JP2008002569A - Clutch device, sheet feeder and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に画像形成装置のシート積載部からシートを一枚ずつ送り出すシート給送装置において、給送ローラ等の回転体に回転力を間欠的に伝達するクラッチ装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and in particular, in a sheet feeding apparatus that feeds sheets one by one from a sheet stacking unit of the image forming apparatus, a rotational force is intermittently applied to a rotating body such as a feeding roller. The present invention relates to a clutch device that transmits automatically.
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には、シート積載部に積載されたシートを一枚ずつ分離して画像形成部へ給送するためのシート給送装置が備えられている。このシート給送装置は、本体駆動源よりギアを介して駆動力を伝達される給送ローラに、1回転の間欠動作を行わせるためのクラッチ装置を有している。クラッチ装置が動作し、給送ローラが回転を始めると、給送ローラの軸に取り付けられたカムも回転し、シートが積載された中板がバネの力によって上昇することで、該中板上のシートが給送ローラにバネ圧によって押し付けられる。この圧がかかった状態で給送ローラが回転することにより、シートは積載シート束から給送され、分離パッドによって一枚ずつ分離されて画像形成装置本体に給送される。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles are provided with a sheet feeding device that separates sheets stacked on a sheet stacking unit one by one and feeds them to the image forming unit. This sheet feeding device has a clutch device for causing the feeding roller, to which the driving force is transmitted from the main body driving source through the gear, to perform an intermittent operation of one rotation. When the clutch device operates and the feeding roller starts to rotate, the cam attached to the shaft of the feeding roller also rotates, and the middle plate on which the sheets are stacked rises by the force of the spring. The sheet is pressed against the feeding roller by spring pressure. When the feeding roller rotates in a state where this pressure is applied, the sheets are fed from the stacked sheet bundle, separated one by one by the separation pad, and fed to the image forming apparatus main body.
ここで、上記従来のシート給送装置が有するクラッチ装置を図18及び図19を用いて説明する。図18はクラッチ装置の要部斜視図、図19はクラッチ装置の要部断面図である。 Here, the clutch device of the conventional sheet feeding device will be described with reference to FIGS. 18 is a perspective view of main parts of the clutch device, and FIG. 19 is a cross-sectional view of main parts of the clutch device.
図18及び図19において、10は駆動ギアであり、図示しないモータ及びギア列によって常時反時計回り方向に回転されている。駆動ギア10は全周にわたって複数の歯を有している。
18 and 19,
また、給送ローラの軸9には欠歯部を有する欠歯ギアユニット8が設けてある。欠歯ギアユニット8は給送軸9と一体に回転する駆動欠歯ギア81と、駆動欠歯ギア81に対して所定量同中心に回動可能に支持される制御欠歯ギア82、及びユニット内部に制御欠歯ギアの初期動作力を与える欠歯バネによって構成されている。制御欠歯ギア82には、係止部を設けた制御カム83が一体に形成されている。給送ローラは、給送軸9を介して、駆動欠歯ギア81と一体的に回転するように設けられている。
The
ソレノイド11には、プランジャ12が揺動自在に支持されている。プランジャ12は、付勢手段としてのバネ13により常時制御カム83に押し付ける方向に付勢され、ソレノイド11により所定のタイミングで反対方向に吸引移動されて、制御カム83の係止部83aから退避される。
A
上記構成のクラッチ装置において、給送開始信号に基づいて上記プランジャ12を吸引退避させカム係止部83aとの係合から解除すると、制御欠歯ギア82は、欠歯バネによりその有歯部が駆動ギア10に係合されて駆動ギア10により回転駆動される。制御欠歯ギア82が所定量回転すると、駆動欠歯ギア81が制御欠歯ギア82により駆動ギア10側に回転され、駆動ギア10に係合されて駆動ギア10により回転駆動される。駆動欠歯ギア81が駆動されることにより、同軸上の給送ローラ1が回転して、中板上の記録紙等のシートを送り出すことになる。
In the clutch device configured as described above, when the
しかしながら、上記従来例で示したクラッチ装置には以下に挙げる課題がある。 However, the clutch device shown in the conventional example has the following problems.
