JP2007119087A - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート給送装置におけるシート搬送タイミングのばらつきを小さくし、画像形成装置の高速化に対応できる信頼性の高いシート給送装置をシンプルでコンパクトな構造で実現すること。
【解決手段】シート支持手段と、該シート支持手段に支持されたシートと圧接し、シートを搬送する方向に回転してシートを給送するための給送回転体と、前記給送回転体から送り出されるシートを分離するために前記シートを戻す方向へ回転する分離回転体と、前記給送回転体によって送り出されたシートを搬送するための搬送手段と、前記給送回転体と前記分離回転体と前記搬送手段を駆動する１つの駆動源とを有するシート給送装置であって、前記給送回転体の駆動を所定タイミングで規制する給送回転体駆動制御手段と、前記分離回転体の駆動を所定タイミングで規制する分離回転体駆動規制手段と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置の画像形成部にシート材を給送するシート材給送装置及び該給送装置から給送されるシート材に画像形成部により画像を形成する画像形成装置に関するものである。

従来のシート材給送装置には、ピックアップローラレスのリタード分離方式を用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、図６及び図７により従来のシート給送装置について説明する。図６は従来のマルチ給送部の断面図、図７は従来のマルチ給送部の駆動展開説明図である。

シート積載トレイ７４に積載収納されたシートＳは、ソレノイド６９がＯＮして給送動作が開始されると、中板７０によって給送ローラ５１へと加圧当接する。加圧が完了すると、給送ローラ５１にローラ軸５２を介して回転駆動が伝達され、シートのピックアップが行われる。分離ローラ５３は、給送ローラ５１と駆動直結されているため、分離ローラ５３には、給送ローラ５１の駆動と同じタイミングで、シートをシート積載トレイ７４へと押し戻す方向の回転駆動が伝達される。

分離ローラ５３は、所定のトルクを発生するトルクリミッタ６１を介して分離ローラ軸５４に取り付けられているため、給送ローラ５１の搬送動作中は、常に一定の分離力をシートに与え続ける。又、分離ローラ５３は、給送ローラ５１と分離ローラ５３のニップ部にシートが１枚だけ挟持されている時は、給送ローラ５１に連れ回り、２枚以上挟持されている時は、重送シートを押し戻す方向に回転するよう、給送ローラ５１に対する当接圧及びトルクリミッタ６１の値が設定されている。

シートの先端が給送ローラ５１と分離ローラ５３のニップ部を通過すると、中板７０によるシートの加圧は解除される。その後、シートの先端が下流の引抜きローラ５５ａ，５５ｂに到達すると、給送ローラ５１への駆動は切断され、シートは引抜きローラ５５ａ，５５ｂによって引抜かれる。つまり、給送ローラ５１及び分離ローラ５３は、シートのサイズによらず一定時間駆動が掛かった後に同時に停止する。又、引き抜きローラ５５ａ，５５ｂの下流には搬送センサ９０があり、該搬送センサ９０によってシートの通過タイミングを検知している。

このような給送装置では、シートのピックアップと搬送動作を１つの給送ローラ５１で兼ねるため、機構がシンプル且つ低コストである上、デュプロ方式の給送装置に比べ高い分離性能を有する等、多くのメリットがある。
特開２００２−１７９２７１号公報（第１０頁、図１）

しかし、給送ローラへの回転駆動が分離ローラの駆動と直結している従来の構成では、給送ローラと分離ローラのニップをシートの後端が抜けた時点で、給送ローラと分離ローラの回転が同時に停止し、その時に次に給送される筈のシートが重送して給送ローラと分離ローラのニップより飛び出している場合がある。そのまま次の給送動作が開始すると、給送動作が開始する時の正規のシート位置は、シート積載トレイの先端にシートの先端がある状態であるが、この場合、次の給送動作におけるシート先端位置は大きく先行しており、所定タイミングより早くシートが搬送センサに到達する。

従来、シート先端位置の通過タイミングを搬送センサで検知し、このようにシートの通過タイミングが早い場合は引き抜きローラの駆動を一旦停止させて、正規のタイミングで再び引き抜きローラを駆動させてシートを送り、シートの像形成部に突入するタイミングが一定になるよう調整してきた。

