JP3947213B2 - 給紙装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙を給紙する給紙装置、及びこれが適用された複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置において、図５に示す如く半月状の給紙ローラを用いてシート紙を給紙する給紙装置が知られている。このタイプの給紙装置は、駆動源としての駆動モータ１の回転を複数のアイドルギア２を介して給紙ギア３に伝達し、給紙ギア３と同軸上にある半月状の給紙ローラ５に回転を与えることによってシート紙を給紙するようになっている。

図５を参照して更に詳細に説明すると、給紙ギア３の外周面は歯部３１と欠歯部３２とを有しており、また該給紙ギア３の一端面には突起３３と回転阻止部３４とが設けられている。該突起３３には付勢手段としてのばね３５の一端部が取付けられており、給紙ギア３を時計方向に回転するように付勢している。また、回転阻止部材３４はソレノイド３６に取付けられたレバー３７と係合することによって前記ばね３５の付勢力に抗して給紙ギアの回転を阻止する構成になっている。

上記のような構成において、非給紙状態即ち給紙ギア３が第２の位置では、図５に示すようにアイドルギア２３の歯に対向する位置に給紙ギア３の欠歯部３２が位置しており、駆動モータ１からの駆動が給紙ローラ５へ伝達されないようになっている。

ここで、例えば図外のプリントキーＯＮ等によって給紙命令があると、ソレノイド３６がＯＮとなり、これによってレバー３７と回転阻止部３４との係合が解除される。その結果、ばね３５の付勢力が働き、給紙ギア３は時計方向へ回転し、図６で示すようにアイドルギア２３の歯と給紙ギア３の歯部３１とが噛み合う第１の位置へ給紙ギア３が回転移動することにより、駆動モータ１からの駆動力が給紙ローラ５へ伝達されることとなる。これにより、給紙ローラ５が回転しシート紙を給紙する。該給紙ローラ５は、１回転すると、図５で示すように欠歯部３２がアイドルギア２３の歯と対向する位置にくる。このとき、ソレノイド３６はＯＦＦとなっており、再び駆動モータ１からの駆動が遮断されることとなる。

上記のような従来の技術では、ばね３５の一端が取り付けられている突起３３については、その設定位置が何ら考慮されていないのが実情であった。そのためこの突起３３は、前記給紙ギア３が第２の位置即ち非給紙状態では、図５に示すように軸４の上方にあり、給紙動作によって給紙ギア３が回転し、該給紙ギア３が第１の位置に回転移動すると図６で示すようにばね３５の付勢力はほぼ最小となる。さらに給紙動作に伴い給紙ギア３が回転すると、該給紙ギア３の回転に伴う突起３３の位置の変位によってばね３５は付勢力が徐々に増大していく。よって、該給紙ギアの回転位置が上記第１の位置よりも下流側においては、駆動モータ１に負荷がかかることになる。さらに、該給紙ギアの回転位置が上記第１の位置よりも下流側では、給紙ローラ５が給紙台６上のシート紙Ｓに接して給紙することになり、駆動モータ１への負荷が加わることになる。このように、ばね３５の付勢力と給紙ローラ５のシート紙Ｓの給紙による２つの要因によって、給紙ギア３の第１の位置よりも下流側において駆動モータ１へ負荷がかかることとなる。その結果、駆動モータ１がスムーズに回転せず、給紙不良を起こす可能性が考えられる。

通常、駆動モータ１はＤＣモータを使用している場合があるが、該ＤＣモータの場合には、ＯＮ／ＯＦＦの応答性が悪い。このため、クラッチ等を介さずにモータのＯＮ／ＯＦＦによってローラの回転／停止を行う箇所にも該モータを駆動連結させている場合には、ＤＣモータの使用は好ましくなく、このような場合にはＯＮ／ＯＦＦの応答性の良いステッピングモータを使用する場合がある。このように、ステッピングモータを使用した場合は、ＤＣモータに比べトルクが小さいため、前述したようにモータへ負荷がかかると、給紙不良を起こす可能性がより顕著となる。

