JP2015117102A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、給紙ローラーから転写ローラーに記録紙を直接搬送する画像形成装置において、部品点数を増加させることなく、記録紙搬送を安定して行えることを目的とする。【解決手段】記録紙Ｐを積載し昇降自在な昇降板１２と、給紙ローラー１３に対して接触位置と離間位置とに移動可能な記録紙分離部材１４とを設け、昇降板１２上に積載された記録紙Ｐを１枚給紙する度に給紙ローラー１３と用紙分離部材１４とを離接させる。そして、給紙ローラー１３を空転可能機構を介して駆動軸１７に取り付けている。給紙動作を開始したときに、駆動軸１７のみを所定時間空転させて、給紙ローラー１３を停止状態としている間に、昇降板１２上の記録紙Ｐを給紙ローラー１３に圧接させる。その後、給紙ローラー１３を駆動軸１７とともに回転させて、記録紙Ｐを搬送路に給紙する。【選択図】図１８

Description

本発明は、電子転写方式により記録紙上に画像を形成する画像形成装置に関するものであって、特に、給紙ローラーで給紙された記録紙を直接転写ローラーに搬送する画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置は、複数枚の記録紙を積載する給紙部を備えており、給紙部に積載の記録紙を給紙ローラーで、装置内部の搬送路へ引き出し、複数の搬送ローラー対により転写ローラーに搬送する（特許文献１参照）。この特許文献１の画像形成装置に代表されるように、従来の画像形成装置において、給紙部は、揺動する昇降板（積載台）を有しており、最上の記録紙を給紙ローラーに接触させるよう、記録紙を積載する昇降板を駆動手段により上下に揺動させる。

特許第３８８５８６９号公報

従来の画像形成装置は、昇降板の昇降はギアの回転によって行われているため、昇降速度が遅い。そのため、給紙ローラーの回転と昇降板の昇降とを同一の駆動源で行っている場合には、昇降板上の記録紙の積載量（昇降板に積載されている記録紙の高さ）によって、給紙ローラーによる給紙のタイミングが変化する。また、近年においては、画像形成装置の小型化が要求され、給紙ローラーと転写ローラーとの間に搬送ローラー対がない画像形成装置も提案されている。このような給紙ローラーと転写ローラーとの間に搬送ローラーがない画像形成装置の場合には、給紙のタイミングが昇降板の記録紙積載量によって異なると、トナー画像の記録紙への転写位置が変化し安定した画像が得られない。

このような問題を鑑みて、本発明は、給紙ローラーから転写ローラーに記録紙を直接搬送する画像形成装置において、部品点数を増加させることなく、記録紙搬送を安定して行える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、給紙ローラーから送り出された記録紙を、像担持体と転写ローラーとによって挟持し搬送しながら像担持体から記録紙にトナー像を転写した後、定着装置で転写したトナー像を定着させる画像形成装置であって、記録紙を積載する昇降板と、前記昇降板を昇降自在に揺動させる昇降板揺動機構と、前記昇降板の昇降動作に同期して前記給紙ローラーに対して接触位置と離間位置とに移動可能な記録紙分離部材と、前記昇降板揺動機構の動作に同期して前記給紙ローラーを回転させる駆動軸と、前記駆動軸と前記給紙ローラーとの間に介在する空転可能機構と、を備え、前記昇降板上に積載された記録紙の給紙を開始する度に、前記昇降板揺動機構により前記昇降板を上昇させるとともに前記給紙ローラーと前記記録紙分離部材とを接触させ、前記空転可能機構により前記駆動軸のみを空転させてから所定時間が経過した後に、前記給紙ローラーを回転させることを特徴とする。

この画像形成装置において、前記空転可能機構が、前記駆動軸に設けられた半径方向外方に突出した凸部と、給紙ローラーに形成された凹部又は切り欠き部とを有し、凹部又は切り欠き部の周方向の長さが、凸部の周方向の長さよりも長く、凹部又は切り欠き部の側壁と凸部とが当接するまで前記駆動軸が空転する機構である。

上述の画像形成装置において、前記記録紙が前記定着装置まで搬送されたときに、前記記録紙分離部材を前記給紙ローラーから離間させるものとしても構わない。

これらの画像形成装置において、前記駆動軸のみを空転させる前記所定時間は、前記昇降板に１枚の記録紙を積載したときに給紙開始してから前記昇降板を揺動させて前記記録紙を前記給紙ローラーに圧接するまでの時間よりも長いものとしても構わない。

本発明によると、給紙動作開始後に駆動軸のみを所定時間だけ空転させた後に給紙ローラーを回転させる構成としているため、昇降板への記録紙の積載量に関係なく、記録紙が給紙ローラーに圧接した状態になったときに給紙ローラーを回転できる。そのため、給紙ローラーによる記録紙の搬送路への引き込みが、昇降板への記録紙の積載量によってばらつくことがなく、常に同一タイミングで実行される。従って、転写ローラー及び定着装置のそれぞれに記録紙が搬送されるタイミングが常に一定となるため、記録紙の搬送を安定化できるとともに、記録紙への印字精度を高精度に維持できる。

