JP4082408B2 - 紙搬送ローラの駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、スタックされた用紙束から１枚の紙をピックアップするための給紙ローラ、または、搬送中の用紙の斜行を矯正するためのレジストローラ等の、紙搬送ローラの駆動を制御するための駆動制御装置に関する。

小型の複写機やプリンタのような画像形成装置、もしくは、複写機や、ＦＡＸと複写機の機能を複合して構成した複合機等において、用紙を給紙トレイ等の用紙収容装置から記録部に向けて送り出す給紙手段を設けている。そして、記録部においては、感光体ドラムに形成したトナー画像を用紙に転写し、定着器を通して熱と圧力とを加えて定着し、コピーを排出トレイに向けて排出させるように構成している。前記用紙収容装置から用紙を給紙するために設ける給紙ローラとしては、特許文献に示されているように、半月ローラが多く用いられている。前記半月ローラを用いる場合には、ローラ軸を１回転させる間だけ駆動する間に、給紙ローラの円周の略半分程度の範囲で紙送りが行われるが、一般には、その程度の送り長さを得ることができれは、用紙搬送路の下流部に設けている搬送ローラ装置に用紙の先端部が達するように、用紙搬送路の長さが設定されている。そして、次に搬送ローラ装置が駆動されると、用紙を記録部に向けて送ることができるものとされる。前記従来例のように、半月ローラを用いる場合には、給紙ローラの軸を１回転させるだけの駆動制御を行うのみで良いことから、給紙ローラを停止させるためには、正確にローラの停止位置を規定することが要求されないのである（例えは、特許文献１を参照）。
特開２００３−２６７５６８号公報

前記用紙収容装置から用紙を送り出すための手段として、給紙ローラとして半月ローラを用いずに、円筒形のローラを用いる場合には、用紙の先端部が下流部の搬送ローラ装置に達した時点で、給紙ローラによる送り作用を停止させることが望まれている。そこで、前記給紙ローラの軸の回転に遊びが生じることなしに、正確に停止させるような停止手段を設けることが要求される。ところが、前記円筒形のローラに対してギヤ等を設けて、係止爪手段等を係止させて停止させようとする場合に、ギヤの歯と係止爪の凹凸が一致しないと、そのローラ軸の停止位置を正確に設定できないという問題が発生する。そして、前記ローラ軸（給紙ローラの回転）が正確に停止されないと、停止の指令が出力された後でも、余分な送りが行われて、用紙の先端部の位置決めが困難である等の、解決を要する課題が多く残っている。

本発明は、ローラを所望の停止位置に正確に保持できるとともに、ローラ軸に対して設ける細かいピッチの爪歯車に対して、係止爪機構の係止爪を正確に係止させることが可能で、そのための構成を簡素化した装置を提供することを目的としている。

本発明は、紙搬送ローラのローラ軸の端部に爪歯車を設け、爪歯車に係脱する爪部材により前記ローラ軸の回転の制御が行われ、紙搬送ローラに対する駆動の伝達を制御する装置に関する。
請求項１の発明は、前記爪部材はアクチュエータにより駆動される作動アームの先端部に設けられ、前記爪部材が、前記爪歯車と作動アームとの位相の差を補償するように動作され、前記爪歯車と前記爪部材は、樹脂材料によりそれぞれ形成されるものであり、前記作動アームの先端部には、前記作動アームの長さ方向と横方向に対して遊びを持たせる状態で、前記樹脂製の爪部材を保持させ、前記爪部材と前記爪歯車が噛み合ったときに、前記爪歯車の軸と、前記作動アームとに角度のズレが生じた状態でも、前記爪部材の作動アームに対する取り付け部での遊びにより、前記ズレを解消可能とすることを特徴とする紙搬送ローラの駆動制御装置である。

請求項２の発明は、前記爪歯車に対して前記爪部材を係合させることで、前記紙搬送ローラの回転を停止させるように構成したことを特徴とする。
請求項３の発明は、前記紙搬送ローラは給紙ローラであって、前記給紙ローラの下流部に設ける用紙搬送路には、前記給紙ローラとは別の駆動伝達系を用いて駆動する他の搬送ローラを設け、前記他の搬送ローラに近接させた位置に、用紙の有無を検知する検知手段を設け、
前記給紙ローラにより送り出された用紙を、前記検知手段が検知した情報により、前記アクチュエータが作動されて、給紙ローラの駆動を停止させることを特徴とする。

