JP6205916B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本構成によれば、切替機構を、固定機構と開放機構とによって好適に構成できる。
本構成によれば、開放機構および固定機構を好適に構成できる。
本構成によれば、振子ギアの位置に関する、正転位置→反転位置→スタック位置→正転位置(3象限)の切替えが可能となる。
本構成によれば、振子ギアの位置に関する、正転位置→スタック位置→反転位置→スタック位置→正転位置(4象限)の切替えが可能となる。
本構成によれば、振子ギアの位置を3象限あるいは4象限で変更する際、単に、切替ギアの回転を、90°を単位として制御することによってできる。すなわち、3象限あるいは4象限の切替えを簡易かつ好適に行える。なお、ここで回転角「180°」および「90°」は、必ずしも、「180°」および「90°」丁度に限られない。例えば、181°あるいは179°は、「180°」に含まれる。
本構成によれば、駆動ギアの回転方向と同一回りに退避する場合と比べて、駆動ギアからの退避する際に駆動ギアとの接触度が軽減されるため、駆動ギアとの接触による異音の発生を抑制できる。
本構成によれば、振子ギアを正転位置で初期化する際、中間ギアが切替ギアの欠歯部に位置する状態で初期化できる。そのため、初期化状態において誤って中間ギアが回転することがあっても切替ギアは回転することがなく、正転位置での初期化状態を安定化させることができる。
また、上記画像形成装置において、前記制御部は、前記第6ステップにおいて、前記第2ステップから前記第5ステップまでにおいてよりも長い時間、前記切替ギアを回転可能に開放するよう前記開放機構を制御するようにしてもよい。
本構成によれば、振子ギアの位置を反転位置から正転位置に切替える際に、スタック位置を介さずに直接、行える。そのため、切替え制御を簡略化できる。
<実施形態>
一実施形態について図1から図17を参照して説明する。
図1を参照してプリンタ10の内部構成を説明する。
次に、図2を参照して、プリンタ10の電気的構成を説明する。
プリンタ10は、用紙STの両面に画像を形成するために、スイッチバックローラ52および中間排紙ローラ26の回転方向を正転方向と反転方向とに切替え可能な駆動力伝達機構80を備えている。
入力ギア81は、図3に示すように、駆動力伝達機構80の下方部分を構成している。入力ギア81は、本体ケーシング2内の図示しない複数のギアを介して、メインモータ60の一方への回転駆動力を受けて、時計回りに回転するように構成されている。入力ギア81は、例えば、小径ギアと大径ギアとからなる2段ギアであって、その小径ギアが、後述する駆動ギア103と噛合(ごうごう)し、その大径ギアが、本体ケーシング2内の図示しない複数のギアの内の1つと噛合している。
回転方向可変ギア列90は、図3に示すように、駆動力伝達機構80の後上方部分を構成している。回転方向可変ギア列90には、メインモータ60の一方への回転駆動力が入力ギア81と切替ユニット100を介して伝達される。回転方向可変ギア列90は、回転方向可変ギア列90の上端部に位置するスイッチバックローラギア96と、回転方向可変ギア列90の下端部に位置する中間排紙ローラギア97と、スイッチバックローラギア96と中間排紙ローラギア97との間に位置する第1アイドルギア91、第2アイドルギア92、第3アイドルギア93、第4アイドルギア94および第5アイドルギア95とを含む。
切替ユニット100は、駆動力伝達機構80において、入力ギア81と回転方向可変ギア列90との間の部分を構成している。切替ユニット100は、メインモータ60の回転駆動力を伝達する第1ギア列または第2ギア列に噛合する振子ギア101を有する。また、切替ユニット100は、ホルダ102、駆動ギア103、セクタギア120、および切替機構200を含む。
駆動ギア103は、メインモータ60からの回転駆動力をセクタギア120に伝達する。駆動ギア103は、入力ギア81の後上方に位置し、その駆動ギア軸103Aが本体ケーシング2に支持されることにより、回転可能に支持されている。また、駆動ギア103は、駆動ギア軸103Aが、ホルダ102の駆動ギア軸挿通穴102Aに挿通していることにより、ホルダ102を回転可能に支持している。駆動ギア103は、入力ギア81、および振子ギア101と噛合している。また、駆動ギア103は、中間ギア105の位置移動にともなって、中間ギア105とも噛合する。