は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 は、図１に示す画像形成装置における給紙部の部分斜視図である。 は、図１に示す画像形成装置における給紙部の部分断面斜視図である。 は、給紙が行われていないときの給紙部の断面図である。 は、給紙が行われているときの給紙部の断面図である。 は、記録紙分離部材が接触位置にあるときの部分断面斜視である。 は、図２でＢ方向から見たときのギア駆動機構の斜視図である。 は、図７のギア駆動機構の正面図である。 は、図７のギア駆動機構の組立図である。 は、ギア駆動機構の動作を説明する図である。 は、ギア駆動機構の動作を説明する図である。 は、ギア駆動機構の動作を説明する図である。 は、ギア駆動機構の動作を説明する図である。 は、ギア駆動機構の動作を説明する図である。 は、ギア駆動機構の動作を説明する図である。 は、給紙ローラーの空転可能機構の一例を示す斜視略図である。 は、最大積載枚数の記録紙の積載時における給紙開始直後の状態を示す画像形成装置の概略断面図である。 は、最大積載枚数の記録紙の積載時において記録紙を給紙ローラーに圧接させたときの状態を示す画像形成装置の概略断面図である。 は、最大積載枚数の記録紙の積載時において記録紙を給紙するときの状態を示す画像形成装置の概略断面図である。 は、１枚の記録紙の積載時において記録紙を給紙ローラーに圧接させたときの状態を示す画像形成装置の概略断面図である。 は、記録紙を転写ローラーに搬送したときの状態を示す画像形成装置の概略断面図である。 は、記録紙を定着装置に搬送したときの状態を示す画像形成装置の概略断面図である。 は、記録紙を搬送する際の画像形成装置における各部の動作を示すタイミングチャートである。

本願発明の実施形態における画像形成装置の構成について、プリンターを一例として、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。

図１に示す画像形成装置Ｄは、トナー画像を担持し、反時計回りに回転駆動する円筒状の感光体（像担持体）１の周囲に、感光体１の表面を一様に帯電させる帯電ローラー２と、感光体１表面に光を照射して静電潜像を形成する露光装置３と、感光体１にトナーを供給し感光体１上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像装置４と、現像装置４によって形成された感光体１上のトナー画像を記録紙Ｐに転写する転写ローラー６と、記録紙Ｐ上のトナー画像を定着させる定着装置７とを備えている。

また、画像形成装置Ｄは、装置下部に給紙部１０を備えている。給紙部１０は、記録紙Ｐを積載する記録紙トレイ１１と、記録紙Ｐの搬送方向先端部を昇降させる昇降板１２と、給紙ローラー１３と、給紙ローラー１３に対して接触位置と離間位置とに移動する記録紙分離部材１４と、記録紙分離部材１４を給紙ローラー１３の方向に付勢する圧縮コイルばね１５とを有する。昇降板１２が上昇すると共に、記録紙分離部材１４が給紙ローラー１３と接触位置になると、給紙ローラー１３によって最上の記録紙から順に１枚ずつ搬送路に引き出される。

画像形成装置Ｄは、給紙ローラー１３と転写ローラー７との間の搬送路には、記録紙Ｐを検出するタイミングセンサー１６を備えている。タイミングセンサー１６は、光電センサーで構成されており、給紙ローラー１３から搬送された記録紙Ｐの先端を検出する。すなわち、給紙ローラー１３により給紙部１０から記録紙Ｐが搬送路に繰り出されると、タイミングセンサー１６が搬送路上の記録紙Ｐの先端を検出する。このタイミングセンサー１６による記録紙Ｐの先端の検出をトリガとして、感光体１表面に露光装置３による静電潜像が形成される。

画像形成動作について説明する。まず、所定の周速度で回転する感光体１の外周面が帯電ローラー２によって一様に帯電される。次に、帯電された感光体１の表面に、例えばパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力される画像データに基づいて露光装置３から光が照射されて感光体１に静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置４から供給されるトナーによって可視像化される。このようにして感光体１の表面に形成されたトナー画像は感光体１の回転によって、感光体１と転写ローラー６とのニップ部（転写領域）に搬送される。転写ローラー６は、不図示の駆動モーターによって回転すると共に、圧縮コイルばね（不図示）によって感光体１に圧接している。また、転写ローラー６には、不図示の電圧印加手段によって転写バイアス電圧が印加される。

一方、記録紙トレイ１１に積載された記録紙Ｐは、給紙ローラー１３によって最上の記録紙から順に搬送路に引き出される。そして、タイミングセンサー１６によって記録紙Ｐの先端位置が検知され、感光体１の回転タイミングに合わせて転写領域に搬送される。感光体１と転写ローラー６とのニップ部を記録紙Ｐが通過する際に、転写ローラー６に転写バイアス電圧が印加され、感光体１に形成されたトナー画像が記録紙Ｐに転写される。トナー画像が転写された記録紙Ｐは定着装置７に搬送される。

定着装置７は、記録紙Ｐの印字表面を加熱する加熱ローラー（定着ローラー）７１と、加熱ローラー７１に対向して記録紙Ｐを狭持して加圧する加圧ローラー７２とで構成されている。この定着装置７において、記録紙Ｐは、加熱ローラー７１及び加圧ローラー７２により加熱・加圧されて記録紙Ｐ上のトナー画像は記録紙Ｐに溶融定着する。トナー画像が定着した記録紙Ｐは排紙ローラー対８によって排紙トレイ９に排出される。