請求項４の発明は、前記作動アームの先端部には、前記作動アームの長さ方向と横方向に対して遊びを持たせる状態で、前記樹脂製の爪部材を担持させるために、前記作動アームの先端部に装着孔を設け、前記爪部材には、前記装着孔に挿入する部材を、前記装着孔に遊びを持たせるように小さいサイズのものとして構成することを特徴とする。

本発明において、前述したように、紙搬送ローラに対して設ける爪歯車を、細かいピッチのものとして構成したことにより、紙搬送ローラの回転を任意の位置で停止保持させることができる。そして、紙搬送ローラを停止保持させるために、クラッチ部材の作動アームに設けた爪部材の爪先部を小さな角度で、鋭いものとして形成しているので、前記爪歯車に対して良好な状態で係止保持することができる。また、作動アームの先端部に支持される爪部材は、その支持される部分に遊び（ガタ）を持たせているので、ローラ軸とアームとが正確に直交する角度に位置決めされていなくても、爪部材の鋭角に形成された先端部が、爪歯車の歯の間の狭い隙間に容易に挿入できて、紙搬送ローラを停止保持する作用を良好に行うことができる。

以下に説明する本発明の実施例において、画像形成装置の装置本体内部に設ける画像形成機構は、小型の装置に対応したものとして構成され、複写機の機能に加えて、ＦＡＸ機能を複合した装置、もしくは、プリンタの機能をもさらに追加して、より多機能化した画像形成装置に対しても適用が可能なものとされる。また、前記ローラの回転制御手段は、給紙カセットもしくは給紙トレイ等の用紙収容装置から、給紙ローラにより給紙する機構と、分離パッド方式の用紙さばき装置とを組み合わせて設けている装置で、有効に作用させることができるものである。

そして、用紙収容装置から給紙ローラにより送り出された用紙が、用紙搬送路の最初の搬送ローラ装置、例えば、レジストローラ装置にニップされる位置に達して、そのレジストローラ装置により次の工程に向けて搬送される際に、用紙の後端部が用紙収容装置から運び出される間、給紙ローラを停止保持できるようにしている。なお、前記給紙ローラとしては、円筒形のローラ部材を用いて、さばきパッドを対向させて配置して、用紙さばき作用を行うように構成したものを想定している。

前記本発明を適用可能な画像形成装置としては、ＦＡＸと複写機との機能を複合した装置、もしくは一般的な記録装置であって、電子写真方式を用いてトナー画像を形成し、用紙にトナー画像を担持させる装置に適用が可能である。なお、以下に説明する画像形成装置の実施例においては、電子写真方式を用いて記録する記録部１０を、装置本体の内部に設けるが、前記装置本体１の上部には、画像読取装置やＡＤＦを、任意に組み合わせた画像形成装置として構成することができる。前記画像形成装置に設ける記録部では、現像装置に対してトナーボックスからトナーを供給する方式を用い、寿命の長い感光体ドラムを効率良く動作させることが可能な装置として構成できる。

図１に示す本発明の実施例においては、画像形成装置１の下部に設ける給紙部には、１つの給紙カセット２を装備して、給紙ローラ３を駆動することにより、用紙を用紙搬送路５に向けて送り出し、レジストローラ装置４のニップ部に用紙の先端部を突き当てて整合し、記録部１０の感光体ドラム１１に形成するトナー画像にタイミングを合わせて、用紙を送り出す方式を用いている。なお、前記給紙部には、複数個の給紙トレイを装着することが可能であり、一般に用いられている画像形成装置の給紙機構と同様に、給紙部に装着した任意の給紙トレイから、指定したサイズの用紙を選択し、給紙することが可能な装置として構成することができる。

前記装置本体の内部で、給紙トレイ２の上部側に配置される記録部１０は、その上部で用紙搬送路５の下流部側に、熱ローラと加圧ローラとを対向させて配置した定着装置６を設けている。前記定着装置６においては、トナー画像が転写された用紙を、ローラの間にニップして搬送しながら、熱ローラの熱で溶融したトナーを、加圧ローラにより用紙に押圧する作用を付与して定着作用を行う。そして、記録紙として作成された用紙を、排出ローラ装置７により排出トレイ８に向けて排出する。

前記記録部１０には、一般的な電子写真方式を用いた装置の場合と同様に、感光体ドラム１１の周囲に、その回転方向に沿って、帯電部材１２と書込部材１３、および、転写ローラ１４を順次配置している。また、前記感光体ドラム１１の回転方向に対して、前記書込部材１３の下流部側には現像装置１５を設けており、現像ローラ１６が感光体ドラム１１に対応させて露出されて、前記現像ローラ１６の表面に薄層として担持されているトナーを、感光体ドラムに移転させるようにする。前記記録部１０においては、感光体ドラム１１の表面に対して、帯電部材１２から放電することによって、一様な帯電を行わせてから、書込部材１３により画像の光を照射して静電潜像を形成し、その静電潜像に対して、前記現像ローラ１６からトナーを供給して付着させることにより、トナー画像として可視像化する。

