画像形成装置
【課題】戻し経路が短い場合であっても、両面印字を良好に行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】画像形成装置は、正回転・逆回転可能なモータ７１と、記録シート（用紙３）を装置本体外に排出または装置本体内に引き戻す排出ローラ５２と、正回転時のみにモータ７１から感光体（感光ドラム３３）に駆動力を伝達させるワンウェイクラッチ７２と、排出ローラ５２で引き戻された記録シートを画像形成部に戻すための戻しローラ６２と、モータ７１の回転方向に関わらず、戻しローラ６２を常に一定方向に回転させる回転方向変換機構９０と、間隔を置いて配置される一対の係合部を有し、モータ７１の回転方向を切り替えたときに、各係合部が所定時間後に係合することでモータ７１から戻しローラ６２への駆動力の伝達を遅らせるタイムラグ機構８０とを備えている。
【解決手段】画像形成装置は、正回転・逆回転可能なモータ７１と、記録シート（用紙３）を装置本体外に排出または装置本体内に引き戻す排出ローラ５２と、正回転時のみにモータ７１から感光体（感光ドラム３３）に駆動力を伝達させるワンウェイクラッチ７２と、排出ローラ５２で引き戻された記録シートを画像形成部に戻すための戻しローラ６２と、モータ７１の回転方向に関わらず、戻しローラ６２を常に一定方向に回転させる回転方向変換機構９０と、間隔を置いて配置される一対の係合部を有し、モータ７１の回転方向を切り替えたときに、各係合部が所定時間後に係合することでモータ７１から戻しローラ６２への駆動力の伝達を遅らせるタイムラグ機構８０とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面印字を実行可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、用紙に画像を形成するための感光ドラムと、画像が形成された用紙を排紙トレイに排出する排出ローラと、排出ローラの逆回転により装置本体内に戻されてきた用紙を感光ドラムの用紙搬送方向上流側に戻すための戻しローラとを備える画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。具体的に、この画像形成装置は、感光ドラムと戻しローラを駆動する第１モータと、排出ローラを駆動する第２モータとを備えており、片面印字を行う際には、第１モータおよび第２モータをともに正回転させることで、感光ドラム、排出ローラの順に用紙を搬送させる。
【０００３】
また、両面印字を行う場合には、前述のように片面印字を行った後、排出ローラから用紙が完全に離れる前に第２モータのみを逆回転させることで、用紙を装置本体内に戻す。装置本体内に戻された用紙は、正回転のままの第１モータによって駆動する戻しローラおよび感光ドラムによって、感光ドラムの用紙搬送方向上流側に戻された後、裏面の印字が実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１８８３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、前述したように２つのモータを設けずに、１つのモータのみで排出ローラや感光ドラム等を駆動させることが望まれている。しかし、この場合、排出ローラを逆回転させる際に、感光ドラムや戻しローラも一緒に逆回転してしまう。
【０００６】
このような問題を解消するには、モータから感光ドラムへの駆動力の伝達・遮断を切り替えるクラッチを設けたり、モータの回転方向に関わらず戻しローラを正回転させたままに維持する回転方向変換機構を設けることが考えられる。この構造によれば、片面印字の場合には、モータを正回転させて、用紙を感光ドラム、排出ローラの順に搬送させることで、用紙の一方の面に印字を行う。
【０００７】
また、両面印字の場合には、前述のように用紙の一方の面の印字を行った後、排出ローラから用紙が完全に離れる前にモータを逆回転させる際に、クラッチを切って感光ドラムの回転を止め、回転方向変換機構の切換によって戻しローラを正回転させたままとする。そして、排出ローラから戻しローラに渡された用紙が、排出ローラから抜けた後で、モータを正回転に戻す。この際、クラッチ・回転方向変換機構を制御して、感光ドラムおよび戻しローラを正回転させる。
【０００８】
そして、感光ドラムを正回転させることをきっかけに感光ドラムを帯電させ、画像形成の準備を開始する。しかしながら、この場合、装置の小型化に伴い、戻し経路（排出ローラから装置本体内に戻された用紙が感光ドラムへ向けて通る経路）を短くすると、感光ドラムの全周が帯電する前に、用紙が感光ドラムに到達してしまい、画像品質が悪くなるといった問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、戻し経路が短い場合であっても、両面印字を良好に行うことができる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】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、現像剤像を担持する感光体を有し、当該感光体の現像剤像を記録シートに転写させることで記録シートに画像を形成する画像形成部と、正回転・逆回転可能なモータと、前記モータから駆動力が伝達され、前記正回転時に記録シートを装置本体外に排出させ、前記逆回転時に記録シートを装置本体内に引き戻す排出ローラと、前記正回転時に前記モータから前記感光体に駆動力を伝達させ、前記逆回転時には前記モータから前記感光体への駆動力の伝達を切るワンウェイクラッチと、前記排出ローラで引き戻された記録シートを、前記画像形成部に戻すための戻しローラと、前記モータの回転方向に関わらず、前記戻しローラを常に一定方向に回転させるように前記モータからの駆動力を前記戻しローラに伝達させる回転方向変換機構と、間隔を置いて配置される一対の係合部を有し、前記モータの回転方向を切り替えたときに、前記各係合部が所定時間後に係合することで前記モータから前記戻しローラへの駆動力の伝達を遅らせるタイムラグ機構とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、モータの逆回転により排出ローラから戻しローラに渡された用紙が排出ローラから抜けたときに、モータを正回転に切り替えると、タイムラグ機構によりモータから戻しローラへの駆動力の伝達が遅れる。すなわち、モータを正回転に切り替えた後は、戻しローラを一定時間止めておくことができるので、モータの正回転への切り替えと略同時に正回転する感光体の全周を良好に帯電させてから、記録シートを感光体に突入させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、戻しローラを一定時間止めておくことができるので、戻し経路が短い場合であっても、両面印字を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
【図２】駆動機構を簡略化して示す説明図である。
【図３】駆動機構を装置本体の内側から見た斜視図である。
【図４】駆動機構を装置本体の外側から見た斜視図である。
【図５】タイムラグ機構周りの構造を入力ギア側から見た斜視図（ａ）と、分解斜視図（ｂ）である。
【図６】タイムラグ機構周りの構造を出力ギア側から見た分解斜視図である。
【図７】回転方向変換機構の正回転時の状態を示す平面図（ａ）と、逆回転時の状態を示す平面図（ｂ）である。
【図８】駆動機構が逆回転している状態を簡略化して示す説明図である。
【図９】用紙の表面を印字するときの状態を示す説明図（ａ）と、排出ローラの逆回転によって用紙を引き戻しているときの状態を示す説明図（ｂ）と、引き戻された用紙が戻しローラに到達する際の状態を示す説明図（ｃ）である。
【図１０】用紙の後端が排出ローラから外れたときの状態を示す説明図（ａ）と、戻しローラが回転し始めた状態を示す説明図（ｂ）である。
【図１１】回転方向変換機構の変形例を示す平面図であり、正回転時の状態を示す平面図（ａ）と、逆回転時の状態を示す平面図（ｂ）である。
【図１２】タイムラグ機構の変形例を示す平面図であり、正回転時の状態を示す平面図（ａ）と、逆回転時の状態を示す平面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜レーザプリンタの全体構成＞
最初に、本発明の画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの全体構成について簡単に説明する。なお、以下の説明において、前後および上下は、図１に記載した方向を基準とする。
【００１５】
図１に示すように、レーザプリンタ１は、装置本体２内に用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。
【００１６】
