JP3728081B2 - 給紙装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真複写機やプリンタ、或いはファクシミリ装置等の画像形成装置に用いられる給紙装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像形成装置の給紙装置は定型サイズで大容量の用紙の給紙を可能とした給紙カセットを有するものがあり、近年はさらに給紙カセットでは対応不可能な不定型サイズの用紙が用いられたり、給紙カセットをセットした状態で給紙カセットに積載した用紙と異なるサイズの用紙を出力するために給紙カセットとは別に給紙トレイを備えたものがある。
【0003】
一般に給紙トレイ装置は装置本体からの突出を無くすために、外装カバーを兼ねた開閉カバーを閉鎖することにより、未使用時は装置本体内に収納され、使用時は開閉カバーを開放することにより、装置本体から突出した状態で用紙の積載及び搬送が可能となる。
【0004】
図8は上述の従来のトレイ給紙装置を示す概略構成である。同図においてトレイ給紙装置は給紙開閉カバー4の閉鎖時及び開放時を示す。給紙開閉カバー4には積載トレイ6、幅規制板7及び延長トレイ5が取付けられており、給紙開閉カバーの閉鎖時には装置本体内部に収納されており、回動中心4a回りに時計回転方向に回動運動することにより、使用時は装置本体外部に突出する。同図の破線形状が給紙開閉カバーの開放時を示す。
【0005】
図9は給紙ローラ1の回転制御手段を示す概略図である。給紙動作スタンバイ時、給紙ローラ1は同軸上のカム12が中板3の接触子3cを介して中板加圧バネ9である圧縮バネの付勢力を受けることにより給送方向の矢印方向正回転力を常時持つ。この時、給紙ローラ1と同軸上の一部歯が切り欠けたギア20もしくはバネクラッチギア等の制御環21の突起部21aにソレノイド22のフラッパー爪22aが係止することにより給紙ローラ1の矢印方向正回転を遮断される。給紙動作が開始する際にソレノイド22のフラッパー爪22aが矢印a方向に引かれることにより、突起部21aとフラッパー爪22aは開放され、給紙ローラ1は、カム12が中板接触子3cを介してバネ9により付勢力を受けるため、矢印方向正回転を始める。
【0006】
積載トレイ6′、延長トレイ5′及び中板3上に積載された用紙Pは、給紙ローラ1の回転に合わせカム12と中板接触子3cは離間し、圧縮バネ9の付勢力により装置本体100上の回動中心4a回りに回動可能な中板3を介して給紙ローラ1に押圧され、シートである用紙Pの最上紙は分離加圧バネ8により付勢された分離部材2まで案内され、2枚以上の用紙が取り込まれることを防止される。さらに給紙装置により給送された用紙はレジストローラ対11へと案内される。
【0007】
次に、上記のようなトレイ給紙装置により給紙されるシートに画像を形成する画像形成装置について説明する。図10にプロセスカートリッジを装着した2つのシート材積載部を有するレーザープリンタの画像形成装置の例を示す。
【0008】
この画像形成装置は、プロセスカートリッジ101を装着して電子写真方式により画像を形成し、その画像を用紙に記録するものである。
【0009】
画像形成部としてのプロセスカートリッジ101は枠体内に像担持体である感光体ドラム102が回転可能に設けてあり、その周囲には前記感光体ドラム102の表面を一様に帯電させるための帯電手段、帯電した感光体ドラム102に画像情報に応じた光像を照射して形成した潜像を現像剤(以下トナー)によって現像し、トナー像として可視像化するための現像手段、更には前記トナー像を用紙に転写した後に、感光体ドラム102の表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段とが設けてあり、これらを枠体によって一体化してカートリッジ化している。
【0010】
一方、画像形成装置は装置本体内に前記プロセスカートリッジ101を装着するための装着手段を有し、装置本体の内部上方には前記感光体ドラム102に対して画像情報に応じた光像を照射するための光学系103が設けてある。
【0011】
