JP4305125B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関し、特にシート材を搬送するシート材搬送手段の駆動機構に関するものである。

特開平８−２７３５号公報 特開平５−１７０５０号公報

従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置においては、シート材としての用紙を収容した給紙トレイから、所望の用紙を給紙し、当該用紙をシート材の搬送路に沿って配置された複数のシート搬送ローラによって、感光体ドラムや中間転写ベルト、あるいは中間転写ドラムの転写位置へと搬送し、これら感光体ドラムや中間転写ベルト、あるいは中間転写ドラム上に形成された白黒やフルカラーのトナー像を、用紙上に転写した後、定着することにより、画像を形成するように構成されている。

そのため、上記複写機やプリンタ等の画像形成装置では、上述したように、シート材の搬送路に沿って複数のシート搬送ローラを配置し、これら複数のシート搬送ローラによって、給紙トレイから給紙された用紙を、感光体ドラムや中間転写ドラム等の転写位置へ搬送するようになっている。また、上記複数のシート搬送ローラは、個々に駆動モータやクラッチを備えており、当該駆動モータやクラッチによって他の被駆動部材とは別個に回転駆動されるように構成されている。

しかし、上記の如く、複数のシート搬送ローラを回転駆動するために、シート搬送ローラ毎に駆動モータやクラッチを設けた場合には、駆動モータやクラッチの数が、シート搬送ローラに応じて複数必要となり、コスト高となるという問題点を有していた。

そこで、上記複数のシート搬送ローラを回転駆動するために必要な駆動モータやクラッチ等の数を削減可能な技術としては、例えば、特開平８−２７３５号公報や、特開平５−１７０５０号公報に開示されているものが既に提案されている。

上記特開平８−２７３５号公報に係る画像形成装置は、駆動源を同じにして同時に回転駆動する複数のシート材搬送手段を具備している画像形成装置において、前記駆動源の駆動力を１つのクラッチ手段を経由して前記各シート材搬送手段に伝達するように構成したものである。

また、上記特開平５−１７０５０号公報に係る給紙装置は、画像形成装置に付設されて画像形成手段に用紙を送り込む給紙装置であって、前記画像形成手段に送り込まれるべき用紙を収容した複数の給紙カセットと、これら各給紙カセットと前記画像形成手段とを結ぶ用紙搬送路と、前記各給紙カセットに対応して設けられ収容された用紙を選択的に取出すための用紙取出手段と、前記各給紙カセットに対応して設けられ前記用紙取出手段により取り出された用紙を前記用紙搬送路に搬出する搬出手段と、これら搬出手段の近傍にそれぞれ設けられ用紙を検知する用紙検知手段と、前記用紙取出手段および搬出手段による用紙搬送スピ−ドを用紙取出し時には画像形成手段の画像形成スピ−ドより高速とするとともに前記用紙検知手段により用紙取出しが検知されると搬出手段の用紙搬送スピ−ドを画像形成手段の画像形成スピ−ドと同じ速度に減速する速度調節手段と、を具備してなるように構成したものである。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平８−２７３５号公報に係る画像形成装置の場合には、駆動源の駆動力を１つのクラッチ手段を経由して各シート材搬送手段に伝達するように構成したものであり、クラッチ手段の数を削減することが可能であるものの、給紙カセットから用紙を給紙するためには、他の駆動源を設けざるを得ず、駆動モータ等の数が増加し、やはりコスト高になるという問題点を有している。また、上記特開平８−２７３５号公報に係る画像形成装置の場合には、クラッチ手段をシート材搬送手段の軸方向の外側に配置しているため、クラッチ手段が取り付けられたシート材搬送手段を交換する際に、当該シート材搬送手段を軸方向に沿った外側に取り外す必要があり、大きな操作スペースを必要とし、シート材搬送手段の交換作業が非常に煩雑となるという問題点を有している。

