JP4858832B2 - 駆動切換え機構及びこれを有する画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、駆動切換え機構及びこれを有する画像形成装置に関するものである。
プリンタ、複写機またはファクシミリなどの両面ユニットを備えた画像形成装置において、駆動を切換えるための切換え手段が設けられたものが知られている。例えば、シートの反転搬送時において、ソレノイドの励磁によって、カム部材を回転させることにより揺動させて、第２伝達ギアと第２出力ギアとを噛み合わせ、駆動ローラを逆方向に回転させるものが公知である（例えば特許文献１）。また、両面オプション内のロッドが装置本体内のリンク部材を押し、ギアの連結を切り離し、両面オプション内のギアと装置本体内のギアとを連結させるものが公知である（例えば特許文献２）。
特開２００２−１０４７０６ 特開２００５−２０２０９０
しかしながら、いずれの従来技術においても、両面ユニットを使用する際に他のギアとの連結が解除された空転ギアが存在する。この空転ギアは、負荷がかかっていないため、振動や騒音の発生源となっていた。
本発明の目的とするところは、振動及び騒音を抑制する駆動切換え装置及びこれを有する画像形成装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の第１の特徴とするところは、第１のギアと、第２のギアと、前記第１のギアと前記第２のギアとを移動可能に支持する支持部材と、前記支持部材に固定されたピニオンギアと、前記支持部材を移動させ、前記第１のギアにより入力し前記第２のギアにより出力する状態と、前記第２のギアにより入力し前記第１のギアにより出力する状態とを切換える切換え手段と、を有し、前記切換え手段は、前記ピニオンギアに噛合うラックを有することを特徴とする駆動切換え機構にある。したがって、駆動切換え機構における入力と出力のギアそれぞれが駆動の伝達に利用され、少なくとも入力と出力のギアに関して無駄な空転が生じないので、振動及び騒音が抑制される。
また、ラックの移動量に対して第１のギア及び第２のギアを大きく移動させることができ、様々なギア列のレイアウトが容易となる。
好適には、前記第１のギアと前記第２のギアとに噛合う揺動ギアをさらに有し、この揺動ギアは、前記支持部材に回動自在に支持されている。
好適には、前記ピニオンギアは前記揺動ギアと同軸である。したがって、支持部材は、揺動ギアの支持軸を支点として回動する。
本発明の第２の特徴とするところは、画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体に設けられ、シート状に画像を形成する像形成手段と、前記像形成手段によって一方の面に画像が形成されたシートの一部分を前記画像形成装置本体外に排出した後に、このシートを逆方向に搬送する排出ロールと、前記画像形成装置本体に着脱自在に設けられ、前記排出ロールによって搬送されたシートを反転させながら前記像形成手段へと再搬送する両面ユニットと、前記画像形成装置本体に設けられ、前記排出ロールを駆動する駆動手段と、前記駆動手段と前記排出ロールとを連結する駆動切換え機構と、を有し、前記駆動切換え機構は、第１のギアと、第２のギアと、前記第１のギアと前記第２のギアとを移動可能に支持する支持部材と、前記支持部材に固定されたピニオンギアと、前記支持部材を移動させ、前記第１のギアにより入力し前記第２のギアにより出力する状態と、前記第２のギアにより入力し前記第１のギアにより出力する状態とを切換える切換え手段と、を有し、前記切換え手段は、前記ピニオンギアに噛合うラックを有することを特徴とする画像形成装置にある。したがって、駆動切換え機構における入力と出力のギアそれぞれが駆動伝達に利用され、少なくとも入力と出力のギアに関して無駄な空転が生じないので、振動及び騒音が抑制される。
好適には、前記ラックは前記両面ユニットに設けられている。したがって、両面ユニットを画像形成装置本体に装着することにより、駆動切換え機構における出力方向の切換えが行なわれる。
好適には、前記両面ユニットは前記排出ロールを駆動する駆動手段をさらに有する。したがって、画像形成装置本体の構造が簡素化される。
