JP2021123462A - シート給送装置、画像読取装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シートの自重が小さいシートをトレイにセットした場合、シート検知部に設けられる回動部材を回動させることが出来なくなり、シートの有無を検知することが出来ない虞がある。
【解決手段】 シートを載置するトレイと、シートに当接して給送する給送ローラと、シートの有無を検知するシート検知部と、を備えるシート給送装置において、前記シート検知部は、シートに当接し押圧され回動する回動部材と、回動する前記回動部材の一端を検知し、シートの有無を検知する検知センサと、を有し、前記回動部材は、軸部と、載置されるシートと当接する当接部と、を有し、前記トレイは、前記回動部材の前記軸部を回動可能に支持する支持部を有し、前記回動部材の前記軸部の軸方向に直交する断面方向において、前記支持部は凸部および前記軸部は凹部を有し、前記凹部と前記凸部が係合することによって回動可能に支持される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、載置されたシートの検知機構、載置されたシートを１枚ずつ分離して給送するシート給送装置と、給送されたシートの画像を読み取る画像読取装置、及びこれらを備えた画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置等に搭載される画像読取装置には、トレイに置かれたシートを１枚ずつ分離し給送するシート給送装置が備えられている。このようなシート給送装置においては、トレイに置かれたシートの有無を検知するため、トレイ上または給送入口の近傍にシート検知部を設けている。特許文献１に記載されるシート検知部は、載置されたシートに当接し回動する回動部材と、回動する回動部材の一端を検知する検知センサと、を備えている。そして、載置されるシートの自重によって回動部材を回動させ、検知センサによってシートの有無を検知する構成が開示されている。

特開２０１５−１９６５４５

しかしながら、近年のシート給送装置は、製品仕様の拡張にともなって、薄紙から厚紙まで、さらにはレシートや名刺のような幅の狭いシートからＡ３のような幅の広いシートまで、給送することが求められている。この場合、例えば、薄紙で幅の狭いシートをトレイにセットした場合に、シートの自重が小さいため、シート検知部に設けられる回動部材を回動させることが出来ない虞がある。つまり、シートをトレイにセットした場合に、回動部材の一端を検知センサで検知する検知位置まで移動させることができず、シートを検知するこが出来なくなる。

これらを鑑みて、本発明の目的は、シートをトレイにセットした時に、回動部材を回動させることによりシートの有無を検知する構成において、シートの自重が小さいシートでも検知できるシート給送手段を提供することである。

上記の課題を解決するため、本発明では、シートを載置するトレイと、前記トレイに載置されたシートに当接して給送する給送ローラと、前記トレイに設けられ、前記トレイに載置されたシートの有無を検知するシート検知部と、を備えるシート給送装置において、前記シート検知部は、シートに当接し押圧され回動する回動部材と、回動する前記回動部材の一端を検知し、シートの有無を検知する検知センサと、を有し、前記回動部材は、軸部と、載置されるシートと当接する当接部と、前記回動部材の回動によって前記検知センサを透過あるいは遮断する遮断部と、を有し、前記トレイは、前記回動部材の前記軸部を回動可能に支持する支持部を有し、前記回動部材の前記軸部の軸方向に直交する断面方向において、前記支持部は凸部および前記軸部は凹部を有し、前記凹部と前記凸部が係合することによって回動可能に支持されることを特徴とする。

本発明によれば、シートの自重が小さいシートを検知することが可能となる。

本発明の実施形態１に係る画像形成装置を示す断面図 実施形態１に係る画像読取装置の断面図 実施形態１に係る画像読取装置の外観図 実施形態１に係る原稿搬送部の給紙部の側面図 実施形態１に係る原稿搬送部の給紙部の断面図 実施形態１に係る原稿検知部の構成部品の外観図 実施形態１に係る原稿検知部の回動部材の動作を示す断面図 実施形態１に係る回動部材の軸部を示す断面図 実施形態１に係る回動部材に作用するモーメントを示す図 実施形態１と比較構成とにおけるモーメントを示す図 実施形態１と比較構成におけるモーメントを示すグラフ

以下、本発明の実施形態に関して、図を参照して説明する。但し、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって変更されるべきであり、本発明の適用範囲をこれらに限定するものではない。

