JP2009012925A - シート材供給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メカ的構成を採用しつつシート材の供給性能の低下を抑制することが可能なシート材供給装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】シート材供給装置４ＨＡ，シート材３が積載され上下動可能に設けられた積載部１１と、カム６７と、その回転に応じて積載部１１を上昇させる作動状態と停止状態とを交互に繰り返す上昇機構６０と、積載部１１上のシート材３が第１高さＸ１に達したことを検出する検出手段７５と、積載部１１上のシート材３が第１高さＸ１に達していない場合はカム６７を回転駆動し、積載部１１上のシート材３が第１高さＸ１に達した場合に上昇機構６０を停止状態にさせる回転位置でカム６７の回転駆動を停止する制御手段６０と、を備える。
【選択図】図８Ａ

Description

本発明は、シート材供給装置及び画像形成装置に関し、特にシート材が積載される積載部の上昇駆動制御に関する。

たとえば画像形成装置のなかには、シート材が積載される積載部と、その積載部を上昇させる上昇機構と、積載部が所定の高さに達したことを検出する検出手段とを備えたものがある。なお、上記所定の高さとは積載部に積載されたシート材を装置本体内の搬送路に供給可能な高さという。
ところで、従来から上昇機構による上昇動作の入り切りを、カムなどによるメカ制御によって行う構成がある（特許文献１参照）。具体的には、この従来の構成は、カムと、そのカムの回転位置を制御する制御手段とを備える。制御手段は、積載部が上記所定の高さに達する前までは上記上昇動作を「入り」にする第１回転位置にカムを維持し、積載部が所定の高さに達したときに上記上昇動作を「切り」にする第２回転位置にカムを回転駆動する。
特開２００６−１５１６５５公報

ところで、上記従来の構成では、積載部が所定の高さに達してもカムが第１回転位置から第２回転位置に達するまでは上昇動作が継続されてしまう。しかし、このようにカムが第１回転位置から第２回転位置に達するまでのタイムラグ（以下、「第１タイムラグ」という）は、カム機構などのメカ構成によって上昇機構の上昇動作を入り切りする上記構成を採用する以上避けられない。
ところが、上記従来の構成では、上記メカ的なラグだけでなく、積載部が所定の高さに達したことが検出された時点から実際に第２回転位置へのカムの回転駆動が始まるまでに更にタイムラグ（以下、「第２タイムラグ」という）があった。従って、積載部が所定の高さに達してもさらに上昇動作が継続されてしまい、シート材の供給性能が低下してしまうおそれがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、メカ的構成を採用しつつシート材の供給性能の低下を抑制することが可能なシート材供給装置及び画像形成装置を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、第１の発明に係るシート材供給装置は、シート材が積載され上下動可能に設けられた積載部と、前記積載部を上昇させる作動状態と、その上昇を停止させる停止状態とに切り替わる上昇機構と、回転駆動されることで前記上昇機構を前記作動状態にさせる第１回転位置と前記停止状態にさせる第２回転位置とに交互になるカムと、前記積載部上のシート材と当接して変位する当接部を有し当該当接部の変位に伴いシート材が第１高さに達したことを検出する検出手段と、前記積載部上のシート材が前記第１高さに達したことが前記検出手段で検出される前は前記カムを回転駆動し、前記検出手段で前記積載部シート材が前記第１高さに達したことが検出された場合に前記上昇機構を前記停止状態にさせる回転位置で当該カムの回転駆動を停止する制御手段と、を備える。
本発明によれば、積載部上のシート材（例えば最上位のシート材）が第１高さに達する前までは上昇機構は作動状態と停止状態とを交互に繰り返し、これにより積載部は断続的に上昇する。そして、積載部上のシート材が第１高さに達した場合に上昇機構を停止状態にさせる回転位置でカムが停止する。
ここで、本発明においても、従来の構成と同様に、積載部上のシート材が第１高さに達しても、カムが第１回転位置から第２回転位置に達するまでの第１タイムラグは生じ得る。しかし、本発明では、積載部上のシート材が第１高さに達する前から既にカムは回転駆動されているから、当該シート材が第１高さに達した時点から長くても第１タイムラグ分で上昇機構は停止する。従って、積載部上のシート材が第１高さに達したことが検出された時点から第２回転位置へとカムを回転駆動させる開始タイミングまでの第２タイムラグはなく、上記従来の構成に比べてシート材の供給性能の低下を抑制できる。

第２の発明は、第１の発明のシート材供給装置であって、前記検出手段は、前記第１高さ、及び、前記積載部上のシート材が前記第１高さにより低い第２高さに達したことを検出する構成とされ、前記制御手段は、前記積載部上のシート材が前記第２高さに達したことが前記検出手段で検出される前までは前記上昇機構を前記作動状態にさせる回転位置で前記カムの回転駆動を停止する。
上昇機構が作動状態と停止状態とを交互に繰り返すことによる断続的な上昇は、上昇機構を作動状態に維持することによる連続的な上昇に比べて上昇速度が遅い。そこで、本発明では、積載部上のシート材が第２高さに達する前までは上記連続的な上昇を行い、積載部が第２高さ以上になった場合に上記断続的な上昇に切り替える構成とした。これにより、積載部を第２高さに到達するまでの上昇速度を速くすることができる。

