(57)【要約】【課題】  ソレノイド等の電子部品を追加することなく小規模のモータを使用することができ、画像形成装置等のコストダウン、コンパクト化を図ることができ、モータや雰囲気内温度の上昇を抑制することのできる記録媒体の経路切り替え機構を提供すること。【解決手段】  モータの正回転時には、規制板が一方向のストッパに当接するまで、ワンウェイクラッチが摩擦部材を介してフラッパ軸を正回転させる一方、モータの逆回転時には、規制板が逆方向のストッパに当接するまで、付勢部材が該規制板を介してフラッパ軸を逆回転させることを特徴とする記録媒体の経路切り替え機構とする。【選択図】  図１
2008162714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、該モータの軸に軸着されたギアと噛合するワンウェイクラッチと、該ワンウェイクラッチに連結された摩擦部材と、一端部に該摩擦部材が結合され回転方向の切り替え時に記録媒体の経路切り替えを行うフラッパ軸と、該フラッパ軸の他端部に軸着された規制板と、該規制板の回転動作の範囲を規制する一対のストッパと、該規制板を逆回転方向に付勢する付勢部材とからなり、
前記モータの正回転時には、前記規制板が一方向のストッパに当接するまで、前記ワンウェイクラッチが前記摩擦部材を介して前記フラッパ軸を正回転させる一方、
前記モータの逆回転時には、前記規制板が逆方向のストッパに当接するまで、前記付勢部材が該規制板を介して前記フラッパ軸を逆回転させることを特徴とする記録媒体の経路切り替え機構。
【請求項２】
前記摩擦部材が、摩擦パットまたはトルクリミッタであることを特徴とする請求項１記載の経路切り替え機構。
【請求項３】
前記付勢部材が、バネであることを特徴とする請求項１又は２記載の経路切り替え機構。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された経路切り替え機構を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体の表裏を反転するスイッチバック装置等に用いられる記録媒体の経路切り替え機構、及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、記録媒体の片面に画像を形成した後、その記録媒体を排出せずに再度画像形成部に搬送し、他方の面にも画像を形成する両面印刷方式のものが広く用いられている。このような両面印刷方式の画像形成装置においては、片面に画像が形成された記録媒体を反転させる反転手段と、反転した記録媒体を画像形成部へ再搬送する再搬送手段とを備えている。
【０００３】
ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置においては、図４に示すように、給紙カセット２又は手差トレイ３から供給される記録媒体にトナー像が転写され、定着装置９において加熱及び加圧され、用紙上にトナーが定着する。定着装置９においてトナーが定着された記録媒体は、外排出ローラ１１から排出される。
【０００４】
片面印字の場合、内排出ローラ１０から排出された記録媒体は、フラッパ１３によって外排出ローラ１１方向に誘導され、外排出ローラ１１によって外部へ排出される。
【０００５】
一方、両面印字が行われる場合、内排出ローラ１０から排出された記録媒体は、切り替えフラッパ１３によって外排出ローラ１１方向に誘導され、完全に外部へ排出される直前に外排出ローラ１１が逆回転し、記録媒体を再び搬送経路１４内へ送り込むことによりスイッチバックされ、記録媒体の画像形成面が反転する。スイッチバックされた記録媒体は、フラッパ１３によって再搬送経路１５へと誘導され、再搬送経路１５を通って、再びレジストローラ７へと送り込まれ、片面印字と同様に反転された裏面に画像形成される。両面に画像形成された記録媒体は、片面印字の場合と同様の経路を通過して、外排出ローラ１１より外部へと排出される。
【０００６】
このような画像形成装置においては、従来、分岐部１６における記録媒体搬送方向の切り替えは、ソレノイド等を作動させることによりフラッパ１３の角度を切り替えて行っていた。しかし、その場合ソレノイド及びソレノイドの作動を制御する制御機構が必要となり、分岐部１６の機構が複雑化するとともにコストアップにもつながるという問題点があった。
【０００７】