［実施形態１］
＜画像形成装置＞
図１は、本発明の実施形態１に係る画像形成装置を示す断面図である。図１において、２０１は画像形成装置である。画像形成装置は、画像を形成する画像形成本体装置２０１Ａと、画像形成本体装置２０１Ａの上部に配置され、原稿の画像を読み取る画像読取装置２０１Ｂと、から構成される。ここで、画像形成装置本体２０１Ａで搬送されるシートは用紙Ｐとし、画像読取装置２０１Ｂで搬送されるシートは、原稿Ｓとした。

まず、画像形成本体装置２０１Ａに関して説明する。画像形成本体装置２０１Ａは、画像形成部２０１Ｃと用紙搬送部２０１Ｄとに分類される。画像形成部２０１Ｃは、４ドラムフルカラー方式を採用しており、レーザスキャナ２１０と、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの計４色のトナー画像を形成するためのプロセスカートリッジ２１１を備えている。このプロセスカートリッジ２１１は、感光体ドラム２１２、帯電器２１３、現像を行うための現像器２１４を内包しており、トナー像を形成する。さらに、画像形成部２０１Ｃは、プロセスカートリッジ２１１の上方に中間転写ユニット２１８と、定着部２２０と、現像器２１４にトナーを供給するトナーカートリッジ２１５を備えている。

中間転写ユニット２１８は、中間転写ベルト２１６、１次転写ローラ２１９、駆動ローラ２１６ａ、テンションローラ２１６ｂを備えており、中間転写ベルト２１６は、図１の矢印の方向に回転する。中間転写ユニット２１８の駆動ローラ２１６ａと対向する位置には、中間転写ベルト２１６上に形成されたカラー画像を用紙Ｐに転写する２次転写部を構成する２次転写ローラ２１７が設けられている。この２次転写ローラ２１７の上部には、定着部２２０が配置されており、カラー画像が転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる。

次に、用紙搬送部２０１Ｄに関して説明する。画像形成本部２０１Ｃの下部には、給紙装置２３０が配置されている。給紙装置２３０は、複数段のカセットに積載された用紙Ｐを一枚毎に繰り出し、レジストローラ２４０でタイミングをとり、用紙Ｐにトナー像を転写するため２次転写部に向かって用紙Ｐを搬送する。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着部２２０によってトナー像が用紙Ｐに定着される。定着部２２０の上部には、第１排紙ローラ対２２５ａ、第２排紙ローラ対２２５ｂ及び反転ローラ対２２５ｃが配置されている。用紙Ｐの片面だけにトナー像を印刷する場合には、第１排紙ローラ対２２５ａあるいは第２排紙ローラ対２２５ｂによって用紙Ｐは搬送され、排紙トレイ２５０に排出される。排紙トレイ２５０は、排紙延長トレイ２５１を備えており、排紙延長トレイ２５１を適宜延長させることができる。この結果、排紙された用紙Ｐが、装置の機外へ落下する等の積載性の悪化を防ぐことが可能となる。一方、用紙Ｐの両面に画像を印刷する場合には、反転ローラ対２２５ｃによって用紙Ｐが搬送される。そして、搬送される用紙Ｐの先端と後端が入れ替わるように、反転ローラ対２２５ｃの回転を正逆転させることによって、用紙Ｐはスイッチバックされる。スイッチバックされた用紙Ｐは、両面搬送路Ｒを通過し、再度レジストローラ２４０に搬送され、用紙Ｐの裏面に画像が形成される。

以上、上記の画像形成部２０１Ｃによる画像形成と用紙搬送部２０１Ｄによるシート搬送の一連の動作が連動して実施されることによって、用紙Ｐの上に画像を形成し、排紙トレイ２５０上に画像形成された用紙Ｐが排出される。

＜画像読取装置＞
次に、画像読取装置２０１Ｂに関して、図２および図３を用いて詳細に説明する。図２は、図１における画像読取装置２０１Ｂの詳細な断面図を示す。図３は、画像読取装置２０１Ｂの外観図である。図２に示すように、画像読取装置２０１Ｂは、原稿を読み取るリーダ部３０１と原稿をリーダ部に搬送する原稿搬送部３０２（ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ））とを備えている。

