JP6046179B2

JP6046179B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6046179B2
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Authority: JP
Inventors: 義昭田代
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Filing date: 2015-01-27
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Description

本発明は、同一の駆動源で複数の回転体を回転させる回転力伝達機構及びこの回転力伝達機構を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置においては、近年のコスト低減や省エネ化、あるいは省スペース化への対応のために、画像形成部や用紙搬送部を、同一の駆動源で複数の回転体を回転させるように構成する設計が行われている。しかし、このように駆動源を同一とした場合、各回転体の回転方向が制限されるので、回転体のうちの一つの回転体の回転方向を切り替える際に他の回転体を停止する必要があり、時間のロスが生じてしまう。

そこで、同一の駆動源で二つの回転体を回転させる回転力伝達機構において、クラッチを用いて他方の回転体を停止せずに一方の回転体の回転方向を切り替えるようにした構成が一般的になっている。このような構成の回転力伝達機構では、一方の回転体にトルクリミッタを設け、クラッチ非作動時にはトルクリミッタに掛かるトルクが一定以下となって、一方の回転体が一方向に回転し、クラッチが作動すると、トルクリミッタに掛かるトルクが一定以上となって、一方の回転体が他方向に回転するように構成されている。

また、特許文献１には、一つの駆動源で一つの回転体を回転させる回転力伝達機構において、作動時には回転体の回転を停止させ、非作動時には回転体の回転を許容するクラッチを備えた構成が提案されている。このような構成においては、クラッチの非作動時には、駆動源の駆動力がトルクリミッタを介して回転体に伝えられて回転体が回転し、クラッチの作動時には、回転体の回転が停止させられると共に駆動源から回転体への回転力の伝達がトルクリミッタで遮断される。これにより、駆動源を停止することなく回転体を停止させることができる。

特開２００１−２２６０１１号公報

しかしながら、同一の駆動源で二つの回転体を駆動させる回転力伝達機構において、クラッチによって一方の回転体の回転方向を切り替えるように構成した場合、一方の回転体を正逆反転することはできるが、一方の回転体を一時的に停止することは不可能である。一方の回転体を停止させる場合は、駆動源を停止させるしかなく、この場合、他方の回転体も停止せざるを得ず、他方の回転体の出力系統に支障をきたす場合がある。

また、特許文献１に記載されている回転力伝達機構においては、駆動源を停止することなく回転体の回転を停止することはできるが、回転体の回転方向を切り替えるようには構成されていない。

そこで本発明は上記事情を考慮し、同一の駆動源で複数の回転体を回転させる回転力伝達機構において、駆動源を停止することなく一つの回転体を正逆回転及び停止可能とすることのできる回転力伝達機構及びこの回転力伝達機構を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の回転力伝達機構は、単一の駆動源から第１の回転体と第２の回転体とを含む複数の回転体に回転力を伝達する回転力伝達機構であって、前記第１の回転体に、第１の方向への回転力を前記駆動源から伝達する第１回転力伝達経路と、前記第１の回転体に、前記第１の方向と反対の第２の方向への回転力を前記駆動源から伝達する第２回転力伝達経路と、前記第２の回転体に、前記駆動源から回転力を伝達する第３回転力伝達経路と、を備え、前記第１回転力伝達経路において、前記第１の回転体と前記駆動源との間に設けられ、所定値のトルクがかかるまでは前記第１の回転体と前記駆動源とを回転力伝達可能に連結し、前記所定値以上のトルクがかかると連結を切るトルクリミッタと、前記所定値を超えるトルクを前記第１の回転体にかけるブレーキ部材と、前記第２回転力伝達経路において、前記第１の回転体に回転力の伝達が可能な状態と回転力の伝達を遮断する状態と、に切り替え可能なクラッチ部材と、を有し、前記第１の回転体と前記第２の回転体とを、前記クラッチ部材が回転力伝達遮断状態に切り替えられて前記第２回転力伝達経路を介した前記第１の回転体への回転力の伝達が遮断される一方で、前記第１回転力伝達経路を介して前記第１の回転体に回転力が伝達されることで該第１の回転体が前記第１の方向に回転し、且つ、前記第３回転力伝達経路を介して前記第２の回転体が回転する第１の回転状態と、前記クラッチ部材が回転力伝達可能状態に切り替えられて前記第２回転力伝達経路を介して前記第１の回転体へ回転力が伝達される一方で、該第１の回転体から前記トルクリミッタに前記所定値を超えるトルクがかかり前記第１回転力伝達経路を介した前記第１の回転体への回転力の伝達が遮断されることで該第１の回転体が前記第２の方向に回転し、且つ、前記第３回転力伝達経路を介して前記第２の回転体が回転する第２の回転状態と、前記クラッチ部材が回転力伝達遮断状態に切り替えられて前記第２回転力伝達経路を介した前記第１の回転体への回転力の伝達が遮断される一方で、前記第１回転力伝達経路において前記ブレーキ部材から前記所定値を超えるトルクが前記第１の回転体にかかって該第１の回転体の回転が停止し、且つ、前記第３回転力伝達経路を介して前記第２の回転体が回転する第３の回転状態と、に切り替え可能に構成されていることを特徴とする。

