JP3738161B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、両面ユニットを後付け可能な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
画像形成装置には、オプションとして画像形成装置本体の側面に両面ユニットが装着可能とされているものがある。
このタイプの画像形成装置では、たとえば、用紙が画像形成装置本体内を上方へ搬送されて画像が形成される。そして、画像形成された用紙は、スイッチバックローラ対へと搬送される。両面複写を行わないときには、スイッチバックローラ対が正転して、用紙は排出方向へと搬送される。また、両面複写を行うときには、用紙がスイッチバックローラ対を通過し終える直前に、スイッチバックローラ対が逆転され、スイッチバックされた用紙が両面ユニット側へと搬送される。
【０００３】
両面ユニットの上部には、スイッチバックされた用紙が進入するための入口が形成されており、両面ユニットの下部には、用紙の出口が形成されている。両面ユニットには、入口から出口までを連通する上下方向に延びた循環路が設けられている。そして、入口から循環路に進入した用紙は、循環路に沿って配置された搬送ローラ対によって循環路内を搬送され、画像形成装置本体の下方部に与えられる。
【０００４】
従来では、搬送ローラ対の駆動は、たとえば両面ユニットに配置された専用のモータにより行われている。
ところで、モータの個数を減らして簡単な構成にしたいという課題があった。そこで、この発明は、モータの個数を減らして、簡単な構成の画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、画像形成装置本体と、画像形成装置本体の側面に着脱可能な両面ユニットとを有する画像形成装置であって、上記画像形成本体には、上記画像形成本体内を上方へ搬送されてきた画像が形成された用紙を所定の排出方向に搬送する正転、およびこの用紙を両面ユニット側へ搬送する逆転に、回転方向を切換え可能な、排出路の出口付近に配置されたスイッチバックローラと、上記スイッチバックローラを正転および逆転に回転させるために、第１方向および第２方向に回転可能なモータと、上記画像形成本体の側面近傍に配置され、上記モータの回転駆動力を画像形成装置本体の側面に装着される両面ユニットへ伝達するための出力ギアと、上記スイッチバックローラと同軸上に設けられ、モータが第１方向へ回転してスイッチバックローラを正転させるときには回転されず、モータが第２方向へ回転してスイッチバックローラを逆転させるときにはスイッチバックローラに同期して回転するように一方向の回転のみを伝達するワンウェイクラッチが取り付けられた駆動ギヤおよびその駆動ギヤの回転力を上記出力ギヤへ伝達する第１ギヤ群とが備えられ、上記両面ユニットには、上部に形成された入口と、下部に形成された出口と、上記入口から上記出口まで上下方向に延び、上記入口から進入する用紙を上記画像形成装置本体の下部へと導く循環路と、循環路に沿って配置され、循環路内の用紙を搬送するための搬送ローラと、上記両面ユニットが上記画像形成装置本体に装着されたときに上記出力ギアと噛み合い、上記モータの回転駆動力を上記搬送ローラに伝達するための第２ギア群とが備えられていることを特徴とする画像形成装置である。
【０００６】
請求項１記載の発明の構成によれば、スイッチバックローラ対を駆動するモータの回転駆動力がギア群を介して伝達され、この回転駆動力により搬送ローラが回転される。このため、１つのモータによって、本体に配置されたスイッチバックローラ、および両面ユニットに配置されたの搬送ローラの双方が駆動されることになる。
したがって、搬送ローラを駆動させるための専用のモータが必要とならず、モータの個数を減らすことができる。これにより、簡単な構成の画像形成装置が提供できるとともに、コストダウンを図ることができる。
【０００９】
請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、上記モータが第１方向に回転駆動しているときに、上記搬送ローラから上記第２ギア群に駆動が伝達されないようになっていて、上記搬送ローラは、用紙を下方に搬送させる方向に回転可能とされており、循環路には、搬送ローラの上流側に、循環路を搬送される用紙の後端を検知するためのスイッチが備えられ、スイッチが循環路を搬送される用紙の後端を検知したことに基づき、前記モータが逆回転駆動から正回転駆動に切り換えられることを特徴とするものである。
請求項２記載の発明の構成によれば、モータが第１方向に回転駆動するときには、軽い力で簡単に、搬送ローラを用紙を下方に搬送させる方向に回転させることができる。より好ましくは、搬送ローラは、モータが第１方向に回転駆動するときに空転していればよい。
【００１０】
これらの場合には、たとえば、用紙の前端が本体側に配置されたローラに噛み合っているとともに、用紙の後端が搬送ローラを通過していないときに、モータが第１方向に回転駆動すると、用紙はこのローラにより搬送ローラから簡単に引き出される。両面ユニットを後付けするタイプの画像形成装置は小型のものが多いが、この小型の装置で、サイズの大きな用紙に、両面に画像形成を行うことが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１実施形態にかかる画像形成装置１の内部構造を説明するための縦断面図である。この画像形成装置１は、たとえば複写機として使用できる装置である。画像形成装置１は、画像形成装置本体２と、画像形成装置本体２の上部に備えられた自動原稿搬送装置３と、画像形成装置本体２の左側面２ａに装着された両面ユニット４と備えている。
【００１２】
両面ユニット４には、画像形成装置本体２の左側面２ａ（下方）の手差しトレイ８を開けた状態で画像形成装置本体２の左側面２ａに装着されている。手差しトレイ８を開けると、用紙取込み口１９が露出している。両面ユニット４は、その用紙取込み口１９に用紙を搬送するようにされている。
画像形成装置本体２の上部には、画像読取ユニット５が設けられている。画像読取ユニット５の下方には、複写された用紙を受ける排紙トレイ６が備えられている。排紙トレイ６は、画像読取ユニット５の下方に設けられた窓７を通して露出している。つまり、いわゆる胴内排紙型の装置になっている。
【００１３】
画像形成装置本体２の上面には、原稿載置台となる透明なコンタクトガラス９が設けられ、この上面に自動原稿搬送装置３が回動開閉可能に取り付けられている。自動原稿搬送装置３に載置された原稿は１枚ずつコンタクトガラス９上に繰り出され、自動的に原稿読取位置に搬送することができるようになっている。
画像読取ユニット５には、光学系１１が収容されている。光学系１１は、光源１２、反射鏡１３およびレンズ１４を備えている。原稿の反射光は反射鏡１３およびレンズ１４によって所定の方向へと導かれ、ＣＣＤセンサ１５に原稿像が結像される。ＣＣＤセンサ１５は、主走査方向（図１の紙面に垂直な方向）に長手のものであり、このＣＣＤセンサ１５により反射光が電気信号に変換される。ＣＣＤセンサ１５からの信号は、図示しない信号処理部に与えられる。ＣＣＤセンサ１５による電気的な主走査と、光源１２等の副走査方向への移動による原稿の副走査との組合せによって原稿の読取りが達成される。
【００１４】
排紙トレイ６の下方には、光照射ユニット１６が配置されている。この光照射ユニット１６は、図示しない信号処理部からの信号に応じて、所定のビーム光を出力するものである。
画像形成装置本体２の下方には、前方に引き出し可能な用紙カセット１７が収容されている。用紙カセット１７に入れられた用紙は、１枚ずつ給紙ローラ１８で上方へと繰り出される。繰り出された用紙は、レジストローラ対２０へ与えられる。レジストローラ対２０は、用紙の先端が斜めに歪んでいる場合に、用紙の先端を撓ませるいわゆるスキュー補正をし、用紙が真っ直ぐに送られるようにするとともに、用紙の送りタイミングを調整するためのものである。そして、レジストローラ対２０で搬送タイミングが調整された用紙は、上方へと搬送され、感光体ドラム２３と転写ローラ２１との間に与えられる。感光体ドラム２３を含む画像形成ユニット２２によりトナー像が形成され、感光体ドラム２３と転写ローラ２１との間を用紙が通過することにより、感光体ドラム２３表面のトナー像が用紙に転写される。このように、用紙が画像形成装置本体２内を下方から上方へと搬送されて、用紙に画像が形成される。
【００１５】
トナー像が転写された用紙は、感光体ドラム２３の上方に配置された定着装置２９に搬送される。定着装置２９によって加熱および加圧され、溶融したトナー像が用紙上に定着される。トナー像が定着された用紙は、排出路３２を上方へと搬送される。
