JP2021084769A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ローラによるシートの搬送が、給紙ローラにより妨げられないものであって、小型な画像形成装置を提供する。【解決手段】複数枚のシートが積層されて収納されたシート収納部より、前記シートを一枚ずつ搬送する機構を有する画像形成装置において、前記シート収納部に収納されている前記シートの一枚に接触して回転することにより、前記シートを搬送する給紙ローラと、前記給紙ローラの両端を支持し、前記給紙ローラの回転軸と略平行の回動軸を中心に回動することにより、前記給紙ローラを揺動させる揺動機構部と、を有することを特徴とする画像形成装置により上記課題を解決する。【選択図】 図７

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

画像形成装置として、サーマルヘッドと搬送ローラとの間に、記録紙となるシートを挟み込み、印刷により画像形成を行うサーマルプリンタがある。このようなサーマルプリンタでは、複数のシートが積み重ねられて収納されているシート収納部より、一枚のシートをサーマルヘッドと搬送ローラとの間に挟み込まれるまで搬送するための給紙ローラが設けられているものがある。

搬送ローラによるシートの搬送速度は、給紙ローラによるシートの搬送速度よりも早い。このため、搬送ローラによるシートの搬送が妨げられないように、搬送ローラによるシートの搬送が開始した後は、給紙ローラが給紙ローラの回転軸の一方の端部を支点として揺動し、シートより給紙ローラが離れる機構が設けられた画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１６−４１６１３号公報

ところで、サーマルヘッドを用いた画像形成装置においては、小型化及び軽量化が求められている。しかしながら、給紙ローラが給紙ローラの回転軸の一方の端部を支点として揺動することにより、シートより給紙ローラが離れる機構の場合、揺動するためのスペースが必要となり、この分、画像形成装置の大きさが大きくなる。

このため、搬送ローラによるシートの搬送が、給紙ローラにより妨げられない機構を有するものであって、小型な画像形成装置が求められている。

本実施の形態の一観点によれば、複数枚のシートが積層されて収納されたシート収納部より、前記シートを一枚ずつ搬送する機構を有する画像形成装置において、前記シート収納部に収納されている前記シートの一枚に接触して回転することにより、前記シートを搬送する給紙ローラと、前記給紙ローラの両端を支持し、前記給紙ローラの回転軸と略平行の回動軸を中心に回動することにより、前記給紙ローラを揺動させる揺動機構部と、を有することを特徴とする。

開示の画像形成装置によれば、搬送ローラによるシートの搬送が、給紙ローラにより妨げられない機構を有するものであって、小型な画像形成装置を提供することができる。

揺動部材を有する画像形成装置の斜視図 揺動部材と給紙ローラの説明図 給紙ローラの退避の説明図 給紙ローラのクラッチの説明図（１） 給紙ローラのクラッチの説明図（２） 本実施の形態における画像形成装置の斜視図 本実施の形態における画像形成装置の給紙ローラと揺動機構部の斜視図 本実施の形態における画像形成装置の給紙ローラと揺動機構部の説明図 本実施の形態における画像形成装置の給紙ローラの退避の説明図 本実施の形態における画像形成装置のシートの搬送の説明図（１） 本実施の形態における画像形成装置のシートの搬送の説明図（２） 本実施の形態における画像形成装置のクラッチ機構の構成図（１） 本実施の形態における画像形成装置のクラッチ機構の構成図（２） 本実施の形態における画像形成装置のクラッチ機構の説明図（１） 本実施の形態における画像形成装置のクラッチ機構の説明図（２） 本実施の形態における画像形成装置のクラッチ機構の説明図（３）

実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

最初に、搬送ローラによるシートの搬送が妨げられないように、搬送ローラによるシートの搬送が開始した後は、給紙ローラが給紙ローラの回転軸の一方の端部を支点として揺動し、シートより給紙ローラが離れる機構が設けられている画像形成装置について説明する。

この画像形成装置は、図１に示されるように、画像形成装置の筐体５０のシートを搬送する面５０ａに、プラテンローラとなる搬送ローラ１０と、給紙ローラ３０が設けられている。給紙ローラ３０は、給紙ローラ３０の回転軸３１の一方の端部３１ａが筐体５０の側面５０ｂに設けられた穴に支持されており、他方の端部には、他方の端部を回転可能な状態で支持するクラッチ付ギア３２が設けられている。揺動部材４０は、クラッチ付ギア３２に接続されている。