カム83は硬質樹脂等の剛性部材でできているため、ソレノイド通電終了により、図19に示すようにプランジャ12を復帰させてカム83側へ移動する時には、プランジャ12がカム83の外周に衝突して衝撃音が発生する。このようなクラッチ装置を有する給送装置を連続で動作させる場合には、この給送動作が連続して行われるので、前述の衝撃音が非常に耳障りなものとなってしまう。
Since the
そこで、このソレノイド通電終了時の衝撃音を低減する技術が開示されている。これは、カム面の復帰面高さをソレノイドプランジャの吸引位置より高くし、必要となるプランジャのオーバーストロークをプランジャ突き当て部の緩衝材で吸収する構成となっている。なお、ここでいうプランジャのオーバーストロークとは、吸引位置にあるプランジャを前記カムによって更に吸引方向に押し込む押し込み量のことである。この構成によれば、ソレノイド通電終了時にプランジャ先端が常にカム面に接触するので、プランジャ復帰時の衝撃音が低減される(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, a technique for reducing the impact sound at the end of energization of the solenoid is disclosed. In this configuration, the height of the return surface of the cam surface is made higher than the suction position of the solenoid plunger, and the necessary overstroke of the plunger is absorbed by the cushioning material of the plunger abutting portion. Note that the plunger overstroke referred to here is the amount by which the plunger at the suction position is further pushed in by the cam in the suction direction. According to this configuration, when the solenoid is energized, the tip of the plunger is always in contact with the cam surface, so that the impact sound when returning the plunger is reduced (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、この構成では、前記プランジャのオーバーストローク分を吸収するために緩衝材のつぶれ量を通常使用する場合より大きく設定する必要がある。緩衝材は、材質、使用環境、また繰り返し荷重を受けることによる変化によって変動するが、前述したように緩衝材のつぶれ量を大きくすると、この変動が大きくなる。このため、緩衝材のつぶれ量を大きくすると、使用環境や本体寿命の影響を受けてソレノイドによるプランジャの吸引位置が安定せず、給送動作が不安定になるおそれがある。一方、緩衝材のつぶれ量を大きくしないと、前記オーバーストローク分を吸収できず、プランジャ先端とカム面との接触部において駆動負荷が増大してしまう。 However, in this configuration, it is necessary to set the crushing amount of the buffer material to be larger than that in the normal use in order to absorb the overstroke of the plunger. The shock-absorbing material varies depending on the material, the usage environment, and changes due to repeated loads. However, as described above, if the amount of crushing of the shock-absorbing material is increased, this variation increases. For this reason, if the amount of crushing of the cushioning material is increased, the suction position of the plunger by the solenoid is not stable due to the influence of the use environment and the life of the main body, and the feeding operation may become unstable. On the other hand, unless the amount of collapse of the cushioning material is increased, the overstroke cannot be absorbed, and the driving load increases at the contact portion between the plunger tip and the cam surface.
そこで、本発明の目的は、使用環境や本体寿命の影響を受けることなく、また駆動負荷の増大を最小限に抑えつつ、ソレノイド通電終了時の衝撃音を完全に防止することができる。 Therefore, an object of the present invention can completely prevent an impact sound at the end of energization of the solenoid without being affected by the use environment and the life of the main body and minimizing an increase in driving load.
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、回転体に回転力を間欠的に伝達するクラッチ装置であって、前記回転体と同軸に取り付けられ、一部欠歯部を有し、駆動ギアと噛み合い可能な欠歯ギアと、通電又は通電終了によりプランジャを吸引し又は吸引を開放することにより、前記プランジャを、前記吸引された吸引位置と前記吸引が開放された開放位置との間で移動させるソレノイドと、前記吸引が開放されたプランジャに係止される係止部と、前記吸引されたプランジャと非当接状態を保つ第一のカム面と、前記吸引されたプランジャに当接して該プランジャをソレノイド側に押し込む第二のカム面とを有し、前記欠歯ギアと一体に回転可能な制御カムと、を備え、前記プランジャは、前記制御カムに押し込まれた際に、前記吸引位置におけるソレノイドとの突き当て部を支点にして、前記制御カムとの当接部と前記当接部とは反対側の端部とがシーソー状に動作するように前記ソレノイドに保持されていることを特徴とする。 A typical configuration of the present invention for achieving the above object is a clutch device that intermittently transmits a rotational force to a rotating body, which is attached coaxially to the rotating body and has a partially missing tooth portion. The toothless gear meshable with the drive gear, and the plunger is sucked or released by energization or termination of energization, so that the plunger is moved between the suction position where the suction is performed and the open position where the suction is released. A solenoid that is moved between, a locking portion that is locked to the plunger that is released from the suction, a first cam surface that is not in contact with the suctioned plunger, and the suctioned plunger. A second cam surface that contacts and pushes the plunger toward the solenoid, and a control cam that can rotate integrally with the toothless gear, and when the plunger is pushed into the control cam, Said Using the abutting portion with the solenoid in the pulling position as a fulcrum, the contact portion with the control cam and the end opposite to the contact portion are held by the solenoid so as to operate in a seesaw shape. It is characterized by that.
本発明によれば、使用環境や本体寿命の影響を受けることなく、また駆動負荷の増大を最小限に抑えつつ、ソレノイド通電終了時の衝撃音を完全に防止することができる。 According to the present invention, it is possible to completely prevent an impact sound at the end of energization of the solenoid without being influenced by the use environment and the life of the main body and minimizing an increase in driving load.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in the following embodiments should be changed as appropriate according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. Therefore, unless specifically stated otherwise, the scope of the present invention is not intended to be limited thereto.
〔第1実施形態〕
以下、図1〜図8を用いて、本発明の第1実施形態について説明する。ここでは、クラッチ装置を備えたシート給送装置を例示して説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a sheet feeding apparatus provided with a clutch device will be described as an example.
