JP6452526B2 - 駆動伝達装置、シート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動伝達装置、前記駆動伝達装置を備えるシート搬送装置、及び、前記駆動伝達装置を備える画像形成装置に関するものである。

画像形成装置の内部には、シートを搬送するための搬送ローラが複数本備えられ、また前記搬送ローラを駆動するための搬送ローラ駆動機構が設けられる。この搬送ローラを用いることによって、シートは、シート収納カセット又はシート積載トレイから、画像を形成する画像形成部、シート排出トレイへの順に搬送される。

また、シートの第１面及び第２面に画像形成を行う両面印刷のために、シートの表裏面を反転搬送する搬送ユニットを標準あるいはオプションとして備える画像形成装置もある。

前記搬送ユニットの内部においては、第１面の印刷を終えたシートを、搬送ローラの回転方向を正逆切り替えることによってスイッチバックさせて、第２面の印刷のために画像形成部へ再度送り込むという動作が多くの機種で行われている。

ここで、搬送ローラの回転方向を切り替える方法としては、搬送ローラを駆動するモータの回転方向を切り替える制御を行うものや、特許文献１に示されるような反転駆動機構を用いて搬送ローラの回転方向の切り替えるものがある。特許文献１に示されるような方法では、正逆回転を切り替える搬送ローラについて、専用モータを用いる必要が無いため、比較的安価に製造することが可能である。

特開２０１１−１４０９８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置に用いられる搬送ローラ駆動機構では、図１３に示すように、組み合わされる一対の遊星ギア機構１０４、１０５に関して、突起部を有する太陽ギア１００、１０１のみ個別の形状とする必要があった。より具体的には、各遊星ギア機構の太陽ギア１００、１０１の突起部の歯形状を、図１３に示すように反転形状に構成している。その理由は以下の通りである。

すなわち、図１３に示すように一対の遊星ギア機構１０４、１０５の回転方向Ｊ１、Ｊ２は互いに逆方向となっている。この各遊星ギア機構の各太陽ギア１００、１０１に、ソレノイド１０３によって軸を支点に揺動可能に構成された係止アーム１０２の先端を係合させる。このように係止アーム１０２の先端を選択的に太陽ギアに係止させることにより、遊星ギア機構１０４、１０５のいずれか一方の回転を止めることができる。このため、前述したように、各遊星ギア機構の太陽ギア１００、１０１の突起部の歯形状を反転形状に構成している。

したがって装置の組み立て時において、一対の遊星ギア機構は互いに入れ替えて取り付けることが許されなくなるため、作業者は組み間違えをしないように細心の注意を払う必要があった。さらに、上記課題による組み立て作業効率の低下だけでなく、前述の太陽ギアの突起部の歯形状を反転形状にするための金型の製造コスト、部品の管理コスト等の課題もあった。

さらに、遊星ギア機構の小型化を進めた場合、必然的に突起部同士の間隔が狭くなり、係止アームの配置が難しくなるという課題もあった。

また、もしこの突起部を一対の遊星ギア機構で同一形状とした場合、図１４に示すように、一方の突起部１０６においては、係止アーム１０７の係合状態を外そうとする方向の力Ｆが発生する。この押し出し力Ｆに抗するために、例えば引張りバネ１０８を用いて係止アーム１０７に付勢力を与えることはできるが、係止アーム１０７を切り替える際にバネ力を超える駆動力を与えなければならない。そのため、ソレノイド等の切り替え用アクチュエータの大型化等の課題が考えられる。

そこで、本発明の目的は、組み立て作業効率を向上させる。又は、部品の管理や製造に係るコストを抑制することができる構成を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、第一被係止部を設けられた第１被係止ギアと第１噛合ギアとを備える第一遊星ギアユニットと、第二被係止部を設けられた第２被係止ギアと前記第１噛合ギアと噛み合う第２噛合ギアとを備える第二遊星ギアユニットと、前記第一被係止部を係止可能な第一係止部と、前記第二被係止部を係止可能な第二係止部と、を備え、回動することによって、前記第一係止部を前記第一被係止部に係止して前記第１被係止ギアを停止させる第１停止位置と、前記第二係止部を前記第二被係止部に係止して前記第２被係止ギアを停止させる第２停止位置とへ移動可能なストッパ部材と、を有する駆動伝達装置において、前記ストッパ部材が前記第１停止位置にある時に前記第一係止部が前記第一被係止部から受ける力のベクトルの延長線と前記ストッパ部材が前記第２停止位置にある時に前記第二係止部が前記第二被係止部から受ける力のベクトルの延長線との交点に前記ストッパ部材の回動支点が配置され、前記第１被係止ギアと前記第２被係止ギアは、表裏を反転させずに両者を重ねた時に、互いに完全に重なり合う形状であり、前記ストッパ部材の回動軸を通る第１直線と、前記第一被係止部の前記第一係止部との噛み合い点と前記第二被係止部の前記第二係止部との噛み合い点とを結んだ第２直線と、前記第１被係止ギアの軸と前記第２被係止ギアの軸を結んだ第３直線と、がある場合に、前記第１直線と前記第２直線とが平行であり、前記ストッパ部材の回動軸線方向に見た時に前記第１被係止ギアの軸と前記第２被係止ギアの軸を結んだ直線に対して直交する方向において、前記第１直線、前記第２直線、前記第３直線の順に並んでいることを特徴とする。