一方のシート材積載部である給紙カセット104内に収納された用紙の最上紙Pは、不図示のホストコンピュータからのプリント信号により作動するカセット給紙ローラ105と給紙分離パッド106により、1枚ずつ給紙、分離、給送される。
【0012】
用紙Pは、反転リブ107によって形成される給紙反転部を通って表裏を反転されて搬送され、装置内後方へ送られる。
【0013】
また、もう一方の給紙トレイ6上に収納された用紙の最上紙Pは、不図示のホストコンピュータからのプリント信号により作動する給紙ローラ1と分離パッド2により、1枚ずつ給紙、分離、給送され、装置内後方へ送られる。
【0014】
そして用紙Pは転写前位置に設けられたレジストローラ120に一旦当接することにより用紙Pの先端は揃えられ、その後、転写ガイド111に案内されて感光体ドラム102と転写ローラ112との圧接ニップ部へ搬送される。
【0015】
一方、ホストコンピュータ(不図示)からの画像情報は光像として光学系103からプロセスカートリッジ101内の表面が一様に帯電した感光体ドラム102に照射され、その潜像はトナーによって現像され可視像となる。そして用紙Pはトナー像として現像された画像情報とタイミングをとって搬送され、感光体ドラム102に形成されたトナー像と逆極性の電圧を転写ローラ112に印加することにより、圧接ニップ部において感光体ドラム102上のトナー像を用紙Pに転写する。トナー像の転写を受けた用紙Pは転写部を通過直後に、用紙P上の電荷を均一にする除電針113の真上を通過して、電装ユニット114上に設けられた搬送路115上を通って定着ローラ116と加圧ローラ117の圧接ニップ部で形成される定着部へ至り、トナー像を定着される。そして定着部を通過した後の用紙Pは装置内後部の反転部を通って再び表裏反転され、排紙ローラ118によって装置上部に設けられた排紙トレイ119上へ排出される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例では、トレイ給紙の未使用時つまりは給紙開閉カバー4の閉鎖時においても中板3の姿勢は使用状態の給紙動作スタンバイ時と変わることなく、中板3は中板加圧バネ9により、給紙軸15方向への付勢力を受け、給紙軸15もまたカム12から中板加圧バネの付勢力を受け、ある一定量の変形が生じている。このように長時間荷重を加えたままにしておくと、変形が時間とともに増加していき、時には破断するクリープ現象が懸念される。中板3及び給紙軸15が大きく変形した場合用紙Pを給紙ローラ1と中板3により十分な押圧力で挟持することが不可能になる等の不具合が生じ、給紙性能が低下するという問題が起こる。そこで本発明では上記従来の給紙装置における問題点を解消して、給紙性能の向上を目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の代表的手段は、シートを給送する給送手段と、装置本体に揺動自在に支持され、シートを前記給送手段と挟持する押圧部材と、前記押圧部材を前記給送手段に向けて付勢する付勢手段と、装置本体の開口部を開閉し、前記シートの積載及び搬送を可能とする給紙開閉カバーを有する給紙装置において、支持部材の一端部が装置本体に回動自在に支持され、前記支持部材の他端部に設けたストッパ軸が前記給紙開閉カバーの長穴に係合し、前記押圧部材の一端部が前記ストッパ軸に枢支され、前記押圧部材の他端部が前記装置本体の溝部形状に係合することにより、前記給紙開閉カバーの開閉動作に連動して、前記押圧部材の姿勢が変化し、前記給紙開閉カバーを閉鎖することにより、前記押圧部材の前記給送手段に対する押圧力が解除もしくは緩和されることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
<実施形態1>
図1乃至図5の装置は前述図8の給紙トレイ装置100を本発明に従って改善した実施形態を示し、前述従来例の装置100と共通する部材、部品には同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【0019】
図2は給紙トレイ装置使用時つまりは給紙開閉カバー4を開放した状態を示す図であり、シートである用紙Pの積載及び搬送が可能となり、図2は給紙トレイ装置未使用時つまりは給紙開閉カバー4を閉鎖した状態を示す図である。