図２は、給紙ローラ３０と揺動部材４０との関係を示すものである。図２に示されるように、給紙ローラ３０の回転軸３１の一方の端部３１ａとは反対の他方の端部は、クラッチ付ギア３２により回転可能な状態で支持されており、揺動部材４０はクラッチ付ギア３２に接続されている。この画像形成装置では、揺動部材４０が回動することにより、クラッチ付ギア３２を動かすことができ、これにより、給紙ローラ３０は、給紙ローラ３０の回転軸３１の一方の端部３１ａを支点として、破線矢印に示す方向に揺動させることができる。

このように給紙ローラ３０を揺動させることにより、給紙ローラ３０を不図示のシートに接触させたり離したりすることができる。図３は、給紙ローラ３０が揺動する様子を模式的に示したものである。破線は、給紙ローラ３０は、シートを搬送している状態を示しており、この状態では、給紙ローラ３０は、筐体５０のシートを搬送する面５０ａよりも上に出ているため、不図示のシートと接触し、給紙ローラ３０の回転によりシートを一枚ずつ搬送することができる。

給紙ローラ３０により、シートを搬送ローラ１０の位置まで搬送した後は、揺動部材４０により給紙ローラ３０を揺動させて、実線で示されるように給紙ローラ３０を筐体５０のシートを搬送する面５０ａよりも下に退避させる。この状態では、給紙ローラ３０は、シートと接触してはいないため、給紙ローラ３０はシートの搬送には寄与することはない。給紙ローラ３０とシートとが確実に離れた状態となるようにするためには、給紙ローラ３０の揺動により、給紙ローラ３０は他方の端部側で、約１．５ｍｍ動かす必要があり、この分のスペースが必要となり、画像形成装置が大きくなる。

また、図１に示される画像形成装置では、図４に示されるように、給紙ローラ３０の回転軸３１の他方の端部３１ｂの近傍には、クラッチ３３及びクラッチ付ギア３２が設けられている。クラッチ３３には、クラッチ付ギア３２の側に出っ張った突起部３３ａが設けられており、クラッチ付ギア３２には、クラッチ３３の側に出っ張った突起部３２ａが設けられている。

図２に示されるように、クラッチ付ギア３２に設けられた突起部３２ａと、クラッチ３３に設けられた突起部３３ａとは、同一円周上に位置するように取り付けられており、クラッチ付ギア３２が回転すると、クラッチ付ギア３２の突起部３２ａと、クラッチ３３の突起部３３ａとが接触し、クラッチ付ギア３２の回転が、クラッチ付ギア３２の突起部３２ａ、及び、クラッチ３３の突起部３３ａを介し、クラッチ３３に伝達され、クラッチ３３が回転する。これにより、クラッチ３３とともに給紙ローラ３０が回転し、給紙ローラ３０によりシートが搬送される。

尚、クラッチ３３が設けられているのは、シートの搬送速度が、給紙ローラ３０よりも搬送ローラ１０の方が早いため、搬送ローラ１０によりシートの搬送が開始した直後において、シートが給紙ローラ３０と接触している場合に、シートを介し給紙ローラ３０を自由に回転することができるようにするためである。これにより、搬送ローラ１０によるシートの搬送を給紙ローラ３０により妨げられることを防いでいる。

従って、クラッチ付ギア３２とクラッチ３３との間における回転の伝達は、接触しているクラッチ付ギア３２の突起部３２ａと、クラッチ３３の突起部３３ａとの間でなされる。このため、クラッチ付ギア３２の突起部３２ａや、クラッチ３３の突起部３３ａに力が加わることから、これらの突起部３２ａ、３３ａには、強度が求められる。

図５は、クラッチ３３を給紙ローラ３０の回転軸３１の他方の端部３１ｂ側より見た図であるが、クラッチ３３の突起部３３ａの径方向の厚さが薄いと、突起部３３ａが破損しやすいため、ある程度の厚さが必要である。しかしながら、このように突起部３３ａの径方向における厚さを厚くすると、クラッチ３３の径方向の大きさが大きくなり、画像形成装置の大きさも大きくなる。

