JP2007099416A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】媒体を安定させて供給することができるようにする。
【解決手段】媒体積載部42と、媒体供給部材と、前記媒体積載部42に積載された媒体を分離させる分離部材を備えた分離部材保持部と、前記媒体積載部42に対して分離部材保持部を連動させ、媒体積載部42に積載された媒体が前記分離部材に対して進入する挿入角を、前記媒体積載部42に積載された媒体の量にかかわらず30〜40〔°〕の範囲に収まるようにする連動機構とを有する。したがって、媒体を安定させて供給することができる。
【選択図】図1
【解決手段】媒体積載部42と、媒体供給部材と、前記媒体積載部42に積載された媒体を分離させる分離部材を備えた分離部材保持部と、前記媒体積載部42に対して分離部材保持部を連動させ、媒体積載部42に積載された媒体が前記分離部材に対して進入する挿入角を、前記媒体積載部42に積載された媒体の量にかかわらず30〜40〔°〕の範囲に収まるようにする連動機構とを有する。したがって、媒体を安定させて供給することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置、例えば、カラーのプリンタにおいては、媒体としての用紙をプリンタの装置本体内外に配設された媒体供給装置としてのシートフィーダにセットすることができるようになっている。そして、セットされる用紙が複数である場合、用紙は、シートフィーダの近傍に配設された分離機構によって1枚ずつ分離させられた後、搬送機構によって用紙の搬送方向における下流側の画像処理部に送られる。
前記シートフィーダにおいては、例えば、用紙積載板をスプリングによって供給ローラに向けて付勢し、用紙積載板に積載された用紙のうちの最も上の用紙を供給ローラに当接させるようにした分離パッド方式の分離機構が提供されている。該分離機構においては、供給ローラによって繰り出された用紙は、分離パッドと供給ローラとの当接部において、分離パッドを構成する摩擦片の摩擦力によって1枚に分離させられ、給紙される(例えば、特許文献1参照。)。
特開平8−324804号公報
しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、用紙積載板上の用紙の枚数が変化すると、重送、斜行等が発生しやすくなり、用紙を安定させて供給することができない。
本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、媒体を安定させて供給する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。
そのために、本発明の画像形成装置においては、媒体を積載するための媒体積載部と、該媒体積載部に積載された媒体を装置本体内に供給する媒体供給部材と、該媒体供給部材に対して、所定の押圧力で押し付けられ、前記媒体積載部に積載された媒体を分離させる分離部材を備えた分離部材保持部と、前記媒体積載部に対して分離部材保持部を連動させ、媒体積載部に積載された媒体が前記分離部材に対して進入する挿入角を、前記媒体積載部に積載された媒体の量にかかわらず30〜40〔°〕の範囲に収まるようにする連動機構とを有する。
本発明によれば、画像形成装置においては、媒体を積載するための媒体積載部と、該媒体積載部に積載された媒体を装置本体内に供給する媒体供給部材と、該媒体供給部材に対して、所定の押圧力で押し付けられ、前記媒体積載部に積載された媒体を分離させる分離部材を備えた分離部材保持部と、前記媒体積載部に対して分離部材保持部を連動させ、媒体積載部に積載された媒体が前記分離部材に対して進入する挿入角を、前記媒体積載部に積載された媒体の量にかかわらず30〜40〔°〕の範囲に収まるようにする連動機構とを有する。
この場合、連動機構は、前記媒体積載部に対して分離部材保持部を連動させ、媒体積載部に積載された媒体が前記分離部材に対して進入する挿入角を、前記媒体積載部に積載された媒体の量にかかわらず30〜40〔°〕の範囲に収まるようにする。
