JP3873556B2 - シート供給装置、シート供給方法及び画像形成装置 - Google Patents

シート供給装置、シート供給方法及び画像形成装置 Download PDF

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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、ファクシミリ等の画像形成装置並びに該画像形成装置やスキャナに用いられるシート供給装置及びシート供給方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
前記シート供給装置は一般的に、積載されたシートに接触してシートを送り出す送り出しローラや送り出しベルトからなる送り出し手段と送り出されたシートを1枚に分離する分離手段で構成される。そして、前記送り出し手段は、非作動の上方位置と作動の下方位置とに変位可能なように支持手段で支持されており、給紙指令信号により、前記上方位置から前記下方位置に変位してシートに接触しシートを送り出す。
【0003】
また、前記送り出し手段は、欠歯歯車と該欠歯歯車に噛み合う間歇作動歯車により駆動されて間歇的に回動してシートを送り出すように構成されているものが多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシート供給装置においては、前記送り出し手段が積載されたシートに接触する前か又は接触と同時に回動を開始していた。このために、シートの送り出し作用が安定せず、シートが傾いて送り出されたり、送り出しタイミングが不正確になる等の問題があることが判明した。
【0005】
また、前記欠歯歯車と前記間歇作動歯車はともにインボリュート歯で構成されているが、両歯車の噛み合い時に作動音が大きく、画像形成装置が稼働する環境において望ましくないことが判明した。
【0006】
本発明は、従来技術における前記のような問題を解決することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の本発明の目的は下記の発明により達成される。
【0008】
(1)積載されたシートに接触して作動しシートを送り出す送り出し手段(50)
該送り出し手段により送り出されたシートを1枚に分離して搬送する分離手段(51,52)
前記送り出し手段をシートに対して接離可能に支持する可動支持手段(56)
前記送り出し手段をシートから離した非給紙位置に保持すべく前記可動支持手段を支持する揺動部材(514)、
前記送り出し手段に駆動力を伝達する間歇作動歯車(G4)、
前記間歇作動歯車と噛み合い、第1欠歯部(517)を有する第1欠歯歯車(G3)、
前記第1欠歯歯車と一体に回転可能に設けられ、第2欠歯部(516)を有する第2欠歯歯車(G2)、
前記第2欠歯歯車と噛み合い、回転駆動源により回転する駆動歯車(G1)、
前記第1欠歯歯車と前記第2欠歯歯車の回転を規制するストッパー(520)、
前記第2欠歯歯車に設けられ、前記揺動部材と係合する作用部(524)、を備え、
前記ストッパーによる規制の解除に伴い、前記可動支持手段が自重により降下して前記揺動部材を回動し、該揺動部材の端部が前記作用部に作用して前記第2欠歯歯車を回転し、前記第2欠歯部が前記駆動歯車に対向する位置を過ぎて前記第2欠歯歯車と前記駆動歯車とが噛み合いを開始した後に、前記第1欠歯部が前記間歇作動歯車に対向する位置を過ぎて前記第1欠歯歯車と前記間歇作動歯車との噛み合いを開始し、前記送り出し手段がシートに接触した後に送り出しの作動を開始することを特徴とするシート供給装置。
【0009】
(2)前記送り出し手段は送り出しローラ(50)を有することを特徴とする前記(1)に記載のシート供給装置。
【0010】
(3)前記分離手段は分離搬送ローラ(51)と捌き部材(52)を有することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載のシート供給装置。
【0016】
