JP2019064775A - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】給送不良を低減可能なシート給送装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】昇降可能な積載トレイ82と、積載トレイ82に積載されたシートを給送するピックアップローラ84と、積載トレイ82を上昇可能な直動部材85と、直動部材85を上方に付勢するバネ部材86と、バネ部材86の付勢力に抗して直動部材85を下降可能なギヤ88と、を備える。直動部材85、バネ部材86及びギヤ88は、幅方向においてシートの搬送領域WL内に配置される。【選択図】図3

Description

本発明は、シートを給送するシート給送装置及びこれを備える画像形成装置に関する。
一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、昇降可能な給送板に積載されたシートをピックアップローラによって給送した後、画像形成部によってシートに画像を形成する。給送板は、シートを1枚給送する度に昇降される。
従来、シートの搬送領域外においてピックアップローラの回転軸にカムを設け、一端がカムに押圧されることで他端が上昇するように揺動する給送レバーを設けたシート給送装置が提案されている(特許文献1参照)。この給送レバーは、シート給送方向に直交する幅方向に延びており、給送レバーの他端と給送板との間には、給送バネが配置されている。
給送レバーの一端とカムとが接触すると、給送レバーの他端が上昇すると共に圧縮バネが圧縮されて、シートが所定の圧力でピックアップローラに当接する。給送レバーの一端とカムとが接触しない状態では、圧縮バネは自然長となって、シートとピックアップローラとは接触しない。
特開平9−188423号公報
しかしながら、特許文献1に記載の給送レバーは、幅方向に長尺に形成されており、シートの搬送領域外にある一端がカムに押圧され、シートの搬送領域中央部にある他端が給送バネによって押圧される。このため、カムによって給送レバーの一端が押圧される際に、給送レバーが撓み、カムの変位を正しく給送レバーの他端に伝達できない場合がある。また、給送レバーの組み付けガタによって、給送レバーの他端の変位量にバラつきが出る場合がある。
このため、給送レバーの他端の変位量が安定せず、給送バネによって付与されるシートとピックアップローラとの当接圧が設定値から外れ、重送等の給送不良を生じるという問題があった。
そこで、本発明は、上昇部、付勢部及び下降部をシートの搬送領域内に配置し、上述した課題を解決したシート給送装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、シート給送装置において、昇降可能に支持されると共にシートが積載される積載部と、前記積載部に積載されたシートをシート給送方向に給送する給送回転体と、前記積載部を上方に押圧することで、前記積載部を上昇可能な上昇部と、前記上昇部を上方に付勢する付勢部と、前記上昇部に係合し、前記上昇部を前記付勢部の付勢力に抗して下降可能な下降部と、を備え、前記上昇部、前記付勢部及び前記下降部は、前記シート給送方向に直交する幅方向においてシートの搬送領域内に配置される、ことを特徴とする。
本発明によると、上昇部、付勢部及び下降部をシートの搬送領域内に配置したので、上昇部の撓みを低減することができ、給送不良を低減することができる。
本実施の形態に係るプリンタを示す全体概略図。 手差し給送装置を示す斜視図。 (a)は外装カバー及び積載トレイを示す斜視図、(b)はシートの搬送領域を示す斜視図。 積載トレイが上昇している状態を示す断面図。 積載トレイが下降している状態を示す断面図。 駆動伝達機構を示す斜視図。 (a)は待機状態の駆動伝達機構を示す側面図、(b)は待機状態の駆動伝達機構を示す他の側面図。 (a)は欠歯ギヤが回転を開始した状態の駆動伝達機構を示す側面図、(b)は欠歯ギヤが回転を開始した状態の駆動伝達機構を示す他の側面図。 (a)は直動部材が上方位置に位置する際の駆動伝達機構を示す側面図、(b)は直動部材が上方位置に位置する際の駆動伝達機構を示す他の側面図。 (a)は直動部材が上方位置から下降を開始する際の駆動伝達機構を示す側面図、(b)は直動部材が上方位置から下降を開始する際の駆動伝達機構を示す他の側面図。 (a)は直動部材が下降している際の駆動伝達機構を示す側面図、(b)は直動部材が下降している際の駆動伝達機構を示す他の側面図。 他の実施の形態の手差し給送装置を示す斜視図。