また、上記特開平５−１７０５０号公報に係る給紙装置の場合には、複数の給紙ユニットの各シャフトに、複数のベルトを介して駆動力を伝達する実施例が開示されているが、複数のシート材搬送手段の駆動を、他の被駆動部材と別個に切替えることができないという問題点を有している。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、複数のシート搬送ローラを回転駆動するために必要な駆動モータやクラッチ等の数を削減することが可能であるのは勿論のこと、他の被駆動部材を別個に駆動することが可能であり、しかも強度や組み立て性に優れた画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、同一の駆動源によって、複数のシート材搬送手段と、他の被駆動手段とを回転駆動するように構成した画像形成装置において、
前記同一の駆動源からの回転駆動力を、少なくとも複数のシート材搬送手段を回転駆動するための第１の回転駆動系と、他の被駆動手段を回転駆動する第２の回転駆動系とに、複数のギアを介して伝達するとともに、前記駆動力を伝達する複数のギアの途中に分岐用のギアを介在させることによって前記同一の駆動源からの回転駆動力を分岐し、複数のシート材搬送手段を回転駆動するための第１の回転駆動系の上流部であって、前記分岐位置よりも下流側に前記第１の回転駆動系への回転駆動力の伝達を断続するクラッチ手段を配置して、当該第１の回転駆動系への回転駆動力の伝達を、前記第２の回転駆動系への回転駆動力の伝達と独立して断続可能に構成するとともに、前記複数のシート材搬送手段の間で回転駆動力を伝達する駆動力伝達用のギアと、前記第２の回転駆動系の途中に介在される駆動力伝達用のギアとを同軸状に配置したことを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項２に記載された発明は、前記複数のシート材搬送手段の間で回転駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、前記第２の回転駆動系の途中に介在される駆動力伝達手段が、同一の軸に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

さらに、請求項３に記載された発明は、前記駆動源からの回転駆動力は、クラッチ手段を介して当該駆動源に近いシート材搬送手段に伝達され、前記シート材搬送手段に伝達された回転駆動力が、駆動力伝達手段を介してその他のシート材搬送手段に伝達されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

又、請求項４に記載された発明は、前記他の被駆動手段は、給紙手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

更に、請求項５に記載された発明は、前記複数のシート材搬送手段は、画像形成装置本体の内部に設置された給紙カセットから給送されたシート材を搬送する下流側のシート材搬送手段と、下段側に設置された給紙カセットから給送されたシート材を搬送する上流側のシート材搬送手段とからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

また、請求項６に記載された発明は、前記クラッチ手段は、電磁クラッチ又はばねクラッチからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

さらに、請求項７に記載された発明は、前記駆動力伝達手段は、ギア又はタイミングベルトからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

又、請求項８に記載された発明は、下流側のシート材搬送手段は、手差し給紙手段からのシート材を搬送するシート材搬送手段を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

更に、請求項９に記載された発明は、下流側のシート材搬送手段は、両面用の給紙経路からのシート材を搬送するシート材搬送手段を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

また、請求項１０に記載された発明は、前記シート材搬送手段には、その回転軸の軸方向端部にクラッチ手段を設け、当該クラッチ手段の軸方向外側に、他のシート材搬送手段への駆動力伝達手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

さらに、請求項１１に記載された発明は、前記クラッチ手段の軸方向外側に設けた駆動力伝達手段の径が、クラッチ手段の入力側のギアの外径以下であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置である。

又、請求項１２に記載された発明は、前記クラッチ手段の軸方向外側に設けた駆動力伝達手段の径が、軸方向に移動させたとき、クラッチ手段へ駆動力を伝達するギアの外径と干渉しない大きさであることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置である。

更に、請求項１３に記載された発明は、下流側のシート材搬送手段は、手差し給紙手段又は両面用の給紙経路からのシート材を搬送する専用のシート材搬送手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

この発明によれば、複数のシート搬送ローラを回転駆動するために必要な駆動モータやクラッチ等の数を削減することが可能であるのは勿論のこと、他の被駆動部材を別個に駆動することが可能であり、しかも強度や組み立て性に優れた画像形成装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２及び図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。

このフルカラープリンタ01は、図２及び図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）11, 12, 13, 14を有する画像形成ユニット1, 2, 3, 4と、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）21, 22, 23, 24と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34を照射する図２に示すレーザ光学ユニット03（露光装置）と、現像装置41, 42, 43, 44と、上記４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14のうちの２つの感光体ドラム11, 12に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）51及び他の２つの感光体ドラム13, 14に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）52と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）53と、この二次中間転写ドラム53に接触する転写ロール（転写部材）60とで、その主要部が構成されている。