排出路３２の出口付近には、スイッチバックローラ対３３が配置されている。このスイッチバックローラ対３３は、正転または逆転に回転方向を切換え可能であり、画像が形成された用紙を排紙トレイ６に排出するための排出ローラを兼ねている。
【００１６】
スイッチバックローラ対３３から図１の左側に向かってほぼ水平に、排出路３２と枝分かれした導出路４７が延びている。導出路４７には、用紙を両面ユニット４に搬送するための導出ローラ対４８が配置されている。
排出路３２と導出路４７との枝分かれ部４９には、切換え爪４３が配置されている。この切換え爪４３は、排出路３２を搬送される用紙を、スイッチバックローラ対３３に案内するとともに、スイッチバックされる用紙を導出路４７に案内するためのものである。切換え爪４３は、排出路３２を搬送される用紙をスイッチバックローラ対３３に案内する状態Ａ（図１に実線で示す位置）と、スイッチバックされる用紙を導出路４７に案内する状態Ｂ（図１に一点鎖線で示す位置）とに切換え可能にされている。
【００１７】
また、排出路３２において、スイッチバックローラ対３３の手前近傍には、用紙の端部を検知するための第１マイクロスイッチ４５が配置されている。
さらに、スイッチバックローラ対３３を駆動するためのモータ３４が設けられている。モータ３４の回転駆動力はスイッチバックローラ対３３に与えられるとともに、導出ローラ４８に伝達される。そのために第１ギア群５０が備えられている。
【００１８】
両面ユニット４の上部には、スイッチバックローラ対３３から搬送された用紙が進入する入口７１が形成されていて、この入口７１から両面ユニット４の下部に形成された出口７２まで上下方向に延びる循環路１０が形成されている。この循環路１０の入口７１寄りには、第１搬送ローラ対５２が配置されている。また、循環路１０の出口７２寄りには、第２搬送ローラ対５３が配置されている。第１搬送ローラ対５２は、導出路４７から搬送された用紙を下方に搬送し、第２搬送ローラ対５３は、上方から搬送された用紙を画像形成装置本体２の用紙取込み口１９側へと搬送する。
【００１９】
第２搬送ローラ対５３の上流側近傍には、搬送される用紙を検知するための第２マイクロスイッチ６３が配置されている。
この両面ユニット４には、モータ３４の回転駆動力を第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３に伝達するための第２ギア群５１が備えられている。
この第１実施形態の特徴の一つは、画像形成装置本体２に備えられたスイッチバックローラ３３を駆動するためのモータ３４の回転駆動力によって、両面ユニット４内の第１および第２搬送ローラ５２，５３を回転するようにした点である。
【００２０】
図２は、第１および第２のギア群５０，５１を模式的に説明する図である。
モータ３４の図示しない出力軸には、第１駆動ギア３６が固定されている。スイッチバックローラ対３３の一方（図２で示す下方側）には、このローラの支軸に固定された第１従動ギア３７が設けられている。この第１従動ギア３７と第１駆動ギア３６との間に、第１伝達ギア３８が介在している。そして、第１駆動ギア３６、第１伝達ギア３８および第１従動ギア３７を順次に介して、一方のスイッチバックローラ３３（図２で示す下方側）にモータ３４の回転駆動力が伝達される。
【００２１】
また、導出ローラ対４８の一方（図２で示す上方側）には、このローラの支軸に固定された第２従動ギア（出力ギア）４１が設けられている。この第２従動ギア４１と第１従動ギア３７との間に、第２および第３伝達ギア３９，４０が介在している。そして、第１従動ギア３７、第２伝達ギア３９、第３伝達ギア４０および第２従動ギア４１を順次に介して、一方の導出ローラ４８（図２で示す上方側）にモータ３４の回転駆動力が伝達される。これら、第１駆動ギア３６、第１従動ギア３７、第１伝達ギア３８、第２伝達ギア３９、第３伝達ギア４０および第２従動ギア４１によって、画像形成装置本体２の第１ギア群５０が構成されている。
【００２２】
さらに、第１搬送ローラ対５２の一方（図２で示す左側）には、このローラの支軸に固定された第３従動ギア５５が設けられている。この第３従動ギア５５には、第４伝達ギア５６が連結されており、この第４伝達ギア５６には、第５伝達ギア５７、第６伝達ギア５８および第７伝達ギア５９が順に連結されている。そして、第７伝達ギア５９は、入力ギア６０と噛み合っている。この入力ギア６０は、その一部が両面ユニット４のハウジングから図２の右側へ突出するものである。これら、第３従動ギア５５、第４伝達ギア５６、第５伝達ギア５７、第６伝達ギア５８、第７伝達ギア５９および入力ギア６０によって、両面ユニット４の第２ギア群５１が構成されている。
【００２３】
両面ユニット４を画像形成装置本体２に装着した状態では、入力ギア６０が画像形成装置本体２に嵌り込み、画像形成装置本体２の上記第２従動ギア４１と噛み合う。つまり、第１駆動ギア３６、第１伝達ギア３８、第１従動ギア３７、第２伝達ギア３９、第３伝達ギア４０、第２従動ギア４１、入力ギア６０、第７伝達ギア５９、第６伝達ギア５８、第５伝達ギア５７、第４伝達ギア５６および第３従動ギア５５を順次に介して、一方の第１搬送ローラ５２（図２で示す左側）にモータ３４の回転駆動力が伝達される。
【００２４】
また、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３の各支軸には図示しないプーリが固定されていて、これらのプーリ同士にベルト６２が架け渡されている。これにより、第１搬送ローラ５２に伝達されたモータ３４の回転駆動力が、一方の第２搬送ローラ５３（図２で示す左側）に伝達される。
具体的には、モータ３４が正回転駆動する場合には、第１駆動ギア３６、第１従動ギア３７、第３伝達ギア４０、入力ギア６０、第６伝達ギア５８および第４伝達ギア５６は、図２において矢印で示すように、図２の時計回りに回転する。また、第１伝達ギア３８、第２伝達ギア３９、第２従動ギア４１、第７伝達ギア５９、第５伝達ギア５７および第３従動ギア５５は、図２において矢印で示すように、図２の反時計回りに回転する。これにより、スイッチバックローラ３３は正転するとともに、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は、用紙を上方、すなわち用紙搬送方向と反対方向に搬送する方向に回転することになる。
【００２５】
一方、モータ３４が逆回転駆動する場合には、第１駆動ギア３６、第１従動ギア３７、第３伝達ギア４０、入力ギア６０、第６伝達ギア５８および第４伝達ギア５６は、図２の矢印の反対方向、すなわち図２の反時計回りに回転する。また、第１伝達ギア３８、第２伝達ギア３９、第２従動ギア４１、第７伝達ギア５９、第５伝達ギア５７および第３従動ギア５５は、図２の矢印の反対方向、すなわち図２の時計回りに回転する。これにより、スイッチバックローラ３３は逆転するとともに、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は、用紙を下方に搬送する方向に回転する。
【００２６】
第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３を、スイッチバックローラ対３３を駆動するモータ３４の回転駆動力によって駆動するので、モータの個数を減らすことができ、コストダウンを図ることができる。
画像形成動作が行われているときには、モータ３４が正回転駆動し、スイッチバックローラ対３３は正転しているとともに、第１搬送ローラ対５２および第２搬送ローラ対５３は、用紙を上方に搬送する方向に回転している。そして、切換え爪４３は状態Ａに位置している。
【００２７】
この状態では、第１搬送ローラ対５２および第２搬送ローラ対５３が用紙を上方に搬送する方向に回転するが、第１搬送ローラ対５２および第２搬送ローラ対５３が用紙を上方に搬送する方向に回転する場合には、循環路１０内に用紙は存在しない。これにより、用紙搬送に何ら支障を生じない。
両面複写を行わない場合には、モータ３４は正回転駆動され続ける。したがって、排出路３２へと搬送された用紙は、切換え爪４３によってスイッチバックローラ対３３に案内され、正転するスイッチバックローラ対３３により排紙トレイ６へと排出される。
【００２８】
次に、用紙に両面複写を行う場合について説明する。
図１および図３を参照して、排出路３２へと搬送された用紙が正転するスイッチバックローラ３３に搬送されると、第１マイクロスイッチ４５のアクチュエータが倒れる。そして、用紙の後端がスイッチバックローラ対３３を通過すると、アクチュエータは起き上がって、搬送される用紙の後端が検知できるようになっている。この第１マイクロスイッチ４５の出力に基づき、モータ３４が逆回転駆動され、かつ切換え爪４３が状態Ａから状態Ｂに変位される。これにより、スイッチバックローラ対３３が逆転されるとともに、循環路１０への用紙の進入が可能になる。そして、用紙がスイッチバックされると、第１マイクロスイッチ４５のアクチュエータが再び倒れ、用紙の後端がスイッチバックローラ対３３を通過すると、アクチュエータは起き上がる。そして、用紙は、導出路４７へと搬送され、導出ローラ対４８により両面ユニット４の循環路１０へと搬送される。