〔全体構成〕
本実施の形態に係る画像形成装置としてのプリンタ100は、電子写真方式のレーザビームプリンタである。プリンタ100は、図1に示すように、シートSに画像を形成する画像形成部10と、カセット給送装置70と、手差し給送装置80と、定着装置30と、排出ローラ対31,32と、を有している。画像形成部10は、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(BK)の4色のトナー画像を形成する4つのプロセスカートリッジ5Y,5M,5C,5BKと、スキャナユニット3Y,3M,3C,3BKと、を備えている。これら4つのプロセスカートリッジ5Y,5M,5C,5BK及びスキャナユニット3Y,3M,3C,3BKは、略水平方向に1列に並べて配置されている。
なお、4つのプロセスカートリッジ5Y,5M,5C,5BK及びスキャナユニット3Y,3M,3C,3BKは、形成する画像の色が異なること以外は同じ構成である。そのため、プロセスカートリッジ5Y及びスキャナユニット3Yの構成及び画像形成プロセスのみを説明し、他のプロセスカートリッジ及びスキャナユニットの説明は省略する。
プロセスカートリッジ5Yは、感光ドラム1と、帯電ローラ2と、現像ローラ4aを有する現像装置4と、クリーニングブレード6と、を有している。感光ドラム1は、アルミシリンダの外周に有機光導電層を塗布して構成され、不図示の駆動モータによって回転する。スキャナユニット3Yは、レーザを出射するレーザ出射部9aと、レーザ出射部9aから出射されたレーザを反射して感光ドラム1に案内するポリゴンミラー9bと、を有する。プロセスカートリッジ5Y,5M,5C,5BKの上方には、中間転写ベルト11が配置されている。中間転写ベルト11は、駆動ローラ11a及び2次転写対向ローラ11bに張架されており、駆動ローラ11aに対向してクリーニング装置8が設けられている。
中間転写ベルト11の内側には、1次転写ローラ12a,12b,12c,12dが設けられている。中間転写ベルト11を挟んで2次転写対向ローラ11bの反対側には、2次転写ローラ21が設けられている。カセット給送装置70は、プリンタ本体100Aに対して引き出し及び装着可能に設けられ、シートSを収容するカセット71を有している。カセット71に収容されたシートSは、ピックアップローラ72によって給送され、フィードローラ73及び分離ローラ74によって1枚ずつに分離される。
次に、このように構成されたプリンタ100の画像形成動作について説明する。不図示のパソコン等から画像信号がスキャナユニット3Yに入力されると、スキャナユニット3Yから、画像信号に対応したレーザ光がプロセスカートリッジ5Yの感光ドラム1上に照射される。
このとき感光ドラム1は、帯電ローラ2により表面が予め所定の極性・電位に一様に帯電されており、スキャナユニット3Yからレーザ光が照射されることによって表面に静電潜像が形成される。感光ドラム1に形成された静電潜像は、現像ローラ4aにより現像され、感光ドラム1上にイエロー(Y)のトナー像が形成される。
同様にして、プロセスカートリッジ5M,5C,5BKの各感光ドラムにもスキャナユニット3Y,3C,3BKからレーザ光が照射され、各感光ドラムにマゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(BK)のトナー像が形成される。各感光ドラム上に形成された各色のトナー像は、1次転写ローラ12a,12b,12c,12dにより中間転写ベルト11に転写され、駆動ローラ11aによって回転する中間転写ベルト11により2次転写ローラ21まで搬送される。なお、各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト11上に1次転写された上流のトナー像に重ね合わせるタイミングで行われる。また、感光ドラム1に残ったトナーは、クリーニングブレード6によって除去される。
