JP2013147348A - 画像形成装置用の給紙装置、及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】それぞれ駆動源が搭載された複数の給送装置を含む構成において、駆動源を一つ用いて給送動作を行えるようにする。
【解決手段】給送装置１４０は、駆動源５、減速ギヤ６等の駆動伝達手段を備えている。給送装置１３０、１２０は駆動源を備えない。給送装置１３０の揺動ギヤ２７は給送装置１４０のギヤ１５ｂと連結している。給送装置１２０は、給送装置１３０から揺動ギヤ４１を介して搬送ローラ３９を駆動させ得る。記録媒体の給送は、駆動源５の起動後、電磁クラッチ１１と電磁クラッチ１８を連結させ、給紙開始及び画像形成部１５０へ記録媒体を搬送する。給送装置１３０、１２０からの給送の場合も駆動源５を起動し、電磁クラッチを連結し、３段の給送装置すべての搬送ローラ１５、２９、４３を駆動して行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置用の給紙装置、及びこれを用いた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置の給紙装置に、複数の給送装置を搭載しかつ各給送装置に駆動源を搭載する場合、最下段の給送装置から紙等の記録媒体（以下、用紙という）を通紙するとき、段数（給送装置の数）と同数の駆動源を動作させる必要があり、複数の駆動源の作動によって騒音が大きくなる。この点の改良が求められてきた。

特にローエンドの画像形成装置では、ユーザーの近くに設置することが多いため、騒音を抑えたいとのニーズが中高速機に比べて高く、従来、駆動源の騒音遮蔽技術が種々考えられ、提案されている。しかしながら、従来公知の駆動源の騒音遮蔽技術では、複数の給送装置に備えた駆動源の数だけ騒音増加対策が必要になるという問題がある。

特許文献１には、小型化とコストダウンを図る目的で、カセット給紙ローラ軸上にクラッチとアイドルギヤを設け、モータからの駆動力を前記クラッチを介して前記カセット給紙ローラに伝達するとともに、前記アイドルギヤを介して手差し給紙ローラに伝達するようにし、一つの駆動源とクラッチを用いて２つのローラを駆動させることが記載されている。しかし、複数の給紙カセット（給送装置）を重ねて使用する場合において、複数の駆動源が必要となり、それぞれに騒音増加を抑える対策が必要になるという問題は解消できていない。

また、特許文献２には、複数の給送装置に対して一つの駆動源を有し、駆動切替機構を用いて給紙する給送装置に駆動を伝達することが記載されているが、駆動切替機構のために駆動部品を追加する必要があり、コスト増、システムサイズ増へつながってしまう。

そこで本発明においては、給紙装置が複数の給送装置を含む構成において、一つの駆動源を用いて各給送装置から給送動作を行えるようにすることで、複数の給送装置を含む給紙装置、さらにはこの給紙装置を用いた画像形成装置における前記用紙の給送動作の問題を解決することを目的とする。

本発明は、画像形成装置本体の下側に配置して用いる給紙装置であって、少なくとも２以上の給送装置を積み重ねて配設可能であり、前記少なくとも２以上の給送装置のうちの一の給送装置に、駆動源と、該駆動源から駆動伝達手段を介して駆動連結手段にて連結する搬送手段と、該搬送手段から前記駆動伝達手段を介して前記駆動連結手段により連結される給送手段を有し、前記少なくとも２以上の給送装置のうちの他の給送装置には、前記駆動源を備えずに、前記駆動伝達手段を介して前記駆動連結手段にて連結する搬送手段と、該搬送手段から前記駆動伝達手段を介して前記駆動連結手段により連結される給送手段を有し、前記一の給送装置と前記他の給送装置を積み重ねてこれら給送装置すべての前記駆動伝達手段を互いに連結し、各給送装置の前記搬送手段を同時に駆動可能としてなることを特徴とする。

本発明によれば、複数の給送装置を備えていても必要最小限の駆動源で用紙の給送が可能となり、騒音を低減させ得る。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態の中央断面図 本発明に係る給紙装置の実施形態１が備える給送装置の上面図 同じく他の給送装置の上面図 本発明に係る給紙装置の動作を説明するための中央断面図 本発明に係る給紙装置の実施形態２の中央断面図

以下本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本発明は、複数の給送装置のうち、一つの給送装置に駆動源を用いることで複数の給送装置からの給送動作を成立させる。すなわち、複数の給送装置の搬送手段を、各給送装置の駆動源と搬送手段間に設けたクラッチ出力軸を介して直接ギヤで連結させることにより、通紙段の駆動源とそれにつながるクラッチを駆動させるだけで全給送装置のグリップローラを駆動させる。さらに、駆動源を有しない給送装置では駆動源を削除でき、低コスト化、省スペース化が可能となる。

