JP3959948B2 - 駆動システム及びそのシステムを用いた給紙装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１つのステッピングモータを正回転及び逆回転させることにより２つの駆動対象機構を切り換えて個々に駆動させる駆動システムとその駆動システムを用いた給紙装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、複数の駆動対象機構を１つのモータにより駆動させるようにして装置の簡易化、コストの低減化等を図る場合がある。例えば、図１３に示すように、その画像形成に使用する用紙Ｐを用紙収容トレイ（又はカセット）に積載収容して画像形成時に供給する給紙装置において、上下２段に配置された２つの用紙収容カセット１００Ａ，１００Ｂ内に積載収容される用紙Ｐを給紙（送出）ロール１２５に接する高さまで上昇させる台板１０１Ａ，１０１Ｂの各動作を１つのモータにより駆動させる駆動システムが提案されている（特開平６−１４６９号公報）。図中の１２６は用紙送りロール対である。
【０００３】
すなわち、かかる提案の駆動システムは、図１４に示すように、１つのモータ２００を使用し、そのモータ２００の正回転時の駆動力を第１の駆動伝達機構１４０により上段の用紙収容カセット１００Ａにおける台板１０１Ａを回動運動にて上昇させる駆動対象機構としてのアーム１０５Ａに伝達させる一方で、そのモータ２００の逆回転時の駆動力を第２の駆動伝達機構１５０により下段の用紙収容カセット１００Ｂにおける台板１０１Ｂを回動運動にて上昇させる駆動対象機構としてのアーム１０５Ｂに伝達させるように構成されている。また、第１の駆動伝達機構１４０は、モータ２００の回転がプーリ２０１、ベルト１４１及びプーリ１４２を介してワンウェイクラッチ１４３に伝えられ、モータ２００の回転が正回転であればワンウェイクラッチ１４３が作動し、その正回転時の駆動力がカップリング１４４、１４５を介して前記アーム１０５Ａに伝えられる仕組みになっている。一方、第２の駆動伝達機構１５０は、モータ２００の回転がギア２０２、プーリ付ギア１５１、ベルト１５２及びプーリ１５３を介してワンウェイクラッチ１５４に伝えられ、モータ２００の回転が逆回転であればワンウェイクラッチ１５４が作動し、その逆回転時の駆動力がカップリング１５５、１５６を介して前記アーム１０５Ｂに伝えられる仕組みになっている。図中の符号１４７、１５７は、駆動対象機構であるアーム１０５Ａ，１０５Ｂにそれぞれ伝達された駆動力の各回転方向とは逆の方向に回転してしまうことを防止するための逆回転防止機構である。
【０００４】
そして、この駆動システムによれば、モータ２００が正回転した場合には、その駆動力が第１の駆動伝達機構１４０を介してアーム１０５Ａに伝達されて上段の用紙収容カセット１００Ａの台板１０１Ａが上昇し、また、モータ２００が逆回転した場合には、その駆動力が第２の駆動伝達機構１５０を介してアーム１０５Ｂに伝達されて下段の用紙収容カセット１００Ｂの台板１０１Ｂが上昇するようになっている。しかも、その上昇した各台板１０１Ａ，１０１Ｂはいずれも、前記逆回転防止機構１４７、１５７の機能により、その上昇した位置（高さ）がそのまま保持されるようにもなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような駆動システムにあっては、その１つのモータとしてステッピングモータを使用した場合、次のような問題がある。すなわち、ステッピングモータの（正回転又は逆回転の）起動が多数回繰り返された場合に、一方の用紙収容カセット１００の台板１０１が不用意に上昇して規定の高さを超えてしまい、この結果、給紙ミスや、駆動システム、給紙ロール等の破損が発生するおそれがある。
【０００６】
これは、ステッピングモータの起動時における以下のような特性に起因するものと考えられる。つまり、ステッピングモータは、一般に、図１１及び図１２に示すようにその停止時における位相（ロータ１５（２５）とステーター１６（２６）の各歯１５ａ（２５ａ）、１６ａ（２６ａ）の対向状態）が正しい位置にあるとは限らないため、その起動前に前励磁を行って上記位相のずれを修正してから起動するようになっているが、この位相ずれの修正の際に、ロータ（即ちモータ軸１ａ（２１））が正回転方向又は逆回転方向のどちらの方向に回転するかがわからないのである。このため、例えば、図１２ａに示すように、ステッピングモータの正回転（矢印方向の回転）時の駆動力を使用する場合に、同図ｂに示すようにロータ１５（２５）が上記位相ずれ修正に際して正回転方向に回転すれば問題がないものの、同図ｃに示すようにロータ１５（２５）が逆回転方向に回転してしまうことがある。そして、例えば、上下段の用紙給紙カセットにおける台板１０１Ａ，１０１Ｂが規定の高さまで上昇された状態で上段の用紙給紙カセット１００Ａからの給紙が繰り返し行われると、そのカセットの台板１０１ａを上昇させるためにステッピングモータが正回転方向に起動することになるが、この起動のたびに、そのモータ軸が位相ずれ修正により逆回転方向に僅かに回転し、その逆回転時の駆動力が第２の駆動伝達機構１４０を介してアーム１０５Ｂに伝えられて下段の用紙収容カセット１００Ｂの台板１０１Ｂを徐々に上昇させ、かかる動作が蓄積されることにより遂には規定の高さをも超えることになるものと推測される。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、１つのステッピングモータを正回転及び逆回転させることにより２つの駆動対象機構を切り換えて個々に駆動させる場合、そのステッピングモータの起動が繰り返されることがあっても、駆動時期ではない側の駆動対象機構にもわずかな駆動力が徐々に伝えられて不具合が発生してしまうことを防止することができる駆動システムや給紙装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の駆動システムは、図１に例示するように、１つのステッピングモータ１と、このステッピングモータ１の駆動力により駆動する第１及び第２の駆動対象機構２、３と、この第１の駆動対象機構２に前記ステッピングモータ１の正回転時の駆動力を伝達させるように作動する第１の駆動伝達機構４と、前記第２の駆動対象機構３に前記ステッピングモータ１の逆回転時の駆動力を伝達させるように作動する第２の駆動伝達機構５とを備えた駆動システムにおいて、前記第１及び第２の駆動伝達機構４、５の入力に対する伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2を前記ステッピングモータ１の軸１ａの回転角度に換算した値ｋ1Ｑ1、ｋ2Ｑ2（ｋ1，ｋ2は各駆動伝達機構４、５ごとの換算用の係数である）が、そのステッピングモータ１の回転起動に際して行われる位相ずれの修正時に発生する回転角度Ｍよりも大きくなるように設定されていることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、上記各駆動伝達機構は、ステッピングモータの正回転時又は逆回転時のいずれか一方の駆動力のみを伝達させる機能部を有し、その機能部としては例えばワンウェイクラッチなどで構成したものが適用できるが、必ずしもこれに限定されない。また、上記伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2は、駆動伝達機構が入力されるステッピングモータの回転駆動力を実際に出力するときの回転がその入力時の回転に対してどの程度遅れて伝達されるかの性能を回転角度として現すものである。さらに、上記ステッピングモータにおける回転起動時の位相ずれ修正により発生する回転角度Ｍは、そのモータ固有のものでもあるが、例えば、以下のようにステッピングモータの形式によって異なった値となる。すなわち、可変リランクタンス（Variable Reluctance）型（以下「ＶＭ型」と称す）のステッピングモータにおける上記回転角度Ｍは「ステップ角θ×１」、永久磁石（Permanent Magnet）型（以下「ＰＭ型」と称す）のステッピングモータにおける上記回転角度Ｍは「ステップ角θ×１／２」、ＶＭ型とＰＭ型を複合させた複合（Hybrid）型（以下「ＨＢ型」と称す）のステッピングモータにおける上記回転角度Ｍは「ステップ角θ×２」となる。また、上記換算した値値ｋ1Ｑ1、ｋ2Ｑ2における換算用係数ｋ1，ｋ2は、伝達遅れの要因となる各駆動伝達機構４、５の構成部品における実際に伝達される回転数をモータ軸の回転数で割った各伝達機構の伝達比（減速比又は増速比）とすればよい。したがって、このシステムにおいては「ｋ1Ｑ1＞Ｍ、ｋ2Ｑ2＞Ｍ」との関係になるように設定される。
【００１０】
この駆動システムにおいては、前記第１及び第２の駆動伝達機構４、５の少なくとも一方が、一定方向の回転のみを伝達するワンウェイクラッチ６ａ，６ｂ、支軸７ａ，７ｂに取り付けられるギア８ａ，８ｂ、互いに噛み合う複数のギア８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ、又は前記駆動対象機構２，３と連結を行う一対のカップリング部材１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの少なくとも１つを有する場合、前記伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2は、そのワンウェイクラッチ６ａ，６ｂの遅れ角γ1，γ2、その支軸７ａ，７ｂとギア８ａ，８ｂの取り付け部におけるガタα1，α2、その噛み合うギア８ａ，９ａ（８ｂ，９ｂ）どうしのバックラッシュβ1（β2）、又はそのカップリング部材１０ａ，１１ａ（１０ｂ，１１ｂ）の連結部におけるガタδ1（δ2）の少なくとも１つとすればよい。
【００１１】
例えば、伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2として、上記遅れ角γ1，γ2、ガタα1，α2、バックラッシュβ1，β2、ガタδ1，δ2のいずれか１つを適用する場合、その各伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2の換算値ｋＱと回転角度Ｍの関係については「ｋ1γ1＞Ｍ及び／又はｋγ2＞Ｍ」、「ｋ1α1＞Ｍ及び／又はｋ2α2＞Ｍ」、「ｋ1β1＞Ｍ及び／又はｋ2β2＞Ｍ」、又は「ｋ1δ1＞Ｍ及び／又はｋ2δ2＞Ｍ」と設定すればよい。
【００１２】
なお、上記バックラッシュβ1，β2は、ギア８ａ，８ｂを固定したときのギア９ａ，９ｂのガタによる回転角度である。また、この駆動システムにおいては、ステッピングモータからの回転駆動の入力に対して上記したような回転角度Ｍとの関係を満たすための遅れ角α、各ガタβ，δ、バックラッシュβが回転起動時に常に存在していなければならず、このため、各駆動伝達機構における各ギアなどに本来伝達すべき各回転方向とは逆方向の回転力（負荷）を与えるようにしておく必要がある。具体的には、例えば、各駆動対象機構において存在する駆動回転方向とは逆方向に回転させようとする負荷が各駆動伝達機構に逆伝達されるように構成しておけばよい。
【００１３】