この画像形成プロセスに並行して、カセット給送装置70又は手差し給送装置80によって送り出されたシートSは、レジストレーションローラ対20によって斜行が補正される。更にレジストレーションローラ対20は、中間転写ベルト11によって搬送されるトナー像に合わせてシートSを2次転写ローラ21へ向けて搬送する。シートSは、2次転写ローラ21に印加された2次転写バイアスによって、2次転写対向ローラ11bと2次転写ローラ21とによって形成されるニップにおいて中間転写ベルト11上のフルカラーのトナー像が転写される。また、トナー像転写後、中間転写ベルト11の表面に残ったトナーは、クリーニング装置8によって除去される。
トナー像が転写されたシートSは、定着装置30によって所定の熱及び圧力が付与されて、トナーが溶融固着(定着)される。定着装置30を通過したシートSは、不図示の除電部材によって除電された後、排出ローラ対31,32によって排出トレイ40に排出される。
[手差し給送装置]
次に、図2乃至図5を参照して、シート給送装置としての手差し給送装置80について説明する。プリンタ本体100Aには、図2に示すように、外装カバー81が開閉可能に支持されており、外装カバー81を開くことで、外装カバー81の内面81bにシートを支持することができる。外装カバー81の内面81bからは、アーチ状に形成される1対の突起部81a,81aが上方に突出している。
図3(a)に示すように、外装カバー81の内面81bと突起部81aとの間には、積載トレイ82の回動軸82aが回動可能に支持されている。すなわち、積載トレイ82は、回動軸82aを中心に昇降可能に支持されている。積載部としての積載トレイ82は、シートが積載される積載面82bを有しており、回動軸82aは、積載面82bのシート給送方向に直交する幅方向における両端部から、幅方向両外側に延びている。なお、本実施の形態では、図3(b)に示すように、積載面82bの幅が、幅方向におけるシートの搬送領域WLとなっている。シートの搬送領域WLとは、搬送されるシートが通過する領域のことである。そして、回動軸82a及び突起部81aは、搬送領域WLよりも幅方向において外側に設けられている。
図3(a)及び図3(b)に示すように、プリンタ本体100A(図2参照)には、給送フレーム83が固定されており、給送フレーム83には、給送軸84aが回転可能に支持されている。給送軸84aには、積載トレイ82の積載面82bに積載されたシートをシート給送方向に給送するピックアップローラ84が回転可能に支持されており、給送回転体としてのピックアップローラ84は、シートの搬送領域WLの中央部に配置されている。また、給送軸84aの一端部には、駆動源としての給送モータMによって駆動される駆動ギヤ84dが設けられている。
ピックアップローラ84の直下方には、図3(b)及び図4に示すように、直動部材85及びバネ部材86が配置されており、上下方向に移動可能な直動部材85の一部は、給送フレーム83の凹部83cに収納可能となっている。付勢部としてのバネ部材86は、直動部材85の内部の空間に配置されており、一端が給送フレーム83のバネ支持部83aに固定支持され、他端が直動部材85のバネ支持部85cに当接している。
すなわち、上昇部としての直動部材85は、バネ部材86によって上方に付勢されており、直動部材85の上端部85aは、積載トレイ82の下流端部82cに当接している。そして、図4に示すように、バネ部材86が作用長となる、すなわち、圧縮されたバネ部材86が伸びることで直動部材85が上方の上方位置に移動し、直動部材85によって積載トレイ82が上昇可能となっている。このとき、積載トレイ82に積載されたシートSは、バネ部材86の付勢力によって、所定の給送圧でピックアップローラ84に当接している。直動部材85及びバネ部材86は、ピックアップローラ84の下方において積載トレイ82を押圧するので、積載トレイ82の撓みや変形を低減することができる。
また、図5に示すように、バネ部材86が圧縮されることで直動部材85が上方位置より下方の下方位置に移動し、積載トレイ82が下降する。このとき、積載トレイ82に積載されたシートSは、ピックアップローラ84から離間しており、ピックアップローラ84が回転駆動している場合であっても、シートSが給送されることはない。