＜実施形態１＞
図１に本発明に係る画像形成装置の一実施形態の中央断面図を示す。この画像形成装置１００は、最上段、画像形成部４があり、この画像形成部１５０の下側には給紙トレイ１１０が設けられ、さらにその下側には３台の給送装置１２０〜１４０が搭載されている給紙装置２００が配してある。なお図１並びに後述する図４、図５において実線の矢印は動力伝達経路を示し、点線の矢印は用紙等の記録媒体の移動経路を示す。

まず、この画像形成装置１００の画像形成部１５０について説明する。画像形成部１５０は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成するための複数の感光体ユニット１６０Ｙ、１６０Ｍ、１６０Ｃ、１６０Ｋを備える。

感光体ユニット１６０Ｙ、１６０Ｍ、１６０Ｃ、１６０Ｋは、異なる色のトナーを用いる点が異なるだけで、同一の構造を備えるので、以下では、特に必要がなければイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）用であることを示すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号を付さずに説明する。感光体ユニット１６０は、像担持体であるドラム状の感光体１６１と、各感光体１６１を帯電する帯電装置１６２と、感光体１６１に形成された潜像を現像する現像装置１６３と、感光体ユニット１６０上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置１６４とを備える。感光体ユニット１６０は、それぞれ感光体１６１、帯電装置１６２、現像装置１６３、クリーニング装置１６４を一体に支持し、画像形成部１５０に着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されている。さらに、感光体ユニット１６０の上方には、感光体１６１に露光により静電潜像を形成する発光素子１６５を備える。

また、感光体ユニット１６０の下方には、感光体ユニット１６０により形成されたトナー画像が２次転写される中間転写ベルト１８０を備える。中間転写ベルト１８０は、複数のローラにより張り巡らされ、感光体ユニット１６０Ｙ〜１６０Ｋの各感光体１６１Y〜１６１Kに形成された４色のトナー像が順次に中間転写ベルト１８０に転写される。

また、中間転写ベルト１８０の周囲には、記録媒体上に転写されなかった中間転写ベルト１８０上の転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置を備える。また、画像形成部１５０は、中間転写ベルト１８０に転写されたトナー画像を記録媒体に転写する２次転写ローラ１８５、記録媒体上のトナー像を定着する定着ユニット１９０を備える。また、感光体ユニット１６０の上方には、各色のトナーを現像装置１６３に補給するトナーカートリッジ１７０を備える。

次に、画像形成装置１００において、カラー画像形成を行う行程について説明する。まず、感光体ユニット１６０において、感光体１６１が帯電装置１６２によって一様に帯電される。その後、発光素子１６５により、画像情報に基づき走査露光されて感光体１６１の表面に静電潜像が形成される。

感光体１６１表面上の潜像は、現像装置１６３の現像ローラに担持された各色のトナーによって現像されてトナー像として可視像化される。この感光体１６１上のトナー像は、反時計回りに回転駆動される中間転写ベルト１８０上に順次重ねて転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１８０上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト１８０の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。

一次転写終了後の感光体１６１は、クリーニング装置１６４によってその表面が清掃され、次の画像形成に備えられる。一方、用紙等の記録媒体は、レジストローラ対１８６によって所定のタイミングで中間転写ベルト１８０と２次転写ローラ１８５との間の２次転写部に搬送される。そして、２次転写ローラ１８５と中間転写ベルト１８０とが接触する２次転写部において、中間転写ベルト１８０上に形成されたトナー画像が記録媒体に転写される。トナー画像が転写された記録媒体は、定着ユニット１９０を通過することで画像定着が行われ、装置外に排出される。感光体と同様に、中間転写ベルト１８０上に残った転写残のトナーは、中間転写ベルト１８０に接触するベルトクリーニング装置によってクリーニングされる。

第１給紙装置である給紙トレイ１１０は、記録媒体束が収納される記録媒体収容部１１１と、この記録媒体収容部１１１に配置され、端部を回動自在に軸支されるとともに上方に向け押しつけられ、記録媒体が載置される底板１１２と、底板１１２に載置された記録媒体束から最上位の記録媒体を取り出すピックアップローラ１１３と、及び取り出された記録媒体を搬送する搬送ローラ対１１４とを備えて構成される。この給紙トレイ１１０には、ピックアップローラ１１３及び搬送ローラ対１１４を駆動する駆動源としてのモータ（図示していない）が、追加された第２、第３及び第４給紙装置１２０、１３０、１４０とは別に設けられている。このため、画像形成部１５０は独立して給紙装置２００に収納された記録媒体を画像形成部に搬送して、画像形成を行うことができる。

