JP4069883B2

JP4069883B2 - 給紙装置

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Publication number: JP4069883B2
Application number: JP2004061819A
Authority: JP
Inventors: 哲男浅田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: JP2005247521A; US20050194732A1; US7559545B2

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置における給紙装置に関する。

プリンタ等の画像形成装置は、枚葉紙を一枚ずつ記録部に送る給紙装置を備える。給紙装置は、動力源からの動力により給紙ローラを回転させ、画像形成装置内にセットされた給紙カセット上の枚葉紙にこの給紙ローラを接触させて枚葉紙を最上位のものから一枚ずつ記録部に送るようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−６００６８号公報

給紙装置は動力源からの動力を歯車装置等によって給紙ローラに伝達するようになっているが、従来歯車等の回転体はギアボックス内にネジ、ピン等の止め具を用いて取り付けている。そのため、給紙装置の組み立て操作が煩雑になり、また、ネジ等の止め具を各種用意しなければならないという問題もある。

本発明はこのような問題点を解決することができる給紙装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、駆動軸（９）の回転を給紙ローラ（８）に伝達する伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）が、駆動軸（９）と給紙ローラ（８）との間に渡されるアーム（１０）に片持ち状の支軸（１６ｂ，１６ｃ）で支持された給紙装置（６）において、弾性体（１９ａ，１９ｂ）が支軸（１６ｂ，１６ｃ）上の伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）の端面に正対するようにアーム（１０）に取り付けられており、前記弾性体（１９ａ，１９ｂ）は前記アーム（１０）と一体成形されている給紙装置（６）を採用する。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の給紙装置（６）において、前記弾性体は前記伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）の端面に向かって突出する板バネ（１９ａ，１９ｂ）である給紙装置を採用する。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の給紙装置（６）において、前記支軸（１６ｂ，１６ｃ）は前記弾性体（１９ａ，１９ｂ）及びアーム（１０）と一体成形されている給紙装置を採用する。

また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の給紙装置（６）において、前記伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）の装着時にこの伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）を案内する斜面（２２ａ）が前記支軸（２２）の先端部に形成されている給紙装置を採用する。

請求項１に係る発明によれば、駆動軸（９）の回転を給紙ローラ（８）に伝達する伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）が、駆動軸（９）と給紙ローラ（８）との間に渡されるアーム（１０）に片持ち状の支軸（１６ｂ，１６ｃ）で支持された給紙装置（６）において、弾性体（１９ａ，１９ｂ）が支軸（１６ｂ，１６ｃ）上の伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）の端面に正対するようにアーム（１０）に取り付けられており、前記弾性体（１９ａ，１９ｂ）は前記アーム（１０）と一体成形されている給紙装置（６）であるから、伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）を支軸（１６ｂ，１６ｃ）の先端と弾性体（１９ａ，１９ｂ）との間に差し込むと伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）が弾性体（１９ａ，１９ｂ）を変形させつつ支軸（１６ｂ，１６ｃ）へと到達し支軸（１６ｂ，１６ｃ）に嵌り込む。そして、伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）が支軸（１６ｂ，１６ｃ）に嵌り込むと、弾性体（１９ａ，１９ｂ）が復元して伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）の端面に正対し、伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）の支軸（１６ｂ，１６ｃ）からの脱落を阻止する。従って、伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）をアーム（１０）に対し簡易に装着することができ、また、給紙装置（６）の構造も簡素化することができる。

また、請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載の給紙装置（６）において、前記弾性体は前記伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）の端面に向かって突出する板バネ（１９ａ，１９ｂ）であることから、伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）を支軸（１６ｂ，１６ｃ）の先端と弾性体（１９ａ，１９ｂ）との間に差し込む際、伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）が板バネ（１９ａ，１９ｂ）により支軸（１６ｂ，１６ｃ）へと円滑に案内され、支軸（１６ｂ，１６ｃ）に速やかに嵌り込む。

