JP2017132564A - シート給送装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ギアの噛み合い不良が発生するのを抑制することが可能なシート給送装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】この給紙装置（シート給送装置）は、給紙カセット３０と、本体ギア２５と、入力ギア５１と、アイドルギア５０と、カセットレール部３３と、本体レール部１００ａと、第１当接部３９と、を備える。給紙カセット３０はリフト機構４０を有する。本体ギア２５は画像形成装置１００本体に設けられる。アイドルギア５０は、本体ギア２５および入力ギア５１からの駆動力をリフト機構４０に伝達する。画像形成装置１００本体の本体レール部１００ａは、給紙カセット３０のカセットレール部３３を下方から支持する。第１当接部３９は、入力ギア５１とアイドルギア５０との噛み合い位置Ｐ２から、入力ギア５１からアイドルギア５０にかかる力の方向に延ばした線Ｌ２ａ上の位置に配置され、本体レール部１００ａに当接する。
【選択図】図５

Description

本発明は、シート給送装置およびそれを備えた画像形成装置に関し、特に、シート積載板を昇降させるリフト機構を有するシート収納カセットと、リフト機構に駆動力を伝達する本体ギアと、を含むシート給送装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。

給紙カセット（シート収納カセット）は、複写機やプリンターに代表される画像形成装置において、カットペーパー等の給紙用として用いられる。この給紙カセットは、印字前の用紙を予め多数枚ストックしておき、給紙カセットの近傍に設けられた給紙ローラーやピックアップローラー等により給紙カセット内に積み上げられた用紙束の最上層から１枚ずつ用紙を分離して供給する。

また、給紙カセットには、上面に用紙が載置されるシート積載板が備えられたものがある。シート積載板は、給紙カセットの底面内側に給紙方向上流端が支持され、この支点を中心とし、給紙方向下流側の端部を回動端として回動可能である。また、給紙カセットには、シート積載板の回動端を昇降させるリフト機構が設けられる。リフト機構には、画像形成装置本体に設けられた本体ギア、及び給紙カセットの側面部に設けられた入力ギアなどを介して駆動力が伝達される。

なお、画像形成装置本体に設けられた本体ギアから給紙カセットのリフト機構に駆動力を伝達し、リフト機構を駆動することによりシート積載板を回動させる画像形成装置は、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００９−４０５１７号公報

ところで、画像形成装置本体に対して給紙カセットの出し入れをスムーズに行えるように、画像形成装置本体の本体レール部と給紙カセットとの間に多少の遊び（隙間）が設けられることがある。この場合、画像形成装置本体の本体ギアから給紙カセットの入力ギアに駆動力が伝達される際に、本体ギアから入力ギアにかかる力によって給紙カセットが撓んで、入力ギアが本体ギアから遠ざかる方向に変位しやすくなる。このため、本体ギアと入力ギアとの係合が外れやすい（歯飛びしやすい）という問題点がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ギアの噛み合い不良が発生するのを抑制することが可能なシート給送装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第１の局面に係るシート給送装置は、装置本体に対して着脱可能であり、シートを収容するシート収容部と、シート収容部にシート給送方向上流側の部分が回動可能に支持され、上面にシートが載置されるシート積載板と、シート積載板を昇降させるリフト機構と、を有するシート収納カセットと、装置本体に設けられ、リフト機構に駆動力を伝達する本体ギアと、シート収納カセットの側面部に配置され、本体ギアに係合し、本体ギアからの駆動力をリフト機構に伝達する入力ギアと、入力ギアからの駆動力をリフト機構に伝達するアイドルギアと、シート収納カセットの側面に配置され、シート収納カセットの着脱方向に沿って延びるカセットレール部と、装置本体に設けられ、シート収納カセットの着脱時にカセットレール部を下方から支持し、シート収納カセットを案内する本体レール部と、シート収納カセットを装置本体に装着した状態で、カセットレール部が本体レール部に対して隙間を有して配置されるようにシート収納カセットを装置本体に位置決めする位置決め部と、カセットレール部から下方に突出する第１当接部と、を備える。第１当接部は、入力ギアとアイドルギアとの噛み合い位置から、入力ギアからアイドルギアにかかる力の方向に延ばした線上の位置に配置され、シート収納カセットを装置本体に装着した状態で、本体レール部に当接するように設けられている。