【００２９】
この状態では、モータ３４が逆回転駆動しているので、第１搬送ローラ対５２および第２搬送ローラ対５３は、用紙を下方に搬送する方向に回転している。このため、循環路１０へと進入した用紙は、用紙が循環路１０を通って第２搬送ローラ対５３に搬送される。
用紙が第２搬送ローラ対５３に搬送されると、第２マイクロスイッチ６３のアクチュエータが倒れる。そして、用紙の後端が第２搬送ローラ対５３を通過すると、アクチュエータは起き上がって、搬送される用紙の後端が検知できるようになっている。この第２マイクロスイッチ６３の出力に基づき、用紙後端を検知してからＴ秒後に、それまで逆回転駆動していたモータ３４が正回転駆動され、かつ切換え爪４３が状態Ｂから状態Ａに変位される。これにより、それまで逆転されていたスイッチバックローラ対３３は正転される。
【００３０】
そして、第２搬送ローラ対５３を通過した用紙は、画像形成装置本体２内の用紙取込み口１９へと搬送され、レジストローラ対２０に与えられる。そして、レジストローラ対２０から転写ローラ２１に搬送され、用紙の画像が形成されていない面に画像が転写され、排出路３２に搬送される。排出路３２へと搬送された用紙は、切換え爪４３によってスイッチバックローラ対３３に案内され、正転するスイッチバックローラ対３３により排紙トレイ６へと排出される。これにより、用紙の両面に画像が形成される。
【００３１】
また、モータ３４の正回転駆動時には、回転数を画像形成のための搬送速度と同期するように設定する必要があるが、モータ３４の逆回転駆動時には、回転数をこの正転時における回転数よりも高く設定することもできる。これにより、用紙が両面ユニット４の循環路１０を通過するのに要する時間を短縮することができる。これにより、両面複写時の所要時間を短縮することができる。
次に、この発明の第２実施形態について説明する。両面ユニット４を後付けするタイプの画像形成装置は一般的に小型のものである。この小型の画像形成装置でサイズの大きな用紙（たとえばＡ３サイズの用紙）に両面複写を行うために、第２実施形態では以下の工夫が施されている。
【００３２】
図４は、この発明の第２実施形態を説明するための図である。図４（ａ）はスイッチバックローラ対３３の周辺の構成を示す横断面図であり、図４（ｂ）は第１搬送ローラ対５２および第２搬送ローラ対５３の周辺の構成を示す縦断面図である。この第２実施形態が第１実施形態と異なるところは、スイッチバックローラ対３３の周辺の構成および第２搬送ローラ対５３の周辺の構成である。この第２実施形態の特徴は、モータ３４の正回転駆動時においては、両面ユニット４の第１および第２搬送ローラ５２，５３に、モータ３４の回転駆動力が伝達されない点にある。
【００３３】
図４（ａ）を参照して、スイッチバックローラ対３３の周辺の構成について具体的に説明する。スイッチバックローラ３３の支軸３３Ａの前側端部（図４（ａ）で示す右側）には、第１従動ギア３７のほか、第２駆動ギア３７Ａが固定されている。この第１従動ギア３７は、上述の第１実施形態と同様、第１伝達ギア３８を介して第１駆動ギア３６に連結している。この第２実施形態では、第２駆動ギア３７Ａが、第２および第３伝達ギア３９，４０を介して、導出ローラ４８（図４（ａ）では図示しない）の支軸に固定された第２従動ギア（出力ギア）４１に連結されている。
【００３４】
そして、第１駆動ギア３６、第１伝達ギア３８および第１従動ギア３７を順次に介して、スイッチバックローラ３３にモータ３４の回転駆動力が伝達される。この回転駆動力が支軸３３Ａに伝達され、支軸３３Ａから第２駆動ギア３７Ａ、第２および第３伝達ギア３９，４０を介して、導出ローラ４８に伝達されるようになっている。
第２駆動ギア３７Ａには、ワンウェイクラッチ７５が取り付けられている。このワンウェイクラッチ７５は、一方向の回転のみを伝達するための駆動伝達部材であり、第２駆動ギア３７Ａが図５で示す反時計回りにのみ回転するように取り付けられている。具体的には、支軸３３Ａが図５で示す時計回りとなるときには第２駆動ギア３７Ａと噛み合わず、第２駆動ギア３７Ａは回転しない。そして、支軸３３Ａが図５で示す反時計回りとなるときには第２駆動ギア３７Ａと噛み合い、反時計回りに回転する。
【００３５】
次に、図４（ｂ）を参照して、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３の周辺の構成について具体的に説明する。第１搬送ローラ５２の支軸５２Ｂの右側端部には第１プーリ５２Ａが固定されており、第２搬送ローラ５３の支軸５３Ｂの右側端部には、第２プーリ５３Ａが固定されている。第１および第２プーリ５２Ａ，５３Ａ同士はべルト６２によって架け渡されていて、これにより、第２ギア群５１を介して第１搬送ローラ５２の支軸５２Ｂから伝達されたモータ３４の回転駆動力が、第１プーリ５２Ａおよびベルト６２を介して第２プーリ５３Ａに伝達され、さらに支軸５３Ｂを介して第２搬送ローラ５３に伝達されるようになっている。
【００３６】
第２プーリ５３Ａには、ワンウェイクラッチ７６が取り付けられている。ワンウェイクラッチ７６は、一方向の回転のみを伝達するための駆動伝達部材であり、第２プーリ５３Ａが図５で示す時計回りにのみその支軸５３Ｂが回転するように取り付けられているのである。このため、支軸５３Ｂが図５で示す反時計回りとなるときには第２プーリ５３Ａと支軸５３Ｂと噛み合い、この支軸５３Ｂによって回転する。また、支軸５３Ｂが図５で示す反時計回りとなるときには第２プーリ５３Ａは第２プーリ５３Ａと噛み合わず、第２プーリ５３Ａは回転しない。
【００３７】
上記のワンウェイクラッチ７５，７６は、公知の構成であり、詳しい説明は省略する。図５は、第２実施形態にかかるギアを回転を説明するための模式図である。
モータ３４が正回転駆動する場合には、第１駆動ギア３６および第１従動ギア３７は、図５において矢印で示すように、図５の時計回りに回転する。また、第１伝達ギア３８、第２伝達ギア３９は、図５において矢印で示すように、図５の反時計回りに回転する。第２伝達ギア３９の回転にともなって、スイッチバックローラ３３の支軸３３Ａも図５の反時計回りに回転するが、ワンウェイクラッチ７５の働きにより支軸３３Ａの反時計回りの回転は第２駆動ギア３７Ａに伝達されず、第３伝達ギア４０、第２従動ギア４１、入力ギア６０、第４〜第７伝達ギア５６〜５９、第３従動ギア５５は回転しない。これにより、スイッチバックローラ３３は正転するが、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は回転しない。
【００３８】
ところで、スイッチバックローラ対３３において発生した用紙ジャムを解消するには、ユーザが、図示しないカバーを開けて、用紙を排紙トレイ側に引き出す。このときには、スイッチバックローラ３３を正転させて、用紙が引き出されるわけであるが、この場合に、第１駆動ギア３６、第１従動ギア３７、第１伝達ギア３８および第２伝達ギア３９を回転させるものだけでスイッチバックローラ３３を正転させることができる。このため、用紙ジャムの解消に大きな力が必要とならない。
【００３９】
一方、モータ３４が逆回転駆動する場合には、第１駆動ギア３６、第１従動ギア３７、第３伝達ギア４０、入力ギア６０、第６伝達ギア５８および第４伝達ギア５６は、図５の反時計回りに回転する。また、第１伝達ギア３８、第２伝達ギア３９、第２従動ギア４１、第７伝達ギア５９、第５伝達ギア５７および第３従動ギア５５は、図５の時計回りに回転する。これにより、スイッチバックローラ３３は逆転するとともに、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は、用紙を下方に搬送する方向に回転する。
【００４０】
第２実施形態にかかる画像形成装置のその他の箇所は、図１における説明と異なるところがほとんどないので、以下の説明には図１を参照する。第１の実施形態においてした説明のように、用紙カセット１７から１枚ずつ給紙ローラ１８で上方へと繰り出された用紙は、レジストローラ対２０で用紙の送りタイミングが調整され、上方へと搬送され、画像形成ユニット２２により画像が形成される。そして、画像が形成された用紙は、排出路３２を上方へと搬送される。
【００４１】
画像形成動作が行われているときには、モータ３４が正回転駆動している。このとき、スイッチバックローラ３３は正転しているが、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は回転しない。そして、切換え爪４３は状態Ａに位置している。