第３の発明は、第１または第２の発明のシート材供給装置であって、前記制御手段は、前記カムと一体的に回転し歯がない部分を有する欠け歯ギアと、回転駆動される駆動ギアと、前記欠け歯ギアの歯がない部分が前記駆動ギアに対向する位置で当該欠け歯ギアを係合する係合位置及びその係合を解除する解除位置の間で変位する第１係合部材と、前記第１係合部材による係合が解除された場合に前記欠け歯ギアの歯がある部分が前記駆動ギアに噛み合う位置まで前記欠け歯ギアを強制的に回転させる強制回転手段とを備え、前記第１係合部材は、前記積載部上のシート材が前記第１高さよりも低い第２高さに達したことが前記検出手段によって検出された場合に前記解除位置から前記係合位置に変位する構成である。
本発明によれば、メカ構成によって制御手段の制御を実現できる。

第４の発明は、第３の発明のシート材供給装置であって、前記検出手段は、前記第１高さ、及び、前記積載部上のシート材が前記第１高さにより低い第２高さに達したことを検出する構成とされ、前記制御手段は、前記欠け歯ギアの歯がない部分が前記駆動ギアに対向する位置で当該欠け歯ギアを係合する係合位置及びその係合を解除する解除位置の間で変位する第２係合部材を備え、前記第２係合部材は、前記積載部上のシート材が前記第２高さに達したことが前記検出手段で検出された場合に前記係合位置から前記解除位置に変位する構成である。
本発明によれば、メカ構成によって制御手段の制御を実現できる。

第５の発明は、第４の発明のシート材供給装置であって、前記第１係合部材及び前記第２係合部材は同軸上において一体的に変位する構成である。
本発明によれば、第１係合部材及び第２係合部材が同軸上において一体的に変位する構成であるから、別々の軸上で変位する構成に比べて両係合部材のカムに対する位置合わせを行い易いというメリットがある。

第６の発明に係る画像形成装置は、第１〜第５のいずれか１つの発明のシート材供給装置と、このシート材供給装置から供給されたシート材に画像を形成する画像形成手段と、を備える。
本発明によれば、画像形成装置において上記各発明の効果を得ることができる。

本発明によれば、メカ的構成を採用しつつシート材の供給性能の低下を抑制する。

次に本発明の一実施形態を図１〜図１５を参照して説明する。なお、各図で白抜き矢印は給紙ローラ９や各ギア等が移動或いは回転している方向を示す。
（本実施形態の全体構成）
図１は本実施形態のレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ１」という 画像形成装置の一例）を示す要部側断面図である。図２は収納カセット６の斜視図である。図３〜図５は押圧板１１の上昇過程の各段階を示した斜視図である。

プリンタ１は、本体ケーシング２と、その本体ケーシング２内に収容される、用紙３（シート材の一例）を給紙するためのフィーダ部４（シート材供給装置の一例）や、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５（画像形成手段の一例）などを備えている。

１．フィーダ部
フィーダ部４は、本体ケーシング２内の底部に設けられ、引き出し可能に装着されている収納カセット６を備える。以下の説明では、この収納カセット６が引き出される側をプリンタ１の前側、前面とする。フィーダ部４は、更に、収納カセット６の前端部の上方に設けられる分離ローラ７および分離パッド８と、分離ローラ７の後側（分離パッド８に対して用紙３の搬送方向上流側）に設けられる給紙ローラ９（送出ローラ、当接部の一例）とを備えている。

分離ローラ７および分離パッド８よりも下流側の搬送経路はＵ字状に後側へ折り返され、その更に搬送方向下流側に１対のローラからなるレジストレーションローラ１０を備えている。

図１，２に示すように、収納カセット６の内部には、用紙３を積層状に載置可能な押圧板１１（積載部の一例）が備えられている。この押圧板１１は、後端部の支持部１１Ａにおいて揺動可能に支持されることによって、前端部１１Ｂが下方に配置され、収納カセット６の底板１２に沿う載置位置（図１から図３に示した状態）と、前端部１１Ｂが上方に配置され、傾斜する供給位置（図５に示すように押圧板１１上に載置された最上位の用紙３に給紙ローラ９が当接し、この給紙ローラ９が回転することで給紙が可能となる位置）との間で揺動可能とされている。

また、収納カセット６の前端部には、押圧板１１の前端部１１Ｂを上方に持ち上げるためのレバー１３が設けられている。このレバー１３は、押圧板１１の前端部１１Ｂ下方位置において、後端部１３Ａが回転可能に支持され、前端部１３Ｂが収納カセット６の底板１２に伏した伏臥姿勢（図１から図３に示した状態）と、前端部１３Ｂが押圧板１１を持ち上げた傾斜姿勢（図５に示した状態）との間で揺動可能となっている。そして、レバー１３の後端部１３Ａに図中時計回りの回転駆動力が入力されると、レバー１３が後端部１３Ａを支点として回転し、レバー１３の前端部が押圧板１１の前端部を持ち上げ、押圧板１１を供給位置に上昇させる。なお、上記レバー１３の端部には、図２に示すように扇形のギア４３が固定されており、このギア４３は、ギア４４を介して図示しない駆動源からの駆動が入力される連結ギア４５にギア連結されている。

押圧板１１が供給位置に位置すると、押圧板１１上にある最上位の用紙３は、給紙ローラ９に押圧され、給紙ローラ９の回転によって、分離ローラ７と分離パッド８との間の分離位置に向けて給紙が開始される。

一方、収納カセット６がフィーダ部４から引き出されると、図示しない駆動源と連結ギア４５との連結が解除され押圧板１１は、その自重によって、前端部１１Ｂが下方に移動して載置位置に位置し、ユーザが押圧板１１上に用紙３を積層状に載置することができる。なお、上記分離パッド８、押圧板１１及びレバー１３は収納カセット６に設けられ、給紙ローラ９、分離ローラ７、レジストレーションローラ１０は本体ケーシング２に設けられている。また、フィーダ部４のうち収納カセット６を除いた部分がシート供給装置（フィーダ部４）の装置本体の一例である。