画像読取装置２０１Ｂを用いて、原稿の画像を読み取る場合、以下の２種類の方法がある。１つ目は、原稿を搬送させながら画像を読み取る「原稿流し読み」であり、２つ目は、読み取る原稿を原稿台３０３に載置させて、原稿の画像を読み取る「原稿固定読み」である。それぞれの読み取り方法に関して、以下に説明する。

まず、「原稿固定読み」に関して、説明する。上述したように、原稿固定読みを実施する際には、原稿台３０３に読み取る原稿を載置する必要がある。図３に示すように、原稿台３０３に対して図示しないヒンジが装置本体の奥側に設けられており、原稿搬送部３０２は、リーダ部３０１に対して、把手部３２０を持ち上げることによって、Ｒ１方向に開閉可能となっている。

原稿搬送部３０２をリーダ部３０１に対して開いた状態で、原稿台３０３の上に読み取りを実施したい原稿を載置する。その後、開いた原稿搬送部３０２を閉じ、読取開始を実施する。図２に示すように、原稿台３０３の下部のリーダ部３０１の内部には、画像を読み取るための第１画像読取手段３０４が備えられている。第１画像読取手段３０４は、リーダ部の内部に設けられた図示しないレール上を矢印Ｔ方向（副走査方向）へ位置Ａから位置Ｂに移動可能に設けられている。つまり、原稿台３０３の上に載置された原稿Ｓに対して、第１画像読取手段３０４が副走査方向に移動することによって、載置された原稿Ｓを読み取ることが可能である。

次に、「原稿流し読み」に関して、説明する。原稿流し読みを実施する場合、原稿搬送部３０２（ＡＤＦ）を用いる。図２および図３に示すように、原稿搬送部３０２には、原稿Ｓが積載されるトレイである原稿トレイ３０６が設けられており、原稿トレイ３０６には原稿Ｓの幅方向の位置を規制するサイド規制板３２１がスライド自在に配置されている。サイド規制板３２１は、原稿トレイ３０６に積載された原稿Ｓの幅方向を規制することによって、原稿搬送時において、幅方向の位置を揃えて原稿Ｓを搬送できるようにしている。

原稿トレイ３０６に載置された原稿Ｓの原稿Ｓの先端の上方には、ＡＤＦ３０２の原稿搬送路を開閉する給送カバー３２２が設けられている。給送カバー３２２には、給送ローラであるピックアップローラ１０１が設けられており、図示しない駆動源である給紙モータによりピックアップローラ１０１が下方向に落下し、原稿Ｓに当接する。そして、図示しない給紙モータにより、ピックアップローラ１０１が回転することで、原稿Ｓを読取部３０４、３０８に向けて給送する。

図２に示すように、ピックアップローラ１０１は、通常、ホームポジションである原稿Ｓから上方に離間する離間位置に待避しており、ユーザーが原稿トレイ３０６に原稿Ｓを載置する時に、原稿Ｓのセットの邪魔にならないようにしている。原稿トレイ３０６に載置された原稿Ｓは、給送する際に、ピックアップローラ１０１を離間位置から下降させ、原稿Ｓの上面に当接する給送位置へ移動させる。そして、ピックアップローラ１０１が回転することによって、原稿Ｓは、シート給送方向である原稿給送方向の下流側に設けられた分離部に搬送される。分離部は、搬送ローラであるフィードローラ１０２と、分離部材であるリタードローラ１０３とで構成され、ニップ部を形成する。フィードローラ１０２は、ピックアップローラ１０１で給送された原稿Ｓを原稿給送方向の下流側へ搬送するローラであり、リタードローラ１０３は、フィードローラ１０２に圧接しピックアップローラ１０１で給送された原稿束を１枚ずつ分離するローラである。

