JP2015068469A - 駆動力切替機構及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易かつ要求される部品精度が緩和された構成により駆動力の切り替えを行うことができる駆動力切替機構を提供する。【解決手段】回転駆動力によって太陽ギヤ１８が第１方向に回転し、遊星ギヤ２０を介して、内歯ギヤ２１が第１方向または第２方向に回転する遊星歯車機構１４と、遊星ギヤ２０を回転可能に支持するキャリヤ１９であって、内歯ギヤ２１とキャリヤ１９を互いに係合可能な係合部２３を有するキャリヤ１９と、係合部２３に作用する作用位置と非作用位置に移動可能な可動部２５ａを有するアクチュエータ２５と、を備え、可動部２５ａが作用位置のとき、係合部２３が非係合位置に移動し、キャリヤ１９の回転が規制され、可動部２５ａが非作用位置のとき、係合部２３が係合位置に移動し、キャリヤ１９が内歯ギヤ２１と一体となって回転する。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置における駆動力の切り替えを行うための機構に関する。

従来、両面印刷が可能な複写機やプリンタなどの画像形成装置では、画像形成部を通過して１面目が印刷された用紙を、排紙させずに再度画像形成部に導き入れて２面目の印刷を行うことにより、両面印刷を行う。
具体的には、図９に示すように、用紙Ｓは、給紙部３から画像形成部５を経る第１の搬送経路Ａを通ることで１面目が印刷される。用紙Ｓ後端が排紙搬送部７の搬送ローラ７ａに到達する直前に、搬送ローラ７ａの回転が正転方向から逆転方向へ切り替えられることで、用紙Ｓの搬送方向が反転する。用紙Ｓは、切替えフラッパにより第２の搬送経路Ｂに導かれ両面搬送部を経ることにより、１面目印刷時とは面が裏返った状態となり再度第１の搬送経路Ａに導かれる。これにより２面目を印刷側にした状態で再度画像形成部５により印刷が行われ、排紙トレイ８上に排出される。
このような画像形成装置では、給紙、給紙搬送、排紙搬送、両面搬送、画像形成部を１つの駆動モータＭだけで駆動する構成を採用されることがある。かかる構成では、駆動モータＭの１方向の回転駆動力によって各部を駆動させる必要があり、両面印刷時に用紙の搬送方向を切替えるためには、搬送ローラの駆動部において入力を一方向回転のまま出力の回転方向を反転させる駆動力切替機構が必要となる。
例えば、特許文献１には、駆動モータからの一方向の入力回転に対し、遊星歯車機構を用いて出力回転の正転、逆転の切替えを行う駆動力切替機構が示されている。遊星歯車機構の三つの回転要素（太陽ギヤ、内歯ギヤ、遊星ギヤのキャリヤ）のいずれか二つの要素を互いに拘束し一体化することで、一方向に回転する入力回転体に対し、出力回転体の回転方向を反転させることは公知である。特許文献１では、一例として遊星歯車機構のうち入力ギヤと連結された太陽ギヤと、遊星ギヤのキャリヤとの拘束、解除を「ころクラッチ」を用いたクラッチ機構で行い、内歯ギヤの回転方向を切替えている。

特開２００８−３０４０５０号公報

しかしながら、特許文献１の機構では、遊星歯機構の回転要素を拘束、解除するために「ころクラッチ」を用いているため、クラッチ機構に求められる部品精度や部品コストは高いものとなる。そのため、汎用的に使用する部品の構成には向かない。

本発明の目的は、簡易かつ要求される部品精度が緩和された構成により駆動力の切り替えを行うことができる駆動力切替機構を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の駆動力切替機構は、
駆動源から入力される１方向の回転駆動力を、遊星歯車機構を用いて、回転方向の正逆を切り替えて出力することが可能な駆動力切替機構であって、
前記回転駆動力によって内歯ギヤまたは太陽ギヤのいずれか一方のギヤが第１方向に回転し、遊星ギヤを介して、他方のギヤが前記第１方向または前記第１方向とは逆の第２方向に回転する遊星歯車機構と、
前記遊星ギヤを回転可能に支持するキャリヤであって、前記内歯ギヤと前記キャリヤとを互いに係合させることが可能な係合部を有するキャリヤと、
前記係合部に作用する作用位置と、前記係合部に作用しない非作用位置とに移動可能な可動部を有するアクチュエータと、
を備え、
前記可動部が前記作用位置にあるときは、前記係合部が前記内歯ギヤと前記キャリヤとを互いに係合しない非係合位置に移動するとともに、前記キャリヤの回転が規制され、
前記可動部が前記非作用位置にあるときは、前記係合部が前記内歯ギヤと前記キャリヤとを互いに係合させる係合位置に移動するとともに、前記キャリヤが前記内歯ギヤと一体となって回転することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
記録材の片面に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部を通過した記録材をさらに下流に搬送するための回転体と、
前記回転体に伝達される回転駆動力の回転方向の正逆を切り替え可能な上記駆動力切替機構と、
前記回転体の回転方向が逆転することにより搬送方向を逆方向に変更された記録材を、前記画像形成部の上流側に搬送する搬送部と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、簡易かつ要求される部品精度が緩和された構成により駆動力の切り替えを行うことができる。