このため、搬送ローラによるシートの搬送が、給紙ローラにより妨げられないものであって、小型な画像形成装置が求められている。

（画像形成装置）
次に、本実施の形態における画像形成装置について説明する。

本実施の形態における画像形成装置は、図６に示されるように、画像形成装置の筐体１５０のシートを搬送する上面１５０ａに、プラテンローラとなる搬送ローラ１１０と、給紙ローラ１３０が設けられている。給紙ローラ１３０は、給紙ローラ１３０の回転軸の両端、即ち、回転軸の一方の端部及び他方の端部を支持している揺動機構部１４０が設けられている。給紙ローラ１３０回転軸の他方の端部には、不図示のモータの回転を伝達するギア１６４に向かって、第３のクラッチ１６３、第１のクラッチ１６１、第２のクラッチ１６２が順に設けられている。

（搬送機後部）
図７は、給紙ローラ１３０と揺動機構部１４０との関係を示すものである。図７に示されるように、揺動機構部１４０は、給紙ローラ１３０の回転軸１３１と略平行に設けられた軸部１４１と、軸部１４１の一方の端部に設けられた一方の支持部１４２と、軸部１４１の他方の端部に設けられた他方の支持部１４３を有しており、軸部１４１の回動軸１４４を中心に回動可能である。即ち、揺動機構部１４０は、給紙ローラ１３０の回転軸１３１と略平行な軸部１４１の回動軸１４４を中心に回動可能である。

給紙ローラ１３０の回転軸１３１の一方の端部１３１ａは、揺動機構部１４０の一方の支持部１４２において支持されており、給紙ローラ１３０の回転軸１３１の他方の端部側は、揺動機構部１４０の他方の支持部１４３において支持されている。

本実施の形態においては、揺動機構部１４０が回動することにより、図８の実線で示される状態から破線で示される状態に、また、破線で示される状態から実線で示される状態に、給紙ローラ１３０を動かすことができる。図８では、例えば、破線で示される状態が、給紙ローラ１３０の回転によりシートを搬送することが可能な状態であり、実線で示される状態が、給紙ローラ１３０が退避し、給紙ローラ１３０の回転では、シートが搬送されない状態である。

図９は、本実施の形態における給紙ローラ１３０が揺動する様子を模式的に示したものである。給紙ローラ１３０は、シートを搬送している状態では、破線で示される位置にあり、筐体１５０のシートを搬送する上面１５０ａよりも上に出ているため、給紙ローラ１３０は不図示のシートと接触し、給紙ローラ１３０の回転によりシートを搬送することができる。

給紙ローラ１３０により、シートを搬送ローラ１１０の位置まで搬送した後は、揺動機構部１４０により給紙ローラ１３０を揺動機構部１４０の回動軸１４４を中心に回動させることにより、給紙ローラ１３０を揺動させる。これにより、給紙ローラ１３０は実線で示されるように、筐体１５０のシートを搬送する上面１５０ａよりも下に退避する。この状態では、給紙ローラ１３０は、シートと接触しない状態となるため、給紙ローラ１３０はシートの搬送には寄与することはない。給紙ローラ３０とシートが確実に離れた状態とするためには、給紙ローラ１３０を揺動することにより、給紙ローラ３０を揺動する前の状態より、約０．５ｍｍ動かせばよい。従って、この分のスペースが必要となるものの、図１に示される画像形成装置が、約１．５ｍｍ動かす必要があるため、揺動量を１／３にすることができ、図１に示される画像形成装置と比較して、画像形成装置の大きさを小さくすることができる。

より詳細に説明すると、本実施の形態における画像形成装置には、図１０に示されるように、複数枚のシート１７０が積層された状態で収納されているシート収納部１７１が取り付けられており、シート収納部１７１に収納されているシート１７０のうち、図示において一番下のシート１７０と、画像形成装置の給紙ローラ１３０とが接触している。給紙ローラ１３０が図示において反時計回りに回転すると、シート収納部１７１に収納されているシート１７０のうち給紙ローラ１３０と接触しているシート１７０が左方向に搬送される。

給紙ローラ１３０の回転による搬送により、シート１７０がサーマルヘッドユニット１２０における印刷ヘッドであるサーマルヘッド１２１と搬送ローラ１１０との間に挟まれた状態になると、図１１に示されるように、シート１７０は、搬送ローラ１１０の回転により搬送される。この際、給紙ローラ１３０は、揺動機構部１４０が回動軸１４４を中心に反時計回りに回動させて、給紙ローラ１３０を筐体１５０のシートを搬送する上面１５０ａよりも下に退避させる。これにより、給紙ローラ１３０とシート１７０とが接触していない状態となり、給紙ローラ１３０に搬送を妨げられることなく、シート１７０を搬送ローラ１１０の回転により搬送することができる。