また、請求項３に係る発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の給紙装置（６）において、前記支軸（１６ｂ，１６ｃ）は前記弾性体（１９ａ，１９ｂ）及びアーム（１０）と一体成形されていることから、給紙装置（６）の構造が簡素化され、部品点数が低減する。

また、請求項４に係る発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の給紙装置（６）において、前記伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）の装着時にこの伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）を案内する斜面（２２ａ）が前記支軸（２２）の先端部に形成されていることから、伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）を支軸（１６ｂ，１６ｃ）の先端と弾性体（１９ａ，１９ｂ）との間に差し込む際、伝動用回転体（１４ｂ，１４ｃ）が斜面（２２ａ）により支軸（２２）へと円滑に案内され、支軸（２２）に速やかに嵌り込む。

以下、本発明の最良の形態について図面を参照して説明する。

このプリンタは、図１及び図２に示すように、複合機として構成され、そのケース１の上部にスキャナ２を備える。

図１及び図２に示すように、プリンタはそのケース１内の下部に給紙カセット３を備える。給紙カセット３は図３に示すような外観を呈し、ケース１に対しその開口部４から前後方向に出し入れ自在に挿入される。給紙カセット３には積み重ねた枚葉紙Ａを収納する凹部３ａが設けられ、給紙カセット３がケース１内に挿入されると、凹部３ａ内の最上位の枚葉紙Ａ上に後述する給紙ローラが配置される。給紙カセット３の前方には、後述するように画像の記録された枚葉紙Ａを受けるためのトレー３ｂが形成される。

図２に示すように、ケース１内の後方であって給紙カセット３よりも上方には箱型の金属製フレーム５が配置される。フレーム５は左右方向（図１参照）に長い直方体形状であり、ケース１の内部に固定される。

フレーム５内の下部には給紙装置６が配置され、上部には記録部７が配置される。また、フレーム５の後方には給紙カセット３の後方から記録部７へと枚葉紙Ａを案内する案内路５ａが形成される。記録部７は具体的にはインクジェット方式の記録装置であり、案内路５ａの出口に隣接する箇所に導入ローラ７ａを有し、画像の記録された枚葉紙Ａを排出する箇所に排出ローラ７ｂを有する。このような構成のインクジェット方式の記録装置は公知であるから、その説明は省略する。

ケース１内におけるフレーム５の前方には記録部７から枚葉紙Ａが排出される排出部が設けられる。この排出部に排出された枚葉紙Ａは上記給紙カセット３のトレー３ｂ上に積載される。

図２、図４〜図６に示すように、給紙装置６は、給紙カセット３内の枚葉紙Ａを記録部７へと送り出す給紙ローラ８を備える。給紙ローラ８は、駆動軸９に支持されたアーム１０の先端部に回転可能に保持され、駆動軸９から伝動用回転体である後述の歯車を介して動力が伝達されることにより回転する。

駆動軸９は上記フレーム５内に左右方向に延出して軸支される。駆動軸９の一端部には歯車１１が固定され、この歯車１１に図示しないモータ等の駆動源の出力軸が動力的に連結される。駆動源が起動し、駆動軸９が回転すると、伝動用回転体である後述の歯車により給紙ローラ８へと回転が伝達される。給紙ローラ８は給紙カセット３内の最上位の枚葉紙Ａに接触してこの枚葉紙Ａを記録部７へと送り出す。

駆動軸９の回転を給紙ローラ８に伝達する伝動用回転体は具体的には歯車列として構成され、この歯車列は、駆動軸９の他端部に形成された始端歯車１２と、給紙ローラ８の一端に固定された終端歯車１３と、始端歯車１２と終端歯車１３との間に設けられる第一〜第四の中間歯車１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとを具備する。この第一〜第四の中間歯車１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが給紙ローラ８と共にアーム１０に保持される。この実施の形態では中間歯車が四個設けられているが、もちろんそれよりも多い個数又はそれよりも少ない個数で設けることができる。

