JP2022089037A - 画像形成装置 - Google Patents

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【課題】再搬送ユニットが着脱可能な画像形成装置において、装置本体から再搬送ユニットへ円滑に駆動力を伝達することにより、シートを安定して再搬送することができる構成を実現する。【解決手段】画像形成装置は、側面に開口部を有する本体フレームと、シートに画像を形成する画像形成部と、モータと、モータからの駆動力により回転する第1出力ギヤ732と、画像形成部によって一面に画像が形成されたシートを画像形成部に再搬送する再搬送ユニット61とを備える。再搬送ユニット61は、開口部を通じて着脱可能であり、シートを再搬送する再搬送ローラ612と、第1出力ギヤ732に噛合するとともに再搬送ローラ612を駆動する入力ギヤ616とを有する。入力ギヤ616が第1出力ギヤ732から受ける駆動力F1の水平方向の分力F2は、再搬送ユニット61が本体フレームに装着される装着方向に向いている。【選択図】図5

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
従来から両面印刷可能な画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、画像形成部によって一面に画像が形成されたシートを画像形成部に再搬送する再搬送部が設けられている。例えば、特許文献1には、再搬送部をシート搬送方向に沿って挿抜可能な再搬送ユニットとした構成が開示されている。
特開2020-125177号公報
特許文献1の構成では、再搬送ローラが装置本体の下部に設けられている。ここで、ジャム処理をしやすくするため、この再搬送ローラを再搬送ユニットと一体に構成することが考えられる。この場合、装置本体から再搬送ユニットの再搬送ローラへ駆動力を伝達する必要が生じる。これは、装置本体側に出力ギヤを、再搬送ユニット側に入力ギヤをもうけることで解決できる。
しかしながら、再搬送ユニットが挿抜可能であるため、再搬送ユニットが完全に収容される位置から引き出し側に若干ずれる可能性がある。この状態においては、出力ギヤと入力ギヤとが設計された最適な位置で噛合できないため、装置本体から再搬送ユニットへ円滑に駆動力を伝達することができず、シートの搬送が不安定になる可能性がある。
本発明は、再搬送ユニットが着脱可能な画像形成装置において、装置本体から再搬送ユニットへ円滑に駆動力を伝達することにより、シートを安定して再搬送することができる構成を実現することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、側面に開口部を有する本体フレームと、シートに画像を形成する画像形成部と、モータと、前記モータからの駆動力により回転する第1ギヤと、前記画像形成部によって一面に画像が形成されたシートを前記画像形成部に再搬送する再搬送ユニットとを備えている。前記再搬送ユニットは、前記開口部を通じて着脱可能であり、シートを再搬送する再搬送ローラと、前記第1ギヤに噛合するとともに前記再搬送ローラを駆動する第2ギヤとを有し、前記第2ギヤが前記第1ギヤから受ける駆動力の水平方向の分力は、前記再搬送ユニットが前記本体フレームに装着される装着方向に向いている。
上記の構成によれば、再搬送ユニットが引き出し可能な構成において、再搬送ローラが回転するとき、第2ギヤが第1ギヤから受ける駆動力によって再搬送ユニットが装着方向に付勢される。よって、第2ギヤが第1ギヤと設計された最適な位置で噛合し、本体フレームから再搬送ユニットへ円滑に駆動力を伝達することができ、シートを安定して再搬送することができる。
上記の画像形成装置は、前記第1ギヤと前記第2ギヤとが噛合する位置において、前記第1ギヤ及び前記第2ギヤは、前記装着方向に回転するようにしてもよい。
上記の構成によれば、第2ギヤが第1ギヤから受ける駆動力の水平方向の分力を装着方向に向けることができる。
また上記の画像形成装置において、前記第2ギヤの回転軸線は、前記第1ギヤの回転軸線よりも前記再搬送ユニットが前記本体フレームから引き出される引き出し方向側に位置するようにしてもよい。
