JP3620993B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録用紙の両面に画像形成可能な画像形成装置に関し、特に、搬送ローラ、排紙ローラ、画像形成回転部材である感光体ドラム，定着ローラ，現像ローラ等を単一の可逆モータにより回転駆動するものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、記録用紙の両面に画像形成できる画像形成装置（両面画像形成装置）には、通常の一方の面に画像形成を行う際に用いられる主搬送路に加えて、副搬送路が設けられている。
【０００３】
すなわち、主搬送路は、所定の給紙カセットから取り出された記録用紙を画像形成回転部材である感光体ドラムや定着ローラからなる画像形成部に搬送し、記録用紙の一方の面に画像形成が行われた後に、排紙トレイまで搬送するための搬送路である。また、副搬送路は、一方の面に画像形成が行われた記録用紙を排紙トレイに排出される前に再び画像形成装置内に引き込み、記録用紙の表裏を反転して画像形成部に再度搬送するための搬送路である。
【０００４】
図１２は、従来の両面画像形成装置の構成を示す断面図であり、この図に示すように両面画像形成装置は、主搬送路Ｌ及び副搬送路Ｓを備えている。
【０００５】
この主搬送路Ｌには、給紙カセット１０１の用紙をピックアップするピックアップローラ１０２と、ピックアップローラ１０２によりピックアップされた記録用紙を給紙する給紙ローラ１０３と、給紙ローラ１０３により給紙された記録用紙を画像形成タイミングに合わせて画像形成部へ搬送するレジストローラ１０４と、レジストローラ１０４によりタイミングを取って給紙された記録用紙にトナー像を形成する感光体ドラム１０５と、形成されたトナー像を記録用紙に定着する定着ローラ１０６と、画像形成された記録用紙を排紙する排紙ローラ１０７とが設けられている。この排紙ローラ１０７は正逆回転可能に設けられている。
【０００６】
そして、感光体ドラム１０５上に画像データに基づいて形成された静電潜像にトナーを供給しこの静電潜像をトナー像に現像する現像ローラ１０８が設けられている。
【０００７】
上記副搬送路Ｓには、排紙ローラ１０７の逆転により一方の面に画像が形成された記録用紙をレジストローラ１０４の上流側へ搬送するための副搬送路用搬送ローラ１０９，１１０，１１１が設けられている。
【０００８】
そして、上記感光体ドラム１０５や各ローラを回転駆動する図示しない可逆モータが設けられている。
【０００９】
上記各ローラ１０２，１０３，１０４，１０６，１０８，１０９，１１０，１１１及び感光体ドラム１０５は１方向（正方向）のみ回転するように設けられており、可逆モータが正回転することにより上記各ローラ及び感光体ドラムが正回転し、給紙カセットから記録用紙を給紙して画像形成部で画像形成し、画像形成された記録用紙を排紙ローラ１０７まで搬送する。
【００１０】
また、排紙ローラ１０７は、正逆回転可能に設けられているので、画像形成後の記録用紙を排紙する場合には、可逆モータの正回転により排紙ローラ１０７を正回転させて記録用紙を排紙する。一方、一方の面に画像形成された記録用紙の他方の面に画像形成するために副搬送路Ｓに送り込む際には、排紙ローラ１０７が記録用紙の後端を挟持した状態で排紙ローラ１０７の正回転を停止し、この状態で可逆モータを逆回転させて排紙ローラ１０７を逆回転することにより、一方の面に画像形成を行った記録用紙を副搬送路Ｓへ送り込むようになっている。
【００１１】
なお、この両面画像形成装置には、各ローラに可逆モータの駆動力（回転力）を伝達するために、図示しない一方向クラッチを用いている。そして、可逆モータが正回転したときには、一方向クラッチが接続されて各ローラ及び感光体ドラムに駆動力が伝達される一方、可逆モータが逆回転したときには、一方向クラッチがはずれて可逆モータの駆動力が排紙ローラを除くローラ及び感光体ドラムに伝達されないようになっている。これにより、この両面画像形成装置では排紙ローラを除くローラ及び感光体ドラムの逆回転を防止するようになっている。
【００１２】
このような一方向クラッチによるローラの駆動は、例えば、特開平９−１９４０９８号公報や特開平８−１９０２７１号公報に開示されている。すなわち、特開平９−１９４０９８号公報に記載されている構成においては、記録用紙のスイッチバック搬送を行うために、反転駆動を行うローラにクラッチを配置している。また、特開平８−１９０２７１号公報には、現像ローラを連続回転させる際に、一部のローラの駆動を一時的に断状態にして、このローラを間欠的に駆動するために一方向クラッチを用いる構成が記載されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の両面画像形成装置では、可逆モータを正回転させることで各ローラ及び感光体ドラムの全てに駆動力を与えるようになっているため、一方の面に画像形成された記録用紙の表裏を反転して他方の面に画像を形成するために、この記録用紙を副搬送路用搬送ローラ１０９，１１０，１１１を回転させて搬送させている状態であっても、主搬送路Ｌ側の各ローラ１０３，１０４，１０６及び感光体ドラム１０５の回転が行われたままの状態であった。
【００１４】
このため、主搬送路Ｌ側の各ローラ１０３，１０４，１０６及び感光体ドラム１０５が不要に回転されていることで、両面画像形成装置の劣化が進み、両面画像形成装置全体の寿命が短縮されてしまうという問題があった。特に、感光体ドラム１０５，定着ローラ１０６及び現像ローラ１０８が配置されている画像形成部は、他の部位に比して不要な回転による劣化が著しく、画像形成部の劣化が両面画像形成装置全体の寿命を短縮させていた。
【００１５】
すなわち、感光体ドラム１０５は、回転によって周辺に配置されたクリーニングブレードや現像ローラ１０８と接触し、表面に形成された感光層が減少してしまう（膜減り）。また、現像ローラ１０８が回転すると、現像槽内の現像剤が混合され、現像剤の劣化が促進される。さらに、定着ローラ１０６が回転すると、定着熱源が使用されるため、放熱によって両面画像形成装置内の温度が上昇し、定着ローラ１０６や定着熱源を含めた両面画像形成装置全体が熱履歴により劣化してしまうという問題があった。
【００１６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、単一の可逆モータにより記録用紙を搬送するために各ローラ及び感光体ドラムや定着ローラ等の画像形成部の画像形成回転部材の回転を行う画像形成装置において、画像形成部の画像形成回転部材の不要な回転を防止し、画像形成部の劣化を抑制することを可能とすることを目的としたものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、記録用紙に画像を形成するために回転する画像形成回転部材を有した画像形成部と、該画像形成部に記録用紙を搬送し画像形成後の記録用紙を排紙口まで搬送するための主搬送路と、上記画像形成部により一方の面に画像形成された記録用紙の表裏を反転させて上記画像形成部に搬送するための副搬送路と、上記主搬送路内の記録用紙を搬送するための主搬送ローラと、上記副搬送路内の記録用紙を搬送するための副搬送ローラと、上記排紙口近傍に設けられ正回転することにより記録用紙を主搬送路から装置外へ排紙し、逆回転することにより記録用紙を副搬送路に搬送するための正逆回転可能の排紙ローラと、上記画像形成回転部材と、上記主搬送ローラと、上記副搬送ローラと、上記排紙ローラとを駆動するための可逆モータとを備え、上記可逆モータの逆回転により上記排紙ローラを逆回転させ、記録用紙を上記副搬送路により上記画像形成部へ再搬送するまでの間、上記画像形成回転部材の回転を停止させるクラッチ機構を設けている。
【００１８】