更に、図3(b)に示すように、給送フレーム83には、給送軸84aと並行に延びる回動軸87が回動可能に支持されており、軸部材としての回動軸87には、直動部材85に隣接してギヤ88が回動可能に支持されている。図4に示すように、下降部としてのギヤ88のギヤ部88aは、直動部材85に形成されたラック部85bに噛合しており、回動軸87が回転することで、直動部材85をバネ部材86の付勢力に抗して下降可能となっている。また、図3(b)に示すように、回動軸87の一端側には、給送モータMの駆動力によって回動軸87を駆動可能な駆動伝達機構60が設けられている。
[駆動伝達機構]
次に、図6乃至図11を参照して、駆動伝達機構60の構成及び作用について説明する。図6に示すように駆動伝達機構60は、欠歯ギヤ90と、欠歯ギヤ90と一体に回転するカム部91と、回動軸87の一端に固定されてカム部91に係合可能なカムフォロワ部89と、給送モータMにより駆動する入力ギヤ75(図7(a)参照)と、を有する。欠歯ギヤ90は、入力ギヤ75に噛合可能なギヤ部90bと、入力ギヤ75に噛合しない欠歯部90cと、を有している。
カム部91は、欠歯ギヤ90の軸方向において互いにずれて配置される第1カム91a及び第2カム91bを有している。カムフォロワ部89は、回動軸87の軸方向において互いにずれて配置される第1カムフォロワ89a及び第2カムフォロワ89bを有している。第1カム91aは、第1カムフォロワ89aに係合可能であり、第2カム91bは、第2カムフォロワ89bに係合可能となっている。
また、駆動伝達機構60は、図7(a)に示すように、ソレノイド92と、ソレノイド92によって移動される係止爪92aと、を有している。欠歯ギヤ90のカム部91とは反対側には、係止爪92aが係止可能な溝部90aが形成されており、係止部としての係止爪92aは、ソレノイドフレーム93と係止爪92aとの間で張設されるバネ94によって、溝部90aに向けて付勢されている。また、ソレノイド92に通電されると、ソレノイド92のコイル部92bに向けて係止爪92aが吸引され、係止爪92aと溝部90aとの係止を解除することができる。
図7(a)及び図7(b)は、駆動伝達機構60の待機状態を示しており、このとき、プリンタ100は、制御部100B(図1参照)からの給送指示を待機している状態である。そして、図5に示すように、直動部材85は下方位置に位置し、積載トレイ82は下降した状態である。駆動伝達機構60の待機状態では、図7(a)に示すように、ソレノイド92は通電されておらず、係止爪92aが欠歯ギヤ90の溝部90aに係止されている。また、図7(b)に示すように、第1カム91aの凹部91cには、第1カムフォロワ89aが係合しており第1カムフォロワ89aが固定される回動軸87は、安定した状態で停止している。これにより、回動軸87が回動することによって移動する直動部材85を精度良く位置決めすることができ、積載トレイ82に積載されたシートSをピックアップローラ84から離間した状態で確実に維持することができる。
また、駆動伝達機構60が待機状態の際には、欠歯ギヤ90の欠歯部90cが入力ギヤ75に対向した状態となっており、入力ギヤ75の回転が欠歯ギヤ90に伝達されることはない。図7乃至図11は、欠歯ギヤ90が徐々に回転していった際の駆動伝達機構60を示す側面図である。
プリンタ100の制御部100B(図1参照)から給送指示が出力されると、給送モータM及び入力ギヤ75が回転を開始する。そして、制御部100Bは、ソレノイド92を一時的に通電させ、係止爪92aと欠歯ギヤ90の溝部90aとの係止を解除する。すると、図8(a)に示すように、欠歯ギヤ90に内蔵された不図示のバネにより欠歯ギヤ90が回転し、欠歯ギヤ90のギヤ部90bが入力ギヤ75(図7(a)参照)に噛合する。以降、欠歯ギヤ90が1回転し再び係止爪92aが溝部90aに係止されるまで、欠歯ギヤ90は入力ギヤ75によって回転される。
また、図8(b)に示すように、第1カムフォロワ89aが第1カム91aの凹部91cから滑り落ち、第1カムフォロワ89aと第1カム91aの凹部91cとの係合が解除される。ここで、回動軸87は、バネ部材86(図5参照)により、常に図8(a)の反時計回り方向、又は図8(b)の時計回り方向に付勢されている。このため、図8(b)に示すように、第1カムフォロワ89aが第1カム91aに摺動しつつ、回動軸87は、時計回り方向に回転する。そして、圧縮されていたバネ部材86が徐々に伸びていき、直動部材85が上昇する(図4及び図5参照)。