このような駆動システムによれば、ステッピングモータ１の正転時には第１の駆動伝達機構４が作動して第１の駆動対象機構２が駆動し、その逆回転時には第２の駆動伝達機構５が作動して第２の駆動対象機構３が駆動する。そして、ステッピングモータ１の回転起動が繰り返された場合であっても、その各起動に際して行われる位相ずれの修正時に発生する逆回転（回転角度Ｍの回転）は各駆動伝達機構４、５における伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2に基づく回転伝達遅れによりキャンセル（吸収）されるため、その逆回転による駆動力が駆動時期ではない側の駆動対象機構２（３）に伝達されることがない。これにより、ステッピングモータの起動が繰り返されることがあっても、駆動時期ではない側の駆動対象機構が不用意に作動して不具合が発生するようなことはない。このような駆動システムは、各種用途に使用することが可能である。
【００１４】
また、本発明の給紙装置は、以上のような駆動システムを、用紙収容部に積載収容されている用紙を上昇させる上昇機構とその用紙収容部から用紙を送り出す送出機構とを駆動させる駆動システムとして、又は、複数の用紙収容部にそれぞれ積載収容されている用紙を個々に上昇させる各上昇機構を駆動させる駆動システムとして用いることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
［実施の形態１］
図２は、本発明の実施の形態１に係る駆動システムとそのシステムを用いた給紙装置を示す概要図であり、同図ａは上面側からみたときの概要図、同図ｂは同図ａのＢ−Ｂ線に沿う面（装置の正面側）からみたときの概要図である。
【００１７】
図中において、符号１００は用紙Ｐを積載して収容する箱型の給紙トレイ（カセット）、１２０は用紙Ｐを１枚ずつ送り出すピックアップロール１２１及び送出ロール対１２２からなる送出機構、１３０は用紙Ｐを上昇させる（持ち上げる）ための上昇機構である。このうち給紙トレイ１００は、図示しない給紙装置本体フレームに対して矢印Ｃ，Ｄに示す方向にスライド自在に取り付けられ、用紙Ｐの補給作業などを行う場合に本体フレームから矢印Ｄ方向にむけて引き出した状態にして作業を行えるようになっている。また、送出機構１２０は、積載収容された用紙Ｐの最上部にある用紙Ｐを送り出す送出ロール１２１と、この送出ロール１２１にて重送された用紙を捌いて搬送する用紙捌きロール対１２２とで主に構成されている。さらに、上昇機構１３０は、給紙トレイ１００の側面に支点１３１ａを中心にして回動するように取り付けられ、収容されている用紙Ｐの送出方向Ｓの前半部を支持するリフトプレート１３１と、このリフトプレート１３０を上昇動させる一部クランク上に曲げ加工されたリフトアーム（タング）１３２とで構成されている。
【００１８】
この他、図２中の１４０はガイド溝１４１に沿って前後にスライド自在に取り付けられ、用紙Ｐの搬送方向Ｓの後端部をその用紙サイズに合わせて規制して揃える後端規制板、１５０はガイド溝１５１に沿って前後にスライド自在に取り付けられ、用紙Ｐの搬送方向Ｓと平行する側端部をその用紙サイズに合わせて規制して揃える側端規制板である。また、送出機構１２０において、送出ロール１２１が用紙捌きロール対１２２の支軸に対して揺動自在に取り付けられた支持フレーム１２３に設けられている。そして、この送出ロール１２１は、給紙トレイ１００の引き出し時や用紙の非送出時においては、図示されていないソレノイドで作動する持ち上げ機構によって支持フレーム１２３を介して用紙に触れない退避位置まで持ち上げられるようになっており、また、給紙動作時にはその退避位置から下方に降ろされ、しかも送出ロール１２１の下方の用紙Ｐが無くなった場合又は少なくなる場合には更に下方側の下降する（但し、所定の下限位置で止まってそれ以上は降りない）ようになっている。また、送出ロール１２１が後述するように上昇する用紙Ｐにより規定の高さになると、前記支持フレーム１２３の後端部に形成された被検出部が用紙高さ検知センサ１２４によって検知されるようになっている。さらに、給紙トレイ１００から送出された用紙Ｐが装置外の搬送ロール対１６０を通過して無事に送り出されると、その用紙後端部の通過が用紙通過検知センサ１６５により検知されるようになっている。
【００１９】
また、図２中において、２０は送出機構１２０と上昇機構１３０を駆動するための駆動システム、２１はステッピングモータ、２４はステッピングモータ２１の正回転時の駆動力を送出機構１２０の各ロール１２１、１２２に伝達させるように作動する第１の駆動伝達機構、２５はステッピングモータ２１の逆回転時の駆動力を上昇機構１３０のリフトアーム１３５に伝達させるように作動する第２の駆動伝達機構である。
【００２０】
第１の駆動伝達機構２４は、図２〜図４に示すように、ステッピングモータ２１のモータ軸２２に取り付けられた駆動ギア２３と噛み合う減速ギア２６に対してさらに噛み合うギア４０と、このギア４０の回転を伝えるシャフト４１と、このシャフト４１にギア４０の矢印方向（モータの正回転方向Ｅと同じ方向）の回転のみをクラッチ結合により伝達させかつその逆方向の回転を空回りさせて伝達させないように作動するワンウェイクラッチ４２と、シャフト４１の他端部に固着されたギア４３と、このギア４３と噛み合ってその回転を送出ロール１２１の支軸１２１ａに伝えるギア４４及びギア４５と、ギア４３と噛み合ってその回転を用紙捌ロール対１２２の支軸１２２ａに伝えるギア４６及びギア４７とで構成されている。
【００２１】
このような第１駆動伝達機構２４によれば、ステッピングモータ２１が正回転方向（図２〜４中の矢印Ｅ方向。時計周りの方向）に回転すると、図５などに示すように、その駆動力が駆動ギア２３と減速ギア２６を介してギア４０に矢印方向に回転する駆動力として伝えられため、ワンウェイクラッチ４１がクラッチ結合してシャフト４１まで伝達される。そして、シャフト４１に伝えらた駆動力は、図３などに示すように、残りの各ギア４３〜４７を介して送出ロール１２１及び用紙捌ロール対１２２の各支軸１２１ａ，１２２ａに伝達される。この結果、その送出ロール１２１及び用紙捌ロール対１２２が同じ矢印方向（モータの正回転方向Ｅと同じ方向）に回転するようになっている。なお、ギア４０にステッピングモータ２１の逆回転方向Ｆの駆動力が伝えられた場合には、ワンウェイクラッチ４１がクラッチ結合しないため、その回転方向の駆動力がシャフト４１ひいては送出ロール１２１及び用紙捌ロール対１２２に伝えられることはない。
【００２２】
一方、第２の駆動伝達機構２５は、前記減速ギア２６と噛み合うギア５０と、このギア５０に噛み合うワンウェイクラッチ内臓ギア５１と、このギア５１内のワンウェイクラッチ（５１Ａ）が結合する方向（モータの正回転方向Ｅと同じ方向）への回転のみが伝えられる支軸５２と、この支軸５２がギア５１により回転させられるときの方向（モータの正回転方向Ｅと同じ方向）へはクラッチが結合せずに支軸５２の回転を開放し、かつその反対方向に支軸５２が回転しようとするにはクラッチが結合して支軸５２の回転を阻止するように作動する、図示されていない支持フレームに固定されたワンウェイクラッチ５３と、このワンウェイクラッチ５３とは反対側となる支軸５２の端部に固着（ピン固定）されたギア５４と、このギア５４と噛み合うギア５５付きのカップリング５６とで構成されている。また、このカップリング５６とリフトアーム１３５の間には、そのカップリング５６と結合するギア６１付きカップリング６０と、このカップリング６０のギア６１と噛み合う２段歯車６２と、この２段歯車の小径ギア６２ｂとかみ合う２段歯車６３と、この２段歯車６３の小径ギア６３ａと噛み合って弧状ギア６４とが給紙トレイ１００側に配設されている。そして、リフトアーム１３５は弧状ギア６４の基部に固着されている。
【００２３】
このような第２駆動伝達機構によれば、ステッピングモータ２１が逆回転方向（図２〜４中の矢印Ｆ方向。反時計周りの方向）に回転すると、図４などに示すように、その駆動力が駆動ギア２３と減速ギア２６を介してギア５０に伝えられた後、ワンウェイクラッチ内臓型のギア５１に矢印方向に回転する駆動力として伝えられため、そのギア５１内のワンウェイクラッチ５１Ａが結合してギア５１の回転がそのまま支軸５２に伝達される。続いて、支軸５２に伝えられた駆動力は、ギア５４を介してギア５５付きのカップリング５６まで伝達される。そして、カップリング５６まで伝えらた駆動力は、図３などに示すように、ギア６１付きカップリング６０及び２つの二段歯車６２、６３を経て弧状ギア６４に伝達される。この結果、リフトアーム１３５が矢印方向（モータの正回転方向Ｅと同じ方向）に回動するようになっている。なお、ギア５１にステッピングモータ２１の正回転方向Ｅの駆動力が伝えられた場合には、そのギア５１内のワンウェイクラッチ５１Ａがクラッチ結合しないため、その回転方向の駆動力が支軸５２ひいてはリフトアーム１３５に伝えられることはない。
【００２４】
そして、この駆動システム２０においては、ステッピングモータ２１として永久磁石型（ＰＭ型）のステッピングモータを使用している。このステッピングモータ２１は、そのステップ角が「θ°」であり、その回転起動に際して行われる位相ずれの修正により発生する回転角度Ｍは前述したように「θ／２」である。また、上記第１の駆動伝達機構２４におけるワンウェイクラッチ４２としてはその遅れ角度が「γ1」のものを、第２の駆動伝達機構２５におけるワンウェイクラッチ５３としてはその遅れ角度が「γ2」のものを使用している。
【００２５】
そしてまた、この２つのワンウェイクラッチ４２、５３については、その各遅れ角度γ1、γ2が「ｋ1γ1＞Ｍ、ｋ2γ2＞Ｍ」となる関係を満たすものを選定している。この関係式においてＭ＝θ／２であり、また、ｋ1、ｋ2は駆動伝達機構２４、２５における伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2に相当する各ワンウェイクラッチ４２、５１Ａ（ギア５１に内設されているワンウェイクラッチ）の遅れ角度γ1、γ2をステッピングモータ１の軸２１の回転角度に換算するための各係数であって、（クラッチの支軸４１、５２の回転数）／（モータ軸２１の回転数）で得られる数値（駆動伝達比）である。具体的には、γ1＝２．２°、γ2＝１．５°、θ＝７．５°、Ｍ＝３．７５°、ｋ1＝１．７８、ｋ2＝２．６７である。
【００２６】
次に、このような駆動システム２０を適用した給紙装置の動作について説明する。
【００２７】
最初に、図６ａに示すように、装置本体から引き出した給紙トレイ１００内に多数枚の用紙Ｐを積載収容してから、その給紙トレイ１００を装置本体内に押し込んで装着すると、送出ロール１２１の持ち上げ機構のソレノイドが作動して送出ロール１２１を降ろした後、上昇機構１３０が作動して用紙Ｐをその最上部が送出機構２０の送出ロール１２１に触れて所定の給紙動作位置（高さ）に達するまで持ち上げる（同図ｂ）。
【００２８】
すなわち、図３や図４に示すように、駆動システム２０におけるステッピングモータ２１が逆回転方向Ｆに回転し始め、その駆動力が前記したように第２の駆動伝達機構２５によって上昇機構１３０まで伝達され、これにより上昇機構１３０におけるリフトアーム１３５が上昇方向に回動してリフトプレート１３１が持ち上げられる。このリフトプレート１３１が上昇することにより、用紙Ｐが持ち上げられるとともに、その用紙の最上部が触れている送出ロール１２１も同時に持ち上げられる。そして、その持ち上げられる送出ロール１２１の支持フレーム１２３の被検知部が用紙高さ検知センサ１２４に検知されると、用紙Ｐが所定の高さまで持ち上げられたものと判断され、ステッピングモータ２１の回転が停止し、上昇機構１３０による用紙Ｐの持ち上げ動作が終了する。また、これと同時に、送出ロール１２１の持ち上げ機構のソレノイドが作動停止（オフ）して送出ロール１２１を持ち上げて待機位置に戻し、これにより送出ロール１２１は給紙開始時まで用紙Ｐから離れた状態におかれる。そして、上昇機構１３０によって上昇したリフトプレート１３１は、第２の駆動伝達機構２５内におけるワンウェイクラッチ５３のクラッチ機能によりリフトアーム１３５ひいては支軸５２の逆回転が防止されているため下降することがなく、所定の位置（高さ）に保持される仕組みになっている。