１枚ずつに分離された原稿Ｓは、フィードローラ１０２の原稿搬送方向の下流側に配置された引抜ローラ対３１１によって搬送される。さらに、引抜ローラ対３１１によって搬送された原稿Ｓは、搬送ローラ対３１２によってレジローラ対３１３まで搬送される。レジローラ対３１３は一時的に停止しており、原稿Ｓの先端をレジローラ対３１３のニップ部に突き当てることで、原稿Ｓを撓ませて原稿Ｓの先端の斜行を補正する。この原稿Ｓの先端の斜行を補正する際の原稿Ｓの撓みは、ループ空間３０７の内側に収まるようになっている。さらに、レジローラ対３１３の下流側には、第１リードローラ対３１４、第１プラテンローラ３１５、第２リードローラ対３１６、第２プラテンローラ３１７、第３リードローラ対３１８、そして排出ローラ３１９が順に設けられている。

斜行補正された原稿Ｓは、第１リードローラ対３１４によって、第１プラテンガラス３０５上の表面画像読取位置に搬送される。表面画像読取位置において、前述の通り上記リーダ部３０１の備えられた第１画像読取手段３０４によって搬送されながら原稿Ｓの表面である第１面の画像が読み取られる。この時、第１画像読取手段３０４は、Ａの位置に停止している。表面の画像が読み取られた原稿Ｓは、第２プラテンローラ３１７によって第２プラテンガラス３０９上に送り込まれ、第２画像読取手段３０８によって、裏面画像が読み取られる。つまり、原稿流し読みを実施した場合、第１画像読取手段３０４と第２画像読取手段３０８によって原稿Ｓの表裏の画像を同時に読み取ることができる。すなわち、第１画像読取手段３０４は、原稿搬送部３０２によって搬送された原稿Ｓの表面の画像を読み取り、第２画像読取手段３０８は原稿搬送部３０２によって搬送された原稿Ｓの裏面の画像を読み取る。第２画像読取手段３０８で裏面画像が読み取られた後、第３リードローラ対３１８および排出ローラ対３１９によって原稿Ｓを、排紙トレイ３１０へ排出する。

以上、原稿搬送部３０２は原稿を搬送しながら、原稿上の画像を読み取ることが出来る。なお、原稿トレイ３０６に載置された原稿Ｓは、順次、自動で読取部３０４、３０８へ原稿を送り込まれ、連続的に原稿を読み取ることが可能である。なお、ピックアップローラ１０１は、ジョブ中において原稿Ｓと当接した給送位置を保持しており、ジョブが終了した時点で上昇する。

＜原稿搬送部における給紙部の構成＞
次に、原稿搬送部３０２における給紙部に関して、図４および図５を用いて説明する。図４は、図３において、原稿トレイ３０６側から原稿が給紙される給紙部Ｄを示した図である。図５は、図４におけるＡ−Ａ断面図を示した図である。

給送カバー部３２２には、原稿Ｓを給送するための給送ローラ１０１と、原稿トレイ上に載置された時の原稿の先端を規制する先端規制部材であるストッパー６０と、が設けられている。また、原稿トレイ３０６には、載置された原稿の有無を検知する原稿検知部７０が設けられている。

まず、図４に示すように、ストッパー６０が、原稿Ｓを給送する給送方向と直交する原稿の幅方向において、給送ローラ１０１を介して手前側と奥側の２か所に設けられている。この結果、セットされる原稿Ｓは、原稿の先端を２か所で突き当てることができ、セット時の原稿の斜行を低減することが可能となる。また、図５に示すように、ストッパー６０は、原稿を給送する給送方向において、給送ローラ１０１とフィードローラ１０２との間に設けられている。これにより、原稿Ｓをストッパー６０に突き当て時に、フィードローラ１０２とリタードローラ１０３とのニップ部に原稿Ｓの先端を突き当てられないようにしている。なお、ストッパー６０は、給送ローラ１０１が離間位置にある時に、図５にある位置に保持され、給送ローラ１０１が給送位置にある時に、解除される。解除されたストッパー６０は、給送ローラ１０１によって給送される原稿の先端が、ストッパー６０を押し上げ給送される。

次に、原稿トレイ３０６にセットされた原稿を検知する原稿検知部７０に関して、説明する。上述したストッパー６０と同様に、原稿検知部７０もまた、原稿が給送される給送方向と直交する幅方向の略中央に配置されている。