モータ３４の正回転駆動時、すなわち、スイッチバックローラ３３が正転するときには、第２駆動ギア３７Ａ、第３伝達ギア４０、第２従動ギア４１、入力ギア６０、第４〜第７伝達ギア５６〜５９、第３従動ギア５５が回転しない。一方、モータ３４の正回転駆動時おいては導出路４７や循環路１０に用紙が存在しないので、これにより、画像形成装置１での不必要なギア音の発生を抑えることができる。
【００４２】
両面複写を行わない場合には、モータ３４は正回転駆動され続ける。したがって、排出路３２へと搬送された用紙は、切換え爪４３によってスイッチバックローラ３３対に案内され、正転するスイッチバックローラ対３３により排紙トレイ６へと排出される。
次に、用紙に両面複写を行う場合について説明する。
図１および図６を参照して、排出路３２へと搬送された用紙が正転するスイッチバックローラ３３に搬送されると、第１マイクロスイッチ４５のアクチュエータが倒れる。そして、用紙の後端がスイッチバックローラ対３３を通過すると、アクチュエータは起き上がって、搬送される用紙の後端が検知できるようになっている。この第１マイクロスイッチ４５の出力に基づき、モータ３４が逆回転駆動され、かつ切換え爪４３が状態Ａから状態Ｂに変位される。これにより、スイッチバックローラ３３が逆転されるとともに、循環路１０への用紙の進入が可能になる。そして、用紙がスイッチバックされると、第１マイクロスイッチ４５のアクチュエータが再び倒れ、用紙の後端がスイッチバックローラ対３３を通過すると、アクチュエータは起き上がる。そして、用紙は、導出路４７へと搬送され、導出ローラ対４８により両面ユニット４の循環路１０へと搬送される。
【００４３】
この状態では、モータ３４が逆回転駆動しているので、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は、用紙を下方に搬送する方向に回転している。このため、循環路１０へと進入した用紙は、用紙が循環路１０を通って第２搬送ローラ対５３に搬送される。
用紙が第２搬送ローラ対５３に搬送されると、第２マイクロスイッチ６３のアクチュエータが倒れる。そして、用紙の前端がレジストローラ対２０から転写ローラ２１に搬送され、用紙の画像が形成されていない面に画像が転写され、排出路３２に搬送される。
【００４４】
画像形成装置１は小型のものであり、用紙が大きなサイズのものであるので、用紙の前端が排出路３２へと導かれたときに、用紙の後端は、まだ、第２搬送ローラ対５３を通過していない。つまり、用紙の後端が第２搬送ローラ対５３を通過していない時点で、スイッチバックローラ対３３を正転させたい。
第２マイクロスイッチ６３は、このサイズの大きな用紙の前端が排出路３２に導かれたときに、その後端を検知できるようになっている位置に配置されている。用紙の後端が第２マイクロスイッチ６３を通過すると、アクチュエータは起き上がって、搬送される用紙の後端が検知できるようになっている。この第２マイクロスイッチ６３の出力に基づき、それまで逆回転駆動していたモータ３４が正回転駆動され、かつ切換え爪４３が変位する。そして、逆転されていたスイッチバックローラ３３が正転されるとともに、第２搬送ローラ５３は空転する。
【００４５】
特に、第２プーリ５３Ａにワンウェイクラッチ７６を設け、第２搬送ローラ５３を空転させるようにしたのは、以下の理由による。すなわち、第２プーリ５３Ａにワンウェイクラッチ７６を設けないとすれば、第２搬送ローラ対５３によりニップされた用紙を搬送させるには、第１および第２のギア群５０，５１に連結された第２搬送ローラ５３を、用紙を下方に搬送する方向に回転させる必要がある。この実施形態では、多数のギアにより駆動力の伝達を行っているので、第２搬送ローラ５３を回転させるには大きな力が必要となってしまい、レジストローラ２０の力だけでは、良好な用紙搬送が行えない。そして、第２搬送ローラ５３を空転するようにしたので、モータ３４が正回転駆動しているときに、レジストローラ２０の力だけで、第２搬送ローラ５３を用紙を下方に搬送する方向に回転させることができ、良好な用紙搬送が行える。したがって、用紙の後端が第２搬送ローラ対５３を通過する前に、用紙の前端が排出路３２に導かれても、用紙が良好に搬送される。
【００４６】
そして、排出路３２へと搬送された用紙は、切換え爪４３によってスイッチバックローラ対３３に案内され、正転するスイッチバックローラ対３３により排紙トレイ６へと排出される。これにより、用紙の両面に画像が形成される。
以上、大きなサイズの用紙（たとえばＡ３サイズ）に両面複写を行う場合について説明したが、通常のサイズの用紙（たとえばＡ４サイズ）に両面複写を行う際、用紙の後端が第２搬送ローラ５３対を通過する前に、用紙の前端が排出路３２に導かれるようにすることもできる。この場合には、第２搬送ローラ対５３から排出路３２までの通路長さを通常のサイズの用紙の用紙長さよりも短く設定することが可能である。これにより、さらに装置の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、第２プーリ５３Ａではなく、第１プーリ５２Ａに、ワンウェイクラッチ７６を設けることもできる。このときには、モータ３４が正回転駆動しているときに、第２搬送ローラ５３を下方に用紙を搬送する方向に回転させるためには、第２搬送ローラ５３、第１および第２プーリ５２Ａ，５３Ａ、およびベルト６２を回転させればよく、大きな力を要しない。つまり、第２搬送ローラ５３は、レジストローラ対２０からの力によって、用紙を下方に搬送する方向に回転することになる。これにより、用紙の搬送を妨げることがない。
【００４８】
さらに、ワンウェイクラッチを第３従動ギア５５を設けて、第３従動ギア５５が図５で示す時計回りにのみ回転するように取り付けられていてもよい。このときには、モータ３４が正回転駆動しているときに、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３、第１および第２プーリ５２Ａ，５３Ａおよびベルト６２を回転させればよく、大きな力を要しない。つまり、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は、レジストローラ対２０からの力によって、用紙を下方に搬送する方向に回転することになる。これにより、用紙の搬送を妨げることがない。言い換えれば、第２搬送ローラ対５３から排出路３２までの通路長さを通常のサイズの用紙の用紙長さよりも短く設定することが可能である。これにより、さらに装置の小型化を図ることができる。
【００４９】
また、第２駆動ギア３７Ａにワンウェイクラッチを設けなくてもよい。つまり、両面ユニット側だけにワンウェイクラッチを設ける構成であってもよい。
さらにまた、第２駆動ギア３７Ａ等本体２側にだけワンウェイクラッチを設ける構成であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態にかかる画像形成装置の内部構造を説明するための縦断面図である。
【図２】第１および第２のギア群を模式的に説明する図である。
【図３】モータの制御動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】この発明の第２実施形態を説明するための要部断面図である。
【図５】第１および第２のギア群を模式的に説明する図である。
【図６】モータの制御動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
２ 画像形成装置本体
４ 両面ユニット
１０ 循環路
３３ スイッチバックローラ対
３４ モータ
４１ 第２従動ギア（出力ギア）
５１ 第２ギア群
５５ 第３従動ギア
５６ 第４伝達ギア
５７ 第５伝達ギア
５８ 第６伝達ギア
５９ 第７伝達ギア
６０ 入力ギア
５２ 第１搬送ローラ対
５３ 第２搬送ローラ対
７５ ワンウェイクラッチ
７６ ワンウェイクラッチ
【発明の属する技術分野】
この発明は、両面ユニットを後付け可能な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
画像形成装置には、オプションとして画像形成装置本体の側面に両面ユニットが装着可能とされているものがある。
このタイプの画像形成装置では、たとえば、用紙が画像形成装置本体内を上方へ搬送されて画像が形成される。そして、画像形成された用紙は、スイッチバックローラ対へと搬送される。両面複写を行わないときには、スイッチバックローラ対が正転して、用紙は排出方向へと搬送される。また、両面複写を行うときには、用紙がスイッチバックローラ対を通過し終える直前に、スイッチバックローラ対が逆転され、スイッチバックされた用紙が両面ユニット側へと搬送される。
【０００３】
両面ユニットの上部には、スイッチバックされた用紙が進入するための入口が形成されており、両面ユニットの下部には、用紙の出口が形成されている。両面ユニットには、入口から出口までを連通する上下方向に延びた循環路が設けられている。そして、入口から循環路に進入した用紙は、循環路に沿って配置された搬送ローラ対によって循環路内を搬送され、画像形成装置本体の下方部に与えられる。