したがって、媒体を安定させて供給することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのカラーのプリンタについて説明する。
図2は本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの概略図である。
図において、11はプリンタの本体、すなわち、装置本体、14は、装置本体11から突出させて配設され、複数の媒体としての用紙Sを積載することができ、かつ、用紙Sを1枚ずつ分離させて供給、すなわち、給紙することができるようにした媒体供給装置としてのシートフィーダ部、15は該シートフィーダ部14から給紙された用紙Sを装置本体11の内部に送る搬送ローラ対、16Bk、16Y、16M、16Cはブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の現像剤像としてのトナー像を形成するための画像形成部(現像装置)、17は、該画像形成部16Bk、16Y、16M、16Cで形成されたトナー像を用紙Sに順次転写し、カラーのトナー像を用紙Sに転写する転写ユニット、28はカラーのトナー像を用紙Sに定着させる定着装置としての定着器、19は排出ローラ対18によって装置本体11外に排出された用紙Sを積載するスタッカである。
前記各画像形成部16Bk、16Y、16M、16Cは、像担持体としての感光体ドラム21を備え、該感光体ドラム21にトナー像が形成される。また、前記転写ユニット17は、第1のローラとしての駆動ローラ22、第2のローラとしての従動ローラ23、駆動ローラ22と従動ローラ23との間に張設され、走行させられて、用紙Sを搬送する搬送部材としての転写ベルト24、各画像形成部16Bk、16Y、16M、16Cの感光体ドラム21と転写ベルト24を介して対向させて配設され、トナー像を用紙Sに転写する転写部材としての転写ローラ25を備える。
また、前記定着器28は、加熱ローラ31、該加熱ローラ31に押圧させて配設された加圧ローラ33等を備え、前記加熱ローラ31に加熱体32が配設される。
図3は本発明の第1の実施の形態におけるシートフィーダ部の斜視図である。
図において、14はシートフィーダ部、41は複数枚の用紙Sをセットするためのトレイ部としての給紙トレイ、42は積載された用紙Sを積載するための媒体積載部(用紙積載板)であり、該媒体積載部42は、前記給紙トレイ41の幅方向の2箇所に配設された回転軸42aを中心にして、前記給紙トレイ41に対して揺動自在に支持される。また、43は該媒体積載部42の幅方向において移動自在に配設され、用紙Sの幅に応じて所定の位置で用紙Sを両側から挟む媒体規制部材としての用紙ガイドである。
そして、前記シートフィーダ部14の前端には、ローラシャフト47が回転自在に配設され、該ローラシャフト47に、用紙Sを装置本体11内の搬送ローラ対15に供給するための媒体供給部材としての給紙ローラ46が嵌合させて取り付けられる。前記ローラシャフト47の一端にドライブギヤ48が配設され、該ドライブギヤ48は、図示されないギヤ列を介して図示されない駆動モータと連結され、該駆動モータを駆動すると、ローラシャフト47を介して給紙ローラ46に回転が伝達される。なお、前記ローラシャフト47には、一対のガイドローラ49が給紙ローラ46の両側に隣接させて取り付けられ、ローラシャフト47の回転に伴って回転させられ、用紙Sの幅方向の端部をガイドする。
次に、前記給紙ローラ46によって供給される用紙Sを分離させる分離機構について説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態における多数枚の用紙がセットされたときの分離機構の状態を示す図、図4は本発明の第1の実施の形態における数枚の用紙がセットされたときの分離機構の状態を示す図、図5は本発明の第1の実施の形態における分離機構の斜視図である。