このような構成を採用することにより、同一の駆動源を使用して、複数の回転体の内の第１の回転体を一方向及び他方向に回転させることができると共に、回転を一時的に停止させることができる。さらに、駆動源を停止する必要がなく、第２の回転体の回転に影響を与えないので、時間のロスが発生しない。したがって、回転力伝達機構の回転力伝達性能を向上できるとともに、コスト低減や省スペース化が可能となる。

本発明の回転力伝達機構において、前記ブレーキ部材は、フラッパー型ソレノイドであることを特徴としても良い。

このような構成を採用することにより、前記一つの回転体の一方向への回転を、簡単な機構を用いて停止させることができる。

本発明の画像形成装置は、用紙を排出する排出ローラーと、用紙の搬送方向を反転させるスイッチバックローラーと、を備え、前記排出ローラーと前記スイッチバックローラーとを前記に記載の回転力伝達機構によって駆動する画像形成装置であって、前記排出ローラーは前記第２の回転体であって、用紙を排出する排出方向に回転し、前記スイッチバックローラーは前記第１の回転体であって、用紙を排出する排出方向である前記第１の方向及び前記用紙を反転させる反転方向である前記第２の方向に回転すると共に回転を停止するように構成され、前記排出ローラーと前記スイッチバックローラーとは、前記排出ローラーが前記排出方向へ回転すると共に前記スイッチバックローラーが前記排出方向に回転する第１の回転状態と、前記排出ローラーが前記排出方向へ回転すると共に前記スイッチバックローラーが前記反転方向に回転する第２の回転状態と、前記排出ローラーが前記排出方向に回転すると共に前記スイッチバックローラーの回転を停止する第３の回転状態と、に切り替え可能であることを特徴とする。

このような構成を採用することにより、スイッチバックローラーを停止させるために排出ローラーを停止させる必要がないので、時間のロスが生じず、単位時間当たりの処理枚数を増やすことができる。

本発明によれば、同一の駆動源で複数の回転体を回転させる回転力伝達機構において、駆動源を停止することなく一つの回転体を正逆回転及び停止可能とすることができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンターの概略を示す模式図である。本発明の一実施形態に係る回転力伝達機構を前側から見た斜視図である。本発明の一実施形態に係る回転力伝達機構において、スイッチバックローラーの後端部付近を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る回転力伝達機構において、スイッチバックローラーが排出方向へ回転する際の動作を示す正面図である。本発明の一実施形態に係る回転力伝達機構において、スイッチバックローラーが反転方向へ回転する際の動作を示す正面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る回転力伝達機構及び画像形成装置について説明する。

まず、図１を用いてカラープリンター１（画像形成装置）の全体の主な構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。以下、図１における紙面手前側を、カラープリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きは、プリンター１の正面から見た方向を基準として説明する。

カラープリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には、給紙カセット３から用紙Ｐを給紙する給紙部４が設けられている。プリンター本体２の上部には排紙トレイ５が設けられている。プリンター本体２の内部には、上方に、それぞれ異なる色（例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色）のトナーを収容したトナーコンテナ７が配置されている。トナーコンテナ７の下方には、中間転写ベルト８が複数のローラー間に架設されている。中間転写ベルト８の一端（図の右端）には、二次転写部９が形成されており、中間転写ベルト８の下方には、４個の画像形成部１０がトナーの色ごとに設けられている。画像形成部１０には、像担持体である感光体ドラム１１が回転可能に設けられている。感光体ドラム１１の周囲には、帯電装置１２と、現像装置１３と、転写ローラー１４と、クリーニング装置１５、除電装置１６とが、感光体ドラム１１の回転方向に沿って順に配置されている。さらに、各画像形成部１０の下方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光装置１７が配置されている。また、画像形成部１０の右側の上方には定着部１８が設けられている。定着部１８の上方には、排紙トレイ５に面した用紙排出部１９が設けられており、用紙排出部１９の上方には排紙トレイ５に面したスイッチバック部２０が設けられている。

また、プリンター本体２の内部には、給紙部４から、二次転写部９、定着部１８を通って用紙排出部１９へ向かって縦方向に延びる用紙の主搬送経路２２が設けられている。主搬送経路２２は、定着部１８と用紙排出部１９との間で両面印刷経路２３に分岐している。両面印刷経路２３は、主搬送経路２２の定着部１８と用紙排出部１９との間から、スイッチバック部２０に延びるスイッチバック経路２３ａと、スイッチバック部２０から、主搬送経路２２の給紙部４の下流側に合流する反転経路２３ｂと、を有する。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作を説明する。プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力されると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電装置１２によって感光体ドラム１１の表面が帯電された後、露光装置１７からのレーザー光（図１の鎖線ｐ参照）により感光体ドラム１１に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１３により対応する色のトナー像に現像される。トナー像は、転写ローラー１４によって中間転写ベルト８の表面に一次転写される。以上の動作を各画像形成部１０が順次繰り返すことによって、中間転写ベルト８上にフルカラーのトナー像が形成される。なお、感光体ドラム１１上に残留したトナー及び電荷は、クリーニング装置１５及び除電器１６によって除去される。

一方、給紙部４によって給紙カセット３又は手指しトレイ（図示省略）から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて二次転写部９へと搬送され、二次転写部９において、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像が用紙に二次転写される。トナー像を二次転写された用紙は、主搬送経路２２を下流側へと搬送されて定着装置１８に進入し、この定着部１８において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、用紙排出部１９から排紙トレイ５上に排出される。

両面印刷が行われる場合は、定着部１８を通過して一方の面にトナー像が定着された用紙は、両面印刷経路２３のスイッチバック経路２３ａを通ってスイッチバック部２０に搬送される。用紙が正常な用紙間隔でスイッチバック部２０に搬送されて、用紙の搬送方向における後端が所定の位置に達したことがセンサで検知されると、用紙は一定のタイミングでスイッチバック部２０において搬送方向が反転されて、反転経路２３ｂに搬送される。用紙は反転経路２３ｂを搬送されて、給紙部４の下流側で主搬送経路２２に合流する。一方、各画像形成部１０においては、用紙の他方の面に形成される画像に対応するトナー像が中間転写ベルト８の表面に形成されている。そして、二次転写部９において、中間転写ベルト８の表面に形成されたトナー像が用紙の他方の面に転写された後、定着装置１８においてトナー像が用紙に定着される。こうして両面にトナー像が定着された用紙は、主搬送経路２２を通って用紙排出部１９から排紙トレイ５上に排出される。

次に、用紙排出部１９とスイッチバック部２０との回転力伝達機構３０について、図１と図２〜図５を参照して説明する。図２は回転力伝達機構を前方から見た示す斜視図、図３はスイッチバックローラーの回転軸の後端付近を後側から見た斜視図、図４及び図５は回転力伝達機構を模式的に示した正面図であり、図４はスイッチバックローラーが排出方向へ回転する際の各ギアの回転方向を説明する正面図、図５はスイッチバックローラーが反転方向へ回転する際の各ギアの回転方向を説明する図である。

