JPH01117164A - 切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば複写機における切換ガイド板等のよう
な、移動自在に構成された部材の位置を複数の状態に切
換えるための切換装置に関するものである。

（従来技術） 従来、例えば複写機に回動自在に取付けられた搬送用の
ガイド板等のように、ある範囲で移動可能に構成された
部材の位置を複数の状態に切換える切換装置として、ソ
レノイドが最す広く用いられている。このソレノイドは
、１ｉ１１石の通電によって、ケース内に支持されたプ
ランジャを吸引する構造のものが一般的であり、例えば
複写機内についてみても、上記のようなガイド板の他、
再給紙コロの紙への圧接・解除の切換部、両面トレイ内
のストッパの紙停止位置および給紙位置の切換部、レジ
ストローラの回転υ制御部等、様々な箇所に利用されて
いる。

ところが、このようなソレノイドにおいても、次に挙げ
るような欠点がある。

（１）重」が比較的重い。

（２）長時間連続使用すると温度が上昇し、保持力が低
下する。また、連続使用タイプであっても一般に保持力
が弱い。

（３）プランジャ吸引時の衝撃音が大きい。

そこで、このようなソレノイドに代る切換装置として、
近年では、温度変化によりその形状が変化する形状記憶
合金製のばねを利用したものが提案されている。

第６図（ａ）（ｂ）にその−例を示す。これらの図にお
いて、１０１はプランジャで、このプランジｔ１０１は
ケース１０２内においてその軸方向に移動自在に支持さ
れており、かつ、その略中間部に固定フランジ１０３が
一体に形成されている。そして、この固定７ランジ１０
３の一方の面とケース１０２の内壁面との間に、所定温
度（変態点）を境界としてその温度変化により伸縮する
形状記憶合金ばね１０４が介設されるとともに、固定フ
ランジ１０３の他方の面とケース１０２の内壁面との間
に、プランジャ１０１を上記形状記憶合金はね１０４が
縮む方向（図では左方向）に付勢するバイアスばね１０
５が介設されている。

第５図（ａ）は、低温時の状態を示したものであるが、
このとき、形状記憶合金からなる形状記憶合金ばね１０
４は柔かく変形し易い状態にあり、バイアスばね１０５
の付勢力により押されて縮んだ状態となっている。この
状態から、例えば上記形状記憶合金ばね１０４の両端に
電流を流すことにより、その抵抗加熱で形状記憶合金ば
ね１０４の温度を所定温度以上まで上昇させると、形状
記憶合金ばね１０４は、バイアスばね１０５の付勢力に
打勝って固定フランジ１０３を押しながら、予め記憶さ
れていた形状まで回復して伸びる。これによって、第６
図（ｂ）に示されるように、プランジャ１０１はケース
１０２から右方向に突出することとなり、従来のソレノ
イドと同様に切換装置として使用することができる。

このような構成によると、上記ソレノイドを用いた場合
の欠点が解消され、極めて簡単な構造で上記と同様の効
果を得ることが可能となる。

ところが、上記形状記憶合金ばね１０４の材料である形
状記憶合金は、一般に、記憶することができる形状が１
種類で、しかも一方向性のものがほとんどであり、従っ
て上記のようにバイアスばね１０５を用いても、従来の
ソレノイドと同様、プランジャ１０１の位置状態は２通
りにしか切換えることができない。よって、このような
切換装置を、部材の位置を３段階以上の多段階に切換え
る構造に適用するには、複数の切換装置を組合せて用い
、個別に切換えるようにしなければならず、切換構造が
複雑となり、コスト高となる不都合があった。

（発明の目的） 本発明は上聞事情に鑑み、プランジャの位置状態を３段
階以上の多段階に切換えることを可能にし、これによっ
て部材等の切換構造をより簡略化することができる切換
装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、軸方向に変位可能で、かつその一方向に付勢
される１ランジヤと、所定温度を境界とする温度変化に
より上記プランジャの軸方向に伸縮する形状配憶合金ば
ねとを備え、この形状記憶合金ばねの伸縮により上記プ
ランジャが変位して複数の位置をとるように構成された
切換装置において、上記形状記憶合金ばねを上記プラン
ジャの変位方向に複数個直列に配設するとともに、これ
らの形状記憶合金ばねの温度を個別に昇降させる温度昇
降手段を備えたものである。

