JP2008120486A - 給紙装置、及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

給紙装置、及びこれを備えた画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】小型化することができる給紙装置及びこれを備えた画像形成装置を得る。
【解決手段】連結ギア28は、カム18とシャフト20で連結されている軸ギア22と従動回転し、連結軸部材30を回転させる。さらに、連結軸部材30に固定される駆動ギア32は、駆動ギア32に設けられた駆動歯32Aと噛合う従動ギア36を従動回転させる。ここで、駆動歯32Aは、駆動ギア32の外周の一部に設けられている。駆動歯32Aが設けられていない部分と、従動ギア36が対向する場合は、従動ギア36が回転しないため、シャフト20に回転可能に支持されたフィードロール10も回転しない。フィードロール10とカム18の回転開始タイミングを変えるために、フィードロール10の回転シャフトとカム18の回転シャフトを夫々設けることが考えられるが、本発明では、シャフトを夫々設ける必要が無い為、装置を小型化することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる給紙装置、及びこの給紙装置を備えた画像形成装置に関する。
シート材が載置される底板を回転して上下動させるカムと、底板に載置されたシート材を回転して搬送するフィードロールが同一のシャフトに支持されておりカムとフィードロールを同時に回転させることで、カムが底板を上下動させて底板に載置された最上部のシート材をフィードロールに当接させ、フィードロールが当接したシート材を画像形成部に搬送する給紙装置がある。
このタイプの給紙装置は、シート材を搬送させる毎に、底板を上下動させるため、給紙途中に給紙動作を中断させることなく、ユーザーがシート材を追加することができる。
しかし、シート材を搬送する毎に底板が上下動して最上部のシート材Pがフィードロールに当接するため、その打音が品質を低下させている。
そこで、一端がフィードロールの回転軸に固定され、他端が底板に載置された最上部のシート材に向けられた弾性部材を備えた給紙装置が提案されている。(特許文献1)
この給紙装置によると、フィードロールの回転軸に固定された弾性部材の他端が、上がってくるシート材に当接し、シート材の上昇速度を落してからフィードロールがシート材に当接するようになっている。
これにより、最上部のシート材Pがフィードロールに当接するときの打音を和らげることができる。
特開2003−221132公報
しかしながら、回転しているフィードロールにシート材が当るため、フィードロールとシート材の間でスリップなどが生じて安定した搬送が行えないことが考えられる。
この対策として、フィードロールの回転開始タイミングをカムの回転開始タイミングより遅らせて、停止しているフィードロールにシート材を当接させることが考えられる。しかし、フィードロールとカムの回転開始タイミングを変えるためには、フィードロールを回転させるシャフトとカムを回転させるシャフトを夫々設けなければならず、給紙装置が大型化してしまう。
本発明は、上記事実を考慮し、給紙装置を小型化することが課題である。
本発明の請求項1に係る給紙装置は、回転力が伝達されるシャフトと、前記シャフトに固定されると共に、記録媒体が載置される底板を前記シャフトの回転に応じて上下動させるカムと、前記シャフトに回転可能に支持され、前記底板に載置された記録媒体を搬送するフィードロールと、前記カムの回転開始動作より遅れて前記シャフトの回転力を前記フィードロールに伝達する遅延伝達手段と、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、シャフトと共に、カムが回転して記録媒体が載置される底板を上下動させて、記録媒体をフィードロールに当接させる。さらに、シャフトに回転可能に支持されたフィードロールが当接した記録媒体を画像形成部へ搬送する。
ここで、遅延伝達手段は、カムの回転開始動作より遅れてシャフトの回転力をフィードロールに伝達する。
このように、フィードロールの回転開始動作を遅らせることで、カムを回転させて記録媒体をフィードロールに当接させてからフィードロールを回転させることができる。これにより、フィードロールと記録媒体との間でスリップ等が生じない安定した搬送を行うことができる。