図1、図2は第1実施形態に係るシート給送装置の断面図である。図3は給送ローラの回転を制御するクラッチ装置を示すシート給送装置の断面図である。図4はクラッチ装置の構成を示す斜視図、図5はクラッチ装置における欠歯ギアユニットの構成を示す分解斜視図である。図6、図7、図8はクラッチ装置の動作を示す断面図である。 1 and 2 are cross-sectional views of the sheet feeding apparatus according to the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of the sheet feeding device showing a clutch device that controls the rotation of the feeding roller. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the clutch device, and FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the missing gear unit in the clutch device. 6, 7 and 8 are sectional views showing the operation of the clutch device.
まずクラッチ装置を備えたシート給送装置の構成を説明する。シート給送装置は、後述するクラッチ装置の他、以下を有する。 First, the configuration of the sheet feeding device provided with the clutch device will be described. The sheet feeding device includes the following in addition to the clutch device described below.
図1において、1は給送回転体としての給送ローラ、2は中板4の上下動作を制御する給送カム、3はシートを分離するための分離パッド、4は積載されるシートの先端側を支持する中板、5は中板4に給送圧を与える中板バネである。また、6はシートを積載する積載トレイ、7はシートの搬送路を形成するフレーム部材である。
In FIG. 1, 1 is a feeding roller as a feeding rotating body, 2 is a feeding cam for controlling the vertical movement of the
なお、ここでは図示していないが、このシート給送装置は、シートに画像を形成する画像形成装置としてのプリンタに設けられている。すなわち、シート給送装置によって一枚ずつ給送されたシートは、プリンタにおける画像形成部にてトナー画像が形成される。ここでは画像形成部として、電子写真方式の画像形成部を例示しているが、これに限定されるものではなく、例えばインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式の画像形成部であっても良い。 Although not shown here, the sheet feeding apparatus is provided in a printer as an image forming apparatus that forms an image on a sheet. That is, toner images are formed on the sheets fed one by one by the sheet feeding device in the image forming unit of the printer. Here, the electrophotographic image forming unit is exemplified as the image forming unit, but the image forming unit is not limited to this. For example, the image forming unit may be an ink jet type image forming unit that ejects ink to form an image. good.
次に上記シート給送装置におけるクラッチ装置の構成を説明する。上記シート給送装置におけるクラッチ装置は、以下を有する。 Next, the configuration of the clutch device in the sheet feeding device will be described. The clutch device in the sheet feeding device has the following.
図3において、18は給送動作の1回転制御を行うために歯車の一部が除去された欠歯ギアユニット、19は欠歯ギアユニットと給送ローラ1及び給送カム2を連結する給送軸(角軸)である。20は欠歯ギアユニットに駆動力を伝達する駆動ギアであり、図示しないモータ及びギア列によって常時反時計回り方向に回転されている。駆動ギア10は全周にわたって複数の歯を有している。111は給送動作の開始及び停止を制御する給送ソレノイドである。112はソレノイドの通電によって吸引され動作するソレノイドプランジャ、113はソレノイドプランジャに復帰力を与えるソレノイドバネである。
In FIG. 3,
図4において、181は給送軸19と一体に回転するように取り付けられた駆動欠歯ギアである。182は駆動欠歯ギア181に対して一定角度回動可能に取り付けられた制御欠歯ギアである。183は制御欠歯ギア182と一体に形成され、ソレノイドプランジャ112の動作によって動作開始及び停止を制御する欠歯制御カムである。これらのギア181,182、カム183などによって欠歯ギアユニット18を構成している。
In FIG. 4,
また、111aはソレノイド111のソレノイドプランジャ112を回動可能に保持するためのプランジャ保持部である。114はプランジャ112の先端側突き当て部であり、スポンジ状の緩衝材で形成されている。緩衝材は、ソレノイド111の吸引動作でほぼ完全に潰れる程度の発泡密度で形成されている。プランジャ保持部111aは、プランジャ先端側突き当て部114先端を中心とする円弧形状に形成されている。
Reference numeral 111a denotes a plunger holder for holding the
駆動欠歯ギア181と制御欠歯ギア182は、図5に示すように駆動欠歯ギア181の軸部に制御欠歯ギア182の穴部が回転可能に嵌合する構成になっている。そして、ソレノイドプランジャ112による係止が開放されると、初期回転付与手段としての欠歯バネ184のバネ力によって、制御欠歯ギア182が回動する構成になっている。
As shown in FIG. 5, the drive
駆動欠歯ギア181に対する制御欠歯ギア182の回転角度は、制御欠歯ギア182がプランジャ112に係止された待機位置から、この係止が開放されてバネ力によって駆動欠歯ギア181に設けられたストッパ181sに突き当たるまでの回転角度である。この駆動欠歯ギア181に対する制御欠歯ギア182の回転角度は、ストッパ181sによって一定角度内になるように設定されている。この一定角度内の制御欠歯ギア182の回転角度は、制御欠歯ギア182がストッパ181sに突き当たって駆動欠歯ギア181が一体に回転する状態になった時にお互いのギア181,182が一体となって駆動ギア20に噛み込まれるように決定されている。ここでは、制御欠歯ギア182は、ソレノイドプランジャ112に係止された待機位置にいる状態から所定角度(ここでは約35°)回転するとストッパ181sに突き当たって駆動欠歯ギア181と連結し、一体に回動する構成となっている。
The rotation angle of the control
給送ソレノイド111の動作によって制御欠歯ギア182がフリーになると、まずバネ184の力によって制御欠歯ギア182が回転して駆動ギア20に噛み込まれる。制御欠歯ギア182が約35°回転した所でストッパ181sに突き当たって駆動欠歯ギア181と連結し、駆動欠歯ギア181を待機位置から駆動ギア20に噛み込める位置まで回動させ、給送ローラに駆動力を与える構成になっている。
When the
一方、制御欠歯ギア182の動作停止は給送ソレノイド111のプランジャ112に欠歯制御カム183の係止部183aが引っ掛かることによって行われ、駆動欠歯ギア181は給送カム2の形状によって待機位置で停止するようになっている。
On the other hand, the operation of the
以下に本構成の動作を詳しく説明する。 The operation of this configuration will be described in detail below.