本実施形態に係る画像形成装置１００では、画像形成部１５０に搭載された第１給紙装置である給紙トレイ１１０の下に、既述のように第２の給紙装置２００が追加して設置されている。したがって、最上位に位置する第１給送装置である給紙トレイ１１０の下段には第２給送装置１２０が配置されており、その下段には第３給送装置１３０が配置されており、最下段には第４給送装置１４０が配置されている。これらの給紙トレイ１１０、第２給送装置１２０、第３給送装置１３０、第４給送装置１４０にはそれぞれ所定の種類及びサイズの記録媒体を格納できるようになっている。

次に第２〜第４給送装置１２０〜１４０について説明する。
これら給送装置１２０〜１４０には、シート状の用紙等の記録媒体を積載するシート積載板４９と記録媒体を給送する給紙ローラ１９、３３、４７と記録媒体を１枚ずつに分離する摩擦部材４８と、１枚に分離され給紙された記録媒体を搬送する搬送ローラ１５、２９、４３が設けられている。以下、各給送装置の駆動構成及び、代表して最下に位置する第４給送装置１４０から給紙する場合の動作を説明する。

図２に給送装置１４０の上面図を示す。この給送装置１４０の構成は、モータ等の駆動源５から減速ギヤ６、アイドラギヤ７〜１０、電磁クラッチ１１の入力ギヤに連結された駆動列（駆動伝達手段）を備えている。アイドラギヤ７〜１０についてはタイミングベルトを含む構成としてもよい。さらに電磁クラッチ１１（駆動連結手段）を連結すると出力軸と同期するギヤ１２によりアイドラギヤ１４を介してギヤ１５ａに連結し、搬送ローラ（搬送駆動ローラ）１５（搬送手段）を駆動することができる。搬送従動ローラ１６は搬送駆動ローラ１５に圧接されており、搬送駆動ローラ１５に対して連れ回る。また、搬送駆動ローラ１５と同期するギヤ１５ｂからアイドラギヤ１７（駆動伝達手段）を介して電磁クラッチ１８（駆動連結手段）に駆動が伝達され、電磁クラッチ１８を連結すると給紙ローラ１９を駆動させることができる。つまり、電磁クラッチ１１及び電磁クラッチ１８を連結することにより、給送装置１４０におけるシート材、用紙等の記録媒体の給紙と搬送を行うことができる。

図３に給送装置１３０の上面図を示す。給送装置１３０の駆動構成は、簡潔に述べると、給送装置１４０から駆動源を削除した構成である。図示のように、給送装置１３０には揺動ギヤ２７が設けられており、図２に示した給送装置１４０のギヤ１５ｂと連結している。また、揺動ギヤ２７は図１に示すように、給送装置１３０のギヤ２６と連結しており、給送装置１４０から給送装置１３０へ駆動を伝達させることができる。さらにアイドラギヤ２８を介してギヤ２９ａに連結し、搬送駆動ローラ２９を駆動することができる。また、電磁クラッチ３２を連結しなければ、給紙ローラ３３は駆動されないので、給送装置１３０に収容されているシート材は給紙されない。

給送装置１２０は給送装置１３０と同様の構成である。給送装置１３０から揺動ギヤ４１を介して搬送ローラ３９を駆動させることができる。

以上述べたように、図１の給送装置の構成において、給送装置１４０から用紙などの記録媒体を給送したい場合は、駆動源５の起動後、電磁クラッチ１１と電磁クラッチ１８を連結させることにより、給紙開始及び画像形成部４へシート材を搬送することが可能となる。

次に、給送装置１３０からシート材を給送する場合について図４を用いて説明する。
給送装置１３０からシート材を給送する場合、駆動源５を起動後、電磁クラッチ１１を連結することにより給送装置１４０からの場合と同様、３段すべての搬送ローラ１５、２９、４３が駆動する。さらに、図３に示したギヤ２９ｂからアイドラ３１を介し電磁クラッチ３２に駆動が伝達するので、電磁クラッチ３２を連結すれば、給紙ローラ３３が駆動する。これにより、給送装置１３０からの給紙動作が可能となる。すなわち、複数段の給送装置を同期させて記録媒体を給送できるようになる。