好適には、前記両面ユニットには前記駆動手段と連結し、駆動方向を切換え可能な駆動方向切換え手段が設けられている。したがって、画像形成装置本体内に排出ロールを逆転させる専用モータが不要となる。
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２内に像形成手段１４が搭載され、この画像形成装置本体１２の上部に排出部１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に後述する給紙装置１８が設けられている。また、この画像形成装置本体１２の後面（図１に左側面）には、両面ユニット２２が着脱自在に装着されている。この両面ユニット２２は、後述する反転路５０が設けられた両面ユニット本体２４を有する。
像形成手段１４は、たとえば電子写真方式のもので、感光体からなる像坦持体２６と、この像坦持体２６を一様帯電するたとえば帯電ロールからなる帯電装置２８と、この帯電装置２８により帯電された像坦持体２６に、光により潜像を書き込む光書込み装置３０と、この光書込み装置３０により形成された像担持体２６の潜像を現像剤により可視化する現像装置３２と、この現像装置３２による現像剤をシートに転写する例えば転写ロールからなる転写装置３４と、像坦持体２６に残存する現像剤をシートに転写する例えばブレードからなるクリーニング装置３６と、転写装置３４により転写されたシート上の現像剤像をシートに定着させる例えば加圧ロールと加熱ロールからなる定着装置３８とから構成されている。光書込み装置３０は、例えば走査型のレーザ露光装置からなり、給紙装置１８の給紙カセット２０と平行で画像形成装置本体１２の前面（図１の右側面）近傍に配置され、現像装置３２内を横切って像坦持体２６を露光する。また、現像装置３２は、像坦持体２６と対向する現像ロール４２を有する。
プロセスカートリッジ４０は、像坦持体２６、帯電装置２８、現像装置３２及びクリーニング装置３６を一体化したものである。このプロセスカートリッジ４０は、排出部１６の直近下方に配置され、画像形成装置本体１２に着脱自在に設けられている。
また、画像形成装置本体１２には、例えばレジストロール４４が転写装置３４の上流側（図１の下方側）に配置されている。給紙装置１８から搬送路４５に搬送されたシートは、このレジストロール４４により一時停止され、所定のタイミングで像形成手段１４に送られて像が形成され、排出ロール４６により排出部１６へ排出される。
ただし、両面印刷の場合は、反転路５０に戻される。即ち、排出ロール４６の手前は２股に分かれ、その分かれた部分に切換爪（図示省略）が設けられていると共に、分かれた部分からレジストロール４４まで戻る反転路５０が形成されている。この反転路５０には搬送ロール５２ａ〜５２ｃが設けられており、両面印刷の場合には、切換爪（図示省略）が反転路５０を開く側に切り換えられ、シートの一部が画像形成装置本体１２外に排出された時点で排出ロール４６が逆回転し、シートが反転しながら排出部１６と逆方向の反転路５０に導かれ、レジストロール４４、転写装置３４と像坦持体２６との間及び定着装置３８に再搬送され、排出部１６へ排出されるものである。
給紙装置１８は、給紙カセット２０、ピックアップロール５４、フィードロール５６及びリタードロール５８を有している。ピックアップロール５４は、給紙カセット２０に設けられた最上位のシートに当接し、該シートをピックアップする。フィードロール５６及びリタードロール５８は、互いに接触するようピックアップロール５４の下流方向側に配置されており、ピックアップロール５４よりピックアップされた最上位のシートのみを給紙するよう協働してシートを捌くようになっている。
次に図２乃至４に基づいて駆動切換え機構６０の一例を説明する。
図２に示すように、画像形成装置本体１２には駆動手段としての正転モータ６２が配設されており、この正転モータ６２には正転モータギア６４が設けられている。この正転モータ６２は、一方向（図２の矢印Ａ方向）にのみ駆動するモータである。さらに画像形成装置本体１２には、第１のアイドラギア６６、第１の連結ギア６８、第２の連結ギア７０、フィードギア７２、搬送ギア７４、揺動ギア列７６及び排出ギア８６が配設されている。