【０００４】
従来では、搬送ローラ対の駆動は、たとえば両面ユニットに配置された専用のモータにより行われている。
ところで、モータの個数を減らして簡単な構成にしたいという課題があった。そこで、この発明は、モータの個数を減らして、簡単な構成の画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、画像形成装置本体と、画像形成装置本体の側面に着脱可能な両面ユニットとを有する画像形成装置であって、上記画像形成本体には、上記画像形成本体内を上方へ搬送されてきた画像が形成された用紙を所定の排出方向に搬送する正転、およびこの用紙を両面ユニット側へ搬送する逆転に、回転方向を切換え可能な、排出路の出口付近に配置されたスイッチバックローラと、上記スイッチバックローラを正転および逆転に回転させるために、第１方向および第２方向に回転可能なモータと、上記画像形成本体の側面近傍に配置され、上記モータの回転駆動力を画像形成装置本体の側面に装着される両面ユニットへ伝達するための出力ギアと、上記スイッチバックローラと同軸上に設けられ、モータが第１方向へ回転してスイッチバックローラを正転させるときには回転されず、モータが第２方向へ回転してスイッチバックローラを逆転させるときにはスイッチバックローラに同期して回転するように一方向の回転のみを伝達するワンウェイクラッチが取り付けられた駆動ギヤおよびその駆動ギヤの回転力を上記出力ギヤへ伝達する第１ギヤ群とが備えられ、上記両面ユニットには、上部に形成された入口と、下部に形成された出口と、上記入口から上記出口まで上下方向に延び、上記入口から進入する用紙を上記画像形成装置本体の下部へと導く循環路と、循環路に沿って配置され、循環路内の用紙を搬送するための搬送ローラと、上記両面ユニットが上記画像形成装置本体に装着されたときに上記出力ギアと噛み合い、上記モータの回転駆動力を上記搬送ローラに伝達するための第２ギア群とが備えられていることを特徴とする画像形成装置である。
【０００６】
請求項１記載の発明の構成によれば、スイッチバックローラ対を駆動するモータの回転駆動力がギア群を介して伝達され、この回転駆動力により搬送ローラが回転される。このため、１つのモータによって、本体に配置されたスイッチバックローラ、および両面ユニットに配置されたの搬送ローラの双方が駆動されることになる。
したがって、搬送ローラを駆動させるための専用のモータが必要とならず、モータの個数を減らすことができる。これにより、簡単な構成の画像形成装置が提供できるとともに、コストダウンを図ることができる。
【０００９】
請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、上記モータが第１方向に回転駆動しているときに、上記搬送ローラから上記第２ギア群に駆動が伝達されないようになっていて、上記搬送ローラは、用紙を下方に搬送させる方向に回転可能とされており、循環路には、搬送ローラの上流側に、循環路を搬送される用紙の後端を検知するためのスイッチが備えられ、スイッチが循環路を搬送される用紙の後端を検知したことに基づき、前記モータが逆回転駆動から正回転駆動に切り換えられることを特徴とするものである。
請求項２記載の発明の構成によれば、モータが第１方向に回転駆動するときには、軽い力で簡単に、搬送ローラを用紙を下方に搬送させる方向に回転させることができる。より好ましくは、搬送ローラは、モータが第１方向に回転駆動するときに空転していればよい。
【００１０】
これらの場合には、たとえば、用紙の前端が本体側に配置されたローラに噛み合っているとともに、用紙の後端が搬送ローラを通過していないときに、モータが第１方向に回転駆動すると、用紙はこのローラにより搬送ローラから簡単に引き出される。両面ユニットを後付けするタイプの画像形成装置は小型のものが多いが、この小型の装置で、サイズの大きな用紙に、両面に画像形成を行うことが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の第１実施形態にかかる画像形成装置１の内部構造を説明するための縦断面図である。この画像形成装置１は、たとえば複写機として使用できる装置である。画像形成装置１は、画像形成装置本体２と、画像形成装置本体２の上部に備えられた自動原稿搬送装置３と、画像形成装置本体２の左側面２ａに装着された両面ユニット４と備えている。
【００１２】
両面ユニット４には、画像形成装置本体２の左側面２ａ（下方）の手差しトレイ８を開けた状態で画像形成装置本体２の左側面２ａに装着されている。手差しトレイ８を開けると、用紙取込み口１９が露出している。両面ユニット４は、その用紙取込み口１９に用紙を搬送するようにされている。
画像形成装置本体２の上部には、画像読取ユニット５が設けられている。画像読取ユニット５の下方には、複写された用紙を受ける排紙トレイ６が備えられている。排紙トレイ６は、画像読取ユニット５の下方に設けられた窓７を通して露出している。つまり、いわゆる胴内排紙型の装置になっている。
【００１３】
画像形成装置本体２の上面には、原稿載置台となる透明なコンタクトガラス９が設けられ、この上面に自動原稿搬送装置３が回動開閉可能に取り付けられている。自動原稿搬送装置３に載置された原稿は１枚ずつコンタクトガラス９上に繰り出され、自動的に原稿読取位置に搬送することができるようになっている。
画像読取ユニット５には、光学系１１が収容されている。光学系１１は、光源１２、反射鏡１３およびレンズ１４を備えている。原稿の反射光は反射鏡１３およびレンズ１４によって所定の方向へと導かれ、ＣＣＤセンサ１５に原稿像が結像される。ＣＣＤセンサ１５は、主走査方向（図１の紙面に垂直な方向）に長手のものであり、このＣＣＤセンサ１５により反射光が電気信号に変換される。ＣＣＤセンサ１５からの信号は、図示しない信号処理部に与えられる。ＣＣＤセンサ１５による電気的な主走査と、光源１２等の副走査方向への移動による原稿の副走査との組合せによって原稿の読取りが達成される。
【００１４】
排紙トレイ６の下方には、光照射ユニット１６が配置されている。この光照射ユニット１６は、図示しない信号処理部からの信号に応じて、所定のビーム光を出力するものである。
画像形成装置本体２の下方には、前方に引き出し可能な用紙カセット１７が収容されている。用紙カセット１７に入れられた用紙は、１枚ずつ給紙ローラ１８で上方へと繰り出される。繰り出された用紙は、レジストローラ対２０へ与えられる。レジストローラ対２０は、用紙の先端が斜めに歪んでいる場合に、用紙の先端を撓ませるいわゆるスキュー補正をし、用紙が真っ直ぐに送られるようにするとともに、用紙の送りタイミングを調整するためのものである。そして、レジストローラ対２０で搬送タイミングが調整された用紙は、上方へと搬送され、感光体ドラム２３と転写ローラ２１との間に与えられる。感光体ドラム２３を含む画像形成ユニット２２によりトナー像が形成され、感光体ドラム２３と転写ローラ２１との間を用紙が通過することにより、感光体ドラム２３表面のトナー像が用紙に転写される。このように、用紙が画像形成装置本体２内を下方から上方へと搬送されて、用紙に画像が形成される。
【００１５】
トナー像が転写された用紙は、感光体ドラム２３の上方に配置された定着装置２９に搬送される。定着装置２９によって加熱および加圧され、溶融したトナー像が用紙上に定着される。トナー像が定着された用紙は、排出路３２を上方へと搬送される。
排出路３２の出口付近には、スイッチバックローラ対３３が配置されている。このスイッチバックローラ対３３は、正転または逆転に回転方向を切換え可能であり、画像が形成された用紙を排紙トレイ６に排出するための排出ローラを兼ねている。
【００１６】
スイッチバックローラ対３３から図１の左側に向かってほぼ水平に、排出路３２と枝分かれした導出路４７が延びている。導出路４７には、用紙を両面ユニット４に搬送するための導出ローラ対４８が配置されている。
排出路３２と導出路４７との枝分かれ部４９には、切換え爪４３が配置されている。この切換え爪４３は、排出路３２を搬送される用紙を、スイッチバックローラ対３３に案内するとともに、スイッチバックされる用紙を導出路４７に案内するためのものである。切換え爪４３は、排出路３２を搬送される用紙をスイッチバックローラ対３３に案内する状態Ａ（図１に実線で示す位置）と、スイッチバックされる用紙を導出路４７に案内する状態Ｂ（図１に一点鎖線で示す位置）とに切換え可能にされている。
【００１７】
また、排出路３２において、スイッチバックローラ対３３の手前近傍には、用紙の端部を検知するための第１マイクロスイッチ４５が配置されている。
さらに、スイッチバックローラ対３３を駆動するためのモータ３４が設けられている。モータ３４の回転駆動力はスイッチバックローラ対３３に与えられるとともに、導出ローラ４８に伝達される。そのために第１ギア群５０が備えられている。