図６は、原稿検知部７０の構成部品を示している。図６（ａ）は、回動部材であるフラグ７１の外観図を示す。図６（ｂ）は、フラグを検知する検知センサである原稿検知センサ７２の外観図を示す。図６に示すように、フラグ７１は、トレイに載置される原稿に当接する当接部７１１と、錘部７１２と、軸部７１３と、検知センサ７２の光軸７２１を遮断する遮断部７１４と、で構成される。本実施形態において、検知センサは、光学式透過型センサであるフォトセンサを採用した。

図７は、図４における原稿検知部７０のフラグ７１の動作を示す断面図である。フラグ７１の軸部に対して、軸方向に直交する断面方向の図である。図７（ａ）は、原稿トレイ３０６に原稿Ｓを載置する前のフラグ７１の状態である。図７（ｂ）は、原稿トレイ３０６に原稿Ｓを載置した後のフラグ７１の状態である。

原稿トレイ３０６は、フラグ７１の軸部７１３を回動可能に支持する支持部８０が、原稿給送方向に２か所で１対に設けられており、フラグ７１は、原稿の給送方向に直交する断面において、回動するように支持されている。フラグ７１の一端は、原稿と当接する当接部７１１が設けられ、フラグ７１の他端は、錘部７１２と検知センサの光軸７２１を遮断する遮断部７１４が形成されている。フラグ７１は、軸部７１３を回動中心として回動可能であり、原稿Ｓが原稿トレイ３０６の上にセットされていない場合、錘部７１２の重さによって当接部７１１は、原稿トレイ３０６の表面から突出するように付勢される。この時、フォトセンサ７２の光線はフラグ７１の遮断部７１４によって遮断されている（図７（ａ））。なお、原稿トレイ３０６の表面部には、フラグ７１の当接部７１１が突出できる穴部であるスリット３０６ａが設けられている。また、フラグ７１は、当接部７１１に設けられた突き当て部７１５がトレイ３０６の下面に接触し、所定の位置で静止する。そして、原稿Ｓが原稿トレイ３０６にセットされた場合、原稿Ｓが当接部７１１を押圧し、フォトセンサ７２の光線を透過し、原稿がセットされたことを検知可能となっている（図７（ｂ））。

また、本実施形態において、図５に示すように、原稿給送方向において、上流側から給送ローラ１０１、フラグ７１、ストッパー６０、搬送ローラ１０２の順に設けられている。そのため、原稿Ｓの先端をストッパー６０に突き当てるように原稿トレイ３０６にセットした時、原稿検知部７０によって、原稿を検知できるように配置されている。

＜原稿検知部の回動部材の支持方法＞
次に、フラグ７１とフラグ７１の軸部７１３を支持する支持部８０について、図８を用いて説明する。図８は、図７のフラグ７１の軸部７１３を拡大した図である。図８（ａ）は、原稿を原稿トレイにセットする前の軸部を示す。図８（ｂ）は、原稿を原稿トレイにセットした後の軸部を示す。

図８に示すように、フラグ７１の軸部７１３は、第１の平面部である軸部側の平面部７１３ａと、第２の平面部である軸部側の平面部７１３ｂと、第１の円弧部である軸部側の円弧部７１３ｃと、を有する凹部Ａが設けられている。一方、支持部８０には、第２の円弧部である支持部側の円弧部８０ａと、を有する凸部Ｂが設けられている。軸部側の円弧部７１３ｃは、支持部側の円弧部８０ａの曲率に対して、大きく設定されている。つまり、フラグ７１の軸部側の平面部７１３ａ、７１３ｂが、支持部側の円弧部８０ａに接触することで、回動可能に支持される。図８において、支持部８０と軸部７１３とが接触する支持位置は、黒丸にて２か所示す。本実施形態において、軸部側の円弧部７１３ｃの中心位置と支持部側の円弧部８０ａの中心位置は、互いに略同一となるように配置されており、フラグ７１は、支持部側の円弧部８０ａの中心に対して回動可能に構成されている。ここで、支持方法に関して、簡潔に述べると、軸部が凹形状を有し支持部が凸形状を有しており、凸形状の先端部が凹形状の底部に係合されることによって、ヤジロベエのような構成で揺動可能に支持されている。また、フラグ７１の軸部７１３と支持部８０との支持位置（黒丸部）は、軸部７１３の最下点よりも上側に位置されている。つまり、軸部７１３は支持部８０を挟み込むように支持されている。