第１のアイドラギア６６は、揺動ギア列７６の駆動側に設けられ、揺動ギア列７６が所定の位置にあるときに該揺動ギア列７６の一部と連結するように配設されている。また、第１の連結ギア６８は、第２の連結ギア７０とフィードロール５６の同軸上に設けられたフィードギア７２とに連結するように配設されており、第２の連結ギア７０は、搬送ロール５２ｃの同軸上に設けられた搬送ギア７４に連結するように配設されている。したがって、正転モータ６２は、正転モータギア６４、第１のアイドラギア６６、第１の連結ギア６８及びフィードギア７２を介してフィードロール５６を正転（図２の矢印Ｂ方向に回転）させ、正転モータギア６４、第１のアイドラギア６６、第１の連結ギア６８、第２の連結ギア７０及び搬送ギア７４を介して搬送ロール５２ｃを正転（図２の矢印Ｃ方向に回転）させるようになっている。
排出ギア８６は、排出ロール４６の同軸上に設けられている。この排出ギア８６は、揺動ギア列７６の負荷側に設けられ、揺動ギア列７６が所定の位置にあるときに該揺動ギア列７６の一部と連結するように配設されている。
また、両面ユニット本体２４には、駆動手段としての正逆転モータ８８、正逆転モータギア９０及び第２のアイドラギア９２が設けられている。正逆転モータ８８は、二方向に駆動するモータであり、正逆転（図２の矢印Ｄ及び矢印Ｅ方向に回転）が可能となっている。第２のアイドラギア９２は、正逆転モータギア９０に連結するように配設されている。この第２のアイドラギア９２は、揺動ギア列７６の駆動側に設けられ、後述するように両面ユニット２２を画像形成装置本体１２に装着した際に、該揺動ギア列７６の一部と連結するようになっている。
なお、両面ユニット本体２４に一方向にのみ駆動する正転モータを設け、該正転モータと連結する駆動方向を切換え可能な駆動方向切換え手段を設けるようにしてもよく、画像形成装置本体１２に装着した際に正転モータ６２と連結するギア列を設け、両面ユニット本体２４内に該ギア列と連結する駆動方向を切換え可能な駆動方向切換え手段を設けるようにしてもよい。
両面ユニット本体２４の側面（図２の右側面）には、該両面ユニット本体２４より水平方向に突出した細長い棒状のラック９６が設けられている。
図３にも示すように、駆動切換え機構６０は、揺動ギア列７６、揺動支持部材８４及び切換え手段９４を有する。揺動ギア列７６は、第１のギアとしての第１の揺動アイドラギア７８、第２のギアとしての第２の揺動アイドラギア８０及び揺動ギアとしての揺動支点ギア８２からなる。
揺動支持部材８４は、頂点部が丸みを帯びた略三角形状に形成されており、１つの頂点部近傍にはピニオンギア８４ａが設けられている。このピニオンギア８４ａは、一部に切り欠きが施されたＤ字状に形成され、揺動支持部材８４と一体に設けられている。揺動支持部材８４には支持軸７８ａ及び支持軸８０ａが設けられており、それぞれ支持軸７８ａには第１の揺動アイドラギア７８が、支持軸８０ａには第２の揺動アイドラギア８０が回転自在に支持されている。
揺動支点ギア８２は、第１の揺動アイドラギア７８と第２の揺動アイドラギア８０と噛合うように配置されており、揺動支持部材８４に設けられた支持軸８２ａに回転自在に支持されている。この支持軸８２ａは、ピニオンギア８４ａの回転中心位置に設けられ、該ピニオンギア８４ａと揺動支点ギア８４とを同軸で支持しており、一方の端部が画像形成装置本体１２に回動自在に設けられている。
したがって、揺動支持部材８４は、第１の揺動アイドラギア７８と第２の揺動アイドラギア８０とを移動可能に支持している。
切換え手段９４は、上述したピニオンギア８４ａと該ピニオンギア８４ａに噛合うラック９６とを有する。このピニオンギア８４ａとラック９６とが噛合うことにより、ラック９６の直進運動がピニオンギア８４ａの円運動に変換され、揺動支持部材８４が回動するようになっている。
図２に示すように、画像形成装置本体１２に対して両面ユニット２２が取り外された状態にあるときは、正転モータギア６４、第１のアイドラギア６６、第１の揺動アイドラギア７８、揺動支点ギア８２、第２の揺動アイドラギア８０及び排出ギア８６が連結している。したがって、排出ロール４６は、正転モータ６２の駆動により正転（図２の矢印Ｆ方向に回転）するようになっている。