さらに、カムが固定させるシャフトと、フィードロールが支持されるシャフトを同一シャフトとすることで、給紙装置を小型化することができる。
本発明の請求項2に係る給紙装置は、請求項1記載において、前記カムが一回転し終るタイミングと、前記フィードロールが一回転し終るタイミングが同じであることを特徴とする。
上記構成によれば、カムが一回転すると、フィードロールも一回転する。つまり、カムがホームポジションに戻ると、フィードロールも同様にホームポジションに戻るため、連続して記録媒体を搬送することができる。
本発明の請求項3に係る給紙装置は、請求項1又は2に記載において、前記遅延伝達手段は、駆動源の回転力を前記シャフトに伝達する駆動力伝達機構と、前記駆動力伝達機構から伝達された回転力を前記シャフトの回転より遅れて前記フィードロールに伝達する遅延伝達機構と、で構成されることを特徴とする。
上記構成によれば、駆動力伝達機構は、駆動源の回転力をシャフトに伝達し、遅延伝達機構は、駆動力伝達機構から伝達された回転力をシャフトの回転より遅れてフィードロールに伝達する。このように、遅延伝達機構が、フィードロールの回転開始タイミングをコントロールすることができる。
本発明の請求項4に係る給紙装置は、請求項3記載において、前記駆動力伝達機構は、前記駆動源の回転力で回転する上流ギアと、前記上流ギアと従動回転し、前記シャフトを回転させる軸ギアと、を備え、前記遅延伝達機構は、前記軸ギアと従動回転する連結ギアと、前記連結ギアの回転軸を構成する連結軸部材と、前記連結軸部材に固定され、外周の一部に駆動歯が設けられる駆動ギアと、前記シャフトに回転可能に支持され、前記駆動歯と噛合って前記駆動ギアと従動回転する従動ギアと、前記従動ギアと前記フィードロールを連結する連結部材と、を備えることを特徴とする。
上記構成によると、駆動源が上流ギアを回転させ、上流ギアは軸ギアを従動回転させる。さらに、軸ギアはシャフトを回転させる。
また、連結ギアは軸ギアと従動回転し、連結軸部材を回転させる。さらに、連結軸部材に固定される駆動ギアは、駆動ギアに設けられた駆動歯と噛合う従動ギアを従動回転させる。また、従動ギアは、シャフトに回転可能に支持されており、連結部材を介してフィードロールを回転させる。
ここで、駆動歯は、駆動ギアの外周の一部に設けられている。つまり、駆動歯が設けられていない部分と、従動ギアが対向する場合は、従動ギアが回転しないため、フィードロールも回転しない。このように、駆動ギアが回転しても、従動ギアを回転させないことで、フィードロールの回転開始動作をカムの回転開始動作より遅らせることができる。
本発明の請求項5に係る画像形成装置は、請求項1乃至4何れか1項に記載の給紙装置を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、画像形成装置は、請求項1乃至4何れか1項に記載の給紙装置を備えているため、記録媒体の搬送が安定し、さらに、画像形成装置を小型化することができる。
本発明によれば、給紙装置を小型化することができる。
本発明の第1実施形態に係る給紙装置74が設けられた画像形成装置100について図1〜図7に従って説明する。
図7に示されるように、この画像形成装置100は、一様に帯電した後、レーザー光を照射することにより表面に静電潜像が形成される感光体52と、感光体52の表面を一様に帯電させる帯電装置54と、画像データに基づいて感光体52にレーザー光を照射し静電潜像を形成する露光装置56と、この静電潜像にトナーを選択的に転移してトナー像として可視化する現像装置58と、搬送経路60に沿って供給される記録媒体としてのシート材Pに感光体52の表面のトナー像を転写する転写ロール62と、シート材P上のトナー像を加熱・加圧してシート材Pに定着させる定着装置64と、トナー像が転写された後の感光体52に残留するトナーを清掃するクリーニング装置66とを備えている。
また、画像形成装置100は、本体側面カバー100B及び天板100Aで覆われている。
ここで、感光体52、帯電装置54、現像装置58及びクリーニング装置66は一つの現像ユニット67として、画像形成装置100の天板100Aを開放することで、画像形成装置100内部の本体フレーム(図示せず)に対して簡単に着脱可能となっている。
なお、天板100Aを本体側面カバー100Bの上端角部分に設けられた軸100Cを支点として矢印A方向に回転させることにより内部を開放することができる。
