JP2005314068A - 給紙装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 給紙動作とトレイの昇降動作を共用の１つのモータで支障なく駆動できる給紙装置を提供する。
【解決手段】 給紙動作へは一方への回転が活用されトレイ１０の昇降動作へは他方への回転が活用される正逆の両方に回転可能なモータ２５を備える。トレイ１０の昇降動作は、上昇の方向へ向けてバネ１８で付勢されたトレイ１０より突出したレバー１９が、カム軸２１と共に軸回転する偏芯カム２０の周面に当接して上昇が拘束されることで行われる。カム軸２１には所定速度以上での回転を抑制するトルクリミッタ３０が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置へ搭載され、用紙の供給源として用いられたり、画像形成装置とソートやステープル等を行う後処理装置との間に組み込まれ、別途画像形成された用紙いわゆる合紙の供給源として用いられたりする給紙装置に関する。

例えば図２に示すように、合紙の供給源として用いられる従来一般の給紙装置１は、画像形成装置２と後処理装置３との間に組み込まれる。画像形成装置２では用紙上に画像が形成され、この画像形成後の用紙は、給紙装置１内の通紙経路を経て後処理装置３へ供給される。また給紙装置１では、画像形成装置２から後処理装置３への用紙供給の合間において、トレイ１０上に積載されている合紙が、最上の合紙から順に送出ローラ１１によって送り出され、一対より成る給紙ローラ１２及び捌きローラ１３によって一枚ずつに分離された後、複数の送りローラ対１４によって送られ、最終的に排出ローラ対１５によって排出されて、後処理装置３へと供給される。そして後処理装置３では、供給された用紙（合紙を含む）に対して、所望のソートやステープル等が施される。

特に給紙装置１においては、トレイ１０への合紙の補充や取換えを容易にする目的で、トレイ１０が選択的に送出ローラ１１へ向けて上昇したり、又は送出ローラ１１より離れる方向に下降したりするようになっている。

具体的には、例えば図３〜図６に示すように、トレイ１０は、送出ローラ１１から離れた側の端部（図３〜図５では左端部）において、固定のトレイ保持部１６に対して軸支され、この支軸１７を中心とした回動で昇降可能にされている。ここで、トレイ１０の上昇に関しては、トレイ１０は、上昇する方向すなわち送出ローラ１１へ向けて常時バネ１８で付勢されており、後述の偏芯カム２０から外力が与えられない限り、そのバネ１８の付勢力を受けて積載の合紙と共に上昇し、その合紙のうちの最上の合紙が送出ローラ１１に圧接した状態になる（図３参照）。この状態で、送出ローラ１１及び給紙ローラ１２が一方向（図３中、実線矢印で示す反時計回りの方向）に軸回転して、給紙動作が行われる。

一方、トレイ１０の下降に関しては、トレイ１０における支軸１７の在る端部とは反対の端部すなわち送出ローラ１１に近い側の端部（図３〜図５では右端部）にレバー１９が突設されており、更にこのレバー１９の上面に当接する偏芯カム２０を有したカム軸２１が設けられている。そして、カム軸２１が一方向（図３中、点線矢印で示す反時計回りの方向）に所定量軸回転することで、これと一体に偏芯カム２０が同方向に所定量軸回転し、これに伴い、レバー１９に対しての偏芯カム２０の偏芯量が最大になる。その際レバー１９は、バネ１８の付勢力をトレイ１０を介して受けており、偏芯カム２０の周面と擦れ合いながらその最大偏芯量に相応する分バネ１８の付勢力に抗して押し下げられ、その結果、トレイ１０が下降した状態になる（図４参照）。この状態で、トレイ１０への合紙の補充や取換えが行われる。

トレイ１０への合紙の補充や取換えが済んだ後は、給紙動作へ移行すべく、カム軸２１及び偏芯カム２０が、上記したトレイ１０の下降動作の際と同様の一方向に所定量軸回転し、これに伴い、レバー１９に対しての偏芯カム２０の偏芯量が最小になる。その際レバー１９は、偏芯カム２０の周面と擦れ合いながらバネ１８の付勢力を受けて押し上げられ、その結果、トレイ１０は積載の合紙のうちの最上の合紙が送出ローラ１１に圧接した上昇状態になる（図３参照）。