係る問題を解決するため、分岐部１６における記録媒体搬送方向の切り替えについて簡易な構成で用紙の搬送方向を切り替える方法が提案されており、例えば、特許文献１には、記録媒体経路の切り替えについて、切り替えフラッパ１３とモータとを連結し、モータの回転方向で切り替えフラッパ１３の方向を変えることで記録媒体の搬送経路を選択的に切り替える方法について提案されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の方法では、モータの正転・逆転のどちらに連動させていても、モータの駆動力が摩擦パットを介して規制板に伝達され、規制板の規制突起は常にいずれかのストッパに当接する。規制板の規制突起がストッパに当接している間、摩擦パットは常にスリップしているため、常にモータへの負荷がかかってしまう。特にスイッチバックさせるときにはスループット向上のため、モータ回転速度を上げることによりモータのトルク裕度が低くなり、裕度を考慮した設計を行うとモータが大きくなるもしくは高性能のモータを用いる必要がある。また、モータが回転している間、常に摩擦パットがスリップしているため、負荷によるモータの発熱と摩擦パッドの摩擦熱が発生し、雰囲気内温度が上昇すると考えられる。
【特許文献１】特開平０５−５８５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、逆回転時のトルクを軽減させることが可能となるため小規模のモータを使用することができ、ソレノイド等の電子部品を追加することもないことから、画像形成装置等のコストダウン、コンパクト化を図ることのできる記録媒体の経路切り替え機構を提供するものである。また、大きなトルクを必要としないため消費電力を低減し、モータや雰囲気内温度の上昇を抑制することを特徴とする記録媒体の経路切り替え機構を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、モータと、該モータの軸に軸着されたギアと噛合するワンウェイクラッチと、該ワンウェイクラッチに連結された摩擦部材と、一端部に該摩擦部材が結合され回転方向の切り替え時に記録媒体の経路切り替えを行うフラッパ軸と、該フラッパ軸の他端部に軸着された規制板と、該規制板の回転動作の範囲を規制する一対のストッパと、該規制板を逆回転方向に付勢する付勢部材とからなり、
前記モータの正回転時には、前記規制板が一方向のストッパに当接するまで、前記ワンウェイクラッチが前記摩擦部材を介して前記フラッパ軸を正回転させる一方、
前記モータの逆回転時には、前記規制板が逆方向のストッパに当接するまで、前記付勢部材が該規制板を介して前記フラッパ軸を逆回転させることを特徴とする記録媒体の経路切り替え機構に関する。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記摩擦部材が、摩擦パットまたはトルクリミッタであることを特徴とする請求項１記載の経路切り替え機構に関する。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記付勢部材が、バネであることを特徴とする請求項１又は２記載の経路切り替え機構に関する。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載された経路切り替え機構を有する画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、スイッチバック中のモータ逆回転時にはワンウェイクラッチのクラッチ機構が作動しモータの動力が摩擦部材に伝達しないことにより、モータに負荷がかからず大きなトルクを必要としないため、モータの消費電力を減少させ、モータや雰囲気内温度の上昇を抑制する効果を有する。また、スイッチバック中のモータの逆回転時にはトルクを軽減させることができるため小規模のモータで十分であり、フラッパの切り替えにソレノイド等の電子部品を使用する必要もないことから、画像形成装置等のコストダウン、コンパクト化につながる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る経路切り替え機構の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る経路切り替え機構の全体図である。図２は、図１におけるモータ、ワンウェイクラッチ、摩擦部材周辺を拡大して示す部分拡大図である。図３は、図１における規制板、付勢部材周辺を拡大して示す部分拡大図である。図４は、画像形成装置の全体構成を示す縦断面図である。図５は、モータ正回転時のフラッパの図である。図６は、モータ逆回転時のフラッパの図である。
【００１６】
本発明に係る経路切り替え機構は、図１において図示するモータ１０１とワンウェイクラッチ１０２と摩擦部材１０３とフラッパ軸１０４と規制板１０５と、図３において図示するストッパ１０６と付勢部材１０７からなる。