図４に示すように、画像形成装置本体１２へ両面ユニット２２の装着を開始すると、ラック９６とピニオンギア８４ａとが噛合い、揺動支持部８４が支持軸８２ａを支点として回動（図４の矢印Ｈ方向に移動）する。このとき、第１の揺動アイドラギア７８と第１のアイドラギア６６との連結が解除され、また第２の揺動アイドラギア８０と排出ギア８６との連結が解除される。両面ユニット２２の装着が完了すると、ラック９６の水平移動に伴ってピニオンギア８４ａが所定量回動することで、第１の揺動アイドラギア７８と排出ギア８６とが連結し、また第２に揺動アイドラギア８０と第２のアイドラギア９２とが連結する。これにより、正逆転モータ９０、第２のアイドラギア９２、第２の揺動アイドラギア８０、揺動支点ギア８２、第１の揺動アイドラギア７８及び排出ギア８６が連結する。したがって、排出ロール４６は、正逆転モータ８８の駆動により正逆転（図２の矢印Ｆ方向及びＧ方向に回転）するようになる。
このように、画像形成装置本体１２に対して両面ユニット２２を着脱することにより、排出ロール４６の駆動の切換えを行なうことができる。具体的には、両面ユニット２２のラック９６とピニオンギア８４ａとの噛合いにより揺動支持部８４が回動することで、第１の揺動アイドラギア７８及び第２の揺動アイドラギア８０が移動し、駆動切換え機構６０における出力方向が切換えられる。これにより、駆動切換え機構６０における入力と出力のギアそれぞれが駆動の伝達に利用され、少なくとも入力と出力のギアに関して無駄な空転を生じさせず、振動及び騒音を抑制することができる。
また、切換え手段としてラック９６とピニオンギア８４ａとを用いることにより、両面ユニット２２の移動量に対して第１の揺動アイドラギア７８及び第２の揺動アイドラギア８０を大きく移動させることができ、ギア列の様々なレイアウトが容易となる。さらに、ラック９６とピニオンギア８４ａとのギア比を変更することにより、両面ユニット本体２４の移動量と揺動支持部材８４の回動量とを容易に調整することができる。
また、画像形成装置本体１２に対して両面ユニット２２を装着したときには、排出ロール４６を両面ユニット本体２４内の正逆転モータ８８で正逆転することができるので、画像形成装置本体１２内に切換え手段を有するものと比較すると、画像形装置本体１２内の構造を簡素化することができる。また、両面ユニット２２を用いない場合には、画像形成装置本体１２内に排出ロール４６を逆転させる専用モータを備えるものと比較すると、騒音および消費電力を抑えることができる。
次に第２の実施形態について図５に基づいて説明する。
本実施形態における両面ユニット本体２４には、駆動手段としての正逆転（図５の矢印Ｄ及び矢印Ｅ方向に回転）が可能な正逆転モータ８８、正逆転モータギア９０及び第２のアイドラギア９２、第２の連結ギア７０及び搬送ギア７４が設けられている。第２の連結ギア７０は、搬送ロール５２ｃの同軸上に設けられた搬送ギア７４に連結するように配設されている。この第２の連結ギア７０は、両面ユニット２２を画像形成装置本体１２に装着した際に、第１の連結ギア６８と連結するようになっている。
このように、両面ユニット本体２４に第２の連結ギア７０及び搬送ギア７４を設けることにより、両面ユニット２２を装着しない場合において、搬送ロール５２ｃの無駄な回転を防止することができる。また、両面ユニット２２を装着しない場合には、画像形成装置本体１２をより小型化することができる。
以上述べたように、本発明は、振動及び騒音を抑制する必要がある駆動切換え装置とこれを有する画像形成装置に利用することができる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る両面ユニットを画像形成装置本体から取り外した状態における切換え装置の周辺構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る切換え装置の概要示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態に係る両面ユニットを画像形成装置本体に装着した状態における切換え装置の周辺構造を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る両面ユニットを画像形成装置本体から取り外した状態における切換え装置の周辺構造を示す断面図である。