また、本発明の上記クラッチ機構は、上記副搬送路により記録用紙を再搬送するために上記可逆モータを逆回転した時に当該可逆モータと上記画像形成回転部材との接続を断つ一方向クラッチにより形成されている。
【００１９】
そして、本発明の上記クラッチ機構は、上記可逆モータの駆動ギアに噛合する第１ギアと、上記可逆モータの正回転時に上記第１ギアと噛合し、上記副搬送路により記録用紙を再搬送するために上記可逆モータを逆回転した時に上記第１ギアとの噛合が解除される第２ギアとを備え、上記第２ギアは、上記可逆モータの回転力を上記画像形成回転部材に伝達するように構成されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置の一例として、記録用紙の両面に画像形成可能な画像形成装置であるレーザプリンタ（デジタルプリンタ）の実施形態について図１乃至図８とともに説明する。
【００２１】
図１は、両面画像形成装置の基本構造を示す断面図であり、両面画像形成装置は図１に示す一点鎖線で囲んだスキャナ部Ａと、破線で囲んだ画像形成部Ｂと、記録用紙を搬送する経路となる用紙搬送部とから構成されている。
【００２２】
上記スキャナ部Ａは、原稿に光を照射し、その反射光から原稿の画像に応じた画像データを生成するものである。上記画像形成部Ｂは、スキャナ部Ａが生成した画像データに基づいて可視像であるトナー像を形成し、このトナー像を記録用紙に転写・定着し、画像を形成するものである。用紙搬送部は、画像形成部Ｂに記録用紙を給紙するとともに画像形成済の記録用紙を排紙するためのものであり、この用紙搬送部には記録用紙を搬送する各種ローラが設けられている。
【００２３】
次に、本レーザプリンタの各部について説明する。
【００２４】
まず、スキャナ部Ａについて説明する。このスキャナ部Ａは、図１に示すように、上面に透明なガラスからなる原稿台１を有しており、この原稿台１の下方にスキャナ光学系が配設されている。このスキャナ光学系には、露光用光源２と、反射ミラー３，４，５と、結像レンズ６と、光電変換素子（ＣＣＤ）７とが備えられている。
【００２５】
上記露光用光源２は、原稿台１上に載置された原稿に光を照射するための光源である。反射ミラー３〜５は、原稿からの反射光を例えば図１中の実線で示すように結像レンズ６及びＣＣＤ７まで導くものである。ＣＣＤ７は、結像レンズ６によって結像された反射光を受光し、この反射光に応じた電気信号の画像データを生成するものである。
【００２６】
次に、画像形成部Ｂ及び用紙搬送部について説明する。この画像形成部Ｂは、図１に示すように、画像形成回転部材である感光体ドラム８と、帯電器９と、現像装置１０と、転写器１１と、定着ローラ１２と、クリーニング装置１３と、図示しないレーザ光走査ユニット（ＬＳＵ）および定着用紙検知スイッチとを備えている。
【００２７】
上記感光体ドラム８は、円筒形状で矢印方向に回転駆動されるようになっている。上記帯電器９は、感光体ドラム８の表面を所定の電位に帯電させるものである。ＬＳＵは、帯電された感光体ドラム８の表面をレーザ光によって露光することにより、感光体ドラム８の表面にスキャナ部Ａによって生成された画像データに基づいた静電潜像を形成するものである。
【００２８】
上記現像装置１０は、ＬＳＵによって形成された静電潜像を回転自在に設けられた現像ローラ１０ａによって現像し、感光体ドラム８上に可視像であるトナー像を形成するものである。転写器１１は、感光体ドラム８上のトナー像を記録用紙Ｐに転写するものである。定着ローラ１２は、画像形成後の記録用紙Ｐに転写された未定着トナー像を記録用紙Ｐ上に熱定着させるものである。
【００２９】
上記定着用紙検知スイッチは、記録用紙Ｐが定着ローラ１２を通過したことを検知するものである。クリーニング装置１３は、トナー像が記録用紙Ｐに転写された後、感光体ドラム８の表面に残留したトナーを除去するものである。
【００３０】
また、図１に示すように、用紙搬送部は、主搬送路Ｌと、副搬送路Ｓと、固定給紙カセット１４と、ピックアップローラ１５と、給紙ローラ１６と、レジストローラ１７と、用紙搬送路切換レバー１８と、排紙口Ｒと、排紙ローラ１９と、副搬送路用搬送ローラ２０，２１，２２と、図示しないレジスト前用紙検知スイッチとを備えている。
【００３１】
上記固定給紙カセット１４は、画像形成にかかる記録用紙Ｐを収納するためのものである。ピックアップローラ１５は、固定給紙カセット１４から記録用紙Ｐを１枚毎に出紙（ピックアップ）するための半月状のローラである。給紙ローラ１６は、このピックアップローラ１５によって出紙された記録用紙Ｐを主搬送路Ｌに送り込むためのものである。レジスト前用紙検知スイッチは、給紙ローラ１６によって搬送された記録用紙Ｐが主搬送路Ｌ内のレジストローラ１７上流側の所定の位置を通過したことを検知し、所定の検知信号を出力するためのものである。
【００３２】
レジストローラ１７は、主搬送路Ｌを搬送されてきた記録用紙Ｐを一旦保持するものである。そして、感光体ドラム８上のトナー像を記録用紙Ｐの所定位置に転写するように、感光体ドラム８の回転（トナー像の位置）に合わせて記録用紙Ｐを転写器１１による転写部分にタイミングを合わせて搬送するものである。
【００３３】
すなわち、レジストローラ１７は、レジスト前用紙検知スイッチが出力した検知信号に基づいて、感光体ドラム８上のトナー像の先端が記録用紙Ｐにおける画像形成範囲の先端に一致し当接するように記録用紙Ｐの搬送タイミングを制御するものである。
【００３４】
上記排紙ローラ１９は、排紙口Ｒの近傍に配設され、定着ローラ１２から出紙された記録用紙Ｐを図示しない排紙トレイ（スキャナ部Ａの下方の固定給紙カセット１４の上部に配置される）に排出するためのローラである。
【００３５】
また、排紙ローラ１９は、用紙搬送路切換レバー１８及び副搬送路Ｓとともに、記録用紙Ｐの表裏を反転するための用紙反転機構として機能する。すなわち、通常の一方の面（片面）への画像形成動作では、図１における矢印Ｂ方向に回転され、主搬送路Ｌと排紙ローラ１９との間を開けるようになっている。一方、記録用紙Ｐの両方の面（両面）への画像形成動作では、記録用紙Ｐの一方の面に対する画像形成が終了され、排紙ローラ１９側へ搬送された後、用紙搬送路切換レバー１８が矢印Ａ方向へ回転され、副搬送路Ｓと排紙ローラ１９との間を開けるようになっている。
【００３６】
このとき、排紙ローラ１９は、定着ローラ１８から出紙された記録用紙Ｐの後端部を保持するまで正回転（排紙口Ｒから記録用紙Ｐを排紙する方向）に回転した後、記録用紙Ｐの後端部を保持したまま、逆方向に回転する。これにより、記録用紙Ｐは用紙搬送路切換レバー１８を越えて後端部から副搬送路Ｓに搬送され、副搬送路用搬送ローラ２０〜２２によって再びレジストローラ１７まで搬送され、他方の面（裏面）に画像形成されるようになっている。
【００３７】
次に、本レーザプリンタにおける各ローラ及び画像形成回転部材（感光体ドラム８，現像ローラ１０ａ，定着ローラ１２）の駆動について説明する。
【００３８】
上記した画像形成部における感光体ドラム８，現像ローラ１０ａ，定着ローラ１２、用紙搬送部におけるピックアップローラ１５，給紙ローラ１６，レジストローラ１７，副搬送路用搬送ローラ２０〜２２は、後述する単一の可逆モータによって回転駆動されるものである。
【００３９】
そして、これらのうち、画像形成部Ｂにおける感光体ドラム８，現像ローラ１０ａ，定着ローラ１２、及び、用紙搬送部におけるピックアップローラ１５，給紙ローラ１６およびレジストローラ１７は、可逆ローラが正回転するときに正回転（主搬送路Ｌにおいて記録用紙Ｐを図１に示す下部から上部へ搬送する方向の回転）する一方、可逆モータが逆回転するときには回転を停止するようになっている。
【００４０】
また、用紙搬送部における副搬送路用搬送ローラ２０〜２２は、可逆モータが正回転するときに逆回転する一方、可逆モータが逆回転するときには、正回転（副搬送路Ｓにおいて記録用紙Ｐを図１に示す上部から下部に搬送する方向の回転）するようになっている。