本発明の実施例１に係る駆動力切替機構の構成と動作を示す図 本発明の実施例１に係る駆動力切替機構の構成と動作を示す図 本発明の実施例２に係る駆動力切替機構の遊星ギヤの構成を示す図 本発明の実施例３に係る駆動力切替機構の構成と動作を示す図 本発明の実施例３に係る駆動力切替機構の構成と動作を示す図 本発明の実施例３に係る駆動力切替機構の構成と動作を示す図 本発明の実施例３に係る駆動力切替機構の構成と動作を示す図 本発明の実施例３に係る駆動力切替機構の構成と動作を示す図 本発明の実施例に係る画像形成装置の構成を示す模式的断面図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
図１、図２及び図７を参照して、本発明の実施例１に係る駆動力切替機構及び画像形成装置について説明する。本実施例では画像形成装置の一例としてレーザービームプリンタを例示し、駆動力切替機構を両面印刷時に用いられる用紙反転部に適用した場合について説明する。本発明による駆動力切替機構は、遊星歯車機構を用いて一定回転方向の入力に対し、出力の回転方向を切替える機構であり、用紙搬送方向の反転や、駆動方向の正転、逆転の切替えに対し適応可能な技術である。その適用範囲は特に限定されない。

＜画像形成装置＞
図７は、本実施例に係る画像形成装置の構成を示す模式的断面図である。画像形成装置１は、電子写真プロセスを用いて現像剤（トナー）により記録材としての用紙Ｓに画像を形成するものである。

画像形成装置１は、所定枚数の用紙Ｓが積載された用紙カセット２、用紙カセット２内の用紙を１枚ずつ給紙する給紙ローラ３、搬送経路Ａを通り用紙Ｓを画像形成部５へと搬送する搬送ローラ対４を備える。画像形成部５では、感光体ドラム５ａに対し、露光ユニット５ｂが画像情報に基づいた情報光を照射し、感光体ドラム５ａに形成された静電潜像を現像手段５ｃが現像する。そして、転写手段５ｄが、感光体ドラム５ａ上に現像された画像を用紙Ｓに転写し、定着手段５ｅが、転写された画像を用紙Ｓに定着する。画像形成部５は、給紙される用紙Ｓの先端がセンサＴ１により検知されると、その検知情報に同期して用紙Ｓに画像形成を行う。片面印刷の場合、定着手段５ｅで画像を定着された用紙Ｓは、排紙搬送部７を経て排紙トレイ８上へ排紙積載される。

両面印刷の場合、１面目の印刷が終了し排紙搬送部７に到達した用紙Ｓの後端が、排紙ローラ７ａと排紙従動ローラ７ｂとの間を抜けて出てしまう前に、排紙ローラ７ａを逆転駆動させることで用紙Ｓの搬送方向を反転させ、用紙Ｓを装置内に引き込む。定着手段５ｅと排紙搬送部７の間に設けられた切替えフラッパ６の位置を切替えることで、用紙Ｓは搬送経路Ｂに入る。そして、両面搬送ローラ１０を介して搬送経路Ａの画像形成部５の上流側の搬送ローラ対４へ運ばれ、再び画像形成部を通過し２面目の画像形成が行われる。

本実施例の場合、駆動モータＭは不図示の駆動列を介し、給紙部ローラ３、搬送ローラ対４、感光体ドラム５ａ、定着手段５ｅや両面搬送ローラ１０など複数の駆動部に駆動力を供給している。そのため、各駆動部は基本的に一定方向、一定回転の駆動しか得られないよう構成されている。そこで、本実施例の画像形成装置は、両面印刷時において排紙ローラ７ａを逆転駆動するために、駆動モータＭからの駆動回転力の正転、逆転を適宜切替えることができる駆動力切替機構９を備えている。駆動力切替機構９は、排紙ローラ７ａを回転駆動させるための排紙ローラギヤ７ｃに対し、排紙アイドラギヤ７ｄを介して、駆動モータＭからの回転駆動力をその回転方向を適宜切り替えて伝達できるように構成されている。