しかし、画像形成装置の高速化に伴い給送装置ではシートと次のシートとの間隔が短くなってきている。そして、次のシートの給送タイミングが早いと前のシートとの間に充分な間隔が取れないため、前のシートの後端と次のシートの先端との隙間を搬送センサが認識できず、滞留ジャムを発生してしまう。

そこで、 従来のピックアップローラがあるリタード方式の給送装置ように、給送ローラと分離ローラの駆動を直結せず、給送ローラはシートが引き抜きローラに達っした後、駆動が切断されるのに対し、分離ローラはシートの搬送方向と逆方向に駆動され続け、重送して送られてきたシートを、給送ローラと分離ローラのニップまで確実に戻せるようにすることで、上記問題は解決できる。

しかし、ピックアップローラレスのリタード分離方式では、分離ローラが常に回転し続けると、次の給送動作が始まり、中板がシートを給送ローラに当接させるために加圧し始めてから加圧完了し、給送ローラの駆動が開始するまでの間、給送ローラは分離ローラに連れ回って、給送方向に対して反対方向に回転している。この状態で中板上のシートが給送ローラに圧接すると（特に、シートが満載状態の場合）、中板上のシートを所定の位置より押し戻してしまい、又、送先端位置がばらつくことになってしまう。

又、シートの間隔を広げるために、給送部のみ増速させてシート材を送ることで所定のスピードを実現することも可能であるが、給送速度が速くなればシート材の挙動は不安定となり、確実に１枚ずつ送ることが難しくなる。

本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、シート給送装置におけるシート搬送タイミングのばらつきを小さくし、画像形成装置の高速化に対応できる信頼性の高いシート給送装置をシンプルでコンパクトな構造で実現することである。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、シートを支持するための変位可能なシート支持手段と、前記シート支持手段に支持されたシートと圧接し、シートを搬送する方向に回転してシートを給送するための給送回転体と、前記給送回転体から送り出されるシートを分離するために前記シートを戻す方向へ回転する分離回転体と、前記給送回転体によって送り出されたシートを搬送するための搬送手段と、前記給送回転体と前記分離回転体と前記搬送手段を駆動する１つの駆動源とを有するシート給送装置であって、前記給送回転体の駆動を所定タイミングで規制する給送回転体駆動制御手段と、前記分離回転体の駆動を所定タイミングで規制する分離回転体駆動規制手段と、を有することを特徴とするシート給送装置である。

請求項２記載の発明は、シートを支持するための変位可能なシート支持手段と、前記シート支持手段に支持されたシートを圧接し、シートを搬送する方向に回転してシートを給送するための給送回転体と、前記給送回転体から送り出されるシートを分離するために前記シートを戻す方向へ回転する分離回転体と、前記給送回転体によって送り出されたシートを搬送するための搬送手段と、給送回転体と搬送手段を駆動する１つの駆動源と、を有するシート給送装置であって、前記給送回転体の回転を一定のタイミングで規制する給送回転体駆動制御手段と、前記分離回転体を所定のタイミングで駆動するする２つ目の駆動源と、給送回転体から送り出されたシートの通過タイミングを検知する搬送センサと、前記搬送センサの通過タイミングの値を分離回転体を駆動する駆動源の回転速度にフィードバックする制御手段と、を有することを特徴とするシート材給送装置である。

請求項３記載の発明は、連続してシートを給送するとき前記給送回転体と前記分離回転体はシート支持手段が給送回転体に圧接完了した後に駆動が連結し、前記給送回転体は１回の給送動作において、一定量回転した後に駆動が解除され、前記分離回転体は次の給送動作が始まり、シート支持手段がシート補給位置或は給送動作待機位置より給送回転体に当接するために動き出す時に駆動が解除され、前記分離回転体の駆動時間は前記給送回転体の駆動時間より長い前記給送回転体駆動制御手段及び前記分離回転体駆動制御手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の発明のシート給送装置である。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項記載の発明のシート給送装置及び該シート給送装置から搬送されるシート材に画像を形成する画像形成部を有する画像形成装置である。