画像形成装置Ｄでは、給紙ローラー１３から、定着装置７における加熱ローラー７１及び加圧ローラー７２とのニップ部までの間の搬送路には搬送ローラー対を設けていない。これにより搬送路を短くし装置の小型化を図っている。また、画像形成装置Ｄでは、転写ローラー６の周速度を給紙ローラー１３の周速度よりも速くしている。これにより、搬送路において記録紙Ｐが弛んでループ状になるのを防ぎ、搬送路を最小限の容積に抑えて装置のさらなる小型化を図っている。

画像形成装置Ｄは、記録紙Ｐの給紙を開始すると、昇降板１２を上方に移動させて、昇降板１２上に積載された記録紙Ｐを給紙ローラー１３に当接させると同時に、記録紙分離部材１４を離間位置から接触位置に変位させる。昇降板１２の上方移動のための揺動動作に合わせて、給紙ローラー１３の駆動軸１７（図２参照）を回転させるものの、給紙ローラー１３は停止状態となる。そして、昇降板１２の揺動開始後に所定時間が経過すると、給紙ローラー１３が回転を開始して、昇降板１２に積載された最上の記録紙Ｐを給紙ローラー１３が搬送路に引き出す。これにより、給紙ローラー１３と記録紙分離部材１４とが記録紙Ｐを挟持して、転写ローラー６に向かって搬送する。

その後、記録紙Ｐは、給紙ローラー１３と記録紙分離部材１４との間と、感光体１と転写ローラー６との間の両方に挟持された状態が生じる。このとき、記録紙Ｐは、周速度の速い感光体１と転写ローラー６との搬送力によって、給紙ローラー１３と記録紙分離部材１４との間から引き抜かれる。そして、感光体１及び転写ローラー６が記録紙Ｐを狭持して、感光体１のトナー画像を記録紙Ｐに転写すると同時に、定着装置７に向かって搬送する。

記録紙Ｐの先端が定着装置７に到達すると、記録紙Ｐの先端が加熱ローラー７１と加圧ローラー７２とのニップ部に挟持される。記録紙Ｐは、給紙ローラー１３と記録紙分離部材１４との間と、感光体１と転写ローラー６との間と、加熱ローラー７１と加圧ローラー７２との間の全てで挟持された状態が生じる。このとき、記録紙分離部材１４を接触位置から離間位置に移動させるとともに、給紙ローラー１３を空転させる。これにより、感光体１、転写ローラー６、加熱ローラー７１、及び加圧ローラー７２それぞれの回動駆動負荷の上昇を抑えられるため、記録紙Ｐが安定して搬送されることとなる。従って、記録紙Ｐの搬送速度の変化に基づく、記録紙Ｐへの転写トナー画像の乱れを防止できる。

以下、記録紙分離部材１４を接触位置から離間位置に移動させる機構及び給紙ローラー１３を空転させる機構について詳述する。図２及び図３に、給紙部１０の部分斜視図を示す。記録紙Ｐの搬送方向先端部を積載する昇降板１２は、図２の矢印Ａ方向から見て左右両側にある軸１２１ａ及び軸１２１ｂによって給紙ローラー１３側が昇降自在に支持されている。また、昇降板１２は、図３で示すように、圧縮コイルばね１２４によって給紙ローラー１３の方向へ常に付勢されている。

また、昇降板１２の左右側部には突出部１２２ａ，１２２ｂが形成されている。そして、ハウジングに回転自在に設けられたカムギア２４ａ，２４ｂのそれぞれの内側面にはカム突起２４１ａ，２４１ｂが形成されている。カムギア２４ａ，２４ｂが回転して、カム突起２４１ａ，２４１ｂが昇降板１２の突出部１２２ａ，１２２ｂに当接し、突出部１２２ａ，１２２ｂを押し下げることによって、昇降板１２は、圧縮コイルばね１２４の付勢力に抗して押し下げられる。図４に、このときの状態を示す垂直断面図を示す。そして、カムギア２４ａ，２４ｂが回転してカム突起２４１ａ，２４１ｂと突出部１２２ａ，１２２ｂとの係合状態が解消されると、昇降板１２は、圧縮コイルばね１２４の付勢力によって上方に移動し、給紙ローラー１３と圧接した状態となる。図５に、このときの状態を示す垂直断面図を示す。

図６に示すように、給紙ローラー１３に圧接し、記録紙Ｐを一枚ずつ搬送路に送り出す記録紙分離部材１４は、給紙ローラー１３と接触して記録紙Ｐを挟み込むフリクションパッド１４１とそれを保持するホルダー１４２とを有し、圧縮コイルばね１５によって給紙ローラー１３の方向に常に付勢されている。そして、ホルダー１４２に形成された突起１４２ａが、レバー保持部１８ａを支点として揺動する略Ｌ字状のレバー１８に当接している。また、レバー１８の自由端側は、昇降板１２の先端位置にあるレバー当接部１２３（図５に図示）の下方に位置している。