回転力伝達機構３０は、用紙排出部１９に備えられた排出ローラー３１（第２の回転体）と、スイッチバック部２０に備えられたスイッチバックローラー３５（第１の回転体）とを駆動させる。具体的には、画像形成された用紙を排紙トレイ５に排出する際に、排出ローラー３１を一方向(図１の時計回り方向)に回転させる。また、両面印刷時に、片方の面に画像形成された用紙の後端が所定の位置に達するまでは、スイッチバックローラー３５を一方向（第１の方向、図１の時計回り方向）に回転させ、その後、用紙を反転経路２３ｂに搬送するために、スイッチバックローラー３５を他方向（第２の方向、図１の反時計回り方向）に回転させる。また、スイッチバックローラー３５の回転を停止する。

図２に示されるように、排出ローラー３１は、回転軸３１ａとローラー本体部（図示省略）とを有する。回転軸３１ａはプリンター本体２の前後の側板２ａ、２ｂに回転可能に支持されており、前端には、ローラーギア３２が固定されている。

スイッチバックローラー３５は、回転軸３５ａとローラー本体部（図示省略）とを有する。回転軸３５ａはプリンター本体２の前後の側板２ａ、２ｂに回転可能に支持されており、前端にはローラーギア３６が固定されている。回転軸３５ａの後端には、図３（Ａ）に示されるように、円筒状の作動部材３７が固定されている。作動部材３７の外周面には、突起３８が形成されている。図３（Ｂ）に示されるように、突起３８は、作動部材３７の中心から放射状に延びる垂直面３８ａと、垂直面３８ａの端部から後側から見て時計回り方向に傾斜した傾斜面３８ｂとを有する。

回転力伝達機構３０は、図２〜図５に示されるように、一方向に回転する単一のモーター４０（駆動源、図２には図示省略）と、モーター４０の回転によって回転する出力ギア４５と、スイッチバックローラー３５と出力ギア４５との間に設けられたトルクリミッタ５０及び電磁クラッチ５５（クラッチ部材）と、スイッチバックローラー３５の後端付近に設けられたソレノイド６０（ブレーキ部材、図３参照））と、を備える。

モーター４０は、図２及び図４の紙面手前側に配置されて、出力軸４０ａが図４の反時計回り方向に回転するように駆動される。出力軸４０ａの端部にはモーターギア４１が固定されている。モーターギア４１は、同軸上に形成された大径ギア４２ａと小径ギア４２ｂとからなる二段ギア４２の大径ギア４２ａに噛み合っている。

出力ギア４５は、二段ギア４２の小径ギア４２ｂに噛み合っている。これにより、モーター４０の回転によって、モーターギア４１及び二段ギア４２を介して、モーター４０の回転方向と同方向（図２及び図４の反時計回り方向）に出力ギア４５が回転する。

排出ローラー３１の回転軸３１ａの前端に固定されたローラーギア３２は、出力ギア４５の下方において出力ギア４５と噛み合っている。これにより、排出ローラー３１は、出力ギア４５の回転方向と反対方向の、図２及び図４の時計回り方向に回転して用紙を排出する。このように、排出ローラー３１は、モーターギア４１と二段ギア４２と出力ギア４５とを有するギア列（第３回転力伝達経路）を介して時計回り方向に回転する。

トルクリミッタ５０は、内輪と外輪とを有し、内輪と外輪の間に作用するトルクが設定された値の範囲内であれば内輪と外輪との間にトルクを伝達し、トルクが設定値を超えると内輪と外輪との間のトルク伝達を遮断する部品である。トルクリミッタ５０の内輪は、スイッチバックローラー３５の回転軸３５ａの前端に固定されたローラーギア３６に固定されている。ローラーギア３６には、アイドルギア５１が噛み合っている。トルクリミッタ５０の外輪には駆動ギア５２が固定されている。駆動ギア５２は、第１中間ギア５３と第２中間ギア５４とを介して出力ギア４５と噛み合っている。

トルクリミッタ５０は、内輪、すなわち、ローラーギア３６に所定値のトルクがかかるまでは、外輪、すなわち駆動ギア５２からローラーギア３６に一方向（図２及び図４の時計回り方向）への回転力を伝達し、ローラーギア３６にかかるトルクが所定値を超えると、駆動ギア５２からの一方向への回転力の伝達を遮断する。つまり、ローラーギア３６、すなわち、スイッチバックローラー３５が駆動ギア５２に対して空転する。

