JP3917774B2 - 給紙装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＡＸ、プリンタ、複写機等の画像形成装置における給紙装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＦＡＸ、プリンタ、複写機等の画像形成装置における給紙装置として、特開平８−１２１０６号公報に開示されているように、転写紙を積載した底板を上下動させる加圧レバーと、加圧レバーを駆動するモータと、モータと加圧レバーとの間に設けられたトルクリミッタを備える給紙装置が公知である。
【０００３】
このようなトルクリミッタは、例えば、入力ギアと出力ギアとの間に、摩擦パッドを挟み、これらを圧縮スプリングによって加圧し、摩擦パッドの摩擦力により、トルクを出している。この場合、摩擦パッドの摩擦係数と圧縮スプリングの加圧力とにより、トルクが決定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の技術では、摩擦パッドを摩擦させながら使用することにより、摩擦パッドの表面の磨耗や表面粗さの変化、熱や酸化等による表面の組成変化により、摩擦係数は経時により小さくなり、摩擦パッドの厚さが薄くなる。摩擦パッドの厚さが薄くなると、圧縮スプリングの設定長は、初期よりも長くなり加圧力が低下する。即ち、公報に開示されている技術のように、底板の上下動をトルクリミッタを介して行うと、トルクリミッタがどんどん劣化してしまってトルクリミッタのトルクが低下してしまう。トルクリミッタのトルクが低下すると、転写紙と給紙ローラとの間の加圧力が低下してしまい、不給紙等が発生し、給紙性能が安定しないという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、給紙性能を安定にできる給紙装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、転写紙を給紙する給紙ローラと、転写紙を積載する底板と、底板を給紙ローラに向けて加圧する加圧レバーの回転軸に設けられている第１ギアと、モータと、第１ギアとモータとの間に設けられモータからの駆動力を第一ギアに伝達するギア群と、ギア群の一部のギアに設けられたトルクリミッタと、加圧レバーの回転軸を中心に本体に収納される第１の位置と給紙可能な第２の位置とに回動可能な手差し台とを備える給紙装置であって、
手差し台の回転軸には、ギア群からの駆動力を第１ギアに伝達する第２ギアが設けられ、手差し台が第１の位置に位置しているときには、ギア群と第２ギアとの歯合が解除され、第２の位置に位置しているときには、ギア群と第２ギアとが歯合することを特徴とする。
【０００７】
この請求項１に記載の発明では、給紙するときには、手差し台を第２の位置に回動させて、ギア群と第２ギアとを歯合させる。この状態でモータを駆動すると、モータからの駆動力が、ギア群及び第２ギアを介して第１ギアに伝達され、底板は、加圧レバーの加圧により給紙ローラに向けて移動する。そして、底板の転写紙が給紙ローラに加圧され、転写紙は給紙ローラにより給紙される。
【０００８】
給紙終了後、手差し台を第１の位置に回動させると、ギア群と第２ギアとの歯合が解除されるので、底板は自重により初期の位置に戻る。底板を初期の位置に戻すとき、或いは手差し台を使用していないときに、トルクリミッタを作動させなくても良く、トルクリミッタへの負荷を低減することができるので、トルクリミッタの無駄な消耗を防止でき、経時で安定したトルクを得ることができる。従って、給紙性能を安定にできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら第１実施の形態を詳細に説明する。図１は、第１実施の形態にかかる給紙装置を概略的に示す構成図である。図１に示すように、給紙装置１は、ＦＡＸ、プリンタ、複写機等の画像形成装置に設けられており、転写紙を積載する底板３と、底板３とともに転写紙を積載する手差し台５と、転写紙を給紙する給紙ローラ７と、駆動部９とを有している。