本発明の第１の局面に係るシート給送装置によれば、第１当接部は、入力ギアとアイドルギアとの噛み合い位置から、入力ギアからアイドルギアにかかる力の方向に延ばした線上の位置に配置され、シート収納カセットを装置本体に装着した状態で、本体レール部に当接するように設けられている。これにより、入力ギアからアイドルギアに駆動力が伝達される際に、入力ギアからアイドルギアにかかる力によってシート収納カセットが、アイドルギアが入力ギアから遠ざかる方向に変位するのを抑制することができるので、入力ギアとアイドルギアとの係合が外れる（歯飛びする）のを抑制することができる。

本発明の一実施形態の給紙装置を備えた画像形成装置の構造を示した断面図である。 本発明の一実施形態の給紙装置の給紙カセットの給紙方向下流側の部分の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の給紙装置の給紙カセットを給紙方向下流側から示した斜視図である。 本発明の一実施形態の給紙装置の給紙カセットの給紙方向下流側の部分および画像形成装置本体の位置決め部周辺の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の給紙装置の給紙カセットの入力ギア周辺の構造を示した側面図である。 本発明の一実施形態の給紙装置の給紙カセットの用紙積載板およびリフト機構の構造を示した斜視図であり、用紙積載板の自由端が最下位に位置している状態を示す図である。 本発明の一実施形態の給紙装置の給紙カセットの用紙積載板およびリフト機構の構造を示した斜視図であり、用紙積載板の自由端が押し上げ板によって持ち上げられた状態を示す図である。 本発明の一実施形態の給紙装置の給紙カセットの入力ギア周辺の構造を示した側面図であり、壁部にカバー部材を取り付けた状態を示した図である。 本発明の一実施形態の給紙装置の給紙カセットの入力ギア周辺の構造を下方向から示した斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１〜図９を参照して、本発明の一実施形態による給紙装置を備えた画像形成装置１００について説明する。なお、ここでは画像形成装置１００として、モノクロプリンターについて示している。画像形成装置１００本体内には図１に示すように、帯電、露光、現像及び転写の各工程によりモノクロ画像を形成する画像形成部Ｐが配設されている。

画像形成部Ｐには、感光体ドラム１の回転方向（図１の反時計回り方向）に沿って、帯電部２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラー７、クリーニング装置８、及び除電装置（図示せず）が配設されている。画像形成部Ｐでは、感光体ドラム１を図１において反時計回り方向に回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が形成された画像形成部Ｐに向けて、給紙カセット（シート収納カセット）３０から用紙（シート）１８が用紙搬送路１１及びレジストローラー対１３を経由して所定のタイミングで搬送され、画像形成部Ｐにおいて転写ローラー７により感光体ドラム１表面のトナー像が用紙１８に転写される。そして、トナー像が転写された用紙１８は感光体ドラム１から分離され、定着部９に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙１８にトナー像が定着される。

定着部９を通過した用紙１８は、複数方向に分岐した分岐部の分岐部材１６によって搬送方向が振り分けられる。用紙１８の片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対１４によって排出トレイ１５に排出される。

一方、用紙１８の両面に画像を形成する場合は、定着部９を通過した用紙１８は一旦排出ローラー対１４の方向に搬送され、用紙１８の後端が分岐部材１６を通過した後に排出ローラー対１４を逆回転させるとともに分岐部材１６の搬送方向を切り換えることで、用紙１８の後端から反転搬送路１７に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラー対１３に再搬送される。そして、感光体ドラム１上に形成された次の画像が転写ローラー７により用紙１８の画像が形成されていない面に転写され、定着部９に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１５に排出される。