フィーダ部４は、装置本体２内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ１１と、給紙トレイ１１内に設けられた用紙押圧板１２を備えている。また、フィーダ部４は、給紙トレイ１１の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ１３および給紙パット１４と、給紙ローラ１３に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ１５，１６を備えている。さらに、フィーダ部４は、紙粉取りローラ１５，１６に対して下流側に設けられるレジストローラ１７を備えている。
【００１７】
そして、このフィーダ部４では、給紙トレイ１１内の用紙３が、用紙押圧板１２によって給紙ローラ１３側に寄せられ、この給紙ローラ１３および給紙パット１４で送り出されて各種ローラ１３〜１６を通った後一枚ずつ画像形成部５に搬送される。
【００１８】
画像形成部５は、スキャナ部２０、プロセスカートリッジ３０、定着装置４０などを備えている。
【００１９】
スキャナ部２０は、装置本体２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず）、回転駆動されるポリゴンミラー２１、レンズ２２，２３、反射鏡２４，２５，２６などを備えている。そして、スキャナ部２０では、レーザビームが図の鎖線で示す経路を通って、プロセスカートリッジ３０内にある感光体の一例としての感光ドラム３３の表面上に高速走査にて照射される。
【００２０】
プロセスカートリッジ３０は、スキャナ部２０の下方に配設され、装置本体２に対して着脱自在に装着される構造となっている。そして、このプロセスカートリッジ３０は、感光ドラム３３、スコロトロン型帯電器３４、転写ローラ３５、現像ローラ３６、層厚規制ブレード３７、供給ローラ３８およびトナーホッパ３９を備えている。
【００２１】
このプロセスカートリッジ３０では、スコロトロン型帯電器３４で帯電された感光ドラム３３の表面が、スキャナ部２０からのレーザビームで露光されることで、感光ドラム３３上に静電潜像が形成される。この静電潜像に、トナーホッパ３９内の現像剤の一例としてのトナーが供給ローラ３８や現像ローラ３６を介して供給されることで、感光ドラム３３上にトナー像（現像剤像）が形成される。その後、感光ドラム３３と転写ローラ３５との間で用紙３が搬送される際に、感光ドラム３３上で担持されたトナー像が用紙３に転写され、用紙３に画像が形成される。
【００２２】
定着装置４０は、用紙３に転写されたトナー像を熱定着させる装置であり、プロセスカートリッジ３０の下流側に配設され、加熱ローラ４１と、加熱ローラ４１と対向配置され加熱ローラ４１を押圧する加圧ローラ４２とを備えている。
【００２３】
そして、定着装置４０で熱定着された用紙３は、正回転する排出ローラ５２によって装置本体２外の排紙トレイ５３に排出される。
【００２４】
なお、排出ローラ５２は、両面印字時においては、用紙３の全体を排紙トレイ５３上に排紙する前に逆回転することで、用紙３を装置本体２内に引き戻す。装置本体２内に引き戻された用紙３は、フラッパ５４の切り替えにより、定着装置４０の後側を通った後、両面搬送経路ユニット６０に送られる。
【００２５】
両面搬送経路ユニット６０は、両面搬送のための搬送装置であり、定着装置４０やプロセスカートリッジ３０と、給紙トレイ１１との間に配設されている。ここで、「両面搬送」とは、表面が印字された用紙３の裏面を印字するために、用紙３を、表裏を逆にした状態でプロセスカートリッジ３０の上流側に戻すために行う搬送をいう。
【００２６】
両面搬送経路ユニット６０は、定着装置４０の後側を通って下方に搬送される用紙３の向きを前方に切り替えるガイド部材６１と、ガイド部材６１で案内されてきた用紙３を感光ドラム３３の上流側に戻すための前後に並列された複数対の戻しローラ６２とを備えている。そして、この両面搬送経路ユニット６０から排出された用紙３は、両面搬送経路ユニット６０の前方にあるガイド５５によって、表裏が反転されてレジストローラ１７に向けて案内される。これにより、レジストローラ１７で用紙３の先端が揃えられた後、感光ドラム３３のトナー像が用紙３の裏面に転写される。
【００２７】
＜駆動機構＞
次に、図２〜図４を参照して、前述した感光ドラム３３、排出ローラ５２および戻しローラ６２を回転させるための駆動機構７０について説明する。
【００２８】
図２に示すように、駆動機構７０は、正回転・逆回転可能なモータ７１と、モータ７１の駆動力を感光ドラム３３に伝達させるワンウェイクラッチ７２と、モータ７１の駆動力を排出ローラ５２に伝達させる複数のギア７３〜７７と、モータ７１の駆動力を戻しローラ６２に伝達させるタイムラグ機構８０および回転方向変換機構９０とを備えている。
【００２９】
なお、図２においては、各ギアをピッチ円で示すとともに、各ギアの噛み合いの様子が分かり易いように、ギア歯同士が噛み合っている部分をドットで示している。
【００３０】
ワンウェイクラッチ７２は、モータ７１の駆動軸７１Ａに形成されるギア歯と噛み合う大径ギア部７２Ａと、感光ドラム３３の端部に同軸に一体に設けられるドラム駆動ギア３３Ａと噛み合う小径ギア部７２Ｂを備えている。そして、図３に示すように、大径ギア部７２Ａと小径ギア部７２Ｂは、軸方向で離れて配置され、これらの間に、クラッチ機構７２Ｃが設けられている。
【００３１】
クラッチ機構７２Ｃは、モータ７１の正回転時（図２の回転方向）にモータ７１から感光ドラム３３に駆動力を伝達させ、モータ７１の逆回転時にはモータ７１から感光ドラム３３への駆動力の伝達を切るように作用する。なお、クラッチ機構７２Ｃとしては公知の機構を採用できる。例えば、コイルバネの両端を大径ギア部７２Ａと小径ギア部７２Ｂとに固定し、大径ギア部７２Ａが正回転するときには、コイルバネが巻き締められることで、大径ギア部７２Ａからの駆動力が小径ギア部７２Ｂに伝達され、大径ギア部７２Ａが逆回転するときには、コイルバネが緩められることで、大径ギア部７２Ａからの駆動力が小径ギア部７２Ｂに伝達されないような機構を採用できる。
【００３２】
図２に示すように、ギア７３は、２段ギアであり、その大径ギア部７３Ａがワンウェイクラッチ７２の大径ギア部７２Ａに噛み合うことで、ワンウェイクラッチ７２から駆動力が伝達されるようになっている。ここで、ワンウェイクラッチ７２の大径ギア部７２Ａは、モータ７１の正回転・逆回転に伴って正回転・逆回転するので、ギア７３も正回転・逆回転可能となっている。
【００３３】
ギア７３の小径ギア部７３Ｂは、ギア７４，７５，７６，７７を介して排出ローラ５２の端部に同軸に一体に設けられる排出用ギア５２Ａに連結するとともに、タイムラグ機構８０および回転方向変換機構９０を介して戻し用ギア６２Ａに連結されている。そして、戻し用ギア６２Ａは、図示せぬギアを介して各戻しローラ６２に駆動力を伝達している。
【００３４】
なお、ギア７７は、図４に示すように、２段ギアであり、その大径ギア部７７Ａが駆動力伝達方向の上流側にあるギア７６に噛み合うとともに、その小径ギア部７７Ｂが排出用ギア５２Ａに噛み合っている。
【００３５】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、タイムラグ機構８０は、モータ７１側に配置される入力ギア８１と、戻しローラ６２側に配置される出力ギア８２と、入力ギア８１と出力ギア８２との間に配置される２枚のタイムラグ部材８３とを備えている。
【００３６】
図５および図６に示すように、入力ギア８１は、出力ギア８２の第１軸部８２Ａに対して回転可能に支持されることで、出力ギア８２と同軸に配置されている。そして、入力ギア８１の出力ギア８２側の面には、入力ギア８１から出力ギア８２に向けて突出する係合部の一例としての入力側突起部８１Ａが回転中心部からずれた位置に形成されている。
【００３７】
出力ギア８２は、回転中心部から入力ギア８１側に突出する第１軸部８２Ａと、回転中心部から入力ギア８１とは反対側に突出する第２軸部８２Ｂと、係合部の一例としての出力側突起部８２Ｃを備えている。出力側突起部８２Ｃは、入力ギア８１側の面のうち回転中心部とは異なる位置（詳しくは入力側突起部８１Ａと径方向において同じ位置）から入力ギア８１に向けて突出している。
【００３８】
２枚のタイムラグ部材８３は、入力ギア８１と出力ギア８２との間に同軸に配置され、出力ギア８２の第１軸部８２Ａに回転可能に支持されている。各タイムラグ部材８３は、点対称な形状に形成されており、主に、円板状の本体部８３Ａと、本体部８３Ａから入力ギア８１に向けて突出する第１突起部８３Ｂと、本体部８３Ａから出力ギア８２に向けて突出する第２突起部８３Ｃとを備えている。
【００３９】
そして、２枚のうち一方（入力ギア８１側）のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂは、入力ギア８１の入力側突起部８１Ａに周方向で係合し、第２突起部８３Ｃは、他方のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂに周方向で係合する。