【００２０】
底板３には、手差し台５とともに転写紙が積載され、実線で示す初期の位置と、破線で示す転写紙を給紙ローラ７に押圧する位置に揺動可能である。底板３が初期の位置に位置しているときは、ストッパ１０により支持されている。底板３は、図２に示す加圧レバー１１により、初期の位置から給紙ローラ３に向けて移動される。加圧レバー１１は、後述する駆動部９駆動力を受ける第１ギア１５が取り付けられた回転軸１３にねじにより固定されており、底板３を給紙ローラ７に向けて加圧する。
【００２１】
手差し台５は、加圧レバー１１の回転軸１５を支点に回動可能に支持されており、転写紙の幅方向を規制するサイドフェンス１７と、取っ手１９と、第１ギア１５に歯合する第２ギア２１とを有している。手差し台７を使用しないとき、手差し台７は、図中実線で示すように、本体に収納させれる第１の位置に位置しており、使用するときは、一点鎖線で示す第２の位置に位置している。
【００２２】
手差し台５が第１の位置に位置しているときは、後述する駆動部９の端末ギア４７と、第２ギア２１との歯合が解除されており、第２の位置に位置しているときは、端末ギア４７と第２ギア２１とが歯合する。この第２ギア２１と端末ギア４７との歯合で、後述するメインモータ３１からの駆動力が第１ギア１５に伝達され、これにより加圧レバー１１が底板３を揺動させる。
【００２３】
給紙ローラ７は、底板３に積載された転写紙の最上紙に当接して、この最上紙を本体に給紙するようになっている。給紙ローラ７には、転写紙の重送を防止する分離パッド２３が圧接されており、転写紙は転写ローラ７と分離パッド２３に狭持されて一枚ずつ給紙される。
【００２４】
給紙ローラ７の軸２５には、給紙ローラ７の回転を間欠に駆動する間欠手段２７が設けられている。間欠手段２７は、後述する駆動部９の伝達ギア３７と歯合する給紙ローラ用ギア２９と、給紙ローラ用ギアに設けられる電磁クラッチ（図示せず）とを有している。電磁クラッチへの通電がＯＮのとき、電磁クラッチは給紙ローラ用ギア２９と軸２５とを連結し、給紙ローラ７はメインモータ３１からの駆動力により回転するようになっており、電磁クラッチへの通電がＯＦＦのときは、連結を解除して給紙ローラ７が回転しないようになっている。
【００２５】
駆動部９は、正逆回転可能なメインモータ３１と、ギア群３３とを有している。ギア群３３は、メインモータ３１からの駆動力を給紙ローラ７や底板３に伝達している。メインモータ３１の駆動力は、アイドラギア３５及び伝達ギア３７を介して給紙ローラ用ギア２７に伝達される。また、メインモータ３１からの駆動力は、アイドラギア３５、伝達ギア３７、一部のギア３９、アイドラギア４１、４３、４５、端末ギア４７、第２ギア２１を介して第１ギア１５に伝達される。一つのメインモータ３１により、給紙ローラ７の回転及び底板３の駆動をすることができ、部品点数の削減が図れる。
【００２６】
ギア群３３の一部のギア３９は、図３の（ａ）に示すように、伝達ギア３７の下流側で伝達ギア３７と歯合する入力ギア３９ａと、アイドラギア４１と歯合する出力ギア３９ｂと、入力及び出力ギア３９ａ、３９ｂの間に設けられた円筒部材５３と、トルクリミッタ５１とを有している。円筒部材５３は、一部のギア３９の軸に対してから回りするようになっており、入力側の円筒部材５３ａと出力側の円筒部材５３ｂとは別体に構成されている。入力側の円筒部材５３ａは入力ギア３９ａと一体に構成され、出力側の円筒部材５３ｂは出力ギア３９ｂと一体に構成されている。
【００２７】
トルクリミッタ５１は、円筒部材５３の周囲に設けられたコイルスプリング５５と、入力ギア３９ａに設けられたストッパ部材５７とを有しており、トルクリミッタ５１は、ある所定のトルク以上のトルクを下流側のギアに伝達しないようになっている。ストッパ部材５７は、本実施の形態では、樹脂により構成されており、コイルスプリング５５の回転を阻止している。