請求項１記載の発明によれば、ピックアップローラレスのリタード分離方式のシート給送装置においてシート給送開始タイミングのばらつきと、給送開始時のシート先端位置のばらつきを小さくすることにより、画像形成装置の高速化によって、シートとシートの間隔が短いシート給送装置においても、遅延ジャムや滞留ジャムを発生する可能性が低く確実に画像形成部にシートを送り込める信頼性の高い、コンパクトでシンプルな構成のシート給送装置を実現できる。
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明のシート給送開始タイミングのばらつきと、給送開始時のシート先端位置のばらつきを小さくすること加え、給送条件の変化によるシート搬送量のばらつきも小さくすることが可能となり、より一層画像形成装置の高速化に対応できるコンパクトでシンプルな構成の信頼性の高いシート給送装置を実現できる。

そして、上記シート材搬送装置を備えた画像形成装置においては、信頼性の向上、
高速化、装置の小型化が図られる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１〜図３を用いて本発明の実施の形態１について説明する。図１は本発明のシート給送装置の駆動展開図、図２は本発明のシート給送装置を備えた画像形成装置の断面図、図３は本発明のシート給送装置の断面図である。

図２において、Ａは画像形成装置本体であり、
下方にシート給送部を、 上方に未定着トナー像を記録シートに定着させる定着部１１を設け、その間に各色のプロセスカートリッジ２（２ａ〜２ｄ）が上下方向に配置されている。

シート給送部は、画像形成装置本体Ａに内蔵されたシートカセット１７に積載されたシートを、画像形成部に給送するカセット給送部１８と、シート積載トレイ７４から連続して種々の材質、種々のサイズのシートを画像形成部に給送する給送部（以下、マルチ給送部と称する）５１，５３，５５，７０が設けられている。

プロセスカートリッジ２は、像担持体としての感光ドラム３の表面を帯電手段４により一様に帯電され、スキャナーユニット９から画像信号に応じてレーザー光が感光ドラム３に照射されて潜像が形成され、この潜像が現像器６で現像されたトナー画像が転写ローラ８により記録シートに転写される。
記録シートは、垂直搬送ユニット１０１により下方から上方に向けて略垂直に搬送され、各色のトナー画像が転写された後、定着手段１１で永久画像として定着され、排紙ローラ１２により積載トレイ１３に排紙積載される。

次に、シート給送装置としてのマルチ給送部について説明する。図１はマルチ給送部の駆動展開説明図（平面図）、図３はマルチ給送部の断面説明図である。

画像形成装置Ａには、シート束Ｓを積載支持するシート積載トレイ７４が設けられている。シート加圧部材としての中板７０は、前後側板６３，６４に対して支点７０ａ，７０ｂを中心に揺動自在に設けられており、加圧バネ７２（７２ａ，７２ｂ）によって給送手段としての給送ローラ５１に加圧する方向へ付勢されているが、後で詳細に説明する駆動部によって、適宜給送ローラ５１に対する加圧（図２破線の状態）及び圧解除（図２実線の状態）を切り換えることができる。又、中板70先端部の給送ローラ５１との当接部には、シートＳの重送を防止するとともに該中板７０の加圧時の衝撃を和らげるため、フェルト７１が設けられている。

給送ローラ５１は、給送ローラ軸５２に固定されており、給送ローラ軸５２は、回転自在に前側板６３及び後側板64に軸支されている。更に、給送ローラ軸５２の奥側端部には給送駆動ギア６５が固定されている。

分離ローラ軸５４には、所定のトルクを発生する分離力付与手段としてのトルクリミッタ６１を介在させて、分離手段としての分離ローラ５３が固定されている。該分離ローラ５３は、給送ローラ５１に対向するように設けられ、図示しない軸受けを介在させたバネ６０（６０ａ，６０ｂ）によって該給送ローラ５１に所定の圧で加圧するように構成されている。

分離ローラ軸５４には給送ローラ５１のシート搬送方向とは逆方向へ分離ローラ５３を回転するように駆動ギア１０１が固定されており、ギア１０２，１０３を介して給送モータＭ１と駆動連結されている。分離ローラ駆動ギア１０１は、電磁クラッチ１０４と一体となっており、任意のタイミングで分離ローラの駆動をＯＮ／ＯＦＦできるようになっている。