そこで本発明は、上記問題点を解決し、安定した給紙を行なう給紙装置を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る給紙装置は、駆動源と、該駆動源から駆動力が伝達されて回転する軸に取り付けられ、円弧部と非円弧部とを有する半月状の給紙ローラと、前記軸の一端部に取り付けられ、前記駆動源からの駆動力を遮断するための欠歯部と前記駆動源からの駆動力を伝達する歯部とを有する給紙ギアと、前記駆動源と前記給紙ギアとの間に介在される少なくとも１つの中間ギアと、一端が当該給紙装置本体へ、他端が前記給紙ギアへ取り付けられている付勢手段と、前記給紙ギアの回動を阻止する回動阻止手段と、を有し、前記給紙ギアの歯部と前記中間ギアとが噛み合い、駆動源からの駆動力が給紙ローラに伝達される一方、前記給紙ギアと前記回動阻止手段との係合によって、給紙ギアの欠歯部と中間ギアとが対向し前記駆動力の給紙ローラへの伝達が停止される給紙装置において、前記給紙ローラの回動位置に関し、前記円弧部が用紙と接し始める位置を第１の位置とし、前記非円弧部が用紙と対向する位置を第２の位置とするとき、前記付勢手段は、前記給紙ローラが第２の位置から第１の位置へ向かう回動時、並びに第１の位置に達した後からその先への回動時において、前記給紙ギアに、前記軸を中心に給紙させる方向へ回動させる付勢力を与えるものであることを特徴としている。

この請求項１の発明によれば、前記付勢手段は、前記給紙ローラが第２の位置から第１の位置へ向かう回動時、並びに第１の位置に達した後からその先への回動時において、前記給紙ギアに、前記軸を中心に給紙させる方向へ回動させる付勢力を与える。つまり、付勢手段の付勢力による駆動源への負荷と、給紙ローラがシート紙を給紙する際の駆動源への負荷とが、同じタイミングで発生しないため、駆動源へかかる負荷を従来技術に比べて緩和でき、安定した給紙が可能となる。

また、請求項２に係る給紙装置は、前記駆動源としてステッピングモータを選択使用したものである。この請求項２の発明によれば、ＤＣモータに比べトルクの小さいステッピングモータを使用する場合にも、安定した給紙が可能となる。

請求項３に係る画像形成装置は、請求項１または２に記載の給紙装置と、画像形成動作を行う装置本体とを含むことを特徴とする。

また、請求項４に係る画像形成装置は、前記給紙装置は、画像形成装置本体に着脱自在に装着可能な給紙カセットに設けられ、前記給紙ローラの下流側には用紙の搬送ローラが配置され、前記駆動源からの駆動により前記搬送ローラも回転されることを特徴とする。この請求項４の発明によれば、給紙カセット専用の駆動源として小型モータを使用する場合においても、安定した給紙が可能となる。

また、請求項５に係る画像形成装置は、前記搬送ローラは前記給紙カセットに設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置である。この請求項５の発明によれば、小型のモータで種類としてはステッピングモータを使用する場合においても、安定した給紙が可能となる。

また、請求項６に係る画像形成装置は、前記給紙装置が、画像形成装置本体の手差し給紙部に適用されていることを特徴とする。

本発明によれば、給紙ローラの円弧部が用紙と接し始める位置を第１の位置とし、非円弧部が用紙と対向する位置を第２の位置とするとき、付勢手段は、給紙ローラが第２の位置から第１の位置へ向かう回動時、並びに第１の位置に達した後からその先への回動時において、前記給紙ギアに、前記軸を中心に給紙させる方向へ回動させる付勢力を与えるものであるので、駆動源にかかる負荷が従来に比べ軽減でき、安定した給紙が可能となる。

図１は本発明における一実施形態の概略斜視図である。図１において従来技術である図５、６と同様の部分については同一番号を付して説明する。図１に示す給紙装置は、駆動源としての駆動モータ１と、中間ギアとしてのアイドルギア２と、給紙ギア３と、該給紙ギア３と同軸上に設けられた半月状の給紙ローラ５とによって主に構成されている。アイドルギア２は、駆動モータ１の駆動軸先端部に取り付けられたギア２１と該ギア２１と噛み合うギア２２と該ギア２２と噛み合うギア２３とからなり、駆動モータ１の駆動力を給紙ギア３に伝達する役目を果たしている。図１から明らかなように、給紙ローラ５は、円弧部と、平坦部（非円弧部）とを有している。

