(57)【要約】【課題】反転ローラの回転方向を切り換える時の駆動源への負荷を低減し、スループットを向上した画像形成装置を提供する。【解決手段】駆動力を発生する１つのモータＤ（駆動源）と、モータＤが発生する駆動力を排出ローラ対に伝達する第１の駆動伝達経路８１と、モータＤが発生する駆動力を反転ローラ対に伝達する第２の駆動伝達経路８２と、第２の駆動伝達経路８２上に設けられ、排出ローラ対が一方向に回転している状態で、モータＤの駆動力によって回転する反転ローラ対の回転方向を切り換える切り換え機構８３と、を備える。【選択図】図９
2020059608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートにトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって形成されたトナー画像をシートに定着させる定着手段と、
前記定着手段によりトナー画像が定着されたシートを排出する排出ローラ対と、
正逆回転可能であり、前記定着手段により第１面にトナー画像が定着されたシートの第２面に画像を形成するために、再度、シートを前記画像形成手段へ搬送する反転ローラ対と、
前記定着手段により搬送されているシートを、前記排出ローラへ案内する第１の位置と、前記反転ローラ対へ案内する第２の位置との間を移動可能な案内部材と、
駆動力を発生する１つの駆動源と、
前記駆動源が発生する駆動力を前記排出ローラ対に伝達する第１の駆動伝達経路と、
前記駆動源が発生する駆動力を前記反転ローラ対に伝達する第２の駆動伝達経路と、
前記第２の駆動伝達経路上に設けられ、前記排出ローラ対が一方向に回転している状態で、前記駆動源の駆動力によって回転する前記反転ローラ対の回転方向を切り換える切り換え機構と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記切り換え機構は、遊星ギア装置を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記遊星ギア装置は、前記駆動源から駆動力が伝達される第１の回転要素と、前記反転ローラ対に駆動力を伝達する第２の回転要素と、第３の回転要素と、を有する第１の遊星ギア機構と、
前記駆動源から駆動力が伝達され前記第１の回転要素と同方向に回転する第４の回転要素と、前記第２の回転要素に噛合う第５の回転要素と、前記第５の回転要素に噛合う第６の回転要素と、を有する第２の遊星ギア機構と、を有し、
前記切り換え機構は、前記第３の回転要素及び前記第６の回転要素を選択的に停止させる停止手段を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の回転要素は、前記第３の回転要素が前記停止手段によって停止されることで、第１の回転方向に回転し、かつ前記第６の回転要素が前記停止手段によって停止されることで、前記第１の回転方向とは反対方向である第２の回転方向に回転する、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の回転要素及び前記第４の回転要素は、内歯ギアであり、
前記第２の回転要素及び前記第５の回転要素は、遊星キャリアであり、
前記第３の回転要素及び前記第６の回転要素は、太陽ギアである、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記停止手段は、ソレノイドと、前記ソレノイドによって移動し、前記第３の回転要素及び前記第６の回転要素を選択的に停止させる移動部と、を有する、
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記移動部は、前記案内部材を押圧し、前記案内部材を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる押圧部を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記移動部は、前記第３の回転要素を停止させた際には、前記案内部材を前記第１の位置に位置させ、かつ前記第６の回転要素を停止させた際には、前記案内部材を前記第２の位置に位置させる、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の遊星ギア機構と前記第２の遊星ギア機構は、同一構成からなる、
ことを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記駆動源は、前記第１の駆動伝達経路及び前記第２の駆動伝達経路の駆動伝達方向における上流において、前記定着手段に駆動力を伝達する、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記定着手段は、前記駆動源から伝達された駆動力によって、前記一方向に駆動する定着ローラを有する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーが定着されたシートを排出トレイに排紙する第１排紙ローラと、例えばシートに両面印刷するために、シートをスイッチバック可能な第２排紙ローラと、を備えたプリンタ等の画像形成装置が知られている。