ところで、送出ローラ１１及び給紙ローラ１２とカム軸２１とには、上記した一方向へ軸回転させるための駆動源が必要であるが、従来の給紙装置では、その駆動源として、それぞれに専用のモータを個別に備えていたため、調達部品のコスト削減が制約されるし、スペースの確保から装置そのものの小型化も制約されるという問題があった。このような問題に対して近年では、給紙動作とトレイ１０の昇降動作とのタイミング、すなわち送出ローラ１１及び給紙ローラ１２とカム軸２１とが駆動されるべきタイミングが上記した通りに相互に重複しないことに着眼し、それぞれの駆動源としてのモータを１つのモータで賄うようにしている（例えば特許文献１参照）。

具体的には、図３〜図６に示すように、送出ローラ１１の軸１１ａ、給紙ローラ１２の軸１１ｂそれぞれの一端部には、送出ローラ用ギヤ２２、給紙ローラ用ギヤ２３が取り付けられており、こられの送出ローラ用ギヤ２２と給紙ローラ用ギヤ２３とは、伝達ギヤ２４を介在して互いに間接的に噛合している。但し、送出ローラ用ギヤ２２及び給紙ローラ用ギヤ２３にはワンウェイクラッチが内蔵されている。更に、給紙ローラ用ギヤ２３の近傍には、正逆の両方に回転出力が可能なモータ２５が設けられていて、このモータ２５の主軸ギヤ２６が給紙ローラ用ギヤ２３と直接噛合している。モータ２５からの出力によって主軸ギヤ２６が回転すると、この回転力が給紙ローラ用ギヤ２３に伝達されるとともに、伝達ギヤ２４を介して送出ローラ用ギヤ２２に伝達される。

また、カム軸２１の一端部には、カム軸用ギヤ２７が取り付けられており、このカム軸用ギヤ２７とモータ２５の主軸ギヤ２６とが、伝達ギヤ２８を介在して互いに間接的に噛合している。但し、カム軸用ギヤ２７にはワンウェイクラッチが内蔵されている。モータ２５からの出力によって主軸ギヤ２６が回転すると、この回転力が伝達ギヤ２８を介してカム軸用ギヤ２７に伝達される。

このような構成のもと、主軸ギヤ２６が図３中の実線矢印で示す時計回りの方向に回転した場合は、送出ローラ用ギヤ２２及び給紙ローラ用ギヤ２３は図３中の実線矢印で示す反時計回りの方向に回転し、この場合は、送出ローラ１１の軸１１ａと送出ローラ用ギヤ２２とが、及び、給紙ローラ１２の軸１１ｂと給紙ローラ用ギヤ２３とが互いにロックされ、送出ローラ１１及び給紙ローラ１２もその一方向に軸回転するようになる。その際、カム軸用ギヤ２７は図３中の実線矢印で示す時計回りの方向に回転するものの、この場合は、カム軸２１とカム軸用ギヤ２７とが互いにロックされずにフリーになり、偏芯カム２０は停止の状態に維持される。

一方、主軸ギヤ２６が上記の回転方向とは逆方向である図３〜図５中の点線矢印で示す反時計回りの方向に回転した場合は、送出ローラ用ギヤ２２及び給紙ローラ用ギヤ２３は図３〜図５中の点線矢印で示す時計回りの方向に回転するものの、この場合は、送出ローラ１１の軸１１ａと送出ローラ用ギヤ２２とが、及び、給紙ローラ１２の軸１１ｂと給紙ローラ用ギヤ２３とが互いにロックされずにフリーになり、送出ローラ１１及び給紙ローラ１２は停止の状態に維持される。その際、カム軸用ギヤ２７は図３〜図５中の点線矢印で示す反時計回りの方向に回転し、この場合は、カム軸２１とカム軸用ギヤ２７とが互いにロックされ、偏芯カム２０はその一方向に軸回転するようになる。

