより合流搬送路２３内を搬送される。再搬送ローラ２２によって搬送されるシートは、再び搬送ローラ８に導かれ、片面印刷時と同様の画像形成を経て排紙ローラ１４により排紙トレイ１５上に積載される。

次に、メインモータ１６からの駆動を給送ローラ４、搬送ローラ８、再搬送ローラ２２、排紙ローラ１４、感光体ドラム１０ａ等へ伝達する駆動伝達系統について図２を用いて説明する。ここで、図２において、各ギアの回転方向を矢印にて示している。なお、一方向のみ記載の矢印は片面印字、両面印字とも回転方向は変わらない。

プリンタ本体１００Ａに固定された第１駆動源であるメインモータ１６にはメインモータ１６の回転駆動を出力するモータプーリ３１が設けられており、このモータプーリ３１は駆動ベルト３２を介して減速プーリ３３と駆動接続されている。減速プーリ３３上には駆動ベルト３２から伝達される回転を下流の駆動列に伝達するための減速ギア３３ａが一体に形成されている。この減速ギア３３ａは、第１アイドラギア５０と接続され、更に第１アイドラギア５０はドラム駆動ギア４０、第２４２、第３アイドラギア４６の３系統の駆動列と駆動接続している。ここで、ドラム駆動ギア４０は感光体ドラム１０ａと同軸で不図示のカップリングにより駆動接続され、感光体ドラム１０ａを回転させるためのものである。

また、第２アイドラギア４２は第４アイドラギア４３を通じて給紙駆動ギア３４に駆動伝達している。ここで、この給紙駆動ギア３４は不図示の付勢バネにより矢印方向にされており、この付勢力に抗するようにソレノイド４１の係止爪３４ａが係合している。また、この給紙駆動ギア３４は、係止爪３４ａが係合している状態では、第４アイドラギア４３との噛み合いがなされないように歯車の歯の一部を欠損させた欠歯ギアとなっている。

このソレノイド４１は給紙動作が開始されると作動し、係止爪３４ａの給紙ギア３４との係合を解除するようになっており、係止爪３４ａの給紙ギア３４との係合が解除されると、給紙ギア３４は付勢バネにより矢印方向に回転を開始する。この結果、給紙ギア３４は、第４アイドラギア４３と駆動接続される。なお、この後、給紙ギア３４が１回転駆動されると、給紙ギア３４と、ソレノイド４１の係止爪３４ａとが再び係合し、給紙ギア３４は回転を停止する。このようなソレイド４１の制御により、給送ローラ４を任意のタイミングで間欠駆動をさせることができる。

さらに、第４アイドラギア４３は第５アイドラギア４４を通じて搬送ローラ８に固定されている搬送ローラ駆動ギア３５に駆動を伝達する。また、搬送ローラ駆動ギア３５は第６アイドラギア４５を介して再搬送ローラ２２に固定されている再搬送ローラ駆動ギア３７に駆動を伝達する。一方、第３アイドラギア４６は第７及び第８アイドラギア４７，４８を介して定着部１２の定着加圧ローラ１２ｂを回転させる加圧ローラ駆動ギア３６に駆動を伝達している。

ところで、図２において、１６ａは反転ローラである排紙ローラ１４を正逆転させる排紙駆動モータであり、この排紙駆動モータ１６ａは正逆転可能で、回転速度が変更可能なステッピングモータにより構成されている。すなわち、本実施の形態においては、搬送ローラ８、感光体ドラム１０ａ、再搬送ローラ２２等は、モータプーリ３１、駆動ベルト３２、各アイドラギア等により構成される駆動伝達部（第１駆動伝達部）を介して伝達されるメインモータ１６の駆動により回転する。また、排紙ローラ１４は、メインモータ１６ではなく、他の駆動源（第２駆動源）である排紙駆動モータ１６ａにより回転する。

そして、このように排紙ローラ１４の駆動をメインモータ１６から独立させることにより、排紙ローラ１４と、再搬送ローラ２２及び搬送ローラ８とを独立して駆動することが出来る。この結果、排紙ローラ１４の逆転時のシート搬送速度を、再搬送ローラ２２及び搬送ローラ８のシート搬送速度とは無関係に、正転時のシート搬送速度よりも遅くすることができる。言い換えれば、排紙ローラ１４のシート搬送速度とは、無関係に再搬送ローラ２２及び搬送ローラ８のシート搬送速度を設定することができるようになり、再搬送ローラ２２のシート搬送速度を搬送ローラ８よりも遅くすることができる。