【０００３】
このような画像形成装置の一例として、第２排紙ローラをステッピングモータによって正逆転可能に構成した画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。この画像形成装置は、第２排紙ローラを正回転させてシートの後端が反転センサを通過するまでシートを搬送し、その後第２排紙ローラを逆回転させて、シートを両面再給紙経路に搬送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１５８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の画像形成装置は、第２排紙ローラの回転方向を切換える際に、ステッピングモータを減速、停止した後に、逆転して増速する必要がある。このため、ステッピングモータのダウンタイムが長くなってしまい、両面印刷する際のスループットが低下してしまっていた。
【０００６】
また、ステッピングモータは一方向に回転させたままにして、ギア列等によって第２排紙ローラに伝達される駆動力を正逆回転させる構成が考えられる。しかし、このような構成においても、ギア列によって第２排紙ローラの回転方向を切り換える際には、駆動源であるステッピングモータの回転を妨げる方向に大きな負荷がかかってしまう。この結果、ステッピングモータの回転方向を切り換える時間が大きくなってしまい、スループットが低下してしまうという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、反転ローラ対の回転方向を切り換える際に、駆動源に作用する負荷を低減し、もって上述した課題を解決した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、画像形成装置において、シートにトナー画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成されたトナー画像をシートに定着させる定着手段と、前記定着手段によりトナー画像が定着されたシートを排出する排出ローラ対と、正逆回転可能であり、前記定着手段により第１面にトナー画像が定着されたシートの第２面に画像を形成するために、再度、シートを前記画像形成手段へ搬送する反転ローラ対と、前記定着手段により搬送されているシートを、前記排出ローラへ案内する第１の位置と、前記反転ローラ対へ案内する第２の位置との間を移動可能な案内部材と、駆動力を発生する１つの駆動源と、前記駆動源が発生する駆動力を前記排出ローラ対に伝達する第１の駆動伝達経路と、前記駆動源が発生する駆動力を前記反転ローラ対に伝達する第２の駆動伝達経路と、前記第２の駆動伝達経路上に設けられ、前記排出ローラ対が一方向に回転している状態で、前記駆動源の駆動力によって回転する前記反転ローラ対の回転方向を切り換える切り換え機構と、を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、１つの駆動源によって排出ローラ及び反転ローラを駆動し、排出ローラが一方向に回転している状態で切り換え機構によって反転ローラの回転方向が切り換わる。これにより、常に一方向に回転する排出ローラのイナーシャの分だけ、反転ローラの回転方向が切り換わる際に駆動源に作用する負荷が低減するので、スイッチバックにかかる時間を低減することができ、スループットを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るプリンタを示す概略断面図。
【図２】定着ユニットを示す背面図。
【図３】アクチュエータユニットを示す斜視図。
【図４】アクチュエータユニットを示す分解斜視図。
【図５】定着ユニットを示す断面図であり、（ａ）は図２のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面図。
【図６】案内部材が排出位置に位置する際の定着ユニットを示す図２のＡ−Ａ断面図。
【図７】案内部材が反転位置に位置する際の定着ユニットを示す断面図。
【図８】定着ユニットを示す断面図。
【図９】モータの駆動力の駆動伝達経路を示す説明図。
【図１０】切り換え機構を示す図であり、（ａ）は正面斜視図、（ｂ）は背面斜視図。
【図１１】第１及び第２の遊星ギア機構を示す分解斜視図。
【図１２】案内部材５４が排出位置に位置する際の各ギアの回転方向を示す断面図。
【図１３】案内部材５４が反転位置に位置する際の各ギアの回転方向を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図１３を参照しながら詳細に説明する。本発明の実施の形態に係るプリンタ１は、画像形成装置の一例である電子写真方式のカラーレーザビームプリンタである。プリンタ１は、図１に示すように、カセット３１と、シート給送部３０と、シートにトナー像を形成する画像形成部１２（画像形成手段）と、定着装置５１（定着手段）と、排出ローラ対５２と、反転ローラ対５３と、を有している。