【００２９】
次いで、この給紙装置が使用される対象物（画像形成装置など）から給紙の要求指示が出されると、図７に示すように、送出機構１２０が主に作動して給紙トレイ１００から用紙Ｐを１枚ずつ送り出す給紙動作が行われる。
【００３０】
すなわち、まず送出ロール１２１の持ち上げ機構のソレノイドが作動して送出ロール１２１を用紙Ｐ上に降ろした後、駆動システム２０におけるステッピングモータ２１が正回転方向Ｅに回転し始める。このときのステッピングモータ２１による駆動力が前記したように第１駆動伝達機構２４によって送出機構１２０まで伝達され、これにより送出機構１２０における送出ロール１２１及び用紙捌きロール１２２が回転する。この送出ロール１２１及び用紙捌きロール１２２が回転することにより、用紙Ｐの最上部側の用紙が送出ロール１２１によって送り出された後、用紙捌きロール１２２によって重送状態の用紙が捌かれて１枚ずつ給紙トレイ１００から送り出される（図７ａ）。
【００３１】
このように送り出された用紙Ｐは、搬送ロール対１６０により給紙先に送り出され、そのときの用紙先端部が用紙搬送方向Ｓの下流側に配置されている用紙通過検知センサ１６５に検知されると、用紙が次の搬送ロール対１６０まで正常に搬送されたものと判断され、送出ロール１２１の持ち上げ機構のソレノイドが作動停止（オフ）して送出ロール１２１を持ち上げて待機位置に戻した後に、ステッピングモータ２１がその回転を停止する。この給紙に際しては、その送り出される用紙Ｐによって用紙捌きロール１２２が連れ回りするが、ワンウェイクラッチ４２があるため、その回転はステッピングモータ２１へは伝わらない。
【００３２】
そして、複数枚の連続した給紙要求がある場合には、上記したような送出機構１２０による給紙動作が同様に繰り返される。
【００３３】
この連続した給紙動作が行われると、リフトプレート１３１上にある用紙Ｐの高さが給紙枚数に応じて次第に低くなるため、その用紙Ｐの最上面に触れている送出ロール１２１の高さも低くなる。この送出ロール１２１がある一定の高さより低くなると、その支持フレーム１２３の被検出部が用紙高さ検知センサ１２４により検知される。この検知がなされると、送出機構１２０による実行中の給紙動作が終了した後であって次の給紙動作が開始される前に、上昇機構１３０による用紙Ｐの持ち上げ動作が前述したように行われる。すなわち、ステッピングモータ２１が逆回転方向Ｆに一定の時間だけ回転し、上昇機構１３０におけるリフトアーム１３５を上昇方向に回動させてリフトプレート１３１を一定の量だけ持ち上げる。これにより、リフトプレート１３１上の用紙Ｐは再び所定の高さに持ち上げられ、良好な給紙動作が可能な状態に保たれるようになっている。
【００３４】
一方、このような複数枚の連続した給紙動作が行われると、その用紙１枚分の給紙動作ごとに駆動システム２０におけるステッピングモータ２１が正回転方向Ｅに回転起動することになるが、このステッピングモータ２１による回転起動が行われるたびに、位相ずれの修正も行われるため、逆回転方向Ｆへの微小な回転が繰り返して行われる可能性が高くなる。
【００３５】
ところが、この給紙装置における駆動システムでは、第２の駆動伝達機構２５におけるワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度γ2をモータ軸２２の回転角度に換算した値ｋ2γ2が上記位相ずれ修正時に発生する回転角度Ｍよりも大きくなる関係、即ち「ｋ2γ2＞Ｍ」の関係になるように設定されている。
【００３６】
これにより、ステッピングモータ２１の回転起動時に発生する回転角度Ｍによる微小な逆回転は、第２の駆動伝達機構２５におけるギア５１に内設されたワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度γ2に基づく回転伝達遅れによって吸収されてキャンセルされる。この結果、その微小な逆回転は、ワンウェイクラッチ５１Ａによりギア５１の回転が伝達される関係になっている支軸５２には伝達されない。このため、そのステッピングモータ２１の微小な逆回転の駆動力が上昇機構１３０のリフトアーム１３５にまで伝達されないことになるため、リフトプレート１３１が不用意に上昇して用紙Ｐの高さが少しずつ上昇してずれてしまうことがない。
【００３７】
したがって、この給紙装置では、連続した給紙動作中に用紙Ｐが不用意に上昇して規定の高さを超えてしまうことに起因した給紙ミスや、駆動システム、給紙ロール等の破損が発生するおそれがなく、良好な給紙動作が安定して行われようになる。
【００３８】
ちなみに、この給紙装置の場合には、ワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度γ2を常に存在させることが可能になっている。すなわち、支軸５２がワンウェイクラッチ５３により保持されている構造であるため、用紙Ｐ等の重量によってリフトアーム１３５ひいては支軸５２に回転負荷が与えられた場合であっても、支軸５２にワンウェイクラッチ５１Ａを介して取り付けられているギア５１は自由な状態にある。このため、ギア５１又はそれよりも上流側に配されるギア５０等に対して、上昇機構１３０を上昇駆動させる本来の駆動方向（モータ２１における逆回転方向Ｆ）とは反対の方向に回転させる負荷を与えるようにすることで上記遅れ角度γ2が常に存在するようになるのである。したがって、第２の駆動伝達機構２５には常にワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角γ2が存在しているため、上記したようなワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度γ2に基づく回転伝達遅れによる、ステッピングモータ２１の起動時における微小な逆回転の第２駆動伝達機構２５への伝達防止効果が確実に得られるようになっている。
【００３９】
［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２に係る駆動システム（又は給紙装置）の要部を示すものである。この実施の形態に係る駆動システムは、第２の駆動伝達機構２５における第１２ギア５４とその支軸５２の構成を一部変更した以外は実施の形態１に係る駆動システム２０（又は給紙装置）と同じ構成からなるものである。
【００４０】
この実施の形態では、第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角Ｍとしてワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度に代えて、第２の駆動伝達機構２５における支軸５２とギア５４の取り付け部におけるガタα2を適用し、このガタα2が「ｋ2α2＞Ｍ」となる関係を満たすように設定している。この関係式において実施の形態１の場合と同様にＭ＝θ／２であり、また、ｋ2は第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角度Ｑ2に相当する支軸５２とギア５４の取り付け部におけるガタα2をステッピングモータ１の軸２１の回転角度に換算するための係数であって、（ギア５４の回転数）／（モータ軸２１の回転数）で得られる数値（駆動伝達比）である。具体的には、α2＝１．５°、ｋ2＝２．６７である。Ｍ及びθについては実施の形態１の場合と同じである。なお、支軸５２とギア５４は、通常は（例えば実施の形態１の場合には）ガタがない固定した状態で取り付けられている。
【００４１】
そして、この実施の形態では、上記「ｋ2α2＞Ｍ」の関係を実現するため、図８に示すようにギア５４の支軸５２の取り付け孔５４ａを「Ｄ形の孔」とするとともに、支軸５２のギア５４の取り付け部を「Ｄ面」としている。これにより、その支軸５２にギア５４を取り付けた場合に、図９ａに示すようにギア５４のＤ形孔５４ａと支軸５２のＤ面との間に間隙（ガタ）Ｊが発生し、しかも、支軸５２がいずれかの方向に回転したときに、その間隙Ｊの分だけ支軸５２が空回転した後、支軸５２の回転方向先端部となる一部がＤ形孔５４ａの一部に突き当たって初めて支軸５２の回転がギア５４に伝達されるようになる。すなわち、支軸５２がガタ分に相応した一定の角度だけ回転することによりギア５４を回転させることができるように構成されている。
【００４２】
このような駆動システムを採用した給紙装置では、複数枚の連続した給紙動作が行われてステッピングモータ２１が正回転方向Ｅに頻繁に回転起動することになる場合においても、第２の駆動伝達機構２５における支軸５２とギア５４の取り付け部におけるガタα2が「ｋ2α2＞Ｍ」となる関係を満たすように設定されているため、ステッピングモータ２１の回転起動時に発生する回転角度Ｍによる微小な逆回転は少なくとも第２の駆動伝達機構２５における上記ガタα2による回転伝達遅れによって吸収されてキャンセルされ、結果的に、そのギア５４以降の各ギア等には伝達されない。このため、そのステッピングモータ２１の微小な逆回転の駆動力が上昇機構１３０のリフトアーム１３５に伝達されないため、連続する給紙動作中にリフトプレート１３１が不用意に上昇して用紙Ｐの高さが少しずつ上昇してずれてしまうことがない。
【００４３】
［実施の形態３］
この実施の形態に係る駆動システム（又は給紙装置）は、第２の駆動伝達機構２５における第１２ギア５４と第１３ギア５５の構成を一部変更した以外は実施の形態１に係る駆動システム２０（又は給紙装置）と同じ構成からなるものである。
【００４４】
すなわち、この実施の形態３では、第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角Ｍとしてワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度に代えて、第２の駆動伝達機構２５におけるギア５４とギア５５のバックラッシュβ2を適用し、このバックラッシュβ2が「ｋ2β2＞Ｍ」となる関係を満たすように設定している。この関係式において実施の形態１の場合と同様にＭ＝θ／２であり、また、ｋは第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角度Ｑ2に相当するギア５４とギア５５のバックラッシュβ2をステッピングモータ１の軸２１の回転角度に換算するための係数であって、（ギア５５の回転数）／（モータ軸２１の回転数）で得られる数値（駆動伝達比）である。具体的には、β2＝１．５°、ｋ2＝２．６７である。Ｍ及びθについては実施の形態１の場合と同じである。また、この実施の形態では、上記「ｋ2β2＞Ｍ」の関係を実現するため、ギア５４のギア歯とギア５５のギア歯の噛み合い時における間隙が発生するようにその各歯を適宜加工形成し、ギア５４が一定の角度回転するとギア５５が回転するように構成することで対処している。
【００４５】