次に、この排紙駆動モータ１６ａからの駆動伝達系統について説明する。排紙駆動モータ１６ａには排紙駆動モータ１６ａの回転駆動を出力するモータピニオン３８が設けられており、このモータピニオン３８は第９アイドラギア４９を介して排紙ローラ１４に固定されている排紙ローラ駆動ギア３９と接続される。

ここで、この排紙駆動モータ１６ａと排紙ローラ１４と間には、クラッチ機構が設けられていないことから、排紙駆動モータ１６ａの正逆転による回転切り替えが排紙ローラ１４の回転方向を一意的に決定する。なお、本実施の形態において、排紙駆動モータ１６ａは、片面印刷及び両面印刷の排紙時には矢印ＣＷ方向（時計回り方向）に、両面印刷の反転時にはＣＣＷ方向（反時計回り方向）に回転するように駆動制御される。

次に、プリンタ本体１００Ａのシート搬送に関わる搬送ローラ等のシート搬送速度について説明する。ここで、モータプーリ３１の歯数をＺ_ＭＭ、ドラム駆動ギア４０の歯数をＺ_ＤＲ、給紙駆動ギア３４の歯数をＺ_ＰＵ、搬送ローラ駆動ギア３５の歯数をＺ_ＦＰ、再搬送ローラ駆動ギア３７の歯数をＺ_ＲＦ、加圧ローラ駆動ギア３６の歯数をＺ_ＰＲとする。また、モータピニオン３８の歯数をＺ_ＤＰ、排紙ローラ駆動ギア３９の歯数をＺ_ＦＤとする。

さらに、感光体ドラム１０ａ、給送ローラ４、搬送ローラ８、再搬送ローラ２２、加圧ローラ１２ｂ、排紙ローラ１４の各ローラの外径をＤ_ＤＲ、Ｄ_ＰＵ、Ｄ_ＦＰ、Ｄ_ＲＦ、Ｄ_ＰＲ、Ｄ_ＦＤとする。また、減速プーリ３３の減速比をＦ_ＲＤ、メインモータ１６のモータプーリ３１、排紙駆動モータ１６ａのモータピニオン３８の回転数をそれぞれＲ_ＭＭ、Ｒ_ＦＤすると、各ローラの回転数及びシート搬送速度は表１の通りになる。

また、感光体ドラム１０ａ、給送ローラ４、搬送ローラ８、再搬送ローラ２２、加圧ローラ１２ｂのシート搬送速度をＶ_ＤＲ、Ｖ_ＰＵ、Ｖ_ＦＰ、Ｖ_ＲＦ、Ｖ_ＰＲとする。また、排紙ローラ１４の排出方向のシート搬送速度をＶ_ＦＤ１、反転方向のシート搬送速度をＶ_ＦＤ２とする。そして、本実施の形態において、各ローラ等の速度関係は、下記のように設定されている。
Ｖ_ＰＵ≒Ｖ_ＦＰ≒Ｖ_ＤＲ＜Ｖ_ＰＲ＜Ｖ_ＦＤ１ （１）
Ｖ_ＦＤ２≒Ｖ_ＲＦ≦Ｖ_ＦＰ （２）

また、このようなシート搬送速度になるようなローラ外径及びギア歯数の設定の例を表２に示す。なお、表２においては、減速プーリ３３の減速比を４として計算している。

ここで、再搬送ローラ２２のシート搬送速度Ｖ_ＲＦを、搬送ローラ８のシート搬送速度Ｖ_ＦＰよりも遅くすることにより、ローラ間でシートがループを形成することがなくなる。また、再搬送ローラ２２のシート搬送速度Ｖ_ＲＦと、排紙ローラ１４の反転方向のシート搬送速度Ｖ_ＦＤ２を略等しく、若しくはシート搬送速度Ｖ_ＦＤ２をシート搬送速度Ｖ_ＲＦより遅くする。これにより、排紙ローラ１４と再搬送ローラ２２間で過大なループが生じることがなくなる。