(4)前記(1)〜(3)のいずれか1項に記載のシート供給装置及び該シート供給装置により供給されたシートに画像を形成する画像形成手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置を図1により説明する。
【0019】
図1は、画像形成装置100の構成を示す図である。
図において、画像形成装置100内には枠体101が設けられており、この枠体101には、自動原稿搬送装置(通称ADF)Aと、自動原稿搬送装置Aにより搬送される原稿の画像を読み取るための原稿画像読取部Bと、読み取った原稿画像を処理する画像制御基板Cと、感光体10、露光装置D、帯電電極14、磁気ブラシ型の現像装置16、転写電極18、分離電極20、クリーニング手段21等を含む画像形成手段Eと、記録紙Pを収納する記録紙供給トレイ22、24のための収納部Fとが各々設けられている。
【0020】
自動原稿搬送装置Aは、原稿載置台26と、ローラR1を含むローラ群および原稿の移動通路を適宜切り替えるための切換手段等(参照記号なし)を含む原稿搬送処理部28とを主要素とする。
【0021】
原稿画像読取部Bは、上部に設けたプラテンガラスGと、そのプラテンガラスGの下にあり、光路長を保つように往復移動できる2つのミラーユニット30、31、結像レンズ(以下、単にレンズという)33、ライン状の撮像素子(以下、CCDという)35等を設けたものからなり、露光装置Dは、光源としての半導体レーザ40、光偏向手段としての回転多面鏡42等からなる。
【0022】
転写材としての記録紙Pの移動方向からみて、転写電極18の手前側に示すR10はレジストローラであり、分離電極20の下流側にHで示してあるのは定着手段である。
【0023】
定着手段Hは、実施の形態においては、加熱源を内蔵するローラと、当該ローラに圧接しながら回転する圧接ローラとで構成してある。
【0024】
また、Zは定着手段Hのためのクリーニング手段で、巻き取り可能に設けたクリーニングウェブを主要素とする。
【0025】
原稿載置台26上に載置される原稿(図示せず)の1枚が原稿搬送処理部28によって搬送され、ローラR1の下を通過中に、露光手段Lによる露光が行われる。
【0026】
原稿からの反射光は、移動するミラーユニット30、31と、レンズ33を経て固定されたCCD35上に結像され、読み取られる。
【0027】
原稿画像読取部Bで読み取られた画像情報は、画像処理手段により処理され、符号化されて画像制御基板C上に設けてあるメモリーに格納される。
【0028】
また、画像データは画像形成に応じて呼び出され、当該画像データに従って、露光装置Dにおける半導体レーザ40が駆動され、回転多面鏡42の回転で感光体10上に露光が行われる。
【0029】
当該露光に先立ち、矢印方向(反時計方向)に回転する感光体10は、帯電電極14のコロナ放電作用により所定の表面電位を付与されているが、露光により、露光部位の電位が露光量に応じて減じ、結果として、画像データに応じた静電潜像が感光体10上に形成される。
【0030】
静電潜像は、現像装置16により反転現像され、可視像(トナー像)とされる。
【0031】
一方、感光体10上のトナー像の先端部が転写領域に到達する前に、例えば、記録紙供給トレイ22内の1枚の記録紙Pが供給搬送されてレジストローラR10に到達し、先端規制される。
【0032】
記録紙Pは、トナー像、即ち感光体10上の画像領域と重畳するように、同期を取って回転を開始する一対のレジストローラR10により転写領域に向けて搬送される。
【0033】
転写領域において、感光体10上のトナー像は転写電極18の付勢により記録紙P上に転写され、次いで、当該記録紙Pは分離電極20の付勢により感光体10から分離される。
【0034】
その後、定着手段Hの加圧、加熱により、トナー像は記録紙P上に溶融定着され、当該記録紙Pは、排紙通路78および排紙ローラ79を介して排紙トレイT上に排紙される。
【0035】
記録紙供給トレイ24における可動板Sは図示しないモータにより、積載されるシートの量の多少にかかわらず積載シートの最上面が一定の高さになるように駆動制御される。
【0036】
記録紙供給トレイ22も上述の構成と同じ構成を有している。
記録紙供給トレイ22、24は、実施の態様において、上下方向2段に配設した形態である。