＜駆動力切替機構＞
図１及び図２を参照して、本実施例に係る駆動力切替機構９について説明する。図１及び図２は、それぞれ、本実施例に係る駆動力切替機構９の構成を示す図であり、（ａ）は各ギヤの回転軸方向における一方側から見た図、（ｂ）は他方側から見た図である。また、図１は、排紙ローラ７ａが用紙Ｓを排紙トレイ８に排出する方向に回転する正転動作時における駆動力切替機構９の構成と動きを示している。また、図２は、両面印刷時において排紙ローラ７ａの回転方向が逆転して用紙Ｓを装置内に引き戻す方向に回転する逆転動作時における駆動力切替機構９の構成と動きを示している。

本実施例では、出力ギヤ１１が、排紙アイドラギヤ７ｄと噛合い、排紙ローラギヤ７ｃを介して排紙ローラ７ａを回転させる。また、入力ギヤ１２は、太陽ギヤ１８に噛合する構成となっている。なお、入力と出力の関係（駆動力の伝達方向）は、逆の関係になってもよい。また、後述する遊星歯車の三つの回転要素のうち、本実施例ではキャリヤと内歯ギヤの拘束と解除を切替える構成を説明しているが、太陽ギヤを含めた３つの回転要素の中からいずれか２要素を同様の構成で拘束、解除を行っても同様の効果が得られる。

図９に示すように、駆動力切替機構９は、駆動モータＭから不図示のギヤ列を介して図１（ａ）の入力ギヤ１２に矢印５１に示す一定方向の回転駆動力が入力される。また、排
紙ローラ７ａを回転駆動するための排紙ローラギヤ７ｃは、駆動力切替機構９の出力ギヤ１１と排紙アイドラギヤ７ｄを介し噛合しており、駆動力切替機構９による出力ギヤ１１の正転、逆転の切替えに合わせて排紙ローラ７ａも正転、逆転を行う。これら各ローラやギヤは画像形成装置１の装置本体の枠体に回転可能に支持されている。

＜＜正転動作＞＞
図１を参照して、図９に示す排紙ローラ７ａが用紙Ｓを排紙トレイ８に排出する方向に回転する正転動作時における駆動力切替機構９の構成と動きを説明する。駆動力切替機構９は、出力ギヤ１１、入力ギヤ１２、遊星歯車機構部１４、拘束機構部１５、ソレノイド２５を備える。出力ギヤ１１、入力ギヤ１２、遊星歯車機構部１４のキャリヤ１９は、それぞれ画像形成装置１の装置本体の枠体に回転可能に支持されている。また、ソレノイド２５は同枠体に固定されている。

図１（ａ）に示すように、入力ギヤ１２には駆動モータＭから常に矢印５１の方向へ回転駆動力が伝達される。入力ギヤ１２は、キャリヤ１９に設けられた回転主軸１９ｅに回転自在に保持された太陽ギヤ１８に噛合しており、太陽ギヤ１８は矢印５２の方向へ回転する。太陽ギヤ１８は、キャリヤ１９に設けられた軸１９ａに回転自在に保持された遊星ギヤ２０に噛合しており、遊星ギヤ２０は矢印５３の方向へ回転する。

このとき図１（ｂ）に示すように、キャリヤ１９の裏面には、係止レバー２２と係止部材２３がそれぞれ軸１９ｂ、１９ｃによって回転自在に保持されている。係止レバー２２と係止部材２３は、係止レバー２２に設けた長孔２２ａに、係止部材２３に設けたボス２３ａが嵌められており、ボス２３ａが長孔２２ａ内を移動することにより、互いに揺動可能に連結され、リンク機構を形成している。

遊星歯車機構部１４の外部には、フラッパ型のソレノイド２５が設けられている。ソレノイド２５は、可動片としてのフラッパ２５ａを、支点２５ｃを中心に揺動可能にフレームに支持でするとともに、フラッパ２５の一端をバネ２５ｂによってフレームに連結している。図１（ｂ）に示すように、フラッパ２５ａは、電磁石が通電されていない状態では、一端が付勢部としのバネ２５ｂに引っ張られることによって他端の先端部が係止レバー２２の先端２２ｂの周回軌道上（作用位置）に位置する状態となる。キャリヤ１９に保持された係止レバー２２は、キャリヤ１９の矢印５４方向の回転によって、キャリヤ１９の回転軸に対して周回移動する。