【００４０】
言い換えると、一方のタイムラグ部材８３の第２突起部８３Ｃは、他方のタイムラグ部材８３を介して出力ギア８２の出力側突起部８２Ｃに周方向で係合する。また、他方のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂは、一方のタイムラグ部材８３を介して入力ギア８１の入力側突起部８１Ａに周方向で係合し、第２突起部８３Ｃは出力ギア８２の出力側突起部８２Ｃに周方向で係合する。
【００４１】
以上のように構成されるタイムラグ機構８０では、入力ギア８１の入力側突起部８１Ａと、出力ギア８２の出力側突起部８２Ｃとが周方向で間隔を置いて配置され、これらの入力側突起部８１Ａと出力側突起部８２Ｃとの間に２枚のタイムラグ部材８３が介在することで、前述した間隔が実質的に広げられている。すなわち、２枚のタイムラグ部材８３を設けない場合は、入力側突起部８１Ａと出力側突起部８２Ｃとの周方向の間隔は、最大でも１周分に満たない距離であるが、２枚のタイムラグ部材８３を設けることで、間隔が実質１周以上の距離まで広げられている。
【００４２】
そして、このタイムラグ機構８０では、モータ７１の回転方向を切り替えたときに、入力側突起部８１Ａと出力側突起部８２Ｃとが所定時間後に２枚のタイムラグ部材８３を介して係合することで、モータ７１から戻しローラ６２への駆動力の伝達を遅らせている。具体的には、入力ギア８１、各タイムラグ部材８３および出力ギア８２がそれぞれ係合して一体回転しているときにモータ７１の回転方向を切り替えると、まず、入力側突起部８１Ａが一方のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂから離れていく。この間、入力ギア８１のみが回転し、各タイムラグ部材８３や出力ギア８２は止まっている。
【００４３】
その後、入力側突起部８１Ａが一方のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂに係合すると、入力ギア８１と一方のタイムラグ部材８３が一体に回り始めるとともに、一方のタイムラグ部材８３の第２突起部８３Ｃが他方のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂから離れていく。この間、入力ギア８１と一方のタイムラグ部材８３のみが一体に回転し、他方のタイムラグ部材８３や出力ギア８２は止まっている。
【００４４】
その後、一方のタイムラグ部材８３の第２突起部８３Ｃが他方のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂに係合すると、入力ギア８１と２枚のタイムラグ部材８３が一体に回り始めるとともに、他方のタイムラグ部材８３の第２突起部８３Ｃが出力側突起部８２Ｃから離れていく。この間、入力ギア８１と２枚のタイムラグ部材８３のみが一体に回転し、出力ギア８２は止まっている。
【００４５】
最後に、他方のタイムラグ部材８３の第２突起部８３Ｃが出力側突起部８２Ｃに係合すると、入力ギア８１、２枚のタイムラグ部材８３および出力ギア８２のすべてが回り始め、戻しローラ６２へ向けて駆動力の伝達が開始される。
【００４６】
図７（ａ）に示すように、回転方向変換機構９０は、モータ７１側に配置される上流側ギアの一例として前述したタイムラグ機構８０の出力ギア８２を共有する他、下流側ギア９１、回転方向変換ギア９２、揺動アーム９３および遊星ギア９４を備えている。
【００４７】
下流側ギア９１は、戻しローラ６２側に配置される２段ギアであり、図２に示すように、遊星ギア９４や回転方向変換ギア９２に噛み合う大径ギア部９１Ａと、戻し用ギア６２Ａに噛み合う小径ギア部９１Ｂとを有している。なお、図７では、便宜上、下流側ギア９１の小径ギア部９１Ｂは図示を省略している。
【００４８】
図７（ａ）に示すように、回転方向変換ギア９２は、下流側ギア９１の下側に配設され、常時下流側ギア９１と噛み合っている。
【００４９】
図５および図６に示すように、揺動アーム９３は、基端部が出力ギア８２の第２軸部８２Ｂに揺動可能に支持され、先端部には、出力ギア８２の軸方向に沿って出力ギア８２側に突出する軸部９３Ａが設けられている。
【００５０】
遊星ギア９４は、下流側ギア９１および回転方向変換ギア９２（図７参照）のいずれか一方に噛み合い可能なギアであり、揺動アーム９３の軸部９３Ａに回転可能に支持されている。そして、この遊星ギア９４は、揺動アーム９３との間でコイルバネ９５を縮めた状態で挟み込み、抜け止め部材９６によって軸部９３Ａに取り付けられている。これにより、遊星ギア９４とコイルバネ９５との摩擦力に打ち勝たない限り、遊星ギア９４が揺動アーム９３に対して回転（自転）しないようになっている。
【００５１】
すなわち、例えば、図７（ａ）の状態で、出力ギア８２が正回転（図示反時計回りに回転）する際には、下流側ギア９１と遊星ギア９４との係合により、揺動アーム９３の揺動が止められるので、出力ギア８２から駆動力が伝達された遊星ギア９４は、コイルバネ９５との摩擦力に打ち勝って、その場で自転する。これにより、下流側ギア９１が、図示反時計回りに回転する。
【００５２】
また、図７（ａ）の状態から出力ギア８２を逆回転（図示時計回りに回転）させる場合には、図７（ｂ）に示すように、揺動アーム９３の時計回り方向には揺動を阻害するものがないので、遊星ギア９４が揺動アーム９３（コイルバネ９５）に対して回転する前にフリー（自由）となった揺動アーム９３が揺動する。これにより、遊星ギア９４が出力ギア８２の周りを移動する（出力ギア８２を中心に公転する）。
【００５３】
そして、公転する遊星ギア９４が回転方向変換ギア９２に噛み合うと、揺動アーム９３の揺動が止められるので、出力ギア８２から駆動力が伝達された遊星ギア９４は、コイルバネ９５との摩擦力に打ち勝って、その場で自転する。この際、遊星ギア９４と下流側ギア９１との間に回転方向変換ギア９２が１枚挟まれることになるので、下流側ギア９１が、正回転時と同じ方向（図示反時計回り）に回転する。これにより、回転方向変換機構９０は、図２および図８に示すように、モータ７１の回転方向に関わらず、戻しローラ６２を常に一定方向に回転させるようにモータ７１からの駆動力を戻しローラ６２に伝達させるように機能している。
【００５４】
＜両面印字時における駆動機構の動作＞
次に、両面印字時における駆動機構７０の動作について説明する。
図９（ａ）に示すように、レーザプリンタ１に両面印字の指令が入力されると、図示せぬ制御装置によって制御されるモータ７１が正回転して、感光ドラム３３、排出ローラ５２および各戻しローラ６２等が正回転する。これにより、給紙トレイ１１内の用紙３は、その表面が感光ドラム３３で印字されて、排出ローラ５２で装置本体２外に排出されていく。
【００５５】
その後、用紙３が排出ローラ５２から完全に外れる前に、モータ７１が逆回転することで、図９（ｂ）に示すように、排出ローラ５２が逆回転して、用紙３が装置本体２内へ引き戻される。この際、図８に示すように、ワンウェイクラッチ７２の作用によって、逆回転するモータ７１の駆動力が感光ドラム３３には伝達されないので、感光ドラム３３は図９（ｂ）に示すように止まった状態となる。また、戻しローラ６２も、タイムラグ機構８０の各部材がすべて係合するまでの時間と、回転方向変換機構９０の遊星ギア９４が回転方向変換ギア９２まで公転するまでの時間が経過しないうちは、止まった状態に維持される。
【００５６】
そして、図８に示すように、タイムラグ機構８０の各部材がすべて係合するとともに、回転方向変換機構９０の遊星ギア９４が回転方向変換ギア９２に到達して噛み合うと、モータ７１の駆動力が戻しローラ６２に伝達されて、戻しローラ６２が図９（ｃ）に示すように正回転する。なお、戻しローラ６２の正回転が復帰するタイミングは、図９（ｃ）に示すように、排出ローラ５２で装置本体２内に戻されてきた用紙３の先端（進行方向における先端）が、最初（最上流側）の戻しローラ６２に到達する前となるのが望ましい。そのため、このようなタイミングで戻しローラ６２の正回転が復帰するように、タイムラグ機構８０や回転方向変換機構９０を構成すればよい。
【００５７】
その後は、図１０（ａ）に示すように、各戻しローラ６２によって用紙３が感光ドラム３３の上流側に戻されるように搬送されていき、用紙３の後端（進行方向における後端）が排出ローラ５２から外れると、モータ７１が逆回転から正回転に切り替えられる。これにより、各戻しローラ６２が、タイムラグ機構８０の各部材がすべて係合し、かつ、回転方向変換機構９０の遊星ギア９４が下流側ギア９１まで公転して係合するまで、再び止まった状態になり、用紙３の搬送が止められることとなる。
【００５８】