【0037】
記録紙供給トレイ22、24のそれぞれの先端部(記録紙供給方向からみて、収納される記録紙Pの先端に対応する)上部に示す50および53はローラからなる記録紙供給手段(以下、送り出しローラという)、51および54は分離搬送ローラ、52および55は分離捌きローラである。
【0038】
送り出しローラ(50、53)と分離搬送ローラ(51、54)とはユニット化してあり、装置本体側に設けた回転駆動源と接続している駆動軸あるいは記録紙供給部に設けた係止手段に対して容易に着脱できる構成を有する。
【0039】
又、画像形成装置100の側方には手差し記録紙供給トレイ60が設けられている。
【0040】
61は手差し記録紙供給トレイ60上に載置される記録紙を画像形成に伴って送り出すためのローラからなる送り出しローラ、63は送り出しローラ61の下流に設けてある分離搬送ローラ、65は分離搬送ローラ63と圧接し、記録紙Pの複数枚送りを防止するための分離捌きローラで、前述した記録紙供給トレイ22、24の場合と実質的に同じ構成を有する。
【0041】
手差し記録紙供給トレイ60から送り出される記録紙Pは、一対の搬送ローラを介して搬送路66に搬送されるように構成されている。
【0042】
70は、転写電極18、分離電極20から定着手段Hに至る第1記録紙搬送路で、適宜の記録紙供給トレイから送り出される記録紙の移動方向から見て、下方から上方に延びている。
【0043】
72は上段の記録紙供給トレイ22に収納される記録紙用の記録紙供給通路、74は下段の記録紙供給トレイ24に収納される記録紙用の記録紙供給通路である。
【0044】
76は、記録紙供給トレイ22、24、及び、手差し記録紙供給トレイ60から送り出される記録紙Pが合流する合流部(第1記録紙搬送路70の一部)である。
【0045】
78は、所定の画像形成がなされた記録紙を排紙トレイT上に排紙するための排紙通路である。
【0046】
又、記録紙の両面に画像形成を行う場合に使用する記録紙の表裏反転用の第2記録紙搬送路80と、図の上方において、第1記録紙搬送路70と連通している。
【0047】
第2記録紙搬送路80は、記録紙の移動方向から見て、上方から下方に向かった記録紙搬送路として延びている。又、第2記録紙搬送路80の下端部には記録紙Pを反転するため、可逆回転可能なスイッチバック用の一対のローラからなる搬送ローラR20が設けられている。
【0048】
そして記録紙を更に搬送ローラR20で下方に搬送するため記録紙搬送路801が形成されている。この記録紙搬送路801より記録紙供給トレイ24底部(底壁と同義)装置本体の底壁との間に、所定の間隙を持った空間部25を形成してある。この空間部25は、記録紙Pの両面に画像を形成する態様(モード)において使用するものであり、記録紙の表裏反転用の第2記録紙搬送路80と共同して記録紙の表裏反転を達成することに寄与する。
【0049】
上記から理解されるように、第1記録紙搬送路70を通過して第2記録紙搬送路80より、記録紙搬送路の経路は、画像形成装置100の一側壁側において縦方向に長いループ状をなしている。
【0050】
画像形成プロセスにおいて、第2記録紙搬送路80を移動してくる記録紙Pが記録紙搬送路を介して空間部25に向けて送り出された時、当該記録紙Pの後端は搬送ローラR20で把持されているように構成してあり、従って、空間部25には記録紙の一部分が収納されることになる。
【0051】
90は(上側)分岐ガイドで、第1面に画像形成された記録紙Pを排紙通路78に向かわせたり、または、第2記録紙搬送路80に向かわせたりするように制御される。
【0052】
換言すれば、ユーザ設定の画像形成の形態(記録紙の片面のみに画像を形成するモードか、記録紙の両面に画像を形成するモードか)に応じて制御され、記録紙搬送路を切換えるということができる。
【0053】
例えば、記録紙の両面に画像形成を行うモードが設定されている場合、分岐ガイド90は、第1面に画像形成され、転写トナー像を有するに至った記録紙Pを第2記録紙搬送路80に送り込むように、図の破線位置に位置づけられ、第2記録紙搬送路80に記録紙を送り込んだ後は、図の実線位置をとるように図示しない制御部を介して制御される。