【００１２】
プリンタ１に画像形成の指令が出力されると、プリンタ１に接続された外部のコンピュータ等から入力された画像情報に基づいて、画像形成部１２による画像形成プロセスが開始される。画像形成部１２は、レーザスキャナユニット３と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色の画像を形成する４つのプロセスカートリッジ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋと、を備えている。なお、４つのプロセスカートリッジ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋは、形成する画像の色が異なること以外は同じ構成であり、プロセスカートリッジ１２Ｙの画像形成プロセスのみを説明し、プロセスカートリッジ１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの説明は省略する。
【００１３】
レーザスキャナユニット２は、入力された画像情報に基づいて、プロセスカートリッジ１２Ｙの感光ドラム１１ａに向けてレーザ光を照射する。このとき感光ドラム１１ａは、帯電器１２ａにより予め帯電されており、レーザ光が照射されることで感光ドラム１１ａ上に静電潜像が形成される。その後、現像器１３ａ内に設けられた現像ローラ１３ａ１によりこの静電潜像が現像され、感光ドラム１１ａ上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。
【００１４】
同様にして、プロセスカートリッジ１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの感光ドラム上にも、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）のトナー像が形成される。各感光ドラム上に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄにより中間転写ベルト２１に転写される。誘電性及び可撓性を有する無端状の中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２２、ターンローラ２３及びテンションローラ２４に巻き掛けられている。中間転写ベルト２１上のトナー像は、駆動ローラ２２によって中間転写ベルト２１が回転することで、二次転写ローラ２６まで搬送される。なお、各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト２１上に一次転写された上流のトナー像に重ね合わせるタイミングで行われる。
【００１５】
上述の画像形成プロセスに並行して、カセット３１に積載されたシートが、シート給送部３０によって送り出される。カセット３１は、回動可能に支持された中板３１ａを有しており、中板３１ａに積載されたシート束の最上位のシートＳは、中板３１ａが回動することで給紙ローラ３３に当接する。この状態で、シートＳは、給紙ローラ３３によって送り出され、搬送ローラ３５及び分離ローラ３４によって１枚ずつに分離される。
【００１６】
搬送ローラ３５及び分離ローラ３４によって搬送されたシートＳは、レジストレーションローラ対９２により斜行が補正される。レジストレーションローラ対９２によって所定の搬送タイミングで搬送されたシートＳは、二次転写ローラ２６によって、中間転写ベルト２１上のフルカラーのトナー像が転写される。二次転写ローラ２６によってシートにトナー像が転写された後に、中間転写ベルト２１上に残存したトナーは、ベルトクリーニングユニット２７によって回収される。
【００１７】
なお、二次転写ローラ２６の搬送方向における下流には、定着ユニット５０が設けられている。定着ユニット５０は、定着装置５１と、排出ローラ対５２と、正逆回転可能な反転ローラ対５３と、案内部材５４と、アクチュエータユニット５５と、排出反転ガイド５９と、を有しており、これらが図２に示すようにユニット化されている。
【００１８】
トナー像が転写されたシートＳは、搬送路４２を通って定着装置５１に搬送される。そして、シートＳは、定着装置５１によって所定の熱及び圧力が付与されて、トナーが溶融固着される。定着装置５１の搬送方向における下流には、排出位置と反転位置に移動可能な案内部材５４が設けられており、案内部材５４が排出位置（第１の位置）に位置した状態では、シートＳは排出搬送路５６を介して、排出ローラ対５２に案内される。そして、シートＳは、排出ローラ対５２によって装置本体１Ａの上面に設けられた排出トレイ５７に排出される。なお、排出反転ガイド５９は、案内部材５４を回動可能に支持していると共に、排出搬送路５６及び反転搬送路５８の一部を構成している。