また、この画像形成装置100の側方には、シート材Pを手差しで画像形成部70へ供給することができる給紙装置74が備えており、さらに、この画像形成装置100内の下側には、シート材Pが複数枚積載された給紙カセット80が設けられている。給紙カセット80に載置されたシート材Pは、ピックアップロール82によって順次取り出され、さらに、回転駆動する給紙ロール84と分離ロール86によって、一枚ずつ搬送される構成となっている。なお、給紙装置74については、詳細を後述する。
また、感光体52は、裏面に感光体層を有し、一様に帯電した後の露光により、露光部の電位が減衰するものである。
さらに、帯電装置54は、感光体52に当接するロール状の部材であり、これらの間に電圧が印加されることによって、当接部付近の微少隙で放電が発生し、感光体52の表面をほぼー様に帯電するものである。帯電装置54としては、上記のものの他、電極ワイヤーに高電圧を印加し、コロナ放電によって感光体52を帯電するものを用いることもできる。
また、露光装置56は、点滅するレーザー光を感光体52の周面に走査させ、画像データに基づいた静電潜像を感光体52の周面上に形成するものである。なお、書き込み装置としては、LED等の発光素子を配列し、これらを画像データに基づいて点滅させるものでもよい。
さらに、現像装置58は、感光体52と近接して対向するように配置された円筒状の現像ロール58Aを有し、この現像ロール58Aと感光体52との間に現像バイアス電圧が印加される。これにより、現像ロール58Aと感光体52との間には現像バイアス電界が形成され、電荷を有するトナーが感光体52上の露光部に転移し、トナー像を形成する。
また、転写ロール62は、感光体52と対向するように設けられたロール状の部材であり、感光体52との間に転写電界を形成することによって、画像形成部70を通過するシート材P上にトナー像を転移させるものである。
上記構成による画像形成装置100では、次のようにして画像が形成される。
まず、電圧が印加された帯電装置54は、感光体52の表面を予定の電位で一様にマイナス帯電する。
続いて、図示しないスキャナによって読み取られた画像データに基づいて露光装置56が帯電された感光体52の上に静電潜像を形成する。
すなわち、図示しない制御装置から供給されるビデオデータに基づき、レーザーをオン・オフすることによって画像データに対応した静電潜像が感光体52上に形成される。さらに、この静電潜像は、現像装置58に備えられた現像ロール58Aから供給されるトナーによってトナー画像として可視化される。
そこで、給紙カセット80からピックアップロール82によって取り出されたシート材Pが、給紙ロール84と分離ロール86によって一枚ずつ搬送ロール68に渡され、搬送経路60に送り出されて感光体52と転写ロール62の間の画像形成部70を通りトナー画像がシート材Pに転写される。この転写されたトナー画像は、定着装置64に備えられた加熱ロール64Hと加圧ロール64Nの間を通過することでシート材Pに定着され,排出ロール72によって天板100Aの上面に排出される。
次に給紙装置74について説明する。
図7に示されるように、シート材Pを手差しで画像形成部70へ供給可能な給紙装置74には、シート材Pを画像形成部70へ送り出す半月形状のフィードロール10が設けられている。
さらに、フィードロール10に対してシート材Pを挟んでリタードロール12が設けられている。このリタードロール12は、両端部に設けられた図示せぬ支持部材に軸支され、さらに、支持部材の内部に設けられたコイルスプリングの付勢力で、フィードロール10に向って付勢されている。
このリタードロール12は、トルクリミッタ内蔵で、予め所定(比較的大きめの)トルクが与えられていると共に、フィードロール10とは、支持部材の内部に設けられたコイルスプリングによって所定のニップ圧が維持されている。このため、1枚のシート材を介してフィードロール10の回転力を受けるときは、シート材Pと相対移動することなく回転するが、2〜3枚のシート材Pが重送されたときには、この2〜3枚のシート材Pの間の摩擦抵抗が小さいため、最上層のシート材Pのみがフィードロール10によって画像形成部70へ搬送され、下層のシート材Pはリタードロール12の回転抵抗力によって送りが阻止されるようになっている。
また、フィードロール10によって送り出されるシート材Pは、上下動可能な底板14に載置されている。