不図示のメインスイッチより電源が投入されると、図示しない駆動モータによって不図示のギア列に駆動力が伝達され、各種ローラが作動開始する。 When power is turned on from a main switch (not shown), a driving force is transmitted to a gear train (not shown) by a drive motor (not shown), and various rollers start to operate.
さらにプリンタに給送動作開始を行う信号が送付されると、上記クラッチ装置により給送ローラ1が1回転動作を行う。給送ローラ1が回転すると、給送ローラ1と同軸に取り付けられた給送カム2も同様に回転して中板4の保持機構が解除されるため、中板4は中板バネ5の力によって図中上方向に回動し、図2に示す状態になる。
Further, when a signal for starting the feeding operation is sent to the printer, the feeding
積載トレイ6にセットされたシートは中板4が上昇することで給送ローラ1にバネ5の力によって押し付けられ、給送ローラ1が回転することによって積載シート束から給送され、分離パッド3によって1枚ずつ分離給送される。
The sheet set on the stacking tray 6 is pressed against the feeding
給送されたシートは、搬送路に沿って画像形成部へと送られてトナー画像が転写され、更に転写されたトナー画像は定着部にて定着される。 The fed sheet is sent to the image forming unit along the conveyance path to transfer the toner image, and the transferred toner image is fixed by the fixing unit.
さらに給送ローラ1が回転し、給送ローラ1が給送動作を終了した後、給送カム2が中板4のカム形状に当接して、中板4を押し下げるように動作する。給送カム2によって中板4が押し下げられた後、給送ローラ1が待機位置で停止するように構成されている。
Further, after the
さらにここで、上記クラッチ装置の動作を図6、図7、及び図8を用いて詳しく説明する。 Further, the operation of the clutch device will be described in detail with reference to FIGS. 6, 7, and 8. FIG.
図6は給送ソレノイド111、欠歯ギアユニット18が待機位置にいる状態を示す断面図である。図6に示すように、制御欠歯ギア182は制御カム183の係止部183aにソレノイドプランジャ112の先端部112tが引っ掛かることによって、待機位置で停止している。図6に示すプランジャ112の位置は、ソレノイドの通電終了により吸引が開放された開放位置である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the
クラッチ装置は図6に示す状態から給送動作を開始すると、図7に示す状態に変化する。まず、ソレノイドプランジャ112は給送ソレノイド111に通電されることで吸引され、制御欠歯ギア182のカム係止部183aから離間する(吸引位置)。係止が解除された欠歯ギアユニット18の制御欠歯ギア182は、欠歯バネ184のバネ力により駆動ギア20の回動方向と同方向に回動し、駆動ギア20に噛み込まれる。
When the clutch device starts the feeding operation from the state shown in FIG. 6, it changes to the state shown in FIG. First, the
図7は制御欠歯ギア182が約35°回動した状態を示し、ここから駆動欠歯ギア181が制御欠歯ギア182によって回動力を与えられる位置になっている。この図7において、Ronは、欠歯制御カム183の回転中心からソレノイド吸引状態でのプランジャ112の先端位置までの半径である。またRaは、欠歯制御カム183の回転中心から制御欠歯ギア182が駆動ギア20に噛み込まれる噛み込み開始部までの第一のカム面183bの半径である。この図7に示す位置において、ソレノイド吸引状態でのプランジャ112の先端位置までの半径Ronは、欠歯制御カム183の噛み込み開始部までの半径Raより大きくなるように設定されている。すなわち、初期のバネ184の力で制御欠歯ギア182が回転する動作領域では、ソレノイドプランジャ112の先端と欠歯制御カム183とが接触して動作不良を起こさないような設定となっている。
FIG. 7 shows a state in which the
この図7に示す状態からギア182が更に回転すると、図8に示す状態になる。この図8において、Rbは、欠歯制御カム183の回転中心から制御欠歯ギア182が駆動ギア20に噛み込まれた後の第二のカム面183cの半径である。第二のカム面183cは、第一のカム面183bから滑らかに変化している。この欠歯制御カム183の第二のカム面183cの半径Rbは、ソレノイド吸引状態でのプランジャ112の先端位置までの半径Ronより大きくなるように設定されている。すなわち、制御欠歯ギア182が駆動ギア20に噛み込まれた後の欠歯制御カム183は、吸引状態のソレノイドプランジャ112を図7に示す吸引位置より更にソレノイド側に押し込むようになっている。