【００１９】
また、例えばシートＳに両面印刷を行う場合には、案内部材５４は反転位置（第２の位置）に位置する。そして、第１面に転写されたトナー画像が定着装置５１によって定着され、定着装置５１を通過したシートＳは、反転搬送路５８を介して、反転ローラ対５３に案内される。反転ローラ対５３に搬送されたシートＳは、所定のタイミング（詳しくは後述する）で反転ローラ対５３が逆転することでスイッチバックされ、定着ユニット５０の側方に配置された再搬送ユニット７０に搬送される。再搬送ユニット７０は、再搬送路７１及び再搬送ローラ対７２を有し、回動軸７０ａを中心に装置本体１Ａに回動可能に支持されている。シートＳは、再搬送路７１上を再搬送ローラ対７２によって搬送され、再度、レジストレーションローラ対９２に到達する。なお、再搬送ユニット７０は、装置本体１Ａに対して開かれることで、再搬送路７１が露出し、再搬送路７１においてジャムしたシートを容易に除去することができる。
【００２０】
そして、シートＳは、レジストレーションローラ対９２によって所定のタイミングで二次転写ローラ２６に搬送され、二次転写ローラ２６によって第２面にトナー画像が転写されると共に、このトナー画像が定着装置５１によって定着される。シートＳは、排出位置に位置する案内部材５４によって排出ローラ対５２に搬送され、排出ローラ対５２によって排出トレイ５７に排出される。
【００２１】
次に、定着ユニット５０に設けられたアクチュエータユニット５５について説明する。アクチュエータユニット５５は、図３及び図４に示すように、定着ユニット５０の不図示のフレームに固定されるソレノイド保持部材５５２と、装置本体１Ａに固定されると共にソレノイド保持部材５５２に取付けられる取付け部材５５４と、を有している。また、アクチュエータユニット５５は、ソレノイド保持部材５５２の軸受部５５２ａと取付け部材５５４の軸受部５５４ａに回動可能に支持されるレバー５５３（移動部）と、ソレノイド保持部材５５２に取付けられるソレノイド５５１と、を有している。
【００２２】
ソレノイド５５１は、図４に示すように、装置本体１Ａに設けられる制御部９０（図１参照）によってＯＮされると、プランジャ５５１０がＺ方向に吸引され、制御部９０によってＯＦＦされることで自重により−Ｚ方向（Ｚ方向に対して反対方向）に落下する。プランジャ５５１０は、レバー５５３の挟持部５５３ａに挟持される被挟持部５５１０ａが下端に形成されている。
【００２３】
案内部材５４は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、バネ掛け部５４ａを有しており、排出反転ガイド５９に形成されたバネ掛け部５９ａとバネ掛け部５４ａとの間に張設されたバネ６０によって、ＣＷ方向（時計回り）に付勢されている。そして、案内部材５４は、ガイド６１に当接することによって、排出位置に保持されている。また、案内部材５４は、レバー５５３の端部に形成された押圧部５５３ｃ（図４参照）に当接する被押圧部５４ｃを有している。なお、図５（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、図５（ｂ）は、図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００２４】
次に、ソレノイド５５１と案内部材５４の動作について説明する。制御部９０がソレノイド５５１をＯＦＦにしていると、案内部材５４は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、バネ６０及びソレノイド５５１の自重によって排出位置に保持される。この状態から制御部９０がソレノイド５５１をＯＮにすると、ソレノイド５５１は図４に示すＺ方向に吸引され、レバー５５３は、図６に示すように、ＣＷ方向に回動する。レバー５５３がＣＷ方向に回動することで、レバー５５３の押圧部５５３ｃが案内部材５４の被押圧部５４ｃを押圧する。これにより、案内部材５４は、バネ６０の付勢力に抗してＣＣＷ方向（反時計回り）に回動する。
【００２５】
この時、案内部材５４は、図７に示すように、レバー５５３の押圧部から力Ｆ１を受け、かつバネ６０から力Ｆｓｐを受ける。そして、本実施の形態では、Ｆ１＞Ｆｓｐの関係式が成り立つようにソレノイド５５１のトルク及びバネ６０の弾性力が設定され、案内部材５４をＣＣＷ方向に回動可能に構成されている。案内部材５４は、このようにＣＣＷ方向に回動することで不図示のストッパに当接し、反転位置に保持される。なお、ストッパを設けず、ソレノイド５５１に流れる電流を検知し、この電流が所定値となることで案内部材５４が反転位置に位置させるように構成してもよい。案内部材５４が反転位置に位置している状態で、制御部９０がソレノイド５５１をＯＦＦにすると、案内部材５４は、自重及びバネ６０の付勢力によって排出位置に戻る。
【００２６】