以上説明したように、本実施の形態においては、正逆転可能で、回転速度が変更可能な排紙駆動モータ１６ａによって排紙ローラ１４を駆動している。これにより、排紙ローラ１４の反転方向のシート搬送速度Ｖ_ＦＤ２を、排紙ローラ１４の排出方向のシート搬送速度Ｖ_ＦＤ１よりも遅くすることができる。この結果、再搬送ローラ２２のシート搬送速度Ｖ_ＲＦを搬送ローラ８のシート搬送速度Ｖ_ＦＰよりも略同じ、もしくは遅くすることができる。

そして、このように再搬送ローラ２２のシート搬送速度を設定することにより、再搬送ローラ２２と搬送ローラ８との間でシートがループを形成することがなくなる。この結果、シートが再搬送ローラ２２を通過した後、シート後端が再搬送ローラ２２で当接したままスリップするのを回避することができるようになる。これにより、再搬送ローラ２２の、１面目印刷時のかぶりトナーによる汚染が進行しても、シート上にローラ跡を発生させることなく、両面印字を行うことができる。

また、排紙ローラ１４の駆動をメインモータ１６から独立させることにより、再搬送ローラ２２のシート搬送速度Ｖ_ＲＦと、排紙ローラ１４の反転方向のシート搬送速度Ｖ_ＦＤ２を略等しくすることができる。これにより、シートの印字面が再搬送通路２１を構成する搬送ガイド内面とこすれることがなくなり、画像汚れ等の発生を回避することができる。

なお、本実施の形態においては、説明を簡単にするためにメインモータ１６の減速を減速プーリ３３のみで行うものとしていたが、これ以外に微調整用の減速ギアを各ローラ前段に追加しても良い。また、本発明の実施の形態において、モータピニオン３８と排紙ローラ１４との駆動を第９アイドラギア４９にて接続していたが、第９アイドラギア４９を省略しても良い。さらに、直接モータピニオン３８と排紙ローラ１４をカップリグにて直結しても良いことはいうまでもない。逆にモータピニオン３８と排紙ローラ１４の間に減速のためのギアを追加しても良い。さらに、本実施の形態において駆動ベルト３２を介してメインモータ１６の回転を伝達していたが、これをギア列に変更しても良いことはいうまでもない。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図３は、本実施の形態に係る画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの駆動伝達系統を示す図である。なお、図３において、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示している。

図３において、５４、５５は第１及び第２減速ギアであり、既述した図２に示す排紙駆動モータ１６ａ上のモータピニオン３８は、この第１及び第２減速ギア５４，５５と、第１０アイドラギア５３とにより構成される駆動伝達部を介して接続している。ここで、第２減速ギア５４は、矢印で示すＣＷ方向、つまり既述した図１に示す排紙ローラ１４の反転方向への回転駆動のみを伝達する。また、第１減速ギア５５は矢印に示すＣＣＷ方向、つまり排紙ローラ１４の排出方向への回転駆動のみを選択的に伝達する。

次に、第２減速ギア５４の構成を図３の上視断面図である図４を用いて説明する。図４において、５２はモータステー、１０１はプリンタ本体１００Ａの側板であり、このモータステー５２と側板１０１の間に第１０アイドラギア５３、第２減速ギア５４、第１１アイドラギア５６が配置されている。ここで、第２減速ギア５４は、側板１０１に設けられた軸受６０及びモータステー５２に設けられた軸受６１により軸支されている回転軸５４ａと、回転軸５４ａに固定され、回転軸５４ａと一体に回転する入力ギア５４ｂと、出力ギア５４ｃを備えている。

なお、出力ギア５４ｃの内径にはワンウェイクラッチ５４ｄが固定されており、入力ギア５４ｂが図３に示すＣＷ方向に回転したときのみワンウェイクラッチ５４ｄの不図示のニードルが回転軸５４ａに係合し、出力ギア５４ｃに回転を伝達する。また、入力ギア５４ａがＣＣＷ方向に回転する入力が与えられると、ワンウェイクラッチ５４ｄと回転軸５４ａは空転する。このため、出力ギア５４ｃは回転せず、この場合、ＣＣＷ方向の回転は第２減速ギア５４の下流に配置された駆動列には伝達されない。なお、図４において、第２減速ギア５４について説明を行ったが、第１減速ギア５５も減速ギア５４に内蔵されたワンウェイクラッチ５４ｄの駆動伝達方向が逆方向なのを除いて同じ構成である。