【0054】
上記構成の画像形成装置100において、記録紙Pの1面に画像を形成し、第2面に画像を形成する画像形成プロセスを説明する。
【0055】
前述した如く、第1記録紙搬送路70を上方に移動し、第1面に画像形成され定着された記録紙Pの先端が分岐ガイド90に達したとき、当該分岐ガイド90は図の破線位置に保たれているので、記録紙Pは第2記録紙搬送路80に進入し、記録紙搬送路105を搬送ローラで下方に移動を継続する。
【0056】
第2記録紙搬送路80の進入部は緩やかな円弧を描いており、記録紙Pのスムーズな移動が保証されている。
【0057】
第2記録紙搬送路80より記録紙搬送路を下降した記録紙Pは、一対の搬送ローラR20に挟持されながら記録紙Pは記録紙搬送路801を下方に搬送される。ここで記録紙Pの後端が搬送ローラR20の位置に達したとき、制御部で搬送ローラR20を停止する。即ち、記録紙Pの後端を挟持した状態で停止している。このように記録紙搬送路801を通過した記録紙Pの先端部は空間部25に進入して停止する。
【0058】
次に、搬送ローラR20が逆転し、記録紙Pは反転搬送を開始する。搬送ローラR20で記録紙Pが搬送され第2面が感光体10側に向いた状態で合流部76に送り込まれ、レジストローラR10で先端規制される。
【0059】
一方、感光体10上には、前述したプロセスにより第2のトナー画像が形成されており、当該感光体10の回転に同期してレジストローラR10が回転を始めると、第2のトナー画像領域と重なる状態で記録紙Pが転写領域に進入する。
【0060】
以後、転写処理、分離処理、定着処理がされた記録紙Pの先端が分岐ガイド90のある部分に達したとき、前以て、分岐ガイド90は図の実線位置に保たれており、第1記録紙搬送路70と排紙通路78とを連通状態とし、第2記録紙搬送路80との連通を絶っているので、記録紙Pは排紙通路78に進入し、排紙ローラ79を介して排紙トレイT上に排出される。
【0061】
次に、実施の形態に係る画像形成装置に使用される本発明の実施の形態に係る記録紙給紙装置の構成と作用について説明する。
【0062】
図2は、本発明の実施の形態に係る給紙装置の斜視図であり、図1に示す記録紙供給トレイ22、24に積載された記録紙Pを送り出す給紙装置を示す。
【0063】
図3(a)、(b)は、給紙装置の非給紙状態と給紙状態を示す図である。
図4〜6は送り出しローラの駆動系の係脱を説明する図である。
【0064】
図2において、駆動歯車G1は欠歯部516を形成した欠歯歯車G2と噛み合う。一方、枠体101に回転自在に設けた軸513の一端に歯先を尖頭状に形成した間歇作動歯車G4を固定して設け、この間歇作動歯車G4は欠歯部517を形成した欠歯歯車G3と噛み合う。そして欠歯歯車G2と欠歯歯車G3とは一体に回転可能に軸519に設けられている。更に、軸519には係止部を有するカム518が欠歯歯車G2及びG3と一体に回転可能に設けられる。カム518に係合するストッパー520は軸521に支持され、カム518の係止部に係合するようにコイルバネSPで付勢されている。又、ストッパー520をカム518よりコイルバネSPに抗して解除するためにアクチュエータ523を有する電磁ソレノイド522が設けられ、アクチュエータ523はコイルバネSPに抗してストッパー520を軸521を中心に回転駆動する。
【0065】
更に、軸513の他端には記録紙Pを1枚に分離して搬送する分離手段を構成する分離搬送ローラ51が固定して設けられており、軸513には更に可動支持手段としての支持枠56を回転可能に設け、この支持枠56の一端には、軸501に固定した送り出し手段としての送り出しローラ50を回転自在に設けている。そして軸513に固定して設けた歯車G5より中間歯車G6を介して軸501に固定した歯車G7に連結することにより、間歇作動歯車G4の回転駆動力が軸513を介して分離搬送ローラ51と送り出しローラ50に伝達される。又、分離搬送ローラ51に接触して分離手段を構成する捌き部材としての分離捌きローラ52が設けられている。
【0066】