電磁クラッチ５５は、入力ギア５５ａと出力軸５５ｂとを有し、入力ギア５５ａに入力された回転力を出力軸５５ｂに伝達させる作動状態と、出力軸５５ｂへの回転力の伝達を遮断する非作動状態と、に切り替え可能な部材である。入力ギア５５ａは、第１中間ギア５３を介して出力ギア４５に噛み合っている。出力軸５５ｂにはクラッチ出力ギア５６が固定されており、クラッチ出力ギア５６にはアイドルギア５１が噛み合っている。

これにより、電磁クラッチ５５が作動状態に切り替えられると、第１中間ギア５３を介して出力ギア４５の回転が出力軸５５ｂに伝えられ、出力軸５５ｂの回転がクラッチ出力ギア５６からアイドルギア５１に伝えられる。電磁クラッチ５５が非作動状態に切り替えられると、第１中間ギア５３を介してクラッチ出力ギア５６は回転するが、その回転は出力軸５５ｂには伝達されない。つまり、出力軸５５ｂは回転しない。

ソレノイド６０は、図３に示されるように、本体部６１と、通電によって本体部６１に対して上下動する可動片６２を有するフラッパー型ソレノイドである。可動片６２の先端には爪部６２ａが形成されている。ソレノイド６０は、スイッチバックローラー３５の回転軸３５ａの後端に固定された作動部材３７の下方に配置されている。

ソレノイド６０は、通電によって、可動片６２が作動部材３７の外周面から下方に離間する位置（図３の二点鎖線で示す）と、可動片６２がバネの作用によって上方に移動し、爪部６２ａが作動部材３７の突起３８に係合する位置と、に切り替えられる。爪部６２ａが作動部材３７の突起３８に係合する位置に切り替えられると、図３（Ｂ）に示されるように、スイッチバックローラー３５の回転軸３５ａが後側から見て反時計回り方向（正面から見て時計回り方向）に回転した際に、爪部６２ａが突起３８の垂直面３８ａに係止されて、スイッチバックローラー３５の回転を停止させる。

ソレノイド６０によってスイッチバックローラー３５の回転軸３５ａの回転が停止されると、トルクリミッタ５０において、回転軸３５ａに固定された内輪にかかるトルクが設定値を超え、外輪に固定されたローラーギア３６が回転軸３５ａに対して空転する。

このように、スイッチバックローラー３５は、モーターギア４１、二段ギア４２、出力ギア４５、第１中間ギア５３、第２中間ギア５４、駆動ギア５２、ローラーギア３６を有するギア列（第１回転力伝達経路）を介して時計回り方向に回転可能な一方で、モーターギア４１、二段ギア４２、出力ギア４５、第１中間ギア５３、電磁クラッチ５５の入力ギア５５ａ、クラッチ出力ギア５６、アイドルギア５１を有するギア列（第２回転力伝達経路）を介して反時計回り方向に回転可能である。

上記構成を有する回転力伝達機構３０の両面印刷時の動作を、図４及び図５を参照して説明する。両面印刷が行われる場合は、前述のように、定着装置１８を通過して一方の面にトナー像が定着された用紙は、まず、スイッチバック経路２３ａを通って、搬送方向下流側端部が所定の位置に達するまでスイッチバック部２０で下流側へ搬送される。つまり、スイッチバックローラー３５は図４の時計回り方向に回転して、用紙を排出する。

図４を参照して、スイッチバックローラー３５が用紙排出方向へ回転する際の回転力伝達機構３０の作用について説明する。スイッチバックローラー３５が用紙排出方向へ回転する際、電磁クラッチ５５は非作動状態に切り替えられており、ソレノイド６０は可動片６２が下方に位置する姿勢に切り替えられている。モーター４０は、出力軸４０ａが反時計回り方向（矢印Ａ１参照）に回転するように駆動される。モーター４０が駆動されると、モーターギア４１及び二段ギア４２を介して出力ギア４５が反時計回り方向に回転する（矢印Ａ２参照）。このように第３回転力伝達経路を介して排出ローラー３１は時計回り方向に回転し（矢印Ａ３参照）、用紙を排出可能としている。