図４に示したように、昇降板１２が、圧縮コイルばね１２４の付勢力に抗して押し下げられると、レバー１８の自由端側が昇降板１２のレバー当接部１２３によって押し下げられて、レバー１８はレバー保持部１８ａを支点として下方向へ移動する。レバー１８が下方に移動することによって、レバー１８に当接しているホルダー１４２の突起１４２ａが下方に押し下げられ、記録紙分離部材１４は下方に移動する。これによって、記録紙分離部材１４は、給紙ローラー１３から離れた離間位置となる。一方、図５に示したように、昇降板１２が、圧縮コイルばね１２４の付勢力によって上方に移動すると、レバー１８は通常状態に戻り、記録紙分離部材１４は圧縮コイルばね１５によって給紙ローラー１３に圧接する。このように、記録紙分離部材１４は、昇降板の昇降に連動して給紙ローラー１３に対して接触位置と離間位置とに移動する。

次に、カムギア２４ａ，２４ｂ及び給紙ローラー１３の回転駆動機構について説明する。図２及び図３に示すように、給紙ローラー１３は駆動軸１７に取り付けられており、駆動軸１７の両端に取り付けられた連結ギア２５ａ，２５ｂは、カムギア２４ａ，２４ｂと歯合している。図７に、図２の矢印Ｂ方向から見た斜視図を示す。なお、図７ではギア列を保持する本体の基板を省略している。

図７に示すように、ラチェット欠歯ギア２２と欠歯ギア２３、カムギア２４ａとが同軸上に取り付けられている。そして、ラチェット欠歯ギア２２と欠歯ギア２３とは、モーターからの回転駆動を伝達する駆動ギア２１と歯合し、カムギア２４ａは、連結ギア２５ａと歯合している。ラチェット欠歯ギア２２の側面には、回転方向に向かって段差を設けた段部２２２が形成されている。段部２２２には、ソレノイド４０によって軸３１を中心として揺動するレバー３０の係止部３２が係合する。

図８に、図７に示すギア列の正面図を示す。軸３１を中心として揺動可能なレバー３０は、係止部３２と作用部３３とを有する。作用部３３は、ソレノイド４０の作動桿４１と連結している。ソレノイド４０に通電がなされると、圧縮コイルばね４２の付勢力に抗して作動桿４１が上方に移動し、レバー３０は軸３１を中心として反時計回りに回転する。これにより、段部２２２と係止部３２との係合が解除され、ラチェット欠歯ギア２２は回転可能状態となる。その後、ソレノイド４０が非通電状態になると、圧縮コイルばね４２の付勢力によって作動桿４１が下方に移動し、レバー３０は軸３１を中心として時計回りに回転し、係止部３２がラチェット欠歯ギア２２の軸部に摺接する。そして、ラチェット欠歯ギア２２が１回転したところで係止部３２と段部２２２とが再び係合し、ラチェット欠歯ギア２２の回転が止められる。なお、係止部３２と段部２２２とが係合している状態のとき、ラチェット欠歯ギア２２の欠歯部２２１が駆動ギア２１との噛み合い位置にあり、駆動ギア２１から回転駆動力はラチェット欠歯ギア２２には伝達されない。

図９に、ラチェット欠歯ギア２２、欠歯ギア２３、カムギア２４ａの組立斜視図を示す。カムギア２４ａは、第１連結軸２４２によって欠歯ギア２３と連結され、欠歯ギア２３と一体で回転する。欠歯ギア２３には欠歯部２３１が形成されており、この部分では駆動ギア２１からの回転駆動力は伝達されない。ラチェット欠歯ギア２２は、第２連結軸２３４によって欠歯ギア２３と連結されているが、欠歯ギア２３に対して一定の角度範囲で自由に回動することができる。すなわち、欠歯ギア２３の側面に周方向に所定長さ形成された溝部２３３（図１０に図示）に、ラチェット欠歯ギア２２の側面に形成された突起２２３が係入し、溝部２３３（図１０に図示）の端部壁と突起２２３との間には圧縮コイルばね２６が介装されている。ラチェット欠歯ギア２２にも欠歯部２２１が形成されており、この部分では駆動ギア２１からの回転駆動力は伝達されない。

図１０〜図１５によって、このような構造のギア駆動機構の動作説明をする。なお、図１０〜図１５それぞれにおける（ａ），（ｂ），（ｃ）は、ラチェット欠歯ギア２２、欠歯ギア２３、カムギア２４ｂの同時期の動きを示している。また、ラチェット欠歯ギア２２、欠歯ギア２３、カムギア２４ａ（２４ｂ）、及び突出部１２２ａ（１２２ｂ）が、昇降板揺動機構を構成している。

図１０は、ギア駆動機構が待機状態のときの図である。同図（ａ）に示すように、ラチェット欠歯ギア２２は、レバー３０の係止部３２と段部２２２とが係合して回転が止められている。また、ラチェット欠歯ギア２２は、欠歯部２２１が駆動ギア２１と対向する位置にあり、駆動ギア２１からの回転駆動は伝達されていない。同図（ｂ）に示すように、欠歯ギア２３も、欠歯部２３１が駆動ギア２１と対向する位置にあり、駆動ギア２１から回転駆動は欠歯ギア２３にも伝達されない。この状態のとき、圧縮コイルばね２６は、溝部２３３の端部壁と突起２２３との間で圧縮された状態にある。同図（ｃ）に示すように、カムギア２４ｂは、カム突起２４１ｂが昇降板１２の突出部１２２ｂと係合した位置にあり、昇降板１２は下方に押し下げられた状態にある。この状態のとき、図４に示したように、記録紙分離部材１４は給紙ローラー１３から離間した位置にある。