搬送ローラ１１０によるシート１７０の搬送が終了し、次のシート１７０をシート収納部１７１より供給する際には、揺動機構部１４０を回動軸１４４を中心に時計回りに回動させて、図１０に示されるように、給紙ローラ１３０とシート収納部１７１に収納されているシート１７０のうち、図示において一番下のシート１７０とを接触させる。

（クラッチ機構）
また、本実施の形態における画像形成装置は、図１２に示されるように、給紙ローラ１３０の回転軸１３１の他方の端部１３１ｂ側には、第１のクラッチ１６１、第２のクラッチ１６２、第３のクラッチ１６３、ギア１６４、コイルばね１６５が設けられている。第３のクラッチ１６３は、クラッチ３３と同じ構造のものであり、突起部３３ａと同じ構造の突起部１６３ａが設けられている。

図１３にも示されるように、ギア１６４には、回転軸方向に伸びる軸部１６４ａが設けられており、軸部１６４ａが、弾性部材であるコイルばね１６５の内側に入れられている。即ち、ギア１６４の軸部１６４ａの外側にコイルばね１６５が配置されている。更に、ギア１６４の軸部１６４ａ及びコイルばね１６５を覆うように、第２のクラッチ１６２が入れられている。第２のクラッチ１６２には、第１のクラッチ１６１側に出っ張った突起部１６２ａが設けられている。

第１のクラッチ１６１は、給紙ローラ１３０の回転軸１３１に回転可能な状態で入れられており、第２のクラッチ１６２側に出っ張った突起部１６１ａと、第３のクラッチ１６３側に出っ張った突起部１６１ｃが設けられている。第３のクラッチ１６３は、給紙ローラ１３０の回転軸１３１に固定されており、給紙ローラ１３０の回転軸１３１とともに回転する。従って、給紙ローラ１３０の他方の端部１３１ｂ側には、他方の端部１３１ｂに向かって、第３のクラッチ１６３、第１のクラッチ１６１、第２のクラッチ１６２、ギア１６４が順に配置されている。

第２のクラッチ１６２に設けられた突起部１６２ａと、第１のクラッチ１６１に設けられた突起部１６１ａとは、同一円周上に位置するように取り付けられており、第２のクラッチ１６２が回転すると、第２のクラッチ１６２の突起部１６２ａと、第１のクラッチ１６１の突起部１６１ａとが接触し、第２のクラッチ１６２の回転が、第２のクラッチ１６２の突起部１６２ａ、及び、第１のクラッチ１６１の突起部１６１ａを介し、第１のクラッチ１６１に伝達され、第１のクラッチ１６１が回転する。

第１のクラッチ１６１に設けられた突起部１６１ｃと、第３のクラッチ１６３に設けられた突起部１６３ａとは、同一円周上に位置するように取り付けられており、第１のクラッチ１６１が回転すると、第１のクラッチ１６１の突起部１６１ｃと、第３のクラッチ１６３の突起部１６３ａとが接触し、第１のクラッチ１６１の回転が、第１のクラッチ１６１の突起部１６１ｃ、及び、第３のクラッチ１６３の突起部１６３ａを介し、第３のクラッチ１６３に伝達され、第３のクラッチ１６３が回転する。これにより、第３のクラッチ１６３とともに給紙ローラ１３０が回転し、給紙ローラ１３０によりシートが搬送される。

本実施の形態においては、搬送ローラ１１０によりシートの搬送が開始した直後、短時間ではあるが、シートと給紙ローラ１３０とが接触している場合が想定される。この場合、給紙ローラ１３０は、搬送ローラ１１０により搬送されているシートに引っ張られ、本来の回転速度よりも早く回転する。即ち、シートにより引っ張られた給紙ローラ１３０の回転に伴い第３のクラッチ１６３が回転し、第３のクラッチ１６３の回転により、第３のクラッチの突起部１６３ａと第１のクラッチ１６１の突起部１６１ｃとは、給紙ローラ１３０によりシートが搬送されている場合と反対側の面で接触し、第３のクラッチ１６３の回転は、第１のクラッチ１６１に伝達される。