そして、このような構成の第１及び第２減速ギア５４，５５を備えることにより、モータピニオン３８から出力された回転は第１０アイドラギア５３に伝達され、第１０アイドラギア５３の回転がＣＣＷ時は第２減速ギア５４により回転数が調整される。また、第１０アイドラギア５３の回転がＣＷ時は第１減速ギア５５により回転数が調整される。そして、このように第２減速ギア５４又は第１減速ギア５５を通して回転数が調整された排紙駆動モータ１６ａの駆動は、第１１〜第１４アイドラギア５６〜５９に伝達され、最終的に排紙ローラ１４に固定されている排紙ローラギア３９を駆動する。

このように、本実施の形態においては、入力ギア５４ｂ、ワンウェイクラッチ５４ｄ等を備えた第１歯車機構を構成する第１減速ギア５５により、排紙ローラ１４を排出方向に回転させる。また、同様の構成の第２歯車機構を構成する第２減速ギア５４により、排紙ローラ１４を反転方向に回転させる。

ここで、排出方向及び反転方向のモータピニオン３８（排紙駆動モータ１６ａ）の回転数が同じであれば、第１及び第２減速ギア５４，５５の歯数の設定により、排紙ローラ１４のシート搬送速度を排出方向及び反転方向で自由に設定することが可能である。そこで、本実施の形態では、第１減速ギア５５の減速比をＲ３、第２減速ギア５４の減速比をＲ３，Ｒ４とすると、減速比がＲ３＞Ｒ４となるように構成されている。

そして、このように第１及び第２減速ギア５４，５５の減速比を設定することにより、排紙ローラ１４の排出方向のシート搬送速度を搬送ローラ８よりも速くすることができる。また、排紙ローラ１４の反転方向のシート搬送速度を、排紙ローラ１４の排出方向のシート搬送速度よりも遅くすることができる。この結果、再搬送ローラ２２のシート搬送速度を、排紙ローラ１４の反転方向のシート搬送速度と略等しくすることができる。

なお、本実施の形態においても、排紙ローラ１４の駆動をメインモータ１６から独立させているので、再搬送ローラ２２のシート搬送速度を搬送ローラ８のシート搬送速度よりも遅くすることができる。これにより、再搬送ローラ２２と搬送ローラ８との間でシートがループを形成することがなくなる。

つまり、本実施の形態のように、排紙ローラ１４を駆動する駆動系列内に、第１及び第２減速ギア５４，５５により構成され、モータピニオン３８の正逆転に応じて減速比が異なる変速機構を設けることにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、モータピニオン３８の回転数を正逆転ごとに調整する必要がないため、制御が簡単になる。さらに、排紙駆動モータをステッピングモータではなく、正逆転のみが出来るＤＣモータ等も使用できるため、より低コストにて画像乱れのない両面印字可能なレーザビームプリンタ（画像形成装置）を提供することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図５は、本実施の形態に係る画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの駆動伝達系統を示す図である。なお、図５において、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示している。

図５において、６６〜７０は第１５〜第１９アイドラギアであり、既述した図２に示す排紙駆動モータ１６ａ上のモータピニオン３８は、第１５〜第１９アイドラギア６６〜７０を介して排紙ローラ１４に固定されている排紙ローラ駆動ギア３９と接続される。なお、モータピニオン３８と排紙ローラ１４と間にはクラッチ機構が設けられていないことからモータピニオン３８の正逆転による回転切り替えが排紙ローラ１４の回転方向を一意的に決定する。

また、本実施の形態において、モータピニオン３８からの回転出力は第２０〜第２２アイドラギア７１〜７３を介して再搬送ローラギア７４に伝達される。このように、本実施の形態においては、排紙駆動モータ１６ａの駆動は、各アイドラギア等により構成される第２駆動伝達部により、排紙ローラ１４及び再搬送ローラ２２に伝達される。つまり、本実施の形態では、排紙駆動モータ１６ａにより第２駆動伝達部を介して排紙ローラ１４及び再搬送ローラ２２が駆動される。

ここで、この再搬送ローラギア７４は、再搬送ローラギア７４に同軸に固定された不図示のワンウェイクラッチギアを介して再搬送ローラ２２と接続しており、図中矢印で示すＣＷ方向へのみ回転駆動を伝達する。また、本実施の形態において、排紙駆動モータ１６ａは、モータピニオン３８をＣＣＷ回転させる際、２つの速度でモータピニオン３８を回転させるようにしている。このモータピニオン３８のＣＣＷ回転に関しての２つの速度を、それぞれＣＣＷ１、ＣＣＷ２とする。ここで、ＣＣＷ１はＣＷと同等もしくはそれより速い速度として設定され、ＣＣＷ２は再搬送ローラ２２のシート搬送速度をＶ１、搬送ローラ８のシート搬送速度をＶ２とした時に、Ｖ１≦Ｖ２となる速度に設定される。