このような構成において、温度昇降手段によって各形状
記憶合金ばねの温度を個別に昇降させ、各形状記憶合金
ばねを個別に伸縮させることにより、その伸縮させる形
状記憶合金ばねの組合せに応じてプランジャの位置状態
を多段階に切換えることができる。

（実施例） 第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の切換装置を示し、
これらの図において１はプランジャである。このプラン
ジ１７１はケース２内に収納されており、その一端部が
ケース２の外壁に支持されるとともに、他端部が、ケー
ス２内に形成された円筒部３内に嵌入され、この円筒部
３に案内されながら軸方向に移動可能とされている。ま
た、その略中間部には、固定フランジ４が一体に形成さ
れている。

図において、この固定７ランジ４の右側面とケース２の
右側内壁面との間には、形状記憶合金からなる２ｇ！Ａ
の形状記憶合金ばね５，５′が直列状態に介設されてお
り、これらの形状記憶合金ばね５．５′の間には、絶縁
性を有し、かつ比較的熱伝導性の低い材料により中空円
盤状に形成された可動７ランジ６が、プランジャ１に対
してその軸方向に移動可能な状態で介設されている。一
方、固定フランジ４の左側面とケース２の左側内壁面と
の間には、通常の金属材料により形成されたバイアスば
ね７が介設されており、このバイアスばね７によってプ
ランジャ１は、上記形状記憶合金ばね５，５′が縮む方
向、すなわち図の右方向に付勢された状態となっている
。

上記形状記憶合金ばね５，５′は、所定温度以下の状態
では柔かく、従って外部からの力を受けることにより容
易に収縮する状態となっているが、所定温度以上に加熱
されると、予め記憶されていた形状まで回復することに
より、上記プランジャ１の軸方向に伸びるように構成さ
れている。これらの形状記憶合金ばね５．５′の両端に
は、それぞれ直流電源（温度昇降手段＞８．８’　がス
イッチを介して接続されており、このスイッチの開閉に
より電源８．８′をオンオフさせることにより、各形状
記憶合金はね５．５′を個別に通電させることができる
ようになっている。

このような装置において、各電源８．８′をオフにし、
画形状記憶合金ばね５，５′に電流を流さない場合には
、画形状記憶合金ばね５，５′とも所定温度以下の状態
にあり、従って第１図（ａ）のように、固定フランジ４
がバイアスばね７に押されることにより画形状記憶合金
ばね５，５′が収縮し、プランジャ１はケース２内に最
も没入した状態となる。

このような状態において、一方の電８！８のオンにより
、片側の形状記憶合金ばね５のみに電流を流すと、その
抵抗加熱によりこの形状記憶合金ばね５の温度が瞬時に
上昇する。この温度が所定温度に達すると、この形状記
憶合金ばね５は記憶されていた形状まで回復して伸び、
上記バイアスばね７の付勢力に反して固定フランジ４を
押し、これによってプランジャ１は、第１図（ｂ）に示
されるように同図（ａ）の状態に比ベケース２外方に突
出した状態となる。

さらに、この状態から他方の電源８′もオンに切換え、
形状記憶合金ばね５′にも電流を流して所定温度まで加
熱すると、さらに固定７ランジ４がバイアスばね７側に
押され、プランジャ１は第１図（Ｃ）に示されるように
ケース２がら最も突出した状態となる。

従ってこの装置によれば、加熱する形状記憶合金ばね５
．５′の個数を選択することにより、プランジャ１の突
出状態を３通りに切換えることができる。なお、この図
に示されるように互いにほぼ長さの等しい形状記憶合金
ばね５．５′を用いた場合には切換は３通りとなるが、
互いに長さの異なる形状記憶合金ばねを用いるようにす
れば、加熱する形状記憶合金ばねの組合せによって４通
りの切換を行うことができ、例えば伸び率が等しく長さ
の比が１＝２の形状記憶合金ばねを用いるようにすると
、プランジャ１の突出量をほぼ等間隔に４通りに切換え
ることも可能となる。また、３個以上の形状記憶合金製
ばねを用いるようにすれば、８通り以上の切換も可能と
なる。さらに変形例として、上記バイアスばね７に用い
るばねを形状記憶合金製のものとしてもよい。