感光体ドラム11, 12, 13, 14は、図３に示すように、共通の接平面M を有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 12, 13, 14軸に対し平行かつ所定の対象面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14と回転軸が平行であるように配置されている。

各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図２に示すレーザ光学ユニット03に入力される。このレーザ光学ユニット03では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34が変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13, 14に照射される。

上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラム（像担持体）が用いられ、これらの感光体ドラム11, 12, 13, 14は、例えば、95ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-840ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約-300Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。

その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面には、露光装置としてのレーザ光学ユニット03によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、レーザ光学ユニットで静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は-60 Ｖ以下程度にまで除電される。

また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像され、感光体ドラム11, 12, 13, 14上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。

この実施の形態では、現像装置41, 42, 43, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、一成分現像方式や非接触型の現像方式など、他の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。

現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42, 43, 44は、図２に示すトナーカートリッジ04Y ，04M ，04C ，04K からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー404 で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール401 の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール401 に現像剤を搬送するパドル403 によって、当該現像ロール401 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材402 によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、30〜50ｇ／ｍ2 であり、また、このとき現像ロール401 上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜35μＣ／g 程度である。

上記現像装置41, 42, 43, 44で使用されるトナーとしては、次式で規定される形状係数ＭＬＳ２が１００〜１４０、例えば、ＭＬＳ２＝１３０程度のもので、平均粒径が３μｍ〜１０μｍの所謂" 球形トナー" が用いられる。
ＭＬＳ２＝｛（トナー粒子の絶対最大長）×２）｝
／｛（トナー粒子の投影面積）×π×１／４×１００｝

上記現像ロール401 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。この現像ロール401 にAC＋DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール401 上のトナーを感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、この現像バイアス電圧はACが4 ｋＨｚ、1.5 ｋＶppで、ＤＣが-230Ｖ程度である。

次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ （Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム11, 12上に形成されたイエロー（Ｙ）及びマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13, 14上に形成されたシアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二重色像が形成される。

上記第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 上に感光体ドラム11,12,13,14 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500 Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位は、+380Ｖ程度が望ましい。

この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が42ｍｍに形成され、抵抗値は１０8 Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝102 〜103 Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層（Ｒ＝105 〜109 Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝105 〜109 Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。

このように第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に二次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック （Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。

この二次中間転写ドラム53上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14から第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500Ｖ程度に設定することが望ましい。

この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と同じ42ｍｍに形成され、抵抗値は１０11Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝102 〜103 Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。

次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る転写用紙101 上に３次転写される。この転写用紙101 は、図３に示すような紙送り工程を経てレジストローラ90を通過し、二次中間転写ドラム53と転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、転写用紙101 上に形成された最終的なトナー像は、定着器06によって熱及び圧力で定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。

転写ロール60は、例えば、外径が20ｍｍに形成され、抵抗値は１０8 Ω程度に設定される。この転写ロール60は、金属シャフトの上にウレタンゴム等からなる半導電性の被覆層62を設け、この被覆層の上にポリイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂に相当する値以上の表面微小硬度を有するチューブを被覆して構成されている。具体的には、チューブ63としてポリイミド樹脂またはポリエーテルイミド樹脂からなるものが用いられる。転写ロール60に印加される電圧は、雰囲気温度、湿度、用紙の種類（抵抗値等）等によって最適値が異なり、概ね+1200 〜5000Ｖ程度である。この実施の形態では、定電流方式を採用しており、常温常湿環境下で約+6μＡの電流を通電して、ほぼ適正な転写電圧(+1600〜2000Ｖ) を得ている。

ところで、この実施の形態は、同一の駆動源によって、複数のシート材搬送手段と、他の被駆動手段とを回転駆動するように構成した画像形成装置において、前記同一の駆動源からの回転駆動力を、少なくとも複数のシート材搬送手段を回転駆動するための第１の回転駆動系と、他の被駆動手段を回転駆動する第２の回転駆動系とに分岐し、複数のシート材搬送手段を回転駆動するための第１の回転駆動系の上流部に、クラッチ手段を配置して、当該第１の回転駆動系への回転駆動力の伝達を断続可能にするとともに、前記複数のシート材搬送手段の間で回転駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、前記第２の回転駆動系の途中に介在される駆動力伝達手段とを同軸状に配置するように構成されている。