次に、このような構成のレーザビームプリンタの両面印刷時の動作シーケンスについて図６に示す、ソレノイド４１、シート先端センサ９、反転センサ１８、モータピニオン３８のそれぞれの時系列の状態を示すタイミングチャートを用いて説明する。

プリンタ本体１００Ａが画像形成動作を開始すると、まずソレノイド４１が通電されてオンとなり（ｔ０）、これにより給送ローラ４によるシートの給送が開始される。次に、シート先端がシート先端センサ９を通過すると（ｔ１）、この後、感光体ドラム１０ａにトナー画像が形成され、このトナー画像がシート上に転写される。そして、このトナー像は、定着加熱部材１２ａと定着加圧ローラ１２ｂで構成された定着部１２において加熱、加圧を受けてシート上に永久定着される。次に、反転センサ１８を通過すると（ｔ２）、シートＰの先端部は一旦、排出口２０よりプリンタ本体１００Ａから排出される。

次に、反転センサ１８が紙有りを検知しなくなり（ｔ３）、この後、一定時間が経過すると（ｔ４）、それまでＣＷ回転していたモータピニオン３８（排紙駆動モータ１６ａ）の回転をＣＣＷ方向に切り替える。ここで、このときモータピニオン３８の回転速度は、ＣＣＷ１に設定される。そして、このようにＣＣＷ１に設定されると、排紙ローラ１４及び再搬送ローラ２２は、ＣＷと同等もしくはそれより速い速度で回転するので、シート反転時の生産性を向上させることができる。

また、この後、シート先端が再搬送ローラ２２を通過し、搬送ローラ８に到達する間の所定のタイミングとなると（ｔ５）、モータピニオン３８はＣＣＷ１からＣＣＷ２へ回転数が切り替わる。そして、このようにＣＣＷ２に設定されると、再搬送ローラ２２のシート搬送速度Ｖ１と搬送ローラ８のシート搬送速度Ｖ２は、Ｖ１≦Ｖ２となるので、再搬送ローラ２２と搬送ローラ８と間でシートがループを形成することがなくなる。

さらに、この後、搬送ローラ８により搬送されたシートＰが、再びシート先端センサ９に到達すると（ｔ６）、モータピニオン３８は再度ＣＷ回転に復帰する。なお、この時、再搬送ローラ２２にシート後端が挟持されているような長尺紙を通紙している場合、再搬送ローラ２２と搬送ローラ８との間に速度差が生じる状態が長時間続く場合がある。しかし、再給紙駆動ギア７４に内蔵されたワンウェイクラッチの作用により再搬送ローラ２２は空転する。したがって、モータピニオン３８の回転数が変更されたことにより、シート後端で引っ張り合いは発生しない。この後、再び反転センサ１８が紙有を検知しなくなると（ｔ７）、シート後端が排出口２０.より完全に排出される時間までモータピニオン３８はＣＷ方向に回転し、この後、停止する（ｔ８）。

以上説明したように、本実施の形態においては、正逆転可能で、回転速度が変更可能な排紙駆動モータ１６ａによって排紙ローラ１４を駆動している。これにより、排紙ローラ１４の反転方向のシート搬送速度を、排紙ローラ１４の排出方向のシート搬送速度よりも遅くすることができる。また、排紙駆動モータ１６ａによって排紙ローラ１４だけでなく、再搬送ローラ２２を駆動している。これにより、搬送ローラ８への到達直前で再搬送ローラ２２のシート搬送速度を搬送ローラ８のシート搬送速度よりも遅くすることができ、再搬送ローラ２２と搬送ローラ８との間でシートがループを形成することがなくなる。また、両面に画像を形成する際、シートを、搬送ローラ８に到達するまで高速で搬送することができ、この結果、より生産性の高いレーザビームプリンタ（画像形成装置）を提供することができる。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図７は、本実施の形態に係る画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの駆動伝達系統を示す図である。なお、図７において、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示している。