【００２８】
図３の（ｂ）に示すように、一部のギア３９が矢印Ａ方向に回転したとき（メインモータ３１が正回転したとき）、コイルスプリング５５とストッパ部材５７との係止が解除され、コイルスプリング５５が緩む。このときのコイルスプリング５５と円筒部材５３との摩擦力により、トルクが発生するようになっている。一方、一部のギア３９が矢印Ｂ方向に回転したとき（メインモータ３１が逆回転したとき）、コイルスプリング５５とストッパ部材５７とが係止することにより、コイルスプリング５５が縮んで円筒部材５３をロックし、入力及び出力ギア３９ａ、３９ｂは一体に回転する。トルクリミッタ５１は、コイルスプリング５５の締め付け力を利用するいわゆるスプリングクラッチであり、構成が簡単である。
【００２９】
なお、トルクリミッタ５１の出力トルクは、円筒部材５３の外形寸法や、コイルスプリング５５の内径寸法、巻き数等によって決定される。また、一部のギア３９は、樹脂であっても、スチールであっても良いが、スチールで構成し、且つコイルスプリング５５との接触面にグリス等の潤滑剤を塗布して潤滑を良くするタイプが耐久性にも優れている。
【００３０】
次に、上述した構成に基づき本実施の形態の作用を説明する。
【００３１】
給紙するときには、第１の位置に位置している（本体に収納されている）手差し台５を開けて、第２の位置に向けて（図１の矢印Ｃ参照）回動する。手差し台５が第２の位置に位置すると、手差し台５の第２ギア２１が、図１に一点鎖線で示す位置に位置し、ギア群３３の端末ギア４７と歯合する。この状態で、手差し台５に転写紙をセットする。
【００３２】
給紙開始信号により、メインモータ３１が矢印Ａ方向に回転すると、ギア群３３がメインモータ３１と同期して一斉に回転を始める。これにより、メインモータ３１の駆動力が、端末ギア４７、第２ギア２１を介して第１ギア１５に伝達され、底板３が給紙ローラ７に向けて上昇する。底板３の上昇により、手差し台５及び底板３に積載されている転写紙が、給紙ローラ７に加圧される。
【００３３】
このとき、転写紙の給紙ローラ７への加圧力が所定の値に達すると、トルクリミッタ５１のトルクリミッタ機能が動作し、それ以上の加圧力が作用せず、加圧力が一定に保たれる。なお、本実施の形態では、転写紙の給紙ローラ７への加圧力は、２００ｇｆ〜３００ｇｆ程度になるように、トルクリミッタ５１のトルクを設定している。
【００３４】
次に、間欠手段２７の電磁クラッチへの通電をＯＮにして、給紙ローラ用ギア２９と軸２５とを連結し、メインモータ３１からの駆動を伝達ギア３７を介して、給紙ローラ用ギア２９に伝達することにより、給紙ローラ７を回転させる。これにより、底板３に積載された転写紙の最上紙が送り出され、分離パッド（フリクションパッド）２３により一枚ずつ分離されて給紙される。
【００３５】
本実施の形態では、伝達ギア３７が、一部のギア３９よりもメインモータ３１側（上流側）に位置していることにより、トルクリミッタ５１は間欠手段２７にトルクを作用しなくても良いので、トルクリミッタ５１の容量を小さくできる。また、間欠手段２７の負荷トルクは、トルクリミッタ５１からの底板３を上昇させるためのトルクを負うことがなく、給紙ローラ７を回転させるだけの負荷トルクだけで良いので、間欠手段２７の負担を減少することができる。
【００３６】
即ち、伝達ギア３７が一部のギア３９よりも第１ギア１５側（下流側）に位置している場合、トルクリミッタ５１のトルクは給紙ローラ用ギア２９にも作用してしまうので、トルクリミッタ５１のトルクを、給紙ローラ７を回転させるためのトルクの分まで見込まなければならず、トルクリミッタ５１の容量が大きくなってしまう。また、間欠手段２７においても、給紙ローラ７を回転させるトルクだけでなく、底板３を上昇させるためのトルクも作用するので、大きなトルクが必要となり、電磁クラッチの連結時間が長くなったり、ばらつきが生じてしまい、転写紙の給紙が遅くなってしまう。しかも、連結時間の長期化により、電磁クラッチから熱が発生してしまう場合があり、この場合、冷却手段を設けなければならず、装置が大型になってしまう。