また、この実施の形態では、前記複数のシート材搬送手段の間で回転駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、前記第２の回転駆動系の途中に介在される駆動力伝達手段が、同一の軸に取り付けられるように構成されている。

さらに、この実施の形態では、前記駆動源からの回転駆動力は、クラッチ手段を介して当該駆動源に近いシート材搬送手段に伝達され、前記シート材搬送手段に伝達された回転駆動力が、駆動力伝達手段を介してその他のシート材搬送手段に伝達されるように構成されている。

又、この実施の形態では、前記複数のシート材搬送手段は、画像形成装置本体の内部に設置された給紙カセットから給送されたシート材を搬送する下流側のシート材搬送手段と、下段側に設置された給紙カセットから給送されたシート材を搬送する上流側のシート材搬送手段とからなるように構成されている。

すなわち、この実施の形態では、図２に示すように、フルカラープリンタ01内の下部に、シート材としての用紙が収容される給紙カセット100 が配設されている。この給紙カセット100 の底部には、用紙101 を載置するボトムプレート102 が、支点103 を中心にして傾動自在かつ上方に付勢された状態で設けられており、当該ボトムプレート102 上に積載された用紙101 の先端部を、ピックアップローラ104 に当接させるように構成されている。また、上記給紙カセット100 の先端部に対応した位置は、当該給紙カセット100 から給紙される用紙101 を、１枚ずつ捌いた状態で給紙するためのフィードローラ105 とリタードローラ106 とが、互いに圧接した状態で配設されている。さらに、上記フィードローラ105 とリタードローラ106 との斜め上方には、これらフィードローラ105 とリタードローラ106 によって１枚ずつ捌かれて給紙される用紙101 を、二次中間転写ドラム53へ搬送するための第１のシート材搬送手段としての第１のシート搬送ローラ107 が配設されているとともに、当該第１のシート搬送ローラ107 から折り返すように、斜め上方に配置された第２のシート材搬送手段としての第２のシート搬送ローラ108 が配設されている。また、上記第２のシート搬送ローラ108 の斜め上方には、レジストローラ90が配置されている。

上記第２のシート搬送ローラ108 は、給紙カセット100 から給送される用紙101 以外に、図示しない手差しトレイから給紙ローラ08によって給送される用紙101 や、両面用搬送路07を介して搬送される用紙101 をも搬送するように配置されている。

ただし、これに限定されるものではなく、第１のシート搬送ローラ107 は、給紙カセット100 から給送される用紙101 を、直接レジストローラ90に搬送するように構成し、第２のシート搬送ローラ108 は、図示しない手差しトレイから給紙ローラ08によって給送される用紙101 、及び両面用搬送路07を介して搬送される用紙101 のみを、レジストローラ90に搬送するように構成しても良い。

上記第１のシート搬送ローラ107 は、図１に示すように、回転軸110 に所定の間隔で取り付けられた複数のゴム状のローラ部材111 を備えており、これら複数のローラ部材111 には、個別に設けられた補助ローラ112 がそれぞれ当接されている。また、上記第２のシート搬送ローラ108 も、同様に、回転軸113 に所定の間隔で取り付けられた複数のゴム状のローラ部材114 を備えており、これら複数のローラ部材114 には、個別に設けられた補助ローラ115 がそれぞれ当接されている。なお、上記複数の補助ローラ112 、115 は、図示しない回転軸に一体的に取り付けられていても良いことは勿論である。