また、電磁クラッチ５５においては、出力ギア４５の回転によって、第１中間ギア５３を介して入力ギア５５ａは回転する（矢印Ａ４参照）が、その回転は出力軸５５ｂには伝達されていない。したがって、出力軸５５ｂに固定されたクラッチ出力ギア５６及びクラッチ出力ギア５６と噛み合っているアイドルギア５１にも回転力は伝達されていない。

トルクリミッタ５０においては、第１中間ギア５３と第２中間ギア５４とを介して、外輪に固定された駆動ギア５２が図４の時計回り方向に回転する（矢印Ａ５参照）。また、内輪に固定されたローラーギア３６はアイドルギア５１に噛み合っているが、アイドルギア５１には、前述のように電磁クラッチ５５からの回転が伝達されていないので、内輪にはトルクが掛かっていない。したがって、外輪にかけられたトルクが内輪に伝達される。つまり、ローラーギア３６は駆動ギア５２と共に図４の時計回り方向に回転する（矢印Ａ６参照）。

すなわち、ローラーギア３６が固定されているスイッチバックローラー３５の回転軸３５ａは、第１回転力伝達経路を介して図４の時計回り方向に回転し、用紙をスイッチバック部２０から排出可能とする。なお、ローラーギア３６の回転によって、ローラーギア３６に噛み合っているアイドルギア５１と、アイドルギア５１に噛み合っているクラッチ出力ギア５６は従動して回転する（矢印Ａ７、Ａ８参照）。

用紙の下流側端部が所定の位置に達するまで排出されると、次に、用紙は反転経路２３ｂへ向かうように搬送方向が逆転される。つまり、スイッチバックローラー３５の回転が反転される。

図５を参照して、スイッチバックローラー３５が反転方向へ回転する際の回転力伝達機構３０の作用について説明する。スイッチバックローラー３５が反転経路２３ｂの方向へ回転する際、電磁クラッチ５５は作動状態に切り替えられて、入力ギア５５ａから出力軸５５ｂへの回転力伝達が許容される。つまり、第１中間ギア５３を介して入力ギア５５ａが図５の反時計回り方向に回転し（矢印Ａ９参照）、入力ギア５５ａの回転が出力軸５５ｂに伝えられて、出力軸５５ｂが図５の反時計回り方向に回転し、出力軸５５ｂと共にクラッチ出力ギア５６が図５の反時計回り方向に回転する（矢印Ａ１０参照）。クラッチ出力ギア５６の回転は、アイドルギア５１を介してローラーギア３６に伝えられて、ローラーギア３６には、図５の反時計回り方向への回転力（矢印Ａ１１参照）が伝えられる。この回転力のトルクは、トルクリミッタ５０において設定された値よりも大きい。

一方、トルクリミッタ５０においては、第１中間ギア５３と第２中間ギア５４とを介して、出力ギア４５の回転力が駆動ギア５２に伝えられている。ローラーギア３６にかかっているトルクはトルクリミッタ５０の設定値よりも大きいので、トルクリミッタ５０において内輪と外輪との間のトルク伝達が遮断される。すなわち、駆動ギア５２の回転力はローラーギア３６には伝達されない。このように、ローラーギア３６、すなわち、スイッチバックローラー３５は、第２回転力伝達経路を介して図５の反時計回り方向に回転し（矢印Ａ１１参照）、用紙を反転経路２３ｂの方向へ搬送する。

このように電磁クラッチ５５を非作動状態と作動状態とに切り替えることによって、スイッチバックローラー３５の回転方向を反転することができるようになっている。

ところで、両面印刷が行われる際、単位時間当たりの処理枚数を増やすために、複数枚の用紙が同時に処理されるようになっている。例えば、一方の面に画像形成された一枚目の用紙がスイッチバック部２０で反転されて反転経路２３ｂに進入すると、二枚目の用紙に画像形成される。そして、一方の面に画像形成された二枚目の用紙がスイッチバック部２０で反転されて、一枚目の用紙が先行している反転経路２３ｂに進入すると、三枚目の用紙に画像形成される。このように複数枚の用紙が主搬送経路２２と両面印刷経路２３とを搬送される。