【００１８】
両面ユニット４の上部には、スイッチバックローラ対３３から搬送された用紙が進入する入口７１が形成されていて、この入口７１から両面ユニット４の下部に形成された出口７２まで上下方向に延びる循環路１０が形成されている。この循環路１０の入口７１寄りには、第１搬送ローラ対５２が配置されている。また、循環路１０の出口７２寄りには、第２搬送ローラ対５３が配置されている。第１搬送ローラ対５２は、導出路４７から搬送された用紙を下方に搬送し、第２搬送ローラ対５３は、上方から搬送された用紙を画像形成装置本体２の用紙取込み口１９側へと搬送する。
【００１９】
第２搬送ローラ対５３の上流側近傍には、搬送される用紙を検知するための第２マイクロスイッチ６３が配置されている。
この両面ユニット４には、モータ３４の回転駆動力を第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３に伝達するための第２ギア群５１が備えられている。
この第１実施形態の特徴の一つは、画像形成装置本体２に備えられたスイッチバックローラ３３を駆動するためのモータ３４の回転駆動力によって、両面ユニット４内の第１および第２搬送ローラ５２，５３を回転するようにした点である。
【００２０】
図２は、第１および第２のギア群５０，５１を模式的に説明する図である。
モータ３４の図示しない出力軸には、第１駆動ギア３６が固定されている。スイッチバックローラ対３３の一方（図２で示す下方側）には、このローラの支軸に固定された第１従動ギア３７が設けられている。この第１従動ギア３７と第１駆動ギア３６との間に、第１伝達ギア３８が介在している。そして、第１駆動ギア３６、第１伝達ギア３８および第１従動ギア３７を順次に介して、一方のスイッチバックローラ３３（図２で示す下方側）にモータ３４の回転駆動力が伝達される。
【００２１】
また、導出ローラ対４８の一方（図２で示す上方側）には、このローラの支軸に固定された第２従動ギア（出力ギア）４１が設けられている。この第２従動ギア４１と第１従動ギア３７との間に、第２および第３伝達ギア３９，４０が介在している。そして、第１従動ギア３７、第２伝達ギア３９、第３伝達ギア４０および第２従動ギア４１を順次に介して、一方の導出ローラ４８（図２で示す上方側）にモータ３４の回転駆動力が伝達される。これら、第１駆動ギア３６、第１従動ギア３７、第１伝達ギア３８、第２伝達ギア３９、第３伝達ギア４０および第２従動ギア４１によって、画像形成装置本体２の第１ギア群５０が構成されている。
【００２２】
さらに、第１搬送ローラ対５２の一方（図２で示す左側）には、このローラの支軸に固定された第３従動ギア５５が設けられている。この第３従動ギア５５には、第４伝達ギア５６が連結されており、この第４伝達ギア５６には、第５伝達ギア５７、第６伝達ギア５８および第７伝達ギア５９が順に連結されている。そして、第７伝達ギア５９は、入力ギア６０と噛み合っている。この入力ギア６０は、その一部が両面ユニット４のハウジングから図２の右側へ突出するものである。これら、第３従動ギア５５、第４伝達ギア５６、第５伝達ギア５７、第６伝達ギア５８、第７伝達ギア５９および入力ギア６０によって、両面ユニット４の第２ギア群５１が構成されている。
【００２３】
両面ユニット４を画像形成装置本体２に装着した状態では、入力ギア６０が画像形成装置本体２に嵌り込み、画像形成装置本体２の上記第２従動ギア４１と噛み合う。つまり、第１駆動ギア３６、第１伝達ギア３８、第１従動ギア３７、第２伝達ギア３９、第３伝達ギア４０、第２従動ギア４１、入力ギア６０、第７伝達ギア５９、第６伝達ギア５８、第５伝達ギア５７、第４伝達ギア５６および第３従動ギア５５を順次に介して、一方の第１搬送ローラ５２（図２で示す左側）にモータ３４の回転駆動力が伝達される。
【００２４】
また、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３の各支軸には図示しないプーリが固定されていて、これらのプーリ同士にベルト６２が架け渡されている。これにより、第１搬送ローラ５２に伝達されたモータ３４の回転駆動力が、一方の第２搬送ローラ５３（図２で示す左側）に伝達される。
具体的には、モータ３４が正回転駆動する場合には、第１駆動ギア３６、第１従動ギア３７、第３伝達ギア４０、入力ギア６０、第６伝達ギア５８および第４伝達ギア５６は、図２において矢印で示すように、図２の時計回りに回転する。また、第１伝達ギア３８、第２伝達ギア３９、第２従動ギア４１、第７伝達ギア５９、第５伝達ギア５７および第３従動ギア５５は、図２において矢印で示すように、図２の反時計回りに回転する。これにより、スイッチバックローラ３３は正転するとともに、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は、用紙を上方、すなわち用紙搬送方向と反対方向に搬送する方向に回転することになる。
【００２５】
一方、モータ３４が逆回転駆動する場合には、第１駆動ギア３６、第１従動ギア３７、第３伝達ギア４０、入力ギア６０、第６伝達ギア５８および第４伝達ギア５６は、図２の矢印の反対方向、すなわち図２の反時計回りに回転する。また、第１伝達ギア３８、第２伝達ギア３９、第２従動ギア４１、第７伝達ギア５９、第５伝達ギア５７および第３従動ギア５５は、図２の矢印の反対方向、すなわち図２の時計回りに回転する。これにより、スイッチバックローラ３３は逆転するとともに、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は、用紙を下方に搬送する方向に回転する。
【００２６】
第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３を、スイッチバックローラ対３３を駆動するモータ３４の回転駆動力によって駆動するので、モータの個数を減らすことができ、コストダウンを図ることができる。
画像形成動作が行われているときには、モータ３４が正回転駆動し、スイッチバックローラ対３３は正転しているとともに、第１搬送ローラ対５２および第２搬送ローラ対５３は、用紙を上方に搬送する方向に回転している。そして、切換え爪４３は状態Ａに位置している。
【００２７】
この状態では、第１搬送ローラ対５２および第２搬送ローラ対５３が用紙を上方に搬送する方向に回転するが、第１搬送ローラ対５２および第２搬送ローラ対５３が用紙を上方に搬送する方向に回転する場合には、循環路１０内に用紙は存在しない。これにより、用紙搬送に何ら支障を生じない。
両面複写を行わない場合には、モータ３４は正回転駆動され続ける。したがって、排出路３２へと搬送された用紙は、切換え爪４３によってスイッチバックローラ対３３に案内され、正転するスイッチバックローラ対３３により排紙トレイ６へと排出される。
【００２８】
次に、用紙に両面複写を行う場合について説明する。
図１および図３を参照して、排出路３２へと搬送された用紙が正転するスイッチバックローラ３３に搬送されると、第１マイクロスイッチ４５のアクチュエータが倒れる。そして、用紙の後端がスイッチバックローラ対３３を通過すると、アクチュエータは起き上がって、搬送される用紙の後端が検知できるようになっている。この第１マイクロスイッチ４５の出力に基づき、モータ３４が逆回転駆動され、かつ切換え爪４３が状態Ａから状態Ｂに変位される。これにより、スイッチバックローラ対３３が逆転されるとともに、循環路１０への用紙の進入が可能になる。そして、用紙がスイッチバックされると、第１マイクロスイッチ４５のアクチュエータが再び倒れ、用紙の後端がスイッチバックローラ対３３を通過すると、アクチュエータは起き上がる。そして、用紙は、導出路４７へと搬送され、導出ローラ対４８により両面ユニット４の循環路１０へと搬送される。
【００２９】
この状態では、モータ３４が逆回転駆動しているので、第１搬送ローラ対５２および第２搬送ローラ対５３は、用紙を下方に搬送する方向に回転している。このため、循環路１０へと進入した用紙は、用紙が循環路１０を通って第２搬送ローラ対５３に搬送される。
用紙が第２搬送ローラ対５３に搬送されると、第２マイクロスイッチ６３のアクチュエータが倒れる。そして、用紙の後端が第２搬送ローラ対５３を通過すると、アクチュエータは起き上がって、搬送される用紙の後端が検知できるようになっている。この第２マイクロスイッチ６３の出力に基づき、用紙後端を検知してからＴ秒後に、それまで逆回転駆動していたモータ３４が正回転駆動され、かつ切換え爪４３が状態Ｂから状態Ａに変位される。これにより、それまで逆転されていたスイッチバックローラ対３３は正転される。
【００３０】