図9(a)及び図9(b)に示すように、第1カムフォロワ89a及び第2カムフォロワ89bが第1カム91a及び第2カム91bに対してそれぞれ離間した状態で、図4に示すように、直動部材85は上方位置に位置する。直動部材85は、この位置でしばらく停止し、積載トレイ82に積載されたシートSは、ピックアップローラ84によって給送される。
図10(a)及び図10(b)に示すように、更に欠歯ギヤ90が回転すると、第2カム91bが第2カムフォロワ89bに当接する。そして、図11(a)及び図11(b)に示すように第2カム91b及び第1カム91aによって第2カムフォロワ89b及び第1カムフォロワ89aがそれぞれ押圧され、第2カムフォロワ89b、回動軸87及びギヤ88が回動する。図4に示すギヤ88が時計回りに回動することで、直動部材85はバネ部材86の付勢力に抗して下降し、駆動伝達機構60は図5、図7(a)及び図7(b)に示す待機状態に戻る。これにより、1枚のシートSの給送動作が終了する。
ここで、直動部材85、バネ部材86及びギヤ88の配置について説明する。図3(b)に示すように、直動部材85、バネ部材86及びギヤ88は、幅方向におけるシートの搬送領域内(搬送領域WL内)に配置されている。より詳しく言えば、直動部材85の上端部85aと積載トレイ82の下流端部82c(図4参照)との当接部P1は、幅方向において直動部材85とギヤ88との係合部P2にオーバーラップしている。
また、バネ部材86の伸縮方向と同方向に直動部材85が移動し、バネ部材86と積載トレイ82との間には、直動部材85とシートSの厚みのみが介在する。このため、シート給送時にギヤ88及びバネ部材86から力を受ける直動部材85の幅方向における撓みや組み付けガタを低減することができる。これにより、シート給送時のピックアップローラ84とシートSとの間の給送圧のバラつきを低減することができ、重送等の給送不良を抑制することができる。
更に、積載トレイ82がピックアップローラ84から離間する際には、回動軸87に設けられたギヤ88と直動部材85のラック部85bがバネ部材86により付勢された状態となっている。このため、ギヤ88とラック部85bとの間でガタが無い状態となり、積載トレイ82をピックアップローラ84から速やかに離間することができる。そして、特にシート給送動作を高速で繰り返す場合、積載トレイ82の昇降動作の繰り返し応答性が良く、給送されたシートにピックアップローラ84が不要な搬送抵抗を付与することを低減し、安定してシートを搬送することができる。
なお、本実施の形態では、直動部材85、バネ部材86及びギヤ88をそれぞれ1つずつピックアップローラ84の直下方に設けたが、これに限定されない。例えば、図12に示す他の実施の形態の手差し給送装置180のように、幅方向においてピックアップローラ84を挟んで一方側及び他方側に、直動部材85、バネ部材86及びギヤ88をそれぞれ1つずつ若しくは複数設けてもよい。
これにより、直動部材85が1個の場合に比して、直動部材85から積載トレイ82の幅方向における端部までの距離を短くすることができ、積載トレイ82の撓みを抑制することができ、また積載トレイ82の振動を早期に収束することができる。また、積載トレイ82を2つの直動部材85及びピックアップローラ84によって押圧するので、積載トレイ82を安定して支持することができ、給送圧を安定させることができる。
また、本実施の形態は、手差し給送装置80を用いて本発明を説明したが、本発明をカセット給送装置70に適用してもよい。また、ピックアップローラ84に代えて、ベルト等の他の回転体を適用してもよい。
また、本実施の形態では、上下方向に往復移動する直動部材85を用いたが、これに限定されず、回転運動や揺動運動する部材によって積載トレイ82を押圧するように構成してもよい。また、直動部材85と回動軸87とを、ラック&ピニオンの構成によって連動させる構成としたが、これに限定されず、例えばカム機構やリンク機構等によって直動部材85と回動軸87とを連動させる構成としてもよい。
また、本実施の形態では、共通の給送モータMによってピックアップローラ84及び回動軸87を駆動させる構成としたが、これに限定されず、別々のモータによってピックアップローラ84及び回動軸87を駆動させてもよい。また、給送モータMの駆動を回動軸87に伝達させる構成は、駆動伝達機構60に限定されず、電磁クラッチ等の他のクラッチ機構を用いてもよい。