セクタギア120は、図6に示されるように、ホルダ102を押圧することでホルダ102を回転させるカム122およびセクタギア軸123を有し、セクタギア軸123を回転中心とする自身の回転によってカム122を回転させることによって振子ギア101の正転位置、反転位置および非噛合位置(以下、スタック位置と言う)を切替える。
切替機構200は、プリンタ10の電源供給開始時に振子ギア101の位置を初期化する際に、正転位置、反転位置および非噛合位置のいずれの位置においても初期化を可能とする。すなわち、本実施形態では、正転位置、反転位置および非噛合位置のいずれの位置でも、振子ギア101の初期位置とすることができる。切替機構200は、そのための、固定機構300、および開放機構104を含む。
次に、図11から図18を参照して、振子ギア101の位置切替え動作、言い換えれば、切替ユニット100のモード切替え動作を説明する。なお、以下の説明において、特記する場合を除いて、メインモータ60は常に駆動し、入力ギア81を1方向に回転させているものとして説明する。また、重複する位置および動作に関する説明は簡略化する。また、セクタギア120(欠歯ギア121)の回転角度は、例えば、メインモータ60がステッピングモータによって構成され、メインモータ60の回転角度(駆動ステップ数)によって制御されるものとする。また、セクタギア120を所望の回転角度に対応した駆動ステップ数は、事前に決定されているものとする。
まず図11および図12を参照して、プリンタ10の電源オン時の初期切替え動作を説明する。なお、ここでは、電源オン時の振子ギア101の位置が不定であるとされる場合であって、例えば、振子ギア101が反転位置で電源がオフされた場合を仮定する。
次に図13および図14を参照して、振子ギア101の正転位置(初期位置)から反転位置への切替え動作、すなわち、切替ユニット100の正転モードから反転モードへの切替え動作について説明する。
次に図15および図16を参照して、振子ギア101の反転位置からスタック位置への切替え動作、すなわち、切替ユニット100の反転モードからスタックモードへの切替え動作について説明する。
次に図17および図18を参照して、振子ギア101のスタック位置から正転位置への切替え動作、すなわち、切替ユニット100のスタックモードから正転モードへの切替え動作について説明する。
図19から図21を参照して、複数枚の用紙STに対するCPU11による両面画像形成処理について説明する。
本実施形態によれば、一個のメインモータ60によって、振子ギア101の位置を、正転位置、反転位置、およびスタック位置(非噛合位置)に移動できる。また、切替機構200によって、振子ギア101の初期位置が、正転位置、反転位置、およびスタック位置のいずれかの位置において可能である。そのため、モータ数を低減した場合であっても、両面印刷の際の融通性を確保できる。
また、振子ギア101の位置に関する、正転位置→スタック位置→反転位置→スタック位置→正転位置(3象限)の切替えによって、「2→4→1→3印刷」が可能となる。その際、振子ギア101の位置を3象限で変更する際、単に、セクタギア120の回転を、90°を単位として制御することによってできる。すなわち、3象限の切替えを簡易かつ好適に行える。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
Claims (10)
- 記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
一方向への回転駆動力を発生するモータと、
記録媒体の搬送方向を切替えるために、回転方向が正転方向と反転方向とに切替えられるスイッチバックローラと、
前記スイッチバックローラの回転方向が正転方向となるように、前記モータの回転駆動力を前記スイッチバックローラに伝達する第1ギア列と、
前記スイッチバックローラの回転方向が反転方向となるように、前記モータの回転駆動力を前記スイッチバックローラに伝達する第2ギア列と、
前記モータの回転駆動力を伝達され前記第1ギア列または前記第2ギア列に噛合する振子ギアを有する切替ユニットと
を備え、
前記振子ギアは、前記第1ギア列と噛み合い、前記スイッチバックローラを正転方向に回転させる正転位置と、前記第2ギア列と噛み合い、前記スイッチバックローラを反転方向に回転させる反転位置と、前記第1ギア列および前記第2ギア列のどちらにも噛合しない非噛合位置とに移動可能であり、