そして、このように用紙３の搬送が止められている間に、ワンウェイクラッチ７２の作用によって、感光ドラム３３が再び正回転し始め、スコロトロン型帯電器３４による帯電が開始される。そして、感光ドラム３３の全周が良好に帯電された後、図１０（ｂ）に示すように、戻しローラ６２の正回転が復帰して、用紙３の搬送が再開される。これにより、画像形成の準備が良好に行われた状態の感光ドラム３３で、用紙３の裏面が良好に印字される。
【００５９】
なお、本実施形態では、感光ドラム３３の全周が良好に帯電された後で、戻しローラ６２の正回転が復帰するように構成したが、厳密には、用紙３の先端が感光ドラム３３に到達する前に感光ドラム３３の全周が良好に帯電していればよい。すなわち、感光ドラム３３の全周が良好に帯電される前に戻しローラ６２の正回転を復帰させても、用紙３の先端が感光ドラム３３に到達する前に感光ドラム３３の全周が良好に帯電していればよい。そして、このようなタイミングで用紙３が感光ドラム３３に突入するように、タイムラグ機構８０や回転方向変換機構９０を構成すればよい。
【００６０】
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
モータ７１を逆回転から正回転に切り替えた後、戻しローラ６２を一定時間止めておくことができるので、正回転で回転し始めた感光ドラム３３の全周が帯電する前に、用紙３が感光ドラム３３に到達してしまうのを防止することができる。そのため、戻し経路が短い場合であっても、両面印字を良好に行うことができる。
【００６１】
タイムラグ機構８０の入力ギア８１と出力ギア８２を同軸に配置したので、同軸に配置しないタイムラグ機構に比べ、小型化を図ることができる。
【００６２】
入力ギア８１と出力ギア８２との間にタイムラグ部材８３を設けたので、タイムラグ部材８３の数を調整することで、タイムラグの時間を簡単に調整することができる。また、タイムラグ部材８３が入力ギア８１と出力ギア８２とに同軸に配置されるので、小型化を図ることができる。
【００６３】
入力ギア８１と出力ギア８２との間にタイムラグ部材８３を複数枚（２枚）設けたので、タイムラグの時間を長くすることができる。
【００６４】
タイムラグ部材８３が点対称な形状に形成されているので、作業者が第１突起部８３Ｂと第２突起部８３Ｃの向きを逆にして取り付けても取り付けることができるので、組付作業を容易にすることができる。
【００６５】
出力ギア８２の周りを移動する遊星ギア９４を備えた回転方向変換機構９０を採用したので、遊星ギア９４が出力ギア８２の周りを移動する間も、戻しローラ６２に駆動力を伝達する時間を遅らせることができる。すなわち、回転方向変換機構９０でも、タイムラグを作ることができるので、その分、タイムラグ機構８０で遅らせる時間を短くすることができ、タイムラグ機構８０の構造を簡易化することができる（例えば、タイムラグ部材８３を少なくすることができる）。
【００６６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、遊星ギア９４が半周以上公転する回転方向変換機構９０を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１１（ａ）に示すような回転方向変換機構１００を採用してもよい。
【００６７】
具体的に、この回転方向変換機構１００は、上流側ギア１１０と、下流側ギア１２０と、上流側ギア１１０の回転軸を中心に揺動するＶ字状の揺動アーム１３０とを備えている。揺動アーム１３０の一端側には、上流側ギア１１０の周りを移動するギア１４０が回転可能に設けられ、揺動アーム１３０の他端側には、上流側ギア１１０の周りを移動するギア１５０と、このギア１５０に噛み合うギア１６０とが回転可能に設けられている。
【００６８】
そして、この回転方向変換機構１００では、図１１（ａ）に示すように、上流側ギア１１０の正転時には、揺動アーム１３０の一端側のギア１４０が下流側ギア１２０と噛み合って、下流側ギア１２０を図示反時計回りに回転させる。また、上流側ギア１１０の逆回転時には、図１１（ｂ）に示すように、揺動アーム１３０の揺動により揺動アーム１３０の他端側のギア１６０が下流側ギア１２０と噛み合って、下流側ギア１２０を図示反時計回りに回転させる。すなわち、このような回転方向変換機構１００であっても、下流側ギア１２０、ひいては戻しローラを、常に一定方向に回転させることができる。
【００６９】
前記実施形態では、入力ギア８１と出力ギア８２が同軸に配置されるタイムラグ機構８０を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図１２（ａ）に示すように、入力ギア２１０と出力ギア２２０が同軸に配置されないタイムラグ機構２００を採用してもよい。具体的に、このタイムラグ機構２００は、前記実施形態の回転方向変換機構９０から回転方向変換ギア９２を取り除いたような構造となっている。すなわち、前記実施形態と同様の揺動アーム９３および遊星ギア９４が、入力ギア２１０に対して揺動可能・移動可能に設けられている。
【００７０】
このようなタイムラグ機構２００であっても、図１２（ａ）に示す正回転状態から図１２（ｂ）に示す逆回転状態に切り替えられると、遊星ギア９４が入力ギア２１０周りを公転する間の時間だけ、タイムラグを作ることができる。なお、この構造においては、出力ギア２２０のギア歯と、遊星ギア９４のギア歯とで、一対の係合部が構成される。
【００７１】
前記実施形態では、タイムラグ部材８３を２枚設けたが、本発明はこれに限定されず、１枚でも３枚以上でもいい。
前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
【００７２】
前記実施形態では、感光体として感光ドラム３３を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体を採用してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１ レーザプリンタ
２ 装置本体
３ 用紙
５ 画像形成部
３３ 感光ドラム
５２ 排出ローラ
５２Ａ 排出用ギア
６０ 両面搬送経路ユニット
６１ ガイド部材
６２ 戻しローラ
６２Ａ 戻し用ギア
７０ 駆動機構
７１ モータ
７２ ワンウェイクラッチ
８０ タイムラグ機構
８１ 入力ギア
８１Ａ 入力側突起部
８２ 出力ギア
８２Ｃ 出力側突起部
８３ タイムラグ部材
８３Ａ 本体部
８３Ｂ 第１突起部
８３Ｃ 第２突起部
９０ 回転方向変換機構
９１ 下流側ギア
９２ 回転方向変換ギア
９３ 揺動アーム
９４ 遊星ギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面印字を実行可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、用紙に画像を形成するための感光ドラムと、画像が形成された用紙を排紙トレイに排出する排出ローラと、排出ローラの逆回転により装置本体内に戻されてきた用紙を感光ドラムの用紙搬送方向上流側に戻すための戻しローラとを備える画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。具体的に、この画像形成装置は、感光ドラムと戻しローラを駆動する第１モータと、排出ローラを駆動する第２モータとを備えており、片面印字を行う際には、第１モータおよび第２モータをともに正回転させることで、感光ドラム、排出ローラの順に用紙を搬送させる。
【０００３】
また、両面印字を行う場合には、前述のように片面印字を行った後、排出ローラから用紙が完全に離れる前に第２モータのみを逆回転させることで、用紙を装置本体内に戻す。装置本体内に戻された用紙は、正回転のままの第１モータによって駆動する戻しローラおよび感光ドラムによって、感光ドラムの用紙搬送方向上流側に戻された後、裏面の印字が実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１８８３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、前述したように２つのモータを設けずに、１つのモータのみで排出ローラや感光ドラム等を駆動させることが望まれている。しかし、この場合、排出ローラを逆回転させる際に、感光ドラムや戻しローラも一緒に逆回転してしまう。
【０００６】
このような問題を解消するには、モータから感光ドラムへの駆動力の伝達・遮断を切り替えるクラッチを設けたり、モータの回転方向に関わらず戻しローラを正回転させたままに維持する回転方向変換機構を設けることが考えられる。この構造によれば、片面印字の場合には、モータを正回転させて、用紙を感光ドラム、排出ローラの順に搬送させることで、用紙の一方の面に印字を行う。
【０００７】
また、両面印字の場合には、前述のように用紙の一方の面の印字を行った後、排出ローラから用紙が完全に離れる前にモータを逆回転させる際に、クラッチを切って感光ドラムの回転を止め、回転方向変換機構の切換によって戻しローラを正回転させたままとする。そして、排出ローラから戻しローラに渡された用紙が、排出ローラから抜けた後で、モータを正回転に戻す。この際、クラッチ・回転方向変換機構を制御して、感光ドラムおよび戻しローラを正回転させる。