【００３７】
従って、本実施の形態のように、一部のギア３９よりも上流側に伝達ギア３７を設ける構成、換言すれば、トルクリミッタ５１よりも下流側に、間欠手段２７を設けないようにすれば、上述の不都合を防止できる。なお、本実施の形態では、一部のギア３９よりも上流側に伝達ギア３７を設けたが、これに限定されるものではなく、トルクリミッタ５１のトルクが給紙ローラ用ギア２９に作用しない構成であれば良い。
【００３８】
給紙終了後、手差し台５を第１の位置に戻すと（手差し台５を閉めると）、端末ギア４７と第２ギア２１との歯合が解除される。これにより、加圧レバー１１の第１ギア１５がフリーになるので、底板３は自重により初期の位置（図１中実線の位置）に戻る。
【００３９】
底板３が初期の位置に戻るとき、或いは手差し台５を使用していないとき、トルクリミッタ５１を作動しなくても良く、トルクリミッタ５１への負荷を低減することができる。従って、トルクリミッタ５１の無駄な消耗を防止でき、トルクリミッタが劣化しにくいので、経時で安定したトルクを得ることができ、給紙性能を安定にできる。
【００４０】
なお、給紙終了後、手差し台５を第１の位置に戻さずに、底板３を初期の位置に戻したいときには、底板３を手で押し下げる必要があるが、この場合であっても、トルクリミッタ５１による加圧力程度（本実施の形態では、略２００ｇｆ〜３００ｇｆ）の小さな力で押し下げれば済む。
【００４１】
次に、第２実施の形態を説明するが、その説明にあたり上述の部分と同様な部分には、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００４２】
図４は、第２実施の形態にかかる給紙装置１を概略的に示す構成図である。図４に示すように、第２実施の形態では、手差し台５及び加圧レバー１１の回転軸１３に設けられた第１ギア１５は、常にギア群３３のアイドラギア４５と歯合しており、ギア群３３にあそび手段が設けられていることが上述の実施の形態と異なる。また、第２実施の形態のメインモータ３１は、給紙終了後、所定の角度だけ逆回転（矢印Ｂ方向）するようになっている。
【００４３】
あそび手段６１は、図５に示すように、回転軸１３に圧入されたスプリングピン６３と、第１ギア１５の凹部１５ａに形成された突起６５とを有している。メインモータ３１が正回転したとき（矢印Ａ方向に回転したとき）、スプリングピン６３と突起６５とが係止して、メインモータ３１からの駆動力を加圧レバー１１に伝達することにより、底板３を給紙ローラ７に向けて上昇させるようになっている。
【００４４】
一方、メインモータ３１が逆回転したとき（矢印Ｂ方向に回転したとき）、スプリングピン６３と突起６５との係止が解除されて、第１ギア１５と回転軸１３との間には、略１回転分あそびが生じるようになっている。
【００４５】
給紙するときには、メインモータ３１が正回転して、底板３を給紙ローラ７に向けて上昇させる。底板の転写紙の給紙ローラ７に対する加圧力が所定の値に達すると、一部のギア３９のトルクリミッタ５１が作用し、加圧力が一定に保たれ、転写紙は給紙される。
【００４６】
給紙終了後、メインモータ３１が、逆回転すると、あそび手段６１により、第１ギア１５と回転軸との間にあそびが生じることにより、底板３は、自重により初期の位置に戻り、所定の角度だけ逆回転したメインモータ３１が停止する。
【００４７】
底板３は自重により初期の位置に戻ることにより、上述の実施の形態と同様に、トルクリミッタ５１の無駄な消耗を防止でき、トルクリミッタ５１が劣化し難くなるので、給紙性能が安定する。
【００４８】
