JP3631103B2 - シート供給装置及び画像処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像処理装置、及び画像処理装置に備えられて好適なシート供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のシート供給装置は、例えば複写機やプリンタ等のようにシート材へ画像形成処理を行う画像処理装置に内蔵され、同装置内に積載収容されたシート材を所定の画像形成機構等に供給搬送するものである。なかでも、積載されたシート材の最上位のものから繰り出すピックアップローラと、ピックアップローラより繰り出されたシート材を挟持搬送しつつ、重送されたシート材を１枚づつ分離するローラ対（フィードローラ及びリタードローラ）を備えたいわゆるリ夕ード給紙装置がよく知られている。
【０００３】
図２０は、従来のシート供給装置（リタード給紙装置）の主要内部構造を概略的に示す側断面図である。
【０００４】
同図２０に示すように、シート供給装置５００は、シート材カセット１０３に積載されたシート材Ｓのうち最上位のものを繰り出すピックアップローラ１００を備える。ピックアップローラ１００の下流には、シートＳの搬送経路を挟んでフィードローラ１０１（上位）及びリタードローラ１０２（下位）からなる一組のローラ対が設けられている。フィードローラ１０１は、シート材Ｓの搬送方向に向かって回転駆動される。一方、リタードローラ１０２は、シート材Ｓの搬送方向は反対方向にシート戻しトルクをかけられ、２杖以上のシート材が給送される状態、すなわち重送の発生を防止している。
【０００５】
また、ピックアップローラ１０１及びフィードローラ１０２の回転軸を収容するホルダ１１１は、ソレノイド１０５の電磁作用によってそれ自体移動可能に構成されている。シート材Ｓにシート材Ｓの搬送方向先端がローラ対１０１、１０２に達すると、ソレノイド１０５の作用によりホルダ１０１が上昇し、ピックアップローラ１００がシート材Ｓの上面から退避することにより、次回給紙のタイミング調整を図る他、リタードローラ１０２による戻し作用がピックアップローラ１００の回転力により阻害されないようにしている。
【０００６】
次に、図２１は、シート供給装置５００の駆動系を概略的に示す展開図である。
【０００７】
同図２１に示すように、シート供給装置５００に設けられたモー夕１０８の発生する駆動力は、アイドラギア１１７を介してそれぞれのローラ１００、１０１、１０２に伝達される。フィードローラ１０１はフィードローラ軸１１４に一体に固定されている。フィードローラ軸１１４は、側板１１９、給紙装置本体１２４とに軸支されているが、側板１１９に対しては一方向（ワンウェイ）クラッチ１１５を介して軸支されており、図２０のＡ方向にしか回転しないように回転方向が規制されている。リタードローラ１０２はトルクリミッタ１１２を介してリタードローラ軸１１３に回転自在に固定されている。ここで、リタードローラ軸は回転方向Ｃ（図２０を参照）に回転しているが、トルクリミッター１１２は空転しながらリタードローラに設定されたトルクを伝達しているため、リタードローラ１０２自体はＢ方向（図２０を参照）に回転している。また、リタードローラ軸１１３はカップリング１２１を通してリタードローラギア１１６に接続され、更にワンウェイクラッチ１３１を介してアイドラギア１１７より駆動力を伝達されている。これは、シート材の搬送方向後端部で次回給紙の準備をするために給紙駆動を切断したとき、搬送経路下流に設けられた他の搬送ローラとフィードローラ１０１とがシート材を引っ張り合わないようするためである。
【０００８】
また、シート供給装置５００は、シート材の紙面高さを検知する不図示の紙面検知センサを備えるとともに、カセット１３０内の底面には、積載されたシート材Ｓの下面に当接するように不図示のリフタ板を配設している。そして、紙面検知センサからの信号出力に基づいてリフタ板を駆動させ、シート材Ｓの最上位の高さを一定に保つことで給紙動作の安定性を保っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来のシート供給装置にあっては、積載されたシート材の供給にあたり、安定した給紙動作を確保するためには、（１）給紙動作に同期するピックアップローラの昇降動作の制御、（２）ピックアップローラを昇降させるアクチュエー夕の存在、及び（３）紙面高さを一定に保つ制御が不可欠となっている。
【００１０】
そして、通常このような動作にとってはソレノイド、クラッチ、モータ、センサ等々といった種々のメカトロ部品が必要であり、さらにこれらメカトロ部品を電気的に緻密に制御するため制御手段が必要とされていた。
【００１１】
そして、こうしたメカトロ部品や制御手段を装備することにより、カセットに配設された爪や、分離パッド等基本的に緻密な制御を必要としない機械部品のみを用いてシート材の繰り出しや分離搬送を行う装置に比べ、シート供給動作にかかる緻密性という点では優れるものの、コスト高になってしまっていた。
【００１２】
また、こうしたメカトロ部品や制御手段を装備するシート供給装置では、制御信号のタイムラグや、熱、静電気等の外乱により、給紙動作のタイミングが狂い易く、正常な動作が行われないといった問題も度々起こる。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、熱、静電気ノイズなどの外乱に対しても安定した給紙動作を行うことのできるシート供給装置、及びそのようなシート供給装置を備えた画像処理装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、
積載されたシート材を、所定の搬送方向に向かって順次繰り出すシート供給装置であって、前記シート材に当接されて、該シート材を繰り出す繰り出し手段と、前記シート材および前記繰り出し手段のうちの少なくとも一方を移動させ、前記シート材および前記繰り出し手段を互いに当接及び離間させる移動手段と、前記シート材と繰り出し手段との当接または離間を選択する選択手段と、前記繰り出し手段の駆動と前記移動手段の駆動とを併せて実行可能に構成された駆動手段と、前記選択手段による選択に基づいて、前記駆動手段と前記移動手段とを連結させる連結手段とを有することを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記連結手段はさらに、前記選択手段による当該シート材及び繰り出し手段を当接させる旨の選択に応じて、前記駆動手段と前記繰り出し手段とを連結させてもよい。
【００１６】
また、前記繰り出し手段は、所定の搬送方向に向かって回転駆動され、その回転周面が前記最上位に積載されたシート材に当接されることによってシート材を繰り出す繰り出しローラであってもよい。
【００１７】
また、前記連結手段は、欠歯ギアを含む複数の歯車が連結して駆動力を伝達するギア連結機構であってもよい。
【００１８】
また、前記選択手段は、当該シート材及び繰り出し手段を離間させる旨の選択をする場合には前記ギア連結機構の動作を規制し、当該シート材及び繰り出し手段を当接させる旨の選択をする場合には前記ギア連結機構の動作の規制を解除することとしてもよい。
【００１９】
また、前記選択手段は、ソレノイド、若しくは揺動自在に支持された爪を備え、前記ギア連結機構の複数の歯車のうち少なくとも一つの歯車に係合して該ギア連結機構の動作を規制することとしてもよい。
【００２０】
また、前記ギア連結機構は、前記複数の歯車の回転動作を一方向に限定する限定手段を有してなることとしてもよい。
【００２１】
また、前記限定手段は、前記ギア連結機構の一部をなす爪歯車と、該爪歯車の爪歯に係合する爪であることとしてもよい。
【００２２】
また、前記限定手段は、前記複数の歯車のうち少なくとも一つの歯車の回転軸に設けられた一方向クラッチであってもよい。
【００２３】
また、前記移動手段は、前記ギア連結機構に含まれる歯車の回転軸に設けられたカムによって動作することとしてもよい。
【００２４】
また、前記移動手段は、前記繰り出し手段を移動させることより、最上位に積載された前記シート材及び前記繰り出し手段を互いに当接及び離間させることとしてもよい。
【００２５】
また、前記積載されたシート材を載置する載置台を更に備え、前記移動手段は、前記繰り出し手段の移動量に応じて、さらに前記載置台を移動させることにより、前記最上位に積載されたシート材及び繰り出し手段を互いに当接及び離間させることとしてもよい。
【００２６】
また、前記駆動手段に連結して駆動され、前記繰り出し手段により重なって繰り出されたシート材を分離するとともに所定の搬送方向に向かって搬送する分離搬送手段をさらに備えることとしてもよい。
【００２７】