図７において、８０は第２３アイドラギアであり、この第２３アイドラギア８０は、一方向に回転するメインモータ１６により、常に図中ＣＣＷ方向に回転している。そして、この第２３アイドラギア８０の回転は、排紙ローラ１４を反転方向に回転させるようにメインモータ１６からの駆動を伝達するための第２遊星歯車機構である第２遊星ギアユニット８５に入力される。また、第2遊星ギアユニット８５は、排紙ローラ１４を反転方向に回転させるようにメインモータ１６からの駆動を伝達するための第１遊星歯車機構である第１遊星ギアユニット８８と、第２４アイドラギア８３と駆動接続されている。

なお、第１遊星ギアユニット８８も第２４アイドラギア８３と駆動接続されている。また、８６は第１及び第２遊星歯車ユニット８５，８８の回転動作を制御するための係止爪であり、この係止爪８６は、側板１０１上に回転自在に軸支されると共に、側板１０１上に固定された切換部材である反転ソレノイド８７により駆動される。そして、第２４アイドラギア８３は、第２５アイドラギア８４、排紙ローラギア３９を介して排紙ローラ１４を駆動させる。

次に、図８を用いて第１及び第２遊星ギアユニット８５，８８の構成の詳細について説明する。なお、図８は、第１及び第２遊星ギアユニット８５，８８の平面断面図である。また、第１及び第２遊星ギアユニット８５，８８は遊星歯車機構を構成するギア歯数及び入出力ギアの歯数が異なるだけで全体の構成は変わらない。従って、以下、第2遊星ギアユニット８５について詳細な説明を行う。

第2遊星ギアユニット８５は、駆動側板８９と側板１０１の間で軸８５Ａに軸支され、２つのプラネタリギア８５ｃを回転自在に軸支するキャリア８５ａを備えている。そして、このキャリア８５ａと同軸にプラネタリギア８５ｃと、それぞれプラネタリギア８５ｃに噛合する太陽ギア（太陽歯車）８５ｂ、リングギア８５ｄが回転自在に軸支される。なお、太陽ギア８５ｂには、係止部であるラチェット８５ｇが形成されている。また、キャリア８５ａの外周部には入力ギア８５ｅ、リングギア８５ｄの外周部には出力ギア８５ｆが一体に形成されている。

そして、第2遊星ギアユニット８５のラチェット８５ｇが係止爪８６と係合すると太陽ギア８５ｂはロックされ、第2遊星ギアユニット８５はソーラー型に分類される遊星歯車機構として作用する。一方、係止爪８６と係合が解除された第１遊星ギアユニット８８は、太陽ギア８８ｂ、キャリア８８ａ、リングギア８８ｄのいずれも固定されないため、駆動を伝達しないアイドラギアとして動作する。

次に、係止爪８６によるクラッチ機構について図９を用いて説明を行う。図９は排紙ローラギア３９への駆動系列の部分拡大図である。図９の（ａ）は排紙ローラ１４が排出方向へ回転するとき、図９の（ｂ）は排紙ローラ１４が反転方向へ回転するときの動作図である。

まず、排紙ローラ１４が排出方向へ回転する際の動作について説明する。反転ソレノイド８７は通電されておらずアクチュエータ８７ａは図９の（ａ）に示すホームポジション位置にある。なお、この反転ソレノイド８７は、係止爪８６と共に、排紙ローラ１４を正転させる際にはメインモータ１６からの駆動を第１遊星ギアユニット８８に入力し、逆転させる際には第2遊星ギアユニット８５に入力する入力切換部を構成する。その際、係止爪８６は図中矢印方向に付勢されており、第１遊星ギアユニット８８の太陽ギア８８ｂと一体に形成されたラチェット８８ｇと係合し、太陽ギア８８ｂをロックする。この時、第2遊星ギアユニット８５の太陽ギア８５ｂは固定されないフリー状態になるので駆動伝達を行わないアイドラギアとして作用する。

これにより、駆動入力歯車である第２３アイドラギア８０からの矢印に示す回転駆動は、第2遊星ギアユニット８５のキャリア８５ａの入力ギア８５ｅから、第１遊星ギアユニット８８のキャリア８８ａの入力ギア８８ｅに伝達される。そして、キャリア８８ａが回転すると、この回転が図９の（ａ）に示す矢印の通りに伝達され、出力ギアである出力ギア８８ｆと噛合している第２４アイドラギア８３に伝達される。この結果、第２４アイドラギア８３と噛合している排紙ローラギア３９は、ＣＷ方向つまり排出方向に回転する。