【0020】
中板3はその一端には給紙動作時にシートとしての用紙Pを給紙ローラ1に押圧するための回動軸3a、他端には装置本体100の両側壁内の溝部形状又はカム溝14内に嵌入する補助軸3bを有する。
【0021】
支持部材13は一端が装置本体100の両側壁に回動中心13aに回動自在に軸支され、他端が給紙開閉カバー4に形成された長穴4bに沿って移動自在なストッパー軸13bで構成された一対のリンクである。
【0022】
中板3の回動軸3aは支持部材13のストッパー軸13b側端に軸支されている。給紙開閉カバー4の開放状態において、支持部材13のストッパー軸13bは給紙開閉カバー4の長穴4bの一端部に当接係止されることにより、支持部材13、給紙開閉カバー4及び中板回動軸3aの姿勢、位置が定まる。
【0023】
給紙軸15の同軸上には、給紙ローラ1、カム16及び図4に示す制御環21が配設される。制御環21は一部歯が切り欠けたギア20と一体であり、該制御環には対向する2個の突起21a,21bが形成され、ソレノイド22のフラッパー爪22aに係止可能となる。
【0024】
給紙開閉カバー4の開放時の給紙動作待機状態において、中板3はその両端部を中板加圧バネ9である引っ張りバネによって給紙軸15方向に付勢される。この時、中板3の両端部に形成された接触子3cとカム16が当接することにより、給紙軸15は矢印方向正回転の回転力が付勢され、中板3はその姿勢が規制されることによって、給紙ローラ1間にスペースを作られ、用紙Pのセットを容易になる。
【0025】
矢印方向正回転力を付勢された給紙軸15は同軸上の制御環21の第一の突起21aがソレノイド22のフラッパー爪22aに当接係止され、さらに駆動ギア23が欠歯部20aで噛合っていないため、回転は遮断されている。
【0026】
給紙動作の開始時、ソレノイド22に電圧印加されることにより、フラッパー爪22aは矢印a方向に吸引され、制御環21の第一の突起21aから開放離間し、給紙軸15は中板3からの付勢力により、矢印方向正回転を開始する。給紙軸15の回転が進むと、制御環21のギア20は欠歯部20aが終了し、駆動ギア23と噛合い、正方向回転の一定速度で駆動回転される。
【0027】
一方、中板3は給紙軸15の回転が進むことにより、その接触子3cがカム16曲面に沿って上昇し、用紙Pと給紙ローラ1が当接する位置で接触子3cとカム16は離間し、給紙ローラ1と用紙Pは押圧される。
【0028】
用紙Pに押圧された給紙ローラ1は最上位の用紙Pを分離部材となる分離パッド2まで導き、分離パッド2により、一枚ずつ分離、給紙し、レジストローラ対11へと搬送する。
【0029】
給紙ローラ1の回転がさらに進行すると、カム16と接触子3cは再度当接し、中板3を下降させ、給紙ローラ1と用紙Pは離間し、最終的に中板Pは給紙動作待機時の位置迄下降する。また、ギア20は欠歯部20cで駆動ギア23による駆動力を遮断され、制御環20は再度、第一の突起21aとソレノイド22のフラッパー爪20aが当接係止されることにより、給紙軸15の回転は制御され、給紙動作を終了する。
【0030】
図1に示した給紙トレイの未使用の場合、給紙開閉カバー4を回中心4a回りに、反時計方向に回動起立させて、装置本体に対して閉鎖される。この時、支持部材13もまた給紙開閉カバー4の閉鎖動作に連動して、支持部材13のストッパー軸13bが給紙開閉カバー4に形成された長穴4bに沿って移動することにより、反時計方向に回動する。
【0031】
また、中板3の一端の中板回動軸3aは軸支された支持部材13と同軌跡で移動する。中板3の他端側の補助軸3bは溝部形状14内を移動することによって、給紙開閉カバー4の閉鎖動作時の中板の姿勢軌跡が定まる。この時、溝部形状14及び支持部材13に軸支された中板回動軸3a位置を適切にすることにより、最終的に給紙開閉カバー4が閉鎖した状態において、中板3は中板加圧バネ9である引っ張りバネ長が縮小するような位置に姿勢保持され、中板加圧バネ付勢力が解除もしくは緩和された状態になる。さらに、この時、給送手段の一部をなすカム16と押圧部材である中板の接触子3cは離間もしくは軽く当接した状態であり、給紙軸15は実質的な回転方向付勢力を受けることは無い。
【0032】