次に、この装置が使用される切換構造の例を、以下、第
２図〜第５図に基づいて説明する。

使用例その１（第２図および第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）
　）第２図に示される複写機は、同一用紙への二色合成
複写および両面複写が可能な構成とされている。具体的
には、本体上面にコンタクトガラス１１および原稿押え
１２を有し、その下方に光学系１３および感光体ドラム
１４を備えるとともに、その周辺機器として順次、主帯
電装置１５、除電ランプ１６、メイン現像装置１７、サ
ブ環（ｌＩ装置１８、転写装置１９、分離装置２０等を
備えている。

用紙搬送機構としては、その搬送方向に順次、給紙カセ
ット２１、給紙ローラ２２、レジストローラ対２３、搬
送ベルト２４、定着ローラ対２５、搬送ローラ対２６、
および排出ローラ対２７を備えている。また、上記搬送
ベルト２４の略下方に再給紙用の中間トレイ２８を備え
るとともに、上記排出Ｏ−ラ対２７の略下方に、用紙を
一旦スドックするストック部２９を備えており、このス
トック部２９の入口部分には、排出ローラ対２７の上側
のローラと接離可能な補助ローラ２７ａが設けられてい
る。

そして、排出ローラ対２７の上流側に、用紙通路を排出
側、再給紙側、およびストック側に切換える切換機構３
０が設けられており、この切換機構３０に本発明の切換
袋Ｗ１３１が用いられている。

切換機構３０は、第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示される
ように、切換ガイド板３２、レバー３３、および上記切
換袋！！３１により構成されている。

切換ガイド板３２は、軸３４を中心に回動自在に構成さ
れており、その後縁部には用紙をリターンさせるための
リターン部３２ａが形成されている。レバー３３は、そ
の・一端部が上記軸３４に固定され、他端部に長孔３３
ａが形成されており、この長孔３３ａに、切換装置３１
のプランジャ１に形成された突起１ａが嵌合されている
。

そして、切換￥Ａ１１３１のプランジャ１の突出状態が
上述のように３通りに切換えられることにより、３通り
の通路が形成されるように構成されている。

まず、プランジャ１が最も没入した状態（上記第１図（
ａ）に対応）では、第３図（ａ）に示されるように、切
換ガイド板３２のリターン部３２ａにより、搬送ローラ
対２６から排出された用紙を直接中間トレイ２８側に逆
送するリターン通路が形成される。次に、プランジャ１
が中間位置まで突出した状態（第１図（ｂ）に対応）で
は、第３図（ｂ）に示されるように、切換ガイド板３２
の上面によって、搬送ローラ対２６から排出された用紙
をそのまま排出ローラ対２７へ導く排出通路が形成され
る。また、プランジャ１が最も突出した状！ＩＩ（第１
図（Ｃ）に対応）では、第３図（Ｃ）に示されるように
、切換ガイド板３２の上面によって、搬送ローラ対２６
から排出された用紙をストック部２９へ導くストック通
路が形成される。

このような構成の複写機において、まず通常の複写動作
を行う場合には、切換機構３０を第３図（ｂ）の排出状
態に切換える。これにより、給紙カセット２１から供給
された用紙は、感光体ドラム１４において転写が行なれ
、搬送ベルト２４により搬送され、定着ローラ２５でそ
の定着が行なわれた後、搬送ローラ対２６を通ってその
まま排出ローラ対２７から複写機外に排出されることと
なる。