給紙ギア３は図２で示すごとく、外周面が歯部３１と欠歯部３２とからなっており、また該給紙ギア３の一端面には突起３３と回転阻止部３４とが設けられている。該突起３３は図１において欠歯部３２の右近傍で、欠歯部３２と対向する位置よりも若干上方に位置しており、従来例として示した図６の突起位置に比べ、欠歯部３２に近接させて設けている。そして、該突起３３には付勢手段としてのばね３５の一端部が取付けられ、該ばね３５の他端部が給紙装置本体に取り付けられることによって、給紙ギア３を矢印Ａ方向に回転するように付勢している。また、回転阻止部材３４はソレノイド３６に取付けられたレバー３７と係合することによって前記ばね３５の付勢力に抗して給紙ギア３の回転を阻止する構成になっている。即ち、給紙ギア３は、図１で示すごとく非給紙状態である第２の位置と、図２で示すごとく給紙ギア３の歯部３１とギア２３とが噛み合う第１の位置とをソレノイド３６のＯＮ／ＯＦＦによって変位する構成になっている。

給紙ギア３は軸４の一端部に該軸４とともに回転するように取り付けられており、該軸４の中間部２カ所で、給紙台６上のシート紙Ｓを給紙できる位置には半月状の給紙ローラ５が該軸４とともに回転するように取り付けられている。

上述したような給紙装置１０は、図４に示すように光学系１０１、画像形成部１０２および排紙部１０３等を備えた画像形成装置本体１００の給紙部に取り付けられていたり、あるいは該画像形成装置本体１００に着脱可能に装着される給紙ユニット２００に取り付けられている。該画像形成装置本体１００に取り付けられている給紙装置１０の駆動源は、例えばＤＣモータが使用され該給紙装置１０の駆動以外にも例えば感光体ドラムや定着装置に駆動連結されている。一方、給紙ユニット２００に取り付けられている給紙装置１０の駆動源は、例えばステッピングモータが使用されており、該ステッピングモータは給紙ユニット２００内にある搬送ローラ２０１へも駆動連結されている。該搬送ローラ２０１はクラッチ等を用いた回転制御は行っておらず、駆動源のＯＮ／ＯＦＦによって回転制御を行っている。したがって、ＯＮ／ＯＦＦの応答性の良いステッピングモータを使用するのが好ましい。また、給紙ユニット２００に取り付けられている給紙装置１０の駆動源としてのステッピングモータは、該給紙装置１０および搬送ローラ２０１の駆動を行えばよいので、比較的小型のモータでもよいため、コストの削減にもつながる。

続いて、前記実施形態における作用について説明する。前述したように非給紙状態では、給紙ギア３が図１で示すような第２の位置にある。ここで、例えば図外のプリントキーＯＮ等によって給紙命令があると、ソレノイド３６がＯＮとなり、これによって図２で示すごとくレバー３７と回転阻止部３４との係合が解除される。これによって、ばね３５の付勢力が働き、給紙ギア３は時計方向へ回転し、アイドルギア２３の歯と給紙ギア３の歯部３１とが噛み合うことにより、駆動モータ１からの駆動力が給紙ローラ５へ伝達されることとなる。これにより、給紙ローラ５が回転し給紙台６上のシート紙Ｓを給紙することとなる。その後、該給紙ローラ５は１回転すると、図１で示すように欠歯部３２がアイドルギア２３の歯と対向する位置にくる。このとき、ソレノイド３６はＯＦＦとなっており、再び駆動モータ１からの駆動が遮断されることとなる。尚、ソレノイド３６のＯＮからＯＦＦへのタイミングは給紙ギア３が第１の位置に達した直後に行うようになっているが、給紙ローラ５が１回転した後、再び給紙ギア３の欠歯部３２がギア２３の歯と対向する位置へ達するまでであればどのタイミングであってもかまわない。