上記の構成によれば、再搬送ユニットを着脱するとき、第2ギヤが第1ギヤに引っ掛かることなくスムーズに移動させることができる。
また上記の画像形成装置において、前記第2ギヤは、前記再搬送ローラの回転軸部に設けられていてもよい。
上記の構成によれば、第2ギヤから再搬送ローラへ駆動力を伝達するための経路を短くすることで、部品点数を少なくすることができる。
また上記の画像形成装置において、前記画像形成部の下方に設けられ、前記画像形成部に供給するシートを支持するシートトレイを備え、前記再搬送ユニットは、前記シートトレイの上方であって前記画像形成部の下方に配置されていてもよい。
上記の構成によれば、再搬送ユニットがシートトレイの下方に配置される構成よりも再搬送経路を短くすることができる。
また上記の画像形成装置において、前記シートトレイのシートを支持する圧板と、前記モータから前記第1ギヤに駆動を伝達する第3ギヤとを有し、前記第3ギヤは、前記圧板を上昇させるためのギヤであってもよい。
上記の構成によれば、圧板の上昇のための必須のギヤ列に、再搬送ユニットへ駆動力を伝達するためのギヤ列を追加することにより、再搬送ユニットへ駆動力を伝達するためのギヤ列を短く構成することができる。
また上記の画像形成装置において、前記第1ギヤは、前記モータからの駆動力が入力される第1入力ギヤと、前記第1入力ギヤと同軸であり、前記第1入力ギヤと一体成型されており、前記第1入力ギヤより内側に配置される第1出力ギヤとを有し、前記第2ギヤは、前記第1出力ギヤと噛合するようにしてもよい。
また上記の画像形成装置において、前記第1ギヤは、貫通穴を有し、前記本体フレームは、前記第1ギヤに向かって延び、前記第1ギヤの前記貫通穴を通って、前記第1ギヤを支持するボスを有していてもよい。
上記の構成によれば、再搬送ユニットを支持する本体フレームで第1ギヤを支持することにより、第1ギヤと第2ギヤとの位置精度が出しやすい。
また上記の画像形成装置において、前記本体フレームは、前記第1ギヤを覆うギヤカバーを有し、前記ギヤカバーは、前記ボスの先端が挿入される孔を有していてもよい。
上記の構成によれば、ボスの先端をギヤカバーで支持することにより、第1ギヤに駆動力が作用したときに破損などしにくい。
本発明によれば、再搬送ユニットが引き出し可能な構成において、再搬送ローラが回転するとき、第2ギヤが第1ギヤから受ける駆動力によって再搬送ユニットが装着方向に付勢される。よって、第2ギヤが第1ギヤと設計された最適な位置で噛合し、装置本体から再搬送ユニットへ円滑に駆動力を伝達することができ、シートを安定して再搬送することができる。
一実施形態の画像形成装置1の中央断面図である。 再搬送ユニット及び駆動部周辺の斜視図である。 駆動伝達機構の要部左側面図である。 駆動伝達機構の要部右側面図である。 再搬送ユニット及び出力ギヤの模式図である。 第1ギヤの回転軸線R1に沿った第1ギヤ周辺の断面図である。
以下の説明では、図1における右側及び左側を、それぞれ画像形成装置1の前側及び後側と規定し、図1における紙面手前側及び紙面奥側を、それぞれ画像形成装置1の左側及び右側と規定する。また、図1における上側及び下側を、それぞれ画像形成装置1の上側及び下側と規定する。本実施形態において、前方向は再搬送ユニット61が装置本体2に装着される装着方向であり、後方向は再搬送ユニット61が装置本体2から引き出される引き出し方向である。
[画像形成装置の全体構成]
図1は一実施形態の画像形成装置1の中央断面図である。画像形成装置1の外観は略直方体の筐体である装置本体2で形成されている。装置本体2は、各部材を支持する本体フレーム20(図2及び図6参照)と、本体フレーム20を覆い外観を構成するカバー21とを有している。カバー21は、上面に排出トレイ211を有している。
画像形成装置1は、電子写真方式により、用紙やOHPシート等のシートSに複数色の画像を形成するカラーレーザプリンタである。装置本体2には、シートトレイ3と、搬送部4と、画像形成部5と、再搬送部6と、駆動部7とが収容される。装置本体2内において、大まかには上部及び中央部に画像形成部5、画像形成部5の下方及び後方に搬送部4、装置本体2の前部及び後部と搬送部4の下方とに亘って再搬送部6、再搬送部6の下方にシートトレイ3、シートトレイ3及び再搬送部6の左方に駆動部7がそれぞれ配置される。