アーム１０は上記駆動軸９を支点にした揺動リンクとして機能するようになっている。すなわち、アーム１０はその基部が駆動軸９に遊嵌され、上記フレーム５の底板に形成された開口からフレーム５の内外に出没する。後述するように駆動軸９が一方向に回転すると図２に示すようにアーム１０が開口外へと回動して給紙ローラ８を給紙カセット３上へと降下させ、駆動軸９が逆方向に回転するとアーム１０が上方に回動して給紙ローラ８と共に開口からフレーム５内に格納される。

また、アーム１０はギアボックスとしても機能する。すなわち、アーム１０は上部が開口した略箱型に形成され、この箱内に上記始端歯車１２から終端歯車１３に至る歯車列が収納される。

上記始端歯車１２に噛み合う第一の中間歯車１４ａはクラッチとして機能するもので、その支軸１６ａの一端は上記駆動軸９に回動可能に取り付けられたキャリア１５に支持され、他端がアーム１０に設けられた押え板１７により回動範囲を規制される。キャリア１５は板状に形成され、始端歯車１２の端面とアーム１０の側壁１０ａとの間に適度な圧力で挟み込まれる。また、キャリア１５と始端歯車１２の端面との間には相互間の摩擦係数を高めるための連れ回り手段が施される。連れ回り手段は例えばゴムシートをキャリア１５と始端歯車１２との間に挟み込むことにより与えられる。これにより、図６（Ａ）に示すように駆動軸９が反時計方向に回転するとキャリア１５が摩擦力により同方向に連れ回りし、第一の中間歯車１４ａを第二の中間歯車１４ｂから離反させて動力の伝達を断つ。また、同図（Ｂ）に示すように駆動軸９が時計方向に回転するとキャリア１５が摩擦力により同方向に連れ回りし、第一の中間歯車１４ａを第二の中間歯車１４ｂに噛み合わせ動力の伝達を可能にする。

また、キャリア１５には、図６に示すように、アーム１０の側壁１０ａに向かって突出する突起１５ａが設けられ、この突起１５ａが図５（Ｂ）に示すようにアーム１０の側壁１０ａに形成された駆動軸９を中心に湾曲する円弧溝１８に嵌り込む。これにより、図６（Ｂ）中駆動軸９が反時計方向に回転すると、キャリア１５が摩擦力により同方向に連れ回りして同図（Ａ）のごとく第一の中間歯車１４ａを第二の中間歯車１４ｂから離反させ、さらにキャリア１５の突起１５ａが円弧溝１８の一端に当たって同図（Ａ）に示すようにアーム１０を最上位まで上昇させる。

第二、第三及び第四の中間歯車１４ｂ，１４ｃ，１４ｄはアーム１０の側壁１０ａの内面から片持ち状に突出する支軸１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに回転自在に嵌め込まれる。望ましくはアーム１０は合成樹脂により成形され、その成形時に支軸１６ｂ，１６ｃ，１６ｄも一体成形される。