この第１のクラッチ１６１の回転は、第２のクラッチ１６２の回転よりも早いため、図１４に示されるように、第１のクラッチの突起部１６１ａと第２のクラッチ１６２の突起部１６２ａとは、給紙ローラ１３０によりシートが搬送されている場合と反対側の面、即ち、第１のクラッチの突起部１６１ａの斜面１６１ｂと、第２のクラッチ１６２の突起部１６２ａの斜面１６２ｂとが接触する。

更に、第１のクラッチの突起部１６１ａの斜面１６１ｂと、第２のクラッチ１６２の突起部１６２ａの斜面１６２ｂとが接触している状態で、第１のクラッチ１６１が第２のクラッチ１６２よりも早く回転すると、図１５に示されるように、第１のクラッチの突起部１６１ａの斜面１６１ｂが、第２のクラッチ１６２の突起部１６２ａの斜面１６２ｂを押し、第２のクラッチ１６２をコイルばね１６５の復元力に抗して第２のクラッチ１６２を押して下に動かし、第１のクラッチの突起部１６１ａが、第２のクラッチ１６２の突起部１６２ａの上に乗り上げ、更に、図１６に示されるように、第１のクラッチの突起部１６１ａが、第２のクラッチ１６２の突起部１６２ａを乗り越える。

本実施の形態は、このようなトルクリミッタとして機能する構成を有することにより、搬送ローラ１１０によるシートの搬送が開始した後に、第３のクラッチの突起部１６３ａと第１のクラッチ１６１の突起部１６１ｃとの間に加わる力を緩和することができ、第３のクラッチの突起部１６３ａ及び第１のクラッチ１６１の突起部１６１ｃにおける径方向の厚さを薄くすることができ、画像形成装置を小型にすることが可能となる。

以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

１１０ 搬送ローラ
１２０ サーマルヘッドユニット
１２１ サーマルヘッド
１３０ 給紙ローラ
１３１ 回転軸
１３１ａ 一方の端部
１３１ｂ 他方の端部
１４０ 揺動機構部
１４１ 軸部
１４２ 一方の支持部
１４３ 他方の支持部
１４４ 回動軸
１５０ 筐体
１５０ａ 上面
１６１ 第１のクラッチ
１６１ａ 突起部
１６１ｂ 斜面
１６２ 第２のクラッチ
１６２ａ 突起部
１６２ｂ 斜面
１６３ 第３のクラッチ
１６３ａ 突起部
１６４ ギア
１６４ａ 軸部
１６５ コイルばね
１７０ シート
１７１ シート収納部

Claims (4)

1. 複数枚のシートが積層されて収納されたシート収納部より、前記シートを一枚ずつ搬送する機構を有する画像形成装置において、
   前記シート収納部に収納されている前記シートの一枚に接触して回転することにより、前記シートを搬送する給紙ローラと、
   前記給紙ローラの両端を支持し、前記給紙ローラの回転軸と略平行の回動軸を中心に回動することにより、前記給紙ローラを揺動させる揺動機構部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記シートに画像形成する印刷ヘッドと、搬送ローラと、を有し、
   前記給紙ローラにより搬送された前記シートは、前記シートと前記搬送ローラとの間に挟まれた状態で、前記搬送ローラの回転により搬送されるものであって、
   前記揺動機構部は、前記搬送ローラによるシートの搬送が開始した後に、前記給紙ローラを前記シートと前記給紙ローラとが接触しないように揺動させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記給紙ローラの回転軸に取り付けられた回転可能な第１のクラッチと、
   回転を伝達するためのギアに取り付けられた第２のクラッチと、
   前記第２のクラッチを前記第１のクラッチの側に押す弾性部材と、
   を有し、
   前記第１のクラッチに設けられた突起部と、前記第２のクラッチに設けられた突起部とが接触している状態で、前記第２のクラッチの回転が、前記第１のクラッチに伝達されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１のクラッチの突起部には斜面が設けられており、前記第２のクラッチの突起部には斜面が設けられており、
   前記第１のクラッチの突起部の斜面と、前記第２のクラッチの突起部の斜面とが接触して、前記第１のクラッチの突起部の斜面を前記第２のクラッチの突起部の斜面が押し、前記第２のクラッチが前記弾性部材の復元力に抗して押され、外側に動くことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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