案内部材５４は、ソレノイド５５１がＯＮ／ＯＦＦされることで上述したように排出位置と反転位置との間で移動するので、片面印刷の場合には、図８に示すように、制御部９０は、ソレノイド５５１をＯＦＦにして、案内部材５４を排出位置に位置させる。ここで、定着装置５１は、一方向に駆動する定着ローラ５１１と、定着ローラ５１１を加熱する加熱ユニット５１２と、定着ローラ５１１に圧接する加圧ユニット５１３と、を有している。シートＳは、定着ローラ５１１と加圧ユニット５１３とのニップによって加圧及び加熱されてトナー画像が定着されながら、案内部材５４に搬送される。シートＳは、案内部材５４によって排出搬送路５６に案内され、排出ローラ対５２によって排出トレイ５７に排出される。
【００２７】
両面印刷の場合には、制御部９０は、図示しないセンサによってシートＳの先端の位置を検知し、シートＳの先端が案内部材５４の先端部の軌跡である搬送路分岐点Ｂよりも上流にあるタイミングで、ソレノイド５５１をＯＮにする。これにより、案内部材５４が反転位置に位置し、シートＳは案内部材５４によって反転搬送路５８に案内される。
【００２８】
制御部９０は、ガイド６１に設けたセンサ６１１によってシートＳの後端の位置を検知する。そして、制御部９０は、シートＳの後端がガイド６１の先端６１ａを通過した位置から反転ローラ対５３までの反転可能領域Ｒにある時、ソレノイド５５１をＯＦＦにし、案内部材５４を排出位置に位置させる。これに伴って、反転ローラ対５３が後述するように反転し、シートＳは、スイッチバックされて案内部材５４によって再搬送ユニット７０に案内される。
【００２９】
次に、本実施の形態に係る反転ローラ対５３の回転方向を切り換える切り換え機構について説明する。なお、反転ローラ対５３は、反転ローラ５３１と、反転従動ローラ５３２と、から構成され、排出ローラ対５２は、排出ローラ５２１と、排出従動ローラ５２２と、から構成される。
【００３０】
図９は、本実施の形態における駆動伝達経路８０の説明図である。まず、駆動源であるモータＤが発生する駆動力は、図９に示すように、定着ローラ５１１の同軸上に設けられた定着ローラギア５１４に伝達される。駆動伝達経路８０は、定着ローラギア５１４からそれぞれ分岐される、第１の駆動伝達経路８１と、第２の駆動伝達経路８２と、を有している。すなわち、モータＤは、第１の駆動伝達経路８１及び第２の駆動伝達経路８２の駆動伝達方向における上流において、定着装置５１に駆動力を伝達する。
【００３１】
第１の駆動伝達経路８１は、定着ローラギア５１４に伝達された駆動力を、排出ローラ５２１の同軸上に設けられた排出ローラギア５２３に伝達する。第２の駆動伝達経路８２は、定着ローラギア５１４に伝達された駆動力を、反転ローラ５３１の同軸上に設けられた反転ローラギア５３３に伝達する。そして、第２の駆動伝達経路８２上には、反転ローラ５３１が回転する方向を切り換える切り換え機構８３が設けられている。
【００３２】
次に、特に切り換え機構８３について、より具体的に説明する。図１０（ａ）（ｂ）に示すように、モータＤの駆動力は、ギア８０１，８０２，８０３を介して、定着ローラギア５１４に伝達される。なお、図１０（ａ）（ｂ）においては、第２の駆動伝達経路８２の具体的な構成については省略されているが、定着ローラギア５１４の駆動力は、不図示のギア列を介して、排出ローラギア５２３に伝達されている。
【００３３】
定着ローラギア５１４には、ギア８０４が噛合しており、ギア８０４が回転することで、ギア８０４と同軸上には、ギア８０５が設けられている。ギア８０５には、ギア８０６が噛合しており、ギア８０６には、第１の遊星ギア機構８０７と第２の遊星ギア機構８０８とが噛合している。第１の遊星ギア機構８０７の後述する遊星キャリア８０７ｂは、ギア８０９に噛合しており、ギア８０９に駆動力は、ギア８１０を介して、反転ローラギア５３３に伝達される。
【００３４】
これらモータＤ、ギア８０１〜８０６，８０９，８１０、定着ローラギア５１４、第１の遊星ギア機構８０７、第２の遊星ギア機構８０８及び反転ローラギア５３３は、駆動ベース８１１、駆動カバー８１２及び複数の軸８１３によってユニット化され、装置本体に取付けられている。
【００３５】
２つの隣り合う遊星ギア機構８０７、８０８はそれぞれ、図１１に示すように、太陽ギア８０７ａ、８０８ａ、遊星キャリア８０７ｂ、８０８ｂ、２つの遊星ギア８０７ｃ、８０８ｃ、内歯ギア８０７ｄ、８０８ｄで構成されている。また、遊星ギア機構８０７，８０８は、遊星ギア装置８７８を構成する。
【００３６】
２つの内歯ギア８０７ｄ、８０８ｄ（第１の回転要素、第４の回転要素）は、上述したように、モータＤによって駆動されるギア８０６に噛合し、同方向に回転している。内歯ギア８０７ｄ（第１の回転要素）は、遊星キャリア８０７ｂ（第２の回転要素）に回転可能に取付けられた２つの遊星ギア８０７ｃ，８０７ｃに噛合している。また、遊星ギア８０７ｃ，８０７ｃは、太陽ギア８０７ａ（第３の回転要素）に噛合している。
【００３７】