【０００８】
そして、感光ドラムを正回転させることをきっかけに感光ドラムを帯電させ、画像形成の準備を開始する。しかしながら、この場合、装置の小型化に伴い、戻し経路（排出ローラから装置本体内に戻された用紙が感光ドラムへ向けて通る経路）を短くすると、感光ドラムの全周が帯電する前に、用紙が感光ドラムに到達してしまい、画像品質が悪くなるといった問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、戻し経路が短い場合であっても、両面印字を良好に行うことができる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】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、現像剤像を担持する感光体を有し、当該感光体の現像剤像を記録シートに転写させることで記録シートに画像を形成する画像形成部と、正回転・逆回転可能なモータと、前記モータから駆動力が伝達され、前記正回転時に記録シートを装置本体外に排出させ、前記逆回転時に記録シートを装置本体内に引き戻す排出ローラと、前記正回転時に前記モータから前記感光体に駆動力を伝達させ、前記逆回転時には前記モータから前記感光体への駆動力の伝達を切るワンウェイクラッチと、前記排出ローラで引き戻された記録シートを、前記画像形成部に戻すための戻しローラと、前記モータの回転方向に関わらず、前記戻しローラを常に一定方向に回転させるように前記モータからの駆動力を前記戻しローラに伝達させる回転方向変換機構と、間隔を置いて配置される一対の係合部を有し、前記モータの回転方向を切り替えたときに、前記各係合部が所定時間後に係合することで前記モータから前記戻しローラへの駆動力の伝達を遅らせるタイムラグ機構とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、モータの逆回転により排出ローラから戻しローラに渡された用紙が排出ローラから抜けたときに、モータを正回転に切り替えると、タイムラグ機構によりモータから戻しローラへの駆動力の伝達が遅れる。すなわち、モータを正回転に切り替えた後は、戻しローラを一定時間止めておくことができるので、モータの正回転への切り替えと略同時に正回転する感光体の全周を良好に帯電させてから、記録シートを感光体に突入させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、戻しローラを一定時間止めておくことができるので、戻し経路が短い場合であっても、両面印字を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
【図２】駆動機構を簡略化して示す説明図である。
【図３】駆動機構を装置本体の内側から見た斜視図である。
【図４】駆動機構を装置本体の外側から見た斜視図である。
【図５】タイムラグ機構周りの構造を入力ギア側から見た斜視図（ａ）と、分解斜視図（ｂ）である。
【図６】タイムラグ機構周りの構造を出力ギア側から見た分解斜視図である。
【図７】回転方向変換機構の正回転時の状態を示す平面図（ａ）と、逆回転時の状態を示す平面図（ｂ）である。
【図８】駆動機構が逆回転している状態を簡略化して示す説明図である。
【図９】用紙の表面を印字するときの状態を示す説明図（ａ）と、排出ローラの逆回転によって用紙を引き戻しているときの状態を示す説明図（ｂ）と、引き戻された用紙が戻しローラに到達する際の状態を示す説明図（ｃ）である。
【図１０】用紙の後端が排出ローラから外れたときの状態を示す説明図（ａ）と、戻しローラが回転し始めた状態を示す説明図（ｂ）である。
【図１１】回転方向変換機構の変形例を示す平面図であり、正回転時の状態を示す平面図（ａ）と、逆回転時の状態を示す平面図（ｂ）である。
【図１２】タイムラグ機構の変形例を示す平面図であり、正回転時の状態を示す平面図（ａ）と、逆回転時の状態を示す平面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜レーザプリンタの全体構成＞
最初に、本発明の画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの全体構成について簡単に説明する。なお、以下の説明において、前後および上下は、図１に記載した方向を基準とする。
【００１５】
図１に示すように、レーザプリンタ１は、装置本体２内に用紙３を給紙するためのフィーダ部４や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５などを備えている。
【００１６】
フィーダ部４は、装置本体２内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ１１と、給紙トレイ１１内に設けられた用紙押圧板１２を備えている。また、フィーダ部４は、給紙トレイ１１の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ１３および給紙パット１４と、給紙ローラ１３に対し用紙３の搬送方向の下流側に設けられる紙粉取りローラ１５，１６を備えている。さらに、フィーダ部４は、紙粉取りローラ１５，１６に対して下流側に設けられるレジストローラ１７を備えている。
【００１７】
そして、このフィーダ部４では、給紙トレイ１１内の用紙３が、用紙押圧板１２によって給紙ローラ１３側に寄せられ、この給紙ローラ１３および給紙パット１４で送り出されて各種ローラ１３〜１６を通った後一枚ずつ画像形成部５に搬送される。
【００１８】
画像形成部５は、スキャナ部２０、プロセスカートリッジ３０、定着装置４０などを備えている。
【００１９】
スキャナ部２０は、装置本体２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず）、回転駆動されるポリゴンミラー２１、レンズ２２，２３、反射鏡２４，２５，２６などを備えている。そして、スキャナ部２０では、レーザビームが図の鎖線で示す経路を通って、プロセスカートリッジ３０内にある感光体の一例としての感光ドラム３３の表面上に高速走査にて照射される。
【００２０】
プロセスカートリッジ３０は、スキャナ部２０の下方に配設され、装置本体２に対して着脱自在に装着される構造となっている。そして、このプロセスカートリッジ３０は、感光ドラム３３、スコロトロン型帯電器３４、転写ローラ３５、現像ローラ３６、層厚規制ブレード３７、供給ローラ３８およびトナーホッパ３９を備えている。
【００２１】
このプロセスカートリッジ３０では、スコロトロン型帯電器３４で帯電された感光ドラム３３の表面が、スキャナ部２０からのレーザビームで露光されることで、感光ドラム３３上に静電潜像が形成される。この静電潜像に、トナーホッパ３９内の現像剤の一例としてのトナーが供給ローラ３８や現像ローラ３６を介して供給されることで、感光ドラム３３上にトナー像（現像剤像）が形成される。その後、感光ドラム３３と転写ローラ３５との間で用紙３が搬送される際に、感光ドラム３３上で担持されたトナー像が用紙３に転写され、用紙３に画像が形成される。
【００２２】
定着装置４０は、用紙３に転写されたトナー像を熱定着させる装置であり、プロセスカートリッジ３０の下流側に配設され、加熱ローラ４１と、加熱ローラ４１と対向配置され加熱ローラ４１を押圧する加圧ローラ４２とを備えている。
【００２３】
そして、定着装置４０で熱定着された用紙３は、正回転する排出ローラ５２によって装置本体２外の排紙トレイ５３に排出される。
【００２４】
なお、排出ローラ５２は、両面印字時においては、用紙３の全体を排紙トレイ５３上に排紙する前に逆回転することで、用紙３を装置本体２内に引き戻す。装置本体２内に引き戻された用紙３は、フラッパ５４の切り替えにより、定着装置４０の後側を通った後、両面搬送経路ユニット６０に送られる。
【００２５】
両面搬送経路ユニット６０は、両面搬送のための搬送装置であり、定着装置４０やプロセスカートリッジ３０と、給紙トレイ１１との間に配設されている。ここで、「両面搬送」とは、表面が印字された用紙３の裏面を印字するために、用紙３を、表裏を逆にした状態でプロセスカートリッジ３０の上流側に戻すために行う搬送をいう。
【００２６】
両面搬送経路ユニット６０は、定着装置４０の後側を通って下方に搬送される用紙３の向きを前方に切り替えるガイド部材６１と、ガイド部材６１で案内されてきた用紙３を感光ドラム３３の上流側に戻すための前後に並列された複数対の戻しローラ６２とを備えている。そして、この両面搬送経路ユニット６０から排出された用紙３は、両面搬送経路ユニット６０の前方にあるガイド５５によって、表裏が反転されてレジストローラ１７に向けて案内される。これにより、レジストローラ１７で用紙３の先端が揃えられた後、感光ドラム３３のトナー像が用紙３の裏面に転写される。