給紙ローラ９によって分離位置に向けて送り出された用紙３は、分離ローラ７の回転によって、分離ローラ７と分離パッド８との間の分離位置で挟まれたときに、１枚ごとに捌かれて給紙される。給紙された用紙３は、上記Ｕ字状の搬送経路に沿って折り返されてレジストレーションローラ１０に搬送される。なお、この用紙３の給紙方向が「シート材の搬送方向」の一例である。

レジストレーションローラ１０は、用紙３を、レジスト後に、後述する感光ドラム２９と転写ローラ３２との間であって、感光ドラム２９上のトナー像を用紙３に転写する転写位置に搬送する。

２．画像形成部
画像形成部５は、スキャナ部１９、プロセスカートリッジ２０、定着部２１などを備えている。
スキャナ部１９は、本体ケーシング２内の上部に設けられている。レーザ光源（図示せず）は画像データに基づくレーザビームを出射し、そのレーザビームは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー２２で偏向されて、ｆθレンズ２３を通過した後、反射鏡２４によって光路が折り返され、さらにレンズ２５を通過した後、反射鏡２６によってさらに光路が下方に屈曲されることにより、プロセスカートリッジ２０の後述する感光ドラム２９の表面上に照射される。

プロセスカートリッジ２０は、スキャナ部１９の下方に設けられ、筐体内に、感光ドラム２９、スコロトロン型の帯電器３０、現像カートリッジ３１、転写ローラ３２を備えている。現像カートリッジ３１内には、トナー収容室３９、トナー供給ローラ４０、現像ローラ４１等が設けられている。

トナー収容室３９から送出されたトナーは、トナー供給ローラ４０の回転により、現像ローラ４１に供給され、このとき、トナー供給ローラ４０と現像ローラ４１との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ４１上に供給されたトナーは一定厚さの薄層として現像ローラ４１上に担持される。

感光ドラム２９の表面は、その感光ドラム２９の回転に伴って、まず、帯電器３０により一様に正帯電された後、スキャナ部１９からのレーザビームの高速走査により露光され、用紙３に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ４１の回転により、現像ローラ４１上に担持されているトナーが、感光ドラム２９に対向して接触するときに、感光ドラム２９の表面上に形成されている静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム２９の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光ドラム２９の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム２９の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。

その後、感光ドラム２９の表面上に担持されたトナー像は、図１に示すように、レジストレーションローラ１０によって搬送されてくる用紙３が、感光ドラム２９と転写ローラ３２との間の転写位置を通る間に、転写ローラ３２に印加される転写バイアスによって、用紙３に転写される。トナー像が転写された用紙３は、定着部２１に搬送される。定着部２１では、転写位置において用紙３上に転写されたトナーを、用紙３が加熱ローラ３３と加圧ローラ３４との間を通過する間に熱定着させる。トナーが定着した用紙３は、本体ケーシング２の上面に向かって上下方向に延びた排紙パス３５に搬送される。排紙パス３５に搬送された用紙３は、その上側に設けられる排紙ローラ３６によって、本体ケーシング２の上面に形成された排紙トレイ３７上に排紙される。

（給紙ローラ及び分離ローラの構成）
図６はギア機構部分を前側から見た斜視図であり、図７はギア機構部分を後側から見た斜視図である。

図６に示すように、給紙ローラ９及び分離ローラ７はプリンタ１の前後方向に並んだ状態で軸受け部材５０に設けられている。具体的には、給紙ローラ９及び分離ローラ７は左右方向に沿った回転軸体５１，５２を介して軸受け部材５０にそれぞれ軸受けされている。分離ローラ７の回転軸体５２の一方の端部側は、軸受け部材５０の一方（図６で紙面左下方向）の側壁部５０Ａを貫き、その先端部に分離ローラギア５３が回転軸体５２と一体的に回転できるように設けられている。そして、この分離ローラギア５３が、後述するギア機構６０からの駆動力を受けることで回転軸体５２が回転し、これに伴って分離ローラ７が一体的に回動する。

また、軸受け部材５０は、分離ローラ７の回転軸体５２を中心に給紙ローラ９側が揺動するようになっている（図１の白抜き矢印方向）。上記レバー１３の回動により押圧板１１が上昇駆動すると、給紙ローラ９は、この押圧板１１に積載された用紙群の最上位の用紙３表面が下方から接触して上方に揺動される。

なお、給紙ローラ９及び分離ローラ７の同軸上には、各回転軸体５１，５２それぞれと一体的に回転するギア５４，５５が設けられ、これらのギア５４，５５が連結ギア５６を介してギア連結されている。これにより、分離ローラ７が回動するのに伴って給紙ローラ９が従属的に回動する。

図６に示すように、上記回転軸体５２の後方（同図では紙面左上方向）には、当該回転軸体５２と平行をなし、略中央位置５７Ａが回転可能に支持されたアーム部材５７が設けられている。そして、アーム部材５７（リンク機構の一例）は、この一方の端部５７Ｂに設けられた穴が、軸受け部材５０のうち給紙ローラ９が設けられた揺動端側に突設された突起５０Ｂに係合され、他方の端部５７Ｃがギア機構６０に係合されている。このアーム部材５７、給紙ローラ９及び軸受け部材５０が「検出手段」の一例を構成する。

（ギア機構の構成）
ギア機構６０（上昇機構の一部、制御手段）は、本体ケーシング２側に設けられた駆動モータ（図示せず）からの駆動力を受けて回転する複数のギアを備え、主として、押圧板１１の上昇動作の制御や、分離ローラ７の回転駆動を行う。