次に、反転ソレノイド８７が通電されると、アクチュエータ８７ｂは図９の（ｂ）の矢印方向へ吸引される。これにより、係止爪８６は矢印方向に回転し、第2遊星ギアユニット８５の太陽ギア８５ｂと一体に形成されたラチェット８５ｇと係合し、太陽ギア８５ｂをロックする。このため、第１遊星ギアユニット８８は駆動伝達を行わないアイドラギアとして作用する。

これにより、第２３アイドラギア８０からの回転駆動は、第2遊星ギアユニット８５のキャリア８５ａの入力ギア８５ｅに伝達され、キャリア８５ａが回転する。そして、このキャリア８５ａの回転が図９の（ｂ）に示す矢印の通りに伝達されて出力ギア８５ｆと噛合している第２４アイドラギア８３に伝達される。この結果、第２４アイドラギア８３と噛合している排紙ローラギア３９は、ＣＣＷ方向つまり反転方向に回転する。以上が排紙ローラ１４の排紙、反転動作の概略である。

ところで、本実施の形態において、第１及び第２遊星ギアユニット８５，８８の減速比は、それぞれ減速比をＲ５，Ｒ６としたとき、Ｒ５＞Ｒ６となっている。なお、表３は、第１及び第２遊星ギアユニット８５，８８の歯数の設定及びその他、駆動系統のギア歯数設定の例を記す。

このように、入力ギア８５ｅ，８８ｅ及び出力ギア８５ｆ，８８ｆのギア比を調整することにより、排紙ローラ１４のシート搬送速度を排出時＞反転時とすることができる。また、第１及び第２遊星ギアユニット８５，８８の太陽ギア８５ｂ，８８ｂ及びプラネタリギア８５ｃ，８８ｃの歯数を表４のような設定にしても、排紙ローラ１４のシート搬送速度を排出時のシート搬送速度＞反転時のシート搬送速度とすることが可能となる。

そして、このように設定することにより、本実施の形態に係るプリンタ本体１００Ａの各ローラのシート搬送速度は、例えばメインモータ回転数９．１０ＲＰＳ及び減速プーリ３３の減速比を４とした場合、表５のとおりになる。

以上説明したように、本実施の形態においては、一方向に回転するメインモータ１６の駆動を減速比の異なる第１及び第２遊星ギアユニット８５，８８を介して排紙ローラ１４に伝達するようにしている。これにより、反転用の専用モータを用いることなく、排紙ローラ１４の反転方向のシート搬送速度を、排紙ローラ１４の排出方向のシート搬送速度よりも遅くすることができる。この結果、再搬送ローラ２２のシート搬送速度を搬送ローラ８よりも遅くすることができるようになり、低コストにて画像乱れのないレーザビームプリンタ（画像形成装置）を提供することができる。

なお、これまでの説明においては、両面に画像を形成する際には、シートを正転により搬送ローラのシート搬送速度よりも速いシート搬送速度で所定量搬送した後、逆転することにより反転させる正逆転可能な反転ローラの一例として排紙ローラを説明した。しかし、本発明は、これに限らず、排紙ローラの他に、上記機能を有する反転ローラを備えた場合には、この反転ローラに本発明を適用するようにする。

４…給送ローラ、８…搬送ローラ、１４…排紙ローラ、１６…メインモータ、１６ａ…排紙駆動モータ、２１…再搬送通路、２２…再搬送ローラ、５４…第２減速ギア、５５…第１減速ギア、８５…第２遊星ギアユニット、８６…係止爪、８７…反転ソレノイド、８８…第１遊星ギアユニット、８５ｂ，８８ｂ…太陽ギア（太陽歯車）、１００…レーザビームプリンタ、１００Ｂ…画像形成部、１００Ｅ…再搬送部、Ｐ…シート

Claims (10)