また、前記分離搬送手段は、所定の搬送方向に向かって回転駆動され、その回転周面が前記繰り出されたシート材の上面に当接される順回転ローラと、前記所定の搬送方向とは逆方向に向かって少なくともトルクを付与され、その外周面が前記前記繰り出されたシート材の下面に当接される逆回転ローラとを備え、前記順回転ローラ及び逆回転ローラにより前記繰り出されたシート材を挟持しつつ分離搬送することとしてもよい。
【００２８】
また、前記選択手段による当該シート材及び繰り出し手段を当接させる旨の選択に応じて、最上位に積載された前記シート材及び前記繰り出し手段の当接と、前記繰り出し手段及び分離搬送手段の駆動と、前記最上位に積載されたシート材及び繰り出し手段の離間と、前記繰り出し手段及び分離搬送手段の駆動停止とを順次実行することとしてもよい。
【００２９】
また、本発明は、請求項１〜１５のうち何れか１項に記載のシート供給装置を備えた画像処理装置において、該シート供給装置から供給されたシート材に画像形成処理を行うことを要旨とする。
【００３０】
また、画像情報を外部から読み取り、該読み取った画像情報に基づいて、前記シート供給装置から供給されたシート材に画像形成処理を行うこととしてもよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のシート供給装置を、画像形成装置の給紙ユニットに適用した一実施の形態について、図を参照して説明する。
【００３２】
図１は、本実施の形態の給紙ユニットを内蔵する画像形成装置（複写機）の内部構造を概略的に示す側断面図である。
【００３３】
図１に示す複写機１は、原稿上の画像情報を読み取り、自身の給紙ユニットに蓄えられたシート材上に、この画像情報を複写する機能を有する。
【００３４】
その基本構成として、先ず同図１に示すように、複写機（複写機本体）１の上部には固定して設けられた透明ガラス板からなる原稿台２が設けられている。部材３は原稿圧看板であり、原稿台２の所定の位置に画像面を下向きにして載置された原稿Ｏを押圧固定する。原稿台２の下側には原稿Ｏを照明するランプ４と、照明した原稿Ｏの光像を感光ドラム１２に導くための反射ミラー５、６、７、８、９、１０及び結像レンズ１１とからなる光学系が設けられている。なお、ランプ４及び反射ミラー４、５、６、７は矢印ａ方向に所定の速度で移動して原稿Ｏを走査する。
【００３５】
画像形成部は、感光ドラム１２と、感光ドラム１２の表面に均一な帯電を施すための帯電器１３と、帯電器１３により帯電された感光ドラム１２の表面に前記光学系から照射される光像により形成された静電潜像を現像してシート材Ｓに転写すべきトナー像を形成するための現像器１４と、感光ドラム１２の表面に現像されたトナー像をシート材Ｓに転写するための転写帯電器１９と、感光ドラム１２からトナー像が転写されたシート材Ｓを分離するための分離帯電器２０と、トナー像を転写した後、感光ドラム１２に残留したトナーを除去するためのクリーナ２６とを備えている。
【００３６】
画像形成部の下流側にはトナー像が転写されたシート材Ｓを搬送するための搬送部２１と、同搬送部２１により搬送されるシート材Ｓ上の像を永久画像として定着するための定着器２２が設けられている。また、定着器２２で像が定着されたシート材Ｓを複写機本体１から排出するための排出ローラ２４が設けられており、さらに、複写機本体１の外側には排出ローラ２４で排出されたシート材Ｓを受け取るための排出トレイ２５が設けられている。
【００３７】
複写機本体１のうち、その画像形成部の下位には、給紙ユニット３０、３１、３２，及び３３が設けられている。各給紙ユニットは、それぞれサイズや種類の異なる記録紙（シート材）Ｓを積載収容するとともに、適宜画像形成部へ供給する機能を有する。
【００３８】
次に、複写機本体１に内蔵された給紙ユニット（シート供給装置）３０〜３３について、その構造及び機能を詳述する。
【００３９】
なお、各給紙ユニット３０〜３３は、収容するシート材のサイズや種類を異にする他、その基本構造や動作態様は同等であるた、ここでは、特に給紙ユニット３０のみついてその構造等を説明する。
【００４０】
図２は、給紙ユニット３０の主要構造を示す側断面図であり、図１の裏面から拡大してみたものである。また図３は、同給紙ユニット３０の駆動系の概略構成を示す展開図である。
【００４１】
給紙ユニット枠２５０は、複写機１本体の側部内壁をなす前側板（図示略）及び後側板（図示略）に固定されている。ピックアップローラ２００、アイドラギア２０６、フィードローラ軸２３３はピックアップローラホルダ２０５に回転自在に支持される。フィードローラ２０１はフィードローラ軸２３３上に固定されており、フィードローラ軸２３３と一体となって回転する。また、ピックアップローラ２００とフィードローラ２０１の外周部端部にはギア歯面が形成されており、アイドラギアＡ２０６を介してフィードローラ２０１からピックアップローラ２００に回転駆動が伝達される。
【００４２】
フィードローラ２０１に対向してリタードローラ２０２が配設されている。リタードローラ２０２は、トルクリミッタ２１２を介してリタードローラ軸２３４に回転自在に固定されている。また、リタードローラ軸２３４は、リタードガイド２５２に回転自在に軸支されたリタードローラホルダ２０３に回転自在に軸支されている。そして、リタードローラホルダ２０３はリタードバネ２０４から付勢力を受け、フィードローラ２０１とリタードローラ２０２が当接加圧することでシート材搬送力を発生させる。また、リタードギア２２１から駆動力がカップリングを介してリタードローラ軸２３４に伝達される。
【００４３】
次に、給紙ユニット３０の駆動伝達経路について説明する。
【００４４】
先ず、モー夕２２４により発生した駆動力は減速ギア２２３に伝達され、さらに下流側の減速ギア２２２に伝達させる。減速ギア２２２は搬送ローラ２２５を回転駆動し、さらにリタードギア２２１に駆動伝達する。リタードローラ２２１に伝達された駆動は回転方向を調節するためのアイドラギア２２５、更につづいてアイドラギア２１８に伝達される。アイドラギア２１８は、欠歯を有するリフトアップ制御ギア２１６と、同じく欠歯を有するピックアップ制御ギア２１５とに駆動を伝達する。リフトアップ制御ギア２１６とピックアップ制御ギア２１５に関する動作はのちほど詳細に説明することとする。リフトアップ制御ギア２１６に伝達された駆動は、カセット内に積載されたシート材を給紙位置まで上昇させるリフトアップ機構に伝達する。また、ピックアップ制御ギア２１５に伝達された駆動は、回転方向調整のためのアイドラギア２１７、つづいてアイドラギア２１９に伝達され、フィードローラ軸２３３上に一体に固定されたフィードローラギア２２０に伝達され、フィードローラ２０１、ピックアップローラ２００を回転させる。
【００４５】
次に、給紙ユニット３０の駆動系の一部をなし、ピックアップローラ２００と積載されたシート材とを当接・離間させる機構構成について説明する。
【００４６】
先ず、図４において模式的に示すように、給紙ユニット枠２５０（図３参照）に形成され、軸に回転自在に固定されたホルダ昇降アーム２１４は、不図示のバネにより同図中Ｘ方向に付勢されている。ラチェット２２９は、ラチェット部２２９ａと歯車部２２９ｂとを備えて構成され、給紙ユニット枠２５０と給紙駆動側板２５１によって軸支されている。歯車部２２８ａは給紙ユニット枠２５０を貫通している。
【００４７】
次に、図５（ａ）は、先の図３に示したピックアップ制御ギア２１５を拡大して示す平面図であり、図５（ｂ）は同ギア２１５を図５（ａ）の矢印Ｚ１方向に向かってみた側面図であり、さらに図５（ｃ）は、同ギア２１５を矢印Ｚ１の対向方向に向かってみた側面図である。
【００４８】
同図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ピックアップ制御ギア２１５は４つの部位から構成されている。
【００４９】
すなわち、ピックアップローラホルダ２０５を昇降させるためのカム部２１５ａと、欠歯であってアイドラギア２１８から駆動を入力するための入力ギア部２１５ｂと、欠歯であってアイドラギア２１７へ駆動を出力するための出力ギア部２１６ｃ部と、ソレノイド２３２の爪部と係合してピックアップ制御ギア２１５の回転を制御する爪部２１５ｄとが、一本の回転軸を共有し、一体としてピックアップ制御ギア２１５を形成している。
【００５０】
ピックアップ制御ギア２１５の欠歯部は、対向するアイドラギア２１７、及びアイドラギア２１８（図３）との噛合時衝撃を吸収するための弾性部がそれぞれ設けられている。そして、ピックアップローラホルダ２０５に一体に形成されている昇降制御棒部２０５ａはホルダ昇降アーム２１４に当接しており、ホルダ昇降アーム２１４の上下動に連動してピックアップローラホルダ２０５も上下動する。また、ホルダ昇降アーム２１４はＸ方向に不図示のバネによって付勢されていることから、ピックアップ制御ギア２１５のカム部２１５ａに当接している。そしてカム部２１５ａのカムプロフィールに合わせて制御されることとなる。