前述したようにして、感光体ドラム１１に形成される前記トナー画像は、用紙を転写ローラ１４との間にニップして搬送しながら、前記転写ローラ１４から所定の値の電圧を印加することにより、用紙に移転させて転写する。前記トナー画像が転写された用紙は、定着装置６を通って定着され、用紙搬送路５の終端部に配置している排出ローラ装置７により、排出トレイ８に排出される。また、前記感光体ドラム１１に形成したトナー画像を用紙に転写した後で、転写されずに残留するトナーは、クリーニング装置２０に設けている回転ブラシ２１等により回収され、スクリュー等の搬送手段により、図示を省略する廃トナーボックスに向けて送られる。

前記記録部に配置する現像装置１５に対しては、大量のトナーを収容するトナーボトル１８を装着し、前記トナーボトル１８から、随時トナーを補給するための手段が設けられる。前記トナーボトル１８から補給される新しいトナーは、現像器の内部で回転するパドル１７のような攪拌手段により、現像器フレーム内部に残っているトナーや、現像ローラ１６から戻されるトナーと混合されて均質化される。そして、再び現像ローラ１６に薄層として担持させて、感光体ドラム側に向けて露出させ、感光体ドラム１１に形成した静電潜像に向けて、トナーを移転させるようにする。

図２に説明する例は、前記給紙トレイから用紙を取り出して、用紙搬送路に向けて送り出すための給紙ローラ３と、その駆動伝達機構の構成を説明している。この実施例において、給紙ローラの軸３１には、その中央部付近の所定の位置に、給紙ローラ３が固定して設けられており、前記ローラ軸３１の一端部に設ける伝導部３０には、図２の斜視図や図３に示すように、コイルスプリング３４を用いた駆動力伝達機構が設けられている。前記伝導部３０では、駆動軸３１に対して自由な回転が許容される状態で支持されている被駆動ギヤ３３と、ローラ軸３１の端部に固定している端円板部材３２の間で、駆動力の伝達を行わせるように設けている。

前記被駆動ギヤ３３に伝達される回転をローラ軸の回転とし、給紙ローラに対する駆動力の伝達を行うために、前記コイルスプリング３４は、対向して配置する被駆動ギヤ３３の小径部３３ａと端円板部材３２の小径部３２ａとに対して、そのスプリングの両端部が位置決めされている。前記コイルスプリング３４は、前記被駆動ギヤ３３と端円板部材３２の間では、スプリング３４の外周の一部が、爪歯車３５の内面に固定保持されている。そして、前記被駆動ギヤ３３が、給紙ローラを給紙方向に回転させように、駆動力が伝達された際に、前記スプリング３４の両端部が、小径部３２ａ、３３ａを締め付けるような作用を発揮して、駆動ギヤ３８から伝達される回転を給紙ローラ３の回転として伝達し、前記給紙ローラ３により給紙トレイから用紙を送り出す動作を行わせる。

前記伝導部３０において、爪歯車３５に対して、クラッチ部材４０を設けて、係止爪部材５０を前記爪歯車３５の歯３６に係止することで、給紙ローラを任意のタイミングで停止させることができるように構成している。前記クラッチ部材４０は、図２、４に説明するように、ソレノイド４２とスプリング４３により揺動されるアーム部材４５を設け、そのアーム部材４５の先端部に設けている爪部材５０が、前記爪歯車３５に係止できるように設けられている。

前記ローラ軸３０に設けた爪歯車３５と、爪部材５０を爪歯車３５に噛み合わせるクラッチ部材４０と、を組み合わせた本発明の実施例において、図４のように、給紙ローラ３を停止させて用紙搬送作用を行わない状態と、図５に示すように、ローラ軸３０を回転させて、給紙ローラ３により用紙搬送作用を行うモードとを、適宜設定可能に構成される。つまり、前記給紙ローラ３による給紙部において、クラッチ部材４０のソレノイド４２がオフとなって、スプリング４３のみが作用したときには、スプリング４３により付勢されるアーム部材４５の先端部の爪部材５０が、爪歯車３５に向けて揺動されて、前記爪歯車３５を停止状態に保持する。