When the
通常のソレノイド111ではプランジャ112の先端を押し込むようなカム形状にすると、プランジャ112とカム183が突っ張ってスタックしてしまう。そこで、ここでは、プランジャ112の先端が吸引位置から更に押し込まれてもカム183が回転動作するように、ソレノイド111のプランジャ保持部111aがプランジャ先端側突き当て部114先端を中心とする円弧形状になるように形成されている。このようにすることでプランジャ112は、その先端部112t(カム係止側)とこれとは反対側の端部112s(バネ固定側)とが先端側突き当て部114先端を支点として、吸引方向と同方向にシーソー状に動作することが可能となる。すなわち、カム183の第二のカム面183cによってプランジャ112先端を吸引位置から更にソレノイド側に押し込むと、プランジャ112のバネ固定側は先端側突き当て部14先端を支点として円弧形状のプランジャ保持部111aによってシーソー状に動作する。これにより、プランジャ112先端を吸引位置から更に吸引方向に押し込んでも、前述のシーソー状の動作によってそのプランジャ112のオーバーストローク分を吸収することができる。
In the
図8に示すようにプランジャ112の先端部112t(カム係止側)が完全に欠歯制御カム183の第二のカム面183cに当接している状態でソレノイド111への通電を終了させることで、プランジャ112がカム183に当たって発生する衝撃音を完全に防止することができる。ソレノイド111の通電を終了させるタイミングは、図中の制御カム183の最大半径領域θm(第二のカム面183cの半径Rbの領域)にソレノイドプランジャ112の先端がある時間を動作時間から算出して決定するようになっている。すなわち、前記制御カム183の第二のカム面183cは、欠歯ギア182が駆動ギア20と完全に噛み合う領域内であり、吸引位置にあるプランジャ112の吸引が開放されるプランジャ復帰位置に設定してある。
As shown in FIG. 8, energization of the
また、ソレノイド先端側突き当て部114にある緩衝材を大きくつぶすことによるオーバーストローク吸収機構と比較して、上記給送装置では使用環境や動作回数による変動が非常に少ない。このため、ソレノイドの動作をより安定させることが可能であり、且つプランジャ112の先端がカム183に当たって発生する衝撃音を完全に防止することができる。
Further, compared with an overstroke absorbing mechanism in which the cushioning material in the solenoid tip
また、図9は上記クラッチ装置が図8に示す状態になっているときの給送装置の状態を示す断面図である。図9に示すように、給送カム2と中板4の関係はこの状態ではバネ5に付勢されている中板4が給送カム2を回転させる力を発生する関係になっている。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the state of the feeding device when the clutch device is in the state shown in FIG. As shown in FIG. 9, the relationship between the feeding
上記クラッチ装置は、プランジャ112先端をカム183で押し込む構成のため、プランジャ112を押し込んでいる領域では駆動負荷が増大してしまうが、上記給送装置と同時に使用することで、駆動負荷の増大を中板4側の回転力によって低減できる。このため、クラッチ装置の負荷増大による駆動源の出力を増大させる必要がない。
Since the clutch device is configured to push the tip of the
また、前述したように、給送カム2はギア機構によって駆動されているため、中板4から回転力を受けても大きく回転速度が変化することは無い。また、給送カム2と中板4が図9に示すような関係にあっても、欠歯制御カム183とプランジャ112とが当接によって回動負荷を発生しているため、駆動負荷が急激に軽くなることがあってもギア列の回転の平滑性が損なわれることはない。さらに中板4の上下動に伴う騒音を低減することができる。
Further, as described above, since the
上述したように、本実施形態によれば、使用環境や本体寿命の影響を受けることなく、また駆動負荷の増大を最小限に抑えつつ、ソレノイド通電終了時の衝撃音を完全に防止することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to completely prevent an impact sound at the end of energization of the solenoid without being affected by the use environment and the life of the main body and minimizing an increase in driving load. it can.