また、本発明は、第一被係止部を設けられた第１被係止ギアと第１噛合ギアとを備える第一遊星ギアユニットと、第二被係止部を設けられた第２被係止ギアと前記第１噛合ギアと噛み合う第２噛合ギアとを備える第二遊星ギアユニットと、前記第一被係止部を係止可能な第一係止部と、前記第二被係止部を係止可能な第二係止部と、を備え、回動することによって、前記第一係止部を前記第一被係止部に係止して前記第１被係止ギアを停止させる第１停止位置と、前記第二係止部を前記第二被係止部に係止して前記第２被係止ギアを停止させる第２停止位置とへ移動可能なストッパ部材と、を有する駆動伝達装置において、前記ストッパ部材が前記第１停止位置にある時に前記第一係止部が前記第一被係止部から受ける力のベクトルの逆方向のベクトルの延長線と前記ストッパ部材が前記第２停止位置にある時に前記第二係止部が前記第二被係止部から受ける力のベクトルの逆方向のベクトルの延長線との交点に前記ストッパ部材の回動支点が配置され、前記第１被係止ギアと前記第２被係止ギアは、表裏を反転させずに両者を重ねた時に、互いに完全に重なり合う形状であり、前記ストッパ部材の回動軸を通る第１直線と、前記第一被係止部の前記第一係止部との噛み合い点と前記第二被係止部の前記第二係止部との噛み合い点とを結んだ第２直線と、前記第１被係止ギアの軸と前記第２被係止ギアの軸を結んだ第３直線と、がある場合に、前記第１直線と前記第２直線とが平行であり、前記ストッパ部材の回動軸線方向に見た時に前記第１被係止ギアの軸と前記第２被係止ギアの軸を結んだ直線に対して直交する方向において、前記第１直線、前記第２直線、前記第３直線の順に並んでいることを特徴とする。

また、本発明は、第一被係止部を設けられた第１被係止ギアと第１噛合ギアとを備える第一遊星ギアユニットと、第二被係止部を設けられた第２被係止ギアと前記第１噛合ギアと噛み合う第２噛合ギアとを備える第二遊星ギアユニットと、前記第一被係止部を係止可能な第一係止部と、前記第二被係止部を係止可能な第二係止部と、を備え、回動することによって、前記第一係止部を前記第一被係止部に係止して前記第１被係止ギアを停止させる第１停止位置と、前記第二係止部を前記第二被係止部に係止して前記第２被係止ギアを停止させる第２停止位置とへ移動可能なストッパ部材と、を有する駆動伝達装置において、前記ストッパ部材が前記第２停止位置にある時の前記第１被係止ギアの回転方向と前記ストッパ部材が前記第１停止位置にある時の前記第２被係止ギアの回転方向は逆であり、前記第１被係止ギアと前記第２被係止ギアとは同形の部材で、互いの回転軸線が実質的に平行で、且つ、前記互いの回転軸線方向に関して、同じ向きに配置され、前記第１被係止ギアと前記第２被係止ギアは、表裏を反転させずに両者を重ねた時に、互いに完全に重なり合う形状であり、前記ストッパ部材の回動軸を通る第１直線と、前記第一被係止部の前記第一係止部との噛み合い点と前記第二被係止部の前記第二係止部との噛み合い点とを結んだ第２直線と、前記第１被係止ギアの軸と前記第２被係止ギアの軸を結んだ第３直線と、がある場合に、前記第１直線と前記第２直線とが平行であり、前記ストッパ部材の回動軸線方向に見た時に前記第１被係止ギアの軸と前記第２被係止ギアの軸を結んだ直線に対して直交する方向において、前記第１直線、前記第２直線、前記第３直線の順に並んでいることを特徴とする。

本発明によれば、組み立て作業効率を向上させる。又は、部品の管理や製造に係るコストを抑制することができる。又は小型化に対しても有利である。

駆動機構を備える画像形成装置の構成例を示す断面図である。 両面ユニットに関する駆動機構の内部構成を示す斜視図である。 両面ユニットに関する駆動機構の内部構成を示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）は第一遊星ギアユニット及び第二遊星ギアユニットの構成を示す分解図である。 第一遊星ギアユニット及び第二遊星ギアユニットの構成のそれぞれの回転を説明する斜視図である。 駆動機構における各ギアの回転を説明するための側面図である。 駆動機構における各ギアの回転を説明するための側面図である。 ストッパ部材と突起部の係止状態を示す模式側面図である。 ストッパ部材の回動支点を配置する領域を示す図である。 実施例１に係る駆動機構の変形例を示す模式側面図である。 実施例１に係る駆動機構の変形例を示す模式側面図である。 実施例２に係る駆動機構の構成を示す模式側面図である。 従来例を説明する図である。 従来例を説明する図である。

以下、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対位置等は、本発明が適用される機構の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔実施例１〕
図１を用いて、本発明の実施例に係る搬送ローラ駆動機構（駆動伝達装置）を備える画像形成装置について説明する。図１は、本発明の実施例に係る搬送ローラ駆動機構を備える画像形成装置の構成例を示す断面図である。なお、搬送ローラ駆動機構については図２以降を用いて詳しく説明する。

画像形成装置１は、電子写真画像形成プロセスを利用した両面印刷機能を有する画像形成装置である。図１に示すように、画像形成装置１の内部には、シートに画像を形成する画像形成部が設けられる。画像形成部は、像担持体である感光体ドラム２、転写装置である転写ローラ３等を含む。本例においては、感光体ドラム２は、プロセスカートリッジ４に含まれ、プロセスカートリッジ４として画像形成装置１に対してユーザーが交換可能な構成となっている。なお、このプロセスカートリッジには、不図示の帯電ローラ、クリーニング装置等を含んでいる。

画像形成装置１には、画像を形成するシート束Ｓが積載された給紙カセット５が配置される。コントローラ（制御部）６により、不図示の駆動モータの回転を制御し、給送ローラ７が回転して１枚のシートを分離給送し、複数の搬送ローラ対８、感光体ドラム２及び転写ローラ３の順に搬送される。画像書き込み用のレーザースキャナ９は、レーザー光Ｌを発して、帯電ローラにより帯電された感光体ドラム２の表面に静電潜像を描き、不図示の現像装置によって感光体ドラム２上にトナー像が現像され、トナー像は、感光体ドラム２及び転写ローラ３の間でシートの第１面に転写される。シートはその後、定着装置１０で加熱定着され、排紙ローラ対１１により排紙トレイ１２に搬送される。

また、画像形成装置１には、反転搬送パス１３及び両面搬送パス１４から構成される両面ユニットが設けられる。この両面ユニットは、シートを一方向又は他方向に搬送する正逆回転可能な搬送手段（搬送部材）を有し、前記搬送手段によりシートの表裏面を反転搬送する搬送ユニット（シート搬送装置）である。定着装置１０のシート搬送方向下流には、排紙ローラ対１１までの間で別ルートに分岐した、反転搬送パス１３が設けられる。この分岐部には排紙ローラ対１１までの搬送経路または反転搬送ローラ対１６までの搬送経路（反転搬送パス１３）にシートを案内する切替可能な経路切替手段１５が設けられる。この経路切替手段１５は、不図示の駆動源により切り替え駆動される。