回転方向付勢力を受けない給紙軸15は、例えば装置の運搬等の外的振動を受けた場合など、正逆回転方向どちらかに回転移動を起こすことがありえるが、制御環21の第一の突起21aをソレノイド22のフラッパー爪22aがその一方面で当接係止することにより、正方向回転を抑止し、第一の突起21aに対向した第二の突起21bをソレノイド22のフラッパー爪22aがその半対面で当接係止することによって、逆方向回転を抑止する。これにより、制御環21のギア20の欠歯部20aは常に駆動ギア23と対向し、互いのギアの歯が正逆両回転方向で干渉し合うことがないため、給紙開閉カバー4を閉鎖した状態で、給紙軸15が勝手に回転したり、歯同士が干渉した異音を発生することが防止される。
上記構成によれば、給紙開閉カバー4を閉鎖することにより、中板3が姿勢変化し、中板3に加わる中板加圧力が解除もしくは緩和され、給紙軸15に加わる中板加圧力も解除もしくは緩和することができる。これにより、中板3及び給紙軸15に長時間ストレスが加わった場合発生するクリープ変形を防止することが可能となり、用紙Pの安定した給紙性能が確保である。さらに、クリープ強度が比較的弱い樹脂等の材料で中板3及び給紙軸15を構成することが可能となり、コストダウンも図ることができる。
【0033】
また、制御環21がソレノイド22のフラッパー爪22aに当接係止可能となる対向した2個の突起21a,21bを有することにより、部品点数を増やすことなく簡単な構成で、給紙軸15に中板加圧力が加わらなくなった際に発生する不具合に対処可能となる。
【0034】
<実施形態2>
次に本発明の実施形態2を図6及び図7を用いて説明する。
【0035】
図7は給紙トレイ装置使用時つまりは給紙開閉カバー4を開放した状態を示す図であり、用紙Pの積載及び搬送が可能となり、図6は給紙トレイ装置未使用時つまり給紙開閉カバー4を閉鎖した状態を示す図である。
【0036】
中板3はその一端には給紙動作時に用紙Pを給紙ローラ1に押圧するための回動軸3a、他端には装置本体100の両側壁内の溝部形状14内に嵌入する補助軸3bを有する。
【0037】
支持部材13は一端が装置本体100の両側壁に回動中心13aに回動自在に軸支され、他端が給紙開閉カバー4に形成された長穴4bに沿って移動自在なストッパー軸13bで構成された一対のリンクである。
【0038】
給紙ローラ1の回転制御手段及び中板3の昇降制御手段は前述の実施形態1と同様であり、同様の給紙動作が行われる。
【0039】
図6に示した給紙トレイの未使用の場合、給紙開閉カバー4を回動中心4a回りに、反時計方向に回動起立させて、装置本体に対して閉鎖される。この時、支持部材13もまた給紙開閉カバー4の閉鎖動作に連動して、支持部材13のストッパー軸13bが給紙開閉カバー4に形成された長穴4bに沿って移動することにより、反時計方向に回動する。
【0040】
また、中板3の一端の中板回動軸3aは軸支された支持部材13と同軌跡で移動する。中板3の他端側の補助軸3bは溝部形状14内を移動することによって、給紙開閉カバー4の閉鎖動作時の中板3の姿勢軌跡が定まる。この時、溝形状14及び支持部材13に軸支された中板回動軸3a位置を適切にすることにより、最終的に給紙開閉カバー4が閉鎖した状態において、中板3は補助軸3bに近い1端側が、中板3幅方向全域に渡り、外装カバー17に中板加圧バネ9付勢力方向に当接保持され、中板3の変形を防ぐ。換言すると、中板3はバネの着力点近傍が外装カバーに当接保持されることにより、その変形が防止される。さらに、この時、カム16と中板接触子3cは離間した状態であり、給紙軸15は回転方向付勢力を受けることは無い。
【0041】
また、本実施形態においても、実施形態1と同様に、制御環21がソレノイド22のフラッパー爪22aに当接係止可能となる対向した2個の突起21a,21bを有することにより、給紙軸15に中板加圧力が加わらなくなった際に発生する不具合に対処する。
【0042】
上記構成によれば、給紙開閉カバー4を閉鎖することにより、中板3が姿勢変化し、外装カバー17が中板3の変形方向力を幅全域で受けて中板の変形を防止し、また、給紙軸15に加わる中板加圧力を解除することができる。これにより、実施形態1と同様の効果を得ることが可能となる。