このように、１つのモータ２５によって、送出ローラ１１及び給紙ローラ１２とカム軸２１とを別々のタイミングで駆動できるため、一応は給紙動作とトレイ１０の昇降動作とを行えるようになる。なお、ここでは合紙の供給源として用いられる給紙装置１について説明したが、画像形成装置に搭載されて用紙の供給源として用いられる給紙装置についても事情は同じである。
特開昭６１−２７７５２０号公報

しかし、トレイ１０を下降位置から上昇させる際は、モータ２５から回転力が伝達されたカム軸用ギヤ２７と共にカム軸２１及び偏芯カム２０が軸回転することにより、レバー１９が偏芯カム２０の周面と擦れ合いながらバネ１８の付勢力を受けて押し上げられていくわけであるが、上記したモータ２５を共用する給紙装置では、その際に以下のような問題が生じる。

偏芯カム２０を視点にすると、偏芯カム２０には、バネ１８の付勢力に基づく負荷がレバー１９から与えられ続けているが、偏芯カム２０が一方向（図４中の点線矢印で示す反時計回りの方向）に軸回転していくに連れて、その一方向へ向く負荷が急激に増大する状況になる（図５参照）。この時、偏芯カム２０と共に回転しているカム軸２１が、その急激な負荷により、カム軸用ギヤ２７と同調した回転を離れてその一方向へ高速回転して瞬間的にずれてしまう。カム軸用ギヤ２７に内蔵のワンウェイクラッチの作用で、カム軸２１はカム軸用ギヤ２７に対してその一方向にのみ相対的に空転自在だからである。

そうすると、そのずれた瞬間、レバー１９の上昇を拘束する偏芯カム２０の周面がレバー１９から瞬間的に離れるため、レバー１９はバネ１８の付勢力を受けて急速に上昇し、その結果、トレイ１０は勢いよく跳ね上がってしまう。これにより、トレイ１０上の合紙が送出ローラ１１に激突したり、レバー１９が偏芯カム２０に激突したりするため、その衝撃で、トレイ１０上の合紙の位置を規制する幅合わせ部材２９の位置がずれ、折角整然と積載した合紙に位置ずれが生じる。これに加え、送出ローラ１１やレバー１９や偏芯カム２０の不用意に破損したり、不快な激突音が生じたりする。

そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、給紙動作とトレイの昇降動作を共用の１つのモータで支障なく駆動できる給紙装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明は、用紙が積載され支軸を中心とした回動で昇降するトレイと、このトレイを上昇の方向へ向けて付勢するバネと、このバネの付勢力を受けて上昇したトレイ上の用紙のうちの最上の用紙上に圧接され軸回転することで最上の用紙から順に送り出す送出ローラと、トレイより突出したレバーに当接する偏芯カムを有し軸回転することでトレイを昇降させるカム軸と、正逆の両方に回転可能であって一方の回転で送出ローラに駆動力を与え他方の回転でカム軸に駆動力を与えるモータと、を備えた給紙装置において、カム軸の所定速度以上での回転を抑制する回転速度抑制部材が設けられている。

これにより、トレイを下降位置から上昇させる際、モータからの駆動力に応じて偏芯カムが一方向に軸回転していき、レバーから偏芯カムへその一方向へ向く方向に急激に増大した負荷が与えられた場合であっても、回転速度規制部材によって回転速度が抑制されるため、実際には偏芯カム及びカム軸がモータから与えられた回転からずれてしまうことはない。

ここで、実用性を踏まえると、前記回転速度抑制部材は、前記カム軸に挿嵌されこのカム軸の円周面に対して圧接力を与えるトルクリミッタであることが好ましい。

本発明の給紙装置によれば、トレイを下降位置から上昇させる際、偏芯カム及びカム軸がモータから与えられた回転からずれてしまうことはないため、レバーの上昇を拘束する偏芯カムの周面がレバーから終始離れることはなく、トレイは円滑に上昇できる。