同様にして、内歯ギア８０８ｄ（第４の回転要素）は、遊星キャリア８０８ｂ（第５の回転要素）に回転可能に取付けられた２つの遊星ギア８０８ｃ，８０８ｃに噛合している。また、遊星ギア８０８ｃ，８０８ｃは、太陽ギア８０８ａ（第６の回転要素）に噛合している。また、遊星キャリア８０７ｂ，８０８ｂは、互いに噛合しており、遊星キャリア８０７ｂは、ギア８０９に駆動力を出力している。
【００３８】
ギア８０６の同軸上には、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、ギア８０６と相対回転可能にストッパ８１４が設けられている。ストッパ８１４は、太陽ギア８０７ａに係合して停止可能な第１の係合部８１４ａと、太陽ギア８０８ａに係合して停止可能な第２の係合部８１４ｂと、被挟持部８１４ｄと、を有している。ストッパ８１４は、駆動カバー８１２のバネかかり部８１１ａに一端が固定されたバネ８１６によって、第１の係合部８１４ａが太陽ギア８０７ａに係合するように付勢されている。なお、第１の係合部８１４ａが太陽ギア８０７ａに係合している時、第２の係合部８１４ｂは、太陽ギア８０８ａには係合しておらず、かつ案内部材５４は排出位置に位置している。
【００３９】
また、図４に示すように、レバー５５３は、ストッパ８１４の被挟持部８１４ｄを挟持する挟持部４４３ｄを有しており、ソレノイド５５１がＯＮしてレバー５５３が回動することで、バネ８１６の付勢力に抗してストッパ８１４を回動させる。これにより、第１の係合部８１４ａが、太陽ギア８０７ａから離間し、かつ第２の係合部８１４ｂが、太陽ギア８０８ａに係合し、案内部材５４が反転位置に位置する。すなわち、ストッパ８１４は、太陽ギア８０７ａ及び太陽ギア８０８ａを選択的に停止させる。なお、本実施の形態において、アクチュエータユニット５５と、ストッパ８１４と、によって停止手段８００が構成されており、切換え機構８３は、第１の遊星ギア機構８０７と、第２の遊星ギア機構８０８と、停止手段８００と、を有している。
【００４０】
次に、切換え機構８３による反転ローラ５３１の回転方向の切り換え動作について説明する。図１２は、案内部材５４が排出位置に位置する際の第１の駆動伝達経路８２上の各ギアの回転方向を示し、図１３は、案内部材５４が反転位置に位置する際の第１の駆動伝達経路８２上の各ギアの回転方向を示している。なお、図１２及び図１３は、図２のＣ−Ｃ断面における断面図である。
【００４１】
ソレノイド５５１がＯＦＦである時には、図１２に示すように、反転ローラギア５３３及び反転ローラ５３１はＣＷ方向（第１の回転方向）に回転している。具体的には、上述したように第１の係合部８１４ａが太陽ギア８０７ａに係合して、太陽ギア８０７ａは停止している。ＣＷ方向に回転するギア８０６によって、内歯ギア８０７ｄ、８０８ｄはＣＣＷ方向に回転しており、遊星キャリア８０７ｂは減速されてＣＣＷ方向に回転する。ＣＣＷ方向に回転する遊星キャリア８０７ｂの回転は、ギア８０９，８１０及び反転ローラギア５３３を介して、反転ローラ５３１に伝達され、反転ローラ５３１はＣＷ方向に回転する。なお、この時、案内部材５４は排出位置に位置すると共に、モータＤ、定着ローラ５１１及び排出ローラ５２１は、ＣＷ方向に回転している。
【００４２】
そして、反転ローラギア５３３及び反転ローラ５３１をＣＣＷ方向に回転させるように切換える際には、制御部９０は、ソレノイド５５１をＯＮにする。すると、図１３に示すように、レバー５５３が回動し、ストッパ８１４がバネ８１６の付勢力に抗して回動する。これにより、第１の係合部８１４ａが、太陽ギア８０７ａから離間し、かつ第２の係合部８１４ｂが、太陽ギア８０８ａに係合して、太陽ギア８０８ａが停止状態となる。
【００４３】
ＣＷ方向に回転するギア８０６によって、内歯ギア８０７ｄ、８０８ｄはＣＣＷ方向に回転しており、遊星キャリア８０７ｂは減速されてＣＷ方向に回転する。ＣＷ方向に回転する遊星キャリア８０７ｂの回転は、ギア８０９，８１０及び反転ローラギア５３３を介して、反転ローラ５３１に伝達され、反転ローラ５３１はＣＷ方向とは反対方向であるＣＣＷ方向（第２の回転方向）に回転する。なお、この時、案内部材５４は反転位置に位置すると共に、モータＤ、定着ローラ５１１及び排出ローラ５２１は、ＣＷ方向に回転している。
【００４４】
更に、ソレノイド５５１をＯＮからＯＦＦにすると、上述した動作と逆の手順を辿り、排出ローラ５２１は、ＣＷ方向からＣＣＷ方向に回転方向が切り換わる。この時にも、モータＤ、定着ローラ５１１及び排出ローラ５２１は、依然としてＣＷ方向に回転したままである。なお、反転ローラ５３１が回転方向を変えた瞬間、モータＤ上にはモータＤが回転している方向とは逆方向に負荷がかかる。
【００４５】
ここで、ＣＷ方向に回転し続けるモータＤと定着ローラ５１１の搬送上での等価質量をＭ１とし、排出ローラ５２１の搬送上での等価質量をＭ２とする。常にＣＷ方向に回転する側の総等価質量をＭとすると、Ｍ＝Ｍ１＋Ｍ２となる。正逆回転する反転ローラ５３１の搬送上での等価質量をｍとすると、一般的に等価質量ｍに対し、等価質量Ｍの方が大きいため、ＣＷ方向に回転しようとする等価質量比が大きくなる。その結果、反転ローラ５３１が逆回転する際のモータＤにかかる負荷を低減できる。またＭ／ｍが大きければ大きいほどモータＤにかかる負荷を低減できる。ここで等価質量とは慣性モーメントを搬送上における速度で等価の慣性力になるように質量として換算したものである。