【００４１】
さらに、用紙搬送部における排紙ローラ１９は、可逆モータが正回転するときに正回転する一方、可逆モータが逆回転するときに逆回転するようになっている。すなわち、これら副搬送路用搬送ローラ２０〜２２及び排紙ローラ１９は、可逆モータの正逆両方向の回転に応じて２方向に回転するようになっている。
【００４２】
このように、本レーザプリンタにおける各ローラ及び感光体ドラム８，現像ローラ１０ａ，定着ローラ１２は、可逆モータの回転の方向に応じて２種類の異なる回転形態（正方向だけに回転される形態と、正逆両方向に回転される形態）のいずれかを取るように設定されている。そして、本レーザプリンタでは、単一の可逆モータの駆動力を用いて２種類の回転形態を実現するために、後述するローラ駆動用のクラッチ機構を備えている。
【００４３】
なお、以下では画像形成部Ｂの感光体ドラム８，現像ローラ１０ａ，定着ローラ１２を画像形成ローラ群及び用紙搬送部のピックアップローラ１５，給紙ローラ１６，レジストローラ１７を主搬送路ローラ群と称す。
【００４４】
図２及び図３は、本レーザプリンタにおけるローラ駆動用のクラッチ機構の実施形態１の構成を示す平面図及び断面図であり、この図２に示すように、クラッチ機構は、可逆モータ３１に取り付けられており、第１駆動力伝達部４１と第２駆動力伝達部５１とを備えている。
【００４５】
第１駆動力伝達部４１は、第２駆動力伝達部５１と、副搬送路用搬送ローラ２０〜２２及び排紙ローラ１９とに駆動力を伝達するためのものであり、３個のギア４２，４３，４４から構成されている。すなわち、ギア４２は、可逆モータ３１の回転軸３１ａに設けられており、ギア４３，４４は、このギア４２を介して可逆モータ３１に連結されている。
【００４６】
そして、ギア４４は回転軸４４ａを介して第２駆動力伝達部５１に連結されている。また、ギア４３は、副搬送路用搬送ローラ２０〜２２及び排紙ローラ１９に連結された駆動軸４３ａを直接駆動するようになっている。これにより、副搬送路用搬送ローラ２０〜２２は可逆モータ３１の正逆両方向の回転に応じて２方向に回転可能となっている。
【００４７】
また、第２駆動力伝達部５１は、クラッチギア５２と、ギア５３〜５５とから構成されている。クラッチギア５２は、可逆モータ３１の駆動力を第１駆動力伝達部４１を介してギア５３〜５５に伝達するためのものであり、回転軸４４ａを介して第１駆動力伝達部４１におけるギア４４と接続している。
【００４８】
上記ギア５３は、クラッチギア５２の駆動力を駆動軸５２ａを介して画像形成ローラ群に伝達するとともに、ギア５４を介してギア５５に伝達するためのものである。同様に、ギア５５はギア５３・ギア５４を介して与えられるクラッチギア５２の駆動力を駆動軸５５ａを介して主搬送路ローラ群に伝達するためのものである。
【００４９】
上記クラッチギア５２は、図３に示すように、可逆モータ３１が正回転して回転軸３１ａが図において左回りに回転する場合には、この回転軸４４ａに接続されて回転軸４４ａとともに回転する一方、可逆モータ３１が逆回転して回転軸３１ａが右回りに回転する場合には、この回転軸４４ａとの接続が解除され可逆モータ３１の駆動力が伝達されない一方向クラッチとなっている。
【００５０】
これにより、第２駆動力伝達部５１は、可逆モータ３１が正回転する場合に画像形成ローラ群及び主搬送路ローラ群を正方向に回転させる一方、可逆モータ３１が逆回転する場合にこれらの回転を停止させることが可能となっている。
【００５１】
そして、他の駆動力伝達部として、レジストローラ１７から感光体ドラム８に記録用紙Ｐを搬送する際に、感光体ドラム８のトナー像と記録用紙Ｐの画像形成範囲との位置合わせのために、可逆モータ３１からのレジストローラ１７への駆動力の伝達を一時的に断つ駆動力伝達部と、固定給紙カセット１４から主搬送路Ｌに記録用紙Ｐを送り込んだ後、ピックアップローラ１５の回転を停止する駆動力伝達部とを備えている。
【００５２】
次に、本レーザプリンタの画像形成動作について説明する。本レーザプリンタにおける画像形成動作の全工程は、図示しない制御部が上記した各構成部材を制御することによって行われる。すなわち、この制御部は、本レーザプリンタの動作のすべてを制御する本レーザプリンタの中枢部である。
【００５３】
図４は、本レーザプリンタの動作を示すフローチャートであり、画像形成の際に、使用者は図１の原稿台１に原稿を載置し、図示しないコントロールパネルによって所望の画像形成条件を設定する。この画像形成条件とは、例えば、記録用紙Ｐの大きさ、画像形成モード（両面画像形成モード及び片面画像形成モードのいずれかを選択）、画像の濃度、画像形成枚数等のことである。
【００５４】
そして、使用者が、図示しないスタートボタンによって画像形成を開始させると、制御部は、原稿を露光しこの原稿の画像の画像データをメモリ（図示せず）に記憶させる（Ｓ１）。その後、制御部は、可逆モータ３１を正回転させることによって（Ｓ２）、主搬送路ローラ群、画像形成ローラ群及び排紙ローラを正回転させるとともに、副搬送路用搬送ローラ２０〜２２を逆回転させる。
【００５５】
そして、制御部は、正回転しているピックアップローラ１５及び給紙ローラ１６を制御して、固定給紙カセット１４から記録用紙Ｐを取り出させ、主搬送路Ｌに送り込ませ、レジストローラ１７に保持させる。また、記録用紙Ｐがレジストローラ１７に保持されるまでの間に、制御部は、スキャナ部Ａ及び正回転している画像形成ローラ群を制御して、感光体ドラム８上にトナー像を形成する（Ｓ３）。
【００５６】
その後、制御部は、図５に示すように、正回転しているレジストローラ１７及び画像形成ローラ群を制御して、感光体ドラム８上に形成されているトナー像の先端が記録用紙Ｐの画像形成範囲の先端に当接するように記録用紙Ｐを画像形成部Ｂに送り込み、トナー像を記録用紙Ｐに転写させ、記録用紙Ｐにトナー像を定着させ一方の面（表面）への画像形成を終了後（Ｓ４）、記録用紙Ｐを排紙口Ｒに向けて搬送させる。
【００５７】
このとき、制御部は、画像形成条件から画像形成モードを判断する（Ｓ５）。そして、画像形成モードとして片面画像形成モードが選択されている場合、制御部は、用紙搬送切換レバー１８をＢ方向に回動させ、正回転している排紙ローラ１９により記録用紙Ｐを排紙トレイに排出させる（Ｓ７）。
【００５８】
一方、Ｓ５において、両面画像形成モードが選択されている場合、制御部は、Ｓ７の前に後述する裏面画像形成処理を行う（Ｓ６）。
【００５９】
最後に、制御部は、画像形成条件に基づいて、連続して画像形成を行うか否かを判断し（Ｓ８）、連続して画像形成を行う場合にはＳ１に戻り、行わない場合には可逆モータ３１を停止して処理を終了する。
【００６０】
次に、図４のＳ６の裏面画像形成処理を説明する。図６は裏面画像形成処理の動作を示すフローチャートである。
【００６１】
この図に示すように、画像形成モードとして両面画像形成モードが選択されている場合、制御部は、用紙搬送切換レバー１８をＢ方向に回転させるとともに、正回転している排紙ローラ１９が記録用紙Ｐの後端部を保持した状態で可逆モータ３１を停止する（Ｓ１１）。これにより、記録用紙Ｐは先端部分がレーザプリンタ外へ排出されるとともに、後端部が排紙ローラ１９に保持（チャック）された状態となる。このとき、制御部は、スキャナ部Ａを制御して原稿の裏面の画像データをメモリに記憶させる（Ｓ１２）。
【００６２】
その後、制御部は、用紙搬送切換レバー１８をＡ方向に回転させるとともに、可逆モータ３１を逆回転させ、排紙ローラ１９を逆回転させるとともに、副搬送路用搬送ローラ２０〜２２を正回転させる。これにより、図７に示すように、記録用紙Ｐが副搬送路Ｓに送り込まれ、さらに、レジストローラ１７に向けて搬送される（Ｓ１３）。
【００６３】