具体的には、ギア機構６０は、上記分離ローラギア５３（図６のみ図示）、第１係合レバー６１（第１係合部材の一例）、第２係合レバー６２（第２係合部材の一例）、カムギア６３、差動ギア６４（駆動ギアの一例），６５等を備える。

第１係合レバー６１及び第２係合レバー６２は、左右方向に並んで配置され、且つ、左右方向に沿った同一の回転軸６６を中心に揺動可能に設けられている。そして、第１係合レバー６１及び第２係合レバー６２は、いずれも後端部側に係止爪６１Ａ，６２Ａが形成されるとともに、前端部側が腕部６１Ｂ，６２Ｂを備え、腕部６１Ｂ、６２Ｂによって上記アーム部材５７の端部５７Ｃを挟み込むように掛けられている。これにより、上記アーム部材５７の端部５７Ｃの揺動に応じて、腕部６１Ｂ，６２Ｂが掛かって動くことにより第１係合レバー６１及び第２係合レバー６２の係合爪６１Ａ，６２Ａ側も揺動する。

カムギア６３は、カム６７と欠け歯ギア６８とが同軸上に一体形成されたものである。カム６７は全周のうち例えば約４分の１の部分が他の部分よりも径小となった形状をなす（例えば図８Ａ参照）。また、カム６７の外周には上記第１係合レバー６１の係合爪６１Ａと係合可能な第１被係合部７１、及び、上記第２係合レバー６２の係合爪６２Ａと係合可能な第２被係合部７２がそれぞれ形成されている。なお、第１被係合部７１と第２係合レバー６２とは、上記第１係合レバー６１及び第２係合レバー６２の位置関係に対応して左右方向においてずれた位置に設けられている。

例えば図８Ｃに示すように、欠け歯ギア６８は全周のうち例えば約４分の１が歯の無い欠け歯部６８Ａが設けられている。また、バネ６９（強制回転手段の一例）は下端部が本体ケーシング２側に固定され、自由端６９Ｂが欠け歯ギア６８のうち回転中心から外れた箇所に軸方向に突設された突起６８Ｂに引っ掛けられて連結されている。欠け歯ギア６８の近傍には、図示しないメインモータからの駆動力を受けて回転する差動ギア６４が設けられている。欠け歯ギア６８は、歯の有る部分が差動ギア６４に噛みあうことで回転駆動し、欠け歯部６８Ａが差動ギア６４に対向するようになると駆動が解除され回転駆動を停止する。

例えば図８Ａに示すように、カムギア６３の後方には、押圧板１１の上昇動作の駆動の入り切りを行うための切替傾動部材７５が設けられている。この切替傾動部材７５は、中心部分が左右方向に沿った回転軸７５Ｃによって軸支されて傾動可能となっており、前端部７５Ａが上記カム６７の外周面に当接可能とされ、後端部の先端には係止爪７５Ｂが一体的に設けられている。また、バネ７６は前端部７６Ａが本体ケーシング２側に固定され、自由端７６Ｂが切替傾動部材７５の下端部に連結されている。これにより、切替傾動部材７５はバネ７６によって図８Ａの紙面時計周りに付勢される。

差動ギア６５は、係止ギア８０、入力ギア８１及び出力ギア８２を備える。係止ギア８０は切替傾動部材７５の係止爪７５Ｂが係止可能な位置に配置されている。入力ギア８１は上記メインモータからの駆動力を受けて常に回転駆動する。出力ギア８２は、上記係止ギア８０が切替傾動部材７５の係止爪７５Ｂによって係止される前までは空回り状態になっているのに対し、係止ギア８０が係止爪７５Ｂによって係止されることを条件に上記入力ギア８１に連動して回転駆動する。この出力ギア８２は、複数のギア８３〜８５を介して本体側の連結ギア８６にギア連結されている。この連結ギア８６は、収納カセット６をフィーダ部４に挿入して装着した状態（図１に示す状態）で収納カセット６側の連結ギア４５とギア連結する位置に設けられている。一方、収納カセット６をフィーダ部４から引き出すと、上記連結ギア４５，８６同士のギア連結が解除されるため、上述したように、押圧板１１は、その自重によって、前端部１１Ｂが下方に移動して載置位置に移動することになる。

以上により、レバー１３、ギア４３〜４５及び複数のギア８３〜８５が「上昇機構」の一例を構成している。また、差動ギア６４，６５、欠け歯ギア６８、切替傾動部材７５、バネ６９，７６によって「制御手段」の一例が構成されている。

（ギア機構の動作）
次に、ギア機構６０の動作を図８Ａ、８Ｂ、８Ｃから図１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを参照して説明する。各図Ａはギア機構６０の一部分の左側面図であり、各図Ｂはギア機構６０の一部分を後方から見た図であり、各図Ｃはギア機構６０の一部分の右側面図である。

１．連続上昇モード
ギア機構６０は、給紙ローラ９が最下位置Ｏから第２解除位置Ｘ２（第２高さの一例）に達する前までは押圧板１１を連続的に上昇させる。

上述したように、例えば収納カセット６をフィーダ部４から引き出すと、押圧板１１は自重によって載置位置に移動する。このとき、給紙ローラ９（アーム部材５７の端部５７Ｂ 厳密には給紙ローラ９の下面）は図８Ｂに示すように最下位置Ｏに移動する。これによりアーム部材５７はシーソーのように傾きその端部５７Ｃは、逆に最上位の位置に移動する。その後、例えば用紙３を補給した後に収納カセット６をフィーダ部４に挿入して再装着する（図３参照）と、ギア機構６０は図８Ａ及び図８Ｃに示す状態になる。端部５７Ｃが上に移動することによって第１係合レバー６１の係合爪６１Ａはカムギア６３の第１被係合部７１から離間した位置（解除位置の一例）にあり、第２係合レバー６２の係合爪６２Ａはカムギア６３の第２被係合部７２に係合しており（係合位置の一例）、これによりカムギア６３はバネ６９の付勢力に抗して回転が静止される。このとき、欠け歯ギア６８は、歯の無い部分が差動ギア６４に対向しておりその差動ギア６４からの駆動力を受けない。