【００２７】
＜駆動機構＞
次に、図２〜図４を参照して、前述した感光ドラム３３、排出ローラ５２および戻しローラ６２を回転させるための駆動機構７０について説明する。
【００２８】
図２に示すように、駆動機構７０は、正回転・逆回転可能なモータ７１と、モータ７１の駆動力を感光ドラム３３に伝達させるワンウェイクラッチ７２と、モータ７１の駆動力を排出ローラ５２に伝達させる複数のギア７３〜７７と、モータ７１の駆動力を戻しローラ６２に伝達させるタイムラグ機構８０および回転方向変換機構９０とを備えている。
【００２９】
なお、図２においては、各ギアをピッチ円で示すとともに、各ギアの噛み合いの様子が分かり易いように、ギア歯同士が噛み合っている部分をドットで示している。
【００３０】
ワンウェイクラッチ７２は、モータ７１の駆動軸７１Ａに形成されるギア歯と噛み合う大径ギア部７２Ａと、感光ドラム３３の端部に同軸に一体に設けられるドラム駆動ギア３３Ａと噛み合う小径ギア部７２Ｂを備えている。そして、図３に示すように、大径ギア部７２Ａと小径ギア部７２Ｂは、軸方向で離れて配置され、これらの間に、クラッチ機構７２Ｃが設けられている。
【００３１】
クラッチ機構７２Ｃは、モータ７１の正回転時（図２の回転方向）にモータ７１から感光ドラム３３に駆動力を伝達させ、モータ７１の逆回転時にはモータ７１から感光ドラム３３への駆動力の伝達を切るように作用する。なお、クラッチ機構７２Ｃとしては公知の機構を採用できる。例えば、コイルバネの両端を大径ギア部７２Ａと小径ギア部７２Ｂとに固定し、大径ギア部７２Ａが正回転するときには、コイルバネが巻き締められることで、大径ギア部７２Ａからの駆動力が小径ギア部７２Ｂに伝達され、大径ギア部７２Ａが逆回転するときには、コイルバネが緩められることで、大径ギア部７２Ａからの駆動力が小径ギア部７２Ｂに伝達されないような機構を採用できる。
【００３２】
図２に示すように、ギア７３は、２段ギアであり、その大径ギア部７３Ａがワンウェイクラッチ７２の大径ギア部７２Ａに噛み合うことで、ワンウェイクラッチ７２から駆動力が伝達されるようになっている。ここで、ワンウェイクラッチ７２の大径ギア部７２Ａは、モータ７１の正回転・逆回転に伴って正回転・逆回転するので、ギア７３も正回転・逆回転可能となっている。
【００３３】
ギア７３の小径ギア部７３Ｂは、ギア７４，７５，７６，７７を介して排出ローラ５２の端部に同軸に一体に設けられる排出用ギア５２Ａに連結するとともに、タイムラグ機構８０および回転方向変換機構９０を介して戻し用ギア６２Ａに連結されている。そして、戻し用ギア６２Ａは、図示せぬギアを介して各戻しローラ６２に駆動力を伝達している。
【００３４】
なお、ギア７７は、図４に示すように、２段ギアであり、その大径ギア部７７Ａが駆動力伝達方向の上流側にあるギア７６に噛み合うとともに、その小径ギア部７７Ｂが排出用ギア５２Ａに噛み合っている。
【００３５】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、タイムラグ機構８０は、モータ７１側に配置される入力ギア８１と、戻しローラ６２側に配置される出力ギア８２と、入力ギア８１と出力ギア８２との間に配置される２枚のタイムラグ部材８３とを備えている。
【００３６】
図５および図６に示すように、入力ギア８１は、出力ギア８２の第１軸部８２Ａに対して回転可能に支持されることで、出力ギア８２と同軸に配置されている。そして、入力ギア８１の出力ギア８２側の面には、入力ギア８１から出力ギア８２に向けて突出する係合部の一例としての入力側突起部８１Ａが回転中心部からずれた位置に形成されている。
【００３７】
出力ギア８２は、回転中心部から入力ギア８１側に突出する第１軸部８２Ａと、回転中心部から入力ギア８１とは反対側に突出する第２軸部８２Ｂと、係合部の一例としての出力側突起部８２Ｃを備えている。出力側突起部８２Ｃは、入力ギア８１側の面のうち回転中心部とは異なる位置（詳しくは入力側突起部８１Ａと径方向において同じ位置）から入力ギア８１に向けて突出している。
【００３８】
２枚のタイムラグ部材８３は、入力ギア８１と出力ギア８２との間に同軸に配置され、出力ギア８２の第１軸部８２Ａに回転可能に支持されている。各タイムラグ部材８３は、点対称な形状に形成されており、主に、円板状の本体部８３Ａと、本体部８３Ａから入力ギア８１に向けて突出する第１突起部８３Ｂと、本体部８３Ａから出力ギア８２に向けて突出する第２突起部８３Ｃとを備えている。
【００３９】
そして、２枚のうち一方（入力ギア８１側）のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂは、入力ギア８１の入力側突起部８１Ａに周方向で係合し、第２突起部８３Ｃは、他方のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂに周方向で係合する。
【００４０】
言い換えると、一方のタイムラグ部材８３の第２突起部８３Ｃは、他方のタイムラグ部材８３を介して出力ギア８２の出力側突起部８２Ｃに周方向で係合する。また、他方のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂは、一方のタイムラグ部材８３を介して入力ギア８１の入力側突起部８１Ａに周方向で係合し、第２突起部８３Ｃは出力ギア８２の出力側突起部８２Ｃに周方向で係合する。
【００４１】
以上のように構成されるタイムラグ機構８０では、入力ギア８１の入力側突起部８１Ａと、出力ギア８２の出力側突起部８２Ｃとが周方向で間隔を置いて配置され、これらの入力側突起部８１Ａと出力側突起部８２Ｃとの間に２枚のタイムラグ部材８３が介在することで、前述した間隔が実質的に広げられている。すなわち、２枚のタイムラグ部材８３を設けない場合は、入力側突起部８１Ａと出力側突起部８２Ｃとの周方向の間隔は、最大でも１周分に満たない距離であるが、２枚のタイムラグ部材８３を設けることで、間隔が実質１周以上の距離まで広げられている。
【００４２】
そして、このタイムラグ機構８０では、モータ７１の回転方向を切り替えたときに、入力側突起部８１Ａと出力側突起部８２Ｃとが所定時間後に２枚のタイムラグ部材８３を介して係合することで、モータ７１から戻しローラ６２への駆動力の伝達を遅らせている。具体的には、入力ギア８１、各タイムラグ部材８３および出力ギア８２がそれぞれ係合して一体回転しているときにモータ７１の回転方向を切り替えると、まず、入力側突起部８１Ａが一方のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂから離れていく。この間、入力ギア８１のみが回転し、各タイムラグ部材８３や出力ギア８２は止まっている。
【００４３】
その後、入力側突起部８１Ａが一方のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂに係合すると、入力ギア８１と一方のタイムラグ部材８３が一体に回り始めるとともに、一方のタイムラグ部材８３の第２突起部８３Ｃが他方のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂから離れていく。この間、入力ギア８１と一方のタイムラグ部材８３のみが一体に回転し、他方のタイムラグ部材８３や出力ギア８２は止まっている。
【００４４】
その後、一方のタイムラグ部材８３の第２突起部８３Ｃが他方のタイムラグ部材８３の第１突起部８３Ｂに係合すると、入力ギア８１と２枚のタイムラグ部材８３が一体に回り始めるとともに、他方のタイムラグ部材８３の第２突起部８３Ｃが出力側突起部８２Ｃから離れていく。この間、入力ギア８１と２枚のタイムラグ部材８３のみが一体に回転し、出力ギア８２は止まっている。
【００４５】
最後に、他方のタイムラグ部材８３の第２突起部８３Ｃが出力側突起部８２Ｃに係合すると、入力ギア８１、２枚のタイムラグ部材８３および出力ギア８２のすべてが回り始め、戻しローラ６２へ向けて駆動力の伝達が開始される。
【００４６】
図７（ａ）に示すように、回転方向変換機構９０は、モータ７１側に配置される上流側ギアの一例として前述したタイムラグ機構８０の出力ギア８２を共有する他、下流側ギア９１、回転方向変換ギア９２、揺動アーム９３および遊星ギア９４を備えている。
【００４７】
下流側ギア９１は、戻しローラ６２側に配置される２段ギアであり、図２に示すように、遊星ギア９４や回転方向変換ギア９２に噛み合う大径ギア部９１Ａと、戻し用ギア６２Ａに噛み合う小径ギア部９１Ｂとを有している。なお、図７では、便宜上、下流側ギア９１の小径ギア部９１Ｂは図示を省略している。
【００４８】
図７（ａ）に示すように、回転方向変換ギア９２は、下流側ギア９１の下側に配設され、常時下流側ギア９１と噛み合っている。
【００４９】
図５および図６に示すように、揺動アーム９３は、基端部が出力ギア８２の第２軸部８２Ｂに揺動可能に支持され、先端部には、出力ギア８２の軸方向に沿って出力ギア８２側に突出する軸部９３Ａが設けられている。