係止レバー２２は、被作用部として、その先端２２ｂがフラッパ２５ａの先端に突き当たる（接触する）ことで、キャリヤ１９の軸１９ｂの周りを矢印７１の方向へ回転しながら、キャリヤ１９の回転によって周回移動を続ける。この係止レバー２２の回転に連動して、係止レバー２２に連結された係止部材２３は、バネ２４の付勢力に抗して、ボス２３ａが長孔２２ａ内を移動しながら、キャリヤ１９の軸１９ｃの周りを矢印７２の方向へ回転する。この回転により、係止部材２３の先端の爪部２３ｂが、内歯ギヤ２１の裏面（図１（ｂ）において見える面）に設けた溝部２１ｃとの係合位置から退避位置（非係合位置）に退避する。係止レバー２２は、爪部２３ｂが退避位置まで移動したところで、キャリヤ１９に設けたストッパ部１９ｄに当接して矢印７１方向の回転が規制されるように構成されている。また、係止レバー２２は、キャリヤ１９に対する回転が停止しても、フラッパ２５ａとの係合状態が維持されるように構成されている。したがって、係止レバー２２と係合するフラッパ２５ａによって、キャリヤ１９の矢印５４方向の回転が止められることになる。

図１（ａ）に示すように、キャリヤ１９が回転を停止すると、キャリヤ１９に回転可能に支持された遊星ギヤ２０は、その位置で太陽ギヤ１８の回転によって矢印５３方向に回
転（キャリヤ１９に対して自転）する。遊星ギヤ２０は、内歯ギヤ２１の内周ギヤ２１ａと噛合しており、内歯ギヤ２１を矢印５５の方向へ回転させる。内歯ギヤ２１の外周ギヤ２１ｂに噛合する出力ギヤ１１は、矢印５６の方向に回転し、排紙アイドラギヤ７ｄを介し噛合する排紙ローラギヤ７ｃならびに排紙ローラ７を、用紙Ｓの排出方向へ回転させる正回転動作を行う。

＜＜逆転動作＞＞
図２を参照して、両面印刷時において、図９に示す排紙ローラ７ａが用紙Ｓを装置内に引き戻す方向に回転方向を切り替えて回転する逆転動作時における駆動力切替機構９の構成と動きを説明する。切り替えは、センサＴ１から一定時間経ってからのタイミングでもよいし、定着手段５ｅと排紙搬送部７の間に用紙Ｓの位置を検出するセンサを設け、該センサの検出結果に基づいて行ってもよい。

図２（ｂ）に示すように、ソレノイド２５の電磁石が通電されると、フラッパ２５ａは、電磁石に引き付けられることにより支点２５ｃを中心に回転し、その先端が係止レバー２２の先端２２ｂの周回軌道から外れる退避位置（被作用位置）に移動する。フラッパ２５ａによる係止レバー２２の係止が解かれると、係止部材２３は押圧バネ２４の付勢力により回転し、その爪部２３ｂが内歯ギヤ２１の溝部（被係合部）２１ｃに係合する位置に移動する。キャリヤ１９に保持された係止部材の爪部２３ｂと、内歯ギヤ２１の被係合部である溝部２１ｃが係止状態となることで、キャリヤ１９と内歯ギヤ２１は互いを拘束して一体となって回転するようになる。

図２（ａ）に示すように、逆転動作時においても、正回転時と同様、入力ギヤ１２には駆動モータＭから常に矢印５１の方向の回転駆動力が伝達されている。したがって入力ギヤ１２から伝達される回転駆動力により、太陽ギヤ１８は矢印５２の方向に回転している。太陽ギヤ１８と噛合した遊星ギヤ２０は、キャリヤ１９と内歯ギヤ２１が一体となっているため自転（キャリヤ１９上で回転）せず、キャリヤ１９、内歯ギヤ２１と一体となって矢印５２の方向に公転（太陽ギヤ１８周りを周回）することになる。すなわち、内歯ギヤ２１の回転方向が正回転時とは逆方向に反転する。これにより、出力ギヤ１１は矢印５７の方向に回転し、それと噛合する排紙アイドラギヤ７ｄ、排紙ローラギヤ７ｃもそれぞれ逆転することで、排紙ローラ７ａは逆回転動作に切替わる。このとき太陽ギヤ１８と内歯ギヤ１９は一体で回転するため、出力ギヤ１１は正回転時より増速されて回転し、用紙Ｓの搬送経路Ｂへの引き込み速度が上がることで、処理時間の短縮を図ることができる。