〔第2実施形態〕
以下、図10〜図17を用いて、本発明の第2実施形態について説明する。ここでは、クラッチ装置を備えたシート給送装置を例示して説明する。第2実施形態は第1実施形態からクラッチ装置の構成を変更したものである。なお、この説明において前述した第1実施形態と同一部材は同一符号を付して説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a sheet feeding apparatus provided with a clutch device will be described as an example. In the second embodiment, the configuration of the clutch device is changed from the first embodiment. In this description, the same members as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals.
図10において、281は給送軸19と一体に回転するように取り付けられた駆動欠歯ギアである。282は駆動欠歯ギア281に対して一定角度回動可能に取り付けられた制御欠歯ギアである。283は制御欠歯ギア282と一体に形成され、ソレノイドプランジャ212の動作によって動作開始及び停止を制御する欠歯制御カムである。これらのギア281,282、カム283などによって欠歯ギアユニット28を構成している。
In FIG. 10,
また、211はソレノイド、212はソレノイドプランジャ、211aはソレノイド211のソレノイドプランジャ212を回動可能に保持するためのプランジャ保持部、213はソレノイドプランジャ212に復帰力を与えるソレノイドバネである。214はプランジャの先端側突き当て部であり、スポンジ状の緩衝材で形成されている。緩衝材は、ソレノイド211の吸引力でほぼ完全に潰れる程度の発泡密度で形成されている。
Further, 211 is a solenoid, 212 is a solenoid plunger, 211a is a plunger holding portion for rotatably holding the
20は欠歯ギアユニットに駆動力を与える駆動ギア、19は駆動欠歯ギアと給送ローラ及び給送カムを連結する給送軸である。
駆動欠歯ギア281と制御欠歯ギア282は、図11に示すように駆動欠歯ギア281の軸部に制御欠歯ギア282の穴部が回転可能に嵌合する構成になっている。そして、ソレノイドプランジャ212による係止が開放されると、初期回転付与手段としての欠歯バネ284のバネ力によって、制御欠歯ギア282が回動する構成になっている。
As shown in FIG. 11, the drive
駆動欠歯ギア281に対する制御欠歯ギア282の回転角度は、制御欠歯ギア282がプランジャ212に係止された待機位置から、この係止が開放されてバネ力によって駆動欠歯ギア281に設けられたストッパ281sに突き当たるまでの回転角度である。この駆動欠歯ギア281に対する制御欠歯ギア282の回転角度は、ストッパ281sによって一定角度内になるように設定されている。この一定角度内の制御欠歯ギア282の回転角度は、制御欠歯ギア282がストッパ281sに突き当たって駆動欠歯ギア281が一体に回転する状態になった時にお互いのギア281,282が一体となって駆動ギア20に噛み込まれるように決定されている。ここでは、制御欠歯ギア282は、ソレノイドプランジャ212に係止された待機位置にいる状態から所定角度(ここでは約35°)回転するとストッパ281sに突き当たって駆動欠歯ギア281と連結し、一体に回動する構成となっている。
The rotation angle of the control
給送ソレノイド211の動作によって制御欠歯ギア282がフリーになると、まずバネ284の力によって制御欠歯ギア282が回転して駆動ギア20に噛み込まれる。制御欠歯ギア282が約35°回転した所でストッパ281sに突き当たって駆動欠歯ギア281と連結し、駆動欠歯ギア281を待機位置から駆動ギア20に噛み込める位置まで回動させ、給送ローラに駆動力を与える構成になっている。
When the
一方、制御欠歯ギア282の動作停止は給送ソレノイド211のプランジャ212に欠歯制御カム283の係止部283aが引っ掛かることによって行われ、駆動欠歯ギア281は給送カム2の形状によって待機位置で停止するようになっている。
On the other hand, the operation of the
制御欠歯ギア282に一体に形成されている制御カム283は、後述する第二のカム面283cが、図12に示すように軸方向に大半径部Rb2と小半径部Rs2に分割されている形状となっている。
A
また、図13に示すように、ソレノイドプランジャ212は制御欠歯ギア282を係止する先端部212tがソレノイド先端突き当て部214の外部領域にあるように吸引動作方向中心からオフセットした位置になるように構成されている。
Further, as shown in FIG. 13, the
以下に上記クラッチ装置の動作を図14〜図17を用いて詳しく説明する。 Hereinafter, the operation of the clutch device will be described in detail with reference to FIGS.