上記のような動作において、ばね３５の付勢力が駆動モータ１へ与える影響および給紙ローラ５がシート紙Ｓを給紙する際に駆動モータ１へ与える影響について説明する。まず、給紙ローラ５がシート紙Ｓに接しはじめるとき、即ち給紙ギア３が第３の位置にきたときが給紙ローラ５の円弧部がシート紙Ｓを給紙する際に駆動モータ１へ与える負荷が最も高いときである。本実施形態では、図２で示す状態が前述した給紙ギア３が第３の位置に達した状態であり、これは給紙ギア３がギア２３と噛み合い駆動が伝達される第１の位置に到達したときである。即ち、本実施形態では、給紙ギア３の第１の位置と第３の位置とは同じ位置である。このとき、ばね３５の付勢力は図２で示すようにを給紙ギア３を矢印Ａ方向に回転させる力が働き、よって駆動モータ１へ与える負荷は比較的小さいものとなる。その後、給紙ギア３が第３の位置よりも回転方向下流側でばね３５の付勢力が最小となり（図３参照）、さらに給紙ギア３が回転し、ばね３５の付勢力によって駆動モータ１への負荷が徐々に増大していくが、給紙ギア３が第３の位置、即ち給紙ローラ５がシート紙Ｓを給紙する際に駆動モータ１へ与える負荷が最大である地点（給紙ローラ５がシート紙Ｓに接し始めたとき）は既に経過しているため、特に問題なくスムーズな給紙が可能となる。このように、駆動モータ１へ与える負荷が最大となるときに、ばね３５によって給紙ギア３を回転させる方向へ付勢力を働かせているため、従来に比べ駆動モータ１へ与える負荷を軽減することができ、給紙性能を安定させることができる。特に、図４で示す給紙カセット２００へ取り付けられている給紙装置１０および搬送ローラ２０１を駆動する比較的小型のステッピングモータ等、トルクの小さいモータにおいては、従来に比較し顕著な効果を得ることができる。

上述したものは本発明における一実施形態であって、本発明を逸脱しない範囲で構成を変更し実施することが可能である。例えば、上記実施形態では本発明における給紙装置を画像形成装置本体に着脱可能に装着した給紙カセットに適用したが、これに限定されるものではなく画像形成装置本体の給紙装置に適用することも可能であり、さらに手差し給紙部に適用することも可能である。また、上記実施形態では、給紙ギアが第１の位置に到達すると同時に、給紙ローラがシート紙に接するようにしているが、これに限定されるものではなく、給紙ローラがシート紙に接した後にばねの付勢力が最小になるようにするのであれば、給紙ローラがシート紙に接するタイミングは給紙ギアが第１の位置に到達する前であっても、後であってもかまわない。

本発明における一実施形態を示した概略斜視図である。 本発明における一実施形態を示した概略斜視図である。 本発明における一実施形態を示した概略斜視図である。 本発明における一実施形態を示した簡略全体図である。 従来の給紙装置を示した概略斜視図である。 従来の給紙装置を示した概略斜視図である。

符号の説明

１…駆動モータ
２…アイドルギア
３…給紙ギア
３１…歯部
３２…欠歯部
４…軸
５…給紙ローラ
６…給紙台
Ｓ…シート紙

Claims (6)

1. 駆動源と、
   該駆動源から駆動力が伝達されて回転する軸に取り付けられ、円弧部と非円弧部とを有する半月状の給紙ローラと、
   前記軸の一端部に取り付けられ、前記駆動源からの駆動力を遮断するための欠歯部と前記駆動源からの駆動力を伝達する歯部とを有する給紙ギアと、
   前記駆動源と前記給紙ギアとの間に介在される少なくとも１つの中間ギアと、
   一端が当該給紙装置本体へ、他端が前記給紙ギアへ取り付けられている付勢手段と、
   前記給紙ギアの回動を阻止する回動阻止手段と、を有し、
   前記給紙ギアの歯部と前記中間ギアとが噛み合い、駆動源からの駆動力が給紙ローラに伝達される一方、前記給紙ギアと前記回動阻止手段との係合によって、給紙ギアの欠歯部と中間ギアとが対向し前記駆動力の給紙ローラへの伝達が停止される給紙装置において、
   前記給紙ローラの回動位置に関し、
   前記円弧部が用紙と接し始める位置を第１の位置とし、
   前記非円弧部が用紙と対向する位置を第２の位置とするとき、
   前記付勢手段は、前記給紙ローラが第２の位置から第１の位置へ向かう回動時、並びに第１の位置に達した後からその先への回動時において、前記給紙ギアに、前記軸を中心に給紙させる方向へ回動させる付勢力を与えるものであることを特徴とする給紙装置。
   
2. 前記駆動源がステッピングモータであることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 請求項１または２に記載の給紙装置と、
   画像形成動作を行う装置本体と、を含むことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記給紙装置は、画像形成装置本体に着脱自在に装着可能な給紙カセットに設けられ、
   前記給紙ローラの下流側には用紙の搬送ローラが配置され、
   前記駆動源からの駆動により前記搬送ローラも回転されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記搬送ローラは、前記給紙カセットに設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記給紙装置が、画像形成装置本体の手差し給紙部に適用されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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