反転搬送パス１３内にはシートを一方向又は他方向に搬送する正逆回転可能な搬送手段としての反転搬送ローラ対１６が設けられる。反転搬送ローラ対１６は、シートの両面に画像形成を行う場合には、第１面の画像形成を終えたシートを正逆回転により反転搬送し、両面搬送パス１４に送り込む。その後、第１面とは反対側の第２面が感光体ドラムと対向するように反転されたシートを、複数の搬送ローラ対１７により再度画像形成部に送り込む。その後、反転されたシートの第２面に画像形成を行う動作については、第１面と同様である。

なお、本例では反転搬送ローラ対を排紙ローラ対とは独立して有する構成を説明しているが、本発明の趣旨としては、反転搬送ローラ対が排紙ローラ対を兼ねる構成の画像形成装置に対しても適用可能である。

図２は、両面ユニットに関する搬送ローラ駆動機構（駆動伝達装置）の内部構成を、画像形成装置外側から見た斜視図であり、排紙ローラ１１及び反転搬送ローラ１６へ駆動を伝える駆動列を示す。図２に示す駆動機構における駆動列は、駆動入力ギア２０、第一遊星ギアユニット２１、第二遊星ギアユニット２２、排紙アイドラギア２３、排紙ローラギア２４、反転搬送アイドラギア２５、反転搬送ローラギア２６から構成される。

駆動入力ギア２０は、不図示の駆動源であるモータの回転力を、不図示のギア列を介して伝えられる。駆動入力ギア２０は一方向にのみ回転し、正逆両方向の回転機能は付与されていない。また、図２に示す通り、排紙ローラギア２４には排紙ローラ１１が、反転搬送ローラギア２６には反転搬送ローラ１６が取り付けられる。各ギアの噛み合わせ配置ついての詳細な説明は、後に行う。

図３は、図２で示した駆動機構の構成を、画像形成装置内側から見た斜視図である。第一遊星ギアユニット２１、第二遊星ギアユニット２２は、それぞれ、回転を制御するためのストッパ部材２７と噛み合う多数のラッチ形状をなす第一突起部２８Ａ、第二突起部２８Ｂを有する。ストッパ部材２７は、第一遊星ギアユニット２１の第一突起部２８Ａ又は第二遊星ギアユニット２２の第二突起部２８Ｂに対して交互に係止して拘束するための回転停止切替手段である。ストッパ部材２７は、第一遊星ギアユニット２１の第一突起部２８Ａを係止可能な第一係止部２７Ａと、第二遊星ギアユニット２２の第二突起部２８Ｂを係止可能な第二係止部２７Ｂを一体に有している。ストッパ部材２７は、軸２９を支点に揺動可能（第１停止位置と第２停止位置に移動可能）に配置され、リンク部材３０を介して動作手段であるソレノイド３１に接続される。

ソレノイド３１は、反転搬送ローラ１６によりシートを一方向に搬送する場合に通電状態となり、反転搬送ローラ１６によりシートを他方向に搬送する場合には非通電状態となる、電気的に制御されるアクチュエータである。したがって、ソレノイド３１に通電し、ソレノイドフラッパ３２をソレノイド本体に引き付けた状態では、図３に示すように、ストッパ部材２７は第二係止部２７Ｂが第二遊星ギアユニット２２の第二突起部２８Ｂを係止して拘束する（第２停止位置）。またソレノイド３１が非通電状態では、ソレノイドフラッパ３２がソレノイド本体から離れる位置となり、ストッパ部材２７は第一係止部２７Ａが第一遊星ギアユニット２１の第一突起部２８Ａを係止して拘束する（第１停止位置）。なお、ストッパ部材２７は、回動支点を中心とする回動により、一方の係止部を一方の突起部に係止してその突起部を一体に備えた太陽ギアの回転を拘束するとともに、他方の係止部と他方の突起部との係止を解除してその突起部を一体に備えた太陽ギアの拘束を解除する。

図４は、第一遊星ギアユニット２１及び第二遊星ギアユニット２２の構成を示す分解図であり、図４（ａ）と図４（ｂ）は互いに視点の方向を変えた分解斜視図である。なお第一遊星ギアユニット２１及び第二遊星ギアユニット２２は互いに同一形状の部品から構成されるため、一つのユニットについて説明する。

以下、第一遊星ギアユニットと第二遊星ギアユニットの構成部品を特に区別して説明する必要がある場合には、構成の名称の先頭に第一、第二を付し、同一の番号の末尾に、第一遊星ギアユニットの場合にはＡを、第二遊星ギアユニットの場合にはＢを、それぞれ付して区別することとする。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、太陽ギア３３と、突起部（被係止部）２８は、同軸上で回転可能に一体的に被係止ギアとして構成される。第一遊星ギアユニットと第二遊星ギアユニットの被係止ギア（第１被係止ギア、第２被係止ギア）は、同じ型若しくは実質的に同形の型により樹脂成形された同形の部材である。そして、第一遊星ギアユニットと第二遊星ギアユニットの被係止ギアは、互いの回転軸線同士が実質的に平行で、且つ、互いの回転軸線方向に関して同じ向きとなるよう配置される。キャリア３４は、外周に入力ギア部３５を有し、中心軸では太陽ギア３３を保持する。またキャリア３４は、本例では２個の遊星ギア３６を太陽ギア３３の周りを公転可能に軸支する軸３７を一体的に有する。なお遊星ギアの数量は、１個以上の任意の数で構わない。内歯ギア３８は、遊星ギア３６の外側に噛み合う内歯ギア部３９と出力ギア部４０を同軸上に、一体的に有する。こうした構成により、例えば突起部２８の回転を拘束した上で入力ギア部３５に駆動力を入力して回転させた場合、遊星ギア３６は回転を拘束されている太陽ギア３３の周囲を公転し、それにより内歯ギア部３９が回転し、出力ギア部４０が入力ギア部３５と同一方向に回転する。