【００５１】
一方、図６（ａ）は、先の図３に示したリフトアップ制御ギア２１６を拡大して示す平面図であり、図６（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、同ギア２１５を構成する欠歯ギア及び各種カムをそれぞれ個別に分離し、図６（ａ）の矢印Ｚ２方向に向かってみた側面図である。
【００５２】
図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、リフトアップ制御ギア２１６もピックアップ制御ギア２１５と同様４つの部位から構成されている。
【００５３】
すなわち、リフトアップ制御ギア２１６を回転させるための駆動入力ギア２１６ａ、リフトアップアーム２１４（図４）と係合してリフトアップ制御ギア２１６の回転を制御するための爪部２１６ｂ、リフトアップ爪２２８を半径方向に揺するためのカム部２１６ｃ、及びリフトアップ爪２２８を周方向に揺動するためのカム部２１６ｄが一本の回転軸を共有し、一体としてリフトアップ制御ギア２１６を形成している。リフトアップ爪２２８はバネ２６０によってＺ方向に付勢され、リフトアップ制御ギア２１６が回転中、リフトアップ爪２２８がカムに当接し、かつリフトアップ終了後リフトアップ爪２２８が初期待機位置に待避するような方向で固定されている。
【００５４】
次に、ピックアップローラ２００によるシート材の繰り出し動作の態様について説明する。
【００５５】
図７〜図１２には、ピックアップローラ２００がシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ピックアップローラ２００に駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せて模式的に示す。
【００５６】
先ず、給紙待機の状態（図７）から、給紙のためにモータ２２４が回転開始する。次に、本体からの給紙開始信号としてソレノイド２３２が通電され、ソレノイド２３２の爪がピックアップ制御ギア２１５の爪部２１５ｄから離間する（図８）。つづいて、ローラ制御ギア２１５は初期位置より回転開始する。次に、ピックアップローラ２００が紙面に着地するとともに、ホルダ昇降アームが最下点まで落ち、これと同時にピックアップ制御ギア２１５の出力ギア部２１５ｃの欠歯がアイドラギア２１７と噛合い、駆動力が伝達される（図９）。アイドラギア２１９とフィードローラギア２２０からフィードローラ２０１とピックアップローラ２００が回転を開始し、シート材の繰り出しを開始する。ピックアップローラ２００がシート材をフィードローラ２０１より下流まで搬送したところでピックアップローラ２００は紙面から離間し待機位置まで上昇する（図１０）。フィードローラ２０１とリタードローラ２０２によってシート材は下流にある搬送ローラ２０８と従動ローラ２０９のローラ対に搬送される（図１１）。ピックアップ制御ギア２１５が１回転し、ソレノイド２３２の爪にピックアップ制御ギア２１５の爪部２１５ｄが係合して初期位置に待機する（図１２）。
【００５７】
ここでリフトアップ制御ギア２１６の出力ギア部２１６ｃの歯数をＭ、フィードローラギア２２０の歯数をＮ、フィードローラ２０１の直径をＲとすると、搬送量Ｌは、
Ｌ＝πＲ×（Ｍ／Ｎ） …（式１）
となる。
【００５８】
ここで、カセットに積載されているシート材の先端から、搬送ローラ２０８に至るまでの距離をＬ１とするならば、Ｌ１＜Ｌを満たさなければならず、式１より、
Ｍ／Ｎ＞πＲ／Ｌ１ …（式２）
なる関係を満たすように歯数Ｍ及びＮが設定されている。
【００５９】
次に、図１３は、ソレノイド２３２（図７等を参照）のオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）状態、ピックアップローラ２００及びフィードローラ２０１（図７等を参照）の回転／停止状態、並びに積載されたシート材の最上位からピックアップローラ２００までの高さが、モータ２２４（図３参照）の駆動開始に対応して時間の経過とともにどのように推移するかを示すタイムチャートである。
【００６０】
同図１３に示すように、時刻ｔ１においてモータ２２４の駆動が開始されると、所定期間を経たのち、所定期間Ｔのみソレノイド２３２が駆動される（図８を併せ参照）。ソレノイド２３２の駆動に同期してピックアップローラ２００がシート材の上面（紙面）に向かって下降を開始し、一方、やや遅れて（時刻ｔ３）同ピックアップローラ２００及びフィードローラ２０１の回転駆動が開始される。紙面に着地（当接）したピックアップローラ２００は、所定期間、紙面と当接した状態を保持した後、給紙一枚目のシート材の繰り出しが完了するタイミング（時刻ｔ５）で上昇（紙面からの離間）を開始する。ピックアップローラ２００が待機位置に戻ると（時刻ｔ５）、両ローラ２００、２０１の回転が一旦停止される。給紙二枚面以降のシート材の送り出しについても、基本的に同様の動作態様が繰り返される。
【００６１】
すなわち、ピックアップローラ２００及びフィードローラ２０１の駆動及び停止、並びにピックアップローラ２００の昇降が、ソレノイドのＯＮ／ＯＦＦのみに基づいて、各種ギア等の連結機構による機械的な反復動作として実行されることとなる。
【００６２】
次にリフトアップ制御ギア２１６及びこれに連結する各種部材からなり、積載されたシート材を昇降させる機能を有するリフトアップ機構について説明する。
【００６３】
図４を再度参照する。同図４に示すように、給紙ユニット枠２５０内に設けられるリフトアップ機構は、ピックアップ制御ギア２１５（例えば図３を参照）と同軸に回転自在に固定されたリフトアップ制御ギア２１６、ロック爪２３０によって１方向に回転が規制されているラチェット２２９、並びにラチェット２２９を回転させるリフトアップ爪２２８を配する。また、この他の構成部材として、リフトアップアーム２１３がホルダ昇降アーム２１４の回転軸と同軸に回転自在に固定され、不図示のバネによりＹ方向に付勢されている。リフトアップ爪２２８の揺動部は長穴となっており、給紙ユニット枠２５０に形成された回転軸に対して半径方向及び周方向への動作が可能となっている。
【００６４】
また、このリフトアップ爪２２８が当接するリフトアップ制御ギア２１６が、基本的には駆動入力ギア２１６ａ、爪部２１６ｂ、カム部２１６ｃ、２１６ｄといった４つの部位から形成されていることは、先の図６（ａ）〜（ｅ）において説明した通りである。
【００６５】
以下、リフトアップ制御ギア２１６の動作について、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）を参照して説明する。
【００６６】
給紙動作が開始され、ピックアップローラホルダ２０５が初期位置（図１４（ａ））より下降を始めて、ピックアップローラホルダ２０５の昇降制御棒部２０５ａが所定の位置（図１４（ｂ））まで下降すると、リフトアップアーム２１３がＺ３方向へ押し下げられる。すると不図示のバネによってＣＣＷ方向に付勢されているリフトアップ制御ギア２１６が回転を開始する。以下、回転動作中の各部品の動作を図１５〜図１８を用いて説明する。
（１）待機状態（図１５）より、カム２１６ｃがリフトアップ爪２２８ｂを押し上げることで、同リフトアップ爪２２８がラチェット２２９の歯面まで移動する（図１６）。
（２）カム２１６ｄがリフトアップ爪２２８ａを押し上げることで、リフトアップ爪２２８がＣＷ方向に回転し、ラチェット２２９はＣＣＷ方向に回転させられる。
（３）ラチェット２２９の回転により、ロック爪２３０が１歯乗り越えるところまでリフトアップ爪２２８が回転する（図１７）。
（４）ロック爪２３０がラチェット２２９の歯を乗り越えて元の位置に戻る（図１８）。
（５）１回転終了し、爪部２１６ｄにリフトアップアーム２１８が係合し、待機状態に戻る（図１５）。
【００６７】
次に、給紙カセットとリフトアップ機構との接続部について、図４、図１５、図１６、及び図１９を参照して説明する。
【００６８】
図４に示すように、ラチェット２２９は、ラチェット部２２９ａと歯車部２２９ｂとを備えて構成され、給紙ユニット枠２５０（図３）と給紙駆動側板２５１（図３）によって軸支されている。歯車部２２８ａは給紙ユニット枠２５０を貫通している。
【００６９】