また、切替傾動部材７５は、前端部７５Ａがカム６７の径小部内にあるため、バネ７６の付勢力によって係止爪７５Ｂが係止ギア８０に引っかかる。これにより、差動ギア６５の機構上の特性から係止ギア８０が止まっている間出力ギア８２が回転駆動し、押圧板１１を上昇させる作動状態となる（この図８，９等に示すカム６７の回転位置が「第１回転位置」の一例である）。そして、ギア機構６０は、図９に示すように給紙ローラ９が最下位置Ｏから第２解除位置Ｘ２に達する前まで上記作動状態を維持する。つまり、この間、差動ギア６５の出力ギア８２は常時回転駆動しているため、押圧板１１は連続的に上昇する。

具体的には、押圧板１１がある程度の高さまで上昇すると、押圧板１１上に積載された用紙群のうち最上位の用紙３が給紙ローラ９に当接し、これにより、給紙ローラ９が最下位置Ｏから押圧板１１の上昇とともに押し上げられて上昇し始める（図５参照）。給紙ローラ９が上昇すると、アーム部材５７の端部５７ｃは逆に下がり始め、端部５７Ｃを挟み込んで配されている第１係合レバー６１と第２係合レバー６２を動かす。そして、給紙ローラ９が第２解除位置Ｘ２に達したとき（図９Ｂ参照）に、図９Ａに示すように、第２係合レバー６２が第２被係合部７２から外れる。

２．断続上昇モード
次に、第２係合レバー６２が第２被係合部７２から外れると、ギア機構６０の動作は連続上昇モードから断続上昇モードに移行する。具体的には、カムギア６３はバネ６９の付勢力によって強制的に図９Ｃの紙面反時計回り方向に回転し、図１０Ｃに示すように、カムギア６３の欠け歯ギア６８の歯の有る部分が差動ギア６４と噛み合う。これにより、カムギア６３は差動ギア６４からの駆動力により図１０Ｃの紙面反時計回り方向に回転駆動される。但し、このとき、切替傾動部材７５の前端部７５Ａは未だカム６７の径小部内にあるため上記作動状態は継続しており（図１０Ａ参照）、給紙ローラ９は更に上昇する（図１０Ｂ参照）。

その後、カムギア６３が更に回転すると、切替傾動部材７５の前端部７５Ａがカム６７の径大部に乗り上がるため、切替傾動部材７５はバネ７６の付勢力に抗して図１０Ａの紙面反時計回り方向に回転し、係止爪７５Ｂが係止ギア８０から離れる。これにより、差動ギア６５の機構上の特性から係止ギア８０が回転したまま出力ギア８２への動力伝達が止まる。よってギア機構６０は上記作動状態から押圧板１１の上昇を停止する停止状態に切り替わる。

ここで、第２係合レバー６２は、給紙ローラ９が第２解除位置Ｘ２以上の高さでは常にカム６７から待避した位置にあり、第２被係合部７２に係合することはない。従って、給紙ローラ９が第２解除位置Ｘ２以上の高さにあるときには、第１係合レバー６１と第１被係合部７１とが係合しない限り、カムギア６３は差動ギア６４からの駆動力と、バネ６９による付勢力とを交互に受けて回転し続ける。これにより、ギア機構６０が上記作動状態と上記停止状態とを交互に繰り返すため、押圧板１１が断続的に上昇することになる。

そして、図１１Ｂに示すように、給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１（第１高さの一例）に達すると、第１係合レバー６１がカム６７に当接して第１被係合部７１を待ち構える（係合位置の一例）。このため、図１１Ａに示すように、第１係合レバー６１と第１被係合部７１とが係合し、カムギア６３はバネ６９の付勢力に抗して静止する（この図１１に示すカム６７の回転位置が「第２回転位置」の一例である。）。このとき、切替傾動部材７５の前端部７５Ａはカム６７の径大部に乗り上がっているため、押圧板１１の上昇は停止している。また、図１１Ｃに示すように、欠け歯ギア６８は、歯の無い部分が差動ギア６４に対向しておりその差動ギア６４からの駆動力を受けない。なお、このとき、給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１に達した時点からカム６７が上記第２回転位置に達するまでの上記第１タイムラグは本実施形態でも生じ得る。

ギア機構６０が図１１の状態になると、押圧板１１が上記供給位置となり、給紙可能となる。そして、図示しないＣＰＵからの給紙指令に基づき給紙ローラ９が回転し用紙３の給紙及び画像形成部５の印刷が実行される。その後、給紙動作が繰り返され、押圧板１１上から用紙３が例えば約１０枚程度減少すると、図１２Ｂに示すように、給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１と第２解除位置Ｘ２との間の位置まで落ち込む。そうすると、図１２Ａに示すように、第１係合レバー６１の係合爪６１Ａ及び第２係合レバー６２の係合爪６２Ａが同図紙面時計回り方向にやや回転し、第１係合レバー６１が第１被係合部７１から外れる。但し、このとき、第２係合レバー６２は未だカム６７から待避した位置にあり、第２被係合部７２に係合することはない。従って、ギア機構６０は再び作動状態と停止状態とを交互に繰り返す断続的な上昇動作を開始する（図１０に示す状態）。以下、ギア機構６０は図１０から図１２に示す状態に変位する動作（断続上昇モード）を繰り返し実行する。なお、フィーダ部４から収納カセット６が引き出された後に再び装着されると、ギア機構６０は図９に示す状態になり、上記連続上昇モードから再開する。