また、装置本体2の前面下部にはシートトレイ3の挿入口となる開口部22が形成されている。シートトレイ3は、上方が開放されたシート収納部31を有する箱状体であり、複数枚重ねられたシートSを支持する。シートトレイ3は開口部22を通じて前後方向に移動させることで、装置本体2に対して挿抜可能となっている。
搬送部4は、搬送経路P1に沿って配置される各部材によって構成され、搬送経路P1に沿ってシートSを搬送する。搬送経路P1はシートトレイ3から画像形成部5を経由して排出トレイ211へ繋がる経路である。搬送部4は搬送経路P1の搬送方向上流側から順に、供給部41と、ベルト搬送部42と、排出部43とで構成される。
供給部41は、供給ローラ411と、分離ローラ412と、分離パッド413と、搬送ローラ対414と、レジストローラ対415とを備える。シートトレイ3に収容されるシートSは、供給ローラ411、分離ローラ412及び分離パッド413により1枚ずつ搬送経路P1に送り出される。搬送経路P1に送り出されたシートSは、搬送ローラ対414及びレジストローラ対415により画像形成部5に向けて搬送される。
ベルト搬送部42は、画像形成部5と連動して回転する駆動ローラ421と、駆動ローラ421と離間した位置に回転可能に配設された従動ローラ422と、駆動ローラ421及び従動ローラ422間に巻き付けられた搬送ベルト423とを備える。そして、搬送ベルト423がシートSを載せた状態で回転することにより、シートSを搬送経路P1に沿って搬送し、画像形成部5のドラムユニット51の下方に送り、続いて定着部53へ送る。
排出部43は、搬送経路P1の分岐部P11と排出トレイ211との間に配置される中間排出ローラ対431と、排出ローラ対432とを備える。中間排出ローラ対431及び排出ローラ対432は、正方向及び逆方向に回転の切り替えができるように構成されるスイッチバックローラである。中間排出ローラ対431及び排出ローラ対432は、定着部53から搬送されたシートSを排出トレイ211上に排出する場合には正回転し、シートSを反転させて再搬送経路P2に搬送する場合には逆回転する。
画像形成部5は、本実施形態では電子写真式を採用している。なお、他にサーマル方式、インクジェット方式などの画像形成方式を用いてもよい。画像形成部5は、カラー印刷が可能な、いわゆるダイレクトタンデム方式のものであり、前後方向に並設される4つのドラムユニット51と、露光用LEDヘッド52と、定着部53とを備える。
各ドラムユニット51はブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの4色のトナーに対応して設けられる。各ドラムユニット51は感光ドラム511と、現像ローラ512と、搬送ベルト423を挟んで感光ドラム511に対向する各位置に配置された転写ローラ513とを備える。
このような画像形成部5においては、帯電器によって一様に帯電された各感光ドラム511が、それぞれ露光用LEDヘッド52によって選択的に露光される。この露光により、各感光ドラム511の表面から電荷が選択的に除去され、各感光ドラム511の表面に静電潜像が形成される。
各現像ローラ512には現像バイアスが印加されており、各感光ドラム511に形成された静電潜像が各現像ローラ512に対向すると、静電潜像と各現像ローラ512との間の電位差により、各現像ローラ512から静電潜像にトナーが供給される。これによって、各感光ドラム511の表面にトナー像が形成される。
画像形成部5へ向けて搬送されたシートSは搬送ベルト423により搬送されて、搬送ベルト423と各感光ドラム511との間を順次通過する。そして、感光ドラム511の表面上のトナー像は、シートSと対向したときに、転写ローラ513に印加された転写バイアスによってシートSに転写される。
定着部53は、搬送経路P1において4つの感光ドラム511の搬送方向下流に配設される。定着部53は、加熱ローラ531と、加熱ローラ531に圧接する加圧ローラ532とを備える。加熱ローラ531はシートSの画像形成面側に配設されており、搬送ベルト423と同期して回転駆動され、トナーを加熱しながらシートSに搬送力を付与する。