一方、図１９に示すように、給紙カセット３０は、シート材の大きさの搬送方向に対して垂直な方向を幅を規制するサイド規制板２６１、また搬送方向の幅を規制する後端規制板２６２、シート材を支持し持ち上げる中板２６３、そして中板２６３を所定の高さまで持ち上げるリフタ板２６４がある。リフタ板２６４には、給紙ユニット枠２５０の歯車２２８ｂと係合するように扇ギア２６５が設けられ、リフタ板２６４と一体に回転する。
【００７０】
つまり、カセット桶２６６が複写機１本体に挿入される段階で扇ギア２６５とラチェット２２９が噛み合う。ラチェット２２９が回転動作することで扇ギア２６５を駆動しシート材を給紙位置まで持ち上げる（図１５、図１６、図１９を併せ参照）。
【００７１】
以上の構成により、ソレノイド２３２、及びモータ２２４を制御するだけで給紙動作、及びカセットに積載してあるシート材のリフトアップ動作をメカ部品のみで実現することが可能となり、制御に要する電磁クラッチやシート材の紙面を検知する電気的な機構を削減することが可能となり安価な給紙ユニットを提供することができるようになる。
【００７２】
また、ピックアップローラ２００、フィードローラ２０１の回転を制御するローラ制御ギア２１５にピックアップローラホルダ２０３の昇降を制御するカム部２１５ａを一体に成形することで、センサ信号等を用いて昇降動作させていた従来の給紙ユニットに比して熱や電気的な外乱等に対する耐ノイズ性にも優れることとなる。
【００７３】
なお、本実施の形態においては、リタードローラ２０２にシート材を戻すための駆動を入力しているが、これに駆動を入れなくても本実施の形態と略同等の効果を奏することができる。
【００７４】
また、本実施の形態において、ピックアップ制御ギア２１５、リフトアップ制御ギア２１６に欠歯ギアを用いたが、バネクラッチをこれに代用してもよい。
【００７５】
また、本実施の形態においてはラチェットを用いたリフトアップ機構を用いたが、ワンウェイクラッチを用いた一方向に回転規制された駆動系を用いてもよい。
【００７６】
本実施の形態において分離手段としてリタードローラ２０２を用いたが、これが分離パッドであってもよい。
【００７７】
また、本実施の形態において、カセット式の給紙ユニット（シート供給装置）において説明したが、手差し給紙、原稿読み取り装置において適用してもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、緻密な制御を必要としない機械部品のみを用いてシート材の繰り出し、及び所定の搬送経路への供給動作を、十分な緻密性をもって行うことができるようになる。
【００７９】
また、熱、静電気等の外乱に対しても、給紙動作のタイミングを正確に保持し、常に正常なシート材の供給動作を低コストにて実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる画像形成装置の内部構造を概略的に示す側断面図。
【図２】同実施の形態の給紙ユニットの主要構造を示す側断面図。
【図３】同給紙ユニットの駆動系の概略構成を示す展開図。
【図４】給紙ユニットの駆動系の一部を示す模式図。
【図５】同実施の形態にかかるピックアップ制御ギアを拡大して示す平面図等。
【図６】同実施の形態にかかるリフトアップ制御ギアを拡大して示す平面図等。
【図７】ピックアップローラがシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ローラに駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せ示す模式図。
【図８】ピックアップローラがシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ローラに駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せ示す模式図。
【図９】ピックアップローラがシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ローラに駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せ示す模式図。
【図１０】ピックアップローラがシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ローラに駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せ示す模式図。
【図１１】ピックアップローラがシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ローラに駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せ示す模式図。
【図１２】ピックアップローラがシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ローラに駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せ示す模式図。
【図１３】ソレノイドのオン／オフ状態、ピックアップローラ及びフィードローラの回転／停止状態、並びにピックアップローラの高さの推移を示すタイムチャート。
【図１４】リフトアップ制御ギアの動作態様を示す模式図。
【図１５】リフトアップ制御ギアの動作態様を示す模式図。
【図１６】リフトアップ制御ギアの動作態様を示す模式図。
【図１７】リフトアップ制御ギアの動作態様を示す模式図。
【図１８】リフトアップ制御ギアの動作態様を示す模式図。
【図１９】同実施の形態にかかる給紙カセットの外観を概略的に示す斜視図。
【図２０】従来のシート供給装置の主要内部構造を概略的に示す側断面図。
【図２１】同シート供給装置の駆動系を概略的に示す展開図。
【符号の説明】
１ 複写機（画像形成装置）
２００ ピックアップローラ
２０１ フィードローラ
２０２ リタードローラ
２０５ ピックアップローラホルダ
２１３ リフトアップアーム
２１４ ホルダ昇降アーム
２１５ ピックアップ制御ギア
２１６ リフトアップ制御ギア
２２４ モー夕
２２６ 搬送ローラギア
２２８ リフトアップ爪
２２９ ラチェット
２３０ ロック爪
２３２ ソレノイド（選択手段）
２５０ 給紙ユニット枠
２６３ 中板
２６４ リフタ板
２６５ 扇ギア
２６６ カセット桶
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像処理装置、及び画像処理装置に備えられて好適なシート供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のシート供給装置は、例えば複写機やプリンタ等のようにシート材へ画像形成処理を行う画像処理装置に内蔵され、同装置内に積載収容されたシート材を所定の画像形成機構等に供給搬送するものである。なかでも、積載されたシート材の最上位のものから繰り出すピックアップローラと、ピックアップローラより繰り出されたシート材を挟持搬送しつつ、重送されたシート材を１枚づつ分離するローラ対（フィードローラ及びリタードローラ）を備えたいわゆるリ夕ード給紙装置がよく知られている。
【０００３】
図２０は、従来のシート供給装置（リタード給紙装置）の主要内部構造を概略的に示す側断面図である。
【０００４】
同図２０に示すように、シート供給装置５００は、シート材カセット１０３に積載されたシート材Ｓのうち最上位のものを繰り出すピックアップローラ１００を備える。ピックアップローラ１００の下流には、シートＳの搬送経路を挟んでフィードローラ１０１（上位）及びリタードローラ１０２（下位）からなる一組のローラ対が設けられている。フィードローラ１０１は、シート材Ｓの搬送方向に向かって回転駆動される。一方、リタードローラ１０２は、シート材Ｓの搬送方向は反対方向にシート戻しトルクをかけられ、２杖以上のシート材が給送される状態、すなわち重送の発生を防止している。
【０００５】
また、ピックアップローラ１０１及びフィードローラ１０２の回転軸を収容するホルダ１１１は、ソレノイド１０５の電磁作用によってそれ自体移動可能に構成されている。シート材Ｓにシート材Ｓの搬送方向先端がローラ対１０１、１０２に達すると、ソレノイド１０５の作用によりホルダ１０１が上昇し、ピックアップローラ１００がシート材Ｓの上面から退避することにより、次回給紙のタイミング調整を図る他、リタードローラ１０２による戻し作用がピックアップローラ１００の回転力により阻害されないようにしている。
【０００６】
次に、図２１は、シート供給装置５００の駆動系を概略的に示す展開図である。
【０００７】