トルクリミッタ６１のトルク値及び分離ローラ５３の加圧バネ６０ａ，６０ｂの加圧力は、給送ローラ５１と分離ローラ５３のニップ内にシートが１枚のみ存在する、又はシートが無い状態では、摩擦力で分離ローラ５３が給送ローラ５１に追従し（給送ローラ５１が停止している時は給送ローラ５１が分離ローラ５３に追従）、該ニップ内にシートが２枚以上存在する場合は、分離ローラ５３が逆転して重送シートを押し戻すように設定されている。

給送ローラ軸５２上に固定された給送駆動ギア６５の対向噛合位置には、該給送駆動ギア６５と噛合可能であり、１個所の欠歯部を有する制御ギア８０ａが設けられている。又、該制御ギア８０ａには中板７０の給送ローラ５１への加圧／圧解除を制御するための中板制御カム８０ｂが一体的に設けられており、該中板制御カム８０ｂには、中板７０の奥側に一体的に設けられたカムフォロア７０ｃが当接するようになっている。

これにより、該中板70の給送ローラ５１に対する加圧・離間動作が規制される。又、該制御ギア８０ａは、バネクラッチ８１内蔵の駆動入力ギア８１ａが設けられた駆動軸８２に固定されている。そして、該バネクラッチ８１は、制御用ソレノイド６９を１回ＯＮ／ＯＦＦすることにより、駆動軸８２ごと制御ギア８０ａを１回転させる。尚、バネクラッチ８１と制御ギア８０ａの欠歯部の位相角は、給送動作の待機時において該給送駆動ギア６５の対向位置に該欠歯部が位置するように選択されている。これにより、給送動作の待機状態では、給送駆動ギア６５、給送ローラ軸５２、給送ローラ５１は、トルクリミッタ６１の回転負荷が作用するものの、何れの方向へも自由に回転できる。

給送ローラ５１のシート搬送方向下流側には引抜きローラ対５５（５５ａ，５５ｂ）が配設されている。

引抜きローラ５５ａは、給送モータＭ１と引抜き駆動ギア６２を介して駆動直結されているため、その回転は給送モータＭ１の駆動と同期する。尚、本実施の形態では給送モータＭ１にパルスモータを使用している。又、引抜きローラ５５ａに対向するように、引抜き従動ローラ５５ｂが不図示の軸受け部材を介してバネ５６（５６ａ，５６ｂ）によって加圧されている。

次に、一連の給送動作の説明を行う。

ソレノイド６９がＯＮして一回転制御が始まると、先ず中板制御カム８０ｂの作用で中板７０が給送ローラ５１にシートを加圧当接させる。加圧が完了すると、そのタイミングで制御ギア８０ａの欠歯部領域が終了するため、給送駆動ギア６５と制御ギア８０ａの駆動が連結され、給送ローラ５１はシートの給送を開始する。又、同じタイミングで電磁クラッチ１０４もＯＮし、分離ローラ５３の駆動が連結される。分離ローラ５３はシート搬送方向とは逆方向に駆動入力されるが、その回転方向は先に述べたように、トルクリミッタ６１のトルクリミッタ値と加圧バネ６０の加圧力の設定によって、給送ローラ５１と分離ローラ５３のニップ内にシートが１枚のみ存在する。

又は、シートが無い状態では、摩擦力で給送ローラ５１に追従してシート搬送方向に回転し（給送ローラ５１が停止している時は給送ローラ５１が分離ローラ５３に追従）、該ニップ内にシートが２枚以上存在する場合は、分離ローラ５３3 が逆転して重送シートを押し戻すように設定されている。

所定の搬送距離だけ給送ローラ５１がシートを搬送すると、再び中板制御カム８０ｂが作用して中板７０の給送ローラ５１に対する加圧を解除する。

その後、給送ローラ５１は、シートの先端が引抜きローラ対５５に到達するに十分な距離だけ給送動作を続け、やがて、制御ギア８０ａの欠歯部が待機位置である給送駆動ギア６５の対向位置に戻ってくると、その動作を終了する。このとき、シートの搬送は下流の引抜きローラ対５５に受け渡されているため、シートは、引抜きローラ５５ａにより給送ローラ５１1 と分離ローラ５３のニップ部から引抜かれ、シートの通過タイミングを検知する搬送センサ９０を通過し、更に下流へと搬送されていく。