【0043】
以上の各実施形態で説明した給紙装置を有する本発明の画像形成装置における画像形成部は、従来公知の種々の形態を取ることができ、例えば、前記図10の従来例で説明した形態を取ることができるが、詳細な説明は省略する。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、給紙開閉カバーを開閉することにより、押圧部材の姿勢が変化して給送手段に対する押圧力が解除もしくは緩和されることにより、押圧部材及び給送手段の軸に及ぼすクリープ変形を防止して、安定した給紙性能が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1の給紙装置の構成概略図
【図2】本発明の実施形態1の給紙装置の構成概略図
【図3】本発明の実施形態1の給紙装置の構成概略図
【図4】本発明の実施形態1の給紙ローラ回転制御手段の構成概略図
【図5】本発明の実施形態1の給紙ローラ回転制御手段の構成概略図
【図6】本発明の実施形態2の給紙装置の構成概略図
【図7】本発明の実施形態2の給紙装置の構成概略図
【図8】従来の給紙装置の構成概略図
【図9】従来の給紙装置の給紙ローラ回転制御手段の構成概略図
【図10】従来の画像形成装置の例を示す図
【符号の説明】
1、105…給紙ローラ
2、106…分離パッド
3…中板
4…給紙開閉カバー
9…中板加圧バネ
15…給紙軸
16…カム
21…制御環
22…ソレノイド
101…プロセスカートリッジ
102…感光体ドラム
103…光学系
112…転写ローラ
116…定着ローラ
117…加圧ローラ
P…用紙
Claims (8)
- シートを給送する給送手段と、装置本体に揺動自在に支持され、シートを前記給送手段と挟持する押圧部材と、前記押圧部材を前記給送手段に向けて付勢する付勢手段と、前記装置本体の開口部を開閉し、前記シートの積載及び搬送を可能とする給紙開閉カバーを有する給紙装置において、
支持部材の一端部が装置本体に回動自在に支持され、前記支持部材の他端部に設けたストッパ軸が前記給紙開閉カバーの長穴に係合し、前記押圧部材の一端部が前記ストッパ軸に枢支され、前記押圧部材の他端部が前記装置本体の溝部形状に係合することにより、前記給紙開閉カバーの開閉動作に連動して、前記押圧部材の姿勢が変化し、
前記給紙開閉カバーを閉鎖することにより、前記押圧部材の前記給送手段に対する押圧力が解除もしくは緩和されることを特徴とする給紙装置。 - 前記給送手段と同軸上にカムを有し、前記カムと前記押圧部材の一部が当接することにより、前記給送手段の回動が制御されることを特徴とする請求項1記載の給紙装置。
- 前記給紙開閉カバーを閉鎖することにより、前記カムと前記押圧部材が離間し、前記カムへの押圧力が解除されることを特徴とする請求項2記載の給紙装置。
- 前記給送手段を駆動するための手段として、前記給送手段と同軸上に設けられた一部歯が切り欠けた欠歯ギアと、制御環と、前記制御環の回転駆動を制御するために前記制御環に係止可能な可動板を備えたソレノイドを有し、前記可動板の係止が解除された状態で、駆動ギアから前記欠歯ギアを介して前記給送手段が回転駆動されることを特徴とする請求項1記載の給紙装置。
- 前記制御環は対向する2個の係止部を有し、前記ソレノイドの可動板が対向する2個の係止部に係止することにより、前記制御環の正逆方向それぞれの回転を防止することを特徴とする請求項4記載の給紙装置。
- 前記給紙開閉カバーの閉鎖時に、前記押圧部材の一部が前記装置本体の一部に係合することにより、前記押圧部材の前記給送手段に対する押圧力が解除もしくは緩和されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の給紙装置。
- 前記装置本体の一部は、外装カバーで構成されていることを特徴とする請求項6記載の給紙装置。
- 請求項1乃至7のいずれかの給紙装置と、該給紙装置により給紙されるシートに画像を形成する画像形成手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
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