枠体101には、屈曲形成した作用端部514A、514Bを両端に有する移動手段としての揺動部材514が設けられており、作用端部514Aは欠歯歯車G2の側面に設けた作用部としての突起部524(図3〜図6に示す)に係合する状態に設けている。更に、作用端部514Bは支持枠56に形成した突起511に係合する位置に設けられている。Pは送り出しローラ50で記録紙供給される記録紙である。なお、揺動部材514は作用端部514Aと514Bとを連結する棒状部分を軸として揺動する。
【0067】
次に、記録紙供給装置の作動を図3〜図6により説明する。
図3(a)は記録紙供給開始前の状態を示している。電磁ソレノイド522はオフの状態であるためアクチュエータ523は作動せず、アクチュエータ523と連結したストッパー520はコイルバネSPの弾性力でカム518を係止している。
【0068】
この状態においては、常時画像形成装置100内の回転駆動源により回転する駆動歯車G1は欠歯歯車G2の欠歯部516に位置しており、欠歯歯車G2は駆動されない。又、間歇作動歯車G4も欠歯歯車G3の欠歯部517に位置している。この状態においては、作用端部514Aに突起部524が当接しており、この当接作用により揺動部材514は時計方向の回転を阻止され、突起511を支えることにより、支持枠56を図3(a)の状態に支持している。即ち、送り出しローラ50は記録紙から離れた上方の非給紙位置に保持される。G1〜G7からなる歯車列及びカム518は駆動伝達手段を構成する。
【0069】
図3(b)は記録紙供給開始の状態を示している。画像形成装置100の記録紙供給開始信号により電磁ソレノイド522がオンの状態となり、アクチュエータ523が吸引されて作動し、アクチュエータ523と連結したストッパー520がコイルバネSPの付勢に抗して軸521を中心に上方に回動することにより、ストッパー520がカム518より離れるため欠歯歯車G3、G2がフリー状態となり、突起部524も係止を開放されるために、作用端部514Aも開放される。この開放により、送り出しローラ50の質量により支持枠56は軸513を中心に時計方向に回転し、突起511、512が降下して作用端部514Bを下方に押動する。従って、揺動部材514をその軸を中心に時計方向に回動して作用端部514Aが突起部524を押し上げて、欠歯歯車G3、G2を矢印で示すように反時計方向に回転させる。
【0070】
また、送り出しローラ50も支持枠56と共に下方に落下し、図3(b)に示すように記録紙Pに接した状態で停止する。送り出しローラ50が降下して記録紙Pに接触した状態で回転を開始して記録紙を送り出す。
【0071】
送り出しローラ50の駆動は図4〜6に示すようにして行われる。
図4は図3(a)に示す給紙開始前の状態を示す。この状態では、駆動歯車G1は欠歯部516に臨んでおり、欠歯歯車G2は駆動歯車G1により回転駆動されない。また、間歇作動歯車G4も欠歯部517に臨んでおり、回転駆動されない。そして、作用端部514Aは突起部524により係止されている。
【0072】
給紙指令により電磁ソレノイド522が作動すると、前述のように突起部524の係止が解除される結果、揺動部材514が送り出しローラ50の質量により時計方向に回転し、突起部524を介して、欠歯歯車G2及びG3を反時計方向に回転させる。
【0073】
図5(a)はこのようにして欠歯歯車G2が回転して駆動歯車G1に噛み合いを開始した状態を示す。この時点では、図5(b)に示すように、間歇作動歯車G4は未だ回転駆動されない。即ち、送り出しローラ50が降下を開始した時点では、送り出しローラ50は未だ回転駆動されない。
【0074】
欠歯歯車G2が図5の状態から更に回転して、図6の状態になった時点で欠歯歯車G3と間歇作動歯車G4との噛み合いが開始する。図6の状態は図3(b)の状態に対応し、送り出しローラ50が記録紙Pに接触した状態である。このようにして、送り出しローラ50は記録紙Pに接触した後に回転し、送り出しを開始する。
【0075】
欠歯歯車G2、G3及びカム518の1回転の過程で、揺動部材514は突起部524に押されて反時計方向に回転するとともに、カム518はストッパー520により係止されて図3(b)及び図4(a)の状態に復帰する。