図1に示されるように、前記媒体積載部42は給紙トレイ41に対して回転軸42aを中心にして揺動自在に支持され、給紙トレイ41に配設された付勢部材としてのスプリング50の付勢力によって上方に向けて付勢される。
また、前記給紙トレイ41の前端部に、分離ホルダ52が移動自在に配設され、該分離ホルダ52に対して軸45aを中心にして、第1、第2のアームam1、am2を備え、「へ」字状の形状を有する分離フレーム45が揺動自在に配設される。そして、該分離フレーム45の上側の第1のアームam1に、用紙Sを分離させるための分離部材としての分離パッド44が取り付けられる。なお、該分離パッド44は、用紙Sとの摩擦係数が用紙S同士の摩擦係数より大きい摩擦片から成る。
さらに、前記分離パッド44は、付勢部材としてのスプリング51の付勢力によって、前記給紙ローラ46に対して所定の押圧力で押し付けられ、当接させられる。そして、給紙ローラ46と分離パッド44との当接部に用紙Sが挿入されたとき、分離フレーム45は、用紙Sを挟持して、給紙ローラ46に押し付ける。
ところで、図5に示されるように、分離部材保持部としての分離ホルダ52は、前記分離フレーム45を支持する本体部52a、及び該本体部52aから下方に延びる第1の回動伝達部としてのアーム52bを備え、前記本体部52aの下端の両側にボスb1を備えるとともに、前記アーム52bにラック部52dが形成される。また、分離ホルダ52に近接した給紙トレイ41の壁41bに、弧状の形状を有する長孔41aが形成され、該長孔41aに沿って前記ボスb1が移動自在に配設される。
そして、前記給紙トレイ41の所定の箇所に、2段ギヤから成る連動機構としての、かつ、回転変換部としてのピニオンギヤ53が回転自在に配設され、該ピニオンギヤ53は第1の回転体としての大径ギヤ部53a、及び第2の回転体としての小径ギヤ部53bを備える。そして、前記大径ギヤ部53aとラック部52dとが、小径ギヤ部53bと、前記媒体積載部42の裏面から湾曲させて延在させられた第2の回動伝達部としてのアーム42bのラック部42dとが係合させられる。前記ラック部42dによって第1の回動伝達要素が、ラック部52dによって第2の回転伝動要素が構成される。
なお、前記ラック部42dの曲率半径は、図1に示される回転軸42aとアーム42bとの距離L1と等しく、ラック部52dの曲率半径は、給紙ローラ46の中心とアーム52bとの距離L2と等しくされる。なお、距離L1は媒体積載部42の揺動半径を表し、距離L2は分離ホルダ52の揺動半径を表す。
したがって、図1に示されるように、媒体積載部42が回転軸42aを中心にして矢印B方向に回動させられると、ラック部42dも同様に矢印B方向に回動させられ、ピニオンギヤ53が矢印C方向に回転させられる。これに伴って、ラック部52dが矢印D方向に回動させられ、分離ホルダ52も同様に矢印D方向に回動させられる。すなわち、媒体積載部42の回動に連動させて分離ホルダ52が回動させられる。
なお、前記大径ギヤ部53a及び小径ギヤ部53bの各ピッチ円の径をr1、r2としたとき、径r2に対する径r1の比r1/r2は、前記距離L2に対する距離L1の比L1/L2と等しくされる。したがって、媒体積載部42が回動する角度と分離ホルダ52が回動する角度とが等しくされる。さらに、前記比r1/r2は、前記大径ギヤ部53aとラック部52dとの係合部に対する前記小径ギヤ部53bとラック部42dとの係合部の比を表す。
次に、前記分離機構の動作について説明する。
図1は媒体積載部42に用紙Sが多数枚セットされた状態であり、このとき、媒体積載部42はスプリング50の付勢力によって矢印B方向に付勢され、最上部の用紙S1を給紙ローラ46に当接させるように押圧する。そして、図示されない上位装置から印刷命令を受信すると、プリンタの図示されない制御部は、給紙ローラ46を矢印A方向に回転させる。
そして、該給紙ローラ46が回転させられると、給紙ローラ46の表面の摩擦力と用紙S間の摩擦力とによって上部の数枚の用紙Sが、給紙ローラ46と分離パッド44との当接部に向けて搬送される。