次に、図１１（ａ）に示すように、ソレノイド４０に通電されてレバー３０の係止部３２と段部２２２との係合が解除されると、ラチェット欠歯ギア２２は回転可能となる。一方、同図（ｂ）に示すように、欠歯ギア２３は未だ回転できない状態にあるので、圧縮コイルばね２６によって、ラチェット欠歯ギア２３は反時計回りに回転し、ラチェット欠歯バネ２３の歯部が駆動ギア２１と歯合するようになる。このとき、欠歯ギア２３及びカムギア２４ｂは、図１１（ｂ）、（ｃ）に示す待機状態のままである。

図１２（ａ）に示すように、駆動ギア２１からの回転駆動がラチェット欠歯ギア２２に伝達され、ラチェット欠歯ギア２２が回転して、突起２２３が欠歯ギア２３の側面突起２３２と当接すると、同図（ｂ）に示すように欠歯ギア２３も回転を始める。また、欠歯ギア２３の回転によってカムギア２４ａも回転する。そして、カムギア２４ａと歯合する連結ギア２５ａが回転し、これにより、連結ギア２５ａが取り付けられた駆動軸１７と、連結軸１７の他方端に取り付けられた連結ギア２５ｂが回転し、同図（ｃ）に示すように、連結ギア２５ｂと歯合するカムギア２４ｂが回転する。このとき、給紙ローラー１３の駆動軸１７も回転を始める。

これにより、図１３（ｃ）に示すように、カムギア２４ａ，２４ｂのカム突起２４１ａ，２４１ｂと、昇降板１２の突出部１２２ａ，１２２ｂとの係合が解除されるので、昇降板１２は圧縮コイルばね１２４の付勢力によって上方に移動し、昇降板１２上に積載されている記録紙Ｐが給紙ローラー１３に圧接するようになる。また、同時に、レバー１８によって押し下げられていた記録紙分離部材１４も、圧縮コイルばね１５の付勢力によって給紙ローラー１３と圧接する接触位置となる（図５を参照）。そして、給紙ローラー１３は、後述するように、所定時間、駆動軸１７のみを空転させた後、給紙ローラー１３本体が回転することにより、記録紙Ｐの給紙を開始する。なお、ソレノイド４０は、レバー３０の係止部３２と段部２２２との係合が解除された後、非通電状態に戻り、図１３（ａ）に示すように、レバー３０の係止部３２はラチェット欠歯ギア２２の軸と摺接する位置に戻る。

図１４（ａ）に示すように、ラチェット欠歯ギア２２がさらに回転し、ラチェット欠歯ギア２２の欠歯部２２１が駆動ギア２１と対向する位置に至ると、ラチェット欠歯ギア２２は駆動ギア２１からの回転駆動力を伝達されなくなる。このとき、同図（ｂ）に示すように、欠歯ギア２３は駆動ギア２１とまだ歯合しており回転を続けているため、圧縮コイルばね２６の弾性力でラチェット欠歯ギア２２はさらに少し回転し、レバー３０の係止部３２と段部２２２との係合し、ラチェット欠歯ギア２２の回転が完全に停止する。また、同図（ｃ）に示すように、カムギア２４ａ，２４ｂのカム突起２４１ａ，２４１ｂは、昇降板１２の突出部１２２ａ，１２２ｂの傾斜面と接触し、昇降板１２は徐々に下方に押し下げられる。また同時に、昇降板が下方に押し下げられると、図４に示したように、記録紙分離部材１４もレバー１８によって給紙ローラー１３から離れる方向（下方）に押し下げられる。これにより、給紙ローラー１３の回転による記録紙Ｐの給紙は停止する。

次いで、図１５（ｂ）に示すように、欠歯ギア２３の欠歯部２３１が駆動ギア２１と対向する位置になると、欠歯ギア２３は駆動ギア２１から回転駆動力を伝達されなくなる。そして、同図（ｃ）に示すように、カムギア２４ａ，２４ｂのカム突起２４１ａ，２４１ｂが突出部１２２ａ，１２２ｂと係合して、昇降板１２は押し下げられた状態となり、図４に示したように、記録紙分離部材１４はレバー１８によって給紙ローラー１３から離れた離間位置となる。このとき、圧縮コイルばね１２４の弾性力が、突出部１２２ａ、１２２ｂを介してカム突起２４１ａ、２４１ｂが伝わり、カムギア２４ａ、２４ｂが若干回転してカム突起２４１ａ，２４１ｂと突出部１２２ａ，１２２ｂとは定位置で係合し、図１０に示す待機状態に戻る。

以上のように、ラチェット欠歯ギア２２、欠歯ギア２３、カムギア２４ａ，２４ｂが１回転するごとに、記録紙Ｐが記録紙トレイ１１から引き出され、感光体１と転写ローラー６とのニップ部に搬送される。すなわち、搬送された記録紙Ｐの先端が加熱ローラー７１と加圧ローラー７２とのニップ部で挟持された時、昇降板１２が押し下げられた状態となり、記録紙分離部材１４が給紙ローラー１３から離れた離間位置になる。従って、記録紙Ｐの先端が定着装置７に到達したときに、記録紙Ｐ２の後端側が給紙ローラー１３に係っていたとしても、給紙ローラー１３が転写ローラー６や定着装置７における回転駆動の負荷となることが回避される。