次に、メイン現像装Ｎ１７およびサブ現ＩＩ装置１８に
よって二色現像を行う場合には、切換機構３０を第３図
（ａ）の状態に切換えておく。この状態から同様に給紙
を行うと、まず、感光体ドラム１４においてメイン現像
￥１７ｔ１１１７により現像された像の転写が行われ、
この転写された用紙は搬送ローラ対２６を通過後、リタ
ーン部３２ａに案内されて直接中間トレイ２８へ逆送さ
れる。そして、この中間トレイ２８から用紙を再給紙す
ると、この用紙の同じ面に、今度は感光体ドラム１４に
おいてサブ現ｆｉｔ装置１８により現像された像の転写
が重ねて行われる。この転写後、用紙は同様に搬送ロー
ラ対２６から排出されるが、このとき切換機構３０を第
３図（ｂ）の状態に切換えておくことにより、用紙は同
一面に二色合成複写が行なわれた状態で排出されること
となる。

次に、用紙への両面複写を行う場合には、切換機構３０
をまず第３図（Ｃ）の状態に切換えておく。この状態で
、上記と同様に転写が行われ、搬送ローラ対２６から用
紙が排出されると、この用紙は、切換ガイド板３２によ
ってストック部２９側に案内され、さらに、当接状態に
ある排出ローラ対２７の上側ローラと補助ローラ２７ａ
とによって一旦スドック部２９内に収容される。

この状態から、用紙を再びストック部２９より排出する
と、用紙は最初に給紙された状態から裏返しにされた状
態で中間トレイ２８へ逆送されることとなる。そして、
この中間トレイ２８から再給紙を行うと、用紙の裏面に
転写が行なわれることとなり、その後、切換機構３０を
第３図（ｂ）の状態に切換えておくことにより、用紙は
その両面に複写が行なわれた状態で排出ローラ対２７か
ら排出される。

以上のようにこの複写機では、排出ローラ対２７の上流
側において用紙通路を３通りに切換えることにより、二
色複写および両面複写の双方が可能となるように構成さ
れているのであるが、例えばこの複写機に従来の切換装
置を適用しようとすると、この従来の切換装置はプラン
ジャの突出状態を２通りまでしか切換えることができな
いため、上記と同様の作用を得るには、２つの切換ガイ
ド板を上流側と下流側に設けるとともに、各切換ガイド
板に個別に切換装置を設け、その切換の組合せによって
用紙を３方向に振分ける構造を取らざるを得ない。これ
に対し、本発明の切換装置３１を用いれば、上述のよう
に、用紙通路の切換を単一の切換ガイド板３２および切
換装＠３１で行うことができるので、切換構造の大幅な
簡略化を図ることができる。

使用例その２（第４図） 第４図は、自動原稿送り装置であるＲＡＤＦ（Ｉｌｅｖ
ｅｒｓｉｂｌｅ　Ａｕｔｏ　Ｄｏｃｕｍｅｎｔ　Ｆｅｅ
ｄｅｒ　）の要部を示したものである。このＲＡＤＦは
、コンタクトガラス４１上に自動的に原稿を給紙し排出
するとともに、原稿の両面複写を行いたい場合には、こ
の原稿を自動的に裏返してコンタクトガラス４１上に供
給する機能を備えている。

この図に示される切換部材４０は、コンタクトガラス４
１の下流側において軸４２を中心に回動自在に構成され
ており、実線４０ａ、および二点鎖線４０ｂ、４０ｃで
示される３通りの状態に切換可能となっている。この切
換部材４０は、実線４０ａの状態では、コンタクトガラ
ス４１上から送られてきた原稿を、湾曲部４４で案内す
ることにより裏返した状態でコンタクトガラス４１へ送
り返し、二点鎖線４０ｂの状態では、その下端部が、コ
ンタクトガラス４１上に送られてきた原稿の先端のスト
ッパとして働き、二点鋼１１４０ｃの状態では、コンタ
クトガラス４１から排出された原稿をこの切換部材４０
の下方に通し、排出ローラ対４３へ導く役割を果す。

このような切換部材４０も、３通りの状態に切換えるこ
とが必要であるため、この切換構造に本発明の切換装置
を上記第２図の複写機と同じ要領で適用することにより
、優れた効果を得ることができる。