【００１７】
モータ１０１は、正回転、逆回転が可能であれば特に限定はされないが、例えば一定周期の駆動波形で駆動されるステッピングモータ等のパルスモータが使用される。モータ１０１は、図示しないギアを介してワンウェイクラッチ１０２に動力を伝達する。
【００１８】
ワンウェイクラッチ１０２は、モータ１０１が正回転時には、ロック機能が働き、モータ１０１の動力をワンウェイクラッチ１０２に連結された摩擦部材１０３に伝達する。一方、モータ１０１が逆回転時には、ワンウェイクラッチ１０２のクラッチ機能が働き、モータ１０１の動力は、摩擦部材１０３には伝達されない。
【００１９】
摩擦部材１０３は、特に限定されないが、摩擦パット、トルクリミッタのいずれかを用いるのが好ましい。図１、及び図２においては摩擦部材１０３としてトルクリミッタが使用されている。摩擦部材１０３は、モータ１０１の正回転時にはワンウェイクラッチ１０２に動力を伝達しているので、所定のトルク値を超えるまで結合されたフラッパ軸１０４を回転させ、所定のトルク値を超えるとモータ１０１の動力を遮断する。摩擦部材１０３は、後述するフラッパ軸１０４の一端部に結合されている。
【００２０】
ワンウェイクラッチ１０２及び摩擦部材１０３に換えてワンウェイヒンジを使用してもよい。ワンウェイヒンジとは、ワンウェイクラッチとトルクリミッタの両方の機能を兼ね備えた機械要素である。
【００２１】
フラッパ軸１０４には、複数の三角形状のフラッパ１３が所定の間隔で互いに平行に設けられている。フラッパ１３はフラッパ軸１０４と一体に形成されているため、フラッパ軸１０４の回転と連動してフラッパ１３も回転する。フラッパ軸１０４は、正回転、逆回転の切り替えによりフラッパ１３の記録媒体の経路切り替えを行うことができ、係る機構を使用する装置、例えば画像形成装置に回転可能に設置される。
【００２２】
規制板１０５は、略Ｖ字形のプレートであり、Ｖ字形の基部にはフラッパ軸１０４の他端部が結合されている。Ｖ字形の一方向の先端部は、規制板１０５が回転した時に、ストッパ１０６に当接することにより規制板１０５の回転範囲を制限すると同時に、フラッパ軸１０４、フラッパ１３の回転範囲も制限する。Ｖ字形の他方向の先端部には、付勢部材１０７が取着されている。
【００２３】
付勢部材１０７は、特に限定されないが、バネを用いるのが望ましい。付勢部材１０７の一端は、本発明に係る機構を使用する装置の不動部分、例えば画像形成装置のハウジング内面に取着され、他端は規制板１０５に取着される。付勢部材１０７は、規制板１０５をｂ方向（逆回転方向）に回転させるように付勢している。
【００２４】
以下、本発明にかかる記録媒体の経路切り替え機構の動作について説明する。
【００２５】
図２において、モータ１０１が正回転（a方向）時には、モータ軸と噛合するワンウェイクラッチ１０２はａ方向に回転しモータ１０１の動力を摩擦部材１０３に伝達し、摩擦部材１０３をa方向に回転させる。モータ１０１の動力が伝達された摩擦部材１０３は、フラッパ軸１０４およびフラッパ１３をa方向に回転させる。
【００２６】
図３において、フラッパ軸１０４及びフラッパ１３がa方向に回転されると、規制板１０５は付勢部材１０７の付勢方向ｂとは逆方向のa方向に回転される。規制板１０５がa方向のストッパ１０６に当接すると規制板１０５のa方向の回転動作が規制され、フラッパ１３のａ方向への経路が切り替えられる。従って、フラッパ１３は図５の状態となる。
【００２７】
規制板１０５の回転動作が規制されると、フラッパ軸１０４、摩擦部材１０３の回転動作も規制される。摩擦部材１０３の回転動作の規制により、摩擦部材１０３のトルク値が所定の値を超えると摩擦部材１０３はスリップする。
【００２８】
一方、図２において、モータ１０１が逆回転（ｂ方向）時には、モータ軸と噛合するワンウェイクラッチ１０２はｂ方向に回転するが、ワンウェイクラッチ１０２のクラッチ機構によりモータ１０１の動力は摩擦部材１０３には伝達されず、フラッパ軸１０４及び規制板１０５にもモータ１０１の動力は伝達されない。
【００２９】
図３において、付勢部材１０７はｂ方向に規制板１０５を付勢しているため、規制板１０５をｂ方向に回転させ、フラッパ軸１０４をｂ方向に回転させる。規制板１０５のストッパ１０６がｂ方向のストッパに当接すると、規制板１０５のｂ方向の回転動作が規制され、フラッパ１３のｂ方向への経路が切り替えられる。従って、フラッパ１３は図６の状態となる。
【００３０】