そして、制御部は、Ｓ３と同様に、記録用紙Ｐがレジストローラ１７にまで到達したときに、可逆モータ３１を停止させ、全ローラの回転を停止して記録用紙Ｐを一旦レジストローラ１７に保持させる（図８参照）。その後、制御部は、可逆モータ３１を正回転させ、Ｓ３及びＳ４と同様にトナー像を生成し、記録用紙Ｐに画像形成を行って排紙口Ｒに搬送し（Ｓ１４）、図１のＳ８に戻る。
【００６４】
以上のように、本レーザプリンタは、可逆モータ３１が正回転する場合に画像形成ローラ群を正回転させる一方、可逆モータ３１を逆回転させる際に、画像形成ローラ群を停止させるようになっている。
【００６５】
これにより、副搬送路Ｓで記録用紙Ｐが搬送されているときに、画像形成ローラ群の回転を停止することができるため、画像形成ローラ群の不要な回転を防止することができる。したがって、画像形成部Ｂの劣化を抑制するとともに、本レーザプリンタの寿命が短くなるのを防止することが可能となっている。
【００６６】
図９乃至図１１は、本レーザプリンタにおけるローラ駆動用のクラッチ機構の実施形態２の構成を示す図であり、上記実施形態１と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６７】
このクラッチ機構の実施形態２は上記実施形態１のギア４４及びクラッチギア５２に代えてギア６１・６２を備えた構成となっている。このギア６１は、可逆モータ３１の回転にともなって回転する一方、ギア６２は、ギア５３〜５５を介して画像形成ローラ群及び主搬送路ローラ群とともに回転するように構成されている。
【００６８】
そして、ギア６１・６２は、図１０に示すように、夫々対向する側面周縁に円周方向に傾斜を有した三角柱状の係合凸部７１・７２が形成されている。この係合凸部７１・７２は、図１１に示すように、θ１及びθ２（θ１＜θ２）の角度を持った三角柱形状に形成されており、可逆モータ３１が正回転するときに角度θ２により形成された第１傾斜面７１ａ・７２ａが当接するように係合凸部７１・７２は配置されている。
【００６９】
上記ギア６２はギア６１の回転軸６１ａに遊嵌され自由に回動するように配設されており、このギア６２はスプリング８１によってギア６１に当接するよう付勢されている。
【００７０】
このような構成により、可逆モータ３１が正回転した際には、ギア６１が係合凸部７１の第１傾斜面７１ａとギア６２の係合凸部７２の第１傾斜面７２ａとが当接するように回転される。この場合、第１傾斜面７１ａと第１傾斜面７２ａを形成している角度θ２が大きいため、第１傾斜面７２ａが第１傾斜面７１ａから受ける力における垂直方向（回転軸６１ａ方向）成分は小さく水平方向成分が大きくなり、垂直方向成分よりもスプリング８１による付勢力の方が大きくなるため、ギア６２がスプリング８１による付勢力に抗してギア６１から離れる方向へ移動することなく、ギア６１の係合凸部７１（第１傾斜面７１ａ）とギア６２の係合凸部７２（第１傾斜面７２ａ）とが係合した状態となり、ギア６１の回転力がギア６２に伝達され、ギア６１とギア６２とがともに回転するようになっている。
【００７１】
一方、可逆モータ３１が逆回転した際には、ギア６１が係合凸部７１の角度θ１により形成された第２傾斜面７１ｂとギア６２の係合凸部７２の角度θ１により形成された第２傾斜面７２ｂとが当接するように回転される。この場合、第２傾斜面７１ｂと第２傾斜面７２ｂを形成している角度θ１が小さいため、第２傾斜面７２ｂが第２傾斜面７１ｂから受ける力における垂直方向（回転軸６１ａ方向）成分は大きく水平方向成分が小さくなり、垂直方向成分がスプリング８１による付勢力の方よりも大きくなるため、ギア６２がスプリング８１による付勢力に抗してギア６１から離れる方向へ移動し、ギア６１の係合凸部７１（第２傾斜面７１ｂ）がギア６２の係合凸部７２（第２傾斜面７２ｂ）上を摺動した状態となり、ギア６１のみが可逆モータ３１の回転力により回転する。
【００７２】
すなわち、このような構成により、可逆モータ３１が正回転する場合に画像形成ローラ群及び主搬送路ローラ群を正回転方向に回転させる一方、可逆モータ３１が逆回転する場合にこれらの回転を停止させることが可能となっている。
【００７３】
なお、本実施形態においては、スキャナ部を有したデジタルプリンタを説明しているが、スキャナ部を備えず外部の端末装置から入力された画像データに基づいて画像形成を行うデジタルプリンタであってもよい。
【００７４】
【発明の効果】
本発明は、排紙ローラを逆回転させ記録用紙を副搬送路により画像形成部へ再搬送する間、画像形成回転部材の回転をクラッチ機構により停止させているので、画像形成動作に関係のない不必要な画像形成回転部材の回転動作を防止することができ、この不必要な回転による画像形成回転部材の劣化を抑制することができ、画像形成部の長寿命化を図ることができる。
【００７５】
また、単一の可逆モータからの正回転時若しくは逆回転時の回転力の伝達を簡単なクラッチ機構で、その回転方向に応じて各部材に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置であるデジタルプリンタの実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のデジタルプリンタにおけるクラッチ機構の実施形態１を示す平面図である。
【図３】図２のクラッチ機構の実施形態１のクラッチギアの断面図である。
【図４】本発明のデジタルプリンタの画像形成動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明のデジタルプリンタの画像形成動作時の記録用紙の搬送及び各部材の回転の状態１を説明する説明図である。
【図６】本発明のデジタルプリンタの両面画像形成時の記録用紙反転動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明のデジタルプリンタの画像形成動作時の記録用紙の搬送及び各部材の回転の状態２を説明する説明図である。
【図８】本発明のデジタルプリンタの画像形成動作時の記録用紙の搬送及び各部材の回転の状態３を説明する説明図である。
【図９】本発明の画像形成装置であるデジタルプリンタにおけるクラッチ機構の実施形態２を示す平面図である。
【図１０】図９のクラッチ機構の要部平面図である。
【図１１】図９のギア６１・６２の係合凸部を示す拡大図である。
【図１２】従来の画像形成装置を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ スキャナ部
Ｂ 画像形成部
Ｌ 主搬送路
Ｓ 副搬送路
８ 感光体ドラム
９ 帯電器
１０ 現像装置
１０ａ 現像ローラ
１１ 転写器
１２ 定着ローラ
１５ ピックアップローラ
１６ 給紙ローラ
１７ レジストローラ
１８ 用紙搬送切換レバー
１９ 排紙ローラ
２０ 副搬送路ローラ
２１ 副搬送路ローラ
２２ 副搬送路ローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録用紙の両面に画像形成可能な画像形成装置に関し、特に、搬送ローラ、排紙ローラ、画像形成回転部材である感光体ドラム，定着ローラ，現像ローラ等を単一の可逆モータにより回転駆動するものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、記録用紙の両面に画像形成できる画像形成装置（両面画像形成装置）には、通常の一方の面に画像形成を行う際に用いられる主搬送路に加えて、副搬送路が設けられている。
【０００３】
すなわち、主搬送路は、所定の給紙カセットから取り出された記録用紙を画像形成回転部材である感光体ドラムや定着ローラからなる画像形成部に搬送し、記録用紙の一方の面に画像形成が行われた後に、排紙トレイまで搬送するための搬送路である。また、副搬送路は、一方の面に画像形成が行われた記録用紙を排紙トレイに排出される前に再び画像形成装置内に引き込み、記録用紙の表裏を反転して画像形成部に再度搬送するための搬送路である。