給紙カセット３０は、画像形成装置１００本体に対して着脱可能に形成されている。この画像形成装置１００では給紙カセット３０の給紙方向（シート給送方向）下流側（矢印Ａ方向）には、画像形成装置１００本体の下方から用紙が給紙される際の用紙搬送路１１が設けられているので、給紙カセット３０は図１の左方向（矢印Ａ´方向）に引き出される。すなわち、図１の左方向は、給紙カセット３０の引き出し方向であり、右方向は給紙カセット３０の装着方向である。

給紙カセット３０の装着方向の奥側（図１の右側）には、用紙１８を送り出す給送部２０が設けられている。給送部２０は、給紙カセット３０に積載される用紙１８の最上面に圧接されて回転することで用紙１８を送り出すピックアップローラー２１と、ピックアップローラー２１から送り出された用紙１８を搬送するフィードローラー２２ａと、を含む。フィードローラー２２ａにはリタードローラー２２ｂが圧接されており、この２つのローラーによって搬送ローラー対２２が構成されている。ピックアップローラー２１によって複数枚の用紙１８が同時に給送された場合は、搬送ローラー対２２によって用紙１８が捌かれ、最上位の１枚のみが用紙搬送路１１に向けて送り出される。

図２は、本発明の一実施形態の画像形成装置１００の給紙カセット３０の給紙方向下流側の部分の構造を示した斜視図である。なお、図２は図１の紙面奥側から見た状態を示しており、給紙カセット３０の引き出し方向および装着方向は図１と左右が逆になっている。図２において、給紙カセット３０は、底面３１の四方の周縁部に壁部３２ａ〜３２ｄ（図１および図２参照）が立設されて上面が開口した平坦な箱状に構成され、その上面方向から用紙１８を積載して収容する。なお、底面３１および壁部３２ａ〜３２ｄによって、用紙を収容する用紙収容部（シート収容部）Ｓが形成されている。

給紙カセット３０の装着方向下流側に配置される壁部３２ａの外側には図３に示すように、給紙方向と直角をなす用紙幅方向の両側に、装着方向下流側に突出する位置決めボス３２ｅが設けられている。また、画像形成装置１００本体には図４に示すように、位置決めボス３２ｅが挿入される位置決め穴を有する位置決め部１０１が設けられている。これにより、給紙カセット３０が画像形成装置１００本体に装着される際に、位置決めボス３２ｅが位置決め部１０１の位置決め穴に挿入され、給紙カセット３０が位置決めされる。このとき、図５に示すように、後述するカセットレール部３３は本体レール部１００ａに対して隙間（遊び）を有して配置される一方、後述する第２当接部３８および第１当接部３９は本体レール部１００ａに当接する。

図２に示すように、給紙カセット３０の装着方向または引き出し方向（矢印ＡＡ′方向）に対し平行な壁部３２ｂ、３２ｃ（側面部）の外側には一対のカセットレール部３３が付設されている。画像形成装置１００本体側にはカセットレール部３３を摺動可能に案内する一対の本体レール部１００ａ（図５参照）が設けられており、カセットレール部３３を本体レール部１００ａに沿って摺動させることで、給紙カセット３０は画像形成装置１００本体に対し挿入及び引き出し可能となっている。

用紙収容部Ｓの底面３１上には、用紙積載板（シート積載板）３４が回動可能に設けられている。用紙束はこの用紙積載板３４上に積載される。なお、用紙積載板３４及び用紙積載板３４を昇降させるリフト機構４０については後述する。

給紙カセット３０の内部には、給紙方向（矢印Ａ方向）に沿って立設された一対の幅規制カーソル３５が備えられている。一対の幅規制カーソル３５は、給紙方向と直交する用紙幅方向に互いに接離可能で、用紙幅方向の両側から用紙束の側面に当接し、用紙束の幅方向の位置決めを行う。