図５、図６及び図７は、各ギアの回転を説明する図である。図５は斜め方向から見た図であり、図６及び図７は図５の左側つまり画像形成装置内部から見た方向の図である。

図５、図６においては、ストッパ部材２７は第一係止部２７Ａが第一遊星ギアユニット２１の第一突起部（第一被係止部）２８Ａを係止して拘束する状態を示す。図６において左回転（矢印Ｊ方向に回転）する駆動入力ギア２０は、第一遊星ギアユニット２１の第一入力ギア部３５Ａを右回転（矢印Ｋ方向に回転）させる。

まず排紙ローラ１１への駆動列を説明する。第一遊星ギアユニット２１と第二遊星ギアユニット２２は互いに第一入力ギア部３５Ａ（第１噛合ギア）と第二入力ギア部３５Ｂ（第２噛合ギア）で噛み合う。そのため、第二遊星ギアユニット２２の第二入力ギア部３５Ｂは図６において左回転（矢印Ｎ方向に回転）する。第二遊星ギアユニット２２の第二入力ギア部３５Ｂから排紙アイドラギア２３を介して排紙ローラギア２４は左回転（矢印Ｐ方向に回転）する。こうして、排紙ローラ１１は排紙を行う回転方向一方向のみに回転する。このように、遊星ギアユニットを、以下で説明するような反転搬送のためだけに用いるのではなく、他の駆動列（ここでは排紙ローラの駆動列）としても利用しているため、部品点数削減などの効果を持たせることができる。

次に反転搬送ローラ１６への駆動列を説明する。被駆動ギアである反転搬送アイドラギア２５は、第一遊星ギアユニット２１と第二遊星ギアユニット２２の第一出力ギア部４０Ａ、第二出力ギア部４０Ｂに共に噛み合う（図２、図４参照）。前述したように駆動入力ギア２０の回転により第一遊星ギアユニット２１の第一入力ギア部３５Ａが図６において右回転（矢印Ｋ方向に回転）する。第一遊星ギアユニット２１の第一突起部２８Ａがストッパ部材２７の第一係止部２７Ａに拘束されているため、第一遊星ギアユニット２１の第一出力ギア部４０Ａも右回転（図５の矢印Ｔ方向に回転）して、駆動力を反転搬送アイドラギア２５に出力し、左回転（第一方向回転＝矢印Ｕ方向の回転）する。したがって、反転搬送アイドラギア２５を介して駆動力を受ける反転搬送ローラ１６は、右回転（矢印Ｑ方向に回転）すなわちシートを逆方向に送る反転方向に回転する。ここで、シートを逆方向に送る反転方向を他方向とし、これに対して、後述するシートを順方向に送る正転方向を一方向とする。

同時に、反転搬送アイドラギア２５を介して第二遊星ギアユニット２２の出力ギア部４０Ｂに図５の矢印Ｖ方向に駆動力の入力が行われる。しかし、第二遊星ギアユニット２２の第二突起部２８Ｂは、図６に示すようにストッパ部材２７に拘束されていないフリーの状態である。そのため、遊星ギア３６（図４参照）を介して、第二遊星ギアユニット２２の第二突起部２８Ｂは図５、図６の矢印Ｗ方向に空転することとなる。

なお図６に示す状態は、排紙トレイへの排紙を行う状態、及び、反転搬送してシートを両面パスへと送り込む時の位置である。このときソレノイド３１は非通電状態としているので、ソレノイドフラッパ３２はソレノイド３１が備える引張バネ４８（付勢部材）で引かれた位置にある。この動作により、ストッパ部材２７は第一係止部２７Ａにより第一遊星ギアユニット２１の第一突起部２８Ａを係止する位置となる。

一方、図７においては、ストッパ部材２７は第二係止部２７Ｂが第二遊星ギアユニット２２の第二突起部２８Ｂを係止して拘束する状態を示す。図７において、駆動入力ギア２０、第一遊星ギアユニット２１及び第二遊星ギアユニット２２の第一、第二入力ギア部３５Ａ、３５Ｂ、排紙ローラ１１の回転方向（矢印Ｊ、Ｋ、Ｎ、Ｐ方向）は、図６の場合と同一である。

一方、ここでは第二遊星ギアユニット２２の第二突起部２８Ｂがストッパ部材２７の第二係止部２７Ｂに拘束されているため、第二遊星ギアユニット２２の第二出力ギア部４０Ｂ（図５に記載）が図７において左回転し、反転搬送アイドラギア２５も右回転（第二方向回転）し、駆動力の出力を行う。つまり、反転搬送ローラ１６は左回転（矢印Ｒ方向に回転）すなわちシートを順方向に送る正転方向に回転する。

同時に、反転搬送アイドラギア２５を介して第一遊星ギアユニット２１の出力ギア部４０Ａ（図５に記載）に駆動力の入力が行われる。しかし、第一遊星ギアユニット２１の第一突起部２８Ａは、図７に示すようにストッパ部材２７に拘束されていないフリーの状態である。そのため、遊星ギア３６（図４参照）を介して、第一遊星ギアユニット２１の第一突起部２８Ａは図７の矢印Ｘ方向に空転することとなる。

なお図７に示す状態は、反転搬送パスにおいて、シートを反転搬送ローラ１６により順方向へ送る時の位置である。このときソレノイド３１は通電状態としているので、ソレノイドフラッパ３２は吸引状態にある。吸引力は、引張バネ４８の引張力に抗して吸引を行うように構成されている。この動作により、ストッパ部材２７は第二係止部２７Ｂが第二遊星ギアユニット２２の突起部２８Ｂを係止する位置となる。

図６、図７で説明した動作により、例えば片面印刷を行う場合には、反転搬送ローラ１６は使用しないので、ソレノイド３１を非通電状態としておく。このとき、反転搬送ローラ１６にも駆動力は伝わっているため、回転することになる。以下図１を用いて説明する。片面印刷時には、図１に示すように、経路切替手段１５は、排紙ローラ１１までの搬送経路（排紙パス）へ搬送される位置（実線で示した位置）にしておく。そのため、片面印刷をしたシートは前記経路切替手段１５により排紙ローラ側の搬送経路に案内される。そのため、片面印刷時に反転搬送ローラが回転していても、その反転搬送ローラによってシートが搬送されることはない。