モータ１０１の回転停止時の経路切り替え機構の動作は、モータ１０１の逆回転時と同様であり、フラッパ１３は図６の状態となる。
【００３１】
次に、本発明に係る経路切り替え機構を組み込んだ画像形成装置１により、記録媒体の両面に画像形成が行われるときの動作を説明する。なお、従来の画像形成装置と同様の構成については説明を省略する。
【００３２】
従来技術で示した方法によって片面に画像を形成された記録媒体は、定着ローラ９によって定着処理がなされ、内排出ローラ１０へと搬送される。
【００３３】
内排出ローラ１０に送り込まれた記録媒体は、内排出ローラ１０によって、分岐部１６に送り込まれる。
【００３４】
分岐部１６に送り込まれた記録媒体は、本発明に係るフラッパ１３によって外排出ローラ１１の方向へと誘導される。
【００３５】
このときモータ１０１が正回転（図２のａ方向）することにより、フラッパ１３はa方向に回転し図５の位置に切り替えられ、外排出ローラをａ方向に回転させている。
従って、内排出ローラへと送り込まれた記録媒体は、フラッパ１３により搬送経路１４の方向へ誘導されたのち、外排出ローラ１１へと搬送される。
【００３６】
フラッパ１３によって、外排出ローラ１１へと送り込まれた記録媒体は、外排出ローラによって外部へと排出されるが、両面印刷を行うので、外部へ完全に記録媒体が排出される直前にモータ１０１を逆回転させることにより外排出ローラを逆回転させ、両面印刷を行うのに印刷面を反転させるため記録媒体のスイッチバックを行い、再び搬送経路１４へと送り込まれる。
【００３７】
このときモータ１０１は逆回転（図２のｂ方向）することにより、外排出ローラ１１をｂ方向に回転させている。一方、ワンウェイクラッチ１０２のクラッチ機構により、モータ１０１の動力はフラッパ軸１０４には伝達されない。よって、付勢部材１０７のｂ方向への付勢により、規制板１０５はｂ方向に回転しストッパ１０６に当接することにより、フラッパ１３は図６の位置に切り替えられる。
従って、外排出ローラ１１によってスイッチバックされた記録媒体は、切り替えフラッパ１３により再搬送ローラ１２の方向へと誘導される。
【００３８】
再搬送ローラ１２へと送り込まれた記録媒体は、再搬送経路１５を通過して再びレジストローラ７へと搬送される。  
【００３９】
レジストローラ７へ搬送された記録媒体は、片面印刷の場合と同様の過程を通過して、もう一方の面に画像形成された後、定着ローラ９へと搬送される。
【００４０】
定着ローラ９へと送り込まれた記録媒体は、内排出ローラ１０によって再度分岐部１６へと搬送される。
【００４１】
分岐部１６に送り込まれた記録媒体は、本発明にかかるフラッパ１３によって外排出ローラ１１の方向へと誘導される。
【００４２】
このときモータ１０１が正回転（図２のａ方向）することにより、フラッパ１３はa方向に回転し図５の位置に切り替えられ、外排出ローラをａ方向に回転させている。
従って、内排出ローラへと送り込まれた記録媒体は、フラッパ１３により搬送経路１４の方向へ誘導されたのち、外排出ローラ１１へと搬送される。
【００４３】
最終的に外排出ローラ１１によって記録媒体は排出され、両面印刷が完了する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、両面印刷を必要とする複写機、プリンタ等の画像形成装置に対して好適に利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る経路切り替え機構の全体図である。
【図２】図１におけるモータ、ワンウェイクラッチ、摩擦部材周辺を拡大して示す部分拡大図である。
【図３】図１における規制板、付勢部材周辺を拡大して示す部分拡大図である。
【図４】画像形成装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図５】モータ正回転時のフラッパの図である。
【図６】モータ逆回転時のフラッパの図である。
【符号の説明】
【００４６】
１３      フラッパ
１０１    モータ
１０２    ワンウェイクラッチ
１０３    摩擦部材
１０４    フラッパ軸
１０５    規制板
１０６    ストッパ
１０７    付勢部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008162714.tif 000006
【図５】
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【図６】
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