一方、加圧ローラ532はシートSを挟んで加熱ローラ531と反対側に配設され、シートSを加熱ローラ531側に押圧する。これにより、加圧ローラ532は加熱ローラ531と接触するシートSを介して加熱ローラ531から回転力を受けて従動回転する。
また、定着部53は、加熱ローラ531及び加圧ローラ532よりもシートSの搬送方向下流に配置される定着排出ローラ対533を備える。
画像形成部5において、トナー像が転写されたシートSは、加熱ローラ531と加圧ローラ532との間を通過する間にシートSにトナー像が熱定着される。トナー像が熱定着されたシートSは、定着排出ローラ対533により挟持されながら中間排出ローラ対431へ搬送される。
再搬送部6は、再搬送経路P2に沿って配置される各部材によって構成され、再搬送経路P2に沿ってシートSを搬送する。再搬送経路P2は搬送経路P1における定着部53と中間排出ローラ対431との間の分岐部P11から分岐してシートトレイ3の上方を通り、シートトレイ3と画像形成部5との間の合流部P12に合流する経路である。この構成により、再搬送経路P2がシートトレイ3の下方に配置される構成よりも再搬送経路P2を短くすることができる。
再搬送部6は、シートトレイ3の上方であって画像形成部5の下方に、着脱可能な再搬送ユニット61を備える。再搬送ユニット61は、再搬送経路P2に沿ってシートSを案内するための斜送ローラ対611と再搬送ローラ612とを備える。再搬送ローラ612の上方の装置本体2には、再搬送ローラ612とニップを形成する従動ローラ613が配置されている。
装置本体2の後面には再搬送ユニット61の挿入口となる開口部24が形成されている。再搬送ユニット61は開口部24を通じて前後方向に移動させることで、装置本体2に対して着脱(挿抜)可能となっている。なお、開口部24は装置本体2の後面以外の側面(前面、左面又は右面)に形成してもよい。また、再搬送ユニット61の配置には特に限定はなく、例えば、シートトレイ3の下方に配置してもよい。
再搬送部6は、中間排出ローラ対431から搬送されてくる一面に画像が形成されたシートSを合流部P12へ搬送する。合流部P12から画像形成部5へ再搬送されたシートSは、画像形成部5により他面に画像が形成された後、排出部43により排出トレイ211に排出される。再搬送部6においてジャムが生じた場合、再搬送ユニット61を引き出すことにより、ジャム処理することができる。
このように、画像形成装置1においては、画像形成部5にて一面に画像が形成されたシートSを、再搬送経路P2を通じて画像形成部5へ再搬送して、当該シートSの他面に画像を形成する、いわゆる両面印刷を行うことが可能となっている。
駆動部7は、再搬送ユニット61の左方に配設され、電動のモータ71と、複数のギヤで構成される駆動伝達機構72とを有している。モータ71の駆動力は駆動伝達機構72を介して各部に伝達される。
以下に、駆動伝達機構72から再搬送ユニット61へ円滑に駆動力を伝達する構成について説明する。
[再搬送ユニット及び駆動伝達機構]
図2は再搬送ユニット61及び駆動部7周辺の斜視図、図3は駆動伝達機構72の要部左側面図、図4は駆動伝達機構72の要部右側面図、図5は再搬送ユニット61及び第1出力ギヤ732の模式図、図6は第1ギヤ73の回転軸線R1に沿った第1ギヤ73周辺の断面図である。図5では、再搬送ユニット61が装置本体2に装着された装着位置にある状態を示している。
再搬送ユニット61は、上述した斜送ローラ対611及び再搬送ローラ612に加え、図2に示すように、回転軸部615と、第2ギヤの一例としての入力ギヤ616とを備えている。再搬送ローラ612は2つ備えられ、それぞれ従動ローラ613とニップを形成する。回転軸部615は、2つの再搬送ローラ613と入力ギヤ616とを支持する棒状部材である。入力ギヤ616に駆動力が入力されることにより、回転軸部615及び再搬送ローラ613が回転する。