【０００４】
図１２は、従来の両面画像形成装置の構成を示す断面図であり、この図に示すように両面画像形成装置は、主搬送路Ｌ及び副搬送路Ｓを備えている。
【０００５】
この主搬送路Ｌには、給紙カセット１０１の用紙をピックアップするピックアップローラ１０２と、ピックアップローラ１０２によりピックアップされた記録用紙を給紙する給紙ローラ１０３と、給紙ローラ１０３により給紙された記録用紙を画像形成タイミングに合わせて画像形成部へ搬送するレジストローラ１０４と、レジストローラ１０４によりタイミングを取って給紙された記録用紙にトナー像を形成する感光体ドラム１０５と、形成されたトナー像を記録用紙に定着する定着ローラ１０６と、画像形成された記録用紙を排紙する排紙ローラ１０７とが設けられている。この排紙ローラ１０７は正逆回転可能に設けられている。
【０００６】
そして、感光体ドラム１０５上に画像データに基づいて形成された静電潜像にトナーを供給しこの静電潜像をトナー像に現像する現像ローラ１０８が設けられている。
【０００７】
上記副搬送路Ｓには、排紙ローラ１０７の逆転により一方の面に画像が形成された記録用紙をレジストローラ１０４の上流側へ搬送するための副搬送路用搬送ローラ１０９，１１０，１１１が設けられている。
【０００８】
そして、上記感光体ドラム１０５や各ローラを回転駆動する図示しない可逆モータが設けられている。
【０００９】
上記各ローラ１０２，１０３，１０４，１０６，１０８，１０９，１１０，１１１及び感光体ドラム１０５は１方向（正方向）のみ回転するように設けられており、可逆モータが正回転することにより上記各ローラ及び感光体ドラムが正回転し、給紙カセットから記録用紙を給紙して画像形成部で画像形成し、画像形成された記録用紙を排紙ローラ１０７まで搬送する。
【００１０】
また、排紙ローラ１０７は、正逆回転可能に設けられているので、画像形成後の記録用紙を排紙する場合には、可逆モータの正回転により排紙ローラ１０７を正回転させて記録用紙を排紙する。一方、一方の面に画像形成された記録用紙の他方の面に画像形成するために副搬送路Ｓに送り込む際には、排紙ローラ１０７が記録用紙の後端を挟持した状態で排紙ローラ１０７の正回転を停止し、この状態で可逆モータを逆回転させて排紙ローラ１０７を逆回転することにより、一方の面に画像形成を行った記録用紙を副搬送路Ｓへ送り込むようになっている。
【００１１】
なお、この両面画像形成装置には、各ローラに可逆モータの駆動力（回転力）を伝達するために、図示しない一方向クラッチを用いている。そして、可逆モータが正回転したときには、一方向クラッチが接続されて各ローラ及び感光体ドラムに駆動力が伝達される一方、可逆モータが逆回転したときには、一方向クラッチがはずれて可逆モータの駆動力が排紙ローラを除くローラ及び感光体ドラムに伝達されないようになっている。これにより、この両面画像形成装置では排紙ローラを除くローラ及び感光体ドラムの逆回転を防止するようになっている。
【００１２】
このような一方向クラッチによるローラの駆動は、例えば、特開平９−１９４０９８号公報や特開平８−１９０２７１号公報に開示されている。すなわち、特開平９−１９４０９８号公報に記載されている構成においては、記録用紙のスイッチバック搬送を行うために、反転駆動を行うローラにクラッチを配置している。また、特開平８−１９０２７１号公報には、現像ローラを連続回転させる際に、一部のローラの駆動を一時的に断状態にして、このローラを間欠的に駆動するために一方向クラッチを用いる構成が記載されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の両面画像形成装置では、可逆モータを正回転させることで各ローラ及び感光体ドラムの全てに駆動力を与えるようになっているため、一方の面に画像形成された記録用紙の表裏を反転して他方の面に画像を形成するために、この記録用紙を副搬送路用搬送ローラ１０９，１１０，１１１を回転させて搬送させている状態であっても、主搬送路Ｌ側の各ローラ１０３，１０４，１０６及び感光体ドラム１０５の回転が行われたままの状態であった。
【００１４】
このため、主搬送路Ｌ側の各ローラ１０３，１０４，１０６及び感光体ドラム１０５が不要に回転されていることで、両面画像形成装置の劣化が進み、両面画像形成装置全体の寿命が短縮されてしまうという問題があった。特に、感光体ドラム１０５，定着ローラ１０６及び現像ローラ１０８が配置されている画像形成部は、他の部位に比して不要な回転による劣化が著しく、画像形成部の劣化が両面画像形成装置全体の寿命を短縮させていた。
【００１５】
すなわち、感光体ドラム１０５は、回転によって周辺に配置されたクリーニングブレードや現像ローラ１０８と接触し、表面に形成された感光層が減少してしまう（膜減り）。また、現像ローラ１０８が回転すると、現像槽内の現像剤が混合され、現像剤の劣化が促進される。さらに、定着ローラ１０６が回転すると、定着熱源が使用されるため、放熱によって両面画像形成装置内の温度が上昇し、定着ローラ１０６や定着熱源を含めた両面画像形成装置全体が熱履歴により劣化してしまうという問題があった。
【００１６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、単一の可逆モータにより記録用紙を搬送するために各ローラ及び感光体ドラムや定着ローラ等の画像形成部の画像形成回転部材の回転を行う画像形成装置において、画像形成部の画像形成回転部材の不要な回転を防止し、画像形成部の劣化を抑制することを可能とすることを目的としたものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、記録用紙に画像を形成するために回転する画像形成回転部材を有した画像形成部と、該画像形成部に記録用紙を搬送し画像形成後の記録用紙を排紙口まで搬送するための主搬送路と、上記画像形成部により一方の面に画像形成された記録用紙の表裏を反転させて上記画像形成部に搬送するための副搬送路と、上記主搬送路内の記録用紙を搬送するための主搬送ローラと、上記副搬送路内の記録用紙を搬送するための副搬送ローラと、上記排紙口近傍に設けられ正回転することにより記録用紙を主搬送路から装置外へ排紙し、逆回転することにより記録用紙を副搬送路に搬送するための正逆回転可能の排紙ローラと、上記画像形成回転部材と、上記主搬送ローラと、上記副搬送ローラと、上記排紙ローラとを駆動するための可逆モータとを備え、上記可逆モータの逆回転により上記排紙ローラを逆回転させ、記録用紙を上記副搬送路により上記画像形成部へ再搬送するまでの間、上記画像形成回転部材の回転を停止させるクラッチ機構を設けている。
【００１８】
また、本発明の上記クラッチ機構は、上記副搬送路により記録用紙を再搬送するために上記可逆モータを逆回転した時に当該可逆モータと上記画像形成回転部材との接続を断つ一方向クラッチにより形成されている。
【００１９】
そして、本発明の上記クラッチ機構は、上記可逆モータの駆動ギアに噛合する第１ギアと、上記可逆モータの正回転時に上記第１ギアと噛合し、上記副搬送路により記録用紙を再搬送するために上記可逆モータを逆回転した時に上記第１ギアとの噛合が解除される第２ギアとを備え、上記第２ギアは、上記可逆モータの回転力を上記画像形成回転部材に伝達するように構成されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置の一例として、記録用紙の両面に画像形成可能な画像形成装置であるレーザプリンタ（デジタルプリンタ）の実施形態について図１乃至図８とともに説明する。
【００２１】
図１は、両面画像形成装置の基本構造を示す断面図であり、両面画像形成装置は図１に示す一点鎖線で囲んだスキャナ部Ａと、破線で囲んだ画像形成部Ｂと、記録用紙を搬送する経路となる用紙搬送部とから構成されている。