排紙ローラ７ａの逆回転動作のタイミングは、センサＴ１で紙位置を検知するか、定着手段５ｅと排紙搬送部７の間に紙位置を検知する検知手段を設けるなどの手段を用いて行うことができる。例えば、これら検知手段の検知信号に合わせて所定時間後にソレノイド２５をＯＮにし、フラッパ２５ａを係止レバー２２との係合位置から退避させる。そして、用紙Ｓを搬送経路Ｂの両面搬送ローラ１０まで送ったら、再度排紙ローラ７ａを正転動作に切替えるためソレノイド２５をＯＦＦにする。図１に示す位置にフラッパ２５ａが戻ると、前述のように係止部材２３の爪部２３ｂが、被係合部である内歯ギヤ２１の溝部２１ｃから退避する。キャリヤ１９の拘束から解除されると、内歯ギヤ２１は矢印５５の方向へ回転し、出力ギヤ１１を矢印５６の方向へ回転させ、排紙アイドラギヤ７ｄ、排紙ローラギヤ７ｃを介し排紙ローラ７ａを正回転させる。

本実施例に係る駆動力切替機構は、遊星歯車機構を用いたものである。遊星歯車機構は、遊星歯車機構の三つの回転要素（太陽ギヤ、内歯ギヤ、遊星ギヤ）のうち、太陽ギヤと内歯ギヤのどちらか一方が入力回転体（太陽ギヤ１８）であり、他方が出力回転体（内歯ギヤ２１）となる。入力回転体には、駆動源（駆動モータＭ）からの回転力が入力される。遊星ギヤ（遊星ギヤ２０）を回転可能に支持するキャリヤ（キャリヤ１９）は、内歯ギ
ヤとキャリヤとを互いに係合させることが可能な係合部（係止部材２３）を有している。この係合部を動作させる作用手段として、可動部（フラッパ２５ａ）が係合部に作用する作用位置と、係合部に作用しない非作用位置とを移動可能に構成されたアクチュエータ（ソレノイド２５）が設けられている。可動部が作用位置にあるときは、係合部が内歯ギヤとキャリヤとを互いに係合しない非係合位置に移動するとともに、キャリヤの回転が規制される状態となる。一方、可動部が非作用位置にあるときは、係合部が内歯ギヤとキャリヤとを互いに係合させる係合位置に移動するとともに、キャリヤが内歯ギヤと一体となって回転する。かかる構成により、部品精度を緩和し、単純化した機構で駆動出力の正逆反転の切替えが可能となる。

（実施例２）
図３を参照して、本発明の実施例２に係る駆動力切替機構及び画像形成装置について説明する。図３は、本発明の実施例２に係る駆動力切替機構の遊星ギヤの構成を示す図である。なお、本実施例において実施例１と同機能で同構成のものは同符号で示し、説明を割愛する。ここで説明しない事項は、実施例１と同様である。

図３に示すように、本実施例に係る駆動力切替機構９は、遊星ギヤ２６が入力側と出力側でピッチ円の大きさが異なる２つのギヤが一体となった２段の段ギヤ構造となっている。駆動力の入力側において、太陽ギヤ１８と遊星ギヤ２６の第一のギヤ２６ａが噛合し、駆動力の出力側において、内歯ギヤ２１の内周ギヤ２１ａと遊星歯車２６の第二のギヤ２６ｂが噛合する。

実施例１のように遊星ギヤ２０が段ギヤでない場合、太陽ギヤ１８を一方向回転の入力側のギヤとし、内歯ギヤ２１の外周ギヤ２１ｂを出力側とすると、正転動作時と逆転動作時とで出力側（外周ギヤ２１ｂ）の回転速度の大きさが変わる。つまり、出力側の回転速度は、キャリヤ１９と内歯ギヤ２１が互いに拘束されずキャリヤ１９の回転が抑制されている正転動作時よりも、キャリヤ１９と内歯ギヤ２１が互いを拘束し一体的に回転し、回転方向を逆転させた逆転動作時の方が増速される。当然、入力側と出力側が入れ替われば、回転速度の関係も逆になる。

本実施例では、遊星ギヤ２６を段ギヤ構成とし、太陽ギヤ１８を一方向回転の入力側に対し、太陽ギヤ１８と遊星ギヤ２６の第一のギヤ２６ａと噛合し、第二のギヤ２６ｂと内歯ギヤ２１の内周ギヤ２１ａを噛合させる。この構成により、遊星ギヤ２６の第一のギヤ２６ａと第二のギヤ２６ｂのピッチ円径をある程度自由に設定することができる。このため、遊星ギヤ２０のピッチ円径が太陽ギヤ１８と内歯ギヤ２１のピッチ円径に依存して決まる実施例１と比べ、正転動作時と逆転動作時の回転速度をより自由に設定することが可能となる。つまり、正転動作時と逆転動作時の回転速度を、互いにギヤ比の範囲で、同じ速度とする、もしくは任意の速度比に設定することが可能となる。