図５、図７及び図８（Ａ）に示すように、アーム１０の内部には弾性体である板バネ１９ａ，１９ｂが支軸１６ｂ，１６ｃ上の歯車１４ｂ，１４ｃの端面に正対するように取り付けられる。板バネ１９ａ，１９ｂは、アーム１０の底壁から上方に起立した起立部２０と、起立部２０の上端から支軸１６ｂ，１６ｃの前端に向かって斜め下方へ降下する屈曲部２１とを備える。この板バネ１９ａ，１９ｂの屈曲部２１の先端部が支軸１６ｂ，１６ｃ上の歯車１４ｂ，１４ｃの端面に望ましくは端面の中央に正対する。図示例では、板バネ１９ａ，１９ｂの屈曲部２１の先端部は歯車１４ｂ，１４ｃの端面又は支軸の先端部から多少離れているが、接触させてもよい。この板バネ１９ａ，１９ｂも支軸１６ｂ，１６ｃ，１６ｄと同様に望ましくはアーム１０の成形と同時に一体的に成形される。第二及び第三の中間歯車１４ｂ，１４ｃの組み込みに際し、これらの中間歯車１４ｂ，１４ｃを支軸１６ｂ，１６ｃの先端と板バネ１９ａ，１９ｂとの間に差し込むと、中間歯車１４ｂ，１４ｃが板バネ１９ａ，１９ｂを変形させつつ支軸１６ｂ，１６ｃへと到達し支軸１６ｂ，１６ｃに嵌り込む。中間歯車１４ｂ，１４ｃは板バネ１９ａ，１９ｂの傾斜した屈曲部２１により支軸１６ｂ，１６ｃへと円滑に案内され、支軸１６ｂ，１６ｃに速やかに嵌り込む。中間歯車１４ｂ，１４ｃが支軸１６ｂ，１６ｃに嵌り込むと、板バネ１９ａ，１９ｂが原形に復して中間歯車１４ｂ，１４ｃの端面に正対し、中間歯車１４ｂ，１４ｃの支軸１６ｂ，１６ｃからの脱落を阻止する。第一と第四の中間歯車１４ａ，１４ｄに対しては上記板バネ１９ａ，１９ｂを利用していないが、これらの中間歯車１４ａ，１４ｄについても他の中間歯車１４ｂ，１４ｃと同様に板バネで保持するようにしてもよい。

なお、図８（Ｂ）に示すように、支軸２２の先端部に板バネ１９ｂの屈曲部２１と逆向きに傾斜する斜面２２ａを形成してもよい。この斜面２２ａと板バネ１９ｂの屈曲部２１とでＶ字形の案内面が形成されるので、中間歯車１４ｄを支軸２２に装着する際中間歯車１４ｄが支軸２２へと円滑に案内され、支軸２２に速やかに嵌り込む。

図４に示すように、上記給紙カセット３の側壁３ｃにはカム２３が形成され、上記アーム１０にはカムフォロア１０ｂが取り付けられる。給紙装置等の駆動を停止した後、給紙カセット３をケース１外に引き出すと、図９（Ａ）〜（Ｄ）に示すようにカム２３がカムフォロア１０ｂを介して給紙ローラ８を給紙カセット３の上方へと上昇させる。これにより、給紙カセット３の出し入れ時における給紙ローラ８と給紙カセット３との衝突が防止される。

次に、上記構成の給紙装置の作用について説明する。

給紙装置６の組み立てにおいて各種中間歯車１４ｂ，１４ｃをアーム１０に取り付けるには、図８（Ａ）に示すように、中間歯車１４ｂ，１４ｃを板バネ１９ａ，１９ｂと支軸１６ｂ，１６ｃとの間に押し込むようにする。中間歯車１４ｂ，１４ｃは板バネ１９ａ，１９ｂの傾斜した屈曲部２１に沿って滑りつつ板バネ１９ａ，１９ｂを変形させ、支軸１６ｂ，１６ｃに嵌り込む。中間歯車１４ｂ，１４ｃが支軸１６ｂ，１６ｃに嵌り込んだ後、板バネ１９ａ，１９ｂが原形に復し中間歯車１４ｂ，１４ｃが支軸１６ｂ，１６ｃから抜け出ないように中間歯車１４ｂ，１４ｃの端面に正対する。

この給紙装置６は図２に示すようにケース１内に組み付けられ、記録部７への給紙に供せられる。

プリンタが記録を行う場合、図２及び図６（Ｂ）中、駆動軸９が時計方向に回転し、始端歯車１２も駆動軸９と一体で時計方向に回転し始める。これにより、アーム１０とキャリア１５が時計方向に連れ回りし、図６（Ｂ）に示すように、第一の中間歯車１４ａが第二の中間歯車１４ｂに噛み合い、また、アーム１０が駆動軸９を支点にして下方に回動する。アーム１０の先端部の給紙ローラ８は駆動軸９からの動力の伝達により回転しつつ、図２に示すごとく給紙カセット３内の枚葉紙Ａに接触し、枚葉紙Ａを一枚ずつ給紙カセット３外へと送り出す。キャリア１５側の突起１５ａはアーム１０側の円弧溝１８に係合しているので、給紙カセット３内の枚葉紙Ａの山の高さに応じて給紙ローラ８はアーム１０と共に上下に変位する。