入力ギヤ616は、回転軸部615の左端に固定されている。入力ギヤ616を再搬送ローラ613と同軸に配置することにより、入力ギヤ616から再搬送ローラ613へ駆動力を伝達するための経路を短くすることができ、部品点数を少なくすることができる。なお、入力ギヤ616は回転軸部615とは別の軸部に固定される構成であってもよい。この場合、入力ギヤ616から回転軸部615へ駆動力を伝達するためのギヤ列が必要となる。
図3及び図4に示すように、駆動伝達機構72は、再搬送ユニット61へ駆動力を伝達する機構として、ギヤ721~730と、第1ギヤ73とを備えている。第1ギヤ73は、第1入力ギヤ731と、第1出力ギヤ732とを備えている。ギヤ721は、モータ71からの駆動力により回転するギヤである。ギヤ722は、ギヤ721に噛合する振子ギヤである。ギヤ722は、モータ71が正回転するときギヤ723に噛合し、モータ71が逆回転するときギヤ724に噛合する。ギヤ725は、ギヤ724に噛合するギヤである。
ギヤ726は、ギヤ723及びギヤ725に噛合するギヤである。ギヤ727は、ギヤ726に噛合するギヤである。ギヤ728は、ギヤ727に噛合するギヤである。ギヤ729は、ギヤ728に噛合するギヤである。ギヤ730は、ギヤ729の右面に一体に形成されたギヤである。
第1入力ギヤ731は、ギヤ730に噛合するギヤである。第1出力ギヤ732は、第1入力ギヤ731と同軸であり、第1入力ギヤ731の右面(内側)に一体成型されたギヤである。第1入力ギヤ731及び第1出力ギヤ732は軸部としての貫通穴733を有する。図5に示すように、第1出力ギヤ732は、再搬送ユニット61が装着位置にあるとき、入力ギヤ616に噛合する。
図6に示すように、第1ギヤ73は、ボス201で支持されている。ボス201は、本体フレーム20の左面から左方へ突出する略円柱状の部材である。ボス201は、第1ギヤ73の貫通穴733を通って第1ギヤ73を支持する。ボス201の先端は孔203で支持される。孔203は、本体フレーム20を構成するギヤカバー202の右面に形成された有底円筒状の部材である。ギヤカバー202は第1ギヤ73を左側から覆い、このとき第1ギヤ73の貫通穴733から左方に突出したボス201の先端が孔203に挿入される。
このように、再搬送ユニット61を支持する本体フレーム20で第1ギヤ73を支持することにより、第1ギヤ73と入力ギヤ616との位置精度を出しやすい。また、ボス201の先端をギヤカバー202で支持することにより、第1ギヤ73に駆動力が作用したときに破損などしにくい。
上記の駆動伝達機構72において、ギヤ727の出力は、シートトレイ3のシートSを支持する圧板を上昇させるためにも用いられる。換言すれば、駆動伝達機構72において、ギヤ721からギヤ727までのギヤ列は圧板の上昇のために必須の構成であり、この構成にギヤ728から第1出力ギヤ732までのギヤ列を加えることで、再搬送ユニット61へ駆動力を伝達する機構を実現しているともいえる。よって、再搬送ユニット61へ駆動力を伝達するためのギヤ列を短く構成することができる。
また、本実施形態のように再搬送ユニット61がシートトレイ3の上方に配置される形態によれば、再搬送ユニット61がシートトレイ3の下方に配置される形態よりも、ギヤ727から入力ギヤ616までの距離が短くなる。そのため、再搬送ユニット61へ駆動力を伝達するためのギヤ列を短く構成することができる。
図5に示すように、再搬送ユニット61が装着位置にあるとき、入力ギヤ616の回転軸線R2が第1出力ギヤ732の回転軸線R1よりも後方(引き出し方向側)に位置するように、入力ギヤ616及び第1出力ギヤ732が配置されている。これにより、再搬送ユニット61を着脱するとき、入力ギヤ616が第1出力ギヤ732に引っ掛かることなくスムーズに移動させることができる。なお、再搬送ユニット61が着脱可能な範囲であれば、回転軸線R2が回転軸線R1よりも前方(装着方向側)に位置するように、入力ギヤ616及び第1出力ギヤ732を配置してもよい。
また、第1出力ギヤ732と入力ギヤ616とが噛合する位置において、第1出力ギヤ732及び入力ギヤ616は、前方向(装着方向)に回転する構成となっている。これにより、入力ギヤ616が第1出力ギヤ732から受ける駆動力F1は前上方向となる。よって、駆動力F1の水平方向の分力F2は前方向となる。つまり、入力ギヤ616が第1出力ギヤ732から受ける駆動力F1の水平方向の分力F2は、再搬送ユニット61が装置本体2に装着される装着方向に向いている。