（動作のまとめ）
時間に対する本発明の当接部の一例である給紙ローラ９の位置関係を図１３〜図１５を用いて説明する。図１３、１４は、収納カセット６の挿入時と給紙により用紙３の減少時とのカムギア６３、第１係合レバー６１および第２係合レバー６２の動作を説明するためのギア機構の概略側面図であり、紙面左側には本実施形態の動作が示されており、紙面右側には比較例（上記第２タイムラグが生じる構成）の動作が示されている。図１５は、時間に対する給紙ローラ９の高さをプロットしたグラフ（実線が本実施形態、一点鎖線が変形例）である。

１．収納カセット挿入時について
（１）本実施形態の動作
本実施形態では、図１３に示すように、収納カセット６の挿入時には、変形例と同様、第２係合レバー６２がカムギア６３の第２被係合部７２と係合した状態となる（図１３（本実施形態の押圧板上昇中）参照）。これによって、ギア機構６０は図８Ａに示すような押圧板１１を上昇させる作動状態となる。

給紙ローラ９の高さは、図１５の時間ｔ０で最下位置Ｏ（図８Ｂ）にあり、そこから時間ｔ１に第２解除位置Ｘ２（図９Ｂ）まで上昇し、ここで第２係合レバー６２と第２被係合部７２の係合が解除されることによってカムギア６３は図１３（本実施形態の第２解除位置Ｘ２到達）参照）に示す紙面時計方向に回転する。このとき第１係合レバー６１はカムギア６３とは接触していないが、カムギア６３の回転に従い徐々にカムギア６３と接触する方向に移動し、給紙ローラ９が第２解除位置Ｘ１（図１１Ｂ）に達したとき（図１５の時間ｔ２ 押圧板上昇の停止指示）に第１係合レバー６１がカムギア６３に接触する（図１３の（本実施形態の第１解除位置Ｘ１到達）参照）。

その後、カムギア６３が第２回転位置に達したときに図１３（本実施形態の押圧板停止）に示すように第１係合レバー６１が第１被係合部７１と係合する。このとき図１５に示すように給紙ローラ９は時間ｔ３に高さＸ３まで押し上げられて停止する。ここで、第１解除位置Ｘ１から高さＸ３までの上昇時間（ｔ２からｔ３）が本実施形態における第１タイムラグである。

（２）変形例の動作
変形例は、本実施形態とは異なり、給紙ローラ９が第２解除位置Ｘ２に達した時点（図１５で時間ｔ１）では第２係合レバー６２と第２被係合部７２との係合は解除されない（図１３の（変形例の第２解除位置Ｘ２到達）参照）。つまり、カムギア６３は第１回転位置のまま保持される。その後、給紙ローラ９が更に上昇して第１解除位置Ｘ１に達したときに（図１５で時間ｔ２）、図１３の（変形例の第１解除位置Ｘ１到達）に示すように、まず第１係合レバー６１がカムギア６３と接触し、その後、時間ｔ３付近で第２係合レバー６２と第２被係合部７２との係合が解除される（図１３の（変形例の第２係合レバー６２の解除）参照）。これにより、ようやくカムギア６３が紙面時計方向に回転し、第２回転位置へと向かう。この時間ｔ２から時間ｔ３までの間が第２タイムラグである。

このように、変形例では、給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１に達したときに第１係合レバー６１がカムギア６３に接触するのを待った上で第２係合レバー６２による係合を解除している。なぜならば、変形例では本実施形態とは異なり、給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１に達した時点でカムギア６３は未だ第２係合レバー６２によって第１回転位置に停止している。このため、押圧板１１の上昇を停止させるためにはまず第２係合レバー６２による係合を解除する必要がある。ここで、仮に第１係合レバー６１がカムギア６３に接触する前に第２係合レバー６２による係合を解除する構成とすると、カムギア６３の第１被係合部７１は、未だカムギア６３から離間した第１係合レバー６１に係合されずに通過してしまい、カムギア６３を第２回転位置に停止させるのが遅れてしまう事態が起こり得る。このような事態を回避するために、変形例では給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１に達したときにまず第１係合レバー６１をカムギア６３に接触させた上でその後に第２係合レバー６２による係合を解除しているのである。そして、カムギア６３、第１係合レバー６１や第２係合レバー６２などの製品ばらつきを考慮して第２タイムラグが設定されている。
そして、この第２タイムラグの経過後に第１タイムラグが生じる。その結果、給紙ローラ９は、図１５に示すように時間ｔ４において高さＸ４まで上がり、押圧板１１が本実施形態に比べて高い位置まで上昇してしまう。

以上のように、変形例では給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１に達した時点から実際に押圧板１１の上昇が停止するまでには第１タイムラグに加えて第２タイムラグがある。これに対して、本実施形態では給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１に達する前から既に第２係合レバー６２と第２被係合部７２との係合が解除されており、カムギア６７が回転駆動されている。従って、本実施形態では押圧板１１が第１解除位置Ｘ１に達した時点で上記第２タイムラグは生じない。しかも、本実施形態によれば、第２係合レバー６２の解除が変形例よりも早めに行われるのでその分押圧板１１の上昇量を変形例に比べて抑えることができる。よって、給紙性能の向上を果たすことができる。