一方、分離ローラは、シートの搬送が引き抜きローラ対に受け渡され、
シートの後端が給送ローラと分離ローラ５３のニップを通過した後も、駆動し続ける。そして、次の給送動作において中板が給送ローラに加圧し始める直前に、電磁クラッチがＯＦＦとなり、駆動が切断される。そして、中板の加圧が完了し、給送ローラの駆動が開始すると同時に、再び電磁クラッチがＯＮとなり、分離ローラの駆動が連結される。

又、搬送センサ９０ではシート先端の通過タイミングを検知し、
そのタイミングが遅い場合は、遅延ジャムとし、 早い場合は、給送モータＭ１を一旦停止させ、 搬送タイミングを調整して、給送モータＭ１の駆動を再開する。しかし、 高速タイプのシート給送装置においては、 前のシートと次のシートの間隔が小さく設定されているため、 次のシートが余りにも速いと搬送センサ９０は前のシートとの隙間を検知できず、滞留ジャムとしてしまう。本実施の形態は、搬送センサ９０のシート通過タイミングのばらつきを小さくするためのものである。

以上が、一連の給送動作の説明であり、制御ギア８０ａの欠歯部及び中板制御カム８０ｂは、以上説明したタイミングで給送制御がなせるよう、位相及び形状を調整されている。又、図４に給送ローラ５１と分離ローラ５３の駆動状態をまとめた表を示す。

次に、搬送センサ９０のシート通過タイミングのばらつきが小さくなることを説明する。

本実施の形態においては、先に述べた通り、ソレノイド６９がＯＮして給送動作が始まってから、中板７０が給送ローラ５１にシートを加圧完了後に給送駆動ギア６５と分離駆動ギア１０１の駆動が連結され、シートの給送を開始することで、シート積載トレイ７４上のシートの積載量が満載でも少載でも同じタイミングでシートの移動が開始する。従って、シートの積載量の違いによる給送開始タイミングのばらつきが発生しない。

又、中板加圧動作時以外は、分離ローラの駆動を連結することで、重送して送られてしまった次のシートを戻し続けることができ、シート先端の飛び出し量をなるべく小さくすることができる。従って、給送動作開始時のシート先端位置のばらつきを小さくすることができる。

以上述べたように、実施の形態１において、シート給送開始タイミングのばらつきと、給送開始時のシート先端位置のばらつきを小さくすることにより、搬送センサ９０のシート通過タイミングのばらつきが小さくなり、
画像形成装置の高速化によって、シートとシートの間隔が短いシート給送装置においても、遅延ジャムや滞留ジャムを発生する可能性が低く確実に画像形成部にシートを送り込める信頼性の高いシート給送装置を実現できる。

尚、本実施の形態では、分離ローラの駆動連結をＯＮ／ＯＦＦするために電磁クラッチを用いたが、その他のメカクラッチ等の駆動連結を中板加圧中のみＯＦＦできる構成であれば、電磁クラッチと同様に、給送タイミングのばらつきを小さくすることが可能である。

但し、電磁クラッチを用いた場合は、任意のタイミングで駆動連結をＯＮ／ＯＦＦすることが可能になるので、ジャムが発生した場合には分離ローラの駆動連結をＯＦＦし、ユーザーがジャム処理を容易に行えるという効果もある。

＜実施の形態２＞
図５を用いて本発明の実施の形態２について説明する。図５はマルチ給送部の駆動展開図である。

実施の形態１と大きく異なるのは、分離ローラ駆動ギア１０１に一体となっていた電磁クラッチ１０３を廃止し、
代わりに分離ローラ駆動ギア１０１に新たな給送モータＭ２を独立して駆動直結させたことである。又、搬送センサ９０で検知するシート通過タイミングを集計し、給送モータＭ２の回転速度にフィードバックを行う制御機構（図示せず）を新たに設けた。