給紙カセット３０の内部の給紙方向上流側には、後端規制カーソル（図示せず）が給紙方向に移動可能に備えられている。後端規制カーソル（図示せず）は、給紙方向上流側から用紙束の後端面に当接し、用紙束の給紙方向の位置決めを行う。

図６に示すように、用紙積載板３４は、給紙方向上流側の端部を回動支点３４ａとして側面３２ｂおよび３２ｃの給紙方向上流側に設けられた支持部（図示せず）に支持されており、給紙方向下流側の端部を自由端３４ｂとして上下に回動可能である。用紙積載板３４は板状の部材であり、幅規制カーソル３５、及び後端規制カーソル（図示せず）の移動領域に切り欠きが設けられている。

用紙積載板３４の自由端３４ｂ近傍には、回動軸部４１が配置されている。回動軸部４１は、給紙カセット３０の底面３１に形成された軸受部（図示せず）に回転可能に保持されている。回動軸部４１の一端に押し上げ板４２の固定孔４２ａが貫通して、回動軸部４１と押し上げ板４２が固定されている。押し上げ板４２は、用紙積載板３４の裏面の用紙幅方向略中央部に対向する位置に配置されており、用紙積載板３４を下側から持ち上げて回動させる。また、回動軸部４１の他端には扇形ギア（押し上げ用ギア）４３が連結されており、扇形ギア４３は押し上げ板４２と共に回動する。なお、回動軸部４１、押し上げ板４２および扇形ギア４３によって、リフト機構４０が構成されている。

扇形ギア４３は、アイドルギア５０を介して入力ギア５１に連結されている。図２および図５に示すように、入力ギア５１は給紙カセット３０から露出しており、給紙カセット３０を画像形成装置１００本体に挿入したとき、入力ギア５１が画像形成装置１００本体側に設けられたリフトモーター（駆動部）に繋がる本体ギア２５（図５参照）に係合する。なお、本体ギア２５およびリフト機構４０によって、給紙装置（シート給送装置）が構成されている。

給紙カセット３０が画像形成装置１００本体に挿入された状態で本体ギア２５が回転すると、入力ギア５１、アイドルギア５０、及び扇形ギア４３を介して回動軸部４１に駆動力が伝達され、押し上げ板４２が図７に示すように回動することにより、押し上げ板４２の回動側端縁４２ｂが用紙積載板３４の裏面に沿って摺動し、用紙積載板３４の自由端３４ｂが持ち上げられて上昇する。

入力ギア５１は、本体ギア２５に対して接離する方向に変位可能に壁部３２ｂに支持されている。具体的には図８に示すように、入力ギア５１は、壁部３２ｂと壁部３２ｂの外面に固定されたカバー部材３６とによって支持されている。壁部３２ｂおよびカバー部材３６の各々には、入力ギア５１の軸部５１ａが軸支される長穴３７が形成されており、入力ギア５１は、本体ギア２５およびアイドルギア５０に対して接離する方向に変位可能である。長穴３７は、入力ギア５１と本体ギア２５とが接触したときに入力ギア５１が回転しながら本体ギア２５に対して離間する方向に延びる。これにより、給紙カセット３０を画像形成装置１００本体に装着する際に、入力ギア５１の歯先が本体ギア２５の歯先に当接した場合、入力ギア５１が長穴３７に沿って図８の右上方向（本体ギア２５から離間する方向）に移動するので、入力ギア５１および本体ギア２５の歯が損傷するのを抑制することができる。また、入力ギア５１は、本体ギア２５からの動力を得て回転するとき、その回転する力により本体ギア２５に接近する方向に変位する。なお、アイドルギア５０の軸部および扇形ギア４３の軸部（回動軸部４１）は、入力ギア５１と異なり、真円状の穴に支持されており、図８の上下左右に変位しない。