符号の説明
１０ 画像形成装置
１２ 画像形成装置本体
１４ 像形成手段
２２ 両面ユニット
４６ 排出ロール
６０ 駆動切換え機構
６２ 正転モータ
７８ 第１の揺動アイドラギア
８０ 第２の揺動アイドラギア
８２ 揺動支点ギア
８４ 揺動支持部材
８４ａ ピニオンギア
８８ 正逆転モータ
９４ 切換え手段
９６ ラック

Claims (9)

  1. 第１のギアと、
    第２のギアと、
    前記第１のギアと前記第２のギアとを移動可能に支持する支持部材と、
    前記支持部材に固定されたピニオンギアと、
    前記支持部材を移動させ、前記第１のギアにより入力し前記第２のギアにより出力する状態と、前記第２のギアにより入力し前記第１のギアにより出力する状態とを切換える切換え手段と、
    を有し、
    前記切換え手段は、前記ピニオンギアに噛合うラックを有することを特徴とする駆動切換え機構。
  2. 前記第１のギアと前記第２のギアとに噛合う揺動ギアをさらに有し、
    この揺動ギアは、前記支持部材に回動自在に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動切換え機構。
  3. 前記ピニオンギアは前記揺動ギアと同軸であることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動切換え機構。
  4. 画像形成装置本体と、
    前記画像形成装置本体に設けられ、シート状に画像を形成する像形成手段と、
    前記像形成手段によって一方の面に画像が形成されたシートの一部分を前記画像形成装置本体外に排出した後に、このシートを逆方向に搬送する排出ロールと、
    前記画像形成装置本体に着脱自在に設けられ、前記排出ロールによって搬送されたシートを反転させながら前記像形成手段へと再搬送する両面ユニットと、
    前記画像形成装置本体に設けられ、前記排出ロールを駆動する駆動手段と、
    前記駆動手段と前記排出ロールとを連結する駆動切換え機構と、
    を有し、
    前記駆動切換え機構は、
    第１のギアと、
    第２のギアと、
    前記第１のギアと前記第２のギアとを移動可能に支持する支持部材と、
    前記支持部材に固定されたピニオンギアと、
    前記支持部材を移動させ、前記第１のギアにより入力し前記第２のギアにより出力する状態と、前記第２のギアにより入力し前記第１のギアにより出力する状態とを切換える切換え手段と、
    を有し、
    前記切換え手段は、前記ピニオンギアに噛合うラックを有することを特徴とする画像形成装置。
  5. 前記第１のギアと前記第２のギアとに噛合う揺動ギアをさらに有し、
    この揺動ギアは、前記支持部材に回動自在に支持されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
  6. 前記ピニオンギアは前記揺動ギアと同軸であることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
  7. 前記ラックは前記両面ユニットに設けられていることを特徴とする請求項４乃至６いずれかに記載の画像形成装置。
  8. 前記両面ユニットは前記排出ロールを駆動する駆動手段をさらに有することを特徴とする請求項４乃至７いずれか記載の画像形成装置。
  9. 前記両面ユニットには前記駆動手段と連結し、駆動方向を切換え可能な駆動方向切換え手段が設けられてい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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