次に、給紙ローラー１３を空転させる機構について説明する。上述したように、給紙ローラー１３は、連結ギア２５ａ，２５ｂを介してカムギア２４ａ，２４ｂと連動する駆動軸１７に対して、所定区間だけ空転可能に構成されている。図１６に、空転可能機構の一例を示す斜視図を示す。

円筒状で、内周面に軸方向と平行な複数本の突条５１ａが形成され、外周面の軸方向端部に周方向長さｄ１の凸部５１ｂが形成された固定具５１が、断面が略コ字状の駆動軸１７に固定される。そして、この固定具５１に給紙ローラー１３が回転自在に外嵌されている。給紙ローラー１３は、円筒状の基部１３１と、基部１３１の外周に形成された弾性層１３２とを有する。基部１３１の軸方向端部には、周方向の長さＬの切り欠き部１３１ａが形成されている。

切り欠き部１３１ａの周方向長さＬは、凸部５１ｂの周方向長さｄ１よりも長く、固定具５１の凸部５１ｂが切り欠き部１３１ａ内に位置するように、給紙ローラー１３は固定具５１に取り付けられる。切り欠き部１３１ａの周方向長さＬと凸部５１ｂの周方向長さｄ１との差が、給紙ローラー１３又は駆動軸１７が空転可能な長さｄ２となる。すなわち、凸部５１ｂが切り欠き部１３１ａの側壁１３１ｂと当接するまで、駆動軸１７が空転する一方で、切り欠き部１３１ａの側壁１３１ｃが凸部５１ｂと当接するまで、給紙ローラー１３が空転する。なお、給紙ローラー１３が給紙動作を行うとき、給紙ローラー１３は、図１６の矢印方向に回転する。

給紙ローラー１３の給紙動作について、図１７〜図２３を参照して、以下に説明する。図１７〜図２２はそれぞれ、画像形成装置Ｄの各部の動作を説明する概略断面図である。図１７が、給紙動作開始時の状態を示し、図１８及び図１９が、最大積載枚数の記録紙Ｐを積載したときの状態を示し、図２０が、１枚の記録紙Ｐを積載したときの状態を示し、図２１が、記録紙Ｐが転写ローラー６に到達したときの状態を示し、図２２が、記録紙Ｐが定着装置７に到達したときの状態を示す。図２３は、記録紙Ｐを搬送する際の各部の動作を示すタイミングチャートである。

図１７に示すように、給紙動作の開始直後は、カムギア２４ａ（２４ｂ）のカム突起２４１ａ（２４１ｂ）が昇降板１２の突出部１２２ａ（１２２ｂ）における段差部２１９で係合しており、昇降板１２は下方に押し下げられた状態にあり、記録紙分離部材１４が給紙ローラー１３から離間している。このとき、給紙ローラー１３は、駆動軸１７と連結する固定具５１の凸部５１ｂが基部１３１の切り欠き部１３１ａにおける側壁１３１ｃに当接した状態となっている。

その後、駆動ギア２１からの回転駆動がカムギア２４ａに伝達されるため、カムギア２４ａは、カム突起２４１ａと突出部１２２ａとの係合を解除する方向へ回転する。また、カムギア２４ａの回転動力が駆動軸１７に一端に取り付けた連結ギア２５ａに伝達されるため、駆動軸１７が、カムギア２４ａの回転に同期して回転を開始する。このとき、給紙ローラー１３では、駆動軸１７と連結した固定具５１が回転するものの、凸部５１ｂが切り欠き部１３１ａにおける側壁１３１ｂと接触していないため、給紙ローラー１３は回転せずに、駆動軸１７のみが空転する。

カム突起２４１ａ（２４１ｂ）による突出部１２２ａ（１２２ｂ）における段差部２１９との係合が解除されると、カム突起２４１ａ（２４１ｂ）は、突出部１２２ａ（１２２ｂ）の頂部２２０を当接する。これにより、カムギア２４ａ（２４ｂ）の回転に伴って、カム突起２４１ａ（２４１ｂ）が上方に移動することで、カム突起２４１ａ（２４１ｂ）と頂部２２０で当接している突出部１２２ａ（１２２ｂ）が、圧縮コイルばね１２４の付勢力により上方に移動する。そのため、昇降板１２は、突出部１２２ａ（１２２ｂ）の上方への移動に伴って揺動し、昇降板１２における給紙ローラー１３側の端縁を上方へ移動させる。

図１８に示すように、最大積載枚数の記録紙Ｐが昇降板１２に積載されている場合、カム突起２４１ａ（２４１ｂ）と突出部１２２ａ（１２２ｂ）との係合が解除された直後に、昇降板１２上で最上となる記録紙Ｐが給紙ローラー１３に圧接する。すなわち、最大積載枚数の記録紙Ｐが昇降板１２に積載されている場合、カムギア２４ａ（２４ｂ）のカム突起２４１ａ（２４１ｂ）が、給紙動作の開始直後の位置（図１７参照）から角度θ１だけ回転したときに、昇降板１２上の記録紙Ｐが給紙ローラー１３に圧接する。