図１及び図４は上記フルカラープリンタ01の給紙搬送系を駆動するための駆動装置を示す斜視構成図である。

図１及び図４において、116 はフルカラープリンタ01の給紙搬送系を駆動する駆動源としての駆動モータを示すものであり、この駆動モータ116 の回転軸には、別体として取り付けられるか、又は回転軸に一体的に形成された駆動ギア117 が設けられている。上記駆動ギア117 には、大小のギアが同軸かつ一体的に設けられた第１の減速ギア118 と、同じく大小のギアが同軸かつ一体的に設けられた第２の減速ギア119 を介して、クラッチ手段としての電磁クラッチ120 に設けられた入力側のギア121 が噛み合わされている。この電磁クラッチ120 は、後述する第１の駆動力伝達系151 の上流部に配置されている。また、上記電磁クラッチ120 には、第２のシート搬送ローラ108 の回転軸113 が取り付けられており、当該電磁クラッチ120 をＯＮ状態とすると、第２のシート搬送ローラ108 の回転軸113 に回転駆動力が伝達され、第２のシート搬送ローラ108 の回転軸113 が回転駆動されるとともに、第２のシート搬送ローラ108 の回転軸113 の先端に設けられた出力側のギア122 も回転駆動されるようになっている。

一方、上記電磁クラッチ120 をＯＦＦ状態とすると、当該電磁クラッチ120 の入力側のギア121 は回転するが、出力側のギア122 には、回転駆動力が伝達されず、出力側のギア122 は停止したまま、つまり第２のシート搬送ローラ108 の回転軸113 も停止したままの状態となる。

この実施の形態では、クラッチ手段の軸方向外側に設けた駆動力伝達手段の径が、クラッチ手段の入力側のギアの外径以下であるように構成されている。また、この実施の形態では、クラッチ手段の軸方向外側に設けた駆動力伝達手段の径が、軸方向に移動させたとき、クラッチ手段へ駆動力を伝達するギアの外径と干渉しない大きさであるように構成されている。

具体的には、電磁クラッチ120 の軸方向の外側に取り付けられた出力側のギア122 は、電磁クラッチ120 の入力側のギア121 よりも外径が小さく設定されている。また、上記出力側のギア122 は、電磁クラッチ120 の入力側のギア121 に駆動力を伝達するギア119 ａの外径と干渉しない大きさ、つまり当該ギア119 ａの外径よりも小さく形成されている。

また、上記電磁クラッチ120 に設けられた出力側のギア122 には、第１のアイドラーギア123 が噛み合わされており、この第１のアイドラーギア123 には、第１のシート搬送ローラ107 の回転軸110 の先端に設けられたギア124 が噛み合わされている。

さらに、上記第２の減速ギア119 の直径の小さいギア119 ｂには、駆動モータ116 からの駆動系を、第１及び第２のシート搬送ローラ107 、108 を回転駆動するためにに伝達する第１の駆動力伝達系151 と、他の被駆動部材を回転駆動するためにに伝達する第２の駆動力伝達系152 との２つの駆動力伝達系に分岐するため、直径の比較的大きい分岐用のギア125 が噛み合わされている。この分岐用のギア125 には、大小のギアが同軸かつ一体的に設けられた第２のアイドラーギア126 の直径の小さいギア126 ａが噛み合わされており、当該第２のアイドラーギア126 は、前記第１のアイドラーギア123 と回転軸127 を共通にして同軸に、かつ個別に回転自在なように取り付けられている。また、上記回転軸127 は、プリンタの図示しないフレームに両端が支持された両持ち状態で取り付けられている。

また、上記第２のアイドラーギア126 の直径の大きいギア126 ｂは、フィードローラ105 の回転軸128 の先端部に取り付けられたギア129 に噛み合わされているとともに、当該ギア129 には、周方向に沿って一部歯のない部分が設けられた歯欠けギア130 が噛み合わされている。また、上記フィードローラ105 の回転軸128 の先端には、もう１つ別のギア131 が回転自在に取り付けられており、このギア131 は、歯欠けギア130 と一体的に設けられたギア132 と噛み合っている。さらに、上記歯欠けギア130 には、ピックアップローラ10４の回転軸132 先端部に設けられたギア133 が噛み合わされている。