しかし、搬送途中でいずれかの用紙がスリップして遅れが生じて、適宜なタイミングで用紙を二次転写部９に搬送できない場合には、中間転写ベルト８や感光体ドラム１１に形成された画像をいったん廃棄する必要がある。あるいは、テータ処理のタイムラグ等によっては、搬送中の用紙を待機させる必要がある。このような場合、用紙が定着部１８を通過中に停止してしまうと、用紙が加熱され過ぎて高温になり好ましくない状況になり得るので、用紙は定着部１８を通過した後で停止させる必要がある。このため、用紙の後端が定着部１８を通過し、且つ、スイッチバック部２０から所定の長さだけ排出されて搬送方向が反転経路２３ｂへの方向へ切り替えられるタイミングで用紙を待機させる。つまり、スイッチバックローラー３５の排出方向への回転をいったん停止する必要がある。

このような場合には、ソレノイド６０を可動片６２が上方に移動する姿勢となるように切り替える。すると、図３（Ｂ）に示されるように、可動片６２の爪部６２ａが、スイッチバックローラー３５の回転軸３５ａに固定された作動部材３７の突起３８の垂直面３８ａに当接して作動部材３７の回転を停止する方向にトルクが生じる。これにより、トルクリミッタ５０においては、所定値以上のトルクがスイッチバックローラー３５の回転軸３５ａからローラーギア３６にかけられるので、内輪と外輪との間のトルク伝達が遮断されて、回転軸３５ａにかかったトルクは駆動ギア５２には伝達されない。すなわち、回転軸３５ａの回転は停止し、駆動ギア５２は回転軸３５ａに対して空転し、図４の時計回り方向へ回転し続ける。

画像形成作業が再開されると、ソレノイド６０は、可動片６２が下方に移動するように切り替えられてスイッチバックローラー３５の回転軸３５ａにかかるトルクが解除される。さらに、電磁クラッチ５５が作動状態に切り替えられてスイッチバックローラー３５が反転方向に回転し、用紙が反転経路２３ｂに搬送される。なお、用紙の後端が定着部１８を通過した後、搬送方向が反転経路２３ｂへの方向へ切り替えられるタイミングより前に用紙の排出が停止した場合は、画像形成作業が再開されると、トルクリミッタ５０において、内輪にかかっていたトルクが解除され、駆動ギア５２の回転力がローラーギア３６に伝達される。つまり、スイッチバックローラー３５は駆動ギア５２と共に図４の時計回り方向に回転して、スイッチバック部２０での用紙の排出が再開される。

なお、上記したように、スイッチバックローラー３５によるスイッチバック部２０からの用紙排出動作と反転動作、さらに、スイッチバックローラー３５の回転停止中、モーター４０は停止しておらず、図４及び図５の反時計回り方向に回転し続けているので、排出ローラー３１による用紙排出部１９からの用紙排出動作に支障を与えない。

上記説明したように本発明の回転力伝達機構３０においては、モーター４０の一方向への回転を維持した状態で、排出ローラー３１の回転に支障を与えずに、スイッチバックローラー３５を用紙排出方向と反転方向とに回転させることができ、さらには、スイッチバックローラー３５の回転を停止することができる。つまり、排出ローラー３１とスイッチバックローラー３５とは、排出ローラー３１が排出方向へ回転すると共にスイッチバックローラー３５が排出方向に回転する第１の回転状態と、排出ローラー３１が排出方向へ回転すると共にスイッチバックローラー３５が反転方向に回転する第２の回転状態と、排出ローラー３１が排出方向に回転すると共にスイッチバックローラー３５の回転を停止する第３の回転状態と、に切り替え可能である。

したがって、時間のロスが発生せず、回転力伝達性能を向上できる。また、１個の一方向に回転可能なモーター４０で、排出ローラー３１とスイッチバックローラー３５とを駆動させるので、コスト低減や省スペース化が可能となる。

本実施形態では、ブレーキ部材としてフラッパー型のソレノイドを使用したが、プッシュ型等他の形式のソレノイドや、摩擦パッドを用いたブレーキ部材、クラッチ等を使用してもよい。

本実施形態では、回転力伝達機構３０において、同一のモーター４０で排出ローラー３１とスイッチバックローラー３５とを回転させる場合について説明したが、他のローラーを回転させることもできる。例えば、出力ギア４５に他のローラーを噛み合わせて回転させたり、本実施形態と同様にトルクリミッタ５０や電磁クラッチ５５を介して他のローラーを回転させたりすることもできる。