【００２２】
上記スキャナ部Ａは、原稿に光を照射し、その反射光から原稿の画像に応じた画像データを生成するものである。上記画像形成部Ｂは、スキャナ部Ａが生成した画像データに基づいて可視像であるトナー像を形成し、このトナー像を記録用紙に転写・定着し、画像を形成するものである。用紙搬送部は、画像形成部Ｂに記録用紙を給紙するとともに画像形成済の記録用紙を排紙するためのものであり、この用紙搬送部には記録用紙を搬送する各種ローラが設けられている。
【００２３】
次に、本レーザプリンタの各部について説明する。
【００２４】
まず、スキャナ部Ａについて説明する。このスキャナ部Ａは、図１に示すように、上面に透明なガラスからなる原稿台１を有しており、この原稿台１の下方にスキャナ光学系が配設されている。このスキャナ光学系には、露光用光源２と、反射ミラー３，４，５と、結像レンズ６と、光電変換素子（ＣＣＤ）７とが備えられている。
【００２５】
上記露光用光源２は、原稿台１上に載置された原稿に光を照射するための光源である。反射ミラー３〜５は、原稿からの反射光を例えば図１中の実線で示すように結像レンズ６及びＣＣＤ７まで導くものである。ＣＣＤ７は、結像レンズ６によって結像された反射光を受光し、この反射光に応じた電気信号の画像データを生成するものである。
【００２６】
次に、画像形成部Ｂ及び用紙搬送部について説明する。この画像形成部Ｂは、図１に示すように、画像形成回転部材である感光体ドラム８と、帯電器９と、現像装置１０と、転写器１１と、定着ローラ１２と、クリーニング装置１３と、図示しないレーザ光走査ユニット（ＬＳＵ）および定着用紙検知スイッチとを備えている。
【００２７】
上記感光体ドラム８は、円筒形状で矢印方向に回転駆動されるようになっている。上記帯電器９は、感光体ドラム８の表面を所定の電位に帯電させるものである。ＬＳＵは、帯電された感光体ドラム８の表面をレーザ光によって露光することにより、感光体ドラム８の表面にスキャナ部Ａによって生成された画像データに基づいた静電潜像を形成するものである。
【００２８】
上記現像装置１０は、ＬＳＵによって形成された静電潜像を回転自在に設けられた現像ローラ１０ａによって現像し、感光体ドラム８上に可視像であるトナー像を形成するものである。転写器１１は、感光体ドラム８上のトナー像を記録用紙Ｐに転写するものである。定着ローラ１２は、画像形成後の記録用紙Ｐに転写された未定着トナー像を記録用紙Ｐ上に熱定着させるものである。
【００２９】
上記定着用紙検知スイッチは、記録用紙Ｐが定着ローラ１２を通過したことを検知するものである。クリーニング装置１３は、トナー像が記録用紙Ｐに転写された後、感光体ドラム８の表面に残留したトナーを除去するものである。
【００３０】
また、図１に示すように、用紙搬送部は、主搬送路Ｌと、副搬送路Ｓと、固定給紙カセット１４と、ピックアップローラ１５と、給紙ローラ１６と、レジストローラ１７と、用紙搬送路切換レバー１８と、排紙口Ｒと、排紙ローラ１９と、副搬送路用搬送ローラ２０，２１，２２と、図示しないレジスト前用紙検知スイッチとを備えている。
【００３１】
上記固定給紙カセット１４は、画像形成にかかる記録用紙Ｐを収納するためのものである。ピックアップローラ１５は、固定給紙カセット１４から記録用紙Ｐを１枚毎に出紙（ピックアップ）するための半月状のローラである。給紙ローラ１６は、このピックアップローラ１５によって出紙された記録用紙Ｐを主搬送路Ｌに送り込むためのものである。レジスト前用紙検知スイッチは、給紙ローラ１６によって搬送された記録用紙Ｐが主搬送路Ｌ内のレジストローラ１７上流側の所定の位置を通過したことを検知し、所定の検知信号を出力するためのものである。
【００３２】
レジストローラ１７は、主搬送路Ｌを搬送されてきた記録用紙Ｐを一旦保持するものである。そして、感光体ドラム８上のトナー像を記録用紙Ｐの所定位置に転写するように、感光体ドラム８の回転（トナー像の位置）に合わせて記録用紙Ｐを転写器１１による転写部分にタイミングを合わせて搬送するものである。
【００３３】
すなわち、レジストローラ１７は、レジスト前用紙検知スイッチが出力した検知信号に基づいて、感光体ドラム８上のトナー像の先端が記録用紙Ｐにおける画像形成範囲の先端に一致し当接するように記録用紙Ｐの搬送タイミングを制御するものである。
【００３４】
上記排紙ローラ１９は、排紙口Ｒの近傍に配設され、定着ローラ１２から出紙された記録用紙Ｐを図示しない排紙トレイ（スキャナ部Ａの下方の固定給紙カセット１４の上部に配置される）に排出するためのローラである。
【００３５】
また、排紙ローラ１９は、用紙搬送路切換レバー１８及び副搬送路Ｓとともに、記録用紙Ｐの表裏を反転するための用紙反転機構として機能する。すなわち、通常の一方の面（片面）への画像形成動作では、図１における矢印Ｂ方向に回転され、主搬送路Ｌと排紙ローラ１９との間を開けるようになっている。一方、記録用紙Ｐの両方の面（両面）への画像形成動作では、記録用紙Ｐの一方の面に対する画像形成が終了され、排紙ローラ１９側へ搬送された後、用紙搬送路切換レバー１８が矢印Ａ方向へ回転され、副搬送路Ｓと排紙ローラ１９との間を開けるようになっている。
【００３６】
このとき、排紙ローラ１９は、定着ローラ１８から出紙された記録用紙Ｐの後端部を保持するまで正回転（排紙口Ｒから記録用紙Ｐを排紙する方向）に回転した後、記録用紙Ｐの後端部を保持したまま、逆方向に回転する。これにより、記録用紙Ｐは用紙搬送路切換レバー１８を越えて後端部から副搬送路Ｓに搬送され、副搬送路用搬送ローラ２０〜２２によって再びレジストローラ１７まで搬送され、他方の面（裏面）に画像形成されるようになっている。
【００３７】
次に、本レーザプリンタにおける各ローラ及び画像形成回転部材（感光体ドラム８，現像ローラ１０ａ，定着ローラ１２）の駆動について説明する。
【００３８】
上記した画像形成部における感光体ドラム８，現像ローラ１０ａ，定着ローラ１２、用紙搬送部におけるピックアップローラ１５，給紙ローラ１６，レジストローラ１７，副搬送路用搬送ローラ２０〜２２は、後述する単一の可逆モータによって回転駆動されるものである。
【００３９】
そして、これらのうち、画像形成部Ｂにおける感光体ドラム８，現像ローラ１０ａ，定着ローラ１２、及び、用紙搬送部におけるピックアップローラ１５，給紙ローラ１６およびレジストローラ１７は、可逆ローラが正回転するときに正回転（主搬送路Ｌにおいて記録用紙Ｐを図１に示す下部から上部へ搬送する方向の回転）する一方、可逆モータが逆回転するときには回転を停止するようになっている。
【００４０】
また、用紙搬送部における副搬送路用搬送ローラ２０〜２２は、可逆モータが正回転するときに逆回転する一方、可逆モータが逆回転するときには、正回転（副搬送路Ｓにおいて記録用紙Ｐを図１に示す上部から下部に搬送する方向の回転）するようになっている。
【００４１】
さらに、用紙搬送部における排紙ローラ１９は、可逆モータが正回転するときに正回転する一方、可逆モータが逆回転するときに逆回転するようになっている。すなわち、これら副搬送路用搬送ローラ２０〜２２及び排紙ローラ１９は、可逆モータの正逆両方向の回転に応じて２方向に回転するようになっている。
【００４２】
このように、本レーザプリンタにおける各ローラ及び感光体ドラム８，現像ローラ１０ａ，定着ローラ１２は、可逆モータの回転の方向に応じて２種類の異なる回転形態（正方向だけに回転される形態と、正逆両方向に回転される形態）のいずれかを取るように設定されている。そして、本レーザプリンタでは、単一の可逆モータの駆動力を用いて２種類の回転形態を実現するために、後述するローラ駆動用のクラッチ機構を備えている。
【００４３】