【００５０】
遊星ギア９４は、下流側ギア９１および回転方向変換ギア９２（図７参照）のいずれか一方に噛み合い可能なギアであり、揺動アーム９３の軸部９３Ａに回転可能に支持されている。そして、この遊星ギア９４は、揺動アーム９３との間でコイルバネ９５を縮めた状態で挟み込み、抜け止め部材９６によって軸部９３Ａに取り付けられている。これにより、遊星ギア９４とコイルバネ９５との摩擦力に打ち勝たない限り、遊星ギア９４が揺動アーム９３に対して回転（自転）しないようになっている。
【００５１】
すなわち、例えば、図７（ａ）の状態で、出力ギア８２が正回転（図示反時計回りに回転）する際には、下流側ギア９１と遊星ギア９４との係合により、揺動アーム９３の揺動が止められるので、出力ギア８２から駆動力が伝達された遊星ギア９４は、コイルバネ９５との摩擦力に打ち勝って、その場で自転する。これにより、下流側ギア９１が、図示反時計回りに回転する。
【００５２】
また、図７（ａ）の状態から出力ギア８２を逆回転（図示時計回りに回転）させる場合には、図７（ｂ）に示すように、揺動アーム９３の時計回り方向には揺動を阻害するものがないので、遊星ギア９４が揺動アーム９３（コイルバネ９５）に対して回転する前にフリー（自由）となった揺動アーム９３が揺動する。これにより、遊星ギア９４が出力ギア８２の周りを移動する（出力ギア８２を中心に公転する）。
【００５３】
そして、公転する遊星ギア９４が回転方向変換ギア９２に噛み合うと、揺動アーム９３の揺動が止められるので、出力ギア８２から駆動力が伝達された遊星ギア９４は、コイルバネ９５との摩擦力に打ち勝って、その場で自転する。この際、遊星ギア９４と下流側ギア９１との間に回転方向変換ギア９２が１枚挟まれることになるので、下流側ギア９１が、正回転時と同じ方向（図示反時計回り）に回転する。これにより、回転方向変換機構９０は、図２および図８に示すように、モータ７１の回転方向に関わらず、戻しローラ６２を常に一定方向に回転させるようにモータ７１からの駆動力を戻しローラ６２に伝達させるように機能している。
【００５４】
＜両面印字時における駆動機構の動作＞
次に、両面印字時における駆動機構７０の動作について説明する。
図９（ａ）に示すように、レーザプリンタ１に両面印字の指令が入力されると、図示せぬ制御装置によって制御されるモータ７１が正回転して、感光ドラム３３、排出ローラ５２および各戻しローラ６２等が正回転する。これにより、給紙トレイ１１内の用紙３は、その表面が感光ドラム３３で印字されて、排出ローラ５２で装置本体２外に排出されていく。
【００５５】
その後、用紙３が排出ローラ５２から完全に外れる前に、モータ７１が逆回転することで、図９（ｂ）に示すように、排出ローラ５２が逆回転して、用紙３が装置本体２内へ引き戻される。この際、図８に示すように、ワンウェイクラッチ７２の作用によって、逆回転するモータ７１の駆動力が感光ドラム３３には伝達されないので、感光ドラム３３は図９（ｂ）に示すように止まった状態となる。また、戻しローラ６２も、タイムラグ機構８０の各部材がすべて係合するまでの時間と、回転方向変換機構９０の遊星ギア９４が回転方向変換ギア９２まで公転するまでの時間が経過しないうちは、止まった状態に維持される。
【００５６】
そして、図８に示すように、タイムラグ機構８０の各部材がすべて係合するとともに、回転方向変換機構９０の遊星ギア９４が回転方向変換ギア９２に到達して噛み合うと、モータ７１の駆動力が戻しローラ６２に伝達されて、戻しローラ６２が図９（ｃ）に示すように正回転する。なお、戻しローラ６２の正回転が復帰するタイミングは、図９（ｃ）に示すように、排出ローラ５２で装置本体２内に戻されてきた用紙３の先端（進行方向における先端）が、最初（最上流側）の戻しローラ６２に到達する前となるのが望ましい。そのため、このようなタイミングで戻しローラ６２の正回転が復帰するように、タイムラグ機構８０や回転方向変換機構９０を構成すればよい。
【００５７】
その後は、図１０（ａ）に示すように、各戻しローラ６２によって用紙３が感光ドラム３３の上流側に戻されるように搬送されていき、用紙３の後端（進行方向における後端）が排出ローラ５２から外れると、モータ７１が逆回転から正回転に切り替えられる。これにより、各戻しローラ６２が、タイムラグ機構８０の各部材がすべて係合し、かつ、回転方向変換機構９０の遊星ギア９４が下流側ギア９１まで公転して係合するまで、再び止まった状態になり、用紙３の搬送が止められることとなる。
【００５８】
そして、このように用紙３の搬送が止められている間に、ワンウェイクラッチ７２の作用によって、感光ドラム３３が再び正回転し始め、スコロトロン型帯電器３４による帯電が開始される。そして、感光ドラム３３の全周が良好に帯電された後、図１０（ｂ）に示すように、戻しローラ６２の正回転が復帰して、用紙３の搬送が再開される。これにより、画像形成の準備が良好に行われた状態の感光ドラム３３で、用紙３の裏面が良好に印字される。
【００５９】
なお、本実施形態では、感光ドラム３３の全周が良好に帯電された後で、戻しローラ６２の正回転が復帰するように構成したが、厳密には、用紙３の先端が感光ドラム３３に到達する前に感光ドラム３３の全周が良好に帯電していればよい。すなわち、感光ドラム３３の全周が良好に帯電される前に戻しローラ６２の正回転を復帰させても、用紙３の先端が感光ドラム３３に到達する前に感光ドラム３３の全周が良好に帯電していればよい。そして、このようなタイミングで用紙３が感光ドラム３３に突入するように、タイムラグ機構８０や回転方向変換機構９０を構成すればよい。
【００６０】
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
モータ７１を逆回転から正回転に切り替えた後、戻しローラ６２を一定時間止めておくことができるので、正回転で回転し始めた感光ドラム３３の全周が帯電する前に、用紙３が感光ドラム３３に到達してしまうのを防止することができる。そのため、戻し経路が短い場合であっても、両面印字を良好に行うことができる。
【００６１】
タイムラグ機構８０の入力ギア８１と出力ギア８２を同軸に配置したので、同軸に配置しないタイムラグ機構に比べ、小型化を図ることができる。
【００６２】
入力ギア８１と出力ギア８２との間にタイムラグ部材８３を設けたので、タイムラグ部材８３の数を調整することで、タイムラグの時間を簡単に調整することができる。また、タイムラグ部材８３が入力ギア８１と出力ギア８２とに同軸に配置されるので、小型化を図ることができる。
【００６３】
入力ギア８１と出力ギア８２との間にタイムラグ部材８３を複数枚（２枚）設けたので、タイムラグの時間を長くすることができる。
【００６４】
タイムラグ部材８３が点対称な形状に形成されているので、作業者が第１突起部８３Ｂと第２突起部８３Ｃの向きを逆にして取り付けても取り付けることができるので、組付作業を容易にすることができる。
【００６５】
出力ギア８２の周りを移動する遊星ギア９４を備えた回転方向変換機構９０を採用したので、遊星ギア９４が出力ギア８２の周りを移動する間も、戻しローラ６２に駆動力を伝達する時間を遅らせることができる。すなわち、回転方向変換機構９０でも、タイムラグを作ることができるので、その分、タイムラグ機構８０で遅らせる時間を短くすることができ、タイムラグ機構８０の構造を簡易化することができる（例えば、タイムラグ部材８３を少なくすることができる）。
【００６６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、遊星ギア９４が半周以上公転する回転方向変換機構９０を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１１（ａ）に示すような回転方向変換機構１００を採用してもよい。
【００６７】
具体的に、この回転方向変換機構１００は、上流側ギア１１０と、下流側ギア１２０と、上流側ギア１１０の回転軸を中心に揺動するＶ字状の揺動アーム１３０とを備えている。揺動アーム１３０の一端側には、上流側ギア１１０の周りを移動するギア１４０が回転可能に設けられ、揺動アーム１３０の他端側には、上流側ギア１１０の周りを移動するギア１５０と、このギア１５０に噛み合うギア１６０とが回転可能に設けられている。
【００６８】
そして、この回転方向変換機構１００では、図１１（ａ）に示すように、上流側ギア１１０の正転時には、揺動アーム１３０の一端側のギア１４０が下流側ギア１２０と噛み合って、下流側ギア１２０を図示反時計回りに回転させる。また、上流側ギア１１０の逆回転時には、図１１（ｂ）に示すように、揺動アーム１３０の揺動により揺動アーム１３０の他端側のギア１６０が下流側ギア１２０と噛み合って、下流側ギア１２０を図示反時計回りに回転させる。すなわち、このような回転方向変換機構１００であっても、下流側ギア１２０、ひいては戻しローラを、常に一定方向に回転させることができる。