同図２１に示すように、シート供給装置５００に設けられたモー夕１０８の発生する駆動力は、アイドラギア１１７を介してそれぞれのローラ１００、１０１、１０２に伝達される。フィードローラ１０１はフィードローラ軸１１４に一体に固定されている。フィードローラ軸１１４は、側板１１９、給紙装置本体１２４とに軸支されているが、側板１１９に対しては一方向（ワンウェイ）クラッチ１１５を介して軸支されており、図２０のＡ方向にしか回転しないように回転方向が規制されている。リタードローラ１０２はトルクリミッタ１１２を介してリタードローラ軸１１３に回転自在に固定されている。ここで、リタードローラ軸は回転方向Ｃ（図２０を参照）に回転しているが、トルクリミッター１１２は空転しながらリタードローラに設定されたトルクを伝達しているため、リタードローラ１０２自体はＢ方向（図２０を参照）に回転している。また、リタードローラ軸１１３はカップリング１２１を通してリタードローラギア１１６に接続され、更にワンウェイクラッチ１３１を介してアイドラギア１１７より駆動力を伝達されている。これは、シート材の搬送方向後端部で次回給紙の準備をするために給紙駆動を切断したとき、搬送経路下流に設けられた他の搬送ローラとフィードローラ１０１とがシート材を引っ張り合わないようするためである。
【０００８】
また、シート供給装置５００は、シート材の紙面高さを検知する不図示の紙面検知センサを備えるとともに、カセット１３０内の底面には、積載されたシート材Ｓの下面に当接するように不図示のリフタ板を配設している。そして、紙面検知センサからの信号出力に基づいてリフタ板を駆動させ、シート材Ｓの最上位の高さを一定に保つことで給紙動作の安定性を保っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来のシート供給装置にあっては、積載されたシート材の供給にあたり、安定した給紙動作を確保するためには、（１）給紙動作に同期するピックアップローラの昇降動作の制御、（２）ピックアップローラを昇降させるアクチュエー夕の存在、及び（３）紙面高さを一定に保つ制御が不可欠となっている。
【００１０】
そして、通常このような動作にとってはソレノイド、クラッチ、モータ、センサ等々といった種々のメカトロ部品が必要であり、さらにこれらメカトロ部品を電気的に緻密に制御するため制御手段が必要とされていた。
【００１１】
そして、こうしたメカトロ部品や制御手段を装備することにより、カセットに配設された爪や、分離パッド等基本的に緻密な制御を必要としない機械部品のみを用いてシート材の繰り出しや分離搬送を行う装置に比べ、シート供給動作にかかる緻密性という点では優れるものの、コスト高になってしまっていた。
【００１２】
また、こうしたメカトロ部品や制御手段を装備するシート供給装置では、制御信号のタイムラグや、熱、静電気等の外乱により、給紙動作のタイミングが狂い易く、正常な動作が行われないといった問題も度々起こる。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、熱、静電気ノイズなどの外乱に対しても安定した給紙動作を行うことのできるシート供給装置、及びそのようなシート供給装置を備えた画像処理装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、
積載されたシート材を、所定の搬送方向に向かって順次繰り出すシート供給装置であって、前記シート材に当接されて、該シート材を繰り出す繰り出し手段と、前記シート材および前記繰り出し手段のうちの少なくとも一方を移動させ、前記シート材および前記繰り出し手段を互いに当接及び離間させる移動手段と、前記シート材と繰り出し手段との当接または離間を選択する選択手段と、前記繰り出し手段の駆動と前記移動手段の駆動とを併せて実行可能に構成された駆動手段と、前記選択手段による選択に基づいて、前記駆動手段と前記移動手段とを連結させる連結手段とを有することを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記連結手段はさらに、前記選択手段による当該シート材及び繰り出し手段を当接させる旨の選択に応じて、前記駆動手段と前記繰り出し手段とを連結させてもよい。
【００１６】
また、前記繰り出し手段は、所定の搬送方向に向かって回転駆動され、その回転周面が前記最上位に積載されたシート材に当接されることによってシート材を繰り出す繰り出しローラであってもよい。
【００１７】
また、前記連結手段は、欠歯ギアを含む複数の歯車が連結して駆動力を伝達するギア連結機構であってもよい。
【００１８】
また、前記選択手段は、当該シート材及び繰り出し手段を離間させる旨の選択をする場合には前記ギア連結機構の動作を規制し、当該シート材及び繰り出し手段を当接させる旨の選択をする場合には前記ギア連結機構の動作の規制を解除することとしてもよい。
【００１９】
また、前記選択手段は、ソレノイド、若しくは揺動自在に支持された爪を備え、前記ギア連結機構の複数の歯車のうち少なくとも一つの歯車に係合して該ギア連結機構の動作を規制することとしてもよい。
【００２０】
また、前記ギア連結機構は、前記複数の歯車の回転動作を一方向に限定する限定手段を有してなることとしてもよい。
【００２１】
また、前記限定手段は、前記ギア連結機構の一部をなす爪歯車と、該爪歯車の爪歯に係合する爪であることとしてもよい。
【００２２】
また、前記限定手段は、前記複数の歯車のうち少なくとも一つの歯車の回転軸に設けられた一方向クラッチであってもよい。
【００２３】
また、前記移動手段は、前記ギア連結機構に含まれる歯車の回転軸に設けられたカムによって動作することとしてもよい。
【００２４】
また、前記移動手段は、前記繰り出し手段を移動させることより、最上位に積載された前記シート材及び前記繰り出し手段を互いに当接及び離間させることとしてもよい。
【００２５】
また、前記積載されたシート材を載置する載置台を更に備え、前記移動手段は、前記繰り出し手段の移動量に応じて、さらに前記載置台を移動させることにより、前記最上位に積載されたシート材及び繰り出し手段を互いに当接及び離間させることとしてもよい。
【００２６】
また、前記駆動手段に連結して駆動され、前記繰り出し手段により重なって繰り出されたシート材を分離するとともに所定の搬送方向に向かって搬送する分離搬送手段をさらに備えることとしてもよい。
【００２７】
また、前記分離搬送手段は、所定の搬送方向に向かって回転駆動され、その回転周面が前記繰り出されたシート材の上面に当接される順回転ローラと、前記所定の搬送方向とは逆方向に向かって少なくともトルクを付与され、その外周面が前記前記繰り出されたシート材の下面に当接される逆回転ローラとを備え、前記順回転ローラ及び逆回転ローラにより前記繰り出されたシート材を挟持しつつ分離搬送することとしてもよい。
【００２８】
また、前記選択手段による当該シート材及び繰り出し手段を当接させる旨の選択に応じて、最上位に積載された前記シート材及び前記繰り出し手段の当接と、前記繰り出し手段及び分離搬送手段の駆動と、前記最上位に積載されたシート材及び繰り出し手段の離間と、前記繰り出し手段及び分離搬送手段の駆動停止とを順次実行することとしてもよい。
【００２９】
また、本発明は、請求項１〜１５のうち何れか１項に記載のシート供給装置を備えた画像処理装置において、該シート供給装置から供給されたシート材に画像形成処理を行うことを要旨とする。
【００３０】
また、画像情報を外部から読み取り、該読み取った画像情報に基づいて、前記シート供給装置から供給されたシート材に画像形成処理を行うこととしてもよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のシート供給装置を、画像形成装置の給紙ユニットに適用した一実施の形態について、図を参照して説明する。
【００３２】
図１は、本実施の形態の給紙ユニットを内蔵する画像形成装置（複写機）の内部構造を概略的に示す側断面図である。
【００３３】
図１に示す複写機１は、原稿上の画像情報を読み取り、自身の給紙ユニットに蓄えられたシート材上に、この画像情報を複写する機能を有する。
【００３４】
その基本構成として、先ず同図１に示すように、複写機（複写機本体）１の上部には固定して設けられた透明ガラス板からなる原稿台２が設けられている。部材３は原稿圧看板であり、原稿台２の所定の位置に画像面を下向きにして載置された原稿Ｏを押圧固定する。原稿台２の下側には原稿Ｏを照明するランプ４と、照明した原稿Ｏの光像を感光ドラム１２に導くための反射ミラー５、６、７、８、９、１０及び結像レンズ１１とからなる光学系が設けられている。なお、ランプ４及び反射ミラー４、５、６、７は矢印ａ方向に所定の速度で移動して原稿Ｏを走査する。
【００３５】