また、軸部７１３の外周部と支持部８０の内周部には、隙間Ｘが設けてあり、フラグ７１が回動中に接触することがないように構成されている。一方で、フラグ７１の軸部７１３が支持部８０から脱落しないように、支持部８０の内周部は、軸部７１３の案内部材としても機能する。もし、充分な隙間Ｘがない場合、軸部７１３の外周部と支持部８０の内周部とが、フラグ７１の回動中に接触してしまい、摺動抵抗が大きくなる。

＜回動部材の摺動抵抗の低減メカニズム＞
次に、本実施形態において、フラグ７１の軸部７１３と支持部８０に作用する摺動抵抗の低減に関して、図９、図１０、および図１１を用いてメカニズムを説明する。具体的には、フラグ７１に作用する回転モーメントに着目する。図９は、フラグ７１に作用するモーメントを示す図である。図１０は、フラグ７１の軸部７１３に作用するモーメントを示す図である。図１１は、図１０におけるモーメントを示すグラフである。

まず、図９に示すように、支持部８０に支持されたフラグ７１には、軸部７１３を支点として、錘部７１２の自重によるモーメントＭｇが作用している。また、この自重によるモーメントＭｇに対する抗力として、軸部７１３における摩擦力によるモーメントＭｓが作用している。ここで、自重によるモーメントＭｇと軸部７１３における摩擦力によるモーメントＭｓは、次の式の関係を満たす必要がある。
Ｍｇ＞Ｍｓ （１）

つまり、自重によるモーメントＭｇは、摩擦力によるモーメントＭｓよりも大きくなるように設定される。この条件は、シートをセットする際に、フラグの当接部７１１がトレイの載置面よりも突出し、フラグ７１の遮断部７１４がセンサの光軸を遮断するために必要となる条件となる。なお、フラグ７１は、当接部７１１に設けられた突き当て部７１５がトレイ３０６の下面に接触し、所定の位置で静止する。

次に、原稿が原稿トレイにセットされ、原稿の自重により、当接部７１１が押し下げられる。この場合、軸部７１３を支点として、原稿の重さによるモーメントＭｐが発生する。原稿の重さによるモーメントＭｐが、自重によるモーメントＭｇよりも大きくなると、フラグ７１が支持部７１３を支点として回転しようとする方向と反対方向へと支持部の摩擦力によるモーメントＭｓ´が発生する。なお、ＭｓとＭｓ´は、方向が逆で大きさは同じであり動作方向に対しての反対方向に働く力である。以降、Ｍｓ´はＭｓと表記する。ここで、原稿トレイに原稿を載置した際に、原稿を検知する条件は、次の式の関係を満たす必要がある。
Ｍｐ＞Ｍｇ＋Ｍｓ （２）

つまり、原稿をセットした時に作用する原稿の重さによるモーメントＭｐは、フラグ７１の自重によるモーメントＭｇと軸部７１３における摩擦力によるモーメントＭｓとの和よりも大きくなる。その結果、フラグ７１は原稿によって回動することができ、光学式透過型センサの光線を遮断し、原稿がセットされたことを検知することが可能となる。

以上のように、フラグ７１が必ず待機位置に戻るためには、（１）を満たす必要があり、フラグ７１が必ず原稿を検知するためには（２）を満たす必要がある。もし、ＭｐよりもＭｇが大きい場合、原稿Ｓは、先端部７１１から上矢印方向への反力を受け、原稿Ｓは先端部７１１を起点にして上方にうねりがある形状になることがある。その結果、遮断部７１４が検知センサ７２の光軸７２１を透過することが出来ず、原稿を載置したにも関わらず、原稿を」検知できず原稿が無いと判断される。特に、レシートなどの薄紙であって幅の狭いシートは、原稿の重さによるモーメントＭｐが従来の原稿よりも遥かに小さくなる傾向がある。例えば、本実施形態において、普通紙（Ａ６Ｒ、８０ｇｓｍ紙）が原稿検知フラグ７０にかかる重量が０．３４ｇであるのに対して、薄紙幅狭紙（５８×８５ｍｍ、３７ｇｓｍ紙）は０．０２ｇである。このため（１）及び（２）を両方とも満たすためには、支持部における摩擦力によるモーメントＭｓを小さくすることが最重要である。