図14は給送ソレノイド211、欠歯ユニット28が待機位置にいる状態を示す断面図である。図14に示すように、制御欠歯ギア282は制御カム283の係止部283aにソレノイドプランジャ212の先端部212tが引っ掛かることによって、待機位置で停止している。図14に示すプランジャ212の位置は、ソレノイドの通電終了により吸引が開放された開放位置である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state where the feeding
クラッチ装置は図14に示す状態から給送動作を開始すると、図15に示す状態に変化する。まず、給送ソレノイド211のソレノイドプランジャ212はソレノイド211に通電されることで吸引され、制御欠歯ギア282のカム係止部283aから離間する(吸引位置)。欠歯ギアユニット28の制御欠歯ギア282は、欠歯バネ284のバネ力により駆動ギア20の回動方向と同方向に回動し、駆動ギア20に噛み込まれる。
When the clutch device starts the feeding operation from the state shown in FIG. 14, it changes to the state shown in FIG. First, the
図15は制御欠歯ギア282が約35°回動した状態を示し、ここから駆動欠歯ギア281が制御欠歯282によって回動力を与えられる位置になっている。この図15において、Ron2は、欠歯制御カム283の回転中心からソレノイド吸引状態でのプランジャ212の先端位置までの半径である。またRa2は、欠歯制御カム283の回転中心から制御欠歯ギア282が駆動ギア20に噛み込まれる噛み込み開始部までの第一のカム面283bの半径である。この図15に示す位置において、ソレノイド吸引状態でのプランジャ212の先端位置までの半径Ron2は、欠歯制御カム283の噛み込み開始部までの半径Ra2より大きくなるように設定されている。すなわち、初期のバネ284の力で制御欠歯ギア282が回転する動作領域では、ソレノイドプランジャ212の先端と欠歯制御カム283とが接触して動作不良を起こさないような設定となっている。
FIG. 15 shows a state in which the control missing
この図15に示す状態からギア282がさらに回転すると、図16に示す状態になる。この図16において、Rb2は、欠歯制御カム283の回転中心から制御欠歯ギア282が駆動ギア10に噛み込まれた後の第二のカム面283cの半径(大半径部)である。この図16に示す位置において、欠歯制御カム283の第二のカム面283cの半径Rb2は、ソレノイド吸引状態でのプランジャ212の先端位置までの半径Ron2より大きくなるように設定されている。すなわち、制御欠歯ギア282が駆動ギア20に噛み込まれた後の欠歯制御カム283は、吸引状態のソレノイドプランジャ212を図15に示す吸引位置より更にソレノイド側に押し込むようになっている。
When the
通常のソレノイド211ではプランジャ212の先端を押し込むようなカム形状にすると、プランジャ212とカム283が突っ張ってスタックしてしまう。そこで、ここでは、制御欠歯ギア282のカム283が、図17に示すように軸方向ギア寄りの方が半径が大きい段差形状(大半径部Rb2、小半径部Rs2)となっている。かつ、このカム283の第二のカム面283cとしての大半径部Rb2に対応するように、ソレノイド211のプランジャ212の先端部212tが先端突き当て部214の領域外(ギア寄り)にあるようにオフセットされた形状となっている。このため、プランジャ212は、その先端部212t(カム係止側)とこれとは反対側の端部212s(突き当て部外側)とが先端側突き当て部214内側(ギア寄り)を支点として、吸引方向と交差する方向にシーソー状に動作することが可能となる。これにより、カム283の大半径部Rb2がプランジャ212の先端部212tを吸引位置より更に押し込んでも、前述のシーソー状の動作によってそのプランジャ212のオーバーストロークを吸収することができる。
If the
図16に示すようにプランジャ212の先端部212t(カム係止側)が完全に欠歯制御カム283の第二のカム面283cに当接している状態でソレノイド211への通電を終了させることで、プランジャ212がカム283に当たって発生する衝撃音を完全に防止することができる。ソレノイド211の通電を終了させるタイミングは、図中の制御カム283の最大半径領域θb2(第二のカム面283cの半径Rb2の領域)にソレノイドプランジャ212の先端がある時間を動作時間から算出して決定するようになっている。すなわち、前記制御カム283の第二のカム面283cは、欠歯ギア282が駆動ギア20と完全に噛み合う領域内であり、吸引位置にあるプランジャ212の吸引が開放されるプランジャ復帰位置に設定してある。
As shown in FIG. 16, the energization of the
また、ソレノイド先端側突き当て部214にある緩衝材を大きくつぶすことによるオーバーストローク吸収機構と比較して、上記給送装置では使用環境や動作回数による変動が非常に少ない。このため、ソレノイドの動作をより安定させることが可能であり、且つプランジャ212の先端部212tがカム283に当たって発生する衝撃音を完全に防止することができる。
Further, compared to an overstroke absorbing mechanism in which the cushioning material at the solenoid tip
また、第1実施形態の構成と比較して、ソレノイドプランジャ212のオーバーストローク動作時におけるソレノイドバネ213の動作量を小さくすることが可能である。このため、前述した実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、さらにソレノイドプランジャ212の押し込み時の負荷増大量を小さくすることができ、より給送装置との負荷バランスを適正な量にできる。
Further, as compared with the configuration of the first embodiment, the operation amount of the
上述したように、本実施形態においても、使用環境や本体寿命の影響を受けることなく、また駆動負荷の増大を最小限に抑えつつ、ソレノイド通電終了時の衝撃音を完全に防止することができる。 As described above, also in this embodiment, it is possible to completely prevent an impact sound at the end of energization of the solenoid without being affected by the use environment and the life of the main body and minimizing an increase in driving load. .