図1に示されるように、シート材Pが載置される底板14は、伸縮可能な弾性部材であるコイルスプリング16にてフィードロール10に向けて付勢されており、さらに、底板14の上面に当接するカム18が、カム18を回転させるシャフト20の回転運動を底板14の上下運動に変換するようになっている。
また、シャフト20の片側には、シャフト20に回転力を伝達する軸ギア22が設けられており、軸ギア22の下側には、軸ギア22と従動回転する上流ギア24が設けられている。さらに、上流ギア24の回転軸には、駆動源としてのモータ26が設けられており、上流ギア24が、モータ26の駆動力で回転するようになっている。
一方、軸ギア22の上側には、軸ギア22と従動回転する連結ギア28が設けられている。また、連結ギア28の回転軸には、連結ギア28の回転軸を構成する連結軸部材30が設けられており、連結軸部材30には、連結ギア28の他に駆動ギア32が固定されている。さらに、駆動ギア32の下側には、駆動ギア32の駆動歯32Aと噛合って従動回転する従動ギア36が設けられており、従動ギア36の回転軸には、連結部材としてのフィード軸34がシャフト20にベアリング(図示省略)を介して回転可能に支持されている。また、フィード軸34には、前述したフィードロール10とフィードロール10の両側に配置される円柱状のコロ38が固定されている。
ここで、駆動歯32Aは、駆動ギア32の一部に設けられており、駆動歯32Aが設けられていない部分と、従動ギア36が対向する場合は、従動ギア36が回転しないため、従動ギア36と同様にフィード軸34に固定されるフィードロール10は回転しない構成となっている。つまり、カム18の回転開始タイミングとフィードロール10の回転開始タイミングをコントロールすることができるようになっている。
この構成により、底板14に載置されたシート材Pを画像形成部70に搬送する場合には、モータ26が、上流ギア24を図1に示す矢印B方向に回転させ、軸ギア22がC方向に回転する。
図5(A)に示されるように、モータ26の回転開始時には、カム18がコイルスプリング16の付勢力に対向して底板14を底板14の最下位置に付勢しており、フィードロール10に設けられ湾曲した用紙搬送面10Aは上方を向いて停止している。そこで、モータ26を駆動すると軸ギア22が回転し、軸ギア22(図1参照)の回転にともない、カム18が矢印C方向に回転し始める。
また、図4(A)に示されるように、モータ26の回転開始時には、駆動ギア32の駆動歯32Aは、従動ギア36の従動歯36Aと噛合っておらず、軸ギア22(図1参照)の回転にともない、駆動ギア32は、矢印D方向に回転し始めるが、従動ギア36は、駆動歯32Aと噛合っていないため回転しない。つまり、従動ギア36とフィード軸34を介して連動するフィードロール10(図5、図1参照)も回転しない。
次に、図2、図5(B)に示されるように、カム18がC方向に回転すると、底板14がコイルスプリング16の付勢力でカム18の外周面に沿って上方に移動し、底板14に載置された最上部のシート材Pとコロ38が当接する。図4(B)に示されるように、シート材Pとコロ38(図5参照)が当接するタイミングでは、未だ駆動歯32Aと従動歯36Aは噛合っておらず、従動ギア36、フィードロール10、及びコロ38は停止している。
次に、図5(C)に示されるように、カム18が更にC方向に回転すると、図4(C)に示されるように、従動ギア36の凸部36Bが、駆動ギア32の凹部32Bに嵌り、凹部32Bは、矢印D方向に凸部36Bを押圧し、従動ギア36は、矢印C方向に回転し始める。これにより、図5(C)に示されるように、フィードロール10は、矢印C方向に回転し始め、シート材Pを搬送する。
つまり、停止したフィードロール10、及びコロ38にシート材Pを当接させ、その後に、フィードロール10が回転し始めてシート材Pを搬送するため、フィードロール10とシート材Pとの間でスリップ等が生じない安定した搬送を行うことができる。
次に、図3、図5(D)に示されるように、カム18が更にC方向に回転すると、図4(D)に示されるように、駆動歯32Aと従動歯36Aが噛合い、従動ギア36が矢印C方向に回転する。これにより、図5(D)で示されるように、フィードロール10は、矢印C方向に回転し、シート材Pを搬送して搬送ロール68(図7参照)に受け渡す。
次に、図5(E)に示されるように、カム18が更にC方向に回転すると、カム18と底板14が当接し、カム18はコイルスプリング16の付勢力に対抗して底板14を下方へ移動させ、底板14に載置された最上部のシート材Pをフィードロール10から離間させる。この状態では、図4(E)に示されるように、駆動ギア32と従動ギア36は、従動回転している。