画像形成部は、感光ドラム１２と、感光ドラム１２の表面に均一な帯電を施すための帯電器１３と、帯電器１３により帯電された感光ドラム１２の表面に前記光学系から照射される光像により形成された静電潜像を現像してシート材Ｓに転写すべきトナー像を形成するための現像器１４と、感光ドラム１２の表面に現像されたトナー像をシート材Ｓに転写するための転写帯電器１９と、感光ドラム１２からトナー像が転写されたシート材Ｓを分離するための分離帯電器２０と、トナー像を転写した後、感光ドラム１２に残留したトナーを除去するためのクリーナ２６とを備えている。
【００３６】
画像形成部の下流側にはトナー像が転写されたシート材Ｓを搬送するための搬送部２１と、同搬送部２１により搬送されるシート材Ｓ上の像を永久画像として定着するための定着器２２が設けられている。また、定着器２２で像が定着されたシート材Ｓを複写機本体１から排出するための排出ローラ２４が設けられており、さらに、複写機本体１の外側には排出ローラ２４で排出されたシート材Ｓを受け取るための排出トレイ２５が設けられている。
【００３７】
複写機本体１のうち、その画像形成部の下位には、給紙ユニット３０、３１、３２，及び３３が設けられている。各給紙ユニットは、それぞれサイズや種類の異なる記録紙（シート材）Ｓを積載収容するとともに、適宜画像形成部へ供給する機能を有する。
【００３８】
次に、複写機本体１に内蔵された給紙ユニット（シート供給装置）３０〜３３について、その構造及び機能を詳述する。
【００３９】
なお、各給紙ユニット３０〜３３は、収容するシート材のサイズや種類を異にする他、その基本構造や動作態様は同等であるた、ここでは、特に給紙ユニット３０のみついてその構造等を説明する。
【００４０】
図２は、給紙ユニット３０の主要構造を示す側断面図であり、図１の裏面から拡大してみたものである。また図３は、同給紙ユニット３０の駆動系の概略構成を示す展開図である。
【００４１】
給紙ユニット枠２５０は、複写機１本体の側部内壁をなす前側板（図示略）及び後側板（図示略）に固定されている。ピックアップローラ２００、アイドラギア２０６、フィードローラ軸２３３はピックアップローラホルダ２０５に回転自在に支持される。フィードローラ２０１はフィードローラ軸２３３上に固定されており、フィードローラ軸２３３と一体となって回転する。また、ピックアップローラ２００とフィードローラ２０１の外周部端部にはギア歯面が形成されており、アイドラギアＡ２０６を介してフィードローラ２０１からピックアップローラ２００に回転駆動が伝達される。
【００４２】
フィードローラ２０１に対向してリタードローラ２０２が配設されている。リタードローラ２０２は、トルクリミッタ２１２を介してリタードローラ軸２３４に回転自在に固定されている。また、リタードローラ軸２３４は、リタードガイド２５２に回転自在に軸支されたリタードローラホルダ２０３に回転自在に軸支されている。そして、リタードローラホルダ２０３はリタードバネ２０４から付勢力を受け、フィードローラ２０１とリタードローラ２０２が当接加圧することでシート材搬送力を発生させる。また、リタードギア２２１から駆動力がカップリングを介してリタードローラ軸２３４に伝達される。
【００４３】
次に、給紙ユニット３０の駆動伝達経路について説明する。
【００４４】
先ず、モー夕２２４により発生した駆動力は減速ギア２２３に伝達され、さらに下流側の減速ギア２２２に伝達させる。減速ギア２２２は搬送ローラ２２５を回転駆動し、さらにリタードギア２２１に駆動伝達する。リタードローラ２２１に伝達された駆動は回転方向を調節するためのアイドラギア２２５、更につづいてアイドラギア２１８に伝達される。アイドラギア２１８は、欠歯を有するリフトアップ制御ギア２１６と、同じく欠歯を有するピックアップ制御ギア２１５とに駆動を伝達する。リフトアップ制御ギア２１６とピックアップ制御ギア２１５に関する動作はのちほど詳細に説明することとする。リフトアップ制御ギア２１６に伝達された駆動は、カセット内に積載されたシート材を給紙位置まで上昇させるリフトアップ機構に伝達する。また、ピックアップ制御ギア２１５に伝達された駆動は、回転方向調整のためのアイドラギア２１７、つづいてアイドラギア２１９に伝達され、フィードローラ軸２３３上に一体に固定されたフィードローラギア２２０に伝達され、フィードローラ２０１、ピックアップローラ２００を回転させる。
【００４５】
次に、給紙ユニット３０の駆動系の一部をなし、ピックアップローラ２００と積載されたシート材とを当接・離間させる機構構成について説明する。
【００４６】
先ず、図４において模式的に示すように、給紙ユニット枠２５０（図３参照）に形成され、軸に回転自在に固定されたホルダ昇降アーム２１４は、不図示のバネにより同図中Ｘ方向に付勢されている。ラチェット２２９は、ラチェット部２２９ａと歯車部２２９ｂとを備えて構成され、給紙ユニット枠２５０と給紙駆動側板２５１によって軸支されている。歯車部２２８ａは給紙ユニット枠２５０を貫通している。
【００４７】
次に、図５（ａ）は、先の図３に示したピックアップ制御ギア２１５を拡大して示す平面図であり、図５（ｂ）は同ギア２１５を図５（ａ）の矢印Ｚ１方向に向かってみた側面図であり、さらに図５（ｃ）は、同ギア２１５を矢印Ｚ１の対向方向に向かってみた側面図である。
【００４８】
同図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ピックアップ制御ギア２１５は４つの部位から構成されている。
【００４９】
すなわち、ピックアップローラホルダ２０５を昇降させるためのカム部２１５ａと、欠歯であってアイドラギア２１８から駆動を入力するための入力ギア部２１５ｂと、欠歯であってアイドラギア２１７へ駆動を出力するための出力ギア部２１６ｃ部と、ソレノイド２３２の爪部と係合してピックアップ制御ギア２１５の回転を制御する爪部２１５ｄとが、一本の回転軸を共有し、一体としてピックアップ制御ギア２１５を形成している。
【００５０】
ピックアップ制御ギア２１５の欠歯部は、対向するアイドラギア２１７、及びアイドラギア２１８（図３）との噛合時衝撃を吸収するための弾性部がそれぞれ設けられている。そして、ピックアップローラホルダ２０５に一体に形成されている昇降制御棒部２０５ａはホルダ昇降アーム２１４に当接しており、ホルダ昇降アーム２１４の上下動に連動してピックアップローラホルダ２０５も上下動する。また、ホルダ昇降アーム２１４はＸ方向に不図示のバネによって付勢されていることから、ピックアップ制御ギア２１５のカム部２１５ａに当接している。そしてカム部２１５ａのカムプロフィールに合わせて制御されることとなる。
【００５１】
一方、図６（ａ）は、先の図３に示したリフトアップ制御ギア２１６を拡大して示す平面図であり、図６（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、同ギア２１５を構成する欠歯ギア及び各種カムをそれぞれ個別に分離し、図６（ａ）の矢印Ｚ２方向に向かってみた側面図である。
【００５２】
図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、リフトアップ制御ギア２１６もピックアップ制御ギア２１５と同様４つの部位から構成されている。
【００５３】
すなわち、リフトアップ制御ギア２１６を回転させるための駆動入力ギア２１６ａ、リフトアップアーム２１４（図４）と係合してリフトアップ制御ギア２１６の回転を制御するための爪部２１６ｂ、リフトアップ爪２２８を半径方向に揺するためのカム部２１６ｃ、及びリフトアップ爪２２８を周方向に揺動するためのカム部２１６ｄが一本の回転軸を共有し、一体としてリフトアップ制御ギア２１６を形成している。リフトアップ爪２２８はバネ２６０によってＺ方向に付勢され、リフトアップ制御ギア２１６が回転中、リフトアップ爪２２８がカムに当接し、かつリフトアップ終了後リフトアップ爪２２８が初期待機位置に待避するような方向で固定されている。
【００５４】
次に、ピックアップローラ２００によるシート材の繰り出し動作の態様について説明する。
【００５５】
図７〜図１２には、ピックアップローラ２００がシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ピックアップローラ２００に駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せて模式的に示す。
【００５６】