このとき、回転軸42aを軸とした媒体積載部42に積載されている用紙Sと、分離パッド44との成す角を挿入角αとしたとき、用紙Sは、分離フレーム45に対して挿入角αで挿入される。そして、分離パッド44と用紙Sとの摩擦係数は前述されたように用紙S間の摩擦係数より十分に大きいので、最上部の用紙S1だけが分離され、給紙ローラ46の搬送力によって繰り出され、搬送ローラ対15に供給される。
続いて、用紙Sは、装置本体11内の各画像形成部16Bk、16Y、16M、16Cと転写ユニット17との間に送られて各色のトナー像が順次転写されてカラーのトナー像が形成され、更に定着器28に送られ、該定着器28においてカラーのトナー像が定着させられ、カラー画像が形成される。このようにしてカラー画像が形成された用紙Sは、排出ローラ対18によって搬送され、スタッカ19に排出され、スタックされる。
ところで、媒体積載部42に積載されている用紙Sの枚数が給紙によって変化し、少なくなるのに伴って、挿入角αが徐々に変化し、例えば、積載量が多いときの用紙Sの挿入角をα1とし、積載量が数枚になったときの用紙Sの挿入角をα2としたとき、挿入角α2が挿入角α1より小さくなると、用紙Sを安定させて供給することができず、重送、斜行等が発生しやすくなってしまう。
また、例えば、用紙積載部42の揺動中心から用紙Sの前端までの揺動部の長さを200〔mm〕とし、厚さが0.01〔mm〕の一般的な用紙Sのセット可能な枚数を350枚とし、挿入角α1を適正範囲の中間値である35〔°〕に設定したとき、数枚が少なくなったときの挿入角α2が25〔°〕になると、用紙Sを安定させて供給することができず、重送、斜行等が発生しやすくなってしまう。
特に、用紙Sのセット回数を少なくすることができるように、用紙積載部42上に載置される用紙Sの枚数を多くしたシートフィーダにおいては、重送、斜行等が一層発生しやすくなってしまう。
そこで、本実施の形態においては、媒体積載部42上の用紙Sが印刷されていくにつれて、媒体積載部42は回転軸42aを中心にして矢印B方向に回動させられ、これに伴って、前述されたように、ラック部42dも同様に矢印B方向に回動させられ、ピニオンギヤ53が矢印C方向に回転させられる。そして、これに伴って、ラック部52dが矢印D方向に回動させられ、分離ホルダ52も同様に矢印D方向に回動させられる。
すなわち、媒体積載部42上の用紙Sの積載量が徐々に少なくなるのに伴って、分離ホルダ52、分離フレーム45及び分離パッド44は、分離ホルダ52の両側のボスb1を長孔41aに沿って移動させながら、矢印E方向に移動し、回動させられる。
したがって、図4に示されるように、媒体積載部42上の用紙Sが数枚になった状態でも、分離パッド44に対する用紙Sの挿入角は、図1の示される挿入角αと等しい値を維持することになる。その結果、媒体積載部42上の用紙Sの量にかかわらず、常に一定の挿入角αで用紙Sを供給することがで、重送、斜行等が発生するのを防止することができる。
ところで、分離パッド44として、硬度が89〜91〔°〕であり、静止状態の摩擦係数、すなわち、静止摩擦係数が0.3〜0.4である摩擦片を使用し、給紙ローラ46に対する押圧力を3.5〜4.3〔N〕とし、用紙Sの分離パッド44に対する挿入角を10〜50〔°〕で変化させ、薄紙、標準紙、厚紙、ラベルシート及びコート紙の各種の用紙Sを1000枚ずつ供給したときの給紙状態を判定した。判定結果を表1に示す。
表1に示されるように、前記挿入角αを30〜40〔°〕の範囲内に収まるように設定することが適正であることが分かる。この範囲より大きい挿入角αで用紙Sを挿入すると、用紙Sが摩擦片に突き当たり、用紙Sが全く給紙されない不送り、用紙Sの前端の分離片との当接部がめくれ上がるめくれ等が発生し、逆に、挿入角αを前記範囲より小さく設定すると、分離片による摩擦力が不足し、複数枚の用紙Sが同時に給紙され、用紙Sの重送が発生しやすくなったり、給紙ローラ46による搬送力が小さくなり、用紙Sの斜行等が発生しやすくなったりする。