前記切替ユニットは、
当該画像形成装置の電源供給開始時に前記振子ギアの位置を初期化する際に、前記正転位置、前記反転位置および前記非噛合位置のいずれの位置においても初期化を可能とする切替機構を含み、
前記切替ユニットは、
前記振子ギアを回転可能に支持するホルダと、
前記ホルダを押圧することで前記ホルダを回転させるカムを有する切替ギアであって、自身の回転によって前記カムを回転させることによって前記振子ギアの前記正転位置、前記反転位置および前記非噛合位置を切替る切替ギアと、
前記モータからの回転駆動力を前記切替ギアに伝達する駆動ギアと、を含み、
前記切替機構は、
前記振子ギアの前記正転位置、前記反転位置および前記非噛合位置に対応した各位置において前記切替ギアを回転不能に固定する固定機構と、
前記振子ギアの位置を切替える際に、前記固定機構によって固定された前記切替ギアを回転可能に開放する開放機構と、を含む、画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記開放機構は、ソレノイドを含み、
前記固定機構は、
前記モータからの前記回転駆動力を、前記駆動ギアを介して前記切替ギアに伝達する中間ギアと、
回動可能に前記切替ギアに支持されるとともに、前記中間ギアを回転可能に支持する第1リンクと、
移動可能に前記第1リンクと結合されるともに、前記切替ギアと係合する係合突起を有する第2リンクと、
前記切替ギア上に形成され、前記係合突起と係合して前記切替ギアを固定する係合部と、
前記第2リンクに接続され、前記第2リンクを係合部側に付勢するバネと、を含み、
前記係合部は、
前記係合突起が係合して、前記正転位置に対応した位置に前記切替ギアを固定する第1係合部と、
前記係合突起が係合して、前記反転位置に対応した位置に前記切替ギアを固定する第2係合部と、
前記係合突起が係合して、前記非噛合位置に対応した位置に前記切替ギアを固定する第3係合部と、を含み、
前記ソレノイドは、前記振子ギアの位置を変更する際、前記第2リンクに作用して、前記バネの付勢力に抗して前記係合突起と前記係合部との係合を解除する、画像形成装置。 - 請求項2に記載の画像形成装置において、
各前記係合部は、前記第1係合部の位置を基準とした場合、前記切替ギアの回転方向において前記第1係合部、前記第2係合部、および前記第3係合部の順に形成されている、画像形成装置。 - 請求項2に記載の画像形成装置において、
前記第3係合部は前記切替ギア上に二箇所形成され、
各前記係合部は、前記第1係合部の位置を基準とした場合、前記切替ギアの回転方向において前記第1係合部、前記第3係合部、前記第2係合部、および前記第3係合部の順に形成されている、画像形成装置。 - 請求項2または請求項3に記載の画像形成装置において、
前記第1係合部と前記第2係合部とは、前記切替ギア上において、前記切替ギアの回転角が180°を成す角度の位置で形成され、前記第1係合部と前記第3係合部とは、前記回転角が90°を成す角度の位置で形成される、画像形成装置。 - 請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記中間ギアは、前記駆動ギアから退避する場合、前記切替ギアの回転軸を回転中心として、前記駆動ギアの回転方向と反対回りに退避する、画像形成装置。 - 請求項2から請求項7のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記切替ギアは、
前記振子ギアが前記反転位置および前記非噛合位置に位置する場合に前記中間ギアと噛合される有歯部と、前記振子ギアが前記正転位置に位置する場合に、前記中間ギアと対向する欠歯部とを含む欠歯ギアと、
前記切替ギアは、前記カムが形成される面と反対側の面に前記切替ギアと一体形成され、前記係合部が形成される円柱部とを含み、
前記第1係合部は、前記係合突起を前記円柱部の、前記有歯部に対応した円周部から、前記欠歯部に対応した円周部に誘導する誘導溝として形成され、
前記第2および第3係合部は、前記係合突起を前記円柱部の円周部において係止する係止溝として形成される、画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記開放機構は、ソレノイドを含み、