このとき、カムギア２４ａ（２４ｂ）及び連結ギア２５ａ（２５ｂ）それぞれの歯数をＺ１，Ｚ２とすると、駆動軸１７のみが角度θ２（＝θ１×Ｚ１／Ｚ２）だけ回転する。すなわち、給紙ローラー１３において、固定具５１の凸部５１ｂが切り欠き部１３１ａの側壁１３１ｃとの当接位置（図１７参照）から角度θ２だけ回転した位置に移動する。なお、固定具５１の凸部５１ｂが移動可能な角度θ０（空転可能な長さｄ２に相当する角度）は、角度θ２より大きい。従って、図１８に示すように、記録紙Ｐが給紙ローラー１３に圧接したとしても、凸部５１ｂが切り欠き部１３１ａの側壁１３１ｂと当接していないので、給紙ローラー１３は回転しない。

その後、カムギア２４ａ（２４ｂ）と駆動軸１７それぞれが回転することで、図１９に示すように、駆動軸１７と共に回転する固定具５１の凸部５１ｂが、基部１３１の切り欠き部１３１ａの回転方向下流側の側面１３１ｂに当接する。このとき、カムギア２４ａ（２４ｂ）が給紙動作の開始直後の位置（図１７参照）から角度θ３（θ３＞θ１）だけ回転するとともに、給紙ローラー１３において、駆動軸１７のみが角度θ４（＝θ３×Ｚ１／Ｚ２）だけ空転している。

よって、駆動軸１７からの回転駆動力は、固定具５１の凸部５１ｂと基部１３１の切り欠き部１３１ａとの当接によって給紙ローラー１３に伝達される。そのため、駆動軸１７の回転に同期して給紙ローラー１３が回転を開始することで、給紙ローラー１３に圧接している最上の記録紙Ｐが搬送路に繰り出される。なお、記録紙分離部材１４が圧縮コイルばね１５によって給紙ローラー１３との接触位置に移動しているため、記録紙Ｐが１枚だけ選択的に搬送路に搬送される。

一方、図２０に示すように、１枚の記録紙Ｐが昇降板１２に積載されている場合、カム突起２４１ａ（２４１ｂ）と突出部１２２ａ（１２２ｂ）との係合が解除されてから、カムギア２４ａ（２４ｂ）が暫く回転した後に、昇降板１２上の記録紙Ｐが給紙ローラー１３に圧接する。すなわち、１枚の記録紙Ｐが昇降板１２に積載されている場合、カムギア２４ａ（２４ｂ）のカム突起２４１ａ（２４１ｂ）が、給紙動作の開始直後の位置（図１７参照）から角度θ３だけ回転したときに、昇降板１２上の記録紙Ｐが給紙ローラー１３に圧接する。

このとき、給紙ローラー１３において、駆動軸１７のみが角度θ４だけ空転して、駆動軸１７と共に回転する固定具５１の凸部５１ｂが、基部１３１の切り欠き部１３１ａの回転方向下流側の側面１３１ｂに当接する。よって、駆動軸１７からの回転駆動力は、固定具５１の凸部５１ｂと基部１３１の切り欠き部１３１ａとの当接によって給紙ローラー１３に伝達され、給紙ローラー１３に圧接した記録紙Ｐが搬送路に繰り出される。

上述のように、給紙動作の開始直後は、駆動軸１７が給紙ローラー１３に対して空転させることで、昇降板１２に積載される記録紙Ｐの枚数にかかわらず、給紙ローラー１３による記録紙Ｐの搬送路への引き出しタイミングを同一タイミングとできる。すなわち、給紙ローラー１３による記録紙Ｐの搬送長さを一定とできるため、記録紙の搬送速度を安定化できる。そして、給紙動作を開始してから記録紙Ｐが転写ローラー６のニップ部に到達するまでの時間を一定時間とすることができ、転写ローラー６での画像転写タイミングを略一定とすることができる。

これにより、感光体１での転写画像の形成位置を略一定とできるため、感光体１及び転写ローラー６による転写部での印字精度を高精度に維持できる。なお、固定具５１の凸部５１ｂが移動可能な角度θ０は、角度θ４より大きい値とすることで、昇降板１２に積載される記録紙Ｐの枚数にかかわらず、給紙ローラー１３による記録紙Ｐの搬送路への引き出しタイミングを同一タイミングとできる。すなわち、駆動軸１７のみを空転させる所定時間が、昇降板１２に１枚の記録紙Ｐを積載したときに、給紙動作を開始してから記録紙Ｐを給紙ローラー１３に圧接するまでの時間よりも長くなるように、固定具５１の凸部５１ｂが移動可能な角度θ０を設定する。

上述のようにして給紙ローラー１３が昇降板１２上の最上の記録紙Ｐ２を搬送路に引き出すと、記録紙検出センサー８が記録紙Ｐ２の先端を検出することで、感光体１に静電潜像が形成される。感光体１は、現像装置４により静電潜像に形成されたトナー画像を、転写ローラー６とのニップ領域に搬送し、給紙ローラー１３により搬送される記録紙Ｐにトナー画像を転写させる。このとき、図２１に示すように、トナー画像が転写される記録紙Ｐは、感光体１と転写ローラー６とにより狭持されると同時に、給紙ローラー１３と記録紙分離部材１４とにより狭持される。