【００６９】
前記実施形態では、入力ギア８１と出力ギア８２が同軸に配置されるタイムラグ機構８０を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図１２（ａ）に示すように、入力ギア２１０と出力ギア２２０が同軸に配置されないタイムラグ機構２００を採用してもよい。具体的に、このタイムラグ機構２００は、前記実施形態の回転方向変換機構９０から回転方向変換ギア９２を取り除いたような構造となっている。すなわち、前記実施形態と同様の揺動アーム９３および遊星ギア９４が、入力ギア２１０に対して揺動可能・移動可能に設けられている。
【００７０】
このようなタイムラグ機構２００であっても、図１２（ａ）に示す正回転状態から図１２（ｂ）に示す逆回転状態に切り替えられると、遊星ギア９４が入力ギア２１０周りを公転する間の時間だけ、タイムラグを作ることができる。なお、この構造においては、出力ギア２２０のギア歯と、遊星ギア９４のギア歯とで、一対の係合部が構成される。
【００７１】
前記実施形態では、タイムラグ部材８３を２枚設けたが、本発明はこれに限定されず、１枚でも３枚以上でもいい。
前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
【００７２】
前記実施形態では、感光体として感光ドラム３３を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体を採用してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１ レーザプリンタ
２ 装置本体
３ 用紙
５ 画像形成部
３３ 感光ドラム
５２ 排出ローラ
５２Ａ 排出用ギア
６０ 両面搬送経路ユニット
６１ ガイド部材
６２ 戻しローラ
６２Ａ 戻し用ギア
７０ 駆動機構
７１ モータ
７２ ワンウェイクラッチ
８０ タイムラグ機構
８１ 入力ギア
８１Ａ 入力側突起部
８２ 出力ギア
８２Ｃ 出力側突起部
８３ タイムラグ部材
８３Ａ 本体部
８３Ｂ 第１突起部
８３Ｃ 第２突起部
９０ 回転方向変換機構
９１ 下流側ギア
９２ 回転方向変換ギア
９３ 揺動アーム
９４ 遊星ギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤像を担持する感光体を有し、当該感光体の現像剤像を記録シートに転写させることで記録シートに画像を形成する画像形成部と、
正回転・逆回転可能なモータと、
前記モータから駆動力が伝達され、前記正回転時に記録シートを装置本体外に排出させ、前記逆回転時に記録シートを装置本体内に引き戻す排出ローラと、
前記正回転時に前記モータから前記感光体に駆動力を伝達させ、前記逆回転時には前記モータから前記感光体への駆動力の伝達を切るワンウェイクラッチと、
前記排出ローラで引き戻された記録シートを、前記画像形成部に戻すための戻しローラと、
前記モータの回転方向に関わらず、前記戻しローラを常に一定方向に回転させるように前記モータからの駆動力を前記戻しローラに伝達させる回転方向変換機構と、
間隔を置いて配置される一対の係合部を有し、前記モータの回転方向を切り替えたときに、前記各係合部が所定時間後に係合することで前記モータから前記戻しローラへの駆動力の伝達を遅らせるタイムラグ機構とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記一対の係合部は、
前記モータ側に配置される入力ギアと、
前記戻しローラ側に配置される出力ギアとの間に配置されてい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】
前記入力ギアと前記出力ギアは同軸に配置され、
前記一対の係合部は、
前記入力ギアから前記出力ギアに向けて突出する入力側突起部と、
前記出力ギアから前記入力ギアに向けて突出して、前記入力側突起部に前記出力ギアの周方向で係合する出力側突起部とで構成されてい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】
前記タイムラグ機構は、
前記入力ギアと前記出力ギアとの間に同軸に配置されて回転可能なタイムラグ部材を有し、
前記タイムラグ部材には、
前記入力ギアに向けて突出して、前記入力側突起部に前記周方向で係合する第１突起部と、
前記出力ギアに向けて突出して、前記出力側突起部に前記周方向で係合する第２突起部とが設けられてい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】
前記タイムラグ部材は、前記入力ギアと前記出力ギアとの間に複数設けられてい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】
前記タイムラグ部材は、点対称な形状に形成されていること特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記回転方向変換機構は、
前記モータ側に配置される上流側ギアと、
前記戻しローラ側に配置される下流側ギアと、
前記下流側ギアと噛み合う回転方向変換ギアと、
前記上流側ギアの周りを移動することで、前記下流側ギアおよび前記回転方向変換ギアのいずれか一方に噛み合い可能な遊星ギアと、を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
現像剤像を担持する感光体を有し、当該感光体の現像剤像を記録シートに転写させることで記録シートに画像を形成する画像形成部と、
正回転・逆回転可能なモータと、
前記モータから駆動力が伝達され、前記正回転時に記録シートを装置本体外に排出させ、前記逆回転時に記録シートを装置本体内に引き戻す排出ローラと、
前記正回転時に前記モータから前記感光体に駆動力を伝達させ、前記逆回転時には前記モータから前記感光体への駆動力の伝達を切るワンウェイクラッチと、
前記排出ローラで引き戻された記録シートを、前記画像形成部に戻すための戻しローラと、
前記モータの回転方向に関わらず、前記戻しローラを常に一定方向に回転させるように前記モータからの駆動力を前記戻しローラに伝達させる回転方向変換機構と、
間隔を置いて配置される一対の係合部を有し、前記モータの回転方向を切り替えたときに、前記各係合部が所定時間後に係合することで前記モータから前記戻しローラへの駆動力の伝達を遅らせるタイムラグ機構とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記一対の係合部は、
前記モータ側に配置される入力ギアと、
前記戻しローラ側に配置される出力ギアとの間に配置されてい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】
前記入力ギアと前記出力ギアは同軸に配置され、
前記一対の係合部は、
前記入力ギアから前記出力ギアに向けて突出する入力側突起部と、
前記出力ギアから前記入力ギアに向けて突出して、前記入力側突起部に前記出力ギアの周方向で係合する出力側突起部とで構成されてい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】
前記タイムラグ機構は、
前記入力ギアと前記出力ギアとの間に同軸に配置されて回転可能なタイムラグ部材を有し、
前記タイムラグ部材には、
前記入力ギアに向けて突出して、前記入力側突起部に前記周方向で係合する第１突起部と、
前記出力ギアに向けて突出して、前記出力側突起部に前記周方向で係合する第２突起部とが設けられてい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】
前記タイムラグ部材は、前記入力ギアと前記出力ギアとの間に複数設けられてい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】
前記タイムラグ部材は、点対称な形状に形成されていること特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記回転方向変換機構は、
前記モータ側に配置される上流側ギアと、
前記戻しローラ側に配置される下流側ギアと、
前記下流側ギアと噛み合う回転方向変換ギアと、
前記上流側ギアの周りを移動することで、前記下流側ギアおよび前記回転方向変換ギアのいずれか一方に噛み合い可能な遊星ギアと、を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２７５０７５（Ｐ２０１０−２７５０７５Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３００４８（Ｐ２００９−１３００４８）
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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