そして、第２搬送ローラ対５３を通過した用紙は、画像形成装置本体２内の用紙取込み口１９へと搬送され、レジストローラ対２０に与えられる。そして、レジストローラ対２０から転写ローラ２１に搬送され、用紙の画像が形成されていない面に画像が転写され、排出路３２に搬送される。排出路３２へと搬送された用紙は、切換え爪４３によってスイッチバックローラ対３３に案内され、正転するスイッチバックローラ対３３により排紙トレイ６へと排出される。これにより、用紙の両面に画像が形成される。
【００３１】
また、モータ３４の正回転駆動時には、回転数を画像形成のための搬送速度と同期するように設定する必要があるが、モータ３４の逆回転駆動時には、回転数をこの正転時における回転数よりも高く設定することもできる。これにより、用紙が両面ユニット４の循環路１０を通過するのに要する時間を短縮することができる。これにより、両面複写時の所要時間を短縮することができる。
次に、この発明の第２実施形態について説明する。両面ユニット４を後付けするタイプの画像形成装置は一般的に小型のものである。この小型の画像形成装置でサイズの大きな用紙（たとえばＡ３サイズの用紙）に両面複写を行うために、第２実施形態では以下の工夫が施されている。
【００３２】
図４は、この発明の第２実施形態を説明するための図である。図４（ａ）はスイッチバックローラ対３３の周辺の構成を示す横断面図であり、図４（ｂ）は第１搬送ローラ対５２および第２搬送ローラ対５３の周辺の構成を示す縦断面図である。この第２実施形態が第１実施形態と異なるところは、スイッチバックローラ対３３の周辺の構成および第２搬送ローラ対５３の周辺の構成である。この第２実施形態の特徴は、モータ３４の正回転駆動時においては、両面ユニット４の第１および第２搬送ローラ５２，５３に、モータ３４の回転駆動力が伝達されない点にある。
【００３３】
図４（ａ）を参照して、スイッチバックローラ対３３の周辺の構成について具体的に説明する。スイッチバックローラ３３の支軸３３Ａの前側端部（図４（ａ）で示す右側）には、第１従動ギア３７のほか、第２駆動ギア３７Ａが固定されている。この第１従動ギア３７は、上述の第１実施形態と同様、第１伝達ギア３８を介して第１駆動ギア３６に連結している。この第２実施形態では、第２駆動ギア３７Ａが、第２および第３伝達ギア３９，４０を介して、導出ローラ４８（図４（ａ）では図示しない）の支軸に固定された第２従動ギア（出力ギア）４１に連結されている。
【００３４】
そして、第１駆動ギア３６、第１伝達ギア３８および第１従動ギア３７を順次に介して、スイッチバックローラ３３にモータ３４の回転駆動力が伝達される。この回転駆動力が支軸３３Ａに伝達され、支軸３３Ａから第２駆動ギア３７Ａ、第２および第３伝達ギア３９，４０を介して、導出ローラ４８に伝達されるようになっている。
第２駆動ギア３７Ａには、ワンウェイクラッチ７５が取り付けられている。このワンウェイクラッチ７５は、一方向の回転のみを伝達するための駆動伝達部材であり、第２駆動ギア３７Ａが図５で示す反時計回りにのみ回転するように取り付けられている。具体的には、支軸３３Ａが図５で示す時計回りとなるときには第２駆動ギア３７Ａと噛み合わず、第２駆動ギア３７Ａは回転しない。そして、支軸３３Ａが図５で示す反時計回りとなるときには第２駆動ギア３７Ａと噛み合い、反時計回りに回転する。
【００３５】
次に、図４（ｂ）を参照して、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３の周辺の構成について具体的に説明する。第１搬送ローラ５２の支軸５２Ｂの右側端部には第１プーリ５２Ａが固定されており、第２搬送ローラ５３の支軸５３Ｂの右側端部には、第２プーリ５３Ａが固定されている。第１および第２プーリ５２Ａ，５３Ａ同士はべルト６２によって架け渡されていて、これにより、第２ギア群５１を介して第１搬送ローラ５２の支軸５２Ｂから伝達されたモータ３４の回転駆動力が、第１プーリ５２Ａおよびベルト６２を介して第２プーリ５３Ａに伝達され、さらに支軸５３Ｂを介して第２搬送ローラ５３に伝達されるようになっている。
【００３６】
第２プーリ５３Ａには、ワンウェイクラッチ７６が取り付けられている。ワンウェイクラッチ７６は、一方向の回転のみを伝達するための駆動伝達部材であり、第２プーリ５３Ａが図５で示す時計回りにのみその支軸５３Ｂが回転するように取り付けられているのである。このため、支軸５３Ｂが図５で示す反時計回りとなるときには第２プーリ５３Ａと支軸５３Ｂと噛み合い、この支軸５３Ｂによって回転する。また、支軸５３Ｂが図５で示す反時計回りとなるときには第２プーリ５３Ａは第２プーリ５３Ａと噛み合わず、第２プーリ５３Ａは回転しない。
【００３７】
上記のワンウェイクラッチ７５，７６は、公知の構成であり、詳しい説明は省略する。図５は、第２実施形態にかかるギアを回転を説明するための模式図である。
モータ３４が正回転駆動する場合には、第１駆動ギア３６および第１従動ギア３７は、図５において矢印で示すように、図５の時計回りに回転する。また、第１伝達ギア３８、第２伝達ギア３９は、図５において矢印で示すように、図５の反時計回りに回転する。第２伝達ギア３９の回転にともなって、スイッチバックローラ３３の支軸３３Ａも図５の反時計回りに回転するが、ワンウェイクラッチ７５の働きにより支軸３３Ａの反時計回りの回転は第２駆動ギア３７Ａに伝達されず、第３伝達ギア４０、第２従動ギア４１、入力ギア６０、第４〜第７伝達ギア５６〜５９、第３従動ギア５５は回転しない。これにより、スイッチバックローラ３３は正転するが、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は回転しない。
【００３８】
ところで、スイッチバックローラ対３３において発生した用紙ジャムを解消するには、ユーザが、図示しないカバーを開けて、用紙を排紙トレイ側に引き出す。このときには、スイッチバックローラ３３を正転させて、用紙が引き出されるわけであるが、この場合に、第１駆動ギア３６、第１従動ギア３７、第１伝達ギア３８および第２伝達ギア３９を回転させるものだけでスイッチバックローラ３３を正転させることができる。このため、用紙ジャムの解消に大きな力が必要とならない。
【００３９】
一方、モータ３４が逆回転駆動する場合には、第１駆動ギア３６、第１従動ギア３７、第３伝達ギア４０、入力ギア６０、第６伝達ギア５８および第４伝達ギア５６は、図５の反時計回りに回転する。また、第１伝達ギア３８、第２伝達ギア３９、第２従動ギア４１、第７伝達ギア５９、第５伝達ギア５７および第３従動ギア５５は、図５の時計回りに回転する。これにより、スイッチバックローラ３３は逆転するとともに、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は、用紙を下方に搬送する方向に回転する。
【００４０】
第２実施形態にかかる画像形成装置のその他の箇所は、図１における説明と異なるところがほとんどないので、以下の説明には図１を参照する。第１の実施形態においてした説明のように、用紙カセット１７から１枚ずつ給紙ローラ１８で上方へと繰り出された用紙は、レジストローラ対２０で用紙の送りタイミングが調整され、上方へと搬送され、画像形成ユニット２２により画像が形成される。そして、画像が形成された用紙は、排出路３２を上方へと搬送される。
【００４１】
画像形成動作が行われているときには、モータ３４が正回転駆動している。このとき、スイッチバックローラ３３は正転しているが、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は回転しない。そして、切換え爪４３は状態Ａに位置している。
モータ３４の正回転駆動時、すなわち、スイッチバックローラ３３が正転するときには、第２駆動ギア３７Ａ、第３伝達ギア４０、第２従動ギア４１、入力ギア６０、第４〜第７伝達ギア５６〜５９、第３従動ギア５５が回転しない。一方、モータ３４の正回転駆動時おいては導出路４７や循環路１０に用紙が存在しないので、これにより、画像形成装置１での不必要なギア音の発生を抑えることができる。
【００４２】
両面複写を行わない場合には、モータ３４は正回転駆動され続ける。したがって、排出路３２へと搬送された用紙は、切換え爪４３によってスイッチバックローラ３３対に案内され、正転するスイッチバックローラ対３３により排紙トレイ６へと排出される。
次に、用紙に両面複写を行う場合について説明する。
図１および図６を参照して、排出路３２へと搬送された用紙が正転するスイッチバックローラ３３に搬送されると、第１マイクロスイッチ４５のアクチュエータが倒れる。そして、用紙の後端がスイッチバックローラ対３３を通過すると、アクチュエータは起き上がって、搬送される用紙の後端が検知できるようになっている。この第１マイクロスイッチ４５の出力に基づき、モータ３４が逆回転駆動され、かつ切換え爪４３が状態Ａから状態Ｂに変位される。これにより、スイッチバックローラ３３が逆転されるとともに、循環路１０への用紙の進入が可能になる。そして、用紙がスイッチバックされると、第１マイクロスイッチ４５のアクチュエータが再び倒れ、用紙の後端がスイッチバックローラ対３３を通過すると、アクチュエータは起き上がる。そして、用紙は、導出路４７へと搬送され、導出ローラ対４８により両面ユニット４の循環路１０へと搬送される。