上記歯欠けギア130 と一体的に設けられたギア134 の一側面には、円筒状の部材135 が一体的に設けられているとともに、当該円筒状部材135 の側面には、突起136 が設けられている。そして、上記円筒状部材135 は、突起136 に係止されたコイルスプリング137 によって、矢印方向に沿って付勢されている。さらに、上記ギア134 の外周には、当該ギア132 の歯と作動杆138 が噛み合うことによって、ギア134 及び歯欠けギア130 の回転を停止させるソレノイド139 が配置されている。そして、上記歯欠けギア130 の歯のない部分130 ａが、駆動側のギア129 と対向しているときに、ソレノイド139 をＯＦＦ状態として、作動杆138 をギア134 の歯に噛み合わせて、ギア134 及び歯欠けギア130 の回転を停止させる。次に、所定のタイミングでソレノイド139 をＯＮ状態とすることによって、作動杆138 をギア134 の歯から離間させ、当該ギア134 をコイルスプリング137 の付勢力と回転自在なギア131 との噛み合わせによって矢印方向にスムーズに回転させ、歯欠けギア130 の歯のある部分を、駆動側のギア129 と噛み合わせ、当該歯欠けギア130 を再度歯のない部分130 ａと噛み合うまで、駆動側のギア129 によって回転駆動させる。その結果、上記ギア133 を介してピックアップローラ104 の回転軸132 を間欠的に回転駆動させ、ピックアップローラ104 によって給紙カセット100 内の用紙101 を１枚ずつ順に給紙するように構成されている。

なお、図１中、141 、142 は駆動モータ116 の回転駆動力を他の被駆動部材に直接伝達するためのギアをそれぞれ示している。

以上の構成において、この実施の形態に係るフルカラープリンタでは、次のようにして、複数のシート搬送ローラを回転駆動するために必要な駆動モータやクラッチ等の数を削減することが可能であるのは勿論のこと、他の被駆動部材を別個に駆動することが可能であり、しかも強度や組み立て性に優れたものとなっている。

すなわち、この実施の形態に係るフルカラープリンタでは、図１及び図４に示すように、フルカラーや白黒の画像をプリントする際に、給紙系を駆動する駆動モータ116 を回転駆動して、当該駆動モータ116 の回転駆動力を、第２の駆動力伝達系152 を介して、ピックアップローラ104 に伝達する。その際、第１の駆動力伝達系151 に設けられた電磁クラッチ120 は、ＯＦＦ状態となっており、第１及び第２のシート搬送ローラ107 、108 は、停止した状態となっている。

更に説明すると、上記駆動モータ116 の回転駆動力は、第２の駆動力伝達系152 を介して、ピックアップローラ104 に伝達されるが、ピックアップローラ104 の直前に介在された歯欠けギア130 は、その歯のない部分130 ａが、駆動側のギア129 と対向しており、しかも、ソレノイド139 がＯＦＦ状態となっている。そのため、上記ソレノイド139 の作動杆138 は、ギア134 の歯に噛み合わっており、当該ギア134 及び歯欠けギア130 の回転が停止されている。よって、上記歯欠けギア130 からギア133 を介して駆動力を伝達されるピックアップローラ104 は、停止した状態となっている。

次に、図５に示すように、上記ソレノイド139 を所定の時間だけＯＮ状態とすると、当該ソレノイド139 の作動杆138 が、ギア134 の歯から離間し、当該ギア134 は、コイルスプリング137 によって付勢されて矢印方向に回転し、歯欠けギア130 は、駆動側のギア129 と噛み合って回転駆動される。すると、歯欠けギア130 からギア133 を介して駆動力を伝達されるピックアップローラ104 も、回転駆動され、給紙トレイ100 から最上位の用紙101 が、ピックアップローラ104 によって送り出される。

上記ピックアップローラ104 によって送り出された用紙101 は、駆動側のギア129 により回転駆動されるフィードローラ105 とリタードローラ106 によって、１枚ずつ捌かれた状態で、給紙トレイ100 から給紙される。

なお、上記ピックアップローラ104 は、給紙トレイ100 の最上位の用紙101 を給紙した後、歯欠けギア130 の歯のない部分130 ａが、駆動側のギア129 と対向することによって停止する。

その後、図５に示すように、所定のタイミングで、電磁クラッチ120 をＯＮ状態とすることによって、駆動モータ116 の回転駆動力は、第１の駆動力伝達系151 を介して、第１及び第２のシート搬送ローラ107 、108 が回転駆動される。