なお、以下では画像形成部Ｂの感光体ドラム８，現像ローラ１０ａ，定着ローラ１２を画像形成ローラ群及び用紙搬送部のピックアップローラ１５，給紙ローラ１６，レジストローラ１７を主搬送路ローラ群と称す。
【００４４】
図２及び図３は、本レーザプリンタにおけるローラ駆動用のクラッチ機構の実施形態１の構成を示す平面図及び断面図であり、この図２に示すように、クラッチ機構は、可逆モータ３１に取り付けられており、第１駆動力伝達部４１と第２駆動力伝達部５１とを備えている。
【００４５】
第１駆動力伝達部４１は、第２駆動力伝達部５１と、副搬送路用搬送ローラ２０〜２２及び排紙ローラ１９とに駆動力を伝達するためのものであり、３個のギア４２，４３，４４から構成されている。すなわち、ギア４２は、可逆モータ３１の回転軸３１ａに設けられており、ギア４３，４４は、このギア４２を介して可逆モータ３１に連結されている。
【００４６】
そして、ギア４４は回転軸４４ａを介して第２駆動力伝達部５１に連結されている。また、ギア４３は、副搬送路用搬送ローラ２０〜２２及び排紙ローラ１９に連結された駆動軸４３ａを直接駆動するようになっている。これにより、副搬送路用搬送ローラ２０〜２２は可逆モータ３１の正逆両方向の回転に応じて２方向に回転可能となっている。
【００４７】
また、第２駆動力伝達部５１は、クラッチギア５２と、ギア５３〜５５とから構成されている。クラッチギア５２は、可逆モータ３１の駆動力を第１駆動力伝達部４１を介してギア５３〜５５に伝達するためのものであり、回転軸４４ａを介して第１駆動力伝達部４１におけるギア４４と接続している。
【００４８】
上記ギア５３は、クラッチギア５２の駆動力を駆動軸５２ａを介して画像形成ローラ群に伝達するとともに、ギア５４を介してギア５５に伝達するためのものである。同様に、ギア５５はギア５３・ギア５４を介して与えられるクラッチギア５２の駆動力を駆動軸５５ａを介して主搬送路ローラ群に伝達するためのものである。
【００４９】
上記クラッチギア５２は、図３に示すように、可逆モータ３１が正回転して回転軸３１ａが図において左回りに回転する場合には、この回転軸４４ａに接続されて回転軸４４ａとともに回転する一方、可逆モータ３１が逆回転して回転軸３１ａが右回りに回転する場合には、この回転軸４４ａとの接続が解除され可逆モータ３１の駆動力が伝達されない一方向クラッチとなっている。
【００５０】
これにより、第２駆動力伝達部５１は、可逆モータ３１が正回転する場合に画像形成ローラ群及び主搬送路ローラ群を正方向に回転させる一方、可逆モータ３１が逆回転する場合にこれらの回転を停止させることが可能となっている。
【００５１】
そして、他の駆動力伝達部として、レジストローラ１７から感光体ドラム８に記録用紙Ｐを搬送する際に、感光体ドラム８のトナー像と記録用紙Ｐの画像形成範囲との位置合わせのために、可逆モータ３１からのレジストローラ１７への駆動力の伝達を一時的に断つ駆動力伝達部と、固定給紙カセット１４から主搬送路Ｌに記録用紙Ｐを送り込んだ後、ピックアップローラ１５の回転を停止する駆動力伝達部とを備えている。
【００５２】
次に、本レーザプリンタの画像形成動作について説明する。本レーザプリンタにおける画像形成動作の全工程は、図示しない制御部が上記した各構成部材を制御することによって行われる。すなわち、この制御部は、本レーザプリンタの動作のすべてを制御する本レーザプリンタの中枢部である。
【００５３】
図４は、本レーザプリンタの動作を示すフローチャートであり、画像形成の際に、使用者は図１の原稿台１に原稿を載置し、図示しないコントロールパネルによって所望の画像形成条件を設定する。この画像形成条件とは、例えば、記録用紙Ｐの大きさ、画像形成モード（両面画像形成モード及び片面画像形成モードのいずれかを選択）、画像の濃度、画像形成枚数等のことである。
【００５４】
そして、使用者が、図示しないスタートボタンによって画像形成を開始させると、制御部は、原稿を露光しこの原稿の画像の画像データをメモリ（図示せず）に記憶させる（Ｓ１）。その後、制御部は、可逆モータ３１を正回転させることによって（Ｓ２）、主搬送路ローラ群、画像形成ローラ群及び排紙ローラを正回転させるとともに、副搬送路用搬送ローラ２０〜２２を逆回転させる。
【００５５】
そして、制御部は、正回転しているピックアップローラ１５及び給紙ローラ１６を制御して、固定給紙カセット１４から記録用紙Ｐを取り出させ、主搬送路Ｌに送り込ませ、レジストローラ１７に保持させる。また、記録用紙Ｐがレジストローラ１７に保持されるまでの間に、制御部は、スキャナ部Ａ及び正回転している画像形成ローラ群を制御して、感光体ドラム８上にトナー像を形成する（Ｓ３）。
【００５６】
その後、制御部は、図５に示すように、正回転しているレジストローラ１７及び画像形成ローラ群を制御して、感光体ドラム８上に形成されているトナー像の先端が記録用紙Ｐの画像形成範囲の先端に当接するように記録用紙Ｐを画像形成部Ｂに送り込み、トナー像を記録用紙Ｐに転写させ、記録用紙Ｐにトナー像を定着させ一方の面（表面）への画像形成を終了後（Ｓ４）、記録用紙Ｐを排紙口Ｒに向けて搬送させる。
【００５７】
このとき、制御部は、画像形成条件から画像形成モードを判断する（Ｓ５）。そして、画像形成モードとして片面画像形成モードが選択されている場合、制御部は、用紙搬送切換レバー１８をＢ方向に回動させ、正回転している排紙ローラ１９により記録用紙Ｐを排紙トレイに排出させる（Ｓ７）。
【００５８】
一方、Ｓ５において、両面画像形成モードが選択されている場合、制御部は、Ｓ７の前に後述する裏面画像形成処理を行う（Ｓ６）。
【００５９】
最後に、制御部は、画像形成条件に基づいて、連続して画像形成を行うか否かを判断し（Ｓ８）、連続して画像形成を行う場合にはＳ１に戻り、行わない場合には可逆モータ３１を停止して処理を終了する。
【００６０】
次に、図４のＳ６の裏面画像形成処理を説明する。図６は裏面画像形成処理の動作を示すフローチャートである。
【００６１】
この図に示すように、画像形成モードとして両面画像形成モードが選択されている場合、制御部は、用紙搬送切換レバー１８をＢ方向に回転させるとともに、正回転している排紙ローラ１９が記録用紙Ｐの後端部を保持した状態で可逆モータ３１を停止する（Ｓ１１）。これにより、記録用紙Ｐは先端部分がレーザプリンタ外へ排出されるとともに、後端部が排紙ローラ１９に保持（チャック）された状態となる。このとき、制御部は、スキャナ部Ａを制御して原稿の裏面の画像データをメモリに記憶させる（Ｓ１２）。
【００６２】
その後、制御部は、用紙搬送切換レバー１８をＡ方向に回転させるとともに、可逆モータ３１を逆回転させ、排紙ローラ１９を逆回転させるとともに、副搬送路用搬送ローラ２０〜２２を正回転させる。これにより、図７に示すように、記録用紙Ｐが副搬送路Ｓに送り込まれ、さらに、レジストローラ１７に向けて搬送される（Ｓ１３）。
【００６３】
そして、制御部は、Ｓ３と同様に、記録用紙Ｐがレジストローラ１７にまで到達したときに、可逆モータ３１を停止させ、全ローラの回転を停止して記録用紙Ｐを一旦レジストローラ１７に保持させる（図８参照）。その後、制御部は、可逆モータ３１を正回転させ、Ｓ３及びＳ４と同様にトナー像を生成し、記録用紙Ｐに画像形成を行って排紙口Ｒに搬送し（Ｓ１４）、図１のＳ８に戻る。
【００６４】
以上のように、本レーザプリンタは、可逆モータ３１が正回転する場合に画像形成ローラ群を正回転させる一方、可逆モータ３１を逆回転させる際に、画像形成ローラ群を停止させるようになっている。
【００６５】
これにより、副搬送路Ｓで記録用紙Ｐが搬送されているときに、画像形成ローラ群の回転を停止することができるため、画像形成ローラ群の不要な回転を防止することができる。したがって、画像形成部Ｂの劣化を抑制するとともに、本レーザプリンタの寿命が短くなるのを防止することが可能となっている。
【００６６】