同様に給送装置１２０から給紙する場合は、駆動源５を起動後、電磁クラッチ１１及び電磁クラッチ４６を連結させればよい。

なお、給紙装置２００に、例えば４段以上の給送装置を積み重ねて設けた場合でも、上述と同様の構成、方法で給紙動作が可能である。

さらに、以上の給紙動作については、駆動源５を有した給送装置１４０が最下段である場合に限定されず、２段目の給送装置であっても、最上段の給送装置であっても同様の駆動伝達により給紙が可能であることは勿論であり、図示のように最下の給送装置に駆動源を設けることに本発明は限定されない。

すなわち従来は、複数段の給送装置を画像形成装置に積み重ねる場合は各給送装置に駆動源を持たせ、給紙する段の駆動源、及びそれより上段の駆動源を同時に駆動させなければいけなかったため、騒音が大きかったが、給紙する段の給紙ローラ及び他段の搬送ローラを一つの駆動源で駆動させることができるため、多くの段数の給送装置を使うほど、大きな騒音低減効果が得られる。また、駆動源５の出力内であれば、段数に制限を設ける必要がないので、ユーザーの用途に合わせて、給送装置の段数を選択できる。

＜実施形態２＞
一方、厚紙などのように給紙に高トルクが必要な記録媒体を利用する場合には、新たに駆動源を取り付けることが可能な構成とすることにより、出力不足を解消できる。例えば、図５に示すように、給送装置１２０で厚紙を使用する場合、給送装置１２０にも駆動源５０を取り付け、揺動ギヤ４１を取り外す。これにより、給送装置１２０から給送する場合は駆動源５０の起動後、電磁クラッチ４０及び電磁クラッチ４７を連結することにより給紙可能となる。また、この構成で給送装置１４０から給紙する場合は、駆動源５と駆動源５０を起動させ、電磁クラッチ１１と電磁クラッチ１８と電磁クラッチ４０を連結することにより、給紙可能となる。

すなわち本発明においては、上述した実施形態のように、低騒音や高用紙対応力といったユーザーの用途に合わせて選択可能な構成を提供可能である。また、画像形成装置側で装置構成を共通化するために駆動源が不要な給送装置であるにもかかわらず駆動装置を備えされていた場合でも、駆動源削除による低コスト化、省スペース化、さらには上述したローエンド機の課題の解消が可能となる。

また、給送装置１３０は給送装置１４０から駆動源５を削除した構成なので、簡単なユニット変更でバリエーションを増やせるため、初期投資が削減できる。さらに、前記の駆動源追加を行わない限り、給送装置１３０におけるギヤ列２０〜２４、電磁クラッチ２５も削除できるため、安価な構成とすることが可能である。

これら、給送装置１２０〜１４０は同一の筐体で構成可能であり、給送装置１２０、１３０は駆動源がない構造であるため、給送装置１４０では駆動源に割いていたスペースを別の用途で活用できる。例えば、対応できる用紙サイズの幅を上げたり、開いたスペースに除湿ヒーターを搭載したりするなど、さらにオプションを増やすことができる。また駆動源がなければ高さを抑えることもでき、筐体を別にすれば、低給紙容量の給送装置を追加することが可能となる。

なお図示は省略するが、駆動源、駆動伝達手段、駆動連結手段を、各給送装置に対して着脱可能とすることができる。また駆動源を備えた給送装置に設ける駆動源、駆動伝達手段及び駆動連結手段を一つの駆動ユニットとし、かつ各給送装置に対して着脱可能としてもよい。また給送装置の少なくとも一つを他の給送装置よりも給紙容量を小さくし、あるいは給送装置の少なくとも一つを他の給送装置よりも給送可能な最大用紙サイズを大きくするという構成も採用できる。さらには、給送装置の少なくとも一つに除湿ヒーターを取り付け可能としてもよい。