その後、給紙ローラー１３と感光体１及び転写ローラー６との回転駆動により、記録紙Ｐが定着装置７に向かって搬送される。記録紙Ｐの先端が加熱ローラー７１及び加圧ローラー７２のニップ部に到達すると、図２２に示すように、記録紙Ｐの先端が加熱ローラー７１と加圧ローラー７２とによる狭持されると同時に、記録紙Ｐの中途部が感光体１と転写ローラー６とにより狭持される。一方で、図２２に示すように、記録紙分離部材１４が給紙ローラー１３から離間することとなるため、記録紙Ｐの後端側は、給紙ローラー１３と記録紙分離部材１４とによる挟持が解除される。

このとき、カムギア２４ａ（２４ｂ）の回転が停止すると同時に駆動軸１７の回転も停止するため、転写ローラー６及び定着装置７が回転して記録紙Ｐ２を引き出すことで、給紙ローラー１３が空転する。そのため、給紙ローラー１３は、切り欠き部１３１ａの側壁１３１ｃが凸部５１ｂと当接するまで空転することとなり、次の記録紙Ｐ２の搬送に備えて、給紙ローラー１３及び駆動軸１７の関係が、図１７に示すような初期状態となる。

なお、空転可能機構５０における、固定具５１の凸部５１ｂと給紙ローラー１３の切り欠き部１３１ａと係合構造は、図１６に例示した構成の他に、例えば、固定具５１の外周面に軸方向に平行な凸部を設けると共に、給紙ローラー１３の基部１３１の内周面に、軸方向に平行な凹部を設け、凹部の周方向の長さを凸部の周方向の長さよりも長くした係合構造としてもよい。また、前記実施形態では、昇降板１２及び記録紙分離部材１４の昇降を３枚のギアとカム機構を用いて１つの駆動源によって行っていたが、昇降板１２と記録紙分離部材１４の昇降をそれぞれ別の駆動源によって行うようにしてもよい。

更に、本願発明における画像形成装置として、コピー機能、スキャナー機能、プリンター機能、ファックス機能を有するＭＦＰ（Multifunction Peripheral）であっても構わないし、プリンター、コピー機、ファクシミリ等であっても構わない。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

Ｄ 画像形成装置
Ｐ 記録紙
１ 感光体
２ 帯電ローラー
３ 露光装置
４ 現像装置
６ 転写ローラー
７ 定着装置
８ 排紙ローラー対
９ 排紙トレイ
１０ 給紙部
１１ 記録紙トレイ
１２ 昇降板
１３ 給紙ローラー
１４ 記録紙分離部材
１５ 圧縮コイルばね
１６ タイミングセンサー
１７ 駆動軸
１８ レバー
１８ａ レバー保持部
２１ 駆動ギア
２２ ラチェット欠歯ギア
２３ 欠歯ギア
２４ａ，２４ｂ カムギア
２５ａ，２５ｂ 連結ギア
２６ 圧縮コイルばね
３１ 軸
３２ 係止部
３３ 作用部
４０ ソレノイド
４１ 作動桿
５０ 空転可能機構
５１ 固定具
５１ａ 突条
５１ｂ 凸部
７１ 加熱ローラー（定着ローラー）
７２ 加圧ローラー
１２１ａ，１２１ｂ 軸
１２２ａ，１２２ｂ 突出部
１２３ レバー当接部
１２４ 圧縮コイルばね
１３１ 基部
１３１ａ 切り欠き部
１３１ｂ，１３１ｃ 側壁
１３２ 弾性層
１４１ フリクションパッド
１４２ ホルダー
１４２ａ 突起
２１９ 段差部
２２０ 頂部
２２１ 欠歯部
２２２ 段部
２２３ 突起
２３１ 欠歯部
２３２ 側面突起
２３３ 溝部
２３４ 第１連結軸
２４１ａ，２４１ｂ カム突起
２４２ 第１連結軸

Claims (4)

1. 給紙ローラーから送り出された記録紙を、像担持体と転写ローラーとによって挟持し搬送しながら像担持体から記録紙にトナー像を転写した後、定着装置で転写したトナー像を定着させる画像形成装置であって、
   記録紙を積載する昇降板と、
   前記昇降板を昇降自在に揺動させる昇降板揺動機構と、
   前記昇降板の昇降動作に同期して前記給紙ローラーに対して接触位置と離間位置とに移動可能な記録紙分離部材と、
   前記昇降板揺動機構の動作に同期して前記給紙ローラーを回転させる駆動軸と、
   前記駆動軸と前記給紙ローラーとの間に介在する空転可能機構と、
   を備え、
   前記昇降板上に積載された記録紙の給紙を開始する度に、前記昇降板揺動機構により前記昇降板を上昇させるとともに前記給紙ローラーと前記記録紙分離部材とを接触させ、前記空転可能機構により前記駆動軸のみを空転させてから所定時間が経過した後に、前記給紙ローラーを回転させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記空転可能機構が、前記駆動軸に設けられた半径方向外方に突出した凸部と、給紙ローラーに形成された凹部又は切り欠き部とを有し、凹部又は切り欠き部の周方向の長さが、凸部の周方向の長さよりも長く、凹部又は切り欠き部の側壁と凸部とが当接するまで前記駆動軸が空転する機構であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記記録紙が前記定着装置まで搬送されたときに、前記記録紙分離部材を前記給紙ローラーから離間させることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記駆動軸のみを空転させる前記所定時間は、前記昇降板に１枚の記録紙を積載したときに給紙開始してから前記昇降板を揺動させて前記記録紙を前記給紙ローラーに圧接するまでの時間よりも長いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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