また、本実施の形態のトルクリミッタは、いわゆるスプリングクラッチであり、一方向にしか使用できず、従来においては、底板３を初期の位置に戻すとき（トルクリミッタ５１が作用していないとき）、メインモータ３１の逆回転により、第１ギア１５や底板３に過大な負荷がかかることがあったが、本実施の形態では、あそび手段６１により、底板３が自重で初期の位置に戻るので、第１ギア１５や底板３に過大な負荷がかかるのを防止することができる。
【００４９】
なお、メインモータ３１の逆回転の角度は、回転軸１５が略一回転する分に相当する角度以内であるのが好ましく、この場合、底板３が初期の位置に戻ったときには、既にメインモータ３１の逆回転が停止しており、第１ギア１５や底板３への負荷がより低減される。回転軸１５の回転が一回転を超えると、底板３がストッパ１０を押圧してしまい、第１ギア１５や底板３に負荷がかかってしまうからである。
【００５０】
本発明は、上述の実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。
【００５１】
例えば、本実施の形態では、一つのメインモータ３１で給紙ローラ７の回転及び底板３の駆動を行っているが、複数のモータで、給紙ローラ７と底板３とを駆動しても良い。
【００５２】
また、あそび手段６１は、メインモータ３１から第１ギア１５にまで連なるギア群３１のどこにでも設けることができる。
【００５３】
更に、第２実施の形態は、手差し台５を用いるいわゆる手差しによる給紙装置であったが、例えば、給紙カセット、給紙トレイ等を用いる給紙装置に適用しても同様の作用効果を得る。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、底板を初期の位置に戻すとき、或いは手差し台を使用していないときに、トルクリミッタを作動させなくても良く、トルクリミッタへの負荷を低減することができる。また、トルクリミッタの無駄な消耗を防止でき、トルクリミッタが劣化しにくいので、経時で安定したトルクを得ることができ、給紙性能を安定にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態にかかる給紙装置を概略的に示す構成図である。
【図２】加圧レバーを示す平面図である。
【図３】（ａ）スプリングクラッチの構成を示す側面図であり、（ｂ）は一部のギアを概略的に示す平面図である。
【図４】第２実施の形態にかかる給紙装置を概略的に示す構成図である。
【図５】（ａ）は加圧レバーの回転軸と第１ギアとの連結を説明する図であり、（ｂ）はあそび手段の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 給紙装置
３ 底板
５ 手差し台
７ 給紙ローラ
１１ 加圧レバー
１３ 回転軸
１５ 第１ギア
２１ 第２ギア
２７ 間欠手段
３１ メインモータ
３３ ギア群
３７ 伝達ギア
３９ 一部のギア
３９ａ 入力ギア
３９ｂ 出力ギア
５１ トルクリミッタ
５３ 円筒部材
５５ コイルスプリング
５７ ストッパ部材
６１ あそび手段

Claims (1)

1. 転写紙を給紙する給紙ローラと、転写紙を積載する底板と、底板を給紙ローラに向けて加圧する加圧レバーの回転軸に設けられている第１ギアと、モータと、第１ギアとモータとの間に設けられモータからの駆動力を第一ギアに伝達するギア群と、ギア群の一部のギアに設けられたトルクリミッタと、加圧レバーの回転軸を中心に本体に収納される第１の位置と給紙可能な第２の位置とに回動可能な手差し台とを備える給紙装置であって、手差し台の回転軸には、ギア群からの駆動力を第１ギアに伝達する第２ギアが設けられ、手差し台が第１の位置に位置しているときには、ギア群と第２ギアとの歯合が解除され、第２の位置に位置しているときには、ギア群と第２ギアとが歯合することを特徴とする給紙装置。

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