次に、図5(A)に示されるように、カム18は一回転して、底板14を底板14の最下位置に付勢して停止し、さらに、フィードロール10も一回転して、フィードロール10に設けられた湾曲した用紙搬送面10Aは上方を向いて停止する。また、図4(A)に示されるように、駆動ギア32及び従動ギア36は、回転開始時の位置に復帰する。
このように、カム18が一回転するとフィードロール10も一回転し、カム18とフィードロール10が同時に回転開始時の位置に復帰するため、モータ26を駆動させ続けることで連続したシート材Pの搬送が可能となる。
また、従来、フィードロールとカムの回転開始タイミングを変えるためには、フィードロールのシャフトとカムのシャフトを夫々設けなければならなかったが、本願発明では、カム18が固定させるシャフト20と、フィードロール10が支持されるシャフト20を同一シャフト20とすることで、給紙装置74及び画像形成装置100を小型化することができる。
また、フィードロール10の回転開始動作をカム18の回転開始動作より遅らせることで、カム18の外形形状を図6の斜線で示すように膨らませることができ、これにより、底板14の上昇速度を遅くすることで、底板14に載置されたシート材Pとコロ38とが当接する時に発生する打音を低減することができる。
次に本発明の給紙装置74が採用された画像形成装置100の第2実施形態を図8〜図10に従って説明する。
なお、第1実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
図8に示されるように、この実施形態では第1実施形態のように、連結ギア28と軸ギア22とは噛合っておらず、それに替えて、連結ギア28は、シャフト20に固定された第2軸ギア40に噛合って従動回転する構成となっている。
さらに、上流ギア24と従動回転する軸ギア22の回転軸には、シャフト20と軸ギア22の連結を解除する電磁クラッチ42が設けられている。
この構成により、シート材Pを搬送する場合は、電磁クラッチ42でシャフト20と軸ギア22を連結させ、モータ26を駆動させる。これにより、図9に示されるように、カム18が回転し、底板14が上昇する。さらに、図10に示されるように、駆動ギア32と従動ギア36が従動回転し、フィードロール10が回転し始め、底板14に載置されたシート材Pを搬送する。
また、シート材Pの搬送を停止する場合は、モータ26を停止されること無く、電磁クラッチ42でシャフト20と軸ギア22の連結を解除することでシート材Pの搬送を停止することができる。このため、モータ26の駆動制御が簡単になる。
次に本発明の給紙装置74が採用された画像形成装置100の第3実施形態を図11に従って説明する。
なお、第1実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
図11に示されるように、この実施形態では第1実施形態と違い、駆動ギア44は、連結軸部材30の回転力が伝達される本体ギア部46と、連結軸部材30に回動可能に設けられる可動ギア部48と、可動ギア部48を一の方向に付勢するスプリング50で構成されている。また、従動ギア90には、全周に渡って従動歯90Aが設けられている。
詳細には、本体ギア部46は、円形状から扇状に一部が抜き取られたギアであって、可動ギア部48は、本体ギア部46の扇状に抜き取られた範囲内で回動可能に設けられている。さらに、スプリング50は、本体ギア部46の扇状に抜き取られた一端に可動ギア部48を付勢するようになっている。
この構成により、図11(A)に示されるように、モータの回転開始時には、駆動ギア44の本体ギア部46の本体ギア歯46Aは、従動ギア90の従動歯90Aと噛合っておらず、従動歯90Aは、可動ギア部48の可動ギア歯48Aと噛合っている。
モータを回転させると、図11(B)に示されるように、本体ギア部46は、矢印J方向へ回転し始める。しかし、可動ギア部48は従動ギア90と噛合っているため、可動ギア48には摺動抵抗が発生しており、従動ギア90は停止状態で保持され、スプリング50が伸びる。
次に、図11(C)に示されるように、可動ギア部48が、本体ギア部46の扇状に抜き取られた他端に当接し、可動ギア部48が矢印J方向に回転し始め、これによって、従動ギア90が矢印K方向に回転し始める。