給紙カセット３０が画像形成装置１００本体の所定位置に装着され、本体ギア２５が入力ギア５１に接触し、入力ギア５１が離間する方向に移動した状態で、本体ギア２５が図５の時計回り方向に回転すると、本体ギア２５と入力ギア５１とが噛み合って、入力ギア５１は長穴３７内を図５の左下方向に移動し、図５の状態になる。このとき、本体ギア２５と入力ギア５１とは、Ｐ１の位置で噛み合う。噛み合い位置Ｐ１では、本体ギア２５のピッチ円（図示せず）と入力ギア５１のピッチ円（図示せず）との接線Ｌ１に対して入力ギア５１の圧力角（ここでは２０度）だけ入力ギア５１側に傾斜した方向（後述する線Ｌ１ａの延びる方向）に、本体ギア２５から入力ギア５１に力が伝達される。また、入力ギア５１とアイドルギア５０とは、Ｐ２の位置で噛み合う。噛み合い位置Ｐ２では、入力ギア５１のピッチ円（図示せず）とアイドルギア５０のピッチ円（図示せず）との接線Ｌ２に対してアイドルギア５０の圧力角（ここでは２０度）だけアイドルギア５０側に傾斜した方向（後述する線Ｌ２ａの延びる方向）に、入力ギア５１からアイドルギア５０に力が伝達される。

ここで、本実施形態では、給紙カセット３０の下部の、本体ギア２５と入力ギア５１との噛み合い位置Ｐ１から、本体ギア２５から入力ギア５１にかかる力の方向に延ばした線Ｌ１ａ上の位置には、下方に突出する第２当接部３８（図９も参照）が設けられている。この第２当接部３８は、給紙カセット３０を画像形成装置１００本体に装着した状態で本体レール部１００ａに当接する。また、給紙カセット３０の下部の、入力ギア５１とアイドルギア５０との噛み合い位置Ｐ２から、入力ギア５１からアイドルギア５０にかかる力の方向に延ばした線Ｌ２ａ上の位置には、下方に突出する第１当接部３９（図９も参照）が設けられている。この第１当接部３９は、給紙カセット３０を画像形成装置１００本体に装着した状態で本体レール部１００ａに当接する。なお、図５では、理解を容易にするために、第２当接部３８および第１当接部３９にハッチングを施している。

本実施形態では、上記のように、第１当接部３９は、入力ギア５１とアイドルギア５０との噛み合い位置Ｐ２から、入力ギア５１からアイドルギア５０にかかる力の方向に延ばした線Ｌ２ａ上の位置に配置され、給紙カセット３０を画像形成装置１００本体に装着した状態で、本体レール部１００ａに当接するように設けられている。これにより、入力ギア５１からアイドルギア５０に駆動力が伝達される際に、入力ギア５１からアイドルギア５０にかかる力によって給紙カセット３０が、アイドルギア５０が入力ギア５１から遠ざかる方向（下方向）に変位するのを抑制することができるので、入力ギア５１とアイドルギア５０との係合が外れる（歯飛びする）のを抑制することができる。

すなわち、給紙カセット３０を画像形成装置１００本体に対してスムーズに着脱するために、カセットレール部３３と本体レール部１００ａとの間には隙間（遊び）が設けられている。しかし、この隙間が原因で、入力ギア５１からアイドルギア５０にかかる力によって給紙カセット３０が撓み、歯飛びが発生する場合がある。そこで、本実施形態では、ギアの噛み合いによる給紙カセット３０の撓みに大きく影響する箇所のみに当接部を設けることによって、給紙カセット３０のスムーズな着脱性を確保しながら、給紙カセット３０の下方向への撓みを抑制して歯飛びの発生を抑制している。