一方、両面印刷を行う場合、第１面を印刷したシートは、まず反転搬送パスへ送り込む。このとき経路切替手段１５は反転搬送パス１３へ搬送される位置（二点鎖線で示した位置）へ切り替え、ソレノイド３１を通電状態として、反転搬送ローラ１６の回転方向はシートを順方向へ搬送する方向としておく。従って、第１面を印刷したシートは、前記経路切替手段１５により反転搬送ローラ側の搬送経路に案内される。前記シートを所定量順方向へ搬送し、シート後端が定着装置１０を抜けて両面搬送パスへの分岐位置である経路切替手段１５の先端付近に達した段階でソレノイド３１を非通電状態に戻し、それにより反転搬送ローラ１６の回転方向を逆転させる。なおこれらの動作は、コントローラ６及び不図示のセンサ類により制御される。こうして第１面を印刷したシートを両面搬送パス１４へと送り込み、第２面を印刷するべく再び画像形成部に送り込む。

なお、反転搬送ローラ１６によりシートを一方向又は他方向へ搬送する一連の反転搬送動作を例示して説明した、ソレノイド３１の通電および非通電の論理については、本例で示したものと反対にしても動作上差し支えない。但し、電力消費や画像形成装置内部の温度上昇を考慮すると、本例で示した論理を選択すればシートを反転搬送パスへ送り込んで、反転搬送を開始するまでの間のみ通電を行えば良く、相対的に通電時間の方が非通電時間よりも短くなるため好適である。

また、反転搬送ローラ対が排紙ローラ対を兼ねる構成の画像形成装置においては、同様の理由から、反転開始からシートが反転搬送ローラを抜けるまでの間のみソレノイドを通電する構成が望ましい。

図８はストッパ部材２７の第二係止部２７Ｂと第二突起部２８Ｂの係止状態を示す図である。ストッパ部材２７が第二係止部２７Ｂと第二突起部２８Ｂとの接点から受ける力Ｆ１のベクトルは、第二係止部２７Ｂと第二突起部２８Ｂとの接点から第二突起部２８Ｂの面と直交する方向に延びるベクトルとなり、図８の実線の矢印で示すベクトルである。ストッパ部材２７が第一係止部２７Ａと第一突起部２８Ａとの接点から受ける力Ｆ２のベクトルは、第一係止部２７Ａと第一突起部２８Ａとの接点から第一突起部２８Ａの面と直交する方向に延びるベクトルとなり、図８の破線の矢印で示すベクトルである。本例においては、ストッパ部材２７が有する２つの係止部（腕部）を回動支点を中心に対称形状としている。そして、ストッパ部材２７の回動支点（回動軸）を、第二係止部２７Ｂが第二突起部２８Ｂから受ける力Ｆ１のベクトルの延長線（図８の実線の矢印）と、第一係止部２７Ａが第一突起部２８Ａから受ける力Ｆ２のベクトルの延長線（図８の破線の矢印）の交点に、ストッパ部材２７の回動支点４１を設けている。また、第一、第二突起部２８にストッパ部材２７の第一、第二係止部２７Ａ、２７Ｂと係合可能に設けられた複数の爪部（係合部）２８１の形状は、突起部２８の回転中心Ｚと爪部２８１の先端２８２とを結ぶ直線Ｄを基準に対称な形状である。こうすることで、係止状態においてストッパ部材２７が突起部から受ける応力をストッパ部材２７の回動支点４１がすべて受け止めるため、ソレノイド３１に対して係止時または切り替え時（係止解除時）に負荷にならないようにしながら、確実な係止をすることができる。

なお回動支点４１は、必ずしも力Ｆ１及び力Ｆ２のベクトルの延長線上にある必要は無く、図９に示す斜線領域にあれば、ストッパ部材２７の各係止部が各遊星ギアユニットの突起部から受ける力が共に押圧力となる。これによって、２つの遊星ギアユニットを同一形状とする目的を達することができる。ここで斜線領域は、それぞれの係止位置における、第一、第二突起部２８Ａ、２８Ｂの爪部の第一、第二係止部２７Ａ、２７Ｂと接触する接触面に対して共に法線方向となる領域を示している。すなわち、ストッパ部材２７の回動支点４１は、ストッパ部材２７の回動軸線方向から見た時に、第一突起部２８Ａの第一係止部２７Ａとの接触面を延長した面よりも第一係止部２７Ａが第一突起部２８Ａから受ける力Ｆ２のベクトルの延びる側の領域に配置されている。且つ、ストッパ部材２７の回動支点４１は、第二突起部２８Ｂの第二係止部２７Ｂとの接触面を変調した面よりも第二係止部２７Ｂが第二突起部２８Ｂから受ける力Ｆ１のベクトルの延びる側の領域に配置されている。

図１０は、上述したような突起部による係止位置と回動支点の位置関係と、突起部形状の変形例を説明するための図である。なお、突起部による係止位置と回動支点の位置関係と、突起部形状の変形例はそれぞれ単独で適用可能な内容であるが、便宜上、単一の図内で説明することとする。

まず、突起部による係止位置と回動支点の位置関係に関し、力Ｆ３のベクトルは、ストッパ部材４２の係止時に、食い込み方向のモーメントＭ３を発生させる方向である。より強力な係止状態を求める場合には、こうした位置関係を選択することもある。反対に逃げ方向のモーメントを発生させる位置関係では、ストッパ部材の切り替えに要するトルクを低くしたい場合に有効である。

次に、突起部形状の変形例について説明する。図９までは、太陽ギアが同軸上に一体に有する突起部の形状を、ストッパ部材の各係止部に対して左右対称形状として示した。一方、図１０では太陽ギアが同軸上に一体に有する第一、第二突起部４３Ａ，４３Ｂの形状を、ストッパ部材の各係止部に対して左右非対称形状とした例を示している。こうした形状に対しても、例えばストッパ部材４２（の回動支点４４を中心とする各係止部４４Ａ，４４Ｂ）の形状を最適化することで、２つの遊星ギアユニットに用いられる突起部を同一形状で用いることが可能である。回動支点４４の配置については、図９での説明と同様である。