先ず、給紙待機の状態（図７）から、給紙のためにモータ２２４が回転開始する。次に、本体からの給紙開始信号としてソレノイド２３２が通電され、ソレノイド２３２の爪がピックアップ制御ギア２１５の爪部２１５ｄから離間する（図８）。つづいて、ローラ制御ギア２１５は初期位置より回転開始する。次に、ピックアップローラ２００が紙面に着地するとともに、ホルダ昇降アームが最下点まで落ち、これと同時にピックアップ制御ギア２１５の出力ギア部２１５ｃの欠歯がアイドラギア２１７と噛合い、駆動力が伝達される（図９）。アイドラギア２１９とフィードローラギア２２０からフィードローラ２０１とピックアップローラ２００が回転を開始し、シート材の繰り出しを開始する。ピックアップローラ２００がシート材をフィードローラ２０１より下流まで搬送したところでピックアップローラ２００は紙面から離間し待機位置まで上昇する（図１０）。フィードローラ２０１とリタードローラ２０２によってシート材は下流にある搬送ローラ２０８と従動ローラ２０９のローラ対に搬送される（図１１）。ピックアップ制御ギア２１５が１回転し、ソレノイド２３２の爪にピックアップ制御ギア２１５の爪部２１５ｄが係合して初期位置に待機する（図１２）。
【００５７】
ここでリフトアップ制御ギア２１６の出力ギア部２１６ｃの歯数をＭ、フィードローラギア２２０の歯数をＮ、フィードローラ２０１の直径をＲとすると、搬送量Ｌは、
Ｌ＝πＲ×（Ｍ／Ｎ） …（式１）
となる。
【００５８】
ここで、カセットに積載されているシート材の先端から、搬送ローラ２０８に至るまでの距離をＬ１とするならば、Ｌ１＜Ｌを満たさなければならず、式１より、
Ｍ／Ｎ＞πＲ／Ｌ１ …（式２）
なる関係を満たすように歯数Ｍ及びＮが設定されている。
【００５９】
次に、図１３は、ソレノイド２３２（図７等を参照）のオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）状態、ピックアップローラ２００及びフィードローラ２０１（図７等を参照）の回転／停止状態、並びに積載されたシート材の最上位からピックアップローラ２００までの高さが、モータ２２４（図３参照）の駆動開始に対応して時間の経過とともにどのように推移するかを示すタイムチャートである。
【００６０】
同図１３に示すように、時刻ｔ１においてモータ２２４の駆動が開始されると、所定期間を経たのち、所定期間Ｔのみソレノイド２３２が駆動される（図８を併せ参照）。ソレノイド２３２の駆動に同期してピックアップローラ２００がシート材の上面（紙面）に向かって下降を開始し、一方、やや遅れて（時刻ｔ３）同ピックアップローラ２００及びフィードローラ２０１の回転駆動が開始される。紙面に着地（当接）したピックアップローラ２００は、所定期間、紙面と当接した状態を保持した後、給紙一枚目のシート材の繰り出しが完了するタイミング（時刻ｔ５）で上昇（紙面からの離間）を開始する。ピックアップローラ２００が待機位置に戻ると（時刻ｔ５）、両ローラ２００、２０１の回転が一旦停止される。給紙二枚面以降のシート材の送り出しについても、基本的に同様の動作態様が繰り返される。
【００６１】
すなわち、ピックアップローラ２００及びフィードローラ２０１の駆動及び停止、並びにピックアップローラ２００の昇降が、ソレノイドのＯＮ／ＯＦＦのみに基づいて、各種ギア等の連結機構による機械的な反復動作として実行されることとなる。
【００６２】
次にリフトアップ制御ギア２１６及びこれに連結する各種部材からなり、積載されたシート材を昇降させる機能を有するリフトアップ機構について説明する。
【００６３】
図４を再度参照する。同図４に示すように、給紙ユニット枠２５０内に設けられるリフトアップ機構は、ピックアップ制御ギア２１５（例えば図３を参照）と同軸に回転自在に固定されたリフトアップ制御ギア２１６、ロック爪２３０によって１方向に回転が規制されているラチェット２２９、並びにラチェット２２９を回転させるリフトアップ爪２２８を配する。また、この他の構成部材として、リフトアップアーム２１３がホルダ昇降アーム２１４の回転軸と同軸に回転自在に固定され、不図示のバネによりＹ方向に付勢されている。リフトアップ爪２２８の揺動部は長穴となっており、給紙ユニット枠２５０に形成された回転軸に対して半径方向及び周方向への動作が可能となっている。
【００６４】
また、このリフトアップ爪２２８が当接するリフトアップ制御ギア２１６が、基本的には駆動入力ギア２１６ａ、爪部２１６ｂ、カム部２１６ｃ、２１６ｄといった４つの部位から形成されていることは、先の図６（ａ）〜（ｅ）において説明した通りである。
【００６５】
以下、リフトアップ制御ギア２１６の動作について、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）を参照して説明する。
【００６６】
給紙動作が開始され、ピックアップローラホルダ２０５が初期位置（図１４（ａ））より下降を始めて、ピックアップローラホルダ２０５の昇降制御棒部２０５ａが所定の位置（図１４（ｂ））まで下降すると、リフトアップアーム２１３がＺ３方向へ押し下げられる。すると不図示のバネによってＣＣＷ方向に付勢されているリフトアップ制御ギア２１６が回転を開始する。以下、回転動作中の各部品の動作を図１５〜図１８を用いて説明する。
（１）待機状態（図１５）より、カム２１６ｃがリフトアップ爪２２８ｂを押し上げることで、同リフトアップ爪２２８がラチェット２２９の歯面まで移動する（図１６）。
（２）カム２１６ｄがリフトアップ爪２２８ａを押し上げることで、リフトアップ爪２２８がＣＷ方向に回転し、ラチェット２２９はＣＣＷ方向に回転させられる。
（３）ラチェット２２９の回転により、ロック爪２３０が１歯乗り越えるところまでリフトアップ爪２２８が回転する（図１７）。
（４）ロック爪２３０がラチェット２２９の歯を乗り越えて元の位置に戻る（図１８）。
（５）１回転終了し、爪部２１６ｄにリフトアップアーム２１８が係合し、待機状態に戻る（図１５）。
【００６７】
次に、給紙カセットとリフトアップ機構との接続部について、図４、図１５、図１６、及び図１９を参照して説明する。
【００６８】
図４に示すように、ラチェット２２９は、ラチェット部２２９ａと歯車部２２９ｂとを備えて構成され、給紙ユニット枠２５０（図３）と給紙駆動側板２５１（図３）によって軸支されている。歯車部２２８ａは給紙ユニット枠２５０を貫通している。
【００６９】
一方、図１９に示すように、給紙カセット３０は、シート材の大きさの搬送方向に対して垂直な方向を幅を規制するサイド規制板２６１、また搬送方向の幅を規制する後端規制板２６２、シート材を支持し持ち上げる中板２６３、そして中板２６３を所定の高さまで持ち上げるリフタ板２６４がある。リフタ板２６４には、給紙ユニット枠２５０の歯車２２８ｂと係合するように扇ギア２６５が設けられ、リフタ板２６４と一体に回転する。
【００７０】
つまり、カセット桶２６６が複写機１本体に挿入される段階で扇ギア２６５とラチェット２２９が噛み合う。ラチェット２２９が回転動作することで扇ギア２６５を駆動しシート材を給紙位置まで持ち上げる（図１５、図１６、図１９を併せ参照）。
【００７１】
以上の構成により、ソレノイド２３２、及びモータ２２４を制御するだけで給紙動作、及びカセットに積載してあるシート材のリフトアップ動作をメカ部品のみで実現することが可能となり、制御に要する電磁クラッチやシート材の紙面を検知する電気的な機構を削減することが可能となり安価な給紙ユニットを提供することができるようになる。
【００７２】
また、ピックアップローラ２００、フィードローラ２０１の回転を制御するローラ制御ギア２１５にピックアップローラホルダ２０３の昇降を制御するカム部２１５ａを一体に成形することで、センサ信号等を用いて昇降動作させていた従来の給紙ユニットに比して熱や電気的な外乱等に対する耐ノイズ性にも優れることとなる。
【００７３】
なお、本実施の形態においては、リタードローラ２０２にシート材を戻すための駆動を入力しているが、これに駆動を入れなくても本実施の形態と略同等の効果を奏することができる。
【００７４】
また、本実施の形態において、ピックアップ制御ギア２１５、リフトアップ制御ギア２１６に欠歯ギアを用いたが、バネクラッチをこれに代用してもよい。
【００７５】
また、本実施の形態においてはラチェットを用いたリフトアップ機構を用いたが、ワンウェイクラッチを用いた一方向に回転規制された駆動系を用いてもよい。
【００７６】
本実施の形態において分離手段としてリタードローラ２０２を用いたが、これが分離パッドであってもよい。
【００７７】
また、本実施の形態において、カセット式の給紙ユニット（シート供給装置）において説明したが、手差し給紙、原稿読み取り装置において適用してもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、緻密な制御を必要としない機械部品のみを用いてシート材の繰り出し、及び所定の搬送経路への供給動作を、十分な緻密性をもって行うことができるようになる。
【００７９】