1. 画像形成部と、前記画像形成部にて片面に画像が形成されたシートの両面に画像を形成する際には、シートを反転させて再度、前記画像形成部に搬送する再搬送通路とを備えた画像形成装置において、
   前記画像形成部のシート搬送方向上流に設けられ、前記画像形成部にシートを搬送する搬送ローラと、
   前記画像形成部のシート搬送方向下流に設けられ、シートの両面に画像を形成する際には、片面に画像が形成されたシートを、正転により前記搬送ローラのシート搬送速度よりも速いシート搬送速度で搬送した後、逆転によりシートを前記再搬送通路に搬送する正逆転可能な反転ローラと、
   前記再搬送通路に設けられ、前記反転ローラにより反転搬送されたシートを前記搬送ローラに搬送する再搬送ローラと、を備え、
   前記再搬送ローラのシート搬送速度を前記搬送ローラのシート搬送速度と略同じもしくは遅くするために前記反転ローラの逆転時のシート搬送速度を、正転時のシート搬送速度よりも遅くすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記反転ローラの逆転時のシート搬送速度を前記再搬送ローラのシート搬送速度と略同じもしくは遅くすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記反転ローラを駆動すると共に、正逆転可能で、回転速度が変更可能な駆動源と、
   前記反転ローラのシート搬送速度を、正転により前記搬送ローラのシート搬送速度よりも速いシート搬送速度とし、逆転により正転時のシート搬送速度よりも遅くするよう前記駆動源を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記反転ローラを駆動する正逆転可能な駆動源と、
   前記駆動源の正転を前記反転ローラに伝達して前記反転ローラのシート搬送速度を前記搬送ローラのシート搬送速度よりも速くし、前記駆動源の逆転を前記反転ローラに伝達して前記反転ローラのシート搬送速度を、正転時のシート搬送速度よりも遅くするように構成された駆動伝達部と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
5. 前記駆動伝達部は、前記駆動源の正転を前記反転ローラに伝達して前記反転ローラを正転させる第１歯車機構と、前記第２駆動源の逆転を前記反転ローラに伝達して前記反転ローラを逆転させると共に、減速比が前記第１歯車機構の減速比よりも大きい第２歯車機構と、を備えていることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記搬送ローラを駆動する第１駆動源と、
   前記反転ローラ及び前記再搬送ローラを駆動する正逆転可能で、回転速度が変更可能な第２駆動源と、
   前記第２駆動源の正転時には、正転を前記反転ローラに伝達して前記反転ローラのシート搬送速度を前記搬送ローラのシート搬送速度よりも速くし、前記第２駆動源の逆転時には、逆転を前記反転ローラ及び前記再搬送ローラに伝達して前記反転ローラのシート搬送速度を正転時のシート搬送速度よりも遅くすると共に前記再搬送ローラのシート搬送速度を前記搬送ローラのシート搬送速度を略同じもしくは遅くするように構成された駆動伝達部と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
7. 前記第２駆動源は、前記再搬送通路に搬送されたシートが前記再搬送ローラに達してから前記搬送ローラに達するまでに前記反転ローラのシート搬送速度を前記再搬送ローラのシート搬送速度と略同じもしくは遅くするように構成されること特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記搬送ローラ、前記再搬送ローラ及び前記反転ローラを駆動する駆動源と、
   前記駆動源及び前記反転ローラの間に設けられ、前記駆動源の駆動を前記反転ローラに伝達して前記反転ローラの正転時のシート搬送速度を前記搬送ローラのシート搬送速度よりも速くし、前記駆動源の駆動を前記反転ローラに伝達して前記反転ローラの逆転時のシート搬送速度を正転時のシート搬送速度よりも遅くするように構成された駆動伝達部と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
9. 前記駆動伝達部は、
   前記駆動源からの駆動を前記反転ローラに伝達して前記反転ローラを正転させる第１遊星歯車機構と、
   前記駆動源からの駆動を前記反転ローラに伝達して前記反転ローラを逆転させると共に、減速比が前記第１遊星歯車機構の減速比よりも大きい第２遊星歯車機構と、
   前記反転ローラを正転させる際には前記駆動源からの駆動を前記第１遊星歯車機構に入力し、前記反転ローラを逆転させる際には前記駆動源からの駆動を前記第２遊星歯車機構に入力する入力切換部と、を備えたことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記入力切換部は、
    前記第１遊星歯車機構及び前記第２遊星歯車機構の各太陽歯車と係止する係止爪と、
    前記係止爪を、前記反転ローラを正転させる際には前記第１遊星歯車機構の太陽歯車に係止させ、前記反転ローラを逆転させる際には前記第２遊星歯車機構の太陽歯車に係止させる切換部材と、を備えたことを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。

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