また、本実施の形態では、電子写真方式のプリンタ100を用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ノズルからインク液を吐出させることでシートに画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置にも本発明を適用することが可能である。
10:画像形成部/60:駆動伝達機構/75:入力ギヤ/80,180:シート給送装置(手差し給送装置)/82:積載部(積載トレイ)/84:給送回転体(ピックアップローラ)/85:上昇部、直動部材/85b:ラック部/86:付勢部、バネ部材/87:軸部材(回動軸)/88:下降部(ギヤ)/88a:ギヤ部/89:カムフォロワ部/90:欠歯ギヤ/90b:ギヤ部/90c:欠歯部/91:カム部/92a:係止部(係止爪)/100:画像形成装置(プリンタ)/M:駆動源(給送モータ)/P1:当接部/P2:係合部/WL:搬送領域

Claims (9)

  1. 昇降可能に支持されると共にシートが積載される積載部と、
    前記積載部に積載されたシートをシート給送方向に給送する給送回転体と、
    前記積載部を上方に押圧することで、前記積載部を上昇可能な上昇部と、
    前記上昇部を上方に付勢する付勢部と、
    前記上昇部に係合し、前記上昇部を前記付勢部の付勢力に抗して下降可能な下降部と、を備え、
    前記上昇部、前記付勢部及び前記下降部は、前記シート給送方向に直交する幅方向においてシートの搬送領域内に配置される、
    ことを特徴とするシート給送装置。
  2. 前記上昇部は、上下方向に移動可能な直動部材であり、
    前記付勢部は、一端が固定支持され他端が前記直動部材に当接するバネ部材である、
    ことを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。
  3. 前記直動部材と前記バネ部材との当接部は、前記幅方向において前記直動部材と前記下降部との係合部にオーバーラップする、
    ことを特徴とする請求項2に記載のシート給送装置。
  4. 前記係合部は、前記直動部材に設けられるラック部と、前記下降部に設けられ前記ラック部に噛合するギヤ部と、を有する、
    ことを特徴とする請求項3に記載のシート給送装置。
  5. 前記給送回転体を駆動する駆動源と、
    前記下降部を回動可能に支持する軸部材と、
    前記駆動源の駆動力によって前記軸部材を駆動可能な駆動伝達機構と、を備える、
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  6. 前記駆動伝達機構は、
    前記駆動源の駆動力によって駆動される入力ギヤと、
    前記入力ギヤに噛合可能なギヤ部と、前記入力ギヤに噛合しない欠歯部と、を有する欠歯ギヤと、
    前記欠歯部が前記入力ギヤに対向した状態で前記欠歯ギヤを係止可能な係止部と、
    前記欠歯ギヤと一体に回転するカム部と、
    前記軸部材に設けられ、前記カム部に係合可能なカムフォロワ部と、を有する、
    ことを特徴とする請求項5に記載のシート給送装置。
  7. 前記上昇部及び前記付勢部は、前記給送回転体の直下方に配置されている、
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  8. 前記上昇部、前記付勢部及び前記下降部は、前記幅方向において前記給送回転体を挟んで一方側及び他方側にそれぞれ少なくとも1つずつ設けられる、
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  9. 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のシート給送装置と、
    前記シート給送装置によって給送されたシートに画像を形成する画像形成部と、を備える、
    ことを特徴とする画像形成装置。
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