【0076】
図7は欠歯歯車G3と間歇作動歯車G4の拡大図である。図示のように間歇作動歯車G4の歯g4の歯先が尖頭状に形成されているので間歇作動歯車G4は欠歯歯車G3と円滑に、噛み合い開始、噛み合い及び噛み合い解除を行い給紙作動時における騒音が防止される。
【0077】
【発明の効果】
請求項1の発明により、送り出し手段がシートに接触した後に、シートの送り出しを開始するので、送り出し作用が安定して、送り出し時のシートの傾きやずれが防止され、シートが正確なタイミングで送り出される。
【0078】
請求項2の発明により、比較的簡単な送り出し手段によりシートが正確に送り出される。
【0079】
請求項3の発明により、送り出されたシートが確実に1枚に分離されて搬送される。
【0082】
請求項の発明により、記録紙が正確に送り出され、記録紙のジャム等の搬送不良が少なく、且つ、記録紙上の正しい位置に画像が形成される画像形成装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態にかかる給紙装置の斜視図である。
【図3】給紙装置の非給紙状態と給紙状態を示す図である。
【図4】送り出しローラの駆動系の係脱を説明する図である。
【図5】送り出しローラの駆動系の係脱を説明する図である。
【図6】送り出しローラの駆動系の係脱を説明する図である。
【図7】欠歯歯車と間歇作動歯車の拡大図である。
【符号の説明】
50、53 送り出しローラ
51、54 分離搬送ローラ
52、55 分離捌きローラ
100 画像形成装置
101 枠体
516、517 欠歯部
513、519、521 軸
514 揺動部材
518 カム
520 ストッパー
522 電磁ソレノイド
G1 駆動歯車
G2、G3 欠歯歯車
G4 間歇作動歯車
G5、G7 歯車
G6 中間歯車
P 記録紙

Claims (4)

  1. 積載されたシートに接触して作動しシートを送り出す送り出し手段(50)
    該送り出し手段により送り出されたシートを1枚に分離して搬送する分離手段(51,52)
    前記送り出し手段をシートに対して接離可能に支持する可動支持手段(56)
    前記送り出し手段をシートから離した非給紙位置に保持すべく前記可動支持手段を支持する揺動部材(514)、
    前記送り出し手段に駆動力を伝達する間歇作動歯車(G4)、
    前記間歇作動歯車と噛み合い、第1欠歯部(517)を有する第1欠歯歯車(G3)、
    前記第1欠歯歯車と一体に回転可能に設けられ、第2欠歯部(516)を有する第2欠歯歯車(G2)、
    前記第2欠歯歯車と噛み合い、回転駆動源により回転する駆動歯車(G1)、
    前記第1欠歯歯車と前記第2欠歯歯車の回転を規制するストッパー(520)、
    前記第2欠歯歯車に設けられ、前記揺動部材と係合する作用部(524)、を備え、
    前記ストッパーによる規制の解除に伴い、前記可動支持手段が自重により降下して前記揺動部材を回動し、該揺動部材の端部が前記作用部に作用して前記第2欠歯歯車を回転し、前記第2欠歯部が前記駆動歯車に対向する位置を過ぎて前記第2欠歯歯車と前記駆動歯車とが噛み合いを開始した後に、前記第1欠歯部が前記間歇作動歯車に対向する位置を過ぎて前記第1欠歯歯車と前記間歇作動歯車との噛み合いを開始し、前記送り出し手段がシートに接触した後に送り出しの作動を開始することを特徴とするシート供給装置。
  2. 前記送り出し手段は送り出しローラ(50)を有することを特徴とする請求項1に記載のシート供給装置。
  3. 前記分離手段は分離搬送ローラ(51)と捌き部材(52)を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシート供給装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のシート供給装置及び該シート供給装置により供給されたシートに画像を形成する画像形成手段を有することを特徴とする画像形成装置。
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