図１１は、ストッパ部材の形状の変形例を示す図である。本例で前述しているように、ソレノイド３１に通電したときには、引張バネ４８の引張力（非電磁的な動作力）に抗した電磁的吸引力（電磁的な動作力）によりフラッパ３２を動作させている。したがって力の大小関係は、電磁的吸引力＞バネの引張力となる。例えば図７に示す第二係止部２７Ｂと第二突起部２８Ｂの係止状態を維持するのはソレノイド３１による電磁的吸引力であり、前記係止状態を解除させる力は非電磁的な手段であるバネ４８の引張力である。反対に図６に示す第一係止部２７Ａと第一突起部２８Ａの係止状態を維持するのは前記バネ４８の引張力（付勢力）であり、前記係止を解除させる力はソレノイド３１による電磁的吸引力である。こうした関係から、例えば吸引力の小さい小型のソレノイドを用いた場合、バネの引張力はさらに小さなものとなるため、図７の係止状態からその係止を解除させる力が不足する、あるいは図６の係止状態を維持する力が不足する懸念がある。

この課題に対処するため、図１１に示すように、ストッパ部材４９の２つの係止部の形状を非対称とすることにより、各突起部２８Ａ，２８Ｂから受ける力の作用によるモーメントＭ４，Ｍ５が互いに異なるものとすることも有効である。ここでは、図１１に示すように、ストッパ部材４９の２つの係止部の形状を非対称とし、第一遊星ギアユニット２１における角度αと第二遊星ギアユニット２２における角度βを互いに異ならせることで、前述のモーメントＭ４，Ｍ５を互いに異ならせている。角度αは、第一遊星ギアユニット２１において、第一突起部がストッパ部材４９の第一係止部４９Ａに対して与える力Ｆ４の方向と、前記第一係止部４９Ａとストッパ部材４９の回動支点４１を結ぶ直線Ｌ１とがなす角度である。角度βは、第二遊星ギアユニット２２において、第二突起部がストッパ部材４９の第二係止部４９Ｂに対して与える力Ｆ５の方向と、前記第二係止部４９Ｂとストッパ部材４９の回動支点４１を結ぶ直線Ｌ２とがなす角度である。

具体的には、ソレノイド３１の吸引力により係止する側のストッパ部材の係止部の先端の形状は、食い込み力が小さい、あるいはやや抜けやすい方向の力を受ける形状とする。図１１での力の方向は、図１１の矢印Ｆ４で示す方向であり、ストッパ部材４９には抜け方向のモーメントＭ４を与える。ここで、抜ける方向の力を受けるとしても、ソレノイド３１の吸引力が十分であれば、打ち勝って係合状態を維持することができる。一方、引張バネ４８の引張力により係合する側のストッパ部材の係止部の先端の形状は、食い込み力が比較的大きく発生するような形状とすることで、弱い保持力でも係合を維持することが可能となる。本例での力の方向は、図１１の矢印Ｆ５で示す方向であり、ストッパ部材４９には食い込み方向のモーメントＭ５を与える。

以上のように、実施例１によれば、第一遊星ギアユニット及び第二遊星ギアユニットの突起部からそれぞれ係止時に与える力の方向が、ストッパ部材の回動軸付近を向いている。そのため、係止を保持するために外力を加える必要がほとんど無く、また係止時にソレノイドにほとんど負荷をかけないため、確実な係止が実現できる。こうして第一遊星ギアユニット及び第二遊星ギアユニットが突起部も含めて同一の形状を有することを実現できるので、装置の組み立て時において、一対の遊星ギアユニットは互いに入れ替えて取り付けることが可能であり、組み間違える可能性を一切排除することができる。さらに、上記理由により組み立て作業効率が向上したり、部品の管理や製造に係るコストを抑制したりすることができる。また小型化に対しても有利である。

〔実施例２〕
図１２は、実施例２に係る搬送ローラ駆動機構の特有の構成を示した図である。実施例２に係る搬送ローラ駆動機構に関し、実施例１と同一の構成及び効果については、同一の符号を用いて適宜省略する。また本実施例を適用した画像形成装置に関する説明も、実施例１と同一のため、説明を省略する。

実施例１においては、一対の遊星ギアユニットの突起部がストッパ部材に対して与える力は、共にストッパ部材の軸に対する押圧力であった。これに対し本実施例においては、一対の遊星ギアユニットの突起部がストッパ部材に対して与える力の方向が、共にストッパ部材の軸に対して引張力である。

図１２はストッパ部材４６の第一係止部４６Ａと第一突起部４５Ａの係止状態を示す図である。ここで、第一突起部４５Ａ、第二突起部４５Ｂの回転方向はそれぞれ、矢印Ｙ１、矢印Ｙ２の方向である。ストッパ部材４６が第一係止部４６Ａと第一突起部４５Ａとの接点から受ける力Ｆ４のベクトルは、図１２の実線の矢印で示す方向のベクトルである。本実施例においては、力Ｆ４のマイナス方向の延長線上にストッパ部材４６の回動支点４７を設けている。同時に、係止状態は図示しないが、同様にストッパ部材４６が係合時に第二係止部４６Ｂと第二突起部４５Ｂとの接点から受ける力Ｆ５の方向ベクトルは、図１２の破線の矢印で示すベクトルである。

ストッパ部材４６の回動軸線方向から見た時に、ストッパ部材４６の回動支点４７は、以下の領域に配置されている。つまり、ストッパ部材４６の回動支点４７は、第一突起部４５Ａの第一係止部４６Ａとの接触面を延長した面よりも力Ｆ４のベクトルの延びる方向とは逆方向の側の領域に配置されている。、且つ、ストッパ部材４６の回動支点４７は、第二突起部４５Ｂの第二係止部４６Ｂとの接触面を延長した面よりも力Ｆ５のベクトルの延びる方向とは逆方向の側の領域に配置している。特に本例では、第一係止部４６Ａと第一突起部４５Ａとの接点から力Ｆ４のベクトルの方向とは逆方向に延びる延長線と、第二係止部４６Ｂと第二突起部４５Ｂとの接点から力Ｆ５のベクトルの方向とは逆方向に延びる延長線の交点に、ストッパ部材４６の回動支点４７を設けている。こうすることで、係止状態においてストッパ部材４６が突起部４５から受ける引張力をストッパ部材４６の回動支点４７がすべて受け止めるため、ソレノイド３１に対して係止時または切り替え時（係止解除時）に負荷にならないようにしながら、確実な係止をすることができる。