実施の形態１と同様、任意のタイミングで分離ローラの駆動をＯＮ／ＯＦＦでき、給送タイミングのばらつきを小さくできることは言うまでもないが、更に分離ローラの駆動速度を任意に設定できるようになるので、耐久によって、給送条件が変化してきた場合、
給送モータＭ２の回転速度を小さくし、分離ローラによるシート戻し力を小さくする、或は給送モータＭ２の回転速度を大きくし、分離ローラによるシート戻し力を大きくすることで給送条件を調整することが可能となる。

そして、給送条件の変化によるシート搬送量のばらつきを小さくすることが可能となる。

以上述べたように、本実施の形態においては、実施の形態１で述べたシート給送開始タイミングのばらつきと、給送開始時のシート先端位置のばらつきを小さくすることに加え、給送条件の変化によるシート搬送量のばらつきも小さくすることが可能となり、画像形成装置の高速化によって、シートとシートの間隔が短いシート給送装置においても、遅延ジャムや滞留ジャムを発生する可能性が低く確実に画像形成部にシートを送り込める信頼性の高いシート給送装置を実現できる。

本発明を最も良く説明するシート給送装置駆動展開図である。 本発明に係る画像形成装置の断面図図である。 本発明の実施の形態１に係るシート給送装置の断面図である。 本発明の実施の形態１に係るシート給送装置の駆動説明図である。 本発明の実施の形態２に係るシート給送装置の駆動展開図である。 従来例を説明するシート搬送装置の断面図である。 従来例を説明するシート搬送装置駆動展開図である。

符号の説明

５１ 給送ローラ
５３ 分離ローラ
５５ 搬送ローラ
６１ トルクリミッタ
６９ ソレノイド
７０ 中板
７４ マルチトレイ
Ｍ１ 給送駆動モータ
Ｍ２ 分離回転体駆動モータ
９０ 搬送センサ
１０３ 電磁クラッチ

Claims (4)

1. シートを支持するための変位可能なシート支持手段と、前記シート支持手段に支持されたシートと圧接し、シートを搬送する方向に回転してシートを給送するための給送回転体と、前記給送回転体から送り出されるシートを分離するために前記シートを戻す方向へ回転する分離回転体と、前記給送回転体によって送り出されたシートを搬送するための搬送手段と、給送回転体と分離回転体と搬送手段を駆動する１つの駆動源と、を有するシート給送装置であって、
   前記給送回転体の回転を所定のタイミングで規制する給送回転体駆動制御手段と、前記分離回転体の回転を所定のタイミングで規制する分離回転体駆動規制手段と、を有することを特徴とするシート材給送装置。
2. シートを支持するための変位可能なシート支持手段と、前記シート支持手段に支持されたシートと圧接し、シートを搬送する方向に回転してシートを給送するための給送回転体と、前記給送回転体から送り出されるシートを分離するために前記シートを戻す方向へ回転する分離回転体と、前記給送回転体によって送り出されたシートを搬送するための搬送手段と、給送回転体と搬送手段を駆動する１つの駆動源と、を有するシート給送装置であって、
   前記給送回転体の回転を所定のタイミングで規制する給送回転体駆動制御手段と、前記分離回転体を所定のタイミングで駆動する２つ目の駆動源と、給送回転体から送り出されたシートの通過タイミングを検知する搬送センサと、前記搬送センサの通過タイミングの値を分離回転体を駆動する駆動源の回転速度にフィードバックする制御手段と、を有することを特徴とするシート材給送装置。
3. 前記給送回転体と前記分離回転体はシート支持手段が給送回転体に圧接完了した後に駆動が連結し、前記給送回転体は１回の給送動作において、一定量回転した後に駆動が解除され、前記分離回転体は次の給送動作が始まり、シート支持手段がシート補給位置或は給送動作待機位置より給送回転体に当接するために動き出す時に駆動が解除され、前記分離回転体の駆動時間は前記給送回転体の駆動時間より長い前記給送回転体駆動制御手段及び前記分離回転体駆動制御手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載のシート材給送装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のシート材給送装置及び該シート給送装置から給送されるシート材に画像を形成する画像形成部を有することを特徴とする画像形成装置。

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