【００４３】
この状態では、モータ３４が逆回転駆動しているので、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は、用紙を下方に搬送する方向に回転している。このため、循環路１０へと進入した用紙は、用紙が循環路１０を通って第２搬送ローラ対５３に搬送される。
用紙が第２搬送ローラ対５３に搬送されると、第２マイクロスイッチ６３のアクチュエータが倒れる。そして、用紙の前端がレジストローラ対２０から転写ローラ２１に搬送され、用紙の画像が形成されていない面に画像が転写され、排出路３２に搬送される。
【００４４】
画像形成装置１は小型のものであり、用紙が大きなサイズのものであるので、用紙の前端が排出路３２へと導かれたときに、用紙の後端は、まだ、第２搬送ローラ対５３を通過していない。つまり、用紙の後端が第２搬送ローラ対５３を通過していない時点で、スイッチバックローラ対３３を正転させたい。
第２マイクロスイッチ６３は、このサイズの大きな用紙の前端が排出路３２に導かれたときに、その後端を検知できるようになっている位置に配置されている。用紙の後端が第２マイクロスイッチ６３を通過すると、アクチュエータは起き上がって、搬送される用紙の後端が検知できるようになっている。この第２マイクロスイッチ６３の出力に基づき、それまで逆回転駆動していたモータ３４が正回転駆動され、かつ切換え爪４３が変位する。そして、逆転されていたスイッチバックローラ３３が正転されるとともに、第２搬送ローラ５３は空転する。
【００４５】
特に、第２プーリ５３Ａにワンウェイクラッチ７６を設け、第２搬送ローラ５３を空転させるようにしたのは、以下の理由による。すなわち、第２プーリ５３Ａにワンウェイクラッチ７６を設けないとすれば、第２搬送ローラ対５３によりニップされた用紙を搬送させるには、第１および第２のギア群５０，５１に連結された第２搬送ローラ５３を、用紙を下方に搬送する方向に回転させる必要がある。この実施形態では、多数のギアにより駆動力の伝達を行っているので、第２搬送ローラ５３を回転させるには大きな力が必要となってしまい、レジストローラ２０の力だけでは、良好な用紙搬送が行えない。そして、第２搬送ローラ５３を空転するようにしたので、モータ３４が正回転駆動しているときに、レジストローラ２０の力だけで、第２搬送ローラ５３を用紙を下方に搬送する方向に回転させることができ、良好な用紙搬送が行える。したがって、用紙の後端が第２搬送ローラ対５３を通過する前に、用紙の前端が排出路３２に導かれても、用紙が良好に搬送される。
【００４６】
そして、排出路３２へと搬送された用紙は、切換え爪４３によってスイッチバックローラ対３３に案内され、正転するスイッチバックローラ対３３により排紙トレイ６へと排出される。これにより、用紙の両面に画像が形成される。
以上、大きなサイズの用紙（たとえばＡ３サイズ）に両面複写を行う場合について説明したが、通常のサイズの用紙（たとえばＡ４サイズ）に両面複写を行う際、用紙の後端が第２搬送ローラ５３対を通過する前に、用紙の前端が排出路３２に導かれるようにすることもできる。この場合には、第２搬送ローラ対５３から排出路３２までの通路長さを通常のサイズの用紙の用紙長さよりも短く設定することが可能である。これにより、さらに装置の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、第２プーリ５３Ａではなく、第１プーリ５２Ａに、ワンウェイクラッチ７６を設けることもできる。このときには、モータ３４が正回転駆動しているときに、第２搬送ローラ５３を下方に用紙を搬送する方向に回転させるためには、第２搬送ローラ５３、第１および第２プーリ５２Ａ，５３Ａ、およびベルト６２を回転させればよく、大きな力を要しない。つまり、第２搬送ローラ５３は、レジストローラ対２０からの力によって、用紙を下方に搬送する方向に回転することになる。これにより、用紙の搬送を妨げることがない。
【００４８】
さらに、ワンウェイクラッチを第３従動ギア５５を設けて、第３従動ギア５５が図５で示す時計回りにのみ回転するように取り付けられていてもよい。このときには、モータ３４が正回転駆動しているときに、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３、第１および第２プーリ５２Ａ，５３Ａおよびベルト６２を回転させればよく、大きな力を要しない。つまり、第１搬送ローラ５２および第２搬送ローラ５３は、レジストローラ対２０からの力によって、用紙を下方に搬送する方向に回転することになる。これにより、用紙の搬送を妨げることがない。言い換えれば、第２搬送ローラ対５３から排出路３２までの通路長さを通常のサイズの用紙の用紙長さよりも短く設定することが可能である。これにより、さらに装置の小型化を図ることができる。
【００４９】
また、第２駆動ギア３７Ａにワンウェイクラッチを設けなくてもよい。つまり、両面ユニット側だけにワンウェイクラッチを設ける構成であってもよい。
さらにまた、第２駆動ギア３７Ａ等本体２側にだけワンウェイクラッチを設ける構成であってもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態にかかる画像形成装置の内部構造を説明するための縦断面図である。
【図２】第１および第２のギア群を模式的に説明する図である。
【図３】モータの制御動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】この発明の第２実施形態を説明するための要部断面図である。
【図５】第１および第２のギア群を模式的に説明する図である。
【図６】モータの制御動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
２ 画像形成装置本体
４ 両面ユニット
１０ 循環路
３３ スイッチバックローラ対
３４ モータ
４１ 第２従動ギア（出力ギア）
５１ 第２ギア群
５５ 第３従動ギア
５６ 第４伝達ギア
５７ 第５伝達ギア
５８ 第６伝達ギア
５９ 第７伝達ギア
６０ 入力ギア
５２ 第１搬送ローラ対
５３ 第２搬送ローラ対
７５ ワンウェイクラッチ
７６ ワンウェイクラッチ
Claims (2)
- 画像形成装置本体と、画像形成装置本体の側面に着脱可能な両面ユニットとを有する画像形成装置であって、
上記画像形成本体には、
上記画像形成本体内を上方へ搬送されてきた画像が形成された用紙を所定の排出方向に搬送する正転、およびこの用紙を両面ユニット側へ搬送する逆転に、回転方向を切換え可能な、排出路の出口付近に配置されたスイッチバックローラと、
上記スイッチバックローラを正転および逆転に回転させるために、第１方向および第２方向に回転可能なモータと、
上記画像形成本体の側面近傍に配置され、上記モータの回転駆動力を画像形成装置本体の側面に装着される両面ユニットへ伝達するための出力ギアと、
上記スイッチバックローラと同軸上に設けられ、モータが第１方向へ回転してスイッチバックローラを正転させるときには回転されず、モータが第２方向へ回転してスイッチバックローラを逆転させるときにはスイッチバックローラに同期して回転するように一方向の回転のみを伝達するワンウェイクラッチが取り付けられた駆動ギヤおよびその駆動ギヤの回転力を上記出力ギヤへ伝達する第１ギヤ群とが備えられ、
上記両面ユニットには、
上部に形成された入口と、
下部に形成された出口と、
上記入口から上記出口まで上下方向に延び、上記入口から進入する用紙を上記画像形成装置本体の下部へと導く循環路と、
循環路に沿って配置され、循環路内の用紙を搬送するための搬送ローラと、
上記両面ユニットが上記画像形成装置本体に装着されたときに上記出力ギアと噛み合い、上記モータの回転駆動力を上記搬送ローラに伝達するための第２ギア群とが備えられていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１記載の画像形成装置において、
上記モータが第１方向に回転駆動しているときに、上記搬送ローラから上記第２ギア群に駆動が伝達されないようになっていて、
上記搬送ローラは、用紙を下方に搬送させる方向に回転可能とされており、
循環路には、搬送ローラの上流側に、循環路を搬送される用紙の後端を検知するためのスイッチが備えられ、
スイッチが循環路を搬送される用紙の後端を検知したことに基づき、前記モータが逆回転駆動から正回転駆動に切り換えられることを特徴とする画像形成装置。
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