次に、軸部における摩擦力によるモーメントＭｓを低減に関して、本実施形態の構成と比較例の構成と比較して説明する。図１０（ａ）は本実施形態の構成を表し、図１０（ｂ）は比較例の構成を表している。比較例の構成とは、一般的によく用いられる軸部７１３が円形状の軸であるフラグ７１を支持する構成である。

図１０の（ａ）において、フラグ７１が原稿の重さによるモーメントＭｐの方向に回転しようとすると、軸部の摩擦力によるモーメントＭｓが作用する。軸部の摩擦力によるモーメントＭｓは、支持部側の円弧部８０ａの半径をｒとし、軸部７１３が支持部８０から受ける垂直抗力を垂直抗力Ｒ１及び垂直抗力Ｒ２とし、摩擦力をμとすると、以下の式で表される。
Ｍｓ＝ｒ×（μＲ１＋μＲ２） （３）

摩擦力μは、互いに接触する材料によって決まる値であり、垂直抗力Ｒ１及び垂直抗力Ｒ２は、フラグ７１の自重によって概ね決まる値である。このため、軸部の摩擦力によるモーメントＭｓは、支持部の円弧部の半径ｒによって決まる。

一方で、比較例の構成におけるフラグ７１の摩擦力によるモーメントＭｓは、軸部７１３の半径をｒ´とし、軸部７１３が支持部８０から受ける垂直抗力をそれぞれ垂直抗力Ｒ１´及び垂直抗力Ｒ２´とし、摩擦力をμとすると、以下の式で表される。
Ｍｓ＝ｒ´×（μＲ１´＋μＲ２´） （４）

式（３）と同様に、摩擦力μは、接触する材料によって決まる値であり、垂直抗力Ｒ１´及び垂直抗力Ｒ２´は、フラグ７１の自重によって概ね決まる値である。このため、軸部の摩擦力によるモーメントＭｓは、支持部の半径ｒ´によって決まる。

ここで、式（３）において、支持部側の円弧部８０ａの半径ｒは限りなく小さく、例えば量産型で製造した場合、ｒ＝０．１ｍｍ程度まで小さくすることが可能である。一方で、式（４）の軸部の半径をｒ´は、例えば量産型で製造した場合、成形上ｒ＝１．５ｍｍ程度が限界である。これは、フラグ７１の支持部として、強度を持つ必要があるためある程度の太さが必要であるためである。よって、支持部側の円弧部８０ａの半径ｒは、軸部７１３の半径をｒ´の１／１５程度にすることが可能であり、その結果、軸部の摩擦力によるモーメントＭｓも１／１５にすることが可能である。実際に、上述したように、普通紙（Ａ６Ｒ、８０ｇｓｍ紙）が原稿検知フラグ７０にかかる重量が０．３４ｇであるのに対して、薄紙幅狭紙（５８×８５ｍｍ、３７ｇｓｍ紙）は０．０２ｇであり、本実施形態において、薄紙幅狭紙の原稿を検知することが可能となる。

次に、各種モーメントに関して、本実施形態の構成と比較例の構成とにおけるグラフを図１１に示す。図１１（ａ）は本実施形態の構成を示し、図１１（ｂ）は比較例の構成を示している。図において、幅５８ｍｍ長さ８５ｍｍの６４ｇｓｍの普通紙を想定して、式（１）および式（２）を満たす領域があるかを検証した結果を示す。具体的には、同重量のフラグ７１に対して、フラグ７１の重心位置Ｈｇを横軸にとり、式（１）および式（２）に示した条件を満たす領域があるかの計算をした。

図１１のグラフにおいて、式（１）を満たす領域を灰色塗潰部で示し、式（２）を満たす領域をドット部で示す。両図において、ＭｇとＭｐは、フラグの自重および原稿の自重によるモーメントであり、それぞれ同じ値を示す。軸部の構成の違いで差が出るのは、ＭｓとＭｇ＋Ｍｓである。つまり、軸部における摩擦によるモーメントである。Ｍｓに関して、図１１（ａ）の構成は０．２５ｇｆｍｍに対して、図１１（ｂ）の構成は２ｇｆｍｍである。約１０倍もの差があることを確認した。