このような駆動システムを採用した給紙装置では、複数枚の連続した給紙動作が行われてステッピングモータ２１が正回転方向Ｅに頻繁に回転起動することになる場合においても、第２の駆動伝達機構２５におけるギア５４とギア５５のバックラッシュβ2が「ｋ2β2＞Ｍ」となる関係を満たすように設定されているため、ステッピングモータ２１の回転起動時に発生する回転角度Ｍによる微小な逆回転は少なくとも第２の駆動伝達機構２５における上記バックラッシュβ2による回転伝達遅れによって吸収されてキャンセルされ、結果的に、そのギア５５以降の各ギア等には伝達されない。このため、そのステッピングモータ２１の微小な逆回転の駆動力が上昇機構１３０のリフトアーム１３５に伝達されないため、連続する給紙動作中にリフトプレート１３１が不用意に上昇して用紙Ｐの高さが少しずつ上昇してずれてしまうことがない。
【００４６】
［実施の形態４］
この実施の形態に係る駆動システム（又は給紙装置）は、第２の駆動伝達機構２５におけるカップリング５６、６０の構成を一部変更した以外は実施の形態１に係る駆動システム２０（又は給紙装置）と同じ構成からなるものである。
【００４７】
すなわち、この実施の形態４では、第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角Ｍとしてワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度に代えて、第２の駆動伝達機構２５におけるカップリング５６、６０の連結部におけるガタδ2を適用し、このガタδ2が「ｋ2δ2＞Ｍ」となる関係を満たすように設定している。この関係式において実施の形態１の場合と同様にＭ＝θ／２であり、また、ｋ2は第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角度Ｑ2に相当するカップリング５６、６０の連結部におけるガタδをステッピングモータ１の軸２１の回転角度に換算するための係数であって、（カップリング６０の回転数）／（モータ軸２１の回転数）で得られる数値（駆動伝達比）である。具体的には、δ2＝０．６°、ｋ2＝６．３６である。Ｍ及びθについては実施の形態１の場合と同じである。また、この実施の形態では、上記「ｋ2δ2＞Ｍ」の関係を実現するため、カップリング５６、６０の連結部の噛み合い時における間隙が発生するようにその連結部を適宜加工形成し、カップリング５６が一定の角度回転するとカップリング６０に回転が伝達されるように構成することで対処している。
【００４８】
このような駆動システムを採用した給紙装置では、複数枚の連続した給紙動作が行われてステッピングモータ２１が正回転方向Ｅに頻繁に回転起動することになる場合においても、第２の駆動伝達機構２５におけるカップリング５６、６０の連結部におけるガタδ2が「ｋ2δ2＞Ｍ」となる関係を満たすように設定されているため、ステッピングモータ２１の回転起動時に発生する回転角度Ｍによる微小な逆回転は少なくとも第２の駆動伝達機構２５における上記ガタδ2による回転伝達遅れによって吸収されてキャンセルされ、結果的に、そのカップリング６０以降にある各ギアには伝達されない。このため、そのステッピングモータ２１の微小な逆回転の駆動力が上昇機構１３０のリフトアーム１３５に伝達されないため、連続する給紙動作中にリフトプレート１３１が不用意に上昇して用紙Ｐの高さが少しずつ上昇してずれてしまうことがない。
【００４９】
［他の実施の形態］
実施の形態１〜４では、制御部４として第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角Ｍとして「ワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度γ2」、「支軸５２とギア５４の取り付け部におけるガタα2」、「ギア５４とギア５５のバックラッシュβ2」、又は「カップリング５６、６０の連結部におけるガタδ2」のいずれか１つを単独で適用して回転角度Ｍとの間で特定の関係となるように構成した場合について例示したが、その伝達遅れ角Ｍとして上記遅れ角度γ2、ガタα2、バックラッシュβ2、ガタδ2の群からなる複数のものを適宜組み合わせて回転角度Ｍとの間で特定の関係となるように構成しても勿論よい。
【００５０】
また、実施の形態１〜４では、駆動システム２０を送出機構１２０と上昇機構１３０とを駆動させる駆動システムとして用いた給紙装置について例示したが、その駆動システム２０は、例えば、給紙トレイ１００が２段ある給紙装置であれば、その各給紙トレイ１００における各上昇機構１３０を駆動させる駆動システムとして用いるように構成しても構わない。
【００５１】
さらに、実施の形態２〜４におけるような各ガタα、バックラッシュβ、がたδなどを常に存在させるためには、例えば、用紙Ｐのリフトプレート１３１の高さを保持するための機構であるワンェイクラッチ５３を、給紙トレイ１００内のギア６１よりも下流側に配置すればよい。例えば、ギア６２をその支軸にギア５４と同様に固定し、その支軸に回転方向を規制するワンウェイクラッチを取り付けることにより、用紙Ｐ等の重量によってリフトアーム１３５ひいてはギア６２の上記支軸に回転負荷が与えられた場合であっても、カップリング５６より下流側にあるギアは固定されているものの、カップリング５６とそれより上流側にあるギアは自由な状態にある。このため、カップリング５６より上流側にあるギアに対して、上昇機構１３０を上昇駆動させる本来の駆動方向（モータ２１における逆回転方向Ｆ）とは反対の方向に回転させる負荷を与えるようにすることで、上記各ガタやバックラッシュを常に存在させることが可能になる。ただし、この構成を採用する場合には、トレイ１００を引き出す際に、ギア６２の支軸の回転方向を規制する上記ワンウェイクラッチとそれを固定するフレームとの間の固定が外れるように構成し、トレイ１００を引き出したときにリフトプレート１３１が連動して下降するような機構を設ける必要がある。
【００５２】
この他、実施の形態１等においてワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度を常に存在させる手段として以下のものを採用することも可能である。すなわち、図１０に例示するように、まずギア５１と噛み合う新たなギア５００を追加する。このギア５００は、フレーム５０１に対しベアリング５０２等を介して回転可能に支持された支軸５０３に、固定ピン５０４とそのピン５０４が当接して止まる係止部（切り欠き凹部）５０５等により所定の角度ｑの「がた」をもたせた状態で取り付ける。また、ギア５００とその支軸５０３とを図示するようにトーションスプリング５０６で連結し、そのスプリング５０６による初期トルクを与えて上記がたをなくした状態に保つ。トーションスプリング５０６は、ギア５００が上昇機構を上昇駆動させる本来の方向（モータ２１における逆回転方向Ｆ）に回転した際に巻き込まれるようにしておく。また、上記支軸５０３は、トルクリミッタ５０７によってある一定のトルクを加えないと回転しないように構成する。このときのトルクリミッタ５０７のトルクは、トーションスプリング５０６の初期トルクと角度ｑだけ回転して巻き込んだときのトルクとの中間の値になるように設定する。
【００５３】
このように構成することにより、給紙動作時には、ギア５００がギア５１からの回転が伝達されることにより給紙動作のための回転駆動方向（モータ２１の正回転方向Ｅ）に回転し、また、このときギア５００と支軸５０３の間の上記がたもないため、支軸５０３もギア５００と同じ方向に回転する。これにより、トーションスプリング５０６もギア５００及び支軸５０３とともに回転するので、巻き込まれることがなく、そのトルクも変化しないことになる。
【００５４】
一方、リフトプレート１３１を上昇させる時には、ギア５００が上昇機構を上昇駆動させるための方向（モータ２１における逆回転方向Ｆ）に回転する一方で支軸５０３がトルクリミッタ５０７により回転が停止させられることになるが、この際、ギア５００と支軸５０３の間に上記がたが発生するようになるため、そのギア５００の回転によってトーションスプリング５０６が巻き込まれる。この結果、そのトーションスプリング５０６のトルクがトルクリミッタ５０７のトルクを超えた時点で、支軸５０３もギア５００と共に回転する。そして、その回転が止まると、トーションスプリング５０６が元に戻ろうとする力で、ギア５００が反対方向（モータ２１の正回転方向Ｅ）に回転する。これにより、ギア５１をワンウェイクラッチ５１Ａによるロック方向とは反対の方向に回転させることになるため、ワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度が常に存在するようになる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の駆動システムによれば、１つのステッピングモータを正回転及び逆回転させることにより２つの駆動対象機構を切り換えて個々に駆動させる場合、そのステッピングモータの起動が繰り返されることがあっても、駆動時期ではない側の駆動対象機構にもわずかな駆動力が徐々に伝えられることがなくなり、この結果、当該駆動対象機構の動作に悪影響を及ぼすことを確実に防止することができる。
【００５６】
また、この駆動システムを用いた本発明の給紙装置によれば、駆動システムにおけるステッピングモータの起動が繰り返されることがあっても、駆動時期ではない側の上昇機構などが不用意に上昇して給紙ミスや、駆動システム、給紙ロール等の破損が発生するおそれがなくなり、この結果、良好で安定した給紙動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の駆動システムの構成を示す概念図。
【図２】 実施の形態１に係る駆動システム及び給紙装置を示す概要図。
【図３】 図２の駆動システムを示す要部斜視図。
【図４】 第２駆動伝達機構の構成及びその動作状態を示す要部斜視図。
【図５】 第１駆動伝達機構の構成及びその動作状態を示す要部斜視図。
【図６】 給紙トレイの用紙収容状態及び上昇機構の動作状態を示す概略説明図。
【図７】 給紙トレイの送出機構による給紙動作の状態を示す概略説明図。
【図８】 実施の形態２に係る駆動システムにおける支軸とギアの構成を示す概要図。
【図９】 図８の支軸とギアの取り付け状態の変化例を説明図。
【図１０】 ワンウェイクラッチの遅れ角を常駐させる構成例を示す概要図。
【図１１】 ステッピングモータのロータ及びステーターの一例を示す概要図。
【図１２】 図１０のステッピングモータにおけるロータとステーターの位相状態と位相ずれ修正時の回転状態を模式的に示す説明図。
【図１３】 従来の２段カセットタイプの給紙装置を示す概要図。
【図１４】 図１２の給紙装置における駆動システムを示す概要図。
【符号の説明】
１，２１…ステッピングモータ、１ａ，２１…モータ軸、２…第１の駆動対象機構、３…第２の駆動対象機構、４，２４…第１の駆動伝達機構、５，２５…第２の駆動伝達機構、２０…駆動システム、４２，５１Ａ…ワンウェイクラッチ、５２…支軸、５４，５５…ギア、５６，６０…カップリング部材、１２０…送出機構、１３０…上昇機構、１００…給紙トレイ（用紙収容部）、Ｐ…用紙。
【発明の属する技術分野】
本発明は、１つのステッピングモータを正回転及び逆回転させることにより２つの駆動対象機構を切り換えて個々に駆動させる駆動システムとその駆動システムを用いた給紙装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、複数の駆動対象機構を１つのモータにより駆動させるようにして装置の簡易化、コストの低減化等を図る場合がある。例えば、図１３に示すように、その画像形成に使用する用紙Ｐを用紙収容トレイ（又はカセット）に積載収容して画像形成時に供給する給紙装置において、上下２段に配置された２つの用紙収容カセット１００Ａ，１００Ｂ内に積載収容される用紙Ｐを給紙（送出）ロール１２５に接する高さまで上昇させる台板１０１Ａ，１０１Ｂの各動作を１つのモータにより駆動させる駆動システムが提案されている（特開平６−１４６９号公報）。図中の１２６は用紙送りロール対である。