次に、図11(D)に示されるように、回転する従動ギア90の従動歯90Aと本体ギア部46の本体ギア歯46Aが噛合って、更に、従動ギア90は矢印K方向に回転する。ここで、従動ギア90と噛合わなくなった可動ギア部48は、スプリング50の付勢力で矢印M方向に移動して本体ギア部46の扇状に抜き取られた一端に当接し停止する。
さらに、図11(E)に示されるように、本体ギア部46と従動ギア90は従動回転し、図11(A)に示されるように、駆動ギア44及び従動ギア90は、一回転して回転開始時の位置に復帰する。
このように、従動ギア90の回転開始動作を駆動ギア44の回転開始動作より遅らせることができる。
本発明の第1実施形態に係る給紙装置を示し、回転を開始する位置にあるカム及びフィードロール等を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る給紙装置を示し、カムが回転し始めた状態を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る給紙装置を示し、フィードロールが回転し始めた状態を示した斜視図である。 (A)(B)(C)(D)(E)本発明の第1実施形態に係る給紙装置の駆動ギアと従動ギアの回転状態を示した側面図である。 (A)(B)(C)(D)(E)本発明の第1実施形態に係る給紙装置のカムとフィードロールの回転状態を示した側面図である。 本発明の第1実施形態に係る給紙装置のカムとフィードロールを示した側面図である。 本発明の第1実施形態に係る給紙装置が採用された画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第2実施形態に係る給紙装置を示し、回転を開始する位置にあるカム及びフィードロール等を示した斜視図である。 本発明の第2実施形態に係る給紙装置を示し、カムが回転し始めた状態を示した斜視図である。 本発明の第2実施形態に係る給紙装置を示し、フィードロールが回転し始めた状態を示した斜視図である。 (A)(B)(C)(D)(E)本発明の第3実施形態に係る給紙装置の駆動ギアと従動ギアの回転状態を示した側面図である。
符号の説明
10 フィードロール
14 底板
18 カム
20 シャフト
22 軸ギア
24 上流ギア
26 モータ(駆動源)
28 連結ギア
30 連結軸部材
32 駆動ギア
34 フィード軸(連結部材)
36 従動ギア
40 軸ギア
42 電磁クラッチ
44 駆動ギア
90 従動ギア

Claims (5)

  1. 回転力が伝達されるシャフトと、
    前記シャフトに固定されると共に、記録媒体が載置される底板を前記シャフトの回転に応じて上下動させるカムと、
    前記シャフトに回転可能に支持され、前記底板に載置された記録媒体を搬送するフィードロールと、
    前記カムの回転開始動作より遅れて前記シャフトの回転力を前記フィードロールに伝達する遅延伝達手段と、
    を備えることを特徴とする給紙装置。
  2. 前記カムが一回転し終るタイミングと、前記フィードロールが一回転し終るタイミングが同じであることを特徴とする請求項1記載の給紙装置。
  3. 前記遅延伝達手段は、駆動源の回転力を前記シャフトに伝達する駆動力伝達機構と、
    前記駆動力伝達機構から伝達された回転力を前記シャフトの回転より遅れて前記フィードロールに伝達する遅延伝達機構と、で構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の給紙装置。
  4. 前記駆動力伝達機構は、前記駆動源の回転力で回転する上流ギアと、前記上流ギアと従動回転し、前記シャフトを回転させる軸ギアと、を備え、
    前記遅延伝達機構は、前記軸ギアと従動回転する連結ギアと、前記連結ギアの回転軸を構成する連結軸部材と、前記連結軸部材に固定され、外周の一部に駆動歯が設けられる駆動ギアと、前記シャフトに回転可能に支持され、前記駆動歯と噛合って前記駆動ギアと従動回転する従動ギアと、前記従動ギアと前記フィードロールを連結する連結部材と、
    を備えることを特徴とする請求項3記載の給紙装置。
  5. 請求項1乃至4何れか1項に記載の給紙装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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