（実施例３）
図４〜図８を参照して、本発明の実施例３に係る駆動力切替機構及び画像形成装置について説明する。なお、本実施例において実施例１、２と同機能で同構成のものは同符号で示し、説明を割愛する。ここで説明しない事項は、実施例１、２と同様である。

図９に示すように、本実施例に係る駆動力切替機構９においても駆動モータＭから不図示のギヤ列を介して図１（ａ）の入力ギヤ１２に矢印５１に示す一定方向の回転駆動力が入力される。また、排紙ローラ７ａを回転駆動するための排紙アイドラギヤ７ｄ、排紙ローラギヤ７ｃは、駆動力切替機構９の出力ギヤ１１と噛合しており、駆動力切替機構９による出力ギヤ１１の正転、逆転の切替えに合わせて排紙ローラ７ａも正転、逆転を行う。

まず、図４を参照して、本実施例に係る駆動力切替機構９における遊星歯車機構部１４、拘束機構部１５の構成について説明する。図４は、本実施例に係る駆動力切替機構９における遊星歯車機構部１４（太陽ギヤ１８、遊星ギヤ２６、内歯ギヤ３１）と、キャリヤ２７と、係止回転カム２８と、回転係止部材２９の構成を示す分解斜視図である。図４（ａ）は、図５（ａ）に示す側を正面側とした場合に、正面側から見た斜視図であり、図４（ｂ）は、裏面側から見た斜視図である。

図４（ａ）に示すように、キャリヤ２７は軸部２７ａと一体に構成され、キャリヤ２７には段ギヤ構成の遊星ギヤ２６が３セット、実施例１、２と同様に回転自在に保持されている。遊星ギヤ２６は、太陽ギヤ１８、内歯ギヤ３１の内周ギヤ３１ａと噛合している。

係止回転カム２８は、回転係止部材２９の軸部２９ａが回転自在に嵌合される孔部２８ａを有する。孔部２８ａには切り欠き部２８ｂが設けられており、切り欠き部２８ｂに軸部２９ａのリブ外周２９ｂが嵌め込まれている。係止回転カム２８は、リブ外周２９ｂが切り欠き部２８ｂ内を移動できる範囲で回転係止部材２９に対する回転が規制されるとともに、回転係止部材２９は、図４（ｂ）に示すバネ３２により係止回転カム２８に対し回転方向の一方向に付勢されている。バネ３２は、回転係止部材２９の破線矢印で示す部分にかけられる。バネ３２の動作は、内歯ギヤ３１とキャリヤ２７の拘束と解除の動作説明と合わせて行う。

係止回転カム２８は、図４（ｂ）に示すように、回転軸周りに軸方向の高さが連続的に変化するカム面２８ｃが、回転軸周りの径方向に対向する位置２箇所に設けられている。一方、回転係止部材２９は、図４（ａ）に示すように、係止回転カム２８のカム面２８ｃと対向する２箇所に、同じく回転軸周りに軸方向の高さが連続的に変化するカム面２９ｃが設けられている。回転係止部材２９は、カム面２９ｃの外側に、周方向に連続した歯形の爪部２９ｄを有する。爪部２９ｄは、図４（ｂ）に示す内歯ギヤ３１の側面に設けた連続した歯型の溝部３１ｃに対し、バネ３３により当接方向に付勢され、相対するカム面２８ｃ、２９ｃの回転方向の相対位置に応じて当接位置と離間位置を取りえるように構成されている。以上のように、係止回転カム２８は回転係止部材２９に対し揺動可能に一体的に組まれている。また、回転係止部材２９は、孔部２９ｅとリブ内周２９ｆにキャリヤ２７の軸２７ｂとリブ２７ｃが嵌め込まれており、キャリヤ２７と一体的に回転駆動する。

本実施例においても内歯ギヤ３１をキャリヤ２７に対し適宜、拘束と解除を行うことで、一方向回転の入力回転に対し出力回転の正転と逆転を切替える構成は、実施例１、２と同様である。以下、図５〜図８を参照して、本実施例におけるキャリヤ２７と内歯ギヤ３１の構成とその動作を説明する。

図５は、本実施例に係る駆動力切替機構９の構成を示す図であり、（ａ）は各ギヤの回転軸方向における一方側から見た図、（ｂ）は他方側から見た図である。また、図５は、排紙ローラ７ａが用紙Ｓを排紙トレイ８に排出する方向に回転する正転動作時における駆動力切替機構９の構成と動きを示している。