給紙ローラ８により送り出された枚葉紙Ａは、その先端部が記録部７の導入ローラ７ａに咥えられて記録部７内へと引き込まれ表面に所定の画像が記録される。画像の記録された枚葉紙Ａは排出ローラ７ｂによって給紙カセット３のトレー３ｂ上に排出される。

給紙カセット３内の枚葉紙Ａが消費される等して給紙カセット３をケース１外に取り出す場合は、図９（Ａ）〜（Ｄ）に示すように給紙カセット３の側壁３ｃのカム２３がカムフォロア１０ｂを介してアーム１０を引き上げる。これにより、給紙カセット３は給紙ローラ８に衝突することなくケース１外に引き出される。また、枚葉紙Ａを補給された給紙カセット３が同様に給紙ローラ８に衝突することなくケース１内に挿入される。

プリンタが停止する場合は、図２及び図６（Ｂ）中、駆動軸９が反時計方向に回転し、始端歯車１２も一体で反時計方向に回転し始める。これにより、キャリア１５が反時計方向に連れ回りし、図６（Ａ）に示すように第一の中間歯車１４ａを第二の中間歯車１４ｂから離反させて給紙ローラ８への動力の伝達を断つ。また、キャリア１５側の突起１５ａがアーム１０側の円弧溝１８の一端に当たり、図６（Ａ）に示すように、アーム１０を最上位まで上昇させる。その結果、アーム１０が給紙ローラ８と共にフレーム５の出入口からフレーム５内に格納される。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態ではプリンタに給紙装置を装着した場合を例にとって説明したが、この給紙装置はその他複写機、ファクシミリ等についても装着可能である。また、給紙ローラの駆動装置が歯車装置であるとして説明したが、ベルト装置、摩擦車装置等で代替し又は併用することも可能である。また、本発明の説明において「紙」の用語を用いたが、この「紙」は樹脂シート、樹脂と紙の積層シート等各種シートを含む概念である。

本発明に係る給紙装置を使用したプリンタの斜視図である。図１に示すプリンタの垂直断面図である。図１に示すプリンタに装着される給紙カセットの斜視図である。給紙カセットを給紙装置と共に示す斜視図である。（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ異なる方向から見た給紙装置の斜視図である。（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ非給紙時、給紙時における給紙装置の垂直断面図である。給紙装置のアームの斜視図である。（Ａ）は給紙装置のアームに歯車を装着する過程を示す部分切欠図、（Ｂ）は本発明の変形例に係るアームに歯車を装着する過程を示す部分切欠図である。給紙カセットを出し入れする際の給紙装置の動きを説明する図である。

符号の説明

６…給紙装置
８…給紙ローラ
９…駆動軸
１０…アーム
１４ｂ，１４ｃ…中間歯車
１６ｂ，１６ｃ，２２…支軸
１９ａ，１９ｂ…板バネ
２２ａ…斜面

Claims

駆動軸の回転を給紙ローラに伝達する伝動用回転体が、駆動軸と給紙ローラとの間に渡されるアームに片持ち状の支軸で支持された給紙装置において、弾性体が支軸上の伝動用回転体の端面に正対するようにアームに取り付けられており、前記弾性体は前記アームと一体成形されていることを特徴とする給紙装置。
請求項１に記載の給紙装置において、前記弾性体は前記伝動用回転体の端面に向かって突出する板バネであることを特徴とする給紙装置。
請求項１又は請求項２に記載の給紙装置において、前記支軸は前記弾性体及びアームと一体成形されていることを特徴とする給紙装置。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の給紙装置において、前記伝動用回転体の装着時にこの伝動用回転体を案内する斜面が前記支軸の先端部に形成されていることを特徴とする給紙装置。