更に説明すると、上記駆動モータ116 の回転駆動力は、第１の駆動力伝達系151 を介して、電磁クラッチ120 の入力側のギア121 に伝達されるが、当該電磁クラッチ120 は、ＯＮ状態となっているため、電磁クラッチ120 の入力側のギア121 に伝達された回転駆動力は、そのまま出力側のギア122 に伝達される。そして、この電磁クラッチ120 の出力側のギア122 に、回転軸113 が取り付けられた第２のシート搬送ローラ108 が回転駆動される。また、同時に、上記電磁クラッチ120 の出力側のギア122 に、第１のアイドラーギア123 を介して、噛み合っているギア124 に取り付けられた第１のシート搬送ローラ107 も回転駆動されることになる。そして、上記給紙トレイ100 から給紙された用紙101 は、図５に示すように、第１のシート搬送ローラ107 、及び第２のシート搬送ローラ108 によって、レジストローラ90へと搬送され、電磁クラッチ120 が一旦ＯＦＦ状態となる。

その後、上記用紙101 は、図５に示すように、電磁クラッチ120 が再度ＯＮ状態となるとともに、図示しない電磁クラッチによりＯＮ／ＯＦＦされるレジストローラ90によって、二次中間転写ドラム53の転写位置へと搬送され、フルカラーや白黒のトナー像が転写されるとともに、定着器へと搬送され、定着処理が施されて、用紙101 へのフルカラーや白黒の画像のプリント工程が終了する。なお、上記電磁クラッチ120 やレジストローラ90用の電磁クラッチは、レジストローラ90の上流側に配置されたレジセンサによって、ＯＮ／ＯＦＦされる。

このように、上記実施の形態に係るフルカラープリンタでは、図１に示すように、第１のシート搬送ローラ107 及び第２のシート搬送ローラ108 を、所定のタイミングで回転駆動するために、１つの電磁クラッチ120 を設ければよく、クラッチの数が１つでよく、部品点数の低減が可能であり、低コスト化が達成できる。

また、上記実施の形態に係るフルカラープリンタでは、図１に示すように、第１のシート搬送ローラ107 及び第２のシート搬送ローラ108 を回転駆動する第１の駆動力伝達系151 と、ピックアップローラ104 やフィードローラ105 を回転駆動する第２の駆動力伝達系152 とに分岐されており、これら第１の駆動力伝達系151 と第２の駆動力伝達系152 とを、１つの駆動モータ116 で回転駆動することができるので、この点からも、駆動モータ116 が１つで済み、部品点数の低減が可能であり、低コスト化が達成できる。

さらに、上記実施の形態に係るフルカラープリンタでは、図１に示すように、第１の駆動力伝達系151 と第２の駆動力伝達系152 とに分岐する第１のアイドラーギア123 及び第２のアイドラーギア126 を同軸に配置したので、当該第１のアイドラーギア123 及び第２のアイドラーギア126 に共に回転駆動力が作用した場合であっても、同軸に配置された第１及び第２のアイドラーギア123 、126 を、両持ち支持状態で支持することができ、回転駆動力の伝達系を強固に支持することができ、当該駆動力伝達部材を片持ち状に支持した場合に比べて、駆動力伝達部材に曲げモーメント等が作用することがなく、強度が高く、しかも、組み立てが容易である。

また、上記実施の形態に係るフルカラープリンタでは、電磁クラッチ120 の軸方向の外側に取り付けられた出力側のギア122 は、電磁クラッチ120 の入力側のギア121 よりも直径が小さく設定されている。また、上記出力側のギア122 は、電磁クラッチ120 の入力側のギア121 に駆動力を伝達するギア119 ａの外径と干渉しない大きさ、つまり当該ギア119 ａの外径よりも小さく形成されている。そのため、電磁クラッチ120 が取り付けられた第２のシート材搬送ローラ108 を交換する場合や、修理などの場合に、この電磁クラッチ120 が取り付けられた第２のシート材搬送ローラ108 を、軸方向の内側にスライドさせれば、他の部材と干渉せずに容易に取り外すことが可能となっている。