図５に示すように、遊星歯車機構部１４の外部に設けたソレノイド２５の電磁石が切れていると、フラッパ２５ａの先端は、回転係止部材２９と一体的に回転する係止回転カム２８のレバー部２８ｄの先端の回転（周回移動）軌道に入る。

図６及び図７は、駆動力切替機構９の中から、係止回転カム２８、回転係止部材２９、内歯ギヤ３１とソレノイド２５を抽出して、それらの動作関係を説明する図である。また、図６（ａ）及び図７（ａ）は回転軸方向から見た図、図６（ｂ）及び図７（ｂ）は斜視図である。また、図６は、キャリヤ２７と内歯ギヤ３１が互いに拘束された状態を示し、
図７は、キャリヤ２７と内歯ギヤ３１の拘束が解除された状態を示している。

はじめ、図６（ａ）に示すように、回転係止部材２９のリブ外周２９ｂは、係止回転カム２８の切欠き部２８ｂの回転方向上流に位置する。このとき、図６（ｂ）に示すように、回転係止部材２９の爪部２９ｄが内歯ギヤ３１の溝部３１ｃに係止されており、キャリヤ２７は内歯ギヤ３１を拘束している。この状態でキャリヤ２７が更に回転すると、図７（ａ）に示すように、回転係止部材２９のリブ外周２９ｂが係止回転カム２８の切欠き部２８ｂの回転方向下流まで回転し、回転係止部材２９とキャリヤ２７は共にフラッパ２５ａにより回転を止められる。このとき回転係止部材２９と係止回転カム２８をつなぐバネ３２は伸ばされ張力を生じて張架される。回転係止部材２９の回転に伴い、互いに摺動する回転係止部材２９のカム面２９ｃと係止回転カム２８のカム面２８ｃの作用により、回転係止部材２９と係止回転カム２８は回転軸方向に相対的に変位し、互いに離間した状態となる。これにより、回転係止部材２９の爪部２９ｄは、図７（ｂ）に示すように、内歯ギヤ３１の溝部３１ｃから退避し、キャリヤ２７は内歯ギヤ３１の拘束を解除する。この状態のとき、図５に示すように遊星ギヤ２６はその位置で自転し、内歯ギヤ３１は矢印５５の方向へ回転する。内歯ギヤ３１の外周ギヤ３１ｂに噛合する出力ギヤ１１は、矢印５６の方向に回転し、噛合する排紙アイドラギヤ７ｄ、排紙ローラギヤ７ｃならびに排紙ローラ７ａを、用紙Ｓの排紙トレイ８への排出方向へ回転させる正回転動作を行う。

図８は、本実施例に係る駆動力切替機構９の構成を一部省略して示す図であり、（ａ）は各ギヤの回転軸方向における他方側から見た図、（ｂ）は一方側から見た図である。また、図８は、両面印刷時において排紙ローラ７ａの回転方向が逆転して用紙Ｓを装置内に引き戻す方向に回転する逆転動作時における駆動力切替機構９の構成と動きを示す。

図８に示すように、ソレノイド２５をＯＮにし、フラッパ２５ａが電磁石に吸着されて係止回転カム２８のレバー部２８ｄの先端の回転軌道から退避すると、回転係止部材２９と係止回転カム２８は、矢印５４の方向へ回転をはじめる。このとき、図８（ｂ）に示すように、係止回転カム２８は、伸びたバネ３２の張力により、矢印６０の方向へ先行回転し、回転係止部材２９のリブ外周２９ｂが、係止回転カム２８の切欠き部２８ｂの一方の端面から他方の端面まで移動する。このとき、係止回転カム２８の回転に伴い、係止回転カム２８のカム面２８ｃと回転係止部材２９のカム面２９ｃの作用と、回転係止部材２９を回転軸方向に押圧するバネ３３の押圧力により、係止回転カム２８と回転係止部材２９は軸方向に近づく。これにより、図６（ｂ）のように、回転係止部材２９の爪部２９ｄが内歯ギヤ３１の溝部３１ｃに係止され、再びキャリヤ２７は内歯ギヤ３１を拘束する。この状態のとき、太陽ギヤ１８の回転に伴い遊星ギヤ２６、キャリヤ２７、内歯ギヤ３１は一体的に回転するため、内歯ギヤ３１の外周ギヤ３１ｂは矢印５２の方向へ逆転を始める。これにより出力ギヤ１１、それと噛合する排紙ローラギヤ７ｃの回転方向も逆転することで、排紙ローラ７ａの動作が逆回転動作に切替わる。