なお本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

５ 駆動源
６ 減速ギヤ（給送装置１４０）
７〜１０ アイドラギヤ（給送装置１４０）
１１ 搬送クラッチ（給送装置１４０）
１２ 搬送クラッチ出力ギヤ（給送装置１４０）
１３ 揺動ギヤ（給送装置１４０）
１４ 搬送アイドラギヤ（給送装置１４０）
１５ 搬送駆動ローラ（給送装置１４０）
１５ａ 搬送駆動ローラ入力ギヤ（給送装置１４０）
１５ｂ 搬送駆動ローラ出力ギヤ（給送装置１４０）
１６ 搬送従動ローラ（給送装置１４０）
１７ 給紙アイドラギヤ（給送装置１４０）
１８ 給紙クラッチ（給送装置１４０）
１９ 給紙ローラ（給送装置１４０）
２０ 減速ギヤ（給送装置１３０）
２１〜２４ アイドラギヤ（給送装置１３０）
２５ 搬送クラッチ（給送装置１３０）
２６ 搬送クラッチ出力ギヤ（給送装置１３０）
２７ 揺動ギヤ（給送装置１３０）
２８ 搬送アイドラギヤ（給送装置１３０）
２９ 搬送駆動ローラ（給送装置１３０）
２９ａ 搬送駆動ローラ入力ギヤ（給送装置１３０）
２９ｂ 搬送駆動ローラ出力ギヤ（給送装置１３０）
３０ 搬送従動ローラ（給送装置１３０）
３１ 給紙アイドラギヤ（給送装置１３０）
３２給紙クラッチ（給送装置１３０）
３３ 給紙ローラ（給送装置１３０）
３４ 減速ギヤ（給送装置１２０）
３５〜３８ アイドラギヤ（給送装置１２０）
３９ 搬送クラッチ（給送装置１２０）
４０ 搬送クラッチ出力ギヤ（給送装置１２０）
４１ 揺動ギヤ（給送装置１２０）
４２ 搬送アイドラギヤ（給送装置１２０）
４３ 搬送駆動ローラ（給送装置３）
４３ａ 搬送駆動ローラ入力ギヤ（給送装置１２０）
４３ｂ 搬送駆動ローラ出力ギヤ（給送装置１２０）
４４ 搬送従動ローラ（給送装置１２０）
４５ 給紙アイドラギヤ（給送装置１２０）
４６ 給紙クラッチ（給送装置１２０）
４７ 給紙ローラ（給送装置１２０）
４８ 摩擦部材
４９ シート積載板
５０ 駆動源
１００ 画像形成装置
１１１ 記録媒体収容部
１１２ 底板
１１３ ピックアップローラ
１１４ 搬送ローラ対
１２０、１３０、１４０ 給送装置
１５０ 画像形成部
１６０Ｙ、１６０Ｍ、１６０Ｃ、１６０Ｋ 感光体ユニット
１６１Y〜１６１K 感光体
１６２ 帯電装置
１６３ 現像装置
１６４ クリーニング装置
１６５ 発光素子
１７０ トナーカートリッジ
１８０ 中間転写ベルト
１８５ ２次転写ローラ
１８６ レジストローラ対
１９０ 定着ユニット

特開２００８−２６５９１４号公報 特開平３−２８４５５４号公報

Claims (10)

1. 画像形成装置本体の下側に配置して用いる給紙装置であって、
   少なくとも２以上の給送装置を積み重ねて配設可能であり、
   前記少なくとも２以上の給送装置のうちの一の給送装置に、
   駆動源と、
   該駆動源から駆動伝達手段を介して駆動連結手段にて連結する搬送手段と、
   該搬送手段から前記駆動伝達手段を介して前記駆動連結手段により連結される給送手段を有し、
   前記少なくとも２以上の給送装置のうちの他の給送装置には、
   前記駆動源を備えずに、前記駆動伝達手段を介して前記駆動連結手段にて連結する搬送手段と、
   該搬送手段から前記駆動伝達手段を介して前記駆動連結手段により連結される給送手段を有し、
   前記一の給送装置と前記他の給送装置を積み重ねてこれら給送装置すべての前記駆動伝達手段を互いに連結し、各給送装置の前記搬送手段を同時に駆動可能としてなることを特徴とする給紙装置。
2. 前記各給送装置の前記搬送手段を同期させて駆動可能としてなることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記駆動源を備えた給送装置が備える前記駆動源を、前記給送装置に着脱可能としてなることを特徴とする請求項１または２に記載の給紙装置。
4. 前記駆動源を備えた給送装置に設ける前記駆動伝達手段を、該給送装置に対して着脱可能としてなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の給紙装置。
5. 前記各給送装置が備える前記駆動連結手段を、各給送装置に対して着脱可能としてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の給送装置。
6. 前記駆動源を備えた給送装置に設ける前記駆動源、前記駆動伝達手段及び前記駆動連結手段を一つの駆動ユニットとし、かつ各給送装置に対して着脱可能としてなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の給送装置。
7. 前記給送装置の少なくとも一つを他の給送装置よりも給紙容量を小さくしてなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の給送装置。
8. 前記給送装置の少なくとも一つを他の給送装置よりも給送可能な最大用紙サイズを大きくしてなることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の給紙装置。
9. 前記給送装置の少なくとも一つに除湿ヒーターを取り付け可能としてなること特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の給紙装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか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。