以下に、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳述する。図１は本発明の一実施形態である給紙装置の要部を示す斜視図である。なお、図中で図２〜図６と同じ名称で同じ機能を果たす部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態では、図１に示すように、カム軸２１の中段部に、カム軸２１の所定速度以上での回転を抑制する回転速度抑制部材として、トルクリミッタ３０が設けられている。このトルクリミッタ３０は、カム軸２１に挿嵌され、トレイ保持部１６に固定されたものであって、カム軸２１の円周面にバネ等で圧接される複数の鋼球又は鋼軸が内蔵されている。トルクリミッタ３０からカム軸２１に与えられる圧接力は調整が可能であり、この圧接力により、カム軸２１には軸回転に対して抵抗が与えられ、所定速度以上での回転が抑制される。

本実施形態では、トレイ１０を昇降させる際にモータ２５からの出力に従って回転するカム軸用ギヤ２７の回転速度とほぼ同程度にカム軸２１の回転速度がとどめられるように、トルクリミッタ３０の圧接力が設定されている。

このようにすれば、トレイ１０を下降位置から上昇させる際、偏芯カム２０が一方向（図４中の点線矢印で示す反時計回りの方向）に軸回転していき、レバー１９から偏芯カム２０へその一方向へ向く方向に急激に増大した負荷が与えられた場合（図５参照）、この負荷により、偏芯カム２０と共に回転しているカム軸２１が、カム軸用ギヤ２７と同調した回転を離れてその一方向へ高速回転して瞬間的にずれてしまう様相となるが、トルクリミッタ３０によってそれ以上での回転速度が抑制されるため、実際には偏芯カム２０及びカム軸２１がカム軸用ギヤ２７と同調した回転からずれてしまうことはない。従って、レバー１９の上昇を拘束する偏芯カム２０の周面がレバー１９から終始離れることはなく、トレイ１０は円滑に上昇できる。

その他本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、合紙の供給源として用いられる給紙装置１を例に挙げて説明したが、画像形成装置に搭載されて用紙の供給源として用いられる給紙装置に適用することも可能である。

本発明は、画像形成装置へ搭載されたり、画像形成装置と後処理装置との間に組み込まれたりする給紙装置に有用である。

本発明の一実施形態である給紙装置の要部を示す斜視図である。 一般の給紙装置の全体構成を示す縦断面図である。 一般の給紙装置においてのトレイの上昇位置での状態を示す要部縦断面図である。 一般の給紙装置においてのトレイの下降位置での状態を示す要部縦断面図である。 一般の給紙装置においてのトレイの上昇過程での状態を示す要部縦断面図である。 従来の給紙装置の要部を示す斜視図である。

符号の説明

１ 給紙装置
１０ トレイ
１１ 送出ローラ
１２ 給紙ローラ
１６ トレイ保持部
１７ 支軸
１８ バネ
１９ レバー
２０ 偏芯カム
２１ カム軸
２２ 送出ローラ用ギヤ
２３ 給紙ローラ用ギヤ
２４ 伝達ギヤ
２５ モータ
２６ 主軸ギヤ
２７ カム軸用ギヤ
２８ 伝達ギヤ
３０ トルクリミッタ（回転速度抑制部材）

Claims (2)

1. 用紙が積載され支軸を中心とした回動で昇降するトレイと、このトレイを上昇の方向へ向けて付勢するバネと、このバネの付勢力を受けて上昇したトレイ上の用紙のうちの最上の用紙上に圧接され軸回転することで最上の用紙から順に送り出す送出ローラと、トレイより突出したレバーに当接する偏芯カムを有し軸回転することでトレイを昇降させるカム軸と、正逆の両方に回転可能であって一方の回転で送出ローラに駆動力を与え他方の回転でカム軸に駆動力を与えるモータと、を備えた給紙装置において、
   カム軸の所定速度以上での回転を抑制する回転速度抑制部材が設けられていることを特徴とする給紙装置。
2. 前記回転速度抑制部材は、前記カム軸に挿嵌されこのカム軸の円周面に対して圧接力を与えるトルクリミッタであることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。

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