これにより、再搬送ローラ612が回転するとき、入力ギヤ616が第1出力ギヤ732から受ける駆動力F1によって再搬送ユニット61が装着方向に付勢され、再搬送ユニット61が装着位置から引き出し方向にずれることが抑制される。よって、入力ギヤ616が第1出力ギヤ732と設計された最適な位置で噛合し、駆動伝達機構72から再搬送ユニット61へ円滑に駆動力を伝達することができる。その結果、シートSを安定して再搬送することができる。
1 画像形成装置
3 シートトレイ
5 画像形成部
24 開口部
61 再搬送ユニット
71 モータ
73 第1ギヤ
612 再搬送ローラ
616 入力ギヤ(第2ギヤ)
615 回転軸部
731 第1入力ギヤ
732 第1出力ギヤ
F1 駆動力
F2 分力
S シート

Claims (9)

  1. 側面に開口部を有する本体フレームと、
    シートに画像を形成する画像形成部と、
    モータと、
    前記モータからの駆動力により回転する第1ギヤと、
    前記画像形成部によって一面に画像が形成されたシートを前記画像形成部に再搬送する再搬送ユニットとを備え、
    前記再搬送ユニットは、
    前記開口部を通じて前記本体フレームに着脱可能であり、
    シートを再搬送する再搬送ローラと、
    前記第1ギヤに噛合するとともに前記再搬送ローラを駆動する第2ギヤとを有し、
    前記第2ギヤが前記第1ギヤから受ける駆動力の水平方向の分力は、前記再搬送ユニットが前記本体フレームに装着される装着方向に向いていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第1ギヤと前記第2ギヤとが噛合する位置において、前記第1ギヤ及び前記第2ギヤは、前記装着方向に回転することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記第2ギヤの回転軸線は、前記第1ギヤの回転軸線よりも前記再搬送ユニットが前記本体フレームから引き出される引き出し方向側に位置することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記第2ギヤは、前記再搬送ローラの回転軸部に設けられることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の画像形成装置。
  5. 前記画像形成部の下方に設けられ、前記画像形成部に供給するシートを支持するシートトレイを備え、
    前記再搬送ユニットは、前記シートトレイの上方であって前記画像形成部の下方に配置されることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載の画像形成装置。
  6. 前記シートトレイのシートを支持する圧板と、
    前記モータから前記第1ギヤに駆動を伝達する第3ギヤとを有し、
    前記第3ギヤは、前記圧板を上昇させるためのギヤであることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記第1ギヤは、前記モータからの駆動力が入力される第1入力ギヤと、前記第1入力ギヤと同軸であり、前記第1入力ギヤと一体成型されており、前記第1入力ギヤより内側に配置される第1出力ギヤとを有し、
    前記第2ギヤは、前記第1出力ギヤと噛合することを特徴とする請求項1から請求項6の何れか一項に記載の画像形成装置。
  8. 前記第1ギヤは、貫通穴を有し、
    前記本体フレームは、前記第1ギヤに向かって延び、前記第1ギヤの前記貫通穴を通って、前記第1ギヤを支持するボスを有することを特徴とする請求項1から請求項7の何れか一項に記載の画像形成装置。
  9. 前記本体フレームは、前記第1ギヤを覆うギヤカバーを有し、
    前記ギヤカバーは、前記ボスの先端が挿入される孔を有す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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