【０００３】
すなわち、かかる提案の駆動システムは、図１４に示すように、１つのモータ２００を使用し、そのモータ２００の正回転時の駆動力を第１の駆動伝達機構１４０により上段の用紙収容カセット１００Ａにおける台板１０１Ａを回動運動にて上昇させる駆動対象機構としてのアーム１０５Ａに伝達させる一方で、そのモータ２００の逆回転時の駆動力を第２の駆動伝達機構１５０により下段の用紙収容カセット１００Ｂにおける台板１０１Ｂを回動運動にて上昇させる駆動対象機構としてのアーム１０５Ｂに伝達させるように構成されている。また、第１の駆動伝達機構１４０は、モータ２００の回転がプーリ２０１、ベルト１４１及びプーリ１４２を介してワンウェイクラッチ１４３に伝えられ、モータ２００の回転が正回転であればワンウェイクラッチ１４３が作動し、その正回転時の駆動力がカップリング１４４、１４５を介して前記アーム１０５Ａに伝えられる仕組みになっている。一方、第２の駆動伝達機構１５０は、モータ２００の回転がギア２０２、プーリ付ギア１５１、ベルト１５２及びプーリ１５３を介してワンウェイクラッチ１５４に伝えられ、モータ２００の回転が逆回転であればワンウェイクラッチ１５４が作動し、その逆回転時の駆動力がカップリング１５５、１５６を介して前記アーム１０５Ｂに伝えられる仕組みになっている。図中の符号１４７、１５７は、駆動対象機構であるアーム１０５Ａ，１０５Ｂにそれぞれ伝達された駆動力の各回転方向とは逆の方向に回転してしまうことを防止するための逆回転防止機構である。
【０００４】
そして、この駆動システムによれば、モータ２００が正回転した場合には、その駆動力が第１の駆動伝達機構１４０を介してアーム１０５Ａに伝達されて上段の用紙収容カセット１００Ａの台板１０１Ａが上昇し、また、モータ２００が逆回転した場合には、その駆動力が第２の駆動伝達機構１５０を介してアーム１０５Ｂに伝達されて下段の用紙収容カセット１００Ｂの台板１０１Ｂが上昇するようになっている。しかも、その上昇した各台板１０１Ａ，１０１Ｂはいずれも、前記逆回転防止機構１４７、１５７の機能により、その上昇した位置（高さ）がそのまま保持されるようにもなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような駆動システムにあっては、その１つのモータとしてステッピングモータを使用した場合、次のような問題がある。すなわち、ステッピングモータの（正回転又は逆回転の）起動が多数回繰り返された場合に、一方の用紙収容カセット１００の台板１０１が不用意に上昇して規定の高さを超えてしまい、この結果、給紙ミスや、駆動システム、給紙ロール等の破損が発生するおそれがある。
【０００６】
これは、ステッピングモータの起動時における以下のような特性に起因するものと考えられる。つまり、ステッピングモータは、一般に、図１１及び図１２に示すようにその停止時における位相（ロータ１５（２５）とステーター１６（２６）の各歯１５ａ（２５ａ）、１６ａ（２６ａ）の対向状態）が正しい位置にあるとは限らないため、その起動前に前励磁を行って上記位相のずれを修正してから起動するようになっているが、この位相ずれの修正の際に、ロータ（即ちモータ軸１ａ（２１））が正回転方向又は逆回転方向のどちらの方向に回転するかがわからないのである。このため、例えば、図１２ａに示すように、ステッピングモータの正回転（矢印方向の回転）時の駆動力を使用する場合に、同図ｂに示すようにロータ１５（２５）が上記位相ずれ修正に際して正回転方向に回転すれば問題がないものの、同図ｃに示すようにロータ１５（２５）が逆回転方向に回転してしまうことがある。そして、例えば、上下段の用紙給紙カセットにおける台板１０１Ａ，１０１Ｂが規定の高さまで上昇された状態で上段の用紙給紙カセット１００Ａからの給紙が繰り返し行われると、そのカセットの台板１０１ａを上昇させるためにステッピングモータが正回転方向に起動することになるが、この起動のたびに、そのモータ軸が位相ずれ修正により逆回転方向に僅かに回転し、その逆回転時の駆動力が第２の駆動伝達機構１４０を介してアーム１０５Ｂに伝えられて下段の用紙収容カセット１００Ｂの台板１０１Ｂを徐々に上昇させ、かかる動作が蓄積されることにより遂には規定の高さをも超えることになるものと推測される。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、１つのステッピングモータを正回転及び逆回転させることにより２つの駆動対象機構を切り換えて個々に駆動させる場合、そのステッピングモータの起動が繰り返されることがあっても、駆動時期ではない側の駆動対象機構にもわずかな駆動力が徐々に伝えられて不具合が発生してしまうことを防止することができる駆動システムや給紙装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の駆動システムは、図１に例示するように、１つのステッピングモータ１と、このステッピングモータ１の駆動力により駆動する第１及び第２の駆動対象機構２、３と、この第１の駆動対象機構２に前記ステッピングモータ１の正回転時の駆動力を伝達させるように作動する第１の駆動伝達機構４と、前記第２の駆動対象機構３に前記ステッピングモータ１の逆回転時の駆動力を伝達させるように作動する第２の駆動伝達機構５とを備えた駆動システムにおいて、前記第１及び第２の駆動伝達機構４、５の入力に対する伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2を前記ステッピングモータ１の軸１ａの回転角度に換算した値ｋ1Ｑ1、ｋ2Ｑ2（ｋ1，ｋ2は各駆動伝達機構４、５ごとの換算用の係数である）が、そのステッピングモータ１の回転起動に際して行われる位相ずれの修正時に発生する回転角度Ｍよりも大きくなるように設定されていることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、上記各駆動伝達機構は、ステッピングモータの正回転時又は逆回転時のいずれか一方の駆動力のみを伝達させる機能部を有し、その機能部としては例えばワンウェイクラッチなどで構成したものが適用できるが、必ずしもこれに限定されない。また、上記伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2は、駆動伝達機構が入力されるステッピングモータの回転駆動力を実際に出力するときの回転がその入力時の回転に対してどの程度遅れて伝達されるかの性能を回転角度として現すものである。さらに、上記ステッピングモータにおける回転起動時の位相ずれ修正により発生する回転角度Ｍは、そのモータ固有のものでもあるが、例えば、以下のようにステッピングモータの形式によって異なった値となる。すなわち、可変リランクタンス（Variable Reluctance）型（以下「ＶＭ型」と称す）のステッピングモータにおける上記回転角度Ｍは「ステップ角θ×１」、永久磁石（Permanent Magnet）型（以下「ＰＭ型」と称す）のステッピングモータにおける上記回転角度Ｍは「ステップ角θ×１／２」、ＶＭ型とＰＭ型を複合させた複合（Hybrid）型（以下「ＨＢ型」と称す）のステッピングモータにおける上記回転角度Ｍは「ステップ角θ×２」となる。また、上記換算した値値ｋ1Ｑ1、ｋ2Ｑ2における換算用係数ｋ1，ｋ2は、伝達遅れの要因となる各駆動伝達機構４、５の構成部品における実際に伝達される回転数をモータ軸の回転数で割った各伝達機構の伝達比（減速比又は増速比）とすればよい。したがって、このシステムにおいては「ｋ1Ｑ1＞Ｍ、ｋ2Ｑ2＞Ｍ」との関係になるように設定される。
【００１０】
この駆動システムにおいては、前記第１及び第２の駆動伝達機構４、５の少なくとも一方が、一定方向の回転のみを伝達するワンウェイクラッチ６ａ，６ｂ、支軸７ａ，７ｂに取り付けられるギア８ａ，８ｂ、互いに噛み合う複数のギア８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂ、又は前記駆動対象機構２，３と連結を行う一対のカップリング部材１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの少なくとも１つを有する場合、前記伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2は、そのワンウェイクラッチ６ａ，６ｂの遅れ角γ1，γ2、その支軸７ａ，７ｂとギア８ａ，８ｂの取り付け部におけるガタα1，α2、その噛み合うギア８ａ，９ａ（８ｂ，９ｂ）どうしのバックラッシュβ1（β2）、又はそのカップリング部材１０ａ，１１ａ（１０ｂ，１１ｂ）の連結部におけるガタδ1（δ2）の少なくとも１つとすればよい。
【００１１】
例えば、伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2として、上記遅れ角γ1，γ2、ガタα1，α2、バックラッシュβ1，β2、ガタδ1，δ2のいずれか１つを適用する場合、その各伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2の換算値ｋＱと回転角度Ｍの関係については「ｋ1γ1＞Ｍ及び／又はｋγ2＞Ｍ」、「ｋ1α1＞Ｍ及び／又はｋ2α2＞Ｍ」、「ｋ1β1＞Ｍ及び／又はｋ2β2＞Ｍ」、又は「ｋ1δ1＞Ｍ及び／又はｋ2δ2＞Ｍ」と設定すればよい。
【００１２】
なお、上記バックラッシュβ1，β2は、ギア８ａ，８ｂを固定したときのギア９ａ，９ｂのガタによる回転角度である。また、この駆動システムにおいては、ステッピングモータからの回転駆動の入力に対して上記したような回転角度Ｍとの関係を満たすための遅れ角α、各ガタβ，δ、バックラッシュβが回転起動時に常に存在していなければならず、このため、各駆動伝達機構における各ギアなどに本来伝達すべき各回転方向とは逆方向の回転力（負荷）を与えるようにしておく必要がある。具体的には、例えば、各駆動対象機構において存在する駆動回転方向とは逆方向に回転させようとする負荷が各駆動伝達機構に逆伝達されるように構成しておけばよい。
【００１３】
このような駆動システムによれば、ステッピングモータ１の正転時には第１の駆動伝達機構４が作動して第１の駆動対象機構２が駆動し、その逆回転時には第２の駆動伝達機構５が作動して第２の駆動対象機構３が駆動する。そして、ステッピングモータ１の回転起動が繰り返された場合であっても、その各起動に際して行われる位相ずれの修正時に発生する逆回転（回転角度Ｍの回転）は各駆動伝達機構４、５における伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2に基づく回転伝達遅れによりキャンセル（吸収）されるため、その逆回転による駆動力が駆動時期ではない側の駆動対象機構２（３）に伝達されることがない。これにより、ステッピングモータの起動が繰り返されることがあっても、駆動時期ではない側の駆動対象機構が不用意に作動して不具合が発生するようなことはない。このような駆動システムは、各種用途に使用することが可能である。
【００１４】
また、本発明の給紙装置は、以上のような駆動システムを、用紙収容部に積載収容されている用紙を上昇させる上昇機構とその用紙収容部から用紙を送り出す送出機構とを駆動させる駆動システムとして、又は、複数の用紙収容部にそれぞれ積載収容されている用紙を個々に上昇させる各上昇機構を駆動させる駆動システムとして用いることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