このように、本実施の形態においては、媒体積載部42の回動に連動させて、分離フレーム45を回動させ、常に一定の挿入角αで用紙Sが供給されるので、用紙Sの枚数の多少、分離パッド44に使用される摩擦片の摩擦係数の変化等にかかわらず、安定させて用紙Sを分離し、供給することができる。
また、分離ホルダ52の角度を媒体積載部42の角度の変化に対応させて変化させるようになっているので、小型で簡易な構成によって挿入角αを維持することができ、用紙Sの不送り、めくれ、重送、斜行等が発生するのを防止することができ、各種の用紙Sを安定させて供給することができる。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
図6は本発明の第2の実施の形態における分離機構の斜視図、図7は本発明の第2の実施の形態における分離機構の断面図、図8は本発明の第2の実施の形態における分離機構の状態を示す断面図、図9は本発明の第2の実施の形態における分離機構の状態を示す斜視図である。
この場合、連動機構としての、かつ、回転変換部としてのピニオンギヤ63は、係脱自在に配設された、第1の回転体としての大径ギヤ部63a、及び第2の回転体としての小径ギヤ部63bから成る。前記大径ギヤ部63a(図7)は、外周面に歯が形成された筒状部101及び該筒状部101の一端側に配設された底部102を備え、他端側が開口させられた筒状体から成り、内部に断面が円形の空間103が形成される。また、小径ギヤ部63bは、外周面に歯が形成された筒状部104、及び該筒状部104の一端側に配設された底部105を備えた筒状体から成り、該底部105は、前記大径ギヤ部63aの開口部を選択的に閉鎖する。
前記筒状部101の開口部にテーパ部68が、前記底部105に、前記テーパ部68と対応させたテーパ部69が形成され、テーパ部68、69によって、大径ギヤ部63aと小径ギヤ部63bとの間に嵌合部が形成される。前記テーパ部68、69は、媒体積載部42を回動させたときに、確実に分離ホルダ52を回動させることができるように、すなわち、大径ギヤ部63aと小径ギヤ部63bとの間で滑りが発生することがないように、十分に高い摩擦係数を有する摩擦材が被覆される。
また、前記第1の実施の形態と同様に、大径ギヤ部63aと前記分離ホルダ52のアーム52bのラック部52dとが、小径ギヤ部63bとアーム42bのラック部42dとが係合させられる。
そして、給紙トレイ41の所定の箇所に、支持部としての軸受け部66(図6)が取り付けられ、該軸受け部66と前記大径ギヤ部63aとの間に付勢部材としてのスプリング65が配設され、該スプリング65は、大径ギヤ部63aを小径ギヤ部63b側に向けて付勢し、小径ギヤ部63bに大径ギヤ部63aを押し付ける。
また、図7に示されるように、大径ギヤ部63aの空間103内には、大径ギヤ部63aを貫通し、更に軸受け部66を貫通して延びるシャフト64のフランジ部64bが配設され、該フランジ部64bと大径ギヤ部63aの底部102との間に、付勢部材としてのスプリング67が配設され、該スプリング67は所定の付勢力でシャフト64を小径ギヤ部63b側に向けて付勢する。
さらに、前記シャフト64のフランジ部64bと反対側の端部には操作部としてのダイヤル部64aが配設される。
次に、前記構成の分離機構の動作について説明する。
図7に示される状態においては、大径ギヤ部63aはスプリング65の付勢力によって矢印F方向に付勢され、小径ギヤ部63bに押し付けられる。ここで、大径ギヤ部63a及び小径ギヤ部63bは、各テーパ部68、69に配設された前記摩擦材の摩擦力によって一体になって回転するので、前記第1の実施の形態と同様に、媒体積載部42の回動を分離ホルダ52に伝達し、用紙Sの挿入角αを一定に維持する。
ここで、図8に示されるように、操作者が前記ダイヤル部64aを矢印G方向に引くと、シャフト64のフランジ部64bがスプリング67の付勢力に抗して矢印G方向に移動させられ、フランジ部64bに配設されたポスト64cが大径ギヤ部63aの内部の壁面の穴70に進入する。
また、大径ギヤ部63aもスプリング65の付勢力に抗して矢印G方向に移動させられ、小径ギヤ部63bから離れる。