なお、前記クラッチ部材４０のソレノイドに対する通電を停止し、スプリング４３の作用によって、爪部材５０が爪歯車３５を回転不能に係止したときに、前記伝導部３０においては、被駆動ギヤ３３と端円板部材３２との間で、駆動伝達しない状態とされる。つまり、前記爪歯車３５が停止されたときに、被駆動ギヤ３３は駆動ギヤ３８により回転されるが、コイルスプリング３４の端部が、ギヤ３３の小径部３３ａに押圧される状態から、拡開されるような力が作用して、駆動力を伝達しない状態とが設定される。したがって、前記被駆動ギヤ３３が回転されても、ローラ軸３１を駆動する端円板部材３２に対して、駆動力を伝達しない状態とされることから、前記給紙ローラ３は停止状態に保持される。そして、次に、画像形成装置の制御装置に対して、給紙指令が入力されることで、前記クラッチ部材４０のソレノイド４２に通電されて、爪歯車３５に対する爪部材５０の係止が解除されて、給紙ローラ３を駆動して給紙の動作を行わせる。

前述したように、クラッチ機構を設けた給紙装置の制御機構において、給紙の動作を停止させようとする場合には、爪先端部５１が爪歯車３５の歯３６の間に突入して係止することにより、ローラ軸３１は停止されて給紙ローラ３が用紙を送り出す動作を停止する。また、前記ローラ軸３１の端部に設けられている爪歯車３５において、その周囲に設けられる歯３６……は、できるだけ細かいピッチのものとして構成されることが望ましい。そして、前記爪歯車３５に対して、爪部材５０が係止するように作用するときに、用紙収容装置から送り出された用紙の先端部が、用紙搬送路５に設けているレジストローラ装置４の近傍を通過する。その際に、検知装置Ｓにより検知されたことの信号により、クラッチ部材４０が作動されて、爪歯車３５の歯３６……の間に、爪部材５０の爪先端５１が入り込むようにして係止し、給紙ローラ３を停止状態に保持させる。なお、前記爪部材５０の爪先部５１は、合成樹脂によって形成されているため、任意の鋭角に形成することが可能であるから、爪歯車の歯のピッチが細かい場合でも、爪部材の先端が入り込んで、爪歯車が回転しないように係止保持することが可能である。

また、前記クラッチ部材４０のソレノイド４２に通電すると、図５に説明するように、前記爪部材５０を設けたアーム部材４５が下降し、爪先端部５１が爪歯車３５を係止する状態から解除されるので、ローラ軸３１は伝導部３０を介して駆動軸により回転され、給紙トレイから用紙を送り出す動作を行う状態とされる。なお、前記図４、５に説明する例において、爪歯車３５に対しては、伝導部３０の駆動軸側３４では、常時回転作用が付与されているもので、爪歯車３５に対してクラッチ部材４０による係止が行われたときに、給紙ローラ３を停止状態に保持するのである。また、本発明の実施例において、給紙ローラ３に対応させてさばきパッドのような部材を設け、用紙さばき機構を構成することにより、用紙を１枚ずつ用紙搬送路５に向けて給紙するように、給紙装置を構成することを想定して説明している。なお、本実施形態では、伝導部３０での駆動力をローラ軸３１へ伝達する制御を行うため、伝導部３０と爪歯車３５の間での駆動力の伝達の構造としては、例示したように、スプリングクラッチ構造を用いることで、良好な制御を行い得るものとされる。

前述したような用紙の送り作用を行うための給紙装置において、前記クラッチ部材４０のアーム４５の先端部に設けている爪部材５０は、図６ないし図８に説明するように構成されている。まず、前記クラッチ部材４０において、ソレノイド４２とスプリング４３により揺動されるアーム４５の先端部には、樹脂製の爪部材５０を設けているが、前記爪部材５０をアーム４５の先端部に対して固定せずに、遊び（ガタ）または余裕を持たせる状態に支持させている。実際には、図７および図８に示すように、爪部材５０の基部５２には、アーム４５の先端部を挿入可能とする挿入溝５３を設けている。そして、前記挿入溝５３には、その所定の位置に、溝の上または下の面の一方から、突部材５４を突出させて設けておき、前記アーム４５に設けた孔４６に、前記突部材５４を入り込ませるようにして係止保持する。

前記爪部材５０の基部５２に設けた挿入溝５３は、その溝の巾と深さとが、挿入されるアーム４５の先端部に対して、若干の余裕を持たせるように構成される。したがって、前記アーム４５の孔４６に対して、突部材５４を挿入したときに、孔４６の大きさに対して突部材５４が小さいものとして構成されているのであるから、十分に遊びを持った状態で組み合わせられる。さらに、前記スリット状に基部５２に切り込んで形成される挿入溝５３では、アーム４５の先端部が挿入される巾と深さよりも、若干余裕を持ったものとして設けられているので、前記アームと爪部材の基部５２の係合関係は、自由度を大きく持たせた状態とされる。