［実施の形態１］
図２は、本発明の実施の形態１に係る駆動システムとそのシステムを用いた給紙装置を示す概要図であり、同図ａは上面側からみたときの概要図、同図ｂは同図ａのＢ−Ｂ線に沿う面（装置の正面側）からみたときの概要図である。
【００１７】
図中において、符号１００は用紙Ｐを積載して収容する箱型の給紙トレイ（カセット）、１２０は用紙Ｐを１枚ずつ送り出すピックアップロール１２１及び送出ロール対１２２からなる送出機構、１３０は用紙Ｐを上昇させる（持ち上げる）ための上昇機構である。このうち給紙トレイ１００は、図示しない給紙装置本体フレームに対して矢印Ｃ，Ｄに示す方向にスライド自在に取り付けられ、用紙Ｐの補給作業などを行う場合に本体フレームから矢印Ｄ方向にむけて引き出した状態にして作業を行えるようになっている。また、送出機構１２０は、積載収容された用紙Ｐの最上部にある用紙Ｐを送り出す送出ロール１２１と、この送出ロール１２１にて重送された用紙を捌いて搬送する用紙捌きロール対１２２とで主に構成されている。さらに、上昇機構１３０は、給紙トレイ１００の側面に支点１３１ａを中心にして回動するように取り付けられ、収容されている用紙Ｐの送出方向Ｓの前半部を支持するリフトプレート１３１と、このリフトプレート１３０を上昇動させる一部クランク上に曲げ加工されたリフトアーム（タング）１３２とで構成されている。
【００１８】
この他、図２中の１４０はガイド溝１４１に沿って前後にスライド自在に取り付けられ、用紙Ｐの搬送方向Ｓの後端部をその用紙サイズに合わせて規制して揃える後端規制板、１５０はガイド溝１５１に沿って前後にスライド自在に取り付けられ、用紙Ｐの搬送方向Ｓと平行する側端部をその用紙サイズに合わせて規制して揃える側端規制板である。また、送出機構１２０において、送出ロール１２１が用紙捌きロール対１２２の支軸に対して揺動自在に取り付けられた支持フレーム１２３に設けられている。そして、この送出ロール１２１は、給紙トレイ１００の引き出し時や用紙の非送出時においては、図示されていないソレノイドで作動する持ち上げ機構によって支持フレーム１２３を介して用紙に触れない退避位置まで持ち上げられるようになっており、また、給紙動作時にはその退避位置から下方に降ろされ、しかも送出ロール１２１の下方の用紙Ｐが無くなった場合又は少なくなる場合には更に下方側の下降する（但し、所定の下限位置で止まってそれ以上は降りない）ようになっている。また、送出ロール１２１が後述するように上昇する用紙Ｐにより規定の高さになると、前記支持フレーム１２３の後端部に形成された被検出部が用紙高さ検知センサ１２４によって検知されるようになっている。さらに、給紙トレイ１００から送出された用紙Ｐが装置外の搬送ロール対１６０を通過して無事に送り出されると、その用紙後端部の通過が用紙通過検知センサ１６５により検知されるようになっている。
【００１９】
また、図２中において、２０は送出機構１２０と上昇機構１３０を駆動するための駆動システム、２１はステッピングモータ、２４はステッピングモータ２１の正回転時の駆動力を送出機構１２０の各ロール１２１、１２２に伝達させるように作動する第１の駆動伝達機構、２５はステッピングモータ２１の逆回転時の駆動力を上昇機構１３０のリフトアーム１３５に伝達させるように作動する第２の駆動伝達機構である。
【００２０】
第１の駆動伝達機構２４は、図２〜図４に示すように、ステッピングモータ２１のモータ軸２２に取り付けられた駆動ギア２３と噛み合う減速ギア２６に対してさらに噛み合うギア４０と、このギア４０の回転を伝えるシャフト４１と、このシャフト４１にギア４０の矢印方向（モータの正回転方向Ｅと同じ方向）の回転のみをクラッチ結合により伝達させかつその逆方向の回転を空回りさせて伝達させないように作動するワンウェイクラッチ４２と、シャフト４１の他端部に固着されたギア４３と、このギア４３と噛み合ってその回転を送出ロール１２１の支軸１２１ａに伝えるギア４４及びギア４５と、ギア４３と噛み合ってその回転を用紙捌ロール対１２２の支軸１２２ａに伝えるギア４６及びギア４７とで構成されている。
【００２１】
このような第１駆動伝達機構２４によれば、ステッピングモータ２１が正回転方向（図２〜４中の矢印Ｅ方向。時計周りの方向）に回転すると、図５などに示すように、その駆動力が駆動ギア２３と減速ギア２６を介してギア４０に矢印方向に回転する駆動力として伝えられため、ワンウェイクラッチ４１がクラッチ結合してシャフト４１まで伝達される。そして、シャフト４１に伝えらた駆動力は、図３などに示すように、残りの各ギア４３〜４７を介して送出ロール１２１及び用紙捌ロール対１２２の各支軸１２１ａ，１２２ａに伝達される。この結果、その送出ロール１２１及び用紙捌ロール対１２２が同じ矢印方向（モータの正回転方向Ｅと同じ方向）に回転するようになっている。なお、ギア４０にステッピングモータ２１の逆回転方向Ｆの駆動力が伝えられた場合には、ワンウェイクラッチ４１がクラッチ結合しないため、その回転方向の駆動力がシャフト４１ひいては送出ロール１２１及び用紙捌ロール対１２２に伝えられることはない。
【００２２】
一方、第２の駆動伝達機構２５は、前記減速ギア２６と噛み合うギア５０と、このギア５０に噛み合うワンウェイクラッチ内臓ギア５１と、このギア５１内のワンウェイクラッチ（５１Ａ）が結合する方向（モータの正回転方向Ｅと同じ方向）への回転のみが伝えられる支軸５２と、この支軸５２がギア５１により回転させられるときの方向（モータの正回転方向Ｅと同じ方向）へはクラッチが結合せずに支軸５２の回転を開放し、かつその反対方向に支軸５２が回転しようとするにはクラッチが結合して支軸５２の回転を阻止するように作動する、図示されていない支持フレームに固定されたワンウェイクラッチ５３と、このワンウェイクラッチ５３とは反対側となる支軸５２の端部に固着（ピン固定）されたギア５４と、このギア５４と噛み合うギア５５付きのカップリング５６とで構成されている。また、このカップリング５６とリフトアーム１３５の間には、そのカップリング５６と結合するギア６１付きカップリング６０と、このカップリング６０のギア６１と噛み合う２段歯車６２と、この２段歯車の小径ギア６２ｂとかみ合う２段歯車６３と、この２段歯車６３の小径ギア６３ａと噛み合って弧状ギア６４とが給紙トレイ１００側に配設されている。そして、リフトアーム１３５は弧状ギア６４の基部に固着されている。
【００２３】
このような第２駆動伝達機構によれば、ステッピングモータ２１が逆回転方向（図２〜４中の矢印Ｆ方向。反時計周りの方向）に回転すると、図４などに示すように、その駆動力が駆動ギア２３と減速ギア２６を介してギア５０に伝えられた後、ワンウェイクラッチ内臓型のギア５１に矢印方向に回転する駆動力として伝えられため、そのギア５１内のワンウェイクラッチ５１Ａが結合してギア５１の回転がそのまま支軸５２に伝達される。続いて、支軸５２に伝えられた駆動力は、ギア５４を介してギア５５付きのカップリング５６まで伝達される。そして、カップリング５６まで伝えらた駆動力は、図３などに示すように、ギア６１付きカップリング６０及び２つの二段歯車６２、６３を経て弧状ギア６４に伝達される。この結果、リフトアーム１３５が矢印方向（モータの正回転方向Ｅと同じ方向）に回動するようになっている。なお、ギア５１にステッピングモータ２１の正回転方向Ｅの駆動力が伝えられた場合には、そのギア５１内のワンウェイクラッチ５１Ａがクラッチ結合しないため、その回転方向の駆動力が支軸５２ひいてはリフトアーム１３５に伝えられることはない。
【００２４】
そして、この駆動システム２０においては、ステッピングモータ２１として永久磁石型（ＰＭ型）のステッピングモータを使用している。このステッピングモータ２１は、そのステップ角が「θ°」であり、その回転起動に際して行われる位相ずれの修正により発生する回転角度Ｍは前述したように「θ／２」である。また、上記第１の駆動伝達機構２４におけるワンウェイクラッチ４２としてはその遅れ角度が「γ1」のものを、第２の駆動伝達機構２５におけるワンウェイクラッチ５３としてはその遅れ角度が「γ2」のものを使用している。
【００２５】
そしてまた、この２つのワンウェイクラッチ４２、５３については、その各遅れ角度γ1、γ2が「ｋ1γ1＞Ｍ、ｋ2γ2＞Ｍ」となる関係を満たすものを選定している。この関係式においてＭ＝θ／２であり、また、ｋ1、ｋ2は駆動伝達機構２４、２５における伝達遅れ角度Ｑ1、Ｑ2に相当する各ワンウェイクラッチ４２、５１Ａ（ギア５１に内設されているワンウェイクラッチ）の遅れ角度γ1、γ2をステッピングモータ１の軸２１の回転角度に換算するための各係数であって、（クラッチの支軸４１、５２の回転数）／（モータ軸２１の回転数）で得られる数値（駆動伝達比）である。具体的には、γ1＝２．２°、γ2＝１．５°、θ＝７．５°、Ｍ＝３．７５°、ｋ1＝１．７８、ｋ2＝２．６７である。
【００２６】
次に、このような駆動システム２０を適用した給紙装置の動作について説明する。
【００２７】
最初に、図６ａに示すように、装置本体から引き出した給紙トレイ１００内に多数枚の用紙Ｐを積載収容してから、その給紙トレイ１００を装置本体内に押し込んで装着すると、送出ロール１２１の持ち上げ機構のソレノイドが作動して送出ロール１２１を降ろした後、上昇機構１３０が作動して用紙Ｐをその最上部が送出機構２０の送出ロール１２１に触れて所定の給紙動作位置（高さ）に達するまで持ち上げる（同図ｂ）。
【００２８】
すなわち、図３や図４に示すように、駆動システム２０におけるステッピングモータ２１が逆回転方向Ｆに回転し始め、その駆動力が前記したように第２の駆動伝達機構２５によって上昇機構１３０まで伝達され、これにより上昇機構１３０におけるリフトアーム１３５が上昇方向に回動してリフトプレート１３１が持ち上げられる。このリフトプレート１３１が上昇することにより、用紙Ｐが持ち上げられるとともに、その用紙の最上部が触れている送出ロール１２１も同時に持ち上げられる。そして、その持ち上げられる送出ロール１２１の支持フレーム１２３の被検知部が用紙高さ検知センサ１２４に検知されると、用紙Ｐが所定の高さまで持ち上げられたものと判断され、ステッピングモータ２１の回転が停止し、上昇機構１３０による用紙Ｐの持ち上げ動作が終了する。また、これと同時に、送出ロール１２１の持ち上げ機構のソレノイドが作動停止（オフ）して送出ロール１２１を持ち上げて待機位置に戻し、これにより送出ロール１２１は給紙開始時まで用紙Ｐから離れた状態におかれる。そして、上昇機構１３０によって上昇したリフトプレート１３１は、第２の駆動伝達機構２５内におけるワンウェイクラッチ５３のクラッチ機能によりリフトアーム１３５ひいては支軸５２の逆回転が防止されているため下降することがなく、所定の位置（高さ）に保持される仕組みになっている。
【００２９】
次いで、この給紙装置が使用される対象物（画像形成装置など）から給紙の要求指示が出されると、図７に示すように、送出機構１２０が主に作動して給紙トレイ１００から用紙Ｐを１枚ずつ送り出す給紙動作が行われる。
【００３０】