【００４６】
言い換えれば、本実施の形態では、定着ローラ５１１及び排出ローラ５２１が常に一方向（ＣＷ方向）に回転しており、反転ローラ５３１の回転方向のみが切り換え機構８３によって切り換わる。そのため、定着ローラ５１１及び排出ローラ５２１がモータＤ側のイナーシャとして働き、反転ローラ５３１の回転方向が切り換わる際にモータＤに負荷がかかっても、このイナーシャによってモータの等速性を保とうとする。
【００４７】
これにより、モータＤに発生する回転を妨げる負荷を低減することができ、シートＳのスイッチバック時にかかる時間を短縮することができる。その結果、スループットを向上し、生産性の高い両面印刷を可能にした画像形成装置を提供することができる。
【００４８】
また、第１の遊星ギア機構８０７及び第２の遊星ギア機構は、同一構成からなり、部品を共通化でき、コストダウンすることができる。また、遊星ギア機構を使用することで、平歯車を径方向に配列したギア列に比して、小型化することができる。また、２つの遊星ギア機構を用いても、常に同じ回転要素である遊星キャリア８０７ｂから駆動力を出力するので、安定的な回転を反転ローラ５３１に伝達することができる。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、モータＤによって定着ローラ５１１、排出ローラ５２１及び反転ローラ５３１を駆動させる構成を用いたがこれに限定されない。例えば、定着ローラ５１１を他のモータによって駆動する構成を用いてもよい。
【００５０】
また、本実施の形態では、反転ローラ５３１の回転方向の切り換えと案内部材５４の回動とを共通のソレノイド５５１によって行ったが、別々のソレノイドを用いてもよい。
【００５１】
また、本実施の形態では、遊星ギア機構８０７，８０８は、内歯ギア８０７ｄ、８０８ｄから駆動力を入力し、遊星キャリア８０７ｂから駆動力を出力していたが、これに限定されない。すなわち、太陽ギア、遊星キャリア、内歯ギアの３つの回転要素を、適宜、入力要素、固定要素、出力要素に割り振って使用すればよい。
【００５２】
また、本実施の形態では、切換え機構８３が２つの遊星ギア機構８０７，８０８を有していたが、これに限定されない。例えば、１つの遊星歯車及びクラッチを用いて、太陽ギア又は内歯ギアから反転ローラ５３１に駆動力を逆転可能に伝達する構成としても良い。また、遊星ギア機構を用いず、ギア列及び２つのクラッチによって、モータＤから反転ローラ５３１に駆動力を逆転可能に伝達する構成としても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１：画像形成装置（プリンタ）、１２：画像形成手段（画像形成部）、５１：定着手段（定着装置）、５２：排出ローラ対、５３：反転ローラ対、５４：案内部材、８１：第１の駆動伝達経路、８２：第２の駆動伝達経路、８３：切換え機構、５１１：定着ローラ、５５１：ソレノイド、５５３：移動部（レバー）、５５３ｃ：押圧部、８００：停止手段、８０７：第１の遊星ギア機構、８０７ａ：第３の回転要素（太陽ギア）、８０７ｂ：第２の回転要素（遊星キャリア、８０７ｄ：第１の回転要素（内歯ギア）、８０８：第２の遊星ギア機構、８０８ａ：第６の回転要素（太陽ギア）、８０８ｂ：第５の回転要素（遊星キャリア、８０８ｄ：第４の回転要素（内歯ギア）、Ｄ：駆動源（モータ）、Ｓ：シート
【図１】
2020059608.tif 000003
【図２】
2020059608.tif 000004
【図３】
2020059608.tif 000005
【図４】
2020059608.tif 000006
【図５】
2020059608.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020059608.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年1月24日(2020.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートにトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって形成されたトナー画像をシートに定着させる定着手段と、
排出ローラを有し、前記定着手段によりトナー画像が定着されたシートを排出する排出手段と、
反転ローラを有し、前記定着手段により第１面にトナー画像が定着されたシートの第２面に画像を形成するために、再度、シートを前記画像形成手段へ搬送する反転手段と、
駆動力を発生する１つの駆動源と、
前記駆動源が発生する駆動力を前記排出ローラに伝達する第１の駆動伝達経路と、
前記駆動源が発生する駆動力を前記反転ローラに伝達する第２の駆動伝達経路と、