上記各実施例では、アクチュエータとしてフラッパ型ソレノイドを用いた場合について説明したが、本発明に適用可能なアクチュエータは上述した構成に限定されるものではない。簡易な構成で、キャリヤの内歯ギヤに対する拘束、非拘束を行うことが可能なものであれば適宜採用することができる。

遊星歯車機構部１４の構成も、上記各実施例における構成に限定されるものではなく、遊星ギヤ２０の個数も上記実施例のように３個に限定されるものではない。

９…駆動力切替機構、１４…遊星歯車機構部、１８…太陽ギヤ、１９…キャリヤ、２０…遊星ギヤ、２１…内歯ギヤ、２２…係止レバー（被作用部）、２３…係止部材（係合部
）、２５…ソレノイド、２５ａ…フラッパ（可動部）、Ｍ…駆動モータ（駆動源）

Claims (10)

1. 駆動源から入力される１方向の回転駆動力を、遊星歯車機構を用いて、回転方向の正逆を切り替えて出力することが可能な駆動力切替機構であって、
   前記回転駆動力によって内歯ギヤまたは太陽ギヤのいずれか一方のギヤが第１方向に回転し、遊星ギヤを介して、他方のギヤが前記第１方向または前記第１方向とは逆の第２方向に回転する遊星歯車機構と、
   前記遊星ギヤを回転可能に支持するキャリヤであって、前記内歯ギヤと前記キャリヤとを互いに係合させることが可能な係合部を有するキャリヤと、
   前記係合部に作用する作用位置と、前記係合部に作用しない非作用位置とに移動可能な可動部を有するアクチュエータと、
   を備え、
   前記可動部が前記作用位置にあるときは、前記係合部が前記内歯ギヤと前記キャリヤとを互いに係合しない非係合位置に移動するとともに、前記キャリヤの回転が規制され、
   前記可動部が前記非作用位置にあるときは、前記係合部が前記内歯ギヤと前記キャリヤとを互いに係合させる係合位置に移動するとともに、前記キャリヤが前記内歯ギヤと一体となって回転することを特徴とする駆動力切替機構。
2. 前記キャリヤは、
   前記係合部に連結され、前記可動部が前記作用位置にあるときに前記可動部と接触する被作用部と、
   前記係合部を前記係合位置に位置させるように前記係合部を付勢する付勢部と、
   を有し、
   前記係合部は、前記被作用部が前記可動部から受ける力によって、前記付勢部の付勢力に抗して、前記非係合位置から前記係合位置に移動することを特徴とする請求項１に記載の駆動力切替機構。
3. 前記係合部と前記被作用部は、それぞれ前記キャリヤに回転可能に支持されるとともに、リンク機構によって互いに連結されていることを特徴とする請求項２に記載の駆動力切替機構。
4. 前記係合部と前記被作用部は、それぞれ前記キャリヤに回転可能に支持されるとともに、回転によって互い摺動するカム面をそれぞれ有しており、
   前記係合部は、前記カム面の作用によって前記被作用部との相対位置が変位することにより、前記係合位置または前記非係合位置に移動することを特徴とする請求項２に記載の駆動力切替機構。
5. 前記係合部は、前記内歯ギヤに設けられた被係合部に対して回転方向に係合する爪部を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動力切替機構。
6. 前記アクチュエータは、電磁石の通電によって前記可動部を前記電磁石に引き付けることにより、前記可動部を前記作用位置または前記非作用位置に移動させるソレノイドであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の駆動力切替機構。
7. 前記遊星ギヤは、前記太陽ギヤと噛合する第１ギヤと、前記内歯ギヤと噛合する第２ギヤと、を有する段ギヤ構造を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の駆動力切替機構。
8. 記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
   記録材の片面に画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部を通過した記録材を搬送するための回転体と、
   前記回転体に伝達される回転駆動力の回転方向の正逆を切り替え可能な請求項１〜７のいずれか１項に記載の駆動力切替機構と、
   前記回転体の回転方向が逆転することにより搬送方向を反転された記録材を、前記画像形成部の上流側に搬送する搬送部と、
   を備える画像形成装置。
9. 前記駆動力切替機構が出力する回転駆動力の回転速度が、正転と逆転で同じであることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記駆動力切替機構が出力する回転駆動力の回転速度が、正転と逆転で異なり、
    前記回転体は、前記駆動力切替機構が出力する回転駆動力の回転速度が速い方の回転方向で、逆方向に回転されることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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