すなわち、まず送出ロール１２１の持ち上げ機構のソレノイドが作動して送出ロール１２１を用紙Ｐ上に降ろした後、駆動システム２０におけるステッピングモータ２１が正回転方向Ｅに回転し始める。このときのステッピングモータ２１による駆動力が前記したように第１駆動伝達機構２４によって送出機構１２０まで伝達され、これにより送出機構１２０における送出ロール１２１及び用紙捌きロール１２２が回転する。この送出ロール１２１及び用紙捌きロール１２２が回転することにより、用紙Ｐの最上部側の用紙が送出ロール１２１によって送り出された後、用紙捌きロール１２２によって重送状態の用紙が捌かれて１枚ずつ給紙トレイ１００から送り出される（図７ａ）。
【００３１】
このように送り出された用紙Ｐは、搬送ロール対１６０により給紙先に送り出され、そのときの用紙先端部が用紙搬送方向Ｓの下流側に配置されている用紙通過検知センサ１６５に検知されると、用紙が次の搬送ロール対１６０まで正常に搬送されたものと判断され、送出ロール１２１の持ち上げ機構のソレノイドが作動停止（オフ）して送出ロール１２１を持ち上げて待機位置に戻した後に、ステッピングモータ２１がその回転を停止する。この給紙に際しては、その送り出される用紙Ｐによって用紙捌きロール１２２が連れ回りするが、ワンウェイクラッチ４２があるため、その回転はステッピングモータ２１へは伝わらない。
【００３２】
そして、複数枚の連続した給紙要求がある場合には、上記したような送出機構１２０による給紙動作が同様に繰り返される。
【００３３】
この連続した給紙動作が行われると、リフトプレート１３１上にある用紙Ｐの高さが給紙枚数に応じて次第に低くなるため、その用紙Ｐの最上面に触れている送出ロール１２１の高さも低くなる。この送出ロール１２１がある一定の高さより低くなると、その支持フレーム１２３の被検出部が用紙高さ検知センサ１２４により検知される。この検知がなされると、送出機構１２０による実行中の給紙動作が終了した後であって次の給紙動作が開始される前に、上昇機構１３０による用紙Ｐの持ち上げ動作が前述したように行われる。すなわち、ステッピングモータ２１が逆回転方向Ｆに一定の時間だけ回転し、上昇機構１３０におけるリフトアーム１３５を上昇方向に回動させてリフトプレート１３１を一定の量だけ持ち上げる。これにより、リフトプレート１３１上の用紙Ｐは再び所定の高さに持ち上げられ、良好な給紙動作が可能な状態に保たれるようになっている。
【００３４】
一方、このような複数枚の連続した給紙動作が行われると、その用紙１枚分の給紙動作ごとに駆動システム２０におけるステッピングモータ２１が正回転方向Ｅに回転起動することになるが、このステッピングモータ２１による回転起動が行われるたびに、位相ずれの修正も行われるため、逆回転方向Ｆへの微小な回転が繰り返して行われる可能性が高くなる。
【００３５】
ところが、この給紙装置における駆動システムでは、第２の駆動伝達機構２５におけるワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度γ2をモータ軸２２の回転角度に換算した値ｋ2γ2が上記位相ずれ修正時に発生する回転角度Ｍよりも大きくなる関係、即ち「ｋ2γ2＞Ｍ」の関係になるように設定されている。
【００３６】
これにより、ステッピングモータ２１の回転起動時に発生する回転角度Ｍによる微小な逆回転は、第２の駆動伝達機構２５におけるギア５１に内設されたワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度γ2に基づく回転伝達遅れによって吸収されてキャンセルされる。この結果、その微小な逆回転は、ワンウェイクラッチ５１Ａによりギア５１の回転が伝達される関係になっている支軸５２には伝達されない。このため、そのステッピングモータ２１の微小な逆回転の駆動力が上昇機構１３０のリフトアーム１３５にまで伝達されないことになるため、リフトプレート１３１が不用意に上昇して用紙Ｐの高さが少しずつ上昇してずれてしまうことがない。
【００３７】
したがって、この給紙装置では、連続した給紙動作中に用紙Ｐが不用意に上昇して規定の高さを超えてしまうことに起因した給紙ミスや、駆動システム、給紙ロール等の破損が発生するおそれがなく、良好な給紙動作が安定して行われようになる。
【００３８】
ちなみに、この給紙装置の場合には、ワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度γ2を常に存在させることが可能になっている。すなわち、支軸５２がワンウェイクラッチ５３により保持されている構造であるため、用紙Ｐ等の重量によってリフトアーム１３５ひいては支軸５２に回転負荷が与えられた場合であっても、支軸５２にワンウェイクラッチ５１Ａを介して取り付けられているギア５１は自由な状態にある。このため、ギア５１又はそれよりも上流側に配されるギア５０等に対して、上昇機構１３０を上昇駆動させる本来の駆動方向（モータ２１における逆回転方向Ｆ）とは反対の方向に回転させる負荷を与えるようにすることで上記遅れ角度γ2が常に存在するようになるのである。したがって、第２の駆動伝達機構２５には常にワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角γ2が存在しているため、上記したようなワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度γ2に基づく回転伝達遅れによる、ステッピングモータ２１の起動時における微小な逆回転の第２駆動伝達機構２５への伝達防止効果が確実に得られるようになっている。
【００３９】
［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２に係る駆動システム（又は給紙装置）の要部を示すものである。この実施の形態に係る駆動システムは、第２の駆動伝達機構２５における第１２ギア５４とその支軸５２の構成を一部変更した以外は実施の形態１に係る駆動システム２０（又は給紙装置）と同じ構成からなるものである。
【００４０】
この実施の形態では、第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角Ｍとしてワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度に代えて、第２の駆動伝達機構２５における支軸５２とギア５４の取り付け部におけるガタα2を適用し、このガタα2が「ｋ2α2＞Ｍ」となる関係を満たすように設定している。この関係式において実施の形態１の場合と同様にＭ＝θ／２であり、また、ｋ2は第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角度Ｑ2に相当する支軸５２とギア５４の取り付け部におけるガタα2をステッピングモータ１の軸２１の回転角度に換算するための係数であって、（ギア５４の回転数）／（モータ軸２１の回転数）で得られる数値（駆動伝達比）である。具体的には、α2＝１．５°、ｋ2＝２．６７である。Ｍ及びθについては実施の形態１の場合と同じである。なお、支軸５２とギア５４は、通常は（例えば実施の形態１の場合には）ガタがない固定した状態で取り付けられている。
【００４１】
そして、この実施の形態では、上記「ｋ2α2＞Ｍ」の関係を実現するため、図８に示すようにギア５４の支軸５２の取り付け孔５４ａを「Ｄ形の孔」とするとともに、支軸５２のギア５４の取り付け部を「Ｄ面」としている。これにより、その支軸５２にギア５４を取り付けた場合に、図９ａに示すようにギア５４のＤ形孔５４ａと支軸５２のＤ面との間に間隙（ガタ）Ｊが発生し、しかも、支軸５２がいずれかの方向に回転したときに、その間隙Ｊの分だけ支軸５２が空回転した後、支軸５２の回転方向先端部となる一部がＤ形孔５４ａの一部に突き当たって初めて支軸５２の回転がギア５４に伝達されるようになる。すなわち、支軸５２がガタ分に相応した一定の角度だけ回転することによりギア５４を回転させることができるように構成されている。
【００４２】
このような駆動システムを採用した給紙装置では、複数枚の連続した給紙動作が行われてステッピングモータ２１が正回転方向Ｅに頻繁に回転起動することになる場合においても、第２の駆動伝達機構２５における支軸５２とギア５４の取り付け部におけるガタα2が「ｋ2α2＞Ｍ」となる関係を満たすように設定されているため、ステッピングモータ２１の回転起動時に発生する回転角度Ｍによる微小な逆回転は少なくとも第２の駆動伝達機構２５における上記ガタα2による回転伝達遅れによって吸収されてキャンセルされ、結果的に、そのギア５４以降の各ギア等には伝達されない。このため、そのステッピングモータ２１の微小な逆回転の駆動力が上昇機構１３０のリフトアーム１３５に伝達されないため、連続する給紙動作中にリフトプレート１３１が不用意に上昇して用紙Ｐの高さが少しずつ上昇してずれてしまうことがない。
【００４３】
［実施の形態３］
この実施の形態に係る駆動システム（又は給紙装置）は、第２の駆動伝達機構２５における第１２ギア５４と第１３ギア５５の構成を一部変更した以外は実施の形態１に係る駆動システム２０（又は給紙装置）と同じ構成からなるものである。
【００４４】
すなわち、この実施の形態３では、第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角Ｍとしてワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度に代えて、第２の駆動伝達機構２５におけるギア５４とギア５５のバックラッシュβ2を適用し、このバックラッシュβ2が「ｋ2β2＞Ｍ」となる関係を満たすように設定している。この関係式において実施の形態１の場合と同様にＭ＝θ／２であり、また、ｋは第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角度Ｑ2に相当するギア５４とギア５５のバックラッシュβ2をステッピングモータ１の軸２１の回転角度に換算するための係数であって、（ギア５５の回転数）／（モータ軸２１の回転数）で得られる数値（駆動伝達比）である。具体的には、β2＝１．５°、ｋ2＝２．６７である。Ｍ及びθについては実施の形態１の場合と同じである。また、この実施の形態では、上記「ｋ2β2＞Ｍ」の関係を実現するため、ギア５４のギア歯とギア５５のギア歯の噛み合い時における間隙が発生するようにその各歯を適宜加工形成し、ギア５４が一定の角度回転するとギア５５が回転するように構成することで対処している。
【００４５】
このような駆動システムを採用した給紙装置では、複数枚の連続した給紙動作が行われてステッピングモータ２１が正回転方向Ｅに頻繁に回転起動することになる場合においても、第２の駆動伝達機構２５におけるギア５４とギア５５のバックラッシュβ2が「ｋ2β2＞Ｍ」となる関係を満たすように設定されているため、ステッピングモータ２１の回転起動時に発生する回転角度Ｍによる微小な逆回転は少なくとも第２の駆動伝達機構２５における上記バックラッシュβ2による回転伝達遅れによって吸収されてキャンセルされ、結果的に、そのギア５５以降の各ギア等には伝達されない。このため、そのステッピングモータ２１の微小な逆回転の駆動力が上昇機構１３０のリフトアーム１３５に伝達されないため、連続する給紙動作中にリフトプレート１３１が不用意に上昇して用紙Ｐの高さが少しずつ上昇してずれてしまうことがない。
【００４６】
［実施の形態４］
この実施の形態に係る駆動システム（又は給紙装置）は、第２の駆動伝達機構２５におけるカップリング５６、６０の構成を一部変更した以外は実施の形態１に係る駆動システム２０（又は給紙装置）と同じ構成からなるものである。
【００４７】