また、熱、静電気等の外乱に対しても、給紙動作のタイミングを正確に保持し、常に正常なシート材の供給動作を低コストにて実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる画像形成装置の内部構造を概略的に示す側断面図。
【図２】同実施の形態の給紙ユニットの主要構造を示す側断面図。
【図３】同給紙ユニットの駆動系の概略構成を示す展開図。
【図４】給紙ユニットの駆動系の一部を示す模式図。
【図５】同実施の形態にかかるピックアップ制御ギアを拡大して示す平面図等。
【図６】同実施の形態にかかるリフトアップ制御ギアを拡大して示す平面図等。
【図７】ピックアップローラがシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ローラに駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せ示す模式図。
【図８】ピックアップローラがシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ローラに駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せ示す模式図。
【図９】ピックアップローラがシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ローラに駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せ示す模式図。
【図１０】ピックアップローラがシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ローラに駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せ示す模式図。
【図１１】ピックアップローラがシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ローラに駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せ示す模式図。
【図１２】ピックアップローラがシート材を繰り出しを行う際の動作態様を、同ローラに駆動力を伝達する各種ギア等の動作態様と併せ示す模式図。
【図１３】ソレノイドのオン／オフ状態、ピックアップローラ及びフィードローラの回転／停止状態、並びにピックアップローラの高さの推移を示すタイムチャート。
【図１４】リフトアップ制御ギアの動作態様を示す模式図。
【図１５】リフトアップ制御ギアの動作態様を示す模式図。
【図１６】リフトアップ制御ギアの動作態様を示す模式図。
【図１７】リフトアップ制御ギアの動作態様を示す模式図。
【図１８】リフトアップ制御ギアの動作態様を示す模式図。
【図１９】同実施の形態にかかる給紙カセットの外観を概略的に示す斜視図。
【図２０】従来のシート供給装置の主要内部構造を概略的に示す側断面図。
【図２１】同シート供給装置の駆動系を概略的に示す展開図。
【符号の説明】
１ 複写機（画像形成装置）
２００ ピックアップローラ
２０１ フィードローラ
２０２ リタードローラ
２０５ ピックアップローラホルダ
２１３ リフトアップアーム
２１４ ホルダ昇降アーム
２１５ ピックアップ制御ギア
２１６ リフトアップ制御ギア
２２４ モー夕
２２６ 搬送ローラギア
２２８ リフトアップ爪
２２９ ラチェット
２３０ ロック爪
２３２ ソレノイド（選択手段）
２５０ 給紙ユニット枠
２６３ 中板
２６４ リフタ板
２６５ 扇ギア
２６６ カセット桶
Claims (17)
- 積載されたシート材を、所定の搬送方向に向かって順次繰り出すシート供給装置であって、
前記シート材に当接されて、該シート材を繰り出す繰り出し手段と、
前記シート材および前記繰り出し手段のうちの少なくとも一方を移動させ、前記シート材および前記繰り出し手段を互いに当接及び離間させる移動手段と、
前記シート材と繰り出し手段との当接または離間を選択する選択手段と、
前記繰り出し手段の駆動と前記移動手段の駆動とを併せて実行可能に構成された駆動手段と、
前記選択手段による選択に基づいて、前記駆動手段と前記移動手段とを連結させる連結手段とを有する
ことを特徴とするシート供給装置。 - 前記連結手段はさらに、前記選択手段による当該シート材及び繰り出し手段を当接させる旨の選択に応じて、前記駆動手段と前記繰り出し手段とを連結させる
ことを特徴とする請求項１記載のシート供給装置。 - 前記繰り出し手段は、所定の搬送方向に向かって回転駆動され、その回転周面が前記最上位に積載されたシート材に当接されることによってシート材を繰り出す繰り出しローラである
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のシート供給装置。 - 前記連結手段は、欠歯ギアを含む複数の歯車が連結して駆動力を伝達するギア連結機構である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のシート供給装置。 - 前記選択手段は、当該シート材及び繰り出し手段を離間させる旨の選択をする場合には前記ギア連結機構の動作を規制し、当該シート材及び繰り出し手段を当接させる旨の選択をする場合には前記ギア連結機構の動作の規制を解除する
ことを特徴とする請求項４記載のシート供給装置。 - 前記選択手段は、ソレノイド、若しくは揺動自在に支持された爪を備え、前記ギア連結機構の複数の歯車のうち少なくとも一つの歯車に係合して該ギア連結機構の動作を規制する
ことを特徴とする請求項４または請求項５記載のシート供給装置。 - 前記ギア連結機構は、前記複数の歯車の回転動作を一方向に限定する限定手段を有してなる
ことを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項記載のシート供給装置。 - 前記限定手段は、前記ギア連結機構の一部をなす爪歯車と、該爪歯車の爪歯に係合する爪である
ことを特徴とする請求項７記載のシート供給装置。 - 前記限定手段は、前記複数の歯車のうち少なくとも一つの歯車の回転軸に設けられた一方向クラッチである
ことを特徴とする請求項７記載のシート供給装置。 - 前記移動手段は、前記ギア連結機構に含まれる歯車の回転軸に設けられたカムによって動作する
ことを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれか１項記載のシート供給装置。 - 前記移動手段は、前記繰り出し手段を移動させることより、最上位に積載された前記シート材及び前記繰り出し手段を互いに当接及び離間させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載のシート供給装置。 - 前記積載されたシート材を載置する載置台を更に備え、
前記移動手段は、前記繰り出し手段の移動量に応じて、さらに前記載置台を移動させることにより、最上位に積載された前記シート材及び前記繰り出し手段を互いに当接及び離間させる
ことを特徴とする請求項１１記載のシート供給装置。 - 前記駆動手段に連結して駆動され、
前記繰り出し手段により重なって繰り出されたシート材を分離するとともに所定の搬送方向に向かって搬送する分離搬送手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１項記載シート供給装置。 - 前記分離搬送手段は、所定の搬送方向に向かって回転駆動され、
その回転周面が前記繰り出されたシート材の上面に当接される順回転ローラと、前記所定の搬送方向とは逆方向に向かって少なくともトルクを付与され、
その外周面が前記繰り出されたシート材の下面に当接される逆回転ローラとを備え、
前記順回転ローラ及び逆回転ローラにより前記繰り出されたシート材を挟持しつつ分離搬送する
ことを特徴とする請求項１３記載のシート供給装置。 - 前記選択手段による当該シート材及び繰り出し手段を当接させる旨の選択に応じて、
前記最上位に積載されたシート材及び繰り出し手段の当接と、
前記繰り出し手段及び分離搬送手段の駆動と、
前記最上位に積載されたシート材及び繰り出し手段の離間と、
前記繰り出し手段及び分離搬送手段の駆動停止とを順次実行する
ことを特徴とする請求項１３または請求項１４記載のシート供給装置。 - 請求項１乃至請求項１５のいずれか１項記載のシート供給装置を備え、
該シート供給装置から供給されたシート材に画像形成処理を行う
ことを特徴とする画像処理装置。 - 画像情報を外部から読み取り、
該読み取った画像情報に基づいて、前記シート供給装置から供給されたシート材に画像形成処理を行う
ことを特徴とする請求項１６記載の画像処理装置。
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