〔他の実施形態〕
なお、前述した実施形態では、記録対象としての記録紙等のシートを給送するシート給送装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、読取対象としての原稿等のシートを給送するシート給送装置に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the sheet feeding apparatus that feeds a sheet such as a recording sheet as a recording target is exemplified, but the present invention is not limited to this. For example, the same effect can be obtained even when the present invention is applied to a sheet feeding apparatus that feeds a sheet such as a document to be read.
また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スキャナ、複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられるシート給送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。 In the above-described embodiment, the printer is exemplified as the image forming apparatus, but the present invention is not limited to this. For example, the image forming apparatus may be another image forming apparatus such as a scanner, a copier, or a facsimile machine, or another image forming apparatus such as a multifunction machine that combines these functions. The same effect can be obtained by applying the present invention to a sheet feeding apparatus used in these image forming apparatuses.
また上記クラッチ装置を有するシート給送装置は、画像形成装置に対して着脱自在な構成であっても良いし、或いは画像形成装置が一体的に有する構成であっても良い。このようなシート給送装置のクラッチ装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。 The sheet feeding apparatus having the clutch device may be configured to be detachable from the image forming apparatus, or may be configured to be integrated with the image forming apparatus. The same effect can be obtained by applying the present invention to the clutch device of such a sheet feeding device.
Ra,Ra2 …第一のカム面の半径
Rb,Rb2 …第二のカム面の半径
Ron,Ron2 …プランジャ先端までの半径
θm,θb2 …最大半径領域
1 …給送ローラ(給送回転体)
2 …給送カム
3 …分離パッド
4 …中板
5 …中板バネ
6 …積載トレイ
7 …フレーム部材
18,28 …欠歯ギアユニット
19 …給送軸
20 …駆動ギア
111,211 …ソレノイド
111a …プランジャ保持部
112,212 …ソレノイドプランジャ
112s,212s …端部
112t,212t …先端部
113,213 …ソレノイドバネ
114,214 …先端側突き当て部
181,281 …駆動欠歯ギア
181s,281s …ストッパ
182,282 …制御欠歯ギア
183,283 …欠歯制御カム
183a,283a …係止部
183b,283b …第一のカム面
183c,283c …第二のカム面
184,284 …欠歯バネ(初期回転付与手段)
Ra, Ra2 ... Radius Rb, Rb2 of the first cam surface ... Radius Ron, Ron2 of the second cam surface ... Radius θm, θb2 to the tip of the plunger ...
2 ... Feeding
Claims (8)
前記回転体と同軸に取り付けられ、一部欠歯部を有し、駆動ギアと噛み合い可能な欠歯ギアと、
通電又は通電終了によりプランジャを吸引し又は吸引を開放することにより、前記プランジャを、前記吸引された吸引位置と前記吸引が開放された開放位置との間で移動させるソレノイドと、
前記吸引が開放されたプランジャに係止される係止部と、前記吸引されたプランジャと非当接状態を保つ第一のカム面と、前記吸引されたプランジャに当接して該プランジャをソレノイド側に押し込む第二のカム面とを有し、前記欠歯ギアと一体に回転可能な制御カムと、を備え、
前記プランジャは、前記制御カムに押し込まれた際に、前記吸引位置におけるソレノイドとの突き当て部を支点にして、前記制御カムとの当接部と前記当接部とは反対側の端部とがシーソー状に動作するように前記ソレノイドに保持されていることを特徴とするクラッチ装置。 A clutch device that intermittently transmits rotational force to a rotating body,
A non-tooth gear that is mounted coaxially with the rotating body, has a partially-toothed portion, and can mesh with a drive gear;
A solenoid for moving the plunger between the sucked suction position and the open position where the suction is released by sucking or releasing the plunger by energization or energization; and
An engaging portion that is engaged with the plunger that is released from the suction, a first cam surface that maintains a non-contact state with the attracted plunger, and the plunger that is in contact with the attracted plunger A second cam surface to be pushed into, and a control cam rotatable integrally with the toothless gear,
When the plunger is pushed into the control cam, the abutting portion with the solenoid at the suction position serves as a fulcrum, and the abutting portion with the control cam and the end opposite to the abutting portion Is held by the solenoid so as to operate like a seesaw.
シートが積載されて上下に移動可能に支持される中板と、
前記給送回転体と同軸に取り付けられ、回転により前記中板の上下動を行う給送カムと、
前記給送回転体に回転力を間欠的に伝達するクラッチ装置と、を有するシート給送装置であって、
前記クラッチ装置として請求項1乃至4のいずれか1項に記載のクラッチ装置を有することを特徴とするシート給送装置。 A feeding rotating body for feeding the sheet;
An intermediate plate on which sheets are stacked and supported so as to be movable up and down;
A feeding cam that is mounted coaxially with the feeding rotating body and that moves the middle plate up and down by rotation;
A sheet feeding device having a clutch device that intermittently transmits a rotational force to the feeding rotating body,
A sheet feeding device comprising the clutch device according to claim 1 as the clutch device.
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