したがって、前記図２に示されるように構成される爪歯車３５と、クラッチ部材４０とを、画像形成装置の給紙装置に対して組み込んだ際に、ローラ軸とクラッチ部材のアームの位置とが、略直角に正確に位置決めされていない場合でも、給紙ローラの停止位置（角度）を正確に設定できる。つまり、前記アーム先端部に対して爪部材が揺動して、その爪先端部が正確に歯の間に入り込んで噛み合いすることで、両者の位置決めの不十分な状態であっても、歯の噛み合い不良な状態を、自動的に解消することが可能となる。そして、前記爪歯車の歯のピッチが非常に細かいものと要求される場合にも、前記爪部材５０を合成樹脂で作成するので、小さな角度の鋭角のものとして形成できることから、爪歯車に対する係止用の爪による係止作用が良好に行われて、給紙ローラを位置決めして停止位置に保持できる。なお、本実施形態では、給紙ローラ３に対して、本発明の駆動制御装置を適用した例を説明したが、本発明の駆動制御装置は、レジストローラ装置４に対しても、同様な機構を用いて適用することが可能であることはいうまでもない。

本発明の機構が適用可能な画像形成装置の説明図である。 給紙装置に設ける給紙ローラの説明図である。 伝導部材の構成を示す分解斜視図である。 クラッチ部材の構成と、ローラ軸を停止させている状態の説明図である。 クラッチ部材が作動せず、給紙している状態の説明図である。 アームと爪部材の構成の説明図である アームと爪部材の接続部の構成を示す説明図である。 図の側面から見た状態の説明図である。

符号の説明

１ 画像形成装置、 ２ 給紙トレイ、 ３ 給紙ローラ、 ８ 排出トレイ、 １０ 記録部、 １１ 感光体ドラム、 １５ 現像装置、
３０ 伝導部、 ３１ ローラ軸、 ３２ 端部円板部材、
３３ 被駆動ギヤ、 ３４ コイルバネ、
３５ 爪歯車、 ３６ 爪歯車の歯、 ３８ 駆動ギヤ、
４０ クラッチ部材、 ４１ フレーム、 ４２ ソレノイド、
４３ スプリング、 ４５ アーム、 ４６ 孔部、 ５０ 爪部材、
５１ 爪先部、 ５２ 基部、 ５３ アーム挿入溝、 ５４ 突部材。

Claims (4)

1. 紙搬送ローラのローラ軸の端部に爪歯車を設け、
   爪歯車に係脱する爪部材により前記ローラ軸の回転の制御が行われ、紙搬送ローラに対する駆動の伝達を制御する装置であって、
   前記爪部材はアクチュエータにより駆動される作動アームの先端部に設けられ、
   前記爪部材が、前記爪歯車と作動アームとの位相の差を補償するように動作され、
   前記爪歯車と前記爪部材は、樹脂材料によりそれぞれ形成されるものであり、
   前記作動アームの先端部には、前記作動アームの長さ方向と横方向に対して遊びを持たせる状態で、前記樹脂製の爪部材を保持させ、
   前記爪部材と前記爪歯車が噛み合ったときに、前記爪歯車の軸と、前記作動アームとに角度のズレが生じた状態でも、前記爪部材の作動アームに対する取り付け部での遊びにより、前記ズレを解消可能とすることを特徴とする紙搬送ローラの駆動制御装置。
2. 前記爪歯車に対して前記爪部材を係合させることで、前記紙搬送ローラの回転を停止させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の紙搬送ローラの駆動制御装置。
3. 前記紙搬送ローラは給紙ローラであって、
   前記給紙ローラの下流部に設ける用紙搬送路には、前記給紙ローラとは別の駆動伝達系を用いて駆動する他の搬送ローラを設け、
   前記他の搬送ローラに近接させた位置に、用紙の有無を検知する検知手段を設け、
   前記給紙ローラにより送り出された用紙を、前記検知手段が検知した情報により、前記アクチュエータが作動されて、給紙ローラの駆動を停止させることを特徴とする請求項１または２に記載の紙搬送ローラの駆動制御装置。
4. 前記作動アームの先端部には、前記作動アームの長さ方向と横方向に対して遊びを持たせる状態で、前記樹脂製の爪部材を担持させるために、前記作動アームの先端部に装着孔を設け、
   前記爪部材には、前記装着孔に挿入する部材を、前記装着孔に遊びを持たせるように小さいサイズのものとして構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の紙搬送ローラの駆動制御装置。

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