前記第２の駆動伝達経路上に設けられ、前記排出ローラが一方向に回転している状態で、前記駆動源の駆動力によって回転する前記反転ローラの回転方向を切り換える切り換え機構と、を備え、
前記切り換え機構は、
前記駆動源から駆動力が伝達されて回転する第１の内歯ギアと、第１の太陽ギアと、前記第１の内歯ギア及び前記第１の太陽ギアと噛み合う第１の遊星ギアと、前記第１の遊星ギアを保持し前記反転ローラに駆動力を伝達する第１の遊星ギアキャリアと、を有する第１の遊星ギア機構と、
前記駆動源から駆動力が伝達されて前記第１の内歯ギアの回転方向と同方向に回転する第２の内歯ギアと、第２の太陽ギアと、前記第２の内歯ギア及び前記第２の太陽ギアと噛み合う第２の遊星ギアと、前記第２の遊星ギアを保持し前記第１の遊星ギアキャリアと噛み合う第２の遊星ギアキャリアと、を有する第２の遊星ギア機構と、
前記第１の太陽ギア及び前記第２の太陽ギアを選択的に停止させる停止手段と、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の遊星ギアキャリアは、前記第１の太陽ギアが前記停止手段によって停止されることで、前記反転ローラが正転方向に回転するように第１の回転方向に回転し、かつ前記第２の太陽ギアが前記停止手段によって停止されることで、前記反転ローラが前記正転方向とは反対の逆転方向に回転するように前記第１の回転方向とは反対方向である第２の回転方向に回転する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記停止手段は、ソレノイドと、前記ソレノイドによって移動し、前記第１の太陽ギア及び前記第２の太陽ギアを選択的に停止させる移動部と、を有する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着手段により搬送されているシートを、前記排出手段へ案内する第１の位置と、前記反転手段へ案内する第２の位置と、の間を移動可能な案内部材を備え、
前記移動部は、前記案内部材を押圧し、前記案内部材を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる押圧部を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記移動部は、前記第１の太陽ギアを停止させた際には、前記案内部材を前記第１の位置に位置させ、かつ前記第２の太陽ギアを停止させた際には、前記案内部材を前記第２の位置に位置させる、
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の遊星ギア機構と前記第２の遊星ギア機構は、同一構成からなる、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記駆動源は、前記第１の駆動伝達経路及び前記第２の駆動伝達経路の駆動伝達方向における上流において、前記定着手段に駆動力を伝達する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定着手段は、前記駆動源から伝達された駆動力によって、前記一方向に駆動する定着ローラを有する、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、画像形成装置において、シートにトナー画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって形成されたトナー画像をシートに定着させる定着手段と、排出ローラを有し、前記定着手段によりトナー画像が定着されたシートを排出する排出手段と、反転ローラを有し、前記定着手段により第１面にトナー画像が定着されたシートの第２面に画像を形成するために、再度、シートを前記画像形成手段へ搬送する反転手段と、駆動力を発生する１つの駆動源と、前記駆動源が発生する駆動力を前記排出ローラに伝達する第１の駆動伝達経路と、前記駆動源が発生する駆動力を前記反転ローラに伝達する第２の駆動伝達経路と、前記第２の駆動伝達経路上に設けられ、前記排出ローラが一方向に回転している状態で、前記駆動源の駆動力によって回転する前記反転ローラの回転方向を切り換える切り換え機構と、を備え、前記切り換え機構は、前記駆動源から駆動力が伝達されて回転する第１の内歯ギアと、第１の太陽ギアと、前記第１の内歯ギア及び前記第１の太陽ギアと噛み合う第１の遊星ギアと、前記第１の遊星ギアを保持し前記反転ローラに駆動力を伝達する第１の遊星ギアキャリアと、を有する第１の遊星ギア機構と、前記駆動源から駆動力が伝達されて前記第１の内歯ギアの回転方向と同方向に回転する第２の内歯ギアと、第２の太陽ギアと、前記第２の内歯ギア及び前記第２の太陽ギアと噛み合う第２の遊星ギアと、前記第２の遊星ギアを保持し前記第１の遊星ギアキャリアと噛み合う第２の遊星ギアキャリアと、を有する第２の遊星ギア機構と、前記第１の太陽ギア及び前記第２の太陽ギアを選択的に停止させる停止手段と、を有する、ことを特徴とする。