２．給紙による用紙減少時について
（１）本実施形態の動作
図１４（本実施形態の給紙中・押圧板停止中）に示すように、給紙ローラ９による給紙中は、第1係合レバー６１とカムギア６３の第1被係合部７１とが係止しており、給紙ローラ９の高さは図１５の時間ｔ５から時間ｔ６の間のように用紙３の減少とともに低くなってくる。

給紙ローラ９が高さＸ５まで低下した時間ｔ６には、図１４（本実施形態の上昇指示）に示すように第1係合レバー６１の係合が解除され（図１２参照）、カムギア６３は紙面時計方向に回転駆動される。これによって、押圧板１１は断続的に上昇し始め、給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１に達した時点（図１５でｔ７）で第１係合レバー６１がカムギア６３に接触する（図１４の（本実施形態の第１解除位置Ｘ１到達）参照）。その後、カムギア６３が第２回転位置に達したときに図１４（本実施形態の押圧板停止）に示すように第１係合レバー６１が第１被係合部７１と係合する。このとき図１５に示すように給紙ローラ９は時間ｔ８に高さＸ３付近まで押し上げられて停止する。ここで、第１解除位置Ｘ１から高さＸ３までの上昇時間（ｔ７からｔ８）が本実施形態における第１タイムラグである。

（２）変形例の動作
変形例では、給紙ローラ９が高さＸ５まで低下した時間ｔ９には、図１４（変形例の上昇指示）に示すように第２係合レバー６２がカムギア６３に接触し、第1係合レバー６１の係合が解除される。これにより、カムギア６３が第１回転位置に保持されるようになり、押圧板１１が上昇し始める。後は図１３の変形例の第１解除位置到達から押圧板停止までと同様、給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１に達した時点から実際に押圧板１１の上昇が停止するまでには第１タイムラグに加えて第２タイムラグが生じる（図１４の変形例の（第１解除位置到達から押圧板停止）、図１５の時間ｔ１０からｔ１２参照）。

以上のように、本実施形態によれば、給紙による用紙３の減少時も第２タイムラグが生じないため、押圧板１１の上昇量を変形例に比べて抑えることができる。よって、給紙性能の向上を果たすことができる。

（本実施形態の効果）
（１）変形例では、積載部が所定の高さ（本実施形態の第１解除位置Ｘ１に対応）に達してもカムが第１回転位置（上昇機構を作動状態とする回転位置）から第２回転位置（上昇機構を停止状態とする回転位置）に達するまでの間は連続的な上昇動作が継続されてしまう。しかも、積載部の高さをメカ的に検知する構成のため積載部が所定の高さに達したことが検出された時点から実際にカムの回転駆動が始まるまでに第２タイムラグがあった。従って、積載部が所定の高さに達してもさらに上昇動作が継続されてしまい、給紙ローラと用紙との接触圧力が高まり過ぎることにより重送や空送が生じるなどシート材の供給性能が低下してしまうおそれがあった。

これに対して、本実施形態によれば、押圧板１１が第１解除位置Ｘ１に達する前まではギア機構６０は作動状態と停止状態とを交互に繰り返し、これにより押圧板１１は断続的に上昇する（断続上昇モード）。そして、押圧板１１が第１解除位置Ｘ１に達した場合にギア機構６０を停止状態にさせる回転位置（図１１参照）でカム６７が停止する。本実施形態のギア機構６０でも、給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１に達した時点に対して、カム６７がギア機構６０を停止状態とする回転位置（図１１参照）になるのが遅れることがある（第１タイムラグ）。しかし、給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１に達して第１係合レバー６１が第１被係合部７１から外れたとき、第２係合レバー６２は未だカム６７から待避した位置（解除位置の一例）にあり、第２被係合部７２に係合することはない。従って、変形例のような第２タイムラグはなく、給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１に達した時点で即座にカム６７の回転駆動が開始されるため、押圧板１１の上がり過ぎを抑制することができる。しかも押圧板１１を断続的に上昇させる。従って、従来の構成に比べて給紙ローラ９が第１解除位置Ｘ１を大きく超えてしまうことを抑制することができる。

（２）また、断続上昇モードは連続上昇モードに比べて押圧板１１の上昇速度が遅くなる。また、断続上昇モードでは第１係合レバー６１と第１被係合部７１との係合及びその解除を行うときに音を発する。これに対して、連続上昇モードではそのモードの実行中はいずれのレバー６１，６２の係合及び解除は行われない。そこで、本実施形態では、押圧板１１が第２解除位置Ｘ２に達する前までは連続上昇モードを実行し、押圧板１１が第２解除位置Ｘ２以上になった場合に断続上昇モードに切り替える構成とした。これにより、押圧板１１を第２解除位置Ｘ２に到達するまでの上昇速度を速くしつつ騒音を抑制することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、第１係合レバー６１と第２係合レバー６２とが別部材で有ったが、一部材として一体的に揺動する構成であってもよい。

（２）「シート材」には被記録媒体としての用紙３以外に、ＯＨＰシートなどの他、被記録媒体以外のシート材、例えば紙幣などであってもよい。

（３）「シート材供給装置」は、画像形成装置（プリンタ、ファクシミリ装置や、プリンタ機能及びスキャナ機能等を備えた複合機など）の本体に対して着脱可能に装着されるものであっても、着脱不能なものであってもよい。また、上記画像形成装置の本体にシート材を供給するためのものに限らず、例えば紙幣等のシート材をカウントするための装置に設けられるものであってもよい。