すなわち、この実施の形態４では、第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角Ｍとしてワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度に代えて、第２の駆動伝達機構２５におけるカップリング５６、６０の連結部におけるガタδ2を適用し、このガタδ2が「ｋ2δ2＞Ｍ」となる関係を満たすように設定している。この関係式において実施の形態１の場合と同様にＭ＝θ／２であり、また、ｋ2は第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角度Ｑ2に相当するカップリング５６、６０の連結部におけるガタδをステッピングモータ１の軸２１の回転角度に換算するための係数であって、（カップリング６０の回転数）／（モータ軸２１の回転数）で得られる数値（駆動伝達比）である。具体的には、δ2＝０．６°、ｋ2＝６．３６である。Ｍ及びθについては実施の形態１の場合と同じである。また、この実施の形態では、上記「ｋ2δ2＞Ｍ」の関係を実現するため、カップリング５６、６０の連結部の噛み合い時における間隙が発生するようにその連結部を適宜加工形成し、カップリング５６が一定の角度回転するとカップリング６０に回転が伝達されるように構成することで対処している。
【００４８】
このような駆動システムを採用した給紙装置では、複数枚の連続した給紙動作が行われてステッピングモータ２１が正回転方向Ｅに頻繁に回転起動することになる場合においても、第２の駆動伝達機構２５におけるカップリング５６、６０の連結部におけるガタδ2が「ｋ2δ2＞Ｍ」となる関係を満たすように設定されているため、ステッピングモータ２１の回転起動時に発生する回転角度Ｍによる微小な逆回転は少なくとも第２の駆動伝達機構２５における上記ガタδ2による回転伝達遅れによって吸収されてキャンセルされ、結果的に、そのカップリング６０以降にある各ギアには伝達されない。このため、そのステッピングモータ２１の微小な逆回転の駆動力が上昇機構１３０のリフトアーム１３５に伝達されないため、連続する給紙動作中にリフトプレート１３１が不用意に上昇して用紙Ｐの高さが少しずつ上昇してずれてしまうことがない。
【００４９】
［他の実施の形態］
実施の形態１〜４では、制御部４として第２の駆動伝達機構２５における伝達遅れ角Ｍとして「ワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度γ2」、「支軸５２とギア５４の取り付け部におけるガタα2」、「ギア５４とギア５５のバックラッシュβ2」、又は「カップリング５６、６０の連結部におけるガタδ2」のいずれか１つを単独で適用して回転角度Ｍとの間で特定の関係となるように構成した場合について例示したが、その伝達遅れ角Ｍとして上記遅れ角度γ2、ガタα2、バックラッシュβ2、ガタδ2の群からなる複数のものを適宜組み合わせて回転角度Ｍとの間で特定の関係となるように構成しても勿論よい。
【００５０】
また、実施の形態１〜４では、駆動システム２０を送出機構１２０と上昇機構１３０とを駆動させる駆動システムとして用いた給紙装置について例示したが、その駆動システム２０は、例えば、給紙トレイ１００が２段ある給紙装置であれば、その各給紙トレイ１００における各上昇機構１３０を駆動させる駆動システムとして用いるように構成しても構わない。
【００５１】
さらに、実施の形態２〜４におけるような各ガタα、バックラッシュβ、がたδなどを常に存在させるためには、例えば、用紙Ｐのリフトプレート１３１の高さを保持するための機構であるワンェイクラッチ５３を、給紙トレイ１００内のギア６１よりも下流側に配置すればよい。例えば、ギア６２をその支軸にギア５４と同様に固定し、その支軸に回転方向を規制するワンウェイクラッチを取り付けることにより、用紙Ｐ等の重量によってリフトアーム１３５ひいてはギア６２の上記支軸に回転負荷が与えられた場合であっても、カップリング５６より下流側にあるギアは固定されているものの、カップリング５６とそれより上流側にあるギアは自由な状態にある。このため、カップリング５６より上流側にあるギアに対して、上昇機構１３０を上昇駆動させる本来の駆動方向（モータ２１における逆回転方向Ｆ）とは反対の方向に回転させる負荷を与えるようにすることで、上記各ガタやバックラッシュを常に存在させることが可能になる。ただし、この構成を採用する場合には、トレイ１００を引き出す際に、ギア６２の支軸の回転方向を規制する上記ワンウェイクラッチとそれを固定するフレームとの間の固定が外れるように構成し、トレイ１００を引き出したときにリフトプレート１３１が連動して下降するような機構を設ける必要がある。
【００５２】
この他、実施の形態１等においてワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度を常に存在させる手段として以下のものを採用することも可能である。すなわち、図１０に例示するように、まずギア５１と噛み合う新たなギア５００を追加する。このギア５００は、フレーム５０１に対しベアリング５０２等を介して回転可能に支持された支軸５０３に、固定ピン５０４とそのピン５０４が当接して止まる係止部（切り欠き凹部）５０５等により所定の角度ｑの「がた」をもたせた状態で取り付ける。また、ギア５００とその支軸５０３とを図示するようにトーションスプリング５０６で連結し、そのスプリング５０６による初期トルクを与えて上記がたをなくした状態に保つ。トーションスプリング５０６は、ギア５００が上昇機構を上昇駆動させる本来の方向（モータ２１における逆回転方向Ｆ）に回転した際に巻き込まれるようにしておく。また、上記支軸５０３は、トルクリミッタ５０７によってある一定のトルクを加えないと回転しないように構成する。このときのトルクリミッタ５０７のトルクは、トーションスプリング５０６の初期トルクと角度ｑだけ回転して巻き込んだときのトルクとの中間の値になるように設定する。
【００５３】
このように構成することにより、給紙動作時には、ギア５００がギア５１からの回転が伝達されることにより給紙動作のための回転駆動方向（モータ２１の正回転方向Ｅ）に回転し、また、このときギア５００と支軸５０３の間の上記がたもないため、支軸５０３もギア５００と同じ方向に回転する。これにより、トーションスプリング５０６もギア５００及び支軸５０３とともに回転するので、巻き込まれることがなく、そのトルクも変化しないことになる。
【００５４】
一方、リフトプレート１３１を上昇させる時には、ギア５００が上昇機構を上昇駆動させるための方向（モータ２１における逆回転方向Ｆ）に回転する一方で支軸５０３がトルクリミッタ５０７により回転が停止させられることになるが、この際、ギア５００と支軸５０３の間に上記がたが発生するようになるため、そのギア５００の回転によってトーションスプリング５０６が巻き込まれる。この結果、そのトーションスプリング５０６のトルクがトルクリミッタ５０７のトルクを超えた時点で、支軸５０３もギア５００と共に回転する。そして、その回転が止まると、トーションスプリング５０６が元に戻ろうとする力で、ギア５００が反対方向（モータ２１の正回転方向Ｅ）に回転する。これにより、ギア５１をワンウェイクラッチ５１Ａによるロック方向とは反対の方向に回転させることになるため、ワンウェイクラッチ５１Ａの遅れ角度が常に存在するようになる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の駆動システムによれば、１つのステッピングモータを正回転及び逆回転させることにより２つの駆動対象機構を切り換えて個々に駆動させる場合、そのステッピングモータの起動が繰り返されることがあっても、駆動時期ではない側の駆動対象機構にもわずかな駆動力が徐々に伝えられることがなくなり、この結果、当該駆動対象機構の動作に悪影響を及ぼすことを確実に防止することができる。
【００５６】
また、この駆動システムを用いた本発明の給紙装置によれば、駆動システムにおけるステッピングモータの起動が繰り返されることがあっても、駆動時期ではない側の上昇機構などが不用意に上昇して給紙ミスや、駆動システム、給紙ロール等の破損が発生するおそれがなくなり、この結果、良好で安定した給紙動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の駆動システムの構成を示す概念図。
【図２】 実施の形態１に係る駆動システム及び給紙装置を示す概要図。
【図３】 図２の駆動システムを示す要部斜視図。
【図４】 第２駆動伝達機構の構成及びその動作状態を示す要部斜視図。
【図５】 第１駆動伝達機構の構成及びその動作状態を示す要部斜視図。
【図６】 給紙トレイの用紙収容状態及び上昇機構の動作状態を示す概略説明図。
【図７】 給紙トレイの送出機構による給紙動作の状態を示す概略説明図。
【図８】 実施の形態２に係る駆動システムにおける支軸とギアの構成を示す概要図。
【図９】 図８の支軸とギアの取り付け状態の変化例を説明図。
【図１０】 ワンウェイクラッチの遅れ角を常駐させる構成例を示す概要図。
【図１１】 ステッピングモータのロータ及びステーターの一例を示す概要図。
【図１２】 図１０のステッピングモータにおけるロータとステーターの位相状態と位相ずれ修正時の回転状態を模式的に示す説明図。
【図１３】 従来の２段カセットタイプの給紙装置を示す概要図。
【図１４】 図１２の給紙装置における駆動システムを示す概要図。
【符号の説明】
１，２１…ステッピングモータ、１ａ，２１…モータ軸、２…第１の駆動対象機構、３…第２の駆動対象機構、４，２４…第１の駆動伝達機構、５，２５…第２の駆動伝達機構、２０…駆動システム、４２，５１Ａ…ワンウェイクラッチ、５２…支軸、５４，５５…ギア、５６，６０…カップリング部材、１２０…送出機構、１３０…上昇機構、１００…給紙トレイ（用紙収容部）、Ｐ…用紙。
Claims (3)
- １つのステッピングモータと、このステッピングモータの駆動力により駆動する第１及び第２の駆動対象機構と、この第１の駆動対象機構に前記ステッピングモータの正回転時の駆動力を伝達させるように作動する第１の駆動伝達機構と、前記第２の駆動対象機構に前記ステッピングモータの逆回転時の駆動力を伝達させるように作動する第２の駆動伝達機構とを備えた駆動システムにおいて、
前記第１及び第２の駆動伝達機構の入力に対する伝達遅れ角度を前記ステッピングモータの軸の回転角度に換算した値が、そのステッピングモータの回転起動に際して行われる位相ずれの修正時に発生する回転角度よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする駆動システム。 - 請求項１に記載のシステムにおいて、前記第１及び第２の駆動伝達機構の少なくとも一方が、一定方向の回転のみを伝達するワンウェイクラッチ、支軸に取付けられるギア、互いに噛み合う複数のギア、又は前記駆動対象機構と連結を行う一対のカップリング部材の少なくとも１つを有する場合、
前記伝達遅れ角度が、そのワンウェイクラッチの遅れ角、その支軸とギアの取り付け部におけるガタ、その噛み合うギアどうしのバックラッシュ、又はそのカップリング部材の連結部におけるガタの少なくとも１つであることを特徴とする駆動システム。 - 請求項１又は２に記載の駆動システムを、用紙収容部に積載収容されている用紙を上昇させる上昇機構とその用紙収容部から用紙を送り出す送出機構とを駆動させる駆動システムとして、又は、複数の用紙収容部にそれぞれ積載収容されている用紙を個々に上昇させる各上昇機構を駆動させる駆動システムとして用いることを特徴とする給紙装置。
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