図９乃至図１１は、本レーザプリンタにおけるローラ駆動用のクラッチ機構の実施形態２の構成を示す図であり、上記実施形態１と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６７】
このクラッチ機構の実施形態２は上記実施形態１のギア４４及びクラッチギア５２に代えてギア６１・６２を備えた構成となっている。このギア６１は、可逆モータ３１の回転にともなって回転する一方、ギア６２は、ギア５３〜５５を介して画像形成ローラ群及び主搬送路ローラ群とともに回転するように構成されている。
【００６８】
そして、ギア６１・６２は、図１０に示すように、夫々対向する側面周縁に円周方向に傾斜を有した三角柱状の係合凸部７１・７２が形成されている。この係合凸部７１・７２は、図１１に示すように、θ１及びθ２（θ１＜θ２）の角度を持った三角柱形状に形成されており、可逆モータ３１が正回転するときに角度θ２により形成された第１傾斜面７１ａ・７２ａが当接するように係合凸部７１・７２は配置されている。
【００６９】
上記ギア６２はギア６１の回転軸６１ａに遊嵌され自由に回動するように配設されており、このギア６２はスプリング８１によってギア６１に当接するよう付勢されている。
【００７０】
このような構成により、可逆モータ３１が正回転した際には、ギア６１が係合凸部７１の第１傾斜面７１ａとギア６２の係合凸部７２の第１傾斜面７２ａとが当接するように回転される。この場合、第１傾斜面７１ａと第１傾斜面７２ａを形成している角度θ２が大きいため、第１傾斜面７２ａが第１傾斜面７１ａから受ける力における垂直方向（回転軸６１ａ方向）成分は小さく水平方向成分が大きくなり、垂直方向成分よりもスプリング８１による付勢力の方が大きくなるため、ギア６２がスプリング８１による付勢力に抗してギア６１から離れる方向へ移動することなく、ギア６１の係合凸部７１（第１傾斜面７１ａ）とギア６２の係合凸部７２（第１傾斜面７２ａ）とが係合した状態となり、ギア６１の回転力がギア６２に伝達され、ギア６１とギア６２とがともに回転するようになっている。
【００７１】
一方、可逆モータ３１が逆回転した際には、ギア６１が係合凸部７１の角度θ１により形成された第２傾斜面７１ｂとギア６２の係合凸部７２の角度θ１により形成された第２傾斜面７２ｂとが当接するように回転される。この場合、第２傾斜面７１ｂと第２傾斜面７２ｂを形成している角度θ１が小さいため、第２傾斜面７２ｂが第２傾斜面７１ｂから受ける力における垂直方向（回転軸６１ａ方向）成分は大きく水平方向成分が小さくなり、垂直方向成分がスプリング８１による付勢力の方よりも大きくなるため、ギア６２がスプリング８１による付勢力に抗してギア６１から離れる方向へ移動し、ギア６１の係合凸部７１（第２傾斜面７１ｂ）がギア６２の係合凸部７２（第２傾斜面７２ｂ）上を摺動した状態となり、ギア６１のみが可逆モータ３１の回転力により回転する。
【００７２】
すなわち、このような構成により、可逆モータ３１が正回転する場合に画像形成ローラ群及び主搬送路ローラ群を正回転方向に回転させる一方、可逆モータ３１が逆回転する場合にこれらの回転を停止させることが可能となっている。
【００７３】
なお、本実施形態においては、スキャナ部を有したデジタルプリンタを説明しているが、スキャナ部を備えず外部の端末装置から入力された画像データに基づいて画像形成を行うデジタルプリンタであってもよい。
【００７４】
【発明の効果】
本発明は、排紙ローラを逆回転させ記録用紙を副搬送路により画像形成部へ再搬送する間、画像形成回転部材の回転をクラッチ機構により停止させているので、画像形成動作に関係のない不必要な画像形成回転部材の回転動作を防止することができ、この不必要な回転による画像形成回転部材の劣化を抑制することができ、画像形成部の長寿命化を図ることができる。
【００７５】
また、単一の可逆モータからの正回転時若しくは逆回転時の回転力の伝達を簡単なクラッチ機構で、その回転方向に応じて各部材に伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置であるデジタルプリンタの実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のデジタルプリンタにおけるクラッチ機構の実施形態１を示す平面図である。
【図３】図２のクラッチ機構の実施形態１のクラッチギアの断面図である。
【図４】本発明のデジタルプリンタの画像形成動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明のデジタルプリンタの画像形成動作時の記録用紙の搬送及び各部材の回転の状態１を説明する説明図である。
【図６】本発明のデジタルプリンタの両面画像形成時の記録用紙反転動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明のデジタルプリンタの画像形成動作時の記録用紙の搬送及び各部材の回転の状態２を説明する説明図である。
【図８】本発明のデジタルプリンタの画像形成動作時の記録用紙の搬送及び各部材の回転の状態３を説明する説明図である。
【図９】本発明の画像形成装置であるデジタルプリンタにおけるクラッチ機構の実施形態２を示す平面図である。
【図１０】図９のクラッチ機構の要部平面図である。
【図１１】図９のギア６１・６２の係合凸部を示す拡大図である。
【図１２】従来の画像形成装置を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ スキャナ部
Ｂ 画像形成部
Ｌ 主搬送路
Ｓ 副搬送路
８ 感光体ドラム
９ 帯電器
１０ 現像装置
１０ａ 現像ローラ
１１ 転写器
１２ 定着ローラ
１５ ピックアップローラ
１６ 給紙ローラ
１７ レジストローラ
１８ 用紙搬送切換レバー
１９ 排紙ローラ
２０ 副搬送路ローラ
２１ 副搬送路ローラ
２２ 副搬送路ローラ
Claims (3)
- 記録用紙に画像を形成するために回転する画像形成回転部材を有した画像形成部と、該画像形成部に記録用紙を搬送し画像形成後の記録用紙を排紙口まで搬送するための主搬送路と、上記画像形成部により一方の面に画像形成された記録用紙の表裏を反転させて上記画像形成部に搬送するための副搬送路と、上記主搬送路内の記録用紙を搬送するための主搬送ローラと、上記副搬送路内の記録用紙を搬送するための副搬送ローラと、上記排紙口近傍に設けられ正回転することにより記録用紙を主搬送路から装置外へ排紙し、逆回転することにより記録用紙を副搬送路に搬送するための正逆回転可能の排紙ローラと、上記画像形成回転部材と、上記主搬送ローラと、上記副搬送ローラと、上記排紙ローラとを駆動するための可逆モータとを備えた画像形成装置において、上記可逆モータの逆回転により上記排紙ローラを逆回転させ、記録用紙を上記副搬送路により上記画像形成部へ再搬送するまでの間、上記画像形成回転部材の回転を停止させるクラッチ機構を設けたことを特徴とする画像形成装置。
- 上記クラッチ機構は、上記副搬送路により記録用紙を再搬送するために上記可逆モータを逆回転した時に当該可逆モータと上記画像形成回転部材との接続を断つ一方向クラッチにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 上記クラッチ機構は、上記可逆モータの駆動ギアに噛合する第１ギアと、上記可逆モータの正回転時に上記第１ギアと噛合し、上記副搬送路により記録用紙を再搬送するために上記可逆モータを逆回転した時に上記第１ギアとの噛合が解除される第２ギアとを備え、上記第２ギアは、上記可逆モータの回転力を上記画像形成回転部材に伝達するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
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