続いて、操作者がダイヤル部64aを図9に示される所望の角度θだけ回転させると、前記ポスト64cが穴70に進入して、相互に係合させられるので、大径ギヤ部63aが矢印H方向に回転させられ、それに伴って、分離ホルダ52が矢印J方向に回動させられ、揺動し、分離パッド44も同様に回動させられる。このとき、大径ギヤ部63aは小径ギヤ部63bから離されるので、小径ギヤ部63bは回転せず、媒体積載部42も回動しない。
そして、この状態でダイヤル部64aを矢印G方向と反対の方向に押し込むと、再び大径ギヤ部63a及び小径ギヤ部63bは、各テーパ部68、69に配設された前記摩擦材の摩擦力によって一体になって回転するようになる。ところが、大径ギヤ部63aと小径ギヤ部63bとは所定の位相だけずれているので、媒体積載部42に対する分離ホルダ52の角度が変化する。したがって、媒体積載部42と分離ホルダ52との間の位相を調整し、用紙Sの挿入角αを変更することができる。
このように、本実施の形態においては、用紙Sの挿入角αを変更することができるので、用紙Sの厚さ、腰、摩擦係数等によって、同じ挿入角αでは、用紙Sを適正に分離させることができない場合に、挿入角αを用紙Sの種類に応じて変更することによって、各種の用紙Sを円滑に分離させ、供給することができる。
前記各実施の形態においては、媒体供給装置として、装置本体11から突出させて配設されたシートフィーダ部14について説明しているが、本発明を、装置本体11外に配設された媒体供給部としてのシートフィーダに適用することができる。
また、前記各実施の形態においては、媒体積載部42の回動を分離ホルダ52に伝達するために、ピニオンギヤ53、63を使用するようになっているが、ピニオンギヤ53、63に代えて複数のギヤから成るギヤ列を使用することができる。
さらに、各実施の形態においては、プリンタについて説明しているが、本発明を複写機、ファクシミリ、複合機等に適用することができる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
11 装置本体
14 シートフィーダ部
42 媒体積載部
44 分離パッド
52 分離ホルダ
53、63 ピニオンギヤ
S 用紙
14 シートフィーダ部
42 媒体積載部
44 分離パッド
52 分離ホルダ
53、63 ピニオンギヤ
S 用紙
Claims (5)
- (a)媒体を積載するための媒体積載部と、
(b)該媒体積載部に積載された媒体を装置本体内に供給する媒体供給部材と、
(c)該媒体供給部材に対して、所定の押圧力で押し付けられ、前記媒体積載部に積載された媒体を分離させる分離部材を備えた分離部材保持部と、
(d)前記媒体積載部に対して分離部材保持部を連動させ、媒体積載部に積載された媒体が前記分離部材に対して進入する挿入角を、前記媒体積載部に積載された媒体の量にかかわらず30〜40〔°〕の範囲に収まるようにする連動機構とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記連動機構は、媒体積載部の回動に連動させて分離部材保持部を回動させる請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記連動機構は、ピニオンギヤ及びラックを備える請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記連動機構は、前記媒体積載部の揺動半径に対する分離部材保持部の揺動半径の比は、前記ピニオンギヤと分離部材保持部との係合部に対する前記ピニオンギヤと媒体積載部との係合部の比に対応させられる請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記連動機構は、前記媒体積載部と分離部材保持部との間の位相を調整することができるように、係脱自在に配設された第1、第2の回転体を備える請求項1に記載の画像形成装置。
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