また、上記のように、本体ギア２５と入力ギア５１との噛み合い位置Ｐ１から、本体ギア２５から入力ギア５１にかかる力の方向に延ばした線Ｌ１ａ上の位置には、給紙カセット３０を画像形成装置１００本体に装着した状態で本体レール部１００ａに当接する第２当接部３８が設けられている。これにより、本体ギア２５から入力ギア５１に駆動力が伝達される際に、本体ギア２５から入力ギア５１にかかる力によって給紙カセット３０が、入力ギア５１が本体ギア２５から遠ざかる方向（下方向）に変位するのを抑制することができるので、本体ギア２５と入力ギア５１との係合が外れる（歯飛びする）のを抑制することができる。

また、上記のように、リフト機構４０は、押し上げ板４２と、押し上げ板４２と共に回動する扇形ギア４３と、押し上げ板４２および扇形ギア４３が取り付けられる回動軸部４１と、を有する。これにより、入力ギア５１から扇形ギア４３に駆動力を伝達して扇形ギア４３を回動させることによって、容易に用紙積載板３４を昇降させることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、モノクロプリンターに本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。言うまでもなく、カラープリンター、モノクロ複写機、カラー複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、シート収納カセットと、シート収納カセットのリフト機構に駆動力を伝達する本体ギアと、を備えた種々の画像形成装置に本発明を適用できる。

１８ 用紙（シート）
２５ 本体ギア
３０ 給紙カセット（シート収納カセット）
３１ 底面
３２ｂ、３２ｃ 壁部（側面部）
３３ カセットレール部
３４ 用紙積載板（シート積載板）
３８ 第２当接部
３９ 第１当接部
４０ リフト機構
４１ 回動軸部
４２ 押し上げ板
４３ 扇形ギア（押し上げ用ギア）
５０ アイドルギア
５１ 入力ギア
１００ 画像形成装置
１００ａ 本体レール部
１０１ 位置決め部
Ｌ１ａ、Ｌ２ａ 線
Ｐ１、Ｐ２ 噛み合い位置
Ｓ 用紙収容部（シート収容部）

Claims (4)

1. 装置本体に対して着脱可能であり、シートを収容するシート収容部と、前記シート収容部にシート給送方向上流側の部分が回動可能に支持され、上面にシートが載置されるシート積載板と、前記シート積載板を昇降させるリフト機構と、を有するシート収納カセットと、
   前記装置本体に設けられ、前記リフト機構に駆動力を伝達する本体ギアと、
   前記シート収納カセットの側面に配置され、前記本体ギアに係合し、前記本体ギアからの駆動力を前記リフト機構に伝達する入力ギアと、
   前記入力ギアからの駆動力を前記リフト機構に伝達するアイドルギアと、
   前記シート収納カセットの側面に配置され、前記シート収納カセットの着脱方向に沿って延びるカセットレール部と、
   前記装置本体に設けられ、前記シート収納カセットの着脱時に前記カセットレール部を下方から支持し、前記シート収納カセットを案内する本体レール部と、
   前記シート収納カセットを前記装置本体に装着した状態で、前記カセットレール部が前記本体レール部に対して隙間を有して配置されるように前記シート収納カセットを前記装置本体に位置決めする位置決め部と、
   前記カセットレール部から下方に突出する第１当接部と、
   を備え、
   前記第１当接部は、前記入力ギアと前記アイドルギアとの噛み合い位置から、前記入力ギアから前記アイドルギアにかかる力の方向に延ばした線上の位置に配置され、前記シート収納カセットを前記装置本体に装着した状態で、前記本体レール部に当接するように設けられていることを特徴とするシート給送装置。
2. 前記本体ギアと前記入力ギアとの噛み合い位置から、前記本体ギアから前記入力ギアにかかる力の方向に延ばした線上の位置には、前記シート収納カセットを前記装置本体に装着した状態で前記本体レール部に当接する第２当接部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
3. 前記リフト機構は、前記シート積載板を下側から持ち上げて回動させる押し上げ板と、前記入力ギアから駆動力が伝達され前記押し上げ板と共に回動する押し上げ用ギアと、前記押し上げ板および前記押し上げ用ギアが取り付けられる回動軸部と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載のシート給送装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のシート給送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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