図１１（ａ）のグラフに示すように、本実施形態の構成では、軸部の摩擦力によるモーメントＭｓが小さくなることで、式（１）および式（２）を満たす成立範囲が存在することが分かる。一方で、図１１（ｂ）のグラフに示すように、比較例の構成では、軸部の摩擦力によるモーメントＭｓが大きいため、式（１）および式（２）を同時に満たすことはできない。図１１（ｂ）において、式（２）の領域は、もはや存在しない構成である。

以上、本実施形態のように、フラグ７１の軸部７１３を支持部８０に支持することによって、摺動抵抗を低減することができ、シートをトレイに載置した際に、確実にフラグ７１を回動させることが可能となり、シートを検知することが出来る。本実施形態において、軸部７１３が凹部とし、支持部８０が凸部として示したが、本発明はこれに限定されるものでなく、軸部７１３が凸部で支持部８０が凹部として示す形態においても、同様の効果を発揮することができる。本実施形態では、原稿搬送部のフラグ７１について記載したが、原稿搬送部を備える画像読取装置や、その他画像形成装置のシート給送部に対しても適用できる。

１０１ ピックアップローラ（給送ローラ）
３０６ 原稿トレイ（トレイ）
７０ 原稿検知部（シート検知部）
７１ フラグ（回動部材）
７１１ 当接部
７１２ 錘部
７１３ 軸部
７１３ａ 軸部側の平面部（第１の平面部）
７１３ｂ 軸部側の平面部（第２の平面部）
７１３ｃ 軸部側の円弧部（第１の円弧部）
７１４ 遮断部
７２ 原稿検知センサ（検知センサ）
８０ 支持部
８０ａ 支持部側の円弧部（第２の円弧部）
Ａ 凹部
Ｂ 凸部
ｒ 支持部側の円弧部の半径
Ｍｇ フラグの自重によるモーメント
Ｍｐ 原稿の重さによるモーメント
Ｍｓ、Ｍｓ´ 軸部の摩擦力によるモーメント

Claims (7)

1. シートを載置するトレイと、
   前記トレイに載置されたシートに当接して給送する給送ローラと、
   前記トレイに設けられ、前記トレイに載置されたシートの有無を検知するシート検知部と、を備えるシート給送装置において、
   前記シート検知部は、シートに当接し押圧され回動する回動部材と、回動する前記回動部材の一端を検知し、シートの有無を検知する検知センサと、を有し、
   前記回動部材は、軸部と、載置されるシートと当接する当接部と、前記回動部材の回動によって前記検知センサを透過あるいは遮断する遮断部と、を有し、
   前記トレイは、前記回動部材の前記軸部を回動可能に支持する支持部を有し、
   前記回動部材の前記軸部の軸方向に直交する断面方向において、前記支持部は凸部および前記軸部は凹部を有し、前記凹部と前記凸部が係合することによって回動可能に支持されること、
   を特徴とするシート給送装置。
2. 前記凸部は第１の円弧部を有し、前記凹部は前記第１の円弧部より曲率の大きい第２の円弧部と、前記第２の円弧部の一端から延びる第１の平面部と、前記第２の円弧部の他端から延びる第２の平面部を有し、
   前記第１の円弧部が、前記第１の平面部と前記第２の平面部に接触することによって、前記回動部材は、前記支持部に支持されること、
   を特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
3. 前記第１の円弧部が前記第１の平面部と前記第２の平面部に接触する位置は、前記軸部を形成する最下点よりも上側に配置されること、
   を特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
4. 前記第１の円弧部と前記第２の円弧部の中心位置とは、略同一であること、
   を特徴とする請求項２又は３に記載のシート給送装置。
5. 前記軸部の外周部と前記支持部の内周部との間に隙間を有し、
   前記回動部材が回動している時、前記軸部の外周部と前記支持部の内周部は接触しないこと、
   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. 請求項１乃至５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の画像を読み取る読取部と、
   を備える画像読取装置。
7. 請求項１乃至５の何れか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、
   を備える画像形成装置。

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