（４）上記実施形態においては本発明に係るシート材供給装置をレーザプリンタに適用した場合について説明したが、ＬＥＤを露光装置に用いた方式のプリンタやインクジェット方式のプリンタなど種々の画像形成装置にも適用できる。さらに画像形成装置以外にも紙幣などのシート材を供給するシート材供給装置に本発明を適用することもできる。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタを示す要部側断面図 収納カセットの斜視図 押圧板が載置位置にある状態の上昇機構を示す斜視図 押圧板が載置位置と供給位置との間の位置にある状態の上昇機構を示す斜視図 押圧板が供給位置にある状態の上昇機構を示す斜視図 ギア機構部分を前側から見た斜視図 ギア機構部分を後側から見た斜視図 ギア機構の状態を右から見た図（給紙ローラが最下位置にある時） ギア機構の状態を前から見た図（給紙ローラが最下位置にある時） ギア機構の状態を左から見た図（給紙ローラが最下位置にある時） ギア機構の状態を右から見た図（給紙ローラが第２解除位置にある時） ギア機構の状態を前から見た図（給紙ローラが第２解除位置にある時） ギア機構の状態を左から見た図（給紙ローラが第２解除位置にある時） ギア機構の状態を右から見た図（カムギアと差動ギアとが噛み合った時） ギア機構の状態を前から見た図（カムギアと差動ギアとが噛み合った時） ギア機構の状態を左から見た図（カムギアと差動ギアとが噛み合った時） ギア機構の状態を右から見た図（給紙ローラが第１解除位置にある時） ギア機構の状態を前から見た図（給紙ローラが第１解除位置にある時） ギア機構の状態を左から見た図（給紙ローラが第１解除位置にある時） ギア機構の状態を右から見た図（給紙ローラが第１解除位置と第２解除位置との間にある時） ギア機構の状態を前から見た図（給紙ローラが第１解除位置と第２解除位置との間にある時） ギア機構の状態を左から見た図（給紙ローラが第１解除位置と第２解除位置との間にある時） 収納カセット挿入時におけるギア機構の概略側面図 給紙による用紙減少時におけるギア機構の概略側面図 時間に対する給紙ローラの高さをプロットしたグラフ

符号の説明

１…レーザプリンタ
３…用紙（シート材）
４…フィーダ部（シート材供給装置）
５…画像形成部（画像形成手段）
６…収納カセット
９…給紙ローラ（送出ローラ、当接部）
１１…押圧板（積載部）
５７…アーム部材（リンク機構）
６０…ギア機構（上昇機構の一部、制御手段）
６１…第１係合レバー（第１係合部材）
６２…第２係合レバー（第２係合部材）
６４…差動ギア（駆動ギア）
６７…カム
６８…欠け歯ギア
６９…バネ（強制回転手段）
Ｘ１…第１解除位置（第１高さ）
Ｘ２…第２解除位置（第２高さ）

Claims (6)

1. シート材が積載され上下動可能に設けられた積載部と、
   前記積載部を上昇させる作動状態と、その上昇を停止させる停止状態とに切り替わる上昇機構と、
   回転駆動されることで前記上昇機構を前記作動状態にさせる第１回転位置と前記停止状態にさせる第２回転位置とに交互になるカムと、
   前記積載部上のシート材と当接して変位する当接部を有し当該当接部の変位に伴いシート材が第１高さに達したことを検出する検出手段と、
   前記積載部上のシート材が前記第１高さに違ったことが前記検出手段で検出される前は前記カムを回転駆動し、前記検出手段で前記積載部上のシート材が前記第１高さに達したことが検出された場合に前記上昇機構を前記停止状態にさせる回転位置で当該カムの回転駆動を停止する制御手段と、を備えるシート材供給装置。
2. 請求項１に記載のシート材供給装置であって、
   前記検出手段は、前記第１高さ、及び、前記積載部上のシート材が前記第１高さにより低い第２高さに達したことを検出する構成とされ、
   前記制御手段は、前記積載部上のシート材が前記第２高さに達したことが前記検出手段で検出される前までは前記上昇機構を前記作動状態にさせる回転位置で前記カムの回転駆動を停止する。
3. 請求項１または請求項２に記載のシート材供給装置であって、
   前記制御手段は、前記カムと一体的に回転し歯がない部分を有する欠け歯ギアと、回転駆動される駆動ギアと、前記欠け歯ギアの歯がない部分が前記駆動ギアに対向する位置で当該欠け歯ギアを係合する係合位置及びその係合を解除する解除位置の間で変位する第１係合部材と、前記第１係合部材による係合が解除された場合に前記欠け歯ギアの歯がある部分が前記駆動ギアに噛み合う位置まで前記欠け歯ギアを強制的に回転させる強制回転手段とを備え、前記第１係合部材は、前記積載部上のシート材が前記第１高さよりも低い第２高さに達したことが前記検出手段によって検出された場合に前記解除位置から前記係合位置に変位する構成である。
4. 請求項３に記載のシート材供給装置であって、
   前記検出手段は、前記第１高さ、及び、前記積載部上のシート材が前記第１高さにより低い第２高さに達したことを検出する構成とされ、
   前記制御手段は、前記欠け歯ギアの歯がない部分が前記駆動ギアに対向する位置で当該欠け歯ギアを係合する係合位置及びその係合を解除する解除位置の間で変位する第２係合部材を備え、前記第２係合部材は、前記積載部上のシート材が前記第２高さに達したことが前記検出手段で検出された場合に前記係合位置から前記解除位置に変位する構成である。
5. 請求項４に記載のシート材供給装置であって、
   前記第１係合部材及び前記第２係合部材は同軸上において一体的に変位する構成である。
6. 前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載のシート材供給装置と、このシート材供給装置から供給されたシート材に画像を形成する画像形成手段と、を備える画像形成装置。

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