さらに、本発明の実施形態では、カラープリンター１に本発明の構成を適用した場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等のカラープリンター１以外の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。

さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る回転力伝達機構及び画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１カラープリンター（画像形成装置）
３０回転力伝達機構
３１排出ローラー（第２の回転体）
３５スイッチバックローラー（第１の回転体）
４０モーター（駆動源）
５０トルクリミッタ
５５電磁クラッチ（クラッチ部材）
６０ソレノイド（ブレーキ部材）

Claims

用紙を排出する排出ローラーと、
用紙の搬送方向を反転させるスイッチバックローラーと、
を備え、前記排出ローラーと前記スイッチバックローラーとを、単一の駆動源から第１の回転体と第２の回転体とを含む複数の回転体に回転力を伝達する回転力伝達機構によって駆動する画像形成装置であって、
前記回転力伝達機構は、
前記第１の回転体に、第１の方向への回転力を前記駆動源から伝達する第１回転力伝達経路と、
前記第１の回転体に、前記第１の方向と反対の第２の方向への回転力を前記駆動源から伝達する第２回転力伝達経路と、
前記第２の回転体に、前記駆動源から回転力を伝達する第３回転力伝達経路と、を備え、
前記第１回転力伝達経路において、前記第１の回転体と前記駆動源との間に設けられ、所定値のトルクがかかるまでは前記第１の回転体と前記駆動源とを回転力伝達可能に連結し、前記所定値以上のトルクがかかると連結を切るトルクリミッタと、
前記所定値を超えるトルクを前記第１の回転体にかけるブレーキ部材と、
前記第２回転力伝達経路において、前記第１の回転体に回転力の伝達が可能な状態と回転力の伝達を遮断する状態と、に切り替え可能なクラッチ部材と、を有し、
前記第１の回転体と前記第２の回転体とを、
前記クラッチ部材が回転力伝達遮断状態に切り替えられて前記第２回転力伝達経路を介した前記第１の回転体への回転力の伝達が遮断される一方で、前記第１回転力伝達経路を介して前記第１の回転体に回転力が伝達されることで該第１の回転体が前記第１の方向に回転し、且つ、前記第３回転力伝達経路を介して前記第２の回転体が回転する第１の回転状態と、
前記クラッチ部材が回転力伝達可能状態に切り替えられて前記第２回転力伝達経路を介して前記第１の回転体へ回転力が伝達される一方で、該第１の回転体から前記トルクリミッタに前記所定値を超えるトルクがかかり前記第１回転力伝達経路を介した前記第１の回転体への回転力の伝達が遮断されることで該第１の回転体が前記第２の方向に回転し、且つ、前記第３回転力伝達経路を介して前記第２の回転体が回転する第２の回転状態と、
前記クラッチ部材が回転力伝達遮断状態に切り替えられて前記第２回転力伝達経路を介した前記第１の回転体への回転力の伝達が遮断される一方で、前記第１回転力伝達経路において前記ブレーキ部材から前記所定値を超えるトルクが前記第１の回転体にかかって該第１の回転体の回転が停止し、且つ、前記第３回転力伝達経路を介して前記第２の回転体が回転する第３の回転状態と、
に切り替え可能に構成されており、
前記排出ローラーは前記第２の回転体であって、用紙を排出する排出方向に回転し、
前記スイッチバックローラーは前記第１の回転体であって、用紙を排出する排出方向である前記第１の方向及び前記用紙を反転させる反転方向である前記第２の方向に回転すると共に回転を停止するように構成され、
前記排出ローラーと前記スイッチバックローラーとは、
前記排出ローラーが前記排出方向へ回転すると共に前記スイッチバックローラーが前記排出方向に回転する第１の回転状態と、
前記排出ローラーが前記排出方向へ回転すると共に前記スイッチバックローラーが前記反転方向に回転する第２の回転状態と、
前記排出ローラーが前記排出方向に回転すると共に前記スイッチバックローラーの回転を停止する第３の回転状態と、
に切り替え可能であることを特徴とする画像形成装置。
前記ブレーキ部材は、フラッパー型ソレノイドであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。