使用例その３（第５図） この第５図に示される切換構造も、上記と同様にＲＡＤ
Ｆの下流側部分に設けられているものであるが、この構
造においては、原稿を表向きに排出するモードと、裏向
きに排出するモードとに切換可能となるように構成され
ている。

同図において、コンタクトガラス５１の下流側に、垂直
方向に互いに直列状態で当接する３つの搬送ローラ５２
ａ、５２ｂ、５２ｃが設けられており、搬送ローラ５２
ａ、５２ｂ間、および搬送ローラ５２ｂ、５２ｃ間に対
応して、それぞれガイド板により原稿通路５３．５４が
形成され、原稿通路５４の下流側に切換ガイド板５０が
設けられている。

さらに、この切換ガイド板５０の下流側には排紙トレイ
５５およびリバース用原稿排出通路５６が設けられてお
り、このリバース用原稿排出通路５６の上流側に供給ロ
ーラ対５７が、下流側に排紙ローラ対５８がそれぞれ配
設されている。そして、上記供給ローラ対５７からリバ
ース用原稿排出通路５６に原稿が搬入されることにより
、この原稿がリバース用原稿排出通路５６に案内されて
排紙ローラ対５８から排出され、これによって、コンタ
クトガラス５１から送られてきた状態とは裏向きの状態
で排紙トレイ５５にストックされるようになっている。

上記切換ガイド板５０は、実線５０ａおよび二点鎖線５
０ｂ、５０ｃに示される３通りの状態を有している。実
線５０ａの状態では、上記原稿通路５３．５４とともに
、搬送ローラ５２ｂ、５２Ｃ間から排出された原稿を搬
送ローラ５２ａ、５２ｂ間に送り返すリターン通路を構
成し、二点鎖線５０ｂの状態では、原稿通路５４から排
出された原稿をリバース用原稿排出通路５６側へ案内し
、二点鎖線５０ｃの状態では、原稿を排出トレイ５５に
案内する役割を果す。

このような切換ガイド板５０の切換に関しても、本発明
の切換装置を適用することにより、切換構造の簡略化を
果すことができる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、形状記憶合金ばねをプランジャ
の変位方向に複数個直列に配設するとともに、これらの
形状記憶合金ばねの温度を個別に胃降させ、これによっ
て各形状記憶合金ばねを伸縮させるようにしたものであ
るので、このように伸縮させる形状記憶合金ばねを適宜
選択することにより、プランジャの位置状態を３段階以
上の多段階に切換えることができる。従って、このよう
な切換装置を用いることにより、部材等の多段階に亘る
切換を単一の切換装置によって行うことが可能となり、
これによって、切換構造の簡略化を梁すことができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は本発明の一実施例における
切換ａ置の断面図、第２図は同切換装置が適用される複
写機の内部構造図、第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）は同複写
機の用紙通路の切換構造を示す断面図、第４図は上記切
換装置が適用されるＲＡＤＦの原稿通路の切換構造を示
す断面図、第５図は同切換装置が適用される別のＲＡＯ
Ｆの原稿通路の切換構造を示す断面図、第６図＜ａ）（
ｂ）は従来の切換装置の一例を示す断面図である。 １・・・プランジャ、５，５′・・・形状記憶合金ばね
、７・・・バイアスばね、８．８′・・・電ａ（温度胃
降手段）、３１・・・切換装置。 特許出願人　　　　　三田り業　株式会社代　理　人　
　　　　弁理士　　小谷　悦司第　　４　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸方向に変位可能で、かつその一方向に付勢される
   プランジャと、所定温度を境界とする温度変化により上
   記プランジャの軸方向に伸縮する形状記憶合金ばねとを
   備え、この形状記憶合金ばねの伸縮により上記プランジ
   ャが変位して複数の位置をとるように構成された切換装
   置において、上記形状記憶合金ばねを上記プランジャの
   変位方向に複数個直列に配設するとともに、これらの形
   状記憶合金ばねの温度を個別に昇降させる温度昇降手段
   を備えたことを特徴とする切換装置。 ２、各形状記憶合金ばねを個別に通電可能としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の切換装置。