前記切替ギアは、有歯部と欠歯部とを含む欠歯ギアを含み、
前記固定機構は、
前記駆動ギアに噛み合う第1位置と前記駆動ギアとの噛み合わない第2位置との間を移動可能な中間ギアであって、前記切替ギアの有歯部と噛み合うことによって前記駆動ギアからの前記回転駆動力を前記切替ギアに伝達する中間ギアと、
前記切替ギアに対して移動可能なリンクであって、係合突起を有するリンクと、
前記切替ギア上に形成される係合部であって、前記係合突起と係合して前記切替ギアを固定する係合部と、
前記リンクに接続され、前記係合突起が前記係合部に向けて移動するように前記リンクを付勢するバネと、を含み、
前記係合部は、
前記係合突起が係合して、前記正転位置に対応した位置に前記切替ギアを固定する第1係合部と、
前記係合突起が係合して、前記反転位置に対応した位置に前記切替ギアを固定する第2係合部と、
前記係合突起が係合して、前記非噛合位置に対応した位置に前記切替ギアを固定する第3係合部と、を含み、
前記リンクは、前記係合突起が前記第2係合部または前記第3係合部のいずれか一方に係合される係合状態にあるとき、前記ソレノイドがオンされることによって、前記バネの付勢力に抗して前記係合突起の前記係合状態を解除するとともに、前記中間ギアを前記第2位置から前記第1位置に移動させ、
前記リンクは、前記中間ギアが前記第2位置から前記第1位置に移動され、前記駆動ギアからの前記回転駆動力によって前記中間ギアが前記欠歯部に対向するとき、前記ソレノイドがオフされることによって、前記バネの付勢力によって前記係合突起が前記第1係合部と係合されるとともに、前記中間ギヤを前記第1位置から前記第2位置に移動させる、画像形成装置。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
画像が形成された前記記録媒体を排出可能な排出口と、
前記画像形成部よりも搬送方向上流側に配置され、前記モータからの回転駆動力が入力される搬送ローラと、
前記記録媒体が載置される給紙ユニットと、
前記記録媒体が前記搬送ローラに搬送され、前記画像形成部を通過して前記スイッチバックローラに至るように構成される第1搬送経路と、
前記記録媒体が前記スイッチバックローラから前記第1搬送経路の前記画像形成部よりも前記搬送方向上流側に合流するように構成される第2搬送経路と、
前記振子ギアの位置を切替える際に前記開放機構を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記記録媒体に画像を形成するための両面画像形成処理を実行可能であ
り、
前記両面画像形成処理は、
第1面および第2面を有する第1記録媒体と、第1面および第2面を有する第2記録媒体との2つの前記記録媒体の各面に画像を形成する処理であって、
前記第1記録媒体が、前記給紙ユニットから前記搬送ローラによって前記第1搬送経路に供給され、前記第1記録媒体の前記第1面に前記画像形成部によって画像が形成され、前記スイッチバックローラまで搬送されるように前記正転位置を保持する第1ステップと、
前記振子ギアの位置を前記正転位置から前記反転位置に切替え、前記第1記録媒体が前記第2搬送経路を搬送されるように、前記反転位置を保持する第2ステップと
前記振子ギアの位置を前記反転位置から前記非噛合位置に切替え、前記非噛合位置を保持する第3ステップと、
前記振子ギアの位置を前記非噛合位置から前記正転位置に切替え、前記第2記録媒体の前記第1面に前記画像形成部によって画像が形成され、前記第2記録媒体が、前記スイッチバックローラまで搬送されるように前記正転位置を保持する第4ステップと、
前記振子ギアの位置を前記正転位置から前記反転位置に切替え、前記第2記録媒体が、前記第2搬送経路に搬送されるように前記反転位置を保持する第5ステップと、
前記振子ギアの位置を前記反転位置から前記正転位置に切替え、前記第1記録媒体の前記第2面に画像が形成され、前記第2記録媒体の前記第2面に画像が形成されるように前記正転位置を保持する第6ステップと、
を含む、画像形成装置。 - 請求項9に記載の画像形成装置において、
前記制御部は、前記第6ステップにおいて、前記第2ステップから前記第5ステップまでにおいてよりも長い時間、前記切替ギアを回転可能に開放するよう前記開放機構を制御する、画像形成装置。
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