なお、上記実施の形態では、給紙カセット100 が１段の場合について説明したが、給紙カセット100 は、２段以上設けられていても良い。この場合、複数のシート材搬送手段は、画像形成装置本体の内部に設置された給紙カセットから給送されたシート材を搬送する下流側のシート材搬送手段と、下段側に設置された給紙カセットから給送されたシート材を搬送する上流側のシート材搬送手段とからなるように構成される。

また、上記実施の形態では、駆動力伝達手段として、ギアを用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、タイミングベルト等を用いても良い。

さらに、上記実施の形態では、クラッチ手段として、電磁クラッチを用いた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ばねクラッチ等を用いても良い。

図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタのシート材搬送手段の駆動系を示す要部斜視図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタを示す構成図である。 図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタの画像形成部を示す構成図である。 図４はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタのシート材搬送手段の駆動系を示す要部斜視図である。 図５は電磁クラッチ及びソレノイドをＯＮ／ＯＦＦさせるタイミングを示すタイミングチャートである。

符号の説明

107 ：第１のシート搬送ローラ、108 ：第２のシート搬送ローラ、116 ：駆動モータ（駆動源）、120 ：電磁クラッチ、123 ：第１のアイドラーギア、126 ：第２のアイドラーギア、127 ：同軸状の回転軸、151 ：第１の駆動力伝達系、152 ：第２の駆動力伝達系。

Claims (13)

1. 同一の駆動源によって、複数のシート材搬送手段と、他の被駆動手段とを回転駆動するように構成した画像形成装置において、
   前記同一の駆動源からの回転駆動力を、少なくとも複数のシート材搬送手段を回転駆動するための第１の回転駆動系と、他の被駆動手段を回転駆動する第２の回転駆動系とに、複数のギアを介して伝達するとともに、前記駆動力を伝達する複数のギアの途中に分岐用のギアを介在させることによって前記同一の駆動源からの回転駆動力を分岐し、複数のシート材搬送手段を回転駆動するための第１の回転駆動系の上流部であって、前記分岐位置よりも下流側に前記第１の回転駆動系への回転駆動力の伝達を断続するクラッチ手段を配置して、当該第１の回転駆動系への回転駆動力の伝達を、前記第２の回転駆動系への回転駆動力の伝達と独立して断続可能に構成するとともに、前記複数のシート材搬送手段の間で回転駆動力を伝達する駆動力伝達用のギアと、前記第２の回転駆動系の途中に介在される駆動力伝達用のギアとを同軸状に配置したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数のシート材搬送手段の間で回転駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、前記第２の回転駆動系の途中に介在される駆動力伝達手段が、同一の軸に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記駆動源からの回転駆動力は、クラッチ手段を介して当該駆動源に近いシート材搬送手段に伝達され、前記シート材搬送手段に伝達された回転駆動力が、駆動力伝達手段を介してその他のシート材搬送手段に伝達されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記他の被駆動手段は、給紙手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記複数のシート材搬送手段は、画像形成装置本体の内部に設置された給紙カセットから給送されたシート材を搬送する下流側のシート材搬送手段と、下段側に設置された給紙カセットから給送されたシート材を搬送する上流側のシート材搬送手段とからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記クラッチ手段は、電磁クラッチ又はばねクラッチからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記駆動力伝達手段は、ギア又はタイミングベルトからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 下流側のシート材搬送手段は、手差し給紙手段からのシート材を搬送するシート材搬送手段を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 下流側のシート材搬送手段は、両面用の給紙経路からのシート材を搬送するシート材搬送手段を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 前記シート材搬送手段には、その回転軸の軸方向端部にクラッチ手段を設け、当該クラッチ手段の軸方向外側に、他のシート材搬送手段への駆動力伝達手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
11. 前記クラッチ手段の軸方向外側に設けた駆動力伝達手段の径が、クラッチ手段の入力側のギアの外径以下であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記クラッチ手段の軸方向外側に設けた駆動力伝達手段の径が、軸方向に移動させたとき、クラッチ手段へ駆動力を伝達するギアの外径と干渉しない大きさであることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
13. 下流側のシート材搬送手段は、手差し給紙手段又は両面用の給紙経路からのシート材を搬送する専用のシート材搬送手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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