なおストッパ部材４６の回動支点４７は、必ずしも力Ｆ４及び力Ｆ５のベクトルの反対方向の延長線上にある必要は無く、それぞれの係止位置における突起部の面に対して共に法線方向のマイナス側となる領域にあれば、ストッパ部材４６及び回動支点４７が２つの突起部から受ける力が共に引張力となる。これにより、２つの遊星ギアユニットを同一形状とする目的を達することができる。

例えばストッパ部材４６の係止時に、食い込み方向に力が働くような形状を設定した場合は、より強力な係止状態を作ることができる。反対に逃げ方向に力が働くような形状を設定した場合は、ストッパ部材の切り替えに要するトルクを低くすることができる。

なお実施例１同様にソレノイド３１は、通電時には反転搬送ローラを順方向回転とし、非通電時には反転搬送ローラを順方向とは逆方向の反転方向回転としている。ソレノイドの通電および非通電の論理については、本例で示したものと反対にしても動作上差し支えない。但し、電力消費や画像形成装置内部の温度上昇を考慮すると、本例で示した論理を選択すればシートを反転搬送パスへ送り込んで、反転を開始するまでの間のみアクチュエータに通電を行えば良く、相対的に通電時間の方が非通電時間よりも短くなるため好適である。

以上のように、実施例２によれば、第一遊星ギアユニット及び第二遊星ギアユニットの突起部からそれぞれ係止時に与える力のマイナス方向が、ストッパ部材の回動軸付近を向いている。そのため、係止を保持するために外力を加える必要がほとんど無く、また係止時にソレノイドにほとんど負荷をかけないため、確実な係止が実現できる。こうして第一遊星ギアユニット及び第二遊星ギアユニットが突起部も含めて同一の形状を有することを実現できるので、装置の組み立て時において、一対の遊星ギアユニットは互いに入れ替えて取り付けることが可能であり、組み間違える可能性を一切排除することができる。さらに、上記理由により組み立て作業効率が向上したり、部品の管理や製造に係るコストを抑制したりすることができる。また小型化に対しても有利である。

なお前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。これらの画像形成装置における駆動機構もしくは搬送ユニットにおける駆動機構に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

また前述した実施例では、記録対象としての記録紙等のシートを一方向又は他方向に搬送する搬送手段を備えた搬送ユニットを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、読取対象としての原稿等のシートを一方向又は他方向に搬送する搬送手段を備えた搬送ユニットに適用しても同様の効果を得ることができる。

１１ …排紙ローラ
１３ …反転搬送パス
１４ …両面搬送パス
１５ …経路切替手段
１６ …反転搬送ローラ
２０ …駆動入力ギア
２１ …第一遊星ギアユニット
２２ …第二遊星ギアユニット
２３ …排紙アイドラギア
２４ …排紙ローラギア
２５ …反転搬送アイドラギア
２６ …反転搬送ローラギア
２７，４２，４６，４９ …ストッパ部材
２７Ａ，４４Ａ，４６Ａ …第一係止部
２７Ｂ，４４Ｂ，４６Ｂ …第二係止部
２８Ａ，４３Ａ，４５Ａ …第一突起部
２８Ｂ，４３Ｂ，４５Ｂ …第二突起部
２９，３７ …軸
３０ …リンク部材
３１ …ソレノイド
３２ …ソレノイドフラッパ
３３ …太陽ギア
３４ …キャリア
３５Ａ …第一入力ギア部
３５Ｂ …第二入力ギア部
３６ …遊星ギア
３８ …内歯ギア
３９ …内歯ギア部
４０ …出力ギア部
４１，４４，４７ …回動支点
４８ …引張バネ

Claims (10)

1. 第一被係止部を設けられた第１被係止ギアと第１噛合ギアとを備える第一遊星ギアユニットと、
   第二被係止部を設けられた第２被係止ギアと前記第１噛合ギアと噛み合う第２噛合ギアとを備える第二遊星ギアユニットと、
   前記第一被係止部を係止可能な第一係止部と、前記第二被係止部を係止可能な第二係止部と、を備え、回動することによって、前記第一係止部を前記第一被係止部に係止して前記第１被係止ギアを停止させる第１停止位置と、前記第二係止部を前記第二被係止部に係止して前記第２被係止ギアを停止させる第２停止位置とへ移動可能なストッパ部材と、
   を有する駆動伝達装置において、
   前記ストッパ部材が前記第１停止位置にある時に前記第一係止部が前記第一被係止部から受ける力のベクトルの延長線と前記ストッパ部材が前記第２停止位置にある時に前記第二係止部が前記第二被係止部から受ける力のベクトルの延長線との交点に前記ストッパ部材の回動支点が配置され、
   前記第１被係止ギアと前記第２被係止ギアは、表裏を反転させずに両者を重ねた時に、互いに完全に重なり合う形状であり、
   前記ストッパ部材の回動軸を通る第１直線と、前記第一被係止部の前記第一係止部との噛み合い点と前記第二被係止部の前記第二係止部との噛み合い点とを結んだ第２直線と、前記第１被係止ギアの軸と前記第２被係止ギアの軸を結んだ第３直線と、がある場合に、
   前記第１直線と前記第２直線とが平行であり、
   前記ストッパ部材の回動軸線方向に見た時に前記第１被係止ギアの軸と前記第２被係止ギアの軸を結んだ直線に対して直交する方向において、前記第１直線、前記第２直線、前記第３直線の順に並んでいることを特徴とする駆動伝達装置。
2. 第一被係止部を設けられた第１被係止ギアと第１噛合ギアとを備える第一遊星ギアユニットと、
   第二被係止部を設けられた第２被係止ギアと前記第１噛合ギアと噛み合う第２噛合ギアとを備える第二遊星ギアユニットと、
   前記第一被係止部を係止可能な第一係止部と、前記第二被係止部を係止可能な第二係止部と、を備え、回動することによって、前記第一係止部を前記第一被係止部に係止して前記第１被係止ギアを停止させる第１停止位置と、前記第二係止部を前記第二被係止部に係止して前記第２被係止ギアを停止させる第２停止位置とへ移動可能なストッパ部材と、
   を有する駆動伝達装置において、
   前記ストッパ部材が前記第１停止位置にある時に前記第一係止部が前記第一被係止部から受ける力のベクトルの逆方向のベクトルの延長線と前記ストッパ部材が前記第２停止位置にある時に前記第二係止部が前記第二被係止部から受ける力のベクトルの逆方向のベクトルの延長線との交点に前記ストッパ部材の回動支点が配置され、
   前記第１被係止ギアと前記第２被係止ギアは、表裏を反転させずに両者を重ねた時に、互いに完全に重なり合う形状であり、
   前記ストッパ部材の回動軸を通る第１直線と、前記第一被係止部の前記第一係止部との噛み合い点と前記第二被係止部の前記第二係止部との噛み合い点とを結んだ第２直線と、前記第１被係止ギアの軸と前記第２被係止ギアの軸を結んだ第３直線と、がある場合に、
   前記第１直線と前記第２直線とが平行であり、
   前記ストッパ部材の回動軸線方向に見た時に前記第１被係止ギアの軸と前記第２被係止ギアの軸を結んだ直線に対して直交する方向において、前記第１直線、前記第２直線、前記第３直線の順に並んでいることを特徴とする駆動伝達装置。
3. 前記第１被係止ギアと前記第２被係止ギアとは同形の部材で、互いの回転軸線が実質的に平行で、且つ、前記互いの回転軸線方向に関して、同じ向きに配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動伝達装置。
4. 前記ストッパ部材が前記第２停止位置にある時の前記第１被係止ギアの回転方向と前記ストッパ部材が前記第１停止位置にある時の前記第２被係止ギアの回転方向は逆であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
5. 第一被係止部を設けられた第１被係止ギアと第１噛合ギアとを備える第一遊星ギアユニットと、
   第二被係止部を設けられた第２被係止ギアと前記第１噛合ギアと噛み合う第２噛合ギアとを備える第二遊星ギアユニットと、
   前記第一被係止部を係止可能な第一係止部と、前記第二被係止部を係止可能な第二係止部と、を備え、回動することによって、前記第一係止部を前記第一被係止部に係止して前記第１被係止ギアを停止させる第１停止位置と、前記第二係止部を前記第二被係止部に係止して前記第２被係止ギアを停止させる第２停止位置とへ移動可能なストッパ部材と、
   を有する駆動伝達装置において、
   前記ストッパ部材が前記第２停止位置にある時の前記第１被係止ギアの回転方向と前記ストッパ部材が前記第１停止位置にある時の前記第２被係止ギアの回転方向は逆であり、
   前記第１被係止ギアと前記第２被係止ギアとは同形の部材で、互いの回転軸線が実質的に平行で、且つ、前記互いの回転軸線方向に関して、同じ向きに配置され、
   前記第１被係止ギアと前記第２被係止ギアは、表裏を反転させずに両者を重ねた時に、互いに完全に重なり合う形状であり、
   前記ストッパ部材の回動軸を通る第１直線と、前記第一被係止部の前記第一係止部との噛み合い点と前記第二被係止部の前記第二係止部との噛み合い点とを結んだ第２直線と、前記第１被係止ギアの軸と前記第２被係止ギアの軸を結んだ第３直線と、がある場合に、
   前記第１直線と前記第２直線とが平行であり、
   前記ストッパ部材の回動軸線方向に見た時に前記第１被係止ギアの軸と前記第２被係止ギアの軸を結んだ直線に対して直交する方向において、前記第１直線、前記第２直線、前記第３直線の順に並んでいることを特徴とする駆動伝達装置。
6. 前記第一、第二被係止ギアは前記ストッパ部材と係合する爪部をそれぞれ備え、前記爪部のそれぞれは、前記第一、第二被係止ギアの回転中心と前記爪部の先端とを結ぶ直線を基準として対象な形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
7. 前記ストッパ部材を前記第１停止位置と前記第２停止位置との間で移動させるアクチュエータと、前記ストッパ部材を前記第１停止位置へ向かって移動する方向に付勢する付勢部材と、を有し、前記アクチュエータに通電すると、前記アクチュエータは前記ストッパ部材を前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２停止位置へ移動させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
8. 被駆動ギアを有し、
   前記第一、第二被係止ギアは前記第一、第二遊星ギアユニットの太陽ギアであり、前記第一、第二遊星ギアユニットは、それぞれ、前記第一、第二被係止ギアと噛み合う第一、第二遊星ギアと、前記第一、第二遊星ギアを前記第一、第二被係止ギアの周りに公転可能に軸支し、外周に第一、第二入力ギア部を有する第一、第二キャリアと、前記第一、第二遊星ギアと噛み合う第一、第二内歯ギア部及び前記被駆動ギアと噛み合う第一、第二出力ギア部を備える第一、第二内歯ギアと、を含み、
   前記第一入力ギア部に駆動源からの駆動力が入力され、第一、第二入力ギア部が互いに噛み合い、
   前記ストッパ部材で前記第一被係止部を係止した場合、前記第一前記出力ギアの回転力により、前記被駆動ギアを第一方向に回転させ、前記ストッパ部材で前記第二被係止部を係止した場合、前記第二前記出力ギアの回転力により、前記被駆動ギアを前記第一方向と逆の第二方向に回転させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の駆動伝達装置と、
   正又は逆回転してシートを一方向又は他方向に搬送する搬送部材と、
   を有するシート搬送装置において、
   駆動源からの駆動力を前記駆動伝達装置を介して前記搬送部材に伝達して回転させることを特徴とするシート搬送装置。
10. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の駆動伝達装置と、
    シートに画像を形成する画像形成部と、
    正又は逆回転してシートを一方向又は他方向に搬送する搬送部材と、
    を備える画像形成装置において、
    駆動源からの駆動力を前記駆動伝達装置を介して前記搬送部材に伝達して回転させることを特徴とする画像形成装置。

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